السحب الستراتوسفيرية القطبية التي تتكون من حامض النتريك والماء
(القسم 2.6.2)تعريف
هي سحب ستراتوسفيرية ذات جسيمات أقل حجماً وعدداً من السحب الستراتوسفيرية القطبية الجليدية، والتي تتشكل في درجات الحرارة التي تزيد عن °6 مئوية فوق نقطة التجلد وتتضمن هيدرات صلبة أو قطيرات من محلول سائل مكوّن من حامض النتريك والماء.
التركيبة الفيزيائية
يمكن أن تتشكل السحب الستراتوسفيرية القطبية، التي تتكون من الماء وحامض النتريك، عند درجات الحرارة البالغة حوالي °78 مئوية تحت الصفر. وتتكون هذه السحب من نوعين اثنين من الجسيمات الناجمة عن التكثف المشترك لحامض النتريك والماء. والجسيمات التي يمكن إيجادها عند درجات الحرارة البالغة 78° مئوية تحت الصفر هي جسيمات حامض النتريك الثلاثي الهيدروجين، حيث يرتبط كل جُزَيء من حامض النتريك بثلاث جزيئات من الماء؛ ولكن، مثلما هو الحال بالنسبة للسحب الستراتوسفيرية شديدة البرودة، قد لا يتشكل حامض النتريك الثلاثي الهيدروجين عند °78 مئوية تحت الصفر بسبب حاجز التَّنَوّي. وعند °3 مئوية تحت درجة حرارة حامض النتريك الثلاثي الهيدروجين، يتكثف حامض النتريك والماء بصورة مشتركة فوق هباء حامض الكبرتيك الستراتوسفيري لتكوين جسيمات سائلة شديدة البرودة فيما يتعلق بحامض النتريك الثلاثي الهيدروجين، ومن ثم تكوين قطيرات محلول ثلاثي شديدة البرودة. ولا يوجد أي حاجز تَنَوّي عند تشكّل قطيرات محلول ثلاثي شديدة البرودة.
ويبلغ قطر جسيمات حامض النتريك الثلاثي الهيدروجين 10-1 ميكرومتر، لكن عددها يكون ضعيفاً جداً. في حين يكون عدد جسيمات محلول ثلاثي شديدة البرودة أكبر من ذلك بكثير، لكن قطرها لا يزيد عن ميكرومتر واحد. ونظراً لصغر حجم جسيمات المحلول الثلاثي شديدة البرودة وصغر عدد جسيمات حامض النتريك الثلاثي الهيدروجين، فإن رؤية السحب الستراتوسفيرية القطبية يكون أصعب بكثير بالعين المجردة ولا تُظهر الألوان الساطعة التي تُظهرها السحب الستراتوسفيرية القطبية الجليدية. وتعكس مختلف أنواع تصنيف هذه السحب في الماضي، الاختلافات بين خليط حامض النتريك الثلاثي الهيدروجين وجسيمات المحلول الثلاثي شديدة البرودة على نحو قياسها بالليدار، ولكن في الواقع، يشكل هذا الخليط بين أنواع الجسيمات سلسلة متصلة كبيرة.
وترتبط السحب الستراتوسفيرية القطبية التي تتكون من الجليد وحامض النتريك الثلاثي الهيدروجين والمحلول الثلاثي شديد البرودة، بتفكك الأوزون الستراتوسفيري القطبي وتشكّل "ثقب الأوزون". وإنها تتيح مساحات لتحويل أشكال الكلور الآمنة إلى أشكال أكثر تفاعلية تحفز على تدمير الأوزون. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تشكّل السحب يزيل حامض النتريك الغازي من الستراتوسفير، الذي يمكن بخلاف ذلك أن يوقف نقص الأوزون من خلال إعادة تشكيل أشكال الكلور الآمنة.
الملاحظات التفسيرية
تتشكل السحب الستراتوسفيرية القطبية فقط في مناطق خطوط العرض المرتفعة خلال فصل الشتاء أو عند اقترابه، عندما تبلغ درجات الحرارة في الطبقتين السفلية والوسطى من الستراتوسفير °78 مئوية تحت الصفر بالنسبة للسحب الستراتوسفيرية القطبية المكونة من حامض النتريك الثلاثي الهيدروجين و°81 مئوية تحت الصفر بالنسبة للسحب الستراتوسفيرية القطبية المكونة من المحلول الثلاثي شديد البرودة، و°85 مئوية تحت الصفر بالنسبة للسحب الستراتوسفيرية القطبية الجليدية. وتكون هذه السحب ظاهرة بشكل أفضل قبل شروق الشمس وبعد غروبها خلال فترة السَحر المدني عندما تكون الشمس بين درجة واحدة وست درجات تحت الأفق.
والسحب الستراتوسفيرية القطبية المكونة من حامض النتريك الثلاثي الهيدروجين والمحلول الثلاثي شديد البرودة تكون أكثر انتشاراً ولا تُظهر ألواناً ساطعة مثل ألوان السحب اللؤلؤية. وقد تأخذ السحب الستراتوسفيرية القطبية المكونة من حامض النتريك والماء شكل خمار رقيق يميل إلى اللون الأصفر ويغطي مساحة كبيرة في السماء. ويمكن الخلط بين هذه السحب وبين سحب السمحاق الرهجي أو طبقة من العجاج (P.12.1.1)، لكنها قد تُظهر بنية أفقية رقيقة بالقرب من الأفق، وإذا كانت هذه السحب في الستراتوسفير ، يمكن رؤيتها بعد غروب الشمس بفترة.