Fertilization dynamic clouds

^{واقعیت مفهوم بارورسازی دینامیکی عبارت است از بارورسازی ابرهای ابر سرد با مقادیر کافی هسته یخ یا خنک کننده به منظور انجماد سریع ابر،به علت بارورسازی،آب مایع ابر سرد به ذرات یخ تبدیل می شود،گرمای نهان را آزاد می کند.و شناوری را افزایش داده و بدین طریق حرکت صعودی ابر را تقویت می کند.در شرایط مناسب باعث رشد بیشتر ابر بخار آب بیشتر و بازده بیشتر بارندگی می شود.علاوه بر آن ،ایجاد بارندگی ممکن است سبب حرکت نزولی شدیدتر و فعل و انفعال با محیط همرفت فعال تری را ایجاد کند.}

^{مفهومم بارورسازی دینامیکی اولین بار توسط سیمپسون در 1967 محک زده شد.فرضیه زنجیره وقایع در این آزمایشهای اولیه توسط وودلی و همکاران در 1982 تشریح و خلاصه شد.تعداد کمی از مراحل فرض شده در زنجیره وقایع در آزمایشهای گذشته بررسی یا تایید و توسط مدلهای عددی اثبات شده است.مشاهدات تجربی ،انجماد سریع ابرهای بارور شده را نشان داده اند و شواهدی دال بر رشد ابر به ارتفاعات بالاتردر نتیجه بارورسازی دینامیکی ارایه گردیده است بدلیل مشکل اندازه گیری و مستند کردن زنجیره واکنش های فرضی،آزمایشات اولیه شامل آزمایش FACE-1 و FACE-2 در زمره آزمایشات نوع جعبه سیاه قرار گرفته است.بعد از برخی نتایج دلگرم کننده اولیه،این مفهوم در بسیاری از پروژه ها بررسی شده است.نتایج آزمایشهای تگزاس نشان داد که بارورسازی با یدید نقره ارتفاع ابر را تا حدود 7% نواحی را تا 43% افزایش داد.با وجود این نتایج دلگرم کننده ،آنها سوالات جدیدی را نیز مطرح کردند.افزایش در ارتفاع قله ابر بطور قابل توجهی کمتر از فرضیه های اصلی یا یافت شده در آزمایشهای اولیه می باشد.در واکنش به این یافته ها فرضیه اولیه به منظور توضیح عدم افزایش در ارتفاع قله ابرهای بارور شده را تعدیل کردند.زمانی که یک ابر بارور نشده بتواند 5 مرحله شامل مرحله رشد کومه ای،مرحله باران ابر سرد ،مرحله بارندگی قله ابر ،مرحله حرکت نزولی و مرحله پراکندگی طی کند،ابرهای بارور شده چندین مرحله بیشتر سپری می کنند.دو مرحله اول همان مراحل قبلی هستند،مرحله سوم اثرات اولیه بارورسازی را بروز می دهد،و مرحله یخی شدن نام دارد.این مرحله همچنین شامل انجماد قطرات باران است که بعدا منجر به مرحله تخلیه می شود.ادامه مراحل بعدی شامل مرحله نزول و ادغام،مرحله کومولونیمبوس رشد یافته و در پایان مرحله همرفتی پیچیده است.در مواردی که شناوری در مرحله یخی شدن نتواند آب را حمل کند پراکندگی رخ می دهد.رزنفلد و وودلی در سال 1993 تعدیلهایی برای مدل مفهومی که در برگیرنده توجه بیشتر به فرایندهای خرد فیزیکی بود،پیشنهاد کردند. مدل مفهومی تعدیل شده مشتمل بر تولید و حمل جرم بارندگی بیشتر در منطقه بارور شده و بالای آن است که مهلت بیشتری برای توسعه مداوم ابر فراهم می شود. در مرحله بعد تخلیه جرم افزوده یافته باعث افزایش حرکت نزولی و بارندگی شده در حالیکه همزمان مهلت رشد اضافی در ناحیه ای که مقداری از گرمای نهان رها شده قبلی را حفظ می کند فراهم می شود.این مفهوم تعدیل شده فرض می کند که وجود قطرات بزرگی تعدیل شده فرض می کند که وجود قطرات بزرگی تبدیل سریع آب ابرسرد به یخ را در ابر سهولت می بخشد.با وجودیکه این مدل مفهومی پذیرفتنی است و زنجیره منطقی وقایع در افزایش بارندگی را ارایه می کند،به علت اینکه بسیاری از مراحل در زنجیره برای اندازه گیری خیلی مشکل است،این مدل مفهومی بسیار پیچیده می باشد.اگر یک ارتباط در فرایند نادرست باشد،ردیابی اثرات بارورسازی بسیارمشکل خواهد بود.بویژه در ابرهاهمرفتی که بطور طبیعی تغییر پذیری زیادی رانشان می دهند.آزمایشهای متمرکز برای جمع آوری اطلاعات همانند مطالعات مدلسازی برای اثبات و حمایت این فرضیه مورد نیاز است.}

^{با وجود اینکه افزایش بارندگی از ابرهای منفرد در یک مقیاس محدود مستند شده اند ولی شواهدی دال بر تاثیر بر روی بارندگی منطقه مستند نشده است بنابراین این روش برای افزایش بارندگی به منظور تامین منابع آب هنوز بصورت یک فن آوری اثبات نشده باقی مانده است.بارورسازی ابر گرم اصطلاح ( بارورسازی جاذب الرطوبه) بسته به طراحی آزمایش ،نوع ماده بارورسازی مورد استفاده و نوع ابری که مورد آزمایش بوده است،معانی کمی مختلف از ابتدا بخود گرفت.در تمام موارد ،هدف نهایی افزایش بارندگی توسط عواملی می باشد که فرآیند همامیزی را افزایش دهد.وارد کردن مستقیم اندازه مناسبی از CCN که بتواند به عنوان نطفه های مصنوعی قطره باران مصنوعی عمل کند با استفاده از اسپد های آب ،محلولهای نمکی رقیق ،یا نمکهای پودر شده رایج ترین تکنیکهای بارورسازی جاذب الرطوبه بودند که در گذشته استفاده شدند.هدف اولیه وارد کردن نطفه های مصنوعی قطره باران (ذرات نمک با قطر بزرگتر از ?m 10 ) کوتاه کردن زمان عمل تعداد CCN در تعیین جمعیت اولیه قطرکهای ابر و بنابراین تسریع آغاز فرایند همامیزی است .این مفهومم قبلا در برنامه های ایالات متحده و سایر کشورها استفاده گردیده است و هنوز در کشورهای جنوب شرقی آسیا و هند مورد استفاده قرار می گیرد با وجود اینکه این فن آوری به طور گسترده در کشورهای بسیاری در جنوب شرقی آسیا استفاده شده است ،آزمایشهای آماری گذشته با وجود اینکه بعضی از آنها حاکی از اثرات مثبت بوده اند عموما بدون نتیجه بوده اند.نتایج مشاهدات و مدلسازی در مورد این که تحت شرایط معین طیف اندازه قطره (نطفه های مصنوعی) باروری بهینه،بارندگی در بعضی از ابرها می تواند افزایش یابد،حمایت های را جلب کرده ند.نقاط ضعف این رهیافت این است که مقدار زیادی نمک مورد نیاز بوده و پخش نمک در نواحی در جریان ورودی به ابر مشکل می باشد.علاوه بر آن ،آهنگ رشد ذرات به قطرات باران بایستی به خوبی با نیم رخ جریان بالا و هماهنگ باشد و گرنه رشد آنها کارا نخواهد بود اندازه قطره باروری بهینه تابع سرعت صعود و ضخامت ابر است و بستگی به روش تزریق مواد برای مثال از کف ابر یا نزدیک به قله ابر دارد.فیرلی و چن در سال 1975 در یک مدلسازی دریافتند که بارورسازی با نمک فقط مقدار کمی قطرات بزرگ بدون اینکه اثر قابل ملاحظه ای بر روی فرآیند بارندگی داشته باشند ایجاد می کند.مگر اینکه خرد شدن قطره جهت افزایش واکنش زنجیره که اثرات بارورسازی را افزایش دهد عمل کند.در حالیکه برخی از اثرات بارورسازی نسبت داده شده اند بارورسازی با مواد جاذب الرطوبه معمولا نسبت به بارورسازی با هسته های یخ جذابیت کمتری دارد .یانگ در 1996 نشان داد که بیشتر مواد بارورسازی ممکن است هدر روند زیرا فقط بخش کوچکی از توده به اندازه قطره بارور بهینه نزدیک است .در حالیکه در اکثر آزمایشهای بارورسازی با مواد جاذبه الرطوبه با استفاده از این روش ابرهای بارور شده از طیف وسیعی از قطره های قطره بذر پاشی استفاده می شود .این امر می تواند توضیح دهد که چرا بارورسازی با مواد جاذبه الرطوبه با ذرات بزرگ نتایج بسیار متفاوتی را ایجاد کرده است.}

