از هوا و هواشناسی چه ميدانيد؟(3)
تهيه كنندگان: عبدالامير كربلايي و ف. مدرك
منبع:راسخون
منبع:راسخون
حرارتسنج خشك و تر ایستگاه هواشناسی دبیرستان شمارۀ یك هدف
(1) رطوبتسنج (هایگرامتر) ایستگاه هواشناسی دبیرستان شمارۀ یك هدف
نمسنج یا هایگرامتر- در هواشناسی دانستن رطوبت در ساعات مختلف لازم است و برای محاسبۀ آن از نمسنج استفاده میكنند نمسنج دستگاهی است كه از یك رشته مو یك عقربه و یك استوانۀ دوار كه بر روی آن صفحۀ مدرج و قابل تعویض وجود دارد تشكیل شده است آنرا مانند ساعت كوك میكنند و استوانه آهسته میگردد. (شكل 8)
موهای آدمی یا حیوانات در مقابل رطوبت و خشكی حالت انقباض و انبساط دارند هرچقدر رطوبت زیاد باشد مو منبسط و كشیده میشود (مانند اهالی شمال ایران و روسیه و شمال اروپا كه در بین آنان ندرتاً اشخاصی با موهای فری و یا مجعد میتوان یافت) و هرچقدر هوا خشك باشد مو حالت انقباض پیدا كرده و كوتاه میشود (مانند مردمی كه در كویرها زندگی میكنند و اغلب موهای كوتاه و مجعد دارند).
اثری كه رطوبت یا خشكی بر روی موهای دستگاه نمسنج میگذارد سبب میشود كه عقربۀ متصل به آن در اثر كوتاه و بلند شدن مو بالا و پایین برود و نوك عقربه بر روی صفحه مدرج استوانه اثر گذاشته و خطوطی ترسیم نماید.
با توجه به درجۀ حرارت نواحی مختلف كره، خشكی، رطوبت و تأثیر دریاها بر خشكیها است كه سطح كره ارض را به قسمتهای مختلف آب و هوایی تقسیم نمودهاند (صرفنظر از استثنائات) منطقه استوایی یا حاره- منطقه معتدله (جنوبی و شمالی)- منطقه قطبی (شمالی و جنوبی) كه هر كدام از تقسیمات فوق به نوبه خود به علت وضع جغرافیایی و دوری و نزدیكی به دریا و پستی و بلندی دارای آب و هوای مرطوب- خشك- یا متغیر میباشند.
فشار هوا- هوا دارای فشار است اما چون ما از بدو تولد در میان اقیانوس بیكران آن غوطهور بودهایم به آن توجهی نداریم و احساس نمیكنیم. چنانكه به ارتفاعات زیاد صعود كنیم یكنوع گرفتگی و خفگی احساس خواهیم كرد، در درههای پست و كنارههای دریا باز دچار ناراحتی و گاهی احساس درد كم در بینی و گوش خواهیم نمود كه در اصطلاح این عوارض را آب بهآب شدن میگویند و حال آنكه عارضه اول به علت كمبود فشار هوا و دومی به علت زیادی فشار است. این فشار گرچه جزئی و مساوی با 800 / 1 ( ) فشار آب است ولی در هواشناسی و تغییرات جوی نقش اول را بهعهده دارد.
تغییر درجۀ حرارت سبب كم و زیاد شدن فشار هوا خواهد شد. میدانیم هر جسمی در مقابل حرارت حالت انبساط به خود میگیرد و از هم باز میشود و در سرما منقبض شده جمع میگردد.
برای مثال بد نیست این بار از خود آدمی و عضلات او مایه بگذاریم. شما در تابستان و هوای گرم كه میخواهید بخوابید بیاراده دستها را به طرفین باز كرده و پاها را از هم جدا گذاشته و رو به آسمان دراز میكشید و بدون اینكه خود متوجه باشید سعی میكنید تمام عضلات و اعضاء بدنتان از هم منبسط بشود در حالیكه در زمستان و در سرما دستها را در روی سینه صلیب كرده و سر را خم نموده و یك پهلو با زانوهای خم شده و نزدیك به شكم و به قول معروف مچاله میكنید، اگر در این موقع به عضلات بدنتان دست بزنید میبینید سفت میباشند. هوا همچنین حالت را دارد هرچقدر گرمتر بشود از هم باز شده حجمش زیاد و در نتیجه سبك میگردد و هرچقدر سردتر شود ذرات آن منقبض شده در حجم كمتری جا میگیرد پس اگر دو حجم مساوی هوای گرم و سرد را در نظر بگیریم هوای سرد به علت تراكم زیاد به مراتب سنگینتر و دارای فشار كم بیشتری میباشد. هوای مجاور زمین وقتی در محلی گرم شد ایجاد مرکز فشار نموده سبك شده و به بالا صعود میكند و چون در جو مجاور زمین خلائی وجود ندارد فوراً هوایی كه دارای فشار زیادتری است از اطراف به مركز فشار كم حركت میكند و از این حركت چنانكه گذشت باد تولید میشود.
