آشنايي با لايه هاي جو

آشنايي با لايه هاي جو

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

1- تروپوسفر (Troposphere)

2- استراتوسفر (Stratosphere)

3- مزوسفر (Mesosphere)

4- يونسفر (Ionosphere)

5- اگزوسفر (Exosphere)

1- تروپوسفر

تروپوسفر پايين ترين لايه اتمسفر است كه خود از لايه هاي كوچكتري تشكيل شده است.

وجه تمايز اين لايه با ديگر لايه هاي اتمسفر، تجمع تمامي بخار آب جو زمين در آن است؛ به همين دليل بسياري از پديده هاي جوي 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.

منبع حرارتي لايه تروپوسفر انرژي تابشي سطح زمين است. از اين رو با افزايش ارتفاع با كاهش دما مواجه خواهيم بود.

ضخامت تروپوسفر، از شرايط حرارتي متفاوتي كه در عرضهاي جغرافيايي مختلف حاكم است تبعيت مي كند. اين ضخامت معمولاً از 17 تا 18 كيلومتر در استوا به 10 تا 11 كيلومتر در مناطق معتدل و 7 تا 8 كيلومتر در قطبها تغيير مي كند.

2- استراتوسفر

لايه استراتوسفر بر روي لايه تروپوسفر قرار دارد و ضخامت متوسط آن حدود 23 كيلومتر است. در 3 كيلومتر اول استراتوسفر، دماي هوا ثابت است اما در قسمتهاي بالاتر دماي هوا با ارتفاع افزايش مي يابد.

در استراتوسفر به ندرت ابر تشكيل مي شود و تنها در شرايط ويژه اي ممكن است ابرهاي كوهستاني به نام ابرهاي مرواريدي در ارتفاع 21 تا 29 كيلومتري از سطح زمين ظاهر شوند كه علت وجود آنها حركات موجي شكل هوا از سوي موانع مي باشد.

از ديگر ويژگيهاي مهم استراتوسفر وجود ازن در اين لايه است 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 آن در بهار و حداقل آن در پاييز مشاهده مي شود.

3- مزوسفر

در بالاي لايه گرم ازن لايه مزوسفر قرار دارد كه دما در آن متناسب با افزايش ارتفاع با آهنگ 3/0 سانتيگراد به ازاي هر 100 متر كاهش مي يابد به طوريكه دما در مرز فوقاني آن 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 است 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 است كه زاييده وجود يونها و الكترونهاي آزاد است. 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 راديويي اهميت بسياري دارند. اين لايه ها عبارتند از لايه هاي D,E,F .

5 - اگزوسفر

شرايط موجود در يونوسفر در اين لايه نيز حاكم است؛ بدين معني كه گازها در اين لايه همچنان قابليت هدايت الكتريكي خود را حفظ مي كنند. سرعت ذرات در اين لايه بسيار زياد است 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 آن را در ارتفاع بيش از سه هزار كيلومتري از سطح زمين برآورد كرده اند.

آشنايي با ماهواره هاي هواشناسي

آشنايي با ماهواره هاي هواشناسي

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، نخستين تصوير 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 آن منظور به فضا پرتاب شده است بستگي دارد. مي‌توان مداري را انتخاب نمود كه در مسير قطب شمال و جنوب قرار مي‌گيرد و يا مداري كه حول خط استوا مي‌باشد و يا هر مداري ما بين اين دو حالت. همچنين 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 تصاوير ماهواره اي را تهيه نمايند احساس گرديد. ماهواره اي كه بتواند هر24 ساعت يكبار در مداري كه در ارتفاع 40000 كيلومتري بالاي خط استوا قرار 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 آنجاييكه سرعت چرخش اين ماهواره ها به دور زمين با سرعت چرخش زمين متناسب مي باشد، اين ماهواره‌ها نسبت به يك موقعيت روي سطح زمين ثابت باقي مي مانند و به اين دليل كه زمين نيز در روز يكبار به دور محورش مي‌گردد آن 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 استوا قرار دارند.

اين ماهواره‌ها به طور پيوسته تصاوير دقيق ولي با جزئيات كم تهيه مي‌كنند و اين تصاوير را هر 30 دقيقه يكبار به زمين ارسال مي نمايند. ديده باني پيوسته اين ماهواره‌ها براي تجزيه و تحليل متمركز داده‌ها ضروري مي‌باشند. اين تصاوير بوسيله يك نرم افزار تجزيه و تحليل شده و بصورت پيوسته و گرافيكي تهيه مي شوند. به دليل است كه به عنوان مثال تصاويري 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 روي 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 استراليا 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 تصاويري از ديگر ماهواره هاي ثابت زمين را نيز دوباره ارسال مي دارند اين امر موجب مي شود كه به عنوان مثال آب و هواي استراليا را بتوان در لندن يا شيكاگو مشاهده نمود.

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

مفهوم بارورسازي ديناميكي ابرها

 

مفهوم بارورسازي ديناميكي ابرها

واقعيت مفهوم بارورسازي ديناميكي عبارت است از بارورسازي ابرهاي ابر سرد با مقادير كافي هسته يخ يا خنك كننده به منظور انجماد سريع ابر،به علت بارورسازي،آب مايع ابر سرد به ذرات يخ تبديل مي شود،گرماي نهان را آزاد مي كند.و شناوري را افزايش داده و بدين طريق حركت صعودي ابر را تقويت مي كند.در شرايط مناسب باعث رشد بيشتر ابر بخار آب بيشتر و بازده بيشتر بارندگي مي شود.علاوه بر آن ،ايجاد بارندگي ممكن است سبب حركت نزولي شديدتر و فعل و انفعال با محيط همرفت فعال تري را ايجاد كند.

مفهومم بارورسازي ديناميكي اولين بار توسط سيمپسون در 1967 محك زده شد.فرضيه زنجيره وقايع در اين آزمايشهاي اوليه توسط وودلي و همكاران در 1982 تشريح و خلاصه شد.تعداد كمي از مراحل فرض شده در زنجيره وقايع در آزمايشهاي گذشته بررسي يا تاييد و توسط مدلهاي عددي اثبات شده است.مشاهدات تجربي ،انجماد سريع ابرهاي بارور شده را نشان داده اند و شواهدي دال بر رشد ابر به ارتفاعات بالاتردر نتيجه بارورسازي ديناميكي ارائه گرديده است بدليل مشكل اندازه گيري و مستند كردن زنجيره واكنش هاي فرضي،آزمايشات اوليه شامل آزمايش FACE-1 و FACE-2 در زمره آزمايشات نوع جعبه سياه قرار گرفته است.

بعد از برخي نتايج دلگرم كننده اوليه،اين مفهوم در بسياري از پروژه ها بررسي شده است.نتايج آزمايشهاي تگزاس نشان داد كه بارورسازي با يديد نقره ارتفاع ابر را تا حدود 7% نواحي را تا 43% افزايش داد.با وجود اين نتايج دلگرم كننده ،آنها سوالات جديدي را نيز مطرح كردند.افزايش در ارتفاع قله ابر بطور قابل توجهي كمتر از فرضيه هاي اصلي يا يافت شده در آزمايشهاي اوليه مي باشد.

در واكنش به اين يافته ها فرضيه اوليه به منظور توضيح عدم افزايش در ارتفاع قله ابرهاي بارور شده را تعديل كردند.زماني كه يك ابر بارور نشده بتواند 5 مرحله شامل مرحله رشد كومه اي،مرحله باران ابر سرد ،مرحله بارندگي قله ابر ،مرحله حركت نزولي و مرحله پراكندگي طي كند،ابرهاي بارور شده چندين مرحله بيشتر سپري مي كنند.دو مرحله اول همان مراحل قبلي هستند،مرحله سوم اثرات اوليه بارورسازي را بروز مي دهد،و مرحله يخي شدن نام دارد.اين مرحله همچنين شامل انجماد قطرات باران است كه بعدا منجر به مرحله تخليه مي شود.

ادامه مراحل بعدي شامل مرحله نزول و ادغام،مرحله كومولونيمبوس رشد يافته و در پايان مرحله همرفتي پيچيده است.در مواردي كه شناوري در مرحله يخي شدن نتواند آب را حمل كند پراكندگي رخ مي دهد.

رزنفلد و وودلي در سال 1993 تعديلهايي براي مدل مفهومي كه در برگيرنده توجه بيشتر به فرايندهاي خرد فيزيكي بود،پيشنهاد كردند. مدل مفهومي تعديل شده مشتمل بر توليد و حمل جرم بارندگي بيشتر در منطقه بارور شده و بالاي آن است كه مهلت بيشتري براي توسعه مداوم ابر فراهم مي شود. در مرحله بعد تخليه جرم افزوده يافته باعث افزايش حركت نزولي و بارندگي شده در حاليكه همزمان مهلت رشد اضافي در ناحيه اي كه مقداري از گرماي نهان رها شده قبلي را حفظ مي كند فراهم مي شود.اين مفهوم تعديل شده فرض مي كند كه وجود قطرات بزرگي تعديل شده فرض مي كند كه وجود قطرات بزرگي تبديل سريع آب ابرسرد به يخ را در ابر سهولت مي بخشد.

با وجوديكه اين مدل مفهومي پذيرفتني است و زنجيره منطقي وقايع در افزايش بارندگي را ارائه مي كند،به علت اينكه بسياري از مراحل در زنجيره براي اندازه گيري خيلي مشكل است،اين مدل مفهومي بسيار پيچيده مي باشد.اگر يك ارتباط در فرايند نادرست باشد،رديابي اثرات بارورسازي بسيارمشكل خواهد بود.بويژه در ابرهاهمرفتي كه بطور طبيعي تغيير پذيري زيادي رانشان مي دهند.آزمايشهاي متمركز براي جمع آوري اطلاعات همانند مطالعات مدلسازي براي اثبات و حمايت اين فرضيه مورد نياز است.

با وجود اينكه افزايش بارندگي از ابرهاي منفرد در يك مقياس محدود مستند شده اند ولي شواهدي دال بر تاثير بر روي بارندگي منطقه مستند نشده است بنابراين اين روش براي افزايش بارندگي به منظور تامين منابع آب هنوز بصورت يك فن آوري اثبات نشده باقي مانده است.

بارورسازي ابر گرم اصطلاح ( بارورسازي جاذب الرطوبه) بسته به طراحي آزمايش ،نوع ماده بارورسازي مورد استفاده و نوع ابري كه مورد آزمايش بوده است،معاني كمي مختلف از ابتدا بخود گرفت.در تمام موارد ،هدف نهايي افزايش بارندگي توسط عواملي مي باشد كه فرآيند هماميزي را افزايش دهد.وارد كردن مستقيم اندازه مناسبي از CCN كه بتواند به عنوان نطفه هاي مصنوعي قطره باران مصنوعي عمل كند با استفاده از اسپد هاي آب ،محلولهاي نمكي رقيق ،يا نمكهاي پودر شده رايج ترين تكنيكهاي بارورسازي جاذب الرطوبه بودند كه در گذشته استفاده شدند.هدف اوليه وارد كردن نطفه هاي مصنوعي قطره باران (ذرات نمك با قطر بزرگتر از ?m 10 ) كوتاه كردن زمان عمل تعداد CCN در تعيين جمعيت اوليه قطركهاي ابر و بنابراين تسريع آغاز فرايند هماميزي است .اين مفهومم قبلا در برنامه هاي ايالات متحده و ساير كشورها استفاده گرديده است و هنوز در كشورهاي جنوب شرقي آسيا و هند مورد استفاده قرار مي گيرد با وجود اينكه اين فن آوري به طور گسترده در كشورهاي بسياري در جنوب شرقي آسيا استفاده شده است ،آزمايشهاي آماري گذشته با وجود اينكه بعضي از آنها حاكي از اثرات مثبت بوده اند عموما بدون نتيجه بوده اند.نتايج مشاهدات و مدلسازي در مورد اين كه تحت شرايط معين طيف اندازه قطره (نطفه هاي مصنوعي) باروري بهينه،بارندگي در بعضي از ابرها مي تواند افزايش يابد،حمايت هاي را جلب كرده ند.

نقاط ضعف اين رهيافت اين است كه مقدار زيادي نمك مورد نياز بوده و پخش نمك در نواحي در جريان ورودي به ابر مشكل مي باشد.علاوه بر آن ،آهنگ رشد ذرات به قطرات باران بايستي به خوبي با نيم رخ جريان بالا و هماهنگ باشد و گرنه رشد آنها كارا نخواهد بود اندازه قطره باروري بهينه تابع سرعت صعود و ضخامت ابر است و بستگي به روش تزريق مواد براي مثال از كف ابر يا نزديك به قله ابر دارد.فيرلي و چن در سال 1975 در يك مدلسازي دريافتند كه بارورسازي با نمك فقط مقدار كمي قطرات بزرگ بدون اينكه اثر قابل ملاحظه اي بر روي فرآيند بارندگي داشته باشند ايجاد مي كند.مگر اينكه خرد شدن قطره جهت افزايش واكنش زنجيره كه اثرات بارورسازي را افزايش دهد عمل كند.در حاليكه برخي از اثرات بارورسازي نسبت داده شده اند بارورسازي با مواد جاذب الرطوبه معمولا نسبت به بارورسازي با هسته هاي يخ جذابيت كمتري دارد .يانگ در 1996 نشان داد كه بيشتر مواد بارورسازي ممكن است هدر روند زيرا فقط بخش كوچكي از توده به اندازه قطره بارور بهينه نزديك است .در حاليكه در اكثر آزمايشهاي بارورسازي با مواد جاذبه الرطوبه با استفاده از اين روش ابرهاي بارور شده از طيف وسيعي از قطره هاي قطره بذر پاشي استفاده مي شود .اين امر مي تواند توضيح دهد كه چرا بارورسازي با مواد جاذبه الرطوبه با ذرات بزرگ نتايج بسيار متفاوتي را ايجاد كرده است.

