المنـــــــــــاخ التحليلي s1

-Iمقدمة عامة:

"المناخ" كلمة مشتقة من اللغة الإغريقية " Clima " ، وتعني : الانحراف أوالميل، بمعنى آخر انحراف الأشعة الشمسية المتساقطة على سطح الأرض سواء على المستوى اليومي أو على المستوى السنوي، أي من فصل إلى آخر. وهذا الميل مرتبط أساسا بميل محور الكرة الأرضية (محور القطبين). أما كلمة "ميتيورلوجيا" : أي علم الأرصاد الجوية فهي مشتقة من اللغة الإغريقية (ميتيور)، وتعنيا الأشياء العالقة في السماء (النجوم، الكواكب...) ثم (لوجي logos) وتعني الدراسة أو العلم.

فالمناخ إذن علم يهتم بدراسة الغلاف الجوي والظواهر الجوية التي تطرأ داخل هذا الغلاف مثلا التساقطات والرياح الخ...

هذه الظواهر الجوية تختلف حسب المكان تبعا لعدة عوامل تتحكم في توزيع النطاقات المناخية وأهمها :

-         عوامل فلكية: أي أن الإشعاع الشمسي الذي يمدنا بالطاقة يعرف توزيعا غير عادل على مستوى سطح الأرض.

-         عوامل كونية : متعلقة بشكل الأرض الكروي المتكون من عناصر سائلة : البحار والمحيطات، وصلبة : القارات ، وغازية: الغلاف الجوي.

-  عوامل جغرافية :و التي تلعب دورا مهما في التوزيع المجالي للمناخ : كتأثير التضاريس والغطاء النباتي وتداخل اليابس بالبحار

أما بالنسبة  للتعريف العلمي للمناخ، فنهاك عدة تعاريف مختلفة حسب المدارس والاتجاهات:

-         تعريف يوليوس هان  Julius Hann: "المناخ هو مجموع الظواهر المتيورلوجية التي تميز الحالة المتوسطة للجو في مكان معين على سطح الأرض".

-        تعريف ماكس صور  Max Sorre: "مجموع الحالات الجوية فوق مكان معين في تسلسلها الزمني الاعتيادي".

إضافة إلى اختلاف التعاريف من شخص إلى آخر، ظهرت الاختلافات كذلك فيما يخص دراسة المناخ ومن اشهر هذه المناهج :

1-     المنهج التحليلي أو التفصيلي : يتجه هذا المنهج إلى الدراسة التفصيلية لعناصر المناخ، أي دراسة كل عنصر على حدة معتمدين في ذلك على المتوسطات و معدلات العناصر المناخية.

2-     المنهج الدينامكي : يدرس المناخ في حالته الشمولية دون اللجوء إلى دراسة كل عنصر من عناصر المناخ على حدة (الحرارة ، التساقطات، الرطوبة، الرياح...) ويعتمد على الخرائط الجوية و صور الأقمار الاصطناعية.

كما يمكن أن نقسم علم المناخ إلى قسمين : المناخ النظري أو التأسيسي "Climat fondamentale  "  والمناخ التطبيقي  "Climat appliqué ".

- المناخ النظري : يهتم بوصف وشرح التوزيع والخاصيات المناخية على مستوى سطح اّلأرض انطلاقا من معطيات إحصائية لعناصر المناخ كالحرارة و التساقطات و الضغط الجوي و الرياح الخ... هذه المعطيات تقاس بمحطات الأرصاد الجوية ويتم ترجمتها على الخرائط المناخية. أي أن المناخ النظري أو العام، يقتصر فقط على الوصف والتحليل.

- المناخ التطبيقي : يعتمد على توظيف المعطيات المناخية في مجالات اقتصادية حيوية لتحسين المردودية بهذه القطاعات، فنجد تخصصات متعددة تهتم بعلاقة المناخ بقطاع اقتصادي معين كالمناخ الفلاحي Agroclimatologie  الذي يهتم بمعرفة أحسن للدورة النباتية وبالتربة. وحاجيات النباتات للماء والحرارة ومكافحة الكوارث المناخية كالجليد والرياح القوية. هناك أيضا علاقة المناخ بالسياحة وعلاقة المناخ بالصحة لدراسة تأثير بعض العناصر المناخية على بعض الأعراض المرضية التي قد تصيب الإنسان (كالملا ريا أو مرض الربو) كما أن هناك أيضا المناخ الحضري الذي يهتم بعلاقة عناصر المناخ بالهندسة المعمارية ٪.

الغـــلاف الــجـــوي

 

1- تعريف:

الغلاف الجوي غلاف غازي يحيط بالكرة الأرضية.  كتلة هذا الغلاف تقدر ب 5130 مليون طن (أي  1000000/1 من كتلة الأرض).  نصف هذه الكتلة 1/2 يوجد تحت 5.5 كلم علوا و 99 % توجد في ثلاثين (30) كلم الأولى.

2-  التركيب الكميائي للغلاف الجوي :

يتكون الغلاف الجوي من غازين أساسين هما : الآزوت (Ne)  Azote بنسبة 78.09 %  من حجم الهواء الجاف والأكسجين (O2) Oxygène   بنسبة 20.95 %..

هذان الغازان يكونان ولحدهما ما يعادل 99 % من حجم الهواء الجاف.

وتشكل باقي الغازات الأخرى نسبة جد ضئيلة:  الأركون (Ar) Argon   0.93 % .   الغاز الفحمي Oxyde de  carbone   (CO2)  0.03 % . إضافة إلى هذه الغازات الأساسية، هناك ما يسمى بالغازات النادرة نظرا لكونها تمثل نسبة اكثر ضآلة  . وأهم هذه الغازات :

النيون (Ne)  Néon	% 1.8 x 10-3
الهليوم (He)    Hélium	% 5.2 x 10-4
الهيدروجين (H2) Hydrogène	% 5.0 x 10-5
الأوزون (O3)  Ozone	% 1.0 x 10-6

 

ملاحظة: نسبة الغاز الفحمي والأوزون غير ثابتة، حيث تتغير هذه النسبة في ا لزمان والمكان، خاصة الغاز الفحمي الذي عرف ارتفاعا محسوسا منذ بداية الثورة الصناعية في أوربا.

تغير تمركز هذين الغازين بالغلاف الجوي قد يؤدي إلى تغير مناخي على المستوى العالمي  نظرا لارتفاع نسبة الغاز الفحمي وتقلص نسبة الأوزون الشيء الذي سيؤدي إلى ارتفاع محسوس لدرجة الحرارة (ظاهرة الاحتباس الحراري).

 يحتوي الغلاف الجوي أيضا على الماء، في شكل بخار، حوالي 1 %    بالمناطق القاحلة و 4 % فوق البحار والمحيطات – أي المجالات البحرية.

وبنسبة صغيرة جدا نجد كذلك بعض العوالق، وهي أجسام صلبة صغيرة الحجم مثل الغبار وبلورات الملح و رماد البراكين الخ...

تتمركز هذه العوالق في العشرة 10 كيلومترات الأولى التي تدعى الطبقة الجغرافية أو الطبقة الوسخة لأن جل هذه العوالق تأتي من سطح الأرض.

 هذه العوالق  لها دور ايجابي حيث تساعد على عملية تكاثف بخار الماء و التي تعد ضرورية لحدوث التساقطات.

3-التقسيم العمودي للغلاف الجوي :

 

انطلاقا من التوزيع العمودي للحرارة يمكن التمييز بين أربع طبقات جوية:

. 1- التروبوسفير         Troposphère

 2- الستراتوسفير . Stratosphère 

 3- الميزوسفير Mésosphère. 

. 4- التيرموسفير Thermosphère   

هذا التقسيم المعترف به من طرف OMM المنظمة العالمية للمتيورلوجيا سنة 1947 هو الأكثر شيوعا في العالم

1-   التروبوسفير Troposphère  :  (متغير Tropo )

 هي أول طبقة جوية ملامسة لسطح الأرض، يتراوح سمكها ما بين 8 كلم عند القطبين إلى 17 كلم فوق المناطق الاستوائية.

تحتوي هذه الطبقة على 80 % من الكتلة الهوائية وهي التي تعرف الاضطرابات الجوية كالسحب و الرياح والأعاصير، والتقلبات المناخية في ا لزمان والمكان.

تنخفض درجة الحرارة بهذه الطبقة بمعدل °6 مئوية كل 1000 متر لتصل إلى °80- فوق المناطق الاستوائية و °50- فوق المناطق القطبية الحد الأعلى لهذه الطبقة و الذي يدعى التروبوبوزtropopause – ( pause = وقفة).

2-   الستراتوسفير  Stratosphère  : ( طبقة Strat )

 توجد هذه الطبقة الثانية فوق التروبويوز وتمتد إلى علو 50 كلم تقريبا، تبقى فيها درجة الحرارة شبه قارة ، °55- إلى حدود 20 كلم، ثم ترتفع تدريجيا إلى أعلى مستوى هذه الطبقة والذي يدعى الستراتوبوز Stratopause حيث تتراوح درجة الحرارة بين 0° و20° .

ارتفاع درجة الحرارة بهذه الطبقة راجع بالأساس إلى وجود غاز الأوزون الذي يعمل على امتصاص أشعة الشمس الفوق بنفسجية وتحويلها إلى حرارة . ( فلولا وجود هذا الغاز لوصلت هذه الأشعة إلى سطح الأرض ، حيث لا تستحملها الكائنات الحية بما فيها النباتية والحيوانية. بالنسبة للإنسان فإنها تسبب في حدوث أعراض مرضية كسرطان الجلد، علاوة على ذلك فان معدل درجة حرارة الأرض سيرتفع بصفة ملحوظة ونعرف جيدا ما يمكن أن يترتب عنه ذلك من ارتفاع مستوى البحر واختلال التوازن الطبيعي الخ...)

