الأربعاء، 17 أكتوبر، 2012

خرائط الطقس وكيفية قراءتها













إعداد خرائط الطقس

خرائط الطقس السطحية:
على هذه الخريطة يشار إلى موقع كل محطة بدائرة صغيرة يكون حولها وبها قراءات عناصر الطقس التي رصدت في فترة محددة كما هو موضح بالشكل المجاور .وهكذا وبعد إتمام وضع المعلومات على موقع كل محطة يأتي دور المتنبئ الجوي بتحليل هذه الخريطة.


خرائط الطقس العلوية: على هذه الخريطة يشار أيضا إلى موقع كل محطة بدائرة صغيرة يكون حولها العناصر التالية على كل مستوى من المستويات المختلفة
1- اتجاه الرياح وسرعتها 2- درجة الحرارة

3- درجة الندى 4-ارتفاع المستوى.

كما هو موضح في الشكل المجاور الذي يمثل مستوى أل (500) مليبار

علما بأن خرائط الطقس العلوية تمثل المستويات التالية :

مستوى 850 مليبار وتمثل ارتفاع 5000 قدم تقريبا
مستوى 700 مليبار وتمثل ارتفاع 10000 قدم.
مستوى 500 مليبار وتمثل ارتفاع 18000 قدم.
مستوى 400 مليبار وتمثل ارتفاع 24000 قدم.
مستوى 300 مليبار وتمثل ارتفاع 30000 قدم.
مستوى 250 مليبار وتمثل ارتفاع 34000 قدم.
مستوى 200 مليبار وتمثل ارتفاع 40000 قدم.
مستوى التروبوبوز وتمثل نهاية طبقة التروبوسفير.
وقبل أن نبدأ بأخذ فكرة عن تحليل المتنبئ الجوي للخريطة السطحية يجب أن نعرف عندنا في الأردن ما هي الخريطة التي نستعملها؟ما هو مقياس رسمها؟ ما هي المناطق التي تغطيها؟

مقاييس الرسم للخرائط بشكل عام :

1-خرائط تغطى الكرة الأرضية ومقياس الرسم لها 1: 40.000000

2- خرائط تغطي نصف الكرة الأرضية ومقياس الرسم لها 1: 30.000000

3-خرائط تغطي مساحة كبيرة من نصف الكرة الأرضية ومقياس الرسم لها

1: 20.000000

4- وهناك خرائط ذات مقاييس أخرى تغطي مسافة أصغر بمقاييس رسم مختلفة حسب الحاجة:

1: 15.000000

1: 12.000000

1: 10.000000

1: 7.5000.000

أما الخريطة المستعملة في الأردن: فإن مقياس الرسم للخريطة المستعملة في الأرصاد الجوية الأردنية هــــو 1: 10.000000 وتمتد المنطقة التي تغطيها هذه الخريطة معظم الدول الأوروبية وشمال إفريقيا وغرب آسيا, أي من عند خط طول 20 غربا إلى خط طول 105 شرقا ومن خط عرض صفر إلى خط عرض 55 شمالا.

وبعد إتمام وضع المعلومات على الخريطة الجوية "رسمها" يأتي دور المتنبئ الجوي لتحليلها لتخدمه في عملية التنبؤ الجوي للمنطقة المعينة.

وأهم ملامح تحليل الخريطة السطحية ما يلي:
رسم "وصل" خطوط الضغط المتساوي "أيزوبار". 
تعريف أيزوبار: هو الخط الذي يصل جميع النقاط التي عندها يتساوى الضغط الجوي المصحح بالنسبة إلى سطح البحر كما هو موضح بالشكل المجاور.

ملاحظة: كلمت تقاربت خطوط تساوي الضغط كلما كانت الرياح أشد وأقوى.

بعد رسم خطوط الضغط المتساوي يستطيع المتنبئ الجوي أن يرى صورة لتوزيع الضغط الجوي وبالتالي يستطيع تحديد أماكن المرتفعات والمنخفضات الجوية ومتابعة حركتها كما هو موضح بالشكل المجاور. 

