دروس (10-18) MET 201 - 2025 الفصل الدراسي األول

‫المحاضرة العاشرة‬ ‫مدخل إلى علم األرصاد‬ ‫درجة حرارة الهواء ‪Air Temperature‬‬  ‫ما أهمية درجة حرارة الهواء؟‬ ‫درجة الحرارة هي أول ما يخطر ببالنا عندما نتحدث‬ ‫عن الطقس‪.‬‬...

‫المحاضرة العاشرة‬ ‫مدخل إلى علم األرصاد‬ ‫درجة حرارة الهواء ‪Air Temperature‬‬  ‫ما أهمية درجة حرارة الهواء؟‬ ‫درجة الحرارة هي أول ما يخطر ببالنا عندما نتحدث‬ ‫عن الطقس‪.‬‬ ‫درجات الحرارة تختلف على نطاقات زمنية مختلفة‬ ‫◦ اختالفات ساعية‪ ،‬يومية‪ ،‬وكذلك موسمية‬ ‫⚫ درجات الحرارة تختلف في جميع‬ ‫أنحاء العالم‪ ،‬إلى حد ما‪.‬‬  ‫اختالف درجة الحرارة – بين النهار والليل‬ ‫‪Conduction‬‬ ‫‪Radiation‬‬ ‫ في يوم هادئ مشمس‪ ،‬يكون الهواء بالقرب من‬ ‫في ليلة صافية وهادئة ‪ ،‬يكون الهواء‬ ‫ ‬ ‫السطح أكثر دفئ ًا من الهواء على ارتفاع مت ًرا‬ ‫بالقرب من السطح أكثر برودة من الهواء‬ ‫تقريبا فوق السطح‪.‬‬ ‫أعاله‪.‬وهذا ما يسمى انعكاس درجة‬ ‫الحرارة (االنقالب الحراري)‪.‬‬ ‫معدل تغير درجة الحرارة ‪Temperature Lapse Rate‬‬ ‫يستخدم لفظ معدل تغير الحرارة ‪ temperature lapse rate‬في األرصاد الجوية ليعبر عن‬ ‫معدل هبوط درجة الحرارة مع االرتفاع في الغالف الجوي‪ ،‬ويمكن حساب معدل تغير درجة‬ ‫الحرارة ‪ LR‬باستخدام المعادلة التالية‪:‬‬ ‫‪LR = −‬‬ ‫(‬ ‫) ‪T2 − T1‬‬ ‫) ‪(h2 − h1‬‬ ‫اذا كانت درجة الحرارة تقل مع االرتفاع فان معدل تغير الحرارة يكون موجباً‪ ،‬واذا كانت‬ ‫درجة الحرارة تزيد مع االرتفاع فان معدل تغير الحرارة يكون سالبا ً‪.‬‬ ‫حيث أن درجة الحرارة‪ T1‬عند االرتفاع ‪ h1‬ودرجة الحرارة‪ T2‬عند االرتفاع ‪h2‬‬ ‫االنقالب الحراري ‪Temperature Inversion‬‬ ‫يحدث االنقالب الحراري عندما درجة حراره الهواء تزيد مع االرتفاع‪ ،‬اي ان معدل تغير‬ ‫الحرارة يكون سالبا ً‪.‬‬ ‫التغيرات اليومية في درجة الحرارة‬ ‫أقل درجة حرارة (الصغرى) قبل شروق‬ ‫الشمس بقليل‬ ‫عدم وجود تسخين من أشعة الشمس ‪ ،‬وفقدان الكثير‬ ‫من طاقة األشعة تحت الحمراء المنبعثة خالل الليل‬ ‫أعلى درجة حرارة (العظمى) بعد الظهر‬ ‫لوجود تسخين من الشمس ‪ +‬األشعة تحت الحمراء‬ ‫المنبعثة من السطح‬  ‫متوسط درجة الحرارة اليومية‬ ‫متوسط درجة الحرارة خالل الـ ‪ 24‬ساعة‬ ‫مجموع العظمى والصغرى وقسمته على ‪.2‬‬ ‫‪Example‬‬ ‫‪Maximum Temperature: 45‬‬ ‫‪Minimum Temperature: 31‬‬ ‫‪Daily Mean Temperature: (45 + 31)/2 = 38‬‬  ‫نطاق درجة الحرارة اليومية‬ ‫الفرق بين درجتي الحرارة العظمى‬ ‫والصغرى اليومية‬ Example Maximum Temperature: 45 Minimum Temperature: 31 Daily Temperature Range: (45 - 31) = 14  ‫متوسط درجة الحرارة الشهري‬ ‫مجموع درجات الحرارة اليومية لكل يوم في‬ ‫الشهر ثم قسمة المجموع على عدد األيام في‬ ‫ذلك الشهر‪.