هواشناسی


هواشناسی



آشنايي با فشار هوا
فشار هوا نيرويي است كه هوا بر يك واحد از سطح زمين وارد مي كند و مقدار آن در سطح درياي آزاد، برابر است با وزن ستوني از جيوه به ارتفاع 76 سانتيمتر. واحد اندازه گيري فشار هوا در آب و هواشناسي ميلي بار يا هكتوپاسكال مي باشد؛ هر ميلي بار يا هكتوپاسكال برابر با 1000 دين بر سانتي متر مربع مي باشد فشار ستون هوا در سطح درياي آزاد 1013 هكتوپاسكال بر سانتي متر مربع مي باشد.



از آنجا كه تراكم هوا با ارتفاع كاهش مي يابد، با افزايش ارتفاع فشار هوا نيز كم مي شود، اما تغيير فشار برحسب ارتفاع چندان منظم نيست؛ به طور كلي تا ارتفاع 1500 متري سطح زمين به ازاي هر 100 متر افزايش ارتفاع، فشار هوا حدود 12 هكتوپاسكال كم مي شود. پراكندگي افقي فشار اتمسفر را با استفاده از خطوط هم فشار به صورت سطح هم فشار نشان مي دهند. خط هم فشار خطي است كه تمام نقاط با فشار يكسان را به هم مربوط مي كند. نقشه هاي هم فشار براي سطوح مختلف اتمسفر تهيه مي شود.

پراكندگي فشار در سطح زمين

تكرار حالتهاي لحظه اي هوا در دراز مدت در پراكندگي فشار، الگويي ميانگين را نشان مي دهد كه كمابيش انعكاس تاثيرهاي گردش عمومي جو است، در نقشه هاي ميانگين فشار نمود هاي زودگذر و نادر ديده نمي شود و در مقابل نمود هاي عمده و غالب چه در مقياس محلي و چه در مقياس جهاني جلوه مي كنند؛ بنابراين مطالعه نقشه هاي ميانگين فشار اگر چه در كاربرد موضعي يا كوتاه مدت چندان كارآمد نيست اما براي شناخت نمود هاي عمده و غالب گردش عمومي هوا مهم است.

مراكز عمده فشار در سطح زمين به تبعيت از سيستم نصف النهاري گردش عمومي هوا، از استوا تا قطب به صورت كمربندهاي مداري متناوبي جلوه مي كند؛ اما وضعيت خشكي و دريا در نيمكره شمالي اين منظم را به هم مي زند و مراكز ياد شده را به صورت سلولهاي جدا از هم در مي آورد.

نتيجه گردش عمومي هوا در دراز مدت، وجود كمربندهاي كم فشار در استوا، پر فشار در منطقه جنب حاره كم فشار در منطقه معتدله و احتمالا در منطقه قطبي است.

آئروسل سولفات و نقش آن در تغییرات آب و هوایی

1:

زمین شناسی پزشکی

2:

اتمسفر زمين را بر حسب چگونگي روند دما، اختلاف چگالي، تغييرات فشار، تداخل گازها و سرانجام ايشانژگيهاي الكتريكي به لايه‌هاي زير تقسيم كرده‌اند:



1- تروپوسفر (Troposphere)

2- هستراتوسفر (Stratosphere)

3- مزوسفر (Mesosphere)

4- يونسفر (Ionosphere)

5- اگزوسفر (Exosphere)

1- تروپوسفر

تروپوسفر پايين ترين لايه اتمسفر هست كه خود از لايه هاي كوچكتري تشكيل شده هست. در مورد باران های اسیدی و تاثیرات آن

وجه تمايز اين لايه با ديگر لايه هاي اتمسفر، تجمع تمامي بخار آب جو زمين در اون هست؛ به همين دليل بسياري از پديده هاي جايشان كه با رطوبت ارتباط دارند و عاملي تعيين كننده در وضعيت هوا به شمار مي آيند (از قبيل ابر، باران، برف، مه و رعد و برق) تنها در اين لايه رخ مي دهند. چینه شناسی ( شاخه ایی از زمین شناسی )

منبع حرارتي لايه تروپوسفر انرژي تابشي سطح زمين هست. توفان های شن و نحوه برخورد با آنهااز اين رو با افزايش ارتفاع با كاهش دما مواجه خواهيم بود. درباره انرژی زمین گرمایی

ضخامت تروپوسفر، از واقعيات حرارتي متفاوتي كه در عرضهاي جغرافيايي مختلف حاكم هست تبعيت مي كند. چند اصطلاح سنگ شناسیاين ضخامت معمولاً از 17 تا 18 كيلومتر در هستوا به 10 تا 11 كيلومتر در مناطق معتدل و 7 تا 8 كيلومتر در قطبها تغيير مي كند. مبانی زمین شناسی ساختمانی

2- هستراتوسفر

لايه هستراتوسفر بر رايشان لايه تروپوسفر برنامه دارد و ضخامت متوسط اون حدود 23 كيلومتر هست. در 3 كيلومتر اول هستراتوسفر، دماي هوا ثابت هست اما در قسمتهاي بالاتر دماي هوا با ارتفاع افزايش مي يابد.

در هستراتوسفر به ندرت ابر تشكيل مي شود و تنها در واقعيات ايشانژه اي ممكن هست ابرهاي كوهستاني به نام ابرهاي مرواريدي در ارتفاع 21 تا 29 كيلومتري از سطح زمين ظاهر شوند كه علت وجود اونها حركات موجي شكل هوا از سايشان موانع مي باشد.

از ديگر ايشانژگيهاي مهم هستراتوسفر وجود ازن در اين لايه هست كه بخصوص در ارتفاع 20 تا 30 كيلومتري سطح زمين بر اثر واكنشهاي مختلف فتوشيميايي بدست مي آيد. مقدار ازن در اين لايه معمولاً روند فصلي دارد حداكثر اون در بهار و حداقل اون در پاييز مشاهده مي شود.

3- مزوسفر

در بالاي لايه گرم ازن لايه مزوسفر برنامه دارد كه دما در اون متناسب با افزايش ارتفاع با آهنگ 3/0 سانتيگراد به ازاي هر 100 متر كاهش مي يابد به طوريكه دما در مرز فوقاني اون در ارتفاع 80 تا 90 كيلومتري به 80- درجه سانتيگراد مي رسد. و نتيجه اين دماي پايين انجماد بخار آب ناچيز موجود در اين لايه هست كه باعث بوجود آمدن ابرهاي شب تاب مي شوند. اين ابرها درتابستان و در عرضهاي بالا ديده مي شوند. مزوسفر سردترين لايه اتمسفر تلقي مي شود.

4 - يونوسفر

از بخش فوقاني مزوسفر تا ارتفاع تقريبي 1000 كيلومتري اتمسفر زمين، بار الكتريكي شديدي حاكم هست كه زاييده وجود يونها و الكترونهاي آزاد هست. در حقيقت پرتوهاي پر انرژي خورشيد كه از فضاي خارج به طبقات بالايي اتمسفر وارد مي شوند باعث گسستگي پيوند يا يونيزاسيون مولكولها و اتمها مي شوند. بر اثر يونيزاسيون، الكترون آزاد مي شود و باقي مانده اتم به صورت يون در مي آيد؛ به همين علت اين لايه از جو را يونوسفر ناميده اند.

شدت يونيزاسيون در تمام ارتفاعات يونسفر يكسان نيست؛ بنابراين لايه هاي متفاوت با تراكم الكترون و يون متفاوت با ارتفاعات مجاور خود در يونسفر وجود دارد؛

اين لايه ها در ارتباطات راديايشاني اهميت بسياري دارند. اين لايه ها عبارتند از لايه هاي D,E,F .

5 - اگزوسفر

واقعيات موجود در يونوسفر در اين لايه نيز حاكم هست؛ بدين معني كه گازها در اين لايه همچنان قابليت هدايت الكتريكي خود را حفظ مي كنند. سرعت ذرات در اين لايه بسيار زياد هست و در مواردي به 2/11 كيلومتر در ثانيه مي رسد.

اگزوسفر لايه گذار جو به فضاي كيهاني به شمار مي آيد كه بخش فوقاني اون را در ارتفاع بيش از سه هزار كيلومتري از سطح زمين برآورد كرده اند.

3:

4:

خورشيد تنها ستاره منظومه شمسى مى باشد كه كرات وسيارات در اطراف اون مى چرخند و از انرژى اون هستفاده مى كنند.زمين نيز يكى از كراتى هست كه در أطراف خورشيد در حال حركت هست .

فاصله ميان زمين و خورشيد حدود 149.800.000كيلومتر مى باشد ، كه در اين فاصله،زمين حدود 9^10×95/1 وات انرژى ازخورشيد دريافت مى كند كه ما تنها كسرى از اون (0000002/0) را هستفاده مى كنيم . نور خورشيد 27/8 دقيقه طول مى كشد كه به زمين برسد.از صد در صد نورى كه به زمين مى تابد تنها 30% اون بر اثر ذرات و مولكول هاى موجود در لايه هاى بالايى منعكس مى شوند بقيّه اون ها از لايه ها زمين عبور مى كنند و به زمين مى رسند.در واقع مى توان به جرأت فرمود كه حدود99%انرژى كه به زمين مى رسد از خورشيد وبقيه اون از ماه و كرات ديگر مى باشد.

نور سفيد خورشيد از ميلياردها ميليارد رنگ تشكيل شده هست كه هر كدام از اين رنگ ها داراى طول موج و انرژى مخصوص به خود مى باشند، وما هنگامى كه اين نور را تفكيك مى كنيم به هفت رنگ تجزيه مى شوند كه هر كدام از اين رنگ ها از ميلياردها رنگ تشكيل شده اند...

پرتوهاى فوق بنفش داراى طول موج كوتاه و انرژى زياد مى باشند .پرتوهاى فوق بنفش با انرژى زيادى كه دارند براى تمام موجودات زنده خطرناك مى باشند وموجب سرطان پوست يا آفتاب سوختگى مى شوند .

خوشبختانه زمين در برابر اين پرتوى خطرناك، محافظى بنام لايه اوزون دارد كه از ورود پرتوهاى خطرناك به سطح زمين جلوگيرى مى كند. قبل از اونكه به بحث درباره برخورد پرتوهاى فوق بنفش و مولكول ها اوزون بپردازيم ابتدا به اطلاعاتى درمورد اوزون مى پردازيم.

اوزون چيست؟

دانشمندان لايه ها زمين را به چهار قسمت تقسيم مى كنند :

1 - تروپوسفر (كه نسبت به سطح دريا 12تا15 كيلومترارتفاع دارد)

2 - هستراتوسفر

3 - مزوسفر

4 - تروموسفر (خارجى ترين لايه زمين)

مولكول اوزون (o3)از يك مولكول اكسيژن و يك اتم اكسيژن كه ناپايدار و واكنش پذير مى باشد، تشكيل شده هست . پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مى باشد و ممكن هست با كوچكترين برخورد از هم جدا ايشانا با دريافت كوچكترين انرژى به حالت اوليه خود برگردند . لايه اوزون در لايه هستراتوسفر زمين برنامه دارد .در شب ها به دليل عدم دسترسى به انرژى تابشى خورشيد، ضخامت لايه اوزون كمتر از ضخامت اون در روز ها مى باشد. هنگامى كه پرتوهاى فوق بنفش به مولكول ها اوزون برخورد مى كنند، پرتو هاى فوق ـ بنفش مقدار زيادى از انرژى خود را از دست مى دهند وبه پرتو هاى فرو سرخ تبديل مى شوند ، و همينطور بر اثر اين برخورد ، مولكول اوزون به مولكول اكسيژن واتم اكسيژن تبديل مى شود و با تابش مجدد نور خورشيد ، مولكول اوزون دوباره پديدار مى شود.

مولكول هاى اوزون هرچند كه براى ما مفيد هستند اما وجود اون ها در لايه تروپوسفر (لايه اى كه ما در اون زندگى مى كنيم) بسيار خطرناك مى باشند.

نيتروژن هاى پراكسيد خارج شده از اگزوز موتورهاى ديزلى بر اثر تابش نور خورشيد (عمل فتو شيميايى) با مولكول هاى اكسيژن واكنش مى دهند و مولكول هاى اوزون را پديدار مى كنند . چون در مولكول هاى اوزون اتم هاى اكسيژن فعال (راديكالى) وجود دارد ، تنفس اون ،موجب اختلال در دستگاه تنفسى مى شود .

*حفره اوزون* تا سال 1980ميلادى از سوراخى لايه اوزون خبرى نبود ؛ اما در سال 1985م ، دانشمندان از نازك شدن لايه اوزون در قطب جنوب اظهار داشتند. در اون وقت با تحقيقات انجام شده علت نابودى مولكول هاى اوزون را ،گاز هاى cfc (كلر و فلوئور و كربن) مى دانستند. گاز هاى cfc بعنوان گاز هاى خنك كننده در يخچال ها ،كولرها و همينطور در مواد پلاستيكى مورد هستفاده برنامه مى گيرند . در cfc ها اتم هاى كلر ناپايدار و واكنش پذير مى باشند و هنگامى كه گاز هاى cfc به لايه هاى بالا مى روند ، در لايه هاى بالا بر اثر برخورد با نور خورشيد ،گاز هاى كلر آزاد مى شوند. اتم هاى كلر در لايه هستراتوسفر با مولكول هاى اوزون واكنش مى دهند. هر اتم كلر به تنهايى مى تواند 100.000 مولكول اوزون را از بين ببرد . به همين دليل در گستره جهانى ،در ساوقت ملل متحد ،در معاهده اى بنام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از توليد و فروش گاز هاى cfc خوددارى كنند ،و همينطور به كشور هاى فقير اين امكان را بدهند كه بجاى هستفاده از گاز هاى cfc ، از گاز هاى خنك كننده ديگرى هستفاده كنند. ما مى دانيم كه بيشترين كشور هاى صنعتى در نيم كره شمالى برنامه دارند ، پس چرا در قطب جنوب لايه اوزون سوراخ شده هست ؟! براي جواب به اين سوال ، پژوهش هاي زيادي انجام شده هست كه بعضي از اين پژوهش ها تاكنون در دست تحقيق هست .

اخيراً دانشمندان علت ايجاد حفره در لايه اوزون را گرداب هاي سنگين ، كه در قطب جنوب جريان دارند ، مي دانند . در زمستان در طول شبهاي قطبي، نور خورشيد درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نيست ، به همين دليل در اين قطب در لايه هستراتوسفر طوفان هاى سنگيني گسترش مى يابند كه به اون ها "گرداب قطبي"(polar vortex) مى گايشانند . گرداب قطبي مي تواند ذرات سازنده هوا را تجزيه كند .

اين گرداب ها باعث ايجاد ابرهاى سردي مي شوند كه بر فراز قطب جنوب جريان مي يابند. كه به اين ابرها "ابر هستراتوسفر قطبي" (polar stratosphere cloud) مي گايشانند.اختصار اون psc هست. Pscها بسيار سرد هستند و دماي اون ها حدود 80- سيلسيوس هست.* Psc از نيتريك اسيد تري هيدرات (nitric acid trihydrate) تشكيل شده هست و با ابرهايي كه ما اون ها را در آسمان مي بينيم كاملاً متفاوتند. پس اين ابرهاي اسيدي مي توانند لايه اوزون را تخريب كنند. "بنايراين با هستناد به تحقيقات انجام يافته ،موارد زير را مي توان از شرایط موثر در تخريب لايه اوزون دانست:

1 - حور زمين به گونه اى مى باشد كه نور خورشيد به قطب شمال بيشتر از قطب جنوب مى تابد به همين دليل ضخامت لايه اوزون در قطب شمال بيشتراز ضخامت اون در قطب جنوب مى باشد ( زيرا ما فرموديم كه پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مى باشد و ممكن هست با كوچكترين برخورد از هم جدا ايشانا با دريافت كوچكترين انرژى(مانند انرژى تابشى خورشيد ) به حالت اوليه خود برگردند)

2 - از مورد دوم نتيجه مى گيريم كه هواى قطب جنوب سردتر از هواى قطب شمال مى باشد ، بنابراين هواى گرم هنگامى كه بر اثر جريان هايى به قطب جنوب مى روند ، چون سبك مى باشند ،به سمت بالا مى روند و موجب نابودى لايه هاى اوزون برفراز قطب جنوب مىشوند.

3 - در زمستان نور خورشيد كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمي باشد، واين امر باعث كاهش دما و تشكيل ابرهاي psc مي شود .

4 - ابرهاي psc اسيدي هستند و به همين دليل اون ها به لايه اوزون آسيب مي رسانند."

علاقه مندان براي دريافت اطلاعات در مورد ابرهاي psc مي توانند به سايت هاي

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مراجعه كنند.

5:

6:

ماهواره‌هاي آب و هوائي اولين بار توسط آمريكائي‌ها و در سال 1960 براي مشاهده و دريافت اطلاعات واقعي آب و هوائي به آسمان پرتاب گرديدند. در آگوست همين سال، اولينتصايشانر زمين از فضا در روزنامه ملي ژئوگرافيك (Geographic) منتشر گرديد. از اين تاريخ به بعد، ماهواره‌هاي بيشتري به فضا پرتاب شدند.



همانطور كه زمين و ديگر سياره‌ها در مدار خاص خود به دور خورشيد مي‌گردند، ماهواره‌هاي مصنوعي نيز در مدارهاي خاصي در حال چرخش‌اند. انتخاب اين مدارها براي ماهواره‌ها به منظور و هدفي كه ماهواره به اون منظور به فضا پرتاب شده هست بستگي دارد. مي‌توان مداري را انتخاب نمود كه در مسير قطب شمال و جنوب برنامه مي‌گيرد و يا مداري كه حول خط هستوا مي‌باشد و يا هر مداري ما بين اين دو حالت. همينطور در انتخاب مدار ماهواره عامل ارتفاع نيز مي‌تواند درنظر گرفته شود مثلا ارتفاعات هزاران مايلي بالاي زمين و يا ارتفاعات صدها مايلي. دو نوع اصلي ماهواره‌هاي آب و هوائي وجود دارد :

1 - ثابت زمين Geostationary

2 - مدار قطبي Polar Orbiting

ماهواره هاي Geostationary براي هشدارهاي كوتاه مدت و ماهواره‌هاي Polar Orbiting براي پيش بيني‌هاي بلند مدت تر بكار مي‌روند. هر دو نوع ماهواره‌ها براي ديده باني‌ كامل آب و هوائي جهان لازم هستند.

در اواخر دهه 70 نياز به ماهواره‌هائي كه 24 ساعته در روز بتوانند تصاايشانر ماهواره اي را تهيه نمايند احساس گرديد. ماهواره اي كه بتواند هر24 ساعت يكبار در مداري كه در ارتفاع 40000 كيلومتري بالاي خط هستوا برنامه دارد و با سرعتي كه با سرعت زمين برابر مي باشد به دور زمين بچرخند. اين نوع ماهواره ها، ماهواره هاي زمينآهنگ ناميده مي شوند.

از اونجاييكه سرعت چرخش اين ماهواره ها به دور زمين با سرعت چرخش زمين متناسب مي باشد، اين ماهواره‌ها نسبت به يك موقعيت رايشان سطح زمين ثابت باقي مي مانند و به اين دليل كه زمين نيز در روز يكبار به دور محورش مي‌گردد اون ها نيز يكبار در روز مدار خود را طي مي‌كنند.

براي مثال دو ماهواره‌ Goes (ماهواره‌هاي محيطي- عملياتي ثابت زمين) جز ماهواره هاي زمين آهنگ هستند و در مدار زمين آهنگ (geosynchronous) دور زمين مي‌چرخند. در حداقل ارتفاع 36000 كيلومتري بالاي خط هستوا برنامه دارند.

اين ماهواره‌ها به طور پيوسته تصاايشانر دقيق ولي با جزئيات كم تهيه مي‌كنند و اين تصاايشانر را هر 30 دقيقه يكبار به زمين ارسال مي نمايند. ديده باني پيوسته اين ماهواره‌ها براي تجزيه و تحليل متمركز داده‌ها ضروري مي‌باشند. اين تصاايشانر بوسيله يك نرم افزار تجزيه و تحليل شده و بصورت پيوسته و گرافيكي تهيه مي شوند. به دليل هست كه به عنوان مثال تصاايشانري كه از حركت ابرها نمايش داده مي شود، مربوط به 8 ساعت گذشته مي باشد.اين اطلاعات ارزشمند درباره نوع، جهت و بزرگي ابر مي تواند كار پيش بيني را بسيار ساده نمايد.

با توجه به اين كه اين ماهواره ها نسبت به يك موقعيت بر رايشان سطح زمين ثابت هستند قادرند در شرائط بد آب وهوائي مانند گردباد ،سيلاب ، طوفان‌هاي تگرگي و تندبادها هشدارهائي بدهند.

ماهواره هاي مدار ثابت مختلفي وجود دارد، براي مثال ماهواره ثابت زمين GMS براي هستراليا و ژاپن،GOES8ه (GOES=Geostationary operational Environmental Satellites) براي آمريكاي شرقي،GOES 10 براي آمريكاي غربي،INS/Meteosat5 براي روسيه و هند و Meteosat7 براي اروپا نمونه‌ هايي از ماهواره‌هاي ثابت زمين مي‌باشند. البته ماهواره ها ي Meteosat تمام اروپا و افريقا را مي پوشانند.

دو ماهواره Meteosat و GOES تصاايشانري از ديگر ماهواره هاي ثابت زمين را نيز دوباره ارسال مي دارند اين امر موجب مي شود كه به عنوان مثال آب و هواي هستراليا را بتوان در لندن يا شيكاگو مشاهده نمود.

ماهواره هاي زمين آهنگ با فركانس 1691MHzداده ها را ارسال مي دارند وبراي دريافت اطلاعات اون ها به ديش ثابت و كوچكي نياز مي باشد. اين ارسال WEFAX ناميده مي شود و چون از هستاندارد بسيار بالايي برخوردار مي باشند تفاوت اندكي بين تصاايشانر اين ماهواره ها وجود دارد.

7:

8:

هر ساله توفان هاى موسمى بسيار بزرگ كه تندبادهايى با سرعت بيش از 120 كيلومتر بر ساعت را ايجاد مى كنند، سراسر درياهاى گرمسيرى را درنورديده و به سوى خطوط ساحلى حركت مى كنند. اين امر غالباً باعث مى شود كه بخش هاى وسيعى از نوارهاى ساحلى در نقاط مختلف جهان دچار آسيب هاى جدى و فراوانى شوند. وقتى اين توفان هاى پى در پى كه در ميان ساكنين سواحل اقيانوس اطلس و سواحل شرقى اقيانوس آرام به نام Hurricane، در سواحل غربى اقيانوس آرام به نام Typhoon و در سواحل حاشيه اى اقيانوس هند به نام Cyclone معروف اند به نواحى پرجمعيت هجوم مى برند، ممكن هست هزاران نفر كشته و ميلياردها دلار خسارت بر جاى گذارند. و هيچ چيز، مطلقاً هيچ چيز، در برابر اونها توان ايستادگى و مقاومت ندارد.



اما آيا اين نيروهاى مهيب طبيعت بايد براى هميشه از حيطه كنترل ما خارج باشند؟ من و همكاران محقق ام هرگز اينگونه نمى انديشيم. تيم تحقيقاتى ما از مدت ها پيش در پى يافتن جواب اين سئوال هست كه چطور مى توان توفان ها را به مسيرهاى كم خطرتر هدايت كرد يا در غير اين صورت لااقل اونها را به جهات مختلف پراكنده ساخت. گرچه تحقق اين هدف بزرگ شايد براى دهه ها بعد قابل تصور باشد، اما نتايج تحقيقات ما نشان مى دهند كه مطالعه احتمالات متعدد در اين زمينه چندان آسان نخواهد بود.

براى برداشتن اولينگام ها در مسير كنترل توفان ها، محققان بايد قادر باشند كه اولاً مسير جارى شدن يك توفان را با دقت فوق العاده زيادى پيش بينى كنند، ثانياً هايشانت تغييرات فيزيكى (از قبيل تغييرات دماى هوا) را كه بر رفتار توفان اثرگذار خواهند بود تشخيص دهند و ثالثاً راه هايى را براى تأثيرگذارى بر اون تغييرات پيدا كنند. اين كار اكنون در مراحل آغازين خود برنامه دارد، اما شبيه سازى هاى كامپيوترى توفان ها كه طى چند سال گذشته با موفقيت قابل وصفى انجام شده اند به وضوح نشان مى دهند كه تعديل رفتار توفان ها بالاخره روزى ميسر خواهد بود. در اين ميان، چيزى كه بيش از هر چيز ديگر پيش بينى آب و هوا را مشكل مى سازد، حساسيت فوق العاده اتمسفر (جو زمين) به تحريكات كوچك هست، اما همين امر مى تواند كليد واقعى دستيابى بشر به كنترلى باشد كه دائماً در جست وجوى اون هست. اولينتلاش تيم تحقيقاتى ما براى اثرگذارى بر مسير يك توفان شبيه سازى شده، به عنوان مثال، از طريق ايجاد تغييرات كوچك در كيفيت اوليه توفان، به طور قابل ملاحظه اى موفقيت آميز از كار درآمد و نتايج بعدى نيز همچنان روند مطلوب قبلى را تداوم بخشيده اند.

ماهيت توفان ها

براى اينكه ببينيم پايه اً چرا توفان ها (Hurricanes) و ساير تندبادهاى گرمسيرى مى توانند مستعد پذيرش مداخله انسان باشند، بايد ماهيت و منشاء اصلى وقوع توفان ها را دريافت. توفان ها، به شكل دسته هايى از تندبادهاى همراه با آذرخش و صاعقه بر فراز اقيانوس هاى گرمسيرى ظاهر مى شوند. درياهاى واقع در عرض هاى جغرافيايى پايين دائماً حرارت و رطوبت زيادى را براى اتمسفر به ارمغان مى آورند و اين امر باعث مى شود تا هواى گرم و مرطوب فراوانى بر فراز سطح دريا تشكيل شود. وقتى اين هوا به سمت سطوح فوقانى جو حركت مى كند، بخار آب موجود در اون تقطير مى شود و بدان وسيله موجبات تشكيل ابرها و فرو ريختن انواع نزولات را فراهم مى سازد. تقطير بخار آب موجود در هوا باعث آزاد شدن حرارت در سطوح فوقانى جو مى شود و اين حرارت كه اصطلاحاً از اون به عنوان «گرماى نهان تقطير» نام برده مى شود، به همراه حرارت تابشى خورشيد كه اصلى ترين عامل تبخير آب در سطح اقيانوس محسوب مى شود، سبكى بيشترى را براى هوا به ارمغان آورده و باعث مى شوند تا هوا طى يك فرايند بازخوردى تقايشانتى (Feedback) آمادگى صعود به ارتفاعات بالاتر را پيدا كند. نهايتاً، فرود اين هواى گرمسيرى باعث ساوقتدهى تدريجى و تقايشانت سامانه اى مى شود كه به نوبه خود موجبات تشكيل «قطب مركزى سكون»اى را فراهم مى سازد كه يك توفان دريايى به دور اون مى چرخد. با رسيدن اين سامانه به زمين، منبع پايدار آب گرم توفان از اون جدا مى شود كه همين امر به تضعيف سريع توفان مى انجامد.

رايشاناى كنترل توفاناز اونجايى كه توفان بيشتر انرژى اش را از حرارت آزاد شده در نتيجه تقطير بخار آب بر فراز اقيانوس (كه بعدها به تشكيل ابر و فرود نزولات جوى مى انجامد) به دست مى آورد، لذا اولينچيزى كه محققان در رايشاناهاى خايشانش براى پيش بينى وقت وقوع اين پديده هاى وهم آسا مجسم ساخته بودند، تلاش همه جانبه براى ايجاد تغيير در فرايند تقطير با هستفاده از تكنيك هاى بارورسازى ابرها بود كه در دهه هاى دورتر به عنوان تنها راه عملى براى تأثيرگذارى بر واقعيات آب و هوايى مناطق مطرح بود. در اوايل دهه ،1960 يك هيات مشاوره اى علمى به نام Project Stormfury كه از سوى دولت آمريكا مأموريت يافته بود، اقدام به انجام يك سرى آزمايش هاى دليرانه يا شايد متهورانه با هدف تعيين چگونگى امكان اجرايى كردن اون راهكار نمود.

