فصل األول (الغالف الجوي) PDF
Document Details
Uploaded by TimeHonoredColumbus
Tags
Summary
This document details the first chapter of a study on the atmosphere, explaining concepts of weather and climate. It discusses components and impacts on humans, plants, and animals within geographic contexts.
Full Transcript
الفصل األول (الغالف الجوي) الجغرافية المناخية هي إحدى فروع الجغرافية الطبيعية التي تدرس الغالف الغازي، وعناصر المناخ والطقس ،وتأثيرها على اإلنسان ،والحيوان ،والنبات.فالمناخ بعناصره المتمثلة في اإلشعاع الشمسي ،والحرارة ،والضغط الجوي ،والرياح ،والتبخر وم...
الفصل األول (الغالف الجوي) الجغرافية المناخية هي إحدى فروع الجغرافية الطبيعية التي تدرس الغالف الغازي، وعناصر المناخ والطقس ،وتأثيرها على اإلنسان ،والحيوان ،والنبات.فالمناخ بعناصره المتمثلة في اإلشعاع الشمسي ،والحرارة ،والضغط الجوي ،والرياح ،والتبخر ومظاهر التكاثف ،وما يحدث من اضطرابات جوية ،ومدى تأثير هذه العناصر المناخية على مختلف مظاهر الحياة البشرية ،والنباتية والحيوانية من الموضوعات التي تدرسها الجغرافيا المناخية و في السطور التالية تحديد لمفهوم المناخ و الطقس و المتيورولوجيا مفهوم المناخ : هو حالة الجو من حيث عناصرررررررخ المناخ المقليفة عيييم مرين لفلخ ومنية زويية لوي عن 35سررنة والبد من التفريق بين المناخ والطقس ،فالمناخ يعطي صووورة عامة وشوواملة عن حا لة الجو في ت لك المنط قة.الم ناخ ية التي تميزها عن غيرها من الم ناطق عبر فترات زمن ية طويلة ،فمثال يوصف مناخ حوض البحر المتوسط بأنه حار جاف صيفا ،ومعتدل ماطر شتاء، أو يو صف مناخ المنطقة اال ستوائية بأنه حار وماطر طوال العام ،بينما يرزي الزقس صورة مؤقت وة عن حووالووة الجو التي تتغير تلووك المنطقووة من حيووث االرتفوواع واالنخفوواض في درجووات الحرارة ،أو سوووووقوط ا،مطار ،أو هبوي الرياح ،وهذا ما ينطبق على وصوووووف النشووووورة الجوية لمنطقة معينة مفهوم الزقس: هو حالة الجو من حيث عناصر المناخ المختلفة لمنطقة محددة لفترة زمنية قصيرة ،تقدر ببضووعة أيام.حيث ان تعريف علم المناخ قديما هو العلم الذي يهتم بدراسووة العناصوور والظواهر الجوية وتاثيرها على االنسووووووووان عن طريق ربطها بتغيرات على ا،رض اما حديثا فان علم المناخ هو العلم الذي يهتم بدراسووووة متوسووووط حاالت الجو في مكان ما على مدار السوووونة ونظام توزيعها الفصوووووولي والشووووووهري من عناصوووووور المناخ الحرارة -الضووووووغط الجوي – الرياح – الرطوبه – التكاثف. عيم المليوخولوجيا :هو علم دراسة الجو.ويعرف حاليا بمجموعة من التخصصات العلمية التي تعنى بدراسة الغالف الجوي التي تركز على أحوال الطقس والتنبؤات الجوية (خالفا لعلم المناخ ) الغالف الجوى أوال :نشا الغالف الجوي ـ حاول العلماء معرفة كيفية نشأة الغالف الجوي بمقارنة الخصائص العامه لكوكي االرض مع بقية كواكي المجموعة الشمسيه التي ليس لها غالف جوي يتضح اآلتي -تعرض الغالف الجوي لكوكووي ا،رض لتغيرات مسوووووووتمرة منووذ نشررررررررر لرر .فبوودأ الغالف الجوي البدائي لألرض في التكون منذ ( 4مليارات عام) وذ لك عندما اندمجت المواد المكونة لكوكي ا،رض وانصهرت ،ثم تصلبت في طبقات مكوناتها كثيفة في المركز وأقل كثافة باتجاه سطح ا،رض. -و يعد الغالف الجوي ذلك الهواء الذي نستنشقه ،ولكن في الحقيقة هو مزيج من الغازات و الجزيئات الصلبة التي تحيط با،رض ،فتشكل طبقة غازية مثبتة حول ا،رض بفعل الجــــاذبية ،وسمك الغالف الجوي يعتبر دقيقا جدا مقارنة با،رض ،فال يكاد يوازي قشرة التفاحة مقارنة مع كتلتها الكاملة ،فيرى من الفضاء كأنه طبقة دقيقة من الضوء ا،زرق الغامق في ا،فق. ـرررررررررررررر وان الغازات التى تتمثل عند االطراف العليا للغالف الجوى لكوكي االرض تتالف من غازات خفيفة جدا من الهيدروجين والهليوم ويندروجود الغازات الخفيفة بالقري من سوووووووطح االرض. ـررررررررررررر وعلي ذلك رأى العلماء بان الغالف الجوى لكوكي االرض والذى يتالف اسووووووواسوووووووا من النيتروجين واالكسوووووجين تكون عند بدايه ميالد الكرة االرضوووووية واثناء مراحل تكوين القشوووووره الصخرية لسطح االرض . ـ فعند انبثاق الغازات االولية نتيجة لتفاعل المواد المشعة في باطن االرض ،تصاعدت الغازات الى اعلى ،واخذت ترتي نفسها راسيا بحسي كثافتها ومدي ثقلها. ومن ثم تركز النيتروجين واالكسوووجين بالقسوووم االسوووفل للغالف الجوي في حين صوووعد الهليوم وااليدروجين عند االطراف العليا لهذا الغالف. ـرررررر وربما اتاحت هذه الظروف القديمة ايضا الفرصة لتراكم بعض الغازات الفضائية وتجمعها حول سطح الكرة االرضية. ـرررررررر ويجدد الغالف الجوي نف سة سنويا وب صورة تدريجيه وذلك عن طريق ت صاعد الغازات الباطنية االولية (اى التي تظهر علي سوووووووطح االرض الول مرة) عند انبثاق المصوووووووهورات البركانية عن سوووووووطح االرض (يالحظ ان فعل النشوووووووواط البركاني كان عظيم خالل حدوث الحركات التكتونية الكاليدونية والهرسينية وا،لبية خالل فترات التاريخ الجيولوجي الطويل). ـرررررررررررر كما تضووووواف بعض الغازات الى الغالف الجوي مع انبثاق مياه النافورات الحارة ،وعند حدوث بعض التفاعالت الكيميائية لبعض المواد علي سوووووووطح االرض ،ونتيجة لتحلل بعض النب اتات والحيوانات والمواد العضوووووووية المختلفة وتحلل بعض التكوينات الصووووووخرية واحتراق مواد الوقود. فتكونت على السطح ،مع مرور الزمن ،قشرة أرضية صلبة بفعل البرودة التدريجية ،فنتجت عنها ثورات بركانية عنيفة وزالزل قوية ،ترتي عليها القاء الصخور البركانية المنصهرة على السطح ،وشكلت في تكوين الرواسي و الجبال ،مما أتاح لألرض االستقرار التدريجي وهبوطا حادا في النشاط البركاني.هذه الثورات البركانية العنيفة قذفت في الهواء غازات كانت سجينة في أعماق ا،رض ،وتتكون ،أساسا ً من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وا،وزون و الميثان وغبار الجزيئات الصلبة ،فنتج عن هذا الغالف الجوي البدائي لألرض. وفي هذه الحقبة التاريخية من حياة ا،رض كانت هذه ا،خيرة هدفا لوابل من النيازك والمذنبات والمجسمات الصغيرة الغنية بالماء،ساهمت في ا،تي غنى الغالف الجوي ببخار الماء. وزيادة تركيز الغبار الناتج عن الثورات البركانية واحتراق النيازك والمذنبات المتساقطة على ا،رض في حجي الشمس عن سطح ا،رض ،فانخفضت درجة الحرارة مما أتاح الفرصة لبخار الماء المتواجد في الغالف الجوي أن يتحول إلى ماء سائل ،ليسقط بعد ذلك على ا،رض بفعل الجاذبية.وهو ما نتج عنه أمطارا ،كانت ا،ساس في تكوين المحيطات والبحار. ـرررررررررر ويمر النيتروجين بدوره في النشوووواط الذي تقوم به البكتريا في التربه ،وينتقل الي انسووووجة الحيونات ويظهر كذلك عند تحلل المواد العضوووووية ،ثم يعود النيتروجين في النهاية الي الغالف الجوي. ـررررر وعلى ذلك فان كال من النباتات والحيوانات والبكتريا وبعض التفاعالت الكيميائية في التربة والمياه ما هي اال عوامل تسووووووواعد علي االحتفاظ بتوازن كمية النيتروجين في الغالف الجوي وعلي اسوووووووتمرارية الحياة لكل الكائنات الحية علي سوووووووطح االرض بل وفي باطن التربة وفي الغالف المائي وفي الهواء. وبدأت الغازات المنطلقة من ا،رض تتجمع حولها.فعلى سووبيل المثال ،أطلقت أعداد هائلة من البراكين على ا،رض الناشووئة العديد من الغازات مثل النشووادر وثاني أكسوويد الكربون وأول أكسووويد الكربون والهيدروجين والميثان والنيتروجين وثاني أكسووويد الكبريت وبخار الماء. وبذلك شوووووووك لت هذه الغازات المنبعثة من البراكين الجزء ا،كبر من الغالف الجوي لسوووووووطح ا،رض.وتكاثف جزء كبير من بخار الماء المنبعث من البراكين ليشوووووووكل ا،نهار والبحيرات والمحيطات.أما بقية الغازات المكونة للغالف الجوي القديم فقد ذابت في المحيطات أو كونت صخور الق شرة ا،ر ضية.ولكن معظم النيتروجين بقي في الغالف الجوي ،وأ ضيف إليه الحقًا غاز ا،رجون والزينون بفعل تحلل بعض العناصووووور المشوووووعة على سوووووطح ا،رض.ويبدو أن الغالف الجوي في ا،زمنة القديمة لم يكن يحتوي على نسوووووبة كبيرة من ا،كسوووووجين ،ولكن بعد ظهور الطحالي وغيرها من الكائنات النباتية الخضوووووراء في المحيطات قبل 3,5مليون سووووونة، بدأت كمية ا،كسووجين باالزدياد نتيجة لعملية التركيي الضوووئي.وبانتشووار النباتات على سووطح ا،رض يضووواف مزيد من ا،كسوووجين إلى الغالف الجوي.وقبل 400مليون سووونة كان الغالف الجوي يحتوي غالبًا على نفس كمية ا،كسجين التي يحتوي عليها اآلن.ومع مرور ا،يام أحدثت ا،نشطة البشرية تغييرات مهمة في تركيي الغالف الجوي.فمثالً ،يضاف ثاني أكسي الكخبون إلى الغالف الجوي بفعووول احتراق فحم أو زيوووت أو وقود يحتوي على الكربون.فمنوووذ عوووام 1900م ،تسووبي اسووتخدام مثل هذه ا،نواع من الوقود في إحداث زيادة في ثاني أكسوويد الكربون قدرها %15من حجم ثاني أكسووويد الكربون الموجود في الغالف الجوي.وعمو ًما ،بقيت نسوووبة الغازات في الغالف الجوي كما هي تقريبًا عبر ماليين السنين.بافضافة لما ذكرنا نجد أيضا انبراث برض الغاوات من اللحيل الكميائي الزبيري ليرناصخ المكونة ليقشخ مرخفة اعنسان ليناخ الصناعة و انبراث الغاوات احلخاق المقيفات ثانيا :لرخيف الغالف الجوى يعرف بأنه الغالف الهوائي أو الغازي ،وهو عبارة عن غطاء سميك من الغازات تحيط بالكرة ا،رضية و يغطي سطح ا،رض من يابس و ماء بسمك يراوح بين 10إلى أكثر من 200ميل ـرررررر يعرف علي انه طبقة غازيه تحتوي علي مزيج من الغازات التي تحيط بالكرة االرضيه من كل صوووي ،وتعمل الجاذبيه االرضوويه علي المحافظة عليها من االنطالق الي الفضوواء الواسووع حتي ال تخل بمكوناته ،ويتكون مزيج الغازات هذا في معظمه من النيتروجين والذى يشوووووووكل ، %78.08االكسجين بنسبه ، %20.94وغازات اخري متنوعه مثل االرجون وثاني اكسيد الكربون وبخار الماء والهيدروجين والهليوم والنيون والزينون . * ثالثا :لخكيب الغالف الجوي ـ يتركي الهواء الجاف من عدة غازات بحيث يعمل كل منها على حده منفصال عن بقية الغازات االخرى . ـ ويتكون الغالف الجوي اساسا من اربعه غازات هى النلخوجين واالكسرررررررجين واالخجون وثاني اكسررررررري الكخبون ،حيث تكون هووذه الغووازات اكثر من %99,98من جملووة حجم الهواء ،ويؤلف النلخوجين نحو %78.08.من حجم الهواء فى حين يكون االكسررررجين نحو %20.94من حجم الهواء .انظخ صوخ ()1-1 صوخ ( ) 1-1نسب غاوات الغالف الجوي ـ اما الغازات النادرة التي يتألف منها الغالف الجوي فتتمثل فى النيون ( 18جوء فى المييون) ،والهليوم ( 5اجواء في المييون ) ،والميثرررران والكخبلون (جوح واحرررر في المييون ) ، والهي خوجين ( 0.5جوء فى المييون) ،واكسي النيلخوو ( 0.5جوء فى المييون ) ، ـرررر ومن الغازات االخري الغير مستقرة النادرة في الغالف الجوي االووون والخا ون .كما في ج ول (.)1-1 ـررررررر ويوضح الجدول ( ) 1-1االتى اهم غازات الغالف الجوى ونسبتها المئوية بحسي الحجم والوزن بالنسبة لمجموع غازات الغالف الجوى :ـ نسبتها المئوية نسبتها المئوية الغازات بحسي جملة الوزن بحسي جملة الحجم %75,521 %78,088 النيلخوجين N2 %23,143 %20,949 االكسجين O2 %1,282 %0,930 االخجون %0,045 %0,030 ثانى اكسي Co2 الكخبون %99,997 %99,997 المجموع ج ول ( )1-1أهم غازات الغالف الجوى ونسبتها خابرا :أهمية الغالف الجوي و قصائص زود المخلوقات الحية بالهواء للتنفس. يسوومح بنفاذ ا،شووعة المرئية واالشووعة تحت الحمراء وغيرها من االشووعات الحرارية والضوئية القادمة من الشمس والتي تمتصها ا،رض مما يوفر الدفء والحماية. يقي سطح ا،رض من اإلشعاعات فوق البنفسجية الضارة التي تسبي امراض عديدة مثل سرطان الجلد وامراض جلدية وبصرية كثيرة. يسوواهم في تنظيم وتوزيع درجات الحرارة السووائدة على سووطح الكرة ا،رضووية حيث ينظم وصول أشعة الشمس ويمنع نفاذ كل اإلشعاع ا،رضي إلى الفضاء الخارجي ،ولو لم يكن هناك غالفا جويا لألرض لتجاوز المدى اليومي 200درجة حرارية. يقوم بتوزيع بخار الماء على مناطق العالم المختلفة. حماية الكائنات الحية على سووطح ا،رض من اإلشووعاعات الكونية الضووارة ،وخاصووة ا،شعة فوق البنفسجية. يشكل درعا ً واقيا ً يحمي سطح ا،رض من النيازك والشهي حيث يتفتت معظمها قبل وصوله إلى سطح ا،رض ،نتيجة أحتكاكه بالهواء وأحتراقه. يعد واسطة اتصال تستخدمه الطائرات ،وتنتقل فيه ا،صوات ولوال وجود الهواء في الغالف الجوي لساد سكون وهدوء مخيف على سطح ا،رض. ينظم انتشار الضوء بشكل مناسي. ـ يقوم الغالف الجوي بوظائف كثيخ لسهم بالمحافظ عيي سيخ الحيا عيي سزح االخض ،ومن ليك الوظائف : ( )1المحافظ ة علي درجه الحرارة من التطرف ،فال ترتفع درجات الحرارة كثيرا كما هي في الكواكي االخري ،فدرجه الحرارة العظمي لالرض 60درجه مئويه ،بينما هي حوالي 500درجه مئويه في الزهرة ،و 150-درجه مئويه في المشترى . ( )2ي شكل الغالف الجوي حاجزا واقيا اذ ي صفي اال شعه ال شم سيه بامت صا صة اال شعه الفوق بنفسووووجيه الضووووارة قبل وصووووولها لسووووطح االرض ،كذلك فان الشووووهي تحترق ف الغالف الجوي قبل وصولها لسطح االرض . ( )3تنشوووووووط الرياح التي تقوم بنقل الطاقة والرطوبه ،وكذلك خلط الهواء ،مما يخلق ظروف جوية متجانسووووووه علي سووووووطح االرض ،وتقود الرياح التيارات البحرية وتكون االمواج وتجرف التربه وتنقل حبوي اللقاح والحشووووووورات ،وكلها عمليات لها اهمية في الحياة علي سطح االرض . ( )4عكس الموجات الالسوولكية من طبقه االيونوسووفير والتي تفيد في عمليات االتصووال والبث االذاعي . ( )5تلفت العناصووووووور المناخية نظر االنسوووووووان لالهتمام بالغالف الجوي وذلك من خالل تحدثة ظواهرة الجويه من اضرار . قصائص الهواء: ال يملك رائحة وال لونا ً وال طعما ً فهو غاز. تتحرك من خالله . ّ يقاوم حركة ا،جسام التي ليس له أي شكل معيّن فيتسم بأخذه شكل الوعاء الذي يوضع فيه. الهواء عازل للكهرباء. سع واالنضغاط. قابل للتو ّ له كتلة حيث ّ إن ا،شياء المملوءة بالهواء لها وزن. قابل لالنتشار. الهواء البارد أثقل من الهواء الساخن. الهواء يتقلّص بفعل البرودة ويتمدّد بفعل الحرارة. قامسا :زبقات الغالف الجوى صورة ()1 صورة ( )1-2ارتفاع طبقات الغالف الجوي الزبقات الخئيسية ليغالف الجوي: المسلوى األول :الهوموسفيخ يتحدد من مستوى سطح البحر حتى ارتفاع 80كم و من سميات هذه الطبقة كما هو واضح من صورة ()1-2 -1المستوى االدني تعيش فيه الكائنات الحية -2الغازات فيها مختلطة . المسلوى الثاني :الهلخوسفيخ يتحدد من مستوى ارتفاع 80كم حتى نهاية الغالف الغازي : - 1المستوى العلوى للغالف الجوي -2توجدبها غازات غير مختلطة تقل كثافتها باإلرتفاع يلكون الهواء من ع ّ زبقات ملنوعة ،وللغيّخ هذه الزبقات كيما اخلفرنا عن سرررررررزح الكخ األخضيّة ،وهذه الزبقات هي: (أ) زبقة اللخوبوسفيخTroposphere : ـرررر تشغل هذه الطبقة القسم االسفل من الغالف الجوى الذى يالمس سطح االرض ،ولكن يختلف سوومك هذه الطبقة الهوائية السووفلي من ثامني ميل عند القطبين الي احد عشوور ميال عند المناطق المدارية أى ما يقخب من ( 17-12كم ما بين المنازق القزبية و الم اخية). ـررررررررر ويعزي عظم سووومك التروبوسوووفير عند المناطق المدارية الي حدوث عمليات تيارت الحمل الصووواعدة في هذه المناطق ،ومن ثم تزداد طبقة التروبوسوووفير سووومكا خالل الفصوووول التي يعظم فيها ارتفاغ الحرارة عند المناطق االستوائية ،وخالل فصل الصيف بالنسبه للمنطقه المداريه . ـرررررررر ولر زبقة اللخوبوسرفيخمنزق نشروء كل من السرحب والرواصرف والتيارات الصواعدة واالمطار والتساقط ،ومن ثم فهي من اهم طبقات الغالف الجوى بالنسبه لعمل المتيورولوجي وعالم المناخ . ـ ومن بين مميوات زبقة اللخوبوسفيخ ان خج الحخاخ تنخفض فيها انخفاضووووووا تدريجيا وشووووووبه منتظم مع االرتفاع عن سووووووطح االرض وذلك بمعدل 1خجة مئوية لكل 150م تبلغ درجه حرارة الهواء نحو ( 100-60درجه ف ) من القسووووم االعلي من التروبوسووووفير، والذى يعرف باسم طبقة ( اللخوبوبوو ) تتعرض االطراف العليا من التروبوسفيرلتيارات هوائيه عظيمه السرعه اطلق العلماء عليها اسوووووووم (النفاثة) ،وتعمل الطائرات الحديثة التى تحلق عند مثل هذه االرتفاعات العاليه على تجني الطيران في عكس اتجاه هذه التيارات النفاثة . (ب) زبقة االسلخالوسفيخstratosphere : ـ تقع هذه الطبقه فوق طبقه التروبوسفير وال يتعرض هواء طبقه التروبوسفير اال لتغيرات بسيطة في درجه الحرارة . ـ يشبه هواء طبقة االستراتوسفير بالهواء الشتوي في المناطق القطبية الي حد كبير . ـ تبين ان طبقة االستراتوسفير تبدو اعظم سمكا عند المناطق القطبية في حين انه قد تختفي معالمها تماما فوق المناطق االستوائية . ـ وعند الطبقات العليا لطبقه االستراتوسفير يتجمع غاز االوزون ،ونادر ما تتكون السحي عند هذه االرتفاعات العالية . ـ ويطلق العلماء علي النهايات العليا لطبقة االستــــــراتوسفير اسم ( االسلخالوبوو) . ـ ويقدر سمك طبقه االستراتوسفير فيما بين االطراف العليا لطبقتي التروبوبوز و االستراتوبوز بنحو 15ميال . (ج) زبقة الميووسفيخ Mesosphere : ـررررررررررر تقع هذه الطبقة الهوائية فيما وراء االطراف العليا لطبقة االسووووتراتوبوز ،وترتفع درجه حرارة الهواء في القسووووووم االسووووووفل منها ،ثم سوووووورعان ما تنخفض درجه الحرارة بالتدريج مع االرتفاع الي اعلي حتي النهايات العليا لطبقة الميزوسوفير والمعروفه باسوم طبقه ( الميووبوو ) . ـ وتبعد هذه الطبقه االخيرة عن سطح البحر بارتفاع يتراوح من 45ـ 50ميال 80 (.كم ) ـررررررررررر ويرجع الفضوووول الي هذه الطبقة الهوائية في حدوث عمليه احتراق بقايا الشووووهي والنيازك الساقطة من الفضاء الخارجي والمتجهة الي سطح الكرة االرضيه . ـرررررررررررر ونتيجه الحتراق بقايا الشوووووهي هنا ،ترتفع درجه حرارة الهواء في القسوووووم االسوووووفل من الميزوسفير . ( ) زبقة الثخموسفيخ Thermosphere : ـرررررررررر اكدت الدراسوووات المتيورولوجيه الحديثة للطبقات العليا من الغالف الجوي بان هواء طبقة الثرموسوووووووفير يتميز بووارتفوواع درجووه حرارتووة ،بوول قوود تصووووووووول درجووه حرارة الهواهنووا الي نحو2000درجه ف و ما يقري من 1600درجة ،ثم تزداد درجه حرارة الهواء تدريجيا مع االرتفاع داخل نطاق هذه الطبقة الهوائية التي يصعي كثيرا تحديد اطرافها العليا . ـ ومن هنا يختلف التغير الراسى في درجه حرارة الهواء هنا عنه في طبقه التروبوسفيرالقريبه من سطح االرض . ـررر قد يزيد سمك طبقه الثرموسفير عن 300ميال ،اال انها تتكون من غازات خفيفه الوزن جدا ،خاصه غاز النيون والهليوم . ـ ر كما تتميز طبقه الثرموسفير بعظم تخلخل الضغط الهوائي فيها الي حد يكاد يقتري من الفراغ .صوخ ()1-3 صورة ()1-3مكونات طبقة الثرموسفير ـ ويطلق علي القسم االسفل من طبقة الثرموسفير اسم طبقة ( االيونوسفير) ،يقدر العلماء سمك هذه الطبقه االخيرة بنحو 200ميال . ـ كما استطاع العلماء تحيد ابعاد هذه الطبقه الهوائيه بفضل تركز الجزيئات االيونيه فيها ، واثرها علي انعكاس الموجات الالسلكيه الكهرومغناطيسيه . و الجزءالعلوي من هذه الطبقة يطلق عليه أكسوسفير. زخق يياس عناصخ المناخ في الجو : ً أوال -يياسها في الزبقات الرييا: رغم أن ما يهمنا في دراسة المناخ هو قياس العناصر المناخية في التربوسفير بصفة عامة وفي الهواء المجاور لسطح ا،رض بصفة خاصة بسبي ما لها من عالقات مباشرة وغير مباشرة بكل المظاهر الطبيعية والحيوية والبشرية على سطح ا،رض فإن قياس نفس هذه صا في أعلى التربوسفير مهم لدراسة الدورة الهوائية العناصر في أعلى الجو وخصو ً العامة وحركات السحي والتنبوءات الجوية وحركات الطيران ورحالت الفضاء وغيرها. ومن الواضح أن زخق يياس الرناصخ المناقية في أعيى الجو لقليف عن زخق يياسها في أسفي ،فبالنسبة لقياس الرناصخ المناقية في أعيى الجو يسلق م عا جهاو مرخوف باسم "الخا يو سون Radio Sonde". وهو عبارة عن جهاز في حجم الراديو الصغير ،وبه أجهزة تسجيل وإرسال لقياس الضغط الجوي والحرارة وغيرهما وإرسال نتائج القياس إلى محطة االستقبال على ا،رض.ويعلق هذا الجهاز في بالون مملوء با،يدروجين أو الهيليوم ليكون أخف من الهواء فيستطيع االرتفاع إلى مستويات عالية ،ولكن المستويات التي يمكن قياس مترا. عناصرها بهذا الجهاز ال تزيد غالبًا على 35كيلو ً على حين نجد ان المستويات ا،على من ذلك فكانت المعلومات الخاصة بها مبنية على قدر من الحساي واالستنتاج.ويعد تقدم أبحاث الفضاء واستخدام ا،قمار الصناعية قد ساعد في توفير كثير من المعلومات المحققة عن هذه المستويات. وتدور حول ا،رض في الوقت الحاضر عدة أقمار صناعية متيورولوجية Meteosatsإلرسال كل ما يمكن إرساله من بيانات عن مختلف عناصر الجو مثال صور للسحي وا،مطار التي تظهر في مناطق واسعة، المتيورولوجية ،فهي ترسل ً كما ترسل بيانات عن اإلشعاع الشمسي والضغط الجوي ،ودرجة الحرارة وحركات الرياح ونشأة ا،عاصير وغيرها. وباإلضافة إلى ا،قمار الصناعية التي تدور باستمرار حول ا،رض تستخدم كذلك أقمار ثابتة فوق أماكن معينة لتصوير كل ما يمر في مجالها من ظاهرات جوية في مساحات شاسعة من الغالف الجوي بل وعلى سطح ا،رض. ـ فالبنسب لقياس الرناصخالمناقية في اعيي الجو يسلق م : جهاو ( الخا يو سون ) : وهو به اجهزة تسجيل وارسال لقياس الضغط الجوي والحرارة وغيرهما ،وارسال نتائج القياس الي محطات االستقبال علي االرض .ويعلق هذا الجهاز في بالون مملوء با،يدروجين او الهليوم ليكن اخف من الهواء فيستطيع االرتفاع الي مستويات عاليه .صوخ ()1-4 ـ والمستويات التي يمكن قياس عناصرها بهذا الجهاز ال تزيد عن 35كم. جهاو الخا يو سون صورة ()1-4 (ب) يياسها في الزبقة السفيي ( المجاوخ لسزح االخض ) : ـ تعتمد دراسه المناخ في اي منطقه علي القياسات التي تقوم بها المراصد الجوية لعناصر الجو المناخية المختلفة . ـ يوجد في العالم العديد من محطات االرصاد الجوية التي تزداد في الدول المتقدمه عن الدول الناميه ـ وتختلف محطات االرصاد في مراتبها ،فمنها محطات رئيسية تتلقي نتائج االرصاد من المحطات االصغر منها .ـ وبعد ان تتلقي المحطه الرئيسية نتائج االرصاد من المحطات التابعه لها تقوم باستخراج معدالتها ونشرها ،كما تقوم بأستخدامها في رسم خرائط الطقس وعمل التنبؤات الجوية . محزات االخصا الجوية صورة ()1-5 (ج) اجهو الخص الجوي : ـ واالجهزةالمستخدمة في هذا المرصد علي نوعين وهما أجهزة تقرأ نتائج القياس عليها بواسطة الراصد صورة ( ،) 1-5وتشمل أنواع ـ ( الترمومترات ـ البارومترات ـ الهيدرومترات ) ،صورة ()1-6 واجهزة قياس ( المطر ـ الرطوبه ـ والتبخر) . يياس خجة الحخاخ : صورة ( )1-6الترمومترالمئوي 2ـ أجهو لسجيل اولوماليكية :وهى لسجل نلائج القياس باسلمخاخ بالخسم البياني عيي قخائز قاصة . ـ ومن اشهخ المسجالت مسجل الضغز الجوي ( :الباخوجخاف) صورة ( )1-7مسجل الضغز الجوي ( :الباخوجخاف) صوخ ( ) 1-8جهاولسجيل سخعة الخياح ( :االنيموملخ ) مسجل الخزوبة ( :الهيجخوجخاف ) صوخ ( )1-9مسجل الخزوبة كل ا،جهزة الباقية تقريبًا توزع بترتيي خاص على المساحة المخصصة للمرصد.ولكن ضا للجو مباشرة مثل أجهزة قياس المطر واإلشعاع. بينما يشترط لبعضها أن يكون معر ً الشمسي والوعاء المستخدم لقياس التبخر فإن بعضها اآلخر يجي أن يوضع في داخل كشك خاص screenيحميه من الشمس والرياح ولكن ال يفصله تما ًما عن الجو ،وأهم هذه ا،جهزة هي أجهزة قياس درجات الحرارة "الترمومترات ،والترموجراف" ،وأجهزة قياس رطوبة الهواء. السوالل ( األيماخ الصناعية ) :للباين انواع السوالل في الرالم كاللالي: الساتل الرصدي ا،مريكي تيروس) Tiros-1 (1-الذي أطلق في 1أبريل 1960أول ساتل لخدمة ا،رصاد الجوية، سلسلة من سواتل الرصد ا،مريكية (تيروس Tirosونيمبوس Nimbusوإسا Essaونُوى Nooaوجويس ،)Goes والسواتل السوفييتية (كوزموس وميتيور وغومس )GOMSوغيرها من السواتل ،بينها ا،وربي (ميتيوسات )Meteosatوالياباني (ج.م.س .)GMS ومن التقنيات الحديثة التي أدت إلى تطور علم ا،رصاد الجوية ،وال سيما في مجال التنبؤ الجوي ،الحاسوي.كذلك ساعد ازدياد كثافة شبكة محطات الرصد الجوي في العالم وتطور وسائل االتصال وتبادل المعلومات ،على إعطاء دفع للتنبؤات الجوية ،وتوفير مزيد من معرفة الجو وأحواله. المسح باأليماخ الصناعية: عملية مسح ا،رض عن طريق ا،قمار الصناعية ال تشمل الكشف عن ا،حوال الجوية والطقس فحسي ،بل تعدته إلى الكشف عن أسرار ا،رض المكتشفة حديثا عبر ا،قمار الصناعية. يمخ صناعي لخص لغيخات األخض تتم عملية المسح عبر ا،قمار الصناعية عبر شبكة من ا،قمار الصناعية وتصوير كل مكان في ا،رض مرة واحدة كل خمسة أيام وتكرارها عدة مرات ،لمعرفة التغييرات المناخية والطبيعية فيه. ال ية والبيانات في اللصويخالجوي: في علم التصوير بالساتل يوجد نوعان من الدقة دقة اشعاعية ،دقة هندسية في الدقة االشعاعية تقاس قوة التصوير بمدى عمق اللون لجهاز االلتقاط وقد تكون بجودة متدنية -8بت ( )255..0أو جودة عالية -16بت (.)65,535-0 من ناحية أخرى تقاس الدقة الهندسية بقدرة جهاز االلتقاط على تصوير جزء من سطح ا،رض في وحدات تعرف بالبيكسل منفردة ويعبر عنها بعينة بعد ا،رضية Ground .Sample Distanceفمثال عينة بعد ا،رضية لالندسات هي 30متر تقريبا وهذا يعني اقل وحدة تصوير ممكنة 30م× 30م. وأحيانا تزود صور االقمار الصناعية بصور جوية تؤخذ بواسطة الطائرات لتصبح ذات دقة أعلىعلى بعد 10م×10م لصنيف األيماخ حسب الغخض والم اخالذي ل وخ حول : تتباين ا،قمار من حيث ا،غراض و من حيث المدارات التي تدور حولها وفيما يلي عرض موجزعن الغرض