logo

logo

علم الفلك العام وعلم الفلك الراديوي وعلم الفلك الكروي | الأرصاد الجوية الملاحية

ارصاد جويه ملاحيه

Aeronautical meteorology - Météorologie aéronautique



الأرصاد الجوية الملاحية

 

 الظواهر الجوية الرئيسية

معاملات القياس الرئيسية

تقنيات الأرصاد الجوية الملاحية

آثار ظواهر الطقس على الطيران والرحلات الفضائية

 

 

 

علم الأرصاد الجوية الملاحية  aeronautical meteorology فرع من فروع علم الأرصاد الجوية، يُعنى بدراسة تأثير عوامل الطقس المختلفة في حركة المركبات الطائرة (إقلاع ومسير وهبوط)، من طائرات مدنية وعسكرية وصواريخ عادية وعابرة للقارات ومركبات فضائية، ويعتمد على مجموعة من أجهزة القياس، وعلى ملاحظات المراقبين الجوييّن، وبعض النماذج الرياضية التي تحاكي الظروف الجوية بمعونة الحاسوب.

الشكل (1): طبقات الغلاف الجوي

تتشكل معظم الظواهر الجوية في الطبقة الأولى من طبقات الغلاف الجوي التي تسمى التروبوسفير (الغلاف الجوي الأدنى)  troposphere، والتي تبلغ سماكتها قرابة خمسة عشركيلومتراً وسطياً. وقد تمتد بعض الظواهر لتتشكل في الطبقة الثانية المسماة الستراتوسفير (الغلاف الجوي الطبقي stratosphere ، وتراوح سماكتها بين 50كم و 90كم، كما هو مبيّن في الشكل (1).

تشمل عملية الرصد الجوي كلاً من القياس، والرصد، وتحليل المعطيات الناتجة وتصنيفها، وفهم مدلولاتها وارتباطها، ورسم الخرائط المعبِّرة عنها.

الظواهر الجوية الرئيسية

تشمل الظواهر المتعلقة بالطقس، والتي تؤثرفي حركة الملاحة الجوية: الدوامات الهوائية، والزوابع، والأعاصير الاستوائية، والعواصف الرملية والغبارية، والعواصف الرعدية، ومختلف أنواع السحب كما هو مبيّن في الشكل (2)، والهطل الغزير، والتيارات الهوائية السطحية، ورياح القص المنخفضة، والارتفاع، والضباب، والرماد البركاني. وتحدث هذه الظواهر على مساحات تمتد عدة كيلومترات أفقياً، ونحو كيلومتر واحد عمودياً، ويستمر تأثيرها من بضع دقائق إلى عدة ساعات، وقد يمتد إلى عدة أيام.

تتسبب بعض هذه الظواهر بانخفاض في فعالية حركة الطيران الجوية، حيث تُلغى  بعض الرحلات أو تؤخّر، أو يُغيَّر مسارها، وهذا ما يؤدي إلى زيادة تكاليف التشغيل، وزيادة الأعباء على المطارات وشركات الطيران، وتعطيل مصالح المسافرين. كما تتسبب بعض الظواهر بشعور المسافرين بعدم الراحة في أثناء مرور الطائرات بالمطبّات الجوية والدوّامات الهوائية. وقد ينجم عن بعضها الآخر - مثل الجليد والثلج - مخاطر جسيمة قد تتسبب بجنوح الطائرات أو تحطمها. ومن الظواهر المهمة أيضاً الانبعاثات الشمسية، وهي انفجارات على سطح الشمس تختلف في قوتها وفي الطاقة المحملة بها، وقد تتسبب بتشويش على الاتصالات اللاسلكية أو حتى انقطاعها، ويؤثر ذلك في المنظومات الملاحية للطائرات والمركبات الفضائية وتواصلها مع المحطات الأرضية.

الشكل (2): أنواع السحب

معاملات القياس الرئيسية

1-  درجة حرارة الغلاف الجوي: تُعدّ درجة حرارة الغلاف الجوي  atmospheric temperature من أهم معاملات القياس، لأنها تؤثر تأثيراً كبيراً في الظواهر المناخية، إذ يتسبب اختلاف الحرارة على سطح الأرض من مكان إلى آخر باختلاف توزع الضغط الجوي الذي يتحكم في هبوب الرياح وما يرتبط بها من حركة السحاب وسقوط الأمطار أو الثلوج. وتنخفض درجة حرارة الجو بازدياد الارتفاع عن سطح الأرض، وتُقاس درجة حرارة الغلاف الجوي بوساطة مقياس الحرارة  thermometer. وتُسجَّل قيمتها اللحظية، وتُقارن بتغيرات الحرارة السنوية والشهرية، ورصد أعلى قيمة لها وأدناها.

2-  الضغط الجوي: يُقاس الضغط الجوي  atmospheric pressure وتُرسم خرائط لتوزعه بدقة؛ نظراً لأثره البالغ في حركة الطيران. ينخفض الضغط الجوي بازدياد الارتفاع عن سطح الأرض، بسبب خفة وزن الغازات فى طبقات الجو العليا. ويُقاس منسوباً إلى قيمته عند مستوى سطح البحر، بوساطة مقياس الضغط الجوي  barometer، وتُؤخذ قيمته اللحظية إضافةً إلى التغيرات الحاصلة في أثناء مدة محددة.

3-  الرطوبة النوعية: يُقصد بالرطوبة النوعية specific humidity  كمية بخار الماء المتوفر في الجو، ولا تخلو طبقات الغلاف الجوي السفلى من بخار الماء في أي حال من أحوال الطقس. فإذا زاد بخار الماء في الهواء صار كثير الرطوبة، وإذا قَل صار جافاً. وتقاس درجة رطوبة الجو وقيمتها اللحظية وتغيراتها بجهاز قياس الرطوبة النسبية (المِرْطاب)  hygrometer.

4 - درجة الندى: درجة الندى   dew pointهي درجة الحرارة التي يحصل عندها إشباع الهواء ببخار الماء، أو درجة الحرارة التي تبدأ عندها رطوبة الهواء بالتكثف، وتقاس درجة الندى بمقياس درجة الحرارة.

5-  الرياح: وهي تيارات هوائية تتحرك مندفعة من جهة إلى أخرى فوق سطح الكرة الأرضية بسبب وجود مناطق ذات ضغط مرتفع مجاورة لمناطق ذات ضغط منخفض.  يتحرك الهواء الثقيل الوزن من منطقة الضغط المرتفع نحو منطقة الضغط المنخفض ليملأها حتى يتساوى الضغط في المنطقتين. وتقاس سرعة الرياح وتغيراتها بوساطة مقياس سرعة الريح (المرياح) anemometer ، كما يمكن معرفة اتجاه هبوب الرياح بوساطة دوَّارة الرياح wind vane.

6-   جليد السحب: تتكاثف ذرات بخار الماء الموجودة في الهواء عند انخفاض درجة الحرارة في طبقات الجو العليا حيث تشكل ذرات صغيرة من الماء، ولا تلبث هذه الأعداد الكبيرة من الذرات أن تشكل السحب التي تُشاهد في السماء. تختلف ارتفاعات السحب تبعاً لدرجة الحرارة، والضغط الجوي، وكمية بخار الماء المتوفر في الجو. وتتشكل بلورات الثلج أو ما يسمى بجليد السحب cloud ice في السحب التي تكون درجة حرارتها أقل من الصفر المئوي، وهذا ما يؤدي إلى مخاطر جسيمة على الطائرات. يُحدَّد نوع السحب وارتفاعاتها وسرعة حركتها بوساطة رادارات الطقس الأرضية، إضافةً إلى صور السواتل satellites والرصد البشري.

7 - المدى البصري  :optical range وهو أقصى مسافة يمكن كشفها بالبصر، وتعتمد أساساً على شفافية الجو، لذلك يتأثر كثيراً بالضباب وعواصف الغبار والرمل.

تقنيات الأرصاد الجوية الملاحية

تعتمد دراسة الأرصاد الجوية الحديثة على الحواسيب التي تقوم بجمع البيانات من مختلف مصادر الرصد الجوي البرية والبحرية والجوية، وتحليلها. ومن أهم مصادر الرصد:

 -1المحطات التي تقيس معاملات الطقس على مستوى سطح الأرض، وتستخدم أجهزة القياس المختلفة، الثابتة منها والمحمولة، المركّبة في مناطق الرصد على اليابسة أو على متن السفن في البحر.

ثمة عدة أنواع من هذه المحطات منها:

أ- محطات رصد بسيطة تُثبت على عمود حامل لقياس معاملات الطقس الأساسية مثل الحرارة والرطوبة وسرعة الرياح وكميات الهطل.

ب- محطات رصد تُنصب في المناطق غير المأهولة مثل قمم الجبال أو الصحراء أو المناطق القطبية، ولهذه المحطات مواصفات خاصة لضمان تحمُّلها للظروف الجوية القاسية. تؤمّن هذه المحطات المعلومات المطلوبة وتُرسلها لاسلكياً إلى مراكز الرصد التي تقوم بجمع البيانات المستقبَلة وتحليلها.

جـ- محطات رصد ثابتة مؤتمتة تشتمل على تجهيزات متكاملة لقياس المعاملات المطلوبة.

