گیل فان |مقاله | تحقیق| کتاب

آب و هوا چیست

آب و هوا عبارت از آثار و شرایط و عوارض طبیعی در یک جو (هوا کره یا اتمسفر) معین و در یک دوره زمانی ثابت است.این اصطلاح معمولاً در مورد فعالیت شرایط و اوضاع عوارض طبیعی در یک دوره کوتاه مدت (چند ساعت یا چند روز) به کار می‌رود.هرچند این واژه در موارد کلی‌تری نظیر آب و هوای زمین نیز به کار می‌رود.
تغییرات آب و هوایی چیست؟

برای تعیین آب و هوای هر منطقه، تغییرات دمای هوا و مقدار باران و برف را در طول سال اندازه گیری می‌كنند اما برای این كه آب و هوای جاهای گوناگون را بشناسیم، باید این مقادیر را چندین سال پشت سرهم اندازه گیری كنیم. در حال حاضر شرایط آب و هوایی جاهای مختلف در اثر گرم شدن كره زمین در حال تغییر است. مثلا شهری مثل تهران، تهران در نزدیكی رشته كوه البرز قرار دارد. بنا به تعریف آب و هوا، تهران باید هوای سرد بارانی یا برفی داشته باشد، اما می‌بینید كه به علت تغییر آب و هوا، از هوای سرد بارانی یا برفی چندان خبری نیست!
گاز گلخانه ای چیست؟
به مجموعه‌ای از گازها كه مقداری از انرژی خورشیدی را در جو زمین نگه می‌دارندو باعث گرم شدن جو می‌شوند‍‍، گازهای گلخانه‌ای می‌گویند. بخار آب(H2O)، دی اكسیدنیتروژن (NO2)، دی اكسیدكربن (CO2) و متان (CH4) گازهای گلخانه‌ای اصلی هستند. اگر این گازها در جو نبودند، انرژی گرمایی خورشید مجددا به فضا بر می‌گشت و به این ترتیب هوای زمین ۳۳ درجه سانتیگراد سردتر از الان می‌شد. اثر گلخانه‌ای به افزایش دمای كره زمین در اثر وجود گازهای گلخانه‌ای در جو زمین گفته می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهند بین افزایش میزان گازهای گلخانه‌ای موجود در اتمسفر با گرم شدن کره زمین ارتباط مستقیمی وجود دارد.
چرا به این گازها، گازها‌ی‌ گلخانه‌ای می‌گوییم؟
گلخانه یك اتاق شیشه‌ای است كه نور خورشید از شیشه‌های آن به داخل می‌تابد و هوای گلخانه را گرم می‌كند. اما شیشه‌های گلخانه اجازه نمی‌دهند كه این هوای گرم از گلخانه خارج‌شود.
جو یا هوایی كه در اطراف ماست، شبیه یك گلخانه است. گازهای گلخانه‌ای در جو درست مثل شیشه‌های گلخانه عمل می‌كنند. نور خورشید پس از عبور از لایه‌های گازهای گلخانه‌ای وارد جو زمین می‌شود. زمانی كه نور خورشید به سطح زمین می‌رسد، مقداری از انرژی گرمایی آن توسط خاك، آب و سایر موجودات جذب می‌شود. مقداری هم در جو زمین می‌ماند و باقیمانده آن به فضا برمی‌گردد. اگر مقدار گازهای گلخانه‌ای در جو از حد طبیعی آن بالاتر باشد، انرژی كمتری به فضا برمی‌گردد، در نتیجه جو زمین گرم تر می‌شود و به دنبال آن دمای كره زمین بالا می‌رود.