منها و من حيث مدارها موقعها لالرض -1حسب الغخض أيماخ الزقس تساعد ا،قمار الصناعية الخاصة بالطقس في التعرف على ا،رصاد الجوية والتنبؤ بالطقس، ويعتبر المثال الجيد على هذه ا،قمار هو القمر البيئي التشغيلي الثابت بالنسبة لألرض ،GOES كما تحتوي هذه ا،قمار بشكل عام على كاميرات يمكنها تقديم صور لطقس ا،رض إما من مواقع ثابتة مستقرة بالنسبة لألرض أو من مدارات قطبية. األيماخ الصناعية الفيكية تعرف ا،قمار الصناعية الفلكية (باإلنجليزية )Astronomicalبأنها سواتل تستخدم لرصد الكواكي والمجرات البعيدة وا،جسام الفضائية ،ويطلق عليها التلسكوبات الفضائية أو المرصاد الفضائي ،ويعتبر أول قمرين صناعيين فلكيين تم تشغيلهما هما المرصد الفلكي ا،مريكي OAO-2وتيلسكوي .Orion 1 األيماخ الحيوية وقد أطلقت وكالة الفضاء ا،مريكية ناسا أول ثالثة أقمار حيوية في الفترة ما بين -1966 1969م ،تعتبر ا،قمار الحيوية (باإلنجليزية )Biosatellitesسواتل مصممة لنقل الحياة إلى الفضاء ،وكانت تحمل هذه ا،قمار ذباي الفاكهة ،وبذور قمح ،وبيض ضفادع ،وبكتيريا، وقرداً ،وفي تاريخ 1957م كانت سبوتيك 2هي أول قمر صناعي يحمل حيوانا ً نحو الفضاء وهو كلي يدعى اليكا. أيماخ االلصاالت تعتبر هذه ا،قمار من صنع اإلنسان ،تستخدم هذه ا،قمار ،غراض التطبيقات اإلذاعية والتلفزيونية ،والعسكرية ،والهاتفية وتقوم بنقل وتضخيم إشارات االتصاالت الراديوية من خالل أجهزة اإلرسال واالستقبال ،حيث يعمل قمر االتصاالت بمثابة قناة اتصال بين المرسل والمستقبل على أساس مواقع جغرافية مختلفة أيماخ خص األخض تستخدم هذه ا،قمار من أجل توفير البيانات الالزمة في قرارات مكانية ،وزمانية ،وطيفية متنوعة من أجل تلبية احتياجات المستخدمين المختلفة في البلد ولالستعمال العالمي كذلك، وتستخدم البيانات المأخوذة من هذه ا،قمار في العديد من التطبيقات التي تشمل الزراعة، والموارد المائية ،والتخطيط الحضري ،والتنقيي عن المعادن ،والبيئة ،والغابات ،وإدارة الكوارث ،وغيرها الكثير. األيماخ القاصة بالمالحة يعتبر قمر المالحة (باإلنجليزية )navigationعبارة عن قمر صناعي مصمم بشكل صريح للمساعدة في المالحة في البحر باإلضافة إلى المالحة الجوية ،وتعتمد هذه ا،قمار على التغير الذي يحدث في تردد القمر ،حيث يمكن للسفينة في البحر أن تحدد بدقة خطوط الطول والعرض الخاصة بها. األيماخ الصناعية القالية تُعرف هذه ا،قمار بأنها سواتل مصممة لتدمير الرؤوس الحربية من البلدان المعادية، وا،قمار الصناعية ،وا،جسام الفضائية التي تشكل خطرا ً على الحياة على ا،رض ،وقد تم اإلعالن عن أول قمر صناعي قاتل في عام 1973م. األيماخ الصناعية الرسكخية تساعد ا،قمار الصناعية العسكرية في جمع االتصاالت المشفرة والرصد النووي ومراقبة تحركات العدو واإلنذار المبكر بإطالق الصواريخ والتنصت على الوصالت الراديوية ا،رضية وللحصول على تصوير بالرادار الفوتوغرافي باستخدام تلسكوبات كبيرة اللتقاط صور للمناطق العسكرية المتعددة. -2حسب الم خاخات و مويرها تكون مدارات ا،قمار الصناعية حول ا،رض قريبة من ا،رض على ارتفاع نحو 500 كيلومتر.في هذا المدار يتم القمر الصناعي أو محطة الفضاء الدولية دورة كاملة كل نحو 90 دقيقة.تلك هي ا،قمار الصناعية التي تستخدم في االستشعار عن بعد والتصوير ومسح ا،رض ،ورصد حالة الطقس المدار ا،رضي المنخفض ( )MEO( ، )LEOتتراوح في االرتفاع من 2000كم إلى ي. 35786 -كم ،والمعروف أيضا باسم المدار الدائري الوسط ّ المدار المتزامن مع ا،رض ( )GEOمدار دائري يصل ارتفاعه 35786كيلومتر. المدارات ا،رضية العالية ( )HEOيصل ارتفاعه أكثر من االرتفاع المدار المتزامن إلى ما ال نهاية.