עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > מטאורולוגיה [אקלים ומזג האוויר] > מזג אוויר > סופות וסערות
מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכיתאוניברסיטת תל אביב. בית ספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי



תקציר
על רוחות באטמוספירה, על שקעים ורמות, על מערכות לחץ בתנועה, על הוריקנים וטייפונים, על גלים ושיטפונות ועל הטורנדו.



רוחות וסופות
מחברים: יואב יאיר; ד"ר רמי קליין



רוחות באטמוספרה


הרוח היא תנועה של האוויר: היא יכולה להיות רכה וענוגה, חרישית ושלווה, אך גם סוערת ופראית, בעלת עצמה שתעקור עץ משורשיו ובית מיסודותיו.

הכוח המניע את הרוח ממקום למקום הוא הפרשים בלחץ האוויר: הרוח נעה מאזור שיש בו לחץ אוויר גבוה (הנקרא "רמה" או "רכס") לאזור שיש בו לחץ אוויר נמוך יותר (הנקרא "שקע" או "אפיק"). האטמוספרה "שואפת" לאזן הפרשים אלה וליצור לחץ אחיד.



התפלגות הלחצים באטמוספרה של כדור הארץ קובעת מאין ולאן ינשבו הרוחות, ותנועתן משפיעה על מזג האוויר בכל מקום. מקובל להגדיר את כיוון הרוח על פי הכיוון שהיא נושבת ממנו: רוח צפונית נושבת מצפון, ופניה לדרום. קביעה זו מתבססת על העובדה שהאוויר "סופג" את תכונות האזור ממנו הוא מגיע: אוויר המגיע מהים יהיה לח ואוויר מהמדבר - חם ויבש.
רוחות מערביות בישראל
רוחות מזרחיות בישראל

על שקעים ועל רמות


כדור הארץ אינו אחיד במבנהו - יבשות ואוקיינוסים, הרים ומישורים, כיפות קרח ומדבריות. לפני השטח יש תכונות פיסיקליות שונות, ועקב כך - טמפרטורה שונה. לחץ האוויר משתנה ממקום למקום בהתאם לטמפרטורה ולתכונות נוספות של פני השטח. כך נוצרים אזורים של לחץ גבוה - רמות, ואזורים של לחץ נמוך - שקעים. אזורים אלה נקראים "מערכות לחץ".



בדומה למפה טופוגרפית, אפשר למפות את תפרוסת הלחצים על פני אזור מסוים, וממפת מערכות הלחץ אפשר לקבל מידע על מהירות הרוח, על כיוון הרוח ועל מזג-האוויר האופייני בכל אזור. ישנם כמה גורמים הקובעים את עצמתה ואת מסלולה של הרוח בדרכה מהלחץ הגבוה אל הנמוך: סיבוב כדור הארץ, צורת פני השטח ומידת החיכוך עם הקרקע, כמה עקלתוני המסלול שלה ומהו הפרש הלחצים לאורך דרכה. גורמים אלה פועלים בכל רגע ומשנים את מהירות הרוח ואת כיוונה משנייה לשנייה.



מערכות לחץ בתנועה


מערכות הלחץ באטמוספרה - השקעים והרמות - אינן נשארות קבועות במקומן, אלא נעות ממקום למקום תוך כדי השפעה על מזג האוויר.

אזורי לחץ גבוה - רמות או רכסים - מתאפיינים במזג אוויר יציב, בדרך כלל ללא עננים ומשקעים; הרוחות חלשות ושינויי הטמפרטורה - מתונים. האוויר ברמה נע עם כיוון השעון ומתבדר על מנת לסלק את "עודף" הלחץ במרכז. לתרשים של רמה ברומטרית

לעומתם, שקעים נוצרים ונעלמים בפרקי זמן של ימים בודדים, ובמהלך חייהם מתלוות אליהם תופעות מזג אוויר מגוונות - עננים, משקעים, רוחות חזקות, שינויי טמפרטורה חריפים ולעתים גם ברקים, ברד או סופות חול. האוויר בשקע נע נגד כיוון השעון ומתכנס למרכזו כדי "למלא" את החסר.
לתרשים של שקע ברומטרי

