شيطان البخار

إعصار البخار هو دوامة صغيرة وضعيفة فوق الماء (أو أحيانًا فوق اليابسة الرطبة) تجذب الضباب إلى داخلها ، مما يجعلها مرئية. تتشكل هذه الأعاصير فوق البحيرات والمحيطات الكبيرة خلال موجات الهواء البارد بينما لا تزال المياه دافئة نسبيًا، ويمكن أن تكون آلية مهمة في نقل الرطوبة عموديًا. ^{[ 1 ]} وهي أحد مكونات دخان البحر .

قد تتشكل دوامات بخارية صغيرة فوق أحواض الينابيع الحارة حتى في الطقس الدافئ بسبب ارتفاع درجة حرارة المياه. ورغم أن مشاهدة هذه الدوامات نادرة عموماً، إلا أن الينابيع الحارة في منتزه يلوستون تُنتجها يومياً.

لم تُسجّل ظاهرة الزوابع البخارية وتُدرس إلا منذ سبعينيات القرن الماضي. وهي أضعف من الزوابع المائية وتختلف عنها، إذ تُشبه الأخيرة الأعاصير الضعيفة فوق الماء.

تم الإبلاغ عن ظاهرة "الأعاصير البخارية" لأول مرة من قبل ليونز وبيس عام 1972، وذلك بناءً على ملاحظاتهما لبحيرة ميشيغان في يناير 1971. كان هذا الشهر باردًا بشكل استثنائي بالنسبة لولاية ويسكونسن (أحد أبرد شهور القرن العشرين)، مما أدى، بالإضافة إلى بقاء بحيرة ميشيغان خالية من الجليد في معظمها، إلى تهيئة ظروف مواتية لتكوّن هذه الأعاصير. أطلق ليونز وبيس اسم "الأعاصير البخارية" عليها تشبيهًا لها بأعاصير الغبار على اليابسة، والتي تتشابه معها في الحجم والبنية. كما دفعهما إلى ذلك ضرورة التمييز بين "الأعاصير البخارية" و" الأعاصير المائية " الأقوى بكثير ، والتي يُعادلها على اليابسة الإعصار القمعي . كتب ليونز وبيس مقالتهما بهدف إقناع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي بإدراج "الأعاصير البخارية" ضمن السنة الميدانية الدولية للبحيرات العظمى، والتي كان من المقرر عقدها في الفترة 1972-1973. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

تُعرف دوامات البخار بأنها دوامات يتراوح قطرها عادةً بين 50 و200 متر (160 إلى 660 قدمًا) ، وتكون عمودية في الغالب، ويصل ارتفاعها إلى 500 متر (1600 قدم) . يشبه شكلها العام شكل عمود مائي صغير، ولكن لا ينبغي اعتبارهما مرتبطين. تدور دوامات البخار في اتجاه إعصاري ، ولكن ليس بسرعة كبيرة أو بقوة عالية، وعادةً ما تدور بضع دورات فقط في الدقيقة، وأحيانًا لا تدور على الإطلاق. عادةً ما يكون هناك جزء داخلي واضح المعالم لعمود البخار الدوار، وجزء خارجي غير منتظم تنفصل عنه كتل من البخار. يمكن أن تتشكل دوامات بخار أصغر حجمًا فوق البحيرات الصغيرة، وخاصةً المياه الدافئة في الينابيع الساخنة لأحواض السخانات . في هذه الحالات، يبلغ قطر العواصف البخارية عادةً مترًا واحدًا ( 3.25 قدم ) ، ولكنه قد يتراوح بين أقل من 0.1 متر إلى مترين ( من 0.35 إلى 6.5 قدم ) ، وارتفاعها من مترين إلى 30 مترًا ( من 6.5 إلى 98.35 قدم) ، مع دوران أسرع نسبيًا يبلغ حوالي 60 دورة في الدقيقة ( 1 هرتز ) . قد يكون مركز العاصفة البخارية خاليًا من الغبار ، كما هو الحال في مركز العاصفة الترابية . ويشكل المركز حوالي 10% من عرض العمود الدوار. قد تكون السماء فوق العواصف البخارية صافية، أو قد تتواجد فيها سحب ركامية . في بعض الحالات، قد ترتفع العواصف البخارية مباشرةً إلى السحب الركامية، وفي هذه الحالة قد تكون السحب الركامية ناتجة عن العواصف البخارية نفسها - انظر أدناه . تُعدّ الزوابع البخارية ظاهرة نادرة وقصيرة الأمد، إذ لا تدوم عادةً أكثر من ثلاث أو أربع دقائق، أما الزوابع الصغيرة التي تتشكل فوق الينابيع الساخنة فتتلاشى في غضون ثوانٍ. ^{[ 2 ] [ 5 ] [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] [ ملاحظة 1 ]} يُخلط أحيانًا بين الزوابع البخارية والأعاصير المائية نظرًا لقدرتها على الظهور فوق الماء. ^{[ 8 ]}          

قد تنفصل دوامات البخار عن قاعدتها وتدفعها الرياح باتجاه مجرى النهر. في المسطحات المائية الصغيرة كالينابيع الساخنة، قد ينتهي المطاف بدوامة البخار فوق اليابسة بعيدًا عن الماء تمامًا. تستمر دوامات البخار هذه بالدوران حتى بعد انفصالها عن مصدر الحرارة، لكنها سرعان ما تتلاشى. ^{[ 3 ]}

قد يكون لأعاصير البخار الصغيرة جدًا عمود غير واضح المعالم، ولا يوجد لها لب داخلي واضح يمكن تحديده. وتُسمى هذه الدوامات بشكل أدق دوامات بخارية قياسًا على دوامات الغبار على الأرض. ^{[ 9 ]}

من الشروط الأساسية لتكوّن الزوابع البخارية وجود طبقة من الهواء الرطب فوق الماء، حيث يُسحب الهواء الضبابي (المعروف بضباب البخار القطبي ) إلى أعلى مُشكّلاً خيوط الضباب (أعمدة ضباب بخاري غير دوّارة). ولكي يحدث ذلك، يجب أن يكون سطح الماء غير متجمد، وبالتالي دافئًا نسبيًا، وأن تهب رياح باردة جافة لتكوين الضباب. يسخن الماء الهواء البارد، ويزداد رطوبةً بالتبخر. يبدأ الهواء الدافئ بالصعود، وأثناء صعوده يبرد تدريجيًا بفعل انخفاض الضغط، مما يؤدي إلى تكثف بخار الماء وخروجه على شكل خيوط ضباب. ^{[ 10 ]}

لكي تتشكل دوامات البخار، يجب أن يكون الهواء فوق المسطح المائي شديد البرودة، وأن تهب رياح جافة سريعة نسبيًا (تزيد سرعتها عن 3.2 كم/ساعة أو 2 ميل/ساعة ) على سطح الماء. كما يجب أن يكون فرق درجة الحرارة بين الماء والهواء كبيرًا؛ فقد تشكلت دوامات البخار في الشكل 1 عند درجة حرارة هواء تبلغ -21 درجة مئوية (-6 درجة فهرنهايت) ودرجة حرارة ماء تبلغ 1 درجة مئوية (33 درجة فهرنهايت) ، أي بفارق 22 درجة مئوية (39 درجة فهرنهايت) . في ظل هذه الظروف، يرتفع الهواء بقوة كبيرة تجعل تدفق الهواء غير مستقر، وتبدأ الدوامات بالتشكل. وتجعل خيوط الضباب التي تنجذب إلى الدوامات هذه الدوامات مرئية، فتتحول إلى دوامات بخار. ^{[ 10 ] [ 5 ] [ 11 ] [ ملاحظة 1 ]}        

يميل ضباب البخار إلى تشكيل خلايا سداسية غير منتظمة في المستوى الأفقي، تمتد باتجاه الرياح. في هذا الترتيب الشبيه بخلية النحل ، تلتقي ثلاث خلايا عند نقطة التقاء، وفي هذه النقاط تتشكل دوامات البخار. يُعدّ هذا التأثير، المتمثل في تشكل الدوامات عند رؤوس الخلايا السداسية، مثالًا على دوامات الرؤوس . ^{[ 12 ] [ 7 ]}

قد لا تكون طبقة السحب الركامية التي تُرى فوق العواصف البخارية خلال موجات البرد على بحيرة ميشيغان وغيرها من المناطق محض صدفة. فقد أظهرت دراسات الرادار المحمول جواً خلال موجات البرد على البحيرة أن بعض العواصف البخارية تخترق طبقة الحدود الحرارية الداخلية (التي يحدث أسفلها دوران الحمل الحراري )، وقد تكون أكثر أهمية في المزج الحراري من الحمل الحراري العادي، حيث تنقل الهواء الرطب عمودياً فوق حدود الحمل الحراري. وتتمثل الصورة الناتجة على نطاق واسع في طبقة من ضباب البخار القطبي قريبة من سطح الماء، وطبقة من السحب الركامية فوق حدود الحمل الحراري مباشرة، ومجموعة منتظمة من العواصف البخارية تربط بينهما. ^{[ 13 ]}

تُشاهد الزوابع البخارية فوق البحيرات العظمى في أوائل الشتاء. وتحدث في المحيط الأطلسي قبالة سواحل كارولينا عندما تهب رياح باردة من القارة عبر تيار الخليج . يمكن أن تتشكل الزوابع البخارية فوق البحيرات الصغيرة وحتى فوق الينابيع الساخنة، ولكن بشكل أقل تكرارًا من تشكلها فوق المسطحات المائية الكبيرة. كما يُمكن أن تتشكل فوق الأراضي الرطبة إذا كان الهواء باردًا والشمس تُسخّن الأرض. ^{[ 2 ] [ 5 ]}

تتشكل دوامات بخارية صغيرة في بعض الينابيع الساخنة الكبيرة في منتزه يلوستون الوطني ، حيث تُغطي طبقة من الضباب البخاري البرك، وقد تبدأ الرياح برفعها لتُشكّل خيوطًا ضبابية. ومن الأمثلة على ذلك ينبوع غراند بريزماتيك في حوض يلوستون ميدواي للينابيع الحارة . قد تكون درجة حرارة الهواء مرتفعةً عند تشكل هذه الدوامات، مما يُؤثر على راحة الإنسان. ففي عام ١٩٨٢، رُصدت مجموعة من سبعة عشر دوامة بخارية عندما تراوحت درجة حرارة الهواء بين ١٧ و٢١ درجة مئوية (٦٣ و٧٠ درجة فهرنهايت) . ورغم أن هذه الدرجة أعلى بكثير من درجة حرارة الهواء فوق البحيرات العظمى، على سبيل المثال، إلا أن درجة حرارة الماء أعلى نسبيًا أيضًا، إذ تقترب من درجة الغليان، وبالتالي يظل فرق درجة الحرارة ٧٩ درجة مئوية (١٤٢ درجة فهرنهايت) . ^{[ ٣ ]}    

يُعدّ ينبوع أولد فيثفول، وهو موقع آخر شهير في يلوستون ، مصدرًا لظاهرة العواصف البخارية الأفقية. وبشكل عام، ربما يكون يلوستون أكثر المناطق التي تشهد ظهورًا متكررًا للعواصف البخارية التي يمكن الوصول إليها في أي مكان آخر. إذ تُنتج عدة عواصف بخارية كل ساعة في أكثر المواقع إنتاجية. ^{[ 3 ]} وقد أبلغ هول عن العواصف البخارية فوق أحواض الينابيع الحارة لأول مرة عام 1977. ^{[ 14 ]}

• شيطان الغبار
• دوامة نارية
• غوستنادو
• لاندسباوت
• دخان البحر

• ألابي، مايكل (2002). موسوعة الطقس والمناخ . المجلد  1. نيويورك: فاكتس أون فايل. ISBN 0-8160-4801-0.
• باريك، كينيث أ. (1 فبراير 2010). "مراجعة بيئية لأحواض الينابيع الحارة: الموارد، والندرة، والتهديدات، والفوائد". المراجعات البيئية . 18 (1): 209-238 . doi : 10.1139/A10-008 . JSTOR envirevi.18.209 . 
• بلوستين، هوارد ب. (1999). ممر الأعاصير: عواصف عاتية في السهول الكبرى . نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 0-19-510552-4.
• هولي، رونالد ل. (يوليو 1977). ""عواصف بخارية فوق حوض ينبوع حار" . مجلة الطقس الشهرية . 105 (7): 930-932 . تاريخ الاسترجاع: 7 مايو 2011 .
• هول، رونالد ل. (مايو-يونيو 2007). "نظرة إلى الوراء: شياطين يلوستون البخارية". ويذر وايز . 60 (3): 9. doi : 10.3200/WEWI.60.3.8-9 .
• ليونز، واشنطن؛ بيس، كارولاينا الجنوبية (مارس 1972) ."عواصف بخارية فوق بحيرة ميشيغان خلال موجة برد قطبية في يناير" (ملف PDF) . مجلة الطقس الشهرية . 100 (3): 235-237 . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 14 يناير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 نوفمبر 2008 .
• زورن-بيركهايمر، سوزان؛ إيجي، إرنست م.؛ سوربيان، زبيغنيو (يوليو 2005). "البنى الحملية في موجة هواء بارد فوق بحيرة ميشيغان خلال ظاهرة جليد البحيرة" . مجلة علوم الغلاف الجوي . 62 (7.2): 2414-2432 . تاريخ الاسترجاع: 8 مايو 2011 .