فيزياء السحب

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

فيزياء السحب هي دراسة العمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى تكوين السحب الجوية وتطورها وتأثيراتها ، بما في ذلك هطول الأمطار والتأثيرات الإشعاعية للسحب .

تتكون السحب من جسيمات تشمل قطرات سائلة، وقطرات مطر، وجسيمات جليدية مصنوعة من بلورات جليدية نقية، وتجمعات، وبرد ناعم ، وبرد . قد يصل قطر قطرات السحب إلى بضعة ميكرومترات، بينما قد يصل قطر البرد الناعم إلى عدة ملليمترات، وقد يكون البرد أكبر من ذلك. ينتج عن التأثير التجميعي لهذه الجسيمات خصائص السحب التي نراها عادةً، بما في ذلك سطوعها (أي كيفية عكسها أو امتصاصها لأشعة الشمس)، أو تطور الهطول. يمكن أن تتكون السحب من قطرات سائلة فقط (وتسمى غالبًا السحب "الدافئة") أو جسيمات جليدية فقط (السحب الباردة)، أو مزيج من الاثنين معًا (السحب المختلطة)، بالإضافة إلى جسيمات مجهرية من الغبار أو الدخان أو مواد أخرى، والتي يمكن أن تعمل كنوى تكثيف . [ 1 ]

تُعدّ نوى تكثيف السحب (CCN) ضرورية لتكوين قطرات السحب عند قيم التشبع الفائق المُلاحظة، مما يسمح بتكوّن القطرات نتيجةً للتأثير المُجتمع لتأثير كلفن وقانون راؤول . يصف تأثير كلفن التغير في ضغط بخار التشبع الناتج عن سطح مُنحني. بينما يصف قانون راؤول كيفية اعتماد ضغط البخار على كمية المذاب في المحلول. عند التركيزات النموذجية لنوى تكثيف السحب، عندما تكون قطرات السحب صغيرة، يكون التشبع الفائق المطلوب لحدوث التكثيف أقل مما هو عليه في غياب نوى تكثيف السحب الذائبة (أو الذائبة جزئيًا). يمكن أن تتجمد قطرات السحب لتُصبح بلورات جليدية عند درجات حرارة تصل إلى -5 درجة مئوية في حال وجود جزيئات مناسبة لتكوين نوى الجليد ( INP ). تنمو جزيئات الجليد عند درجات حرارة أقل حيث تسود عملية بيرجيرون .

تتضمن عملية المطر الدافئ تصادم وتجمع قطرات السحب ذات الأحجام المختلفة. قد يحدث التصادم نتيجة اختلاف سرعات سقوط القطرات أو اضطراب السحب. عندما تصبح القطرات كبيرة بما يكفي (أكبر من 0.1  مم تقريبًا)، فإنها تسقط على شكل هطول . من العمليات المهمة الأخرى التي تُشكل الهطول: التجلد ، عندما تصطدم قطرة سائلة فائقة التبريد بندفة ثلج صلبة، والتجمع، عندما تصطدم ندفتا ثلج صلبتان وتتحدان.

لا تزال الآليات الدقيقة لتكوّن السحب وتطورها غير مفهومة تمامًا، لكن العلماء وضعوا نظريات تفسر بنية السحب من خلال دراسة الخصائص الفيزيائية الدقيقة لجزيئات السحب الفردية. فعلى سبيل المثال، أظهرت القياسات الجوية المباشرة أن تركيزات جزيئات الجليد قد تكون أكبر بكثير مما هو متوقع من تكوّن الجليد النقي، ولذا حددت الأبحاث عددًا من آليات إنتاج الجليد الثانوي المحتملة. كما أتاحت التطورات في تقنيات رادار الطقس والأقمار الصناعية دراسة السحب بدقة وعلى نطاق واسع.

تاريخ البحث

بدأ علم فيزياء السحب الحديث في القرن التاسع عشر، ووُصف في العديد من المنشورات. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] وقد طرح أوتو فون جيريك فكرة أن السحب تتكون من فقاعات مائية. وفي عام 1847، استخدم أوغسطس والر خيوط العنكبوت لفحص القطرات تحت المجهر. [ 5 ] وقد أكد ويليام هنري داينز هذه الملاحظات في عام 1880، وريتشارد أسمان في عام 1884.

تشكيل السحب

تبريد الهواء إلى نقطة الندى

تطور السحابة في أقل من دقيقة.
عاصفة مطرية في أواخر الصيف في الدنمارك . يشير اللون الأسود تقريبًا للقاعدة إلى السحابة الرئيسية في المقدمة، والتي يُحتمل أن تكون سحابة ركامية مزنية .

التبريد الأديباتي

عندما يتبخر الماء من منطقة ما على سطح الأرض، يصبح الهواء فوق تلك المنطقة رطباً. الهواء الرطب أخف من الهواء الجاف المحيط به، مما يخلق حالة من عدم الاستقرار. عندما يتراكم ما يكفي من الهواء الرطب، يرتفع كله كحزمة واحدة، دون أن يختلط بالهواء المحيط. ومع تكوّن المزيد من الهواء الرطب على طول السطح، تتكرر العملية، مما ينتج عنه سلسلة من حزم الهواء الرطب المنفصلة التي ترتفع لتشكل السحب. [ 6 ]

تحدث هذه العملية عندما يتسبب واحد أو أكثر من ثلاثة عوامل رفع محتملة - إعصارية/جبهية، أو حملية، أو تضاريسية - في صعود الهواء المحتوي على بخار ماء غير مرئي وتبريده إلى نقطة الندى ، وهي درجة الحرارة التي يصبح عندها الهواء مشبعًا. الآلية الرئيسية وراء هذه العملية هي التبريد الأديباتي . [ 7 ] ينخفض ​​الضغط الجوي مع الارتفاع، لذا يتمدد الهواء الصاعد في عملية تستهلك طاقة وتؤدي إلى تبريده، مما يجعل بخار الماء يتكثف مكونًا السحب. [ 8 ] ينجذب بخار الماء في الهواء المشبع عادةً إلى نوى التكثيف مثل جزيئات الغبار والملح الصغيرة بما يكفي لحملها في الهواء بفعل الدوران الطبيعي للهواء. يبلغ نصف قطر قطرات الماء في السحابة حوالي 0.002  ملم (0.00008  بوصة). قد تتصادم القطرات لتشكل قطرات أكبر، والتي تبقى معلقة في الهواء طالما أن سرعة الهواء الصاعد داخل السحابة تساوي أو تزيد عن السرعة النهائية للقطرات. [ 9 ]

بالنسبة للسحب غير الحملية، يُطلق على الارتفاع الذي يبدأ عنده التكثف اسم مستوى التكثف المرتفع (LCL)، والذي يُحدد تقريبًا ارتفاع قاعدة السحابة. تتشكل السحب الحملية الحرة عمومًا عند مستوى التكثف الحملي (CCL). ينجذب بخار الماء في الهواء المشبع عادةً إلى نوى التكثف ، مثل جزيئات الملح الصغيرة بما يكفي لحملها في الهواء بفعل الدوران الطبيعي للهواء. إذا حدثت عملية التكثف أسفل مستوى التجمد في طبقة التروبوسفير، فإن النوى تُساعد في تحويل البخار إلى قطرات ماء صغيرة جدًا. تتكون السحب التي تتشكل فوق مستوى التجمد مباشرةً في الغالب من قطرات سائلة فائقة التبريد، بينما تلك التي تتكثف على ارتفاعات أعلى حيث يكون الهواء أبرد بكثير، تتخذ عمومًا شكل بلورات جليدية . يؤدي غياب جزيئات التكثف الكافية عند مستوى التكثف وفوقه إلى تشبع الهواء الصاعد فوق الحد، مما يُعيق تشكل السحب. [ 10 ]

الرفع الجبهي والإعصاري

يحدث الرفع الجبهي والإعصاري في أنقى صوره عندما يُدفع الهواء المستقر ، الذي لم يتعرض لتسخين سطحي يُذكر، إلى طبقات الجو العليا عند الجبهات الهوائية وحول مراكز الضغط المنخفض . [ 11 ] تميل الجبهات الدافئة المصاحبة للأعاصير خارج المدارية إلى توليد سحب ركامية طبقية وسحب ركامية رقيقة في الغالب على مساحة واسعة، إلا إذا كانت الكتلة الهوائية الدافئة المقتربة غير مستقرة، وفي هذه الحالة، عادةً ما تكون السحب الركامية المتراكمة أو السحب الركامية المزنية مضمنة في طبقة السحب الرئيسية المتساقطة. [ 12 ] أما الجبهات الباردة ، فعادةً ما تكون أسرع حركةً وتُولد خطًا أضيق من السحب، والتي تكون في الغالب ركامية طبقية أو ركامية أو ركامية مزنية، وذلك اعتمادًا على استقرار الكتلة الهوائية الدافئة التي تسبق الجبهة مباشرةً. [ 13 ]

مركز الحمل الحراري

من العوامل الأخرى الحركة الصاعدة الحملية الناتجة عن التسخين الشمسي الكبير خلال النهار على مستوى سطح الأرض، أو عن الرطوبة المطلقة العالية نسبيًا. [ 10 ] يُعاد إشعاع الموجات القصيرة القادمة من الشمس على شكل موجات طويلة عند وصولها إلى سطح الأرض. تُسخّن هذه العملية الهواء الأقرب إلى سطح الأرض وتزيد من عدم استقرار الكتلة الهوائية من خلال خلق تدرج حراري حاد من الدفء أو الحرارة على مستوى السطح إلى البرودة في طبقات الجو العليا. يؤدي ذلك إلى ارتفاعها وتبريدها حتى يتحقق التوازن الحراري مع الهواء المحيط في طبقات الجو العليا. يسمح عدم الاستقرار المعتدل بتكوّن سحب ركامية متوسطة الحجم، والتي يمكن أن تُنتج زخات مطر خفيفة إذا كانت الكتلة الهوائية رطبة بدرجة كافية. قد تسمح تيارات الحمل الصاعدة النموذجية للقطرات بالنمو إلى نصف قطر يبلغ حوالي 0.015 مليمتر (0.0006 بوصة) قبل أن تتساقط على شكل زخات مطر. [ 14 ] يبلغ القطر المكافئ لهذه القطرات حوالي 0.03 مليمتر (0.001 بوصة) .  

إذا ارتفعت درجة حرارة الهواء قرب سطح الأرض وأصبح غير مستقر، فقد تصبح حركته الصاعدة شديدة الانفجار، مما يؤدي إلى تكوّن سحب ركامية شاهقة قد تتسبب في طقس قاسٍ . وعندما تتجمع جزيئات الماء الدقيقة المكونة للسحابة لتشكيل قطرات المطر، تسحبها قوة الجاذبية إلى الأرض . عادةً ما تتبخر هذه القطرات أسفل مستوى التكثف، لكن التيارات الصاعدة القوية تخفف من قوة سقوطها، وتبقيها معلقة في الهواء لفترة أطول بكثير مما كانت عليه في الأحوال العادية. قد تصل سرعة التيارات الصاعدة العنيفة إلى 290 كم/ساعة . [ 15 ] وكلما طالت مدة بقاء قطرات المطر معلقة في الهواء، زادت فرص نموها لتصبح قطرات أكبر تسقط في النهاية على شكل زخات مطر غزيرة. 

تصبح قطرات المطر التي تُحمل فوق مستوى التجمد فائقة التبريد في البداية، ثم تتجمد لتتحول إلى حبات برد صغيرة. يمكن لنواة الجليد المتجمدة أن تنمو بمقدار 1.3 سم (0.5 بوصة) أثناء مرورها عبر إحدى هذه التيارات الصاعدة، وقد تمر بدورات متكررة من التيارات الصاعدة والهابطة قبل أن تصبح ثقيلة جدًا لدرجة أنها تسقط على الأرض على شكل حبات برد كبيرة. يُظهر قطع حبة البرد إلى نصفين طبقات جليدية تشبه البصل، مما يدل على أوقات محددة مرت فيها عبر طبقة من الماء فائق التبريد . وقد عُثر على حبات برد بأقطار تصل إلى 18 سم (7 بوصات) . [ 16 ]  

يمكن أن يحدث الرفع الحراري في كتلة هوائية غير مستقرة بعيدة عن أي جبهات هوائية. ومع ذلك، قد يتواجد هواء دافئ غير مستقر حول الجبهات الهوائية ومراكز الضغط المنخفض، مما يؤدي غالبًا إلى تكوين سحب ركامية وسحب ركامية مزنية بتراكيز أثقل وأكثر نشاطًا نتيجة لعوامل الرفع الجبهية والحرارية مجتمعة. وكما هو الحال مع الرفع الحراري غير الجبهي، فإن ازدياد عدم الاستقرار يعزز نمو السحب عموديًا نحو الأعلى ويزيد من احتمالية حدوث طقس قاسٍ. وفي حالات نادرة نسبيًا، قد يكون الرفع الحراري قويًا بما يكفي لاختراق التروبوبوز ودفع قمة السحابة إلى الستراتوسفير. [ 17 ]

الرفع التضاريسي

يُعدّ دوران الرياح الذي يدفع الهواء فوق حاجز طبيعي كالجبل ( الرفع التضاريسي ) مصدرًا ثالثًا للرفع . [ 10 ] إذا كان الهواء مستقرًا عمومًا، فلن تتشكل سوى سحب عدسية الشكل. أما إذا أصبح الهواء رطبًا وغير مستقر بدرجة كافية، فقد تظهر زخات مطرية تضاريسية أو عواصف رعدية . [ 18 ]

يمكن أن يُحاكي الشفق المسائي العاصف ، الذي تعززه زاوية الشمس، بصريًا إعصارًا ناتجًا عن الرفع التضاريسي.

التبريد غير الأديباتي

إلى جانب التبريد الأديباتي الذي يتطلب عامل رفع، توجد ثلاث آليات رئيسية أخرى لخفض درجة حرارة الهواء إلى نقطة الندى، وتحدث جميعها بالقرب من سطح الأرض ولا تتطلب أي رفع للهواء. يمكن أن يتسبب التبريد التوصيلي والإشعاعي والتبخيري في تكثف الرطوبة على سطح الأرض، مما يؤدي إلى تكوّن الضباب . [ 19 ] يحدث التبريد التوصيلي عندما يلامس الهواء القادم من منطقة دافئة نسبيًا سطحًا أبرد، كما هو الحال عندما يتحرك هواء بحري دافئ فوق منطقة برية باردة. يحدث التبريد الإشعاعي نتيجة انبعاث الأشعة تحت الحمراء ، إما من الهواء نفسه أو من السطح الموجود أسفله. [ 20 ] يشيع هذا النوع من التبريد ليلًا عندما تكون السماء صافية. يحدث التبريد التبخيري عندما تُضاف الرطوبة إلى الهواء من خلال التبخر، مما يُجبر درجة حرارة الهواء على الانخفاض إلى درجة حرارة البصيلة الرطبة ، أو أحيانًا إلى نقطة التشبع. [ 21 ]

إضافة الرطوبة إلى الهواء

هناك خمس طرق رئيسية لإضافة بخار الماء إلى الهواء. يمكن أن ينتج ازدياد محتوى البخار عن تقارب الرياح فوق الماء أو الأرض الرطبة في مناطق ذات حركة صاعدة. [ 22 ] كما أن هطول الأمطار أو الأمطار الغزيرة من الأعلى يزيد من محتوى الرطوبة. [ 23 ] ويؤدي ارتفاع درجة الحرارة نهارًا إلى تبخر الماء من سطح المحيطات والمسطحات المائية والأراضي الرطبة. [ 24 ] ويُعد النتح من النباتات مصدرًا نموذجيًا آخر لبخار الماء. [ 25 ] وأخيرًا، يصبح الهواء البارد أو الجاف الذي يتحرك فوق الماء الدافئ أكثر رطوبة. وكما هو الحال مع ارتفاع درجة الحرارة نهارًا، فإن إضافة الرطوبة إلى الهواء تزيد من محتواه الحراري وعدم استقراره، وتساعد على بدء العمليات التي تؤدي إلى تكوين السحب أو الضباب. [ 26 ]

التشبع الفائق

تزداد كمية الماء التي يمكن أن توجد على شكل بخار في حجم معين مع ارتفاع درجة الحرارة. عندما يكون بخار الماء في حالة اتزان فوق سطح مستوٍ من الماء، يُسمى مستوى ضغط البخار بالتشبع، وتكون الرطوبة النسبية 100%. عند هذا الاتزان، يتساوى عدد جزيئات الماء المتبخرة مع عدد جزيئات الماء المتكثفة فيه. إذا تجاوزت الرطوبة النسبية 100%، يُسمى الماء فوق التشبع. يحدث فوق التشبع في غياب نوى التكثيف.

بما أن ضغط بخار الماء المشبع يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة، فإن الهواء البارد يتميز بنقطة تشبع أقل من الهواء الدافئ. ويُعدّ الفرق بين هاتين القيمتين أساسًا لتكوّن السحب. عندما يبرد الهواء المشبع، لا يعود قادرًا على احتواء نفس كمية بخار الماء. إذا توفرت الظروف المناسبة، سيتكثف الماء الزائد من الهواء حتى الوصول إلى نقطة التشبع الأدنى. وثمة احتمال آخر هو بقاء الماء في صورة بخار، حتى بعد تجاوز نقطة التشبع، مما يؤدي إلى حالة فوق التشبع .

نادراً ما تُلاحظ زيادة في التشبع تتجاوز 1-2% بالنسبة للماء في الغلاف الجوي، نظراً لوجود نوى تكثيف السحب عادةً. [ 27 ] ويمكن تحقيق درجات أعلى بكثير من التشبع في الهواء النقي، وهو أساس غرفة السحب .