چگونگی محاسبه فواصل نجومی و ابعاد جهان

یکی از مهمترین پارامترهای یک جسم در جهان که برای محاسبه دیگر پارامترهای آن مورد محاسبه قرار می‌گیرد، فاصله آن از ما است. از روی فاصله اجسام می‌توان به اطلاعاتی مهم و اساسی در مورد آنها رسید. از گذشته‌های دور برای محاسبه فاصله اجرام آسمانی روشهایی ابداع شده بود. اما معمولا تمامی آنها در مورد اجرامی دورتر از سیاره‌های مریخ و مشتری جواب نمی‌دادند؛ زیرا دقت بسیار پایینی در ابزار اندازه گیری موجود بود. اما این روشها با گذر زمان پیشرفت کرد و روشهای جدیدی بوجود آمدند. در این مقاله به چهار نمونه از مهمترین روشهای اندازه گیری اشاره می‌کنیم.

اختلاف منظر ظاهری انگشتتان را مقابل خود بگیرید، چشم چپ خود را ببندید و با چشم راست به پشت زمینه انگشت خود نگاه کنید حال این کار را با چشم چپ هم انجام دهید. در هر مورد پشت زمینه انگشت شما تغییر می‌کند، زیرا دو چشم شما از هم فاصله دارند و به دلیل اختلاف منظری که باهم دارند زمینه‌های متفاوت را به شما نشان می‌دهند. با این روش می‌توان با داشتن فاصله دو چشم از هم فاصله انگشت را محاسبه کرد، این روش که اختلاف منظر نامیده می‌شود. برای محاسبه فاصله اجرام نزدیک بسیار خوب و ساده است (برای اندازه گیری در ارتش از این روش استفاده می‌شود.) برای محاسبه جابجایی منظره پشت یک جرم در دو نوبت که معمولا در طرفین مدار زمین است عکس می‌گیرند و جابجایی زاویه‌ای آن را با حالت قبلی مقایسه کرده و بر حسب درجه قوسی بدست می‌آورند. حال با استفاده از معادله زیر به راحتی فاصله را بر حسب واحد نجومی بدست می‌آورند(همانطور که می‌دانید هر واحد نجومی (au) برابر فاصله زمین تا خورشید یا 150میلیون کیلومتر است). که طبق تعریف هر 206265 واحد نجومی را یک پارسک در نظر می‌گیرند و رابطه را به صورت زیر می‌نویسند. که با محاسبه p (جابجایی ظاهری بر حسب ثانیه) قوس d بدست می‌آید. (p = 1/d (pc با این روش به دلیل ناتوانی فقط می‌توان تا 100 پارسک را اندازه گیری کرد که با حذف اثر جو به 1000پارسک قابل تغییر است. بنابراین زیاد کاربردی نیست و معمولا در مورد اندازه گیری در منظومه شمسی خودمان استفاده می‌شود. اختلاف منظر طیفی ستارگان بر اساس دمای سطحی و شکل طیفشان ، دسته بندی طیفی می‌شوند که این دسته بندی نوع طیف ستاره را مشخص می‌کند و با دانستن نوع طیف ستاره می‌توان اطلاعاتی از جمله درخشندگی مطلق ستاره را محاسبه کرد. نموداری به نام هرتز پرونگ - راسل (h - r) وجودارد که درخشندگی مطلق ستارگان بسیاری را بر حسب رده بندی طیفی آنها به صورت تجربی و آماری مشخص می‌کند. از روی این نمودار و با طیف نگاری از این ستارگان می‌توان درخشندگی مطلق هر ستاره را مشخص کرد. با بدست آوردن درخشندگی مطلق (l) با استفاده از فرمول ساده‌ای که در مورد درخشندگی مطلق و ظاهری وجود دارد فاصله جرم محاسبه می‌شود. در این فرمول درخشندگی ظاهری (b) نیز لازم است که بوسیله فوتومتری از روی زمین تعیین می‌شود. به این روش که طیف نگاری مبنای تعیین فاصله است اختلاف منظر طیفی می‌گویند. این روش بدلیل نداشتن دقت کافی و لازم برای ستارگان کم نور و دور دست محدودیتهایی دارد، ولی بهتر از اختلاف منظر ظاهری است. زیرا تا حدود فاصله دهها میلیون پارسک را برای ستارگان پر نور تعیین می‌کند که مزیت بزرگی نسبت به روش قبلی است، اما در مورد خوشه‌ها و کهکشانها با توجه به کم نور بودن ستارگانشان استفاده ار این روش دقت کمی دارد. استفاده از متغیرهای قیفاووسی و ابر نواختران متغیرهای قیفاووسی و ابرنواختران از شاخصهای اندازه گیری فاصله هستند، زیرا تناوب آنها مستقیما با درخشندگی آنها رابطه دارد. متغییرهای قیفاووسی مهمترین ابزار برای محاسبه فاصله کهکشانها هستند. اخیرا ستاره شناسان با استفاده از ابرنواخترهای گروه i) a) می‌توانند فاصله اجرام بسیار بسیار دور را نیز بدست بیاورند. زیرا درخشندگی این ابرنواختران به قدری زیاد می‌شود که می‌توان آنها را از فواصل دور نیز رصد کرد. برای مثال در سال 1992 یک تیم از اخترشناسان از تغییرهای قیفاووسی یک کهکشان به نام ic 4182 برای تعیین فاصله آن از زمین استفاده کردند. آنها برای این منظور از تلسکوپ فضایی هابل بهره جستند. در 20 نوبت جداگانه از ستارگان آن کهکشان عکسبرداری کردند. با مقایسه عکسها با یکدیگر آنها 27 متغییر را در عکسها شناسایی کردند. با رصدهای متوالی از آن متغییرها توانستند منحنی نوری آنها را رسم کنند، سپس با طیف سنجی ، طیف ستارگان متغییر را مورد بررسی قرار می‌دهند و از روی طیف آن مقدار آهن موجود در متغییر را شناسایی می‌کنند. اگر مقدار آهن زیاد باشد متغییر i) a) است و کم باشد از نوع ii است. از روی منحنی نوری ستاره میانگین قدر ظاهری آن را محاسبه می‌کنند و دوره تناوب آن را بدست می‌آورند. همان گونه که گفتیم دوره تناوب با درخشندگی متغییرها رابطه مستقیم دارد. این رابطه از روی نمودار زیر که یک نمودار تجربی است بدست می‌آید. با قرار دادن دوره تناوب متغییر مورد نظر و دانستن نوع طیف آن (i)یا (ii) می‌توان درخشندگی مطلق آن را بدست آورد. از طرفی چون افزایش درخشندگی برای قدر مطلق به صورت لگاریتمی و (در پایه 2.54) تغییر می‌کند. به ازای دانستن نسبت درخشندگی مطلق به درخشندگی خورشید می‌توان قدر مطلق ستاره را محاسبه کرد. حال با دانستن قدر مطلق و قدر ظاهری از روی نمودار منحنی نوری با استفاده از رابطه مودال فاصله ، فاصله بدست می‌آید: m - m = distance modulus =5 log d - 5 استفاده از قانون هابل روش دیگر برای محاسبه فاصله اجرام مخصوصا کهکشانها استفاده از قانون هابل است. در این روش از صورت ریاضی قانون هابل که به صورت زیر است استفاده می‌کنیم: v = d×h که درآن v سرعت جسم در راستای دید ما است و h ثابت هابل است. برای محاسبه فاصله کهکشانها و اجرام دور دست سرعت شعاعی (در راستای دید) جرم را بوسیله انتقال به سرخ (red shift) ستاره از روی طیف آن محاسبه می‌کنند. طبق پدیده انتقال به سرخ اگر جسمی از ناظر دور شود انتقال به سرخ و اگر به آن نزدیک شود انتقال به آبی صورت گرفته که مقدار آن از رابطه زیر بدست می‌آید، که در آن z انتقال به سرخ است. بوسیله رابطه زیر از روی انتقال به سرخ می‌توان سرعت را بدست آورد: v = c×z حال با قرار دادن سرعت در رابطه هابل فاصله بدست می‌آید: d = c×z/h البته روش فوق دقت زیادی ندارد. دلیل آن مشخص نبودن مقدار دقیق ثابت هابل است. زیرا این ثابت با سن جهان رابطه دارد و با توجه به نظریات مختلف مقدار آن تغییر می‌کند. هم چنین وابستگی این عامل به زمان نیز در محاسابت اختلال بوجود می‌آورد. در حال حاضر بهترین روش برای اندازه گیری فاصله اجرام استفاده از ابرنواخترهاست که تا فواصل چند ده مگا پارسکی را با دقت خوبی محاسبه می‌کند. تعداد آسمانها از قرنهای چهارم تا ششم پیش از میلاد مسیح ، اخترشناسان یونانی پی بردند که باید بیشتر از یک سایبان (آسمان) وجود داشته باشد. چون اوضاع نسبی ستارگان ثابت ، که حول زمین حرکت می‌کنند، ظاهرا تغییری نمی‌کند، اما اوضاع نسبی خورشید ، ماه و پنج جسم درخشان ستاره مانند که امروزه سیارات عطارد ، زهره ، مریخ ، مشتری و زحل می‌گویند) تغییر می‌کنند. در قرآن مجید نیز ، جایی که صحبت از حقیقت آسمان می‌کند، لفظ آسمان های هفتگانه بکار برده می‌شود. روشهای مختلف اندازه گیری فواصل کیهانی در حدود صد و پنجاه سال پیش از میلاد ، هیپارکوس (hyparchus) ، فاصله زمین تا ماه را بر حسب قطر زمین بدست آورد. وی روشی را بکار برد که یک قرن پیش از او ، بوسیله جسورترین اخترشناس یونانی آریستارکوس (aristarchus) ، پیشنهاد شده بود. آریستاکوس متوجه شده بود که انحنای سایه زمین ، وقتی که از ماه می‌گذرد، باید ابعاد نسبی زمین تا ماه را نشان دهد. با پذیرش این نظر و به کمک روشهای هندسی می‌توان فاصله زمین تا ماه را بر حسب قطر زمین محاسبه کرد. برای تعیین فاصله خورشید نیز ، آریستاکوس ، یک روش هندسی را بکار برد که از نظر تئوری درست بود. اما نیاز به اندازه گیری زاویه‌هایی چنان کوچک داشت که جز با استفاده از وسایل امروزی ممکن نبود. هر چند که ارقام وی درست نبود، اما او نتیجه گرفت که خورشید حداقل باید هفت برابر بزرگتر از زمین باشد و لذا گردش خورشید به دور زمین که در آن زمان رایج بود، غیر منطقی دانست. اختر شناسان بعدی حرکات اجرام آسمانی را بر مبنای این نظریه مورد مطالعه قرار دادند که زمین ساکن است و در مرکز عالم قرار دارد. نفوذ و سلطه این نظریه تا سال 1543 ، یعنی تا زمانی که کوپرنیک (nicilaus copernicus) کتاب خود را منتشر کرد و با پذیرش عقیده آریستاکوس ، زمین را برای همیشه از مرکز جهان بودن بیرون راند، حاکم بود. • یکی دیگر از روشهایی که با آن می‌توان فاصله‌های کیهانی را محاسبه کرد، استفاده از روش پارالاکس (paralax) است. • روش دیگر استفاده از مثلثات است. بطلیموس با استفاده از مثلثات توانست فاصله راه را از روی پارالاکس آن تعیین کند و نتیجه‌اش با رقم پیشین ، که بوسیله هیپارکوس بدست آمده بود، تطبیق می‌کرد. البته امروزه روشهای مختلف دیگری که خیلی دقیقتر از روشهای فوق است، فاصله خورشید از زمین بطور متوسط تقریبا ، برابر 5‚149 میلیون کیلومتر است. این فاصله متوسط را واحد نجومی (با علامت اختصاری a.u) می‌نامند و فاصله‌های دیگر منظومه شمسی را با این واحد می‌سنجند. سیر تحولی و رشد با گسترش روز افزون علم و ساخت تلسکوپهای دقیق ، دانشمندان ، در اندازه گیری ابعاد جهان روز به روز به نتایج جدیدتری نائل می‌شدند. با ساخته شدن و گسترش این وسایل اندازه گیری ، دید بشر نسبت به جهان نیز تغییر یافت. به عنوان مثال با چشم غیر مسلح تقریبا می‌توانیم در حدود 6 هزار ستاره را ببینیم، اما اختراع تلسکوپ ناگهان آشکار کرد که این فقط جزیی از جهان است. هر چند با بوجود آمدن وسایل دقیق اندازه گیری ، دانش نیز نسبت به جهان هستی ، گسترش پیدا می‌کرد، اما نظریه‌های مختلفی توسط دانشمندان ارائه می‌گردد. از جمله دانشمندانی که نسبت به ارایه این نظریه‌ها اقدام کردند می‌توان به ویلیام هرشل (wiliam herschel) ، اختر شناس آلمانی الاصل انگلیسی یا کوبوس کورنلیس کاپیتن (jacobus cornelis kapteyn) ، اخترشناس هلندی ، شارل مسیر (charles messier) و هابل و ... اشاره کرد. پایان جهان کجاست؟ سرانجام بعد از تحقیقات گسترده توسط پیچیده‌ترین تلسکوپها ، دانشمندان دریافتند که: • غیر از کهکشان ما ، کهکشانهای دیگری نیز وجود دارد. • کهکشانهایی وجود دارند که جرم آنها بیشتر از کهکشان ماست. • بر اساس مقیاس جدید فاصله‌ها ، سن زمین حد اقل 5 میلیارد سال است و این حد با حدسیات زمین شناسان در مورد سن زمین مطابقت دارد. همچنین تلسکوپهای جدید وجود خوشه‌های کهکشانی را نشان می‌دهد. کهکشان ما نیز ظاهرا جزیی از یک خوشه محلی است که شامل ابرهای ماژلان ، کهکشان امرأة المسلسله و سه‌ها ، کهکشان کوچک نزدیک آن و چند کهکشان کوچک دیگر هست که روی هم رفته نوزده عضو را تشکیل می‌دهند. اگر کهکشانها خوشه ها را و خوشه‌ها نیز خوشه‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند، آیا می‌توان گفت که جهان و به تبع آن فضا ، تا بینهایت گسترده شده است؟ یا اینکه چرا برای جهان و چه برای فضا انتهایی وجود ندارد؟ در هر حال ، دانشمندان با وجود اینکه با تخمین می‌توانند تا فاصله 9 میلیارد سال نوری ، چیزهایی را تشخیص دهند، ولی هنوز هم نشانه‌ای از پایان جهان پیدا نکرده‌اند. ابعاد جهان دید کلی بعد از انفجار بزرگ ، موادی که بعدها کهکشانها از آن بوجود آمدند، به سرعت در تمام جهات منتشر شدند. خود این کهکشانها هنوز هم در حال دور شدن از یکدیگر هستند. تعیین ابعاد و اندازه جهان ، به توانایی ما در تعیین فاصله دورترین کهکشانها با زمین بستگی دارد. ستاره شناسان نور رسیده از کهکشانها را بررسی می کنند تا به فاصله آنها از زمین پی ببرند. آنها تخمین می‌زنند که دورترین کهکشانها حدود 15 میلیارد سال نوری با ما فاصله داشته باشند. در یک نگاه ساده اولیه در آسمان چیزی وجود ندارد که خیلی دور به نظر برسد. به همین علت است که کودکان ، پنداره‌ای از این قبیل را که گاو بر پشت ماه جهید یا کسی آن قدر بالا پرید که دستش به آسمان رسید، به آسانی قبول می‌کنند. در یک نگاه اولیه چنین گمان می‌گردد که آسمان سایبان محکمی است که اجسام درخشان آسمانی ، همچون دانه‌های الماس ، بر سقف آن نصب شده است. در قرآن مجید نیز به تعبیر عرش از آسمان یاد می‌گردد. تاریخچه نخستین اندازه گیری علمی فاصله‌های کیهانی ، در حدود سال 240 پیش از میلاد مسیح بوسیله اراتوستن (eratostenes) ، مدیر کتابخانه اسکندریه ، انجام گرفت. در آن زمان اسکندر ، پیشرفته‌ترین مرکز علمی جهان بود. ارقامی که اراتوستن پیدا کرده بود، بر حسب واحدهای امروزی برای قطر زمین در حدود 800‚12 کیلومتر و برای محیط زمین در حدود 000‚40 کیلومتر بوده است و این نتیجه تقریبا درست است. اما متأسفانه این تعداد پذیرفته نشد. در حدود صد سال پیش از میلاد ، اختر شناس دیگر یونانی ، بنام پوزیدونیوس (posidonius) کار اراتوستن را تکرار کرد، و نتیجه‌ای که گرفت در حدود 000‚29 کیلومتر برای محیط زمین بود. بطلیموس (ptolemy) رقم کوچکتر را پذیرفت و لذا در سراسر قرون وسطی همین رقم مورد پذیرش قرار گرفت. کریستوف کلمب (colombus) نیز رقم کوچکتر را پذیرفت. بعدها افراد دیگری نیز ابعاد زمین را مورد ارزیابی قرار داد. و آنرا را بدست آوردند. محاسبه اندازه جهان فواصل بین اجسام آسمانی خارج از منظومه شمسی بقدری زیاد است که بجای کیلومتر از سال نوری استفاده می‌شود. www.roshd.ir

