هواشناسي، مطالعه درباره جو زمين

واضح آرشیو وب فارسی:اطلاعات: هواشناسي، مطالعه درباره جو زمين

يونانيان واژه متيورولوگيا را، برگرفته از كلمه‎ » ‎متيوروس» ، به معني اشياي معلق در آزمايش‌هاي مربوط به هوا، به اضافه «‎لوگوس» كه به خطابه يا درس ترجمه شده است، براي اين علم بكار برده‌اند. ليكن،‏‎ ‎امروزه مطالعه جو زمين چنان به رشته‌هاي تخصصي تقسيم شده است كه واژه فراگير‎ ‎متئورولوژي‎ )‎هواشناسي)كه از يونانيان باستان بر جاي مانده است، هيچ‎ ‎كس را ارضا نمي‌كند. از اينرو، براي مطالعه بخشي از جو كه در آن يونش و گسست مهم‎ ‎است و روي هم رفته بالاتر از ارتفاع حدود‏Km 35‎ قرار دارد، واژه آيرونومي (نزديك جو‎ ‎بالا) را بكار مي‌برند، در حالي كه برخي، به عنوان نامي فراگير، علم (يا علوم) جو‎ ‎را مي‌پسندند. ‎

مطالعه و پژوهش درباره تمامي جنبه‌هاي جو زمين كه بطور تفصيلي‎ ‎از سطح زمين تا سطح بالايي جو را در بر مي‌گيرد، امروزه تحت عنوان‎ ‎علوم جوي‎ ‎ناميده مي‌شود. واژه قديمي و مصطلح‌تر هواشناسي مطالعه مطرح پاياني جو را، كه داراي‎ ‎تغييرات دائمي است، شامل مي‌شود. بشر از ابتداي خلقت به دليل تماس نزديك با طبيعت و‎ ‎مشاهده عيني پديده‌هاي جوي همواره نسبت به كشف اين پديده‌ها كنجكاوي نشان داده است‎. نخستين تجربه عيني پديده‌هاي جوي شايد مشاهده رعد و برق و آتش گرفتن جنگلها بوده كه‎ ‎بعدها به كشف آتش منجر شده است. همچنين نخستين كوشش انسان براي تهيه غذا و كشاورزي‎ ‎نيز همراه با ديده باني هوا بوده است‎.‎

هواشناسي شاخه‌اي تخصصي از فيزيك‎ ‎پيشرفته است كه از ابزارهاي رياضي پيچيده‌اي بهره مي‌گيرد و بر همه علوم فيزيك‎ ‎تكيه‌اي استوار دارد. هواشناسي بيش از همه با نظريه‎ ‎تابش الكترومغناطيسي‎‎،‎ ترموديناميك‎،‎ مكانيك‎ ‎كلاسيك،‎ ‎فيزيك شاره‌ها‎، شيمي‎ ‎فيزيك ‎و‎ ‎نظريه لايه مرزي‎ ‎سر و كار دارد. اگر جو‎ ‎زيرين نيز در آن گنجانده شود،‎ فيزيك‎ ‎خورشيد‎،‎ ‎طيف شناسي‎‎،‎ فيزيك‎ ‎پلاسما‎، يونش، فيزيك ذرات بنيادي، پديده‌هاي اشعه ايكس، نور شناخت، فيزيك‎ ‎پرتوي كيهاني، پديده‌هاي برانگيزش، الكتروديناميك، مگنتوهيدروديناميك،‏‎ ‎انتشار راديويي‎ ‎و ساير فرآيندهاي مربوطه را‎ ‎نيز بايد فرا گرفت‎. ‎

تاريخچه‎ ‎

نخستين بار ادموند هالي به سال 1688 اسنادي را در زمينه پديده‌هاي‏‎ ‎جوي و نقشه‌هاي مربوط به بادهاي متواتر در سطح اقيانوسها، براي بخشي از سطح زمين‎ ‎منتشر كرد و در سال 1840 هوري نقشه بادهاي اقيانوسها را ترسيم و توان و جهت وزش‏‎ ‎آنها را مشخص ساخت و بدين ترتيب در رفع نياز دريانوردي گامي برداشته شد‎. ‎

سير تحولي ‎ ‎

در اواخر قرن نوزدهم مطالعات جو شناسي در سطح زمين بويژه‎ ‎در زمينه اندازه‌گيري باران‌ها توسعه پيدا مي‌كند و از سال 1916 مطالعه پديده‌هاي‏‎ ‎جوي در زمينه پيش‌بيني هوا شكل مي‌يابد و اين بررسيها بر مبناي ويژگي‌هاي سيستماتيك‎ ‎صورت مي‌گيرد. در سـالـــهاي بعـــد، توسعه هــوانوردي پيش بيني‌هاي دقيق‌تري را در وسعت‎ ‎گسترده‌اي ايجاب مي‌كند و آگاهي هوانوردان از حالات احتمالي آزمايش‌هاي مربوط به هوا‎ ‎در ناحيه معين و براي يك لحظه از زمان الزامي مي‌نمايد و به منظور رفع همين نياز‎ ‎هست كه در پاره‌اي از نقاط دنيا سازمان‌هاي هواشناسي بوجود‎ ‎مي‌آيد‎.‎

به تدريج به موازات توسعه‎ ‎شناسايي‌هاي علمي، براي بهره‌گيري منطقي از منابع اقتصادي زمين به آگاهي‌هاي بيشتري‎ ‎از پديده‌هاي جوي احساس نيز مي‌شود، به گونه‌اي كه براي شناخت قدرت هيدروليكي‎ ‎ناهمواري‌ها و‎ «نفت‎ ‎سفيد» ‎كوهستان‌ها به عنوان منبع زايش آب‌ها، تعيين حجم متوسط آب رودخانه‌ها در‎ ‎رابطه با نوسان ميزان بارندگي سالانه حوزه‌ها مورد توجه قرار مي‌گيرد. همچنين‎ ‎پيشرفت علم كشاورزي به منظور كاشت و برداشت محصولات كشاورزي، مهندسين زراعي را به‎ ‎كسب اطلاعاتي در زمينه‎ آب‎ ‎و هواشناسي ‎وا‌ مي‌دارد و همين نياز به عنوان انگيزه ديگري در پيشرفت تحقيقات‏‎ ‎كليماتولوژي موثر مي‌افتد‎. ‎

شاخه‌هاي هواشناسي‎ ‎

* هواشناسي‎ ‎فيزيكي: ‎بررسي ويژگي‌ها و منشأ تغييرات عوامل آب و هوا را مد نظر دارد‎. ‎

* هواشناسي‎ ‎ديناميكي: ‎به مطالعه توده‌هاي هوا و بررسي عوامل انرژي مجموعه اتمسفر و يا‎ ‎جريانات اتمسفري مي‌پردازد‎. ‎

* هواشناسي اتمسفر آزاد‎: ‎پديده‌هاي اتمسفر‎ ‎را از سطح زمين تا ارتفاعات بيشتر مطالعه مي‌كند‎. ‎

آشنايي با ماهواره‌هاي هواشناسي‎ ‎

ماهواره‌هاي آب و هوائي نخستين بار توسط آمريكائي‌ها و‎ ‎در سال 1960 براي مشاهده و دريافت اطلاعات واقعي آب و هوائي به آسمان پرتاب‏‎ ‎شدند. در آگوست همين سال، نخستين تصوير زمين از فضا در روزنامه ملي ژئوگرافيك‎ (Geographic) ‎منتشر شد. 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 است و يا هر مداري ما بين اين دو حالت‎. ‎همچنين در انتخاب مدار ماهواره عامل ارتفاع نيز مي‌تواند درنظر گرفته شود مثلا‏‎ً ‎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 پيش‌بيني‌هاي 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 ماهواره‌هايي كه 24 ساعته در روز بتوانند تصاوير ماهواره‌اي را تهيه نمايند‏‎ ‎احساس شد. ماهواره‌اي 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 است به‎ ‎دور زمين بچرخند. اين نوع ماهواره‌ها، ماهواره‌هاي «زمين‌آهنگ» ناميده مي‌شوند‎.

‎از‎ ‎آنجايي كه سرعت چرخش اين ماهواره‌ها به دور زمين با سرعت چرخش زمين متناسب است،‎ ‎اين ماهواره‌ها نسبت به يك موقعيت روي سطح زميــن ثابت باقي مي مانند و به اين دليل‎ ‎كه زمين نيز در روز يكبار به دور محورش مي‌گردد آن‌ها نيز يكبار در روز مدار خود را‎ ‎طي مي‌كنند‎.

‎براي مثال دو ماهواره‌‏‎ Goes)‎ماهواره‌هاي محيطي- عمليـــاتي ثابت‎ ‎زمين) جز مــاهواره هاي زمين آهنگ هستند و در مدار زمين آهنگ‎ (geosynchronous) ‎دور‎ ‎زمين مي‌چرخند. در حداقل ارتفاع 36 هزار 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 مي‌كنند. ديده باني پيوسته اين ماهواره‌ها‎ ‎براي تجزيه و تحليل متمركز داده‌ها ضروري هستند. اين تصاوير بوسيله يك نرم افزار‎ ‎تجزيه و تحليل شده و بصورت پيوسته و گرافيكي تهيه مي‌شوند. به اين دليل است كه به عنوان‎ ‎مثال تصاويري كه از حركت ابرها نمايش داده مي‌شود، مربوط به 8 ساعت گذشته است. اين اطلاعات ارزشمند درباره نوع، جهت و بزرگي ابر مي‌تواند كار پيش‌بيني را‎ ‎بسيار ساده كند‎. ‎با توجه به اين كه اين ماهواره‌ها نسبت به يك موقعيت بر روي‎ ‎سطح زمين ثابت هستند قادرند در شرائط بد آب و هوايي مانند گردباد، سيلاب، طوفان‌هاي‏‎ ‎تگرگي و تندبادها هشدارهايي بدهند‎.

‎ماهواره‌هاي مدار ثابت مختلفي وجود دارد،‎ ‎براي مثال ماهواره ثابت زمين‎ GMS ‎براي استراليا و ژاپن، GOES8‎ه‎ (GOES=Geostationary operational Environmental Satellites) ‎براي آمريكاي شرقي، 10 GOES براي آمريكاي‎ ‎غربي،INS/Meteosat5 ‎ براي روسيه و هند و‎ Meteosat7 ‎براي اروپا نمونه‌‌هايي از‎ ‎ماهواره‌هاي ثابت زمين هستند. البته ماهواره‌هاي‎ Meteosat ‎تمام اروپا و آفريقا‎ ‎را مي‌پوشانند‎.

‎دو ماهواره‎ Meteosat ‎و‎ GOES ‎تصاويري از ديگر ماهواره‌هاي ثابت‎ ‎زمين را نيز دوباره ارسال مي‌دارند اين امر موجب مي‌شود كه به عنوان مثال آب و هواي‎ ‎استراليا را بتوان در لندن يا شيكاگو مشاهده كرد‎.

‎ماهواره‌هاي زمين آهنگ با‎ ‎فركانس 1691‏MHz داده‌ها را ارسال مي‌دارند وبراي دريافت اطلاعات آن‌ها به ديش ثابت و‎ ‎كوچكي نياز مي‌باشد. اين ارسال‎ WEFAX ‎ناميده مي‌شود و چون از استاندارد بسيار‏‎ ‎بالايي برخوردار هستند تفاوت اندكي بين تصاوير اين ماهواره‌ها وجود دارد.

منابع: سايت اينترنتي رشد و P30world Forums

‎

پنجشنبه 7 آذر 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: اطلاعات]

[مشاهده در: www.ettelaat.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 122]