اثر گلخانه‌ای، كره زمین را به اندازه‌ای گرم نگه می دارد كه ما انسان ها بتوانیم بر روی آن زندگی كنیم. اما اگر اثر گلخانه ای شدت یابد، ممكن است دمای زمین به قدری زیاد شود كه ما و بقیه گیاهان و جانوران نتوانیم گرمای آن را تحمل كنیم.
انسان ها چگونه آب و هوا را تغییر می‌دهند؟
دانشمندان می‌گویند اكثر فعالیت‌های انسان‌ها گاز گلخانه‌ای تولید می‌كند.پس از انقلاب صنعتی و اختراع انواع ماشین آلات صنعتی، انسانها بافعالیتهای كشاورزی و صنعتی چهره زمین و آب و هوای آن را دگرگون ساختند. با شروع انقلاب صنعتی روش زندگی مردم عوض شد. قبل از آن مقدار گازهای گلخانه ای در جو كم بود، اما با رشد جمعیت و افزایش استفاده از نفت و زغال سنگ تركیب گازهای اتمسفر نیز تغییر كرد. به طوری كه در حال حاضر، غلظت گازهای گلخانه ای از حدود ۲۷۰ واحد به ۳۶۷ واحد رسیده است.
ما برای انجام كارهای خود به انرژی نیاز داریم و این انرژی را از غذا تامین ‌می‌كنیم. همچنین برای روشنایی و گرم كردن خانه‌هایمان به انرژی نیاز داریم. اتومبیل‌ها برای حركت به سوخت نیاز دارد. ماشین‌های صنعتی نیز به انرژی نیاز دارند. اكثر انرژی‌های لازم برای موارد فوق به طور مستقیم یا غیر مستقیم از سوخت‌های فسیلی مثل نفت و گاز و زغال سنگ به دست می‌آید.این ها سوخت هایی هستند كه سوزاندن آن ها، گاز گلخانه‌ای آزاد می‌كند. هر وقت كه:

• تلویزیون تماشا می كنیم
• با كامپیوتر بازی می كنیم
• از كولر یا فن كوئل استفاده‌ می‌كنیم
• از استریو ضبط استفاده می كنیم
• چراغ را روشن می كنیم
• لباسهایتان را می شویید یا اطو می‌كنیم
• سوار اتومبیل می شویم
• غذایتان را در مایكروویو گرم می كنیم
• از بخاری گازی یا نفتی استفاده می كنیم
به تولید گازهای گلخانه‌ای در هوا كمك می‌كنیم.چون ما برای انجام این كارها به برق و سوخت نیاز داریم. نیروگاه ها زغال سنگ و نفت را می سوزانند تا برق تولید كنند و پالایشگاه ها نیز برای تصفیه نفت خام و تولید نفت و بنزین، سوخت مصرف می‌كنند.سوزاندن نفت و زغال سنگ هم گاز گلخانه‌ای تولید می‌كند. پس هر چه شما بیشتر برق مصرف كنید، نیروگاه ها از سوخت بیشتری استفاده می‌كنند و در نتیجه گاز گلخانه‌ای زیادتری تولید می‌شود. وقتی كه ما:

• زباله هایمان را به محل دفن زباله می فرستیم
• حیواناتی مثل گاو، گوسفند و ... را برای تولید لبنیات و گوشت پرورش می‌دهیم
• در شالیزار برنج می‌كاریم
• زغال سنگ استخراج می‌كنیم
گاز متان تولید می کنیم که آن هم جزء گازهای گلخانه ای می باشد.
اتومبیل ها و كارخانه‌هایی هم كه مایحتاج روزانه ما را تولید می‌كنند، مقادیر زیادی از انواع گازهای گلخانه‌ای را به هوا می‌فرستند.
یک توده هوا عبارت است از حجم عظیمی از هوا که خصوصیات فیزیکی آن بویژه از نظر دما و رطوبت و آهنگ کاهش دما (Lapse rate) در سطح افقی برای صدها کیلومتر تقریبا همسان باشد.

توده‌های هوا، خصوصیات اصلی خود را از سطحی که بر روی آن تشکیل می‌شوند، کسب می‌کنند. برای اینکه توده‌های هوا شکل بگیرند لازم است هوا به مدت طولانی در یک منطقه ثابت باقی بماند، در نهایت گردش معمولی هوا موجب به حرکت در آمدن آنها می‌شود.

توده‌های هوا معمولا در بعضی از نقاط دنیا بیشتر از سایر مکان‌ها تشکیل می‌شوند به این مناطق سرچشمه (Source region) گفته می‌شود.

توده‌های هوا را با توجه به منشاء تشکیل آنها، طبقه‌بندی و نامگذاری می‌کنند و با توجه به منشاء، نشانه‌های معینی را برای آنها به کار می‌برند.

طبقه بندی توده‌های هوا

خواص و شکل‌گیری توده‌های هوا

خصوصیات و خواص توده‌های هوا از مناطق منشأ آنها کسب می‌گردد. بنابراین در حالی که توده‌های هوای قاره‌ای معمولا حاوی رطوبت کمی بوده در حالی که توده‌های هوای دریایی حداقل در سطوح زیرین آنها رطوبت بالایی دارند.

در حالی که توده‌های هوای حاره‌ای و استوایی گرم بوده ، توده‌های قطبی و منجمده سرد هستند. توده‌های هوای منجمده در واچرخندهای قطبی تشکیل می‌شوند. اگر چه رطوبت نسبی می‌تواند کاملا بالا باشد این توده‌ها با دما و رطوبت مطلق پایین مشخص می‌شوند. این توده‌ها نزدیک سطح زمین ثابت بوده و معمولا دارای وارونگی دمایی (Inversion) وسیعی در ارتفاع یک یا دو کیلومتری از سطح زمین می‌باشند.

هر چند توده هواهای قطبی قاره‌ای از پدیده‌های نیمکره شمالی هستند. توده‌های قطبی دریایی در هر دو نیمکره بر روی اقیانوس‌های عرض‌های بالای جغرافیایی تشکیل می‌شوند. این توده‌ها هنگامی تشکیل می‌شوند که یک واچرخند در نواحی خشکی عرضهای بالا طولانی باقی بماند، نظیر آلاسکا، کانادای شمالی‌، قسمت‌هایی از روسیه یا سیبری.

در زمستان‌ها این مناطق سرد و کاملا پایدار هستند. در تابستان هنوز نسبتا سرد بوده و پایداری آنها نسبتا کم و رطوبت آنها بالاتر است. گر چه تعداد کمی از واچرخندها برای مدت طولانی در عرض‌های بالای جغرافیایی در مناطق منشأ توده‌های هوای قطبی دریایی، باقی نمی‌مانند، نواحی اقیانوسی برای دادن خصوصیات مشخص به هوای متحرک به اندازه کافی وسیع هستند. در زمستان دمای توده‌های هوا mP ، در مقایسه با هوای cP یا منجمده (A) نسبتا ملایم بوده، ولی در تابستان سرد هستند. توده‌های هوای mP هم در زمستان و هم در تابستان مرطوب بوده و به آسانی می‌توانند ناپایدار شوند.

توده‌های هوای حاره‌ای قاره‌ای بر روی خشکی‌های نواحی جنب حاره، بیشتر در نیمکره شمالی، شکل می‌گیرند. بنابراین ، شمال آفریقا، جنوب غربی ایالات متحده و مکزیک و نواحی بیابانی آسیا، به ویژه در تابستان، نواحی مناسب برای تشکیل هوای cP هستند. فقط شمال غرب و مرکز استرالیا از نواحی منشأ عمده در نیمکره جنوبی هستند. توده‌های هوای حاره‌ای قاره‌ای گرم و خشک و ناپایدار هستند، ولی این ناپایداری به علت اینکه هوا رطوبت کمی دارد، نشانه وجود ابرهای زیاد نیست.

توده‌های هوای حاره‌ای دریایی در اقیانوس‌های عرض‌های پایین جغرافیایی در مجاورت واچرخندهای جانب حاره به ویژه در کناره‌های شرقی اقیانوس‌ها توسعه می‌یابند. هر چند به علت فرونشینی در داخل واچرخندها عموما یک وارونگی در چند صد متری بالای دریا وجود دارد سطوح پایین‌تر گرم و مرطوب هستند.

در بالای این وارونگی، هوا گرم و خشک است. همچنانکه هوا به سمت غرب حرکت می‌کند در بادهای تجارتی رطوبت عمیق و لایه‌های ناپایدار بوجود می‌آید، بطوری که وارونگی فوقانی محو شده و در کناره‌های غربی اقیانوس‌ها خصوصیات اصلی توده هوا بطور کلی از بین می‌رود.

مناطق منشأ توده‌های استوایی در منطقه همگرایی درون حاره‌ای قرار دارند. در این مناطق توده‌های هوای گرم و مرطوب که عموما در سطح فوقانی ناپایدار هستند، شکل می‌گیرند. در قسمت‌های شرقی اقیانوس‌ها به علت عمل فراچاهی (Upwelling) آب از اعماق دریا، که از خصوصیات این قسمت از اقیانوس‌هاست، هوای سطحی سرد بوده و توده هوا بسیار پایدار می‌باشد.

منابع
مجله رشد آموزش شیمی، شماره 81، تابستان 86
مجله رشد آموزش جغرافیا، شماره 78، بهار 1386
فرهی بوشهری، بیتا، دانستنی های زمین،چاپ اول: بهار 84، چاپ: شفق

مفاهیم: توده هوا چیست؟

آب و هوا > جهان  - همشهری‌آنلاین: