دانشمندان
علوم جو براساس کشفیات اولیه، آزمایش های علمی گسترده ای را برای فناوری
بارورسازی ابرها به عنوان روشی موثر در جهت تعدیل آب و هوا به اجرا
درآوردند به طوری که اگر این فناوری بدرستی مورد استفاده قرار گیرد، به
نتایج شگفت آوری می توان دست یافت. تاکنون هدف از بارورسازی ابرها و
اقداماتی که در این زمینه صورت گرفته تعدیل مه، تگرگ، باد و رعدوبرق بوده؛
اما هدف عمده از اجرای طرح ها در این خصوص افزایش بارش باران و برف است.
طبق اطلاعات به دست آمده از کشورهای عضو سازمان هواشناسی جهانی، هم اکنون
طرح های بارورسازی ابرها در بیش از 40 کشور جهان انجام می شود.
سال 1946 در آزمایشگاه های تحقیقاتی جنرال الکتریک نیویورک تحقیقاتی انجام
شد که به تعدیل حجم عظیمی از ابرها با هزینه مناسب منجر شد. از افرادی که
در این زمینه نقش بسزایی ایفا کرده اند، می توان به برنارد ونگوت و وینست
شیفر اشاره کرد.
دانشمندان علوم جو براساس کشفیات اولیه، آزمایش های علمی گسترده ای را برای
کاربرد فناوری بارورسازی ابرها به عنوان روشی موثر در جهت تعدیل آب و هوا
به اجرا درآورده اند.
فرآیندهای طبیعی ابر و بارش
جو علاوه بر اکسیژن، نیتروژن و گازها حاوی مقادیر متغیری از بخار آب است.
مقدار بخار آب موجود در جو، در یک حجم مشخص با بالا رفتن دما افزایش می
یابد. رطوبت نسبی یکی از معیارهای اندازه گیری بخار آب است. می توان گفت
رطوبت نسبی درصدی از بخار آب موجود در هوا در مقایسه با بیشترین مقدار بخار
آبی است که هوا می تواند در خود نگاه دارد. به عنوان مثال، اگر دمای مجاور
سطح زمین 25 درجه سانتی گراد و تراکم بخار آب نصف بیشترین مقدار موجود در
آن درجه حرارت باشد، رطوبت نسبی 50 درصد خواهد بود. وقتی حجم هوایی با
مشخصات فوق سرد می شود، با صعود به ناحیه فشار هوای کمتر رطوبت نسبی افزایش
می یابد. ضمن این که تراکم نسبی بخار آب و هوای خشک ثابت می ماند. در این
حالت، اگر دما به 12 درجه سانتی گراد برسد، رطوبت نسبی به صددرصد خواهد
رسید که در این حالت می گوییم هوا اشباع شده است.
اگر سرد شدن ادامه یابد، میزان بخار اضافه به میزان مورد نیاز برای حفظ
حالت اشباع به قطرات ابر تبدیل می شوند. قطرات ابر در اطراف هسته های میعان
ابر به وجود می آید. ذرات هوا و نیز میکروسکوپی معلق در جو همیشه وجود
دارند، آنهایی که نسبتا بزرگ و جاذبه الرطوبه هستند، به عنوان هسته های
میعان ابر، مناسب تر هستند. از آنجایی که جو حاوی هسته های میعان زیادی
است، بنابراین بیشتر ابرها از قطرک های کوچک با تراکم زیاد تشکیل شده اند.
بارورسازی ابرها در ایران
حدود 10 سال از راه اندازی مرکز ملی بارورسازی ابرها می گذرد که مسوولان
این مرکز معتقدند، تاکنون اقدامات فراوانی در زمینه کسب دانش فنی باروری
ابرها، ایجاد مرکزی با عنوان مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها،
خرید هواپیما و تجهیزات مخصوص بارور کردن ابرها و تهیه رادارهای هواشناسی
انجام شده است.
مسوولان این امر معتقدند، در این سالها موضوع باروری ابرها از جایگاهی ویژه
در کشور و منطقه برخوردار است. به طوری که از سوی مرکز ملی تحقیقات و
مطالعات باروری ابرها در سال آبی 85 - 86 در مساحتی حدود یک سوم کشور این
فعالیت انجام شد. وزارت نیرو براساس ماده 19 قانون ملی شدن آب ها و ماده 29
قانون توزیع عادلانه آب وظیفه استحصال آب از طریق باروری ابرها را به عهده
دارد. جز این ماده قانونی، صورتجلسه ای نیز با سازمان هواشناسی مبادله شده
که براساس آن وظیفه تحقیقات درخصوص باروری ابرها به عهده سازمان هواشناسی
است و وظیفه انجام مطالعات و اجرای طرح های باروری ابرها را وزارت نیرو
عهده دار شده است.
براساس گزارش های منتشر شده، طرح باروری ابرها در سال آبی 85 - 86 با
استفاده از 2 فروند هواپیمای مجهز به تجهیزات مخصوص باروری ابرها از ابتدای
آذر 1385 در محدوده ای به شعاع 400 کیلومتر از مرکز یزد که شامل استان های
یزد،کرمان، فارس، اصفهان، چهارمحال و بختیاری و کهگیلویه و بویراحمد و بخش
هایی از استان های خراسان رضوی و جنوبی، قم و سمنان می شود، به اجرا
درآمده است که این فعالیت ها تداوم خواهد یافت. همچنین بر اساس گزارش مرکز
ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها، در طول دوره عملیات به راه اندازی
مجدد رادارهای هواشناسی مستقر در استان های یزد و کرمان اقدام شد و سایت
راداری کوهپایه اصفهان نیز به بهره برداری رسید.
تعدیل مه
در جهان تعدیل مه برای بهبود بخشیدن به عملیاتی که در بسیاری از فرودگاه ها
صورت می گیرد، کاربرد دارد. به طور خاص، شرکت های خطوط هوایی از فناوری
تعدیل آب و هوا بهره مند می شوند. هم اکنون سیستم های عملیاتی در چندین
فرودگاه عمده و مهم کشور امریکا به کار برده می شود. در ابتدا تایید روی
پراکنش مه سرد که شامل قطرک های آب ابر سرد در دمای زیر صفر درجه سانتی
گراد است، بود. در عین حال، پیشرفت هایی در زمینه تعدیل مه گرم صورت گرفته؛
اما هنوز فناوری کم هزینه ای جهت پراکنش مه گرم شناخته نشده است.
بارورسازی مه ابرسرد یا یک استراتوس یکی از کاربردهای فناوری تعدیل آب و
هواست که تاثیر آن به طور واضح و آشکار نشان داده می شوند. هواپیماهای سبک
بیشتر برای پرواز بالای مه فرستاده می شوند و قرص های یخ خشک را روی مه رها
می کنند. در نتیجه بلورهای یخ رشد می کنند و طی 10 تا 15 دقیقه تبدیل به
برف سبک شده و فرو می ریزند. بارش برف وضوح موقتی ایجاد می کند که می تواند
روی باند فرودگاه تاثیر بگذارد.
این رادارها می توانند تمام سیستم های ورودی از غرب و جنوب غرب کشور به
منطقه عملیاتی را رصد کنند و مشخصات دقیق آن را شامل ارتفاع ابر، ضخامت و
تراکم آن، برش های افقی و عمودی از ابرها، میزان بارش لحظه ای و تجمعی و
نقاط حادثه زا در ابر را بررسی کرده و برای تصمیم گیری درخصوص عملیات
باروری ابرها در اختیار بگذارند.
یکی از نکات مهم در طراحی و اجرای طرح های باروری ابرها، نیاز آبی منطقه و
تاثیر اقتصادی اجرای طرح باروری ابرهاست که این نکات در طراحی منطقه اجرای
عملیات باروری ابرها در نواحی مرکزی کشور نقش ویژه ای داشته است.
هم اکنون طرح باروری ابرها در قالب یک طرح مطالعاتی و اجرایی و در طول دوره
اجرای عملیات، ظرفیت بارورسازی ابرها در منطقه را بررسی می کند و سپس به
نتایج به دست آمده به همراه تامین امکانات سخت افزاری و نرم افزاری، بستری
برای اجرای عملیات باروری ابرها در دیگر نقاط کشور فراهم می کند.
بارورسازی ابرها
گاهی اوقات با بارورسازی ابرها با استفاده از انواع و تعداد مناسب هسته ها
در زمان و مکان مناسب، می توان طبیعت را در کنترل فرآیند بارش یاری کرد.
بارورسازی با استفاده از هسته های میعانی بزرگ مانند ذرات جاذبه الرطوبه،
مواد نمکی متداول و کپسول های اوره، فرآیند بارش ابر گرم را تسریع می کند.
بارورسازی با استفاده از هسته یخ مانند ذرات یدیدنقره، یا با استفاده از
ذرات یخ ابرها یا مواد بسیار خنک کننده مانند قرص های یخ خشک یا پروپان
مایع می تواتند کارایی فرآیند بارش «ابرسرد» در برخی از ابرها را افزایش
دهد. یدید نقره معمولا از دستگاه هایی که ژنراتورهای سوخت مایع، یا فلزهای
پیروتکنیک نامیده می شوند، آزاد می شوند. آنها می توانند تعداد 10 به توان
14 ذره از یک گرم یدیدنقره آزاد کنند.
توانایی هسته سازی یدیدنقره با کاهش دما افزایش یافته و با نوع دستگاه
تغییر می کند. در بیشتر دستگاه های دمای آستانه ای که در دمای پایین تر از
آن، یدیدنقره هسته یخ موثر است 5 (منفی پنج) درجه سانتی گراد است.
بارورسازی ابرهای کوهساری و همرفتی
وقتی هوای مرطوب ضمن صعود از کوه ها سرد می شود، ابرها تشکیل می شوند.
ابرهایی که از این طریق شکل می گیرند، ابرهای کوهساری نامیده می شود. بیشتر
این ابرها در زمستان از انبوهی از قطرات ابر سرد به وجود می آیند؛ البته
بسیاری از این ابرها در بارش بی تاثیرند. بیش از 90 درصد رطوبت مایع آنها
آزاد هستند تا زمانی که با نزول هوا و گرم شدن در باد پناه کوه قطرک ها
تبخیر می شوند. بعضی از این ابرها حاوی ذرات یخ کافی برای تبدیل قطرات ابر
سرد به بارندگی نیستند. بارورسازی این نوع ابرها با استفاده از مواد مصنوعی
هسته های یخ، باعث افزایش کارایی بارندگی می شود. ابرهای کوهساری دیگری که
حاوی مقادیر فراوان یخ و هسته های یخ مصنوعی افزوده شده هستند، سبب افزایش
کارایی بارش نمی شوند.
بارورسازی چنین ابرهایی در واقع مقدار بارندگی را به کمتر از آنچه ممکن است
تولید کنند، کاهش می دهد. هر چند شواهد کمی برای حمایت از این نظریه وجود
دارد، متصدیان تعدیل آب و هوا باید درباره انواع مختلف ابرهایی که در
زمستان از روی رشته کوه ها عبور می کنند، شناخت کافی داشته باشند.در
بارورسازی این ابرها از مواد مختلفی استفاده شده است، یدیدنقره که با
ژنراتورهای زمینی یا از هواپیما بالای قله ابر آزاد می شود، بیشترین کاربرد
را داشته است.
مطالعات آماری بارندگی و اطلاعات جریان رودخانه ای نشان می دهد که در برخی
طرح های بارورسازی ابرهای زمستانی کوهساری 5 تا 15 درصد بارندگی فصلی در
منطقه هدف افزایش یافته است.
ابرهای همرفتی در بارندگی تابستانی در سراسر جهان نقش مهمی ایفا می کنند و
منبع عمده بارش در فصول مناطق حاره ای هستند. تعدیل ابرهای همرفتی بسیار
پیچیده تر از ابرهای زمستانی کوهساری است. بارورسازی ابرهای همرفتی با هسته
های میعان بزرگ امکان پذیر است؛ اما از آنجایی که میزان مواد مورد نیاز
زیاد است، این روش به ندرت عملی است.
اگر شرایط مناسب باشند، ابرهای همرفتی می توانند تحریک شوند تا این که
بیشتر رشد کرده و دوام طولانی تری داشته باشند. تحقیقات نشان می دهد وارد
کردن یدیدنقره یا یخ خشک به قسمت های ابر سرد یک ابر سبب انجماد قطرات می
شود در اثر انجماد گرمای نهان انجماد به مقدار زیادی آزاد شده، گرمای آزاد
شده شناوری ابر را بیشتر کرده و سبب می شود ابر بیشتر رشد کند.
هم اکنون انجمن تعدیل آب و هوا به نام weather modification Association در
کشور امریکا با عنوان انجمن تحقیقات کنترل آب و هوا تاسیس شده است که 200
عضو را در 5قاره جهان مستقر کرده است که می تواند در ارائه دستاوردها و
تجارب جهان به دیگر کشورها بسیار فعال و موثر عمل کند.مدار بدون باد - عرض جغرافيايي اسب
در
هر دو سوي خط استوا در عرض جغرافيايي حدود 35-30 درجه شمالي و 30-25 درجه
جنوبي كمربند پرفشاري قرار گرفته است كه يك دليل خشك بودن اين ناحيه و وجود
صحراهايي همچون افريقا، كوير لوت، نوادا در نيمكره شمالي و كالاهاري و
اتاماكا در نيمكره جنوبي وجود اين كمربندهاي پرفشار است. در اقيانوسها هم
اين منطقه معروف به منطقه بدون باد معروف بوده، براي كشتيهاي بادباني به
منزله مانعي جهت دستيابي به سوي ديگر بوده است. دريانوردان و هواشناسان
اين منطقه را به نام عرض جغرافيايي اسب، Horse Latitude، مينامند. بنا بر
گفتههاي فرهنگهاي Americana و Britannica وجه تسميه اين نام يكي از سه
صورت زير است.
· كشتيهايي كه از درياي كاراييب، فراوردههاي منطقه
به ويژه اسب را به نيوانگلند ميبردند، به دليل نبود باد و به پايان رسيدن
علوفه، اسبها را در آب ميريختند و پيكرهاي شناور و بيجان اسبان وجه
تسميه اين منطقه بوده است.
· به دليل فراواني و پرورش اسب اين منطقه به اين نام معروف شده است.
· دريانوردان اسپانيايي ميگفتهاند كه، بادهاي اين ناحيه همچون يك ماديان، پيشبينيناپذيرند.
اما
با توجه و مطالعه در كتاب تاريخ هردوت و برداشت جورج سارتون در كتاب تاريخ
علم، ترجمه استاد احمد آرام، اينجانب پيشنهاد زير را مطرح ميكنم:
با
توجه به روايت هردوت ميتوان پنداشت كه نخستين شخصي كه به اين مدار بدون
باد رسيد و آن را كشف كرد، ساتاسپ، دريانورد ايراني بوده است. معناي لغوي
واژه ساتاسپ، دارنده يكصد اسب است و پسوند اسب در بسياري از نامهاي ايران
باستان، از جمله، ويشتاسپ، گشتاسپ، جاماسب، بيوراسپ و ... به چشم ميآيد.
پس از يورش بيگانگان، بسياري از نوشتهها و نوشتارهاي دانشمندان ايران،
دستخوش نابود? گشت. اما اين سفر دريايي شگفتانگيز و منطقه بدون باد،
همواره در انديشه و پندار دريانوردان، در هفت دريا، برجاي مانده بوده است.
اينچنين ميتوان انگاشت كه دريانوردان اين منطقه را به ياد كاشف و دريانورد
ايراني، منطقه ساتاسپ، ميناميدهاند. اين نام ميتوانسته از طريق اندلس
مسلمان، به اسپانيا و به تمامي اروپا نفوذ كرده و سرانجام در دوران اقتدار
دريايي اروپاييان، به ويژه انگليسيها، اين منطقه با توجه به وجود واژه اسب
horse در ريشه لغوي آن، به نام مدار اسبي و يا عرض جغرافيايي اسب؛ Horse
Latitude، نامگذاري شده باشد.
ساتاسپ به
گفته هرودوت، در زمان فرمانروايي خشايارشا، ساتاسپ، خواهرزاده داريوش
بزرگ، به اعدام محكوم شد. مادر ساتاسپ از خشايارشا خواهش كرد تا مجازات او
را تغيير دهند و به مجازاتي كه به گفته او سنگينتر از مرگ بود، محكوم
كنند:
متن هرودوت: "و
او را مامور سازند تا دور افريقا بگردد و به خليج عربستان (درياي سرخ)
بازگردد. خشايارشا اين را پذيرفت و ساتاسپ به مصر رفت، از مصريان كشتي و
جاشو گرفت و بادبانها را بر افراشت و از ستونهاي هركول (جبلالطارق)
گذشت. چون اين ستونها را پشت سر گذاشت و دماغه افريقايي سولئيس
(راسالحديق، عرض جغرافيايي 32 درجه و 40 دقيقه شمالي) را دور زد، به سوي
جنوب بهراه افتاد. ولي پس از آنكه چند ماهي بر دريا پيش رفت و هنوز راه
درازي در پيش رو داشت، بازگشت و به سوي مصر رهسپار گرديد. پس از آن به نزد
خشايارشا رفت و سرگذشت خود را نقل كرد و گفت كه در آن هنگام كه در دورترين
فاصله بوده است، مردمي كوتاه قد را ديده كه با برگ خرما پوشاك خود را
ميساختند، و هرگاه كه وي و مردانش به ساحل نزديك ميشدند آن مردم از شهر
خود به كوه ميگريختند. وي و مردانش چون به خشكي پياده ميشدند، آنچنان كه
رسم ايرانيان است، هيچ بيعدالتي و نادرستي نكردند. علت اينكه مسافرت به
دور افريقا را به پايان نرساند، بنا به گفته خود وي آن بوده است كه به جايي
رسيده بودند كه ديگر كشتي رو به جلو نميرفته و بر جاي خود متوقف مانده
بوده است."
اين سفر كه در زمان خود بسيار اعجابانگيز بودهاست و با كاوشهاي فضايي دهه 60 برابري ميكند پرسشهاي زير را مطرح ميسازد:
ساتاسپ در كرانه غربي افريقا تا چه حد پيش رفته است؟
پس
از گذر از سولئيس وي مدت چند ماه پيشراند تا به جاييكه كشتي ديگر پيش
نميرفت و برجاي متوقف ماند رسيد. آيا وي به راستي به منطقه بيباد
استوايي، هم عرض با دماغه سبز (Cape Verde) رسيده بود، يا اينكه بادهاي گرم
و جريان دريايي رو به شمال در سواحل گينه مانع اين كار شده بود؟
آيا عرض جغرافيايي بدون باد Horse Latitude مانع از پيشروي وي شد؟
با
توجه به حركـتهاي چندگانه محور زمين (رقص محوري، چرخه ميلانكويچ، ...) و
دگرگونيهاي آب و هوايي و اقليمي، در 2500 سال پيش، اين مدار به طور دقيق
در چه عرض جغرافيايي قرار داشته است؟
و آيا براي Horse Latitude
نام پارسي ساتاسپ ( دارنده يكصد اسب) كه واژه اسب را هم در خود مستتر دارد،
براي جايگزيني از هر نظر مناسبتر و شايستهتر از عرض جغرافيايي اسب نيست؟
بادسنج
بر حسب تعریف حرکت افقی هوا در سطح زمین و در سطوح فوقانی جو
را باد می گویند.این حرکت یک کمیت برداری می باشد که با دو عامل جهت و سرعت
مشخص می شود.سنجش واقعی باد در سطح زمین اکثرا در اثر تاثیر عوامل محلی با
مشکلاتی مواجه می گردد.به علاوه سرعت باد با افزایش ارتفاع از سطح زمین
زیاد شده و جهت آن نیز تغییر میکند.برای اینکه بتوان دیده بانی های مربوط
به سمت و سرعت باد را در سرویس های هواشناسی مورد مقایسه قرارداد ارتفاع
10 متری از سطح زمین و در فضای باز به عنوان ارتفاع استاندارد برای اندازه
گیری باد سطح زمین انتخاب شده است.اگر سمت و سرعت باد در فاصله زمانی کوتاه
به طور قابل ملاحظه ای تغییر کند این نوع تغییرات قابل مقایسه را تند باد
لحظه ای یا باد گاستی (GUSTY WIND) گویند.زمان تداوم باد گاستی و تداوم آن
نامنظم بوده و تابع هیچ قاعده ای نمی باشد.چنانچه باد شدیدی به طور ناگهانی
شروع به وزیدن نماید و برای چند دقیقه ادامه داشته باشد و سپس ثطع شود آن
را تند باد موقتی یا اسکوال(SQUALL) گویند.باید توجه داشت که بادگاستی را
نباید با تندباد اشتباه گرفت.زیرا موقعی از کلمه GUSTY استفاده می شود که
میزان تغییرات سرعت باد از KNOTS 10 بیشتر باشد.در صورتی که تغییرات مذکور
در SQUALL حداقلKNOTS16 بوده و به علاوه سرعت باد به KNOTS22 یا بیشتر برسد
و حداقل برای مدت یک دقیقه ادامه داشته باشد. اندازه گیری جهت باد به
وسیله دستگاهی به نام بادنما انجام می گیرد این دستگاه که معمولا به صورت
فلش فلزی ساخته می شود به طور غیر متقارن حول محور عمودی نصب شده و آزادانه
می تواند در اثر وزش باد در راستای باد قرار گیرد.برای ایجاد تعادل نسبت
به محور جرخش در طرف دیگر بازوی فلش صفحه یا وزنه ای نصب می شود که سطح
صفحه نسبت به سطح فلش که در معرض باد قرار می گیردبزرگ تر می باشد.بدین جهت
فلش هیچ وقت حرکت دورانی پیدا نمی کند.بلکه با تغییر جهت وزش باد خود را
در سمتی قرار می دهد که باد از آن سمت می وزد.سرعت باد به وسیله دستگاهی به
نام باد سنج اندازه گیری می شود. |
از متداول ترین باد سنج ها می توان بادسنج
چرخشی را نام برد که گاهی اوقات آن را آنمومترفنجانی(CUP ANEMOMETER) نیز
می نامند. این باد سنج از سه یا چهار فنجان نیم کره ای که صفحات اقطاری آن
عمودی و در امتداد شعاع ها با زاویه های مساوی در حول محور عمودی قرار
گرفته اند تشکیل شده است.پس از گذشت زمان و تحقیقات لازم بادسنج سه فنجانی
نسبت به نوع چهار فنجانی برتری پیدا کرده و فنجانها به صورت مخروطی شکل در
آمده اند.چون عملکرد نیروی باد در سطح داخلی بیشتر از سطح خارجی فنجان ها
است لذا فنجان ها در اثر انرژی جنبشی باد به حرکت در آمده و در نتیجه سرعت
دورانی بادسنج با سرعت خطی باد متعادل می گردد.چون سرعت دورانی بادسنج با
سرعت خطی باد متناسب می باشد کافی است که سرعت دورانی بادسنج محاسبه شود تا
سرعت باد حاصل شود.
دماسنج
اندازه گیری میزان دمای هوای آزاد در مجاورت سطح زمین یا ارتفاعات بالای جو
و تعیین دمای اعماق مختلف خاک و نیز سنجش دمای سطح خاک دریاچه ها و دریا
ها و اقیانوس ها از نقطه نظر مطالعات هواشناسی و کشاورزی حایز اهمیت است.
در هواشناسی منظور تز اندازه گیری دمای سطح زمین عبارت از اندازه گیری دمای
هوای آزادی که در ارتفاع 25/1 الی 2 متری سطح زمین جریان دارد می باشد.در
ایستگاههای کشاورزی ممکن است دمای هوا را در سطوح مختلف اندازه گیری
نمایند.بدین معنی که دیده بانی را از سطح زمین شروع کرده و در ارتفاعات
مختلف تا سطح 10 متری زمین ادامه می دهند.انتخاب ارتفاع 10 متری بدان علت
می باشد که اکثر گیاهان حداکثر تا این ارتفاع بالا می روند.این اندازه گیری
یعنی تعیین درجه گرمی یا سردی هوا به وسیله دستگاهی به نام دماسنج
TERMOMRTER انجام می گیرد.هرگز نباید دما یا درجه گرمی را با گرما اشتباه
گرفت.زیرا دما یک کمیت نسبی و مقایسه ای است حال آن که گرما صورتی از انرژی
می باشد.در ساختمان دماسنج ها از خواص فیزیکی اجسام مانند انبساط و انقباض
و تغییر شکل و تغییر مقاومت الکتریکی که در اثر تغییرات دما حاصل می شود
استفاده می نمایند.
انواع دماسنج ها
دماسنج معمولي استاندارد( Thermomete)
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.
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.
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.
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.
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.
آفتاب نگار
خورشید یکی از منابع اصلی و بزرگ برای کره خاکی بوده و به طور
مستقیم و یا غیر مستقیم روی فعل و انفعالات و پدیده های فیزیکی آن موثر می
باشد.تابش خورشید در رشد نباتات و زندگی انسان و حیوانات رل بسیار مهمی
داشته و در کشاورزی و صنعت به وجود نور بیش از پیش احتیاج پیدا می شود.در
سازمان های مختلف هواشناسی جهان از جمله شبکه هواشناسی کشور ما معمولا از
دو نوع وسیله برای اندازه گیری تابش خورشیدی استفاده می شود.دسته اول آن از
سری دستگاههایی می باشند که فقط مدت تابش خورشید را ثبت می کنند و به نام
آفتاب نگار (SUNSHINE RECORDER) معروفند.دسته دوم دستگاههایی هستند که
مقدار شدت تشعشع خورشید را اندازه گیری و ثبت می کنند که به تشعشع سنج
معروفند.