گذشته ی جهان

دانشمندان دریافته اند که جهان در15 میلیارد سال قبل براثر انفجار یک ماده با جرمی بسیار زیاد معادل آنچه در هستی وجود دارد، بوجود آمده است. در این فضای بیکران میلیاردها کهکشان، منظومه، ستاره، سحابی (توده های عظیم گاز)، سیاه چالهای فضایی و بسیاری اجرام ناشناخته دیگر وجود دارند، حال سوال اینست که:”ما کجای این فضای بیکران هستیم؟”خانه ما در یکی از این کهکشانها بنام راه شیری قرار گرفته است. این کهکشان از مرکز انفجار بزرگ، در حدود8 تا10 میلیارد سال نوری فاصله دارد. تعداد ستارگان آن بین200 تا400میلیارد عدد تخمین زده شده که بیشتر آنها از زمین قابل رویت نیستند. صدها هزار منظومه، توده های عظیم گاز و غبار بین فواصل ستارگان راه شیری قرار دارند. کهکشان راه شیری، مارپیچی بوده و جرمش در حدود750 تا یک تریلیون جرم نجومی است. ساختار کلی آن شامل هسته مرکزی، یک دیسک با چند بازو به دور آن وهاله های غباری اطراف آنست. قطر دیسک در حدود80 تا120 هزار و ضخامت آن تقریبا3 هزار سال نوری است. جای آن در فضا در بخش “مکان محلی” است که شامل3 کهکشان بزرگ و30 عدد کوچک است. فاصله اولین کهکشان بزرگ با آن،31‌m ، در حدود 2/9 میلیون سال نوری بوده ولی فاصله آن تا کهکشانهای کوچکتر کمتر است.‌ همانگونه که اشاره شد این کهکشان دارای سه بخش است. بخش اول، مرکز کهکشان است که غبارهای کهکشانی مانع از مشاهده دقیق آن از روی زمین می شود. در نتیجه، تنها اطلاعات بدست آمده، حاصل دریافت امواج رادیویی از آن بوده است. آنچه مشاهده شده، حکایت از آن دارد که بخش مرکزی متشکل از یک هسته بسیار متراکم است. قطر آن در حدود3000 سال نوری و از سه قسمت مختلف تشکیل یافته است. در قسمت شرقی بقایای سوپرنواها و در بخش غربی هیدروژنهای یونیزه شده غیرعادی مشاهده شده است. قسمت مرکزی آن نیز بسیار متراکم بوده و به صورت فلکی کماندار موسوم است. در هر10 میلیارد سال برخوردهای ستارگان در آن رخ می دهد. دریافت اشعه های ایکس و گاما از آن، نشانگر آنست که مرکز کهکشان مولد بسیار قوی این اشعه ها است. این اشعه ها از نتیجه نابودی چندین ماده بوجود آمده و نشان از وجود بسیاری از سوپر نواها در مرکز آن دارد.‌ مشاهدات دیگر نشانگر وجود یک سیاهچال بزرگ در آن است که قوه جاذبه بسیار زیاد آن توانسته بقیه ستارگان را در مدار خود نگهدارد. اختر شناسان با تلسکوپ10 متری20 عدد از ستارگان مرکز را در مدت3 سال مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که سرعت این ستارگان به سمت هسته مرکزی در حدود هزار کیلومتر در ثانیه (3/6 میلیون کیلومتر در ساعت)بوده است. این امر نشان دهنده قدرت جاذبه فوق العاده این سیاهچال است.‌ با این سرعت فاصله تا خورشید را می توان در دو روز طی کرد. جرم این سیاه چال در حدود2 تا3 میلیون برابر خورشید است. کهکشان راه شیری با سرعتی در حدود300 کیلومتر/ ثانیه (یک میلیون و هشتاد هزار کیلومتر در ساعت) به سمت صورت فلکی سنبله، “ویرگو”، در حرکت است.‌ بخش دوم کهکشان، دیسک است که بصورت یک صفحه بسیار پهناور بوده و به دور مرکز درجهت عقربه ساعت در گردش است. بیشترین ستارگان جوان از جمله منظومه شمسی در آن قرار دارند. این دیسک شامل مولکولهای اتمی و گاز 2‌h و غبارهای کهکشانی است. دیسک دارای چند بازوی مختلف شامل پرساوش (پسر زاوش ودانا) از نامهای افسانه ای یونان، شکارچی ماهر یا سایگونز که منظومه شمسی ما در آن قرار دارد، دجاجه، قنطورس و حمل است. منظومه شمسی در بازویی قرار دارد که دارای غبارهای بسیار زیاد کهکشانی است و در نتیجه ما نمی توانیم بیش از چند هزار سال نوری عمق آنرا مشاهده کنیم. منظومه شمسی هر200 تا250 میلیون سال، با سرعتی نزدیک به250 کیلومتر در ثانیه، یک دور کامل بدور کهکشان راه شیری می گردد. فاصله منظومه شمسی تا مرکز کهکشان راه شیری در حدود2800 سال نوری است.‌ www.resalat-news.com

سیستم های مسیر یاب GPS

GPS چیست؟ سیستم مکان یابی جهانی ( global positioning system ) یک سیستم هدایت ( ناوبری ) ماهواره ای اســت و تنها سیستمی می باشد که امروزه قادر است، موقعیت دقیق شما را بر روی زمین در هر زمان، درهر مکان و در هر هوایی مشخص کند. این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. اولین ماهواره gps در سال 1978 یعنی حدود 30 سال پیش در مدار زمین قرار گرفت. این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شدوسرانجام در سال 1994 شبکه ای شامل24 ماهواره تشکیل گردیدکه امروزه تعداد آنها به عدد 28 رسیده است.  خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدید آوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رایگان است. دقت بالای این سیستم و جهانی بودن آن دلیلی بر استفاده از این سیستم در علوم مختلف می باشد. این سیستم از سال 1983 با پرتاب نخستین ماهواره gps آغاز بکار نمود. با روی کار آمدن سیستم gps تمام سیستم های قبلی تعیین موقعیت ماهواره ای از قبیل دور بین های بالستیک،داپلر،n.n.s.s ، slr ،llr ،long-c ،secor، به تدریج از دور خارج شدند.gps یک سیستم عملیاتی و همیشه در حال آماده باش است که در تمامی شرایط آب و هوایی دارای کارآیی می باشد؛ زیرا فرکانس امواجی که توسط ماهواره های gps ارسال می شوند در حد گیگا هرتز است و شرایط آب و هوایی (مه وباران و نزولات جوی ) اثری روی این امواج ندارند. این سیستم در طول 24 ساعت شبانه روز فعال است ودر هر زمان ودر هر مکان که لازم باشد می توان توسط آن تعیین موقعیت کرد. روسها نیز سیستمی مشابه gps با نام glonass دارند که البته ازنظر کارآیی و توان عملیاتی در حال حاضر به پای سیستم gps نمی رسد.البته گیرنده های مشترک gps-glonass در حال حاضر در بازار ایران یافت می شونددرضمن اتحادیه اروپا نیز در حال ساخت یک سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای با نام گالیله میباشد که طبق پیش بینی ها تا سال 2008 آماده بهره برداری و استفاده عموم خواهد شد. طبق ادعای اتحادیه اروپا محدودیت های موجود در سیستم gps در گالیله وجود نخواهد داشت

اوزون

انرژی های خورشیدى: خورشید تنها ستاره منظومه شمسى مى باشد که کرات وسیارات در اطراف آن مى چرخند و از انرژى آن استفاده مى کنند.

زمین نیز یکى از کراتى است که در أطراف خورشید در حال حرکت است .فاصله میان زمین و خورشید حدود 149.800.000کیلومتر مى باشد ، که در این فاصله،زمین حدود 9^10×95/1 وات انرژى ازخورشید دریافت مى کند که ما تنها کسرى از آن (0000002/0) را استفاده مى کنیم . نور خورشید 27/8 دقیقه طول مى کشد که به زمین برسد.از صد در صد نورى که به زمین مى تابد تنها 30% آن بر اثر ذرات و مولکول هاى موجود در لایه هاى بالایى منعکس مى شوند بقیّه آن ها از لایه ها زمین عبور مى کنند و به زمین مى رسند.در واقع مى توان به جرأت گفت که حدود99%انرژى که به زمین مى رسد از خورشید وبقیه آن از ماه و کرات دیگر مى باشد. نور سفید خورشید از میلیاردها میلیارد رنگ تشکیل شده است که هر کدام از این رنگ ها داراى طول موج و انرژى مخصوص به خود مى باشند، وما هنگامى که این نور را تفکیک مى کنیم به هفت رنگ تجزیه مى شوند که هر کدام از این رنگ ها از میلیاردها رنگ تشکیل شده اند… پرتوهاى فوق بنفش داراى طول موج کوتاه و انرژى زیاد مى باشند پرتوهاى فوق بنفش با انرژى زیادى که دارند براى تمام موجودات زنده خطرناک مى باشند وموجب سرطان پوست یا آفتاب سوختگى مى شوند .خوشبختانه زمین در برابر این پرتوى خطرناک، محافظى بنام لایه اوزون دارد که از ورود پرتوهاى خطرناک به سطح زمین جلوگیرى مى کند. قبل از آنکه به بحث درباره برخورد پرتوهاى فوق بنفش و مولکول ها اوزون بپردازیم ابتدا به اطلاعاتى درمورد اوزون مى پردازیم. ” اوزون چیست؟ “ دانشمندان لایه ها زمین را به چهار قسمت تقسیم مى کنند : 1)تروپوسفر (که نسبت به سطح دریا 12تا15 کیلومترارتفاع دارد) 2)استراتوسفر 3)مزوسفر 4)تروموسفر(خارجى ترین لایه زمین) مولکول اوزون (o3)از یک مولکول اکسیژن و یک اتم اکسیژن که ناپایدار و واکنش پذیر مى باشد، تشکیل شده است . پیوند میان مولکول اکسیژن و اتم اکسیژن در مولکول اوزون بسیار ضعیف مى باشد و ممکن است با کوچکترین برخورد از هم جدا ویا با دریافت کوچکترین انرژى به حالت اولیه خود برگردند . لایه اوزون در لایه استراتوسفر زمین قرار دارد .در شب ها به دلیل عدم دسترسى به انرژى تابشى خورشید، ضخامت لایه اوزون کمتر از ضخامت آن در روز ها مى باشد. هنگامى که پرتوهاى فوق بنفش به مولکول ها اوزون برخورد مى کنند، پرتو هاى فوق ـ بنفش مقدار زیادى از انرژى خود را از دست مى دهند وبه پرتو هاى فرو سرخ تبدیل مى شوند ، و همچنین بر اثر این برخورد ، مولکول اوزون به مولکول اکسیژن واتم اکسیژن تبدیل مى شود و با تابش مجدد نور خورشید ، مولکول اوزون دوباره پدیدار مى شود. مولکول هاى اوزون هرچند که براى ما مفید هستند اما وجود آن ها در لایه تروپوسفر (لایه اى که ما در آن زندگى مى کنیم) بسیار خطرناک مى باشند. نیتروژن هاى پراکسید خارج شده از اگزوز موتورهاى دیزلى بر اثر تابش نور خورشید (عمل فتو شیمیایى) با مولکول هاى اکسیژن واکنش مى دهند و مولکول هاى اوزون را پدیدار مى کنند . چون در مولکول هاى اوزون اتم هاى اکسیژن فعال (رادیکالى) وجود دارد ، تنفس آن ،موجب اختلال در دستگاه تنفسى مى شود . ”حفره اوزون“ تا سال 1980میلادى از سوراخى لایه اوزون خبرى نبود ؛ اما در سال 1985م ، دانشمندان از نازک شدن لایه اوزون در قطب جنوب خبر دادند. در آن زمان با تحقیقات انجام شده علت نابودى مولکول هاى اوزون را ،گاز هاى cfc (کلر و فلوئور و کربن) مى دانستند. گاز هاى cfc بعنوان گاز هاى خنک کننده در یخچال ها ،کولرها و همچنین در مواد پلاستیکى مورد استفاده قرار مى گیرند . در cfc ها اتم هاى کلر ناپایدار و واکنش پذیر مى باشند و هنگامى که گاز هاى cfc به لایه هاى بالا مى روند ، در لایه هاى بالا بر اثر برخورد با نور خورشید ،گاز هاى کلر آزاد مى شوند. اتم هاى کلر در لایه استراتوسفر با مولکول هاى اوزون واکنش مى دهند. هر اتم کلر به تنهایى مى تواند 100.000 مولکول اوزون را از بین ببرد . به همین دلیل در گستره جهانى ،در سازمان ملل متحد ،در معاهده اى بنام معاهده مونترال کشورها متعهد شدند که از تولید و فروش گاز هاى cfc خوددارى کنند ،و همچنین به کشور هاى فقیر این امکان را بدهند که بجاى استفاده از گاز هاى cfc ، از گاز هاى خنک کننده دیگرى استفاده کنند. ما مى دانیم که بیشترین کشور هاى صنعتى در نیم کره شمالى قرار دارند ، پس چرا در قطب جنوب لایه اوزون سوراخ شده است ؟! برای پاسخ به این سوال ، پژوهش های زیادی انجام شده است که بعضی از این پژوهش ها تاکنون در دست تحقیق است . اخیراً دانشمندان علت ایجاد حفره در لایه اوزون را گرداب های سنگین ، که در قطب جنوب جریان دارند ، می دانند در زمستان در طول شبهای قطبی، نور خورشید درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نیست ، به همین دلیل در این قطب در لایه استراتوسفر طوفان هاى سنگینی گسترش مى یابند که به آن ها ‘گرداب قطبی’(polar vortex) مى گویند . گرداب قطبی می تواند ذرات سازنده هوا را تجزیه کند .این گرداب ها باعث ایجاد ابرهاى سردی می شوند که بر فراز قطب جنوب جریان می یابند. که به این ابرها ‘ابر استراتوسفر قطبی’ (polar stratosphere cloud) می گویند.اختصار آن psc است. ps ها بسیار سرد هستند و دمای آن ها حدود 80- سیلسیوس است.psc از نیتریک اسید تری هیدرات (nitric acid trihydrate) تشکیل شده است و با ابرهایی که ما آن ها را در آسمان می بینیم کاملاً متفاوتند. پس این ابرهای اسیدی می توانند لایه اوزون را تخریب کنند. ‘بنایراین با استناد به تحقیقات انجام یافته ،موارد زیر را می توان از عوامل موثر در تخریب لایه اوزون دانست: 1)محور زمین به گونه اى مى باشد که نور خورشید به قطب شمال بیشتر از قطب جنوب مى تابد به همین دلیل ضخامت لایه اوزون در قطب شمال بیشتراز ضخامت آن در قطب جنوب مى باشد (زیرا ما گفتیم که پیوند میان مولکول اکسیژن و اتم اکسیژن در مولکول اوزون بسیار ضعیف مى باشد و ممکن است با کوچکترین برخورد از هم جدا ویا با دریافت کوچکترین انرژى(مانند انرژى تابشى خورشید ) به حالت اولیه خود برگردند) 2)از مورد دوم نتیجه مى گیریم که هواى قطب جنوب سردتر از هواى قطب شمال مى باشد ، بنابراین هواى گرم هنگامى که بر اثر جریان هایى به قطب جنوب مى روند ، چون سبک مى باشند ،به سمت بالا مى روند و موجب نابودى لایه هاى اوزون برفراز قطب جنوب مىشوند. 3)در زمستان نور خورشید کاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمی باشد، واین امر باعث کاهش دما و تشکیل ابرهای psc می شود 4) ابرهای psc اسیدی هستند و به همین دلیل آن ها به لایه اوزون آسیب می رسانند.

آسمان

چرا آسمان صاف در هنگام روز اغلب آبی ، ولی در نزدیکی افق سفید است؟

 چرا خورشید در حال غروب سرخ و آسمان درست در بالای آن همچون پرده ای رنگارنگ است؟

چرا در شامگاه سایه ای منحنی با حاشیه ای سرخ در آسمان شرق پدیدار می شود؟

چرا گاهی اندکی پس از غروب خورشید لکه ای ارغوانی در آسمان مغرب نمایان و سپس ناپدید می شود؟

این پرسشها مارا به بررسی چه چیزی فرا می خوانند. بسیاری از طرحواره های مشهور در آسمان صاف بیشتر شامل انتشار نور خورشید از مواد موجود در هواست. از قبیل غبار ، افشانه ها ، بلورهای یخ و قطرکها و طرحواره های دیگر مبتنی بر جذب انتهای سرخ طیف مریی بوسیله آب و اوزون در جو. هرگاه یک مه دود مصنوعی بوسیله یک باریکه نور سفید روشن شود و از زاویه معین مورد ملاحظه قرار گیرد، مانند رنگ آسمان بسیار صاف دیده می شود. آیا گاز خالص مانند هوا که عاری از همه درات باشد نمی تواند نور را منتشر کند و آن را به رنگهای مختلف تجزیه خواهد کرد؟

 ● پدیده انتشار   

انتشار نور و تفکیک رنگها مربوط به خود مولکولهای هواست، حتی در غیاب ذرات خارجی هم آسمانی آبی خواهیم داشت. طول موج نور از آبی به سبز ، زرد و سرخ افزایش می یابد و طول موج مربوط به نور قرمز حدود 1.68 برابر طول موج نور آبی است. هر یک از اجزای نور خورشید در همه جهتها از مولکول منتشر می شود، ولی شدت آن همسان نیست. درخشانترین انتشار در جهت روبرو (مانند اینکه نور یک راست از مولکول می گذرد) و رو به پشت (بسوی خورشید) است.

به نظر نیوتن رنگهای ظاهری اجسام طبیعی بستگی به این دارد که از آنها چه رنگی شدیدتر منعکس یا بسوی بیننده پراکنده می شود . بطور کلی ، شیوه ساده ای وجود ندارد که بر اساس ساختار سطح ترکیب شیمیایی و مانند آنها پیش بینی کنیم که آن ماده چه رنگهایی را منعکس یا پراکنده می کند. با این همه ، علت آبی بودن رنگ آسمان را با استدلال ساده ای می توان توضیح داد.

همانطور که تامس یانگ با آزمایش نشان داد، طول موجهای گوناگون نور رنگهای متفاوت دارند، طول موج نور را با واحد نانومتر یا با واحد آنگستروم می سنجند. دامنه طیف قابل رؤیت برای آدمی nm 400 برای نور بنفش تا حدود nm 700 برای نور قرمز است. مانعهای کوچک می توانند انرژی یک موج فرودی را در همه جهتها پراکنده کنند و مقدار پراکندگی بستگی به طول موج دارد. به عنوان یک قاعده کلی ، هر چه طول موج در مقایسه با اندازه مانع بزرگتر باشد، موج بوسیله مانع کمتر پراکنده می شود. برای ذراتی کوچکتر از یک طول موج ، مقدار پراکندگی نور با عکس توان چهارم طول موج تغیـــیــر می کند. مثلاً ، طول موج نور قرمز در حدود دو برابر طول موج نور آبی است. بنابراین پراکندگی نور قرمز در حدود یک شانزدهم پراکندگی نور آبی است.

نوری که نسبت به مسیر اولیه خورشید در زاویه قایم منتشر شود، تنها نیمی از درخشندگی را خواهد داشت. همه رنگها به این شیوه منتشر می شوند. ولی شدت انتشار هر یک از این رنگها در هر جهتی متفاوت است. شدت با عکس توان چهارم طول موج متناسب است. از اینرو نور موج کوتاه (مانند آبی) خیلی شدیدتر از نور سرخ منتشر می شود که طول موج بلندتری دارد. از آنجا که نسبت طول موج آنها 1.68 است، نسبت انتشار نور آبی 8 برابر درخشانتر از نور سرخ است.

● آسمان آبی  

اکنون می توانید بفهمید که چرا رنگ آسمان آبی است. نور خورشید بوسیله مولکولها و ذرات گرد و غبار موجود در آسمان ، که معمولاً در مقایسه با طول موجهای نور مریی بسیار کوچکند، پراکنده می شود. به این ترتیب ، نور طول موجهای کوتاه (نور آبی) بسیار شدیدتر از نور طول موجهای بلندتر بوسیله این ذرات پراکنده می شوند. وقتی که به آسمان صاف نگاه می کنیم ، بیشتر این نور پراکنده شده است که به چشم ما می رسد. دامنه طول موجهای کوتاه پراکنده شده (و حساسیت چشم آدمی به رنگ) منجر به احساس رنگ آبی می شود.

کوتاهترین طول موجهای طیف مریی بیشتر مطابق بنفش است تا آبی ، پس چرا آسمان بجای آنکه بنفش باشد آبی است؟ نور خورشید اولیه در رنگ بنفش تا حدی ضعیفتر از آبی آست و بنفش کمتر از آبی به ما می رسد. دلیل مهمتر اینکه چشم انسان نسبت به بنفش کمتر از آبی حساس است. اینکه مردم آبی بودن آسمان را بوجود بخار آب در جو نسبت بدهند، شاید به این دلیل باشد که اغلب توده های آب آبی رنگ است.

از دلایل آبی بودن دریا این است که وقتی نور سفید چند متر از میان آب می گذرد، مولکولهای آب بخشی از انتهای سرخ طیف را جذب می کند و نوری که سرانجام به چشم بیننده منعکس می شود بیشتر آبی شده است. و در آسمان آب کافی برای چنین جذبی وجود ندارد. لایه اوزون نیز نور سرخ را تضعیف می کند، ولی نقش ناچیزی در آبی شدن آسمان دارد. از سوی دیگر ، فرض می کنیم که در یک روز مه آلود به آسمان نگاه می کنیم.

در این صورت ، نور آبی باریکه ای که به چشم ما می رسد بطور کامل پراکنده شده است، در حالی که طول موجهای بلندتر پراکنده نشده اند. بنابراین، احساس می کنیم که رنگ خورشید متمایل به قرمز شده است. اگر آسمان جوی نداشت، آسمان سیاه به نظر می رسید و ستارگان در روز دیده می شدند. در واقع از ارتفاع Km 16 به بالا ، که در آنجا جو زمین بسیار رقیق می شود، همان طوری که فضانوردان دریافته اند، آسمان سیاه به نظر می رسد و ستارگان در روز دیده می شوند.

