الرياح السطحية والرياح والعليا (The Surface wind and upper wind):

يقصد بالرياح حركة الهواء افقية فجزئيات الهواء قد تكون في حالة سكون (هدوء) وحركة الرياح تكون (صاعدة او هابطة) فتكون شاقولية تسمى حينئذ بالتيارات الهوائية او قد تكون افقية وتسمى بالرياح تهب الرياح نتيجة لاختلاف قيم الضغط الجوي من مناطق الضغوط العالية نحو مناطق الضغوط الواطئة، أو قد تكون ناتجة عن تسخين سطح الأرض بفعل ارتفاع درجات حرارة السطح التي تجعل الهواء القريب من سطح الأرض خفيفة يتصاعد نحو الأعلى ليحل محله هواء أقل حرارة يأتي من الطبقات الجوية الواقعة فوقه ناقلا معه قوة دفع كبيرة تجعل الرياح السطحية أكثر نشاطا. إما حركة الهواء العمودية التي تسمى بتيارات الهواء الصاعدة والنازلة تعمل على خلط الهواء الملوث القريب من سطح الأرض نتيجة الفعاليات البشرية بالهواء النظيف في الطبقات في الجو عن طريق ارتفاع الهواء الحار نتيجة خفة وزنه وهبوط الهواء البارد وفي حالات الانقلاب الحراري يبقى الهواء القريب من سطح الأرض باردة ثقيلا لا يقوى على الحركة نحو الأعلى، ومن ثم إذا ما تزامن حالة تلوث شديدة مع ظاهرة الانقلاب الحراري يؤدي ذلك إلى استمرار زيادة تراكيز الملوثات في الطبقة القريبة من سطح الأرض، وهذا يتسبب في مشاكل صحية عديدة.

تعد سرع واتجاه وهدوء الرياح من الخصائص التي تسهم بدور فعال ومؤثر في تلويث الهواء أن تتنقل المواد الملوثة المنطلقة من سطح الأرض مع الاتجاه العام للرياح السائدة، ولذا فأن المناطق الواقعة في مهب الرياح محملة بالملوثات ستكون أكثر تلوثا من المناطق الواقعة عكس مهب الرياح، ومثال على ذلك الملوثات التي تحملها الرياح الجنوبية الشرقية السائدة في منطقة مصفى الدورة والى المناطق الواقعة جنوبه، كما كان للرياح الجنوبية الشرقية السائدة أثناء انفجار المفاعل النووي السوفيتي في محطة (تشرنوبل) في اواخر نیسان (۱۹۸6م) اذ تحركت سحابة من الملوثات الاشعاعية، تعالج الرياح في المدن من ناحيتين، الأولى، تأثير المدينة على الرياح العامة الهابة نحوها ، والثانية دور المدينة كجزيرة حرارية في خلق نظام ریحي محلي متبادل بينها وبين ظهيرها الريفي المحيط بها، فكلما ازدادت سرعة الرياح، ازدادت حركة الملوثات الجوية أو كبر مدى انتشارها وقل بالتالي تركيزها، واذا كانت الرياح شديدة السرعة تعمل على اثارة الأتربة والرمال وتحملها بعيدا عن منطقة أثارتها، فأن تدني سرعة الرياح سيؤدي الى ترسيب الجسيمات الصلبة الكبيرة لتحمل الصغيرة إلى مسافات بعيدة. تزداد سرعة الرياح بالابتعاد عن سطح الأرض، وهذا له دور كبير في نشر الملوثات الى مسافات أبعد بكثير من مصدر انطلاقها لذلك لجأت الكثير من الدول الى رفع مداخن مصانعها كما حصل في بريطانيا في الستينات من القرن الماضي اذ رفعت مداخنها من (343قدما) إلى (609قدما) للاستفادة من سرعة الرياح في تقليل الملوثات إلا أنه حدث العكس من ذلك حيث ساعدت هذه الدول على نشر الملوثات على مساحة أوسع. ويمكن للرياح من خلال سرعتها أن تكون عاملا مساهمة في التأثير على خصائص التربة، ونقل الملوثات أيضا إذ أن زيادة سرعة الرياح وبخاصة تلك الرياح التي تهب خلال أشهر الجفاف والتي تؤدي إلى زيادة كمية التبخر من سطح التربة، إذ تزيح طبقة الهواء الرطبة ليحل محلها هواء اكثر جفافا مما ينجم عنه جفاف وتفكيك دقائق الطبقة السطحية للتربة غير المحمية بغطاء نباتي, وعلى الرغم من كون عنصر الرياح عنصر مهم في التخلص من الملوثات الهوائية الناتجة بفعل النشاطات البشرية مثل حرق الوقود في نشاطي الصناعة والنقل ألا انه في كثير من الأحيان نجد بأن الرياح التي تهب على المستوطنات السكنية تكون هي السبب في تلوث هواء تلك المدن عن طريق حملها لدقائق وذرات الغبار والرمال، وهذا يتطلب أجراء إحاطة المدن بأحزمة خضراء وهو من الإجراءات المهمة ، إذ أن تشتت وانتشار الملوثات يكون أكثر في حالة الرياح السريعة إما الرياح الخفيفة الهادئة تقلل أو تمنع نشر الملوثات حيث تعمل الرياح، في الحركة الأفقية للهواء على دفع الملوثات الغازية والدقائقية إلى مسافات أبعد بكثير من مصادر انبعاثها معتمدة في ذلك على سرعة هبوب الرياح واتجاهاتها وتعمل الرياح على زيادة تراطم الأمواج في المسطحات المائية مثل الأنهار والبحار، وهذا يؤدي بدوره إلى تعويض الأوكسجين المستنفذ داخل هذه المسطحات.

وتعمل سرعة الرياح العالية في نشر الملوثات وقلة تركيزها على العكس عندما تكون الرياح هادئة أو قليلة السرعة. فكلما زادت سرعتها قل ارتفاع الدخان إلى الأعلى والعكس صحيح وهذا يعني أنه كلما تناقصه سرع الرياح مع قلة ارتفاع المداخن يرافق ذلك زيادة تلوث الهواء.

فضلا عن ذلك ترافق زيادة الخشونة في المدينة إلى تقليل سرع الرياح ، فسرعة الرياح التي تصل قرابة (95%) من سرعة الهواء الحر عند ارتفاع (۲۰۰ مترا) فوق الريف المنبسط، تبلغ نفس السرعة عند مستوی (۳۰۰مترا) فوق المناطق التي فيها أشجار لكنها لاتصل السرع نفسها حتى تبلغ مستوی (4۰۰ مترا) فوق المدينة، كما أن الخشونة تزداد بنسبة طردية مع زيادة سعة البناء ومع مربع ارتفاعه لكنها تتناسب عكسيا مع الحجم الذي يحتله البناء وبالتالي تزداد فترات الركود التي هي سبب أساسي في تمركز الملوثات الجوية في المدن كما تبرز اقنية الهواء المتدفق بشكل يشبه جريان الماء ضمن أودية منخفضة ، أي تحدث حالات اضطراب تخلف عن الحركات الهوائية الدوامية وفي عدد من الأماكن تبلغ سرع الرياح مستويات أعلى من المناطق الريفية لذلك أن سرع الرياح على جانب الجدار المواجه للرياح اقل بكثير من سرعها على جانب الجدار المواجه للرياح حيث تصل قرابة نصف السرعة ويكون للأشجار على جانب الطريق دورا هاما في تناقص سرع الرياح ايضا .

ويكون لاتجاه الرياح أهمية كبيرة في نشر وتوزيع ملوثات الهواء حيث أن المناطق التي تقع في مهب الرياح تتأثر بالملوثات. .ويؤثر أتجاه الرياح في نشر الملوثات لذا فان المناطق الواقعة في مهب الرياح تكون أكثر تلويثا من غيرها والواقعة بعكس اتجاه الرياح. لذا فليس من الغريب أن تكون المجمعات الصناعية والمناطق ذات الكثافة العالية بالسكان من المناطق الملوثة لعدم التخلص من الملوثات من جهة وارتفاع المباني وحصر الهواء داخل المدينة ووجود المصدر الملوث الكبير، ويزداد تركيز الملوثات شتاء بسبب حالات الانعكاس الحراري واستقرار الهواء وحدوث حالات التكاثف کالضباب ومن ثم تقل مدى الرؤيا فيه عن الصيف كما أن أيام العطل تكون الملوثات في الجو أقل عن أيام العمل الأسبوعية مما يؤدي إلى زيادة الرؤيا فيها.

أما هدوء الرياح (السكون) عندما لا تشهد حركتها أي تتغير في الاتجاه، وأن سرعها تقاس على وفق مقياس (بيفورت) ما بين ( صفر -۰٫۲متر / ثانية). والسبب في قله حالات الهدوء خلال أشهر الصيف يرجع الى حالات عدم الاستقرار المبكرة نتيجة ارتفاع درجات الحرارة وكذلك المرتفعات الجوية وانقطاع مرور المنخفضات الجوية المنفردة والمندمجة، فضلا عن وقوع المنطقة تحت تأثير منخفض الهند الموسمي الذي يجعل المنطقة عرضة الى سيادة الرياح الشمالية الغربية والشمالية، يؤثر هدوء الرياح في بقاء الملوثات الغازية لمدة أطول وتركيز أكبر وتأثير أشد على صحة الإنسان، وتساعد حالات هدوء الرياح ايضا على بقاء الغبار عالقة في الهواء مدة أطول لعدم وجود حركة قوية للرياح على تشتيت دقائق الغبار، ويحدث ذلك عندما تثير وسائط النقل الغبار المتجمع على الطرق مثلا كما تساعد عملية الترسيب في ذلك الوقت، لأن انخفاض سرع الرياح يرافقه عدم قدرتها على حمل الملوثات لمسافات بعيدة مما يجعلها تبدأ تدريجيا بالترسيب.