اجهزة قياس الرياح

أجهزة قياس الرياح
يتحدد اتجاه الرياح بواسطة دوارة الرياح والذي يتكون من ذراع حديدي على شكل سهم يتركزعلى عمود راسي من الحديد ويدور مع السهم بسهوله ويرتكز العمود والسهم على عمود اخر غير متحرك ومثبت عليه ذراعيين افقيين يشيران الى الجهات الاصلية ونظرا لان مؤخرة السهم عريضة فان الرياح تدفعها باستمرار نحو الجهة التي تنطلق اليها في حين يبقى راس السهم مشيرا الى الجهة التي تاتي منها الرياح ويسجل اتجاه الرياح في محطات الرصد الجوية في ساعات معينة كل يوم وتستخرج لهم متوسطات يومية وشهرية تبين فيها النسب المنوية لعدد تكرار الرياح من الاتجاهات المختلفة بالنسبة لمجموح عدد مرات الرصد وتوضع هذه النسب على الخريطة المناخية بواسطة رسم خاص يطلق عليه اسم (وردة الرياح)
اما سرعة الرياح فتقاس بواسطة جهاز يعرف باسم (الانيمومتر )او(جهاز قياس سرعة الرياح ) ومن اشهر انواعه واكثرها استعمالا ذلك الجهاز المعروف باسم جهاز(روبنسون زي الطاسات )
يتكون جهاز الانيمومتر من اربع طاسات معدنية مثبتة على عمود تدور حوله في مستوى افقي بواسطة الهواء ويكون دورانها سريعا اذا كانت سرعة الرياح قوية وبطيئة الدوران اذا كانت سرعة الرياح خفيفة ويسجل عدد مرات دورانها بواسطة عداد مثبت في اسفل العمود وتستخرج سرعة الرياح في مدة معينة بايجاد الفرق بين قراءة العداد عند بداية هذه المدة وقراءته عند نهايتها ثم يقسم الفرق على عدد الساعات اذا كان المطلوب حساب السرعة في الساعة او على عدد الدقائق اذا كان المطلوب معرفة السرعة في الدقيقه وللوصول الى تحديد لسرع الرياح .

اهمية بخار الماء
على الرغم من أن بخار الماء لا يكون الا جزءا قليلاً من مجموع الغلاف الجوي الا أنه يمكن اعتباره من أهم مكونات الهواء تأثيراً على الطقس والمناخ ... فمن المعلوم ان حصة توزيع معظم الغازات تكون ثابتة تقريباً من مكان لآخر بالقرب من سطح الارض الا ان كمية بخار الماء تتباين من مكان لآخر بين صفر ال 5% من مكونات الغلاف الجوي. ويمكن ان ندرك مقدار الاهمية الناتجة من تباين كمية بخار الماء من مكان لآخر للأسباب التالية:
1. تدل كمية بخار الماء في هواء منطقة معينة على مدى امكانية حصول التساقط في تلك المنطقة وطبيعي ان هذا شيء مهم بالنسبة للمناخ...
2. يمتص بخار الماء كميات كبيرة من الاشعاع الارضي ويساعد على تنظيم الفقدان الحراري من الارض فهو يلعب دوراً اساسياً في الوضع الحراري للمنطقة.
3. يحتفظ بخار الماء بكميات كبيرة من الحرارة الكامنة ويمكن لهذه الطاقة ان تتحرر فتؤدي الى حصول تغيرات جوية واسعة وعنيفة في بعض الاحيان كما بينا ذلك في الفصل السابق.
4. يؤثر بخار الماء تأثيراً كبيراً على الحرارة المحسوسة. Sensible Temp. وهي الحرارة التي يحس بها الجسم البشري والتي قد تختلف عما تسجله المحارير.
وتعتبر البحار والمحيطات والمسطحات المائية الاخرى المصدر الرئيسي لتزويد الجو ببخار الماء كما أن للغابات دوراً مهماً في هذا الباب ونستطيع ان نقول أنه حيثما يحدث اتصال بين الهواء والماء عملية التبخر. وتؤثر في عملية التبخر عوامل عديدة يمكن حصرها بالآتي:
1. درجة الحرارة
يتباين معدل التبخر تبايناً مباشراً تبعاً لدرجة حرارة الهواء. فعندما ترتفع درجات الحرارة تتزايد قابلية جزيئات الماء للقفز مع المسطحات المائية نحو الهواء بمعنى آخر ان ضغط البخار على الماء سوف يتزايد بسرعة ايضاً. وطبيعي أن التبخر يكون شديداً من الماء الحار عنه في الماء البارد.
2. الرطوبة النسبية
عندما يكون الهواء الذي يتواجد فوق المسطح المائي جافاً أو ان رطوبته النسبية تكون واطئة فأنه من الواضح ان عملية التبخر سوف تتزايد اكثر مما لو كانت الرطوبة النسبية للهواء عالية. بمعنى آخر ان هناك علاقة عكسية بين الرطوبة النسبية ومقدار التبخر...
3. الرياح
تعتبر الرياح عاملاً مهماً في زيادة سرعة التبخر وذلك لانها تزيح الهواء الرطب المجاور للمسطح المائي ويحل محله هواء جاف وهذا بدوره يساعد على سرعة عملية التبخر، كما ان الرياح تؤدي الى حدوث حالات اضطراب في سطوح الاجسام المائية فتزداد مساحة المسطح المائي المعرضة للهواء وبالتالي تزداد عملية التبخر...
4. نوعية الماء
لقد اثبتت التجارب المختبرية على أن سرعة عملية التبخر تكون اشد فوق المياه العذبة مما تكون عليه فوق المياه المالحة. فقد ظهر ان هذه السرعة تزيد بحوالي 5%.

5. الضغط الجوي
هناك علاقة عكسية بين مقدار الضغط السائد وبين سرعة عملية لتبخر حيث يؤدي ارتفاع الضغط الجوي الى التقليل من سرعة قفز جزيئات الماء التي تنظم الى الهواء. ولا يؤكد كثير من علماء المتيرولوجيا على أهمية هذا العامل لان الفرق ضئيل ولا يمكن قياسه كما ان مناطق الضغط العالي الكبرى في العالم وخاصة منطقة الضغط العالي فوق المدارية تشتد فيها درجات الحرارة فلا يظهر فيها اثر عامل ارتفاع الضغط الجوي على مقدار التبخر.
ولبخار الماء كبقية الغازات ضغط خاص به يعرف بضغط بخار الماء. ويتوقف مقدار هذا الضغط على مقدار بخار الماء في الهواء اذ كلما قلت كمية بخار الماء في الهواء قبل ضغظ الخبار فيه، وهذا يؤدي بدوره الى زيادة عملية التبخر.
والعكس هو الصحيح ، ولكل درجة حرارة حد أعلى نضغط بخار الماء يعرف بضغط التشبع Saturation Vapor Pressure أو ضغط البخار في حالة التشبع ولا يقوي الهواء المشبع لى حمل مقادير اضافية من البخار.
وتعتمد كمية بخار الماء التي يحتويها الهواء اعتماداً رئيسياً على درجة حرارته. ويطلق على الكمية العظمى من بخار الماء التي يمكن للهواء ان يستوعبها في درجة حرارية معينة مصطلح ( القدرة) (Capacity). وعندما يصل الهواء الى هذه المرحلة يمكن ان يقال انذاك انه قد اصبح مشبعاً. ويصل الهواء الى مرحلة التشبع Saturation بطريقتين هما:
1.ان تنخفض درجة حرارة الهواء مع بقاء كمية البخار فيه على حالها.
2.ان ترد الى الهواء كميات اضافية من بخار الماء مع بقاء درجة الحرارة على حالها.
واذا ما استمر انخفاض درجات الحرارة بحيث ان الهواء قد وصل الى مرحلة التشبع فان قسماً من البخار الموجود فيه سيصبح فوق طاقته وعليه فان جزءاً من البخار سيتحول الى قطرات مائية صغيررة او بلورات جليدية. ويطلق على درجة الحرارة التي وصل بها الهواء الى مرحلة التشبع اسم نقطة الندى Dew Point. كما يطلق على العملية التي تؤدي الى تحول بخار الماء الموجود في الهواء الى قطرات أو بلورات جليدية اسم عملية التكاثف Condensation.
ويكتسب بخار الماء عند تبخره طاقة حرارية كامنة Latent Temperature وطالما ظل بخار الماء عند تكاثفه هذه الحرارة الكامنة بمعدل 450 سعره حرارية لكل غرام من بخار الماء. ولهذه الحرارة المنطلقة اثر ميتورولوجي عظيم فهي المسؤولة ن تنشيط حالة عدم الاستقرار في الهواء الصاعد . ويحدث احياناً ان يتحول البخار الى جليد بصورة مباشرة دون ان يمر بالحالة السائلة او يمر ببها وفي هذه الحالة يطلق حرارة كامة مقدارها 620 سعرة حرارية لكل غرام من البخار.
الرطوبة
تطلق هذه الكلمة عادة للتعبير عن حالة بخار الماء في الهواء. ويجب ان نذكر بعض المصطلحات الواردة في هذا الباب والتي يكثر استعمالها من قبل الجغرافيين وعلماء الطقس.