‬‬ ‫‪Sum of Daily Means: 1216‬‬ ‫‪Number of Days: 28‬‬ ‫‪Monthly Temperature Mean: (1216/28) = 43.4‬‬  ‫متوسط درجة الحرارة السنوية‬ Annual Means ‫مجموع متوسطات درجات الحرارة الشهرية وقسمته‬ January: 49 12 ‫على‬ February: 47 March: 52 April: 60 May: 69 June: 75 July: 80 August:: 83 September: 76 Sum of Monthly Means: 766 October: 65 November: 58 Number of Months: 12 December 52 Annual Mean Temperature: (776/12) = 63.8  ‫نطاق درجات الحرارة السنوي‬ ‫الفرق ن‬ ‫بي اعىل وأقل معدل لدرجات‬ ‫الحرارة الشهرية‬ Warmest Monthly Mean Temperature: 43 Coldest Monthly Mean Temperature: 15 Annual Temperature Range: (43 - 15) = 28 ‫ما الذي يتحكم في درجة حرارة الهواء؟‬ ‫التسخين المتبادل لليابس والماء‬ ‫‪.1‬‬ ‫تيارات المحيط‬ ‫‪.2‬‬ ‫االرتفاع عن مستوى سطح البحر‬ ‫‪.3‬‬ ‫الموقع الجغرافي‬ ‫‪.4‬‬ ‫الغطاء السحابي واأللبيدو‬ ‫‪.5‬‬  ‫‪.1‬التسخين المتبادل لليابس والماء‬ ‫األسطح المختلفة تمتص ‪ ،‬تنبعث وتعكس كميات مختلفة من الطاقة‪.‬‬ ‫ن‬ ‫◦ ينتج عن ذلك اختالفات يف درجة حرارة الهواء فوق كل سطح‪.‬‬  ‫التسخين المتبادل لليابس والماء‬ ‫بشكل عام‪ :‬تسخن اليابسة بسرعة أكبر من الماء وتصل الى درجات حرارة أعلى‪.‬‬ ‫بشكل عام‪ :‬تبرد األرض بسرعة أكبر من المياه وتصل الى درجات حرارة أقل‪.‬‬ ‫االختالفات في درجات الحرارة على األرض أكثر‬ ‫من االختالفات فوق المحيط !‬ ‫سطح األرض يحوي مناطق ذات خصائص‬ ‫مختلفة‪ :‬أشجار – شوارع – بنايات – حقول‬ ‫– بيوت ‪...‬‬ ‫تتطلب المحيطات حرارة أكبر لرفع درجة حرارتها‬ ‫بنفس مقدار الكمية المساوية من األرض‪.‬‬ ‫كمية الحرارة (الحرارة النوعية) الالزمة لرفع‬ ‫درجة حرارة ‪ 1‬غرام من الماء بمقدار ‪ 1‬درجة‬ ‫مئوية واحدة‪ ،‬وهي أكبر (حوالي ‪ 3‬مرات) من‬ ‫القيام بنفس الشيء بالنسبة إلى ‪ 1‬غرام من‬ ‫التربة ‪ /‬الصخور‪.‬‬ ‫نسيم البحر ونسيم البر‬  ‫ألن األسطح األرضية غير نفاذة يتم امتصاص‬ ‫اليابسة والمحيط ‪ -‬الصيف مقابل الشتاء‬ ‫الحرارة فيها فقط على السطح‪.‬‬ ‫الماء نفاذ (شفاف نسبيا) ويتيح للطاقة‬ ‫ خالل فصل الصيف يتم تسخين طبقة سميكة من‬ ‫الماء بينما يتم تسخين طبقة رقيقة فقط من‬ ‫الشمسية الوصول إلى عمق عدة أمتار تقريبا‪.‬‬ ‫األرض‪.‬‬ ‫ خالل فصل الشتاء ‪ ،‬تبرد الطبقة الضحلة من‬ ‫الصخور بسرعة بينما تستغرق مياه المحيطات‬ ‫العميقة والساخنة نسبيا وقتًا أطول لتبرد‪.‬مع‬ ‫عملية تبريد الماء السطحي ‪ ،‬يصبح أثقل وينزل‬ ‫الى طبقات اعمق‪ ،‬ويتم استبداله بمياه أكثر دفئ ًا‬ ‫وأقل كثافة من أسفل ‪....‬‬ ‫تسخن المحيطات والمسطحات المائية بشكل أبطأ من اليابسة‬  ‫اليابسة – أكثر تغير في درجات الحرارة؟‬ ‫المحيطات – لماذا ال توجد بها اختالفات‬ ‫‪ (1‬الحرارة ال تصل لطبقات عميقة في التربة؛‬ ‫‪ (1‬درجة حرارة سطح الماء ترتفع‬ ‫وتنخفض بشكل أبطأ من اليابسة‪.‬‬ ‫بل تبقى يبقى بالقرب من السطح‪.‬‬ ‫‪ (2‬الماء يتحرك ويختلط بسهولة (خلط‬ ‫‪ (2‬الصخور ليست سائلة ‪...‬لذلك ال يوجد بها‬ ‫الصبغة الحمراء والزرقاء ‪...‬يتحول‬ ‫إلى اللون البنفسجي)‪.‬‬ ‫عملية خلط‬ ‫‪ (3‬التغييرات اليومية في حرارة سطح‬ ‫‪ (3‬تظهر تغيرات درجة الحرارة اليومية على‬ ‫الماء عمقها حوالي ‪ 6‬أمتار‪.‬‬ ‫عمق ‪ 10‬سم فقط‬ ‫‪ (4‬سنويًا ‪ ،‬تواجه المحيطات‬ ‫والبحيرات العميقة تباينات في‬ ‫‪ (4‬سنويًا ‪ ،‬تصل التغيرات في درجات الحرارة‬ ‫درجات الحرارة من خالل طبقة‬ ‫مترا أو أقل‬ ‫إلى عمق ‪ً 15‬‬ ‫يتراوح سمكها بين ‪ 200‬و ‪660‬‬ ‫مترا!‬ ‫ً‬ ‫ما الذي يتحكم في درجة حرارة الهواء؟‬ ‫التسخين المتبادل لليابس والماء‬ ‫‪.1‬‬ ‫تيارات المحيط‬ ‫‪.2‬‬ ‫االرتفاع عن مستوى سطح البحر‬ ‫‪.3‬‬ ‫الموقع الجغرافي‬ ‫‪.4‬‬ ‫الغطاء السحابي واأللبيدو‬ ‫‪.5‬‬ ‫‪.2‬تيارات المحيط‬ ‫تيارات المحيط سببها الرياح‬ ‫التفاعالت ن‬ ‫بي الغالف الجوي والمحيط‬ ‫عب‬ ‫تمر الطاقة من الغالف الجوي إىل المحيط ر‬ ‫االحتكاك‪.‬‬ ‫–يؤدي االحتكاك الذي تمارسه الرياح إىل تحريك مياه‬ ‫المحيط‪.‬‬ ‫تنتقل المياه الدافئة من المناطق االستوائية إلى أعلى‬ ‫الساحل عبر ‪Gulf stream‬‬ ‫يكون (‪ )North Atlantic Drift‬ويساعد على الحفاظ على‬ ‫أجواء معتدلة في بريطانيا‪.‬‬  ‫‪.3‬االرتفاع عن سطح البحر‬ ‫تكوون درجات الحرارة منخفضة على ارتفاعات أكبر‪.‬‬ ‫ينخفض الضغط الجوي والكثافة مع االرتفاع‪ ،‬وبالتالي يكون امتصاص وانعكاس اإلشعاعات أقل‬ ‫منه من على السطح‪.‬‬ ‫‪.4‬الموقع الجغرافي‬  Geographic Position ‫الموقع الجغرافي‬ ⚫ Windward: Leeward:  ‫‪.5‬الغطاء السحابي واأللبيدو‬ ‫ً‬ ‫عاىل)‪.‬‬ ‫بالتبيد (البيدو ي‬ ‫وجود السحب نهارا تقوم ر‬ ‫◦تنتج درجة حرارة عظىم أقل‬ ‫ر‬ ‫ن‬ ‫ً‬ ‫وجود السحب ليال تقوم بالتسخي (تعبض إشعاع الموجات‬ ‫الطويلة)‬ ‫◦تنتج درجة حرارة صغرى اعىل‬  ‫التوزيع العالمي لدرجات الحرارة‬ ‫‪JANUARY‬‬ ‫تغير درجة الحرارة حسب خطوط العرض‬ ‫بسبب تغير زاوية الشمس الموسمية‪.‬‬ ‫يقع أسخن وأبرد مكان فوق اليابسة‪.‬‬ ‫تيارات المحيط الدافئة التي تتحرك باتجاه‬ ‫األقطاب تسخن الهواء‪.‬‬ ‫التيارات المرتبطة االستوائية تساعد في‬ ‫تبريد الهواء‪.‬‬ ‫‪JULY‬‬ ‫درجات الحرارة االستوائية ال تتقلب بشكل‬ ‫كبير (ال توجد مواسم)‪.‬‬ ‫خطوط العرض المتوسطة والعالية لها‬ ‫درجات حرارة موسمية متغيرة بشكل‬ ‫كبير‪.‬‬