من المعروف أن نسبة السحب المغطاة بالجليد تعتمد على جزيئات الغبار الموجودة في السحابة والتي تعمل كنوى لتكوين بلورات الجليد. ومع ذلك، لم يتم إثبات ذلك بوضوح باستخدام مجموعة بيانات كبيرة. في دراسة نُشرت في 31 يوليو 2025، أكد الباحثون هذه العلاقة باستخدام بيانات الأقمار الصناعية على مدى 35 عامًا. وقد أظهروا أن نسبة السحب المغطاة بالجليد (أي نسبة الجليد في قمة السحابة إلى إجمالي ترددها) في نصف الكرة الشمالي بين -15 و-30 درجة مئوية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بوفرة جزيئات الغبار في السحب. وهذا أمر مهم لنمذجة المناخ لأن التأثير الإشعاعي وهطول الأمطار في السحب سيتأثران بما إذا كانت مغطاة بطبقة من الجليد أو الماء.
تُثير كلمة "غبار" شعورًا بالانزعاج والضيق، وهو أمرٌ طبيعي، إذ يُسهم الغبار الناتج عن المصادر الطبيعية والأنشطة البشرية (مثل البناء والعمليات الصناعية وحركة المركبات) في تراكم الجسيمات الدقيقة في الهواء، مما يُؤدي إلى تلوث الهواء، مما يُؤثر سلبًا على صحة الجهازين التنفسي والقلب والأوعية الدموية. في المناطق القاحلة وشبه القاحلة، تُضخ العواصف الرملية والترابية كميات كبيرة من جزيئات الغبار المعدني في الهواء. ويؤثر تلوث الهواء الناتج عن ذلك على الصحة العامة والبيئة وميزانية الإشعاع.
يلعب الغبار المعدني المحمول جوًا أيضًا دورًا مهمًا في نظام المناخ. فهو يمتص ويشتت الإشعاع الشمسي والحراري وبالتالي يؤثر بشكل مباشر على توازن الطاقة في نظام الأرض. أي تغيير في حمل الغبار المعدني الجوي يغير توازن الإشعاع في منطقة ما (أي التغير الصافي في تدفق الإشعاع بسبب الغبار أو القوة الإشعاعية للغبار). تعمل المواد الجسيمية المحمولة جوًا حتى نطاق حجم 0.2 ميكرومتر أيضًا كبذور لتكوين قطرات السحب عندما يتكثف بخار الماء عليها. تسمى هذه الجسيمات نوى تكثيف السحب (CCN)، وهي بمثابة الأساس لقطرات السحب وهي ضرورية لبدء تكوين قطرات السحب وتطور السحب والأمطار. إنه يؤثر بشكل غير مباشر على نظام مناخ الأرض، بما في ذلك القوة الإشعاعية. التغييرات في تركيزات المواد الجسيمية المحمولة جوًا التي تعمل كنواة تكثيف السحب لها تأثيرات كبيرة على خصائص السحب والقوة الإشعاعية والمناخ.
أنواع السحب ونسبة تردد الجليد إلى إجمالي التردد (ITF)
يمكن أن تكون السحب من ثلاثة أنواع اعتمادًا على ما إذا كانت تتكون في المقام الأول من بلورات الجليد أو قطرات الماء السائل. تتكون السحب الجليدية من بلورات الجليد المتكونة من خلال التنوي حول جسيمات التنوي الجليدية (INPs) مثل الغبار المعدني. وعادةً ما تتشكل على ارتفاعات عالية حيث تسود درجة حرارة التجمد. من ناحية أخرى، تتكون السحب المائية في المقام الأول من قطرات الماء السائل وتتشكل عندما يبرد بخار الماء في الغلاف الجوي ويتكثف إلى قطرات ماء سائلة حول نوى التكثيف السحابية (CCN) مثل جزيئات الغبار أو الملح. تحتوي السحب مختلطة الطور على كل من بلورات الجليد وقطرات الماء فائقة التبريد. تسمى هذه العملية عندما تتجمد قطرات الماء فائقة التبريد على بلورات الجليد أو جزيئات الجليد الأخرى، مما يتسبب في زيادة كبيرة في كتلتها وكثافتها، بالتجمد. يُرى التجمد في المقام الأول في السحب مختلطة الطور عند درجات حرارة تتراوح بين -5 درجة مئوية و-25 درجة مئوية في الأماكن التي تتجمد فيها قطرات الماء فائقة التبريد عند الاصطدام ببلورات الجليد. تردد الجليد إلى الإجمالي (ITF) هو نسبة السحب الجليدية مقارنة بالعدد الإجمالي للسحب التي تم رصدها على مستوى قمة السحابة.
إن العمليات المتضمنة في تأثيرات الغبار المعدني على النظام المناخي مفهومة جيدًا، ومع ذلك، كان هناك على الأقل قضيتان يجب على الباحثين معالجتها.
أولاً، كان هناك عدم يقين في تقدير الآثار المناخية المباشرة وغير المباشرة للغبار المعدني على نطاق عالمي. تعالج مهمة EMIT (دراسة مصادر الغبار المعدني على سطح الأرض) التابعة لوكالة ناسا، والمُثبتة على متن محطة الفضاء الدولية، هذه المسألة من خلال رسم خرائط لتركيب الغبار المعدني في المناطق القاحلة من الأرض، وتوفير مجموعة بيانات عالمية لنمذجة المناخ. وقد حققت إنجازًا هامًا في 27 يوليو 2022 عندما قدمت أول صورة للأرض. وفي العام الماضي، عام 2024، انتقلت إلى مرحلة مهمة مُمتدة حتى عام 2026 على الأقل.
ثانيًا، من المعروف منذ زمن طويل أن نسبة السحب الجليدية تعتمد على جزيئات الغبار فيها، والتي تعمل كنواة لتكوين بلورات الجليد. إلا أنه لم يُثبت ذلك بوضوح باستخدام مجموعة بيانات ضخمة. في دراسة نُشرت في 31 يوليو 2025، أكد الباحثون هذه العلاقة باستخدام بيانات الأقمار الصناعية على مدار 35 عامًا. وقد أظهروا أن نسبة السحب الجليدية (أي نسبة الجليد إلى التردد الإجمالي لسطح السحب أو ITF) في نصف الكرة الشمالي بين -15 درجة مئوية و-30 درجة مئوية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بوفرة جزيئات الغبار فيها. وهذا مهم لنمذجة المناخ، لأن التأثير الإشعاعي وهطول الأمطار في السحب يتأثران بما إذا كانت تعلوها طبقة جليدية أو مائية.
***
(شكر وتقدير: للدكتور ساشيداناند سينغ ، كبير العلماء في المجلس الوطني للبحوث العلمية والصناعية، الهند، لمساهماته القيّمة في الموضوع والتحرير)
***
المراجع:
- فيلانويفا د. وآخرون (٢٠٢٥). تجميد القطرات بفعل الغبار يُفسر مرحلة قمم السحابة في المناطق الاستوائية الشمالية. مجلة العلوم. ٣١ يوليو ٢٠٢٥. المجلد ٣٨٩، العدد ٦٧٥٩، الصفحات ٥٢١-٥٢٥. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adt5354
***
مقالات لها صلة
***
 in the Northern Hemisphere between −15° and −30°C strongly correlates with the abundance of dust particles in the clouds. This is important for climate modelling because radiative forcing and precipitation of the clouds will be influenced by whether they are topped by a ice or water cloud layer.){kind=link}