الضغط الجــــوي من مقرر المناخ للسداسي الأول

الضغط الجــــوي من مقرر المناخ للسداسي الأول للأستاذ رمان.

 

 







مقدمة:
تمثل الكتلة الجوية حوالي 5130 مليون طن، وبما أن لها وزنا، فهي تمارس نوعا من الضغط على سطح الأرض بفعل الجاذبية يعرف بالضغط الجوي، وهو وزن عمود من الهواء، طوله من سطح الأرض إلى نهاية الغلاف الجوي سمكه 1 سنتم2.
I – أجهــزة القيـــاس :
1- باروميتر عمود الزئبق Baromètre à colonne de mercure :


وهو عبارة عن أنبوب زجاجي مدرج بالمليمترات، ومملوء بالزئبق، موضوع راسيا على إناء مملوء بالزئبق كذلك، على أساس أن لا يتسرب الهواء إلى الأنبوب، فكلما كانت هناك قوة ضاغطة على الزئبق الموجود في الإناء، كلما ارتفع مستوى ضغط الزئبق الموجود، في الأنبوب أو العمود، فيعطي قيمة هدا الوزن بالملم، ثم يتم تحويل هذه القيمة إلى الوحدة الأساسية لقياس الضغط وهي "الملبار" أو الهيكتوباسكال (Hectopascal) .

1 ملبار = 4/ 3ملم من الزئبق أي 0.75 ملم.
1 ملم من الزئبق = 1.333 ملبار
في ظروف عادية (عند مستوى البحر، عند درجة حرارة °0 وخط عرض 45) فإن وزن عمود من الهواء سمكه سنتم2 يساوي 76 سنتم داخل عمود الزئبق ،أي 760 ملم، و لتحويل هذه القيمة إلى الملبار" mb " أو الهيكتوباسكال " hpa "نستعمل المعادلة التالية:
760 X 1.333 = 1013 ملبار " mb"
إلا أنه بعد سنة 1986، تم التخلي عن استعمال كلمة "ملبار" (لأنها تعني قياس الضغط لكن بوحدة قياس المسافة ربما للعالم الفرنسي أي ملم) وعوضت بكلمة الهيكتوباسكال hectopascal (تكريما للعالم الفيزيائي الفرنسي Pascal 1646 ) يرمز إليها ب Hpa التي لها نفس قيمة الملبار، بمعنى أن:
1 هكتوباسكال = 1 ملبار
وتوجد الآن أجهزة الباروميتر، مدرجة بالهكتوباسكال عوض المليمتر، تسمح لنا بقراءة عدد الهكتوبسكالات مباشرة على الجهاز دون القيام بعملية التحويل
2- : بارومتر انيرويد Anéroïdes :


هو جهاز يعتمد في قياسه على تمدد معدن خاص، يكون وعاء فارغا من الهواء، يتمدد ويتقلص تبعا لتغير الضغط الجوي، ويشير إلى الضغط بواسطة عقرب يشبه عقرب الساعة غالبا ما يكون مكتوب عليه نوع الطقس ( جميل- مضطرب – متغير).

هذا الجهاز هو أقل دقة من الأول، إلا أنه يمكن نقله بسهولة، ويمكن ضبطه بسهولة إلى مستوى سطح البحر إذا كنا على مستوى مرتفع، مثلا في مناطق جبلية.
(على ذكر الارتفاع، فإن تغيير بسيط من طابق إلى آخر داخل عمارة قد يؤثر على الضغط المسجل ب 1.25 hpa ).
4- Barographe الباروميتر المسجل:
يعتمد على نفس مبدأ الجهاز الثاني -Anéroïdes - إلا أنه يكون مجهزا بنظام ميكانيكي أو الكتروني يسمح بتسجيل الضغط الجوي على شريط من الورق (مثل المحرار المسجل thermographe).
II- أنواع الضغوط الجوية :
يمثل الضغط الجوي على الخرائط الجوية اليومية بواسطة منحنيات تدعى "منحنيات تساوي الضغط" Isobares، تصل بين مختلف نقط الضغط المتساوية (تذكرنا بخطوط التسوية). مجموع هذه المنحنيات تعطينا رسوما وأشكالا تسمى مجالات انضغاطية « Champs de pression » ، يمكن تقسيمها إلى عناصر رئيسية وعناصر ثانوية :
1- العناصر الرئيسية:
أ‌- الضغط المرتفع:

ويطابق مجموع خطوط الضغط المتساوية التي تفوق 1015 hpa. )بما أن متوسط الغط الجوية هو hpa 1013، فقد تم جبر هذا الرقم على الخرائط الجوية إلى 1015 hpa و ممثل بخط سميك ،وقد حول إلى 1015حتى تسهل عملية قراءة هذه الخطوط، لأن فارق منحنيات تساوي الضغط هو5 hpa. فكلما تعدت قيمة الخطوط 1015 hpa، يعتبر ضغطها مرتفعا، وكل ما نزلت عن هذا المستوى يعتبر ضغطا منخفضا، هدا بالطبع عند مستوى سطح الأرض. )

