آب وهوا

آب وهوای استوایی

در مناطق نزدیک خط استوا غالباَ آب و هوا در طول سال گرم و مرطوب است . در جاهایی که باد دریایی به دامنه کوهها می وزد ، بارش باران می تواند بی نهایت باشد . در ناحیه توتونند و واقع در دامنه کلمبیایی کوههای آند ، در طول سال بیش از 5/11 متر (38 پا) باران می بارد و همین مسئله این منطقه را جزو مرطوبترین مناطق دنیا کرده است . بعضی از نقاط استوایی دارای دو فصل مجزای مرطوب و خشک هستند . این مناطق عبارتند از : آمریکای جنوبی و غرب و شرق آفریقا.

آب و هوای نیمه استوایی

در نواحی نیمه استوایی خورشید غالبا" در طول تابستان،مستقیما" بالای سر قرار دارد و در زمستان دمای هوا به ندرت به زیر صفر می رسد. بعضی از مناطق در طول سال دارای هوای گرم و خشک بوده و مقدار کمی باران دارد. بیشتر کویرهای اصلی جهان در این نواحی قرار دارند و جزو گرمترین نقاط روی زمین هستند. در نواحی دیگر مناطق نیمه استوایی در طول سال ریزش باران وجود دارد و همین امر باعث ایجاد یک پوشش گیاهی انبوه در این نواحی می گردد.

آب و هوای معتدل

در نواحی معتدل دنیا، آب و هوا بوسیله اقیانوسها که گرمای خط استوا را منتقل می کنند، شدیدا"تحت تأثیر قرار می گیرد. در نواحی مرتفع مناطق معتدل، بسیاری از قسمتهای سواحل رو به غرب، آب و هوای دریایی(بحری) به همراه زمستانهای نه خیلی سرد و تابستانهای نسبتا" خنک دارند. در ارتفاعات پایین تر مناطقی مثل کالیفرنیای جنوبی، با آنکه به دریا خیلی نزدیک هستند تابستانهای گرم و خشک دارند. مناطقی که از اقیانوسها فاصله دارند، آب و هوای قاره ای (بری) با تابستانهای گرم و زمستانهای بسیار سرد، دارند.

آب و هوای بیشه زارهای استرالیا

بوته زارهای استرالیا در تمام طول سال گرم هستند گرچه در تابستان (بین ماههای آبان تا فروردین) گرمترند و در زمستان (بین ماههای اردیبهشت تا مهر) معتدل ترند . دمای متوسط به هنگام روز 36 درجه سانتیگراد (97 درجه فارنهایت) در وسط تابستان و 19 درجه سانتیگراد (67 درجه فارنهایت) در وسط زمستان است . شبها بسیار سردترند . معمولاَ در تابستان سالانه حدود 25 سانتیمتر (10 اینچ) باران می بارد.

آب و هوای قطبی

قطبها توسط هوای سرد و نسبتا" خشکی پوشیده شده اند. در نزدیکی قطبها، میزان بارش برف سنگین کم است، اما برفهایی که روی زمینهای یخ زده جمع می شوند، تشکیل یخچالهای بزرگی به نام کوه یخی می دهند. در طول تابستان تمام 24 ساعت شبانه روز آفتاب می تابد و در طول زمستان تاریکی مطلق و همیشگی بر این نواحی حکمفرما است. هوای زمستانی قطب جنوب ممکن است تا 85 درجه سانتیگراد(121 درجه فارنهایت) زیر صفرسرد شود که این ناحیه را سردترین نقطه روی زمین می کند. زمینهای سنگلاخی در اطراف قطب شمال در طول 9 ماه از سال یخ زده هستند

آب و هوای جنگلهای بارانی آمازون

جنلگهای بارانی آمازون در تمام فصول سال دارای هوایی گرم با رطوبتی بسیار زیاد می باشند . متوسط درجه حرارت ، در مرکز آمازون ، در حدود 30 درجه سانتیگراد (86 درجه فارنهایت) غربی ترین بخش این منطقه ، در حدود 25 درجه سانتیگراد (76 درجه فارنهایت) می باشد . تقریباَ هر روزه باران سنگینی در سرتاسر آمازون می بارد.

آب و هوای جنگلهای برگریز انگلیس

جنگلهای برگریز بریتانیا در آب و هوای معتدل و مرطوب رشد می کنند و درختان آنها تاثیرات متفاوتی بر میزان نوری که به زمین می رسد دارند . در مقایسه ، جنگلهای کاج اغلب در نواحی سرد رشد می کنند و برگهای همیشه سبزشان سایه ای سالانه به روی زمین جنگل می گسترانند.

آب و هوای ساوانا در شرق آفریقا

ناحیه آفریقایی ساوانا در طول سال گرم می باشد و معمولاَ در بین مهر و اسفند گرمتر می شود . این دوران ، در فصل مرطوب منطقه است و در طول آن 61 تا 70 سانتیمتر (24 تا28 اینچ) باران می بارد . در طول فصل خشک ، از فروردین تا شهریور ،مقدار خیلی کمی باران می بارد و کمبود آب پیدا می شود و پوشش گیاهی از بین می رود .

آب و هوای سواحل سنگی اسکاتلند

دمای آب دریا بیش از 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) در نواحی استوایی تا حدود 1- درجه سانتیگراد (30 درجه فارنهایت) در آبهای قطبی متفاوت است . در اقیانوس اطلس شمالی ، درجه حرارت آب بوسیله جریان اطلس شمالی که آبهای گرم را از مناطق استوایی به سمت شمال حمل می کند ، همیشه بالا می ماند.

آب و هوای صخره های مرجانی

مرجانهاییکه صخره های مرجانی را تشکیل می دهند تنها در شرایط خاصی پرورش می یابند . آنها در آب گرم ، شور وتمیز زندگی می کنند . رشته صخره های عظیم آبی در طول سال با درجه حرارتی بیش از 21 درجه سانتیگراد (70 درجه فارنهایت) گرم باقی می مانند . مرجانها همچنین تنها در آبهای کم عمقی که نور خورشید بتواند به آنها برسد زندگی می کنند.

آب و هوای دریاچه آمریکای شمالی

آب و هوای دریاچه آب شیرین ، از عوامل مختلفی تاثیر می پذیرد. مهمترین عامل ، موقعیت جغرافیایی دریاچه و عمق آن می باشد . در آمریکای شمالی ، زمستانها معمولاَ سخت و سرد است و بیشتر رودخانه ها یخ می زنند که این یخ زدن چندین ماه طول می کشد.

آب و هوای قطب شمال و سنگلاخهای کانادا

کویرهای آمریکایی شمالی ، کویرهای آمریکای شمالی در تابستان گرم هستند ، اما در طول زمستان سرد هستند . در مناطق جنوبی دمای تابستان می تواند تا 35 درجه سانتیگراد(95 درجه فارنهایت) افزایش پیدا کند ، اما در مناطق جنوبی تر در طول زمستان گاهی برف می بارد . در بیشتر اوقات سال ، مقدار کمی باران می بارد ، اما در اواخر تابستان ، طوفانهای ناگهانی و سیلابهای غافلگیر کننده رخ می دهد.

آب و هوای کوههای راکی

در ناحیه راکی آب و هوا به شدت تغییر می کندو این ارتفاع بستگی دارد ، همچنین موقعیت جغرافیایی و زمان روز در آن موثر است . دره های کم ارتفاع ، گرم و معتدل می باشند ، در حالیکه قله کوهها خنک است . در دامنه غربی این کوهها ، باران بیشتری می بارد . میانگین بارش سالانه در طول مرز بین آمریکا و کانادا 3/2 متر (7پا و 6 اینچ) می باشد.