3-   الميزوسفير Mésosphère. :  ( وسطى أو انتقالية = Méso)

تمتد هذه الطبقة من  50 كلم علوا إلى نحو 80 كلم علوا،  و تعد أبرد طبقة جوية لأن نسبة الغازات  بها  جد ضعيفة، و من المعروف أن الغازات هي التي تعمل على امتصاص الإشعاع الشمسي و تحويله إلى حرارة.

  تنخفض درجة الحرارة بهذه الطبقة مع الارتفاع بسرعة كبيرة لتصل الى معدل °90-     عند مستواها الأعلى أي الميزوبوز  Mésopause.

. 4- التيرموسفير Thermosphère   

تمتد هذه الطبقة ما بين  80 و 300 كلم علوا، تزداد درجة الحرارة بها مع الارتفاع وذلك لامتصاص الأشعة الفوق بنفسجية من طرف بعض الغازات كالأكسجين الذي يسود عادة عند هذه المستويات داخل هذه الطبقة تنخفض كثافة الهواء بشكل كبير إلى آخر طبقة والتي تدعى ionosphère  حيث يفقد الغلاف الجوي مدلوله الفيزيائي ويبدأ المجال الفضائي Espace       interplanétaire. ٪.

 

الظواهر الإشعاعية

 

مقدمة :

يعتبر الإشعاع الشمسي المصدر الرئيسي للطاقة الحرارية على سطح الأرض، و يصل على شكل موجات كهرومغناطيسية.

  تقاس هذه الطاقة الكهرومغناطيسية électromagnétique  بوحدة تسمى calorie أو حريرة.

وتقدر الطاقة الشمسية في أعلى الطبقات الجوية ب        2 كالوري /سنتم²/ دقيقة.

     342Watts / m²   أو

(للإشارة هناك وحدة أصغر من الكاوري أو الحريرة تدعى جول Joule)

1Cal = 4.1855 joules

وإذا أضفنا عامل الزمن نحصل على وحدة أخرى تسمى الواط Watt  

1W= 14.3352 Cal/minute

1Kw = 1000 w

وتسمى آلة قياس الإشعاع ب Pyranomètre  وهي عبارة عن كرة زجاجية تعمل على قياس مختلف الموجات الاشعاعية.

 

يمكن تقدير الطاقة الحرارية الصادرة عن كل جسم انطلاقا من درجة حرارة هذا الجسم وذلك باستعمال صيغة " ستيفان بولتزمان" Stefan Boltzmann و هي كالتالي:

F =  δ T ⁴

F : الطاقة الحرارية ويعبر عنها ب الكالوري / سنتم² / دقيقية

δ : وهي ثابتة وتساوي   8.13  x   10^-11

T : الحرارة المطلقة بدرجةKelvin    :

-273°C  =   O°K                 

إذن نضيف الدرجة المئوية إلى 273 للحصول على درجة كلفين، مثلا :

10 درجة  مئوية  =   283 درجة كلفين

  مثال: معدل حرارة الأرض هو 13 درجة مئوية لمعرفة الطاقة الحرارية التي تصدرها الأرض ستصبح المعادلة على الشكل التالي:

F =  δ T ⁴

F =  (8.13 x10^-11) x (13+273)⁴

F =  (8.13 x 0.00000000001) x 286⁴

 

F =  0.54 cal/cm²/min

 

مثال ثان:  نعرف أن درجة حرارة الشمس تساوي 6000 درجة مئوية:

F =  δ T ⁴

F =  (8.13 x10^-11) x (6000+273)⁴

F =  (8.13 x 0.00000000001) x 6273⁴

F =  125890 cal/cm²/min

ملاحظة: نستنتج من هذين المثالين أن الطاقة الحرارية الصادرة عن الشمس أكبر بأكثر من 330000 مرة الطاقة الحرارية الصادرة عن الأرض.

I-               أنواع الإشعاع الشمسي ، أو تصنيف الإشعاع الشمسي :

ينبعث الإشعاع الشمسي على شكل تموجات أو ذبذبات، و يتميز كل إشعاع بسرعته و بطوله و بتردده.

 

 

1- السرعة V:  وهي تعادل سرعة الضوء، 300.000 كلم/ثانية، إذن فهي ثابتة لا تتغير.

2-    الطول λ : وهي المسافة الفاصلة بين قمة كل موجة والتي تليها ويعبر عنها الميكرون "μ" الذي تساوي 1000/1 ملم (للأشارة هناك وحدة قياسية اصغر من الميكرون وتسمى Angstrom  يرمز إليها ب Å وهي تساوي 10000/1 μ أي 10000000/1 ملم).

3-    التردد f : ويعنى به عدد الاهتزازات في الثانية. فكلما كان عدد الاهتزازات كبير كلما كان طول الموجة قصير والعكس صحيح أي كلما كان عدد الاهتزازات اصغر كلما كان طول الموجة كبير.

وحاصل الطول والتردد يعطينا السرعة.

λ الطول  X التردد  f   =   V  السرعة

هذا يعني أن:           f =   V/ λ                 و          = V / f      λ   

ويختلف الإشعاع حسب طوله انطلاقا من أشعة الراديو التي تقاس بالمتر أو الكلم إلى أشعة  Gamma (كاما ) والتي يعبر عنها بالميكرون.  وأنواع الأشعة حسب طولها هي  :

أنواع الإشعاع الشمسي

 

 

الأشعة المرئية

 

1-              أشعة  Gammaوهي قصيرة جدا ويبلغ طولها ما بين 0 و ^-610 μ.

2-              اشعة X : ما بين  ^-610 μ و 0.01 μ

3-              اشعة ما فوق البنفسجية:  ويتراوح طولها ما بين0.01 و 0.4 μ.  وتمثل حوالي 9.2 % من مجموع الإشعاع الشمسي،  معظمها لا يصلنا بسبب امتصاصها من طرف غاز الأوزون.

4-              الأشعة المرئية:  ويتراوح طولها ما بين 0.4 و 0.7 μ، وتكون حوالي 42.4 % من مجموع الإشعاع الشمسي.

5-              الأشعة تحت الحمراء:  وهي أشعة غير مرئية يتراوح طولها ما بين 0.7 و50μ  وتمثل حوالي 48.4 % من مجموع الاشعاع الشمسي.

6-              أشعة الراديو: يزيد طولها عن 50 μ (وهي التي تستعمل في المواصلات اللاسلكية).

 يمكن تصنيف الطاقة الإشعاعية لكل جسم مشع داخل طول موجة (أو دبدبة معينة) وهذه الطاقة الإشعاعية لها علاقة مباشرة بحرارة الجسم المشع.

 وللتعرف على طول موجة الإشعاع من خلال حرارة جسم معين تستعمل معادلة أو صيغة " فيين"     Wien   وهي كالتالي:

λ μ  =  2900/T°K

 λ μ  :تعني الطول بالميكرون.

 T°K : درجة حرارة كلفين Kelvin ، والتي نحصل عليها بإضافة درجة الحرارة المئوية إلى 273.

       مثلا : حرارة الشمس 6000 درجة مئوية طول موجة الإشعاع سيكون :

λ μ    =    2900/(6000+273)

λ μ    =    2900/6273

λ μ    =    0.46

 

اذن فالشمس تشع نحو موجة طولها 0.5 μ  أي داخل الأشعة المرئية

مثلا بالنسبة للأرض معدل حرارة الأرض هو 13 مئوية طول موجة إشعاعها سيكون:

λ μ    =    2900/(13+273)

λ μ    =    10.1

فالأرض تشع داخل موجة أطول أي حوالي 10 μ ، يعني داخل الأشعة تحت الحمراء (وهي التي تمتص من طرف ثاني أكسيد الكربون).

ملاحظة:  كلما ارتفعت درجة حرارة جسم معين كلما قصر طول موجة إشعاعه.

II-            توزيع الاشعاع الشمسي والعوامل المتحكمة فيه:

عندما يصل الإشعاع الشمسي إلى  كوكب الأرض، يتعرض إلى عدة عوامل تؤثر على طبيعته، وعلى توزيعه على سطح الأرض. من بين هذه العوامل ، عوامل جوية مرتبطة بتأثير الغلاف الجوي وعوامل كونية مرتبطة بكوكب الأرض ككل.

1- العوامل الجوية:

عند اختراق الأشعة الشمسية للغلاف الجوي، تتعرض لثلاثة عمليات تغير من طبيعتها  وكثافتها وقوتها،وهي :

 عملية الانتشار Diffusion و عملية الانعكاس Réflexion وعملية الامتصاص Absorption.

أ- عملية الانتشار Diffusion: وهي عملية ناتجة عن اصطدام الإشعاع الشمسي بالجزئيات المكونة للهواء ، وهي اصطدامات لا متناهية إذا ما أخذنا بعين الاعتبار عدد الجزئيات العالقة بالهواء، فإلى جانب الغازات الأساسية المكونة للهواء هناك ذرات غير غازية ناتجة عن الغبار الذي تقذف به البراكين و حبيبات الملح الناتجة عن ارتطام أمواج البحار والمحيطات بالشواطئ و لقاح النباتات ، إضافة إلى غازات ناتجة عن التلوث كدخان المصانع وعوادم السيارات (هذه الأخيرة التي تشكل خطر على البيئة وعلى التوازن الطبيعي للحياة البيولوجية).

وينتج عن هذه العملية انتشار الضوء الطبيعي، حتى عندما تكون الشمس محجوبة بالسحب.