בקווי הרוחב הממוזגים יש לשקעים ולרמות תפקיד חשוב בהעברת עודפי החום מאזור קו המשווה לכיוון הקטבים. השקעים והרמות הם מעין "מערבלים" גדולים, אשר מערבבים את האוויר החם מהדרום עם האוויר הקר יותר בצפון. לעומת שקעים אלה, באזורי קו המשווה נוצרים שקעים מסוג אחר - אזורי לחץ נמוך המהווים את המצע שמתפתחות עליו סופות הענק, ההוריקנים.



הוריקנים - סופות הענק מהאוקיינוס


הוריקנים נוצרים מעל המים החמימים של האוקיינוסים הטרופיים. תחילתם - במצבור של סופות רעמים המתפתחות באטמוספרה החמה והלחה שמעל האוקיינוסים.

ענני סופות הרעמים - קומולונימבוס שמם - פועלים כמעין "ארובות", הסוחפות לתוכן עוד ועוד אדי מים. אדי המים מתעבים לטיפות. אחר כך, כשהטיפות מגיעות לגובה רב יותר שהטמפרטורה בו נמוכה, הן קופאות והופכות גבישי קרח וחלקיקי ברד. תהליכים אלה מזרזים את התפתחות הסופה.

מצבור כזה של סופות רעמים יוצר אזור של לחץ נמוך - שקע קטן היונק לתוכו אוויר ואדי מים מהסביבה הקרובה אליו. "משאבה" זו מעצימה את הרוחות ואת האנרגיה של המערבולת, ונוצר תהליך של משוב חיובי, שהסופה מגבירה בו את כוחה בעצמה.

כאשר קוטר השקע גדל ל-500 קילומטרים והרוחות עוברות את סף המהירות של 60 קילומטרים לשעה, המערבולת מקבלת צורה ספירלית מוכרת של רצועות עננים המסודרות בצורת פסים המסתחררים לעבר המרכז. הסופה מוכרזת רשמית כ"הוריקן", כאשר הרוחות מגיעות למהירות הגבוהה מ-120 קילומטרים בשעה.

הוריקנים שכיחים במיוחד באוקיינוס האטלנטי הטרופי, בעיקר בעונת הקיץ. הם נוצרים גם במימיו החמים של האוקיינוס השקט, ואז הם מכונים טייפונים. בכל עונה נוצרות בין 60 ל-100 סופות טרופיות, אולם למרבה המזל רק חלק קטן מהן מצליחות להתעצם עד לחוזק של הוריקן. הן נישאות ברוחות המזרחיות אשר נושבות באזור המשווה ונעות לעבר המערב.

האזורים המועדים לפורענות הם בדרך כלל חופי דרום אמריקה, האיים הקריביים ומפרץ מכסיקו וחופי פלורידה וטקסס שבארצות הברית. בדרום-מזרח אסיה סופגות את עיקר הפגיעה יפן, סין, וייטנאם והפיליפינים.



גשמים, גלים ושיטפונות


כאשר סופת ההוריקן נמצאת בלב האוקיינוס, הרחק מהחוף, הרוחות העזות גורמות להיווצרות גלים גבוהים, אשר יכולים להתנשא לגובה של 30 מטר. אסונות ימיים רבים התרחשו בשל הגלים הגבוהים שנוצרו בסופות הוריקן.

בלב הסופה נמצא אזור שקט המכונה "העין"; קל להבחין בו בתצלומי לוויין. אולם מכיוון שהסופה נמצאת בתנועה, גם "העין" נעה, ולכן ספינה הנמצאת בלב האוקיינוס לא זוכה לרגיעה אלא לפרק זמן קצר.

עם התקרבותה של סופת הוריקן לחוף מתרחשים מספר תהליכים בו-זמנית, אשר גורמים נזקים גדולים לרכוש ולחיים. גלי הגאות העצומים שנשאה הרוח לגבהים גדולים, מתנפצים על החוף ומשחררים אנרגיה עצומה על הקרקע. חופים שלמים יכולים להיעלם ולהיבלע עקב פעולת הכתישה של גלי הסופה. מובן שאם איתרע מזלה של עיר או יישוב להיקלע לנתיבה של סופת הוריקן (כמו, למשל, ערי החוף באיי הקריביים ובמדינות פלורידה וטקסס) - יגרמו להם נזקים כבדים ביותר.

נוסף לכך, היות שבעין ההוריקן שורר לחץ נמוך מאוד, פני הים מתרוממים וגואים שכן משקל קטן יותר של אוויר לוחץ עליהם. עקב כך נוצרת בים במרכז ההוריקן מעין "תפיחה" של מים - כלומר, אזור שמפלס פני המים בו גבוה מהרגיל. כאשר בליטה זו של מי הים פוגעת בחוף, היא מנחיתה מהלומה עצומה על כל האזור.

יחד עם הגלים האדירים יורדות כמויות עצומות של גשם מענני הסערה, ובתוך פרק זמן קצר יכולים להיווצר תנאי שיטפון. במקומות וביישובים שתנאי פני השטח בהם אינם מאפשרים ניקוז יעיל, יש לשיטפון הנוצר מגשמי ההוריקן יכולת הרס לא מבוטלת.



סופה של הסופה


כאשר מרכז סופת ההוריקן מגיע ליבשה, היא מתחילה להיחלש, והרוחות העזות מאטות את מהירותן. תהליך זה מתרחש משום ש"המנוע" של הסופה ניתק מאספקת ה"דלק", שהן כמויות אדי המים המגיעות ממי האוקיינוס החמימים.

גם החיכוך עם היבשה מפעיל כוח על האוויר, ולכן גוברת ההתנגדות לרוחות, והסופה גוועת תוך יום או יומיים: העננים ממטירים את המים שאגרו, הרוחות נחלשות והסופה נעלמת כלא הייתה.

אולם צלקות ההוריקן נשארות למשך שנים, ולעתים משתנים קווי המתאר של החוף לבלי הכר. במדינה הדרום-אמריקנית בליז הוזז מיקום עיר הבירה אל פנים המדינה כדי להימנע מפגיעות חוזרות ונשנות של סופות הוריקן.



חיזוי, התראה והתגוננות


בגלל עצמתן ההרסנית של סופות ההוריקן והטייפון חשוב מאוד לדעת את מסלולה של סופה ואת עצמתה. לשם כך נעזרים החזאים וחוקרי האטמוספרה בלוויינים: מבט ממרחק רב על מערכות העננים מאפשר לזהות שקע טרופי עוד בשלבי חייו הראשונים, לפני שהוא גדל ומתחזק לעצמת הוריקן. לוויינים "רואים" באמצעות חיישנים שונים את האטמוספרה ויכולים למדוד את עצמת הרוח, את עובי העננים ואת טמפרטורת מי הים.

כאשר מאתרים סופה טרופית, מתחיל מעקב רציף אחרי תנועתה ואחרי מהירות הרוחות הנושבות בתוכה. ברגע שהסופה מתעצמת, היא זוכה לשם - על פי סדר הא'-ב': "אלברט", "ברטה", "צ'רלי" וכו', לפי הסדר של אותה עונה. אמצעי התקשורת נוהגים להזהיר בפני הסופה המתקרבת תוך התייחסות "אישית" לשם שניתן לה. כך, למשל, הוריקן "אופל" היה הרסני מאוד וגרם נזקים כבירים למדינת פלורידה בארצות הברית. הוריקן "פאולין" הכתה בעיר המקסיקנית אקפולקו, הרסה כבישים והחריבה את רובעי העוני של העיר, שנשטפו בכמויות הגשם הגדולות שהומטרו על העיר.

