تعریف های هواشناسی و اقلیم شناسی:
هواشناسی علمی است که در آن با استفاده از اصول و مفاهیم فیزیکی و مدلهای تجربی، عناصر و عوامل موثر بر شرایط جوی را مورد بررسی قرار داد. در مقیاس جهانی ترکیبی از مطالعات فیزیکی اتمسفر و پدیده‌های آنهاست و به دو بخش اصلی تقسیم میشود: هواشناسی دینامیک: بوسیله قوانین مکانیک و ترمودینامیک حالات اتمسفر مطالعه میشود. هواشناسی سینپوتیک: از طریق تجربی و تهیه نقشه‌های سینپوتیک که در ساعات معینی تهیه میشود. اوضاع هوا مورد بررسی قرار می‌گیرد و یکی از کارهای عمده آن پیش‌بینی هوای آینده است. اقلیم شناسی به بررسی و تجزیه و تحلیل رخدادهای گذشته و در مدت زمان طولانی در یک منطقه می پردازد و ضمن بیان شرایط بلند مدت آب و هوائی یک منطقه به موضوعاتی نظیر تغییرات اقلیمی، مدلسازی اقلیمی به منظور انجام پیش آگاهی ها در زمان آینده نیز می پردازد.
جبهه هوا :
خط مرز بین توده هوا گرم و سرد را جبهه هوا می‌گویند که بنا به وضعیت غالب (یعنی وضعیتی که توده هوای سرد غالب بر گرم باشد و یا بالعکس) جبهه را نام‌گذاری می‌کنند.
توده‌های هوا :
یک توده هوا عبارت است از حجم عظیمی از هوا که خصوصیات فیزیکی آن به ویژه از نظر دما و رطوبت و آهنگ کاهش دما (Lapse rate) در سطح افقی برای صدها کیلومتر تقریبا همسان باشد.
جبهه‌های گرم:
یک جبهه گرم ، جبهه‌ای است که در طول آن ، هوای گرم جانشین هوای سرد میشود. در صورتی که که جهت حرکت توده‌های هوا به طریقی باشد که هوای گرم به تدریج از روی سطح زمینی عبور کند که قبلاً در آنجا هوای سرد وجود داشته است، جبهه تشکیل شده ، جبهه گرم خواهد بود. بر روی نقشه‌های هواشناسی ، جبهه گرم معمولاً به صورت نیم دایره‌های سیاه رنگ و در سمتی که جبهه به آن طرف حرکت میکند رسم میشود. بر روی نقشه‌های چاپی ، جبهه گرم با خط پر رنگ و قرمز مشخص شود. حاصل شکل گیری جبهه گرم ایجاد پوشش نسبتاً ضخیم ابر بر روی سطح جبهه و در نزدیکی دنباله آن و بارندگی یکنواخت است.
جبهه‌های سرد:
در جبهه‌های سرد ، هوای سرد جانشین هوای گرم میشود. تیغه‌های سیاه رنگ بر روی خطی که جبهه را نشان می‌دهد علامت جبهه سرد هستند و همیشه بر روی جهتی قرار داده میشوند که جبهه در آن مسیر حرکت می‌کنند. بر روی نقشه‌های هواشناسی جبهه سرد با خط پررنگ آبی مشخص میشود. حاصل تشکیل جبهه سرد بوجود آمدن ابرهای کومولوس و کومولونیمبوس ، همراه با بارندگیهای رگباری است.
چرخند (سیکلون):
به منطقه کم فشار که وسعت آن ممکن است به هزار ها کیلومتر برسد گفته می شود.در چنین ناحیه ای کمترین فشار در مرکز بوده و در امتداد شعاع به طرف حاشیه مقدار فشار افزایش پیدا میکند.چرخندها معمولا بر اثر صعود دینامیکی هوا ایجاد می شوند. جهت حرکت در چرخندها در نیمکره شمالی بر خلاف عقربه های ساعت است.
واچَرخَند (آنتی سیکلون):
منطقه ای که در آن فشار جو در مقایسه با منطقه مجاور زیاد است و در آن حداقل یک منحنی بسته وجود داشته باشد.در نیمکره شمالی بادها در جهت عقربه های ساعت می چرخند در حالیکه در نیمکره جنوبی این حالت بر عکس است.در مرکز واچرخند بادها آرام ولی در کنارها باد شدت یافته و قوی تر می شود. به طور کلی آنتی سیکلونها در عرض های جغرافیائی 30درجه شمالی و 60 درجه جنوبی به صورت دائمی یافت می شوند.
