تسجيل الدخول

تسجيل

الجليد الهش والجليد الزجاجي المتجمعان على كابلات الكهرباء

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص530

2025-08-30

414

عندما يتجمع الثلج والجليد على كابلات الكهرباء، يمكن أن يتسبب الوزن الإضافي في انهيار الكابلات وأبراجها الداعمة حدث هذا الأمر في يناير عام 1998 في جنوب مقاطعة كيبك الكندية عندما تسبب الجليد في انهيار 1300 برج أساسي و35000 برج ثانوي وقطع إمدادات الكهرباء التي تخدم أكثر من مليوني شخص، واستمر ذلك الأمر بالنسبة للبعض لأسابيع. ما هي الظروف التي تؤدي إلى تجمع الثلوج والجليد على كابلات الكهرباء؟ وهل تكون المشكلة أسوأ في حالة وجود الهواء البارد بشكل خاص؟

الجواب: يُمكن أن تُشكل قطرات الماء التي يحملها الهواء نوعين من الجليد على كابلات الكهرباء، الأول هو «الجليد الهش» الذي يكون جافا، مع عدم وجود ماء سائل على الكابل (إذ إنَّ قطرات الماء عندما تتجمع تتجمد). أما الثاني فهو «الجليد الزُّجاجي» الذي يتكون من طبقة داخلية من الجليد والماء السائل، وطبقة خارجية من الماء السائل.

ينمو خط الجليد المتجمد إلى الخارج عبر السائل بينما يمتد «الجليد الشجيري» (تشكيلات تُشبه شكل نبات السرخس داخل السائل. تُوصَّل الطاقة الحرارية التي تنبعث من الماء المتجمد من خلال الطبقة الخارجية ومنها إلى الهواء الخارجي البارد.

عندما يتكون الجليد الزجاجي، يمكن أن يتساقط بعض الماء السائل من الكابل، ممَّا يُقلّل من الوزن ومن الخطر، ولكنه يمكن أيضًا أن تتكوّن كتل ثلجية متدلية. تتباعد الكتل الثلجية المتدلية عن بعضها بمقدار سنتيمترين، وتنمو إلى أسفل وأفقيًا كلما تدفّق المزيد من الماء إلى الجانبين ويتجمد، ويمكن أن تندمج في نهاية المطاف مكونة ستارًا من الجليد. لا يُهدِّد وزن الكتل الثلجية المتدلية كابلات الكهرباء وأبراجها الداعمة فقط بل تزيد من احتجاز قطرات الماء والجليد كذلك. وإذا هبت رياح قوية، فيمكن أن يزيد عبء المقاومة الهوائية الواقع على الكتل الثلجية المتدلية من قوة الضغط على الكابل زيادة كبيرة.

على الأرجح يكون الجليد الذي يتكون على الكابل هو الأخطر عندما تكون درجة حرارة الهواء تحت نقطة التجمُّد ببضع درجات؛ وذلك لأنه حينئذٍ يُمكن أن يتشكل الجليد الزجاجي من المؤكد أن قطرات الماء الموجودة في الجو والجليد اللذين يصطدمان بالطبقة سيلتصقان بها بدلًا من الارتداد بعيدا عنها، كما قد يحدث مع الجليد الهش. كما أن الماء المتساقط يمكن أن يُكوِّن كتلا ثلجية مُتدلية ويجعل الوضع أسوأ وذلك لأن المساحة السطحية الأكبر والديناميكا الهوائية المتزايدة تُشكلان عبئًا إضافيًا. ومِن ثُمَّ، إذا زادت درجة حرارة الهواء، كما يحدث خلال الانتقال من الليل إلى النهار، يمكن أن التشكل يصبح الأولي للجليد الهش أكثر خطورة إذا تحول إلى جليد زجاجي بينما لا تزال قطرات الماء والجليد تتجمع.