ما هي التجارب التي يمكن تطبيقها لتفسير الرياح؟

إليكم إجابة أبطأ كثيرًا من الرياح، ولكن بواسطة تجارب غير مدونة أجريتها عند كل نوافذ منزلي... وهي تستكمل سؤالاً سابقاً عن الرياح وتعيد استخدام ورق الحرير الذي سبق الحديث عنه في العديد من التبادلات. ولكن ذلك يعد محدوداً بالنسبة إلي المرحلة الثانية! ولم أبق علي التجربة التي أجريت بالفرن، لأن الأفران عامة تكون مجهزة بمروحة لتعجيل الحمل الحراري. ما هي الرياح؟ كيف تتكون؟ ملاحظات مسبقّة: ما مناسبة هذا السؤال؟ من المهم في المرحلة الثانية إرساء مبدأ أن «الرياح هي هواء في حالة حركة». ويمكنكم في هذا الشأن الرجوع إلي المداخلة التي قمت بها علي الموقع في ١٢/٤/١٩٩٩، والتي تم حفظها ضمن موضوع التكنولوجيا تحت عنوان «الهواء، الرياح، الطائرات الورقية». وقد أوصيت بدفع التلاميذ للبحث عن مواقف لإيجاد رياح في الفصل وذلك خاص بتحريك الهواء بواسطة أشياء تقنية: منفاخ، مضخة، مروحة، مصفف شعر. ولا يفوت التلاميذ الفضوليين بالطبع (ويصبحون كذلك سريعًا بذلك النوع من الخطوات) أن يطرحوا سؤال من نوع: «وأين يوجد المنفاخ علي الأرض؟»... ومن ناحية أخرى، التآلف مع الرياح بصورة عملية بواسطة نشاطات الأرصاد الجوية، أو بأحداث استثنائية مثل «العاصفة في نهاية ٩٩» تعطي جميعها مجالا لطرح مثل هذا التساؤل. دور أدب الأطفال: «أسرار الهواء» والذي تم نشره بمعرفة المهرة الصغار عند Albin Michel والذي يقترح تصوير التخيل الذهني التجريبي لتكون الرياح من خلال الثلاجة. ولكن مع الأسف تكون النتيجة عشوائية وغير مقنعة لتلاميذ في مثل هذا السن. وقد تضمن العدد رقم ١٥ لمجلة شهر فبراير ٢٠٠٠ الرائعة الخاصة للأعمار ٨-١٢ سنة «اكتشاف العلوم والحياة» من خلال مقالتها «من أين تأتي الرياح؟» تفسيرات جيدة، ولكن بدون تجارب مطبقة مع تلاميذ بالمرحلة الثانية. ويعطي «الهواء والرياح» لـ J.P. Maury في مجموعة Echos Hachette تفسيرات عن تكون الرياح المحلية، مثل نسيم البر أو نسيم البحر (لتلاميذ بالمرحلة الثالثة)، كيف نفسر تكون الرياح؟ لا ترجع الرياح لتأثيرات ميكانيكية، ولكن لتأثيرات حرارية. فيصعد الهواء الساخن إلي الهواء الأبرد. ويهبط الهواء البارد إلي الهواء الساخن. وحتى توجد الرياح يلزم وجود كتلتين من الهواء بحرارتين مختلفتين. فإذا تم تسخين الهواء محلياً، فإنه يصعد ويهبط الهواء البارد في تلك المساحة المتاحة؛ فالهواء يتحرك والرياح تعصف. كيف يمكن توضيح ذلك بالتجربة؟ إذا تآلف التلاميذ مع الرياح، فإنهم سيعرفون وسائل تحديد اتجاه الرياح: دوارة الرياح طبعاً ولكن أيضاً باستخدام العلم والدخان (نرى ذلك في كل الكتب). وسوف نستخدم هاتين الوسيلتين، دخان السجائر وورق خفيف (ورق الحرير) لتوضيح تحركات الهواء بالعين. هل يصعد الهواء الساخن؟ نقوم بتقريب سيجارة من صفيحة تم تسخينها منذ فترة مع الإبقاء على السيجارة خارجها. وعند تحريك السيجارة حول الصفيحة، نلاحظ اختطاف الدخان أعلى الصفيحة. 
 
هل يهبط الهواء البارد؟ لتوضيح أن الهواء البارد يهبط، نأخذ حوضاً من الثلج كبيراً إلى حد ما وننتظر إلى أن يقوم بتبريد الهواء المحيط به ثم ننفخ الدخان أعلى هذا الحوض بواسطة القش. نلاحظ إذاً أنه تم سحب الدخان إلى أسفل بواسطة الهواء البارد.

توضيح حركة الهواء للعين بمقياس أكبر: الأدوات: ورقة خفيفة جداً من نوع ورق الحرير (يباع بالمكتبات بمعرفة Canson أو تؤخذ من علب الأحذية). سوف تتمثل كتلة الهواء الساخن في غرفة جيدة التدفئة بينما تتمثل كتلة الهواء البارد في الهواء الخارجي ليوم بارد إلى حد ما وعديم الرياح. نفتح النافذة ونعلق ورقتنا بالأعلى، سوف نلاحظ حركتها نحو الخارج.
التفسير: بمجرد فتح النافذة، يخرج هواء الغرفة الدافئ إلى الخارج نحو الهواء البارد ويدفع بتلك الورقة نحو الخارج. ومن المهم إجراء نفس التجربة من خلال نافذة في الاتجاه المقابل لنلاحظ نفس النتيجة. وعلى العكس، إذا علقنا الورقة أسفل النافذة، نلاحظ تحركها نحو الداخل. التفسير: يدخل الهواء البارد الخارجي ليحل محل الهواء الدافئ الذي صعد ويدفع الورقة نحو الداخل.

وبالنسبة للأرض: لا يتم تسخين المناطق على كوكب الأرض كافةً بنفس الطريقة. فعلى سبيل المثال، خلال أحد الأيام المشمسة، توجد اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين البحر واليابس مما يتسبب في حدوث النسيم المحلي. وكذلك بالنسبة للكواكب حيث تؤدي اختلافات درجات الحرارة إلى خلق حركة الهواء. وفي المرحلة الثانية: ... يبدو لي أننا لا يمكننا تناول هذا الموضوع إلا إذا تساءل عنه التلاميذ حقيقة. وبمعنى آخر، إن هذا الموضوع لا يمكن أن يدخل ضمن الأهداف المخصصة للمرحلة الثانية، ولكن من الممكن تناوله إذا لزم الأمر. من أي منطلق؟ سيكون بالأحرى من منطلق تعريفي ينتهجه المعلم مزوداً بالتجارب التفاعلية. وأيضاً بالنسبة لكم، من واقع تجربتكم المعتادة في الفصل باستخدام المعلومات والتجارب المقترحة. قد يفيد في النهاية أن نطلب من التلاميذ إعداد نتيجة مكتوبة لهذا التفسير يتم مناقشتها بصورة جماعية فيما بعد. تمنياتي بتجارب ممتعة، وإذا كنتم تجرون التجارب حقيقة مع التلاميذ، فإنني مهتم بمعرفة ردود أفعالهم. شكراً لكم ...