جزوه آب و هوا شناسی دکتر علیجانی و کاویانی

بخشی از متن فایل
فصل اول:مبانی آب و هواشناسی
 
کلیات
۱ـ سیر تاریخی علم آب و هواشناسی:
علوم اتمسفری که به مطالعه اتمسفر سیاره زمین می‌پردازند، شامل علوم هواشناسی و آب و هواشناسی است که  عمده‌ترین عامل تفکیک این دو علم مقیاس زمانی است. هواشناسی شرایط جوی موجود در زمان معین و محدود را مورد مطالعه قرار می‌دهد، ولی آب و هواشناسی (اقلیم‌شناسی) هوای غالب در یک محل در دراز مدت را مورد بررسی قرار می‌دهد.
بطلمیوس براساس اختلاف حرارت، سرزمینهای شناخته شده آن روزگار را به هفت اقلیم تقسیم کرد که این تقسیم‌بندی براساس دایره‌های مداری است و به همین جهت اقلیمهای هفتگانه وی را، اقلیمهای هندسی می‌نامند.
مطالعه آب و هوا در قرون هفدهم و هجدهم جنبه توصیفی داشته است و در قرن نوزدهم استفاده از نقشه برای مطالعه تفاوتهای مکانی آب و هوا به دست فن ‌همبلت رایج شد. او با استفاده از خطوط همدما ، نقشه پراکندگی دما را در نیمکره شمالی ترسیم کرد. فن‌ همبلت عامل مهم تغییرات آب و هوا را خورشید می‌دانست و آب و هواشناسی خورشیدی را مطرح کرد که در نتیجه توسعه آن آب و هواشناسی فیزیکی امروزی بوجود آمد.
بنابراین قرن نوزدهم، گشتنگاه آب و هواشناسی توصیفی به آب و هواشناسی تبیینی یا علمی  است و قرن بیستم دوران شکوفایی آب و هواشناسی علمی است. مقدمات مطالعه سه‌بعدی جو در مکتب فرانکفورت به سرپرستی شرهاگ آغاز شد. این دانشمند برای اولین‌بار اظهار داشت که حرکت سیستم‌های هوای روی زمین را طبقات میانی و بالایی جو کنترل می‌کنند. اما مهمترین کشف آب و هواشناسی در مکتب شیکاگو به سرپرستی رزبای انجام گرفت. در این مکتب با طرح اصل ثابت بودن چرخندگی مطلق توده هوا در طول مسیر حرکت خود، مدل موجها ارائه شد، همچنین وجود رودباد هم در این مکتب ثابت شد. از همکاری محققان مکتب شیکاگو و مکتب برگن، مدل گردش عمومی اتمسفر بصورت تکامل‌یافته امروزی ارائه شد.
یاکوبس، در طول جنگ جهانی دوم، آب و هواشناسی سینوپتیک (مطالعه همزمان عناصر آب و هوایی) را به معنی واقعی و عملی آن مطرح کرد.
۲ـ تقسیمات آب و هواشناسی:
ـ آب و هواشناسی فیزیکی سیر تغییرات و تبدیلات انرژی را مطالعه می‌کند. آب و هواشناسی فیزیکی، مبنای آب و هواشناسی دینامیک است. چون اختلاف انرژی یا دما بین دو نقطه، سبب تبادل انرژی یا وزش هوا می‌گردد، یعنی در اتمسفر حرکت ایجاد می‌شود و حرکت قوانین حاکم بر آن، موضوع اصلی آب و هواشناسی دینامیک است.
ـ آب و هواشناسی دینامیک ویژگیهای حرکت و فرایندهای ترمودینامیکی بوجود آورنده این حرکتها را براساس روشهای ریاضی، فیزیکی و همراه با کاربرد آنها مورد بررسی قرار می‌دهد.
تفاوت آب و هواشناسی دینامیک با آب و هواشناسی فیریکی در این است که در آب و  هواشناسی فیزیکی ، تأکید اصلی روی اصول و فرایندهای حاکم بر پراکندگی انرژی تابشی خورشید است، در صورتی که در آب و هواشناسی دینامیک نتایج حاصل از پراکندگی انرژی تابشی خورشید بررسی می‌شود. آب و هواشناسی دینامیک مبنای نظری آب و هواشناسی سینوپتیک است.
ـ در آب و هواشناسی سینوپتیک، آب و هوای یک منطقه از زمین با تمام جنبه‌های آن بصورت یکپارچه مطالعه می‌شود و همه عناصر آن در ارتباط با هم بررسی می‌شوند. پراکندگی فشار، مهمترین عنصر آب و هوایی به شمار می‌آید که تمام عناصر دیگر را کنترل می‌کند.
ـ آب و هواشناسی کابردی، دانسته‌های اقلیمی را در اجرای اهداف عملی اقتصادی و صنعتی بکار می‌گیرد.
دامنه گسترش اقلیم:
برخی از صاحب‌نظران ، محدوده تأثیر پدیده‌های جوی و اقلیمی را به واحدهای مستقل و مشخص (بزرگ‌اقلیم، متوسط‌اقلیم، ریزاقلیم و اقلیم محلی) تقسیم می‌کنند. بزرگ‌اقلیم را سیستم‌های بزرگ جوی که در ارتباط با گردش سیاره‌ای هستند، بصورت طوقه‌های اقلیمی بر سطح کره زمین، بوجود می‌آورند. اغتشاش‌های اتمسفری، نظیر سیکلونها و آنتی‌سیکلونها، موجهای بلند ، رودبادها و هاریکن ها از نمونه‌های اصلی بزرگ اقلیم به شمار می‌آیند. این اغتشاش‌ها در مقیاس زمانی روز، هفته و ماه عمل می‌کنند. متوسط‌اقلیم، بیش از هر اقلیم دیگر، تحت تأثیر نمودهای ناهمواری سطح زمین و شکل آنها قرار دارد. از جمله فرایندهای جوی که از عوارض زمین تأثیر می‌پذیرند، رگبارهای همرفتی، تشکیل ابرهای محلی کوهستانی، نسیم دریا و خشکی و گرمباد را می‌توان نام برد. عملکرد این پدیده‌ها می تواند« ساعتها» تداوم داشته باشد. مثل اقلیم دشت، جلگه و….