2- المحطات التي تقيس المعاملات في طبقات الجو العليا، وتَستخدم أجهزة الرصد الجوي المحمولة على الطائرات أو المناطيد (البالونات) الحاوية على الهدروجين والمزوَّدة بأجهزة تحديد الموقع الشامل  global positioning system (GPS)  ومعدات القياس اللازمة لرصد معاملات الطقس في مختلف طبقات الجو. ويمكن لهذه المناطيد الوصول إلى ارتفاع 40 كم، وتقوم ببث معطيات الرصد لاسلكياً إلى مراكز الرصد الجوي الأرضية. كما يمكن الاستفادة من المعطيات التي تقدّمها سواتل الطقس الثابتة جغرافياً بالنسبة إلى الأرض أو ذات المدار القطبي، والتي تتضمن صوراً ملتقطة بوساطة الأشعة الضوئية المرئية، والأشعة تحت الحمراء، والأشعة المِكروية، إضافةً إلى رادارات الطقس الأرضية الموزّعة في مختلف المناطق.

يجري في مراكز الرصد الجوي تحصيل المعطيات وجمعها من مختلف محطات الرصد المتوفرة، بهدف مساعدة الطيارين على الإقلاع والهبوط، وتحديد المسارات الآمنة للطيران، وتُبث هذه المعلومات لاسلكياً باستمرار، كما تتوفر على الإنترنت.

آثار ظواهر الطقس على الطيران والرحلات الفضائية

لعناصر الطقس تأثير كبير ومباشر على حركة الطيران، فمنها ما يؤثر في المركبات الجوية وهي على الأرض، ومنها ما يؤثر فيها في أثناء التحليق، ومن هذه الآثار:

  - تأخير الرحلات الجوية أو إلغاؤها نتيجة انخفاض مدى الرؤية، أوانخفاض سقف السحب، أو تَشَكُل الجليد على المدرجات أو أجنحة الطائرات.

  - زيادة تكلفة الرحلات الجوية؛ وذلك بسبب تأخير الرحلات أو تغيير وجهاتها، وفي بعض الأحوال الجوية ينخفض مردود محرّكات الأجسام الطائرة، وهذا ما يؤدي إلى زيادة استهلاك الوقود، وزيادة الغازات المنبعثة الناتجة من محرّكات الطائرات، ومن ثَمَّ يؤثر سلباً في البيئة.

  - شعور المسافرين بعدم الراحة نتيجة تعرض الطائرة لبعض الظواهر الجوية خلال مسارها، (تغيّر بالضغط، أو مطبّات جوية أو عواصف رعدية وبرقية). ويتسبب تحويل وجهة الطائرات من مطار إلى آخر أيضاً بتأخير وصول المسافرين إلى وجهاتهم.

تتسبب الأحوال الجوية بظواهرها المختلفة بالكثير من حوادث الطيران بنسب مختلفة، إذ تؤدي إلى فقدان السيطرة على المركبات الجوية وإمكان جنوحها أو تحطمها.

 

محمد زيواني

 

 

مراجع للاستزادة:

-S. Ackerman and J. Knox, Meteorology, Jones & Bartlett Publishers, 2011.

-P. F. Lester, Turbulence:A New Perspective for Pilots, Jeppesen Sanderson, 1994.

- G. F. Taylor, Aeronautical Meteorology, Kessinger Publishing, 2010.

 




التصنيف : علم الفلك العام وعلم الفلك الراديوي وعلم الفلك الكروي
النوع : علم الفلك العام وعلم الفلك الراديوي وعلم الفلك الكروي
المجلد: المجلد الأول
رقم الصفحة ضمن المجلد : 564
مستقل

البحوث الأكثر قراءة

للحصول على اخبار الموسوعة

عدد الزوار حاليا : 11
الكل : 2795945
اليوم : 437

الأرض الصنعية

 الأرض الصُّنعية استصلاح الأراضي الرطبة الجزر الصُّنعية نماذج من الأرض الصُّنعية في العالم  الآثار المترتبة على إنشاء الأراضي الصُّنعية الأرض الصُّنعية  artificial land أو الاصطناعية هي أراضٍ جديدة تظهر إثر عمليات تجفيف أو ردم المياه الداخلية أو الساحلية وتحويلها إلى استعمالات بديلة. وتنشأ إما على حساب مياه البحار وإما الأنهار وإما البحيرات، وتمثل أجزاء كبيرة من مناطق العالم؛ حيث جففت أو ردمت أجزاء من شواطئ هولندا وإيرلندا، ونيو أورليانز وسان فرانسيسكو الأمريكيتين، والكيب في جنوب إفريقيا، ومومباي الهندية، ومنطقة وسط بيروت. وتشكل الأراضي الصُّنعية...

المزيد »

المجلدات الصادرة عن موسوعة التقانة :