آب و هوای قطب شمال و سنگلاخهای کانادا

در طول تابستان کوتاه شمالی ، نواحی سنگلاخی کانادا خیلی سریع در 24 ساعت روشنی روز گرم می شود . در این عرضهای جغرافیایی ، هوای سرد تقریباَ هیچ رطوبتی را دارا نمی باشد . بدلیل اینکه هوا بسیار خشک می باشد ، سرزمینهای سنگلاخی قطب بعضی مواقع به صحراهای سرد توصیف می شوند.

هوا شناسی

ریشه لغوی

یونانیان واژه متیورولوگیا را ، برگرفته از کلمه «متیوروس» ، به معنی اشیای معلق در آزمایش‌های مربوط به هوا ، به اضافه «لوگوس» که به خطابه یا درس ترجمه شده است، برای این علم به کار برده‌اند؛ لیکن ، امروزه مطالعه جو زمین چنان به رشته‌های تخصصی تقسیم شده است که واژه فراگیر متئورولوژی (هواشناسی) که از یونانیان باستان برحای مانده است، هیچ کس را ارضا نمی‌کند.

از این رو ، برای مطالعه بخشی از جرکه در آن یونش و گسست مهم است و روی هم رفته بالاتر از ارتفاع حدود 35Km قرار دارد، واژه آیرونومی (نزدیک جو بالا) را به کار می‌بریم، در حالی که برخی ، به عنوان نامی فراگیر ، علم (یا علوم) جو را می‌پسندند.

نگاه اجمالی

هواشناسی شاخه‌ای تخصصی از فیزیک پیشرفته است که از ابزارهای ریاضی پیچیده‌ای بهره می‌گیرد، و بر همه علوم فیزیک تکیه‌ای استوار دارد. هواشناسی بیش از همه با نظریه تابش الکترومغناطیسی ، ترمودینامیک ، مکانیک کلاسیک ، فیزیک شاره‌ها ، شیمی فیزیک و نظریه لایه مرزی سروکار دارد.

اگر جو زیرین نیز در آن گنجانده شود، فیزیک خورشید ، طیف شناسی ، فیزیک پلاسما ، یونش ، فیزیک ذرات بنیادی ، پدیده‌های اشعه ایکس ، نور شناخت ، فیزیک پرتوی کیهانی ، پدیده های برانگیزش ، الکترودینامیک ، مگنتوهیدرودینامیک ، انتشار رادیویی و سایر فرآیندهای مربوطه را نیز باید فرا بگیریم.

تاریخچه

اولین بار ادموند هالی به سال 1688 اسنادی را در زمینه پدیده‌های جوی و نقشه‌های مربوطه به بادهای متواتر در سطح اقیانوس‌ها ، برای بخشی از سطح زمین منتشر می‌کند و در سال 1840 هوری نقشه بادهای اقیانوس‌ها را ترسیم و توان و جهت وزش آنها را مشخص می‌سازد و بدین ترتیب در رفع نیاز دریانوردی گامی برداشته می‌شود.

سیر تحولی و رشد

در اواخر قرن نوزدهم مطالعات جو شناسی در سطح زمین بویژه در زمینه اندازه گیری بارانها توسعه پیدا می کند و از سال 1916 مطالعه پدیده‌های جوی در زمینه پیش‌بینی هوا شکل می‌یابد و این بررسی ها بر مبنای ویژگیهای سیستماتیک صورت می‌گیرد.

در سالهای بعد ، توسعه هوانوردی پیش بینی‌های دقیق تری را در وسعت گسترده‌ای ایجاب می‌کند و آگاهی هوانوردان از حالات احتمالی آزمایش‌های مربوط به هوا در ناحیه معین و برای یک لحظه از زمان الزامی می‌نماید و به منظور رفع همین نیاز هست که در پاره‌ای از نقاط دنیا سازمانهای هواشناسی به وجود می‌آید.