لا توجد أدوات لقياس التشبع الفائق في السحب. [ 28 ]

التبريد الفائق

تبقى قطرات الماء عادةً في حالتها السائلة ولا تتجمد، حتى عند درجات حرارة أقل بكثير من الصفر المئوي (32 درجة فهرنهايت) . تصبح نوى الجليد الموجودة في قطرات الماء في الغلاف الجوي نشطة لتكوين الجليد عند درجات حرارة محددة تتراوح بين الصفر المئوي (32 درجة فهرنهايت) و -38 درجة مئوية (-36 درجة فهرنهايت) ، وذلك تبعًا لشكل النواة وتركيبها. في غياب نوى الجليد، يمكن لقطرات الماء فائقة التبريد (وكذلك أي ماء سائل نقي للغاية) أن تبقى حتى حوالي -38 درجة مئوية (-36 درجة فهرنهايت) ، وعندها يحدث التجمد التلقائي.        

التصادم والاندماج

إحدى النظريات التي تفسر كيفية تسبب سلوك قطرات الماء الفردية في السحابة في تكوين الهطول هي عملية التصادم والاندماج. تتفاعل القطرات المعلقة في الهواء مع بعضها البعض، إما بالتصادم والارتداد أو بالاندماج لتكوين قطرة أكبر. في النهاية، تصبح القطرات كبيرة بما يكفي لتسقط على الأرض على شكل هطول. لا تشكل عملية التصادم والاندماج جزءًا كبيرًا من تكوين السحب، نظرًا لارتفاع التوتر السطحي لقطرات الماء نسبيًا. إضافةً إلى ذلك، يرتبط حدوث التصادم والاندماج ارتباطًا وثيقًا بعمليات الخلط والتحريك. [ 29 ]

إنتاج الجليد الأولي (PIP)

يمكن إنتاج بلورات الجليد في السحب والغلاف الجوي من سائل فائق التبريد أو بخار مشبع بالجليد عبر التكوين المتجانس أو غير المتجانس لنوى الجليد . [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] يُشار إلى هذه العملية باسم إنتاج الجليد الأولي (PIP)، على عكس إنتاج الجليد من بلورات الجليد الموجودة مسبقًا، والمعروف باسم إنتاج الجليد الثانوي. [ 33 ]

تكوين الجليد المتجانس

يحدث التبلور المتجانس للجليد في قطرات سائلة فائقة التبريد دون وجود مادة غريبة تساعد على التبلور. [ 34 ] [ 35 ] بالنسبة لقطرة ماء نموذجية في الغلاف الجوي للأرض، يزداد احتمال التبلور المتجانس للجليد مع زيادة درجة التبريد، ويحدث عادةً بين -35  درجة مئوية و-38  درجة مئوية. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] تصف نظرية التبلور الكلاسيكية هذه العملية [ 38 ] [ 39 ] وكيفية اعتمادها على درجة الحرارة، وحجم القطرة، والنشاط الديناميكي الحراري للماء، والزمن.

تكوين الجليد غير المتجانس

يحدث التبلور الجليدي غير المتجانس عندما يبدأ التبلور بواسطة مادة غريبة تقلل من درجة التبريد الفائق (أو التشبع الفائق للجليد) المطلوبة؛ [ 40 ] [ 41 ] وتُسمى المواد التي تُحقق ذلك بجزيئات التبلور الجليدي أو نوى الجليد . [ 42 ] تشمل بعض جزيئات التبلور الجليدي المهمة، الموجودة بشكل طبيعي في الغلاف الجوي، الغبار المعدني من الصحاري والتربة، [ 43 ] [ 44 ] ورذاذ البحر، [ 45 ] والمواد البيولوجية، [ 46 ] والجزيئات الكربونية، [ 47 ] والرماد البركاني. [ 48 ] كما تُعرف الجزيئات المصنعة، مثل يوديد الفضة [ 49 ] وبكتيريا الزائفة السيرينجية ، [ 50 ] بأنها جزيئات فعالة في التبلور الجليدي. يمكن أن يحدث تكوين الجليد غير المتجانس عبر عدة آليات أو أنماط، [ 51 ] [ 52 ] بما في ذلك نمط الغمر (حيث يتم غمر المادة داخل القطرة)، ونمط الترسيب (حيث يترسب البخار المشبع بالجليد مباشرة على المادة)، أو نمط التلامس (حيث يحدث تجميد القطرة فائقة التبريد عند ملامستها للمادة).

التأثير الاصطناعي على تكوين نوى الجليد

تُعرف عملية تلقيح السحب، التي يقوم بها العلماء بتلقيح السحب بنوى جليدية اصطناعية لتحفيز الهطول، باسم تلقيح السحب. يُمكن أن يُساعد هذا في حدوث هطول في السحب التي قد لا تُمطر في الظروف العادية. يُضيف تلقيح السحب كمية زائدة من النوى الجليدية الاصطناعية، مما يُغير التوازن بحيث يكون عدد النوى أكبر بكثير من كمية الماء السائل فائق التبريد. تُشكل السحب المُلقحة بكمية زائدة من النوى العديد من الجسيمات، ولكن كل منها سيكون صغيرًا جدًا. يُمكن القيام بذلك كإجراء وقائي للمناطق المُعرضة لخطر عواصف البرد .

إنتاج الجليد الثانوي (SIP)

يُنتج تكوين الجليد الثانوي (SIP) بلورات جليدية جديدة من خلال تفاعلات مع جزيئات الجليد الموجودة مسبقًا في السحب. [ 53 ] [ 54 ] يمكن لـ SIP أن يزيد من تركيز جزيئات الجليد، غالبًا بمقادير تفوق بكثير تركيز جزيئات الجليد المتوقع من PIP (على سبيل المثال، [ 55 ] [ 56 ] ). يؤثر هذا الارتفاع في تركيز جزيئات الجليد الناتج عن SIP على خصائص جزيئات الجليد، والهطول، وعمر السحب، وخصائصها الإشعاعية.

تعمل آليات التجميد السطحي في ظل ظروف ديناميكية حرارية وفيزيائية دقيقة مختلفة، بما في ذلك تفتت الصقيع (مثل عملية هاليت-موسوب [ 57 ] )، وتفتت التصادم [ 58 ] [ 59 ] ، وتحطم القطرات المتجمدة [ 60 ] ، والتفتت أثناء تبخر الجليد [ 61 ] . على الرغم من الأبحاث التي تعود إلى أربعينيات القرن العشرين، لا تزال هناك تحديات في تمثيل التجميد السطحي في نماذج المناخ والغلاف الجوي، إلى جانب وجود شكوك كبيرة حول تأثيراته على خصائص السحب [ 53 ] .

عملية بيرجيرون

اكتشف تور بيرجيرون الآلية الأساسية لنمو جزيئات السحب الجليدية . تشير عملية بيرجيرون إلى أن ضغط بخار الماء عند التشبع ، أي كمية بخار الماء التي يمكن أن يحتويها حجم معين، يعتمد على المادة التي يتفاعل معها البخار. تحديدًا، يكون ضغط بخار الماء عند التشبع بالنسبة للجليد أقل من ضغط بخار الماء عند التشبع بالنسبة للماء. قد يكون بخار الماء مشبعًا عند تفاعله مع قطرة ماء، عند رطوبة نسبية 100% ، ولكن نفس الكمية من بخار الماء ستكون فوق التشبع عند تفاعلها مع جزيء جليدي. [ 62 ] سيحاول بخار الماء العودة إلى حالة التوازن ، لذا سيتكثف بخار الماء الزائد إلى جليد على سطح الجزيء. وتنتهي جزيئات الجليد هذه كنوى لبلورات جليدية أكبر. لا تحدث هذه العملية إلا عند درجات حرارة تتراوح بين 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) و -40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت) . عند درجات حرارة أقل من -40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت) ، تتشكل نوى جليدية تلقائيًا في الماء السائل، ثم يتجمد. يسمح التوتر السطحي للماء للقطرة بالبقاء سائلة عند درجة حرارة أقل بكثير من درجة تجمدها الطبيعية. عندئذٍ، يصبح الماء سائلًا فائق التبريد . تعتمد عملية بيرجيرون على تفاعل الماء السائل فائق التبريد مع نوى الجليد لتكوين جزيئات أكبر. إذا كان عدد نوى الجليد قليلًا مقارنةً بكمية الماء السائل فائق التبريد، فلن تتشكل القطرات. هذا يعني أن السحب التي تتشكل في هواء شديد البرودة، كما هو الحال في القطب الشمالي، حساسة بشكل خاص لتشكل نوى الجليد. مع ذلك، فإن تركيزات جزيئات تشكل نوى الجليد منخفضة نسبيًا في القطب الشمالي، وقد أشارت الأبحاث إلى أن هذه الجزيئات، مثل الغبار المعدني، يُحتمل أن تكون قد نُقلت لمسافات طويلة من خطوط العرض المنخفضة. [ 63 ]      

تصنيف السحابة

تُصنَّف السحب في طبقة التروبوسفير ، وهي الطبقة الجوية الأقرب إلى الأرض، وفقًا لارتفاعها وشكلها ومظهرها. [ 64 ] وهناك خمسة أنواع بناءً على بنيتها الفيزيائية وعملية تكوينها. [ 65 ] السحب الرقيقة (Cirriform) عالية ورقيقة وخفيفة، وتُرى بكثرة على طول الحواف الأمامية للاضطرابات الجوية المنظمة. أما السحب الطبقية (Stratiform) فهي غير حملية وتظهر على شكل طبقات واسعة تشبه الصفائح، تتراوح سماكتها من رقيقة إلى سميكة جدًا مع امتداد رأسي ملحوظ. وهي في الغالب نتاج رفع واسع النطاق للهواء المستقر. تتشكل السحب الركامية غير المستقرة ذات الحمل الحراري الحر في الغالب على شكل أكوام موضعية. تُظهر السحب الطبقية الركامية ذات الحمل الحراري المحدود مزيجًا من خصائص السحب الركامية والطبقية، وتظهر على شكل لفائف أو تموجات. أما السحب الركامية المزنية ذات الحمل الحراري العالي فلها هياكل معقدة غالبًا ما تشمل قممًا رقيقة وسحبًا طبقية ركامية ملحقة.