في الضغط المرتفع، تكون منحنيات تساوي الضغط مغلقة، ترتفع قيمتها من الهوامش في اتجاه المركز، ويطلق على هذا النوع كذلك اسم "ضد الإعصار" Anticyclone، مثلا: ضد إعصار الآسور Açores أو الضغط المرتفع السيبيري Sibérie نسبة إلى سيبيريا.
ويرمز إليه على الخرائط الجوية بحرف "A" Anticyclone أو حرف (H) (High، Hoch ) بالإنجليزية والألمانية، ونادرا بعلامة "+".
هنا تتجه الرياح من المركز نحو الهوامش في اتجاه عقارب الساعة بالنصف الشمالي من الكرة الأرضية، و العكس صحيح في النصف الجنوبي منها.
وجود هدا الضغط المرتفع يعني استقرار الجو (جو ثابت) على سطح الأرض ، يكون فيه الجو جميلا و صحوا و خاليا من الاضطرابات.
ب‌- الضغط المنخفض :
فالضغط المنخفض هو مجال يقل فيه الضغط الجوي عن 1015 hpa من الهوامش في اتجاه المركز، تكون فيه منحنيات تساوي الضغط مغلقة، يرمز إليها بحرف «D» Dépression في الخرائط الفرنسية و بحرف "L" Low على الخرائط الإنجليزية و "T" Tief على الخرائط الألمانية، و في بعض الأحيان بعلامة «-».
هنا تتجه الرياح من الهوامش نحو المركز في اتجاه عكس عقارب الساعة بالنصف الشمالي من الكرة الأرضية، و العكس صحيح في النصف الجنوبي منها.

وجود هذا الضغط المنخفض يعني أنه يسود جو مضطرب على المناطق التي يخيم عليها أو سيمر بها، مثلا الضغط المنخفض لإسلاندا Island و منخفض جنوة Gênes بالبحر الأبيض المتوسط الخ...

ملاحظة: هنا لا تقول "إعصار" رغم تقابله الكلمة مع "ضد الإعصار" ، لأن الإعصار هو اضطرابات جوية عنيفة وقوية تؤدي إلى وقوع أضرار بالغة خاصة في الدول المدارية Pays tropicaux .

1- العناصر الثانويــة:

بالنسبة لباقي العناصر، فهي تشبه عناصر التضاريس من حيث الرسم الذي تأخذه على الخرائط الجوية، يمكن أن نميز فيها بين العناصر التالية:
أ- الظهر Dorsale: تكون فيه منحنيات تساوي الضغط المرتفع غير مغلقة، تكون امتدادا لخلية الضغط المرتفع المجاور لها.
ب – الفج Col: و هو ضغط منخفض يوجد بين ضغطين مرتفعين.
ج- الوادي Talweg: تكون فيه منحنيات تساوي الضغط المنخفض غير مغلقة، تشكل امتدادا لخلية الضغط المنخفض التي تجاورها.
د- الانبساط الانضغاطي Marais Barométrique : تكون فيه التناقضات الضغطية جد ضعيفة، وترسم على شكل خطوط تساوي الضغط جد متباعدة وتغطي مساحة شاسعة (تذكرنا بالسهول على الخرائط الطبوغرافية).
III – أصل نشأة الضغوط الجوية :
يمكن تصنيف الضغوط الجوية كذلك حسب العوامل والظروف الناتجة عنها، وتكون إما حرارية Thermique أو ديناميكية Dynamique أو ناتجة عن الاثنين معا، أي ديناميكية وحرارية في آن واحد.
1- الضغوط الحراريةأو الخلايا الحرارية Cellules thermiques:
وتنشأ من القاعدة عن طريق تلامس الهواء مع سطح دافئ أو بارد.
* في حالة وجود سطح دافئ، فإن الهواء يتمدد ويخف وزنه، فيرتفع إلى الأعلى مكونا بذلك ضغطا منخفضا عند مستوى سطح الأرض.
وكمثال لهذا النوع من الضغط منخفض جنوة Gènes فوق البحر الأبيض المتوسط والذي ينشأ حينما تكون درجة حرارة البحر أكثر ارتفاعا من حرارة الهواء، إضافة إلى منخفضات أخرى تظهر خلال فصل الصيف داخل القارات كالمنخفض الصحراوي (نراه على بعض الخرائط)
* أما في حالة وجود سطح بارد، فإن كثافة الهواء تزداد، وبالتالي يزداد وزنه، فيتكدس في الأسفل مكونا بذلك ضغطا مرتفعا عند سطح الأرض، ونجد هذا النوع من الضغوط في أوربا الوسطى، بسيبريا على الخصوص في فصل الشتاء، فيعطينا ما يسمى بالضغط العالي السيبيري أو مرتفع مانيطوبا بشمال كندا.
2- الضغوط الديناميكية: (لأنها ناتجة عن حركات ميكانيكية)
يرجع أصل نشأتها إلى الحركات العمودية للهواء، سواء النازلة أو الصاعدة منها.
· فالحركات الهوائية النازلة تؤدي إلى تكدس الهواء عند سطح الأرض، فتعطينها ضغوطا مرتفعة، خاصة عند العروض شبه المدارية، مثلا الضغط المرتفع بجزر الآسور – عالي الآسور – وعالي هواي Hawaï.
· في حين تؤدي الحركات الهوائية الصاعدة إلى امتصاص الهواء من الأعلى، فينشأ عن ذلك ضغوطا منخفضة عند مستوى سطح الأرض، و كمثال على ذلك المنخفض الألوتشي Aléoutiennes بين القارة الأمريكية والأسيوية.
ويطلق على هذه الضغوط تسمية "مراكز الضغط الفعال" لأنها تتواجد بصفة شبه دائمة، فتؤثر على اتجاه الرياح وعلى مناخات المناطق التي توجد فوقها أو بجوارها كمرتفع الأسور الذي يؤثر بشكل كبير على مناخ المغرب بمنعه وصول الأضطرابات الجوية في فترات الجفاف.
3- الضغوط الديناميكية الحرارية: و تنشأ نتيجة عوامل ديناميكية (أي حركات هوائية عمودية) وحرارية (برودة أو سخونة سطح الأرض) في آن واحد، و كمثال على ذلك: الضغط المرتفع القطبي و الضغط المنخفض الاستوائي.
-IV التوزيع النظري للضغط الجوي:
التوزيع المبسط لخلايا الضغط المرتفع و المنخفض بالنصف الشمالي من الكرة الأرضية

من خلال التوزيع النظري يتبين أن هناك:

1- حزام الضغط المرتفع القطبي: (عند خطوط العرض °90 ) نجده بالقطب الشمالي والجنوبي وهو ناتج عن عوامل ديناميكية حرارية في آن واحد، نظرا لوجود مجالات جليدية باردة وحركات هوائية نازلة (جفاف بهذه المناطق).
2- حزام الضغط المنخفض شبه القطبي: نجده عند مستوى خط عرض °50 و °60، يغلب عليه العامل الديناميكي فهو ناتج عن تلاقي التيارات الهوائية الآتية من القطب والتيارات الهوائية الآتية من المناطق شبه مدارية.
3- حزام الضغوط العليا شبه المدارية : نجدها عند مستوى خط عرض °30 (مثلا الآسور) حيث يفوق العامل الديناميكي العامل الحراري، فرغم الحرارة النسبية التي تتميز بها هذه العروض نجد ضغوطا مرتفعة، فهي مجالات تلاقي الكتل الهوائية الاستوائية وشبه القطبية في الأجواء العليا وينتج عن ذلك حركات هوائية نازلة وضغط مرتفع عند سطح الأرض.
4- حزام المنخفض الاستوائي: (عند خط العرض(0° ناتج عن عوامل حرارية وديناميكية في نفس الوقت، فهي توجد في مناطق دافئة تلتقي فيها الرياح التجارية Les alizés الآتية من نصف الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي، فينتج عن ذلك حركات هوائية صاعدة وضغط منخفض عند مستوى سطح الأرض.
V- التوزيع الجغرافي للضغط الجوي :
إذا كانت الكتلة الجوية تخضع لعامل الجاذبية فإنها لا تبقى قارة، وإنما تتأثر بعوامل أخرى كالحرارة الموزعة على سطح الأرض بشكل غير عادل (كما رأينا في المحور المتعلق بالحرارة).
هذا التوزيع يؤثر بطبيعة الحال على توزيع مجالات الضغط الجوي .
بعض الضغوط نجدها على خرائط الضغط تشغل نفس المكان بصفة دائمة – مثلا الضغط المنخفض لإيسلاندا (بالمحيط الأطلسي الشمالي) أو الضغط المرتفع للآسور، ولذلك سميت هذه الضغوط على الأماكن التي تتواجد فوقها باستمرار وتكون مسؤولة عن مناخ المناطق المجاورة لها (مثلا : إذا اتسع مرتفع الآسور، فانه يصل إلى المغرب بل يتعداه إلى أوربا خاصة في فصل الصيف، وإذا حدث ذلك في فصل الشتاء فانه يسود طقس مشمس، لأنه يمنع الاضطرابات الجوية من الوصول إلى المناطق التي يستقر فوقها، وبالنسبة لبلد كالمغرب، فان عدم وصول هذه الاضطرابات الغربية أو الشمالية الغربية، خاصة في فصل الشتاء، يتسبب في الجفاف لانعدام التساقطات).
1- الضغوط المرتفعة:
تتوزع الضغوط المرتفعة الرئيسية على سطح الأرض حسب العروض، ويمكن أن نميز هنا بين المرتفعات الدائمة و المرتفعات الفصلية أو الموسمية:
أ‌- المرتفعات الدائمة و تنقسم إلى مجموعتين :
* المجموعة الأولى: الضغوط المرتفعة القطبية، وهي مراكز دائمة من أصل حراري، تتمركز فوق القطب الشمالي والجنوبي (أي فوق البحر المتجمد الشمالي والجنوبي)
* المجموعة الثانية: نجدها في العروض شبه المدارية وعدد هذه الضغوط خمسة:
- اثنان في النصف الشمالي من الكرة الأرضية ، وهما مرتفع الآسور فوق المحيط الأطلسي، ومرتفع هاواي فوق المحيط الهادي.
- ثلاثة في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية و هم:
مرتفع سانت هيلينSt Hélène فوق المحيط الأطلسي.
مرتفع جزيرة الباك Ile des paques فوق المحيط الهادي.
ومرتفع ماسكرين Mascareignes فوق المحيط الهندي.
ب‌- المرتفعات الفصلية:
وهي التي تظهر حسب الفصول بالعروض الوسطى وشبه المدارية، ونذكر منها الضغوط المرتفعة القارية التي تنشأ أثناء الفصل البارد فوق القارات الباردة : كمرتفع سيبريا فوق القارة الأسيوية ومرتفع مانيطوبا Manitoba فوق كندا (بأمريكا الشمالية) و المرتفع الصحراوي والجزيرة العربية اللذان يعززان أثناء الفصل البارد بالعامل الحراري.
هذه الضغوط المرتفعة الموسمية تنمحي في فصل الصيف بسبب ارتفاع الحرارة لتحل محلها ضغوط منخفضة.
(ملاحظة: فإلى جانب التوزيع حسب العروض نلاحظ توزيعا حسب نوعية القشرة الأرضية، بمعنى آخر هناك ضغوط مرتفعة تظهر فوق البحار، وأخرى تظهر فوق القارات.
فالضغوط القطبية وشبه المدارية البحرية تظهر في جميع الفصول ، ولذلك سميت بضغوط دائمة ، في حين المرتفعات التي تسجل فوق القارات بالعروض الوسطى- أمريكا الشمالية وسيبريا- تختفي أثناء الفصل الحار، ولذلك تسمى ضغوطا فصلية أو موسمية).
- الضغوط المنخفضة:
ويمكن تقسيمها كذلك إلى قسمين: ضغوط منخفضة دائمة، وضغوط فصلية أو موسمية.
أ – المنخفضات الدائمة: وتنقسم إلى ثلاث مجموعات:
* المجموعة الأولى : توجد بالعروض الاستوائية حيث تكون حزاما شبه متصل حول الكرة الأرضية، وهي ناتجة عن تلاقي الرياح التجارية بهده العروض، زيادة على الحرارة المرتفعة التي تعرفها هاته المناطق، فهي إذن من أصل "حركي حراري" أي ديناميكية وحرارية في آن واحد Thermodynamique.

* المجموعة الثانية والثالثة: وتوجد عند خطي عرض °50 و °60 درجة في كل نصف من الكرة الأرضية.

ففي النصف الشمالي تظهر خليتان دائمتان على خرائط توزيع الضغط الجوي، الأولى فوق المحيط الأطلسي – منخفض اسلاندا – (وهي من أصل ديناميكي وحراري في آن واحد،نظرا لوصول تيار الخليج الدافئ)، والثانية فوق المحيط الهادي – المنخفض الألوتشي – Les Aléoutiennes .
أصلهما ديناميكي يعزز بعامل حراري" Origine thermodynamique" عندما تمر هذه المنخفضات فوق التيارات البحرية الدافئة، مثلا عندما يمر منخفض اسلاندا فوق تيار الخليج الدافئGulfstream فيصبح أكثر اضطرابا .
في النصف الجنوبي من الكرة الأرضة، تكون منخفضات العروض الوسطى شبه متصلة حيث سطح الأرض أكثر تجانسا تغلب فيه المساحات البحرية.
ب – المنخفضات الفصلية أو الموسمية:
تظهر أثناء فصل الصيف فوق القارات الدافئة ذات العروض المدارية والمعتدلة، أي الوسطى، ونذكر منها منخفض سيبريا أو المنخفض الصحراوي

ليست هناك تعليقات:

جميع الحقوق محفوظة 2013 | أعلن معنا | يوسف ادعبد االله | خريطة الموقع | سياسة الخصوصية