صقيع

ورقة شجرة وقد غطيت بطبقة من الصقيع

Hoar frost or soft rime on a cold winter day in Lower Saxony

الصقيع Frost بأنها المظهر التجمدّي للماء والدالّ على انخفاض درجة الحرارة إلى ما دون نقطة التجمد، وذلك نتيجة انخفاض درجة حرارة الهواء الجافة، أوحرارة المليمترات العليا من سطح التربة إلى الصفر المئوية أودونها، خلال الفترات الزمنية التيقد يكون فيها المتوسط اليومي لدرجة حرارة الهواء الجافة أكبر من الصفر المئوية في مكان محدد.

وهي ظاهرة طبيعية مناخية تختلف عن الثلج وهي أكثر انتشارا في العالم. حيث ان هذه الظاهرة تنتشر رقعتها جغرافيا لتضم بعض البلاد الحارة نسبيا وخصوصا في فصل الشتاء. وأحيانا يحدث الصقيع في فصل الربيع وعندهاقد يكون مدمرا للمحاصيل الزراعية وخصوصا الخضروات.

ويمكن حتى تحدث ظاهرة الصقيع في مختلف المناطق بدءاً من المناطق المدارية وحتى القطبين، ويكون تأثيرها كبيراً في الانتاج الزراعي. وتـكتسب دراسة انتشار هذه الظاهرة أهمية بالغة من حيث التخطيط لاختيار المناطق الأنسب للزراعات المحبَّة للحرارة، وذلك من أجل تحديد معدلات تواريخ البذار وجني المحصول، وكذلك اختيار الأنواع المقاومة للصقيع، ولاتخاذ الترتيبات الممكنة من أجل حماية النبات من هذه الظاهرة الخطرة. وإذا كانت ظاهرة الصقيع تحدث في بدايات الربيع وأواخر الخريف، فقد يُعدّ هذا الأمر مقبولاً من الناحية المناخية، إلا حتى حدوثه خلال فترة نموالنبات، وخاصة في وسط الربيع وأواخره يصبح بالغ الخطورة. ومن ثمَّ فإن الصقيع الذي يحدث في أواخر الربيع وبدايات الخريف يُعد من الظواهر الخطرة جداً على الانتاج الزراعي.

تكون الصقيع

أنواع

طبقاً لأنواع الأحوال الجوية وخواصها التي تسبب حدوث الصقيع يمكن تمييز الأنواع الآتية:

الصقيع المتنقل

يحدث الصقيع في هذه الحالة عند زحف كتلة هوائية باردة قطبية المنشأ في فصل الربيع، وأحياناً في فصل الخريف، وذلك طبقاً لخط عرض المكان المعني، ففي هذه الحالة يحدث انخفاض ملحوظ في درجة حرارة الهواء الجافة في الطبقة الأرضية للجو. وفي هذه الحالةقد يكون المدى الحراري اليومي daily amplitude of temperature غير كبير، وكذلك الفرق بين حرارتي الهواء على ازدياد مترين وعند سطح الأرض مباشرة غير كبير أيضاً. ويمكن لهذا النوع من الظاهرة حتى يستمر من يوم إلى عدة أيام، وقليلاً ما يرتبط بالشروط المحلية لشكل التضاريس.

الصقيع الإشعاعي Radiative frost

يحدث هذا النوع من الصقيع بعمل التبريد الشديد للطبقة الرقيقة السطحية من الأرض، وذلك بعمل إشعاع سطح الأرض في أيام الصحوالخالية من الغيوم والساكنة الرياح، حيث ينعدم امتزاج الهواء بين طبقات الجوالقريبة من السطح والطبقات الأعلى، وعند درجات حرارة الهواء اليومية المنخفضة والقريبة من الصفر المئوي. وفي مثل هذه الحالة يراوح الفرق بين حرارة الهواء الجافة في القفص الخشبي المخصص لموضع ميزان الحرارة على ازدياد مترين فوق سطح الأرض، وحرارة الأعشاب عند سطح الأرض بين 2.5 ْس و3.5 ْس. وفي بعض المناطق الشديدة القارية مثل المناطق الصحراوية البعيدة عن التأثيرات البحرية يراوح بين أربعة ْس و4.5 ْس.

الصقيع التنقلي ـ الإشعاعي Advective - Radiative frost

تحدث هذه الظاهرة نتيجة قدوم كتلة هوائية باردة يرافقها تبريد ليلي للطبقة الفاعلة في المليمترات العليا من سطح الأرض، وذلك بشكل متوازٍ. يشار إلى حتى ظاهرة الصقيع التنقلي أكثر استقراراً وتستمر مدة ثلاثة إلى أربعة أيام. أما الصقيع الإشعاعي فهوظاهرة ليلية تشتد لتصل حدها الأقصى قبيل شروق الشمس حيث تسجل حرارة الهواء أكبر انخفاض لها في اليوم.

