فهم علم الأرصاد الجوية تعريف مبسط ومفصل

عناصر الموضوع

1- التعريف العلمي لعلم الأرصاد الجوية

2- الفرق بين الأرصاد الجوية والعلوم البيئية

3- أدوات وطرق جمع البيانات في علم الأرصاد

4- أهم المصطلحات المستخدمة في علم الأرصاد الجوية

5- كيف يتم تحليل بيانات الطقس والتنبؤ به؟

تعريف علم الأرصاد الجوية، الاسم الرسمي لعلم الطقس هو علم الأرصاد الجوية. ومن وظائف علماء الأرصاد الجوية دراسة أنماط الطقس والتنبؤ بالطقس والطقس المتطرف المحتمل. الطقس موجود حولنا في كل مكان. إنه حالة الغلاف الجوي. من السحب والأمطار والثلوج إلى الرياح والرعد وأشعة الشمس، يؤثر الطقس على جميع جوانب الحياة، لذا فإن فهم العلم الكامن وراءه أمر مهم حقًا. يشمل الطقس أيضًا الضغط في الهواء ودرجة الحرارة والرطوبة.

1- التعريف العلمي لعلم الأرصاد الجوية

علم الأرصاد الجوية هو دراسة الغلاف الجوي والظواهر الجوية وتأثيرها على الطقس. وهو فرع من فروع علوم الغلاف الجوي إلى جانب الفيزياء الجوية والكيمياء الجوية وعلم الطيران وعلم المناخ.

تميل الأرصاد الجوية إلى التركيز على أدنى طبقة من الغلاف الجوي للأرض، والمعروفة باسم طبقة التروبوسفير، حيث تحدث معظم الظواهر الجوية. وتمتد تطبيقاتها إلى صناعات مختلفة، بما في ذلك الطاقة والمرافق، والنفط والغاز، والزراعة، والطيران، والبناء.

يُطلق على العلماء العاملين في مجال الأرصاد الجوية اسم خبراء الأرصاد الجوية. فبالإضافة إلى مراقبة الطقس والتنبؤ به، ينظر خبراء الأرصاد الجوية أيضًا إلى اتجاهات المناخ طويلة الأمد وتأثيرها على السكان البشر. ومع ذلك، فإن الجزء الأكبر من الأبحاث المتعلقة بالمناخ تجري في نطاق علم المناخ.

2- الفرق بين الأرصاد الجوية والعلوم البيئية

تعريف علم الأرصاد الجوية وعلم البيئة مجالان مترابطان، إلا أنهما يركزان على جوانب مميزة لكوكبنا. وفي حين يساهم كلا التخصصين في فهمنا للأرض، فإن نطاقهما واهتماماتهما الأساسية تختلف. وفيما يلي تفصيل لأهم الفروق بينهما:

التركيز:

يركز علم الأرصاد الجوية في المقام الأول على تعريف علم الأرصاد الجوية، وهو دراسة الغلاف الجوي وظواهره، وخاصة الطقس والتنبؤ بالطقس. بالإضافة إلى ذلك، يتبنى علم البيئة منظورًا أوسع، يشمل التفاعلات بين جميع مكونات نظام الأرض – الغلاف الجوي، والغلاف المائي، والغلاف الصخري، والمحيط الحيوي.

النطاق:

غالبًا ما يتعامل علم الأرصاد الجوية مع جداول زمنية قصيرة نسبيًا، مع التركيز على أنماط الطقس اليومية أو الأسبوعية. وعلاوة على ذلك، يتناول علم البيئة غالبًا الاتجاهات والتغيرات الأطول أجلاً، مثل تغير المناخ، والتلوث، وصحة النظام البيئي.

الطبيعة متعددة التخصصات:

في حين أن تعريف علم الأرصاد الجوية مجال متخصص، فإن العلوم البيئية متعددة التخصصات بطبيعتها، وتستمد المعرفة من مختلف التخصصات العلمية، بما في ذلك علم الأحياء والكيمياء والجيولوجيا والفيزياء. وبالتالي، غالبًا ما يعمل علماء البيئة في فرق تعاونية مع خبراء من مجالات مختلفة.

3- أدوات وطرق جمع البيانات في علم الأرصاد

يستخدم خبراء الأرصاد الجوية مجموعة واسعة من الأدوات والأساليب لجمع البيانات الحاسمة للتنبؤ بالطقس ودراسات المناخ. يعد جمع البيانات هذا أمرًا أساسيًا لتعريف علم الأرصاد الجوية وتطبيقاتها العملية. فيما يلي نظرة على بعض الأدوات والأساليب الرئيسية:

• الملاحظات السطحية.
• قياسات الهواء العلوي.
• صور الأقمار الصناعية.
• الرادار.
• محطات الطقس الآلية (AWOS).

4- أهم المصطلحات المستخدمة في علم الأرصاد الجوية

إن فهم لغة الأرصاد الجوية هو المفتاح لفهم توقعات الطقس ومناقشات المناخ. يعتمد تعريف علم الأرصاد الجوية نفسها، دراسة الغلاف الجوي، على مفردات محددة. فيما يلي بعض المصطلحات الأساسية:

درجة حرارة

درجة حرارة الهواء المحيط على سطح الأرض. وعادة ما يتم قياسها بالدرجات المئوية في نيوزيلندا، ويتم قياسها باستخدام ميزان حرارة. وعادة ما يتم وضع ميزان الحرارة داخل شاشة خشبية ذات شرائح تسمى شاشة ستيفنسون، على ارتفاع حوالي 1.3 متر فوق مستوى سطح الأرض. تسمح هذه الشاشة للهواء بالتدفق عبر حاوية ميزان الحرارة، بحيث يتم إجراء قراءة تمثيلية لدرجة الحرارة.

الاحتباس الحراري

يشير مصطلح الاحتباس الحراري إلى زيادة إجمالية في درجة حرارة سطح الأرض مما يؤدي بمرور الوقت إلى تغيير أنماط المناخ العالمي. وقد حدث الاحتباس الحراري، بسبب التأثيرات الطبيعية في الماضي، ولكن المصطلح يستخدم في أغلب الأحيان للإشارة إلى الاحتباس الحراري الذي يحدث، ومن المتوقع أن يستمر نتيجة لزيادة انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري.

الضغط الجوي

الضغط الذي يمارسه الغلاف الجوي عند نقطة معينة. ويمكن اعتباره وزن الهواء في العمود فوقك. ويقاس عادة بالبوصات الزئبقية أو المليبار أو الهكتوباسكال. ويتم قياسه باستخدام البارومتر.

العواصف

ترتبط العواصف بفترات من الرياح القوية المدمرة في كثير من الأحيان، والأمطار الغزيرة المسببة للفيضانات، والرعد والبرق، وتساقط الثلوج بكثافة أو ظروف العواصف الثلجية. يتم تصنيفها حسب قوة الرياح أو حسب غزارة الأمطار أو البرق أو الثلوج.

إعصار

الإعصار عبارة عن قمع هواء يدور بعنف، وينزل من سحابة. ويمكن رؤيته من خلال الغبار الذي يمتصه، ومن خلال تكثف قطرات الماء في وسط القمع.

طقس

حالة الغلاف الجوي في وقت محدد. وهي التغيرات قصيرة المدى في الغلاف الجوي، على عكس التغيرات المناخية طويلة المدى. وعادة ما يشار إليها من حيث سطوع الشمس، والغيوم، والرطوبة، وهطول الأمطار، ودرجة الحرارة، والرياح، والرؤية.

5- كيف يتم تحليل بيانات الطقس والتنبؤ به؟

الخطوة الأولى: الملاحظة

يتم إجراء عمليات الرصد السطحي كل ثلاث ساعات على الأقل فوق البر والبحر.

تراقب محطات الأرصاد الجوية الأرضية في جميع أنحاء العالم والمحطات الآلية الضغط الجوي واتجاه الرياح وسرعتها ودرجة حرارة الهواء والرطوبة والسحب وهطول الأمطار والرؤية باستخدام أدوات الطقس القياسية مثل البارومتر ودوارة الرياح ومقياس شدة الرياح ومقياس الحرارة ومقياس الرطوبة ومقياس الأمطار.

كما تقوم محطات الهواء العلوي في جميع أنحاء العالم بإجراء عمليات الرصد كل اثنتي عشرة ساعة على الأقل.

يتم رصد الضغط ودرجة الحرارة ودرجة حرارة نقطة الندى واتجاه الرياح وسرعتها عند مستويات مختارة في الغلاف الجوي باستخدام أجهزة راديوسوندية تسجل هذه البيانات عن طريق تتبع البالونات المملوءة بالهيليوم المرفقة بأجهزة الإرسال. يتم استخدام جهاز آخر، وهو جهاز قياس الزوايا، في رصد اتجاه الرياح وسرعتها أيضًا عند مستويات مختارة. بالإضافة إلى ذلك، تراقب الطائرات التجارية الطقس على طول مساراتها في أوقات محددة.

الخطوة الثانية: جمع ونقل بيانات الطقس

يتم إرسال الملاحظات الجوية التي يتم تكثيفها في أرقام ورموز وأرقام مشفرة عبر الهاتف اللاسلكي أو التلكس أو الفاكس أو الهاتف إلى مراكز تجميع محددة لإرسالها إلى محطة التنبؤ المركزية في WFFC. يتم إرسال صور الأقمار الصناعية للطقس إلى محطات الاستقبال الأرضية بينما يتم إرسال الملاحظات الرادارية إلى مراكز التنبؤ من خلال نظام اتصالات محلي.

الخطوة الثالثة: رسم بيانات الطقس

فعند استلام الرسائل المشفرة، يتم فك شفرتها ورسم كل مجموعة من الملاحظات بالرموز أو الأرقام على خرائط الطقس فوق المناطق أو الأقاليم المعنية. ثم يتم رسم الملاحظات التي يتم إجراؤها فوق البر والبحر على خرائط السطح أو متوسط ​​مستوى سطح البحر والتي يتم إعدادها أربع مرات في اليوم. ويتم رسم ملاحظات الرياح باستخدام الراديوسوند والمزواة والطائرات والأقمار الصناعية على خرائط المستوى العلوي والتي يتم إعدادها مرتين يوميًا.

الخطوة الرابعة: تحليل خرائط الطقس وصور الأقمار الصناعية والرادار والبيانات الأخرى

• مخطط السطح (MSL): يتم تحليل البيانات المرسومة على خريطة الطقس هذه بشكل متساوي الضغط. وهذا يعني أن الضغط الجوي نفسه في أماكن مختلفة مترابط مع خط يأخذ في الاعتبار اتجاه الرياح. ومن خلال هذا التحليل، يمكن تحديد وتحديد أنظمة الطقس أو ما يسمى بمراكز العمل مثل مناطق الضغط العالي والمنخفض والأعاصير المدارية والجبهات الباردة والدافئة ومنطقة التقارب بين المدارين.
• مخططات الهواء العلوي: يتم تحليل البيانات المرسومة على خريطة الطقس هذه باستخدام التحليل الانسيابي. يتم رسم الخطوط لتوضيح تدفق الرياح. باستخدام هذا النوع من التحليل، يمكن تحديد مناطق الضغط المرتفع أو المناطق ذات الضغط المنخفض أو المناطق ذات الأعاصير.
• مخرجات نموذج التنبؤ بالطقس الرقمي: يتم تحليل خرائط الطقس المرسومة بواسطة الكمبيوتر يدويًا بحيث يتم تحديد أنظمة الطقس مثل الأعاصير والأعاصير المضادة والوديان وما إلى ذلك.
• مراقبة مخططات الطقس: يتم تحليل البيانات المرسومة على المقطع العرضي ومخططات هطول الأمطار وتغير الضغط على مدار 24 ساعة لتحديد حركة موجات الرياح وتوزيع هطول الأمطار وسلوك الضغط الجوي.

الخطوة الخامسة: صياغة التوقعات

بعد الانتهاء من تحليل كافة المعلومات/البيانات الجوية المتاحة، يأتي إعداد التوقعات. وتتمثل الخطوة الأولى والأولى في تحديد موقع الأنظمة الجوية المختلفة والطقس الحالي في منطقة معينة بدقة قدر الإمكان. وفي كثير من الحالات، يمكن إجراء تقدير مرضٍ إلى حد ما لاتجاه ومعدل الحركة ببساطة عن طريق قياس الحركة خلال آخر 12 أو 24 ساعة ثم استقراء هذه الحركة أو تمديدها إلى المستقبل وبالتالي معرفة الطقس الذي سيشهده مناطق مختلفة في المستقبل القريب.

وفي ختام تعريف علم الأرصاد الجوية، لقد تمت دراسة الغلاف الجوي لأغراض متنوعة على مر العصور، بما في ذلك الخبرة الزراعية، والدفاع العسكري والتخطيط، وتطوير تحذيرات أكثر دقة للأنظمة الجوية المتطرفة مثل الأعاصير والزوابع.

مشاركة المقال

وسوم