دما چیست ؟
دما یکی از عناصر اساسی شناخت هوا می باشد، با توجه به دریافت نامنظم انرژی خورشیدی توسط زمین، دمای هوا در سطح زمین دارای تغییرات زیادی است که این تغییرات به نوبه خود سبب تغییرات دیگری در سایر عناصر هوا می گردد. دمای هوا را به وسیله دماسنج اندازه گیری می کنند.
تفاوت دما و گرما چیست؟
گرما میزان انرژی را مشخص می کند در حالیکه دما مبین میزان گرمی و سردی یک جسم است به عنوان مثال اگرچه دمای یک فنجان آب جوش بیشتر از آب استخر است اما گرمای آن بسیار کمتر از آب استخر است
انواع دماسنج ها چیست؟
۱ - دماسنج معمولی (استاندارد Thermometer)
2 - دماسنج حداکثر (Max-Thermometer)
3 - دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)
4 - دماسنج حداقل - حداکثر (Min-Max Thermometer)
5 - دمانگار (Thermograph)
اثر گلخانه ای چیست؟
به مجموعه‌ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو زمین نگه می‌دارندو باعث گرم شدن جو میشوند، گازهای گلخانه‌ای می‌گویند. بخار آب(H2O)، دی اکسیدنیتروژن (NO2)، دی اکسیدکربن (CO2) و متان (CH4) گازهای گلخانه‌ای اصلی هستند. اگر این گازها در جو نبودند، انرژی گرمایی خورشید مجددا به فضا بر می‌گشت و به این ترتیب هوای زمین ۳۳ درجه سانتیگراد سردتر از الان می‌شد. اثر گلخانه‌ای به افزایش دمای کره زمین در اثر وجود گازهای گلخانه‌ای در جو زمین گفته میشود.
رعد و برق چیست؟
آذرخش یا رعدوبرق یک تخلیه ی الکتریکی شدید و بسیار سریع در هواست و همین تخلیه الکتریکی است که نور و صدا تولید میکند. پیش از ایجاد رعدوبرق ابرها طی فرایندهایی بشدت باردار میشوند که این بار معمولا مثبت است, روی سطح زمین بار منفی القا میکند و به این ترتیب مجموعه ی ابر هوا و زمین به یک خازن بسیار بزرگ تبدیل میشود که لحظه به لحظه بارشان بیشتر میشود و بنابراین اختلاف پتانسیل دو قطب ان در حال افزایش است. بالاخره مقدار این بار الکتریکی انقدر زیاد می شود که اختلاف پتانسیل بین ابر و زمین به ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون ولت می رسد.
النینو چیست؟
رویداد ال نینو / نوسان جنوبی یکی از مهمترین و شاخص ترین رویداد هایی است که منجر به ظهور نا بهنجاری های بزرگ آب و هوایی در بسیاری از نقاط جهان می شود. هواشناسان و اقیانوس شناسان جهان در سالهای اخیر مطالعات زیاد و دقیقی در مورد مکانیزم ایجاد ال نینو و تاثیرات متقابل جو و اقیانوس انجام داده اند، بویژه مطالعات گسترده ای در ارتباط با ناموزونی دما در سطح دریا و نوسانات فشار جو در سالهایی که ال نینو رخ می دهد انجام گرفته است، مجموعه این تغییرات را بنام نوسانات جنوبی می نامند که با کلمه اختصاری ENSO (ElNino Southern Oscillation )یعنی ترکیبی از دو کلمه ال نینو و نوسانات جنوبی است بکار می رود . برای نخستین بار واکر (۱۹۳۲) و بلیس (۱۹۳۷) بر وجود نوسانی در فشار سطح و در مقیاس جهانی اشاره کردند و آن را نوسان جنوبی SO نامیدند. بدین سان SOیک الگوی ارتباط از راه دور جهانی در اتمسفر است و به دلیل تمیز آن از سایر الگوهای ارتباط از راه دور ( بویژه نوسانات اطلس شمالی و آرام شمالی ) جنوبی نامیده شده است. مراکز عمل SO توسط یک گردش مداری شرق به غرب در امتداد صفحه استوا همراه با صعود هوا در غرب اقیانوس آرام و نزول هوا در شرق اقیانوس آرام به یکدیگر مربوط می شود و به این ترتیب گردش شکل می گیرد که توسط بژرگنس (۱۹۶۹) گردش واکر نامیده شد . ال نینو مولفه اقیانوسی ENSO می باشد و با دگرگونیهای بزرگ در دماهای سطح دریا در منطقه آرام حاره ای پدیدار می گردد.
اتمسفر زمین چگونه است؟
فضای بین اتمسفر زمین وسیارات منظومه شمسی خلا کامل نیست اگر چه چگالی مواد بین سیارات کم است این فضا مقادیری گازهای داغ وذرات گرد و غبار در بر دارد. مواد گازی موجود در این نواحی را گاز بین سیارات مینامند زیرا این گازها بین سیارات قرار دارند واغلب از پروتونها و الکترونها تشکیل شده اند و چگالی مولوکولی آن بسیار کم است.
پیش بینی وضعیت آب و هوا چگونه صورت می گیرد؟
محققان امور هواشناسی جدیدترین اطلاعات واصله برای مثال درباره فشار هوا، وزش باد و دمای هوا را در ارتباط با یکدیگر در نظر گرفته و توسط مدلهای توسعه داده شده محاسبه می کنند و در پایان به عنوان نتایج کار خود می توانند هوای چند ساعت و حتی چند روز آینده را پیشگویی کنند. اینگونه پیشگویی هوا که از طریق حل معادلات فیزیک و ترمودینامیک توسط محاسبه عددی به دست می آید، در سراسر جهان شیوه ای بسیار متداول است. اما برخی از اوقات نیز غلط از آب در می آید. نه به این خاطر که متخصصان هواشناسی در کار خود سهل انگاری می کنند بلکه به این دلیل که در اصل، اندازه گیری پارامترهای جوی در تعداد محدودی ایستگاههای هواشناسی جمع آوری می گردد و حل کلی معادلات جوی در دسترس نمی باشد و از روشهای عددی جهت حل این معادلات بهره گرفته می شود که با خطا همراه می باشد و هرچه زمان پیش بینی طولانی تر شود این خطا افزایش می یابد و بصورت دقیق نمی توان تغییرات هوا را نمی توان از قبل پیش بینی کرد.
رادار هواشناسی چیست؟
رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بکار می رود. با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریکی، باران،مه.برف،غبار و غیره.اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن در تعیین فاصله یا حدود هدف می باشد. کاربرد رادارها در اهداف زمینی، هوایی، دریایی،فضایی و هواشناسی می توان پیش بینی های لازم را ارائه کرد. ایجاد سیستمی با توانایی بالا در ردیابی پدیده ها هدف عمده رادارهای هواشناسی کشور است.
چرخه آب چگونه است؟
گردش آب درطبیعت که به آن سیکل هیدرولوژی یا چرخة آب گفته می شود، عبارت است از حرکت وجابجائی آب درقسمتهای مختلف کره زمین. این سیکل یک چرخش ساده نیست بلکه مجموعه ای از حرکات وچرخشهای مختلف تحت تأثیر نیروی متفاوتی از جمله نیروی جاذبه ، نیروی ثقل، تغییرات فشار وانرژی خورشیدی می باشد.این چرخش درسه بخش مختلف کره زمین یعنی اتمسفر(هواسپهر) یاچون هیدروسفر یا آب سپهر، لیتوسفریا سنگ سپهر صورت می گیرد. آب درداخل وبین این سرلایه درلایه ای به ضخامت ۱۶ کیلومتر صورت می گیرد که ۱۵کیلومترآن دراتمسفر وتنها ۱ کیلومترآن درداخل لیتوسفر قراردارد.
ماهواره های هواشناسی به چند دسته تقسیم می شوند؟
ماهواره های Geostationary برای هشدارهای کوتاه مدت و ماهواره‌های Polar Orbiting برای پیش بینی‌های بلند مدت تر بکار می‌روند. هر دو نوع ماهواره‌ها برای دیده بانی کامل آب و هوائی جهان لازم هستند.
رادیو سوند (Radio sonde) چیست ؟
رادیوسوندها دستگاه های هواشناسی هستند که برای اندازه گیری دما، رطوبت، فشار، سمت و سرعت باد در جو بالا بکار می‌روند. دو عنصر ازن و تابش نیز می تواند توسط این دستگاه ها اندازه گیری شود.
بویی (buoy ) چیست ؟
از آنجا که فرایندهای هواشناسی به صورت جهانی عمل می کنند لذا نیاز است که اطلاعات دیده بانی از سرتاسر جهان، از جمله مناطق دور افتاده و خالی از سکنه نیز تهیه شود. بدین منظور سکوهای دیده بانی شناور به نام بویی (Buoy) ساخته شده است که در نقاط مختلف اقیانوسها مستقر بوده و از طریق ادوات نصب شده بر روی آنها اطلاعات جوی اندازه گیری می شود. این اطلاعات برروی نوار، ضبط و از طریق شبکه‌های کامپیوتری در اختیار پژوهشگران قرار می گیرد.
لایه های جو چگونه اند؟
اتمسفر زمین را بر حسب چگونگی روند دما، اختلاف چگالی، تغییرات فشار، تداخل گازها و سرانجام ویژگیهای الکتریکی به لایه‌های زیر تقسیم کرده‌اند:
۱- تروپوسفر (Troposphere)
2- استراتوسفر (Stratosphere)
3- مزوسفر (Mesosphere)
4- یونسفر (Ionosphere)
5- اگزوسفر (Exosphere)
فشار هوا چیست؟
فشار هوا نیرویی است که هوا بر یک واحد از سطح زمین وارد می کند و مقدار آن در سطح دریای آزاد، برابر است با وزن ستونی از جیوه به ارتفاع ۷۶ سانتیمتر. واحد اندازه گیری فشار هوا در آب و هواشناسی میلی بار یا هکتوپاسکال می باشد؛ هر میلی بار یا هکتوپاسکال برابر با ۱۰۰۰ دین بر سانتی متر مربع می باشد فشار ستون هوا در سطح دریای آزاد ۱۰۱۳ هکتوپاسکال بر سانتی متر مربع می باشد.
رده‌بندی ابرها چگونه صورت می گیرد؟
هواشناسان جهان بر سر سیستم یکنواختی از رده‌بندی ابرها توافق کرده‌اند . سازمان هواشناسی جهان (WMO ) پای‌بندی به این سیستم را تشویق میکند و مسئولیت هرتغییر یا پیشرفتی را که گاه به‌گاه ممکن است به عمل آید ، بر عهده دارد . رده‌بندی کنونی ، تکامل یافته سیستمی است که در سال ۱۸۰۳ در انگلستان از سوی لوک هووارد منتشر شده ، و رنو فرانسوی و هیلدبراندسون سوئدی آن را بهبود بخشیده‌اند . سازمان هواشناسی جهانی تعریفها و عکسهای انواع مختلف ابرها را به شکل اطلس منتشر میکند . اطلسی دو جلدی در سال ۱۹۵۷ به چند زبان انتشار یافت .
در این رده‌بندی اصراری نیست که فرآیندهای تشکیل‌دهنده ابرها را در نظر بگیرند ، بلکه به اشکال متمایز ، سایه روشن ، ظواهر کلی و آثار نوری می‌پردازند که هواشناس نیمه‌حرفه‌ای آموزش دیده می‌تواند آنها را شناسایی کند . هواشناس در مرکز تحلیل می‌تواند دیده‌بانیهای ابرها را از چند ایستگاه کنار هم بگذارد تا از فرآیندهایی که در دست انجام است سررشته‌هایی به دست آورد .
دیده‌بانیهای سطحی و هواپیمایی نشان داده است که ابرها غالباً در گستره‌ای از ارتفاعات یافت میشود که از تراز دریا تا بلندای زیرین مرز تغییر میکند . در زیرین سپهر ، بخشی از جو که معمولاً ابرها در آنجا حضور دارند به سه (( اشکوب )) تقسیم شده است : بالا ، میانه ، و پایین . کلاله‌ای ( سیروس ) ، کلاله کومه‌ای ( سیروکومولوس ) ، و کلاله پوشن (سیرواستراتوس ) در اشکوب بالا واقع‌اند . فراز کومه‌ای ( آلتو کومولوس ) در اشکوب میانه قرار دارد ؛ پوشنی ( استراتوس ) و پوشن کومه‌ای ( استراتوکومولوس ) در اشکوب پایین قرار دارند . فراز پوشن ( آلتواستراتوس ) معمولاً در اشکوب میانه یافت میشود ، ولی اغلب به ارتفاع بالا گسترش می‌یابد ؛ باراپوشن ( نیمبواستراتوس ) ،کومه‌ای ( کومولوس ) ، و کومه‌ای بارا ( کومولونیمبوس ) در چند تراز گسترده است . اشکوبها هم‌پوشی دارند و با عرض جغرافیایی تغییر می‌کنند.
نسیم دریا و خشکی چیست؟
ظرفیت گرمایی ویژه آب باعث می گردد تا در طول روز دیرتر از خشکی های اطاف آن گرمتر شود و این امر سبب ایجاد یک منطقه گرمتر شود واین امر سبب ایجاد یک منطقه گرمتر و کم فشارتر بر روی خشکی می شود .از آنجائیکه حرکت هوا از منطقه پر فشار به کم فشار صورت می گیرد در طول روز شاهد وزش نسیم از دریا به طرف خشکی در سطح زمین هستیم که تحت عنوان نسیم دریا به خشکی SEABREEZE))نامیده مشود.در طول شب این فرایند بر عکس صورت می پذیرفته و موجب تشکیل نسم خشکی به دریا LANDBREEZE))در سطح زمین می گردد.
نقشه ها جوی مهم در پیش بینی کدامند؟
نقشه های سطح ۵۰۰ میلی بار ،نقشه های سطح ۷۰۰ میلی باری،نقشه های سطح ۸۵۰میلی باری، نقشه های بارش و نقشه های سطح زمین.
کاربرد نقشه های سطح ۵۰۰میلی باری در پیش بینی را تو ضیح دهید؟
با مقایسه ارتفاع نقاط واقع روی خطوط هم ارتفاع (کنتور)در روزهای مختلف و تعیین ضخامت این خطوط می توان به وجود ناپایداری و یا پایداری پی برد و با انطباق آن با اطلاعات سایر سطوح پیش بینی صادر نمود.
کاربرد نقشه های سطح ۷۰۰ میلی باری در پیش بینی را توضیح دهید؟
در این سطح علاوه بر ارتفاع و دما اطلاعت مربوط به لازم برای تشکیل ابرهای سطوح میانی جو نیز مورد بررسی قرار می گیرد .هر چه خطوط رطوبتی (اختلاف دمای خشک و نقطه شبنم ) به عدد ۵ نزدیکتر باشد احتمال تشکیل ابر در این سطح بیشتر می شود.
انواع ایستگاه سینوپتیک کدامند؟
الف –ایستگاه سینوپتیک سطح زمین
ب-ایستگاه سینوپتیک دریایی
ج- ایستگاه جو بالا
د-ایستگاه خودکار
پارامترهای موثر بر میزان بارندگی سالیانه کدامند؟
الف-الگوی دریا و خشکی
ب- جریانات اقیانوسی
ج- وجود رشته کوهها
د- جابجایی فصلی کمربند های باد و فشار
*هواشناسی کاربردی :
به کارگیری داده های هواشناسی در حل مسایل عملی مختلف نظیر کشاورزی، انرژی، بهداشت، حمل و نقل ،معماری و …. را هواشناسی کاربردی گویند . هدف از هواشناسی کاربردی کمک به جامعه برای تطابق با محیط اطراف خود است.
*نقشه سینوپتیکی :
نقشه هواشناسی که تمام پارامترهای مهم هواشناسی برای تعیین شرایط جوی در یک زمان معین و برای یک ناحیه بسیار وسیع در آن لحاظ شده باشد
*خطوط همفشار :
خطوطی که در روی نقشه های هواشناسی تمام نقاطی را که در یک دوره مشخص دارای تغییرات فشار جوی یکسان هستند را به یکدیگر متصل می کند .
*خطوط همدما :
خطوطی که در روی نقشه های هواشناسی تمام نقاطی را که در یک دوره مشخص دارای تغییرات دمایی یکسان هستند را به یکدیگر متصل می کند .
*باروری ابرها :
ریختن یا تزریق مواد لازم از قبیل دی اکسید کربن جامد ،بلورهای ید ،نقره و غیره از طریق هواپیما و … را به درون ابرها به منظور فراهم نمودن شرایط بارش را باروری ابرها می گویند.
*نقطه شبنم :
دمایی که در آن حد باید کاهش یابد تا بخار آب موجود در هوا بر روی سطوح مختلف متراکم گردد.
*وارونگی دما :
زمانی که دمای محیط با افزایش ارتفاع افزایش می یابد و نشان دهنده پایداری هوا و از شرایط لازم برای بروز آلودگی هوا می باشد.