كثيراً ما تُسجل ظاهرة الصقيع التنقلي الإشعاعي في أواخر الربيع وفي بدايات الصيف لبعض مناطق خطوط العرض الوسطى، وخلال الربيع لخطوط العرض الأدنى. كما تُسجل أيضاً في الخريف وبما يتفق وفترات النمووخاصة في فصل الربيع. وقد يحدث الصقيع مباشرة على سطح أوراق النبات مع الإشارة إلى حتى حرارة الهواء الجافة ضمن القفص الخشبي في محطة الرصد الجوي أوالمسقط المعني لا تسجل هذه الظاهرة، وتبقى الحرارة أعلى من الصفر المئوي. ثم إذا ميزان الحرارة الصغرى لا يسجل هذه الظاهرة لأن نصف حوض الزئبققد يكون عادة مغموراً في التربة، ويكون هذا الانغمار النسبي مصدراً للحرارة، وعليه لا يسجل ميزان الحرارة الصغرى ظاهرة الصقيع، إلا حتى الظاهرة تحصل حقيقة وتبلغ درجة الحرارة الصفر المئوي على سطوح الأوراق. وفي هذه الحالة تسمى الظاهرة: الصقيع المبطَّن أوالمستمر.

هور الصقيع

A spider web covered in hoar frost

صقيع الزهور

صقيع النافذة

الثلج الأبيض الخفيف

الريم

تأثير الظروف المحلية في شدة ظاهرة الصقيع واستمراريتها

يُعتبر تأثير العوامل المحلية عند سيطرة ظاهرة الصقيع التنقلي أقل منه في حالتي الصقيع الإشعاعي، والإشعاعي ـ التنقلي تباعاً. وعلى الرغم من ذلك فإن الانحدارات الجبلية المعرضة لاستقبال الرياح تُعد أكثر برودة وعرضة لهذه الظاهرة. وكذلك الحال بالنسبة للانحدارات الجبلية المعرضة لاستقبال الرياح الباردة. كما حتى لشكل التضاريس ولخواص سطح التماس الأرضي دور كبير في تحديد شدة ظاهرة الصقيع في حالتي الصقيع الإشعاعي والإشعاعي التنقلي. وتؤدي هنا البحيرات والمياه المفتوحة دوراً مهمّاً في تحديد شدة الظاهرة أيضاً لعلاقة ذلك بالرطوبة الجوية ومنعكساتها الحرارية.

إن لشكل التضاريس ونوعها أهمية بالغة في تحديد شروط تشكل الصقيع وشدته، ففي الأيام الباردة حين تكون السماء صافية تكون درجة حرارة الهواء فوق قمم الهضاب وعلى المنحدرات أعلى منها عند سفوح الجبال وفي المناطق المنبسطة، وكذلك المناطق المنخفضة المعزولة، بسبب زحف الهواء البارد للأسفل بسبب ازدياد كثافته. هذا ويحل في أعالي الهضاب هواء قادم من طبقات الجوالأعلى والأدفأ ليلاً، بينما يتراكم الهواء البارد في المناطق المنخفضة، ومن ثمَّ فإن عدد أيام حدوث الصقيع في المناطق المنبسطة والمقعرة المنخفضة أكبر منه في قمم المنحدرات وسفوحها. كما ينخفض عدد الأيام التي يُسجل فيها الصقيع انخفاضاً ملحوظاً على شواطئ البحار والبحيرات بسبب الرطوبة المرتفعة التي تعمل على الإقلال من قيمة الإشعاع الأرضي المفقود.

تأثير على النباتات

تسمى عتبة الحرارة التي يبدأ عندها التأثير السلبي لانخفاض الحرارة في النبات بالحرارة الحرجة. وهي ترتبط بحالة النبات ونوعه ودرجة نموِّه، وقد قسمت أصناف النبات حسب تحملها للصقيع إلى خمس مجموعات هي:

1ـ النباتات الأكثر تحمُّلاً للصقيع: وهي الأنواع التي تتحمل الصقيع لفترات قصيرة وعند درجات الحرارةسبعة ْس إلىعشرة ْس تحت الصفر. إلا حتى درجة الحساسية والتأثر تزداد في الفترة البدائية لتشكُّل السنابل في محصولي القمح والشعير، حيث تراوح درجة الحرارة الحرجة بين ثلاثة ْس و4 ْس تحت الصفر. وفي فترة الإزهار بالنسبة للأشجار المثمرة من 1 ْس إلى 2 ْس تحت الصفر. يدخل ضمن هذا الصنف القمح والشعير في إطار الزراعات الشتوية إضافة إلى الأشجار المثمرة.