در هواشناسی مناطق فشار كم را پست میگویند، مسیر بادها به طور مستقیم نیست و این خود ایجاد اشكالات و گمراهیهایی را در هواشناسی مینماید.
حركات باد در مراكز فشار كم (سیكلن) (L) از خارج به طرف مركز فشار كم و در امتداد مسیر آیسوبارها میباشد (شرح آیسوبار بعداً خواهد آمد) مسیر آن دایره مانند و جهتی برخلاف حركت عقربۀ ساعت دارد (شكل-9)، در مراكز فشار زیاد (آنتی سیكلن) (H) جریان باد بالعكس از مراكز فشار زیاد به خارج وزیده و جهتی مانند حركت عقربۀ ساعت دارد. ولی هركدام از مراكز فشار كم یا زیاد در یك محل ثابت نمیمانند و از نقطهای به نقطهای دیگر در حال حركتند. سیكلنها دارای حركت سریعتر و حوادث ناشی از آن بسیار تند و هوایی منقلب و بارانی دارند و در مراكز آن بیشتر ابرهای پرباران نیمبوس تشكیل میگردد، و بارانهای سیلآسا براه میاندازند. برعكس آنتی سیكلنها اغلب در حدود چند هفته در محلی توقف میكنند و دارای هوای خشك و گاهی سرد و بدون ابر میباشند. و یا اینكه دارای ابرهای بلند و بدون باران اند و بیشتر در فصل زمستان سراسر كشور ما را فرا میگیرند.
فشار هوا را اولین بار توریچلی Torricelli دانشمند ایتالیایی در سال 1643 اندازه گرفت و قبل از آن یا به درستی شناخته نمیشد و یا اینكه كسی برای هوا فشاری تصور نمیكرد. فشار هوا در سطح دریای آزاد و در عرض 45 درجه و حرارت صفر درجه سانتیگراد برابر است: ١ / ٧٥٠ میلیمتر بر هر سانتیمتر جیوه. فشار را با فشارسنج یا (بارومتر) اندازه میگیرند. (شكل 10)
بارومتر فلزی (فشارسنج) ایستگاه هواشناسی
بارومتر دو نوع است. یكی جیوهای كه عبارت است از یك لوله مدرج محتوی جیوه و معلق در ظرف جیوهای دیگر، كه در اثر كمی و زیادی فشار هوا بر سطح جیوه، جیوۀ درون لوله پایین و بالا میرود. نوع دیگر آن فلزی است و از یك قوطی با پوستهای نازك تشكیل شده است و كمی و زیادی فشار بر پوستۀ قوطی سبب بالا و پایین رفتن آن میگردد و این حركت را به وسیلۀ عقربه و اهرمی به روی صفحۀ مدرج و استوانهای شكل دوار منتقل و ثبت میكند.
واحد فشار بار است و آن را به صورت اینچ. میلیمتر. یا میلی بار میخوانند.
(میلی بار٩ / ٣٣ میلی متر= ٤ / ٢٥ اینچ) كه در ایران بیشتر میلیمتر متداول است.
خطوط همفشار (آیسوبار)- آیسوبار خطی را گویند كه كلیۀ محلها و شهرهایی را كه دارای فشار مساوی هستند (البته پس از محاسبۀ ارتفاع زمین و عرض جغرافیایی) بهم متصل نمایند. ترسیم آیسوبارها در روی نقشههای اقلیمی (شكل 11) قسمت اعظم كار هواشناسی را تشكیل میدهد.
نمونۀ تقریبی از یك نقشۀ هواشناسی ایران و اطراف، پس از ثبت نمودن گزارشها و رسم آیسوبارها
وقتی فشار هوای ایستگاههای فرعی به مركز هواشناسی مخابره شد مقدار فشار در كنار هر شهر نوشته میشود و پس از تكمیل گزارشها نواحی همفشار را بهم متصل نموده و مراكز فشار كم و زیاد به دست ميآید.
