العوامل التي تحدد سرعة الرياح وتؤثر بذلك في الظروف الجوية  

كتابة: Marwa Mohamed آخر تحديث: 23 يناير 2023 , 13:59

العوامل التي تحدد سرعة الرياح وتؤثر بذلك في الظروف الجوية

  • درجة الحرارة.
  • الضغط الجوي.
  • الكتل الهوائية.
  • تسارع الجاذبية.
  • دوران الأرض.

درجة الحرارة: من أهم العوامل التي تؤثر في اتجاه حركة الرياح هي درجة الحرارة، وهي عبارة عن مقياس الطاقة الحركية داخل الجسم أو بمعنى آخر هي مدى سخونة وبرودة الجسم، حيث تتحرك الجسيمات ذو الطاقة الحركية الأعلى بشكل أسرع مما ينتج عنه حرارة، بينما الجسيمات ذو الطاقة الحركية المنخفضة تتحرك بشكل أبطأ مما يجعله الجسم أكثر برودة.

في حالة الطقس فإن الكائن الموصوف الذي يتحكم في درجة الحرارة هو الكتل الهوائية فمع زيادة درجة حرارة الهواء، تزداد قدرة الكتلة الهوائية على امتصاص بخار الماء، ومما يؤدي إلى زيادة فرص سقوط الأمطار والعواصف الرعدية، كما تختلف درجة الحرارة بالقرب من مستوى سطح البحر، فكلما اقتربنا من سطح البحر انخفضت درجة الحرارة  وزادت شدة الرياح،.

يرجع اختلاف درجة الحرارة من موسم لآخر أو من يوم لآخر إلى تغيرات حرارة الغلاف الجوي للأرض بسبب تأثير الشمس الدافئ ويكون هناك المزيد من الرياح خاصة في النهار، وتختلف الكتل الهوائية في درجة الحرارة، حيث أن الهواء الدافئ أقل كثافة من الهواء البارد وهو الذي يتسبب في الرياح.

الضغط الجوي: ينخفض ضغط الهواء مع زيادة الارتفاع في الضغط الجوي، فتهب الرياح من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض، ويتم تحديد السرعة بمعدل تغيير ضغط الهواء أو حسب التدرج بين منطقتي الضغط، وكلما زاد فرق الضغط زادت سرعة الرياح، وتقاس ضغط الهواء الجوي بجهاز يسمى البارومتر، وهو الذي يستخدم الزئبق السائل الذي يتفاعل مع التغير في الضغط الجوي إما بالارتفاع أو الانخفاض.

الكتل الهوائية: هناك نوعان من الكتل الهوائية وهما الكتل الهوائية ذات الضغط المنخفض، والكتل الهوائية ذات الضغط العالي، فتتميز الكتل ذات ضغط منخفض بأن لها ضغط منخفض في قلبها وضغط أعلى حول الحواف، ونظرًا لأن الهواء ينتقل من مناطق الضغط المنخفض إلى مناطق الضغط المرتفع.

بالتالي فإن الرياح تهب في اتجاه حواف الكتلة الهوائية، ويتشكل عمود من بخار الماء في المركز مما يؤدي إلى تكثيف السحب ونزول الأمطار، أما بالنسبة لمناطق الضغط العالي، فيكون لها ضغط أعلى في مركزها وضغط أقل في الحواف.

تسارع الجاذبية: حيث تزيد قوة الجاذبية المركزية من سرعة الهواء وتؤثر على اتجاه تدفق الرياح حول مركز الدوران، ويخلق هذا التسارع قوة بزاوية قائمة لتدفق الرياح باتجاه مركز الدوران، مثل أنظمة الضغط العالي والمنخفض.

حيث تهب الرياح في نظام الضغط المنخفض وتسمى بالأعاصير ويكون اتجاهها عكس اتجاه عقارب الساعة، وفي اتجاه داخلي في نصف الكرة الشمالي، بيما تهب الرياح في مناطق الضغط العالي وتسمى بالأعاصير المضادة ويكون اتجاهها في نفس اتجاه عقارب الساعة ويكون اتجاهها في نصف الكرة الشمالي.

دوران الأرض: يتسبب دوران الأرض حول محورها في تغيير اتجاه الرياح نفسها، مما ينتج عنه ما يسمى بالرياح السائدة، ويسمى هذا التحول في الرياح باسم تأثير كوريوليس، الذي يتسبب في تحول الرياح في نصف الكرة الشمالي إلى اليمين وتتحول الرياح في نصف الكرة الجنوبي إلى اليسار، وتهب الرياح الشرقية بالقرب من خط الاستواء بين خط عرض 30 درجة شمالًا وخط عرض 30 درجة جنوبًا. [1]

الجهاز المستخدم لقياس سرعة الرياح

جهاز الأنيمومتر .

يستخدم الأنيمومتر في قياس سرعة الرياح وضغطها، ويتصل به جهاز آخر يقيس عدد الحركات مما يمكننا من تقدير اشتداد الرياح، يستخدم تلك الأداة كل من أخصائي الأرصاد الجوية الذين يدرسون أنماط الطقس، والفيزيائيين الذين يدرسون حركة الهواء، لأن هذا الجهاز يحدد سرعة الرياح بألأميال في الساعة أو الكيلومترات في الساعة أو بالأمتار قي الثانية، ويحتوي مقياس شدة الرياح الميكانيكي على عجلة بها أكواب أو مروحة واحد منهم يحتوي على مغناطيس.[2]

جهاز الأنيمومتر .

أنواع أجهزة قياس شدة الرياح

  • كوب مقياس شدة الرياح.
  • دوارات الرياح.
  • أجهزة قياس شدة الريح بالموجات فوق الصوتية.

كوب مقياس شدة الرياح: وهي أكثر أنواع أجهزة شدة الرياح شيوعًا، وتتكون من ثلاثة أو أربعة أكواب متصلة بأذرع أفقية تدور مع الرياح، وتستخدم سرعة تلك الأكواب لحساب سرعة الرياح حيث يتم استخام قطعة كهربائية لتسجل عدد الدورات التي تحدثها تلك الأكواب ثم حسابة سرعة الرياح، وغالبًا ما تستخدم أجهزة قياس شدة الرياح في محطات الطقس والسفن، لأنها بسيطة وغير مكلفة نسبيًا كما أنها تعطي قياسًا موثوقًا به.

كوب مقياس شدة الرياح

دوارات الرياح: ويطلق عليها أيضًا اسم ريشة الرياح، والذي اخترعها عالم الفلك اليوناني Andronicus، وهي تتشابه إلى حد كبير مع أكواب قياس شدة الرياح ولكنها تستخدم ريشة عمودية بدلًا من الأكواب، حيث تدور الريشة مع الريح وتستخدم زاوية الريشة لحساب سرعة الرياح، وغالبًا ما تستخدم دوارات الرياح في المطارات والأرصاد الجوية لأنها أكثر دقة من كوب شدة الرياح.

دوارة الرياح

أجهزة قياس شدة الرياح بالموجات فوق الصوتية: تستخدم أجهزة قياس شدة الرياح بالموجات فوق الصوتية لقياس سرعة الرياح، عن طريق إصدار موجة صوتية ثم قياس الوقت التي تستغرقه تلك الموجة للإنتقال من وإلى الهدف، وبعد ذلك يتم حساب سرعة الرياح بناءً على الوقت الذي تستغرقه الموجة الصوتية لقطع تلك المسافة المعروفة، وغالبًا ما تستخدم هذه الطريقة لقياس شدة الرياح في توربينات الرياح والأرصاد الجوية. [2]

أجهزة قياس شدة الرياح بالموجات فوق الصوتية

مدى أهمية قياس سرعة الرياح

  • توقع مخاطر الرياح قبل حدوثها.
  • تجنب خطر الرياح عند تصميم مصدات الرياح.
  • تساعد على تصميم المطارات.
  • تساعد خبراء الأرصاد الجوية على معرفة خصائص الرياح.

توقع مخاطر الرياح قبل حدوثها: حيث  تصف سرعة الرياح بأنها مدى سرعة تحرك الهواء بعد نقطة معينة، قد يكون ذلك متوسطًا على مدى وحدة زمنية معينة، وتعد تحديد سرعة الرياح واتجاهها مهم لرصد أنماط الطقس والمناخ العالمي، إضافة إلى أن اتجاه الرياح ممكن أن يتسبب في تغيرات هامة بالطقس، ومن الممكن أن يتسبب الطقس السيئ في حدوث مخاطر ثانوية مثل العواصف والفيضانات.

تجنب خطر الرياح عند تصميم مصدات الرياح: من المهم معرفة اتجاه الرياح عند التخطيط لبناء مصدات الرياح لتجنب خطر الرياح القوية أو تقليل الغبار والأوساخ، كما تساعد معرفة الرياح في توجيه تدفق الهواء داخل المنازل والمباني واختيار النوافذ التي سيتم فتحها، كما أن معرفة اتجاه هبوب الرياح يساعد على تجنب الروائح غير المرغوب فيها أو الدخان أو الهواء الملوث.

تساعد على تصميم المطارات: تفيد معرفة اتجاه الرياح عند تصميم المطارات، كما أن اتجاه الرياح هام جدًا للطيارين عند إقلاع الطائرة وهيوطها، إضافة إلى أن اتجاه الرياح يفيد المزارعين خاصة عند رش المحاصيل الزراعية وذلك لتجنب انتقال المواد إلى محاصيل أخرى، وكذلك عند ري المحاصيل أو بذر البذور.

تساعد خبراء الأرصاد الجوية على معرفة خصائص الرياح: يساعد تحديد اتجاه الرياح خبراء الأرصاد الجوية على معرفة خصائص الرياح حسب اتجاه هبوبها، كما يساعد في تحديد أنماط الطقس وتتبعها والتنبؤ بها، مثل تحديد المنخفضات الهوائية ونزول الأمطار من منطقة لأخرى، كما يؤثر اتجاه الرياح على المنشآت وخاصة المباني الشاهقة، لذا فإن تحديد اتجاه الرياح يؤثر على النشاط المعماري فيها. [3]

إشترك
نبّهني عن
guest
0 تعليقات
رد خطي
الإطلاع على كل التعليقات
زر الذهاب إلى الأعلى