تُصنَّف هذه الأشكال تصنيفًا متقاطعًا حسب نطاق الارتفاع أو المستوى إلى عشرة أنواع من الأجناس ، والتي يمكن تقسيمها بدورها إلى أنواع فرعية وأنواع أصغر. تتشكل السحب العالية على ارتفاعات تتراوح بين 5 و12 كيلومترًا. تُصنَّف جميع السحب السمحاقية على أنها عالية المستوى، وبالتالي تُشكِّل جنسًا واحدًا من السحب هو السمحاق (cirrus) . أما السحب الطبقية والركامية الطبقية في المستويات العليا من التروبوسفير، فيُضاف إليها البادئة "cirro-"، مما يُنتج جنسي السحب السمحاقية الطبقية (cirrostratus) والركامية الطبقية (cirrocumulus) . وتحمل السحب المماثلة الموجودة في المستوى المتوسط ​​(نطاق الارتفاع من 2 إلى 7 كيلومترات) البادئة "alto-"، مما يُنتج جنسي السحب السمحاقية الطبقية (altostratus ) والركامية الطبقية ( altocumulus) . [ 66 ]

لا تحمل السحب المنخفضة أي بادئات متعلقة بالارتفاع، لذا تُعرف السحب الطبقية والطبقية الركامية التي تتشكل على ارتفاع كيلومترين أو أقل ببساطة باسم السحب الطبقية والطبقية الركامية . كما تُصنف السحب الركامية الصغيرة ذات التطور الرأسي المحدود (النوع humilis) عادةً ضمن السحب المنخفضة. [ 66 ]

غالبًا ما تشغل السحب الركامية والركامية المزنية والطبقات الطبقية العميقة مستويين على الأقل من التروبوسفير، وقد تشغل أكبرها أو أعمقها المستويات الثلاثة جميعها. تُصنف هذه السحب عادةً إلى منخفضة أو متوسطة المستوى، ولكنها تُصنف أيضًا إلى رأسية أو متعددة المستويات. تُعد السحب المزنية الطبقية طبقات ذات امتداد رأسي كافٍ لإنتاج هطول غزير. قد تتشكل السحب الركامية الشاهقة (من نوع congestus) والركامية المزنية في أي مكان من قرب سطح الأرض إلى ارتفاعات متوسطة تصل إلى حوالي 3 كيلومترات. من بين السحب المتطورة رأسيًا، تُعد السحب الركامية المزنية هي الأطول، ويمكنها أن تمتد فعليًا عبر التروبوسفير بأكمله من بضع مئات من الأمتار فوق سطح الأرض وصولًا إلى التروبوبوز. [ 66 ] وهي السحابة المسؤولة عن العواصف الرعدية.

تتشكل بعض السحب على ارتفاعات شاهقة فوق طبقة التروبوسفير، وخاصة فوق المناطق القطبية للأرض. وتُرى السحب الستراتوسفيرية القطبية ، ولكن نادرًا، في فصل الشتاء على ارتفاعات تتراوح بين 18 و30 كيلومترًا، بينما تتشكل في الصيف أحيانًا سحب ليلية مضيئة عند خطوط العرض العليا على ارتفاعات تتراوح بين 76 و85 كيلومترًا. [ 67 ] وتُظهر هذه السحب القطبية بعض الأشكال نفسها التي تُرى في الطبقات السفلى من التروبوسفير.

يتم تحديد الأنواع المتجانسة من خلال التصنيف المتقاطع للأشكال والمستويات .

الأشكال والمستوياتطبقات غير حمليةسيريفورم غير حاملة للحمل الحراري في الغالبالسحب الطبقية الركامية محدودة الحمل الحراريالحمل الحراري الحر الركاميالسحب الركامية القوية الحمل
مستوى متقدم للغايةPMC : أغطية ليلية مضيئةدوامات أو أمواج ليلية مضيئةأشرطة مضيئة ليلاً
مستوى عالٍ جداًحمض النيتريك والماء PSCصدفية الشكل متعددة البؤرعدسي الشكل صدفي الشكل PSC
مستوى عالٍالسحب الرقيقةسيروسالسحب الركامية الرقيقة
مستوى متوسططبقة متوسطة الارتفاعالركام المتوسط
مستوى منخفضستراتوسالستراتوكومولوسالركام المتواضع أو المكسور
متعدد المستويات أو رأسي متوسطنيمبوستراتوستراكم التواضع
عمودي شاهقالركام المتراكمالركام المزني

تشمل الأنواع المتجانسة الغلاف الجوي عشرة أجناس من التروبوسفير، بالإضافة إلى عدة أنواع رئيسية أخرى فوق التروبوسفير. ويضم جنس الركام أربعة أنواع تدل على الحجم والبنية الرأسية.

تحديد الخصائص

تُدرس خصائص السحب باستخدام القياسات الميدانية (غالباً باستخدام الطائرات)، والاستشعار عن بعد الأرضي أو الفضائي. ويمكن أن يعتمد الاستشعار عن بعد على التصوير أو تقنية الليدار أو الرادار .

القياس في الموقع

تُستخدم طائرات الأبحاث عادةً لدراسة العمليات الفيزيائية الدقيقة المذكورة أعلاه في السحب، وغالبًا ما يكون ذلك في سياق ديناميكيات السحب . [ 68 ]   تُنشر مجموعة من مجسات السحب بشكل متكرر على أجنحة الطائرات أو في أي مكان آخر على جسم الطائرة. [ 69 ] تُستخدم هذه المجسات لتحديد: توزيع أحجام قطرات السحب؛ ومحتوى الماء السائل في السحب؛ وحجم وتركيز قطرات المطر؛ وشكل وحجم وتركيز جزيئات الجليد، بما في ذلك البرد. بعض الأجهزة قادرة على التمييز بين الطورين السائل والصلب للجزيئات. تُستخدم أنماط طيران متنوعة لفهم تطور الجزيئات، وذلك حسب أهداف المشروع. غالبًا ما يُستخدم الطيران الإحصائي عند وجود حقل من السحب المتجانسة تقريبًا. أما الرحلات الجوية لتقييم بيانات الأقمار الصناعية، أو لجمع بيانات عن مقاطع رأسية متعددة عبر السحب الضحلة، فتستخدم غالبًا أنماط طيران سن المنشار. تتضمن العديد من المشاريع طائرات متعددة و/أو مرافق أخرى، مثل الأجهزة الأرضية، والطائرات بدون طيار، والرادارات، وأجهزة الأقمار الصناعية. [ 70 ]

الاستشعار عن بعد الأرضي

يلعب الاستشعار عن بُعد من سطح الأرض دورًا محوريًا في فهم خصائص السحب، وذلك باستخدام أجهزة تستكشف الغلاف الجوي من الأرض. توفر رادارات السحب وأجهزة الليدار رصدًا عالي الدقة لبنية السحب، حيث ترصد رادارات السحب ذات الموجات المليمترية توزيعات جزيئات السحب، بينما ترصد أجهزة الليدار السحب الرقيقة والهباء الجوي بحساسية عالية. على سبيل المثال، في جميع أنحاء أوروبا، تنشر مواقع مشروع ACTRIS (البنية التحتية لأبحاث الهباء الجوي والسحب والغازات النزرة) توليفات متكاملة من رادارات السحب دوبلر، وأجهزة الليدار، ومقاييس الإشعاع الميكروي، وغيرها من الأجهزة لإنتاج بيانات رأسية متواصلة لنسبة السحب وخصائص السحب المائية والجليدية، مدعومة بمعالجة موحدة لبيانات Cloudnet ومنتجات بيانات خاضعة لرقابة الجودة. [ 71 ] إضافةً إلى ذلك، تُرسل رادارات مراقبة الطقس نبضات ميكروية بأطوال موجية أطول (بمقياس السنتيمتر) لتحديد موقع وكثافة وحركة الهيدروميتورات داخل السحب، مكملةً بذلك المعلومات المُستقاة من الأطوال الموجية الأقصر التي قد تضعف بمجرد بدء هطول الأمطار. [ 72 ]

الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية

تُستخدم الأقمار الصناعية لجمع بيانات حول خصائص السحب ومعلومات أخرى مثل كمية السحب، وارتفاعها، وانبعاثها في الأشعة تحت الحمراء، وعمقها البصري المرئي، وتجمدها، وحجم الجسيمات الفعال لكل من السائل والجليد، ودرجة حرارة قمة السحب وضغطها. تُجمع مجموعات البيانات المتعلقة بخصائص السحب باستخدام أقمار صناعية مثل MODIS و POLDER و CALIPSO و ATSR . تقيس هذه الأجهزة إشعاع السحب، ومن ثم يمكن استخلاص المعايير ذات الصلة. ويتم ذلك عادةً باستخدام نظرية المعكوس . [ 73 ] تعتمد طريقة الكشف على حقيقة أن السحب تميل إلى الظهور أكثر سطوعًا وبرودة من سطح الأرض. ولهذا السبب، تنشأ صعوبات في رصد السحب فوق الأسطح الساطعة ( العاكسة للغاية )، مثل المحيطات والجليد. [ 73 ]

تزداد موثوقية قيمة مُعامل مُعين كلما زاد عدد الأقمار الصناعية التي تقيسه. ويعود ذلك إلى اختلاف نطاق الأخطاء والتفاصيل المُهملة من جهاز لآخر. لذا، إذا كانت قيم المُعامل المُحلل مُتشابهة في أجهزة مُختلفة، يُعتبر أن القيمة الحقيقية تقع ضمن النطاق الذي تُحدده مجموعات البيانات المُقابلة. [ 73 ]

يستخدم مشروع تجربة دورة الطاقة والمياه العالمية الكميات التالية لمقارنة جودة البيانات من الأقمار الصناعية المختلفة من أجل وضع قياس كمي موثوق لخصائص السحب: [ 73 ]

  • غطاء السحب أو كمية السحب بقيم تتراوح بين 0 و 1
  • تتراوح درجة حرارة السحابة عند قمتها بين 150 و 340 كلفن
  • ضغط السحب في الأعلى 1013 - 100 هكتوباسكال
  • يتراوح ارتفاع السحابة ، الذي يُقاس فوق مستوى سطح البحر، من 0 إلى 20  كيلومترًا
  • تتراوح قيم انبعاثية الأشعة تحت الحمراء للسحب بين 0 و1، بمتوسط ​​عالمي يبلغ حوالي 0.7
  • كمية السحب الفعالة ، وهي كمية السحب المرجحة بانبعاثية الأشعة تحت الحمراء للسحب، بمتوسط ​​عالمي قدره 0.5
  • يتراوح العمق البصري للسحابة (المرئية) ضمن نطاق يتراوح بين 4 و 10.
  • مسار الماء السحابي للأطوار السائلة والصلبة (الجليدية) لجزيئات السحاب
  • يتراوح حجم الجسيمات الفعال للسحابة لكل من السائل والجليد من 0 إلى 200 ميكرومتر

ومن الخصائص الحيوية الأخرى خصائص التجلد لأنواع السحب المختلفة على ارتفاعات متباينة، والتي قد تؤثر بشكل كبير على سلامة الطيران. وتشمل المنهجيات المستخدمة لتحديد هذه الخصائص استخدام بيانات كلاودسات لتحليل واسترجاع ظروف التجلد، وتحديد مواقع السحب باستخدام بيانات هندسة السحب وانعكاسيتها، وتحديد أنواع السحب باستخدام بيانات تصنيف السحب، وإيجاد التوزيع الرأسي لدرجة الحرارة على طول مسار كلاودسات (GFS). [ 74 ]

يتم تحديد نطاق درجات الحرارة التي يمكن أن تؤدي إلى ظروف التجلد وفقًا لأنواع السحب ومستويات الارتفاع:

يمكن أن تتسبب السحب الطبقية المنخفضة والسحب الطبقية في حدوث تجمد في نطاق درجة حرارة من 0 إلى -10  درجة مئوية.
بالنسبة للسحب الركامية المتوسطة والسحب الطبقية المتوسطة، يتراوح النطاق من 0 إلى -20  درجة مئوية.
تُشكل السحب الركامية العمودية أو متعددة المستويات، والسحب الركامية المزنية، والسحب المزنية، طبقة من الجليد في نطاق يتراوح من 0 إلى -25  درجة مئوية.
لا تتسبب السحب الرقيقة والسحب الركامية الرقيقة والسحب الطبقية الرقيقة عمومًا في حدوث تجمد لأنها تتكون في الغالب من بلورات جليدية أبرد من -25  درجة مئوية. [ 74 ]

نماذج

هناك ثلاثة مناهج نمذجة رئيسية لمحاكاة ديناميكيات أحجام الجسيمات في السحب، [ 75 ] والتي يمكن تصنيفها إما على أنها أويلرية أو لاغريانجية من حيث صياغة الديناميكيات في فضاء سمات الجسيمات:

مناهج الفيزياء الميكروية الأويلرية:

  • الكتلة (حيث يتم استخدام وصف قائم على العزوم لتوزيع سمات الجسيمات، مع افتراض توزيعات الحجم/الكتلة)،
  • bin (حيث يتم استخدام وصف غير معلمي قائم على المدرج التكراري لمساحة سمات الجسيمات، والذي قد يتضمن وصفًا قائمًا على العزوم داخل كل خانة من خانات المدرج التكراري)؛

مناهج الفيزياء الميكروية اللاغرانجية:

يُعدّ نموذج الفيزياء الميكروية الشاملة النوع الأكثر شيوعًا، حيث يستخدم القيم المتوسطة لوصف خصائص السحب (مثل محتوى مياه الأمطار، ومحتوى الجليد)، ويمكن أن تمثل هذه الخصائص الرتبة الأولى فقط (التركيز) أو الرتبة الثانية أيضًا (الكتلة). [ 76 ] أما مخططات الفيزياء الميكروية الثنائية، فتحتفظ بالعزوم (الكتلة أو التركيز) في متغيرات مختلفة لأحجام الجسيمات المختلفة. [ 77 ] تتميز نماذج الفيزياء الميكروية الشاملة بسرعة أكبر بكثير من نماذج الثنائية، ولكنها أقل دقة. [ 78 ] قد تعتمد الفيزياء الميكروية القائمة على الجسيمات على نماذج احتمالية (مونت كارلو) لعمليات مثل التخثر، والتنوي، والنقل، وتكون تكلفتها الحسابية أقل من مخططات الثنائية إذا لزم تتبع معلمات جسيمات متعددة في المحاكاة (مثل خصائص الهباء الجوي). [ 79 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "ما هي السحب؟" . ssec.si.edu . مركز سميثسونيان لتعليم العلوم . 2 مارس 2017.
  2. ↑ ميدلتون، ويليام إدغار نولز (1966). تاريخ نظريات المطر وأشكال الهطول الأخرى . أولدبورن. ISBN 978-0-226-52497-9. OCLC 12250134 . 
  3. ↑ بروباشر، هانز ر.؛ كليت، جيمس د. (1997). الفيزياء المجهرية للسحب والهطول (الطبعة الثانية ). سبرينغر. ص 2. ISBN   978-0-7923-4211-3.خطأ / تصويب : " 1358 "
  4. ↑ باونسي، فرانسيس ج. (فبراير 2003). "تاريخ رموز ورموز السحب". الطقس . 58 (2): 69-80 . Bibcode : 2003Wthr...58...69P . doi : 10.1256/wea.219.02 . S2CID 122081455 . 
  5. ↑ بلانشارد، دنكان سي. (2004). من قطرات المطر إلى البراكين: مغامرات في علم الأرصاد الجوية لسطح البحر . كوريير دوفر. ISBN 978-0-486-43487-2.
  6. ↑ هارفي ويتشمان (4 أغسطس 1997). "لماذا تتشكل السحب دائمًا في كتل منفصلة؟ لماذا لا يوجد ضباب تكثيف متجانس، خاصة في الأيام العاصفة عندما يتوقع المرء اختلاطًا؟" . مجلة ساينتفك أمريكان . تاريخ الاسترجاع: 19 مارس 2016 .
  7. ↑ نيف، ر. (2013). "العملية الأديباتية" . هايبرفيزيكس . جامعة ولاية جورجيا . تم الاسترجاع في 5 فبراير 2018 .
  8. ↑ "غيوم سيئة" . كلية علوم الأرض والمعادن بجامعة ولاية بنسلفانيا . مؤرشف من الأصل في 16 مارس 2015. تم الاطلاع عليه في 5 فبراير 2018 .
  9. ↑ هورستماير، ستيف (2008). "قطرات السحاب، قطرات المطر" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2019-05-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2012 .
  10. 1 2 3 علم الأرصاد الجوية الأساسي عبر الإنترنت (2013). "الرطوبة، التشبع، والاستقرار" . vsc.edu. مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2014. تم الاطلاع عليه في 18 نوفمبر 2013 .
  11. ↑ علم الأرصاد الجوية الأساسي على الإنترنت (2013). "الرفع على طول الحدود الجبهية" . قسم علوم الغلاف الجوي (DAS) في جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين . تم الاطلاع عليه في 5 فبراير 2018 .
  12. ↑ "سماء صافية" . موقع الطقس الإلكتروني . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 نوفمبر 2013 .
  13. ↑ لي إم. غرينسي؛ جون إم. نيس (2001). عالم الطقس: أساسيات علم الأرصاد الجوية: كتاب/دليل عملي ( الطبعة الثالثة). شركة كيندال/هانت للنشر. الصفحات 207-212 . ISBN   978-0-7872-7716-1. OCLC 51160155 . 
  14. ↑ فرويد، إي؛ روزنفيلد، د (2012). "العلاقة الخطية بين تركيز عدد قطرات السحب الحملية وعمق بدء هطول الأمطار" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي . 117 (D2): D02207. Bibcode : 2012JGRD..117.2207F . doi : 10.1029/2011JD016457 .
  15. ↑ أونيل، دان (9 أغسطس 1979). "تكوّن البَرَد" . منتدى ألاسكا للعلوم . 328. مؤرشف من الأصل في 11 يونيو 2007. تم الاطلاع عليه في 23 مايو 2007 .
  16. ↑ "اكتشاف أكبر حبة برد في تاريخ الولايات المتحدة" . 2003. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 2003.
  17. ↑ لونغ، مايكل جيه؛ هانكس، هوارد إتش؛ بيبي، روبرت جي (يونيو 1965). "اختراقات السحب الركامية المزنية لطبقة التروبوبوز" . مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 9 نوفمبر 2014 .
  18. ↑ بيدويرني، م. (2006). "عمليات تكوين السحب" مؤرشف في 2008-12-20 في Wayback Machine ، الفصل 8 في أساسيات الجغرافيا الطبيعية ، الطبعة الثانية.
  19. ↑ أكرمان ، ص 109
  20. ↑ معجم الأرصاد الجوية (2009). "التبريد الإشعاعي" . الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . مؤرشف من الأصل في 12 مايو 2011. تم الاطلاع عليه في 27 ديسمبر 2008 .
  21. ↑ فوفيل، روبرت (2004). "مناهج التشبع" (ملف PDF) . جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 25 فبراير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 فبراير 2009 .
  22. ↑ بيرس، روبرت بنروز (2002). علم الأرصاد الجوية في الألفية . دار النشر الأكاديمية. ص 66. ISBN  978-0-12-548035-2.
  23. ↑ مكتب خدمة الأرصاد الجوية الوطنية ، سبوكين، واشنطن (2009). "العواصف الرعدية الجافة والعواصف الرعدية المبكرة" . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يناير 2009 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  24. ↑ بارت فان دن هورك؛ إليانور بليث (2008). "خرائط عالمية للترابط المحلي بين الأرض والغلاف الجوي" (ملف PDF) . المعهد الملكي الهولندي للأرصاد الجوية. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 25 فبراير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يناير 2009 .
  25. ↑ رايلي، إتش. إدوارد؛ شري، كارول إل. (2002). مدخل إلى البستنة . سينجايج ليرنينج. ص 40. ISBN  978-0-7668-1567-4.
  26. ↑ جيت ستريم (2008). "الكتل الهوائية" . خدمة الأرصاد الجوية الوطنية . مؤرشف من الأصل في 24 ديسمبر 2008. تم الاطلاع عليه في 2 يناير 2009 .
  27. ↑ روجرز، آر آر؛ ياو، إم كيه (1989). دورة مختصرة في فيزياء السحب . سلسلة دولية في الفلسفة الطبيعية. المجلد 113 ( الطبعة الثالثة). إلسيفير ساينس. ISBN   978-0-7506-3215-7.
  28. ↑ كوروليف، أليكسي ف؛ مازين، إيليا ب (2003). "التشبع الفائق لبخار الماء في السحب" . مجلة علوم الغلاف الجوي . 60 (24): 2957-74 . Bibcode : 2003JAtS...60.2957K . doi : 10.1175/1520-0469(2003)060 < 2957:sowvic > 2.0.co ; 2 .
  29. ↑ لو، تشونسونغ؛ ليو، يانغانغ؛ نيو، شنغجي (2012). "طريقة لتمييز وربط الاختلاط الناتج عن التداخل المضطرب والاندماج التصادمي في السحب الطبقية الركامية" . النشرة العلمية الصينية . 58 ( 4-5 ): 545-551 . Bibcode : 2013ChSBu..58..545L . doi : 10.1007/s11434-012-5556-6 .
  30. ↑ بروباشر، إتش آر؛ كليت، جيه دي (2010). "الفيزياء المجهرية للسحب والهطول" . مكتبة علوم الغلاف الجوي والمحيطات . 18. doi : 10.1007/978-0-306-48100-0 . ISBN 978-0-7923-4211-3ISSN 1383-8601​​ 
  31. ↑ كنوبف، دانيال أ.؛ ألبرت، بيتر أ. (2023). "تكوين نوى الجليد في الغلاف الجوي" . مجلة نيتشر ريفيوز فيزيكس . 5 (4): 203-217 . رمز Bibcode : 2023NatRP...5..203K . doi : 10.1038/s42254-023-00570-7 . ISSN 2522-5820 . OSTI 1993369 .  
  32. ↑ كانتريل، ويل؛ هيمسفيلد، أندرو (يونيو 2005). "إنتاج الجليد في السحب التروبوسفيرية: مراجعة" . نشرة الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . 86 (6): 795-808 . doi : 10.1175/BAMS-86-6-795 . ISSN 0003-0007 . 
  33. ↑ فيلد، بي آر؛ لوسون، آر بي؛ براون، بي آر إيه؛ لويد، جي؛ ويستبروك، سي؛ مويسيف، دي؛ ميلتنبرغر، إيه؛ نينيس، إيه؛ بليث، إيه؛ شولارتون، تي؛ كونولي، بي؛ بوهل، جيه؛ كروسير، جيه؛ كوي، زد؛ ديردن، سي. (28-11-2016). "الفصل 7. إنتاج الجليد الثانوي - الوضع الحالي للعلم وتوصيات للمستقبل" . دراسات الأرصاد الجوية AMSMONOGRAPHS-D-16-0014.1. doi : 10.1175/AMSMONOGRAPHS-D-16-0014.1 . hdl : 10138/202487 . ISSN 0065-9401 . 
  34. 1 2 كوب ، توماس (2004/11/01). "تنوي الجليد المتجانس في الماء والمحاليل المائية" . Zeitschrift für Physikalische Chemie . 218 (11): 1231–1258 . بيب كود : 2004ZPC...218.1231K . دوى : 10.1524/zpch.218.11.1231.50812 . ردمك 2196-7156 . 
  35. 1 2 لي، تيانشو؛ دوناديو، دافيد؛ روسو، جيوفانا؛ غالي، جوليا (2011-11-02). "تكوين نوى الجليد المتجانسة من الماء فائق التبريد" . الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الفيزيائية . 13 (44): 19807-19813 . Bibcode : 2011PCCP...1319807L . doi : 10.1039/C1CP22167A . ISSN 1463-9084 . PMID 21989826 .  
  36. ↑ كارشر، ب.؛ سيفرت، أ. (2016). "حول تكوين الجليد المتجانس في السحب السائلة" . المجلة الفصلية للجمعية الملكية للأرصاد الجوية . 142 (696): 1320-1334 . Bibcode : 2016QJRMS.142.1320K . doi : 10.1002/qj.2735 . ISSN 0035-9009 . 
  37. ↑ هيمسفيلد، أندرو جيه؛ ميلوشيفيتش، لاري إم. (1993). "تكوين الجليد المتجانس والماء السائل فائق التبريد في سحب الموجات الجبلية" . مجلة علوم الغلاف الجوي . 50 (15): 2335-2353 . Bibcode : 1993JAtS...50.2335H . doi : 10.1175/1520-0469(1993)050 < 2335 :HINASL > 2.0.CO ; 2. ISSN 0022-4928 . 
  38. ↑ إيكس، لويزا؛ ويلتي، أندريه؛ هوس، كورينا؛ لومان، أولريك (10 فبراير 2015). "نظرية التكوين النووي الكلاسيكية للتجميد المتجانس للماء: المعاملات الديناميكية الحرارية والحركية" . الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الفيزيائية . 17 (8): 5514-5537 . Bibcode : 2015PCCP...17.5514I . doi : 10.1039/C4CP04184D . ISSN 1463-9084 . PMID 25627933 .  
  39. ↑ بروباشر، إتش آر؛ كليت، جيه دي (2010). "الفيزياء المجهرية للسحب والهطول" . مكتبة علوم الغلاف الجوي والمحيطات . 18. doi : 10.1007/978-0-306-48100-0 . ISBN 978-0-7923-4211-3ISSN 1383-8601​​ 
  40. ↑ هوس، سي.؛ موهلر، أو. (29-10-2012). "تكوين الجليد غير المتجانس على الهباء الجوي: مراجعة لنتائج التجارب المختبرية" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 12 (20): 9817-9854 . Bibcode : 2012ACP....12.9817H . doi : 10.5194/acp-12-9817-2012 . ISSN 1680-7316 . 
  41. ↑ موراي، بي جيه؛ أوسوليفان، دي؛ أتكينسون، جيه دي؛ ويب، إم إي (2012). "تكوين نوى الجليد بواسطة جسيمات مغمورة في قطرات سحاب فائقة التبريد" . مجلة الجمعية الكيميائية . 41 (19): 6519-6554 . doi : 10.1039/C2CS35200A . PMID 22932664 . 
  42. ↑ "النواة المتجمدة - معجم الأرصاد الجوية" . glossary.ametsoc.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-03-2026 .
  43. ↑ بوس، إيفون؛ ويلتي، أندريه؛ أتكينسون، جيمس؛ راميللي، فابيولا؛ دانييلتشوك، أنيا؛ بينجيمر، هاينز ج.؛ بلوتز، مايكل؛ سيراو، بيركو؛ كانجي، زامين أ.؛ لومان، أولريكه (2016-12-06). "تكوين الجليد غير المتجانس على جزيئات الغبار من تسع صحاري حول العالم - الجزء 1: التجميد بالغمر" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 16 (23): 15075-15095 . Bibcode : 2016ACP....1615075B . doi : 10.5194/acp-16-15075-2016 . hdl : 20.500.11850/123315 . ISSN 1680-7316 . 
  44. ↑ كانجي، زامين أ.؛ سوليفان، رايان س.؛ نيمان، مونيكا؛ ديموت، بول ج.؛ بريني، أنتوني ج.؛ تشو، سيدريك؛ ساثوف، هارالد؛ موهلر، أوتمار (16 أبريل 2019). "خصائص التكوين الجليدي غير المتجانس لجزيئات غبار الصحراء الطبيعية المغلفة ببديل للهباء الجوي العضوي الثانوي" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 19 (7): 5091-5110 . Bibcode : 2019ACP....19.5091K . doi : 10.5194/acp-19-5091-2019 . hdl : 20.500.11850/339833 . ISSN 1680-7316 . 
  45. ↑ ماكلوسكي، كريستينا س.؛ أوفادنيفيت، يورغيتا؛ رينالدي، ماتيو؛ أتكينسون، جيمس؛ بيلوسي، فرانكو؛ سيبورنيس، داريوس؛ مارولو، سالفاتوري؛ هيل، توماس سي جيه؛ لومان، أولريك؛ كانجي، زامين أ.؛ أودود، كولين؛ كرايدنويس، سونيا م.؛ ديموت، بول جيه. (16 يونيو 2018). "جسيمات عضوية بحرية وبرية مُنَوِّية للجليد في كتل هوائية شمال شرق المحيط الأطلسي، من بحرية نقية إلى متأثرة بقارياً" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي . 123 (11): 6196-6212 . Bibcode : 2018JGRD..123.6196M . doi : 10.1029/2017JD028033 . ISSN 2169-897X . 
  46. ↑ هوانغ، شو؛ هو، وي؛ تشن، جي؛ وو، تشيجون؛ تشانغ، دايتشو؛ فو، بينغتشينغ (2021-01-01). "نظرة عامة على الجسيمات البيولوجية المُكوِّنة للجليد في الغلاف الجوي" . مجلة البيئة الدولية . 146 106197. Bibcode : 2021EnInt.14606197H . doi : 10.1016/j.envint.2020.106197 . ISSN 0160-4120 . PMID 33271442 .  
  47. ↑ لوبي، لورا؛ هودايت، أربا؛ مولينيرو، فاليريا (26 فبراير 2014). "التنوي غير المتجانس للجليد على أسطح الكربون" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 136 (8): 3156-3164 . Bibcode : 2014JAChS.136.3156L . doi : 10.1021/ja411507a . ISSN 0002-7863 . PMID 24495074 .  
  48. ↑ هويل، سي آر؛ بينتي، في؛ ويلتي، إيه؛ زوبريست، بي؛ ماركولي، سي؛ لو، بي؛ هوسكولدسون، أ؛ ماتسون، إتش بي؛ ستيتزر، أو؛ ثورستينسون، تي؛ لارسن، جي؛ بيتر، تي. (27-09-2011). "خصائص تكوين الجليد في الرماد البركاني من إيافيالايوكول" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 11 (18): 9911-9926 . Bibcode : 2011ACP....11.9911H . doi : 10.5194/acp-11-9911-2011 . hdl : 20.500.11850/160104 . ISSN 1680-7316 . 
  49. ↑ ماركولي، كلوديا؛ ناجاري، بابان؛ ويلتي، أندريه؛ لومان، أولريك (19 يوليو 2016). "كفاءة تكوين نوى الجليد في يوديد الفضة: مراجعة ورؤى جديدة" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 16 (14): 8915-8937 . Bibcode : 2016ACP....16.8915M . doi : 10.5194/acp-16-8915-2016 . hdl : 20.500.11850/118901 . ISSN 1680-7316 . 
  50. ↑ ماكي، ليروي ر.؛ غاليان، إليزابيث ل.؛ تشانغ-تشين، مي-مون؛ كالدويل، دانيال ر. (1974). "تكوين نوى الجليد المحفز بواسطة بكتيريا الزائفة السيرينجية" . علم الأحياء الدقيقة التطبيقي . 28 (3): 456-459 . Bibcode : 1974ApMb...28..456M . doi : 10.1128 / am.28.3.456-459.1974 . PMC 186742. PMID 4371331 .  
  51. ^ كانجي، زامين أ. لادينو، لويس أ. ويكس، هايك. بوز، إيفون؛ بوركيرت كوهن، مونيكا؛ تشيكزو، دانيال ج .؛ كريمر ، مارتينا (2017/01/01). "نظرة عامة على جزيئات نواة الجليد" . دراسات الأرصاد الجوية . 58 : 1.1 – 1.33 . بيب كود : 2017MetMo..58....1K . دوى : 10.1175/AMSMONOGRAPHS-D-16-0006.1 . اتش دي ال : 1721.1/118344 . ISSN 0065-9401 . 
  52. ↑ فالي، ج.؛ ديموت، ب. ج.؛ موهلر، أ.؛ ويل، ت. ف. (16-09-2015). "مذكرة فنية: اقتراح لمصطلحات تكوين نوى الجليد" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 15 (18): 10263-10270 . Bibcode : 2015ACP....1510263V . doi : 10.5194/acp-15-10263-2015 . ISSN 1680-7316 . 
  53. 1 2 Field, PR; Lawson, RP; Brown, PRA; Lloyd, G; Westbrook, C.; Moisseev, D.; Miltenberger, A.; Nenes, A.; Blyth, A.; Choularton, T.; Connolly, P.; Buehl, J.; Crosier, J.; Cui, Z.; Dearden, C. (2016-11-28). "الفصل 7. إنتاج الجليد الثانوي - الوضع الحالي للعلم والتوصيات للمستقبل" . دراسات الأرصاد الجوية AMSMONOGRAPHS-D-16-0014.1: AMSMONOGRAPHS–D–16-0014.1. doi : 10.1175/AMSMONOGRAPHS-D-16-0014.1 . hdl : 10138/202487 . ISSN 0065-9401 . 
  54. ↑ كوروليف، أليكسي؛ ليسنر، توماس (19 أكتوبر 2020). "مراجعة للدراسات التجريبية حول إنتاج الجليد الثانوي" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 20 (20): 11767-11797 . Bibcode : 2020ACP....2011767K . doi : 10.5194/acp-20-11767-2020 . ISSN 1680-7316 . 