بعد تحديد أماكن المنخفضات الجوية توضع عليها الجبهات الهوائية, ومن ثم يتم تحديد أنواع الكتل الهوائية المؤثرة على المناطق المختلفة وبالذات المنطقة المعنيةتعريف الجبهة: الحد الفاصل بين كتلتين هوائيتين أو هي المنطقة الانتقالية بين كتلتين هوائيتين مختلفتين في كثقافتيهما، ولما كانت كثافة الهواء تعتمد بصورة رئيسية على الحرارة, فان الجبهات تفصل بين الكتل الهوائية المختلفة في درجات حرارتها ورطوبتها. بالإضافة لذلك تخضع العناصر التالية للتغير بين طرفي الجبهة الهوائية:

1- الرطوبة 2- درجة الحرارة

3- الغيوم 4- الهطول

5- الرياح سرعتها واتجاهها 6- الضغط الجوي وسلوكه

7- مدى الرؤية الأفقية 8- الحالة الجوية الحالية والحالة الجوية للثلاث ساعات الماضية

9- تغير درجة الحرارة مع الارتفاع أو درجة الاستقرار الجوي


أنواع الجبهات: 
الجبهة الساكنة: إذا لم تتحرك الجبهة بحيث لا يتقدم أي من الهواء الحار أو البارد باتجاه الآخر, أي إذا كانت خطوط الضغط المتساوي أيزوبار المرسومة على الخريطة الجوية السطحية موازية لخط الجبهة ( الشكل المجاور يمثل جبهة ساكنة على الخريطة السطحية ). وإذا كانت قريبة من منخفض جوي وهذا المنخفض يقترب منها فإن هذا يؤدي إلى حدوث هطول. وطبعا هناك اختلاف في اتجاه الرياح ودرجة الحرارة بين طرفي الجبهة. 

الجبهة الهوائية الحارة: عندما يحل الهواء الحار محل الهواء الأبرد بحيث يصعد الأول على الثاني صعودا بطيئا.
يعتمد الطقس المصاحب للجبهة الحارة (الدافئة) على خصائص الهواء الحار قبل صعوده, وعلى تيارات الحمل, الرطوبة, الفرق في درجة الحرارة بين الجزء الحار والجزء البارد, (الشكل المجاور يمثل جبهة حارة على الخريطة السطحية). لاحظ أن درجة الحرارة أمام الجبهة أقل من درجة الحرارة خلفها. ومع اقتراب الجبهة يمكن ان يحدث هطول خفيف.

الجبهة الباردة: تتشكل عندما يحل الهواء البارد مكان الهواء الحار حيث يتقدم الهواء البارد تحت الهواء الحار الذي يرتفع أمامه للأعلى ( الشكل المجاور يمثل جبهة باردة على الخريطة). لاحظ أن درجة الحرارة أمام الجبهة أعلى من درجة الحرارة خلف الجبهة. الهطول يحدث أمام الجبهة ومع عبورها.

الجبهة المقفلة: تتبلور هذه الجبهة عندما تلحق الجبهة الباردة بالجبهة الحارة وتصلها في مرحلة النضوج للمنخفض الجوي ( الشكل المجاور يمثل جبهة مقفلة ). مع مرور هذه الجبهة يصبح الجو باردا, ويحدث هطول على شكل زخات 
تعريف الكتلة : جسم ضخم من الهواء متجانس في درجة الحرارة والرطوبة مستوى بعد مستوى في البعد العمودي الذي يستمر حتى نهاية طبقة التروبوسفير وهي التروبوبوز, أو هي كمية كبيرة من الهواء متجانس في درجة الحرارة والرطوبة على أي مستوى أفقي, وكلما ابتعدنا عن مستوى سطح الأرض وتأثيراته كلما ازداد هذا التجانس وضوحا.

تستمد هذه الكتلة ميزاتها وصفاتها من بقائها لبضعة أيام فوق منطقة ذات صفات مناخية معينة مثل الصحراء, المناطق القطبية, المحيطات, وتسمى هذه المنطقة بالمصدر "أي مصدر الكتلة الهوائية
تعريف المنخفض الجوي : منطقة مغلقة بخطوط ضغط متساوية حيث تكون أقل قيمة للضغط الجوي في المركز وتزداد كلما ابتعدنا عن المركز, اتجاه الرياح حول المنخفض الجوي عكس عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي كما هو موضح بالشكل المجاور. والعكس في نصف الكرة الجنوبي.

الظروف والحالات الجوية المصاحبة للمنخفض الجوي:
عادة يكون الطقس المصاحب للمنخفض الجوي ظهور الغيوم وحدوث الهطول بأشكاله المختلفة " يعتمد على الفترة الزمنية وعلى مصدر الكتلة الهوائية المصاحبة له ومسارها", اتجاه الرياح حول المنخفض الجوي في نصف الكرة الشمالي عكس عقارب الساعة والحرارة تعتمد على الكتلة الهوائية المصاحبة له فالرياح الجنوبية والجنوبية الغربية تؤدي إلى ارتفاع على درجات الحرارة كما يحدث عند مرور الجبهة الدافئة على المملكة عندما يكون موقع المنخفض في شرق البحر المتوسط.

والرياح الغربية والشمالية الغربية وكذلك الشمالية تؤدي إلى حدوث انخفاض على درجات الحرارة كما يحدث عندا تمر الجبهة الباردة المصاحبة للمنخفض الجوي عندما يكون موقعه حول جزيرة قبرص أو شمال سوريا. 

تعريف المرتفع الجوي: منطقة مغلقة بخطوط الضغط المتساوية حيث تكون أكبر قيمة للضغط الجوي في المركز وتقل كلما ابتعدنا عن المركز, اتجاه الرياح حول المرتفع الجوي مع عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي والعكس في نصف الكرة الجنوبي كما هو موضح بالشكل المجاور. والعكس في نصف الكرة الجنوبي. 


الظروف والحالات الجوية المصاحبة للمرتفع الجوي :
عادة يكون الطقس المصاحب للمرتفع الجوي صافيا وأحيانا تظهر بعض السحب, لا يحدث هطول, هبوب الرياح حول المرتفع الجوي في نصف الكرة الشمالي مع عقارب الساعة, درجة الحرارة تعتمد على الموقع المراد التنبؤ به بالنسبة مركز المرتفع فإذا كانت الرياح المصاحبة للمرتفع قادمة من الشمال أو الشمال الشرقي فهذا يؤدي إلى هبوب رياح ذات درجات حرارة أبرد, أما إذا كان موقع المرتفع الجوي بحيث يؤدي إلى هبوب رياح جنوبية أو جنوبية غربية أو جنوبية شرقية على المنطقة المراد التنبؤ لها فان ذلك يؤدي إلى ارتفاع على درجات الحرارة.

ومن هنا نلاحظ أن المرتفع الجوي ليس بالضرورة يؤدي إلى ارتفاع على درجات الحرارة, المهم من أين مصدر ومسار الرياح التي تهب, وأن المرتفع الجوي هو ارتفاع في قيم الضغط وليس ارتفاع على درجات الحرارة. " راجع التعريف".

استقرار وعدم استقرار الجو: إذا أزيحت كمية من الهواء رأسيا إلى أعلى تحت تأثير أي قوة من القوى الطبيعية حتى تصل إلى مستوى معين ثم أزيل تأثير هذه القوة فانه تحدث إحدى الحالات التالية:

إذا كانت كثافة الهواء المزاح عند الارتفاع الجديد أكبر من كثافة الهواء المحيط ( أي درجة حرارته أقل) فان الهواء المزاح يكون أثقل من الهواء المحيط عند هذا الارتفاع فيهبط عائدا إلى مكانه الأصلي (أي أن الجو السائد يقاوم أي حركة تصاعدية للهواء. ويقال أن الجو مستقر عندما تكون توزيعات درجة الحرارة مع الارتفاع تقاوم أي حركة تصاعدية.)
وإذا كان الهواء رطبا فان الاستقرار يساعد على تكوين الضباب عند سطح الأرض أو تكوين السحب الطبقية المنخفضة, وعندما يكون الهواء جافا فان الهواء المستقر يساعد على تركيز الرمال والدخان والأتربة في الطبقة القريبة من سطح الأرض وهذا يسبب تدني مدى الرؤية الأفقية عند سطح الأرض.

إذا كانت كثافة الهواء المزاح عند الارتفاع الجديد أقل من كثافة الهواء المحيط به (أي درجة حرارته أكبر) فان الهواء المزاح سيكون أخف من الهواء المحيط فينطلق بالصعود مبتعدا عن مكانه الأصلي (أي أن الجو السائد يساعد أي حركة تصاعدية للهواء. ويقال أن الجو غير مستقر عندما تكون توزيعات درجة الحرارة مع الارتفاع تساعد أي حركة تصاعدية للهواء).
ويتميز هذا الجو بوجود تيارات هوائية صاعدة وأخرى هابطة مما يسبب حدوث المطبات الهوائية للطائرات, وعندما يكون الهواء محملا ببخار الماء فان حالة عدم الاستقرار تساعد على تكون السحب الركامية والركام المزني والعواصف الرعدية وحدوث الهطول على شكل زخات.

ج- إذا كانت كثافة الهواء المزاح عند الارتفاع الجديد تساوي كثافة الهـواء 
المحيط به, وتتساوى درجات الحرارة فان الهواء المزاح يبقى في مكانه, ويقال أن الجو في حالة اتزان متعادل. 

أما أهم ملامح تحليل خرائط الطقس العلوية
خريطة 850 مليبار
توصل الخطوط التي تمثل الارتفاع الموجود عنده الضغط (850 مليبار) وهي خطوط كنتورية
توصيل خطوط الحرارة المتساوية: Isotherms .
من هذه الخريطة نستفيد ما يلي:

إن هذه الخريطة تعتبر خريطة مكملة للخريطة السطحية باعتبارها أقرب المستويات لسطح الأرض وبالتالي تعالج تأثير عامل التضاريس على المعلومات الجوية المقاسة.
تحديد مواقع الجبهات الهوائية ومعرفة إذا كان هناك تغيير على الكتلة الهوائية أم لا وهل هناك اندفاع لهواء بارد أو اندفاع لهواء دافئ.




خريطة (700, 500) مليبار وتحليلها يتم :
توصيل الخطوط التي تمثل الارتفاع الموجود عنده الضغط (700, 500 مليبار) وهي أيضا خطوط كنتورية (أي تمثل ارتفاع الضغط للمستوى المذكور). الشكل المجاور يمثل خريطة مستوي الـ 500 مليبار
توصيل خطوط الحرارة المتساوية.
ومن هذه الخريطة نتعرف على ما يلي:

معرفة إذا كان هناك تغيير على الكتلة الهوائية المؤثرة حاليا أم لا وهل هناك اندفاع هواء بارد أو دافئ على المنطقة. وهل هناك حوض علوي بارد أم لا.



ج- خريطة 200,250,300,400 مليبار، تروبوبوز :




ويتم تحليل هذه الخرائط بتوصيل الارتفاعات لمستويات الضغط المذكورة. ويستفاد من هذه الخرائط تحديد التيارات الهوائية النقاثة وبالتالي يمكن الاستفادة من هذه المعلومات بتحديد ومعرفة التطورات التي تحدث للمنخفضات الجوية. ومن الجدير بالذكر أن للتيارات الهوائية النفاثة في طبقات الجو العليا تأثير على مواسم المطر والجفاف. وقد وجد أن بعض سنين الجفاف التي مرت على بعض البلدان كان سببها تمركز التيار النفاث في موقع يمنع تشكل المنخفضات الجوية التي تجلب الأمطار لتلك المواقع.

ويستفاد من هذه الخرائط أيضا وبشكل كبير في الملاحة الجوية في معرفة اتجاه وسرعة الرياح ودرجة الحرارة وتحديد مواقع المطبات الهوائية ومعرفة نوع الكتلة الهوائية المؤثرة على المناطق المختلفة.

تلخيص لما ورد

- الظواهر الجوية المختلفة تحدث في الطبقة الأولى من طبقات الغلاف الجوي في التروبوسفير.
يتم رصدات عناصر الطقس السطحية والعلوية في هذه الطبقة من المحطات المنتشرة على الكرة الأرضية في مواعيد محددة وفي نفس الوقت.
يتم تبادل معلومات الرصدات بين الأقاليم والدول المختلفة بوسائل حديثة وسريعة ومتطورة " فأنت تعرف ماذا لدى العالم والعالم يعرف ماذا لديك".
- بعد الحصول على المعلومات المطلوبة لكل بلد يتم رسم ووضع المعلومات على الخرائط ومن ثم تحليلها.

وكل هذا يتم من خلال ترتيبات واتفاقيات دولية من خلال منظمة الأرصاد العالمية وعلى المتنبئ الجوي دائما أن يتذكر ما يلي:

الفترة الزمنية " أي فصل من الفصول"
سلوك الضغط الجوي حاليا.
الأنظمة الجوية السائدة وأهم الظواهر الجوية في هذه الفترة.
معدلات درجات الحرارة الصغرى والعظمى ومعدلات كميات الأمطار لهذه الفترة.
الرياح السائدة.
أن ينظر إلى الأنظمة المؤثرة بالأبعاد الأربعة: البعد السيني والصادي والزيني والبعد الرابع هو الزمن.
أن يطلع على الأحوال الجوية السائدة في الدول المجاورة, وما هي الأحوال الجوية السائدة حاليا في مختلف أجزاء المملكة.
وبما أن هدف المتنبئ الجوي هو إصدار نشرة جوية لمنطقة محددة (بلده) فعليه الاطلاع على ما يلي:

الخرائط الجوية المحللة السطحية والعلوية ( ليتعرف على أنظمة الضغط الجوي وتوزيعها).
ومن خلال نظريات معينة تبحث في حركة المنخفضات الجوية والمرتفعات عليه أن يعرف أي نظام يؤثر حاليا وأي نظام سيؤثر على المنطقة مستقبلا (هل هو مرتفع جوي أم منخفض جوي أم امتداد لكل منهما, أم هل هي حالة استقرار جوي أم عدم استقرار جوي).
ومن الخرائط أيضا يتعرف على مواقع الجبهات بأنواعها المصاحبة للمنخفضات الجوية وتحديد اتجاه حركتها وسرعتها وتأثيرها على طقس المناطق التي تمر وستمر فوقها.
وبالتالي يتم معرفة هل هناك تغيير على الكتلة الهوائية المؤثرة حاليا أم لا وإذا بقيت نفسها هي المؤثرة للفترة الزمنية القادمة , فهل ستبقى تسلك نفس المسار أم هل هناك تغيير على مسارها؟. 

