هواشناسی

از هواشناسی بیشتر بدانیم

مقدمه

مطالعه و پژوهش درباره تمامی جنبه‌های جو زمین که بطور تفصیلی از سطح زمین تا سطح بالایی جو را در بر می‌گیرد، امروزه تحت عنوان علوم جوی نامیده می‌شود. واژه قدیمی و مصطلحتر هواشناسی مطالعه مطوح پایانی جو را ، که دارای تغییرات دائمی است، شامل می‌شود. بشر از ابتدای خلقت به دلیل تماس نزدیک با طبیعت و مشاهده عینی پدیده‌های جوی همواره نسبت به کشف این پدیده‌ها کنجکاوی نشان داده است. اولین تجربه عینی پدیده‌های جوی شاید مشاهده رعد و برق و آتش گرفتن جنگلها بوده که بعدها به کشف آتش منجر شده است. همچنین اولین کوشش انسان برای تهیه غذا و کشاورزی نیز همراه با دیده بانی هوا بوده است.

توده های هوا

قبل از هرچیز باید گفت که توصیف توده های هوا در فضای بالای تروپسفر یعنی حدود 18 کیلومتر بالاتر از سطح زمین بمراتب آسانتر است چرا که معمولا آرا به دو توده هوای گرم حاره ای و توده هوای سرد قطبی تقسیم بندی می نمایند.

اما دلیل پیچیدگی توصیف توده های هوای قسمتهای پایینتر از تروپسفر به دو دلیل عمده:

الف)جریانهای عمودی جو در سطوح پایینتر پیچیده است و بسیاری از انواع توده های موقتی و عبوری توسعه می یابند و این توده های هوا جبهه هایی را که اغلب عمری کوتاه دارند را بوجود می آورند.

ب)قاره ها و اقیانوسها در اثر تماس با هوای که روی آنها قرار می گیرند خصوصیات مختلفی را به هوا منتقل می کنند.

بنابراین،توده های متضاد از نظر دما ورطوبت به وجود می آیند.در نتیجه تفاوت بین توده های هوا در قسمتهای پایین تروپسفر بمراتب آشکارتر از قسمتهای فوقانی آن است.

روشهای دسته بندی توده های آب وهوا

از روی مناطق منابع: این روش اغلب در نواحی نزدیک منابع تشکیل توده هوا عملی است،اگرچه وقتی قسمت وسیعی از کره زمین مورد بحث قرار می گیرد دیگر نمی توان نام منابع تشگیل هوا را به کار برد. هوا همچنانکه روی منطق مختلف حرکت می کند دائما خصوصیات خود را تغییر می دهد. بنابرایننام منابع تشکیل فقط سابقه توده هوا را بیان می کند.

عرض جغرافیایی مناطق منابع:با افزایش عرض جغرافیایی،به ترتیب نامهای زیر برای توده های هوا به کار می رود:

1.توده هوای استوایی 

 2.توده هوای حاره ای 

 3.توده هوای قطبی 

4. توده هوای منجمد شمالی(جنوب)

قابل توجه:عاملی که بیش از همه با عرض جغرافیایی تغییر می کند دما است.

تشخیص بین دسته اول و دوم اغلب بسیار مشکل است،زیرا در دراز مدت اختلاف دما بین این دو توده هوا اغلب ناچیز می شود و دمای هر دو زیاد است.توده هوای چهارم فوق العاده سرد و خشک است(علت خشکی،پایین بودن بیش از حد دماست). بنابراین،تشخیص جبهه بین توده هوای سوم و چهارم امکان پذیر است.

از روی اختلاف رطوبت توده هوا:هوایی که منبع تشکیل آن روی اقیانوس باشد دارای رطوبت زیاد است و می توان آنرا توده هوای دریایی نامید. برعکس،توده ای که در روی قاره ها تشکیل می شود به طور نسبی خشک است و می توان آن را توده هوای قاره ای نامید.

آشنائی با جبهه های هوا

ایروسنتر ( Aerocenter.ir ) : زمانی که دو توده هوای با دمای مختلف، در مسیر حرکتشان به هم میرسند، حالت انتقال شدیدی (از لحاظ دما، فشار، رطوبت، باد و غیره) در مرز بین آنها بوجود میآید. اگر یک نفر همراه با توده هوای گرم به سمت شمال حرکت کند، به تدریج و به طور یکنواخت با کاهش دما مواجه میشود؛ سپس با برخورد به یک توده هوای سرد، دما به طور ناگهانی و شدید افت میکند یعنی تغییرات آهسته و یکنواخت در محل برخورد با توده سرد، به تغییر ناگهانی و غیر مداوم تبدیل میشود. به این خاطر اصطلاح خط ناپیوستگی (Line Of Discontinuity) در مورد مرکز توده هوا به کاربرد، میشود. عبارت جبهه (Front) مترادف با خط ناپیوستگی است و امروزه به خوبی جانشین آن شده است. در واقع جبهه ها مرزهای بین تودههای هوا هستند. بر روی نقشههای هواشناسی جبهه ها را با یک خط نشان میدهند. سطحی که دو توده هوای مجاور را از هم جدا میکند سطح جبهه (Frontal Surface) نامیده می شود.

انواع جبهه ها:

جبهه های گرم (warm fronts)

"یک جبهه گرم، جبهه ای است که در طول آن، هوای گرم جانشین هوای سرد می شود. "در صورتیکه که جهت حرکت توده های هوا به طریقی باشد که هوای گرم به تدریج از روی سطح زمینی عبور کند که قبلاً در آن جا هوای سرد وجود داشته است، جبهه تشکیل شده، جبهه گرم خواهد بود.

بر روی نقشه های هواشناسی، جبهه گرم معمولاً به صورت نیم دایره های سیاه رنگ و در سمتی که جبهه به آن طرف حرکت می کند رسم می شود. بر روی نقشه های چاپی، جبهه گرم با خط پر رنگ و قرمزمشخص شود.حاصل شکل گیری جبهه گرم ایجاد پوشش نسبتاً ضخیم ابر بر روی سطح جبهه و در نزدیکی دنباله آن و بارندگی یکنواخت است.

جبهه های سرد (Cold fronts)

"در جبهه های سرد، هوای سرد جانشین هوای گرم می شود." تیغه های سیاه رنگ بر روی خطی که جبهه را نشان می دهد علامت جبهه سرد هستند و همیشه بر روی جهتی قرار داده می شوند که جبهه در آن مسیر حرکت می کنند.

بر روی نقشه های هواشناسی جبهه سرد با خط پررنگ آبی مشخص می شود. حاصل تشکیل جبهه سرد بوجود آمدن ابرهای کومولوس و کومولونیمبوس، همراه با بارندگی های رگباری است.

جبهه های ساکن (Stationary fronts)

فرض کنید دو توده هوای گرم و سرد توسط یک جبهه از هم جدا شده اند. آیا این جبهه گرم است یا سرد؟ جواب این است که تشخیص جبهه، به رفتار آن بستگی دارد. اگر جبهه در جهت هوای گرم جابه جا شود، جبهه سرد است و اگر در جهت هوای سرد جابه جا شود، جبهه گرم است. اما اگر توده های هوا در حرکت نباشند، جبهه به حالت سکون در می آید پس در واقع جبهه ساکن، جبهه ای است که در جهت افقی دارای حرکات بسیار کمی بوده و تقریباً اصطلاحی است که به مرز توده های هوای ساکن گفته می شود و بر روی نقشه های هواشناسی با ترکیبی از جبهه گرم و سرد نشان داده میشود.

جبهه های بند آمده (Occluded fronts)

جبهه بند آمده از ادغام جبهه های سرد و گرم تشکیل می شوند. اگر یک جبهه سرد از یک جبهه گرم پیشی گیرد، نتیجه کار یک جبهه بندآمده است. با نزدیک شده به جبهه بندآمده، سیستم ابر یا بارندگی حاصل از آن بسیار شبیه یک جبهه گرم است، زیرا تشکیل دنباله توده هوای گرم قبل از جبهه تغییری نکرده است. با گذر جبهه، ابرها و بارندگی متعاقب آن از نوع جبهه سرد خواهد بود.

در تقسیم بندی ابرها جمعا ?? نوع ابر موجود است که از بین این ?? نوع ? دو نوع آنها ابرهای( CB (charley Brownمی باشند که خطرناک ترین ? عظیم ترین و در عین حال زیبا ترین ابرهای جهان می باشند .

فرآوری:محسن مرادی

بخش دانش و زندگی تبیان

---

منابع:aerocenter.ir،cloudysky.ir

 تبیان

اتم

ک اتم ، کوچکترین جزء اصلی غیر قابل تقلیل یک سیستم شیمیایی می‌باشد.

ریشه لغوی

این کلمه ، از کلمه یونانی atomos ، غیر قابل تقسیم ، که از a- ، بمعنی غیر و tomos، بمعنی برش ، ساخته شده است. معمولا به معنای اتم‌های شیمیایی یعنی اساسی‌ترین اجزاء مولکول‌ها و مواد ساده می‌باشد. 

تاریخچه شناسایی اتم

مواد متنوعی که روزانه در آزمایش و تجربه با آن روبه رو هستیم، متشکل از اتم‌های گسسته است. وجود چنین ذراتی برای اولین بار توسط فیلسوفان یونانی مانند دموکریتوس (Democritus) ، لئوسیپوس (Leucippus) و اپیکورینز(Epicureanism) ولی بدون ارائه یک راه حل واقعی برای اثبات آن ، پیشنهاد شد. سپس این مفهوم مسکوت ماند تا زمانیکه در قرن 18 راجر بسکوویچ (Rudjer Boscovich) آنرا احیاء نمود و بعد از آن توسط جان دالتون (John Dalton) در شیمی بکار برده شد.


راجر بوسویچ نظریه خود را بر مبنای مکانیک نیوتنی قرارداد و آنرا در سال 1758 تحت عنوان:

Theoria philosophiae naturalis redacta ad unicam legem virium in natura existentium

چاپ نمود...

جریان متناوب

در مطلب قبل راجع به جریان مستقیم و تفاوت آن با جریان متناوب اشاره کردیم. در این مطلب می خواهیم از جریان متناوب بیش تر بدانیم.

جریان متناوب AC نوعی از جریان است که در تمام منازل و کارخانجات و در تمام دنیا از آن استفاده می شود. می دانیم که برخلاف جریان DC که در آن شارش الکترون ها در یک جهت خاص اتفاق می افتد، در جریان AC الکتریسیته به صورت رفت و برگشت جریان پیدا کرده و جهت آن در حال تغییر است.

این جهت، بین 50 و 60 بار در هر ثانیه تغییر می کند و این تغییر به سیستم الکتریکی هر کشور بستگی دارد.

الکتریسیته AC توسط ژنراتور الکتریکی متناوب تولید می شود؛ که این وسیله، فرکانس را معین می کند (به دلیل این که در جریان متناوب از تغییر جهت و نوسان در واحد زمان صحبت می کنیم، بنابراین در این نوع از جریان با فرکانس نیز سروکار داریم).

مطلب جالبی که در مورد جریان متناوب وجود دارد، آن است که ولتاژ می تواند به سرعت و به راحتی تغییر کند؛ برای همین، این نوع از جریان برای انتقال به فواصل دور بسیار بهتر از جریان DC است. علاوه بر این، جریان AC می تواند در مدارهای الکترونیکی، از خازن ها و القاگرها استفاده کند و کاربردهای زیادی از این نوع جریان و مدارهای AC می توان داشت.

سوالات مهم:

ممکن است این سۆالات ذهن شما را درگیر خود کنند:

 

تفاوت بین جریان AC و  DC چیست؟

چرا از جریان AC به جای DC استفاده می کنیم؟

مزیت های جریان AC کدامند؟

  مطالب بیشتر در ادامه مطلب...

---

  

انواع توربین های بادی

نواع توربینهای بادی 

 اگرچه طراحی های مختلفی برای توربین بادی موجود می باشد ولی به طور عمده به دو دسته کلی بر اساس جهت محور چرخش تقسیم بندی می شوند:

 محور افقی:  (Horizontal Axis Wind Turbines(HAWTS که نوع رایج آن می باشد.

 محور عمودی: (Vertical Axis Wind Turbines(VAWTS

جریان هوا بر روی هر سطحی دو نوع نیروی ایرودینامیکی با نام های درگ و لیفت به وجود می آورد که نیروی درگ در جهت جریان باد است و نیروی لیفت عمود بر جریان باد می باشد. یکی از این نیروها یا هر دو می توانند نیروی مورد نیاز برای چرخش پره های توربینهای بادی را تامین نمایند.

توربینهای محور افقی  

ویژگی روتورهای توربینهای محور افقی جدید بسیار شبیه ملخ هواپیما می باشد. جریان هوا روی مقطع ایرودینامیکی شکل پره هاحرکت می کند و نیروی لیفت را به وجود آورده که باعث چرخش روتور می گردد. ناسل توربینهای محور افقی محلی برای گیربکس و ژنراتور می باشد. مساحتی که هر کدام از پره ها جاروب می کنند از این فرمول بدست می آید:

 

 که در آن D قطر روتور می باشد. این مساحت جاروب شده باید مستقیما روبروی وزش باد باشد تا ماکزیمم برق تولیدی را داشته باشیم. پس توربینهای محور افقی باید سیستمی برای تنظیم در مقابل باد قرار گرفتن داشته باشند که به آن مکانیزم yawing می گویند. به طوری که کل ناسل می تواند به سمت باد بچرخد.  در توربینهای کوچک دنباله بادنما این کنترل را بر عهده دارد. ولی در سیستمهای متصل به شبکه سیستم کنترل یاو فعال می باشد که به وسیله سنسورهای تعیین کننده جهت باد و موتورها، ناسل به سمت باد می چرخد.

دستگاه عصبی

ستگاه عصبی به دو قسمت دستگاه عصبی مرکزی و دستگاه عصبی محیطی تقسیم می‌شود. دستگاه عصبی مرکزی شامل مغز و نخاع و دستگاه عصبی محیطی شامل عقده‌ها یا گره‌های عصبی و اعصاب بیرون از دستگاه عصبی مرکزی است.

مقدمه

دستگاه عصبی با داشتن نورونها ، هدایت تحریکات را به عهده دارد. تحریکات را حس می‌کند به مغز می‌فرستد در مقابل بخش تحریک شده که تحریک را حس کرده است واکنش نشان می‌دهد. این تحریکات اکثر اوقات از طریق نورونهای واسط صورت می‌گیرد. زیرا به ندرت یک نورون بسیار بلند در بدن یافت می‌شود. تحریکات باعث تولید مواد شیمیایی می‌شوند، این واسطه‌های شیمیایی از راس انشعابات انتهایی اکسون و دندریت که غالب اندامکهای جسم سلولی را دارا هستند، تولید می‌شوند. 

پرده‌های مغز و نخاع

سطح بیرونی مغز و نخاع توسط سه پرده یا شامه پوشیده شده است پرده بیرونی سخت شامه ، میانی عنکبوتیه و درونی نرم شامه نامیده می‌شود. سطح بیرونی پرده‌ها بوسیله مزوتلیوم پوشیده شده است. 

نخاع

نخاع رابط مغز و قسمتهای دیگر بدن است اعصاب در فواصل معین به نخاع وارد و یا از آن خارج می‌شوند. اعصاب حسی از طریق ریشه‌های پشتی وارد نخاع می‌شوند اعصاب حرکتی ریشه‌های شکمی نخاع را ترک می‌کنند. دو ریشه پشتی و شکمی به هم متصل شده و اعصاب نخاعی را می‌سازند. 

مقطع نخاع

مقطع نخاع دارای دو بخش خاکستری و سفید است بخش خاکستری تقریبا به شکل H در وسط نخاع قرار دارد. این بخش غالبا جسم سلولی و دندریت نورونهای فاقد میلین را در خود جای داده است. بخش خاکستری توسط بخش سفید با ستونهای شکمی ، جانبی و پشتی احاطه شده است. این ستونها دارای اعصاب میلین‌دار هستند. رنگ سفید این بخش به خاطر وجود میلین است ستونهای بخش سفید دارای رشته‌های بدون میلین هستند. بازوهای H به نام شاخهای پشتی و شکمی نخاع خوانده می‌شوند. شاخهای پشتی را آوران یا حسی و شاخهای شکمی را وابران یا حرکتی می‌نامند.