پیشبینی هوا- چنانكه گفته شد در كنار هر ایستگاه در روی نقشه علاوه بر مقدار فشار هوا باد و مسیر و سرعت آن نیز نوشته میشود و همچنین به وسیلۀ علامات و اختصارات بینالمللی آمدن برف، بودن برف روی زمین، یخبندان، مهآلود یا صاف بودن هوا، قدرت بینایی، ریزش باران و مقدار آن و مهمتر از همه مقدار درجۀ حرارت و نكات دیگر نیز قید میشود و در این موقع است كه كار اصلی و لذت بخش پیشبینی هوا باید نتیجه بدهد. و هواشناسی با نگاه كردن بر روی نقشه تشخیص میدهد كه مثلاً آن مركز فشار كم با چنان سرعت و فلان جهت كی و در حدود چه ساعتی به نقطۀ مورد نظر میرسد و یا هوای سرد فلان منطقه با سرعت و جهتی كه نشان داده شده كی و چه موقع به منطقۀ دیگر خواهد رسید (شكل 11) البته كار به همین سادگی ختم نمیگردد چه ممكن است مسیر و جهت یك سیكلن و حوادث ناشی از آن كه قبلاً پیشبینی شده تحت تأثیر عوامل فوقانی جو قرار گرفته یا سایر استثنائات كه برخی در خلال سخنان گذشته گفته شد باعث تغییر جهت یا از بین بردن سیكلن مزبور گردد و در آن موقع است كه هواشناس بیگناه مورد سرزنش مردم ناآگاه قرار گرفته و سیل انتقاد براه میافتد. در خاتمۀ كلام بد نیست كه یك بار دیگر یادآور شویم هرچه ارتباطات كشورها و ایستگاههای هواشناسی بههم نزدیكتر و شبكههای فرعی بیشتر توسعه یابد و در ارتفاعات مختلفۀ جو ایستگاههایی برقرار گردد و اطلاعات هواشناسی كاملتر شود نتیجه بهتر و پیشبینی از آیندۀ دورتر میسرتر خواهد بود.
حرارتنگار (ترموگراف) وسیلهای كه با آن تغییرات درجۀ حرارت در روزهای مختلف هفته ثبت میشود (ایستگاه هواشناسی هدف)
فیزیک هواشناسی
آب و هواشناسی و سیر تحولی آن
آب و هواشناسی فیزیکی
در هواشناسی دینامیک نتایج حاصل از پراکندگی انرژی تابشی خورشید و فرآیندهای ترمودینامیکی با استفاده از روشهای ریاضی و اصول فیزیکی بررسی میشود. هواشناسی دینامیکی مبنای نظری هواشناسی سینوپتیک است.
آشنايي با فشار هوا
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
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.
آب و هواي ايران
ميانگين سالانه دماي بندر عباس در اوايل زمستان 18.5 سانتيگراد ميباشد. ميزان بارش سالانه مناطق مختلف کشور نيز بسيار متفاوت است.
ايران داراي آب و هواي متناوبي است که در برخي مناطق کشور گرماي تابستان و سرماي زمستان مشابه ميباشند. به همين دليل آب و هواي ايران در هر منطقه بايد بصورت جداگانه مورد توجه قرار گيرد.
در ژانويه و فوريه (آذر و دي) سه نوع منطقه آب و هوائي در ايران وجود دارد: سواحل درياي خزر داراي آب و هواي معتدل سرد، مناطق مرکزي داراي آب و هواي سرد زمستاني، و مناطق کناري داراي آب و هواي متوسط و ملايم ميباشد. ولي در مناطق جنوبي هوا بسيار گرم است و در تابستان تحمل آب و هواي مناطق مرکزي بسيار مشکل ميباشد.
شهرهاي شيراز، اصفهان، تهران، مشهد و تبريز که مهمترين مراکز جلب جهانگردند آب و هواي بسيار متنوعي دارند. شيراز با 4 ماه هواي گرم در صدر اين فهرست قرار مي گيرد و تبريز با يکماه هواي گرم در رديف آخر.
جهانگردهائي که در فصل زمستان به سواحل جنوبي ايران مي روند با آب و هوائي بسيار مطبوع روبرو مي شوند، در حالي که در همان زمان مردم استانهاي فارس و اصفهان آب و هوائي باراني يا برفي دارند. در فصل تابستان آب و هواي همه مناطق کشور تا حد قابل تحملي گرم مي شود. بهترين زمان براي بازديد از مناطق مختلف ايران دو فصل بهار و پائيز و بويژه ايام نوروز ميباشد.