  55. ↑ موسوب، إس سي (أكتوبر 1985). "إنتاج جزيئات الجليد الثانوية أثناء نمو الصقيع: تأثير توزيع حجم القطرات وسرعة الصقيع" . المجلة الفصلية للجمعية الملكية للأرصاد الجوية . 111 (470): 1113-1124 . رمز Bibcode : 1985QJRMS.111.1113M . doi : 10.1002/qj.49711147012 . ISSN 0035-9009 . 
  56. ↑ هوبز، بيتر ف.؛ رانغنو، آرثر ل. (ديسمبر 1985). "تركيزات جزيئات الجليد في السحب" . مجلة علوم الغلاف الجوي . 42 (23): 2523-2549 . Bibcode : 1985JAtS...42.2523H . doi : 10.1175 /1520-0469(1985)042 < 2523:IPCIC > 2.0.CO ; 2. ISSN 0022-4928 . 
  57. ↑ هالت، ج.؛ موسوب، س. س. (مايو 1974). "إنتاج جزيئات الجليد الثانوية أثناء عملية التجلد" . مجلة نيتشر . 249 (5452): 26-28 . رمز Bibcode : 1974Natur.249...26H . doi : 10.1038/249026a0 . ISSN 1476-4687 . 
  58. ↑ فارديمان، لاري (نوفمبر 1978). "تكوّن جزيئات الجليد الثانوية في السحب نتيجة تصادم البلورات" . مجلة علوم الغلاف الجوي . 35 (11): 2168-2180 . Bibcode : 1978JAtS...35.2168V . doi : 10.1175/1520-0469(1978)035 < 2168 :TGOSIP > 2.0.CO ; 2. ISSN 0022-4928 . 
  59. ^ تاكاهاشي، تسوتومو؛ ناجاو، يوشيهيرو؛ كوشياما ، يوزورو (ديسمبر 1995). “احتمال إنتاج جسيمات عالية من الجليد أثناء تصادمات Graupel-Graupel” . مجلة علوم الغلاف الجوي . 52 (24): 4523– 4527. بيب كود : 1995JAtS...52.4523T . دوى : 10.1175/1520-0469(1995)052 < 4523:PHIPPD > 2.0.CO ; 2 . ISSN 0022-4928 . 
  60. ↑ ليزنر، توماس؛ باندر، ت.؛ هاندمان، ب.؛ كيسيلف، أ. (2014-07-07). عمليات الجليد الثانوية عند التجميد غير المتجانس لقطرات السحب . المؤتمر الرابع عشر لفيزياء السحب. بوسطن، ماساتشوستس: الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . تم الاسترجاع في 2026-04-13 .
  61. ↑ بيكون، نيل جيه؛ سوانسون، برايان دي؛ بيكر، مارسيا بي؛ ديفيس، إي. جيمس (27-06-1998). "تفكك جزيئات الصقيع المعلقة" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي . 103 (D12): 13763-13775 . Bibcode : 1998JGR...10313763B . doi : 10.1029/98JD01162 . ISSN 0148-0227 . 
  62. ↑ سيرفاتكا، ب. "فيزياء السحب: عملية بيرجيرون" . مختبر الطقس بكلية دوبيج .
  63. ↑ رايف، إيرين ن.؛ بار، سارة ل.؛ تارن، مارك د.؛ مكوايد، جيمس ب.؛ ديلي، مارتن إ.؛ أبيل، ستيفن ج.؛ باريت، بول أ.؛ باور، كيث ن.؛ فيلد، بول ر.؛ كارزلو، كينيث س.؛ موراي، بنجامين ج. (17 ديسمبر 2024). "تركيزات عالية من الجسيمات المُحفزة لتكوين الجليد المرتبطة بالضباب القطبي في موجات الهواء البارد الربيعية" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 24 (24): 14045-14072 . Bibcode : 2024ACP....2414045R . doi : 10.5194/acp-24-14045-2024 . ISSN 1680-7316 . 
  64. ↑ سيرفاتكا، ب. "فيزياء السحب: أنواع السحب" . مختبر الطقس بكلية دوبيج .
  65. ↑ إي سي باريت؛ سي كي غرانت (1976). "تحديد أنواع السحب في صور لاندسات إم إس إس" . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أغسطس 2012 .
  66. 1 2 3 المنظمة العالمية للأرصاد الجوية ، محرر (2017). "التعريفات، الأطلس الدولي للسحب" . مؤرشف من الأصل في 27 مارس 2017. تم الاطلاع عليه في 30 مارس 2017 .
  67. ↑ هسو، جيريمي (2008-09-03). "رُصدت سحب غريبة على حافة الغلاف الجوي للأرض" . يو إس إيه توداي . مؤرشف من الأصل في 2009-06-28.
  68. ↑ "التحليق لدراسة السحب والمناخ" . مجلة إيوس . 19 مايو 2021. تاريخ الاسترجاع: 8 أبريل 2026 .
  69. ↑ فيني، ديكلان ل.؛ بليث، آلان م.؛ غالاغر، مارتن؛ وو، هوي هوي؛ نوت، غرايم ج.؛ بيغرستاف، مايكل آي.؛ سونينفيلد، ريتشارد ج.؛ ديلي، مارتن؛ ووكر، دان؛ دوفون، ديفيد؛ باور، كيث؛ بوينغ، ستيفن؛ شولارتون، توماس؛ كروسير، جوناثان؛ غروفز، جيمس (2024-05-03). "تجربة فيزياء الحمل الحراري العميق (DCMEX): عمليات رصد جوية وأرضية منسقة: الفيزياء الدقيقة، والهباء الجوي، والديناميكيات أثناء تطور السحب الركامية" . بيانات علوم نظام الأرض . 16 (5): 2141-2163 . Bibcode : 2024ESSD...16.2141F . doi : 10.5194/essd-16-2141-2024 . ISSN 1866-3508 . 
  70. ^ ستيفنز، بيورن. بوني، ساندرين؛ فاريل، ديفيد. أمنت، فيليكس. بليث، آلان. فيرال، كريستوفر. كارستنسن، يوهانس؛ كوين، باتريشيا ك.؛ سبيتش، صابرينا؛ اكتساب، كلوديا؛ ايميسيجر، فرانزيسكا؛ أولبرايت، آنا ليا؛ بيلنجر، هوغو؛ بودنشاتز، إبرهارد؛ قيصر ، كاثي آن (2021-08-25). "EUREC4A" . بيانات علوم نظام الأرض . 13 (8): 4067-4119 . دوى : 10.5194/essd-13-4067-2021 . اتش دي ال : 20.500.11850/504422 . ردمك 1866-3508 . 
  71. ↑ "مركز ACTRIS للاستشعار عن بعد السحابي (CCRES) | ACTRIS" . actris.eu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-04-08 .
  72. ↑ "أنظمة الرادار" . مكتب الأرصاد الجوية . تم الاسترجاع في 2026-04-08 .
  73. 1 2 3 4 ستوبنراوخ، سي. جيه؛ روسو، دبليو. بي؛ كين، إس؛ أكرمان، إس؛ سيسانا، جي؛ تشيبفر، إتش؛ دي جيرولامو، إل؛ جيتزويتش، بي؛ غينيارد، إيه؛ هايدينجر، إيه؛ مادكس، بي. سي؛ مينزل، دبليو. بي؛ مينيس، بي؛ بيرل، سي؛ بلاتنيك، إس؛ بولسن، سي؛ ريدى، جيه؛ صن-ماك، إس؛ والثر، إيه؛ وينكر، دي؛ زينغ، إس؛ تشاو، جي (2013). "تقييم مجموعات بيانات السحب العالمية من الأقمار الصناعية: مشروع وقاعدة بيانات بدأهما فريق GEWEX للإشعاع" . نشرة الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . 94 (7): 1031-49 . Bibcode : 2013BAMS...94.1031S . doi : 10.1175/BAMS-D-12-00117.1 . hdl : 2060/20120014334 . S2CID 12145499 . 
  74. 1 2 قسم التحقق من التنبؤات التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي/مختبر أبحاث الأنظمة البيئية/قسم علوم الأرض (2009). "التحقق من منتجات تجمد نظام WAFS" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 11 مايو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2014 .
  75. ↑ موريسون، هـ. وفان لير-والكي، م. وفريدليند، أ.م. وغرابوفسكي، و.و. وهارينغتون، ج.ي. وهوس، س. وكوروليف، أ. وكومجيان، م.ر. وميلبراندت، ج.أ. وباولوسكا، هـ. وبوسلت، د.ج. وبرات، أ.ب. وريمل، ك.ج. وشيما، س. وفان ديدنهوفن، ب. وشوي، ل. (2020). "مواجهة تحدي نمذجة فيزياء السحب والهطول الدقيقة" . مجلة التقدم في نمذجة أنظمة الأرض . 12 (8) e2019MS001689. Bibcode : 2020JAMES..1201689M . doi : 10.1029/2019MS001689 . PMC 7507216 . PMID 32999700 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  76. ↑ موريسون، هـ؛ كاري، ج. أ؛ خفوروستانوف، ف. إ (2005). "معاملة جديدة للفيزياء الميكروية ذات العزم المزدوج لتطبيقها في نماذج السحب والمناخ. الجزء الأول: الوصف" . مجلة علوم الغلاف الجوي . 62 (6): 1665-1677 . Bibcode : 2005JAtS...62.1665M . doi : 10.1175/JAS3446.1 .
  77. ↑ خاين، أ؛ أوفتشينيكوف، م؛ بينسكي، م؛ بوكروفسكي، أ؛ كروغلياك، هـ (2000). "ملاحظات حول أحدث ما توصلت إليه النمذجة العددية لفيزياء السحب الدقيقة". بحوث الغلاف الجوي . 55 ( 3-4 ): 159-224 . Bibcode : 2000AtmRe..55..159K . doi : 10.1016/S0169-8095(00)00064-8 .
  78. ↑ خاين، أ. ب؛ بهينغ، ك. د؛ هيمسفيلد، أ؛ كوروليف، أ؛ كريتشاك، س. أ؛ ليفين، ز؛ بينسكي، م؛ فيليبس، ف؛ برابهاكاران، ت؛ تيلر، أ؛ فان دين هيفر، س. س؛ يانو، ج.-إ (2015). "تمثيل العمليات الفيزيائية الدقيقة في نماذج تحليل السحب: الفيزياء الدقيقة الطيفية (الثنائية) مقابل المعلمات الكلية" . مراجعات الجيوفيزياء . 53 (2): 247-322 . Bibcode : 2015RvGeo..53..247K . doi : 10.1002/2014RG000468 .
  79. ↑ شيما، س.؛ كوسانو، ك.؛ كاوانو، أ.؛ سوجياما، ت.؛ كاواهارا، س. (2009). "طريقة القطرات الفائقة للمحاكاة العددية للسحب والهطول: نموذج فيزيائي دقيق احتمالي قائم على الجسيمات مقترن بنموذج غير هيدروستاتيكي". المجلة الفصلية للجمعية الملكية للأرصاد الجوية . 135 (642): 1307-1320 . arXiv : physics/0701103 . Bibcode : 2009QJRMS.135.1307S . doi : 10.1002/qj.441 .