فشار سنج
جو زمین به علت وزنش فشاری بر روی سطح زمین و سایر سطوحی که در
آن غوطه ور هستند وارد میکند.گر چه جو زمین قابل رویت نیست با وجود این از
ماده تشکیل شده است و به همین جهت دارای جرم (MASS) می باشد.عاملی که جو
را در اطراف زمین نگه می دارد نیروی جادبه زمین است. وزن جو به علت نیروی
جاذبه زمین بوده که اتمها و مولکوتهای تشکیل دهنده جو را به طرف خود می
کشد. |
 |
بنابراین می توان گفت که فشار جو برابر وزن
ستون عمودی از هوا با سطح مقطع واحد می باشد که از سطح زمین تا بالاترین
حد جو ادامه دارد و معادله ابعادی آن به صورت P=L^-1MT^-2 می باشد.به طور
کلی سه روش جهت اندازه گیری فشار جو وجود دارد دقیق ترین روش استفاده از
فشارسنج های جیوه ای (MERCURY BAROMETERS) می باشد که از خاصیت صعود و نزول
جیوه داخل لوله فشارسنج استفاده می شود.هنگامی که فشار جو تغییر می کند
سطح جیوه داخل مخزن فشار سنج تحت تاثیر تغییرات فوق قرار گرفته و جیوه داخل
لوله فشارسنج پس از تبدیل به شریاط استاندارد فشار جو را به دست می
دهد.روش دیگر اندازه گیری فشار سنج استفاده از فشارسنج های الاستیک
(ارتجاعی) (ELASTIC BAROMETERS) می باشد.عنصر حساس این نوع فشار سنج ها
محفظه خالی از هوا (آنروِیید)بوده که تغییرات فشار جو سبب انبساط یا انقباض
آنرویید می گردد.در نتیجه با ثابت شدن یک سر آنرویید به بدنه دستگاه
تغییرات ایجاد شده به سردیگر آن که به عقربه ای متصل است منتقل گسته و
عقربه بر روی صفحه ای که به واحد فشار درجه بندی شده است فشار جو را نشان
می دهدو بالاخره سومین روش اندازه گیری فشار جو استفاده از نقطه جوش یک
مایع مثل آب به کمک دستگاهی به نام هیپسومتر(HYPSOMETER) می باشد.از
آنجاییکه نقطه جوش یک مایع تابع فشاری است که در تحت آن فشار می جوشد
لذانقطه جوش مایع می تواند در تعیین فشار جوی به کار رود.مایعی که معمولا
به کار می رود آب خالص می باشد و مقدار حقیقی که اندازه گیری می شود درجه
حرارت بخاری است که بلافاصله در سطح آزاد مایع در حال جش قرار دارد.
باران سنج
ریزش های جوی که به صورت باران و برف و تگرگ و یا مخلوطی از برف و باران
(SLEET) و شبنم انجام می گیرد بارندگی نامیده می شود. میزان بارندگی و نیز
مقدار تبخیر از سطح آب و یا آبهای سطحس در تعیین میزان ذخایر آب های سطحی و
زیر زمینی اهمیت زیادی دارد اندازه گیری مقدار بارندگی در تمام سطح کره
زمین به علت نداشتن یک شبکه کامل ایستگاههای باران سنجی به طور دقیق امکان
پذیر نیست.در سرویس های هواشناسی منظور از تعیین میزان بارندگی عبارت از
جمع مقادیر بارندگی مایع و معادل مایع هر بارندگی جامد از قبیل برف و تگرگ
بر حسب ارتفاع می باشد.بنابراین تمام بارندگی ها بایستی به طور دقیق و روشن
اندازه گیری شود.مقادیر مذکور ترجیحا بر حسب میلی متر اندازه گیری شده و
دقت عمل در اندازه گیری های روزانه 0.1mm ئ در اندازه گیری های هفتگی و
ماهیانه 1mm می باشد.مقدار ریزش برف بر حسب سانتی متراندازه گیری می شود.با
تقریب می توان گفت که 1cm از برف تازه معادل 1mm باران می باشد.مع الوصف
نسبت مذکور به غمق و نوع برف بستگی دارد.در بعضی از کشورها مقدار بارندگی و
عمق برف بر حسب اینچ و اجزل آن اندازه گیری می شود.برای تبدیل واحدهای
مذکور به یکدیگر از رابطه زیر استفاده می شود:
1 INCH = 2.54cm = 25.4mm
سا ده ترین و متداول ترین روش اندازه گیری ریزش باران استفاده از باران
سنج(RAIN GAUGE) می باشد .این دستگاه از قسمتهای مختلف تشکیل شده است .یک
قسمت آن از یک قیف با طرح مخصوص ساخته شده که دارای لبه تیزی است.قسمت دیگر
آن(لوله باران سنج) استوانه شکل بوده که آب باران به وسیله قیف مذکور به
داخل آن هدایت می شود.استوانه فلزی و پایه نگهدارنده از اجزا تشکیل دهنده
ای دستگاه می باشد.قطر دهانه قیف باران سنج ها مشخص بوده و بین 10-20cm
انتخاب می شود.قطر دهانه قیف و لوله باران سنج ها طوری انتخاب می شود که
سطح مقطع دهانع قیف نسبت مشخص با سطح مقطع لوله باران سنج داشته باشد.هر یک
از کشورها قطر مشخصی برای دهانه باران سنج های شبکه هواسناسی خود انتخاب
کرده اند.در ایران قطر دهانه باران سنج ها 8 اینچ انتخاب گردیده است.
ایستگاههای هواشناسی
مطالعه و بررسی فعل و انفعالات جوی و پدیده های هواشناسی که تعیین کننده
وضع هوا و اقلیم می باشد بر پایه اندازه گیری ها دیده بانی ها متکی می
باشد.دیده بانی هواشناسی در تمام کره زمین با روش واحد و یکنواخت و با
وسایل و ادوات استاندارد و قابل مقایسه بودن داده ها (DATA) انجام می
گیرد.یکنواختی برنامه اندازه گیری ها و دیده بانی ها و سایر عملیات
هواشناسی با همکاری کلیه سرویس های هواشناسی ملی و کشوری در چهارچوب سازمان
هواشناسی جهانی(W.M.O.) تضمین شده است. بیشترین دیده بانی ها و اندازه
گیریهای عوامل جوی مربوط به جو نزدیک سطح زمین می باشد که به وسیله
ایستگاههای هواشناسی سطحی (سطح زمین و دریا) انجام می گیرد. در کشور ایران
برنامه دیده بانی های هواشناسی در شبکه ای از ایستگاههای اصلی انجام می
گیرد.داده های حاصله از این نوع ایستگاهها برای پیش بینی های جوی و مطالعه
رشته های مختلف علمی هواشناسی و هوانوردی و کشتی رانی به کار گرفته می شود.
علاوه بر ایستگاههای فوق تعداد زیادی از ایستگاههای کمکی اقلیم شناسی
(کلیماتولوژی)به منظور برآورد نیازهای مختلف محلی برنامه دیده بانی های
محدودی را اجرا می نمایند.داده ها اطلاعات ثبت شده به وسیله ایستگاههای
کلیماتولوژی طی سال های طولانی بایگانی و نگهداری گردیده و به صورت سالنامه
هواشناسی در می آیند که در اختیار مصرف کنندگان قرار می گرد.این داده ها
برای تهیه نقشه ها و اطلس ها و پژوهش های اقلیمی مورد استفاده قرار می
گیرند.
رطوبت سنج
در جو زمین علاوه بر هوای خشک همیشه مقداری به صورت بخار آب و قطرات ریز
ابرو باران و تگرگ و بلورهای یخ و برف وجود دارد که منبع اصلی آنها اقیانوس
ها و دریاها و دریاچه ها و رودخانه ها و توده های غلتان یخ و تنفس گیاهان
می باشد.مقدار بخار آب موجو در جو معمولا کمتر از اندازه ای است که برای
اشباع شدن هوا از بخار آب لازم است و میتوان گفت که مقدار متوسط بخار آب
موجو در جو حدود 6/2 درصد وزنی و یا 4 درصد حجم کل جو پایین است و اندازه
گیری آن با روش های معمولی تقریبا غیر ممکن است.گر چه ادواتی که برای سنجش
رطوبت جو به کار میروند به اندازه سایر ادوات اندازه گیری پارامترهای جوی
مانند دماسنج و فشار سنج حساس نمی باشند ولی با استفاده از روش های صحیح و
طرق خاص می توان خطای اندازه گیری را به حداقل ممکن کاهش داد.
تبخیرسنج
اندازه گیری تبخیر یکی از ضروریاتن خیلی عمده برای زندگی جاندار در روی سطح
زمین می باشد. مصرف آب به علت افزایش جمعیت و توسعه روزافزون کارخانجات و
احتیاج آنها به آب روز به روز زیادتر می گردد.آب از انواع مختلف بارندگی به
دست آمده و از طریق تبخیر آب مایع و یا تبدیل مقداری برف و یخ به بخار آب و
نیز تعرق گیاهان و بالاخره مصرف انسان و کارخانجات کم می گردد.لذا اندازه
گیری میزان تبخیر آب از سطوح آب و خاک و نیز سطوح نباتات از نظر بررسی های
هواشناسی مطالعات کشاورزی و مهندسی ساختمان ایجاد سندهای مختلف و غیره
اهمیت فراوانی دارد.بدیهی است که تعیین میزان دقیق تبخیر از سطوح آب خاک و
نباتات به علت وضعیت های مختلف محلی(از نظر فیزیکی و جغرافیایی) مشکل می
باشد.زیرا تبخیر آب به فاکتورهای متعددی بستگی دارد که مهم ترین آنها
عبارتند از:
1-میزان رطوبت جو
2-سرعت باد
3-فشار اتمسفر
4-دمای محیط
5-تشعشع خورشید و زمین
6-چگونگی سطح تبخیر
میزان تبخیر آب از روی یک سطح به صورت ارتفاعی از آب کم شده بر حسب میلی
متر در واحد اندازه گیری می شود.(واحد زمان ممکن است ساعت یا روز باشد)در
بعضی از ممالک واحد اندازه گیری تبخیر اینچ می باشد. به طور خلاصه می توان
گفت که یک میلیمتر یا یک اینچ تبخیر ارتفاع آبی است که از واحد سطح آبها در
نتیجه تبخیر کسر می گردد.
اندازه گیری میزان تبخیر آب از سطح زمین طرق مختلفی وجود دارد که در اینجا یه چهار روش اکتفا می شود.
1- اندازه گیری میزان تبخیر آب از روی سطح آب یک طشت که در محوطه مناسبی قرار گرفته است.
2- اندازه گیری میزان تبخیر آب به وسیله سطوح متخلخل مرطوب(ATMOMETER)
3- اندازه گیری میزان تبخیر آب از روی تغییر وزن نمونه ای از خاک خیس
4- اندازه گیری میزان تبخیر آب از روی صفحه مرطوب
رادیو سوند
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 .
1 - تعريف النينو ( يك جريان آب گرم )
النينو يك نام اسپانيايي براي نوزاد پسر است كه اشاره دارد
به هفته اي كه جريان آب گرم سالانه در نزديكي كريسمس در امتداد سواحل
اكوادور و پرو ظاهر مي شود و از يك هفته تا يك ماه يا بيشتر به طول مي
انجامد. هر سه تا هفت سال النينو ممكن است كه براي ماه هاي زيادي باقي
بماند كه اثرات قابل توجهي بر روي اقتصاد منطقه و شرايط جوي خواهد داشت .
در طول 40 سال گذشته 10 عدد از اين گونه النينو ها ثبت شده
است كه بدترين آنها ، در سال 1998 – 1997 رخ داد .قبل از آن نيز النينوي
سال 1983 – 1982 قوي ترين النينو بوده است.
برخي از پديده هاي النينو حتي بيشتر از يك سال طول مي كشد.
|
سال هاي وقوع النينو
|
|
1902-1903
|
1905-1906
|
1911-1912
|
1914-1915
|
|
1918-1919
|
1923-1924
|
1925-1926
|
1930-1931
|
|
1932-1933
|
1939-1940
|
1941-1942
|
1951-1952
|
|
1953-1954
|
1957-1958
|
1965-1966
|
1969-1970
|
|
1972-1973
|
1976-1977
|
1982-1983
|
1986-1987
|
|
1991-1992
|
1994-1995
|
|
|
درمناطق حاره اقيانوس آرام بادهاي تجارتي آبهاي سطحي را به
سمت غرب مي رانند. آب هاي سطحي به تدريج كه به سمت غرب مي روند گرم مي شوند
زيرا در مدت زمان بيشتري در معرض تابش خورشيد قرار مي گيرند . النينو
هنگامي مشاهده مي شود كه بادهاي تجارتي غربي ضعيف مي شوند و به آبهاي گرم
غرب اقيانوس آرام اجازه مي دهند كه به سمت شرق حركت كنند و سر انجام به
سواحل آمريكاي شمالي برسند.
آب سرد پر از املاح و مواد غذايي كه به طور معمول در سواحل
پرو يافت مي شود با آب هاي گرم تهي از مواد غذايي جايگزين مي شود كه منجر
به كاهش قابل توجه جمعيت ماهي ها ي دريايي و زندگي جانوري مي شود.
در مقابل النينو لانينو ( نوزاد دختر ) مربوط به يك نا
هنجاري غير معمول دمايي در سطح دريا است كه در نواحي شرقي مناطق حاره اي
اقيانوس آرام يه وقوع مي پيوندد. لانينو تقربا نصف النينو رخ مي دهد
|
سال هاي وقوع لانينو
|
|
1904-1905
|
1909-1910
|
1910-1911
|
1915-1916
|
|
1917-1918
|
1924-1925
|
1928-1929
|
1938-1939
|
|
1950-1951
|
1955-1956
|
1956-1957
|
1964-1965
|
|
1970-1971
|
1971-1972
|
1973-1974
|
1975-1976
|
|
1988-1989
|
1995-1996
|
|
|
النينوي سال 1998 – 1997
آخرين النينو ي اخير در ماه هاي بهار سال 1997 رخ داد . بعد
از النينوي سالها 1993 – 1992 ابزار هايي بر روي بويي هايي كه در اقيانوس
آرام وجود داشت ، نصب شد كه نا هنجاري هاي دمايي بالاي سواحل پرو را ثبت مي
كرد .
دو ماه بعد دو ماه بعد قدرت اين ناهنجاري هاي دمايي افزايش
پيدا كرد و در اكتبر 1997 چنان رشد كرد كه به بزرگترين النينو در 50 سال
گذشته تبديل شد .
تصوير زير ناهنجاري هاي دمايي سطح دريا (SST) را بر حسب درجه سليسيوس براي اواسط سپتامبر 1997 نشان مي دهد.
در آن زمان الگوی كلي النينو نشان می داد که این نا هنجاری دمایی به 4+ درجه سلیسیوس می رسد.
جزاير غربي اقيانوس آرام و اندونزي همانند مكزيك و آمريكاي
مركزي ، قربانيان اخير خشكسالي هاي ناشي از النينو هستند. اين مكان ها در
گذشته نيز شاهد النينو هاي فصلي بوده اند.
در شكل زير ، تصوير اثرات آب هوايي طبيعي ناشي از النينو نشان داده شده است.
اثرات النينو بر روي آب و هواي آمريكا كمتر آشكار است . در
گذشته و در سال 1983 – 1982 خليج آمريكا و كاليفرنا ، بارندگي هاي شديدي را
دريافت كرد . هنگامي كه زمستان نزديك شد پيشبينان انتظار داشتند كه دوباره
بارندگي هاي شديدي رخ دهد. به اين ترتيب در بخش هاي مركزي و جنوبي
كاليفرنيا بارندگيهاي ركورد شكني رخ داد . ويراني ها و خسارات ناشي از اين
بارندگي ها علاوه بر سيل و طغيان ، شامل سيل گل و لاي (mudslides ) نيز بود . سيل گل و لاي (mudslides ) ميتواند يك منطقه را در يك چشم به هم زدن ويران كند و خسارات زيادي به بار آورد.
علاوه بر اين مشكلات ديگري نيز در منطقه خليج وجود داشت از
جمله هواي شديد بالاي ميانگين و توفانهايي كه بدترين حالت خود را به هنگام
النينو داشتند . پيش بينان معتقدند كه پديده النينو شرايط را براي وقوع
چنين حوادثي فراهم مي كند.
پدیده Upwelling (انتقال آبهای عمیق به سطوح بالاتر)
یکی از پدیده هایی که هنگام وقوع النینو رخ می دهد Upwelling است که عبارت است از انتقال آبهای سرد اعماق به سطوح بالاتر.
نمودار زیر نشان می دهد که چگونه پدیده Upwelling در
امتداد سواحل پرو رخ می دهد . به خاطر تنش برشی ناشی از اصتکاک که بین
لایه های اقیانوس به وجود می آید آبهای سطحی در امتداد یک زاویه 90 درجه به
سمت چپ باد در نیمکره شمالی منتقل می شوند. این پدیده در نیمکره جنوبی 90
درجه به سمت راست باد اتفاق می افتد. به همین دلیل است که باد موازی با
خطوط ساحلی پرو که به سمت شمال می رود ، آبهای سطحی را به سمت غرب ساحل
منحرف می کند .
آب پر از املاح و مواد مغذی از اعماق بالا می آید تا
جایگزین آب سطحی به اطراف رانده شده شود. این مواد مغذی دلیل اصلی جمعیت
های بزرگ ماهی ها است که در سواحل این مناطق یافت می شود. اثر Upwelling و توانایی آن در پشتیبانی فراوان زندگی دریایی، به طور قابل توجهی به عمق ترموکلین (دمالایه) بستگی دارد.
ترموکلین لایه گذار بین لایه ترکیبی در سطح آب و لایه های
عمیق آب می باشد . تعریف این لایه بر اساس دما می باشد. لایه ترکیبی در
نزدیکی سطح و جایی است که دما تقریبا برابر دمای آب های سطحی است. در
ترموکلین دما از لایه ترکیبی تا آبهای سرد اعماق به سرعت کاهش می یابد.
لایه ترکیبی و لایه های عمیق آب از نظر دما تقریبا یکنواخت هستند ، در حالی
که ترموکلین جایگزین منطقه گزار بین این دو تراز است.
ترموکلین عمیقتر مقدار مواد غذایی را هنگام النینو به خاطر پدیده Upwelling به سطح می آید، محدود می کند و به شدت بر روی محصولات ماهی گیری اثر منفی میگذارد.
سال های بدون النینو
باد های شرقی مناطق حاره آبهای سطحی مناطق شرقی اقیانوس
آرام را از سواحل آمریکا منتقل می کند. هنگامی که این آب جابجا می شود به
سمت شمال منحرف می گردد و منجر میشود که آب از استوا به دو طرف منحرف شود. Upwelling
در شرق اقیانوس آرام آبهای سرد را از اعماق بالا می آورد و جایگزین آبهای
سطحی جابجا شده می کند. اطلاعات دمای سطح آب دریا وجود آبهای سرد را در شرق
اقیانوس آرام نشان می دهد. نقشه دمای میانگین سطح دریا در سالهای 1993-
1994 نشان می دهد که میانگین (SST) در ماه دسامبر در شرق اقیانوس آرام سرد تر از غرب آن بوده است. و به مرور از غرب به شرق کاهش میابد.
بادهای تجارتی آبهای گرم سطحی را در غرب اندونزی متراکم می
کنند و موجب می شوند که سطح آب دریا در غرب اقیانوس آرام نیم متر بالاتر
باشد. هنگامیکه پدیده Upwellin رخ می دهد، تراز دمالایه در سواحل آمریکای جنوبی به اعماق کمتر منتقل می شود و در غرب اقیانوس آرام فشرده می شود. آب Upwellin سرشار از مواد غذایی است و جمعیت ماهی ها را پشتیبانی می کند.
هنگامی که آبهای سطحی به سمت غرب رانده می شوند، تحت شرایط
جوی و تابش خورشید گرم و در غرب اقیانوس آرام متراکم می شوند. آب سرد تر در
شرق اقیانوس آرام هوای بالای خود را سرد می کند . بنابراین هوا چگالیده
شده و تولید ابر و باران می کند. از طرفی در غرب اقیانوس ارام ، هوای در
بالای ابهای گرم، گرم شده و تراز های پایین جو را بی ثبات می کند و موجب
افزایش بارندگی می شود.
بدین ترتیب در بیشتر سالهای بدون النینو، بارندگی های شدیدی
در قسمت غربی اقیانوس آرام (نزدیک اندونزی) مشاهده می شود ، در حالی که
قسمت شرقی آن نسبتا خشک است.
دلیل وقوع النینو
باد های تجارتی شرقی توسط یک الگوی فشاری پر فشار در شرق اقیانوس آرام و یک الگوی کم فشار در غرب آن، رانده می شوند.
وقتی این گرادیان فشار ضعیف می شود، باد های تجارتی نیز
ضعیف میشوند. باد های تجارتی ضعیف شده این امکان را فراهم می کنند که آبهای
گرم از غرب اقیانوس آرام، به سمت شرق جابجا شوند.
این امر موجب شکل گیری لایه سطحی آب گرم و ته نشین کردن
ترموکلین در شرق اقیانوس ارام میشود. دمالایه عمیقتر موجب می شود که آب پر
از املاح و مواد غذایی که از اعماق توسط پدیده Upwelling به سطح می آید محدود شود. این امر بر روی جمعیت ماهی ها که به طور عادی در منطقه وجود داشته تاثیر گذاشته و باعث کاهش آنها می شود.
ابرهای همرفتی و بارش های سنگین ناشی از افزایش شناوری
ترازهای پایین جو، به خاطر گرمای ناشی از آبهای گرم سطحی می باشند. هنگامی
که اب های سطحی به سمت شرق جابجا می شوند، ابرها و توفان های تندری نیز با
آنها به سمت شرق سوق داده می شوند و موجب ایجاد شرایط خشک در مناطقی مثل
اندونزی و استرالیا می شوند. در حالی که باران های سیل آسا و طغیان و سیل
در کشور های پرو و اکوادور به وقوع می پیوندد.
النینو می تواند موجب ایجاد انواع مختلف شرایط جوی شود .
گاهی اوقات موجب ایجاد باران هایی در بیابان های ساحلی جنوب آفریقا میشود
که در سالهای بدون النینو هرگز مشاهده نشده بوده است. سیل و طغیان خود موجب
حجوم حشرات و شیوع بیماری های مختلف می شود.
تقابل بین هوا و دریا که در
سالهای وقوح النینو رخ می دهد، موجب تقویت شرایط جوی می شود. هنگامی که
فشار در شرق افت می کند، در غرب افزایش می یابد، گرادیان فشار سطحی کاهش
پیدا می کند و باد های تجارتی ضعیف می شوند . این امر مقدار بیشتری از
آبهای سطحی را به سمت شرق منتقل می کندکه موجب افزایش بارندگی در شرق
اقیانوس آرام می شود و فشار بیشتر افزایش می یابد.
دمای سطح دریا به هنگام وقوع النینو
پدیده النینو با گرمایش بیش از حد نرمال دمای سطح دریا مشخص می شود.یک نقشه ناحنجاری دمای سطح دریا (SST ) مانند آنچه در زیر نشان داده شده است، تفاوت های بین SST دیده بانی شده و SST نرمال را برای یک ماه مشخص، نشان می دهد.
سایه های سرخ و زرد اقیانوس آرام نشان می دهد که آب به طور
قابل ملاحضه ای از حد نرمال گرمتر است. در حقیقت النینوی سال 1983- 1982
قوی ترین النینوی قرن بوده است که ناحنجاری دمایی آن به 3.5 درجه سلیسیوس
می رسد.
آثار جوی النینو
در سال های وقوع النینو، باران های حاره ای که معمولا در
اندونزی متمرکز هستند، به سمت شرق جابجا شده و الگوی جوی باد را در سراسر
کره زمین مورد تاثیر قرار می دهند. به طور مثال جابجایی جت استریم ها ، storm track
ها و بادهای موسمی مونسون، که موجب ایجاد شرایط جوی نابهنگام در بسیاری از
مناطق زمین می شوند. در طول النینوی سال 1983 – 1982 یک سرس ناحنجاری جوی
از قبیل موارد زیر مشاهده شد:
|
خشکسالی در جنوب آفریقا، جنوب هند، سری لانکا، فیلیپین، اندونزی، استرالیا، پروی جنوبی، بولیوی غربی، مکزیک، آمریکا و آمریکای مرکزی
|
|
باران های شدید و سیل آسا در اکوادور، پروی شمالی، کوبا و خلیج آمریکا
|
|
هاریکن در تاهیتی و هاوایی
|
النینوی سال 1983 – 1982 پشته های (Ridge)
تراز های فوقانی را که در سواحل غربی آمرکا واقع بودند تقویت کرد. (این
تشدید با افزایش دامنه امواج در نقشه سمت راست نشان داده شده است)
|
زمستان معمولی
|
زمستان النینو
|
این تشدید موجب گرم شدن اقیانوس آرام در نزدیکی آمریکای شمالی گردید و از آلاسکا تا شمال آمریکا ادامه یافت.
همچنین به طور همزمان با این امر، عمیق شدن تراف (trough)
سطوح فوقانی در زمستان به ویژه در بالای شرق آمریکا موجب ایجاد بارش های
بیشتر از حد نرمال در منطقه جنوب شد. به عنوان یکی از نتایج النینوی سال
1983- 1982 میتوان به وقوع سیل و طغیان در مناطق آمریکای جنوبی اشاره کرد.
آثار اقتصادی النینو
سواحل پرو یکی از پنج منطقه اصلی ماهی گیری در دنیا است. جمعیت زیاد ماهی ها توسط مواد غذایی که توسط پدیده Upwellig به آبهای ساحلی آورده می شو، تغذیه می شوند. آبهای سرشار از مواد غذایی اعماق می تواند جمعیت بزرگ ماهی ها را تقویت کند
در سال های وقوع النینو، باد های تجارتی جنوبی ، تضعیف می شوند و میزان Upwelling کاهش می یابد. دمالایه عمیق موجب می شود که پدیده Upwelling نتواند مواد غذایی کافی به سطح بیاورد. این امر نیز موجب کاهش جمعیت ماهی ها می شود
. کاهش جمعیت ماهی ها باعث کاهش تولید غذاهای دریایی شده و
صادرات این مواد غذایی به کشور های دیگر که به منظور تغذیه مرغ و ماکیان
صورت می گیرد، کاهش می یابد. چنانچه غذا های دریایی کاهش یابد، باید از
دیگر منابع غذایی گران قیمت استفاده کرد که این امر نیز موجب افزایش قیمت
غذا های غیر دریایی می شود . پس به طور کلی پدیده النینو علاوه بر منافع
زیادی که می تواند داشته باشد، مضراتی نیز برای اقتصاد منطقه در بر خواهد
داشت.
ادامه ادوات در .......ادامه مطل