راديو سوند (Radio sonde) چيست ؟

راديو سوند (Radio sonde) چيست ؟

راديوسوندها از دستگاه هاي هواشناسي هستند كه براي اندازه گيري دما، رطوبت،‌ فشار، سمت و سرعت باد در جو بالا بكار مي‌روند. دو عنصر ازن و تابش نيز مي تواند توسط اين دستگاه ها اندازه گيري شود.

راديوسوند يك سيستم سنجش از راه دور است و از دو لغت "Radio" به معناي انتشار دهنده راديويي و "Sonde" به معني پيام آور در زبان انگليسي قديم، تشكيل شده است.

دستگاه راديوسوند از دو قسمت اصلي «سنجش» و«فرستنده» تشكيل شده است، فرستنده ها پارامترهاي اندازه گيري شده را به گيرنده اي كه در سطح زمين قرار دارد، منتقل مي‌كنند.

راديوسوندها گاهي به وسيله هواپيما و گاهي به وسيله راكت به جو فرستاده مي شوند. اما معمولا آن ها را به زير بالون هاي هواشناسي كه تا ارتفاع 20 تا 30 كيلومتري صعود مي‌نمايند نصب و در جو رها مي‌كنند.

وقتي كه راديوسوند به ارتفاع تقريبي 30 كيلومتري بالاي سطح دريا مي رسد بالون مي تركد و راديوسوند همراه با نخ و بالون تركيده شده به طرف زمين به پائين مي افتد. پس از زمان 2 ساعت از پرتاب و در طول اوج گيري، راديوسوند به طور ثابت جريان پيوسته اطلاعات شامل دماي اتمسفر،‌ رطوبت، داده فشار، سمت و سرعت باد در سطوح مختلف جو (تا ارتفاع تقريبي 30 كيلومتري) را از طريق شبكه ارتباطات به تجهيزات خودكار گيرنده درسطح زمين مي فرستد. مشاهدات راديوسوند Radio Observation يا به اختصار RAOB ناميده مي شود .

انواع دماسنج ها

انواع دماسنج ها

دما

دما يكي از عناصر اساسي شناخت هوا مي باشد، با توجه به دريافت نامنظم انرژي خورشيدي توسط زمين، دماي هوا در سطح زمين داراي تغييرات زيادي است كه اين تغييرات به نوبه خود سبب تغييرات ديگري در ساير عناصر هوا مي گردد. دماي هوا را به وسيله دماسنج اندازه گيري مي كنند.

انواع دماسنج ها

1 - دماسنج معمولي (استاندارد Thermometer)

اين دماسنج يك لوله بسيار باريك شيشه اي مسدود است كه در انتهاي آن محفظه اي تعبيه و از جيوه يا الكل پر شده است. در داخل لوله دماسنج خلاء كامل وجود دارد. گرم و سرد شدن مخزن باعث گرم و سردشدن مايع درون مخزن شده و متعاقب آن باعث بالا و پايين رفتن مايع در داخل مخزن شيشه اي مي شود، با مشاهده سطح مايع در داخل لوله دماسنج و قرائت عددي كه روي بدنه شيشه نوشته شده است دماي هوا در آن لحظه مشخص مي شود.

2 - دماسنج حداكثر (Max-Thermometer)

اغلب نياز است علاوه بر دماي معمولي هوا حداكثر دمايي كه در طول يك دوره معين مثلاً يك شبانه روز اتفاق افتاده است نيز اندازه گيري و تثبيت شود به اين منظور از دماسنج حداكثر استفاده مي كنند. اين نوع دماسنج با يك تفاوت جزيي تقريبا مشابه دماسنج هاي معمولي است به اين صورت كه لوله مويين آن در محلي كه به مخزن منتهي مي شود بسيار باريك شده است. هنگامي كه دما زياد مي شود جيوه داخل مخزن منبسط شده و نيروي حاصل مي تواند باعث راندن جيوه از داخل مجراي باريك بالاي مخزن به قسمت بالاي لوله گردد به اين ترتيب ارتفاع جيوه در داخل مخزن بالا مي رود و با كاهش دما مايع داخل مخزن منقبض مي شود ولي باريك بودن لوله از برگشت مايع به داخل مخزن جلوگيري مي كند و سطح مايع در داخل لوله در محلي كه بالاترين دماي قبلي اتفاق افتاده است باقي مي ماند بنابراين سطح فوقاني جيوه نشان دهنده حداكثر دماي اتفاق افتاده است.

3 - دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)

دماسنج هاي حداقل براي تثبيت پايين ترين دماي اتفاق افتاده در يك دوره معين به كار مي رود دماسنج هاي حداقل مشابه دماسنج هاي معمولي است با اين تفاوت كه مايع داخل مخزن اين نوع دماسنج به جاي جيوه از مايعات رقيق تر مانند الكل استفاده مي شود. به علاوه در داخل لوله مويين يك سوزن شيشه اي كه دو سر آن گرد مي باشد رها گرديده كه به عنوان شاخص از آن استفاده مي شود، وقتي دماي هوا كاهش مي يابد با انقباض مايع سطح بالاي الكل در داخل لوله مويين با اعمال نيروي كشش سطحي شاخص سوزني را نيز به طرف پايين مخزن حركت مي دهد با افزايش دما مجدداً الكل در داخل لوله مويين از اطراف سوزن عبور كرده و به طرف بالا صعود مي كند اما سوزن در پايين ترين محلي كه قبلا در اثر كشش سطحي پايين آمده بود باقي مي ماند.

بنابراين قسمت بالايي شاخص شيشه اي پايين ترين دمايي را كه اتفاق افتاده است نشان مي دهد در حالي كه انتهاي سطح الكل در بالاي لوله دماي لحظه اي هوا را نشان مي دهد.

4 - دماسنج حداقل - حداكثر (Min-Max Thermometer)

اين دماسنج تركيبي از دو دماسنج حداقل و حداكثر مي باشد، اين دماسنج از يك لوله شيشه اي U شكل ساخته شده است كه دو انتهاي آن مسدود مي باشد. قسمت پاييني لوله U شكل با جيوه پر شده است. علاوه بر جيوه قسمت بالايي لوله قسمت چپ به طور كامل از الكل پر شده است اما نصف حجم لوله سمت راست كه انتهاي آن به صورت يك مخزن گشاد شده مي باشد از الكل پر شده است و نصف ديگر آن از يك نوع گاز پر شده است. در بالاترين سطح جيوه و در داخل الكل در هر دو ستون شاخص هاي شيشه اي رنگي كه يك سوزن در وسط آن تعبيه شده است وجود دارد در اثر گرم و سرد شدن و متعاقب آن انبساط و انقباض سطح جيوه بالا و پايين مي رود. بالاترين حدي كه جيوه در شاخه سمت چپ بالا رفته است دماي حداقل و بالاترين حدي كه جيوه در شاخه سمت راست بالا رفته دماي حداكثر را نشان مي دهد.

5 - دمانگار (Thermograph)

دمانگار يك وسيله كاملاً مكانيكي است و با استفاده از يك عنصر فلزي كه انحناي آن با دما تغيير مي كند ساخته شده است يك طرف عنصر فلزي حساس به تغييرات دما كه داراي انحنا مي باشد به بازوي اهرم طويل و متحركي بسته شده است كه اين بازو ممكن است مستقيماً دما را از روي يك مقياس ساده درجه بندي شده نشان دهد و يا اينكه انتهاي بازو به يك قلم ثبات متصل گردد. با تغيير دماي هوا انحناي فلز تغيير مي كند و اين امر با توجه به نحوه تغييرات دما باعث انحراف قلم در انتهاي بازوي مكانيكي به طرف بالا و پايين در روي كاغذ گراف مي گردد و دماها ثبت مي شوند.

بويي (buoy ) چيست ؟

بويي (buoy ) چيست ؟

از آنجا كه فرايندهاي هواشناسي به صورت جهاني عمل مي كنند لذا نياز است كه اطلاعات ديده باني از سرتاسر جهان، از جمله مناطق دور افتاده و خالي از سكنه نيز تهيه شود. بدين منظور سكوهاي ديده باني ‌ شناور به نام بويي (Buoy) ساخته شده است كه در نقاط مختلف اقيانوسها مستقر بوده و از طريق ادوات نصب شده بر روي آنها اطلاعات جوي اندازه گيري مي شود. اين اطلاعات برروي نوار، ضبط و از طريق شبكه‌هاي كامپيوتري در اختيار پژوهشگران قرار مي گيرد .

انواع ديگري از بويي‌ها، در مناطق قطب شمال و جنوب كار گذاشته شده است كه مهمترين منبع كسب اطلاعات جوي به منظور شناخت نحوه تغييرات اقليمي و وضعيت هوا در اين مناطق دور افتاده است.

بويي هاي مذكور در آب و هواي نامساعد قطبي قادرند بيش از 15 ماه كار نموده و حتي توفانهاي شديد، بوران‌هاي برف، خرس هاي قطبي و دماي كمتر از 45- درجه سانتي گراد هم نتوانسته است مانع از كار و مخابره به موقع اطلاعات آنها شود. به كارگيري بويي ها به منظور ديده باني‌هاي روزانه جوي اهميت فراوان دارد. اين بويي ها مي توانند اطلاعات مربوط به دما، رطوبت ، فشار و حركت قطعات يخ را كه خود بر روي آنها نصب شده اند به ايستگاه ماهواره‌اي مخابره كند .

معرفي رادارهاي هواشناسي و محصولات آن

 

معرفي رادارهاي هواشناسي و محصولات آن

چكيده:

رادار يك سيستم الكترومغناطيسي است كه براي تشخيص و تعيين موقعيت هدف بكار مي رود . با رادار مي توان درون محيطي را كه براي چشم ،غير قابل نفوذ است ديد مانند تاريكي ،باران،مه.برف،غبار و غيره.اما مهمترين مزيت رادار توانايي آن در تعيين فاصله يا حدود هدف مي باشد.كاربرد رادارها در اهداف زميني ، هوايي،دريايي،فضايي و هواشناسي مي توان پيش بيني هاي لازم را ارائه كرد.ايجاد سيستمي با توانايي بالا در رديابي پديده ها هدف عمده رادارهاي هواشناسي كشور است.

مقدمه:

رادار يك سيستم الكترومغناطيسي است براي تشخيص و تعيين موقعيت هدفها بكار مي رود.اين دستگاه بر اساس ارسال يك شكل موج خاص به طرف هدف است.براي مثال با يك موج سينوسي با مدولاسيون پالسي تجزيه و تحليل بازتاب آن عمل مي كند.

با رادار مي توان درون محيطي را كه براي چشم غير قابل نفوذ است ديد مثل تاريكي ، باران ،مه برف ،غبار و غيره،اما مهمترين مزيت رادار،توانائي آن در تعيين فاصله يا حدود هدف مي باشد.

لازم به ذكر است كه بدانيم كلمه رادار اختصاري از كلمات Radar Detection And Ranging است،چرا كه رادار در ابتدا بعنوان وسيله اي براي هشدار نزديك شدن هواپيماي دشمن بكار مي رفت و ضد هوايي را در جهت مورد نظر مي گرداند.اما يكي از مهمترين وظايف رادار تعيين فاصله هدف تا فرستنده است كه هيچ تكنيك ديگري بخوبي وبه سرعت رادار قادر به اندازه گيري اين فاصله نيست.

يك رادار ساده شامل آنتن ،فرستنده ،گيرنده و عنصر آشكار ساز انرژي يا گيرنده مي باشد. آنتن فرستنده پرتوهاي الكترومغناطيسي توليد شده توسط نوسانگر را دريافت و گيرنده مي دهد. معمولي ترين شكل موج در رادارها يك قطار از پالسهاي باريك مستطيلي است كه موج حامل سينوسي را مدوله مي كند.

رادارها در روي زمين ودر هوا، دريا و فضا بكار گرفته مي شوند.رادارهاي زميني بيشتر براي آشكار سازي ،تعيين موقعيت و رديابي هواپيمايا اهداف هوايي مورد استفاده قرار مي گيرند.رادارهاي دريايي بعنوان يك وسيله كمكي به كشتيراني و وسيله اي مطمئن براي تعيين موقعيت شناورها،خطوط ساحل و ديگر كشتيها و همچنين ديدن هواپيما بكار مي روند.رادارهاي هوايي براي آشكار سازي هواپيا،كشتي و وسائط نقليه زميني و يا نقشه برداري زمين،اجتناب از طوفان جلوگيري از برخورد با زمين و يا ناوبري مي توانند مورد استفاده قرار گيرند.در فضا ،رادار به هدايت اجسام پرنده كمك مي كند و براي ارتباط راه دور با زمين و دريا بكار مي رود.

امروزه رادارهاي مجهزي جهت شناسايي مراكز طوفان و اندازه گيري شدت بارندگي و انواع رگبارها در اختيار هواشناسان قرار دارد.بازتاب اشعه رادار در صفحه تصوير منعكس شده و توسط دستگاههاي اندازه گيري، مشخصات سيگنال رسيده دقيقا مورد بررسي قرار مي گيرد و فاصله هدف تا مبدا ( ايستگاه زميني رادار) توسط واحد مربوط بنام rang unit اندازه گيري مي شود.