2ـ النباتات المتحملة للصقيع في مراحل النموالأولى حتىخمسة ْس إلىسبعة ْس تحت الصفر. وعند الإزهار من 2 ْس إلى ثلاثة ْس تحت الصفر. وتدخل هنا أنواع من النباتات مثل الجزر ـ الشوندر.... وغيرهما.

3ـ النباتات المتوسطة التحمل في مراحل النموالأولى حيث تتأثر هذه المجموعة عند ثلاثة ْس إلى أربعة ْس تحت الصفر. وعند الإزهار بين 1 ْس إلى 2 ْس تحت الصفر. ويدخل ضمن هذه المجموعة فول الصويا والفجل وغيرهما.

4ـ النباتات القليلة التحمل: تتأثر عند الحرارة 2 ْس تحت الصفر. وحين الإزهار عند الحرارة 1 ْس ويدخل هنا البطاطا والدخان.... وغيرهما.

5ـ النباتات التي لا تتحمل الصقيع: وهنا تدخل النباتات المحبة للدفء حيث تتأثر عند الحرارة 0.5 ْس تحت الصفر. وتدخل هنا الفاصولياء والأرز والقطن والسمسم وفستق العبيد وغيرها.

يكون الصقيع خطراً على الأشجار المثمرة في أثناء فترة الإزهار، وتُعد ظاهرة الصقيع الممتدة ذات خطورة عالية مقارنة بالصقيع الذي يدوم لفترة قصيرة.

طرائق مكافحة الصقيع

كيفية التدخين

تُعدّ هذه الطريقة من أقدم الطرق استخداماً وهي تساعد على حماية المزروعات والأشجار المثمرة من الصقيع الإشعاعي. تساعد جزيئات الدخان العالقة على احتباس حرارة سطح الأرض، والمحافظة على حرارة الجووحماية النبات. كما حتى عملية التدخين هذه، ومع توفر الرطوبة الكافية في الجو، يمكن حتى تؤدي إلى تكاثف بخار الماء وانطلاق الحرارة. وأخيراً يمكن حتى يسهم الدخان العالق في الجوعند ساعات الصباح الأولى مع شروق الشمس في حماية النبات الذي تعرض نسبياً لحرارات منخفضة قريبة من مستويات الصقيع من التعرض لأشعة الشمس المباشرة، الأمر الذي يسمح بتسخين سطوح الأوراق تدريجيّاً، وحماية خلايا النبات من التلف نتيجة التغير السريع للحرارة وعند الحدود الدنيا الخطرة. إذا وجود الرياح يجعل تأثير التدخين ضعيفاً جداً وقليل الجدوى. وتتم عملية التدخين بحرق الوقود ويضاف إليه بقايا نباتات رطبة ونفايات تؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الدخان.

كيفية تغطية المزروعات

تتم غالباً تغطية المزروعات بالبلاستيك الشفاف الذي يسمح بتمرير جزء من الأشعة القصيرة طول الموجة، ويعكس الأمواج الطويلة، وهويعمل على احتباس الحرارة، وتتم عملية التحكم بالحرارة داخل البيت البلاستيكي طبقاً للحاجة.

كيفية التسخين المفتوح

تتم عملية إشعال الوقود بمعدل خمسمئة موقد حراري موزعة على مساحة تقارب هكتاراً واحداً من الأرض المزروعة. وتعطي عملية تسخين الجوبهذه الطريقة ووفقاً لتوزع المواقد ارتفاعاً في درجة الحرارة يقارب 2.5 ْس.

طريقة السقاية

تستخدم هذه الطريقة عندما يتسقط حدوث مثل هذه الظاهرة، وتعمل مسألة السقاية بالمياه إلى حمل قيمة حرارة نقطة الندى، الأمر الذي يسرِّع التكاثف وانطلاق الحرارة إلى الجووتدفئته، والحيلولة دون حدوث حادثة الصقيع.

كيفية تشكيل الضباب

يمكن حتى يتم تشكيل الضباب صناعيّاً في المنطقة المعنية ليقوم بدور مهم في احتباس الحرارة. كما ويمكن حتى تتم دراسة الأراضي مقدَّماً واختيار الأصناف الأنسب للمناطق الدافئة وللمناطق الباردة، واختيار الأصناف الأكثر ملاءمة لأنواع النبات من خلال تحمُّلها الطبيعي للصقيع. كما تُستخدم أحياناً المراوح فوق الحقول الزراعية ليلاً فتقوم بمزج الهواء العلوي الدافئ مع الهواء السفلي البارد نسبيَّاً، الأمر الذي يخفف من شـدة الصقيع أوحتى إيقافه.