يتكوّن المطر تدريجياً على عدّة مراحل بدءاً من تبخّر الماء من سطح الأرض أو عن طريق النباتات التي تُطلق الماء والأكسجين خلال عمليّة البناء الضوئي، ثمّ تصاعد بخار الماء إلى طبقات الجوّ العليا وتكاثفه حول أنوية صلبة؛ كذرّات الغبار، أو حبوب اللقاح، أو البلورات الجليدية الصغيرة، وتحوّله من حالته الغازية إلى الحالة السائلة أو الصلبة مكوّناً الغيوم، وتزداد قطرات الماء تدريجياً مع استمرار عملية التكاثف ويزداد حجمها وبالتالي يزداد وزنها، وتستمرّ عملية التكاثف حتّى تُصبح السحابة مشبعةً تماماً وثقيلة جداً فيتمّ التخلّص من الحمولة على شكل هطول مطريّ،[١] وتظهر بعض السحب بلون أسود بسبب امتلائها بقطرات المطر التي تمنع ضوء الشمس من المرور خلالها.

 

يعتمد نوع الهطول المطريّ وشكله على درجة حرارة الهواء المحيط بالغيمة والأسفل منها، ففي حال وصلت درجة حرارة الهواء المحيط بالغيمة لنقطة التجمّد أيّ درجة حرارة 0 درجة مئوية أو أقل من ذلك فإنّ قطرات الماء في السحابة تتبلور لتُصبح ثلجاً ثمّ تتساقط، فإن كانت درجات حرارة طبقات الغلاف الجوّي أسفل الغيمة تحت الصفر فإنّ الهطول سيكون ثلجاً، وفي حال اختلفت درجات الحرارة بين السحابة والأرض وتناوبت الطبقات بين أكثر حرارة وأقل حرارة فسيختلف نوع الهطول في كلّ طبقة، فمثلاً، في السحب الموجودة أعلى المناطق الاستوائية يبدأ الهطول المطريّ على شكل قطرات ماء ويستمرّ كما هو حتّى يصل إلى سطح الارض، أمّا في معظم أنحاء العالم فإنّ قطرات المطر تكون في حالتها الصلبة في الغيوم وتذوب أثناء سقوطها بسبب دفء الهواء نسبياً قرب سطح الأرض.

 

وللتعرّف إلى الغيوم التي تسبب الأمطار وأنواعها، يمكنك قراءة مقال أنواع الغيوم

 

العوامل المؤثّرة على تكوّن المطر

يتأثّر توزيع الأمطار على سطح الكرة الأرضية بعدّة عوامل، وهي كالآتي:

 

تيّارات الهواء الصاعدة والهابطة: يتمّ تبريد الهواء أثناء صعوده إلى طبقات الجو العليا، حيث إنّ تبخّر الماء من سطح الأرض وتحوّله إلى بخار ذي كثافة منخفضة وحجم أكبر يؤدّي إلى ارتفاعه عالياً، فيتكاثف في الغيوم ثمّ يهطل على شكل مطر كما في الغابات الاستوائية التي تتلقّى معدّل هطول مرتفع يصل إلى متر سنوياً، أمّا تيارات الهواء الهابطة فيسخن فيها الهواء الهابط بسبب الضغط ويمتصّ الرطوبة بدل إطلاقها، مُشكّلاً بذلك صحارى بمساحات كبيرة على سطح الأرض تتلقّى معدّلات منخفضة من المطر تصل إلى أقلّ من سنتيمتر واحد في العام.

درجة حرارة الهواء: عند انخفاض درجات الحرارة تنخفض نسبة الرطوبة في الهواء، ممّا يعني انخفاض نسب تكاثف قطرات الماء وتدنّي نسب هطول الأمطار.

التيّارات البحرية: عند هبوب رياح فوق سطح المحيط يكون تبخّر الماء نشطاً ومتجهاً للمناطق الساحلية خاصةً إذا هبّت الرياح فوق ماء دافئ، فتحصل هذه المناطق على معدّل هطول أعلى من المناطق التي تهبّ فيها الرياح من الساحل باتجاه المحيط.

البعد عن الساحل: تحصل المناطق الساحلية القريبة من المسطحات المائية مثل البحار والمحيطات والبحيرات على معدّل هطول أعلى من المناطق البعيدة عن الساحل، حيث إنّ الرياح تفقد الرطوبة تدريجياً مع زيادة بعدها عن الساحل وقد تصل لدرجة الجفاف في المناطق البعيدة عن الساحل.

السلاسل الجبلية: عند اعتراض السلاسل الجبلية للرياح فإنّها تجبرها على الارتفاع ممّا يزيد من فرص التكاثف وهطول الأمطار؛ لذلك لا تهطل الأمطار في المناطق التي يكون الانحدار فيها بنفس اتجاه حركة الرياح.

شكل قطرات المطر المتكوّنة وحجمها

تتشكّل قطرات المطر عادةً بنصف قطر لا يتجاوز مليمتر واحد ويكون شكلها كالكرة المستديرة، ومع تصادم القطرات واندماجها ببعضها يكبر حجمها، وأثناء هطولها في طبقات الجو تتعرّض لمقاومة الهواء ممّا يُسطّح قاعها، إذ تُصبح مسطّحةً من الأسفل ويصل قطرها إلى 2-3 مليمتر وتُحافظ على شكلها الكرويّ من الأعلى، ويستمرّ حجمها بالتزايد مع كلّ تصادم مع القطرات الأخرى ليصل قطرها إلى 4-5 مليمتر، حينها يبدأ هيكل القطرة بالانهيار من نقطة معيّنة لتُصبح أشبه بالمظلّة، وتستمرّ بالتوسّع حتّى تنقسم إلى قطرات أصغر حجماً، ووفقاً لتصريحات العلماء فإنّ أقل قطر لقطرات المطر هو 0.5 مليمتر وما أقل من ذلك يُسمّى رذاذاًَ، وعادةً ما يتساقط الرذاذ من الغيوم منخفضة الارتفاع.

 

أنواع المطر المتكوّن وسرعة هطوله

يُبيّن الجدول الآتي أنواع الهطول المطريّ مع بيان كثافة هطوله، وسرعته، وخصائصه الأخرى:

 

نوع الهطول المطري كثافة الهطول (سم/ساعة) متوسطّ قطر القطرة (مليمتر) سرعة الهطول (م/ث) عدد القطرات في الثانية لكلّ متر مربع

قطرات ضبابية (بالإنجليزية: Fog). 0.013 0.01 0.003 67,425,000

السديم (بالإنجليزية: Mist). 0.005 0.1 0.21 27,000

الرذاذ (بالإنجليزية: Drizzle). 0.025 0.96 4.1 151

مطر خفيف (بالإنجليزية: Light rain). 0.10 1.24 4.8 280

مطر متوسّط (بالإنجليزية: Moderate rain). 0.38 1.6 5.7 495

مطر غزير (بالإنجليزية: Heavy rain). 1.52 2.05 6.7 495

مطر غزير جداً (بالإنجليزية: Excessive rain). 4.06 2.4 7.3 818

عاصفة مطريّة (بالإنجليزية: Cloudburst). 10.2 2.85 7.9 1,220