منتدى كلية الهندسة الزراعية بجامعة البعث

المنتدى الرئيسي لطلاب كلية الزراعة
 
الرئيسيةس .و .جبحـثالتسجيلالأعضاءالمجموعاتدخول

شاطر | 
 

 سنة أولى - مناخ و أرصاد زراعية - نظري - الدورة الهوائية العامة

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
Admin
Admin


المساهمات : 30
تاريخ التسجيل : 27/01/2008

مُساهمةموضوع: سنة أولى - مناخ و أرصاد زراعية - نظري - الدورة الهوائية العامة   الخميس يناير 31, 2008 1:56 pm

الدورة الهوائية العامة

Atmospheric circulation

عوامل تتحكم في دورة الغلاف الجوي
طاقة الشمس الإشعاعية الحرارية
دورة الأرض حول محورها: ينجم عنها قوتان :
آ- قوة كوريوليس
ب- قوة الاحتكاك
العزم الزاوي
آلية دورة الغلاف الجوي العامة
يمكن تقسيم دورة الغلاف الجوي العامة إلى ثلاث خلايا ( دورات ) لكل منها آلية حركية مميزة وهي :
خلية هادلي : تقع بين درجتي عرض 30 شمالاً وجنوباً ووسطياً .
الخلية القطبية : تقع في العروض العليا والقطبية بين درجتي العرض 60 و 90 شمالاً وجنوباً
خلية فيريل : ( خلية العروض الوسطى 9) : تقع بين درجتي عرض 30و 60 شمالاً وجنوباً
خلية هادلي
بسب سقوط أشعة الشمس عمودية على العروض الوسطى الاستوائية تكون زاوية ارتفاع الشمس فوقها كبيرة جداً وبالتالي تكتسب مقداراً عظيماً من الطاقة الشمسية الإشعاعية الحرارية ( التشمس ) .
يتحول قسم منها إلى طاقة حرارية محسوسة تسخن سطح الأرض والهواء ، ويتحول القسم الآخر إلى طاقة حرارية كامنة تستخدم في تبخير الماء .

تقل كثافة الهواء الاستوائي الساخن الرطب ويضطرب ويأخذ بالارتفاع في الجو على شكل حركات هوائية تصاعدية يطلق عليها تيارات الحمل . فيسيطر على السطح ضغط منخفض واسع متطاول ينتشر على طول النطاق الاستوائي يعرف بالضغط المنخفض الاستوائي . ويكون تدرج الضغط فيه ضعيفاً تسود فيه رياح ضعيفة بسيطة تعرف أيضاً بنطاق الهدوء أو الركود ( Doldrums ) .

يتمدد الهواء أثناء الارتفاع بسبب انخفاض الضغط وتتحول طاقته الحرارية المحسوسة إلى طاقة كامنة فيبرد كظمياً. وعندما يصل إلى مستوى التكاثف الرفعي يشكل سحباً كثيفة عميقة ضخمة من نوع كومولونيمبوس أو كومولوس تؤدي إلى هطول أمطار غزيرة مصحوبة بعواصف رعدية قوية . وعندما يتكثف بخار الماء فإن طاقته الحرارية الكامنة تتحرر لتتحول إلى طاقة حرارية محسوسة تعمل على تسخين الهواء من جديد مما يؤدي إلى ارتفاعه إلى مستوى أعلى فتزداد طاقته الكامنة أكثر .

تخترق تيارات الحمل الهوائية التصاعدية الاستوائية طبقة التربوسفير واصلة إلى حد التربوبوز متجهة شمالاً وجنوباً إلى القطبين حاملة معها مقداراً عظيما من الطاقة على شكل طاقة كامنة وطاقة حرارية محسوسة إلى أجواء العروض الوسطى و العليا . وأثناء ذلك تحدث عمليات تبادل حراري بينها وبين هواء طبقات الجو التي تعبرها .

كلما ابتعدت التيارات الهوائية عن الأجواء الاستوائية تزداد سرعتها بسبب محافظتها على عزمها الزاوي . وتأخذ في الانحراف – بسبب قوة كوريوليس – نحو يمينها في النصف الشمالي من الأرض وإلى يسارها في النصف الجنوبي مشكلة رياحاً غربية عالية السرعة ( الغربيات )، وما أن تصل إلى دائرة العرض 30ْ شمالاً وجنوباً وسطياً حتى تصبح سرعتها وانحرافها على أشدها . ونتيجة ذلك يتشكل فوق هذه العروض تيار هوائي نطاقي متلوي ينطلق من الغرب إلى الشرق بسرعة هائلة تتراوح بين حوالي 160-240 كم/سا وتظهر نواة كل منهما بين ارتفاع 10-15كم بين درجتي العرض 28ْ و 30ْ شمالاً وجنوباً. ويعرف كل منهما بالتيار النفاث الغربي شبه المداري .