امروزه تقريبا تمام دنيا از رادارهاي هواشناسي براي مقاصد مختلف استفاده مي كنند. استفاده از اين دستگاه هواشناسي از زمان جنگ شروع شده است بدين معنا كه متخصين رادار مشاهده مي كردند هر زمان بين هدف و دستگاه رادار ابر باران زا مشاهده شود،مشاهده شود،مشاهده هدف مشكل و گاهي غير مكن است ولي اگر ابر بدون باران باشد اشكال چنداني بوجود نمي آيد.در اينجا به توضيحات بيشتر در اين زمينه مي پردازيم.تقريبا هميشه براي وضعيت هواشناسي از طول موج هاي بلند استفاده مي شود.وليكن در اين رادارها طول موجها را ميتوان به 10 سانتي متر يا كمتر مختصر كرد.

واضح است كه گاهي اوقات گرفتن بازتاب ها از اهداف هواشناسي بوده و ممكن است موجب كاهش در حداكثر برد رادار شود.گاهي اوقات مسير انتقال را تحت تاثير قرار مي دهد. اخيرا رادارها در هواشناسي و غيره با هدف از بين بردن نتايج اشتباه با مدارها تركيب شده اند. با اتمام يافتن جنگ در سال 1945،در بخش هواشناسي رادارهاي مناسب زيادي ارائه شد.كه بيشتر از طول موج هاي 3 الي 10 سانتي متر استفاده مي كردند، آنها داده ها را دريابي كرده و مشاهدات جديد را به صورت بالفعل درآورده و ميانگين آنها را بدست مي آورند.در برخي از كشورها محققيق برنامه هايي را اجرا كرده و حوادث ناشي از بازتاب را در هواشناسي مورد بررسي قرار دادند،اين بازتاب (برگردان) داده ها را مي توان در اطلاعات هواشناسي مورد استفاده قرارداد و بررسي كرد كه چگونه سيستم هاي مختلف رادار مي تواند در بخش هاي ديگر موثر بوده و مورد استفاده قرارگيرد.برخي از كشورها در سال هاي 1950 و 1960 شروع به استفاده هاي بهتري از رادارها كردند.بين رادارهاي هوايي و دريايي اختلاف ناچيزي وجود دارد.هر دو براي رديابي و پيگيري توفان هاي تندري و سيليكون ها مورد استفاده قرار مي گيرند.اغلب محل فرودگاه در نقاطي كه بيشترين حساسيت را در برابر توفان ها دارد،قرار مي گيرد.در اين موارد (هنگام بروزطوفان) به ساكنين و هواپيماها هشدار مي دهند.اين اطلاعات موجب افزايش ديده باني در بخش هاي مختلف پيش بيني مي گردد،در برخي از اين روش ها ميزان بارندگي را به طور دقيق تعيين مي كنند. بنابراين رادارها امكان توسعه اطلاعات و داده هاي هواشناسي را مسير مي سازند.

در ضمن مي توان ميزان بارندگي را دقيق اندازه گيري كرد و در بخش هاي تحقيقاتي هواشناسي و هيدرولوژي (آ‎بشناسي) مورد استفاده قرار داد.بنابراين با استفاده از كامپوترها ي اوليه مي توان مقدار زيادي از داده ها را با كمك افراد ارائه و با داده هاي ديجيتالي بطور يكسان مورد پردازش قرار داد و مكن است تنها تعدادي از حوادث معروف را انتخاب نمايند.علاوه بر اين ،مي توان با حداقل تجربه داده ها را تهيه و به شخص استفاده كنند انتقال داد.

در اواخر سال هاي 1960 همزمان با ظهور كامپيوترهاي سريع و كوچك ،استفاده از رادار نيز توسعه يافت.ممكن است در شرايط عادي داده هاي رادار تنها متعلق به اطلاعاتي در مورد بارندگي باشد.باشد.بنابراين در اغلب موارد نياز به دقت در داده ها و اصلاح اين ميانگين ها مي باشد .اين كار هميشه بطور مداوم صورت مي گيرد .وليكن برخي از كشورها ثابت كردند كه داده هاي ارائه شده از رادار تاحدودي براي هشدار دادن سيل و براي مديريت كلي آب مناسب مي باشد.تركيب داده ها با استفاده از چند رادار،علاوه بر شكل مركب داده هاي تركيبي رادار،داده هايي كه با استفاده از ماهواره ها بدست مي آيند و داده هايي كه بيشتر از ابزار و ادوات ويژه هواشناسي بدست مي آيند تماما مورد بررسي و پيگيري قرار مي گيرند.

از چندين ساعت قبل ميزان بارندگي پيش بيني مي شود و داده ها و اطلاعات رادار ها از طريق صفحه تلويزيون و كامپيوترها براي پردازش بيشتر مدل هاي هواشناسي و هيدرولوژي(آبشناسي) مورد استفاده قرار مي گيرد و با توجه به ديجيتال بودن سيستم ها مي توان از داده ها براي بدست آوردن ميزان بارش نواحي مختلف بهره برد.بنابراين مي توان اين ارقام و اطلاعات را به آ‎ساني تا مسافت هاي زيادي براي نمايش دادن به كاربر ارسال كرد و ميزان زيادي از كارهاي باقي مانده داد.

معيارهاي رايج در نصب و راه انداري رادار در سال 1981 فرض بر اين بود كه رادارهاي هوايي كه در بخش هاي سراسر جهان مورد استفاده قرار مي گرفت بين 600 تا 650 رادار بوده است در اينجا در مورد تعدادي از باند- C ( cm 5 ) و باند X (cm 3 ) كه احتمالا هر كدام كمي بيش از 200 بوده،باند S (cm 10 تا حدودي كمتر از 200 است و مابقي طول موج رادارها در حدود 60 است كه تعدادي از باند-X / باند-S و برخي از باند-K (cm 0.86 )/باند X را شامل مي شود.طول موجي كه براي رادارها معمولا استفاده مي شود توسط USSR يا برخي از كشورهاي همجوار مورد استفاده قرار مي گيرد.در حدود 200 سيستم رادار ايجاد شده است كه برخي از آنها ارقام را مورد پردازش قرار مي دهند و بطور معمول PPI / RHI را نمايش مي دهند و بطور خودكار كمتر از 60 پردارش را در سيستم انجام داده و داده ها را ارائه مي نمايند،البته اين اعداد به سرعت افزايش مي يابند.

دانشمندان هواشناسي توانستند با مشاهده اين پديده ها و ارتفاع و شدت ابرهاي طوفان زا و داراي بارندگي را بر روي نقشه مشخص كنند و حتي رشد نمو و تغييرات آنها را مطالعه نمايند. گفتيم در رادارهاي هواشناسي صفحات مختلفي بكار مي رود كه رايج ترين اين صفحات PPI مي باشد.علت استفاده از PPI در هواشناسي اين است كه تنها چنين راداري مي تواند طوفانها و بارندگيها را مشخص و جهت آنرا تعيين سازد.

با آگاهي از امكانات رادارهاي هواشناسي ، پروژه رادار هواشناسي در كشور تصميم به راه اندازي اين سيستم پيشرفته در كشور دارد.

كاربردهاي رادارهاي هواشناسي ايجاد سيستمي با توانايي كشف، رديابي و تخمين عملكرد سيستم هاي فعال جوي براي برآورده نمودن نيازهاي زير هدف عمده پروژه رادارهاي هواشناسي است.

1- امنيت ترافيك هوايي

با توجه به اينكه رادار هواشناسي مي تواند پديده هاي جوي را در سطوح فوقاني با دقتي بالا كشف و رديابي كند،اين امكان را فراهم مي آورد تا خلبان پيش از ورود هواپيما به منطقه اي كه شرايط نامناسب جوي دارد از موضوع آگاهي پيدا كند و تصميمات لازم را اتخاذ نمايد.

2- كمك به مديريت منابع آب

رادار هواشناسي امكان پيش بيني هاي كوتاه مدت و دقيق از ميزان بارندگي را فراهم مي آورد. اين پيش بيني ها مي تواند مبناي خوبي را براي مديريت منابع آب از قبيل تنظيم دريچه هاي خروجي آب از سدها براي جلوگيري از سر ريز شدن،پاكسازي راه آبها و… فراهم آورد.

همچنين اين اطلاعات مي تواند براي صدور هشدار نسبت به وقوع سيلاب يا طوفان بكار رود.علاوه بر اين اطلاعات جمع آوري شده مي تواند براي پيش بيني هاي بلند مدت در مورد ميزان بارندگي و به تبع آن منابع آب بكار رود كه در موارد متعددي چون توليد برق و كشاورزي كاربرد دارد.

3- كشاورزي

همانطور كه گفته شد رادار هواشناسي امكان پيش بيني هاي كوتاه مدت بارندگي را فراهم مي آورد.اين پيش بيني ها علاوه بر ميزان بارندگي،شدت و نوع آن را نيز شامل مي شود.به اين ترتيب پديده هاي زيانبار براي محصولات كشاورزي از قبيل تگرگ ،باران شديد و طوفان قابل پيش بيني خواهد بود.

4- تعديل آب و هوا

شناسايي و رديابي توده هاي فعال و غير فعال جوي و برآورد نوع فعاليت آنها مي تواند منجر به اتخاذ تصميم درست و به موقع براي باروري ابرها،تبديل تگرگ به باران و ساير روشهاي تعديل آب و هوا گردد.

5 - تحقيقات

يكي از زمينه هاي باز تحقيقات ،ايجاد الگوريتم و روشهاي براي پيش بيني و تخمين سيستمها مي باشد.اينكار با داشتن داده هاي آماري دقيق و با فاصله زماني هر چه كوتاهتر ممكن مي شود.داشتن آماري با دقت زماني و فشردگي مكاني بالا از بارندگي،براي پيشبرد اين اهداف مناسب مي باشد.

6 - مديريت راهها

فراهم آوردن امكان پيش بيني بارش برف و ساير نزولات آسماني و طوفانها مي تواند عاملي مؤثر در جلوگيري از حوادث رانندگي ناشي از لغزندگي معابر و سوانح ناشي از سقوط بهمن باشد.

7 - پيش بيني عمومي وضع هوا

رادار هواشناسي كاربرد عمده اي در پيش بيني هاي كوتاه مدت و بلند مدت وضع هوا و تحليل شرايط جوي دارند و دضعيت جوي حاضد را با تصويرهايي گويا و زيبا ارائه مي دهند كه قابل ارائه از طريق رسانه هاي جمعي نظير تلويزيون و اينترنت مي باشد.

محصولات رادار

محصولات هواشناسي شامل محصولات اوليه و ثانويه هستند كه از داده هاي خام اوليه V ، Z، W بدست مي آيند.از محصولات رادار مي توان به چند مورد اشاره نمود كه عبارتند از:محصول هواشناسي ( PPI RHI CAPPI VAD … ) محصول آبشناسي ( RDS AZS ) محصول پيشبيني و هشدار ( HHW WRN … ) محصول پديده ها ( SWI MESO …)

در نهايت اميد بر اينست كه با راه اندازي رادارهاي هواشناسي و ادامه آن در فازهاي بعد بتوان در جهت بهبود پيش يابي هاي وضع هوا گامي بزرگ برداشت.

منابع:گزارش پيشرفت پروژه رادار،سازمان هواشناسي كشور 1382

آشنايي با فشار هوا

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.

منبع : http://www.hupaa.com

اتمسفر زمين

اتمسفر زمين بسياري از مردم پوشش اطراف زمين را تا آنجا كه جو ناميده ميشودبه مثابه پوششي تحت نام اقيانوس هوا مي شناسند كه زمين را در بر گرفته است و اين پوشش لايه هايي از گازها وبخار آب است . با اينكه از نگاه اوليه اين تصور شكل مي گيرد اما بايد بدانيم كه در اين نگرش ساده مواردي وجوددارد كه در بحثهاي عمومي كمتر بدان پرداخته مي شود. بحثهائي كه تحت آن علم هواشناسي شكل مي گيرد و به راستي يكي از زيبا ترين وپيچيده ترين مكانيسم هاي طبيعي را مورد بررسي قرار ميدهد. آنچه كه برروي اين كره خاكي حيات را مقدور ساخته است ارتباط بسيار منظم وتنگاتنگي ما بين اعضاي تشكيل دهنده اين پوشش با طبقات مختلف است.طبقاتي كه هر لايه آن وظيفه بسيار مهم وتعيين كننده اي در تشكيل و ادامه حيات داراست. به نحوي كه با حذف مجازي هر لايه ومحاسبات مربوط به آن دگرگوني ژرفي در ساير طبقات وبه تبع آن، تغيير كامل مكانيسم فعلي را سبب مي شود.در ديد اغلب افراد اهميت جو در لايه مجاور زمين است كه داراي اكسيژن كافي براي تنفس مي باشد.براي شكل گيري اين لايه كه موجودات در تماس مستقيم با آن مي باشندطبقات ديگر طبق چينش خاص خود با خصوصيات منحصر به فرد دخالت دارند كه در اين مشاركت با حذف هر كدام قطعا حيات به خطر جدي خواهد افتاد. گر چه جو به معناي واقعي يك سوسيال كامل است و هيچ جاي خالي در جو نمي توان يافت و كاملا فضا را به يك نسبت ويك شكل پوشش مي دهد اما در هر لايه تركيبات خاص از عناصر و ملوكولها با توجه به خصوصيات آن لايه قرار دارد.از ديدگاه مخابرات ماكروويو وابستگي ارسال تحت كانال هوا به پارامترهاي فيزيكي ،جاي پائي براي مطالعه وباز بيني دقيقي بر اين رويه ميطلبد. اهميت لايه هاي جو در مخابرات بدين سبب است كه محيط انتقال امواج الكترومغناطيس بوده و گاهي به عنوان Reflector مورد استفاده قرار ميگيرد ماهواره اي كه در مدار زمين قرار ميگيرد وتنها راه ارتباطي آن با زمين امواج راديوئي ميباشد، امواجي را دريافت ميدارد كه از اين لايه ها در شرايط مختلف جوي ودر زمانهاي مختلف فصلي وشبانه روزي عبور نموده است.دو مشخصه عمده امواج صرفنظر از نوع قطبي شدگي و اختلاف فاز ، دامنه موج و فركانس موج ميباشد.كه هرچه فركانس موج بالاتر رود نفوذ وانتشار آن در فاصله هاي بعيد بهتر صورت ميگيرد.اما اين دو كميت به چه نسبت وتا چه حدود افزايش يابند كه اولا اختلاف زيادي با سطح Optimize خود نداشته از طرف ديگر ارتباط به شكلي دائمي وجود داشته باشد.چرا كه طبق آنچه كه در ادامه توضيح داده خواهد شد جو تركيبي پيچيده از عوامل محدود كننده ميباشد كه بر اساس ماهيت فيزيكي منحصر به فرد خود در ارتباط با امواج راديوئي در طول شبانه روز رفتار متغييري از خود نشان ميدهد. مختصري در خصوص اتمسفر زمين فضاي بين اتمسفر زمين وسيارات منظومه شمسي خلا كامل نيست اگر چه چگالي مواد بين سيارات كم است اين فضا مقاديري گازهاي داغ وذرات گرد و غبار در بر دارد. مواد گازي موجود در اين نواحي را گاز بين سيارات مينامند زيرا اين گازها بين سيارات قرار دارند واغلب از پروتونها و الكترونها تشكيل شده اند و چگالي مولوكولي آن بسيار كم است. مدار حركت زمين به دور خور شيد از فضاي بين سيارات ميگذرد وبه همين دليل با گازهاي بسيار رقيق بين سيارات ادغام مي شود. جو از نظر عمودي ممكن است بنا به تركيبات ،عكس العملهاي شيميايي ، يونيزه شدن ، دما ، فشار وغيره برحسب ارتفاع طبقه بندي شود كه در اين بخش مختصري از خصوصيات اين طبقات شرح داده ميشود.از موارد بر شمرده شده يونيزه شدن از اهميت فوق العاده اي بر خوردار است. به طور خلاصه ميتوان گفت كه جو از چهار لايه كاملا مشخص تروپوسفر ، استراتوسفر ،مزوسفر و ترموسفر تشكيل شده است. دماهاي زياد نزديك سطح زمين ،در مجاورت استراتوپاز و ناحيه ترموسفر ديده ميشود.اين زياد بودن دما به تابش خورشيد و جذب آن مربوط است.بيشتر تابش خورشيدي توسط سطح زمين جذب ميشود.بنا بر اين تروپوسفر از ناحيه زيرين شروع به گرم شدن ميكند.تغييرات دما از سطح زمين با افزايش ارتفاع ، كاهش مي يابد و اين بدين سبب است كه از منبع گرمائي كه سطح زمين مي باشد دور ميشويم.بر عكس تروپوسفر ناحيه گرمائي استراتوسفر در بالاي آن قرار دارد واينجا همان نقطه اي است كه در آن شكل گيري اوزن و تجزيه ملوكولهاي اكسيژن صورت ميگيرد ودر اثر اين واكنش گرما ايجاد ميشود .با نزديك شدن به اين بخش چون به منبع گرمائي نزديك ميشويم تغييرات دما با افزايش ارتفاع افزايش مي يابد.در بخش بالاتر، مزوسفر قرار دارد كه در اينجا چگالي مولكولي كم ميشود وبا افزايش ارتفاع به دليل دور شدن از استراتوسفر كه منبع گرمائي ميباشد، دما به شدت نزول ميكند تا بخش بالاتر كه ترموسفر ناميده ميشود از اينجا به بعد دما باز هم افزايش مي يابدو توجيه آن خروج از حيطه زمين وكاسته شدن اثرات حرارتي آن ونزديك شدن به منبع اصلي گرما در منظومه شمسي مي باشد.از اينجا به بعد تغييرات دما سير صعودي دارد. در اتمسفر زمين تقريبا از ارتفاع 50 تا 500 كيلومتر يعني بخشهائي از مزوسفر و ترموسفر لايه هائي از گازهاي يونيزه به نام يونسفر وجود دارد.يونسفر از الكترونهاي آزاد و يونهاي مثبتي تشكيل ميشودكه با جذب تشعشع ماوراء‎‎ بنفش خورشيد توسط اتمها ومولكولهاي اتمسفر بالائي ايجاد ميگردند.ذرات باردار در اين ناحيه توسط ميدان مغناطيسي زمين به دام مي افتند.خصوصيات اين لايه ها از نظر ارتفاع وچگالي يوني از طرفي به تركيبات مزوسفر و ترموسفر و از سوي ديگر به طبيعت تشعشعات خورشيدي و چگونگي چرخه لكه خورشيدي(Sunspot cycle) بستگي دارد.طوفانهاي خورشيدي كه در اثر انفجارات سطحي خورشيد به وجود مي آيندو از ميزان بسيار زياد انرژي آزاد شده آن تنها بخش بسيار كوچكي به زمين ميرسد نيز در اين مشخصه ها نقش اساسي دارند .از آنجائيكه اين انفجارات و تشعشعات پريوديك نبوده وميزان ومعياري براي تناوبي شدن آنها در فواصل كوتاه شبانه روز،فصلها وحتي سالها وجود ندارد پيش بيني مشخصه هاي چگالي يوني و ارتفاع توسعه يافته لايه يونسفر تقريبا غير ممكن ميباشد.لايه يونسفر با توجه به دارا بودن حالت يوني وپلاسما گونه اش به لايه پلاسما نيز شهرت دارد.از خصوصيات بارز اين لايه ايجاد شفق قطبي كه پديده اي نادر است رامي توان نام برد.اين پديده در اثر به دام افتادن ذرات باردار ويونها در ميدان مغناطيسي قوي موجود در قطبها مي باشد.در اين لايه چگالي الكترون ويون در لايه هاي يونيزه جداگانه اساسا يكسان است .وجه تسميه پلاسماي اين لايه بر اساس همين توازن چگالي الكترون و يون مي باشد.يونسفر نقش اصلي در انتشار امواج الكترومغناطيسي دارد واثرات مهمي بر ارتباطات راه دور را داراست.از آنجائيكه جرم الكترونها نسبت به يونهاي مثبت بسيار سبكتر است توسط ميدانهاي الكتريكي امواج الكترومغناطيس گذرنده بيشتر شتاب مي يابند.در تحليل ارائه شده بر اساس اين واقعيت از شتاب يونها صرفنظر شده و لابه يونسفر به عنوان يك گاز الكترون آزاد Free electron gas در نظر گرفته شده است. منبع :pooryia.persianblog.com Cheng الكترومغناطيس و ميدان امواج Meteorology jurnal 1994-1995 Radio Meteorology

لايه اوزون

لايه اوزون

حقيقت امر لايه ازن چيست؟

لايه ازون در قسمت شمالي زمين در سال 1980 بين 15تا20 درصد كاهش پيدا كرده است. براي رفع اين مشكل جمعي ازبهترين متخصصان زمين شناسي هر سال براي تحقيق وجستجو دور يكديگر جمع مي شوند .در سال 1992 پروكتيل مونترئال درباره' لايه اوزون مطالعه و تحقيقي داشت كه فهميد بزرگ شدن سوراخ لايه اوزون بستگي به آلودگي هوا و توليد مواد سمّي دارد.در همان سال سازمان ملل متحد و حفاظت از محيط زيست برنامه اي را طرّاحي كرد كه اين برنامه جهت محافظت و حمايت از محيط زيست و مخصوصا لايه اوزون به نام برنامهUNEPطراحي كرد كه اين برنامه جهت جلوگيري از توليد مواد سمّي و مواد شيميايي آلوده كننده،است.مولكولهاي اكسيژن(O2) به اكسيژن اتميك (O) تبديل مي -شوند .اكسيژن اتميك به سرعت با مو لكولهاي بيشتري تركيب شده و به شكل اوزون مي شود .ان پوشش حرارتي كه در سطح بالا رشد كرده و سلامتي لايه اوزون را به خطر انداخته است و اين مورد باعث شده است كه اگر استراتوسفر نباشد ما نتوانيم بدون آن زنده بمانيم . بالاي استراتوسفر مقداري از آلودگي مضّر اشعه مادون بنفش را و همچنين تشعشعاتي از خورشيد (امواج بين 320 تا 240) را كه باعث مي شود لايه اوزون آسيب ببيند و همچنين جان گياهان به خطر بيفتد را جذب ميكند.اشعه مادون بنفش با تابيدن نور مولكولهاي اوزون را ميشكافد ولي اوزون مي تواند تغيير شكل بدهد و عكس العمل زير ازآن حاصل ميشود:

O + O2 è مادون قرمز + O3

O2 + O è O3

همچنين اوزون در اثر عكس العمل زير نابود ميشود :

O3 + O è O2 + O2

عكس العمل دوم با افزايش پيدا كردن ارتفاع آهسته انجام مي شود امّا عكس العمل سوم سريعتر انجام مي شود. دربين همكاري عكس العمل ها تمركز اوزون درحال تعا دل است. دربالاي اتمسفر اكسيژن اتميك هنگا مي كه اشعه مادون بنفش در سطح بالايي است، پيدا مي شود. در اثر حركت استراتوسفر هواي متراكم تري بدست مي آيد وجذب اشعه ي مادون بنفش افزايش مي يابد و سطح اوزون به حد اكثر و تخمينا" km20مي رسد.همراه با تئوري كمپمن يك مشكل نيز وجود داشت كه اين مشكل در سال 1960 تشخيص داده شد وحقيقت اين بود كه اوزون به وسيله عكس العمل 4 آهسته حركت مي كرد و ديده نمي شود. گرم شدن زمين ترميم حفره اوزون را به تعويق مي اندازد دانشمندان هشدار داده اند :پديده گرم شدن زمين مي تواند تلاشها براي ترميم حفره اوزون را كه قرار بود تا سال 2050 انجام گيرد،حدود30سال به تعويق اندازد .اين مو ضوع به رقم پيشرفتهايي است كه باي از رده خارج كردن مواد شيميايي مخرّب اوزون انجام شده است.

طبق گزارشي كاهش فراواني در مصرف گازهاي ساخته دست انسان بنام (كلروفلورو كربن) پديد آمده است .اينها گازهايي هستندكه لايه محافظ زمين را مي خورند .دانشمندان گفتند:اگر كشورها مصمم به دنبال نمودن اين روند باشند ،(حفره داخل لايه اوزون به آغاز به جمع شدن و كوچك شدن خواهد نمودتا اينكه ظرف 50 سال ترميم خواهد شد . ) اين جمع بندي و نتيجه گيري توسط (مجمع بررسي فرايند هاي استراتوسفر و نقش آن در آب و هوا SPARC به عمل آمد .اين مجمع از صد ها كارشناس اقليمي كه دسامبر سال 1999در آرژانتين گرد هم آمدندو در سايه توجهات سازمان هواشناسي جهاني تشكيل جلسه دادند،شكل گرفته است. اين دانشمندان هشدار دادند: حتّي اگر كاهش مصرف گازهايCFC برآورده شود،پديده گرم شدن زمين_كه نتيجه تولييد گازهاي گلخانه اي با وجود كربن به عنوان عنصر اصلي آن است و از سوختهاي سنگواره اي بدست مي آيد _ميتواند محلت ترميم حفره اوزون را چند دهه به تعويق اندازد.به عنوان يك تناقض ، گرم شدن زمين ،جو را در نزديكي سطح زمين حرارت ميدهد اما لايه پاييني (استراتوسفر) يعني جايي را كه اوزون قرار دارد همچنان سرد نگه ميدارد . اين دماهاي پايين به ويژه درزمستان مسبب جمع شدن ابرهاي استراتوسفر در نواحي قطبي ميشود . اين پديده آغازگر واكنشهاي نابود كننده اوزون توسط مولكولهاي كلري استكه توسط كلروفلورو كربن ها آزاد ميشوند. پيش بيني هاي داير بر اين كه حفره اوزون كه بالاي قطب جنوب قرار دارد، به زودي كوچك خواهد شد با آخرين اطلا عات مغايرت دارد كه نشان ميدهد كه اين حفره درحال گسترش است وبه طور بي سابقه اي در چند سال اخير بزرگ شده است.

تاريخچه سوراخ شدن لايه اوزون :

ابتدا: جريان تاسف بار سوراخ شدن لايه اوزون در لايه زير استرا توسفر در بالاي منطقه انتاركتيكا اولين بار در دهه هفتاد (1970 تا 1979)توسط يك گروه تحقيقاتي به نام BAS كشف شد .اين گروه در مورد اتمسفر بالاي منطقه انتاركتيكا از يك ايستگاه تحقيقاتي كه بسيار شبيه اين عكس ميباشد مشاهده مي گردند. *اطلاعات ايستگاه تحقيقاتي هالي * ايستگاه تحقيقاتي BAS فالكر اولين بار در حالي تحقيقات را انجام داد كه اندازه گيري اوليه در سال1985براي اولين بار سوراخ شدن لايه اوزون آنچنان نگران كننده بود كه دانشمندان تصور ميكردند كه دستگاهاي اندازه گيري خراب است .آنها دستگاه هاي ديگري جانشين آن دستگاه ها كردند تا آنكه نتايج بدست آمده اندازه گيري هاي اوليه را تاييد كرد .چندماه بعد كه سوراخ شدن لايه اوزون قابل مشاهده بود،(پس از مشاهده سوراخ شدن لايه اوزون تحقيقات قبلي تاييد شد)از طرف ديگر اطلاعات ماهواره TOMS سوراخ شدن لايه اوزون را نشان نمي داد ،بدين دليل كه نرم افزارهايي كه اطلاعاتي در مورد لايه اوزون ميداد به صورتي برنامه ريزي شده بود كه لا يه اوزون در منطقه كوچكي موردبررسي قرار مي گرفت .بررسي هاي بعدي ، اطلاعات بدست آمد هنگامي كه نتايج گروه BASمنتشر نشد،مورد تاييد قرار گرفت و بيانگر اين مطلب بود كه سوراخ شدن لايه اوزون به طور سريع ودر مقياس بزرگي بر بالاي منطقه انتاركتيكا انجام مي شود.

اوزون لايه اي را در استراتوسفر تشكيل ميدهد كه منطقه استوا باريكتر و در دو قطب پهن تر است .ميزان اوزون در بالاي سطح كره زمين به وسيله مقياسي به نام DU Dobson units اندازه گيري ميشود كه اين ميزان در منطقه استوايي در حدود 260DUاست و به ميزان بيشتري در جاهاي ديگر است . اين در حالي است تغييرات فصلي بسيار وسيعي اتفاق ميافتد واين در حالي شكل مي گيرد و اشعه ماوراي بنفش در لايه استراتوسفر نفوذ ميكند يا آن را مي شكافد.

اثر گلخانه اي

اثر گلخانه اي

گرم شدن زمين يعني چه؟

مي‌دانيم كه كره زمين به طور طبيعي در اثر تابش خورشيد گرم مي‌شود، اما اينجا منظور ما از گرم شدن زمين، پديده ديگري است.اين پديده نسبتا جديد عبارت است از تغيير دماي زمين در اثر فعاليتهاي بشري كه با تغييرات طبيعي آن فرق دارد. در طول 100 سال گذشته، كره زمين به طور غيرطبيعي 4/0 درجه سانتيگراد گرمتر شده كه اين موضوع دانشمندان را نگران كرده‌است. آنها حدس مي‌زنند فعاليت‌هاي صنعتي در ايجاد اين مشكل بسيار موثر است و به گرم شدن كره زمين كمك مي‌كند.

منظور از«گرم شدن زمين» افزايش ميانگين دماي زمين است. «تغيير آب و هوا» در اثر اين افزايش دما به وجود مي‌آيد. گرم شدن زمين موجب تغيير الگوي بارش، افزايش سطح آب درياهاي آزاد و كاهش سطح آب درياچه‌ها و تاثيرات وسيع بر گياهان، حيات وحش و انسانها مي‌شود.

اثر گلخانه اي چيست؟ گازهاي گلخانه اي چه گازهايي هستند؟

به مجموعه‌اي از گازها كه مقداري از انرژي خورشيد را در جو زمين نگه مي‌دارندو باعث گرم شدن جو مي‌شوند‍‍، گازهاي گلخانه‌اي مي‌گويند. بخار آب(H2O)، دي اكسيدنيتروژن (NO2)، دي اكسيدكربن (CO2) و متان (CH4) گازهاي گلخانه‌اي اصلي هستند. اگر اين گازها در جو نبودند، انرژي گرمايي خورشيد مجددا به فضا بر مي‌گشت و به اين ترتيب هواي زمين 33 درجه سانتيگراد سردتر از الان مي‌شد. اثر گلخانه‌اي به افزايش دماي كره زمين در اثر وجود گازهاي گلخانه‌اي در جو زمين گفته مي‌شود.

آيا مي دانيد چرا به اين گازها، گازها‌ي‌ گلخانه‌اي مي‌گوييم؟

آيا شما تا حالا يك گلخانه ديده ايد؟

گلخانه يك اتاق شيشه‌اي است كه نور خورشيد از شيشه‌هاي آن به داخل مي‌تابد و هواي گلخانه را گرم مي‌كند. اما شيشه‌هاي گلخانه اجازه نمي‌دهند كه اين هواي گرم از گلخانه خارج‌شود. جو يا هوايي كه در اطراف ماست، شبيه يك گلخانه است. گازهاي گلخانه‌اي در جو درست مثل شيشه‌هاي گلخانه عمل مي‌كنند. نور خورشيد پس از عبور از لايه‌هاي گازهاي گلخانه‌اي وارد جو زمين مي‌شود. زماني كه نور خورشيد به سطح زمين مي‌رسد، مقداري از انرژي گرمايي آن توسط خاك، آب و ساير موجودات جذب مي‌شود. مقداري هم در جو زمين مي‌ماند و باقيمانده آن به فضا برمي‌گردد. اگر مقدار گازهاي گلخانه‌اي در جو از حد طبيعي آن بالاتر باشد، انرژي كمتري به فضا برمي‌گردد، در نتيجه جو زمين گرم تر مي‌شود و به دنبال آن دماي كره زمين بالا مي‌رود.

اثر گلخانه‌اي، كره زمين را به اندازه‌اي گرم نگه مي دارد كه ما انسان ها بتوانيم بر روي آن زندگي كنيم. اما اگر اثر گلخانه اي شدت يابد، ممكن است دماي زمين به قدري زياد شود كه ما و بقيه گياهان و جانوران نتوانيم گرماي آن را تحمل كنيم.

تغيير آب و هوا يعني چه و اثرات آن چيست؟

اصلا «هوا» و «آب و هوا» با هم چه فرقي دارند؟

هر وقت آسمان صاف باشد و گرماي ملايمي به ما برسد و باد به شدت نوزد، مي گوييم هوا خوب است. هر وقت آسمان گرفته باشد، باد تند بوزد يا برف و باران ببارد و ما را دچار زحمت كند، مي گوييم هوا بد است. معمولا اخبار هواشناسي ما را از چگونگي وضع هوا آگاه مي‌سازد.

هواي برخي مناطق كره زمين معتدل است، يعني باران به اندازه كافي مي بارد و هوا زياد گرم يا سرد نمي‌شود. هواي بعضي جاها سرد است يعني برف مي‌بارد و دماي هوا سرد مي‌شود. جاهايي هم هست كه بسيار گرم و خشك است. هر كدام از اين جاها يك نوع آب و هوا دارد.

براي تعيين آب و هواي هر منطقه، تغييرات دماي هوا و مقدار باران و برف را در طول سال اندازه گيري مي‌كنند. شما هم مي‌توانيد اندازه تغييرات دماي هوا و مقدار باران و برف را در محل سكونت خودتان به دست آوريد. اما براي اين كه آب و هواي جاهاي گوناگون را بشناسيم، بايد اين مقادير را چندين سال پشت سرهم اندازه گيري كنيم.

در نقشه ايران، جاي شهرهاي بابلسر، شهركرد، بندرعباس و طبس را پيدا كنيد. آب و هواي هر يك از اين شهرها نمونه آب و هواي يك ناحيه از كشور ماست. در حال حاضر شرايط آب و هوايي جاهاي مختلف در اثر گرم شدن كره زمين در حال تغيير است. مثلا شهري مثل تهران را در نظر بگيريد، تهران در نزديكي رشته كوه البرز قرار دارد. بنا به تعريف آب و هوا، تهران بايد هواي سرد باراني يا برفي داشته باشد، اما مي‌بينيد كه به علت تغيير آب و هوا، از هواي سرد باراني يا برفي چندان خبري نيست!

انسانها چگونه آب و هوا را تغيير مي‌دهند؟

شايد باور نكنيد كه انسان ها هم مي‌توانند آب و هواي زمين را تغيير دهند. دانشمندان مي‌گويند اكثر فعاليت‌هاي انسان‌ها گاز گلخانه‌اي توليد مي‌كند. پس از انقلاب صنعتي و اختراع انواع ماشين آلات صنعتي، انسانها بافعاليتهاي كشاورزي و صنعتي چهره زمين و آب و هواي آن را دگرگون ساختند. با شروع انقلاب صنعتي روش زندگي مردم عوض شد. قبل از آن مقدار گازهاي گلخانه اي در جو كم بود، اما با رشد جمعيت و افزايش استفاده از نفت و زغال سنگ تركيب گازهاي اتمسفر نيز تغيير كرد. بطوريكه در حال حاضر، غلظت گازهاي گلخانه اي از حدود 270 واحد به 367 واحد رسيده است. ما براي انجام كارهاي خود به انرژي نياز داريم و اين انرژي را از غذا تامين ‌مي‌كنيم. همچنين براي روشنايي و گرم كردن خانه‌هايمان به انرژي نياز داريم. اتومبيل‌ها براي حركت به سوخت نياز دارد. ماشين‌هاي صنعتي نيز به انرژي نياز دارند. اكثر انرژي‌هاي لازم براي موارد فوق به طور مستقيم يا غير مستقيم از سوخت‌هاي فسيلي مثل نفت و گاز و زغالسنگ بدست مي‌آيد.اينهاسوختهايي هستند كه سوزاندن آنها گاز گلخانه‌اي آزاد مي‌كند!!! آيا مي‌دانيد كه چه وقتي گازهاي گلخانه‌اي را به هوا مي‌فرستيد؟ هر وقت كه:

· تلويزيون تماشا مي كنيد،

· با كامپيوتر بازي مي كنيد،

· از كولر يا فن كوئل استفاده‌ مي‌كنيد،

· از استريو ضبط استفاده مي كنيد،

· چراغ را روشن مي كنيد،

· لباسهايتان را مي شوييد يا اطو مي‌كنيد،

· سوار اتومبيل مي شويد،

· غذايتان را در مايكروويو گرم مي كنيد،

· از بخاري گازي يا نفتي استفاده مي كنيد،

· به توليد گازهاي گلخانه‌اي در هوا كمك مي‌كنيد.

چرا؟

چون شما براي انجام اين كارها به برق و سوخت نياز داريد. آيا مي‌دانيداين برق و سوخت از كجا تامين مي‌شود؟

خوب، نيروگاهها زغالسنگ و نفت را مي سوزانند تا برق توليد كنند و پالايشگاهها نيز براي تصفيه نفت خام و توليد نفت و بنزين، سوخت مصرف مي‌كنند. سوزاندن نفت و زغالسنگ هم گاز گلخانه‌اي توليد مي‌كند. پس هر چه شما بيشتر برق مصرف كنيد، نيروگاهها از سوخت بيشتري استفاده مي‌كنند و در نتيجه گاز گلخانه‌اي زيادتري توليدمي‌شود.

متان هم يك گاز گلخانه‌اي است. متان چگونه توليد مي‌شود؟

وقتي كه شما:

· زباله هايتان را به محل دفن زباله مي فرستيد،

· حيواناتي مثل گاو، گوسفند و ... را براي توليد لبنيات و گوشت پرورش مي‌دهيد،

· در شاليزار برنج مي‌كاريد،

· زغالسنگ استخراج مي‌كنيد.

اتومبيلها و كارخانه‌هايي هم كه مايحتاج روزانه ما را توليد مي‌كنند، مقادير زيادي از انواع گازهاي گلخانه‌اي را به هوا مي‌فرستند.

چرا نمي‌خواهيم زمين گرمتر بشود؟

بعضي وقتها مسائل كوچك مي‌توانند به مشكلات بزرگي تبديل شوند! مثلا به مسواك زدن دندانهايتان فكر كنيد. اگر شما يك روز مسواك نزنيد، هيچ اتفاق خاصي نمي‌افتد، اما آيا مي‌دانيد اگر يك ماه دندانهايتان را مسواك نزنيد، چه اتفاقي خواهد افتاد؟ اين همان چيزي است كه براي زمين نيز اتفاق مي‌افتد. اگر دماي هوا فقط چند روز، بالاتر از حد طبيعي باشد، چندان مهم نيست- چون دماي زمين تقريبا ثابت مي‌ماند. اما اگر دماي هوا مدت زيادي بطور مداوم بالا برود، كره زمين با مشكلاتي مواجه خواهد شد.

دماي متوسط زمين در طول قرن گذشته تقريبا 5/0 درجه سانتيگراد افزايش يافته‌است؛ دانشمندان انتظار دارند كه در طول 100 سال آينده متوسط دماي زمين 5/1 تا 5/3 درجه سانتيگراد افزايش يابد. شايد فكر كنيد "اين كه چيزي نيست"، اما همين مقدار مي‌تواند آب و هواي زمين را به طور بي سابقه‌اي تغيير دهد. زمانيكه اين پديده رخ دهد، ممكن است تغييرات بزرگي در سطح آب اقيانوسها، مزارع كشاورزي و هوايي كه تنفس مي‌كنيم يا آبي كه مي‌نوشيم، رخ دهد.

چه اتفاقي ممكن است بيفتد؟

در صورتيكه آب و هوا تغيير كند، آب و هواي جايي مثل شهركرد- كه هواي سرد و كوهستاني دارد- گرمتر مي‌شود يا مثلا هواي بندر عباس گرم و خشك تر مي‌شود. البته ممكن است تغيير آب و هوا براي شهركردي ها خوشايند باشد، اما همه تاثيرات ناشي از آن خوشايند نيست. زيرا ممكن است اين تغييرات با افزايش بلاياي طبيعي مثل سيل و طوفان همراه باشد.

اگر دماي كره زمين زياد شود، تعداد روزهاي گرم سال افزايش مي‌يابد و در نتيجه بيماريهاي ناشي از گرما مثل گرمازدگي و مالاريا زياد مي‌شود. بد نيست بدانيد كه معمولا كودكان و سالمنداني كه در كشورهاي فقير زندگي مي‌كنند، بيشتر در معرض خطر ابتلاء به اين بيماريها قراردارند. زيرا اين كشورها سرمايه لازم براي مبارزه با اين بيماريهارا ندارند.

با گرم شدن آب و هوا و تاثير آن بر مزارع كشاورزي، منابع غذايي انسانها كاهش مي‌يابد، آب بيشتري بخار مي‌شود و در نتيجه انسانها با كمبود آب شيرين مواجه خواهندشد. اين تغييرات بر روي حيوانات و گياهان هم تاثير منفي مي‌گذارد. اگر اين تغييرات به آرامي اتفاق بيفتد، جانوران و گياهان خود را با آن وفق مي‌دهند، اما اگر اين تغييرات خيلي سريع اتفاق بيفتد، حيات وحش با خطرات جدي روبرو مي‌شوند. مثلا پرندگان و جانوراني كه در فصلهاي مختلف سال به جاهاي ديگر مهاجرت مي‌كنند، ممكن است مكان مناسبي را براي مهاجرت پيدا نكنند و يا غذايي براي خوردن نداشته‌باشند.

مقدار آب درياها در اثر ذوب شدن يخهاي قطبي افزايش مي‌يابد و از سوي ديگر بر اثر افزايش دما، آب درياها و اقيانوسها منبسط مي‌شود. اگر آب اقيانوس منبسط شود، فضاي بيشتري را اشغال مي‌كند و در نتيجه سطح آب درياها بالا مي‌آيد. سطح آب دريا ممكن است در قرن آينده چند سانتيمتر يا حداكثر 1 متر بالا بيايد. در اينصورت مردمي كه خانه‌هايشان در كنار ساحل دريا قرار دارد و جزيره‌نشينان، خانه‌هاي خود را از دست مي‌دهند و مزارع ساحلي هم به زير آب مي‌روند. در اثر بالا آمدن آب دريا منابع آب شيرين نيز غيرقابل استفاده مي‌شوند.

سوراخ لايه اوزون

سوراخ لايه اوزون

لايه اوزون در قسمت شمالي زمين در سال 1980 بين 15تا20 درصد كاهش پيدا كرده است. براي رفع اين مشكل جمعي ازبهترين متخصصان زمين شناسي هر سال براي تحقيق وجستجو دور يكديگر جمع مي شوند .در سال 1992 پروكتيل مونترئال درباره’ لايه اوزون مطالعه و تحقيقي داشت كه فهميد بزرگ شدن سوراخ لايه اوزون بستگي به آلودگي هوا و توليد مواد سمّي دارد.در همان سال سازمان ملل متحد و حفاظت از محيط زيست برنامه اي را طرّاحي كرد كه اين برنامه جهت محافظت و حمايت از محيط زيست و مخصوصا لايه اوزون به نام برنامهUNEPطراحي كرد كه اين برنامه جهت جلوگيري از توليد مواد سمّي و مواد شيميايي آلوده كننده،است.مولكولهاي اكسيژن(O2) به اكسيژن اتميك (O) تبديل مي -شوند .اكسيژن اتميك به سرعت با مو لكولهاي بيشتري تركيب شده و به شكل اوزون مي شود .ان پوشش حرارتي كه در سطح بالا رشد كرده و سلامتي لايه اوزون را به خطر انداخته است و اين مورد باعث شده است كه اگر استراتوسفر نباشد ما نتوانيم بدون آن زنده بمانيم . بالاي استراتوسفر مقداري از آلودگي مضّر اشعه مادون بنفش را و همچنين تشعشعاتي از خورشيد (امواج بين 320 تا 240) را كه باعث مي شود لايه اوزون آسيب ببيند و همچنين جان گياهان به خطر بيفتد را جذب ميكند.اشعه مادون بنفش با تابيدن نور مولكولهاي اوزون را ميشكافد ولي اوزون مي تواند تغيير شكل بدهد و عكس العمل زير ازآن حاصل ميشود:

O+ O2 :مادون قرمز +O3

O2+O:O3

همچنين اوزون در اثر عكس العمل زير نابود ميشود :

O3+O:O2+O2

عكس العمل دوم با افزايش پيدا كردن ارتفاع آهسته انجام مي شود امّا عكس العمل سوم سريعتر انجام مي شود. دربين همكاري عكس العمل ها تمركز اوزون درحال تعا دل است. دربالاي اتمسفر اكسيژن اتميك هنگا مي كه اشعه مادون بنفش در سطح بالايي است، پيدا مي شود. در اثر حركت استراتوسفر هواي متراكم تري بدست مي آيد وجذب اشعه ي مادون بنفش افزايش مي يابد و سطح اوزون به حد اكثر و تخمينا" km20مي رسد.همراه با تئوري كمپمن يك مشكل نيز وجود داشت كه اين مشكل در سال 1960 تشخيص داده شد وحقيقت اين بود كه اوزون به وسيله عكس العمل 4 آهسته حركت مي كرد و ديده نمي شود.

گرم شدن زمين ترميم حفره اوزون را به تعويق مي اندازد

دانشمندان هشدار داده اند :پديده گرم شدن زمين مي تواند تلاشها براي ترميم حفره اوزون را كه قرار بود تا سال 2050 انجام گيرد،حدود30سال به تعويق اندازد .اين مو ضوع به رقم پيشرفتهايي است كه باي از رده خارج كردن مواد شيميايي مخرّب اوزون انجام شده است.

طبق گزارشي كاهش فراواني در مصرف گازهاي ساخته دست انسان بنام ((كلروفلورو كربن)) پديد آمده است .اينها گازهايي هستندكه لايه محافظ زمين را مي خورند .دانشمندان گفتند:اگر كشورها مصمم به دنبال نمودن اين روند باشند ،((حفره داخل لايه اوزون به آغاز به جمع شدن و كوچك شدن خواهد نمودتا اينكه ظرف 50 سال ترميم خواهد شد . )) اين جمع بندي و نتيجه گيري توسط ((مجمع بررسي فرايند هاي استراتوسفر و نقش آن در آب و هوا )) SPARC)) به عمل آمد .اين مجمع از صد ها كارشناس اقليمي كه دسامبر سال 1999در آرژانتين گرد هم آمدندو در سايه توجهات سازمان هواشناسي جهاني تشكيل جلسه دادند،شكل گرفته است.

اين دانشمندان هشدار دادند: حتّي اگر كاهش مصرف گازهايCFC برآورده شود،پديده گرم شدن زمين_كه نتيجه تولييد گازهاي گلخانه اي با وجود كربن به عنوان عنصر اصلي آن است و از سوختهاي سنگواره اي بدست مي آيد _ميتواند محلت ترميم حفره اوزون را چند دهه به تعويق اندازد.به عنوان يك تناقض ، گرم شدن زمين ،جو را در نزديكي سطح زمين حرارت ميدهد اما لايه پاييني ((استراتوسفر )) يعني جايي را كه اوزون قرار دارد همچنان سرد نگه ميدارد . اين دماهاي پايين به ويژه درزمستان مسبب جمع شدن ابرهاي استراتوسفر در نواحي قطبي ميشود . اين پديده آغازگر واكنشهاي نابود كننده اوزون توسط مولكولهاي كلري استكه توسط كلروفلورو كربن ها آزاد ميشوند. پيش بيني هاي داير بر اين كه حفره اوزون كه بالاي قطب جنوب قرار دارد، به زودي كوچك خواهد شد با آخرين اطلا عات مغايرت دارد كه نشان ميدهد كه اين حفره درحال گسترش است وبه طور بي سابقه اي در چند سال اخير بزرگ شده است.

تاريخچه سوراخ شدن لايه اوزون :


جريان تاسف بار سوراخ شدن لايه اوزون در لايه زير استرا توسفر در بالاي منطقه انتاركتيكا اولين بار در دهه هفتاد (1970 تا 1979)توسط يك گروه تحقيقاتي به نام BAS كشف شد .اين گروه در مورد اتمسفر بالاي منطقه انتاركتيكا از يك ايستگاه تحقيقاتي كه بسيار شبيه اين عكس ميباشد مشاهده مي گردند.

*اطلاعات ايستگاه تحقيقاتي هالي

*ايستگاه تحقيقاتي BAS فالكر اولين بار در حالي تحقيقات را انجام داد كه اندازه گيري اوليه در سال1985براي اولين بار سوراخ شدن لايه اوزون آنچنان نگران كننده بود كه دانشمندان تصور ميكردند كه دستگاهاي اندازه گيري خراب است .آنها دستگاه هاي ديگري جانشين آن دستگاه ها كردند تا آنكه نتايج بدست آمده اندازه گيري هاي اوليه را تاييد كرد .چندماه بعد كه سوراخ شدن لايه اوزون قابل مشاهده بود،(پس از مشاهده سوراخ شدن لايه اوزون تحقيقات قبلي تاييد شد)از طرف ديگر اطلاعات ماهواره TOMS سوراخ شدن لايه اوزون را نشان نمي داد ،بدين دليل كه نرم افزارهايي كه اطلاعاتي در مورد لايه اوزون ميداد به صورتي برنامه ريزي شده بود كه لا يه اوزون در منطقه كوچكي موردبررسي قرار مي گرفت .بررسي هاي بعدي ، اطلاعات بدست آمد هنگامي كه نتايج گروه BASمنتشر نشد،مورد تاييد قرار گرفت و بيانگر اين مطلب بود كه سوراخ شدن لايه اوزون به طور سريع ودر مقياس بزرگي بر بالاي منطقه انتاركتيكا انجام مي شود.

اوزون لايه اي را در استراتوسفر تشكيل ميدهد كه منطقه استوا باريكتر و در دو قطب پهن تر است .ميزان اوزون در بالاي سطح كره زمين به وسيله مقياسي به نام DU ((Dobson units))اندازه گيري ميشود كه اين ميزان در منطقه استوايي در حدود 260DUاست و به ميزان بيشتري در جاهاي ديگر است . اين در حالي است تغييرات فصلي بسيار وسيعي اتفاق ميافتد واين در حالي شكل مي گيرد و اشعه ماوراي بنفش در لايه استراتوسفر نفوذ ميكند يا آن را مي شكافد.

منبع :mollasadra.persianblog.com

النينو

النينو

رويداد ال نينو / نوسان جنوبي يكي از مهمترين و شاخص ترين رويداد هايي است كه منجر به ظهور نا بهنجاري هاي بزرگ آب و هوايي در بسياري از نقاط جهان مي شود . هواشناسان و اقيانوس شناسان جهان در سالهاي اخير مطالعات زياد و دقيقي در مورد مكانيزم ايجاد ال نينو و تاثيرات متقابل جو و اقيانوس انجام داده اند ، بويژه مطالعات گسترده اي در ارتباط با ناموزوني دما در سطح دريا و نوسانات فشار جو در سالهايي كه ال نينو رخ مي دهد انجام گرفته است ، مجموعه اين تغييرات را بنام نوسانات جنوبي مي نامند كه با كلمه اختصاري ENSO (ElNino Southern Oscillation )يعني تركيبي از دو كلمه ال نينو و نوسانات جنوبي است بكار مي رود . براي نخستين بار واكر (1932) و بليس (1937) بر وجود نوساني در فشار سطح و در مقياس جهاني اشاره كردند و آن را نوسان جنوبي SO ناميدند . بدين سان SOيك الگوي ارتباط از راه دور جهاني در اتمسفر است و به دليل تميز آن از ساير الگوهاي ارتباط از راه دور ( بويژه نوسانات اطلس شمالي و آرام شمالي ) جنوبي ناميده شده است . مراكز عمل SO توسط يك گردش مداري شرق به غرب در امتداد صفحه استوا همراه با صعود هوا در غرب اقيانوس آرام و نزول هوا در شرق اقيانوس آرام به يكديگر مربوط مي شود و به اين ترتيب گردش شكل مي گيرد كه توسط بژرگنس (1969) گردش واكر ناميده شد . ال نينو مولفه اقيانوسي ENSO مي باشد و با دگرگونيهاي بزرگ در دماهاي سطح دريا در منطقه آرام حاره اي پديدار مي گردد .

مشخصات ال نينو :

در طول پديده ال نينو باد ها در استوا بر روي اقيانوس از غرب به شرق مي وزند . اين بادها در سطح آب اقيانوس جابجا شده و آبهاي گرم سطح اقيانوس را كه بوسيله خورشيد در مناطق گرمسيري حرارت ديده اند ، به سواحل غربي شمال و جنوب قاره آمريكا مي آورد . به دنبال آبهاي گرم ، بارندگي نيز به سمت مشرق متمايل مي شود ، به همراه سيل در پرو و خشكسالي در اندونزي و استراليا . نشانه كليدي ال نينو ، افزايش دماي غير عادي در امتداد و هر دو طرف خط استوا در اقيانوس آرام مركزي و شرقي است . اين جريان هر چند سال يكبار با يك گرمايش عظيم و غير معمول همراه مي شود . بطوري كه در اين حال دماهاي سطح دريا حداقل براي چند ماه پياپي در 3 تا 5 محل ساحلي بالاي حد نرمال مي رود . و در پي آن دماي سطح دريا براي يك سال و يا حتي بيشتر بصورت غير عادي باقي مي ماند و براي برگشت به شرايط عادي منطقه ، حداقل تا ژانويه يا مارس آينده زمان لازم است .

ال نينو اصولاً تغييراتي در موقعيت تندبادها بوجود آورده و موجب پديد آمدن رفتارهاي آب و هوايي غير معمول در كره زمين مي گردد . تغييرات در تند بادها كه توسط ENSO صورت مي گيرد بر آب و هوا نه تنها در شمال و جنوب قاره آمريكا بلكه در نقاط دوردستي همچون آفريقا و نواحي جنوبگان تاثير مي گذارد .

در حالت عادي آب و هواي نواحي گرمسيري منطقه غرب داراي دماي بيشتر از 10 درجه سانتيگراد نسبت به سواحل شرق پرو و اكوادور مي باشد . فشار هوا در بالاي آب هاي گرم كاملاً پايين است . هواي مرطوب برخاسته از منطقه باعث تشكيل ابر هاي سنگين و بارانهاي شديدي مشابه بارانهاي جنوب شرق آسيا ، گينه نو و شمال استراليا مي شود. كه نهايتاًمنجر به افزايش بارندگي در مناطق جنوبي آمريكا و پرو و خشكسالي در قسمت غربي اقيانوس آرام كه استراليا و كشور هاي مجاور را نيز تحت تاثير قرار مي دهد ، مي گردد . در طي يك رويداد ال نينو نابهنجاري هاي دماي سطح دريا ، سطحي به وسعت 5 ميليون كيلومتر مربع را در طي مراحل انتقال تا تكامل پوشش مي دهد .