آلودگی هوای تهران:
گاه براي آنكه بفهميم هواي تنفسي مان آلوده است، لازم نيست كه دانشمند باشيم و يا وسايل خاصي را در اخييار داشته باشيم. مردمي كه در تهران و يا شهرهاي بزدگ ديگر زندگي مي كنند، مي توانند برخي اوقات آلودگي هوا را به خوبي تشخيص دهند. يكي از راههاي تشخيص معمولي آلودگي هوا بدون وسايل مخصوص، محدوديت ديد است. اگر در روزهاي كاري در تهران كه هوا آلوده است به ارتفاعات شمال شهر برويم به خوبي مشخص است كه دود و غبار مثل يك چادر بر روي شهر افتاده است. گاهي بوي غير معمول به ما مي گويد كه داريم چيزي را استنشاق مي كنيم كه نبايد بكنيم. سوزش گلو و مشکلات تنفسی علائم ديگری است که زنگ های خطر را برايمان به صدا در می اورند. بسياری از اوقات ما الودگی را می بينيم و حس می کنيم.
و اما از مهمترين آلودگي هايي كه در هوا به چشم نمي آيند و بسيار خطرناك هم همستند، منو اكسيد كربن ياCO است. مي توان بجرات گفت كه منو اكسيد كربن 50 درصد آلودگي هايي را تشكيل مي دهد كه با چشم نمي شود ديد. ( توجه داشته باشيم كه منو اكسيد كربن با دي اكسيد كربن قرق دارد ) اين جناب منواكسيد كربن داراي مضرات بسيار زيادي است كه بدون وارد شدن در جزئيات برخي از آنها را بر مي شماريم. اين گاز خطرناك به همراه اكسيژين به درون سلولهاي خون مي رود و صدمات بسياري را در آنجا ايجاد مي كند. همچنين اين گاز بر روي بينايي تاثير مخرب دارد. منواكسيد كربن مي تواند بر روي مغز تاثير گذاشته و حتي ادراك و قضاوت معمول انسان را دچار نقص كند. تحقيقات تشان داده است افرادي كه بيش از حد در معرض اين گاز قرار داشته اند از حالت عادي خارج مي شوند و بصورت موقتي دچار رويا و خيالهاي غير واقعي مي گردند. دانشمندان بسياري از نزاعهاي شخصي بين افراد در خيابان را ناشي از تنفس بيش از حد اين گاز مي دانند ( البته علاوه بر موضوع دعوا). وسائل نقليه عمومي مهمترين عامل توليد اين گاز هستند. از ديگر گازهاي آلاينده مي توان از اكسيد سولفور، 16 درصد و اكسيد نيتروژن، 14 درصد نام برد. بيشترين عامل توليد اين دو گاز احتراقهاي سوختي است. در لحظه شعله ور شدن سوخت اين دو گاز پديد مي آيند. اكسيد سولفور بخصوص در تاسيسات توليد برق و كارخانجاتي كه ذغال سنگ مي سوزانند پديد مي آيد. در نزديگي ترمينال ها، جايي كه اتوبوسها درجا مشغول كار هستند، نيز ميزان اين گاز بسيار است. ذرات معلق 5 درصد كل آلاينده ها را تشكيل مي دهد كه افزايش بيش از حد آن درهوا عدم كاركرد درست سيستم تنفسي و عروق و همچنين بيماريهاي قلبي موثر است. همچنين آلودگي هوا در مجموع، اندامهاي مويي شكل در درون مجراي تنفسي را از بين مي برد. اين اندامهاي مويي شكل كه به سيليا معروف هستند كارشان جلوگيري از ورود مواد زائد به درون ششها است. حركت رو به بالاي اين اندامها باعث مي شود كه مواد آلوده به صورت خلط از مجراي تنفسي و دهان به بيرون منتقل شود. آلودگي هوا دشمن اين اندامها است و به اين ترتيت وسيله دفاعي ريه ها را از بين مي برد. هيدروكربنها نيز بخشي ديگر از آلودگي هوا را تشكيل مي دهند. البته اينها بخشي از آسيبهايي است كه انسان در اثر تنفس هواي آلوده مي بيند. لازم به تاكيد است كه تاثير هواي آلوده به اين مواد بر روي انسانها متفاوت است. مثلا كودكان و سالمندان بيشتر از ساير افراد در معرض خطر تنفس هواي آلوده قرار دارند.
هر كدام از گازها و مواد خطرناك در هواي آلوده علاوه بر تاثير مستقيم بر جسم انسان، ضررهاي غير مستقيمي نيز بر محيط زيست انساني وارد مي آورند. به عنوان مثال اكسيد نيتروژون عامل بوجود آمدن بارانهاي اسيدي مي شوند كه خود بحث جداگانه اي را می طلبد
منابع:
http://www.aa-mahmoodian.com
http://daneshnameh.roshd.ir
http://www.cloudysky.ir
www.hupaa.com
http://www.paraglider.mihanblog.com
http://joghrafia19.blogfa.com
/خ