כשיש מידע על הגעת הוריקן לאזור החוף, ננקטים בדרך כלל צעדי התגוננות, ומקובל לפנות את התושבים, להצטייד בתאורת חירום ובאספקה, שכן צפוי ניתוק ובידוד של אזורים רבים בשל ההוריקן. מטעמים מובנים ההחלטה על פינוי אוכלוסייה קשה וחייבת להתקבל על סמך מידע מדויק מאוד.



טורנדו - המשפך הקטלני


לעומת המערבולת הגדולה של ההוריקן המשתרעת על פני מאות קילומטרים, סופת הטורנדו מרוכזת וקטנה הרבה יותר - גם במרחב וגם בזמן.

סופת טורנדו נראית כמו משפך צר הנמשך מחלקו התחתון של ענן גדול לעבר הקרקע. היא נמשכת מספר דקות, וקוטרה מגיע למאות מטרים עד קילומטרים אחדים. מהירות הרוח במערבולת הטורנדו מגיעה ליותר מ-250 קמ"ש, והיא יוצרת יניקה עצומה "השואבת" לתוכה כל דבר הנקרה בדרכה.

סופת טורנדו נוצרת בעננים של סופות רעמים, קומולונימבוס, כשיש תנאים מיוחדים באטמוספרה. עננים אלה מאפיינים את החזית הקרה של שקעים "רגילים". לא כל ענן יוצר טורנדו. למעשה, רובם המכריע של העננים אינם יוצרים טורנדו. אולם אם במצב מסוים כיוון הרוח ועצמתה באזור שמתפתח בו הענן משתנים בצורה חדה עם העלייה בגובה (מצב הקרוי "גזירת רוח"), נוצרת בתוך הענן תנועה סיבובית, היוצרת כעבור זמן קצר משפך מתחת לבסיס הענן. כאשר המשפך פוגע בקרקע, הוא נקרא טורנדו.

טורנדו הוא אזור זעיר שקיים בתוכו לחץ אוויר נמוך מאוד. עקב כך, האוויר מכל העברים מתכנס במהירות עצומה לתוך השקע הזעיר ונישא כלפי מעלה, לעבר הענן. העצמה של התכנסות האוויר כה גדולה, עד כי משאיות הנקלעות לנתיב הטורנדו מועפות באוויר כפיסות של קש, ובתים נתלשים ממקומם כאילו היו עשויים מנייר.



הרס מוחלט בשתי דקות


משפך הטורנדו יוצר סביבו ענני אבק גדולים, המתערבלים סביב נקודת הפגיעה בקרקע. הטורנדו נע עם ענן הקומולונימבוס שיצר אותו, ובנתיב צר מאוד - שרוחבו מגיע למאות מטרים בודדות ולעתים אף פחות מכך - הוא זורע הרס עצום. מעבר לנתיב ההרס כמעט שלא נהרס דבר, והפגיעות היחידות נגרמות מחפצים שהועפו על ידי הרוחות החזקות.

סופות טורנדו שכיחות בעיקר באזורים מישוריים, כגון מרכז ארצות-הברית, אוסטרליה, בנגלה-דש והודו. בישראל מתרחשות לעתים סופות טורנדו, אולם עצמתן חלשה והן מתחוללות סמוך לחוף. באזורים המועדים לפורענות יש אמצעי הגנה אחד בלבד מפני עוצמת הטורנדו: מקלט תת-קרקעי סגור בחוזקה.



אל האסופה מסע במרחבי האטמוספרה : מזג אוויר ואקלים - פרקים נבחרים3

ביבליוגרפיה:
כותר: רוחות וסופות
שם  התקליטור: רוח ים : מאגר מידע מתוקשב להכרת מערכות האטמוספירה וההידרוספירה
מחברים: יאיר, יואב ; קליין, רמי (ד"ר)
תאריך: 1999
הוצאה לאור: מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית; אוניברסיטת תל אביב. בית ספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי
הערות: 1. התכנית פותחה בשיתוף אוניברסיטת תל-אביב. בית הספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי - מדע וטכנולוגיה לחטיבות הביניים.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית