up
Search      menu
اقلیم و هواشناسی :: مقاله آب و هوا PDF
QR code - آب و هوا

آب و هوا

راه‌هاي پيشگوئي وضعيت آب و هوا

شرايط جوي در يک زمان و مکان معين با توجه به دما، فشار هواي بارومتريک، باد، رطوبت، وضعيت ابري و بارندگي مشخص مي‌شود. تغيير فصل به شرايط زماني با فاصله‌هاي بسيار کوتاه بستگي دارد فواصل زماني طولاني مدت، معمولاً حداقل به مدت ۳۰ تا ۵۰ سال، آب و هواي هر منطقه را تعيين مي‌کند.
هر نوع آب و هوائي با ۴ عامل اساسي زير ايجاد مي‌شود:
۱) خورشيد وانرژي تابشي آن
۲) زمين با حرکت چرخشي غرب به شرق و ۵ ۲۳ درجه انحراف
۳) اتمسفر (سيالي که مخلوطي از گازهاي اطراف سياره را تشکيل مي‌دهد)
۴) تغييرات سطح زمين براثر عوامل طبيعي و حالات ژئوفيزيکي (کوه، اقيانوس‌ها و غيره) به‌طوري که باعث چرخش اتمسفر در اطراف زمين مي‌شوند.
● اتمسفر
بدون اتمسفر خارجي، در طول روز اشعه‌هاي خورشيد پوسته زمين را با دماي بالاي ۸۰ درجه سلسيوس خواهند سوزاند و هم‌چنين در شب، سرما به کمتر از ۱۰۰ درجه سلسيوس زير صفر خواهد رسيد.
زمين به وسيله نيروي گرانش که در حدود (۱۵)۱۰ ٭ ۶ ۵ تن وزن دارد، پايدار مي‌ماند. تقريباً يک درصد اتمسفر در لايه‌اي به ضخامت حدوداً ۳۰ کيلومتر در اطراف زمين قرار مي‌گيرد. اتمسفر عمدتاً ترکيبي از اکسيژن ونيتروژن و نيز کميت‌هاي لحظه‌اي از دي‌اکسيدکربن (در حدود ۳درصد) است که نقش مهمي در پايداري دما دارند. ماده‌ اصلي متغير ديگري که به‌صورت چشمگير وجود دارد، بخار آب است. از ديدگاه هواشناسي، آب از مهم‌ترين اجزاء اتمسفر زمين است. آب در اتمسفر به ۳ شکل بخارات و گازها، قطرات مايع و بلورهاي يخي جامد وجود دارد.
اتمسفر، زمين را در چندين لايه متفاوت و جداگانه مي‌پوشاند. اولين و پائين‌ترين لايه، تروپوسفر است که ضخامت آن از ۸ کيلومتر (در دو قطب) تا ۱۶ کيلومتر (در خط استوا) تغيير مي‌کند. هواي تروپوسفر سنگين بوده و مولکول‌هاي آن بسته‌هاي چگال هستند. به هر حال تروپوسفر کوچک‌ترين بخش اتمسفر است که شامل ۸۰ درصد وزن کل آن بخارات آب است.
● اطلاعات آب و هوائي چگونه جمع‌آوري مي‌شود؟
براي انجام مشاهدات هواشناسي از روش‌هاي مختلفي استفاده مي‌شد که شامل راکت‌ها، ماهواره‌هاي هواشناسي، وسائل راديوئي، فشارسنج‌ها، بادسنج‌ها، بادنماها، رطوبت‌سنج‌ها، دماسنج‌ها و رادارها است. اطلاعات به‌صورت ميانگين از سراسر دنيا به مرکز مسلي هواشناسي ارسال و در آن‌جا رمزگشائي و طرح‌ريزي مي‌شوند. اين اطلاعات براي ايجاد نقشه‌هاي آب و هوا بر مبناي هم‌زماني مشاهدات آب و هوائي در لايه‌هاي اتمسفري مختلف براي هر منطقه جغرافيائي مورد نظر استفاده مي‌شوند. در بعضي از اين نقشه‌ها تغييرات عناصر آب و هوا به وسيله اشکال و علائم مشخص نشان داده مي‌شود. نقاط هم‌فشار رسم شده براي نشان دادن نواحي کم‌فشار (سيکلون‌ها) و پرفشار (آنتي سيکلون‌ها) و هم‌چنين جبهه‌ها (مرزهاي بين توده‌هاي هوا) و نواحي داراي بارندگي به کار مي‌رود.
● پيشگوئي آب و هوا
قديمي‌ترين مدرک علمي فعال در اين شاخه از علم هواشناسي (مطالعه اتمسفر زمين، خصوصاً گزارش پيش‌بيني آب و هوا)، از قرن چهارم ميلادي است، اما جمع‌آوري سريع اطلاعات از ايستگاه‌هاي راه دور بعد از اختراع تلگراف ميسر شده است. پيش‌بيني آب و هوا براي هزاران سال، به‌عنوان يک هنر قومي و تجربي بوده که توسط دريانوردان، کشاورزان، شکارچيان و ماهيگيران انجام مي‌شد. آنها به کمک مطالعه ابرها، احساس رطوبت هوا، تغيير جهت باد، رفتار احشام و پرندگان، اتصال با ارواح اجدادشان و مراجعه به تجارب خود و آموزش شخصي در زمينه آب و هوا قادر به پيشگوئي آب و هوا بودند.
امروزه پيش‌بيني آب و هوا علمي به نام هواشناسي است. هواشناسان به وسيله دستگاه‌ها و ماشين‌هاي الکترونيکي به تکنولوژي اطلاعات لحظه‌ به لحظه دست يافته‌اند. با به کار بردن مدل‌هاي کامپيوتري بر مبناي فرمول‌هاي رياضي در علم ديناميک اتمسفر، جداول و الگوهاي آب و هوائي در آينده پيش‌بيني مي‌شوند. بسياري از فرضيات ساده کننده ضروري در اين فرمول‌ها و هم‌چنين اطلاعات ناقص آب و هوائي؛ دقت پيش‌بيني کامپيوتري را محدود مي‌سازند. به هر حال با پيشرفت سيستم‌هاي کامپيوتري، اين مدل‌ها کامل‌تر و دقيق‌تر مي‌شوند. هواشناسان براساس دانش خود و آشنائي با تأثيرات محلي و هم‌چنين نقشه‌برداري، اين پيش‌بيني‌ها را تفسير و اصلاح مي‌کنند و در نهايت اين پيش‌بيني‌ها توسط رسانه‌ها به اطلاع همگان مي‌رسد.
پيش‌بيني‌هاي تفصيلي از آينده معمولاً براي يک دوره زماني کوتاه (۴۸ ساعت) ارائه مي‌شوند. پيش‌بيني‌ها براي بيش از ۵ روز معمولاً مي‌تواند براي انحراف از دماي طبيعي و بارندگي روزانه به خوبي انجام شود، اما پيش‌بيني براي محدوده طولاني‌تر، کلي‌تر و با دقت کمتر و مبني بر دانش معمول آب و هواي منطقه مي‌باشد. مدل‌هاي رياضي، به‌خصوص آنهائي که با سوپر کامپيوترها به تفصيل بيان مي‌شوند. به درک تغييرات آب و هوا شامل الگوهاي چرخش جهاني و چگونگي تأثير آشفتگي‌هاي اتمسفر و اقيانوس‌ها بر روي آب و هوا کمک مي‌کنند.
● توفان
توفان‌ها يکي از حوادث مخرب طبيعي‌ مي‌باشند که داراي پتانسيل مرگبارند و در مناطق گرمسيري ايجاد و به وسيله گرماي دريا، بادهاي تجارتي شرقي و بادهاي ملايم غربي تقويت مي‌شوند. همان‌طور که توفان به سمت ساحل حرکت مي‌کند مدتوفان، بادهاي بلند، باران‌هاي سيل‌آسا و سيل را در طول ساحل و از سمت اقيانوس به ساحل مي‌آورند.
توفان ناشي از چرخش‌ بادهائي با توان بسيار زياد است که به سرعت ثابت ۳۰ متر بر ثانيه يا بيشتر رسيده‌اند. چشم يک توفان معمولاً از ۳۲ تا ۴۸ کيلومتر پهنا دارد که ممکن است تا ۶۵۰ کيلومتر هم برسد. يک توفان مي‌تواند ۲ هفته يا بيشتر در بالاي آب‌هاي باز در حرکت باشد و هم‌چنين مسيري به عرض تمام کرانه دريا را طي کند.
توفان‌ها مي‌توانند موجب تورنادوها شوند که اين خود بر ويرانگري توفان مي‌افزايد. سيل‌ها نيز بر اثر باران‌هاي سيل‌آسا ايجاد و باعث ضرر و زيان جاني و مالي فراواني مي‌شوند. در واقع حرکت يک توفان درون‌مرز رودها و رودخانه‌ها مي‌تواند باعث سيل و زمين‌لرزه‌ها را شود.
بيشترين خطرات بادهاي مرتفع يک توفان، مدتوفان است. يک موج عظيم از آب اقيانوس که مي‌تواند ۶ متر ارتفاع و ۱۶ تا ۸۰ کيلومتر پهنا داشته باشد و با ورود به خشکي باعث ريزش زمين شود. اين موج مي‌تواند ارتباطات ساحلي را حين حرکت به طرف ساحل ويران کند. ۹۰ درصد ويراني‌هاي ناشي از توفان به مدتوفان تعلق دارد. قوي‌ترين توفان‌ها در قسمت‌هاي کم‌عمق‌تر دريا، بلندترين امواج را ايجاد مي‌کنند. مدتوفان‌ بزرگ‌ترين تهديد براي مردم در نواحي ساحلي است.
