البيانات المناخية
أنواعها وطرق جمعها
والاستفادة منها
تقسم البيانات المناخية الى الاتي:
1- بيانات
العناصر المساندة Proxy Data وهي العناصر التي تستخدم لمعرفة الضروف الجوية التي
سادت في اقليم معين قبل مئات الى آلاف السنين ولها علاقة قوية بالمناخ كالبيانات
الماخوذة من الرواسب البحرية والجليد وانوية الطلع وحلقات الاشجار. وتستخدم هذه
البيانات في دراسة ومعرفة المناخ القديم.
2- بيانات
العناصر المشتقة Derived Elements , وهي البيانات المناخية التي يتم اشتقاقها من
قياسات مناخية مباشرة وتلعب دورا مباشرا في في وصف المناخ من اجل تطبيقات ذات
اهمية في حياة البشر وتعتمد المعادلات والعلاقات الاحصائية التي طورها العلماء
كقياس التبخر النتحي والمطر الفعال وغيرها.
3- بيانات
العناصر المقاسة Measured Elements وتشمل بيانات المدة الاخيرة (القرنين الماضيين)
التي تم فيها استخدام الاجهزة في قياس عناصر المناخ كالاشعاع الشمسي ودرجات
الحرارة والضغط الجوي والرطوبة والتساقط وغيرها من العناصر. فضلا عن البيانات التي
تقدمها الاقمار الصناعية Weather Satellite.
البيانات المناخية أنواعها وطرق جمعها والاستفادة منها
المحطات المناخية Climate Stations :
تتولى
منضمة الارصاد الجوية العالمية عملية التنسيق بين المحطات المناخية الموزعة على
العالم وجمع بياناتها وتسهيل تبادل معلوماتها بين دول العالم ليتم رسم الخرائط
والتنبؤ بالضروف الجوية المختلفة بين مختلف مناطق العالم، اما الابعاد القياسية
للمحطة المناخية فيفضل ان تكون كالاتي:
|
مقياس المطر
|
أجهزة قياس عناصر المناخ:
أ-
أجهزة قياس الإشعاع الشمسي Solar
Radiation- ويتم قياس عدة مكونات منه وهي:
·
الاشعاع الشمسي الكلي ويقاس اما بجهاز
البيرانوميتر او البيرانوكراف والاول لوقت محدد اما الثاني لمدة من الزمن ويسجله
على ورق بياني خاص به، يتالف الجهاز من كرة زجاجية تجمع الضوء على قطعتين معدنيتين
بيضاء وسوداء والفرق في الحرارة يعطي فرق في الجهد الكهربائي تسجل هذه الاشارة اما
على ورقة او في شاشة الكترونية. ويوضع الجهاز على ارتفاع 180سم.
·
الاشعة المنعكسة Reflection – تقاس عن
طريق قلب الجهاز السابق نحو الارض وبذلك يستقبل الجهاز الاشعة المنعكسة من سطح
الارض فقط.
·
يمكن الحصول على صافي الاشعاع من
العلاقة الاتية:
صافي الاشعاع = الاشعاع الكلي - الاشعة المنعكسة.
·
الاشعة المنتشرة Scattered Radiation – تقاس عن
طريق نفس الجهاز ولكن بعد تضليله وحجب اشعة الشمس المباشرة عليه وبذلك يقيس الاشعة
المنتشرة في الجو والتي تصل الى الجهاز بصورة غير مباشرة.
·
يمكن الحصول على الاشعة المباشرة عن
طريق العلاقة الاتية:
الاشعاع المباشر = الاشعاع الكلي – الاشعة المنتشرة
·
مدة سطوع الشمس Sun Duration ، وتقاس
بجهاز كامبل-
ستوكس ويتالف من كرة زجاجية تجمع الاشعاع وتركزه على ورقة بيانية خاصة
يقوم الاشعاع بحرق جزء منها اذ يعتبر الحرق هو مدة سطوع الشمس.
ملاحظة- لايتساوى طول النهار مع مدة
سطوع الشمس في الايام الغائمة عكسها في الايام المشرقة.
ب-
قياس درجات الحرارة Temperatuer :
تقاس
درجة الحرارة بجهاز الثيرموميتر Thermometer او الثيرموكراف Thermograph يتكون
الاول من انبوبة مدرجة بالمؤي والفهرنهايتي يحتوي على زئبق او كحول مقفل الطرفين
وهو آني في القياس. اما الثاني فيضاف له اسطوانة مثبت عليها ورقة بيانية يتم التسجيل
عليها ويقيس مدة محددة اسبوع او اقل. ويقيس العناصر الحرارية الاتية_
·
درجة حرارة سطح الارض Ground
Temperature ، ويوضع الجهاز على الارض وتعرف قياساته بدرجة حرارة العشب.
·
درجة الحرارة الصغرى Min Temperature وتقاس
هذه الدرجة قبيل شروق الشمس عندما تفقد الأرض اعظم قدر من اشعاعها، وتتم عبر
ثيرموميتر معدل لقياسها اذ يستبدل الزئبق بالكحول ويوضع في أنبوبته مؤشر اسود
اللون يتحرك مع الكحول ويبقى ثابتا عند أدنى درجة يقيسها وللقياس مرة اخرى يقوم
عامل المحطة برج الانبوبة جيدا لاعادته الى مكانه.
