الضغط الجوي والرياح كما يتضح من تعريف الضغط الجوي وعلاقته بالهواء فهو عمود من الهواء ومثل أي ضغط يقاس بحساب القوة المؤثرة وتقسيمها على مساحة المقطع العرضي. ، والقوة هي وزن العمود نفسه.
مكونات الضغط الجوي
- وتتكون من غازات كثيرة، ولكن أهمها النيتروجين الذي يمثل 78٪ من حجم الهواء، والأكسجين الذي يشكل 99٪ من حجم الهواء.
- أما بالنسبة لوحدة النسبة المئوية المتبقية، فهي تمثل نسبًا صغيرة جدًا من الغازات المختلفة مثل ثاني أكسيد الكربون والنيون والهيدروجين والأرجون والهيليوم والأوزون.
أنظر أيضا: الأرصاد الجوية على سطح الأرض
خصائص الضغط الجوي
- عندما نرتفع فوق سطح الأرض ممثلة بمستوى سطح البحر، ينخفض الضغط الجوي بسبب انخفاض ارتفاع عمود الهواء.
- في المناطق الحارة، وخاصة في المناطق الاستوائية، يتشكل ضغط جوي منخفض لأن الزيادة في درجة الحرارة تدفع جزيئات الهواء بعيدًا عن بعضها البعض، لذلك يتشكل جو أقل كثافة.
- في المناطق الباردة، مثل المناطق القطبية، يحدث العكس، حيث يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى تقارب جزيئات الهواء معًا، مما يؤدي إلى جو أكثر كثافة.
- أي ضغط تكون وحدته نيوتن / متر 2 أو باسكال، يتم تقسيم القوة على مساحة السطح، لكن الضغط الجوي له وحدات مشتركة، وأهمها الغلاف الجوي (atm)، وكذلك البار الذي يساوي 0.987 من الغلاف الجوي.
تاريخ قياس الضغط الجوي
- يمكن قياس الضغط الجوي على أنه كمية فيزيائية، لكن كثافة الهواء، كما رأينا، متغيرة وليست موحدة كما هو الحال في السوائل، لذلك دعونا نستخدم عمود السائل لموازنة عمود الهواء.
- استخدم العالم الإيطالي تورسيلي البارومتر، وهو عبارة عن أنبوب طوله متر بدون هواء ومملوء بالزئبق، كما توضع فوهة الأنبوب في قاع وعاء مليء بالزئبق.
- هناك بعض المعلومات التي تفيد بأن السوائل على نفس المستوى تتعرض لنفس الضغط، لذلك ينخفض عمود الزئبق إلى 76 سم ؛ لتحقيق التوازن.
- يتعرض سطح وعاء الزئبق وأي نقطة على نفس المستوى داخل الأنبوب لنفس الضغط، وعندما أحسب الضغط عند هذه النقطة، يكون الضغط الجوي عند السطح.
- يتكون فراغ في الجزء العلوي من الأنبوب يسمى فراغ Torcelli.
- حساب الضغوط = الكثافة * الارتفاع * تسارع الجاذبية، كثافة الزئبق = 13600 كجم / م 3، تسارع الجاذبية = 9.81 م / ث 2، ارتفاع الزئبق = 0.76 م.
- النتيجة النهائية هي 101325 نيوتن / م 2 أو باسكال، أي 1.013 بار، نحصل على هذه النتيجة باستخدام مقياس الزئبق.
بارومتر معدني
- جهاز قياس الضغط الجوي يتكون من حجرة معدنية ونظام رفع غرفة ميكانيكي ومؤشر وجسم أسطواني متضمن محتوياته.
- الخلية المعدنية عبارة عن أسطوانة مصنوعة من معدن مطيل، ذات سمك موحد، ملحومة بدقة ومتآكلة جزئيًا.
- أي زيادة في الضغط الجوي ناتجة عن ضغط الأسطوانة المعدنية، وأي حركة طفيفة للخلية المعدنية تتسبب في تحريك حلقات الرفع، والتي تتحكم في السهم.
- يؤدي أي نقص في الضغط الجوي إلى تمدد الخلية المعدنية.
- المقياس المعدني خفيف الوزن ويمكن أن تصبح الأسطوانة غير منتظمة بعد فترة، لذلك يجب معايرتها بانتظام.
باروغرافيا
- جهاز لقياس التغيرات في الضغط الجوي يتكون من خلية معدنية وأسطوانة دوارة ملفوفة بورق رسم بياني وقلم ورافعة.
- يتم ضغط الخلية المعدنية مع زيادة الضغط الجوي، وتقوم الرافعة بنقل حركة الخلية المعدنية إلى القلم، وبالتالي يتحرك القلم لأعلى.
- عندما ينخفض الضغط الجوي، تتوسع الخلية ويتحرك القلم لأسفل.
- في النهاية، نحصل على ورق رسم بياني يتغير فيه الضغط الجوي بمرور الوقت.
عوامل تغير الضغط الجوي
- ذكرنا سابقًا عاملين من أهم العوامل في تغيير الضغط الجوي، مثل درجة الحرارة وموقعنا فوق مستوى سطح البحر.
- هناك أيضًا رطوبة، فعندما يتحول الماء إلى بخار، يصبح الهواء رطبًا، ويكون ضغط الهواء الرطب أقل من ضغط الهواء الجاف.
- يلعب الموقع من مركز الأرض دورًا كبيرًا، فالأماكن القريبة من مركز الأرض، مثل المناطق القطبية، لها جاذبية قوية، لذلك يظهر الضغط الجوي هناك في أقوى صوره.
- تنخفض جاذبية الأرض في المناطق المدارية. نظرًا لأنه بعيد عن مركز الأرض، ينخفض الضغط الجوي معه.
العلاقة بين الضغط الجوي والرياح
- تتمثل الرياح بالحركة الأفقية للهواء من نقطة إلى أخرى نتيجة لاختلاف الضغط الجوي.
- تتحرك الرياح من نقاط الضغط الجوي المرتفع إلى نقاط الضغط المنخفض بسبب قوة تسمى تدرج الضغط.
- تتميز العلاقة بين الضغط الجوي والرياح عمومًا بتأثير كوريوليس، باستثناء خط الاستواء، وهو استثناء.
- يشير كوريوليس إلى أي تشويه ظاهر لحركة جسم ما، وهنا الريح، عندما يكون المراقب في إطار مرجعي دوار يمثله كوكب الأرض.
- نتيجة لقوة كوريوليس الخيالية، تتحرك الريح بشكل منحني، فلا تصل إلى نقاط الضغط المنخفض، بل تصل إلى الغرب إذا أتت من النصف الجنوبي، وإلى الشرق إذا أتت من النصف الجنوبي. شمال.
- قوة كوريوليس هي التي تجعل الرياح تدور في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وعكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي.
- عندما تلتقي التيارات الهوائية حول نقاط الضغط المنخفض، تتشكل حركة لولبية، تُعرف في علم الطقس بالإعصار.
- تنتج الرياح الزلزالية عن قوتين متساويتين، قوة كوريوليس وقوة تدرج الضغط، وتكون موازية لخطوط متساوية الضغط، وهي خطوط تربط نقاط ضغط متساوية.
- يتم تنفيذ المعادلة الزلزالية عند خط الاستواء.
وصف الرياح
- يتم وصف اتجاه الريح بالاتجاه الذي أتت منه، فعلى سبيل المثال، الرياح الشمالية هي رياح تأتي من الشمال وتتجه إلى الجنوب.
- تقاس سرعة الرياح بالأميال أو الكيلومترات في الساعة.
أنواع الريح الأبدية
1- الرياح المعاكسة
- تعرف في اللغة الإنجليزية باسم الريح الغربية، وهي تمتد على نصفي الكرة الأرضية الجنوبي والشمالي.
- اتجاه الرياح المعاكسة هو الجنوب الغربي والشمالي الغربي في نصف الكرة الشمالي والشمالي الغربي والغربي في نصف الكرة الجنوبي.
أنظر أيضا: ما الجهاز المستخدم لقياس الضغط الجوي؟
2- الرياح التجارية
- كان يسمى بهذا الاسم ؛ لأن التجار استخدموها لتحريك سفنهم.
3- الرياح التجارية
- وهي تهب من منطقة الضغط العالي إلى منطقة الركود الاستوائية بمتوسط سرعة من ستة عشر إلى أربعة وعشرين كيلومترًا في الساعة.
- اتجاه الرياح التجارية شمالي شرقي في نصف الكرة الشمالي والجنوب الشرقي في نصف الكرة الجنوبي.
4- رياح القطب الشمالي
- تهب من مناطق الضغط القطبي المرتفع إلى نقاط الضغط الخفيفة بالقرب من المناطق القطبية الشمالية والجنوبية.
- اتجاه الرياح القطبية شمالي شرقي وشرقي في نصف الكرة الشمالي والجنوب الشرقي والشرقي في نصف الكرة الجنوبي.
أنواع الرياح المحلية
1- رياح ميسترال
رياح شمالية باردة تهب على وادي الرون الواقع في جنوب شرق فرنسا.
2- الرياح السامة
الجو حار وعاصف، ويمكن أن تتجاوز درجة حرارته أربعة وخمسين درجة مئوية. وهي تهب على صحاري سوريا وفلسطين والأردن وكذلك شبه الجزيرة العربية.
3- رياح الخماسي
رياح جنوبية جافة تأتي من الصحراء وتحمل آلاف الأطنان من الرمال. للوصول إلى مصر والشام والجزيرة العربية.
4- الرياح الموسمية
- هناك رياح موسمية صيفية وشتوية.
- تسود الرياح الموسمية في المناطق المدارية، وأهمها جنوب وشرق آسيا.
- تهب هذه الرياح في اتجاهات متعاكسة من فصل إلى آخر، كما تنتشر عبر بحر العرب والمحيط الهندي.
- تهب من الشمال الشرقي لمدة ستة أشهر، ومن الجنوب الغربي لمدة ستة أشهر، وتجف من جهة ومبللة من الجانب الآخر.
أنواع الرياح اليومية
1- رياح نسيم البحر
ظاهرة تحدث بالقرب من الشواطئ أثناء النهار، حيث تقوم الشمس بتسخين الأرض، مما يخلق نقاط ضغط منخفضة، وتتحرك الرياح على الشاطئ.
2- نسائم الأرض
- ظاهرة تحدث ليلاً في البحيرات والبحار، حيث تبرد الأرض أسرع من الماء، وينتقل الهواء البارد من اليابسة إلى البحر بعد ارتفاع الهواء الدافئ من البحر.
أنظر أيضا: تعريف الضغط الجوي والرياح
في نهاية رحلتنا مع الضغط الجوي والرياح، استخدم الله الريح للإنسان، فاستخدمها في حركة سفنه للتجارة والصيد، وفي عصرنا الحالي استخدمها كأحد أشكال الطاقة المتجددة . ، والتي من خلالها نولد الكهرباء ونساعدنا على التقدم أكثر.