 ● تأثیر شرایط جوی   

گاهی هوا دارای ذرات گرد و غبار یا قطره های آبی به بزرگی طول موج نور مریی است. اگر چنین باشد، رنگهایی جز رنگ آبی ممکن است به شدت پراکنده شوند. مثلاً ، کیفیت رنگ آسمان با بخار آب موجود در جو زمین تغییر می کند. روزهایی که هوا صاف و خشک است، آسمان آبی تر از روزهایی است که رطوبت هوا زیاد است. آسمان نیلگون ایتالیا و یونان ، که قرنها الهام بخش شاعران و نقاشان بوده است، به سبب خشکی استثنایی هوای این سرزمینهاست. مه آبی ـ خاکستری رنگی که گاهی شهرهای بزرگ را می پوشاند بیشتر به سبب ذراتی است که از موتورهای درون سوز (اتومبیلها ، کامیونها) و کارخانه های صنعتی منتشر شده اند. موتور اتومبیل ، حتی وقتی که در حالت خلاص کار می کند، در هر ثانیه بیشتر از 100 میلیارد ذره منتشر می کند. بیشتر این ذرات نامریی هستند و اندازه آنها در حدود m 0/000001 است. چنین ذره هایی کالبدی برای تجمع گازها ، مایعات و ذرات جامد دیـگــــــر می شوند. این ذره های بزرگتر سبب پراکندگی نور و تیرگی هوا می شوند. گرانش بر این ذره ها تا وقتی که بر اثر تجمع مواد بیشتر در اطراف آنها خیلی بزرگ نشده اند چندان تأثیری ندارد. این ذرات اگر بر اثر باران و برف مکرر شسته نشوند ممکن است ماهها در جو زمین بمانند. تأثیر چنین ابرهای غبارآلودی بر آب و هوا و بر سلامتی آدمی بسیار مهم است.

● رنگ غروب  

وقتی به آسمان روز نگاه می کنید نوری را می بینید که از لایه اوزون اندکی گذشته و جذب بوسیله آن ناچیز بوده است. در هنگام غروب وقتی شعاعهای نور از میان لایه اوزون مسیری مورب (و از اینرو طولانیتر) دارند تا یه ما برسند، جذب بوسیله اوزون اهمیت پیدا می کند، ولی در آن موقع نیز دلیل آبی بودن آسمان ساز و کارهای مربوط به پراکندگی (انتشار ریلی) می باشد، که قبلا بیان شده. همین تأثیرها رنگ کوههای تیره را در یک روز آفتابی توضیح می دهد. اگر کوهها زیاد دور نباشند، تصویرشان آبی رنگ است. چون نور مسلط آبی بوسیله مولکولهای میان شما و کوهها منتشر می شود، کوههای تا حدی دور هم باز آبی است. ولی کوههایی که در فاصله دوری قرار دارند سفید هستند، درست همانگونه که افق سفید دیده می شود. نور خور شید در حال غروب در واقع نارنجی رنگ است (بین سرخ و زرد)، در حالی که اگر در مسیرشان بسوی ما تنها از میان مولکولهای هوان می گذشت، رنگش سرخ بود. دلیل اینکه رنگ آن سرخ یک دست نیست، این است که نور نه تنها از میان مولکولها ، بلکه از میان ذرات ریز و افشانکهای جو هم منتشر می شود. در هر موقع از روز وقتی در جهت خورشید نگاه کنید، بخشی از نور درخشان آن را دریافت می کنید که از میان همان ذرات ریز و افشانکها منتشر می شود و از اینرو آن بخش از آسمان روشنتر از آن است که در غیاب ذرات می توانست باشد. وقتی خورشید در بالای آسمان روشنتر از آن است که در غیاب ذرت می توانست باشد. وقتی خورشید در بالای آسمان است، اطرافش سفید روشن است. ولی وقتی پایینتر قرار دارد، هر چه غلظت ذرات بیشتر باشد، اطراف خورشید در حال غروب درخشانتر و محیط آن مشخصتر است.

در جریان غروب آفتاب در هوای صاف ، سمت الرأس (آسمان درست در بالای سر) آبی تر از هنگام روز می شود. با توجه به این که افق نزدیک خوشید ممکن است سرخ باشد، این افزایش رنگ آبی عجیب به نظر می رسد. برای این آبی بودن چندین توضیح داده شده که محتملترین آنها مربوط به لایه اوزون است. وقتی هنگام غروب نور خورشید مسیر اریب تری را از میان لایه طی می کند، جذب انتهای سرخ طیف بوسبله اوزون ، موجب تسلط انتهای آبی بر بامه نور می شود. برخلاف انتشار ریلی که بامه در طی مسیر با آن روبرو می شود.

 ● آسمان پس از غروب  

درست پس از غروب خورشید ، سایه زمین از افق خاور بالا می شاید. مرز سایه ، سرخ یا ارغوانی است. رنگ آن بستگی به نوری دارد که بر اثر انتشار ریلی در مسیر طولانی اش از لایه های پایین جو سرخ شده است. در نزدیکی جایی که لبه بالایی سایه را می بینید بخشی از نور در معرض انتشار ریلی قرار دارد و بسوی ما می آید. وقتی نور را دریافت میکنید، رنگ سرخ را در لبه بالا مشاهده می کنید. بخش بالایی سایه زیر لبه ممکن است آبی کم رنگ باشد.

به احتمالی بامه آبی ناشی ار نور خورشید است که از میان بخش بالایی و کم چگالتر جو می گذرد، از آنجایی که جزء آبی بامه ، به اندازه ای تضعیف نمی شود که در عبور از بخشهای پایین جو امکان آن وجود دارد، زیرا با مولکولهای هوای بیشتری درگیر بوده است. نزدیک به 10 دقیقه پس از آنکه خورشید غرو ب می کند، گه گاه لکه ای ارغوانی بر فراز آن در جایی میان 30 و 75 درجه از سمت الرأس پدید می آید. این لکه که اغلب نور ارغوانی نامیده می شود، به ظاهر ناشی از وجود لایه ای از ذرات در ارتفاع 16 تا 20 کیلومتری و در بخش زیرین لایه اوزون است.

این ذرات ممکن است غبار بیابان یا ذرات خاکستر یک فوران آتشفشان یا آتش سوزی بزرگی در جنگل باشد. لکه ارغوانی حاصل نور بسیار سرخ و بسیار آبی است که از ناحیه های مختلف آسمان منتشر می شود. اجزای سرخ از نور خوشید در حاشیه زمین است و از جو زمین می گذرد که انتشار ریلی نور را سرخ می کند. بخشی از این نور از لایه ذرات عبور کرده و به همین خاطر نور خیلی سرخ دریافت می شود. اجزای آبی از نور خورشیدی می رسد که از بخشهای فوقانی جو می تابد و از اینرو به آن اندازه سرخ نشده است.

بخشی از نور در معرض انتشار ریلی قرار می گیرد و نور آبی بسوی شما فرستاده می شود. وقتی به مسیر نگاه می کنید، هر دو اجزای نور سرخ و آبی در مسیر خط دید شما حرکت می کنند و ترکیبشان احساس نور ارغوانی را پدید می آورد. دلیل اینکه بخشهای دیگر آسمان ارغوانی نیست، این است که بجای رنگ سرخ و آبی تنها ترکیبهای متفاوتی از ته رنگها را دریافت می کنیم. وقتی بسوی آنها نگاه می کنیم، ممکن است بسته به زاویه دیدمان اقسام ته رنگها را داشته باشند. نور ارغوانی دیگر ولی نادر که در حوالی همان بخش نور اولی در آسمان ظاهر می شود، اما یک و نیم تا دو ساعت پس از غروب آفتاب اتفاق می افتد. احتمال می رود این نور نیز بوسیله همان لایه ذراتی بوجود می آید که نور ارغوانی اولی پدید آمد. اگر لایه گسترده باشد، بخشی از نور که از لایه زیر افق منتشر می شود ، ممکن است دوباره از لایه مریی منتشر شود. نور تولید شده بخوبی درخشان است و در آن صورت یک لکه ارغوانی کمرنگ دیده می شود.

نقش هواشناسی

نقش هواشناسی در کاهش آلودگی هوا

در دهه های اخیر با توجه به رشد جمعیت و استفاده روزافزون از انرژی، انتشار ذرات و گازهای آلوده به جو سبب کاهش کیفیت هوا و افزایش بیماری های تفسی، قلبی و بعضی از سرطان ها شده است. همچنین آلودگی هوا سبب خسارت هایی بر گیاهان، غلات و اکوسیستم ها شده که می تواند در تأمین مواد غذایی، آب، توسعه پایدار و اقتصاد جهانی تأثیرگذار باشد. هم اکنون هواشناسان، اقلیم شناسان، دانشمندان محیط زیست به همراه پزشکان می کوشند تا با انجام پیش بینی های لازم و تحلیل میزان توزیع و انتقال ذرات معلق و گازهای آلاینده هوا، اثرات زیانبار بر وضعیت های اقلیمی و آب و هوایی و کیفیت پایین هوا را به کمترین میزان ممکن برسانند.

