تعریف علم هواشناسی :
مطالعه و بررسی فعل و انفعالات جوی و پدیده های هواشناسی که تعیین کننده وضع هوا و اقلیم می باشد . بــر پـــــایه انــدازه گیریها و دیده بانیها متکی می باشد . باید توجه داشت که دیده بانیهای هواشناسی در سراسر کره زمین با روش واحد و یکنواخت و با وسایل و ادوات استاندارد و قابل مقایسه بودن داده ها ( DATA ) انجام میگیرد . یکنواختی برنامه اندازه گیریها و دیده بانیها و سایر عملیات هواشناسی با همکاری کلیه سرویسهای هواشناسی ملی و کشوری در چهارچوب سازمان هواشناسی جهانی ( W.M.O ) تضمین شده است . بیشترین دیده بانی ها و اندازه گیریهای عوامل جوی مربوط به جو نزدیک سطح زمین می باشد که به وسیله ایستگاههای هواشناسی سطحی (سطح زمین و دریا) انجام می گیرد. در کشور ایران برنامه دیده بانی های هواشناسی در شبکه ای از ایستگاههای اصلی انجام می گیرد.داده های حاصله از این نوع ایستگاهها برای پیش بینی های جوی و مطالعه رشته های مختلف علمی هواشناسی و هوانوردی و کشتی رانی به کار گرفته می شود. علاوه بر ایستگاههای فوق تعداد زیادی از ایستگاههای کمکی اقلیم شناسی (کلیماتولوژی)به منظور برآورد نیازهای مختلف محلی برنامه دیده بانی های محدودی را اجرا می نمایند.داده ها اطلاعات ثبت شده به وسیله ایستگاههای کلیماتولوژی طی سال های طولانی بایگانی و نگهداری گردیده و به صورت سالنامه هواشناسی در می آیند که در اختیار مصرف کنندگان قرار می گرد.این داده ها برای تهیه نقشه ها و اطلس ها و پژوهش های اقلیمی مورد استفاده قرار می گیرند.بقیه درادامه مطلب...

زکات علم درنشرآن است.امام علی(ع)

هواشناسی


ریشه لغوی

یونانیان واژه متیورولوگیا را، برگرفته از کلمه «متیوروس»، به معنی اشیای معلق در آزمایشهای مربوط به هوا، به اضافه «لوگوس» که به خطابه یا درس ترجمه شده‌است، برای این علم بکار برده‌اند. لیکن، امروزه مطالعه جو زمین چنان به رشته‌های تخصصی تقسیم شده‌است که واژه فراگیر متئورولوژی (هواشناسی) که از یونانیان باستان بر جای مانده‌است، هیچ کس را ارضا نمی‌کند. از اینرو، برای مطالعه بخشی از جو که در آن یونش و گسست مهم است و روی هم رفته بالاتر از ارتفاع حدود ۳۵Km قرار دارد، واژه آیرونومی (نزدیک جو بالا) را بکار می‌برند، در حالی که برخی، به عنوان نامی فراگیر، علم (یا علوم) جو را می‌پسندند.

دانشمند ایرانی سده پنجم هجری، ابوحاتم اسماعیل اسفزاری خراسانی برای نخستین بار در جهان پدیده‌های جوی و هواشناسی را به زبان فارسی در کتاب خود به نام آثار علوی گردآوری نموده است

هواشناسی

 نگاه اجمالی

یک هواشناس در حال کار در اوکلاهوما

مطالعه و پژوهش درباره تمامی جنبه‌های جو زمین که بطور تفصیلی از سطح زمین تا سطح بالایی جو را در بر می‌گیرد، امروزه تحت عنوان علوم جوی نامیده می‌شود. واژه قدیمی و مصطلحتر هواشناسی مطالعه مطوح پایانی جو را، که دارای تغییرات دائمی است، شامل می‌شود. بشر از ابتدای خلقت به دلیل تماس نزدیک با طبیعت و مشاهده عینی پدیده‌های جوی همواره نسبت به کشف این پدیده‌ها کنجکاوی نشان داده‌است. اولین تجربه عینی پدیده‌های جوی شاید مشاهده رعد و برق و آتش گرفتن جنگلها بوده که بعدها به کشف آتش منجر شده‌است. همچنین اولین کوشش انسان برای تهیه غذا و کشاورزی نیز همراه با دیده بانی هوا بوده‌است.

