پاورپوینت علم هواشناسی و آب و هواشناسی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

آب و هواشناسی

کلیات
هيدرولوژی مهندسی
آب و هوا
مقدمه

اسلاید 2 :

علم هواشناسی و آب و هواشناسی
علوم اتمسفری: بخشی از علوم زمین كه به مطالعه اتمسفر سیاره زمین میپردازند که شامل علوم هواشناسی و آب و هواشناسی است.
عمدهترین عامل تفكیك این دو علم مقیاس زمانی است.
هواشناسی شرایط جوی موجود در زمان معین و محدود را مورد مطالعه قرار میدهد
آب و هواشناسی (اقلیمشناسی) هوای غالب در یك محل در دراز مدت را مورد بررسی قرار میدهد.
كلیات

اسلاید 3 :

منابع اطلاعاتی مطالعات اقلیمی
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. امروزه دیده بانی ها دراین شبکه ایستگاه ها به سمت ثبت و ارائه Online و محاسبات هوشمند پیش رفته است. 
ایستگاههای موقت و سیاری که دراجرای بعضی از طرحها بسته به ضرورت دیده بانی عناصر اتمسفری احداث میشوند. 

شبکه ایستگاههای دریایی که در سطح دریاها و اقیانوسها به دیده بانی میپردازند. 
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. 
تصاویر ماهواره ای که به طور خودکار به وسیله ماهواره هواشناسی تهیه و به زمین ارسال میشوند. 
تصاویر و اطلاعات راداری که در تحلیل ریزش های جوی و کانونهای مختلف به کار میروند. 
گزارشهای عینی و تحلیل علمی که به طور غیر مستقیم با وضعیت اقلیمی در ارتباطند.

اسلاید 4 :

عناصر اقلیمی
عناصر اقلیمی پدیده های توصیف کنندۀ آب و هوا هستند که در ایستگاه های سنجش جو اندازه گیری می شوند.
(تابش، دما، بارش، رطوبت، فشار و باد )
عناصر اقلیمی به وسیلۀ عامل های اقلیمی تشدید، تقلیل یا تعدیل می شوند.

اسلاید 5 :

عاملهای اقلیمی
عوامل اقلیمی شامل ارتفاع، طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی، دوری و نزدیکی به دریا، پوشش سطح زمین و… است.
به عنوان مثال ارتفاع می تواند عنصر دما را تحت تأثیر قرار دهد. در حالت معمول با افزایش ارتفاع، دما کاهش و نیز با کاهش ارتفاع دما افزایش می یابد
گاهی یک عنصر اقلیمی می تواند عاملی برای عنصر دیگر باشد، مثلاً دما برای رطوبت، رطوبت برای ابرناکی و ابرناکی برای تابش، عامل اقلیمی به شمار می آیند. مثلاً در صورت وجود منابع رطوبتی و گنجایش رطوبتی در جو، با افزایش دما، رطوبت جوی فزونی می یابد. در این حالت، دما یک عامل برای تشدید رطوبت است

اسلاید 6 :

واژه اتمسفر ترکیبی است از دو وا ژه یونانی (atmos) بخار و (sphaira) سپهر یا کره

اتمسفر به غشای نازک هوایی اطلاق می شود که کره زمین را در بر گرفته است

گذار از اتمسفر به فضای کیهانی ،بتدریج صورت می گیرد ،در واقع اتمسفر ،مرز مشخصی ندارد و بتدریج در فضای بین سیاره ای گم می شود

مرز قراردادی آن را می توان در ارتفاع حدود 3 هزار کیلومتری فرض کرد.

اساس این فرض ،کاهش غلظت گازهای تشکیل دهنده ی اتمسفر ،در ارتفاع یاد شده ،به حد نزدیک به مواد بین سیاره ای است .

تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 7 :

اجزا تشکیل دهنده اتمسفر
99/99 درصد حجمی : گازهای نیتروژن (78.08) ،اکسیژن (20.95)، آرگون(0.93) و دی اکسید کربن (0.03)

0/01 درصد حجمی :عناصری مانند نئون ،هیدروژن ،هلیوم ،کریپتون ،گزنون ،آمونیاک ،ازن ،ید و رادون

ذرات جامد از قبیل غبار ،دوده ،انواع نمکها ،گازهای صنعتی و میکرو ارگانیسم ها که در آلودگی هوا نیز نقش مهمی دارند

تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 8 :

ساختار جو زمین
اتمسفر زمین را بر حسب چگونگی روند دما، اختلاف چگالی، تغییرات فشار، تداخل گازها و سرانجام ویژگیهای الكتریكی، به لایههای زیرتقسیم كردهاند:

1- تروپوسفر 2- استراتوسفر 3- مزوسفر 4- یونوسفر 5- اگزوسفر.

مرز بین لایههای فوق را با پسوند پاوز مشخص میكنند مانند تروپوپاوز ( مرز بین تروپوسفر و استراتوسفر )
تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 9 :

ساختار جو زمین

بخشبندی بر پایهٔ دما
تروپوسفر
استراتوسفر
مزوسفر
ترموسفر
اگزوسفر
بخشبندی بر پایهٔ ویژگیهای الکترومغناطیسی
یونوسفر
مگنتوسفر
کمربند وان آلن
تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 10 :

ساختار
جو
زمین
تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 11 :

ساختار جو زمین
تروپوسفر: (Troposphere)
پایینترین لایه اتمسفر است و وجه تمایز آن با دیگر طبقات اتمسفر، تجمع تمام بخار آب در این لایه است.
منبع حرارتی لایه تروپوسفر انرژی تابشی سطح زمین است. از این رو دمای آن با افزایش ارتفاع به سرعت كاهش مییابد.
ضخامت ترپوسفر، از شرایط حرارتی عرضهای مختلف تبعیت میكند و در نتیجه ضخامت آن از استوا به طرف قطبین كاهش مییابد.

حركات قائم و افقی هوا در تروپوسفر نسبت با لایههای بالاتر از آن شدیدتر است و این شدت، تداخل بیشتر گازها را در این لایه میسر میسازد كه باعث ثبات نسبی تركیبات جو میشود.
تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 12 :

ساختار جو زمین
استراتوسفر: (Stratosphere)
در داخل این لایه دما با افزایش ارتفاع افزایش می یابد .
استراتوسفر ناحیه ای است که فعالیتهای شدیدی از جمله فعالیتهای تشعشعی، دینامیکی و فرآیندهای شیمیایی در آن رخ می دهد

با توجه به میانگین روزانه روند دما در درازمدت ، دو لایه متفاوت را در استراتوسفر تشخیص داده اند.
معمولاً از ارتفاع 11 تا 25 كیلومتری استراتوسفر دما ثابت است و به عبارتی، وضعیت ایزوترمی در آن برقرار است و مقدار آن در حد 56- درجه سلسيوس باقي ميماند.

در بالاتر از این ارتفاع، به علت جذب بخشی از تابش ماورای بنفش خورشید كه بوسیله ازن صورت میگیرد ، دما تا حدود 50 كیلومتری ، تا به صفر درجه سانتی گراد افزایش می یابد.

تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 13 :

ساختار جو زمین
استراتوسفر: (Stratosphere)
تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 14 :

ساختار جو زمین
ازن:
در دوسطح از جو وجود دارد: الف) در سطح نزدیک زمین: بعنوان آلودگی (دود) ب) در سطوح بالایی جو یا ازن استراتوسفریک که تشعشع خورشیدی (uv) را جذب می کند.
تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 15 :

مزوسفر (Mesosphere)
این لایه در ارتفاع 50 تا 80.85 کیلومتری بالای سطح زمین قرار دارد.
دما در آن متناسب با افزایش ارتفاع كاهش مییابد.
در ارتفاع 80 کیلومتري به 90 - درجه هم می رسد.

در این شرایط اگر گهگاهی مقداری بخار آب در این لایه نفوذ كند، منجمد میشود و ابرهای شبتاب بوجود میآورند كه تنها در تابستان كه مزوسفر پایینترین دما را دارد مشاهده میشوند. (در عرضهای بالا) .
این لایه را میتوان سردترین لایه اتمسفر تلقی كرد و تا 160 - درجه نیز با راکت اندازه گیري شده است .
دما با آهنگ 0.3 درجه به ازاي هر 1000 متر کاهش می یابد.

روزانه میلیونها شهاب سنگ در اثر برخورد با ذرات داخل مزوسفر میسوزند. این برخورد باعث میشود که اجسام آسمانی قبل از رسیدن به زمین بسوزند.
این لایه به وزش بادهاي شدید با سرعت 720 کیلومتر در ساعت نیز مشهور است که ناشی از شیب زیاد تغییرات فشار در این لایه می باشد.
فشار هوا در این لایه پایین است.
تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 16 :

یونوسفر(Ionosphere)
در این لایه بار الكتریكی شدیدی حاكم است كه زاییده وجود یونها و الكترونهای آزاد است.
این لایه در ارتباطات رادیویی اهمیت بسیاری دارد.
میزان تراكم الكترونها در یونوسفر به زاویه تابش خورشید بستگی دارد، به همین دلیل، حداكثر تراكم الكترون در نیمروز و حداقل آن در شبهنگام مشاهده میشود.
در این لایه دما با افزایش ارتفاع پیوسته زیاد میشود.

3 % اتمسفر را تشکیل میدهد. فاقد بخارآب ، اکسیژن و ازت مولکولی است . تا ارتفاع تقریبی 1000 کیلومتر بارالکتریکی شدیدي حاکم است.
پرتوهاي انرژي خورشیدي (مثل : ماوراء بنفش ، رونتگن، ایکس، تابشهاي ذره اي) باعث گسستگی پیوند یا یونیزاسیون مولکولها و اتمها می شوند.
تركیب و ساختار اتمسفر زمین

اسلاید 17 :

فرایند های انتقال انرژی گرمایی

تابش
در این فرایند گرما به شکل موج و بدون واسطه منتشر می شود. مانند انرژی دریافتی رسیده به زمین از طریق تابش خورشید
هدایت یا رسانش
انتقال گرما به وسیله ذرات تشکیل دهنده خود جسم صورت می گیرد. مثل گرم کردن یک میله آهنی

همرفت یا کانوکشن

انتقال گرما توسط حرکت واقعی خود ماده گرم شونده صورت می گیرد. مثال، گرم کردن بطری آب روی شعله آتش که ایتدا آب تحتانی گرم شده و سپس بالا رفته و جای آنرا آب سرد می گیرد تا گرم شود. این فرآیند تا گرم شدن کل آب ادامه دارد.
تابش

اسلاید 18 :

طرق گرم شدن اتمسفر

تابش خورشیدی

تابش زمینی

انتقال آشفته

گرمای نهان

پدیده گلخانه
تابش

اسلاید 19 :

تابش خورشیدی
تابش خورشید منبع اصلی انرژی سیاره زمین و عامل اصلی كنترل حیات و آب و هوا در سطح زمین به شمار میآید
خورشید یک جسم سیاه است که بطور دائم پرتو افشانی می کند

جسم سیاه چیست؟
جسم سیاه جسم ایده آلی است که همهٔ نوری را که در همه بسامد ها و زوایا به آن میتابد جذب میکند. هیچ تابش الکترومغناطیسی از جسم سیاه بازنمیتابد یا نمیگذرد. به همین دلیل این جسم وقتی که سرد است سیاه دیده میشود.

اگر جسم سیاه داغ شود، از خود موج الکترومغناطیسی میتاباند. طیف این تابش (یعنی شدت نسبی طول موجهای گوناگون در این تابش) مستقل از جسم سیاه است و فقط به دمای آن بستگی دارد.
تابش

اسلاید 20 :

طیف الکترومغناطیسی خورشید
امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نامهای گوناگونی خوانده میشوند: امواج رادیویی، ..
این نامها به ترتیب افزایش فرکانس مرتب شدهاند.
تابش