هذه المقالة هي أعيد نشرها من المحادثة تحت أ رخصة المشاع الإبداعي.
تتشكل الغيوم عندما يلتصق بخار الماء – وهو غاز غير مرئي في الغلاف الجوي – بجزيئات صغيرة طافية، مثل الغبار، ويتحول إلى قطرات ماء سائلة أو بلورات ثلج. في دراسة منشورة حديثًا، أظهرنا أن جزيئات البلاستيك الدقيقة يمكن أن يكون لها نفس التأثيرات، حيث تنتج بلورات ثلجية عند درجات حرارة تتراوح من 5 إلى 10 درجات مئوية (9 إلى 18 درجة فهرنهايت) أكثر دفئًا من القطرات التي لا تحتوي على جزيئات بلاستيكية دقيقة.
يشير هذا إلى أن المواد البلاستيكية الدقيقة الموجودة في الهواء قد تؤثر على الطقس والمناخ من خلال إنتاج السحب في ظروف لا تتشكل فيها بطريقة أخرى.
نحن كيميائيون في الغلاف الجوي ندرس كيف تشكل أنواع مختلفة من الجزيئات الجليد عندما تتلامس مع الماء السائل. وتسمى هذه العملية، التي تحدث باستمرار في الغلاف الجوي، بالتنوي.
يمكن أن تتكون السحب الموجودة في الغلاف الجوي من قطرات الماء السائل، أو جزيئات الجليد، أو خليط من الاثنين. في السحب الموجودة في الطبقات الوسطى والعليا من الغلاف الجوي حيث تتراوح درجات الحرارة بين 32 و-36 درجة فهرنهايت (0 إلى -38 درجة مئوية)، تتشكل بلورات الجليد عادة حول جزيئات الغبار المعدني من التربة الجافة أو الجزيئات البيولوجية، مثل حبوب اللقاح أو البكتيريا.
يبلغ عرض المواد البلاستيكية الدقيقة أقل من 5 ملليمترات، أي بحجم ممحاة قلم الرصاص تقريبًا. بعضها مجهري. لقد عثر عليها العلماء في أعماق البحار القطبية الجنوبية، وقمة جبل إيفرست، والثلوج الطازجة في القطب الجنوبي. ولأن هذه الشظايا صغيرة جدًا، فيمكن نقلها بسهولة في الهواء.
لماذا يهم؟
الجليد في السحب له تأثيرات مهمة على الطقس والمناخ لأن معظم هطول الأمطار يبدأ عادة كجزيئات جليدية.
تمتد العديد من قمم السحب في المناطق غير الاستوائية حول العالم إلى ارتفاع كافٍ في الغلاف الجوي بحيث يؤدي الهواء البارد إلى تجميد بعض الرطوبة فيها. وبعد ذلك، بمجرد أن يتشكل الجليد، فإنه يسحب بخار الماء من القطرات السائلة المحيطة به، وتصبح البلورات ثقيلة بدرجة كافية لسقوطها. إذا لم يتطور الجليد، تميل السحب إلى التبخر بدلاً من التسبب في هطول الأمطار أو تساقط الثلوج.
بينما يتعلم الأطفال في المدرسة الابتدائية أن الماء يتجمد عند درجة حرارة 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية)، فإن هذا ليس صحيحًا دائمًا. وبدون وجود شيء يمكن أن يتشكل عليه، مثل جزيئات الغبار، يمكن تبريد الماء بشكل فائق إلى درجات حرارة منخفضة تصل إلى -36 درجة فهرنهايت (-38 درجة مئوية) قبل أن يتجمد.