·
درجة الحرارة العظمى ’ Teperature Max يتم
قياسها عند الثانية بعد الظهر عندما تكتسب الارض اعلى نسبة اشعاع شمسي وانبعاث
اعلى شدة من اشعاعها. وتتم هذه العملية بواسطة الثرموميتر المعدل الذي يحتوي على خانق
بعد مستودع الزئبق يمنعه من الرجوع الى المستودع ليثبت عند اعلى درجة. وبعد اخذ
القياس يرج الجهاز ليعود الزئبق الى مكانه ويوضع في مكانه افقيا في الكشك اذ تقاس
مرة واحدة في اليوم.
·
درجة حرارة التربة Soil Teperature ،
تقاس حرارة التربة في اعماق مختلفة اذ يغرس ثيرموميتر خاص على عمق 10سم و 25سم و
50سم وهذه القياسات مفيدة في مجالات الزراعة.
·
درجة حرارة الثيرموميتر الجاف Dry Bulb
Temperature وهو محرار اعتيادي يوضع على ارتفاع مترين في الظل "كشك ستيفنسن
Stevenson Screen " وهو عبارة عن صندوق ابيض اللون يحتوي على فتحات للتهوية
الجيدة وارتفاعه 180سم ويحتوي على عدد من اجهزة قياس عناصر المناخ.
·
درجة حرارة الثيرمومتر المبلل Wet Bulb
Teperature وفيه يلف مستودع الزئبق بقطعة قماش تبلل بماء نظيف. ويسجل هذا المحرار
درجة حرارة اقل من الجاف لان معضم حرارته تفقد بالتبخر الحاصل من قطعة القماش
المبللة. ويستخدم في تقدير رطوبة الهواء من خلال علاقة احصائية تدخل فيها قرائة
المحرار الجاف والرطب.
جـ- قياس الضغط الجوي Atmospheric
Pressure :-
الضغط
الجوي هو وزن عمود من الغلاف الجوي مسلط على سنتمتر مربع واحد. ويقاس بجهاز Parometer او جهاز Parograph
والاول تسجيله آني اما الثاني فيسجل لمدة طويلة. ووحدة قياسه هكتوباسكال
Hectopascal.
د- الريــاح Wind:-
اذ
يتم قياس سرعة الرياح بواسطة Anemometer الذي يتكون من 3 فناجين تدور ، ووحدة
قياسها (العقدة، م\ثا ، كم\ساعة) اما اتجاه الرياح فبواسطة nWind Va الذي يتكون من
نصل او سهم تشير مقدمته الى اتجاه الذي تهب منه الرياح. يوضع الجهازين على ارتفاع
10متر عن مستوى الارض.
هـ- الرطوبة النسبية Relative
Humidity:-
تقاس
بجهاز Hygrometer او Hygrograph ويتكون من خصلة شعر إنسان نظيفة مربوطة بمؤشر او
قلم يرسم على ورقة بيانية او بواسطة جهاز المحرار ذو البصلتين الجافة والرطبة
والجدول الملحق به (Psycrometer).
و- التبخر Evaporation:-
ويقاس
بواسطة حوض أ Pan -A- Class وهو عبارة عن وعاء 125سم وارتفاعه 25سم ، وتوجد بداخله
مسطرة لقياس تغير عمق الماء في الحوض. فقيمة الماء المفقودة تساوي قيمة التبخر
ويقاس بالملم وتسجل القرائة مرة واحدة في اليوم وهنالك اجهزة اخرى لقياسه مثل بيشي
واللايزوميتر (Piche – Lizometer) .
ز- الأمطار Rainfall:-
تقاس
بجهاز Rain Gauge يتكون من وعاء قطره 20سم وبطول 40سم يوضع على ارتفاع 30سم عن سطح
الارض بعيدا عن اية عوارض وتسجل يوميا الامطار الساعة السادسة صباحا بتوقيت
كرينتش.
قياس عناصر الجو في طبقاته العليا:-
1- بواسطة
الرادارات الخاصة بالأنواء الجوية وبواسطة الراديوسوند Radiosound وهو عبارة عن
جهاز صغير فيه مجموعة من المجسات تتحسس درجات الحرارة والضغط الجوي والرطوبة
الجوية، يرتفع في التربوسفير بواسطة بالون معلق فيه يملا بغاز الهيليوم ويقوم
الجهاز بارسال اشاراته اثناء ارتفاعه وقد يصل في ارتفاعه الى 35كم ويمكن قياس سرعة
الرياح واتجاهها بواسطة حركته.
2- يعتبر
رادار دوبلر Doppler Radar من الاجهزة المهمة في رصد حركة الغيوم ونمو قطرات المطر
فيها وهو مفيد في عملية التنبؤ بالفيضانات واتجاهات السحب ويغطي مساحة 250كم.
3- الاستشعار
عن بعد – وهو علم قائم على الصور الجوية والفضائية وتحليل الخرائط وقراءتها
الناتجة عن منظومة الأقمار الصناعية المخصصة لرصد عناصر الجو في الغلاف الجوي
والطائرات الخاصة بهذه المهمات وترسل الى محطات الارصاد الجوية الرئيسة في العالم
وتفيد في قراءة الأعاصير والغيوم والأمطار لانها تقرا بصورة مساحية وليست نقطية
كالمحطات الارضية وهي اكثر دقة من المحطات الارضية كما انها تقيس نسب التلوث
ومشاكل الغلاف الجوي كثقب الاوزون وحرارة الغلاف ورطوبته وبقية العناصر.