هواشناسی شاخه‌ای تخصصی از فیزیک پیشرفته‌است که از ابزارهای ریاضی پیچیده‌ای بهره می‌گیرد و بر همه علوم فیزیک تکیه‌ای استوار دارد. هواشناسی بیش از همه با نظریه تابش الکترومغناطیسی، ترمودینامیک، مکانیک کلاسیک، فیزیک شاره‌ها، شیمی فیزیک و نظریه لایه مرزی سر و کار دارد. اگر جو زیرین نیز در آن گنجانده شود، فیزیک خورشید، طیف شناسی، فیزیک پلاسما، یونش، فیزیک ذرات بنیادی، پدیده‌های اشعه ایکس، نور شناخت، فیزیک پرتوی کیهانی، پدیده‌های برانگیزش، الکترودینامیک، مگنتوهیدرودینامیک، انتشار رادیویی و سایر فرآیندهای مربوطه را نیز باید فرا گرفت.

 تاریخچه

اولین بار ادموند هالی به سال ۱۶۸۸ اسنادی را در زمینه پدیده‌های جوی و نقشه‌های مربوطه به بادهای متواتر در سطح اقیانوسها، برای بخشی از سطح زمین منتشر می‌کند و در سال ۱۸۴۰ هوری نقشه بادهای اقیانوسها را ترسیم و توان و جهت وزش آنها را مشخص می‌سازد و بدین ترتیب در رفع نیاز دریانوردی گامی برداشته می‌شود.

نخستین اندیشمندی که رویدادهای هواشناسی را مدون و طبقه‌بندی نمود و او را باید، به‌حق، پدر دانش هواشناسی نامید، دانشمند ایرانی سده پنجم هجری، ابوحاتم اسماعیل اسفزاری خراسانی است که برای نخستین بار در جهان پدیده‌های جوی و هواشناسی را به زبان فارسی در کتاب خود به نام آثار علوی (به معنای واژه Meteorology)، گردآوری نموده است.

سیر تحولی و رشد

در اواخر قرن نوزدهم مطالعات جوشناسی در سطح زمین بویژه در زمینه اندازه‌گیری بارانها توسعه پیدا می‌کند و از سال ۱۹۱۶ مطالعه پدیده‌های جوی در زمینه پیش‌بینی هوا شکل می‌یابد و این بررسیها بر مبنای ویژگیهای سیستماتیک صورت می‌گیرد. در سالهای بعد، توسعه هوانوردی پیش بینیهای دقیقتری را در وسعت گسترده‌ای ایجاب می‌کند و آگاهی هوانوردان از حالات احتمالی آزمایشهای مربوط به هوا در ناحیه معین و برای یک لحظه از زمان الزامی می‌نماید و به منظور رفع همین نیاز هست که در پاره‌ای از نقاط دنیا سازمانهای هواشناسی بوجود می‌آید.

به تدریج به موازات توسعه شناساییهای علمی، برای بهره گیری منطقی از منابع اقتصادی زمین به آگاهیهای بیشتری از پدیده‌های جوی احساس نیز می‌شود، به گونه‌ای که برای شناخت قدرت هیدرولیکی ناهمواریها و «نفت سفید» کوهستانها به عنوان منبع زایش آبها، تعیین حجم متوسط آب رودخانه‌ها در رابطه با نوسان میزان بارندگی سالانه حوضه‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد. همچنین پیشرفت علم کشاورزی به منظور کاشت و برداشت محصولات کشاورزی، مهندسین زراعی را به کسب اطلاعاتی در زمینه آب و هواشناسی وا می‌دارد و همین نیاز به عنوان انگیزه دیگری در پیشرفت تحقیقات کلیماتولوژی موثر می‌افتد.

ریشه لغوی

یونانیان واژه متیورولوگیا را ، برگرفته از کلمه «متیوروس» ، به معنی اشیای معلق در آزمایشهای مربوط به هوا ، به اضافه «لوگوس» که به خطابه یا درس ترجمه شده است، برای این علم بکار برده‌اند. لیکن ، امروزه مطالعه جو زمین چنان به رشته‌های تخصصی تقسیم شده است که واژه فراگیر متئورولوژی (هواشناسی) که از یونانیان باستان بر جای مانده است، هیچ کس را ارضا نمی‌کند. از اینرو ، برای مطالعه بخشی از جو که در آن یونش و گسست مهم است و روی هم رفته بالاتر از ارتفاع حدود 35Km قرار دارد، واژه آیرونومی (نزدیک جو بالا) را بکار می‌برند، در حالی که برخی ، به عنوان نامی فراگیر ، علم (یا علوم) جو را می‌پسندند.

تصویر

نگاه اجمالی

مطالعه و پژوهش درباره تمامی جنبه‌های جو زمین که بطور تفصیلی از سطح زمین تا سطح بالایی جو را در بر می‌گیرد، امروزه تحت عنوان علوم جوی نامیده می‌شود. واژه قدیمی و مصطلحتر هواشناسی مطالعه مطوح پایانی جو را ، که دارای تغییرات دائمی است، شامل می‌شود. بشر از ابتدای خلقت به دلیل تماس نزدیک با طبیعت و مشاهده عینی پدیده‌های جوی همواره نسبت به کشف این پدیده‌ها کنجکاوی نشان داده است. اولین تجربه عینی پدیده‌های جوی شاید مشاهده رعد و برق و آتش گرفتن جنگلها بوده که بعدها به کشف آتش منجر شده است. همچنین اولین کوشش انسان برای تهیه غذا و کشاورزی نیز همراه با دیده بانی هوا بوده است.

هواشناسی شاخه‌ای تخصصی از فیزیک پیشرفته است که از ابزارهای ریاضی پیچیده‌ای بهره می‌گیرد و بر همه علوم فیزیک تکیه‌ای استوار دارد. هواشناسی بیش از همه با نظریه تابش الکترومغناطیسی ، ترمودینامیک ، مکانیک کلاسیک ، فیزیک شاره‌ها ، شیمی فیزیک و نظریه لایه مرزی سر و کار دارد. اگر جو زیرین نیز در آن گنجانده شود، فیزیک خورشید ، طیف شناسی ، فیزیک پلاسما ، یونش ، فیزیک ذرات بنیادی ، پدیده‌های اشعه ایکس ، نور شناخت ، فیزیک پرتوی کیهانی ، پدیده های برانگیزش ، الکترودینامیک ، مگنتوهیدرودینامیک ، انتشار رادیویی و سایر فرآیندهای مربوطه را نیز باید فرا گرفت.

تصویر

تاریخچه

اولین بار ادموند هالی به سال 1688 اسنادی را در زمینه پدیده‌های جوی و نقشه‌های مربوطه به بادهای متواتر در سطح اقیانوسها ، برای بخشی از سطح زمین منتشر می‌کند و در سال 1840 هوری نقشه بادهای اقیانوسها را ترسیم و توان و جهت وزش آنها را مشخص می‌سازد و بدین ترتیب در رفع نیاز دریانوردی گامی برداشته می‌شود.

سیر تحولی و رشد

در اواخر قرن نوزدهم مطالعات جو شناسی در سطح زمین بویژه در زمینه اندازه گیری بارانها توسعه پیدا می‌کند و از سال 1916 مطالعه پدیده‌های جوی در زمینه پیش‌بینی هوا شکل می‌یابد و این بررسیها بر مبنای ویژگیهای سیستماتیک صورت می‌گیرد. در سالهای بعد ، توسعه هوانوردی پیش بینیهای دقیقتری را در وسعت گسترده‌ای ایجاب می‌کند و آگاهی هوانوردان از حالات احتمالی آزمایشهای مربوط به هوا در ناحیه معین و برای یک لحظه از زمان الزامی می‌نماید و به منظور رفع همین نیاز هست که در پاره‌ای از نقاط دنیا سازمانهای هواشناسی بوجود می‌آید.

به تدریج به موازات توسعه شناساییهای علمی ، برای بهره گیری منطقی از منابع اقتصادی زمین به آگاهیهای بیشتری از پدیده‌های جوی احساس نیز می‌شود، به گونه‌ای که برای شناخت قدرت هیدرولیکی ناهمواریها و "نفت سفید" کوهستانها به عنوان منبع زایش آبها ، تعیین حجم متوسط آب رودخانه‌ها در رابطه با نوسان میزان بارندگی سالانه حوضه‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد. همچنین پیشرفت علم کشاورزی به منظور کاشت و برداشت محصولات کشاورزی ، مهندسین زراعی را به کسب اطلاعاتی در زمینه آب و هواشناسی وا‌ می‌دارد و همین نیاز به عنوان انگیزه دیگری در پیشرفت تحقیقات کلیماتولوژی موثر می‌افتد.

