[احمد الحربي]

معلومات عن الطقس والمناخ والغلاف الجوي


الجو منهما.
فالطقس يقصد به وصف حالة الجو في لحظة أو يوم معين من حيث درجة حرارته ومقدار ضغطه ونوع الرياح التي تهب عليه في ذلك الوقت ومقدار الرطوبة فيه من حيث السحب والضباب ودرجة كثافتهما وغير ذلك من المعلومات التي تبثها الإذاعات والصحف والتليفزيون يومياً - ليسترشد بها أصحاب الأعمال المرتبطة بحالة الطقس مثل الطيارين والملاحين والصيادين والزراعيين والرحالين وغيرهم.
أما المناخ فيدل على مفهوم أشمل وأوسع من مدلول الطقس لأنه يدل على حالة الجو في مدة طويلة قد تكون شهرًا أو فصلاً أو سنة أو عدة سنوات، بعد أخذ قياسات الطقوس اليومية بجميع عناصرها وعمل متوسطات لها للتعرف على الحالة المناخية السائدة في أي إقليم من الأقاليِم بصورة عامة فمثلاً نقول الطقس اليوم في الرياض معتدل وغائم بينما مناخ الرياض العام حار صيفاً بارد شتاءً والأمطار قليلة أغلبها يسقط شتاءً.
وأهم عناصر المناخ الحرارة والضغط الجوي والرياح والرطوبة والأمطار وهي تؤثر في بعضها البعض، فاختلاف درجة الحرارة يؤدي إلى اختلاف الضغط الجوي واختلاف الضغط الجوي يؤدي إلى هبوب الرياح، وسقوط الأمطار يتوقف على نوع الرياح والجهة القادمة منها.... وهكذا.



1- الحرارة
أهميتها :
تعتبر الحرارة أهم هذه العناصر المناخية نظرًا لأن اختلاف درجتها يؤثر في العناصر الأخرى كالضغط الجوي والرياح والرطوبة والتكاثف وبالتالي الأمطار.
مصدرها:
الشمس هي مصدر الحرارة الرئيسي للأرض والجو، كما أن الحرارة الباطنية للأرض لها تأثير أيضا ولكن درجتها قليلة. وتمتاز أشعة الشمس بأنها تعطي الحرارة والضوء والأشعة الحيوية، فعندما ترسل الشمس أشعتها يسخن سطح الكرة الأرضية من يابس وماء ثم تنعكس حرارتهما على الغلاف الغازي المحيط بالأرض. فترتفع درجة حرارته، وتكون طبقات الجو القريبة من سطح الأرض أشد حرارة من البعيدة عنه، أي أن الإنسان كلما ارتفع في الجو قلت الحرارة وشعر بالبرودة.وتقطع أشعة الشمس مسافة 93 مليون ميل في الفضاء حتى تصل إلى سطح الأرض في مدة ثماني دقائق تقريبًا. ولا تسخن أشعة الشمس جميع جهات سطح الأرض بدرجة واحدة بل هناك جهات تشتد فيها الحرارة، وهي التي تسقط عليها أشعة الشمس عمودية أو قريبة من العمودية، وجهات أخرى تسقط عليها أشعة الشمس مائلة فتقل فيها الحرارة.
المناطق الحرارية :
ترتب على اختلاف درجات الحرارة على الكرة الأرضية تقسيم العلماء لسطح الأرض إلى عدة مناطق حرارية، هي كالآتي:.
1- المنطقة الحارة "المدارية" : وتقع بين مدار السرطان ومدار الجدي ويمر بوسطها خط الاستواء، وتتميز بأنها حارة على مدار السنة تقريبًا.





2- المنطقتان المعتدلتان " الشمالية والجنوبية " : وتنحصران بين كل من المدارين والدائرتين القطبيتين (2/1 66 ش و ج) وتقل فيهما الحرارة كلما ابتعدنا عن المدارين واقتربنا من دائرتين القطبيتين، وبالتالي يمكن تقسيم كل منها إلى منطقتين متميزتين كالتالي:
أ - منطقة معتدلة دفيئة: توجد بين خطي عرض 2/1 23 ْ- 40 ْ ش و ج وتتميز بأنها حارة صيفًا ودفيئة شتاءً.
ب- منطقة معتدلة باردة تنحصر بين خطي عرض 40 ْ 2/1 66 ْ ش و ج وتتميز بأنها معتدلة صيفًا باردة شتاءً.
3- المنطقتان القطبيتان " الشمالية والجنوبية ": وتقعان بين الدائرتين القطبيتين والقطبين الشمالي والجنوبي، وتتميزان بشدة البرودة وتراكم الثلوج طوال العام تقريباً.

ج - قياس الحرارة :
لا يستطيع الإنسان أن يقيس درجة الحرارة عن طريق إحساسه بها، بل إنه يستعمل ميزانًا للحرارة يعرف باسم الترمومتر وهو نوعان :
*الترمومتر المئوي ويرمز لدرجته بالحرف (م) أو بالحرف (س) اختصار(سنـتيجراد).
*الترمومتر الفهرنـهيتي ويرمز لدرجاته بالحرف (ف) اختصار (فهرنـهيت).
والترمومتر المئوي يقسم إلى مائة درجة تبدأ بدرجة الصفر وهي درجة التجمد وينتهي بدرجة مائة وهي درجة الغليان. والترمومتر الفهرنـهيتي مقسم إلى 212 درجة منها 180 ْ بين درجة التجمد والتي تعادل 32 ْ ف ودرجة الغليان وهي 212 ْ، أما الأرقام من صفر إلى 32 ْ فهي دون درجة التجمد.



2- الضغط الجوي
يحيط بالكرة الأرضية من جميع جهاتها غلاف غازي يعرف بالهواء ويقدر ارتفاعه بنحو 350 كم فوق سطح البحر، ويتكون هذا الغلاف من عدة غازات أهمها النتروجين (الأزوت) ونسبته 78% من حجمه والأُكسجين ونسبته 21% والباقي وهو 1% خليط من غازات أخرى ومن مواد عالقة به مثل بخار الماء والغبار، وهذا الغلاف الجوي ضروري لحياة الإنسان والحيوان والنبات على سطح الأرض.
وللغلاف الجوي ثقل يولد ضغطًا يساوي هذا الثقل مثل سائر الأجسام الأخرى، والدليل على ذلك أننا مثلا إذا فرغنا أي وعاء من الهواء بواسطة آلات التفريغ فإن ثقل الضغط الجوي يهشم جدرانه إذا كانت رقيقة.
ويختلف ثقل الغلاف الجوي وبالتالي ضغطه تبعًا لحرارته أو برودته أو رطوبته، فالمعروف أن الهواء إذا سخن زاد حجمه وبذلك تقل كثافته ويخف ضغطه، ويحدث العكس إذا انخفضت درجة حرارته فيقل بذلك حجمه وتزداد كثافته فيشتد ضغطه.
ويعرف الضغط الجوي بأنه وزن عمود الهواء الممتد من سطح البحر إلى نهاية الغلاف الغازي على البوصة المربعة وهو يقدر في الأحوال العادية بمقدار 6,6 كيلوجرامًا. وهذا يعادل عمودًا من الزئبق ارتفاعه حوالي 76 سم على البوصة المربعة.
ويقاس الضغط الجوي بأحد الأجهزة التالية :
3 - الباروجراف.
2 - البارومتر المعدني المعروف باسم (أنرويد).
1 - البارومتر العادي (الزئبقي).


ونظرًا لاختلاف حالة الضغط الجوي على سطح الكرة الأرضية بالنسبة للحرارة والرطوبة، فقد أمكن تقسيم سطح الأرض إلى مناطق ذات ضغط منخفض وأخرى ذات ضغط مرتفع كـما يأتي:.
1- منطقة ضغط منخفض على جانبي خط الاستواء لشدة الحرارة وكثرة الأبخرة وتصاعد الهواء إلى الطبقات العليا.
2 - منطقتا ضغط مرتفع حول خطي عرض 30 شمالاً وجنوبًا لقلة بخار الماء بهما، ولأن الهواء بهما هابط من أعلى إلى أسفل، والهواء الهابط يكون عادة أثقل من الهواء الصاعد.
3-منطقتا ضغط منخفضحول خطي عرض 60ْشمالاً وجنوبًا لتصاعد الهواءوكثرة الأبخرة بهما.
4-منطقتا ضغط مرتفع عند القطبين لشدة البرودة وقلةالأبخرة وهبوط الهواء بهما.

معلومات عن الغلاف الجوي ..!!

الغلاف الجوي



المقدمة

لماذا ندرس الجو ؟.

جميعنا نتحدث عن الطقس وحمايته ولكن لا أحد منا يقوم بشيء تجاهه، والآن من خلال برنامج GLOBE سيستطيع الطلاب تقديم مساهماتهم تجاه الطقس من خلال قياساتهم التي يمكن أن تساعدنا على فهم أفضل لمناخ كوكبنا.



وهناك العديد من الأسباب التي تدعو لدراسة الطقس، فنحن نحتاج يومياً لمعرفة أمور مثل درجة الحرارة حتى نحدد نوع الملابس التي يمكننا ارتداؤها وهل نحتاج إلى مظلة عند الخروج أم لا، والمزارعون هل هم في حاجة لمعرفة ما إذا كانت المحاصيل ستحصل على ما يكفيها من الأمطار أم لا. وكل واحداً منا يرغب في معرفة ما سيكون عليه الطقس ليس غداً أو اليوم التالي فقط ولكن قد يكون لمدة ستة أشهر قادمة أو سنة أو حتى عشر سنوات من الآن.



وكلمة الطقس تعني ما يحدث في الجو اليوم أو غداً أو حتى بعد أسبوع قادم. أما كلمة المناخ فمعناها الطقس على مر الزمن فمثلاً إذا كانت درجة الحرارة في مدينة معينة 25 درجة مئوية فهذا هو الطقس.



إن الجو عبارة عن طبقة رقيقة من الغازات تتكون من 79% نيتروجين و20% أكسجين و1% غازات أخرى تشمل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. والجو دائماً يكون نشط تماماً والتغيرات التي تحدث في جزء من العالم قد ينتج عنها تغيرات في مناطق أخرى. لذلك فإن دور التواصل والتعاون الدولي حيوي لفهم الآثار المحتملة للتغيير في المناخ العالمي ومحاولة التوافق معهما، لذلك فمن الضروري قياس المتغيرات البيئية لمراقبة الوضع الحالي للجو وتنبيه الناس قبل وقوع أي تغيرات. ومن خلال برنامج GLOBE سيقوم الطلاب بمساعدة العلماء على فهم الظروف البيئية اليوم وعبر الزمن لتحديد ما يقع من تغيرات.



التركيز على الأفكار العلمية الرئيسية: سنرى في هذا القسم عن قرب الأهمية العلمية لكل مقياس من المقاييس الجوية التي تشكل جزءاً من برنامج GLOBE.



الغمام



يوجد الماء في الجو على شكل غاز (بخار الماء) وسائل (قطرات المطر أو قطيرات الغمام) ومادة صلبة (البلورات الثلجية أو المطر المتجمد). ومثل الغازات الأخرى التي تشكل الجو فإن بخار الماء غير مرئي للعين البشرية، ومع ذلك فعلى عكس معظم الغازات الأخرى في الجو المحيط بنا فإن بخار الماء في ظل الظروف الصحيحة يمكن أن يتحول من غاز إلى ذرات صلبة أو قطرات سائلة. فإذا كانت درجات الحرارة تحت درجة التجمد (مثلما تكون دائماً في الطبقات العليا من الجو) فتتكون بلورات ثلجية دقيقة وتكون الغمام هو الشكل المرئي من هذه البلورات أو القطيرات.



