دراسة جديدة تسلط الضوء على دور النسيم البحري من الخليج العربي في كهربة جسيمات الغبار
تحدث كهربة الغبار في الغلاف الجوي نتيجة تلامس الشحنات الكهربائية أو تأثير كهرباء الاحتكاك أثناء انتقاله في الغلاف الجوي. ويرتفع الغبار في الهواء بفعل الرياح، ويتم تعزيزه من خلال عملية انتقال وثبي لحبات الرمل أو جسيمات الترسبات، في قعر الأنهار أو في مناطق تواجد الكثبان الرملية على البر أو ما يعرف بـ (القفز الرملي)، مسببةً تصادمات بين جزيئات الغبار الناقلة للشحنات، مما ينتج عنه شحن للجسيمات بناءً على حجمها وتكوينها. ويمكن الاستفادة من كهربة الغبار في الدراسات المناخية، من خلال رصد التأثيرات الكهربائية على سلوك الغبار والانتقال الإشعاعي.
وللوصول إلى فهم أفضل للعمليات الفيزيائية التي يتم من خلالها كهربة الغبار، قام البروفيسور جايلس هاريسون، أستاذ فيزياء الغلاف الجوي بجامعة ريدينج في المملكة المتحدة والحاصل على منحة الدورة الثانية لبرنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار بجمع بيانات قيمة للقياسات الكهربائية الجوية من خلال تنفيذ تجربة ميدانية في موقع بمدينة العين.
ويشهد هذا الموقع موجات غبار متكررة ومتجانسة، مما يوفر فرصة مناسبة لدراسة عمليات شحن الغبار ضمن نظام طبيعي قابل للتكرار.
ولوحظ أن قطبية الشحنات التي تم رصدها أثناء مرور كل موجة من موجات النسيم البحري التي بلغ عددها 80 دراسة كانت موجبة، على عكس قياسات العواصف الترابية التي تم رصدها سابقاً، مما يشير إلى الدور المهم في التركيبة المعدنية للغبار في سماء دولة الإمارات وتأثيرها الكبير على الشحنات الكهربائية مقارنة بحجم الجسيمات وحدها. كما أوضحت القياسات في البيئات الجافة البعيدة عن المواقع الساحلية، أن جبهات النسيم البحري يمكن أن تولد مستويات عالية من الشحن على صعيد القياسات السطحية للمجال الكهربائي تصل إلى (-7 kV m-1 )، والتي لا يتم احتسابها في مخططات النقل الإشعاعي ومصادر الغبار المستخدمة في النمذجة المناخية.
وساعدت هذه الدراسة على تعزيز فهم العلماء للعمليات التي تؤدي إلى كهربة الغبار في الظروف المعقدة مثل العواصف والدوامات الترابية والتي تحدث بشكل متقطع، علماً بأن قياسات المجال الكهربائي المذكورة في هذه الدراسة هي الأولى من نوعها في دولة الإمارات وعلى مستوى شبه الجزيرة العربية.
لقراءة المزيد، يرجى دخول الرابط التالي:
https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab9e20