شاخه‌های هواشناسی

  • هواشناسی فیزیکی: بررسی ویژگیها و منشا تغییرات عوامل آب و هوا را مد نظر دارد.
  • هواشناسی دینامیکی: به مطالعه توده‌های هوا و بررسی عوامل انرژی مجموعه اتمسفر و یا جریانات اتمسفری می‌پردازد.
  • هواشناسی اتمسفر آزاد: پدیده‌های اتمسفر را از سطح زمین تا ارتفاعات بیشتر مطالعه می‌کند.
  • هواشناسی زیستی
  • هواشناسی کشاورزی
  • هواشناسی هوانوردی
  • هواشناسی مهندسی
  • هیدروکلیماتولوژی مفاهیم اساسی هواشناسی
     

    آن بخش از علوم زمین را که به مطالعه اتمسفر (هواسپهریا جو) سیاره زمین می پردازد، علوم اتمسفری می‌نامند. شاخصترین این علوم " هواشناسی" و "آب و هواشناسی" است.

    تفاوت هواشناسی (Meteorology) و اقلیم شناسی (آب و‌هواشناسی Climatology)

    اگر چه موضوع مطالعه آب و هواشناسی و هواشناسی، اتمسفر (هواسپهر) است، ولی هر کدام با نگرشی متفاوت آن را بررسی می کنند :

    1- هواشناسی، هوا را و اقلیم شناسی، آب و هوا را شناسایی و تبیین می کند.

    2- هواشناسی وضعیت جوی را به طور عام و برای یک لحظه بررسی می کند؛ اما، آب و هوا‌شناسی تیپ هوای غالب یک مکان معین را در دوره طولانی مطالعه و تفاوتهای آب و هوایی مکانها را کشف می کند.

    3- هدف هواشناسی شناخت مطلق و عام اتمسفر و تغییرات آن (هوا) است؛ ولی در آب و هواشناسی سعی می‌شود با شناخت آب و هوای هر منطقه، تأثیرهای آب و هوایی آن بر روی فعالیتهای انسانی مشخص شود.

    4- هواشناس وضع هوا را در کوتاه مدت پیش‌بینی می کند؛ اما، آب و هواشناس براساس عوامل به وجود آورنده آب و هوا، پدید آمدن آب و هوای خاصی را در مکانی خاص و با توجه به تاثیر آن در زندگی انسانها، پیش بینی می کند.

    5- ابزار شناسایی و توجیه هواشناس، اصول و قوانین و مدلهای فیزیکی و دینامیکی است. اما ابزار آب و هواشناس، علاوه بر اصول علم هواشناسی، اصول و مفاهیم جغرافیای نیز هست.

    منابع اطلاعاتی مطالعات اقلیمی

    اطلاعات و آمارهایی که اساس مطالعات و تحلیل های اقلیمی را تشکیل می‌دهند، از کانون های مختلفی به دست می‌آیند که مهمترین آنها عبارتند از:

    1- شبکه ایستگاه های اقلیمی (کلیماتولوژی) و سینوپتیک که در آنها دیده بانی های پیوسته (3-4 بار در روز) با ابزار و ادوات ویژه، صورت می‌گیرد و مهمترین و با ارزش ترین منابع اطلاعات مطالعات اقلیمی به شمار می روند. امروزه دیده بانی ها دراین شبکه ایستگاه ها به سمت ثبت و ارائه Online و محاسبات هوشمند پیش رفته است.

    2- ایستگاههای موقت و سیاری که دراجرای بعضی از طرحها بسته به ضرورت دیده بانی عناصر اتمسفری احداث می‌شوند.

    3- شبکه ایستگاههای دریایی که در سطح دریاها و اقیانوسها به دیده بانی می‌پردازند.

    4- نمودارها و نقشه‌های سینوپتیک سطح زمین و سطوح مختلف جو (نمودارهای ارتفاعی) که براساس سنجش با رادیوسوند تهیه می‌شوند و در پیش‌ بینی وضع هوا و دراقلیم شناسی مورد استفاده قرار می گیرد.

    5- تصاویر ماهواره ای که به طور خودکار به وسیله ماهواره هواشناسی تهیه و به زمین ارسال می‌شوند در پیش بینی وضع هوا و در مطالعات اقلیمی منابع با ارزشی برای محققان به شمار می آیند.

    6- تصاویر و اطلاعات راداری که در تحلیل ریزش های جوی و کانونهای مختلف به کار می‌روند.

    7- گزارشهای عینی و تحلیل علمی که به طور غیر مستقیم با وضعیت اقلیمی در ارتباطند.