وعملية الانتشار تكون بطريقة انتقائية أو نخبوية حيث تعمل الذرات الصغيرة الحجم (التي لا يتعدى قطرها 0.001 μ) على تشتيت الأشعة القصيرة،الشيء الذي يفسر وجود اللون الأزرق لون السماء.

كما تعمل الجزيئات الكبيرة نسبيا والتي لا يتعدى قطرها 5 μ على تشتيت الأشعة الطويلة الشيء الذي ينتج عنه اللون الأبيض الموجود في السماء خاصة لون السحب.

( للإشارة فقط وكمثال لعملية التشتيت بصورة اكبر والتي يمكن ملاحظتها بالعين المجردة هو قوس قزح. وقوس قزح ناتج عن ارتطام أشعة الشمس بقطرات المطر، هذه الأخيرة تعمل على تشتيت أشعة الشمس الشيء الذي يعطينا عدد من الألوان على شكل قوس.

وقوس قزح يظهر خاصة إذا كنا في مكان لا تسقط فيه الأمطار بل تسقط في مكان قريب منا وهو يظهر على الحدود الفاصلة بين المكان الممطر والغير الممطر.)

عامل الانتشار لا يؤثر على قيمة الطاقة المخترقة للغلاف الجوي بقدر ما يؤثر على طبيعة الإشعاع، فقيمة الطاقة الواصلة لا تتغير.

ب-  عملية الانعكاس Réflexion : ونقصد هنا عملية انعكاس أشعة الشمس داخل الغلاف الجوي، ويطلق على هذه النسبة المعكوسة "بالبياض".

 فأشعة الشمس عندما تصل إلى سطح السحب، يحدث لنسبة منها انعكاس تعود على إثره خارج الغلاف الجوي، وتقدر هذه النسبة (أي بياض السحب) ب 23 % وهي نسبة الإشعاع المعكوس من الإشعاع الإجمالي (أي تقريبا الربع).

ج- عملية الامتصاص :Absorption   يقوم الغلاف الجوي بدور "مصفاة" filtre وذلك بامتصاص بعض الغازات المكونة  للغلاف الجوي لعدد من الأشعة و تحويلها إلى حرارة.

 والامتصاص يكون بطريقة انتقائية، بمعنى أن كل غاز معين يمتص نوعا معينا من الأشعة، و يظهر هذا الامتصاص بوجود أشرطة سوداء في ا لهواء، وهي عبارة عن ثغرات تسمى "أحزاز الامتصاص" و أهم هذه الغازات التي تلعب هذا الدور هي :

- الأوزون : يوجد على مستوى 25 كلم داخل طبقة ستراتوسفير، نسبته في الهواء ضئيلة جدا إذا ما قورنت مع الغازات الأخرى ^6-10 % (أو 0.000001 % ) إلا انه يلعب دور مهما بامتصاصه للأشعة التي يقل طولها عن 0.3 μ (خصوصا بين 0.24 و 0.29 μ) من الوصول إلى سطح الأرض،و هذا الامتصاص هو الذي يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بمنطقة الستراتوسفير.

وتلعب طبقة الأوزون دورا واقيا بامتصاصها للأشعة الما فوق البنفسجية والتي تسبب كما نعرف في سرطان الجلد (ولولا هذه الطبقة – الأوزون – لارتفعت درجة حرارة الأرض بشكل مفرط) وهذا الدور هو الذي يثير انتباه المدافعين عن البيئة  خوفا من حدوث ثقب بهذه الطبقة المحافظة والواقية.

(للإشارة، فقد بلغ ثقب الأوزون فوق القطب الجنوبي ، في شهر شتنبر 2006 ، 29 كلم² و هو رقم قياسي تم تسجيله إلى حدود هذا التاريخ.)

-         الأكسجين: يمتص الأشعة التي يقل طولها عن 0.2μ داخل الأشعة الما فوق البنفسجية.

-         الغاز الفحمي : يتمركز بطبقات الجو السفلى ،و يمتص الأشعة التحت الحمراء خاصة التي طولها بين 5 و 12 μ .

-         بخار الماء : ويوجد بالطبقات السفلى للجو كذلك، يمتص أكبر كمية من الأشعة تحت الحمراء (10/1 العشر) خاصة التي يتراوح طولها بين 4 و 8.5 μ و بين 11 و 30 μ (أي الإشعاع الأرضي والذي يبلغ أقصاه كما رأينا إلى طول 10 μ).

ففي غياب الأشعة الشمسية ،أي أثناء الليل، فإن بخار الماء يحول دون تسرب الإشعاع الأرضي خارج الغلاف الجوي، وذلك بامتصاصه لهذا الإشعاع واختزانه للحرارة، وبذلك يحول دون التبريد السريع لسطح الأرض أثناء الليل، و تسمى  هذه الظاهرة ب" Effet de serre " أي"  مفعول البارية" أو "ظاهرة الاحتباس الحراري" كما يعرفها البعض.

(نجد نفس المبدأ في البيوت الدفيئة المخصصة للزراعة لتجنب تبريد الأرض أثناء الليل وتضرر المحصول الزراعي).

  لذلك نلاحظ في المناطق الصحراوية ،حيث الجو صاف يغيب فيه بخار الماء أو الغاز الفحمي ، أن إشعاع الشمس أثناء النهار تصل منه نسبة 4/1 أو 3/1 إلى سطح الأرض (وهي نسبة مهمة مقارنة مع المناطق الأخرى ، النسبة الباقية تمتص داخل الغلاف الجوي أو يقع لها انعكاس) الشيء الذي يؤدي إلى ارتفاع الحرارة أثناء النهار بهذه المناطق، وفي الليل، ونظرا لعدم وجود بخار الماء  الذي يختزن الإشعاع الأرضي  "أشعةIR تحت الحمراء" ويحوله إلى حرارة، فإن سطح الأرض يبرد بسرعة، وهذا ينتج عنه تباينات حرارية مهمة بين الليل والنهار، والى مدى حراري مرتفع (والمدى الحراري هو الفرق بين درجة الحرارة القصوى والدنيا).

 

 

 

 

 

 

2- العوامل الكونية:

نظرا لأن كوكب الأرض كروي الشكل، محوره مائل، فإن توزيع الإشعاع الشمسي سيعرف اختلافا حسب الزمان (الفصول) وحسب المكان (العروض).

أ- الفصول:

 

 

تستغرق دورة الأرض حول الشمس سنة (أي 365يوم و 4/1 أو 6 ساعات).

وبسبب ميل محور الأرض ( ب'27 °23 ) فان وضع الأرض بالنسبة للشمس على طول السنة يؤثر بطريقة مباشرة على توزيع الطاقة الشمسية فوق سطح الأرض. فطول النهار ( أي مدة التشميس النظرية) لا تتغير عند مستوى خط الاستواء، في حين فإنه يطول في فصل الصيف ويتقلص في فصل الشتاء.

* ففي 21 أو 22 يونيو عند الزوال (بلوغ الشمس نقطة السمتzénith  تكون أشعة الشمس متعامدة مع مدار السرطان الذي يوجد عند خط عرض 27' °23 ش و يسمى هذا اليوم بيوم الانقلاب الصيفي، حيث يبلغ طول النهار أقصاه (النهار طويل والليل قصير)

* بعد هذا التاريخ تنزل الحركة الظاهرية للشمس تدريجيا إلى مستوى خط الاستواء (خط عرض °0) إلى أن تصبح أشعة الشمس متعامدة معه يوم 22 أو 23 شتنبر ، ويسمى هذا اليوم بالاعتدال الخريفي، حيث يتساوى طول النهار والليل عند كل العروض ( أي 12 ساعة)

* ومع دوران الأرض حول الشمس، تنزل حركة الشمس الظاهرة إلى النصف الجنوبي من الكرة الأرضية لتتعامد أشعة الشمس مع مدار الجدي (عن خط عرض '27 °23 ج) يوم 22 أو 23 دجنبر عند الزوال، ويسمى هذا اليوم بالانقلاب الشتوي، وهنا يبلغ طول الليل أقصاه (الليل أطول من النهار في النصف الشمالي من الكرة الأرضية. في حين في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية، فإن هذا التاريخ يوافق الانقلاب الصيفي.)

* ثم تعود حركة الشمس الظاهرية إلى الصعود اتجاه النصف الشمالي من الكرة الأرضية لكي تتعامد الأشعة الشمسية مع خط الاستواء مرة ثانية يوم 20 أو 21 مارس حيث يتساوى طول الليل والنهار للمرة ثانية خلال سنة، ويسمى هذا اليوم بالاعتدال الربيعي.

بعد هذا التاريخ ، يطول النهار تدريجيا إلى |أن  يصل أقصاه يوم 21 أو 22 يونيو، وبهذا تكون الأرض قد  أتمت سنة في دورتها حول الشمس.

نلاحظ في ما سبق، أن أشعة الشمس تتعامد مع خط الاستواء مرتين في السنة، عند الاعتدال الخريفي والاعتدال الربيعي، في حين تتعامد مع مدار السرطان ومدار الجدي مرة واحدة في السنة (مع الأول عند الانقلاب الصيفي، و مع الثاني عند الانقلاب الشتوي).

ب- العروض:

تختلف الطاقة الحرارية للشمس من خط عرض لآخر، وذلك حسب عاملين أساسين: زاوية سقوط الأشعة الشمسية وسمك الغلاف الجوي

* زاوية السقوط :

تكون الطاقة الحرارية التي تصل إلى سطح الأرض أكبر إذا كانت زاوية سقوط الأشعة الشمسية متعامدة مع سطح الأرض، فكلما كانت زاوية السقوط كبيرة، كلما كانت الأشعة مركزة وذات قوة حرارية مرتفعة وتكون نسبة البياض Albédo ضعيفة.( للتذكير فان البياض هو نسبة الأشعة الشمسية المعكوسة).

وكلما كانت زاوية سقوط الأشعة صغيرة كلما انتشرت هذه الأشعة على مساحة اكبر، وارتفعت نسبة البياض، الشيء الذي يجعل قوة الطاقة الحرارية الواصلة ضعيفة.

 

 وبما أن الأرض كروية الشكل، فإن زاوية سقوط الأشعة تختلف حسب خطوط العرض، حيث تعتبر المناطق البيمدارية (بين مدار السرطان و مدار الجدي) هي المستفيدة الأولى من الطاقة المكتسبة ،بما أن أشعة الشمس تتعامد مع كل مدار مرة في السنة و مرتين عند خط الاستواء.

في حين تبقى مناطق العروض العليا أقل استفادة من هذه الطاقة الحرارية نظرا لصغر زاوية سقوط الأشعة مع هذه العروض، إلا أن طول النهار في فصل الصيف يعوض بصفة نسبية هذا العجز.

(عموما كلما اقتربنا من الخطوط الاستوائية كلما كانت الاستفادة أكبر، نفس القاعدة بالنسبة للمغرب حيث نلاحظ أن درجة الحرارة تكون مرتفعة في الأقاليم الجنوبية إذا ما قارناها بالأقاليم الشمالية)

* سمك الغلاف الجوي :

اختراق الأشعة الشمسية للغلاف الجوي يغير من طبيعتها وكثافتها، ويؤثر بذلك على الطاقة الواصلة  لسطح الأرض، وسمك الغلاف الجوي الذي تخترقه الأشعة الشمسية له علاقة مباشرة بزاوية سقوط الأشعة مع سطح الأرض.

 فالأشعة التي تكون مع سطح الأرض زاوية قائمة أو شبه قائمة تخترق سمكا اقل وتحمل طاقة اكبر نظرا لتركزها، كما هو الشأن بالنسبة للمناطق البيمدارية . بينما الأشعة المائلة (أي ذات زاوية سقوط صغيرة) تقطع مسافة اكبر داخل الغلاف الجوي، وتنتشر على مساحة اكبر نظرا لقلة تركزها، وبذلك تكون الطاقة المحمولة ضعيفة،و هذا ما نلاحظه في المناطق القطبية مثلا.

فكمية الطاقة الحرارية التي يتلقاها سطح الأرض تتحدد بمدى تركزها فوق هذا السطح، لذلك فإن أشعة الشمس في المناطق ذات العروض العليا (خاصة في ا لمناطق القطبية) تقطع مسافة أطول داخل الغلاف الجوي الشيء الذي يؤدي إلى ضعف الطاقة الحرارية المكتسبة، نظرا لعامل الامتصاص و الانتشار الكبيرين اللذان يطرآن على الأشعة الشمسية في هذه المناطق، إضافة  إلى عامل انعكاس الأشعة الشمسية "البياض"خاصة فوق المناطق الجليدية.

 

 هذان العاملان (أي زاوية سقوط الأشعة وسمك الغلاف الجوي) يؤثران بصفة كبيرة على توزيع الطاقة الشمسية على سطح الأرض ويؤثران بشكل ملحوظ على التوزيع الجغرافي للنطاقات المناخية.

3 عوامل أخرى :

أ – التضاريس:

تعمل التضاريس الجبلية على تغيير قيمة الإشعاع الشمسي المكتسب، وذلك بتدخل عاملين :

* الارتفاع : حيث يزداد الإشعاع الشمسي مع الارتفاع (ففي حالة وجود سلاسل جبلية يفوق ارتفاعها 3000 متر عند عروضنا، فإن الطاقة الحرارية المكتسبة تناهز الطاقة الحرارية  بالسهول الاستوائية ويرجع سبب ذلك إلى صفاء الجو، كون طبقات الجو الدنيا التي تلعب دورا كبيرا في امتصاص بعض الأشعة لا يبقى لها أي دور مهم نظرا لقلة بخار الماء والغاز الكربوني عند هذا المستوى من الارتفاع حيث يبقى المجال مفتوح لمرور أشعة الشمس (خصوصا وان سمك الكتلة الجوية عند هذا الارتفاع يبقى ضعيف نسبيا).

* التوجيه :Orientation وجود سفوح وانحدارات شديدة بالمناطق الجبلية يؤدي إلى وجود تناقضات حرارية محلية، سواء من حيث فترة التشميس أو حدة حرارة الإشعاع الذي يتلقاه سطح الأرض، فمدة التشميس عند قعر الأودية تبقى قصيرة نسبيا إذا ما قارناها بالقمم الجبلية.

كما أن السفوح المتجهة نحو الجنوب (الشميسة) تعرف ارتفاع حراري مقارنة مع السفوح المتجهة نحو الشمال (الظليلة) كون زاوية سقوط الأشعة على السفوح الشمسية تكون شبه قائمة وبالتالي تكون الطاقة الحرارية المكتسبة جد مركزة.

 

ب – البياض  Albédo:

عندما تصل الأشعة الشمسية سطح الأرض، فإن نسبة منها يحدث لها انعكاس، وتسمى هذه النسبة المعكوسة بالبياض، وقيمة البياض مرتبطة بزاوية سقوط الأشعة الشمسية، وكذلك بطبيعة  ولون سطح الأرض.

طبيعة  سطح الأرض	البياض %
أرض رطبة	8 – 10
أرض صخرية جافة	12-25
الرمال	25-30
غابة كثيفة	5-20
أرض معشوشبة	10-35
ثلوج قديمة	50-70
ثلوج حديثة	80-85
البحار والمحيطات	3-13
السحب	21-69

 

نلاحظ من خلال هذا الجدول أن المجالات التي تختزن أكثر كمية من الطاقة الشمسية هي المجالات ذات اللون الداكن (الغابة – المحيطات)لأن نسبة البياض فيها ضعيفة.

أما المجالات ذات اللون الفاتح (السحب، المناطق الجبلية) فإن نسبة البياض بها مرتفعة، وبذلك تكون الطاقة الشمسية المكتسبة ضعيفة.

III- الإشعاع الأرضي :

رغم فقدان قسط من أشعة الشمس عند اختراقها الغلاف الجوي، فإنه يصل إلى سطح الأرض معدل 50 % من الإشعاع الإجمالي (تقريبا النصف).

وبما أن معدل حرارة الأرض يبقى قار constant  (°13)، فهذا يعني  أن اليابسة والبحار تفقد نفس الكمية من الطاقة التي تتوصل بها (و إلا لارتفع معدل حرارة الأرض باستمرار يوما عن يوم)

كيف تفقد هذه الطاقة ؟

قسم من الإشعاع الشمسي يعكس بمجرد وصوله إلى سطح الأرض وهو ما يسمى بالبياض و الذي تتحكم فيه زاوية سقوط الأشعة، ولون سطح الأرض، أما القسم الغير المعكوس- أي الممتص – فإنه يساهم في تسخين القشرة الأرضية. إعادة هذا الإشعاع إلى الجو يكون على شكل إشعاع ارضي (خاصة في الليل عند غياب الإشعاع الشمسي) ذو موجات طويلة غير مرئية – أي الأشعة تحت الحمراء – و التي يتراوح طولها ما بين 9 و 13μ. ولولا مفعول البارية – effet de serre  - أي الحفاظ على هذه الأشعة المفقودة بواسطة بخار الماء و الغاز الكربوني. لكان معدل حرارة الأرض اكثر برودة بحوالي مما هو عليه اليوم، أي° 18-  عوض °13. (الفرق سيكون °31).

 

ويجب الإشارة  هنا إلى أن تزايد نسبة الغاز الفحمي  بسبب الأنشطة البشرية قد تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة في السنين المقبلة مع جميع العواقب التي قد تنجم عن ذلك من اختلال في التوازن الطبيعي والبيولوجي وارتفاع مستوى البحر الخ....)

خلاصة :

تختلف الطاقة الحرارية الإجمالية التي يتلقاها سطح الأرض حسب العروض.

فالمناطق البيمدارية هي المستفيدة الأكبر من هذا التوزيع حيث تتلقى أكبر كمية من الطاقة الشمسية المكتسبة، بينما تقل هذه الكمية كلما اتجهنا نحو المناطق القطبية.

فعلى سبيل المثال، تصل الطاقة الحرارية في المناطق الصحراوية إلى 200 كيلو حريرة (Calories) في السنة بينما لا تتعدى 70 كيلو حريرة (Calories) في المحيط  المتجمد الشمالي (نظرا لحدة زاوية سقوط الأشعة الشمسية بهذه المناطق ولطول المسافة المقطوعة داخل الغلاف الجوي إضافة إلى ارتفاع نسبة البياض لوجود ثلوج دائمة).

وإذا اعتمدنا على هذا المنطق ، فمن المفروض أن المناطق البيمدارية ستعرف ارتفاعا حراريا مستمرا، في حين ستعرف المناطق التي يتعدى خط عرضها °50 عجز حراري وبرودة مستمرة.

إلا أن الحركات الهوائية الأفقية والتيارات البحرية تعمل على نقل الطاقة الحرارية المكتسبة بين المناطق الحارة والمناطق الباردة أي من مناطق الفائض إلى مناطق العجز، (مثلا "تيار الكناري" البارد من جنوب أوربا إلى المناطق شبه المدارية أو "تيار الخليج"  Golf stream الدافئ من خليج المكسيك إلى أوربا الشمالية). ينتج عن هذا التبادل نوع من التوازن النسبي بين مختلف العروض، والتخفيف من حدة التباينات الحرارية على مستوى توزيع النطاقات المناخية. .٪

 

 

الحرارة

 

مقدمة:

من أهم عناصر المناخ، الحرارة، وهي تعبير فيزيائي للطاقة الكامنة في كل جسم. فكلما زادت طاقة جسم ما، كلما زادت درجة حرارته.