هدف Project Stormfury كاستن از سرعت گسترش يك توفان از طريق تشديد يا تقايشانت سرعت نزول باران در اولينباند يا حوزه بارانى در خارج از Eye Wall يا حلقه ابرها و بادهاى شديدى بود كه در حوزه ديد برنامه داشتند [براى آگاهى بيشتر در اين زمينه به مقاله «تجربيات ملايم سازى توفان» اثر«آر اچ سيمپسون» و «جواونه اس مالكوس» در نسخه دسامبر 1964 نشريه ساينتيفيك آمريكن مراجعه كنيد].

اونها تلاش كردند تا اين هدف را با پاشيدن ذرات يديد نقره بر روى ابرها به وسيله طياره محقق سازند: در اين روش، از ذرات يديد نقره به عنوان هسته هايى لازم براى تشكيل يخ از بخار آبى هستفاده شد كه پس از صعود به بالاترين و سردترين محدوده هاى ارتفاعى توفان عملاً مادون سرد (Supercooled) شده بود. اگر همه چيز طبق پيش بينى هاى رايشاناپردازانه مبتكران اون طرح پيش رفته بود، ابرها سريع تر رشد مى كردند و موجودى هواى گرم و مرطوب نزديك سطح اقيانوس را به مصرف مى رساندند و در نتيجه جايگزين EyeWall قبلى مى شدند. اين فرايند در ادامه باعث افزايش شعاع عملكرد توفان و در نتيجه كاهش شدت اون مى شد، درست همان طورى كه يك اسكيت باز خبره براى كاستن از سرعت دوران خود دستانش را به طرفين باز مى كند.نتايج تحقيقات Project Stormfury در بهترين حالت مبهم و دو پهلو بودند. هواشناسان امروزى انتظار ندارند كه اين كاربرد ايشانژه بارورسازى ابرها در مورد توفان ها مؤثر باشد، زيرا برخلاف تصورات اوليه، توفان ها حاوى بخار آب مادون سرد نيستند.

آب و هواى مغشوش

مطالعات جارى ما از دل يك كشف قديمى بيرون آمد كه من 30 سال پيش، وقتى كه تازه از دانشگاه فارغ التحصيل شده بودم و به تحقيق پيرامون ابعاد مختلف وجودى تئورى آشوب (Chaos Theory) مشغول بودم، به اون پى برده بودم. يك سيستم بى نظم (Chaotic System) سيستمى هست كه در نگاه اول به نظر مى رسد كه رفتارى تصادفى داشته باشد، اما در واقع، همين سيستم تحت حاكميت قوانينى برنامه دارد. چنين سيستمى به واقعيات اوليه نيز بسيار حساس هست، به گونه اى كه ورودى هاى ظاهراً ناچيز و دلخواه قادرند تأثيرات شگرفى را بر روى اون داشته باشند كه اين امر نيز به نوبه خود نتايج پيش بينى ناپذيرى را در سريع ترين وقت ممكن در پى خواهد داشت. در مورد توفان ها، بروز تغييرات كوچك در جنبه هايى از قبيل دماى اقيانوس، موقعيت مكانى جريان هاى شديد باد (كه تنظيم كننده سرعت و جهت حركت توفان ها هستند)، يا حتى شكل ابرهاى بارانى حاضر در سراسر حوزه ديد مى تواند تأثير عميقى را بر مسير حركت و توان بالقوه يك توفان بر جاى نهد.



حساسيت شديد جو زمين به تغييرات كوچك و آميختگى سريع خطاهاى كوچك با مدل هاى پيش بينى آب و هوا چيزى هست كه پيش بينى طولانى مدت (بيش از پنج روز پيش از وقوع توفان) را تا اين حد مشكل ساخته هست. اما اين حساسيت همينطور من را به تعجب وا مى دارد كه چطور ممكن هست ورودى ها يا تحريكات جزيى چنان تأثيرات عميقى را بر توفان ها بر جاى نهند كه بتوانند اونها را از مراكز جمعيتى ساحلى دور كرده يا لااقل از سرعت بادهاى همراه اونها بكاهند.

من در وقت هاى دور قادر به پيگيرى اون ايده ها نبودم، اما طى دهه گذشته، شبيه سازى كامپيوترى و فناورى هاى حساس به تغييرات بسيار جزيى به قدرى رشد كرده اند كه ظاهراً قادر به تحقق بخشيدن رايشاناهاى دوره جوانى من در كنترل پديده هاى آب و هوايى در مقياس بزرگ خواهند بود. هم اينك، من و همكارانم در مؤسسه «تحقيقات جوى و زيست محيطى» (AER) كه يك شركت مشاوره اى در زمينه تحقيقات و توسعه محسوب مى شود، با حمايت مالى «مؤسسه مفاهيم پيشرفته ناسا» (ساوقت فضانوردى آمريكا) مشغول بهره بردارى از مدل هاى كامپيوترى توفان ها با هدف تشخيص انواع عملياتى هستيم كه ممكن هست نهايتاً در جهان واقعى به مورد اجرا گذاشته شوند. به ايشانژه، ما از فناورى پيش بينى وضعيت آب و هوا براى شبيه سازى رفتار توفان هاى قبلى و سپس آزمايش نتايج مداخلات متعدد از طريق مورد ملاحظه برنامه دادن تغييرات در توفان هاى مدل سازى شده هستفاده مى كنيم.

مدل سازى آب و هواى مغشوش

حتى بهترين مدل هاى كامپيوترى پيش بينى وضعيت آب و هوا در روزگار فعلى وقتى پاى پيش بينى به ميان مى آيد بسيارى چيزها را در حد رايشانا باقى مى گذارند، اما با توسل جستن به اونها مى توان مدل سازى توفان ها را ساده تر كرد. مدل هاى كامپيوترى ياد شده به روش هاى عددى اى بستگى دارند كه فرايند پيچيده گسترش يك توفان را با به محاسبه درآوردن واقعيات برآورده شده جوى در فواصل وقتى كوتاه و پى در پى شبيه سازى مى كنند. محاسبات عددى پيش بينى وضعيت آب و هوا بر اين فرض اوليه هستوارند كه در جو زمين هيچ آفرينش يا انهدام جرم، انرژى، مومنتوم (اندازه حركت) و رطوبتى ميسر نخواهد بود [اصل بقاى جرم، انرژى و . . . ]. در يك سيستم سيال، نظير يك توفان، اين كميت هاى تغييرناپذير دوشادوش جريان توفان جابه جا مى شوند. با اين حال، نزديك مرزها يا حواشى سيستم، بر پيچيدگى مسائل اضافه کرده مى شود. به عنوان مثال، در سطح دريا، شبيه سازى هاى ما بايد بتوانند پاسخگوى به دست آوردن يا از دست دادن چهار كميت تغييرناپذير اصلى باشند.

مدل سازان وضعيت جوى را به عنوان يك ايشانژگى كامل متغيرهاى فيزيكى قابل اندازه گيرى، از جمله فشار، دما، رطوبت نسبى، و سرعت و جهت باد، تعريف مى كنند. اين كميت ها معادل خواص فيزيكى تغييرناپذيرى هستند كه شبيه سازى هاى كامپيوترى بر اونها هستوارند. در بيشتر مدل هاى آب و هوايى، اين متغيرهاى رايشانت پذير بر روى يك نمودار ميله اى سه بعدى از اتمسفر به تصايشانر كشيده مى شوند، بنابراين مى توان نقشه اى از هر ايشانژگى را براى هر ارتفاع معينى رسم كرد. مدل سازان به هيچ وجه مجموعه مقادير همه اين متغيرها را نقاط ميله اى كيفيت مدل نمى نامند.براى انجام يك پيش بينى مناسب، يك مدل عددى پيش بينى وضعيت آب و هوا پى درپى كيفيت مدل را لحظه به لحظه در فواصل وقتى كوتاه (از چند ثانيه تا چند دقيقه بسته به مقياس طرح مورد بررسى توسط مدل) بهبود مى بخشد. مدل عددى ياد شده ميزان تأثيرات به وجود آمده را كه حين هر فاصله وقتى معين در مقادير خواص متعدد جوى و نيز فرايندهاى تبخير، بارش، سايش سطحى، سرمايش مادون قرمز و گرمايش خورشيدى كه در ناحيه مورد نظر اتفاق مى افتد، محاسبه مى كند.

خاصيت پيش بينى

متأسفانه پيش بينى هاى هواشناسانه ناقص و اعتمادناپذير هستند. در وهله اول، كيفيت آغازين مدل ها همواره ناقص و غيردقيق هست. كيفيت اوليه مدل ها براى توفان ها نيز داراى نواقصى بوده و خصوصاً تعريف شان مشكل هست، زيرا مشاهدات مستقيم بسيار معدود بوده و انجام شان نيز مشكل هست. با اين حال ما از مشاهده تصاايشانر ماهواره اى ابرها به اين نتيجه مى رسيم كه توفان ها داراى ساختارهاى پيچيده و تودرتايشانى هستند. اگرچه اين تصاايشانر بالقوه بسيار سودمند خواهند بود، اما ما نيازمند آگاهى يافتن از مسائلى بسيار بيشتر و پيچيده تر از اين هستيم. ثانياً حتى با كيفيت كامل اوليه، مدل هاى كامپيوترى توفان هاى گرمسيرى بزرگ به خودى خود مستعد بروز اشتباه هستند.

به عنوان مثال اتمسفر فقط در يك ميله از نقاط مدل سازى مى شود. وجوهى كوچكتر از طول ميله كه همانا مسافت بين دو نقطه ميله اى مجاور را تشكيل مى دهد، به طور دقيق قابل لمس نخواهند بود. بدون يك عزم بسيار جدى، ساختار يك توفان در مجاورت Eye Wall مهمترين وجه اون پوشيده باقى مانده و جزئيات اون نيز نامعلوم باقى خواهد ماند. به علاوه، اين مدل ها، درست شبيه اتمسفرى كه شبيه سازى مى كنند، طبق يك الگوى بى نظم رفتار مى كنند و اشتباهات برآمده از هر دوى اين منابع خطا به موازات اقدام براى انجام محاسبات پيش بينى وضع هوا سريعاً فزونى مى يابند.به رغم محدوديت هايش، اين فناورى هنوز براى اهداف ما اجتناب ناپذير جلوه مى كند. ما براى پيگيرى تجربيات مان اقدام به طرح ريزى يك سيستم بسيار كارآمد اوليه پيش بينى آب و هوا به نام «شبيه سازى چهاربعدى داده هاى تغييرپذير» 4 DVAR كرده ايم.

بعد چهارمى كه در اين روش به اون هستناد شده «وقت» هست. محققان «مركز پيش بينى هاى آب و هوايى متوسط اروپا» يكى از مهمترين مراكز هواشناسى جهان از اين تكنيك پيشرفته براى پيش بينى وضع آب و هواى هر روز اروپا هستفاده مى كنند. براى تحقق بخشيدن به هدف متعالى هستفاده بهينه از همه مشاهدات جمع آورى شده توسط ماهواره ها، كشتى ها، راهنماهاى شناور و حسگرهاى هوابرد پيش از اونكه عمليات پيش بينى آغاز شود4، DVAR اين اندازه گيرى ها را با يك حدس اوليه قابل قبول از كيفيت اوليه اتمسفر طى فرآيندى به نام يكسان سازى داده ها تركيب مى كند. اين حدس اوليه معمولاً يك پيش بينى 6 ساعته هست كه در هنگام مشاهدات اصلى معتبر خواهد بود. توجه داشته باشيد كه4 DVAR براى هر مشاهده اى دليل موجهى اقامه مى كند، درست وقتى كه از اون به جاى گروه بندى اون مشاهدات در طول يك بازه وقتى چندساعته هستفاده مى شود. نتيجه تركيب كردن داده هاى حاصل از مشاهده و حدس اوليه سپس براى گام برداشتن در مسير پيش بينى 6ساعته بعدى مورد هستفاده برنامه مى گيرد.

9:

از وقت باستان، دريانورداني كه در شمال اقيانوس هند كشتي‌راني مي‌كردند، با واژه‌اي خطرناك آشنائي داشتند. باران‌هاي موسمي تابستان كه پيرامون شبه‌قاره هند، به ايشانژه خليج بنگال را توفاني و نا امن مي‌ساخته و دامنه اون، حتي در برخي موارد به قلب درياي پارس هم كشيده مي‌شده و در چند مورد مركز ايران را هم تحت تاثير برنامه داده هست. (سيل امام‌زاده داوود 1336)

در خردادماه و در حالي‌كه نيم‌كره شمالي به سايشان تابستاني سوزنده پيش مي‌تازد، در شبه قاره هند گوئي زمستان آغاز مي‌شود. گرمائي دهشتناك و مرگ‌آور توسط باراني سيل آسا به نام مانسون يا توفان‌هاي موسمي قطع شده و زندگي در اين سرزمين را امكان پذير مي‌سازد.

خط هستواي هواشناسي ITCZ كه بر خلاف هستواي جغرافيايي ثابت نيست و به شدت متغير هست، بر رايشان فلات تبت مستقر شده و شبه قاره هند را كه از ديدگاه جغرافيايي در نيم‌كره شمالي برنامه دارد، از ديدگاه هواشناسي در نيم‌كره جنوبي برنامه مي‌دهد.

سرچشمه اصلي نيرايشان مانسون

همانند كليه سيستم‌هاي اقيانوس‌شناسي و هواشناسي در سياره زمين، مانسون‌ها هم نيرايشان اصلي خود را از خورشيد مي‌گيرند. كم‌وبيش حدود 30% از انرژي خورشيدي كه به سطوح بالاي جايشان مي‌رسد، به‌وسيله سطوح فوقاني ابرها و سطح زمين به فضا بازتاب مي‌شوند. مقدار بسيار كمي از اون نيز به‌وسيله جو جذب مي‌شود. تضاد و تقابل فصل‌ها در دو نيمكره شمالي و جنوبي، موجب حركت آرام هوا از نيمكره زمستاني به سايشان نيمكره تابستاني، به وسيله گراديان افقي فشار و نيرايشان عمودي شناوري از اختلاف درجه حرارت، مي‌شود.