بالإضافة إلى الخرائط الجوية السطحية والعلوية يستعين المتنبئ الجوي بما يلي:

صور الغيوم المستلمة من محطات الأقمار الصناعية التي تساعده على تحديد مواقع الجبهات الهوائية والمنخفضات الجوية والغيوم المصاحبة لها من حيث نوعها ودرجة حرارتها وحركتها. 


الرادار الجوي وهو من أهم الأجهزة التي تساعد المتنبئ الجوي على متابعة حركة الغيوم والجبهات وبعض أنواع العواصف ومعرفة سمك الغيوم وارتفاعها ونوعها, ويساعد الرادار المتنبئ الجوي على التوقع بمقدار كثافة ومكان الهطول وحركة الاضطرابات الجوية وسرعتها وكذلك المنخفضات الجوية. 
خريطة المقطع العمودي للغلاف الجوي والتي من خلالها نعرف ما يلي: 
حالة الاستقرار الجوي أو عدمه. 
سمك الغيوم ونوعيتها. 
ج- هل الكتلة رطبة أم جافة ( المحتوى المائي) 

د- السلوك العمودي للرياح ودرجة الحرارة والرطوبة.

المتابعة والمثابرة والخبرة وهذا يعتمد على نشاط وخبرة المتنبئ الجوي بالحالات المشابهة وهل سيبقى النظام أم هل سيتحرك وإذا كان سيتحرك فما هي سرعته واتجاه حركته, والقيام بعملية مقارنة بين ما حدث وما سيحدث ومتابعة حركة الأنظمة المؤثرة التي يستطيع أن يراها على الخرائط. 
الطريقة الإحصائية وتعتمد على المعلومات المناخية لكل منطقة مثل معدلات درجات الحرارة ومعدلات ونوع الهطول. 
التنبؤ العددي: 
يعتمد على نماذج رياضية مبنية على حل مجموعة من المعادلات الفيزيائية الرياضية التي تحكم العمليات الفيزيائية في الغلاف الجوي وتركيبه الداخلي وبالتالي توفر قيم المتغيرات الجوية المستقبلية عن طريق حساب قيم هذه المتغيرات ببعديها الزماني والمكاني.

تتميز التنبؤات العددية بأنها تقوم بتوفير عدد من المتغيرات الجوية بالإضافة إلى المتغيرات الجوية الأساسية التي تقوم بحسابها بالتنبؤات التقليدية.

ومن نواتج هذه النماذج الرياضية نحصل على خرائط سطحية وعلوية للفترة المستقبلية التي قد تمتد إلى أسبوع أو أكثر, وكذلك نحصل على الرطوبة ودرجة الحرارة على المستويات المختلفة وعلى كمية الهطول المتوقعة وسرعة الرياح واتجاهها عموديا وأفقيا, ودرجة الاستقرار الجوي.

علما بأن التنبؤات التقليدية تعتمد على قياسات المحطات بمواقعها الجغرافية الحقيقية حيث أن المسافات بين المحطات الحقيقية غير منتظمة وبالتالي لا تمثل بشكل دقيق التغيرات الجوية التي تحصل بينها, بينما في التنبؤات العددية يتم إنشاء شبكة محطات وهمية متناسقة ومنتظمة الأبعاد متكررة بشكل دوري عن طريق علاج المعلومات الحقيقية المستلمة من محطات الرصد الجوي الحقيقية التي تم ذكرها. وبالتالي فان الخرائط المستقبلية الناتجة من النماذج الرياضية تكون أكثر دقة وتفصيلا.

والتنبؤات العددية تعتبر أداة علمية متقدمة لإصدار نشرة جوية دقيقة وشاملة ولفترة أطول.

هذه النواتج تتطلب أن يكون المتنبئ الجوي ذات مستوى علمي متخصص في مجال الأرصاد وفيزياء الجو وذات خبرة في طقس المنطقة وفي تقييم هذه النواتج ومعرفة العوامل المحلية وتوافقها مع المنتجات لإصدار تنبؤ دقيق.