خطرات اوليه يک توفان مواردي چون: مدتوفان، بادهاي بلند، آوارها، گردبادها و بارش سيل مي‌باشند.
هم‌چنين توفان بر اثر شرايطي چون: سيستم‌هاي کم‌فشار، درجه حرارت‌هاي گرم بالاي اقيانوس، رطوبت محيط (بارش) و الگوهاي باد مناطق گرمسيري بالاي خط استوا ايجاد مي‌شود.
● فصل توفان
با توجه به توفان‌هاي صورت گرفته در گذشته، بيشترين زمان فعاليت‌ براي گسترش توفان اواسط آگوست تا اواسط اکتبر است. به‌طور مثال توفان آتلانتيک از اول ژوئن شروع شده و تا آخر نوامبر هر سال ادامه مي‌يابد. احتمال وقوع توفان در زمستان بسيار کم است. به‌طوري که از سال ۱۸۸۶ به‌طور رسمي، تنها ۳ توفان در طول ماه دسامبر و يک توفان در طول ماه ژانويه ثبت شده است.
● کشند توفان
اگر مدتوفان در همان زمان ماکزيمم جزر و مد اتفاق بيافتد، ارتفاع آب بيشتر خواهد شد. در اين حالت از ترکيب مدتوفان و جزر و مد نجومي، کشند توفان رخ مي‌دهد.
● باران‌هاي سنگين و سيل‌آسا
باران‌هاي سيل‌آسا مازاد بر ۲۴ ۱۵ سانتي‌متر مي‌توانند مهلک باشند و سيل‌هاي ويرانگر ايجاد کنند. اين پديده تهديد اصلي براي نواحي داخلي يک منطقه مي‌باشد.
● باد
نيروي بادهاي توفاني، با سرعت ۳۰ متر بر ثانيه مي‌تواند ساختمان بناهاي قديمي را ويران کند که از جمله آثار مخرب آن مي‌تواند بر تابلوها، مصالح ساختماني، ديواره‌ها و مواردي از اين قبيل باشد.
● تورنادو
توفان‌ها، تورنادوها را توليد مي‌کنند که باعث افزايش قدرت ويرانگري آنها مي‌شود. اين تورنادوها اغلب در توفان‌هاي تندري، در مناطق باراني و در فاصله دور از مرکز توفان و در واقع در نزديکي ديواره چشم توفان اتفاق مي‌افتند.
▪ مشخصات
بادهاي توفاني در نيمکره شمالي، در جهت خلاف حرکت عرقبه‌هاي ساعت و اطراف مرکز توفان يا چشم و در نيمکره جنوبي در جهت حرکت عقربه ساعت مي‌چرخند. پديده‌هاي طبيعي که بر اثر مدتوفان ايجاد مي‌شوند عبارتند از: تغيير دماي آب، گلف‌استريم و رانش جريانات باد
نامگذاري مدتوفان داراي تاريخچه خاص است. در اوايل، با توجه به مکاني که آنها اصابت مي‌کردند و يا براساس روز خاصي که وارد خشکي مي‌شدند نامگذاري مي‌شدند، مانند توفان و روز کارگر.
در سال ۱۹۵۰ ميلادي اولين توفان ”آسان“ نامگذاري شد که به ساحل فلوريدا بر خورد کرد. نامگذاري توفان‌ها به اين صورت، در سال ۱۹۵۳ ميلادي آغاز شد و بعد از ۳ سال اين نامگذاري لغو و براي نامگذاري مدتوفان‌ها از اسامي مؤنث و نيز شکل و وضعيت توفان‌ها در اقيانوس‌ اطلس، خليج مکزيک، اقيانوس هند، درياي کارائيب و اقيانوس آرام استفاده شد. به‌عنوان مثال مرکز پيش‌بيني توفان منطقه استوائي، بيشتر توفان‌هائي را که از دماغه Verde در آفريقا حرکت مي‌کردند را به نام توفان‌هاي گرمسيري نامگذاري کردند.
▪ شدت توفان
شدت توفان‌ها متغير است. در واقع مدتوفان‌ها همانند يک موج استوائي (ناحيه کم‌فشار) شروع مي‌شوند و بعد از سازماندهي، شدت آنها افزايش مي‌يابد. وقتي يک باد در مدتوفان تغذيه مي‌شود و سرعتش به ۳۰ متر بر ثانيه مي‌رسد، براساس سرعت و فشار آن به توفان دسته اول تقسيم‌بندي مي‌شود. در واقع هواشناسان اندازه شدت توفاني به نام suffir - simpson را بر مبناي سرعت باد و فشار آنها براي دسته‌بندي کردن مدتوفان‌ها، استفاده مي‌کنند.
▪ مسير مدتوفان‌
به‌طور معمول از روش‌هاي زير براي مسيريابي مدتوفان‌ استفاده مي‌شود:
۱) عکس‌برداري به کمک ماهواره‌هاي هوائي
۲) شناسائي هوائي هک اطلاعات کاملي از مقطع عرضي از داخل توفان مي‌دهد که عموماً توسط شکارچيان توفان شناخته مي‌شوند.
● واقعياتي در مورد چشم توفان
چشم منطقه‌اي است که از چرخش شديد بادهاي نسبتاً سبک و پيدايش آب و هواي ملايم در مرکز يک چرخه باد استوائي شديد تشکيل مي‌شود. اگرچه اين بادها در محور چرخشي آرامند ولي، شدت بادها ممکن است به طرف داخل چشم گسترده شود. در منطقه‌اي که در چشم توفان قرار مي‌گيرد معمولاً بارندگي کم يا بدون بارندگي است و حتي گاهي در اين مناطق داراي پائين‌ترين سطح فشار بوده و گرم‌ترين دماي چشم ممکن است تا ۱۰ درجه سلسيوس و تا شعاع ۱۲ کيلومتري محيط اطراف گسترده شود.
منطقه چشم توفان نسبتاً آرام است. بيشترين فعاليت‌هاي شديد در ناحيه نزديک چشم قرار دارند که ديواره چشم ناميده مي‌شوند. در بالاي چشم (در حدود ۱۵۰۰۰ متر) ، ماکزيمم خروج هوا به سمت بالا وجود دارد. مقداري از اين هوا به طرف داخل حرکت مي‌کند و به داخل چشم وارد مي‌شود، که به اين ناحيه ”ابر آزاد“ گفته مي‌شود.
چشم متشکل از هوائي است که به آرامي فرو مي‌رود و ديواره چشم يک جريان خالص ميانگين رو به بالا دارد. گرماي چشم ناشي از فشردگي هواي آرام شده مي‌باشد. مکانيزم‌هاي عمومي چشم و ديواره چشم کاملاً قابل درک نيستند. چشم در چرخه باد استوائي کاهش تغيير فاز آب را باعث مي‌شود، يعني اين‌که حالت چشم يک مؤلفه اساسي براي همه شاره‌هاي در حال چرخش است. جريان باد ابر گراديان که قوي‌تر از بادهاي محلي گراديان فشار مي‌باشند، در نزديکي شعاع ماکزيمم بادها ايجاد مي‌شوند و اين باعث مي‌شود که هوا از چشم به سمت ديواره چشم و گريز از مرکز باشد. ويلوگبي در سال ۱۹۹۱ ميلادي، بيان کرد که بادهاي چرخشي داخل توفان‌هاي استوائي از يک تا ۴ درصد تغيير گراديان برخوردارند.
حالت ديگر از چرخه‌هاي باد استوائي که احتمالاً در شکل‌گيري و حفظ چشم نقش دارد، هم‌رفت در ديواره چشم است که در چرخه‌هاي باد استوائي به شکل باند طويل و باريک باران بوده و در جهت باد افقي قرار مي‌گيرد. به نظر مي‌رسد که اين باندها به سمت مرکز کره چرخه باد استوائي قرار مي‌گيرند که باندهاي کروزي ناميده مي‌شوند. يک چرخش مستقيم از هواي گرم و مرطوب ايجاد شده و در اين سطح همگرا مي‌شود، اين چرخش در داخل اين باندها بالا مي‌رود و در هوا همگرا شده و روي ۲ کناره اين باندها پائين مي‌آيد. اين فرونشيني بالاي يک منطقه وسيع خارج از باند باران، توزيع و در يک منطقه داخلي کوچک متمرکز مي‌شود. به دليل فرونشيني متمرکز محصور روي سطح داخلي باند، اين گرماي محصور به طرف داخل قوي‌تر است. زيرا تيزي فشار در طول باند، به علت سبک بودن هواي گرم افت مي‌کند. افت فشار بر سطح داخلي باعث مي‌شود که بادهاي مماسي اطراف چرخه باد استوائي بر اثر افزايش گراديان فشار افزايش يابند. اين باند سرانجام به طرف مرکز حرکت مي‌کند و دور آن حلقه مي‌زند و چشم و ديواره آن شکل مي‌گيرند. بنابراين ابر آزاد چشم ممکن است ناشي از ترکيب نيروي گريز از مرکز ديناميکي جرم خارج از چشم و داخل ديواره چشم و با يک نيروي پائين‌برنده ناشي از هم‌رفت رطوبت باشد.

مقدمه آب ماده اي فراوان در کره زمين است. به شکل هاي مختلفي همچون دريا ، باران ، رودخانه و... ديده مي‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتي به حالت ديگ ...

رودخانه رسوباتي را که با خود حمل مي کند، در بسترش يا در زمان طغيان در محدوده بلافصل آن بر جاي مي گذارد. رسوبات بر جاي گذرده شده توسط رودخانه در خشکيها ...

رودخانه رسوباتي را که با خود حمل ميکند، در بسترش يا در زمان طغيان در محدوده بلافصل آن بر جاي ميگذارد. رسوبات بر جاي گذرده شده توسط رودخانه در خشکيها ر ...

رودخانه‌ رسوباتي را که با خود حمل مي‌کند، در بسترش يا در زمان طغيان در محدوده بلافصل آن بر جاي مي‌گذارد. رسوبات بر جاي گذرده شده توسط رودخانه در خشکيه ...

ثبات رنگ و مقاومت مرکب هاي چاپ و ورني هاي يووي در برابر عوامل آب و هوايي ليبل هايي که در محيط بيرون هستند تحت تاثير عوامل جوي مختلفي همچون اشعه خورشيد ...

چند بار تا به حال دوده خفه کننده ماشين ها را در خيابان ديده ايد؟ چرا در روز روشن آسمان آبي را نمي بينيد؟ فوران دوده از کارخانجات صنعتي چه فوايدي دارد؟ ...

چرا آسمان صاف در هنگام روز اغلب آبي ، ولي در نزديکي افق سفيد است؟ چرا خورشيد در حال غروب سرخ و آسمان درست در بالاي آن همچون پرده اي رنگارنگ است؟ چرا د ...

الف) در اين آيه از طوفان و ملخ و شپش و وزغ و خون نام مي برد و آنها را مايه عذاب مي داند و در آيه بعد از بلا، نام مي برد يعني تمام اين عوامل مثل خون و ...

دانلود نسخه PDF - آب و هوا