اما آب و خشكي، به مقدار يكسان انرژي دريافتي از خورشيد، دو واكنش متفاوت نشان مي‌دهند. دودليل براي اين تفاوت ذكر شده هست. نخست اينكه دماي ايشانژه آب دو برابر دماي ايشانژه خاك هست، يعني با مقدار مساايشان انرژي دريافتي، خاك دو برابر آب گرم مي‌شود. دليل دوم، ‌كه از دليل نخست بسيار مهم‌تر هست اين‌است‌كه، گنجايش مؤثر دما، (توانايي يك ماده براي نگه داشتن گرما)، براي اقيانوس‌ها بسيار بيشتر از قاره‌هاست.

در فصل زمستان، خشكي بيش از انرژي كه از خورشيد دريافت مي‌كند، انرژي به هوا گسيل مي‌كند. گرمائي كه در تابستان پيش در ژرفاي خاك ذخيره شده بود، اينك به سطح زمين مي‌آيد. ازاونجاييكه در اقيانوس، گرماي بيشتري ذخيره مي‌شود، در زمستان سطح اون كمتر سرد مي‌شود.

چرخه تابستاني مانسون هند

در فصل تابستان در هر نيم‌كره، انرژي دريافتي خورشيد، بيش از انرژي بازتابشي هست. همينطور خشكي گرماي خود را زودتر از دست مي‌دهد. اين خصوصيت به‌ايشانژه بر رايشان بيابان ربع‌الخالي، يكي از بزرگترين بيابان‌هاي جنب‌حاره، و فلات تبت، با ارتفاع متوسط 4 كيلومتر از سطح دريا، در ميانه قاره آسيا، نمايان هست. اين گرماي از دست رفته، حد غربي و شمالي مانسون هند را توجيه مي‌كند. در خردادماه هندوستان شمالي از چندين ماه پيش همچنان خشك هست و دما در اون به بيش از 40 درجه سانتيگراد مي‌رسد. هموقت در نيم‌كره جنوبي، زمين سرد هست. در هر نيم‌كره، تبادل انرژي ميان خشكي و دريا بربرنامه مي‌شود. نتيجه كلي، بالا رفتن گرماي هندوستان و شمال افريقا در برابر پايين آمدن گرماي اقيانوس هند هست.

در هنگامي‌كه ناحيه مانسون آسيا به بيشينه دماي خود مي‌رسد، گراديان افقي فشار بر فراز خشكي و دريا شدت مي‌يابد. گراديان فشار و نيروهاي شناوري كه به وسيله گرماي هوا ايجاد مي‌شوند، موجب حركت همگرائي در نزديكي سطح زمين مي‌گردند. اين خود موجب حركت هواي مرطوب-سنگين از سايشان هستوا و اقيانوس هند به سايشان منطقه كم‌فشار جنوب آسيا مي‌شود. به دليل وجود شتاب كوريوليس، مسير واقعي حركت بادها منحني هست. پادساعت‌گرد رايشان شبه قاره هند و ساعت‌گرد بر رايشان فلا تبت.

باران‌هاي موسمي

جريان هواي برخاسته در رايشان شبه قاره هند، محيطي با فشار كم را ايجاد مي‌كند. اين هوا نخست منبسط شده سپس سرد مي‌شود، اونگاه رطوبتي را كه با خود حمل مي‌كرده به ابر و سرانجام باران تبديل مي‌گردد. فرآيند ميعان نيز گرماي نهان (latent heat) ذخيره شده در مولكول‌هاي آب را آزاد مي‌كند. اين منبع عظيم گرما به نيرايشان شناوري براي ايجاد چرخه مانسون اضافه کرده مي‌شود. رشته كوه‌هاي Ghats در ساحل غربي هند و رشته كوه‌هاي سترگ هيمالايا در فلات تبت در شمال شبه‌قاره هند، نيرايشان مكانيكي بالارونده‌اي توليد مي‌كنند كه اين نيرو به فرآيند ميعان و بارش بسيار كمك مي‌كند.

باران‌هاي موسمي تابستاني آسيا، براي حدود يكصد روز، تقريبا هموقت با بادهاي 120 روزه سيستان، از روزهاي پاياني خرداد ماه آغاز شده و در روزهاي آغازين مهرماه به پايان مي‌رسد. روز آغازين اين باران‌ها براي هر سال متفاوت از سال‌هاي ديگر هست، اما اين روز در يك محدوده يك ماهه برنامه دارد. در Kerala، كه در عرض جغرافيايي 8 درجه شمالي برنامه دارد، اين باران‌ها در روز 12 خرداد، با تقريب يك هفته‌اي، آغاز مي‌شود. سپس مانسون به آهستگي به سايشان شمال‌غربي پيش‌رايشان مي‌كند. روز 21 خرداد در بمبي، 19 درجه شمالي، و روز 26 خرداد در دهلي، 28.5 درجه شمالي، خود را نشان مي‌دهد. در نيمه نخست تيرماه، تمامي شبه قاره هند زير نفوذ مانسون برنامه مي‌گيرد. تعادل آب در هندوستان چنان موبه‌مو و تنگاتنگ هست كه فقط يك هفته تاخير در باران به فاجعه‌اي بزرگ منجر مي‌شود. هرچند تاريخ آغاز اين باران‌ها اغتشاشي يك‌ماهه دارد، اما پژوهش‌ها نشان مي‌دهد كه مقدار باران موسمي، ربطي به تاريخ آغاز اون ندارد. بيشينه اين بارش‌ها در Cherranpunji با ميانگين 425 اينچ در سال هست، اما در يك مورد حتي 1024 اينچ بارندگي هم ثبت شده هست.

بررسي و مطالعه باران‌هاي موسمي نشان مي‌دهد كه اين جريان در حدود اواخر مرداد و اوايل شهريور، يك وقفه 3 الي 21 روزه دارد.

از مهرماه تا خردادماه در شبه‌قاره هند، به‌جز منطقه تاميل‌نادو و رشته‌كوه‌هاي Ghats، به ندرت بيش از چند ميلي‌متر باران مي‌بارد. در مهرماه باران‌هاي موسمي به سايشان جنوب‌شرقي هند حركت مي‌كند. در آبان‌ماه جبهه مانسون به تاميل‌نادو رسيده و تقريبا در همين وقت مانسون زمستاني در جنوب هند به آرامي آغاز مي‌شود.

در اين وقت، ديگر مناطق شبه‌قاره هند به سايشان خشكي پيش مي‌رود، بادهاي گرم‌و‌مرطوب جنوب‌غربي به بادهاي سردوخشك شمال‌شرقي، و مانسون تابستاني به مانسون زمستاني تبديل مي‌شود. در زمستان بادهاي شمال‌وز، هواي سرد و خشكي را بر رايشان شبه‌قاره حاكم مي‌كنند. اين فرآيند موجب ايجاد هوايي سرد، خشك و بدون ابر، به ايشانژه در ماه‌هاي بهمن و اسفند مي‌شود. از ميانه‌هاي اسفند ماه تا آغاز باران‌هاي موسمي در خرداد‌ماه، توفان‌هاي تندري پيش‌درآمد مانسون، گهگداري اين گرماي دهشتناك را مي‌شكند. در اواخر خردادماه، كرانه‌هاي هند شاهد ظهور دوباره باران‌هاي موسمي خواهند بود. اين چرخه هوائي زندگي امت در اين منطقه را به شدت تحت تاثير خود برنامه مي‌دهد.

باران‌هاي موسمي در مالزي-استراليا

جنوب‌شرقي آسيا و شمال هستراليا تحت تاثير سيستم مانسون واحدي برنامه دارند كه در دو سايشان خط هستوا گسترده شده و به اين دليل با مانسون‌هاي ديگر متفاوت هست. البته مانسون شمال‌شرقي هستراليا از اين سيستم مجزاست و جداگانه عمل مي‌كند. حجم عظيم آب ميان هستراليا و آسيا تاثير شگرفي بر آب‌وهواي منطقه حاره و مانسون تابستاني اون دارد. جزاير فراوان، اندونري، فليپين، ملانزي، پلي‌نزي، پلي‌پونزي و ...، آب‌وهواي متنوع حاره‌اي را در خود جاي داده هست. توفان‌هاي پيچندي تايفون كه در فصل مانسون ايجاد مي‌شوند به پيچيدگي اون مي‌افزايند.

شمال چين، كره و ژاپن را، به دليل فصول، آهنگ بارش در عرض‌هاي مياني، هواي سرد قاره‌اي در زمستان، جبهه زائي، نوسان باران و سيستم‌هاي پرفشار خشك در فصل گرم، از اين گروه جدا مي‌كنيم. در حقيقت اين مناطق، بيشتر در زير نقوذ سيستم مانسون هندوستان برنامه دارند. مرز طبيعي منطقه حاره، مابين ناحيه غير مانسون و سرزمين‌هاي جنوبي مانسون‌دار به شدت به چشم مي‌خورد.

حد شمالي مانسون حاره‌اي، حتي به عرض 25 درجه شمالي هم مي‌رسد. در مناطق شمالي‌تر، مانسون نيرايشان چنداني ندارد كه با سيستم پرفشار جنب حاره‌اي مقابله كند. به اين ترتيب باران‌هاي موسمي در تيرماه و شهريورماه، كه به وسيله واچرخندهاي پرفشار در مردادماه از هم ديگر جدا مي‌شوند، رخ مي‌دهد. در جنوب چين و فليپين، بادهاي تجارتي حاره‌اي شرق‌وز، از مهرماه تا ارديبهشت‌ماه وزيده و اغلب به وسيله سيستم پرفشار ايجاد شده در منطقه سيبريه تقايشانت مي‌شوند. جايگزيني اين باد در ماه‌هاي خرداد تا شهريور به وسيله بادهاي جنوب‌غربي، در اثر مانسون ايجاد مي‌شود.

در هندوچين مانسون‌هاي تابستاني بسيار نيرومندترند. جريان رسيده از جنوب‌غربي از خردادماه تا آبان‌ماه، با ابرهائي به ضخامت 4 الي 5 كيلومتر، باراني فراوان را به همراه مي‌آورد. ماه‌هاي آذر و دي، فصل سرد و خشك، و ماه‌هاي فروردين و ارديبهشت فصل بسيار گرم منطقه هست. در شرق و جنوب‌شرقي مانسون زمستاني باران‌زاست.

در اندونزي به دليل گسترش آب‌ عرض جغرافيائي پايين منطقه، مانسون بسيار ضعيف عمل مي‌كند. به دليل كوچكي ابعاد و سادگي زمينه، هستراليا ساده‌ترين الگايشان مانسون را دارد. شمال اون داراي يك برش باد ميان تابستان (شمال‌غربي) و زمستان (جنوب‌شرفي) هست. اما دو تفاوت نيز با ديگر مانسون‌ها دارد. نخست اينكه باد شمال‌شرقي، مانسوني هست كه با حود باران را به ژرفاي قاره مي‌برد و دوم اينكه حتي در تابستان بادهاي تجارتي جنوب‌شرقي به دليل واچرخندهاي پرفشار گذري، چشمگير هستند.

مانسون غرب آفريقا

در حدود 200 سال هست كه باران‌هاي موسمي غرب افريقا شناخته شده‌اند. در زمستان اين باران‌ها از جنوب‌غربي به جايي مي‌آيند كه بادهاي تجارتي شمال‌شرقي كه از صحرا و كرانه‌هاي شرقي افريقا مي‌وزند، گرماي دهشتناك به همراه توفان شن را با خود به اونجا مي‌آورند. منطقه‌اي با شب‌هاي سرد و روزهاي بسيار گرم. در چنين واقعياتي مراكز پرفشار واچرخنددر عرض جغرافيايي 20 درجه شمالي به همراهي رودبادهاي شرقي (Jet stream) در عرض جغرافيايي 10 درجه شمالي، كه از شبه قاره هند به خط هستوا بسيار نزديك‌تر هستند، باران‌هاي موسمي را ايجاد مي‌كنند. مانسون غرب افريقا از نظر مكاني تقريبا ميان بادهاي جنوب‌غربي و بادهاي سطحي خشك زمستاني كرانه‌هاي غربي افريقا harmattan برنامه دارد. وجود اين باران‌هاي موسمي از نفوذ هواي خشك از عرض 20 درجه شمالي به پايين‌تر جلوگيري مي‌كند. هواي گرم و خشك در حدود عرض 8 درجه شمالي به‌طور كامل ناپديد مي‌شود.

مانسون در اروپا و امريكاي شمالي

مانسون‌هاي تكامل نيافته

باران‌هاي موسمي تاثير فراواني در اروپاي مركزي دارد. جاييكه جهت باد از سايشان اقيانوس اطلس حدود 30 الي 40 درجه تغيير مي‌كند و نه به‌طور پيوسته اما بسيار زياد با دگرگوني‌هاي جبهه‌اي، سرما، هواي ابري، باران و توفان تندري را همراه هست. از ديدگاه اقليم‌شناسي اين باران‌ها موسمي هستند، اما فقط مراحل بدايشان و اولينيك مانسون، كه پي‌آمد هوايي منحصر به فرد هست. اين حالات تا تبديل شدن به يك مانسون واقعي راه زيادي در پيش رو دارد.

در عرض‌هاي پايين جغرافيايي امريكاي شمالي و در كرانه‌هاي خليج مكزيك، فضاي مناسبي براي گسترش مانسون وجود دارد. در طول تابستان، بر رايشان مناطق گرم، بارها سيستم‌هاي كم فشار چرخندي ايجاد مي‌شوند. بادهاي تجارتي شمال‌شرقي، به بادهاي شرقي، جنوب‌شرقي و حتي جنوبي تبديل مي‌شوند. ايالت تگزاس و كشورهاي پيرامون خليج مكزيك،‌تحت تاثير هواي مرطوب اقيانوسي، كه تا حد زيادي داخل خشكي نفوذ مي‌كنند، برنامه دارند. البته باران‌ها، ايشانژگي‌هاي يك مانسون را نشان نمي‌دهند. در كل بارش‌ها 2 يا 3 و يا حتي 4 نقطه اوج بارش وجود دارد. در زمستان جريان‌هاي شمالي كه اغلب به وسيله سيستم‌هاي پرفشار واچرخندي ايجاد مي‌شوند، سرما را با خود به داخل خشكي مي‌آورند. اگرچه بارش‌هاي تابستاني و زمستاني، ايشانژگي‌هاي باران موسمي را از خود نشان مي‌دهد، اما هيچكدام اونچنان توانمند نيستند كه در گروه مانسون طبقه‌بندي شوند.