به تدریج به موازات توسعه شناساییهای علمی ، برای بهره گیری منطقی از منابع اقتصادی زمین به آگاهی‌های بیشتری از پدیده‌های جوی احساس نیز می‌شود، به گونه‌ای که برای شناخت قدرت هیدرولیکی ناهمواریها و "نفت سفید" کوهستانها به عنوان منبع زایش آبها ، تعیین حجم متوسط آب رودخانه‌ها در رابطه با نوسان میزان بارندگی سالانه حوضه‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد.

همچنین پیشرفت علم کشاورزی به منظور کاشت و برداشت محصولات کشاورزی مهندسین زراعی را به کسب اطلاعاتی در زمینه آب و هواشناسی وا‌می‌دارد و همین نیاز به عنوان انگیزه دیگری در پیشرفت تحقیقات کلیماتولوژی موثر می‌افتد.

فیزیک هواشناسی

آب و هواشناسی و سیر تحولی آن

با واژه اتمسفر کم و بیش همه آشنا هستیم. علوم اتمسفری در دو شاخه هواشناسی و آب و هوا شناسی به مطالعه ویژگیهای آن می‌پردازد. که این دو در مقیاس زمانی باهم فرق می‌کنند. هواشناسی شرایط جوی را در زمان معین و بطور عام با استفاده از اصول و قوانین و مدلهای ریاضی و فیزیکی و دینامیکی در کوتاه مدت بررسی ، پیش بینی می‌کند و به مطالعه تغییرات اتمسفر می‌پردازد. آب و هواشناسی هوای غالب در دراز مدت (اقلیم) را با توجه به ویژگیها و اصول و مفاهیم جغرافیایی ، عوامل بوجود آورنده و تأثیرات آن بر زندگی انسانی ، تفاوتهای آب و هوایی مکانها مورد بررسی قرار می‌دهد.

سیر تاریخی

آب و هواشناسی در آثار فیلسوفان یونان باستان با تعبیرهای آب و هوای سه گانه گرم ، معتدل و سرد دیده می‌شود. اولین کتاب در حدود چهار قرن پیش از میلاد مسیح به نام هواها ، آبها ، مکانها توسط هیپوکرات نوشته شد. در قرن دوم بعد از میلاد بطلمیوس بر اساس تفاوت حرارت سرزمینهای شناخته شده را به هفت اقلیم تقسیم بندی کرد.

هواشناسی علمی از قرن هفده و هیجده بر پایه جمع آوری دانسته‌ها درباره مناطق مختلف و جمع بندی و میانگین گیری شروع شد که جنبه توصیفی داشت و به دلیل کار با اعداد معرف واقعیت نبوده و به عملکردهای مشترک همه عناصر آب و هوایی توجه نمی‌شد. در قرن نوزده با کشف قوانین فیزیکی مانند جذب ، تابش ، هدایت ، تبخیر و ... هواشناسی نیز علمی‌تر شد و از اصول هیدرودینامیکی استفاده کرد. بنابراین علمی در اواخر قرن نوزده و اوایل قرن بیستم با تهیه و بکارگیری نقشه‌های هواشناسی جامعه و بوجود آمدن مکتبهای هواشناسی اکثرا با نام شهرهای بزرگ به شکوفایی رسید.

هامبلولت عامل مهم تغییرات را خورشید مطرح کرده ، با استفاده از خطوط همدما نقشه پراکندگی دما را در نیم کره شمالی ترسیم کرد و به تأثیر دما در هواهای متفاوت پی برد. مکتب برگی نظریه جبهه قطبی ، تشکیل سیکلون و توده‌های هوا را مطرح کرد. مکتب فرانکفورت مقدمات مطالعات سه بعدی جو و تأثیرات طبقات میانی و بالایی را بر سیستمهای هوایی مطرح کرد.

مکتب شیکاگو مهمترین کشف آب و هواشناسی یعنی اصل ثابت بودن چرخندگی مطلق توده هوا در طول مسیر حرکت و مدل موجها در حرکت باد را مطرح کرد که به امواج رزبای معروف گشتند، وجود رود باد نیز در این مکتب کشف شد. مدل گردش عمومی اتمسفر ارائه شد و ثابت شد تغییرات آب و هوایی در زمین نتیجه تأثیر مستقیم انرژی خورشید نیست.

تغییرات فشار اتمسفر ، امواج طبقات میانی و بالایی حرکت و چرخش کره زمین و نیروهای کریولیسی نیز نقش دارند. با توجه به تفاوت نگرشها ، آب و هواشناسی توصیفی ، دینامیک ، فیزیکی ، سینوپتیک ، کاربردی بوجود آمدند که آب و هواشناسی سینوپتیک (همدیده بانی) با توجه به تمام جنبه‌های موثر و احتمالی در آب و هوا جامعیت بیشتری دارد.

آب و هواشناسی فیزیکی

در آب و هواشناسی فیزیکی منبع اصلی انرژی خورشید است. بنابراین سیر تغییرات و تبدیلات آب و هوایی ، مناطق گرم ، سرد ، باد و ... برای یکنواخت کردن انرژی در سطح کره زمین در ارتباط با خورشید و با توجه به دریافت انرژی و خروج آن از طریق بازتاب و تابش سیاره‌ای با توجه به ویژگیهای منطقه‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد. هواشناسی فیزیکی اساس هواشناسی دینامیک است، زیرا لازمه یکنواخت شدن انرژی بین مناطق وزش باد و جابجایی بخار آب بین مناطق با دماهای متفاوت است که با استفاده از قوانین حرکت و دینامیک بیان می‌شوند.

در هواشناسی دینامیک نتایج حاصل از پراکندگی انرژی تابشی خورشید و فرآیندهای ترمودینامیکی با استفاده از روشهای ریاضی و اصول فیزیکی بررسی می‌شود. هواشناسی دینامیکی مبنای نظری هواشناسی سینوپتیک است

تنوع اقليمي ایران         

تنوع آب وهوا و اقليم در ايران به دليل ويژتگيهاي متنوعي است كه از آن ميان مي توان به گستردگي عرض جغرافيايي امتداد كوهستان‌ها تغييرات چشم‌گير ارتفاعات و بالاخره موقعيت سرزمين نسبت به دريا ها و گستره‌هاي آبي مجاور يا دور اشاره كرد. ايران جزو مناطق خشك و نيمه خشك جهان محسوب مي شود كه از نظر شرايط اقليمي و آب و هوا به دو گره عمده خشك و مرطوب قابل تقسيم بندي است و هر كدام از اين دو گره از چند اقليم فرعي تشكيل شده‌اند.

اقليم خشك

ميزان تبخير در اين اقليم بيش از بارندگي است و حدود كشور را در بر مي‌گيرد اقليم خشك به دو اقليم فرعي بري و استپي تقسيم شده است اقليم فرعي بري اقليم عرفي بري در دو بخش سواحل جنوب غربي و داخل كشور (بخش هاي مركزي) ديده ميشود. گرماي شديد و بارندگي كم از ويژگي‌هاي ناحيه نخست است. در ناحيه دوم يا مناطق داخل درجه حرارت روزانه و سالانه آن دگرگون‌هاي زيادي داشته و كحمي بارندگي از مشخصات آن به شمار مي‌رود بخش هايي از متطق پست شرقي و جنوب شرقي ايران از اين نوع آب و هوا برخورددار است. اقليم فرعي استپي؛ اين اقليم حد فاصل آب و هواي بري و آب وهواي مرطوب تر است. حدود پانصد هزار كيلومتر مربع از ايران را اين اقليم در بر مي گيرد. اين نوع آب و هوا معمولا در ارتفاعات 1000 تا 1500 متر وجود دراد و كوهپايه‌هاي خوزستان را نيز شامل مي‌شود.

