بخشی از مقاله
آب و هـوا
مقدمه :
يكي از عوامل مهم در زندگي انسان آب و هوا (اقليم) است ، از اين رو جغرافي دانان همواره به عنوان يكي از اجزاء اصلي چشم انداز جغرافيايي بدان نگريسته و مطالعة ويژگيهاي آنرا بصورت يك علم دقيق، وجهة خويش قرار داده اند .
آن بخش از علوم زمين را كه به مطالعة اتمسفر (هواپيما يا جو ) سيارة زمين مي پردازد ، «علوم اتمسفري» مي نامند . شاخص ترين اين علوم هواشناسي و آب شناسي است . اصطلاح «هوا» شرايط جوي موجود در زمان معين و محدود را مشخص مي كند . هوا برآيند عملكرد فرايندهاي متعدد و تغييرات حاصل در عوامل كنترل كنندة جو است . بديهي است كه وضع هوا ، پيوسته تغيير مي كند ، اما معمولاً در هر مكان مشخص ، در طول سال يك هواي معين به دفعات بيشتري جابجا مي شود ، به طوري كه از نظر فراواني ، اين هوا در آن مكان نمود بيشتري مي يابد. اين هوا در هر منطقه ، « آب و هواي منطقه » به حساب مي آيد. پس آب و هوا ( اقليم ) عبارت است از :
هواي غالب در يك محل در دراز مدت .
اقليم هم مانند هوا مرتباً در حال تغيير است و فقط در مدت زمان طولاني توزيع بهنجار پيدا مي كند . در تغييرات آب و هواي يك منطقه يا توزيع آب و هواها در سطح زمين ، علاوه بر تأثير عوامل ديناميكي و فيزيكي اتمسفر ناهمواري سطح زمين ، پوشش گياهي آن ، آب و خاك و عرض جغرافيايي نيز مؤثرند.
آب و هوا ، مصداق خاص مكاني ندارد .
جغرافيا رابطة بين پديده هاي موثر در زندگي انسان را در هر مكان مطالعه مي كند . بديهي است كه يكي از مهمترين پديده هاي مزبور ، آب و هواست .
عناصر متعددي مانند : دما ، رطوبت ، فشار و سيستمهاي هوايي در شكل دادن آب و هوا مؤثرند . دما رطوبت فشار و تابش خورشيد ، هركدام يك عنصر اقليمي تلقي مي شوند.
تمام شرايط فيزيكي اتمسفر ، در زمان و مكان معين ، بيانگر چگونگي وضع هواست كه در شاهدات عيني ، حسي و سنجش محيط قابل درك است .
آب و هواي كشور ما چگونه است ؟
بارش و دما دو عنصر اصلي در تشيخص آب و هوا هستند كه ميزان آنها در نواحي مختلف كشورما متفاوت است به همين جهت چهره هاي گوناگون آب و هوا در ايران وجود دارد .
چه عواملي در تنوع آب و هوايي كشور ما موثر هستند ؟
1ـ گسترش ايران در عرض جغرافيايي ( اختلاف در زاوية تابش آفتاب )
2ـ ارتفاعات و جهت چنين خوردگيها ، كه در تغيير دما و بارش در مناطق مختلف تأييد مي گذارند .
3ـ دوري و نزديكي به دريا .
4ـ توده هاي هوايي شامل : توده هواي سرد قطبي ، توده هواي مرطوب موسمي ، توده هواي مرطوب غربي ، توده هواي سوداني ، توده هواي گرم و خشك .
تابش :
تابش خورشيد منبع اصلي انرژي سيارة زمين و عادل اصلي كنترل حيات و آب و هوا در سطح زمين به شمار مي آيد . انرژي خورشيد ، با كنترل حرارت سطح زمين ، پراكندگي زماني و مكاني رطوبت و فشار را نيز تعيين مي كند خورشيد را مي توان جسم سياهي در نظر گرفت كه پيوست پرتو افكني مي كند .
عوامل موثر در تابش خورشيدي
مقدار كل انرژي خورشيدي كه در مدتي معين ، به يك سطح مشخص مي رسد ، تحت ت.ثير چهار عامل تغيير مي كند كه عبارتند از :
1) مقدار انرژي تابشي گسيل شده از خورشيد : ارسال انرژي تابشي خورشيد گاهي اوقات در نتيجة فعاليتهاي دوره اي معين خورشيد ، دستخوش تغيير مي شود .
2) فاصلة خورشيد تا زمين : زمين در گردش انتقالي خود به دور خورشيد ، مدار بيضي شكل را مي پيمايد كه خورشيد در يكي از كانونهاي آن قرار دارد. لذا در اثر تغيير اين فاصله و دور و نزديك شدن زمين نسبت به كانون مدار بيضوي (خورشيد) مقدار انرژي تابشي خورشيد كه به سطح زمين مي رسد نيز تغيير مي كند.
3) ارتفاع خورشيد ( زاوية تابش خورشيد ) : ارتفاع خورشيد ، شدت انرژي تابشي رسيده به واحد سطح را مشخص مي كند . هر قدر ارتفاع خورشيد بيشتر باشد ، امواج تابش عمدتر مي تابند و مساحت كمتري در معرض تابش قرار مي گيرد ، بنابراين ، دماي توليد شده در واحد سطح بالاتر مي رود . عوامل مهم در تعيين ارتفاع خورشيد در يك محل عبارتند از : عرض جغرافيايي محل ، فصل سال و ساعت روز .
4) مدت تابش خورشيد : هر قدر مدت تابش خورشيد بيشتر باشد ، مقدار كل انرژي رسيده به زمين بيشتر است . در واقع ، طول مدت تابش اشاره أي به طول روز است . هر چقدر طول روز ( يعني مدت زماني كه سطح معيني از زمين در روشنايي قراردارند ) طولاني تر باشد ، مدت تابش خورشيد هم بيشتر و در نتيجه مقدار انرژي گسيل شده به آن سطح از زمين بيشتر است. لذا چون روزهاي تابستان طولاني تر از روزهاي زمستان است ، هميشه تابستان گرمتر از زمستان است .
تأثير اتمسفر زمين در تابش خورشيد :
تابش خورشيدي ضمن عبور از اتمسفر زمين ، دستخوش تغييراتي مي شود . پرتوهاي خورشيدي در برخورد به موانع موجود در اتمسفر ، به همه سو پراكنده مي شوند اين موانع از جمله مولكولهاي هوا ، قطرات آب (ابر، مه و غبارِتر) ، بلورهاي يخ در ابرهاي مرتفع و اجزاء غيرگازي يا آيروسلهاي (غبارهاي) مختلف موجود در هوا هستند. در نتيجة قسمتي از انرژي تابش كه به سمت خارج از سطح زمين متوجه است ، در فضاي خارج از اتمسفر از دست مي رود و تنها بخشي از تابش كه به سمت سطح زمين متوجه است ، به سطح زمين مي رسد . همين قسمت از تابش كه به سمت زمين مي آيد ، جلوه زيبايي آسمان را سبب مي شود . بازتاب اين تأثيرات با ايجاد شكلهاي رنگارنگ مختلف در ابروها و آسمان جلوه مي كند .ميزان اين تأثير به قطر و بزرگي موانع اتمسفري بستگي كامل دارد .
دمـا :
مقداري از انرژي تابشي خورشيد توسط عوارض سطح زمين جذب شده ، تبديل به انرژي حرارتي مي شود اين انرژي به شكل «دما» يا درجه حرارت جلوه مي كند .
در بين عناصر اقليمي مختلف : دما و همچنين بارش اهميت خاصي دارند . گرچه اصلي ترين عامل ايجاد دما انرژي حاصل از جذب تابش خورشيدي در سطح زمين است ، عوامل ديگري نيز در چگونگي دماي مناطق مختلف سطح زمين تعيين كننده اند . عواملي چون :
1ـ شرايط تابشي و ارتباط آنها با عوارض سطح زمين .
2ـ هدايت گرمايي در قشر فوقاني سطح زمين .
3ـ ارتفاع از سطح زمين .
4ـ ناهمواري و جهت آفتابگيري .
5ـ جابجايي افقي و عمودي هوا .
6ـ ابرناكي .
7ـ جريانهاي اقاينوسي .
تأثير تابش :
دماي مناطقي كه در معرض تابش شديد خورشيدند ، در صورتيكه بخش قابل ملاحظه أي از اين تابش جذب شود بالاست . اگر شرايط تابشي ، همانند مناطق گرمسيري ، در تمام طول سال بالا باشد ، نوسان سالانة دماي زياد حاكم بر محيط ، چندان زياد نيست .
بر عكس ، در مناطق معتدل و عرضهاي بالا تغييرات سالانة تابش بسيار مشخص و در نتيجه نوسان سالانة دما نيز شديد است . اتلاف شديدانرژي تابش از سطح زمين ، به كاستن دماي محل منجر مي شود ، بنابراين ، جذب يا هرز تابش در سطح زمين ، براي روند روزانه و سالانة دما ، چه از نظر كمي و چه از نظر كيفي ، تعيين كننده است آب درياها تابش خورشيد را به شدت جذب مي كند .
اين انرژي تا اعماق زياد در آب نفوذ مي كند و در بخش وسيعي از آن توزيع مي شود . سطوح سنگ دشن نيز به اندازة كافي ، توان جذب تابش را دارند ، اما اين جذب ، تنها در سطح ترين قشر آنها انجام مي پذيرد . در مقابل برف توان جذب ناچيزي دارد و انرژي تابشي تنها تا اعماق نيم الي يك متري آن مي تواند نفوذ كند . بنابراين سطوح مختلف ، در شرايط يكسان تابش و تأثير يكسان عوامل گوناگون جوي ، دماي متفاوتي خواهند داشت .
تأثير ارتفاع
جو زمين را اساساً سطح آن گرم مي كند و بنابراين ، با افزايش ارتفاع ، پيوسته از دماي هوا كم مي شود . در برخي موارد با افزايش ارتفاع بر مقدار گرما افزوده مي شود . اين موارد را كه در آنها ، دما با افزايش ارتفاع زياد مي شود وارونگي دمايي مي نامند شرايط ايجاد وارونگي دمايي ، معمولاًبازتاب شديد تابش و در نتيجه سرد شدن شديد سطح زمين و وجود هواي ارام است . غير از تأثير اشعه جريان هواي سردهم مي تواند به ايجاد وارونگي دمايي منجر شود و در چنين شرايطي ، ضخامت و قطر اين وارونگي به ضخامت جريان هواي سرد بستگي دارد ينابراين ، انواع وارونگي دمايي را بر اساس عاملهاي تشكيل آن مي توان تشخيص داد .
1ـ تابشي : كه نتيجة انعكاس تابش در سطح زمين يا ارتفاعات مختلف است .
2ـ جبهه اي : كه نتيجة جريان هواي گرم بر روي هواي سرد يا رخنه هواي سرد به زير هوا گرم است .
3ـ ديناميك : كه حاصل نشست و تراكم هوا و در نتيجه جريان ديناميك هوا است .
تأثير ناهموار
سيني بلنديهاي محلي مي تواند در توزيع عمودي دماي هوا موثر باشد . چاله ها ، گودالها و دره ها معولاً منبع تجمع هواي سرد در شب به شمار مي آيند و وجود آنها زمينه مناسبي براي وقوع وارونگي دمايي ايجاد مي كند. از طرف ديگر گرماي روزانه جمع شده در آنها كمتر از عامل متعادل كنندة باد تأثير مي پذيرد ، چرا كه چنين عوارضي نقش مانع را در برابر بادها دارند و نسبت به محيط اطراف خود با داشتن اقليم حرارتي شديدتري مشخص مي شوند.
بر عكس تپه ها و سطوح ناهموار كوچم به ايجاد شرايطي حرارتي متعادلتر كمك مي كنند زيرا لايه هاي هواي نزديك به سطح زمين به ديلي موقعيت اينگونه نواحي نسبت به وضع تابش آفتاب ، در طول روز نمي توانند به شدت گرم شوند و هواي گرم شدة نزديك دامنه مي تواند با هواي اطراف مناطق پايين تر كه گرماي چنداني كسب نكرده است مخلوط شود . در شب نيز هواي سرد روي دامنه به پائين سرازير مي شود و هواي گرمتر ارتفاعات جاي آن را مي گيرد . از سوي ديگر تقاوت در آفتابگيري جهات مختلف دامنه ها ، شرايط دمايي متفاوت خاك و در نتيجه هوا را به وجود مي آورد.
ابرناكي
ابرها باعث كاهش تابش خورشيد و در نهايت ، كاهش تابش موثر مي شوند ، بنابراين تضاد تابشي بين شب و روز در مواردي كه لاية ابر ضخيمي وجود داشته باشد ، متعادل شده ، ( اين امر باعث افزايش حداقل و كاهش حداكثر دماي روزانة محل مي شود . نتيجه آنكه دامنة نوسان حرارت يا اختلاف بين حداكثر و حداقل دما در روزهاي ابري در مقايسه با روزهاي صاف به مراتب كمتر است . )
روند ، روزانة دما
معمولاً حداقل دماي روز ، مقارن طلوع آفتاب و حداكثر آن پس از انقضاي حداكثر تابش خورشيدي ، يعني در بعد از ظهرها ايجاد مي شود . روند مزبور با افزايش ارتفاع و فاصله از سطح زمين كُند و در عين حال ، متعادل مي شود . با اين حال عوامل ديگري از قبيل گردشهاي روزانه و فصلي هوا ، تلاطمهاي جوي و انواع بارشها ، در روند روزانة دما و دامنة تغيير آن تأثير مي گذارند و گاهي بكلي آن را تغيير مي دهند .
هرچه هوا صافتر و زاوية ارتفاع خورشيد ، بيشتر باشد ، نوسان روزانة دما شديدتر است ؛ بنابراين تأثير عوامل يادشده ، باعث مي شود كه روند روزانة دما در مجموع ، تابع عرض جغرافيايي باشد .
روند سالانة دما
توزيع سالانة دما شباهت بسيار به روند روزانة آن دارد . زيرا وجود حرارتهاي نهايي سالانه تابع ارتفاع خورشيد است به طوري كه در مواقعي از سال كه ارتفاع خورشيد است به طوري كه در مواقعي از سال كه ارتفاع خورشيد در آسمان بيستر است (تابستان) درجة حرارت هم افزايش مي يابد و در زمستان ، با كاهش ارتفاع خورشيد ، دما نيز سير نزولي مي پيمايد . البته عوامل ديگر ، بويژه ، درياها ، تأثيري چشمگير در تغيير يا تأخير بروز دماي نهايي سالانه دارند نوسان نهايي سالانة دما نيز تابع عرض جغرافيايي (وضعيت تابش) و موقعيت محل نسبت به دوري يا نزديكي به درياست .
مناطق دمايي
بر حسب چگونگي سير و وضعيت دماي سالانه ـ كه خود به عوامل مختلفي ، بخصوصي به عرض جغرافيايي و تأثير پذيري محل مورد نظر از قاره و درياها بستگي دارد ـ انواعي از مناطق دمايي را تشيخص داده اند . انواع مناطق دمايي عبارتند از :
حاره اي : سير سالانة دما در نواحي حاره أي . اين مسئله در ايستگاههاي ساحلي يا مناطقي كه از دريا تأثير مي پذيرند ، بسيار چشمگير است .
موسمي : علت اينگونه توزيع دما ، ريزش بارانها موسمي است كه در واقع شروع آن در اوايل تابستان : عامل جلوگيري از افزايش عادي دما مي شود .
متعادل : اين سير دما ، سيري عادي است كه حداكثري تابستاني و حداقلي زمستاني دارد. چنين سير دمايي بيانگر چگونگي تغييرات دما در عرضهاي متوسط است .
قطبي : نوسان سالانة اين نوع سير دما ، شديد است .
رطوبت
هواي خشك در طبيعت وجود ندارد و حتي در هواي ظاهراً خشك ، بيابانها هم مقداري رطوبت موجود است . رطوبت به سه حالت بخار ، مايع و جامد وجود دارد . در هواي صاف و معمولي رطوبت به صورت بخار است كه به چشم ديده نمي شود . رطوبت موجود در ابرها به صورت قطرات آب يا بلورهاي يخ است كه در شرايط خاصي از جو تخليه مي شوند . بنابراين ، حالت غالب رطوبت در جو ، بخار آب است .
اگر چه بخار آب جو ، با توليد و مصرف انرژي ، دماي جو را كنترل مي كند خود نيز در كنترل مستقيم دماست ؛ يعني مقدار بخار آب جو با دماي آن رابطة مستقيم دارد ، به طوري كه هرچه دما بالاتر رود ، گنجايش رطوبتي جو بيشتر مي شود .