در امريكاي مركزي يك مانسون واقعي در بين عرض‌هاي جغرافيايي 5 و 12 درجه شمالي، در منطقه كوچكي از اقيانوس آرام رخ مي‌دهد. نه فقط بادهاي فصلي اون، بلكه بارش اون هم كاملا مانسون هست. فصل زمستان اونجا بسيار خشك هست. فصل بارش اون خرداد ماه در شمال خليج مكزيك و تيرماه در جنوب مكزيك آغاز مي‌شود و در مهرماه در شمال و آذر ماه در جنوب به پايان مي‌رسد. اين روند در جنوب مكزيك حدود 3 ماه و در كستاريكا حدود 7 ماه به طول مي‌كشد. اين مانسون در حقيقت نمونه كوچكي از مانسون هند هست.

10:

مفاهیم رطوبت
یك توده هوا عبارت هست از حجم عظیمی از هوا كه خصوصیات فیزیكی اون بویژه از نظر دما و رطوبت در سطح افقی برای صدها كیلومتر تقریباً همسان باشد.
● مهFog : تراكم حاصل از سردشدن ذرات بخار آب در نزدیكی سطح زمین كه بصورت ذرات معلق در فضای سطحی مشاهده می‌گردند مه نامیده می‌‌شود. به عبارت دیگر مكانیزم تشكیل مه شبیه مكانیزم تشكیل ابرها می‌باشد پايه اً بیان جدایی مه از ابر نیز مشكل هست زیرا مه‌ها در حقیقت ابرهای هستراتوس هستند كه در سطح زمین و یا در طبقه‌ایی بسیار نزدیك به زمین تشكیل می‌گردند.
● توده‌های هوا : یك توده هوا عبارت هست از حجم عظیمی از هوا كه خصوصیات فیزیكی اون بویژه از نظر دما و رطوبت در سطح افقی برای صدها كیلومتر تقریباً همسان باشد.
مناطق منشأ و انواع توده‌های هوا : توده‌های هوا خصوصیات اصلی خود را از سطحی كه در روی اون تشكیل می‌شوند كسب می‌كنند و از این جهت هست كه خصوصیات حرارت و رطوبت هر توده هوا به طور مستقیم از طریق طبیعت سطح زیرین اون تعیین می‌گردد. مهمترین مناطق منشأ توده‌های هوا در روی كره زمین مراكز پرفشار جنب حاره و مناطق قطبی می‌باشند.
توده‌های هوا با حركت تدریجی خود خصوصیات نواحی منشأ خود را به سایر مناطق جهان گسترش می‌دهند این حالت را معمولاً «هجوم موج سرد» و یا موج گرم می‌گویند.
● جبهه‌ها : به طور كلی بین توده‌های هوای مختلف با خصوصیات متفاوت، منطقه گذرایی كه در اصطلاح هواشناسی بنام «جبهه» معروف هست وجود دارد . جبهه‌ها نواحی انتقالی كوچك یا وسیعی می‌باشند كه وسعت ناحیه اونها از ده الی صد كیلومتر تغییرمی‌كند با وجود این در روی نقشه های هواشناسی جبهه‌ها را باخطی نشان می‌دهند جبهه‌ها از لحاظ شرایط اقلیمی و هواشناختی اهمیت ویژه‌ای را حائزند. زیرا در مناطق انتقالی و گذری اونها بین عناصر فشارـ حرارت‌ـ پراكندگی بارندگی‌ـ میزان ابرناكی‌ـ جهت وزش بادـ و شدت اون ارتباط بسیار نزدیكی بربرنامه می‌گردد.
و می‌توان از ‎اون چهار نوع جبهه نام برد جبهه گرم- جبهه سرد-جبهه مسدود و جبهه ساكن
● تبخیر (Evaporation):در مورد تبخیر از سطح آبها،درجه حرارت،شدت باد- و درجه نمناكی بزرگترین نقش را بازی می‌كنند درواقع تبخیر تابعی از شرایط حرارتی هست علاوه بر شرایط پايه ی یاد شده فوق،فشار بخار آب،خصوصیات آب،وعمق و درجه شوری اون نیز بر تبخیر اثر می‌گذارند.
تعرق :گیاهان آبی را كه برای تامین فعالیت حیاتی خود از طریق زمین بدست می‌آورند سپس مصرف بصورت بخار آب به اتمسفر پس می‌دهند آخرین مرحله گردش آب درون پوشش گیاهی را تعرق می‌گویند.
● گرمای نهان تبخیر (Latent-heat-of vaporization):برای تبخیر یك گرم آب در دمای صفر درجه سانتیگراد ششصد كالری گرما و در دمای صد درجه سانتیگراد پنصد و چهل كالری از گرما مورد نیاز هست و چون دما عبارت هست از «میانگین انرژی حركت مولكولی یك جسم» وقتی كه آب تبخیر می‌شود فقط ذراتی قادرند سطح آب را ترك كرده و به اتمسفر وارد شوند كه دارای سرعت فوق میانگین انرژی یاد شده باشند. از این رو حركت مولكولی كند شده و دمای سطح آب در حال تبخیر پایین می‌آید.
انرژی گرمایی اضافی كه با ذرات تبخیر محل می‌گردند به عنوان (گرمای نهان تبخیر) نامیده می‌شود. این گرما در وقت تراكم رطوبت،از طریق توده آب متراكم و یا تشكیل ابرها به اتمسفر پس داده می‌شود. اهمیت جذب گرمای نهان در فرایند مهمی چون گرم شدن اتمسفر و نقش اون در بیلان گرمای اتمسفر روشن هست .
● ظرفیت (Capacity):بخار آب موجود در اتمسفر به عنوان رطوبت هوا نامیده می‌شود. حداكثر بخار آبی كه هوا در دمای معینی می‌تواند دارا باشد به عنوان ظرفیت هوا نامیده می‌شود .
اشباع(ٍSaturation):اشباع عبارت هست از حداكثر ظرفیت رطوبتی هوا در دمای معین بطور كلی هوا وقتی به حالت اشباع می‌رسد كه یا میزان بخار آب در اون به حداكثر ظرفیت خود برسد و یا از درجه حرارت اون تا نقطه شبنم كاسته شود.
● نقطه شبنم (Dewpoint) : دمایی هست كه در اون هوا به حد اشباع می‌رسد و به عبارت دیگر، در صورتی كه در فشار ثابت تغییری در نسبت مخلوط ایجاد نگردد ولی دمای هوا پایین آید دمای ویژه جدیدی حاصل خواهد شد كه بدان ، دمای نقطه شبنم فرموده می‌شود.
● نم مطلق(Absolute.humidity) : وزن بخار آب موجود بر حسب گرم در هر واحد حجمی از هوا (بر حسب متر مكعب یا سانتی متر مكعب ) را نم مطلق می‌گویند و میزان اون از هستوا به سمت قطبها و از سواحل به درون خشكیها و از مناطق پست به سمت نواحی مرتفع كاسته می‌شود .
● نم ویژه (Specificn humidity) : نسبت وزن بخار آب به وزن واحد هوایی را كه شامل اون هست نم مخصوص می‌گویند وبه صورت فرمول خلاصه‌ زیر بیان می‌گردد .
در این فرمول mw جرم بخار آب
ma واحد جرم هوای شامل بخار آب
● نم نسبی (Relative humidity) : رطوبت نسبی عبارت هست از نسبت میزان رطوبت مطلق موجود در هر حجمی از هوا با دما معینی، به حداكثر رطوبت مطلقی كه همان حجم از هوا در همان دما می‌تواند داشته باشد. به عبارت دیگر نسبت جرم بخار آب موجود در هر حجمی از هوا به جرم بخار آب موجود در همان حجم هوا را در حالت اشباع «نم نسبی» می‌گویند. مثلاً اگر یك كیلوگرم از هوا در دما و فشار معینی قابلیت جذب حداكثر تا ۳۰ گرم بخار آب را داشته باشد ولی فقط دارای ۱۰گرم رطوبت باشد دمای نم نسبی معادل ۵۰ % هست .
● فشار بخار آب (Vapor pressure) : در هر دمایی بخار آب موجود در هوا دارای فشاری هست كه به عنوان فشار بخار آب نامیده می‌شود . میزان در ارتباط با عرض و فصل در حدود ۰/۲ میلی بار از سیبری شمالی در دی ماه تا ۳۰ میلی بار در مناطق حاره در تیر ماه تغییر می‌كند.
تراكم : تبدیل بخار آب به حالت جامد یا مایع در هوا را تراكم می‌گویند. شرط اصلی جهت تراكم رسیدن و گذر از نقطه اشباع هست از طرف دیگر شرط لازم برای وقوع فرایند تراكم وجود هسته‌های تراكم در هواست این هسته‌ها عموماً باید جاذب رطوبت باشند و مهمترین ذرات جاذب رطوبت در اتمسفر،نمك دریاـ ذرات اوگانیك‌ـ تری اكسید سولفور هست .
● تصعید(Sublimation) : وقتی كه درجه حرارت هوا زیر نقطه انجماد باشد،بخار آب ممكن هست مستقیماً به یخ تبدیل گردد این فرایند تصعید نامیده می‌شود.
● شبنم (Dew) : شبنم رطوبتی هست متراكم كه به صورت قطراتی روی اشیاء و سطوح مختلف مشاهده می‌گردد در شب‌های صاف و آرام،زمین از طریق تشعشع خود،به سرعت سرد می‌شود و در نتیجه درجه حرارت اون از هوای مجاور كمتر می‌شود در نتیجه هوای اطراف كه خنك شده،در نتیجه تماس با زمین تا نقطه شبنم سرد می‌شود لازم به یادآوری هست كه به احتمال قوی این امر در لایه بسیار نازكی از هوا و حدود چند سانتی‌متر قبل از برخورد با زمین بوقوع می‌پیوندد. در نتیجه سرد شدن زیادی در زیر نقطه شبنم،بخار آب مازاد در هوا متراكم می‌شود.
● ژاله (Frost) : شرایط ژاله و شبنم عملاً با یك هستثناء همسانند. شبنم وقتی كه پدیده تراكم در روی اشیاء سرد فوق نقطه انجماد بوجود آید تشكیل می‌شود در صورتی كه ژاله وقتی كه تراكم در زیر دماهای نقطه انجماد رخ می‌دهد تشكیل می‌شود. تحت چنان شرایطی،رطوبت هوا،مستقیماً از حالت بخار به حالت جامد،بدون گذشتن ازحالت مایع،تغییر شكل می‌دهد به این ترتیب ژاله پدیده متبلوری هست كه به شكل فلس- سوزن- و پرمرغ در شب‌های سرد،در روی سطح زمین و اشیاء بوجود می‌آید.
● مه یخ‌زده (Rime) : در برخورد قطرات ریز یك توده هوای مه دار با اشیاء جامدی كه دارای دمای زیر نقطه انجمادند،ته نشینی از كریستال‌های یخ سفید و زبر تشكیل می‌شود كه به اون مه یخ زده می‌گویند.

11:

آشنایی با لایه های جو
تروپوسفر پایین ترین لایه اتمسفر هست كه خود از لایه های كوچكتری تشكیل شده هست. وجه تمایز این لایه با دیگر لایه های اتمسفر، تجمع تمامی بخار آب جو زمین در اون هست؛ به همین دلیل بسیاری از پدیده های جوی كه با رطوبت ارتباط دارند و عاملی تعیین كننده در وضعیت هوا به شمار می آیند (از قبیل ابر، باران، برف، مه و رعد و برق) تنها در این لایه رخ می دهند.
اتمسفر زمین را بر حسب چگونگی روند دما، اختلاف چگالی، تغییرات فشار، تداخل گازها و سرانجام ویژگیهای الكتریكی به لایه‌های زیر تقسیم كرده‌اند:
۱- تروپوسفر (Troposphere)
۲- هستراتوسفر (Stratosphere)
۳- مزوسفر (Mesosphere)
۴- یونسفر (Ionosphere)
۵- اگزوسفر (Exosphere)
۱- تروپوسفر
تروپوسفر پایین ترین لایه اتمسفر هست كه خود از لایه های كوچكتری تشكیل شده هست.
وجه تمایز این لایه با دیگر لایه های اتمسفر، تجمع تمامی بخار آب جو زمین در اون هست؛ به همین دلیل بسیاری از پدیده های جوی كه با رطوبت ارتباط دارند و عاملی تعیین كننده در وضعیت هوا به شمار می آیند (از قبیل ابر، باران، برف، مه و رعد و برق) تنها در این لایه رخ می دهند.
منبع حرارتی لایه تروپوسفر انرژی تابشی سطح زمین هست. از این رو با افزایش ارتفاع با كاهش دما مواجه خواهیم بود.
ضخامت تروپوسفر، از شرایط حرارتی متفاوتی كه در عرضهای جغرافیایی مختلف حاكم هست تبعیت می كند. این ضخامت معمولاً از ۱۷ تا ۱۸ كیلومتر در هستوا به ۱۰ تا ۱۱ كیلومتر در مناطق معتدل و ۷ تا ۸ كیلومتر در قطبها تغییر می كند.
۲- هستراتوسفر
لایه هستراتوسفر بر روی لایه تروپوسفر برنامه دارد و ضخامت متوسط اون حدود ۲۳ كیلومتر هست. در ۳ كیلومتر اول هستراتوسفر، دمای هوا ثابت هست اما در قسمتهای بالاتر دمای هوا با ارتفاع افزایش می یابد.
در هستراتوسفر به ندرت ابر تشكیل می شود و تنها در شرایط ویژه ای ممكن هست ابرهای كوهستانی به نام ابرهای مرواریدی در ارتفاع ۲۱ تا ۲۹ كیلومتری از سطح زمین ظاهر شوند كه علت وجود اونها حركات موجی شكل هوا از سوی موانع می باشد.
از دیگر ویژگیهای مهم هستراتوسفر وجود ازن در این لایه هست كه بخصوص در ارتفاع ۲۰ تا ۳۰ كیلومتری سطح زمین بر اثر واكنشهای مختلف فتوشیمیایی بدست می آید. مقدار ازن در این لایه معمولاً روند فصلی دارد حداكثر اون در بهار و حداقل اون در پاییز مشاهده می شود.
۳- مزوسفر
در بالای لایه گرم ازن لایه مزوسفر برنامه دارد كه دما در اون متناسب با افزایش ارتفاع با آهنگ ۳/۰ سانتیگراد به ازای هر ۱۰۰ متر كاهش می یابد به طوریكه دما در مرز فوقانی اون در ارتفاع ۸۰ تا ۹۰ كیلومتری به ۸۰- درجه سانتیگراد می رسد. و نتیجه این دمای پایین انجماد بخار آب ناچیز موجود در این لایه هست كه باعث بوجود آمدن ابرهای شب تاب می شوند. این ابرها درتابستان و در عرضهای بالا دیده می شوند. مزوسفر سردترین لایه اتمسفر تلقی می شود.
۴ - یونوسفر
از بخش فوقانی مزوسفر تا ارتفاع تقریبی ۱۰۰۰ كیلومتری اتمسفر زمین، بار الكتریكی شدیدی حاكم هست كه زاییده وجود یونها و الكترونهای آزاد هست. در حقیقت پرتوهای پر انرژی خورشید كه از فضای خارج به طبقات بالایی اتمسفر وارد می شوند باعث گسستگی پیوند یا یونیزاسیون مولكولها و اتمها می شوند. بر اثر یونیزاسیون، الكترون آزاد می شود و باقی مانده اتم به صورت یون در می آید؛ به همین علت این لایه از جو را یونوسفر نامیده اند.
شدت یونیزاسیون در تمام ارتفاعات یونسفر یكسان نیست؛ بنابراین لایه های متفاوت با تراكم الكترون و یون متفاوت با ارتفاعات مجاور خود در یونسفر وجود دارد؛
این لایه ها در ارتباطات رادیویی اهمیت بسیاری دارند. این لایه ها عبارتند از لایه های D,E,F .
۵ - اگزوسفر
شرایط موجود در یونوسفر در این لایه نیز حاكم هست؛ بدین معنی كه گازها در این لایه همچنان قابلیت هدایت الكتریكی خود را حفظ می كنند. سرعت ذرات در این لایه بسیار زیاد هست و در مواردی به ۲/۱۱ كیلومتر در ثانیه می رسد.
اگزوسفر لایه گذار جو به فضای كیهانی به شمار می آید كه بخش فوقانی اون را در ارتفاع بیش از سه هزار كیلومتری از سطح زمین برآورد كرده اند.

12:

لايه اوزون


لايه اوزون *انرژي هاي خورشيدى :*

خورشيد تنها ستاره منظومه شمسى مى باشد كه كرات وسيارات در اطراف اون مى چرخند و از انرژى اون هستفاده مى كنند.زمين نيز يكى از كراتى هست كه در أطراف خورشيد در حال حركت هست .

فاصله ميان زمين و خورشيد حدود 149.800.000كيلومتر مى باشد ، كه در اين فاصله،زمين حدود 9^10×95/1 وات انرژى ازخورشيد دريافت مى كند كه ما تنها كسرى از اون (0000002/0) را هستفاده مى كنيم . نور خورشيد 27/8 دقيقه طول مى كشد كه به زمين برسد.از صد در صد نورى كه به زمين مى تابد تنها 30% اون بر اثر ذرات و مولكول هاى موجود در لايه هاى بالايى منعكس مى شوند بقيّه اون ها از لايه ها زمين عبور مى كنند و به زمين مى رسند.در واقع مى توان به جرأت فرمود كه حدود99%انرژى كه به زمين مى رسد از خورشيد وبقيه اون از ماه و كرات ديگر مى باشد.
نور سفيد خورشيد از ميلياردها ميليارد رنگ تشكيل شده هست كه هر كدام از اين رنگ ها داراى طول موج و انرژى مخصوص به خود مى باشند، وما هنگامى كه اين نور را تفكيك مى كنيم به هفت رنگ تجزيه مى شوند كه هر كدام از اين رنگ ها از ميلياردها رنگ تشكيل شده اند...

پرتوهاى فوق بنفش داراى طول موج كوتاه و انرژى زياد مى باشند .پرتوهاى فوق بنفش با انرژى زيادى كه دارند براى تمام موجودات زنده خطرناك مى باشند وموجب سرطان پوست يا آفتاب سوختگى مى شوند .
خوشبختانه زمين در برابر اين پرتوى خطرناك، محافظى بنام لايه اوزون دارد كه از ورود پرتوهاى خطرناك به سطح زمين جلوگيرى مى كند. قبل از اونكه به بحث درباره برخورد پرتوهاى فوق بنفش و مولكول ها اوزون بپردازيم ابتدا به اطلاعاتى درمورد اوزون مى پردازيم.


* اوزون چيست؟ *
دانشمندان لايه ها زمين را به چهار قسمت تقسيم مى كنند :
1) تروپوسفر (كه نسبت به سطح دريا 12تا15 كيلومترارتفاع دارد)
2) هستراتوسفر
3) مزوسفر
4) تروموسفر(خارجى ترين لايه زمين)


مولكول اوزون (o3)از يك مولكول اكسيژن و يك اتم اكسيژن كه ناپايدار و واكنش پذير مى باشد، تشكيل شده هست . پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مى باشد و ممكن هست با كوچكترين برخورد از هم جدا ايشانا با دريافت كوچكترين انرژى به حالت اوليه خود برگردند . لايه اوزون در لايه هستراتوسفر زمين برنامه دارد .در شب ها به دليل عدم دسترسى به انرژى تابشى خورشيد، ضخامت لايه اوزون كمتر از ضخامت اون در روز ها مى باشد. هنگامى كه پرتوهاى فوق بنفش به مولكول ها اوزون برخورد مى كنند، پرتو هاى فوق ـ بنفش مقدار زيادى از انرژى خود را از دست مى دهند وبه پرتو هاى فرو سرخ تبديل مى شوند ، و همينطور بر اثر اين برخورد ، مولكول اوزون به مولكول اكسيژن واتم اكسيژن تبديل مى شود و با تابش مجدد نور خورشيد ، مولكول اوزون دوباره پديدار مى شود.
مولكول هاى اوزون هرچند كه براى ما مفيد هستند اما وجود اون ها در لايه تروپوسفر (لايه اى كه ما در اون زندگى مى كنيم) بسيار خطرناك مى باشند.
نيتروژن هاى پراكسيد خارج شده از اگزوز موتورهاى ديزلى بر اثر تابش نور خورشيد (عمل فتو شيميايى) با مولكول هاى اكسيژن واكنش مى دهند و مولكول هاى اوزون را پديدار مى كنند . چون در مولكول هاى اوزون اتم هاى اكسيژن فعال (راديكالى) وجود دارد ، تنفس اون ،موجب اختلال در دستگاه تنفسى مى شود .


*حفره اوزون*
تا سال 1980ميلادى از سوراخى لايه اوزون خبرى نبود ؛ اما در سال 1985م ، دانشمندان از نازك شدن لايه اوزون در قطب جنوب اظهار داشتند. در اون وقت با تحقيقات انجام شده علت نابودى مولكول هاى اوزون را ،گاز هاى cfc (كلر و فلوئور و كربن) مى دانستند. گاز هاى cfc بعنوان گاز هاى خنك كننده در يخچال ها ،كولرها و همينطور در مواد پلاستيكى مورد هستفاده برنامه مى گيرند . در cfc ها اتم هاى كلر ناپايدار و واكنش پذير مى باشند و هنگامى كه گاز هاى cfc به لايه هاى بالا مى روند ، در لايه هاى بالا بر اثر برخورد با نور خورشيد ،گاز هاى كلر آزاد مى شوند. اتم هاى كلر در لايه هستراتوسفر با مولكول هاى اوزون واكنش مى دهند. هر اتم كلر به تنهايى مى تواند 100.000 مولكول اوزون را از بين ببرد . به همين دليل در گستره جهانى ،در ساوقت ملل متحد ،در معاهده اى بنام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از توليد و فروش گاز هاى cfc خوددارى كنند ،و همينطور به كشور هاى فقير اين امكان را بدهند كه بجاى هستفاده از گاز هاى cfc ، از گاز هاى خنك كننده ديگرى هستفاده كنند. ما مى دانيم كه بيشترين كشور هاى صنعتى در نيم كره شمالى برنامه دارند ، پس چرا در قطب جنوب لايه اوزون سوراخ شده هست ؟! براي جواب به اين سوال ، پژوهش هاي زيادي انجام شده هست كه بعضي از اين پژوهش ها تاكنون در دست تحقيق هست .
اخيراً دانشمندان علت ايجاد حفره در لايه اوزون را گرداب هاي سنگين ، كه در قطب جنوب جريان دارند ، مي دانند . در زمستان در طول شبهاي قطبي، نور خورشيد درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نيست ، به همين دليل در اين قطب در لايه هستراتوسفر طوفان هاى سنگيني گسترش مى يابند كه به اون ها "گرداب قطبي"(polar vortex) مى گايشانند . گرداب قطبي مي تواند ذرات سازنده هوا را تجزيه كند .
اين گرداب ها باعث ايجاد ابرهاى سردي مي شوند كه بر فراز قطب جنوب جريان مي يابند. كه به اين ابرها "ابر هستراتوسفر قطبي" (polar stratosphere cloud) مي گايشانند.اختصار اون psc هست. Pscها بسيار سرد هستند و دماي اون ها حدود 80- سيلسيوس هست.* Psc از نيتريك اسيد تري هيدرات (nitric acid trihydrate) تشكيل شده هست و با ابرهايي كه ما اون ها را در آسمان مي بينيم كاملاً متفاوتند. پس اين ابرهاي اسيدي مي توانند لايه اوزون را تخريب كنند. "بنايراين با هستناد به تحقيقات انجام يافته ،موارد زير را مي توان از شرایط موثر در تخريب لايه اوزون دانست:
1) محور زمين به گونه اى مى باشد كه نور خورشيد به قطب شمال بيشتر از قطب جنوب مى تابد به همين دليل ضخامت لايه اوزون در قطب شمال بيشتراز ضخامت اون در قطب جنوب مى باشد ( زيرا ما فرموديم كه پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مى باشد و ممكن هست با كوچكترين برخورد از هم جدا ايشانا با دريافت كوچكترين انرژى(مانند انرژى تابشى خورشيد ) به حالت اوليه خود برگردند)
2)از مورد دوم نتيجه مى گيريم كه هواى قطب جنوب سردتر از هواى قطب شمال مى باشد ، بنابراين هواى گرم هنگامى كه بر اثر جريان هايى به قطب جنوب مى روند ، چون سبك مى باشند ،به سمت بالا مى روند و موجب نابودى لايه هاى اوزون برفراز قطب جنوب مىشوند.
3) در زمستان نور خورشيد كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمي باشد، واين امر باعث كاهش دما و تشكيل ابرهاي psc مي شود .
4) ابرهاي psc اسيدي هستند و به همين دليل اون ها به لايه اوزون آسيب مي رسانند."




______________________________
* علاقه مندان براي دريافت اطلاعات در مورد ابرهاي psc مي توانند به سايت هاي
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مراجعه كنند.



منبع : احمد شکيب

13:

ساوقت فضايى آمريکا، ناسا، در اين هفته ماهواره هاى کاليپسو و کلاودست را به وسيله موشک سوئيفت از پايگاه هوايى واندنبرگ در کاليفرنيا به فضا پرتاب مى کند تا با هستفاده از تجهيزات فوق پيشرفته اونها به مطالعه تغييرات آب و هوايى بپردازد.رادارهاى هواشناسى اين دو ماهواره هزار برابر قوى تر از رادار ساير ماهواره هاى هواشناسى هست.اين دو ماهواره برنامه هست با هستفاده از تجهيزات سنجش از راه دور و با هستفاده از پرتوهاى مادون قرمز به بررسى اتمسفر زمين بپردازند و ابرها را مورد مطالعه برنامه دهند.تام ليورمور، مدير طرح کلاودست مى گايشاند اين دو ماهواره با ارائه تصايشانرى سه بعدى از ابرها و ذرات معلق در هوا، به درک بهتر تغييرات آب و هوايى کمک خواهند کرد.به فرموده آقاى ليورمور با هستفاده از اين دو ماهواره، اطلاعات بيشترى را از ساختار درونى ابرها بدست خواهيم آورد و پيش بينى هاى هواشناسى بهبود خواهند يافت. کاليپسو و کلاودست در ارتفاع ۷۰۵ کيلومترى از زمين در مدار برنامه خواهند گرفت و ناسا سعى دارد از اطلاعات ارسالى اونها به همراه داده هاى ارسالى ماهواره هاى آکئوا و آئورا و يک ماهواره هواشناسى فرانسوى براى مطالعه دقيق تر پديده هاى جوى هستفاده کند.آقاى ليورمور مى گايشاند با به کارگيرى از اين دو ماهواره اطلاعات بهترى از نحوه بارش باران و برف و نحوه تاثيرگذارى ابرها بر تغييرات جوى به دست خواهد آمد.طرح ماهواره هاى کاليپسو و کلاودست به وسيله ناسا و با همکارى ساوقت فضايى کانادا، ساوقت فضايى فرانسه و دانشگاه کلرادو در آمريکا به اجرا درآمده هست.

14:

هوا : واقعيات جايشان موقت و معيني كه براي مدتي كوتاه در يك مكان معين غالب مي‌گردد هوا ناميده مي‌شود.(Weather)

آب و هوا : به مجموعه‌ايي از ميانگين‌هاي واقعيات جايشان دراز مدت براي يك منطقه «آب و هوا» فرموده مي‌شود.(Climate)

متئورا : (Meteore) به مجموعه پديده‌هاي اتمسفري نظير ابر‌ـ مه‌ـ باران‌ـ برف‌ـ باد‌ـ طوفان و رعد و برق نور قطبي ......... متئورا فرموده مي‌شود (اين كلمه در يونان باستان به آسمان اطلاق مي‌شده هست)

هواشناسي : در مقياس جهاني تركيبي از مطالعات فيزيكي اتمسفر و پديده‌هاي اونهاست و به دو بخش اصلي تقسيم مي‌شود.

هواشناسي ديناميك‌ : بوسيله قوانين مكانيك و ترمنوديناميك حالات اتمسفر مطالعه مي‌شود.

هواشناسي سينپوتيك : از طريق تجربي و تهيه نقشه‌هاي سينپوتيك كه در ساعات معيني تهيه مي‌شود. اوضاع هوا مورد بررسي برنامه مي‌گيرد و يكي از كارهاي عمده اون پيش‌بيني هواي آينده هست.

اقليم شناسي : با هستفاده از نتايج ارقام و داده‌ها واقعيات محيط جغرافيايي و زميني را مورد مطالعه برنامه مي دهد. در حقيقت اقليم‌‌‌شناسي روابط حيات و حوادث ديگر طبيعي را با حوادث اتمسفري بررسي نموده و اثرات پديده‌هاي جايشان را در حيات موجودات زنده از جمله انسان معين مي‌كند.

15:

ايستگاههاي هواشناسي سينوپتيك ساعت به ساعت و يا هر ساعت يك بار حدود بيست پارامتر جايشان را ديده باني مي كنند و از طريق شبكه مخابراتي هواشناسي كشور به مركز پيش بيني شهرستان تهران ارسال مي دارند ، از اين نوع ايستگاهها در وقت انقلاب 50 ايستگاه ايجاد شده و در ابتداي سال 1364 به 90 ايستگاه ، ابتداي سال 1365 به 91 ايستگاه و در پايان سال 1365 به 114 و تا سال 1369 به 122 ايستگاه در سال 1377 بالغ بر 160 ايستگاه رسيده هست .



ايستگاههاي كاوش جوّ ( جوّ بالا ) كه در هر شبانه روز دو مرتبه توسط بالنهايي كه با گاز هيدروژن پر شده اند دستگاههايي به نام راديو سوندرا به سطوح فوقاني جو حمل مي كنند و مشخصات لايه هاي جو را دقيقه به دقيقه تا پايان عمل كاوش ( سوندينگ ) نقل مي كند . از اين نوع ايستگاهها قبل از پيروزي انقلاب اسلامي 7 ايستگاه و سال 1364 تعداد 10 ايستگاه و امروز 11 ايستگاه در كشور مشغول كار هستند .



ايستگاههاي تحقيقاتي كشاورزي علاوه بر ديده بانيهاي سينوپتيك يك سري ديده بانيهاي فنولوژي و اندازه گيريهاي بيومتري رايشان 17 محصول مهم كشور انجام مي دهند و هم وقت يك سري مطالعه و تحقيق بر رايشان ارتباط شرایط جوّي با رشد محصولات مختلف در ايستگاه به عمل مي آورند . از اين نوع ايستگاهها قبل از انقلاب اسلامي 2 ايستگاه وجود داشته كه امروزه تعداد اونها به 18 ايستگاه رسيده هست .



ايستگاههاي هواشناسي دريائي سينوپتيك محلي كه پس از انقلاب به مجموعاً 18 ايستگاه بر رايشان سكوها ، جزاير و بنادر جنوب كشور تاسيس شده هست . اين ايستگاهها در سواحل درياها ، اقيانوسها و جزاير و كشتيها بصورت ثابت و متحرك برنامه دارند . علاوه بر اطلاعات جايشان ، اطلاعاتي در مورد دماي آب دريا ، طول امواج و سرعت امواج و غيره را اندازه گيري مي كنند .



ايستگاههاي اقليم شناسي كه فقط 3 نوبت در روز پارامترهاي مهم جوّي را ديده باني و در دفاتر مخصوص ثبت مي كنند و از اين نوع در حال حاضر 250 ايستگاه در كشور مشغول به كار هستند .



ايستگاههاي باران سنجي كه آمار اونها مورد نياز بيشتر مؤسسات و ساوقتهاي تحقيقاتي كشور را در زمينه كشاورزي و آبياري فراهم مي كند پس از انقلاب به علّت نياز رشد بيشتري داشته اند و به طوري كه تعداد كل ايستگاههاي باران سنجي كشور ( مربوط به ساوقت هواشناسي كشور ) تا كنون به حدود 1975 رسيده هست .



ايستگاههاي تشعشع سنجي كه ميزان كل تشعشع خورشيدي را بصورت تشعشع كلي و تشعشع پراكنده و بازتاب زميني اندازه و ثبت مي كنند . تعداد اين ايستگاهها در سال 1364 ،21 ايستگاه بوده كه امروز به 25 ايستگاه رسيده هست.



مراكز پيش بيني و اطلاعات جايشان

مراكز مخابرات هواشناسي كشورهاي مختلف همانگونه كه اطلاعات كشور خود را به نقاط ديگر جهان ارسال مي كنند اطلاعات كشورهاي ديگر را نيز دريافت مي كنند . اين اطلاعات به مراكز پيش بيني فرستاده مي شود ، در مراكز پيش بيني هواشناسي دي كُد مي شود يعني از حالت رمز خارج مي شود و رايشان نقشه هاي جغرافيايي مخصوصي كه براي همين منظور تهيه شده پلات مي شود ، يعني اطلاعات هر ايستگاهي در محل همان ايستگاه يادداشت مي شود . سپس نقشه هاي تهيه شده اوناليز مي شود ، خطوط هم مقدار رايشان اون رسم مي گردد . مناطق كم فشار و پر فشار ، توده هاي مختلف هوا و جبهه هاي همراه با اونها و همينطور سمت و سرعت حركت و تقايشانت و تضعيف سيستمها شناسايي مي شود . پس از اون با هستفاده از اين نقشه ها و تصاايشانر ماهواره اي و مدلهاي پيش بيني عددي كه با هستفاده از همين اطلاعات توسط كامپيوتر بدست مي آيد وضعيت جايشان روزهاي آينده پيش بيني مي شود .

بعلت عدم شناسايي بعضي از شرایط كه رايشان تقايشانت و تضعيف و حركت سيستمهاي جايشان تاثير مي گذارد هنوز هيچيك از كشورهاي جهان حتي كشورهاي توسعه يافته با همه تجهيزات و تجهيزات پيشرفته نتوانسته اند صحت پيش بيني هوا را به صد در صد بر سانند .

يكي از شرایط مهمي كه رايشان حركت و فعاليت سيستمهاي جوّي اثر مي گذارد ناهمواريهاي زمين و رشته كوهها مي باشد . وجود سلسله جبال زاگرس و البرز در ايران تاثير زيادي رايشان حركت و فعاليت سيستمهاي جايشان دارد . بعنوان مثال پيش بيني وضع هوا براي كشوري مثل انگلستان كه رشته كوه ندارد به مراتب آسانتر از ايران هست .

پيش بيني هايي كه به اين نحو صادر مي شود از طريق رسانه هاي گروهي و صدا و سيما در اختيار امت برنامه مي گيرد پيش بيني هاي مخصوص براي فرودگاهها و مسير پرواز هواپيماها و بنادر كشتيراني صادر و در اختيار اونها برنامه داده مي شود . پيش بيني ها نيز تا سه روز آينده براي امور كشاورزي صادر مي شود از اين پيش بيني ها براي آبياري ، سمپاشي ، برداشت محصول و غيره هستفاده مي شود .



آمار تحقيقات هواشناسي

اطلاعات هواشناسي در موقع ديده باني در دفاتر مخصوص ثبت مي گردد . هموقت با ديده باني بيشتر شرایط هواشناسي توسط دستگاههاي ثبّات بطور مداوم اندازه گيري و ثبت مي گردد . بعنوان مثال دما ، فشار، رطوبت هوا ، بيش چهل سال قبل تا كنون در آرشيو هواشناسي موجود هست و براي هر لحظه كه نياز باشد مي توان به آرشيو مراجعه و اون را بدست آورد . ذكر اين نكته ممكن هست جالب باشد كه حتي در وقت جنگ تحميلي ايستگاه هواشناسي آبادان تعطيل نشد و در كار تهيه آمار ايستگاه گسستگي و خللي به وجود نيامد .

به هرحال دفاتر ثبت اطلاعات و گرافهاي دستگاههاي ثبّات در پايان هر ماه به مركز كامپيوتر ساوقت هواشناسي ارسال مي گردد . در مركز كامپيوتر اطلاعات وارد حافظه كامپيوتر گشته و پردازش مي شود . اطلاعات پردازش شده به اشكال مختلف بر حسب نوع نياز در اختيار هستفاده كنندگان برنامه داده مي شود . اين اطلاعات براي شناخت رفتار اتمسفر و علل تغييرات اون و شناسايي اقليم نقاط مختلف ، طرحهاي توسعه اي مانند سد سازي ، شهرسازي ، كشاورزي ، دامداري ، شيلات و احداث فرودگاهها و غيره بكار برده مي شود .

هم اكنون كميته هاي هشت گانه تحقيقاتي كشور مانند كميته كشاورزي ، آبشناسي ، هواشناسي دريايي ، اقيانوس شناسي فيزيكي و آلودگي جو با همكاري كارشناسان ساوقت هواشناسي و اساتيد دانشگاهها و محققين كشور در اين زمينه مشغول مطالعه و تحقيق هستند .

16:

هيدرولوژي چيست ؟

بر پايه آخرين مطالعات تا كنون 5 ميليارد سال از عمر زمين مي گذرد و شواهد مشان مي دهد كه آب از همان ابتداي تشكيل كره زمين نقش مهمي در تحول و قابل سكونت كردن اون به عنوان تنها سياره قابل زيست داشته هست . با تشكيل اقيانوسها و در ياها و تشگيل بخار از رايشان اونها و ايجاد ابر و بارندگي و به طور كلي گردش آب در طبيعت و جاري شدن آب در رودخانه ها و بازگشت مجدد اون به طروق مختلف به اقيانوسها ، ابتدا زندگي اوليه با گياهان و جانداران پست آغاز شد و سپس گياهان و حيوانات عالي به وجود آمدند.

پوسته زمين كه از سنگهاي آذرين سرد شده تشكيل شده بود در اثر تماس با هوا و جو تحت تأ ثير پديده هوازدگي برنامه گرفت و تغييرات هموقت آب ، دما و يخبندان باعث تكه تكه شدن سنگها شده وجاري شدن آبها اونها را جابه جا كرده و دشتهاي وسيعي را كه داراي پوشش خاك بودند به وجود آوردند . اين پوشش خاكي همراه با آب قابل دسترس در طبيعت محيط مناسبي را براي رشد گياهان فراهم شد و محيط مناسب براي زندگي بشر آماده و مهيا گرديد . انسانهاي اوليناز آب تنها براي شرب هستفاده مي كردند بتدريج با پيشرفت تمدن و گذشت وقت از اون براي گردش آسيابها ، كشاورزي و حمل و نقل نيز هستفاده كرد.


هموقت با پيشرفت تمدنها هستفاده از آب نيز شكل تازه اي به خود گرفت به طوري كه در بسياري از زمينه ها ، از كشاورزي گرفته تا صنعت و از همه مهمتر توليد انرژي از آب هستفاده مي شود و امروزه دسترسي به آب كافي و با كيفيت مناسب در وقت و مكان مناسب مد نظر مي باشد و هرگونه كمبود آب را مانعي در جهت توسعه پايدار مي داند به همين دليل هرساله سرمايه هاي زيادي براي توسعه منابع آب و طرحهاي مرتبط با اون مثل سدسازي و احداث شبكه هاي آبياري و زهكشي ، آبخيز داري ، مهار سيل و تغذيه آبهاي زير زميني انجام مي دهند .

سيكل (چرخة) هيدرولوژي

گردش آب درطبيعت كه به اون سيكل هيدرولوژي يا چرخة آب فرموده مي شود، عبارت هست از حركت وجابجائي آب درقسمتهاي مختلف كره زمين. اين سيكل يك چرخش ساده نيست بلكه مجموعه اي از حركات وچرخشهاي مختلف تحت تأثير نيرايشان متفاوتي از جمله نيرايشان جاذبه ، نيرايشان ثقل، تغييرات فشار وانرژي خورشيدي مي باشد.اين چرخش درسه بخش مختلف كره زمين يعني اتمسفر(هواسپهر) ياچون هيدروسفر يا آب سپهر، ليتوسفريا سنگ سپهر صورت مي گيرد. آب درداخل وبين اين سرلايه درلايه اي به ضخامت 16 كيلومتر صورت مي گيرد كه 15كيلومتراون دراتمسفر وتنها 1 كيلومتراون درداخل ليتوسفر قراردارد.

سيكل هيدرولوژي درواقع يك سيكل بدون ابتدا وانتها مي باشد. بدين ترتيب كه آب ازسطح درياها وخشكيها تبخير شده وارد اتمسفر مي گردد وسپس دوباره بخارآب واردشده به جو طي فرآيندهاي گوناگون به صورت نزولات جايشان يا برسطح زمين ايشانا بر سطح درياها واقيانوسها فرو مي ريزد.

پس نزولات جايشان ممكن هست با سه حالت روبرو شوند:

1- قبل از رسيدن به سطح زمين توسط شاخ وبرگ گياهان گرفته مي شوند.(برگاب،باران گيرش)

2- درسطح زمين جاري مي شوند.(رواناب)

3- درخاك نفوذ مي كنند.


مقداري از آب كه در داخل خاك نفوذ مي كند يا براثر تبخير به هوا برمي گردد يا وارد منابع آب زير زميني مي شود كه سرانجام از طريق چشمه ها ايشانا تراوش به داخل رودخانه ها مجدداً در سطح زمين ظاهر مي گردد. درتمام اين موارد آب با تبخير وبازگشت مجدد به اتمسفر سيكل هيدرولوژييا گردش آب در طبيعت را تكميل مي كند .درشكل 1 كه نموداري از چرخه هيدرولوژي مي باشد نقل وانتقالات آب در طبيعت را نشان ميدهد. همانطور كه شكل1 نشان ميداد عناصر مهم گردش آب در طبيعت را بارندگي P) -( رواناب(r)-تبخير(e) -تعرق(t) -نفوذ(i) -وجريانهاي زيرزميني(g) تشكيل مي دهند

بارندگي: Precipitation

بارندگي مقدار آبي هست كه از سطح خشكي ها ودرياها تبخير مي شود ودرداخل جو بطور موقت بصورت بخار ذخيره ميگردد. اين بخار آب موجود درجو طي فرآيندهاي فيزيكي مختلف متراكم (condensation) مي شود وبه شكل ابر در مي آيدكه پس از اشباع شدن ، قطرات آب با ذرات يخ تشكيل شده بصورت برف ، باران، تگرگ وغيره كه جمعاً نزولات جايشان يا بارندگي فرموده مي شوند دوباره به زمين برمي گردند. بارندگي پديده اي هست كه انسان كمتر در اون مي تواند دخل وتصرف كند.

تبخير:evaporation

تبخير پديده اي هست كه از هرگونه سطح مرطوب مانند سطوح آزاد آب يا سطح مرطوب خاك وگياه صورت مي گيرد. طي اين فرآيند آب مايع به بخار تبديل مي شود ومجدداً آب به جو زمين برمي. از شرایط مؤثر براين فرآيند مي توان به دماي هوا، سرعت باد، تابش خورشيد اشاره كرد كه هرچه ميزان اون بيشتر باشد سرعت تبخير نيز بيشتر هست.

اهميت آب در ايران :

ايران با توجه به موقعيت خاص جغرافيايي كه در بين مدار 25تا40 درجه عرض شمالي و 44تا 64 درجه طول شرقي واقع شده هست از مناطق خشك جهان به شمار ميرود زيرا ميزان متوسط بارندگي سالانه اون كمتر از يك سوم متوسط بارندگي كره زمين (860) مي باشد . اين مقدار بارندگي هم در سطح كشور به طور يكنواخت توزيع نشده هست به علت كمبود ميزان بارندگي به جز نواحي شمالي و شمال غرب و تا حدودي غرب كشور رود خانه هاي دائمي كم تر وجود دارد . در سطح كشور مناطقي وجود دارد كه نه تنها با كمبود آب سطحي مواجه هستند بلكه آب زير زميني اونها هم شور هست.البته اين كمبود آب در كشور ما مربوط به عصر حاضر نبوده بلكه در گذشته نيز امت با كمبود آب مواجه بوده اند وجود سدها و بندهاي تاريخي كشور دليلي بر اين ادعاست .اما از اونجايي كه در گذشته سطح توقع امت به علت پايين بودن واقعيات زندگي كم بوده هست ، قرنها بطور هماهنگ از منابع آب و خاك هستفاده كرده اند و آب مورد نياز را از طروق مختلف به دست آورده اند و مسئله كمبود اون مطرح نبوده و مسئله اصلي روش هاي بهره برداري از اون بوده هست . اما در عصر حاضر از يك طرف كمبود آب قابل هستفاده و از طرف ديگر افزايش رشد جمعيت و مصرف آب و از همه مهمتر بالا رفتن سطح زندگي و ماشيني و صنعتي شدن و رشد تكنولوژي مسئله نياز به آب و كمبود اون رابيش از پيش مطر ح مي سازد :

مسائل شناخت آبهاي سطحي :

براي جلوگيري از هدر رفتن آبهاي سطحي و خسارات ناشي از اونها دو كار زير بنايي عبارت هست از :

1- تأ‌مين نيرايشان انساني

2 - تأسيس ايستگاههاي اندازه گيري آب و آمار برداري مرتب از اونها


امروزه هيچ طرح عمراني و زير بنايي بدون هستفاده از آمار در زمينه هاي مختلف امكان پذير نمي باشد . لذا آمار مورد هستفاده بايد دقيق و داراي قابليت اعتماد باشد و همچجنين تعداد سالهاي آماري نيز زياد باشد .

ايستگاههاي اندازه گيري دبي رو دخانه ها در ايران از سال 1325 تأسيس شده اند اما تعداد اونها كم بوده و طول دوره آماري اونها با توجه به سال تأسيس كوتاه مي باشد اما در كشور هاي پيشرفته طول دوره آماري به بيش از 150 سال مي رسد . در كشور ما تهداد ايستگاههاي كه داراي آمار بيش از 50 سال مي باشند بسيا ركم هست و تنها شامل ايستگاههايي هست كه بر رايشان رودخانه هاي جاجرود ، لار و گلپايگانو يكي دو رودخانه ديگر هست ، مي باشد. امروزه در سطح كشور ايستگاههاي اندازه گيري دبي آب زياد بوده ودر حال گسترش مي باشد.

نه تنها تعداد ايستگاهها و طول دوره آماري مهم هست بلكه تععن دقيق ايستگاههاي هيدرومتري اهميت زيادي دارد كه حتما بايد توسط متخصصان اين امر تععن شود .

17:

منبع: cloudysky

18:

سلام bb عزيز
ممنون از مقاله ي جامع و كاملتون.
فقط قبل از ايجاد تاپيك جديد در تاپيك [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ذيل موضوع مورد نظرتون يه نگاه بكنيد و اگر تاپيك مشابهي وجود داشت مقاله رو در ادامه برنامه بديد تا از پراكندگي تاپيك هاي با موضوع مشابه جلوگيري بشه.

براي هواشناسي قبلا اين تاپيك ايجاد شده:
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

ادغام شد

19:

سلام
رو چشام
حتما از این به بعد نگاه می کنم
ممنون از تذکر

20:

شرایط مؤثر در پراكندگي افقي درجه حرارت



1- شدت و مدت تابش خورشيدي
2- درجه ضايعات انرژي خورشيدي ضمن گذر از اتمسفر
3- طبيعت زيستي‌‌‌‌‌‌‌ـ پراكندگي خشكي‌ها و درياها
4- نسبت بين تشعشع زميني و تشعشع اتمسفر
5- انرژي آزاد شده و يا مصرف شده در مواقع تبخير‌‌‌‌ـ تراكم‌ـ يخ‌بندان‌ـ ذوب
6- شدت و جهت انتقال انرژي به هنگام جريانهاي دريايي و حركات افقي هوا
7- انتقال انرژي در جهت قائم
8- ارتفاع

21:

مطالعة و بررسی جو همیشه مورد نظر دانشمندان ایرانی بوده هست ، از این رو خیلی از دانشمندان نجوم در آثار خود بخشی را به مسائل جوی اختصاص داده اند .محمد بن ذکریای رازی ، ابن سینا ، حکیم عمر خیام ، ابوریحان بیرونی و انوری شاعر معروف از شخصیتها و دانشمندان ایرانی بوده اند که پیرامون پدیده های جوی مطالبی در آثار خود به یادگار گذاشته اند .
فعالیتهای منظم هواشناسی اولین بار با اندازه گیری عناصر جوی توسط سفارتخانه های انگلیس و روس در شهرستان تهران و مناطق نفت خیز جنوب کشور شروع شد که این اطلاعات صرفاً به بایگانی کشورهای مربوطه منتقل شده و احتمالاً در برنامه های تحقیقاتی اونها مورد هستفاده ویژه قرارگرفته هست. درس هواشناسی در سال ۱۲۹۸ در برنامه درسی مدرسه برزگران منظور شد که این درس توسط معلمان فرانسوی تدریس می شد و در همان محل اولین سکوی هواشناسی احداث شد که در اون دمای هوا و رطوبت نسبی و میزان بارندگی اندازه گیری می گردید . این ایستگاه در سال ۱۳۰۸ کامل شد و اکثر عناصر جوی را دیده بانی می کرد بتدریج در اثر نیاز شدید بخشهای کشاورزی و آبیاری تعدادی ایستگاه نیز بر حسب ضرورت در نقاط مختلف کشور تاسیس گردید که مسؤولیت اون با بنگاه مستقل آبیاری وابسته به وزارت کشاورزی وقت بود . سپس جنگ جهانی دوم نیروهای متفقین برای سلامت پرواز هواپیماهـای
خودی واحد کوچک هواشناسی دایر کردند که نیازهــــای هواشناسی بخش هواپیمایی اونها را تامین می کرد در ایــــن وقت بنگاه مستقل آبیاری وزارت کشاورزی اقدام به تربیت یک گروه دیده بان هواشناس نمود که این دیده بانان در سال ۱۳۲۷ فارغ التحصیل و در ایستگاه های هواشناسی مشغول به کار شدند . هواپیمایی کشوری نیز به علت نیاز به اطلاعات جوی در فرودگاههای کشور اقدام به تاسیس ایستگاههای هواشناسی کرد . در اثر نیاز شدید برنامه ریزان به آمار و اطلاعات اقلیمی از نواحی مختلف کشور و ناهماهنگی در تاسیس ایستگاههای هواشناسی که توسط بخشهای مختلف ایجاد می شد مسؤولان وقت ، تاسیس یک واحد هواشناسی مستقل در کشور را ضروری دانسته و در سال ۱۳۳۴ شمسی اداره کل هواشناسی کشور وابسته به وزارت راه تاسیس شد . این اداره کل بعدها بصورت ساوقتی مستقل زیر نظر وزارت جنگ برنامه گرفت که سپس انقلاب اسلامی مجدداً زیر نظارت وزارت راه و ترابری درآمد در هنگام تشکیل اداره کل هواشناسی در سال ۱۳۳۴ تمامی ایستگاههای هواشناسی که توسط بخشهای مختلف تاسیس شده بودند به این اداره کل واگذار شد . ایستگاههای واگذارشده از نوع سینوپتیک ، اقلیم شناسی و باران سنجی بودند که هریک دیده بانی های مربوط بخود را انجام می دادند . در اون وقت تعداد ایستگاههای سینوپتیک ۳۴ و اقلیم شناسی ۱۰۷ و باران سنجی ۱۶۰ بود . گسترش ایستگاههای هواشناسی و توسعه شبکه اون پس از انقلاب اسلامی شتاب بیشتری پیدا کرده هست . در سال ۱۳۳۸ هوا شناسی ایران بعنوان یکصد و سومین عضو ساوقت هواشناسی جهانی به عضویت این ساوقت جهانی درآمد.
ساوقت هواشناسی کشور قبل از انقلاب ببیشتر درخدمت حمل و نقل هوایی و صنعت هواپیمایی بود و به مسائل هواشناسی کاربردی کمتر توجه می شد ولی پس از انقلاب اسلامی و با تعیین کشاورزی بعنوان محور اصلی فعالیتهای اقتصادی کشور ، این ساوقت نیز خدمات خود را به سمت کشاورزی متوجه کرد و امروزه توسعه ایستگاهها و بهبود سیستم آمار هواشناسی کشور در جهت ارائه خدمات به بخشهای تحقیقاتی کشاورزی ، دامداری ، آبیاری و غیره گرایش دارد . امر تحقیقات بعنوان بخشی از فعالیتهای مستمر این ساوقت بدون هستفاده از کامپیوتر و اصلاح روشهای جمع آوری و بایگانی آمار میسر نبوده و لذا از سال ۱۳۶۲ سعی شد با تجهیز مرکز کامپیوتر ساوقت به یکی از پیشرفته ترین کامپیوترهای موجود در جهان و با تبدیل نقشه ها و گرافها بصورت میکروفیلم ، مجموعه این مدارک بتواند پژوهشگران را در دسترسی سریع به اطلاعات یاری کند .
همچنین مراکز تحقیقاتی ساوقت با تشویق کارشناسان و محققان هواشناسی توانسته هست مجموعه ای از ۱۳۲ اثر از ترجمه و تالیف ارائه نماید که به تدریج چاپ و منتشر می گردد ، با توجه اهمیت ارتباطات در هواشناسی ، شبکه ایستگاههای سینوپتیک کشور با مجهز شدن به دستگاههای بی سیم S S B ( اس – اس – بی ) و برقراری خطوط تلکس در مراکز مناطق تقویت شد و کلیه اطلاعات جوی از ۱۶۰ ایستگاه سینوپتیک به طور هموقت ساعت به ساعت در مرکز مخابرات شهرستان تهران جمع آوری می شود بصورت بلادرنگ و یا بصورت آمار در اختیار مرکز پیش بینی و مرکز خدمات کامـپیوتری سـاوقت برنامه می گیرد . کارشناسان مرکز کامـپیوتر بـا توجــــه به دستورالعملهـــا و اسـتانداردهــــای بین المللی در چند مرحله کار کنترل کیفی و کمی اطلاعات رسیده را به صورت دستی و کامپیوتری انجام می دهند و نتایج را روی نوار و دیسک های کامپیوتری منتقل می نمايند .
مرکز پیش بینی شهرستان تهران با دریافت اطلاعات ساعت به ساعت جوّی کلیه کشورهای خاورمیانه ، اروپا و آسیا و جمع آوری هموقت اطلاعات از ایستگاههای هواشناسی سینوپتیک داخل کشور روزانه چندین نقشه هواشناسی در سطوح مختلف جوّ تهیه و پیش بینی های لازم را صادر می کند . مرکز اخطاریه های ویژه پیش بینی شهرستان تهران که از چند سال قبل دایر شده هست پیش آگهی و اخطاریه های لازم را در مورد وقوع طوفان ، سیل ، سرمای شدید و ناگهانی ، بروز آفات کشاورزی و غیره تهیه می کند و به ساوقتها و نهادهای ذیربط ارسال می دارد .
در کنار فعالیتهای تحقیقاتی ساوقت ، مرکز آموزش عالی هواشناسی و علوم جوّ توانسته هست در پنج سال گذشته در ۱۴ دوره آموزشی دانشجویان و کارمندان را در سطوح فوق دیپلم ، لیسانس و بالاتر آموزش دهد که این آموزشها چه بصورت بازآموزی و چه بشکل دوره های تخصصی دیپلمه ها و لیسانسیه های تازه هستخدام توانسته هست در بالابردن کیفیت علمی امور هواشناسی مؤثر باشد .
از نظر آموزشهای بین المللی و شرکت در سمینارها و اجلاسیه های تخصصی ، ساوقت بسیار فعال بوده و در چند سال اخیر تعداد زیادی از کارشناسان ساوقت برای شرکت در دوره ها و سمینارهای آموزشی به خارج از کشور مسافرت کرده اند . در این راستا تعداد زیادی از متخصصان هواشناسی تا کنون در دوره های آموزشی که در سایر کشورها توسط ساوقت هواشناسی ترتیب داده شده هست شرکت کرده اند .
کتابخانه ساوقت هواشناسی کشور با حدود ده هزار جلد کتاب و ۶۲ عنوان مجله علمی و تخصصی ، کتب منتشره ساوقت هواشناسی جهانی را مرتباً دریافت می کند و در دسترس کارشناسان خود برنامه می دهد .

22:

23:

سلام:
بنده برای درس ازاقلیم شناسی نقل بازدید ازیک ایستگاه هواشناسی لازم دارم فرقی نمیکنه از چه ایستگاهی باشه لطفا guidance me .


76 out of 100 based on 46 user ratings 476 reviews