כמה זמן לוקח לטיפות גשם, שלג וברד להגיע מהשמים לקרקע?

סטיב היקר,

אני מבין שחם בפרדס חנה, אבל זה עלול לקחת יותר זמן ממה שאתה חושב. העננים הגבוהים ביותר בשמים שטים ברום של כ־18 ק"מ. הנמוכים ביותר שטים בגובה הרחוב וקרויים "ערפל". כשטיפת גשם גדולה נופלת עלינו מלמעלה, היא מגיעה אלינו - בהיעדר רוח חזקה - במהירות של כ־30 קמ"ש, טיפות קטנות יותר מסתפקות בכ־7 קמ"ש. זה נותן לנו, לכאורה, גבול עליון של כשלוש שעות לטיפה קטנה מענן גבוה. אבל זה לא כל כך פשוט.

לטובת הטיפות פועלת הכבידה, שמשתדלת להאיץ אותן אל עבר האדמה בקצת יותר מ־35 קמ"ש בכל שנייה. הכבידה נחלשת ככל שמתרחקים מהאדמה, אבל בגובה ענן השינוי אינו משמעותי. ללא התנגדות, טיפה שנופלת מגובה 18 ק"מ תפגע באדמה כעבור דקה, במהירות שעולה על 2,000 קמ"ש.

ללא התנגדות, טיפה שנופלת מגובה 18 ק"מ תפגע באדמה כעבור דקה, במהירות שעולה על 2,000 קמ"ש | צילום: shutterstock

למרבה המזל, ידידינו האוויר מתנגד לכח הכבידה. ככל שהטיפה נופלת מהר יותר, כך האוויר שבדרכה פוגע בה חזק יותר - כמו הרוח שאתה מרגיש כשאתה מוציא יד ממכונית נוסעת - ומתישהו הרוח הזו מתקזזת עם כוח הכבידה ומונעת האצה נוספת. בשלב הזה הטיפה מגיעה למהירות הסופית שלה. מהירות זו תלויה במסה שעליה פועלת הכבידה, ובגודל המשטח שעליו פועלת ההתנגדות. ככל שהטיפה גדלה, כך גדלים גם שטח הפנים שלה וגם המסה שלה; בדרך כלל המסה גדלה הרבה יותר משטח הפנים, ולכן טיפות גדולות מגיעות למהירות סופית גבוהה יותר, אבל זה תלוי בצורת הטיפה.

וכאן המקום לתקן שגיאה רווחת: טיפות גשם לא נראות כמו אגס מחודד. הן שואפות לצורה כדורית מושלמת, כמו בועות סבון, אלא שגם לזה האוויר מתנגד. עד קוטר של כשני מילימטרים הטיפה הנופלת נשארת כדורית משום ששטח הפנים שלה קטן ולאוויר שפוגע בתחתיתה אין הרבה על מה לעבוד. מעבר לגודל הזה האוויר משטח את צידה התחתון ומעניק לה צורה שמזכירה כובע של פטרייה, כולל השקע במרכז. השקע מעמיק ככל שהטיפה גדלה ובקוטר של כתשעה מילימטרים הוא מתנפח פתאום למין מצנח דקיק שבבסיסו טבעת עבה. קצת כמו קונדום מנופח. הצורה הזו אינה יציבה והיא מתפרקת חיש לטיפות קטנות יותר.

נוסיף לצורת הטיפה את העובדה שבשחקים יש פחות אוויר והתנגדות, נקזז עם העליה בצפיפות האוויר בגלל הקור והלחות, ונקבל חישוב די מסובך ודי חסר ערך. ראשית, כי הרבה מהטיפות מתאדות לפני שהן מגיעות לקרקע. כשזה קורה לכל הטיפות, כפי שמתרחש לעתים מזומנות מעל לנגב, המטאורולוגים קוראים לזה "וירגה" או "גשם תלוי". אבל חשוב מכך: שכחנו את הרוח.

האוויר נע בזרמים שעוצמתם תסחרר את ראשך, לא כל שכן את פתותי השלג וטיפות הגשם. אפילו אבני ברד נתקעות בגללו בשמים. הברד הרך שמלטף לפעמים את אדמת הארץ ("גראוּפֶּּל" בעגה המקצועית) הוא גביש קרח זעיר שהסתובב בתוך ענן ופגע בטיפות מים שקפאו עליו. ברד אמיתי נוצר כשזרם אוויר נמרץ לא נותן לגביש הקרח ליפול ומכריח אותו לעבור שוב ושוב דרך הענן ולצבור שכבות קרח נוספות. אבן ברד כזו מגיעה בקלות לגודל של כדור מטקות.

הטיפות והפתותים כה זעירים, בהשוואה, שלפעמים הם פשוט נשארים בשמים. מטאורולוגים קוראים לתופעה הזו "ענן". יש מי שסבור שעננים הם אדי מים, אבל אי אפשר לראות אדי מים. הם שקופים. באוויר יש אדי מים כל הזמן - חזאים קוראים לזה "לחות" - אך רק כשהם מתעבים לטיפות או לגבישוני קרח (קר שם, למעלה) אפשר לראותם ולכנותם ענן. גם הענן הלבן מעל לקומקום, או במקלחת, עשוי מטיפות ולא מאדים.

בקיצור, הזמן שלוקח למשקעים לשקוע יכול להיות ארוך עד בלי גבול, בדיוק כשם שהוא יכול להיות קצר מאד. טיפת הגשם יכולה להיווצר כאן, על הקרקע, והיא יכולה להיווצר ברקיע ולא להגיע אלינו לעולם. ככה זה עננים: גם יפה, גם שימושי וגם מעניין.

שאלות לבלדד השוחי: askbildad@calcalist.co.il