وتتحكم الحرارة في العناصر المناخية الأخرى بما فيها الضغط الجوي والرياح  و التبخر الفيزيائي والفيزيلوجي  وفي التكاثف وبالتالي في التساقطات.

وبما أن الشمس هي المصدر الرئيسي للحرارة، فهذه الأخيرة لها علاقة مباشرة بتوزيع الإشعاع الشمسي على سطح الأرض. إلا أن الحركات الهوائية والتيارات البحرية تعمل على خلق نوع من التوازن الحراري، وذلك بنقل الطاقة الحرارية من مناطق الفائض إلى مناطق العجز أو الخصاص ( مثلا من المناطق البيمدارية إلى مناطق العروض العليا خصوصا القطبية منها).

I-    وحدات قياس الحرارة:

1-      الدرجة المئوية أو درجة سلسيوس:  نسبة إلى Celsius (1670-1756) الذي هو مخترع هذه الوحدة.

وتنقسم إلى مائة درجة، يعتبر الصفر ° 0 س الدرجة التي يبدأ الماء فيها بالتجمد، و  °100س  هي الدرجة التي يبدأ فيها الماء بالغليان أي بداية تحويله إلى غاز.

2-      درجة فرنهايت Fahrenheit (1710):  هذا المقياس هو أكثر استعمالا في الدول الأنكلوسكسونية إذ يعتبر درجة تجميد الماء هي ° 32 ف ودرجة غليان الماء هي 212 ف حيث أن :

212°F = 100°C   ;    32°F = 0° C

(  C   = س = سلسيوس  و  F = ف = فرنهايت  )

هناك صيغة أو معادلة رياضية لتحويل الدرجة المئوية إلى درجة فرنهايت وهي :

C = 5/9 (F – 32)

F = (9/5  x C) + 32

II-              أجهزة قياس الحرارة:

لقياس درجة الحرارة يستعمل جهاز "المحرار" Thermomètre  ، وهو ينقسم إلى نوعين:

1-      المحرار الزئبقي : وهو عمود زجاجي به زئبق يمتد عند ارتفاع الحرارة ويسجل بذلك الحرارة العليا أثناء النهار.

2-      محرار الكحول : وهو عمود زجاجي به كحول يستعمل لقياس الحرارة الدنيا أثناء الليل، لأن الزئبق يتجمد إذا انخفضت درجة الحرارة إلى اقل من °39 – مئوية تحت الصفر. ويستعمل محرار الكحول خصوصا في البلدان الشديدة  البرودة.

 ولتسجيل درجات الحرارة الفعلية للهواء،تستعمل محطات الأرصاد الجوية مخابئ خشبية مهواة (أي بها فتحات) على علو 1.5 متر أو مترين فوق ارض معشوشبة يوضع فيها المحرار، حتى لا يتأثر هذا الأخير بأشعة الشمس المباشرة، أو بالأشعة المنعكسة على الأماكن المجاورة، و يسجل بذلك حرارة مرتفعة عن الواقع ، فدرجة حرارة الهواء يجب أن تقاس تحت الظل.

 

3-      المحرار المسجل Thermographe  :

 

هو أقل دقة من حيث القياس، وتكمن إيجابياته في كونه يسجل درجات الحرارة بواسطة ريشة على شريط من الورق مجزأ إلى 7 أجزاء، كل جزء يشير إلى يوم، فيعطينا رسما بيانيا يمثل التقلبات الحرارية لمدة أسبوع مع ساعة تسجيل الحرارة العليا والدنيا.

III-           كيف يتم تسخين الهواء ؟

يتم تسخين الهواء وتوزيع الحرارة من مكان إلى آخر بواسطة 3 طرق :

1-      التوصيل Conduction:

عند تلامس جسم أكثر حرارة لجسم أقل حرارة، تنتقل هذه الأخيرة من الجسم الأول إلى الثاني تبعا لقانون التوازن الحراري.

2-     الحركات الهوائية: حيث يتم نقل الحرارة بواسطة التيارات الهوائية إما بطريقة تصاعدية convection أو بطريقة أفقية Advection.

أ‌-        التصاعد: ناتج عن تسخين القشرة الأرضية للهواء، حيث يخف وزنه، فيرتفع إلى الأعلى مسخنا بذلك الطبقات الهوائية التي يصل إليها.

          ب-  التأفق Advection : ونعني به انتقال الهواء بواسطة حركات أفقية    ما بين منطقة دافئة و أخرى باردة مثلا ما بين اليابس و البحار (نسيم البحر ونسيم البر) أو رياح الشرقي التي تحمل هواء دافئا وجافا من المناطق الشرقية و الجنوبية الشرقية إلى المناطق الغربية و الشمالية الغربية.

        ج- تحرير الحرارة الكامنة  Chaleur latente   :عند ارتفاع درجة الحرارة يتبخر الماء، فتكمن تلك الحرارة في ذرات بخار الماء، وعندما يحدث التكاثف ثم التساقطات ، يتم تحرير تلك الحرارة الكامنة وتساهم بذلك في تسخين الطبقات الهوائية التي تمت فيها عملية التكاثف (كمثال لذلك: ظاهرة الفوهن).

IV-           التوزيع المجالي للحرارة :

1-      التوزيع العمودي:

القاعدة العامة لهذا التوزيع هو الانخفاض التدريجي للحرارة مع الارتفاع بمعدل °0.6 كل 100 متر، ويسمى هذا الانخفاض بالممال أو التدريج الحراري أي " Le thermique gradient ". إلا أن هذه النسبة غير قارة إذ تختلف في الحقيقة من وقت إلى آخر ومن مكان إلى آخر، وهذا الممال يمكننا من رسم منحنى يسمى "منحنى الحالة" Courbe d’état.

أ‌-       الحالة العادية: عندما يكون الهواء ثابتا و قارا Air stable.

 

في هذه الحالة  يكون التناقص منتظما ومنحنى الحالة مستقيما وهذا يدل على أن أشعة الشمس المباشرة ليست المسؤولة عن تسخين الهواء الملامس لسطح الأرض وإنما هذا الأخير نفسه عن طريق التلامس، إضافة إلى الغازات الموجودة في الطبقات السفلى  التي تعمل على امتصاص الأشعة الشمسية وتحويلها إلى حرارة.

 إلا أن هناك حالات خاصة يرسم فيها منحنى الحالة انكسارات لظروف مناخية محلية ومن بين هذه الحالات غير العادية :

ب‌-   وجود انقلاب حراري :

هنا الحرارة تزداد مع الارتفاع إلى حدود 3 كلم، وتصبح الحالة عادية بعد هذا المستوى.

السبب وجود سطح بارد جدا يبرد الطبقة الهوائية الملامسة لسطح الأرض، ويضعف هذا التأثير كلما ابتعدنا عن سطح الأرض.

 

وتحدث هذه الحالة في فصل الشتاء أثناء الليل ،نظرا لطوله ، حيث يكون الجو صافيا إذ يبرد سطح الأرض بسرعة ويقوم بتبريد طبقات الجو الملامسة له، في حين تبقى طبقات الجو العليا دافئة .

ونجد هذه الحالة كذلك في المناطق الجبلية أثناء الليل إذ أن الهواء عندما يبرد في الليل ترتفع كثافته ويزداد وزنه فينزلق إلى قعر الأودية التي تصبح أبرد من أعالي السفوح. و لا تعود الأمور إلى ا لحالة العادية إلا بعد طلوع الشمس (بعد تدفئة قعر الوادي).

و عادة ما ينتج عن هذه الحالة حدوث الصقيع.

ج‌-    هبوط مفرط بالنسبة للحالة العادية

يمكن أن يطرأ على رسم منحنى الحالة هبوط مفرط بالنسبة للحالة العادية إذا تواجدت طبقة هوائية  باردة بطبقة الانقلاب (أو الهبوط المفرط لدرجة الحرارة).

 

د‌-      انقلاب حراري عكسي:

 

 

 

دائما داخل "الطبقة الجغرافية" يمكن أن يحدث انقلاب حراري عكسي ويكون ذلك ناتج إما:

-         عن تلاقي كتل هوائية باردة مع كتل هوائية دافئة، فينزلق الهواء البارد تحت الهواء الدافئ لأنه أثقل.

-         أو عند وجود سحب بمنطقة الانقلاب الحراري (حيث تكون السحب حاجبة للشمس) فتسخن ذرات الماء التي بالسحب ويترتب عن ذلك هذا الانقلاب العكسي.

 

2-     التوزيع الأفقي للحرارة :

تستعمل لدراسة التوزيع العالمي للحرارة خرائط مناخية تسمى "خرائط توزيع الحرارة" ممثلة بخطوط الحرارة المتساوية Isothermes، وهي عبارة عن خطوط  تربط بين عدة مناطق لها نفس درجة الحرارة (تذكرنا بخطوط التسوية).

بالنسبة للخرائط المحلية (50000/1) أو الإقليمية (200000/1) تمثل درجات الحرارة الحقيقة.

بالنسبة للخرائط العالمية والأطالس Atlas، ولتلافي تأثير التضاريس على هذا التوزيع، تعدل درجات الحرارة إلى مستوى سطح البحر حسب المعادلة التالية:

الفرق في درجات الحرارة=(الممال الحراري xالارتفاع م)/100

 

فمثلا بالنسبة لمحطة أرصاد جوية توجد على علو 1000 متر، فالفرق في درجات الحرارة هو °6 (بما أن الممال الحراري هو °0.6 كل 100 م)، إذن سنضيف هذا الفرق إلى درجة المحطة المعنية للحصول على درجة معدلة إلى سطح البحر(و العكس صحيح، أي يمكن طرح هذا الفرق من حرارة محطة توجد عند مستوى سطح البحر إذا أردنا معرفة مقابلها عند القمة).

 

 

إذا نظرنا إلى خرائط توزيع الحرارة في العالم نلاحظ:

§       أن درجة الحرارة تنخفض مع تزايد العروض،

§       أعلى درجات الحرارة توجد بالمناطق المدارية وشبه المدارية، (حيث تتواجد الضغوط المرتفعة و يقل بخار الماء) الشيء الذي يفسر ارتفاع خط الاستواء الحراري عن مستوى خط الاستواء الجغرافي. واقل درجات الحرارة توجد عند القطبين.

(خط الاستواء الحراري هو المنحنى الفاصل بين خطوط تساوي الحرارة في النصف الشمالي و الجنوبي من الكرة الأرضية – يمكن تشبيهه بمحور تماثل خطوط تساوي الحرارة).

§       التباينات الحرارية ضعيفة في المناطق البيمدارية بينما تنخفض درجات الحرارة بسرعة في اتجاه القطبين حيث تصل إلى اقل من °50 – تحت الصفر عند القطب الجنوبي.

§       خطوط تساوي الحرارة أقل تعرجا في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية مقارنة مع النصف الشمالي،لأن سطح  الأرض اكثر تجانسا  في النصف الجنوبي حيث تقل المساحات اليابسة وتزداد المساحات المائية و التي تمثل نسبة 5/4 نصف الكرة الجنوبي.

§       هناك تباينات حرارية مهمة بين المناطق الساحلية والمناطق الداخلية، ويظهر ذلك من خلال انثناء و انعراج خطوط تساوي الحرارة الذي يوافق وجود تيارات بحرية باردة أو دافئة (قارن ذلك مع خريطة التيارات البحرية). لذلك نلاحظ، على خرائط توزيع الحرارة، أن هناك انثناء خطوط تساوي الحرارة نحو خط الاستواء في المناطق التي توجد بها التيارات البحرية الباردة. (مثلا غرب إفريقيا و سواحل البيرو والشيلي) وانثناء خطوط تساوي الحرارة نحو القطبين في المناطق التي توجد بها تيارات بحرية دافئة (مثلا شمال أوربا الغربية والسواحل الشرفية للولايات المتحدة الأمريكية بسبب مرور تيار خليج المكسيك الدافئ.

§       أن خطوط تساوي الحرارة تتحرك نحو الجنوب في شهر يناير ونحو الشمال في شهر يوليوز تبعا للحركة الظاهرية للشمس، ويظهر ذلك جليا من خلال وضع خط الاستواء الحراري.

3-      القارية والقرب من البحر:

ونعني هنا الاختلاف الحراري بين اليابس والبحار، فالبحر يلعب دور المنظم الحراري " Le régulateur thermiques"   إذ يلطف من حرارة المناطق الساحلية، هذا الدور يتلاشى كلما اتجهنا نحو الداخل حيث ترتفع درجة الحرارة في الصيف وتنخفض في فصل الشتاء ،و  يترتب عن ذلك وجود مدى حراري سنوي مرتفع.

فإذا أخذنا مجموعة من المحطات على نفس خط العرض، و التي من المفروض أن تكون لها نفس درجة الحرارة ، سنلاحظ أن درجة حرارة الهواء ستختلف بين المحطات الساحلية والمحطات الداخلية ، وقد يصل هذا الاختلاف إلى اكثر من °30 درجة مئوية (و هذا هو الذي يجعل خطوط تساوي الحرارة ترسم انثناءات عند السواحل).

فعكس سطح الأرض الذي يبرد ويسخن بسرعة، فإن مياه البحر تختزن الحرارة لمدة أطول وتفقدها ببطء، و هاته العملية تجعل درجة حرارة الهواء فوق البحار تكون مرتفعة عما هي عليه فوق اليابس في فصل الشتاء، و العكس صحيح في فصل الصيف.

لهذا السبب، يلعب البحر دور المنظم الحراري بتلطيف الهواء في فصل الصيف وتدفئته في فصل الشتاء عند السواحل، فيخفف بذلك من حدة التباينات الحرارية بين الفصول وبين الليل والنهار. ويتلاشى  هذا الدور كلما اتجهنا نحو الداخل.

و لتعزيز هذه الفكرة، سنأخذ مثالا من المغرب لمحطات توجد عند نفس خط العرض تقريبا.

المحطة	خط العرض	البعد عن البحر بكلم	معدل الحرارة الدنيا	معدل الحرارة القصوى	المدى الحراري
الرباط	' 03°34	5	12.6	22.5	9.9
القنيطرة	' 18°34	10	12.4	23.3	10.9
سيدي سليمان	'16°34	53	11.4	25.4	14
تازة	'13°34	220	10	27.1	17.1

(ملاحظة : يظهر من خلال هذا الجدول أن المدى الحراري يزداد كلما ابتعدنا من الساحل ، حيث يفقد البحر مفعوله وتأثيره في المناطق الداخلية)

ونشير كذلك إلى أن المدى الحراري السنوي يرتفع مع تزايد العروض ويبقى ضعيف عند خذ الاستواء، ويعزى ذلك إلى اختلاف طول الليل والنهار حسب الفصول كما رأينا في المحور المتعلق بالظواهر الإشعاعية.

و بتضافر عامل القارية والعروض، نجد أن المحطات التي تعرف أكبر مدى حراري سنوي، هي التي توجد في المناطق الداخلية ذات العروض العليا( أكثر من °40) مثلا في الاسكا وسيبريا. أما في المناطق الاستوائية، فإن المدى الحراري لا يتعدى °4 (انظر خريطة المدى الحراري في العالم).

 

v-  التنظيمات الحرارية Les régimes thermiques   (أو التوزيع الحراري حسب الزمان):

تعتبر من أهم المعطيات لدراسة خصائص المناخ لمنطقة معينة ويعبر عنها برسوم بيانية تمثل التطور الحراري لمدة معينة تكون عادة سنة، وتكون مبنية على المتوسطات الحرارية الشهرية، أو على المتناهيتين العليا والدنيا الشهريتين.

كما تمكننا من دراسة التغيرات الحرارية الدورية خاصة السنوية منها.

 

المحطة	Eurika Canada	Brest France	Cayenne Guyane
خط العرض (الشهور)	'30°82 ش	'27 °48 ش	'50 °4 ش
يناير	35.9-	6.1	25.1
فبراير	37.3-	5.8	25.2
مارس	37.6-	7.8	25.5
أبريل	26.8-	9.2	25.7
ماي	9.7-	11.6	25.3
يونيو	2.7	14.4	25.2
يوليوز	5.7	15.6	25.1
غشت	3.8	16	26.6
شتنبر	6.7-	14.7	26.1
أكتوبر	21.6-	12	26.3
نونبر	30.6-	9	26
دجنبر	35.2-	7	25.4
المعدل السنوي	19.1-	10.8	25.5
المدى الحراري	43.3	10.2	1.2

 

ملاحظة : في أوركا ، المدى الحراري السنوي مهم، إلا انه يصعب الحديث هنا عن فصل الصيف، لأن أحر شهر لا تتعدى متوسط درجة حرارته °6 .

المدى الحراري السنوي هو الفرق بين أقصى متوسط شهري و أدنى متوسط شهري، وهو ما يسمى بمتوسط المدى الحراري السنوي.

المدى الحراري السنوي المطلق هو الفرق بين الدرجة العليا المطلقة للشهور والدرجة الدنيا المطلقة للشهور).

 

 

 

 

التعليق على الجدول و الشكل :

1-     اوركا : المدى الحراري السنوي مهم يتعدى °40، كما نجد غلبة لدرجات الحرارة السلبية مما  يدل على برودة مفرطة، إذن فمناخ هذه المحطة قطبي.

2-     بريست : لا نجد حرارة شهرية متوسطة تقل عن °0 أو تزيد عن °20،المدى الحراري متوسط (°10.2)، إذن فمناخ هذه المحطة معتدل.

3-     كايين : منحنى توزيع الحرارة داخل السنة يرسم خطا شبه مستقيما دلالة على وجود مدى حراري ضعيف، حيث نجد تقريبا نفس درجة الحرارة على طول السنة ومرتفعة نسبيا، إذن فالمحطة توجد داخل نطاق مناخ استوائي لا يعرف فصول، لأن المتوسطات الشهرية  متشابهة .

نموذج من المغرب : أكادير ومراكش

المحطة                  العرض	اكادير '23°30	مراكش '37°31
يناير	14	11.9
فبراير	15.1	13.4
مارس	16.5	15.7
ابريل	17.5	17.7
ماي	19.1	21.1
يونيو	20.6	24.4
يوليوز	22.1	28.2
غشت	22.4	28.6
شتنبر	21.6	25.1
اكتوبر	20.4	21.2
نونبر	18	16.4
دجنبر	14.4	12.2
المعدل السنوي	18.5	19.7
المدى الحراري	8.4	16.7

 

 

التعليق:

نلاحظ أن درجات الحرارة الدنيا مسجلة في شهر يناير والعليا في شهر غشت بالنسبة للمحطتين، إلا انه بالنسبة  لمدينة أكادير، فالحرارة الدنيا مرتفعة مقارنة بمثيلتها في مراكش، أما الحرارة العليا فيقع العكس  حيث نجدها اكثر ارتفاعا في مراكش.

إذن ففي فصل الشتاء تتجاوز درجات الحرارة بمدينة أكادير حرارة مدينة مراكش، في حين نجد أن المتوسطات الشهرية أكثر ارتفاعا في مراكش في فصل الصيف ، وبعبارة أخرى ، فان المدى الحراري السنوي اكبر بمدينة مراكش مما يدل على قارية المحطة.

في حين يبقى المدى الحراري ضعيف بمدينة  أكادير نظرا لتدخل البحر الذي يلعب دور المنظم الحراري، و يساهم بالتالي في التخفيف من حدة التباينات الحرارية الفصلية.٪

                                                                                           

الضغط الجــــوي

مقدمة:

تمثل الكتلة الجوية حوالي 5130 مليون طن، وبما أن لها وزنا، فهي تمارس نوعا من الضغط على سطح الأرض بفعل الجاذبية يعرف بالضغط الجوي، وهو وزن عمود من الهواء، طوله من سطح الأرض إلى نهاية الغلاف الجوي سمكه 1 سنتم^2.

I – أجهــزة القيـــاس :

1- باروميتر عمود الزئبق Baromètre à colonne de mercure  :

وهو عبارة عن أنبوب زجاجي مدرج بالمليمترات، ومملوء بالزئبق، موضوع راسيا على إناء مملوء بالزئبق كذلك، على أساس أن لا يتسرب الهواء إلى الأنبوب، فكلما كانت هناك قوة ضاغطة على الزئبق الموجود في الإناء، كلما ارتفع مستوى ضغط الزئبق الموجود، في الأنبوب أو العمود، فيعطي قيمة هدا الوزن بالملم، ثم يتم تحويل هذه القيمة إلى الوحدة الأساسية لقياس الضغط وهي "الملبار" أو الهيكتوباسكال (Hectopascal)  .

1 ملبار = 4/ 3ملم من الزئبق أي 0.75 ملم.

1 ملم من الزئبق = 1.333 ملبار

في ظروف عادية (عند مستوى البحر، عند درجة حرارة °0 وخط عرض 45)  فإن وزن عمود من الهواء سمكه سنتم² يساوي 76 سنتم داخل عمود الزئبق ،أي 760 ملم، و لتحويل هذه القيمة إلى الملبار" mb " أو الهيكتوباسكال "    hpa "نستعمل المعادلة التالية:

760 X 1.333 = 1013 ملبار " mb"

إلا أنه بعد سنة 1986، تم التخلي عن استعمال كلمة "ملبار" (لأنها تعني قياس الضغط لكن بوحدة قياس المسافة ربما للعالم الفرنسي أي ملم) وعوضت بكلمة الهيكتوباسكال hectopascal (تكريما للعالم الفيزيائي الفرنسي Pascal 1646 ) يرمز إليها ب Hpa التي لها نفس قيمة الملبار، بمعنى أن:

1 هكتوباسكال = 1 ملبار

وتوجد الآن أجهزة الباروميتر، مدرجة بالهكتوباسكال عوض المليمتر، تسمح لنا بقراءة عدد الهكتوبسكالات مباشرة على الجهاز دون القيام بعملية التحويل

2- : بارومتر انيرويد Anéroïdes   :

هو جهاز يعتمد في قياسه على تمدد معدن خاص، يكون وعاء فارغا من الهواء، يتمدد ويتقلص تبعا لتغير الضغط الجوي، ويشير إلى الضغط بواسطة عقرب يشبه عقرب الساعة غالبا ما يكون مكتوب عليه نوع الطقس ( جميل- مضطرب – متغير).

هذا الجهاز هو أقل دقة من الأول، إلا أنه يمكن نقله بسهولة، ويمكن ضبطه بسهولة إلى مستوى سطح البحر إذا كنا على مستوى مرتفع، مثلا في مناطق جبلية.

(على ذكر الارتفاع، فإن تغيير بسيط من طابق إلى آخر داخل عمارة قد يؤثر على الضغط المسجل ب 1.25 hpa ).

4-        Barographe   الباروميتر المسجل:

يعتمد على نفس مبدأ الجهاز الثاني -Anéroïdes - إلا أنه يكون مجهزا بنظام ميكانيكي أو الكتروني يسمح بتسجيل الضغط الجوي على شريط من الورق (مثل المحرار المسجل            thermographe).  

II- أنواع الضغوط الجوية :

يمثل الضغط الجوي على الخرائط الجوية اليومية بواسطة منحنيات تدعى "منحنيات تساوي الضغط" Isobares، تصل بين مختلف نقط الضغط المتساوية (تذكرنا بخطوط التسوية). مجموع هذه المنحنيات تعطينا رسوما وأشكالا تسمى مجالات انضغاطية « Champs de pression » ، يمكن تقسيمها إلى عناصر رئيسية وعناصر ثانوية :

1- العناصر الرئيسية:

أ‌-       الضغط المرتفع:

 ويطابق مجموع خطوط الضغط المتساوية التي تفوق 1015 hpa. )بما أن متوسط الغط الجوية هو hpa 1013، فقد تم جبر هذا الرقم على الخرائط الجوية إلى 1015 hpa  و ممثل بخط سميك ،وقد حول إلى 1015حتى تسهل عملية قراءة هذه الخطوط،  لأن فارق منحنيات تساوي الضغط هو5  hpa. فكلما تعدت قيمة الخطوط 1015 hpa، يعتبر ضغطها مرتفعا، وكل ما نزلت عن هذا المستوى يعتبر ضغطا منخفضا، هدا بالطبع عند مستوى سطح الأرض. )

 في الضغط المرتفع، تكون منحنيات تساوي الضغط مغلقة، ترتفع قيمتها من الهوامش في اتجاه المركز، ويطلق على هذا النوع كذلك اسم "ضد الإعصار" Anticyclone، مثلا: ضد إعصار الآسور Açores أو الضغط المرتفع السيبيري  Sibérie نسبة إلى سيبيريا.

ويرمز إليه على الخرائط الجوية بحرف "A" Anticyclone أو حرف (H) (High، Hoch )   بالإنجليزية والألمانية، ونادرا بعلامة "+".

هنا تتجه الرياح من المركز نحو الهوامش في اتجاه عقارب الساعة بالنصف الشمالي من الكرة الأرضية، و العكس صحيح في النصف الجنوبي منها.

وجود هدا الضغط المرتفع يعني استقرار الجو (جو ثابت) على سطح الأرض ، يكون فيه الجو جميلا و صحوا و خاليا من الاضطرابات.

ب‌-   الضغط المنخفض :

فالضغط المنخفض هو مجال يقل فيه الضغط الجوي عن 1015 hpa من الهوامش في اتجاه المركز، تكون فيه منحنيات تساوي الضغط مغلقة، يرمز إليها بحرف «D» Dépression في الخرائط الفرنسية و بحرف "L" Low على الخرائط الإنجليزية و "T" Tief على الخرائط الألمانية،  و في بعض الأحيان بعلامة «-».

هنا تتجه الرياح من الهوامش نحو المركز في اتجاه عكس عقارب الساعة بالنصف الشمالي من الكرة الأرضية، و العكس صحيح في النصف الجنوبي منها.

وجود هذا الضغط المنخفض يعني أنه يسود جو مضطرب على المناطق التي يخيم عليها أو سيمر بها، مثلا الضغط المنخفض لإسلاندا Island و منخفض جنوة Gênes بالبحر الأبيض المتوسط الخ...

ملاحظة: هنا لا تقول "إعصار" رغم تقابله الكلمة مع "ضد الإعصار" ، لأن الإعصار هو اضطرابات جوية عنيفة وقوية تؤدي إلى وقوع أضرار بالغة خاصة في الدول المدارية Pays tropicaux .

1-     العناصر الثانويــة:

بالنسبة لباقي العناصر، فهي تشبه عناصر التضاريس من حيث الرسم الذي تأخذه على الخرائط الجوية، يمكن أن نميز فيها بين العناصر التالية:

أ- الظهر Dorsale: تكون فيه منحنيات تساوي الضغط المرتفع غير مغلقة، تكون امتدادا لخلية الضغط المرتفع المجاور لها.

ب – الفج Col:  و هو ضغط منخفض يوجد بين ضغطين مرتفعين.

ج- الوادي Talweg: تكون فيه منحنيات تساوي الضغط المنخفض غير مغلقة، تشكل امتدادا لخلية الضغط المنخفض التي تجاورها.

د-  الانبساط الانضغاطي Marais Barométrique : تكون فيه التناقضات الضغطية جد ضعيفة، وترسم على شكل خطوط تساوي الضغط جد متباعدة وتغطي مساحة شاسعة (تذكرنا بالسهول على الخرائط الطبوغرافية).

III – أصل نشأة الضغوط الجوية :

يمكن تصنيف الضغوط الجوية كذلك حسب العوامل والظروف الناتجة عنها، وتكون إما حرارية Thermique أو ديناميكية Dynamique أو ناتجة عن الاثنين معا، أي ديناميكية وحرارية في آن واحد.

1-     الضغوط الحراريةأو الخلايا الحرارية Cellules thermiques:

وتنشأ من القاعدة عن طريق تلامس الهواء مع سطح دافئ أو بارد.

* في حالة وجود سطح دافئ، فإن الهواء يتمدد ويخف وزنه، فيرتفع إلى الأعلى مكونا بذلك ضغطا منخفضا عند مستوى سطح الأرض.

وكمثال لهذا النوع من الضغط منخفض جنوة Gènes فوق البحر الأبيض المتوسط والذي ينشأ حينما تكون درجة حرارة البحر أكثر ارتفاعا من حرارة الهواء، إضافة إلى منخفضات  أخرى تظهر خلال فصل الصيف داخل القارات كالمنخفض الصحراوي (نراه على بعض الخرائط)

* أما في حالة وجود سطح بارد، فإن كثافة الهواء تزداد، وبالتالي يزداد وزنه، فيتكدس في الأسفل مكونا بذلك ضغطا مرتفعا عند سطح الأرض، ونجد هذا النوع من الضغوط في أوربا الوسطى، بسيبريا على الخصوص في فصل الشتاء، فيعطينا ما يسمى بالضغط العالي السيبيري أو مرتفع مانيطوبا بشمال كندا.

2-     الضغوط الديناميكية: (لأنها ناتجة عن حركات ميكانيكية)

 يرجع أصل نشأتها إلى الحركات العمودية للهواء، سواء النازلة أو الصاعدة منها.

·        فالحركات الهوائية النازلة تؤدي إلى تكدس الهواء عند سطح الأرض، فتعطينها ضغوطا مرتفعة، خاصة عند العروض شبه المدارية، مثلا الضغط المرتفع بجزر الآسور – عالي الآسور – وعالي هواي Hawaï.

·         في حين تؤدي الحركات الهوائية الصاعدة إلى امتصاص الهواء من الأعلى، فينشأ عن ذلك ضغوطا منخفضة عند مستوى سطح الأرض، و كمثال على ذلك المنخفض الألوتشي Aléoutiennes  بين القارة الأمريكية والأسيوية.

 ويطلق على هذه الضغوط تسمية "مراكز الضغط الفعال" لأنها تتواجد بصفة شبه دائمة، فتؤثر على اتجاه الرياح وعلى مناخات المناطق التي توجد فوقها  أو بجوارها كمرتفع الأسور الذي يؤثر بشكل كبير على مناخ المغرب بمنعه وصول الأضطرابات الجوية في فترات الجفاف.

3-     الضغوط الديناميكية الحرارية: و تنشأ نتيجة عوامل ديناميكية (أي حركات هوائية عمودية) وحرارية (برودة أو سخونة سطح الأرض) في آن واحد، و كمثال على ذلك: الضغط المرتفع القطبي و الضغط المنخفض الاستوائي.

-IV التوزيع النظري للضغط الجوي:

التوزيع المبسط لخلايا الضغط المرتفع و المنخفض بالنصف الشمالي من الكرة الأرضية

من خلال التوزيع النظري يتبين أن هناك:

1-       حزام الضغط المرتفع القطبي: (عند خطوط العرض °90 ) نجده بالقطب الشمالي والجنوبي وهو ناتج عن عوامل ديناميكية حرارية في آن واحد، نظرا لوجود مجالات جليدية باردة وحركات هوائية نازلة (جفاف بهذه المناطق).

2-       حزام الضغط المنخفض شبه القطبي: نجده عند مستوى خط عرض °50 و °60، يغلب عليه العامل الديناميكي فهو ناتج عن تلاقي التيارات الهوائية الآتية من القطب والتيارات الهوائية الآتية من المناطق شبه مدارية.

3-       حزام الضغوط العليا شبه المدارية : نجدها عند مستوى خط عرض °30 (مثلا الآسور) حيث يفوق العامل الديناميكي العامل الحراري، فرغم الحرارة النسبية التي تتميز بها هذه العروض نجد ضغوطا مرتفعة، فهي مجالات تلاقي الكتل الهوائية الاستوائية وشبه القطبية في الأجواء العليا وينتج عن ذلك حركات هوائية نازلة وضغط مرتفع عند سطح الأرض.

4-       حزام المنخفض الاستوائي: (عند خط العرض(0° ناتج عن عوامل حرارية وديناميكية في نفس الوقت، فهي توجد في مناطق دافئة تلتقي فيها الرياح التجارية Les alizés  الآتية من نصف الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي، فينتج عن ذلك حركات هوائية صاعدة وضغط منخفض عند مستوى سطح الأرض.

V- التوزيع الجغرافي للضغط الجوي :

إذا كانت الكتلة الجوية تخضع لعامل الجاذبية فإنها لا تبقى قارة، وإنما تتأثر بعوامل أخرى كالحرارة الموزعة على سطح الأرض بشكل غير عادل (كما رأينا في المحور المتعلق بالحرارة).

هذا التوزيع يؤثر بطبيعة الحال على توزيع مجالات الضغط الجوي .

بعض الضغوط نجدها على خرائط الضغط تشغل نفس المكان بصفة دائمة – مثلا الضغط المنخفض لإيسلاندا (بالمحيط الأطلسي الشمالي) أو الضغط المرتفع للآسور، ولذلك سميت هذه الضغوط على الأماكن التي تتواجد فوقها باستمرار وتكون مسؤولة عن مناخ المناطق المجاورة لها (مثلا : إذا اتسع مرتفع الآسور، فانه يصل إلى المغرب بل يتعداه إلى أوربا خاصة في فصل الصيف، وإذا حدث ذلك في فصل الشتاء فانه يسود طقس مشمس، لأنه يمنع الاضطرابات الجوية من الوصول إلى المناطق التي يستقر فوقها، وبالنسبة لبلد كالمغرب، فان عدم وصول هذه الاضطرابات الغربية أو الشمالية الغربية، خاصة في فصل الشتاء، يتسبب في الجفاف لانعدام التساقطات).

1-              الضغوط المرتفعة:

تتوزع الضغوط المرتفعة الرئيسية على سطح الأرض حسب العروض، ويمكن أن نميز هنا بين المرتفعات الدائمة و المرتفعات الفصلية أو الموسمية:

أ‌-       المرتفعات الدائمة و تنقسم إلى مجموعتين :

* المجموعة الأولى: الضغوط المرتفعة القطبية، وهي مراكز دائمة من أصل حراري، تتمركز فوق القطب الشمالي والجنوبي (أي فوق البحر المتجمد الشمالي والجنوبي)

* المجموعة الثانية: نجدها في العروض شبه المدارية وعدد هذه الضغوط خمسة:

- اثنان في النصف الشمالي من الكرة الأرضية ، وهما مرتفع الآسور فوق المحيط الأطلسي، ومرتفع هاواي فوق المحيط الهادي.

-  ثلاثة في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية و هم:

 مرتفع  سانت هيلينSt Hélène  فوق المحيط الأطلسي.

 مرتفع جزيرة الباك Ile des paques  فوق المحيط الهادي.

 ومرتفع ماسكرين Mascareignes فوق المحيط الهندي.

ب‌- المرتفعات الفصلية:

وهي التي تظهر حسب الفصول  بالعروض الوسطى وشبه المدارية، ونذكر منها الضغوط المرتفعة القارية التي تنشأ أثناء الفصل البارد فوق القارات الباردة : كمرتفع سيبريا فوق القارة الأسيوية ومرتفع مانيطوبا Manitoba فوق كندا (بأمريكا الشمالية) و المرتفع الصحراوي والجزيرة العربية  اللذان يعززان أثناء الفصل البارد بالعامل الحراري.

 هذه الضغوط المرتفعة الموسمية تنمحي في فصل الصيف بسبب ارتفاع الحرارة لتحل محلها ضغوط منخفضة.

(ملاحظة: فإلى جانب التوزيع حسب العروض نلاحظ توزيعا حسب نوعية القشرة الأرضية، بمعنى آخر هناك ضغوط مرتفعة تظهر فوق البحار، وأخرى تظهر فوق القارات.

فالضغوط القطبية وشبه المدارية البحرية تظهر في جميع الفصول ، ولذلك سميت بضغوط دائمة ، في حين المرتفعات التي تسجل فوق القارات بالعروض الوسطى- أمريكا الشمالية وسيبريا- تختفي أثناء الفصل الحار، ولذلك تسمى ضغوطا فصلية أو موسمية).

- الضغوط المنخفضة:

ويمكن تقسيمها كذلك إلى قسمين: ضغوط منخفضة دائمة، وضغوط فصلية أو موسمية.

أ – المنخفضات الدائمة: وتنقسم إلى ثلاث مجموعات:

* المجموعة الأولى : توجد بالعروض الاستوائية حيث تكون حزاما شبه متصل حول الكرة الأرضية، وهي ناتجة عن تلاقي الرياح التجارية بهده العروض، زيادة على الحرارة المرتفعة التي تعرفها هاته المناطق، فهي إذن من أصل "حركي حراري" أي ديناميكية وحرارية في آن واحد Thermodynamique.

* المجموعة الثانية والثالثة: وتوجد عند خطي عرض °50 و °60 درجة في كل نصف من الكرة الأرضية.

ففي النصف الشمالي تظهر خليتان دائمتان على خرائط توزيع الضغط الجوي، الأولى فوق المحيط الأطلسي – منخفض اسلاندا – (وهي من أصل ديناميكي وحراري في آن واحد،نظرا لوصول تيار الخليج الدافئ)، والثانية فوق المحيط الهادي – المنخفض الألوتشي – Les Aléoutiennes .

أصلهما ديناميكي يعزز بعامل حراري" Origine thermodynamique" عندما تمر هذه المنخفضات فوق التيارات البحرية الدافئة، مثلا عندما يمر منخفض اسلاندا فوق تيار الخليج الدافئGulfstream فيصبح أكثر اضطرابا  .

في النصف الجنوبي من الكرة الأرضة، تكون منخفضات العروض الوسطى شبه متصلة حيث سطح الأرض أكثر تجانسا تغلب فيه المساحات البحرية.

ب – المنخفضات الفصلية أو الموسمية:

تظهر أثناء فصل الصيف فوق القارات الدافئة ذات العروض المدارية والمعتدلة، أي الوسطى، ونذكر منها منخفض سيبريا أو المنخفض الصحراوي