    برخی اصطلاحات هوا شناسی:


    توده هوا
    فشار هوا
    جبهه هوا
    سیکلون(چرخند)
    آنتی سیکلون(وا چرخند)
    تغییرات دما

    تعریف علم هواشناسی :
    مطالعه و بررسی فعل و انفعالات جوی و پدیده های هواشناسی که تعیین کننده وضع هوا و اقلیم می باشد . بــر پـــــایه انــدازه گیریها و دیده بانیها متکی می باشد . باید توجه داشت که دیده بانیهای هواشناسی در سراسر کره زمین با روش واحد و یکنواخت و با وسایل و ادوات استاندارد و قابل مقایسه بودن داده ها ( DATA ) انجام میگیرد . یکنواختی برنامه اندازه گیریها و دیده بانیها و سایر عملیات هواشناسی با همکاری کلیه سرویسهای هواشناسی ملی و کشوری در چهارچوب سازمان هواشناسی جهانی ( W.M.O ) تضمین شده است . بیشترین دیده بانی ها و اندازه گیریهای عوامل جوی مربوط به جو نزدیک سطح زمین می باشد که به وسیله ایستگاههای هواشناسی سطحی (سطح زمین و دریا) انجام می گیرد. در کشور ایران برنامه دیده بانی های هواشناسی در شبکه ای از ایستگاههای اصلی انجام می گیرد.داده های حاصله از این نوع ایستگاهها برای پیش بینی های جوی و مطالعه رشته های مختلف علمی هواشناسی و هوانوردی و کشتی رانی به کار گرفته می شود. علاوه بر ایستگاههای فوق تعداد زیادی از ایستگاههای کمکی اقلیم شناسی (کلیماتولوژی)به منظور برآورد نیازهای مختلف محلی برنامه دیده بانی های محدودی را اجرا می نمایند.داده ها اطلاعات ثبت شده به وسیله ایستگاههای کلیماتولوژی طی سال های طولانی بایگانی و نگهداری گردیده و به صورت سالنامه هواشناسی در می آیند که در اختیار مصرف کنندگان قرار می گرد.این داده ها برای تهیه نقشه ها و اطلس ها و پژوهش های اقلیمی مورد استفاده قرار می گیرند.
    ایستگاههای هواشناسی بر حسب اینکه بمنظور بررسی و پیش بینی اوضاع جوی و یا مطالعه آب و هوای منطقه ( CLIMAT ) مورد استفاده قرار گیرد به دو دسته تقسیم می شوند :
    الف : ایستگاههای سینوپتیک ( Synopic Station )
    ب : شبکه ایستگاههای کلیماتولوژی ( Climatological Network )
    اندازه گیری ایستگاههای سینوپتیک ، عبارتند از :
    - ایستگاههای سینوپتیک سطح زمین ، دریا و اقیانوسها که عوامل جوی سطح زمین و نزدیک آنرا اندازه گیری میکند .
    - ایستگاههای جو بالا که فشار ، درجه حرارت ، رطوبت ، سمت و سرعت باد را در ارتفاعات مختلف جو تعیین می نماید .
    - ایستگاههای خودکار ، قادرند عوامل مختلف جوی در سطح زمین را بطور خودکار اندازه گیری و در فاصله دورتری در دسترس قرار دهند .
    اندازه گیری شبکه ایستگاههای کلیماتولوژی عبارتند از :
    - ایستگاههای اقلیم شناسی که فقط سه نوبت در روز پارامترهای مهم هواشناسی را دیده بانی و در دفاتر مخصوص ثبت میگردد.
    - ایستگاههای کشاورزی
    - ایستگاههای باران سنجی که آمار آنها بیشتر مورد نیاز مؤسسات و سازمانهای تحقیقاتی در زمینه کشاورزی و آبیاری می باشد.
    زمان و ساعت دیده بانی : برای اینکه بتوان عوامل جوی دیده بانی شده را از ایستگاههای متعدد هواشناسی دریافت و روی نقشه های سینوپتیک ترسیم و آنالیز نمود ، در مرحله اول لازم است کلیه گزارشات در رأس ساعت معینی انجام شود و همزمان باشند و جهت اجرای این منظور بستگی به این دارد که تمام ایستگاههای دیده بانی از ساعت های محلی ( وقت محلی ) استفاده ننموده و مبدأ زمان معینی را در نظر بگیرند 

    منبع:کلودلی اسکای، انجمن پارسیان، ویکی پیدیا، رشد