الهواء الاستوائي المتجه في طبقات الجو العالية نحو القطبين يصبح بارداً وكثيفاً ويأخذ بالاحتشاد كلما اتجه شمالاً. ويبلغ هذا الاحتشاد ذروته عند درجتي العرض 30ْ شمالاً وجنوباً في التيار النفاث الغربي شبه المداري الشمالي والجنوبي . ونتيجة لذلك يأخذ الهواء بالهبوط ببطء من قاعدة التيار النفاث إلى سطح الأرض مشكلاً حزامين من الضغوط المرتفعة شبه المدارية العميقة حول درجتي العرض 30ْ شمالاً وجنوباً .

يستغرق الهواء حوالي 3 أسابيع ليهبط من ارتفاع 12 كم إلى ارتفاع 3 كم فتتحول طاقته الكامنة تدريجياً إلى طاقة حرارية محسوسة تسخن الهواء كظمياً ( ذاتياً ) فيصبح جافاً ومُجففاً- يمتص الرطوبة الجوية- فتنعدم الغيوم، وتظل السماء صافية دائماً مما يساعد على ازدياد درجة الحرارة على سطح الأرض . وتسود فوق العروض شبه المدارية حالات من الاستقرار الجوي والانقلاب الحراري تجهض حركات الهواء السطحية الصاعدة بالرغم من ارتفاع درجة حرارته، وتمنع الضغوط المرتفعة دخول الهواء إلى هذه العروض ، لذل تتمركز حول درجتي العرض 30ْ شمالاً وجنوباً الصحارى الرئيسة في العالم وأشدها جفافاً وتطرفاً واتساعاً مثل الصحراء الكبرى .

من جانب آخر تسود فوق سطح المحيطات شبه المدارية رياح هادئة بسبب ضعف تدرج الضغط في مساحات الضغوط المرتفعة . وفي الماضي كانت هذه المناطق من المحيطات سبباً في حبس السفن الشراعية عدة اسابيع فيها فتنفذ مؤنها مما يضطر البحارة إلى إلقاء بعض حمولتهم وقتل احصنتهم من أجل الطعام أو إلقائها في مياه المحيط لتخفيف حمولة السفن . لذلك عرفت هذه العروض شبه المدارية بعروض الخيل .

عند سطح الأرض تشكل الضغوط المرتفعة شبه المدارية مراكز فيض هوائي يندفع منا الهواء الهابط خارج المناطق شبه المدارية يتجه قسم منه إلى العروض الوسطى والقسم الآخر إلى العروض الدنيا عائداً إلى الضغط المنخفض الاستوائي منحرفاً – بتأثير قوة كوريوليس – نحو اليمين في النصف الشمالي من الأرض مشكلاً الرياح التجارية الشمالية الشرقية، ونحو اليسار في النصف الجنوبي مشكلاً الرياح التجارية الجنوبية الشرقية ز أو مايعرف بالشرقيات المدارية ليتم دورة هادلي .

تتلاقى الرياح التجارية الشمالية الشرقية مع الجنوبية الشرقية في نطاق الضغط المنخفض الاستوائي مشكلة جبهة عريضة على طوله تعرف بجبهة تلاقي ما بين المدارين ، وما أن تدخل الرياح التجارية الشمالية والجنوبية نطاق الضغط المنخفض الاستوائي حتى تبدأ بالارتفاع مشكلة تيارات حمل تصاعدية قوية تضاف إلى حركات الهواء الاستوائي الحار التصاعدية وتقويها. وهكذا تكتمل دورة الهواء في خلية هادلي الشمالية الجنوبية في العروض الدنيا .
الدورة القطبية
يسود فوق كل من القطبين ضغط منخفض. تتحلق حوله التيارات الهوائية الغربية العلوية ، التي ما تلبث أن تهبط خلاله إلى سطح الأرض وتتشكل فوقها – على ارتفاعات قريبة من سطح الأرض- طبقة انقلاب حراري تعزل العروض القطبية عن التغيرات التي تحصل في الغلاف الجوي الحر فوقها . وتتضافر البرودة الشديدة مع الحركات الهوائية الهابطة مشكلة ضغطاً مرتفعاً على السطح – بعرف بالضغط المرتفع القطبي – تنطلق منه رياح سطحية قطبية باردة نحو العروض الوسطى والدنيا . وبسبب قوة كوريوليس تنحرف نحو يمينها في النصف الشمالي مشكلة رياحاً شمالية شرقية ونحو يسارها في النصف الجنوبي مشكلة رياحاً جنوبية شرقية تعرف عادة بالشرقيات القطبية .

تدفع هذه الرياح في مقدمتها جبهة باردة تعرف بالجبهة القطبية تفصل بينها وبين الرياح المدارية الدافئة المتجهة عبر العروض الوسطى إلى العروض العليا والقطبية. ويتشكل على طول هذه الجبهة نطاق من الضغط المنخفض يعرف بالضغط المنخفض شبه القطبي عند دائرة 60 شمالاً وجنوباً وسطياً ، تتجمع عنده الرياح السطحية وترتفع فوق الجبهة القطبية عائدة من الرياح الغربية العالية إلى القطب حيث تهبط إلى سطح الأرض مكملة الخلية القطبية .
دورة فيريل
تهب الرياح عبر العروض الوسطى من أطراف حزامي الضغوط المرتفعة شبه المدارية متجمعة إلى العروض العليا والقطبية على كافة المستويات السطحية والعالية متجهة بعزمها الزاوي ، فتزداد سرعتها عندما تعبر دوائر العرض التي تصغر باتجاه القطبين . وما أن تتحرك هذه الرياح مسافة قصيرة ، حتى تحرفها قوة كوريو ليس نحو يمينها في النصف الشمالي ونحو يسارها في النصف الجنوبي . وبسبب انعدام قوة الاحتكاك في طبقات الجو العالية ، تهب الرياح العلوية مشكلة رياحاً نطاقية تتجه من الغرب إلى الشرق تعرف بالغربيات العلوية . أما على سطح الأرض تعرف بالغربيات السائدة .

تلتقي هذه الرياح مع الرياح القطبية الشمالية الشرقية في النصف الشمالي من الأرض ومع الرياح القطبية الجنوبية الشرقية في نصفها الجنوبي حيث تتشكل بينها الجبهة القطبية والضغط المنخفض شبه القطبي . وعندما يصل الهواء السطحي إلى طبقات الجو العالية يمتزج مع الغربيات العلوية المتحلقة حول الضغط المنخفض القطبي العلوي ، وأخيراً تهبط الغربيات العلوية فوق القطبين وتتحول طاقتها الكامنة إلى طاقة حرارية محسوسة تسخن الأجواء القطبية .

أما في طبقات الجو العليا فيؤدي تجاور الهواء المداري الدافىء مع الهواء القطبي البارد إلى وجود تدرج حراري أفقي شديد على طول الجبهة القطبية ينتج عنه تدرج حاد في الضغط الجوي ، يجعل الرياح الغربية تنطلق على شكل حزام يتراوح بين 200 و 500 كم بسرعة هائلة تتراوح بين 160 و 240 كم وسطياً – أحياناً تصل إلى 540 كم – مشكلة فوق كل من الجبهة القطبية الشمالية والجنوبية تياراً نفاثاً ملتوي على ارتفاع 9 كم يعرف كل منهما بتيار الجبهة القطبية النفاث .

وفي بعض الأحيان تندمج بعض جيوب تيار الجبهة القطبية النفاث المتقدمة باتجاه العروض المدارية مع التيار شبه المداري النفاث فيتشكل تيار عظيم عن الرياح الغربية السريعة يبلغ اتساعه آلاف الكيلومترات يتلوى باتجاه الجنوب والشمال شاغلاً كل أجواء العروض الوسطى ، ناقلاً معه الطاقة الحرارية الزائدة من العروض الدارية إلى العروض العليا والقطبية ، ومعيداً الهواء القطبي البارد إلى العروض الدارية حيث يهبط إلى سطح الأرض مشاركاً في حركات الهبوط الهوائية في العروض شبه المدارية . وهكذا تكتمل دورة خلية فيرل بعودة الغربيات العلوية إلى العروض الدنيا بواسطة عمليات النقل الأفقية الواسعة التي تقوم بها الغربيات العلوية .



يمكن تصنيف الرياح حسب فترة هبوبها، ومدى انتشارها إلى :
رياح دائمة
رياح موسمية
رياح محلية
رياح يومية
الرياح الدائمة
هي تهب من أحزمة الضغط المرتفع الرئيسة وتتميز باستمرار هبوبها على مدار السنة ومنها :
الرياح التجارية
الغربيات الاستوائية
غربيات العروض الوسطى
الشرقيات القطبية
الرياح الموسمية Monsoons
وهي رياح فصلية تهب في مواسم محددة من السنة وبشكل دوري .
وخلال الخريف والشتاء تبرد اليابسة عند خطوط العرض الوسطى أسرع من المحيطات المحيطة بها. فيهبط الهواء البارد فوق اليابسة وينتشر مندفعاً من الضغط المرتفع فوق اليابسة إلى الضغط المنخفض فوق المحيطات. وبسبب قوة كوريوليس تتدفق الرياح خارجاً بشكل أعاصير مضادة. وفي الربيع والصيف تسخن اليابسة أسرع من المحيطات ويصبح الهواء فوق اليابسة أسخن من الهواء فوق المحيطات، وبالتالي يرتفع الهواء الأسخن ويندفع الهواء البارد الرطب فوق المحيطات إلى الداخل باتجاه اليابسة مكتسباً تدفقاً إعصارياً بسبب قوة كوريوليس.
الرياح المحلية
تهب على مناطق معينة من العالم حسب نظام ثابت وخلال فترة زمنية قصيرة ومنها :
رياح مرافقة للمنخفضات الجوية : رياح الخماسين ( مصر ) – السيركو ( الجزائر ) – السموم ( سورية ) – المسترال ( فرنسا )
رياح الفوهن
رياح يومية
نسيم البر والبحر
نسيم الجبل والوادي
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://agricultureengin.hooxs.com
 
سنة أولى - مناخ و أرصاد زراعية - نظري - الدورة الهوائية العامة
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتدى كلية الهندسة الزراعية بجامعة البعث :: الخدمات الطلابية :: المحاضرات-
انتقل الى: