amirr89 ( تعداد مطالب : 38737 ) ( تعداد نظرات : 5230 )
تروپوپوز منطقه مرزی میان تروپوسفر و استراتوسفر است.
تروپوپوز مرز ثابتی نیست ولو اینکه تغییر دمای ویژه آن صفر است.
زمان آخرین مطلب این کاربر: 1979روز قبل
شنبه 6/7/1392 - 11:38
amirr89 ( تعداد مطالب : 38737 ) ( تعداد نظرات : 5230 )
تروپوسفر TroPosPhere

دید کلی

هوای بالای سطح زمین جو نام دارد و ارتفاع آن در حد هزار کیلومتر تخمین زده شده است. تقسیم بندی لایه‌های جوی بنابر واکنشهای شیمیایی ، فیزیکی ، یونش ، دما و ... صورت می‌گیرد. اما تقسیمات براساس میانگین تغییرات دما نسبت به ارتفاع ، طبق تصمیم سازمان هواشناسی جهان تسریع می‌شود. تروپوسفر یکی از لایه‌های جوی بنابر تقسیمات عمودی جوی است. در اینجا می‌خواهیم درباره این لایه و پارامترهای موجود در آن صحبت کنیم.

تقسیم بندی لایه‌های جوی

اکثر پدیده‌های جوی که در زندگی روزانه ، انسان نقش عمده‌ای دارند، بیشتر اوقات در طبقه پایین جو یعنی تروپوسفر اتفاق می‌افتد. ارتفاع تروپروسفر بین 7 تا 18 کیلومتر متغیر است. این ارتفاع در استوا به 18 کیلومتر و در قطبین به 7 الی 8 کیلومتر می‌رسد. تروپوسفر لایه متغیر هواست و به ندرت در مدت طولانی قسمت آرامی در آن یافت می‌شود. تمام اتفاقات جوی مانند باران ، برف ، تکرگ ، رعد و برق ، چاههای هوایی و امثال اینها در تروپوسفر رخ می‌دهد.



img/daneshnameh_up/3/3b/atmos.gif

تقسیمات عمودی جو

  1. تروپوسفر
  2. استراتوسفر
  3. مزوسفر
  4. ترموسفر
  5. اگزوسفر

تروپوباز

مرز تروپوسفر و استراتوسفر و استراتوپاز ، مرز مشترک استراتوسفر و مزوسفر است. همچنین مرز باز مرز بین مزوسفر ترموسفر می‌باشد. نوع دیگری از تقسیم بندی لایه‌های جوی وجود دارد که طی آن ارتفاع بالاتر از 60 کیلومتری را یونسفر می‌نامند، چون دارای ذرات باردار است.

لیپس ریت (Lapsrade)

هر چه از سطح زمین بالاتر می‌رویم هوا سردتر می‌شود، زیرا از تعداد مولکولهای هوا کاسته می‌شود. در لایه تروپوسفر معمولا دما نسبت به ارتفاع کاهش می‌یابد. کاهش دما نسبت به ارتفاع را لیپس ریت گویند. بطور متوسط کاهش درجه حرارت نسبت به ارتفاع در طبقات پایین جو ، 6 درجه سانتیگراد در هر کیلومتر است که آنرا گرادیان قائم دما با لیپس ریت گویند.


δ = ∆t/∆z

اینورژن (Inuersion)

گاهی دما نسبت به ارتفاع در این لایه افزایش می‌یابد که عکس لیپس ریت می‌باشد. این حالت استثنایی را در هواشناسی اینورژن می‌گویند. در حالت کلی بر طبق قوانین فیزیک در یک سیستم پایدار چون هوای سرد پایین و هوای گرم بالاتر می‌گیرد (هوای گرم سبکتر است). می‌دانیم که گرم بودن هوا در شب به علت تابش شبانه زمین است. در اوایل صبح هنگامی که زمین بیشتر گرمای خود را از دست داده و آنرا به لایه‌های هوای بالای آن داده ، هوای گرم بالا رفته و هوای سرد جای آنرا گرفته است و زمین هم دیگر انرژی گرمایی کافی برای گرم کردن بسته هوای سرد که اکنون روی آن مستقر است را ندارد تا بتواند آن را آنقدر گرم کند که از بسته هوای بالایی بالاتر برود.


img/daneshnameh_up/1/12/_ggttqq_cloud_tops_2_small.jpg




پس یک سیستم پایدار بصورت یک بسته هوای سرد که یک بسته هوای گرم روی آن وجود دارد، موجود است. این حالت پایدار را پدیده اینورژن گویند. وجود این حالت در صبحگاه می‌تواند خطر آفرین باشد. چون دود حاصل از کارخانجات ، که بوسیله جابجایی لایه‌های جوی از زمین دور می‌شود، در این سیستم پایدار قرار می‌گیرد و نمی‌تواند از زمین دور شود و می‌تواند باعث ایجاد اختلالات تنفسی شود. البته این سیستم با تابش پرتوهای خورشید از بین می‌رود.

ترکیبات هوا در تروپوسفر

ازت ، اکسیژن ، ازن ، گاز کربنیک ، هیدروژن و گازهای نادر ترکیبات هوا در تروپوسفر را تشکیل می‌دهند که در جدول زیر درصد آن بدون آلودگی ، وزن مولکولی و ثابت گاز را در تروپوسفر نشان می‌دهد.


گازهای اتمسفر درصد وزن مولکولی ثابت گازها
ازت 78.09 28.016 296.74
اکسیژن 20.95 32.0 259.81
گاز کربنیک 2.02 44.01 188.9
آرگن 0.93 39.994 208.13
ازن 6-10
هیدروژن 5-10×5
گازهای نادر بقیه

ازت

گاز ازت اصولا بصورت مولکولی است. تجزیه مولکولهای ازت مشکل است و تا ارتفاع 500 کیلومتری غلظت ازت اتمی (N) خیلی کم است. در جو از ترکیبات ازت دار مانند دی اکسید ازت NO2 که در اثر آتشفشانی ، آتش سوزی ، دود کارخانجات و نظایر اینها وجود دارد که در اثر تجزیه ، تولید ازن می‌کند.

اکسیژن

گاز اکسیژن توسط اشعه‌های فرابنفش خورشیدی تجزیه می‌شود. غلظت اکسیژن مولکولی با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد، در حالی که اکسیزن اتمی (O) نسبت به ارتفاع افزایش می‌یابد. به همین ترتیب میزان مولکول اکسیژن در تروپوسفر از سایر لایه‌های جوی بیشتر است، در ارتفاع 130 کیلومتری دو سوم اکسیژن موجود در آن ارتفاع بصورت اتمی است و در ارتفاع 500 کیلومتری مقادیر ناچیزی از اکسیژن مولکولی باقی مانده است. اکسیژن اتمی منبع تولید ازن است.

گاز کربنیک CO2

مقدار گاز کربنیک در حالت طبیعی در تروپورسفر 0.03 درصد است، ولی امروزه به دلیل گسترش صنایع مقادیر آن رو به افزایش است. گاز کربنیک تابش خورشیدی را جذب کرده و تجزیه می‌شود. طول موج اشعه‌ای که باعث تجزیه گاز کربنیک می‌شود زیر 0.169 میکرون بوده و این گستره موجی توسط اکسیژن (O2) نیز جذب می‌شود و از تجزیه گاز کربنیک محافظت می‌کند. بدین ترتیب در ارتفاع 90 کیلومتری عمل فتوشیمیایی بر روی گاز کربنیک کم است. گاز کربنیک در تعادل حرارتی زمین و جو نقش بسیار مهمی دارد و تابشهای خروجی را در طول موج معین جذب و از کاهش حرارت جلوگیری می‌کند. این گاز جز آلوده کننده‌های جو به شمار می‌رود و بر اثر آشفتگیهای جوی آمیخته می‌شود. منابع تولید آن تنفس انسان ، حیوان ، احتراق ، آتشفشان و صنایع است.

ازن

اندازه گیریها نشان می‌دهند که حداکثر مقدار ازن در حدود 25 کیلومتری است و توزیع آن بطور عمومی یکسان نیست. از ارتفاع مذکور ، هر چه به طرف بالا و یا پایین برویم از مقدار آن کاسته می‌شود، بطوری که در حدود 70 کیلومتری به کمترین مقدار خود می‌رسد. در اثر تجزیه اکسیژن ، گاز کربنیک و دی اکسید ازت بوسیله تابش فرابنفش خورشیدی و در طول موج معین ، اکسیژن اتمی تولید می‌شود. آمیزش اکسیژن اتمی و اکسیژن مولکولی در حضور یک ذره سوم موجب تولید ازن می‌شود.


O2 → O + O

O2 + 0 → O3

واکنشهای فوق در ارتفاع 25 کیلومتری بهتر و بیشتر انجام می‌پذیرد. به دلیل اینکه چگالی هوا چنان است که مقدار زیادی اکسیژن اتمی وجود دارد.
ازن از نظر زیستی نقش مهمی بازی می‌کند، چون ازن تابش فرابنفش خورشیدی را جذب کرده، تجزیه می‌شود و از رسیدن بیش از حد تابش فرابنفش به زمین جلوگیری می‌کند.


O3 → O2 + O + E

اگر مقدار ازن از 10 - 6 درصد تجاوز کند، فرابنفش بیشتری را جذب می‌کند و این باعث ایجاد عارضه کاهش ویتامین D در بدن جانداران (ایجاد بیماری راشیتیسم) است.

بخار آب (H2O)

در جو هوا کاملا خشک نیست. اگر چه بر روی بیابانها و عرضهای جغرافیایی بالا نسبتا خشک باشد. در هر حال همیشه بخار آب همراه هوای خشک وجود دارد. تبخیر آب از اقیانوسها ، دریاها (آبهای خارجی) و آبهای داخلی نظیر زمین و گیاهان منبع بخار آب ، ابرها و بارندگیها است. بخار آب به نسبتهای متغیری در جو وجود دارد و تا حدود چهار درصد است و هر قدر ارتفاع بلندتر باشد، از مقدار آن کاسته می‌شود.
زمان آخرین مطلب این کاربر: 1979روز قبل
شنبه 6/7/1392 - 11:37
amirr89 ( تعداد مطالب : 38737 ) ( تعداد نظرات : 5230 )
شرایط موجود در در این لایه نیز حاکم است؛ بدین معنی که گازها در این لایه همچنان قابلیت هدایت الکتریکی خود را حفظ می کنند. سرعت ذرات در این لایه بسیار زیاد است و در مواردی به 2/11 کیلومتر در ثانیه می رسد.
اگزوسفر لایه گذار جو به فضای کیهانی به شمار می آید که بخش فوقانی آن را در ارتفاع بیش از سه هزار کیلومتری از سطح زمین برآورد کرده اند.
زمان آخرین مطلب این کاربر: 1979روز قبل
شنبه 6/7/1392 - 11:37
amirr89 ( تعداد مطالب : 38737 ) ( تعداد نظرات : 5230 )



ساختار اتمسفر

بطور خلاصه می‌توان گفت که جو از چهار لایه کاملا مشخص تروپوسفر ، استراتوسفر ، مزوسفر و ترموسفر تشکیل شده است. محفظه گازی اطراف زمین خود به چندین لایه متفاوت تقسیم می‌شود. حد بالای اتمسفر یعنی جایی که گازها به درون فضا راه پیدا می‌کنند، یکهزار کیلومتر بالاتر از سطح دریا است. بیش از 90 درصد حجم نهایی اتمسفر در 40 کیلومتر ابتدایی این ارتفاع یکهزار کیلومتری قرار دارد. لایه‌های اتمسفر با توجه به شرایط شیمیایی به پنج قسمت تقسیم می‌شوند که تفاوتهای اساسی در دما دارند:



تصویر

تروپوسفر

تروپوسفر نزدیکترین لایه اتمسفری به زمین بوده و بیشترین درصد حجم کلی اتمسفر را در خود جای داده است. ویژگی بارز این لایه غلظت هوای آن است. در این لایه به ازای هر کیلومتر ارتفاع ، دمای هوا 6درجه سلسیوس تغییر می‌کند. با افزایش ارتفاع ، دما و حجم بخار آب بشدت کاهش می‌یابد. بخار آب نقش بسیار مهمی در کنترل دما دارد، چون انرژی خورشیدی و پرتو افکنیهای گرمایی سطح سیاره را جذب می‌کند. تروپوسفر 99 درصد بخار آب موجود در اتمسفر را در خود جای داده است.