اقليم معتدل

حدود چهارصد هزار كيلومتر مربع از سطح كشور را اقليم معتدل در بر گرفته است. نواحي پرجمعيت ايران مانند آذربايجان كردستان، كرمانشاه و ارتفاعات زاگرس هم چنين دشت‌هاي ساحلي درياي خزر از اين نوع آب وهوا برخوردارند اين اقليم به سه اقليم فرعي معتدل كوهستان، خزري و نقاط نسبتا مرتفع تقسيم مي‌شود: اقليم فرعي معتدل همراه با تمركز بارندگي از مشخصات آن به شمار مي رود مانند استان فارس. اقليم فرعي خزري اين اب و هوا خاص كرانه‌هاي خزر و مناطق كوهستاني مسف به اين درياست. دماي معتدل با نوسان‌هاي كم شبانه‌روزي رطوبت زياد وزش نسيم دريايي و بادهاي محل و بالاخره بارندگي زياد از ويژگيهاي اين اقليم است. اقليم فرعي نسبتا مرتفع در اين مناطق، دماي هوا در سردترين ماه سال كم تر از صفر درجه و گرم ترين ماه از ده درجه سانتي گراد كم تر نمي شود. مناطق نسبتا مرتفعي از ايران كه حدود 40 هزار كيلومتر مربع است از اين گونه آب و هوا برخوردار است.

شايان توجه است كه مناطق خيلي مرتفع مانند ارتفاعات البرز، زاگرس و همچنين كوه‌هاي سهند و سبلان كه دماي آنها در گرم‌ترين ماه سال از ده درجه سانتي‌گراد تجاوز نمي‌كند داراي آب و هواي كوهستاني هستند (جعفري، 1379 الف، ص16) اين آب و هوا چهل هزار كيلومتر مربع از مساحت كشور را شامل مي‌شود كه در ارتفاعات و قله‌هاي بلند پوشيده از برف دائمي قرار دارند.

انواع آب و هواي ايران به شكل ديگري نيز دسته بندي مي‌شود. بر اساس نوعي تقسيمم بندي اقليمي، آب و هواي ايران به سه بخش كلي بياباني و نيمه بياباني، كوهستاني (سرد و معتدل) و خزري نيز تقسيم ميشود (افشار، 1372 ص 52) در مجموع ايران داراي آب و هوايي متنوع است. تغييرات آب و هوا درمناطق مختلف معلول عوارض و پديده‌هاي طبيعي آن نواحي بوده و نسبت مستقيم با پستي و بلندي‌هاي اين مناطق دارد.

گياهان، جانوران و جغرافياي زيستي

طبيعت و اقليم متنوع ايران در خود گياهان و جانوران فراواني را جاي داده است كه هم از نظر تعداد و هم از نظر تنوع در مقايسه با ساير نقاط جهان شگفت انگيز است. به عنوان مثال تعداد گونه هاي پستانداران وحشي ايران با 168 گونه تقريباً با تعداد كل گونه هاي پستاندار در قاره اروپا برابر است.

همچنين در ايران 8000 گونه گياهي، 174 گونه ماهي، 20 گونه دوزيست، خزنده و 514 گونه پرنده زيست مي كنند. هر كدام از گياهان و جانوران در منطقه خاصي يافت مي شوند كه زيستگاه ناميده مي شود و محدوده پراكندگي آن ها، جغرافياي زيستي را تشكيل مي دهد. از ميان اين موجودات تعدادي آسيب پذير، گروهي در خطر انقراض و بخشي در آستانه انقراض قرار دارند. اين طبقه بندي بر اساس «فهرست سرخ» اتحاديه جهاني حفاظت انجام شده كه معتبرترين نشريه در ارتباط با جانوران و گياهان وحشي است. از آنجا كه بسياري از گونه هاي جانوري و گياهي ايران، نام هاي فارسي يكسان و مشخصي ندارند، براي جلوگيري از خطاي احتمالي، نام علمي آن ها در پانوشت آورده شده است، كه در تمام جهان واحد و يكسان است.