دلايل وقوع ال نينو :

گردش واكر : اين گردش يك گردش اتمسفري ، در صفحه اي عمود بر استوا مي باشد كه با صعود هوا در غرب آرام استوايي و نزول هوا در شرق آرام استوايي شكل مي گيرد و همراه با آن بادهاي سطحي شرقي و بادهاي غربي فوقاني به موازات استوا در سطح وسيعي از حوضه آرام استوايي ايجاد مي شود . در واقع گردش واكر اتمسفر ، به گراديان دماي سطح دريا در طول استوا ، ميان دماهاي بالا در غرب آرام استوايي و دماهاي پايين در شرق آرام استوايي مي باشد و قوياً در ارتباط با رويداد ENSO است .

حال اين گراديان دما در سطح دريا چگونه شكل مي گيرد ؟

در شرايط عادي منطقه ، در غرب آرام حاره اي به واسطه بادهاي تجارتي جنوب شرقي نسبتاً آرام ، گرايش حاصل از تشعشع خورشيدي موجب گرم شدن آبهاي اقيانوس مي شود .

 

به طور همزمان بادهاي تجارتي جنوب شرقي موجب فرا رفت آبهاي گرم به سمت غرب مي شوند . بنابراين در غرب آرام حاره اي يك انباشتگي از آبهاي با دما هاي بالا بوجود مي آيد و تراز دريا در اين منطقه بالا است . حال به دليل تنش باد شرقي در آرام استوايي حركتي به سمت قطب در لايه اكمن اقيانوسي ايجاد مي شود و در پي آن به دليل پيوستگي ، فراجهندگي آب سرد در نواحي مركزي و شرقي آرام استوايي به وجود مي آيد كه اين علتي بر وجود زبانه آب خنك در نواحـــــي مــركزي و شرقي آرام استوايي

 

مي باشد . بدين ترتيب در شرايط عادي منطقه ، در غرب آرام استوايي آبهاي سطحي با دماهاي بالا و در مركز و شرق آرام استوايي ، زبانه اي از آبهاي سطحي با دماهاي پايين وجود دارد . حال در نواحي استوايي توزيع فعاليتهاي همرفتي قوي در اتمسفر به ميزان زيادي به همگرايي بادهاي تجارتي و دماي سطح دريا بستگي دارد به طوري كه منطقه همگرايي درون حاره اي (ITCZ - Inter Tropical Convergence Zone) و منطقه همگرايي آرام جنوبي (SPCZ - South Pacific Convergence Zone) بر روي مناطقي واقع شده اند كه داراي آب هاي سطحي با دماي بالاتر از 27 درجه سانتيگراد مي باشند . بنابراين در غرب آرام استوايي توسط بادهاي تجارتي همگرايي و در نتيجه صعود هواي گرم و مرطوب اتفاق مي افتد و به دنبال آن در اثر فعاليتهاي همرفتي و بارندگي ، گرماي نهان به طور گسترده اي در اتمسفر فوقاني آزاد مي شود و در اين حال زمينه اي مساعد جهت يك شارش برگشتي به سمت شرق و به موازات استوا در اتمسفر فوقاني پديد مي آيد و در پي آن هواي خشك در شرق آرام استوايي نزول مي كند . بنابراين در شرق آرام استوايي ناحيه پر فشار سطحي و در غرب آرام استوايي ناحيه كم فشار سطحي شكل ميگيرد و به دليل گراديان فشار به وجود آمده ، حركتي از شرق به غرب در سطح و موازات استوا ايجاد شده و بدين سان گردش واكر كه حاصل گرمايش آدياباتيك در نواحي استوايي است شكل مي گيرد . همراه با بادهاي تجاري جنوب شرقي قوي، گردش واكر شدت مي يابد اما قدرت گردش واكر با دماي سطح دريا در شرق آرام استوايي نيز در ارتباط است به اين ترتيب زماني كه دماهاي سطحي دريا در شرق آرام استوايي پايين تر از حد نرمال است (شرايط عكس ال نينو كه لانينا نام گرفته است ) بادهاي تجاري و گردش واكر در قويترين وضعيت خود قرار دارند . تحت اين شرايط ، شرق استراليا ، اندونزي و هندوستان از هوايي مرطوب و باران زا برخوردارند و شرق آرام استوايي هواي خشك حاكم است واين شرايط عادي منطقه مي باشد . اما زمان وقوع رويداد ENSO يعني شرايط غير عادي منطقه ، زماني است كه گردش واكر ضعيف شده و به دنبال آن هواي خشك و كم باران حاكم مي شود .

راههاي مشاهده ، ثبت و اندزه گيري :

نوسان جنوبي يك رفتار الاكلنگي در تودة اتمسفري است كه مستلزم تبادل هوا ميان دو نيمكره شرقي و غربي بوده و در عرضهاي جغرافيايي حاره اي و جنب حاره اي متمركز مي باشد . مراكز عمل آن اطراف اندونزي و شرق آرام جنوبي در بخش حاره اي است . زماني كه فشارهاي سطح در شرق آرام جنوبي حاره اي (تاهيتي در 17 درجه جنوبي و 150 درجه غربي ) بالاي نرمال است در بيشتر نواحي غرب آرام جنوب حاره اي (داروين در 12 درجه جنوبي و 130 درجه شرقي ) فشارهاي سطح زير حد نرمال است، كه اين فاز سرد نوسان جنوبي نام گرفته و با پديده لانينا (عكس ال نينو ) همراه است . در اين حالت دماهاي سطح دريا در شرق آرام جنوبي حاره اي پائين تر از نرمال است و بادهاي تجارتي و گردش واكر در قويترين وضعيت خود قرار دارند . اما زماني كه فشارهاي سطح در شرق آرام جنوبي حاره اي پائين تر از نرمال است در اكثر نواحي غرب آرام جنوبي حاره اي فشار هاي سطح بالاتر از نرمال است و اين شرايط فاز گرم نوسان جنوبي نام گرفته و در اكثر مواقع با پديده ال نينو همراه است . با اندازه گيري فشارهاي سطح در حوزة آرام جنوبي حاره اي يك شاخص اتمسفري (Southern Oscillation Index-SOI) براي نوسان جنوبي به صورت زير تعريف شده است :

اگر فشار تاهيتي منهاي فشار داروين عددي مثبت شود شرايط غير ال نينو است و اگر فشار تاهيتي منهاي فشار داروين عددي منفي شود شرايط ال نينو برقرار است .

به طور كلي مداركي قوي وجود دارد دال بر اينكه يك گرمايش كلي در اتمسفر جهاني در حدود چند ماه بعد از يك رويداد قوي ال نينو به وجود مي آيد . بر اين اساس پروفسور ويرتكي از دانشگاه هاوايي در سال 1985 پيشنهاد نمود كه مقياس زماني براي وقوع رويداد ال نينو بايستي با محاسبه زمان لازم براي اندوختن آب گرم در مناطق حاره اي جهت شارژ سيستم تعيين شود زيرا به هنگام ظهور ال نينو حرارتي شارژ شده به سمت عرض هاي جغرافيايي بالا و نيز به داخل اتمسفر آزاد مي شود . در طول مرحله تكامل ، يك پريشيدگي به شكل منبع حرارتي در غرب آرام استوايي ايجاد مي شود و اين منبع حرارتي يك سلسله رويدادهايي را ايجاد مي نمايد و سرانجام شرايط غير ال نينو در منطقه حاكم مي شود .

براي گرد آوري داده هاي لازم NOAA از يك شبكه چند شناوري استفاده مي كنند كه دما و جريان ها و بادهاي خطوط استوايي را اندازه گيري مي كند . اين شناورها به طور روزانه داده ميفرستند كه بلافاصله در دسترس محققان و پيش بيني كنندگان در سراسر دنيا قرار مي گيرد .

در اقيانوس آرام استوايي ، ال نينو به روشهاي مختلفي هم چون ماهواره ها ، شناورهاي متصل به لنگر گاه ها ، تجزيه و تحليل سطح دريا و XBT ها رديابي مي شود . بسياري از

اين سيستمهاي بررسي اقيانوس جزيي از برنامه «اقيانوسهاي گرمسيري ـ اتمسفر جهاني » بوده اند و هم اكنون در طرح « سيستم بررسي ENSO » به كار گرفته شده اند .

تاثير ال نينو بر محيط و زندگي بشر :

همراه با رويداد ال نينو توليدات بيولوژيكي به دليل كاهش فرا جهندگي آب سرد در سرتاسر سواحل پرو و اكوادور كاهش مي يابد كه اين سبب مرگ و مير ماهيان و به خصوص ماهي كولي كه غذاي عمدة پرندگان دريايي است مي شود . به دنبال مرگ و مير ماهيان ، ميليونها پرنده دريايي به علت عدم وجود غذاي عمدة خود يعني ماهي كولي در ساحل نابود مي شوند كه اين لطمه اقتصادي جبران نا پذيري را در صنايع ماهيگيري و كود مرغ ( دريايي ) گيري براي كشور هاي پرو و اكوادور به بار مي بارد . از آسيب هاي محلي ديگر ، بارندگي هاي سيل آسا در بخش هايي كه به طور معمول لم يزرع سواحل پرو و اكوادور است كه سبب ته نشست هاي گلي و تخريب شالوده اين مناطق مي شود و در مجموع به دليل شرايط نا به هنجار به وجود آمده ، پديده ال نينو در منطقه به عنوان فاجعه طبيعت شناخته شده است . همچنين اين پديده رابطه اي قوي با خشكسالي در هند ، شرق استراليا ، مالزي ، اندونزي و كلاً آسياي جنوب شرقي دارد . مثلاً ال نينوي 1983–1982 كه شديد ترين رويداد اقليمي دريايي از اين نوع بوده است موجب انقال زنجيره باران هاي حاره اي به طرف شرق و مركز اقيانوس آرام گرديد . كه اين مطلب از تفسير نقشه هاي ماهواره اي و تشعشعات موج بلند بازتابيده از سطح اقيانوس ثابت شده است . از نتايج اين واقعه بارانهاي شديد به مقدار 2000 ميليمتر و جاري شدن سيل هاي مخرب در جنوب اكوادور و شمال شرق پرو مي باشد .

اطلاعاتي در مورد واژه ال نينو :

ال نينو لغتي اسپانيولي و به مفهوم پسر بچه و با تعميم معنا ، كودك مسيح است . علت اين نام گذاري به دليل اعتقادات قلبي و مذهبي سكنه ساحل نشين كشور هاي اكوادور و پرو است .

عبارت ال نينو در اصل به يك جريان گرم و ضعيف ساليانه اطلاق مي شود كه حدوداً در زمان كريسمس به سمت جنوب در امتداد سواحل پرو و اكوادور جريان مي يابد . از اين رو كودك مسيح ناميده شده است . لانينا (Lanina)

يعني دختر كوچك و بعضــي مواقع (El-viejo) يا (Anti Elnino ) خوانده مي شود .

منابع :

www.elnino.noaa.gov

www.enn.com

www.usgs.gov

فصلنامه نيوار

اندازه گيري تابش خورشيد

اندازه گيري تابش خورشيد

مقدمه

خورشيد يكي از منابع اصلي و بزرگ براي كره خاكي بوده و بطور مستقيم ويا غير مستقيم روي فعل و انفعالات پديده هاي فيزيكي آن مؤثر مي باشد ، تابش خورشيد در رشد نباتات و زندگي انسان وحيوانات نقش بسيار مهمي داشته و در كشاورزي وصنعت بوجود نور بيش از پيش احتياج پيدا مي شود در سازمانهاي مختلف هواشناسي جهان از جمله شبكه هواشناسي كشور ما معمولاً از دونوع وسيله براي اندازه‌گيري تابش خورشيد استفاده مي شود دسته اول آن سري از دستگاههايي مي باشند كه فقط مدت تابش خورشيد را ثبت مي كنند وبنام آفتاب نگار (SUNSHINE RECORDER) معروفند ودسته دوم دستگاههايي هستند كه مقدار شدت تشعشع خورشيد را اندازه گيري وثبت مي كنند .

در اينجا با ساختمان ، طرز كار ونحوه بهره برداري از آفتاب نگار آشنا خواهيم شد.

آفتاب نگار SUNSHINE RECORDER

طول مدت آفتابي بوسيله دستگاهي به نام آفتاب نگار تعيين مي شود . اين دستگاه قادر است فواصل زمان‌هايي را كه در آن فواصل خورشيد مي درخشد بر روي كارت هاي مخصوص ثبت نمايد اين وسيله نخستين بار توسط كمپيل استوكس ساخته شده است.

دستگاه مذكور تشكيل شده است ازيك محفظه شيشه‌اي كروي محتوي آب كه خود محفظه در داخل يك كاسه چوبي قرار دارد محفظه شعاعهاي نوراني خورشيد را شبيه به يك عدسي جمع كرده و روي جدار داخلي كاسه چوبي مي اندازد چوب در اثر اشعه متمركز شده و حرارت حاصله خورشيد سوخته وبتدريج خطي در روي جداره چوب كشيده مي شود .

اين دستگاه بتدريج تكميل گرديده و بصورت امروزي در آمده است ، بجاي كره آبي از يك كره كريستال (عدسي كروي) با قطر تقريبي 9 سانتي متر وكاملا يكنواخت استفاده شده ويك نيم كره فلزي ناقص با قطر حدود 140 سانتي متر جانشين كاسه چوبي گرديده است در نيم كره فلزي ناقص مذكور شيارهاي مخصوص تعبيه شده كه كارت هاي آفتاب نگار(RECORD CARDS) براي فصول مختلف سال را در آنها قرار مي دهند اشعه نوراني خورشيد پس از تابيدن بر روي كره كريستالي از آن عبور كرده ودر پشت آن در يك نقطه روي كارت آفتاب نگار جمع مي شود كارت مذكور در اثر گرماي حاصله داغ شده و مي‌سوزد ، كره كريستالي (عدسي كروي) بوسيله دو عدد پيچ در امتداد قطر خود روي پايه فلزي كه شعاع انحناي آن هم مركز با كره مذكور مي باشد قرار گرفته است . كره كريستالي همراه با پايه فلزي ويك كمان مدرج كه بر روي سطح پايه قرار گرفته اند قابل حركت وتنظيم مي باشد (كمان مذكور بر حسب عرض جغرافيايي درجه بندي گرديده است) اين سطح بوسيله سه عدد قابل تنظيم وبطور افقي روي پايه مربوطه محكم ميگردد.

كارت هاي ثبات RECORD CARDS

كارت هاي آفتاب نگار كه براي ثبت مدت تابش خورشيد مورد استفاده قرار مي گيرند از نظر كيفيت طوري ساخته شده اند كه در مواقع بارندگي معمولا رطوبت جذب نكرده وخيس شدن وانبساطشان قابل ملاحظه نيست رنگ اين كارتها معمولا آبي تيره بوده وتا اشعه خورشيد را بهتر جذب كنند هنگامي كه كارت آفتاب نگار بر روي دستگاه در شيار مربوط به خودش قرار مي گيرد ، اشعه خورشيد پس از عبور از عدسي بر روي كارت جمع شده وكارت مذكور شروع به سوختن مي كند اين سوختگي به صورت نواري به پهناي تقريبي يك ميليمتر بر روي كارت ظاهر مي شود در صورت ابري نبودن هوا نوار مذكور در طول كارت ممتد مي باشد كه مدت آفتابي بر اساس درازي سوختگي بر روي كارت تعيين مي گردد چنانچه در طول روز تابش خورشيد به علت موجود بودن لكه هاي ابر در آسمان انفصالي باشد علائم سوختگي بر روي كارت آفتاب نگار بريده بريده خواهد بود كه اگر آنها را با يكديگر جمع كنيم مدت زمان كلي تابش بدست مي آيد ، بر روي كارتهاي آفتاب نگار درجه بنديهاي بر حسب ساعت وجود دارد كه هنگام محاسبه طول مدت تابش خورشيد (بر حسب ساعت ودهم آن) از آن استفاده مي شود بسته به ارتفاع خورشيد در افق جنوبي سه نوع كارت در فصول مختلف سال مورد استفاده قرار مي گيرند هر يك از اين كارتها در يك جفت بخصوص از شيارهاي نيم كره فلزي ناقص پشت عدسي قرار داده مي شوند كارت ها در فصول مختلف سال بشرح زير بكار برده ميشوند.

1-كارت هاي مستقيم (كارت هاي بهاري وپاييزي)

Straight Cards : Equinoctial Cards

طول اين نوع كارتها حدود 24 سانتيمتر بوده در طول ايام سال در دو نوبت مورد استفاده قرار مي گيرند نوبت اول ، از اول مارس (10 اسفند) تا 11 آوريل(22 فروردين) ونوبت دوم آن از سوم سپتامبر (12 شهريور) تا 14 اكتبر(22 مهر) مي باشد محل استقرار اين نوع كارتها در شيار وسط نيم كره فلزي ناقص مي باشد .

2-كارت هاي قوسي طويل (كارتهاي تابستاني )

Long Curved Cards : Summer Cards

طول اين نوع كارتها حدود 30 سانتيمتر بوده و از تاريخ 12 آوريل (23 فروردين) تا دوم سپتامبر (11 شهريور )مورد استفاده قرار مي گيرد محل استقرارشان در پايين ترين شيار نيم كره فلزي ناقص مي باشد.

3-كارت هاي قوسي شكل كوتاه (كارتهاي زمستاني )

Short Curved Cards : Winter Cards

طول اين كارتها حدود 23 سانتي متر بوده و از تاريخ 15 اكتبر (23 مهر ماه) تا آخرين روز فوريه (9 اسفند) مورد استفاده قرار ميگيرند محل استقرارشان در بالاترين شيار نيم كره فلزي ناقص مي باشد.

يك سنجاق (پيچ نگهدارنده ) بر روي دستگاه وجود دارد كه از حركت كارت در دوره ثبت آفتاب جلوگيري مي كند تعويض كارت آفتاب نگار بعد از غروب آفتاب عليرغم اينكه كارت فرداي آن‌روز سوختگي را نشان خواهد داد يا نخواهد داد اجباري است.

موقعيت آفتاب نگار

Exposure Of The SunShine Recorder

آفتاب نگار بر روي پايه محكمي با ارتفاع حدود 5/1 متري از سطح زمين در ضلع جنوبي محوطه ايستگاه كار گذاشته مي شود. محلي كه تعيين مدت آفتابي در آنجا انجام مي شود بمنظور داشتن ديد مداومي از خورشيد در طي روز (از طلوع تا غروب خورشيد) بايد جايي باز وبدون مانعي در اطراف آن باشد تا حتي ساعتي از روز و يا وقتي از سال سايه اي توسط مانع بر روي دستگاه قرار نگيرد هنگام نصب آفتاب نگار بر روي پايه مربوطه اش دانستن شعاع جغرافيايي محل و يا ظهر محلي ضروري مي‌باشد.

منبع : www.spiegel.de

نقش هواشناسي در فعاليتهاي فرهنگي اقتصادي و اجتماعي

نقش هواشناسي در فعاليتهاي فرهنگي اقتصادي و اجتماعي

در اين مقاله سعي شده بخشي از تأثيرات اطلاعات هواشناسي در امر توسعة اقتصادي و اجتماعي جوامع در حد بسيار مختصر بيان شود .

هواشناسي و توريسم :

هر گردشگري علاقه مند به دانستن وضعيت آب و هوايي منطقة مورد نظر قبل از مسافرت مي باشد و هواشناسي مي تواند اين اطلاعات مورد نياز را در اختيار گردشگران و نيز مسؤولان مناطق توريستي براي برنامه ريزي هاي لازم قرار دهد .

هواشناسي و كشاورزي :

امر كاشت ، داشت و برداشت محصولات كشاورزي بدون در نظر گرفتن پارامترهاي هواشناسي داراي بازده اندك و همراه با خسارت احتمالي زياد است . هواشناسي علاوه بر تحقيقات در مورد سازگاري گونه هاي مختلف گياهي با آب و هوا در تعيين مناسب ترين زمان كاشت ، داشت و برداشت محصول ، سمپاشي ـ كوددهي و آبياري و كاهش خسارت جوي بويژه سرمازدگي و پيش بيني آفات گياهي مي تواند مسؤولان و كشاورزان را ياري دهد .

هواشناسي و بهداشت عمومي :

تغييرات ناگهاني دماي هوا نظير سرد شدن و گرم شدن ناگهاني و نيز افزايش آلودگي شهرهاي بزرگ در نتيجة پديدة وارونگي دما و ديگر پديده هاي جوي منجر به گسترش بعضي از بيماريها و بروز خطرات جاني و ضررهاي مادي شهروندان مي گردد ، هواشناسي مي تواند با آگاهي دادن به موقع به مردم و مسؤولان اين آسيبها را تا حد زيادي كاهش دهد .

هواشناسي و انرژيهاي نو :

آلودگيهاي ناشي از استفادة بي رويه از سوختهاي فسيلي از يكسو و اتمام منابع چنين سوختها در آيندة نه چندان دور از سوي ديگر استفاده از انرژيهاي نو نظير انرژي باد ، انرژي حاصل از امواج دريا ن نظاير آنها را

اجتناب ناپذير مي سازد و استفادة بهينه از چنين انرژي هايي مستلزم اطلاعات آب و هوايي طولاني مي باشد و اطلاعات حاصل از ايستگاه و دانش هواشناسي مي تواند دستيابي به چنين انرژيها را تسهيل نمايد .

هواشناسي و كاهش بلايا :

بسياري از بلاياي غير مترقبه نظير سيل و طوفان ، آلودگي شديد هوا و سرمازدگي ، احتراق جنگلها و … ناشي از عوامل جوي است كه به كمك اطلاعات و آمار هواشناسي و نيز پيش بيني به موقع پديده هاي مخرب جوي مي توان خسارات مادي و جاني از اين حوادث را به حداقل رسانيد .

هواشناسي و هوانوردي :

صعود و فرود هواپيماها در فرودگاههاي مبدأ و مقصد و نيز حركت هرگونه هواپيمايي در آسمان بدون در دست بودن اطلاعات جوي اعم از اطلاعات به موقع و نيز پيش بيني هواي مسير پرواز و فرودگاهها عملاً غير ممكن است و در دسترس نبودن اين اطلاعات مي تواند به سوانح هوايي منجر شود بدين جهت در كليه فرودگاهها وجود هواشناسي سينوپتيك و در فرودگاههاي اصلي علاوه بر ايستگاه ، وجود مركز پيش بيني هواشناسي ضروري است .

هواشناسي و ترابري دريايي :

امروزه كشتيهاي بزرگ و كوچك زيادي در بندرگاهها متوقف و يا در اقيانوسها و درياها مشغول حمل بار و مسافر مي باشد و همينطور كشتيها و قايق هاي ماهيگيري زيادي در درياهاي دور و نزديك كشورها مشغول فعاليتند ، وقوع طوفانهاي دريايي و ديگر شرايط جوي نامساعد خطر دائمي براي كشتيها و مسافرين و محمولة آنها مي باشد . اطلاعات جوي به موقع و ضدور پيش بيني هاي لازم مهمترين عامل براي كاهش خسارات مالي و جاني بويژه در مورد ماهيگيران و قايقهاي تفريحي و امور كشتيراني مي باشد .

هواشناسي و ترابري جاده اي :

تهيه اطلاعات جوّي لازم در مورد وضعيت جاده ها براي تسهيل در امر ترابري جاده ها كاهش خسارات احتمالي و نيز آسايش مسافرين امر ضروري مي باشد . اين امر بويژه در فصل سرما در مناطق كوهستاني كه جاده هاي آن برف گير ، بهمن خيز و لغزنده مي باشد از اهميت بيشتري برخوردار است . صدور اطلاعات و پيش آگاهي هاي لازم براي مسئولان و مردم ضمن تسهيل در امر رفت و آمد خسارات جاني و مالي حوادث جاده اي را در حد قابل توجهي پايين مي آورد .

هواشناسي و ورزش :

هر ورزشي نيازمند آب و هواي خاص است در ورزشهاي زمستاني نظير اسكي ، برفي بودن هوا ، در موج سواري طوفاني بودن دريا و در ورزشهايي نظير فوتبال و دو ميداني صافي و آرامش هوا نقش دارند . وجود فشار هوا و ارتفاع و تنوع آب و هوا تاثير فيزيكي خاص بر روي ورزشكاران دارد كه با سازگاري مي تواند ورزشكار را
آماده رقابت نمايد و هواشناس مي تواند با دادن اطلاعات جوّي و پيش آگاهي هاي لازم ورزشكاران و مسئولان ورزشي و تماشاگران را در انجام بهتر فعاليتهاي ورزشي ياري دهد .

هواشناسي و شهر سازي :

بسياري از شهرها كه بدون توجه به اطلاعات اقليمي ساخته شده يا گسترش يافته اند بطوري كه مشكلاتي نظير آلودگي هوا ، تامين آب مورد نياز و سيل خيز بودن منطقه و نظاير اينها كه جملگي ناشي از عوامل جوي و اقليمي مي باشند در رنجند ، تنوع اقليمي در ساخت و ساز اماكن و ساختمان و نوع گرم و سرد نمودن آنها با هوا شناسي رابطه مستقيم دارد ، استفاده از اطلاعات و آمار هواشناسي در طراحي و احداث شهرهاي جديد و نيز توسعه شهرهاي قديمي مي تواند اين عوارض را به حداقل برساند .

هواشناسي و صنعت :

بسياري از صنايع موجب آلودگي هستند و احتياج به مكان مناسب براي استقرار دارند بعضي از صنايع به عناصر جوي نظير رطوبت و دما حساسند و حتي بعضي از صنايع داروسازي احتياج به هواي تميز و عاري از آلودگي دارند و لذا ايجاد و گسترش هر گونه صنعتي احتياج به اطلاعات هواشناسي دارد و داده هاي هواشناسي مي تواند با تعيين مكان مناسب ، ماشين آلات مناسب و صنايع مناسب براي هر ناحيه اي ضمن بالا بردن راندمان توليد ، خسارات احتمالي اين صنايع را به حداقل كاهش دهد .

هواشناسي و توسعه پايدار :

با توجه به مطالب ذكر شده ايجاد هرگونه تاسيسات زير بنايي نظير احداث سد و جاده ، راه آهن و احداث فرودگاهها و بنادر و شبكه هاي آبياري ، حفظ منابع آب و خاك ، حفاظت جنگلها و منابع طبيعي ، حفظ محيط زيست ، جلوگيري از آلودگي هوا ، دسترسي به انرژي هاي سالم و ارزان ، توسعه منابع غذايي و در يك جمله تمام عوامل لازم براي دست يافتن به توسعه پايدار داشتن اطلاعات و آمار و داده هاي هواشناسي و دسترسي و استفاده بهينه از اين اطلاعات و كاربردي نمودن آن مي باشد .