غلظت بخار آب با توجه به عرض جغرافیایی هم تغییر می‌کند. روی مدارهای اصلی غلیظتر و روی قطبها غلظتشان بیشتر می‌شود. تمام پدیده‌های آب و هوایی در این منطقه صورت می‌گیرند. تروپوسفر به معنای منطقه ترکیب شدن است و دلیل آن وجود بادهای شدیدی است که درهم می‌پیچند. حد بالای این لایه از 8 کیلومتر در عرضهای بالایی و تا 18کیلومتر روی استوا متغیر است. این مرز با تغییر فصلها تغییر می‌کند، به گونه‌ای که در تابستان در بلندترین حالت است و در زمستان در کوتاهترین. منطقه بسیار باریکی به نام تروپوپاس نقش حایل بین تروپوسفر و لایه بالایی را بازی می‌کند. نکته جالب اینجاست که با وجود افزایش ارتفاع در تروپوپاس دما همچنان ثابت می‌ماند.

استراتوسفر

بالای لایه تروپوسفر ، استراتوسفر قرار دارد؛ جایی که جریان هوا بیشتر افقی است. لایه اوزون نازکی که در بالای منطقه استراتوسفر قرار دارد، مقادیر بسیار زیادی اوزون در خود دارد. همانطور که اشاره شد، اوزون حالت خاصی از اکسیژن است. وظیفه اصلی این لایه این است که اشعه مادون قرمز خورشید را جذب کند. درحال حاضر انسانها با فعالیتهای مخرب خود از قبیل تولید بیش از حد فلوئورو کربنها باعث تخریب بخشهایی از لایه اوزون شده‌اند.

مزوسفر

مزوسفر تقریبا از 50 کیلومتری سطح زمین شروع می‌شود و در 80 کیلومتری به پایان می‌رسد. مشخصه ویژه این لایه اتمسفری کاهش بسیار شدید دما در آن است. غلظت اوزون و بخار آب در این منطقه بسیار ناچیز است و به همین علت دمای هوا در این لایه بسیار کمتر از تروپوسفر و استراتوسفر است. با افزایش فاصله از سطح زمین ، ترکیب شیمیایی هوا شدیدا به ارتفاع وابسته شده و اتمسفر سرشار از گازهای سبک می‌شود.

ترموسفر

ترموسفر بالاتر از مزوسفر قرار دارد. منطقه‌ای به نام فروسپاس بین ترموسفر و مزوسفر حائل است. دما در این لایه با افزایش ارتفاع ، بالا می‌رود. این افزایش دما به دلیل جذب پرتوافکنیهای شدید خورشیدی است که توسط میزان بسیار کم و محدود مولکولهای اکسیژن انجام می‌گیرد. در ارتفاع 100 تا۲۰۰ کیلومتری هنوز هم عناصر اصلی اتمسفر نیتروژن و اکسیژن هستند.

اگزوسفر

اگزوسفر دورترین لایه اتمسفری از سطح زمین است. شاید حد بالای این لایه به ارتفاع۹۶۰ تایکهزار کیلومتر برسد. به هر حال نمی‌توان برای آن حد معینی تعیین کرد. اگزوسفر فضای انتقالی بین اتمسفر زمین و فضای بین سیاره‌ای محسوب می‌شود.

تغییرات دمایی

دماهای زیاد نزدیک سطح زمین ، در مجاورت استراتوپوز و ناحیه ترموسفر دیده می‌شود. این زیاد بودن دما به تابش خورشید و جذب آن مربوط است. بیشتر تابش خورشیدی توسط سطح زمین جذب می‌شود. بنابراین تروپوسفر از ناحیه زیرین شروع به گرم شدن می‌کند. تغییرات دما از سطح زمین با افزایش ارتفاع ، کاهش می‌یابد و این بدین سبب است که از منبع گرمایی که سطح زمین می‌باشد دور می‌شویم. برعکس تروپوسفر ناحیه گرمایی استراتوسفر در بالای آن قرار دارد و اینجا همان نقطهای است ‌که در آن شکل گیری اوزون و تجزیه ملوکولهای اکسیژن صورت می‌گیرد و در اثر این واکنش گرما ایجاد می‌شود.

با نزدیک شدن به این بخش چون به منبع گرمایی نزدیک می‌شویم، تغییرات دما با افزایش ارتفاع افزایش می‌یابد.در بخش بالاتر ، مزوسفر قرار دارد که در اینجا چگالی مولکولی کم می‌شود و با افزایش ارتفاع به دلیل دور شدن از استراتوسفر که منبع گرمایی می‌باشد، دما به شدت نزول می‌کند تا بخش بالاتر که ترموسفر نامیده می‌شود. از اینجا به بعد دما باز هم افزایش می‌یابد و توجیه آن خروج از حیطه زمین و کاسته شدن اثرات حرارتی آن و نزدیک شدن به منبع اصلی گرما در منظومه شمسی می‌باشد. از اینجا به بعد تغییرات دما سیر صعودی دارد.

دما و لایه‌های جوی

دمای جو زمین همراه با ارتفاع تغییر می کند؛ رابطه ریاضی بین دما وارتفاع مابین لایه های مختلف جومتغیر است:


  • تراپوسفر ، 0 - 7.17 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع کم می‌شود.
  • استراتوسفر ، 7.17 - 50 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود.
  • مزوسفر ، 50 - 80.85 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع کم می‌شود.
  • ترموسفر ، 8.85 - +640 کیلومتر دما با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود.
  • اگزوسفر

مرزهای بین این مناطق تروپوپوز ، استراتوپوز و مزوپوز نامگذاری شده‌اند. میانگین دمای جو در سطح زمین 14 درجه سانتیگراد است.

لایه استراتوپوز

استراتوپوز لایه‌ای از جو زمین است که مرز بین استراتوسفر و مزوسفر نیز می‌باشد. در استراتوسفر دما به همراه ارتفاع افزایش می‌یابد و استراتوپوز بخشی است که بیشترین دما را دارد. این مسئله تنها در اتمسفر زمین رخ نمی‌دهد بلکه در سیارات دیگری که دارای اتمسفر هستند نیز رخ می‌دهد. بر روی زمین عموما معتقدند که استراتوپوز در ارتفاع 50 کیلومتری واقع شده است. فشار اتمسفری حدود یک هزارم فشار در سطح دریاست.
زمان آخرین مطلب این کاربر: 1979روز قبل
شنبه 6/7/1392 - 11:37
amirr89 ( تعداد مطالب : 38737 ) ( تعداد نظرات : 5230 )
استراتوسفر لایه ای از جو زمین است که در بالای لایه تراپوسفر قرار دارد.

استراتوسفر در بالای تراپوسفر ودرست در زیر مزوسفر قرار دارد.در داخل این لایه دما با افزایش ارتفاع افزایش می یابد که بالا ترین منطقه آن دمایی در حدود 270 درجه کلوین دارد.

استراتوسفر ناحیه ای است که فعالیتهای شدیدی از جمله فعالیتهای تشعشعی، دینامیکی و فرآیندهای شیمیایی در آن رخ می دهد. آمیزش افقی ترکیبات گازی بیشتر و سریعتر از آمیزش عمودی آنهاست.
استراتوسفر به خاطر جذب اشعه فرابنفش خورشید توسط لایه اوزون گرمتر از قسمت بالایی تراپوسفر است.
زمان آخرین مطلب این کاربر: 1979روز قبل
شنبه 6/7/1392 - 11:36
amirr89 ( تعداد مطالب : 38737 ) ( تعداد نظرات : 5230 )

مقدمه

تاریخچه زمین تنها مطالب بسیار اندکی قبل از یک بیلیون سال پیش می‌داند، ولی پیرو یک رشته حوادث محتمل ارائه می‌شود. این نظریه از یک منطقه فعال پژوهشی به جا مانده است. اتمسفر امروزی گاهی به عنوان سومین اتمسفر شناخته می‌شود. چنانکه ترکیب شیمیایی از دو ترکیب قابل ملاحظه شیمیایی تشخیص داده شده است. اتمسفر اصلی مقدمتا از هلیوم و هیدروژن تشکیل شده بود و گرما آنرا از هم پاشاند.



تصویر




حدود 3.5 بیلیون سال پیش سطح زمین به اندازه‌ای سرد شد که پوسته آن شکل گرفت، به شدت بوسیله آتشفشانهایی که بخار ، دی اکسید کربن و بخار آمونیاک آزاد می‌کردند محصور شد. این باعث بوجود آمدن اتمسفر دومی شد که مقدمتا شامل دی اکسید کربن و بخار آب و همراه مقداری نیتروژن و بدون اکسیژن می‌شد. دومین اتمسفر به عنوان اتمسفر رایج 100 برابر اولین اتمسفر گاز داشت. بطور کلی این باور وجود دارد که پدیده گلخانه‌ای با بالا رفتن مقدار دی اکسید کربن باعث نگهداری زمین از یخ زدگی می‌شود.

در طول چند بیلیون سال بعد بخار آب از طریق متراکم شدن باعث بوجود آمدن باران و اقیانوسها شد که شروع به حل کردن دی اکسید کربن کرد. حدود 50% از دی اکسید کربن جذب اقیانوسها می‌شدند. فوتوسنتز گیاهان باعث باز شدن و تبدیل شدن دی اکسید کربن به اکسیژن می‌شد. بیشتر اوقات کربن زیادی در سوختهای فسیلی ، سنگهای رسوبی و پوست حیوانات محبوس است. چنانکه اکسیژن آزاد شده برای تشکیل نیتروژن با آمونیاک واکنش می‌دهد؛ افزون بر این باکتری می‌تواند آمونیاک را به نیتروژن تبدیل کند.

به نظر می‌رسد بیشتر گیاهان مهمترین عامل افزایش میزان اکسیژن هستند. در ابتدا با عنصرهای مهمی از جمله آهن ترکیب شده ، ولی سرانجام باعث انباشته شدن اکسیژن در جو و همچنین پیشرفت این نظریه شد. همراه با ظهور لایه اوزون موجودات مختلف از اشعه فرابنفش بهتر محافظت می‌شدند. این اتمسفر نیتروژن _اکسیژن سومین اتمسفر به حساب می‌آید.

دید کلی

جو زمین لایه‌ای از گازها است که که زمین را احاطه کرده‌اند که این گازها بوسیله جاذبه زمین نگهداشته شده‌اند. جو زمین شامل نیتروژن (78.1%) و اکسیژن (20.9%) همراه مقدار کمی از آرگون (0.9%) ، دی اکسید کربن (متغیر، ولی حدود 0.035%) ، بخار آب و دیگر گازها می‌شود. جو زمین موجودات روی زمین را از طریق جذب اشعه فرابنفش خورشید و کم کردن دمای بالای بین روز و شب محافظت می‌کند.

مرز دقیقی بین لایه‌های مختلف جو وجود ندارد، ولی جو به سرعت با افزایش ارتفاع رقیق می‌شود و هیچ مرز مشخصی بین جو و فضای خارج از جو وجود ندارد. 75% از جو زمین تا ارتفاع 11 کیلومتر از سطح سیاره وجود دارد. در ایالات متحده کسانی که به بالای 50 مایل (80 کیلومتر) سفر کنند فضانورد شناخته می‌شوند. ارتفاع 400000 پا (75 مایل یا 120 کیلومتر) جایی است که تأثیر قابل توجهی هنگام ورود به آن می‌گذارد. همچنین ارتفاع 100 کیلومتری یا 62 مایلی به عنوان مرز بین اتمسفر و فضا بطور مکرر استفاده می‌شود.

دما و لایه‌های جوی

دمای جو زمین همراه با ارتفاع تغییر می‌کند؛ رابطه ریاضی بین دما و ارتفاع مابین لایه‌های مختلف جو متغیر است:


  • تراپوسفر ، 0- 7.17 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع کم می‌شود.
  • استراتوسفر ، 7.17 - 50 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود.
  • مزوسفر ، 50 – 80.85 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع کم می‌شود.
  • ترموسفر ، 80.85 - + 640 کیلومتر دما با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود.
  • اگزوسفر

    مرزهای بین این مناطق تروپوپوز ، استراتوپوز و مزوپوز نامگذاری شده‌اند. میانگین دمای جو در سطح زمین 14 درجه سانتیگراد است.



تصویر




فشار

فشار جو نتیجه مستقیمی از وزن هواست. این به این معنی است که به همراه مکان و زمان تغییر می‌کند چون مقدار (و وزن) هوای بالای زمین به همراه مکان و زمان تغییر می‌کند. فشار جوی در اتفاع حدود 5 کیلومتری تقریبا به اندازه 50% سقوط می‌کند. میانگین فشار جو در سطح دریا حدود 101.3 کیلو پاسکال است. (حدود 14.7 پوند بر اینچ مربع)

جرم و جرم حجمی

جرم حجمی هوا در سطح دریا حدود 1.2 کیلو گرم بر متر مکعب است. این جرم حجمی با افزایش ارتفاع کم و به همین صورت فشار آن کاهش می‌یابد. مجموع جرم جو زمین در حدود 5.1 × 1018 کیلوگرم است که بخش بسیار ناچیزی از کل جرم زمین را تشکیل می‌دهد. جرم حجمی فشار جو زمین با افزایش ارتفاع تغییر می‌کنند. این تغییر تقریبا می‌تواند نمونه کاربردی Barometric formula باشد.

مناطق مختلف جوی

مناطق جوی به چند طریق نامگذاری می‌شوند:


  • یونوسفر: منطقه‌ای که شامل یونها می‌شود: تقریبا مزوسفر و ترموسفر تا حدود 550 کیلومتر.
  • اگزوسفر: بالای یونوسفر ، جایی که جو به طرف فضا رقیق می‌شود.
  • لایه اوزون: یا اوزونوسفر ، حدود 10 - 50 کیلومتری جایی که اوزون استراتوسفری یافت می‌شود. باید توجه داشت در داخل این منطقه اوزون از نظر حجم یک عنصر فرعی است.

  • مگنتوسفر: این منطقه جایی است که میدان مغناطیسی زمین با بادهای خورشیدی مقابله می‌کند. این لایه برای دهها هزار کیلومتر در فاصله زیادی از خورشید ادامه دارد.

  • کمربندهای تشعشعی وان آلن: مناطقی هستند که ذرات از طرف خورشید متراکم می‌شوند.
زمان آخرین مطلب این کاربر: 1979روز قبل
شنبه 6/7/1392 - 11:36
محمد حسین 74 ( تعداد مطالب : 60 ) ( تعداد نظرات : 12 )

متفرقه


روز گذشته سرانجام برندگان مسابقه سالانه عکاسی از نجوم معرفی شدند. داوران، آنها را از بین بیش از ۱،۲۰۰ عکس حرفه ای و آماتور ارسال شده انتخاب کردند. امسال گستره تنوع عکس ها بسیار زیاد بود؛ از تصاویر خیره کننده از شفق قطبی گرفته تا یک تصویر پاناروما حاصل کار یک کودک ده ساله.

از سراسر جهان عکس های مختلفی در این مسابقه شرکت داده شدند و در نهایت کسانی که عکس شان به مرحله نهایی رسید توضیحی از روند و انگیزه کار خود ارائه کرده و جزئیاتی مثل ابزارهای مورد استفاده و اینکه اصلاً عکس آنها از کجای آسمان گرفته شده را بیان نمودند.


برنده قسمت زمین و فضا : نور هدایتگر به ستارگان، توسط Mark Gee (استرالیا)

نفر دوم قسمت زمین و فضا: نیروی سبز توسط Frederik Broms (نروژ)

برنده قسمت اعماق فضا : Celestial Impasto: sh2-239 توسط Adam Block (ایالات متحده)

نفر دوم بخش اعماق فضا: Rho Ophiuci و سحابی قلب عقرب توسط Tom O"Donoghue

برنده بخش منظومه شمسی : تاجِ مرکب ۲۰۱۲: تمامیت استرالیا توسط Man-To Hui (چین)

نفر دوم بخش منظومه شمسی: گرداب مغناطیسی توسط Alan Friedman (ایالات متحده)

جایزه سِر پتریک مور برای بهترین تازه وارد: جا به جایی ونوس، گور شکارچی روباه، ارتفاعات ولز توسط Sam Cornwell (بریتانیا)

بخش مردم و فضا: سایه ماه توسط Mark Gee (استرالیا)

بخش رباتیک: جمع ستارگان و حصار سحابی توسط László Francsics (مجارستان)

برنده بخش عکاسان نجوم جوان: کهکشان راه شیری توسط Jacob Marchio (چهارده ساله از ایالات متحده)

نفر دوم بخش عکاسان نجوم جوان: بدرود به هور ، درود بر ماه توسط Ariana Bernal (ده ساله از ایالات متحده)
زمان آخرین مطلب این کاربر: 2447روز قبل
دوشنبه 1/7/1392 - 17:40
309mzd ( تعداد مطالب : 4728 ) ( تعداد نظرات : 377 )

TARDIGRADE/SURVIVE 10 DAYS

همه‌ی ما کم و بیش اطلاعاتی راجع به سیاره‌ی زمین داریم. اگر چه برای داشتن دیدی جامع‌تر و البته علمی‌تر، بررسی نتایج تحقیقات دانشمندان در مورد زمین و فضای پیرامون آن تا حدی کمک می‌کند، اما با توجه به گسترده بودن تحقیقات و دخیل بودن بیشتر شاخه‌های علم در این حوزه، جمع آوری تمام اطلاعات مربوطه کاری دشوار و وقت‌گیر خواهد بود. در ادامه خلاصه‌ای از نتایج تحقیقات دانشمندان در زمینه‌های اصلی (زمین‌شناسی، زیست‌شناسی، هوا و فضا) را ارائه می‌کنیم.

TARDIGRADE/SURVIVE 10 DAYS

فضا:

  • تاکنون 150 میلیارد دلار صرف ساخت ایستگاه بین المللی فضایی (ISS) شده است به طوری که تا به امروز پر هزینه‌ترین ساخته‌ی دست بشر به شمار می‌رود.
  • دورترین فاصله‌ای که از آن عکسی از کره‌ی زمین ثبت شده است، در فاصله‌ی 5.95 میلیارد کیلومتری زمین قرار دارد. در این عکس زمین به صورت نقطه‌ی آبیکم رنگی دیده می‌شود.
  • «خرس آبی» (موجودی آبزی و بسیار ریز) به عنوان جان‌سخت‌ترین موجود روی کره‌ی زمین، قادر است 10 روز در خلا به حیات خود ادامه دهد.
  • انسان بدون استفاده از تجهیزات حفاظتی قادر است 2 دقیقه در فضا زنده بماند.
  • یک روز دقیقا 24 ساعت نیست، در واقع مدت زمان گردش زمین به دور خودش معادل با 23 ساعت و 56 دقیقه و 4 ثانیه است.
  • آلودگی هوای کشور چین از فضا قابل رویت است، اما برعکس تصور عموم، دیوار چین از فضا قابل دیدن نیست.
  • کل تجهیزات ساخت بشر که بعد از پرتاب اولین ماهواره‌ در سال 1957 (ماهواره‌ی اسپوتنیک) به فضا فرستاده شده‌اند و هم اکنون در حال گردش به دور زمین هستند به 38,000 عدد می‌رسد.
  • کره‌ی زمین صیقلی‌تر از یک توپ بولینگ است. در واقع اختلاف ارتفاع بین بلندترین کوهستان‌ها تا کف عمیق‌ترین اقیانوس‌ها، کمتر از 0.0002 محیط کره زمین است.
  • تعداد اجسام ساخته شده توسط بشر که طولی بزرگتر از 10 سانتی‌متر دارند و هم اکنون در حال گردش به دور زمین هستند به 22,000 عدد می‌رسد. تنها 5 درصداز این اجسام ماهواره‌های فعال هستند. 87 درصد آنها زباله‌های فضایی و ماهواره‌های بلا استفاده به شمار می‌روند. 8 درصد باقیمانده هم قطعات موشک‌ها و تجهیزات فضایی هستند.
  • سازمان فضایی ناسا برآورد کرده است که هر روز یکی از اجسام مصنوعی معلق در فضا، به زمین باز می‌گردد.

جو زمین:

  • جرم شهاب‌سنگ‌هایی که در هر روز وارد جو زمین می‌شوند به 100 تن می‌رسد.
  • سوراخ لایه‌ی اوزن کوچک‌تر شده است. در سال 2012 مشخص شد که سوراخ لایه‌ی اوزن نسبت به 10 سال گذشته کوچک‌تر شده است.
  • در ارتفاع 19 کیلومتری از سطح زمین (معروف به حد آرمسترانگ) پوشیدن لباس فضانوردی امری حیاتی است زیرا بدون استفاده از آن، مایعات درون بدن انسان در دمای متعارف بدن به جوش خواهند آمد.
  • ارزش کل اتمسفر زمین، فقط با احتساب بهای دی اکسید کربن موجود درآن به 4.3 کوادریلیون (4.3 در 10 به توان 15) پوند برآورد شده است.
  • هر روز به طور متوسط حدود 8.6 میلیون صاعقه در سرتاسر زمین رخ می‌دهد.
  • در زمانی که دایناسورها بر روی زمین زندگی می‌کردند درصد بیشتری از جو زمین را اکسیژن تشکیل می‌داد. هم اکنون به دلیل کم شدن سهم اکسیژن از گازهای تشکیل دهنده‌ی هوا، امکان اینکه دوزیستان و خزندگان به سایز اجداد خود برسند وجود ندارد.

دریا:

  • فقط 3 درصد آب‌های موجود در کره‌ی زمین شیرین هستند.
  • با فرض ذوب‌شدن یخ‌های قطب جنوب، حجم آب تولید شده به اندازه‌ی کل حجم آب اقیانوس اطلس خواهد بود.
  • هر لیتر از آب دریا حاوی 13 میلیاردم گرم طلا است.
  • پلاستیک، 90 درصد از زباله‌های موجود در اقیانوس‌ها را تشکیل می‌دهد.
  • هر ساله به طور متوسط 2000 گونه‌ موجود دریایی شناسایی می‌شوند.
  • اقیانوس‌ها به تنهایی 99 درصد از اکو سیستم روی کره‌ی زمین را تشکیل می‌دهند.
  • کوسه‌ها هر سال بطور متوسط موجب مرگ و میر 8 الی 12 انسان می‌شوند. این در حالی است که در همین مدت 100 میلیون کوسه فقط به منظور استفاده از باله‌هایشان کشته می‌شوند.
  • طبق برآورد دانشمندان، بیش از یک میلیون گونه موجود آبزی در اقیانوس زیست می‌کنند که بشر تاکنون 2/3 آنها را شناسایی کرده است.
  • حجم کل آب‌ موجود در کره‌ی زمین، برابر با حجم کره‌ای به قطر 860 کیلومتر است.
  • 90 درصد از فعالیت‌های آتشفشانی در بستر اقیانوس‌ها انجام می‌شود.
  • عمق «گودال ماریانا» که عمیق‌ترین قسمت اقیانوس‌ به شمار می‌رود 10.9 کیلومتر است.

درون زمین:

  • ساختار صفحه‌ای طبقات مختلف زمین آن را از بقیه‌ی سیارات منظومه‌ی شمسی متمایز می‌کند. این ساختار باعث جذب و بازیافت کربن شده و از انتشار آن در جو و در نتیجه داغ شدن زمین جلوگیری می‌کند . فقدان چنین ساختاری در سیاره‌ی زهره که پیامد آن انتشار دی اکسید کربن بسیار زیاد در جو آن بوده، دمای آن را به طرز چشم‌گیری افزایش داده ‌است (480 درجه‌ی سانتی‌گراد در نزدیکی سطح سیاره).
  • عناصر کمیاب لزوما کمیاب نیستند! عنصر لوتتیم به عنوان کمیاب‌ترین عنصر دنیا شناخته می‌شود اما فراوانی این عنصر در پوسته‌ی زمین حدود 200 برابر بیشتر از طلا است.
  • 99 درصد از کل طلای موجود در کره‌ی زمین در هسته‌ی آن قرار گرفته است که برای پوشاندن سطح زمین با لایه‌ای از جنس طلا به ضخامت 45 سانتی‌متر، کفایتمی‌کند.
  • دمای هسته‌ی زمین برابر با دمای سطح خورشید، یعنی حدود 5500 درجه‌ی سانتی‌گراد است.
  • توده‌ی آهنی هسته‌ی زمین، عرضی برابر با 2400 کیلومتر دارد. دما در این ناحیه بسیار بالاست، اما به علت فشار بسیار زیاد امکان ذوب شدن این هسته‌ی آهنی وجود ندارد.
  • عمیق‌ترین گودالی که بشر تاکنون در پوسته‌ی زمین ایجاد کرده است، عمقی درحدود 12.4 کیلومتر دارد. این عدد در مقایسه با فاصله‌ی 6371 کیلومتری سطح زمین تا مرکز آن بسیار ناچیز به نظر می‌رسد.
  • وزن بزرگ‌ترین کریستال که تاکنون کشف شده است به 55 تن می‌رسد.
  • درعمق 4 کیلومتری بستر رودخانه‌ی آمازون، رودخانه‌ی (سفره آب زیرزمینی) دیگری قرار دارد. برآورد شده که طول آن 400 کیلومتر بوده و جریان آب در آن با سرعت 1 میلی‌متر در ساعت بین صخره‌ها حرکت می‌کند.
  • باکتری‌ها حتی تا عمق 2.8 کیلومتری زمین هم یافت می‌شوند.

سطح زمین:

  • وزن خاک حاصل‌خیزی که هر ساله توسط باد از صحرای بزرگ آفریقا به جنگل‌هایاستوایی آمازون آورده می‌شود 40 میلیون تن برآورد شده است.
  • در کشور ترکمنستان دهانه‌ای به قطر 70 متر و به اسم «دروازه‌ی جهنم» وجوددارد که به واسطه‌ی فروریختن یک حوزه‌ی گازی پدید آمده است. اکنون بیش از 40 سال است که این گودال در آتش می‌سوزد.
  • قدمت فسیل‌ باکتری‌هایی که در استرالیا کشف شده است به 3.5 میلیارد سال می‌رسد. درآن زمان اکسیژن در جو زمین وجود نداشت.
  • بیشترین دمای یک ناحیه که تاکنون به ثبت رسیده 57.8 درجه‌ی سانتی‌گراد بوده است (1922، کشور لیبی).
  • آخرین باری که خشک‌ترین ناحیه دنیا یعنی «دره‌های خشک قطب جنوب» شاهد بارش باران بود به دو میلیون سال پیش باز می‌گردد.
  • قاره‌ها در هر سال به طور متوسط 2 سانتی‌متر جابجا می‌شوند.
  • 75 درصد گونه‌های جانوری در طی 300 سال آینده منقرض خواهند شد.
  • تنها 14 درصد از کل گونه‌های جانوری شناسایی شده‌اند.
  • هر روز 200,000 نفر در دنیا متولد می‌شوند.
  • قدیمی‌ترین مکان مذهبی که به دست انسان ساخته شده در کشور ترکیه قرار دارد. باستان‌شناسان قدمت آن را به 10,000 سال قبل از میلاد مسیح نسبت می‌دهند.
  • تعداد کل انسان‌هایی که تاکنون در کره‌ی زمین زیسته‌اند 106 میلیارد نفر است.
  • جمعیت زمین در سال 2050 به 9.2 میلیارد نفر می‌رسد.
  • هر ثانیه دو نفر از دنیا می‌روند.
زمان آخرین مطلب این کاربر: 2097روز قبل
شنبه 30/6/1392 - 20:31
amirr89 ( تعداد مطالب : 38737 ) ( تعداد نظرات : 5230 )

ریشه لغوی

یونانیان واژه متیورولوگیا را ، برگرفته از کلمه «متیوروس» ، به معنی اشیای معلق در آزمایشهای مربوط به هوا ، به اضافه «لوگوس» که به خطابه یا درس ترجمه شده است، برای این علم بکار برده‌اند. لیکن ، امروزه مطالعه جو زمین چنان به رشته‌های تخصصی تقسیم شده است که واژه فراگیر متئورولوژی (هواشناسی) که از یونانیان باستان بر جای مانده است، هیچ کس را ارضا نمی‌کند. از اینرو ، برای مطالعه بخشی از جو که در آن یونش و گسست مهم است و روی هم رفته بالاتر از ارتفاع حدود 35Km قرار دارد، واژه آیرونومی (نزدیک جو بالا) را بکار می‌برند، در حالی که برخی ، به عنوان نامی فراگیر ، علم (یا علوم) جو را می‌پسندند.

تصویر

نگاه اجمالی

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.

هواشناسی شاخه‌ای تخصصی از فیزیک پیشرفته است که از ابزارهای ریاضی پیچیده‌ای بهره می‌گیرد و بر همه علوم فیزیک تکیه‌ای استوار دارد. هواشناسی بیش از همه با نظریه تابش الکترومغناطیسی ، ترمودینامیک ، مکانیک کلاسیک ، فیزیک شاره‌ها ، شیمی فیزیک و نظریه لایه مرزی سر و کار دارد. اگر جو زیرین نیز در آن گنجانده شود، فیزیک خورشید ، طیف شناسی ، فیزیک پلاسما ، یونش ، فیزیک ذرات بنیادی ، پدیده‌های اشعه ایکس ، نور شناخت ، فیزیک پرتوی کیهانی ، پدیده های برانگیزش ، الکترودینامیک ، مگنتوهیدرودینامیک ، انتشار رادیویی و سایر فرآیندهای مربوطه را نیز باید فرا گرفت.

تصویر

تاریخچه

اولین بار ادموند هالی به سال 1688 اسنادی را در زمینه پدیده‌های جوی و نقشه‌های مربوطه به بادهای متواتر در سطح اقیانوسها ، برای بخشی از سطح زمین منتشر می‌کند و در سال 1840 هوری نقشه بادهای اقیانوسها را ترسیم و توان و جهت وزش آنها را مشخص می‌سازد و بدین ترتیب در رفع نیاز دریانوردی گامی برداشته می‌شود.

سیر تحولی و رشد

در اواخر قرن نوزدهم مطالعات جو شناسی در سطح زمین بویژه در زمینه اندازه گیری بارانها توسعه پیدا می‌کند و از سال 1916 مطالعه پدیده‌های جوی در زمینه پیش‌بینی هوا شکل می‌یابد و این بررسیها بر مبنای ویژگیهای سیستماتیک صورت می‌گیرد. در سالهای بعد ، توسعه هوانوردی پیش بینیهای دقیقتری را در وسعت گسترده‌ای ایجاب می‌کند و آگاهی هوانوردان از حالات احتمالی آزمایشهای مربوط به هوا در ناحیه معین و برای یک لحظه از زمان الزامی می‌نماید و به منظور رفع همین نیاز هست که در پاره‌ای از نقاط دنیا سازمانهای هواشناسی بوجود می‌آید.





تصویر




به تدریج به موازات توسعه شناساییهای علمی ، برای بهره گیری منطقی از منابع اقتصادی زمین به آگاهیهای بیشتری از پدیده‌های جوی احساس نیز می‌شود، به گونه‌ای که برای شناخت قدرت هیدرولیکی ناهمواریها و "نفت سفید" کوهستانها به عنوان منبع زایش آبها ، تعیین حجم متوسط آب رودخانه‌ها در رابطه با نوسان میزان بارندگی سالانه حوضه‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد. همچنین پیشرفت علم کشاورزی به منظور کاشت و برداشت محصولات کشاورزی ، مهندسین زراعی را به کسب اطلاعاتی در زمینه آب و هواشناسی وا‌ می‌دارد و همین نیاز به عنوان انگیزه دیگری در پیشرفت تحقیقات کلیماتولوژی موثر می‌افتد.

شاخه‌های هواشناسی

  • هواشناسی فیزیکی: بررسی ویژگیها و منشا تغییرات عوامل آب و هوا را مد نظر دارد.
  • هواشناسی دینامیکی: به مطالعه توده‌های هوا و بررسی عوامل انرژی مجموعه اتمسفر و یا جریانات اتمسفری می‌پردازد.
  • هواشناسی اتمسفر آزاد: پدیده‌های اتمسفر را از سطح زمین تا ارتفاعات بیشتر مطالعه می‌کند.
  • هواشناسی زیستی
  • هواشناسی کشاورزی
  • هواشناسی هوانوردی
  • هواشناسی مهندسی
  • هیدروکلیماتولوژی
زمان آخرین مطلب این کاربر: 1979روز قبل
سه شنبه 19/6/1392 - 12:33
amirr89 ( تعداد مطالب : 38737 ) ( تعداد نظرات : 5230 )
برای رسیدن به پاسخ پرسشمان به سراغ کاپیتان Meryl Getline از خلبانان خطوط هوائی تجاری رفته و در خصوص پاسخ این سوال از وی جویا شدیم.

هواپیما در مواقع اضطراری که پس از برخاست از فرودگاه مبداء مجبور به به بازگشت می شود و یا با میزان حجم سوخت نچندان کم مجبور به فرود اضطراری می شود باید اقدام به آزاد سازی سوخت خود کند این بدین دلیل الزاماتی است که هواپیما به هنگام فرود باید دارا باشد که توسط محدودیت های ساختاری که هواپیما دارد و یا طول و شرایط و خصوصیات باند بیان شده است. قابل ذکر است که تفاوت وزن هواپیما در هنگام نشست با هنگام برخاست می تواند بیش از صدهزار پوند باشد.

آزاد سازی سوخت می تواند پر هزینه باشد.مخصوصا" با قیمت های امروزی! هواپیما قادر به فرود با اضافه وزن در بعضی شرایط غیر طبیعی می باشد اما در این صورت پس از آن وقت و هزینه زیادی برای چک و کنترل و یکپارچه سازی هواپیما صرف خواهد شد.

البته باید این نکته را در نظر داشت که همه هواپیما ها قادر به آزاد سازی سوخت نیستند به عنوان مثال Airbus 320 و Airbus 319 که بسیار مشابه هم می باشند و عموما" در پرواز های داخلی و برد کوتاه از آن ها استفاده می شود اگر مجبور به فرود با میزان سوخت بیشتر از حد مجاز شوند در بعضی مواقع خلبان اقدام به باز کردن ارابه های فرود و یا فلپ ها کرده که این امور موجب مصرف بیشتر و سریع سوختن سوخت هواپیما می گردد.

خوشبختانه اغلب اوقات چنین شرایطی بوجود نمی آید تا خلبان مجبور به فرود اضطراری و یا بازگشت سریع به مبداء شود . کاپیتان می افزاید: می به شخصه هیچ گاه عمل آزاد سازی سوخت یا همان فیول دامپینگ را انجام نداده ام اگرچه یکبار مجبور به سوزاندن سوخت اضافی برای بازگشت به فرودگاه مبداء برای تصحیح یک مشکل نگهداری هواپیما که دقایقی در پرواز پیش آمد شدم .

عمل آزاد سازی سوخت در هواپیماهای جت مسافربری عموما" توسط دریچه هایی که برروی بال های هواپیما قرار دارد و مستقیما" با مخازن سوخت در ارتباط می باشد انجام می گیرد.

در انتها به این نتیجه می رسیم که عمل آزاد سازی سوخت در موارد نادر و به دلیل بازگرداندن وزن هواپیما به میزان لازم جهت فرود و اجتناب از خطر پدید آمدن آتش سوزی در مواردی که هواپیما مجبور به فرود با میزان سوخت بالا است می باشد.
[ سه شنبه بیست و ششم دی 1391 ] [ 19:53 ] [ سعید دلربا ]
نظر بدهید
زمان آخرین مطلب این کاربر: 1979روز قبل
پنج شنبه 7/6/1392 - 9:30
  • تعداد رکورد ها : 1738