وجميعنا يعرف الغمام ولكن ليس كل واحد منا يعرف أهميته بالنسبة للطقس والمناخ. فالغمام يلعب دوراً معقداً في نظام المناخ فهو مصدر الأمطار ويؤثر على كمية الطاقة التي تستمدها الأرض من الشمس وتقوم بعزل سطح الأرض عن طبقات الجو السفلية، كما أننا في أي وقت نجد أن نصف سطح الأرض تقريباً مظلل بالغمام كما أن الغمام يعكس بعضاً من أشعة الشمس بعيداً عن الأرض فتجعل الأرض أبرد مما لو لم يكن هناك غمام وفي نفس الوقت فإن الغمام يمتص بعض الطاقة الحرارية التي تخرج من سطح الأرض فتجعل السطح أكثر دفئاً، وقد أوضحت مقاييس القمر الصناعي أن التأثير البارد للغمام يفوق تأثيرها الدافىء ويقول العلماء أنه لولا وجود الغمام في جو الأرض لكان كوكبنا أدفأ بحوالي 30 درجة مئوية في المتوسط.



تساقط الأمطار



تشير الأمطار إلى كل أشكال الماء السائلة أو الصلبة والتي تسقط من الجو وتصل إلى سطح الأرض. كما إن كوكبنا عبارة عن كوكب مائي وفي الواقع إن كوكب الأرض هو الوحيد في المجموعة الشمسية التي تجري فوق سطحه الماء السائل. إن الحياة كلها تقريباً تعتمد على الماء وهذا الماء الذي يصعد في طبقات الجو ليعود مرة أخرى لسطح الأرض هو جزء من دورة هيدرولوجية أكبر وأشمل، وفي هذه الدورة يتبخر الماء من المحيطات والأرض ويمر عبر الجو ويسقط على السطح في شكل أمطار ويعود للبحر من الأرض عبر الأنهار والممرات الأخرى.



ومن خلال معرفة أماكن تكون الغمام، ومعرفة أين ومتى وكم سيسقط من الأمطار فإنه يمكن للعلماء أن يفهموا بصورة أفضل لأن تنطلق الطاقة وأين تمتص في الجو، وهذا بدوره يساعد العلماء على فهم سلوك الجو المحيط بالأرض.





الرقم الهيدروجيني للأمطار pH



توجد في المطر الطبيعي نسبة حمضية بسيطة (ذات رقم هيدروجيني = 5.6) نظراً لأن الجو يتشكل طبيعياً من غازات إلا أن احتراق الوقود الحفوري ينتج عنه غازات في الهواء الجوي يتفاعل مع بخار الماء وهذا ينتج عنه أمطار يقل رقمها الهيدروجيني pH عن 5.6. وهذا المطر الحمضي قد يكون له أثره الضار والمباشر



على النباتات. كما أنها تستخرج من التربة أيونات الألومنيوم المذابة والتي تساعد على تدمير جذور الأشجار وهذه الأيونات إذا ما اختلطت بمياه البحيرات والينابيع فإنها قد تضر بأنواع عديدة من الأسماك.



وبالإضافة إلى تأثيره العكسي على الكائنات الحية، فإن المطر الحمضي يلحق أضراراً هائلة بالتركيبات البنيوية، فالمعروف عن المطر الحمضي أنه يساعد على تآكل المعادن كما يساعد على تدمير النصب والهياكل الحجرية ولهذا السبب نجد أن النقوش والمباني المشهورة في مناطق عديدة في العالم تتدهور بمعدلات متزايدة.



وفي برنامج GLOBE يقوم الطلاب بقياس الرقم الهيدروجيني pH للأمطار والتربة والماء السطحي.



درجة الحرارة



عندما نفكر في الاختلاف بين الليل والنهار أو بين الصيف والشتاء أو بين المناطق الاستوائية والمناخ في المناطق القطبية، فإننا نصور شكل هذا الاختلاف من حيث درجات الحرارة. إن درجة الحرارة مع الأمطار لهما تأثير هام على أنواع النباتات والحيوانات التي تعيش في منطقة معينة بل وحتى على أشكال التربة في هذه المنطقة، لذلك فإن المقاييس التي يجريها طلاب GLOBE تمثل أهمية للعلماء الذين يدرسون الطقس، والمناخ والغطاء الأرضي، والأحياء والهيدرولوجي، والتربة