با استفاده روزافزون از سوخت های فسیلی و رشد جمعیت و بخصوص صنعتی شدن جوامع در دهه های اخیر، مشکلات زیست محیطی عدیده ای نظیر افزایش آلاینده های جوی، گرمایش جهانی و غیره گریبانگیر مجامع انسانی شده است. آلودگی هوا در کلان شهرها یکی از معضلات جدی به شمار می رود. در برخی شهر ها نظیر تهران وضعیت توپوگرافی به تمرکز آلاینده های منتشره به جو و سطح تنفسی انسان کمک می کند و انتظار تهویه طبیعی هوا را نمی توان داشت. اما درنهایت الگو های هواشناسی حاکم بر منطقه نشان دهنده کیفیت هوا خواهد بود. مهم ترینمنبع انتشار آلاینده ها اتومبیل ها هستند که روزانه به طور ثابتی آلاینده ها را به داخل جو منتشر می سازند. بنابراین حالت های خاص سینوپتیکی حاکم بر منطقه میزان پاک بودن هوا را تعیین خواهد کرد به این معنی که در صورت حاکمیت الگوهای پرفشار به خصوص در اواخر پاییز و اوایل زمستان به دلیل پایداری هوا و ظهور پدیده وارونگی دما، پتانسیل آلودگی بالاتر رفته و سبب به دام افتادن آلاینده های جوی شده و انتظار تهویه هوا را نمی توان داشت. بنابراین نقش هواشناسی در شناخت و پیش بینی چنین وضعیت هایی کاملاً بارز می باشد. سازمان جهانی هواشناسی در ایجاد سه معاهده مهم بین المللی تحت عناوین معاهده کمیسیون اقتصادی ملل متحد اروپایی برای انتقال دوربرد و فرامرزی آلودگی هوا، معاهده حفاظت از لایه ازن و معاهده چارچوب تغییر اقلیم نقش بنیادی را ایفا نموده است. هیأت بین الدول تغییر اقلیم (IPCC ) افزایش تعداد و شدت سیلاب ها، خشکسالی ها، وجود امواج گرمایی و حوادث آلودگی هوا را منسوب به انتشار گازهای گلخانه ای و تغییر اقلیم می داند. بارش باران و برف، تابش آفتاب و دمای هوا در انتقال و حضور دائمی آلاینده های جوی در محیط های شهری تأثیر زیادی دارند. گرمای شهری آلاینده ها را تثبیت می کند درحالی که باران و برف آن ها را شسته و به خاک ها و اقیانوس ها می ریزد. سازمان جهانی هواشناسی نظارت خود را به طور چشمگیری بر برنامه های مربوط به اقلیم وضعیت های آب و هوایی، آلودگی هوا، شیمی جو، ذرات معلق، ایرسل های جوی، انفجارات اتشفشانی و سایر برنامه های حیاتی دیگر افزایش داده است. سازمان جهانی هواشناسی به همراه نهادهای ملی هواشناسی ارتباط نزدیکی را بین وضعیت آب و هوا، اقلیم و هوای تنفسی اعلام کرده اند و نهایت تلاش خود را در حفظ سلامتی انسان ها و محیط زیست انجام می دهند که این امر مستلزم همکاری نزدیک و صمیمانه بین ارگانهای ملی و بین المللی ذیربط می باشد.

نقش هواشناسی در رابطه با مدیریت خشکسالی

احتمال وقوع خشکسالیها در ایران بین 10% تا 15% می باشد و از وقایع نادر به حساب نمی آید. افزایش آگاهی عموم مردم نسبت به پدیده خشکسالی می تواند در کاهش خسارات نقش موثری داشته باشد. در سالهای اخیر با برنامه های توجیهی و پیشنهادی توسط بخش های مختلف هواشناسی و کشاورزی در زمان مناسب به کشاورزان و دامداران جهت مقابله با خشکسالی ارائه شده که نقش موثری داشته است.

در کشاورزی بسیاری از مواقع با مدیریت صحیح، آثار خشکسالی و سایر بلایای طبیعی قابل کنترل هستند.

با روشهای مناسب و شناخته شده ای می توان آثار بلایای طبیعی را کاهش داد. تغییر الگوهای کشت تغییر روشهای آبیاری، استفاده از ارقام مقاوم، توجه به توصیه های مروجین کشاورزی و توصیه های هواشناسی کشاورزی، ارتباط با مراکز تحقیقاتی و مشاوره جهت انتخاب نوع کشت، بیمه محصولات کشاورزی راهکارهای مناسبی جهت حفظ و بقای اقتصاد کشاورزی خواهند بود.

نقش هواشناسی در گردشگری

شرایط حاکم بر هوا, نوع اقلیم و توریسم سه پارامتر مهمی هستند که به طرق مختلف با یکدیگردر ارتباط بوده و در دومقیاس جهانی ومحلی دارای اهمیت می باشند.اطلاعات حاصله از شرایط اقلیمی حهت برنامه ریزی درخصوص چگونگی گذراندن اوقات فراغت در زمان های لازم,بسیار سودمند می باشد.هر گردشگر علاقمند به دانستن وضعیت آب و هوای منطقه مورد نظر پیش از مسافرت است و هواشناسی می تواند این اطلاعات را در اختیار گردشگران و نیز مسئولان امور گردشگری قرار دهد. پیش بینی های دراز مدت این امکان را فراهم می سازد که برنامه ریزان صنعت گردشگری بتوانند از چند ماه پیش درباره مقدار بارش، دمای هوا و بالاخره زیبایی طبیعت و قدرت جذب گردشگر برنامه ریزی نمایند. عمده اطلاعات اقلیمی مورد استفاده در توریسم شامل درجه حرارت هوا,رطوبت نسبی,مدت ساعات آفتابی و تابش روزانه ,و دمای آب درمقیاس ماهانه می باشد.توجه به سایر اطلاعاتی از قبیل وضعیت آلودگی هوا,میزان اشعه ماورائ بنفش,شرایط بیوکلیماتولوژی و وضعیت صوتی نیز در مطالعه توریسم از اهمیت ویژه ای برخوردار میباشد.لذا,جهت مطالعه وضعیت توریسم وبرنامه ریزی گذران اوقات فراغت جهت توریست ها در یک منطقه,توجه به اقلیم ,شرایط بیوکلیماتولوژی واطلاعات هواشناسی در نگرش سیستمی و در ترکیب با یکدیگر مطرح می باشد.اطلاعات هوا و اقلیم شناسی یکی از بخش های مهم در شبکه های اینترنتی جذب گردشگران است. بود.



منبع:http://www.weather.ir 

عضویت در گروه اقلیم شناسان ایرانی

برای پیوستن به گروه اقلیم شناسان ایرانی اینجا  را کلیک نمایید

داده های بارشی

طرح آفرودیت

مرکز پیش بینی اقلیم

مرکز اقلیم شناسی بارش جهان

 نقشه های بارش روزانه جهان

داده های روزانه آفرودیت دربرگیرنده سه منطقه از آسیا شامل: خاورمیانه، روسیه و آسیای جنوبی و شرقی می باشد.

با تشکر از استاد گرامی جناب  آقای دکتر مفیدی

تغییر فصل

خلاف تصور رایج اکثر مردم که گمان می کنند فصل ها در اثر دوری و نزدیکی زمین به خورشید شکل می گیرد تغییر فصول ارتباط چندانی با فاصله زمین از خورشید ندارد.در  واقع بیشتر مردم، مدار زمین را به صورت بیضی خیلی کشیده ای که خورشید در یکی از کانون های آن قرار دارد تصور می کنند و فکر می کنند تغییر فصل ها نتیجه دور و نزدیک شدن زمین به خورشید است. یعنی تصور می کنند تابستان ها زمین به خورشید نزدیک و زمستان ها دورتر است. اما این تفکر به 3 دلیل زیر کاملا اشتباه است! که در ادامه به آن ها خواهیم پرداخت: