لكي نتمكن من معرفة درجة حرارة الطقس، نحتاج إلى معرفة الكثير من التفاصيل والدقة في كتابة المعلومات، والقيام بقياس جميع أحوال الطقس المختلفة وتسجيلها، وهذا ما يسمى مراقبة الطقس. إذاً كيف يتم قياس درجة الحرارة بدقة.
محتوى المقال
قياس درجة الحرارة
درجة الحرارة هي مقياس لمقدار الطاقة الحرارية لشيء ما؛ عند قياس الطقس علينا معرفة درجة حرارة الهواء.
- لقياس درجة الحرارة عادةً نستخدم مقياس حرارة، والكثير منا لديه مقياس حرارة في المنزل لقياس درجة حرارة الجسم عندما نشعر بالمرض.
- في السابق كان استخدام موازين الحرارة التي تحتوي على الزئبق شائعاً، ولكن حالياً لم يعد استخدامها مرغوباً، لأن الزئبق خطر في حالة تسربه أو في حال كسر مقياس الحرارة. وبدلاً من ذلك، نستخدم الآن موازين الحرارة الرقمية أو موازين الحرارة الكحولية.
- لقياس درجة الحرارة بدقة، يستخدم مقياس الحرارة ستيفنسون، الذي يعطي أفضل قياس لدرجة الحرارة الحالية، دون التعرض للحرارة الشديدة في ضوء الشمس المباشر أو البرودة الشديدة في الظل.
قياس درجة الرطوبة
الرطوبة هي كمية بخار الماء المخزنة في الهواء وتظهر كنسبة مئوية؛ إذا كانت الرطوبة 100٪ فذلك يعني أن الهواء مشبع بالبخار، ويحدث هذا عندما يكون الجو ضبابياً وأحياناً عندما تمطر.
- نقيس الرطوبة عن طريق قياس درجة حرارة المصباح الرطب أولاً ثم إجراء الحساب. يتم قياس درجة حرارة المصباح الرطب بشكل مشابه لقياس درجة حرارة الهواء العادية. حيث يستخدم مقياس حرارة ملفوفة نهايته بقطعة قماش مبللة مع مقياس الحرارة ستيفنسون، ستحتاج الطاقة لتبخير الماء من قطعة القماش وهذا يتسبب في تبريد الهواء المحيط بها قليلاً (من فقدان الطاقة)، مما يعني أن مقياس الحرارة يقيس درجة حرارة أقل. باستخدام درجات الحرارة من ميزان الحرارة والموازنة يمكننا حساب الرطوبة.
قياس سرعة الرياح
هناك خاصيتان لقياس الرياح: الاتجاه والسرعة.
- لقياس اتجاه الرياح تقليدياً، تستخدم ريشة الطقس والتي ستشير إلى الاتجاه الذي تأتي منه الرياح. عندما نتحدث عن اتجاه الرياح فإننا نتحدث عن مصدرها وليس إلى أين تتجه، سيخبرنا هذا كثيراً من الأمور عن الطقس. على سبيل المثال، عندما تأتي الرياح من الشمال ذلك يعني أن اليوم سيكون بارداً، وعندما يأتي من الجنوب فمن المحتمل أن يكون يوماً دافئاً.
- أيضاً لقياس سرعة الرياح يستخدم مقياس شدة الريح، وهو عبارة عن قطعة من المعدات التي تدور مباشرةً عندما تكون هناك رياح، وستخبرك مدى سرعة دورانها بمدى سرعة الرياح.
- غالبًا ما يكون له ثلاثة أقداح أو أربعة لها شكل مخروطي أو قمعي مغلق موصول في نهاية قضبان يبلغ طولها من 5 إلى 20سم. وتتوزع الأقداح بشكل محوري على رأس بكرة دائرية، وكلما كانت الرياح أسرع زادت سرعة دوران الأقداح وتقاس سرعة الرياح بعد ذلك بحساب عدد مرات دوران الأقداح خلال فترة زمنية معينة.
- في المرة القادمة التي تكون فيها في رحلة طويلة بالسيارة، لربما تشاهد أحداها على جانب الطريق.
- تستخدم أجهزة قياس شدة الريح الجديدة السونار لقياس اتجاه الرياح وسرعتها في نفس الوقت، وذلك عن طريق إرسال السونار بين أجهزة استشعار مختلفة واعتماداً على المدة التي تستغرقها الإشارة لتلقيها، يمكن لأجهزة الاستشعار معرفة السرعة التي تهب بها الرياح والاتجاه الذي تأتي منه.
- توجد أجهزة قياس شدة الريح هذه غالباً في المواقع الجبلية لأنها لا تتجمد مثل أجهزة قياس شدة الريح الأخرى في الظروف شديدة البرودة.
قياس الرؤية
الرؤية هي إلى أي مدى يمكننا أن نرى؛ غالباً ما تكون عدة كيلومترات، ولكن عندما يكون الجو ضبابياً قد لا يتجاوز ذلك بضعة أمتار.
- لقياس مدى الرؤية نحن ببساطة نستخدم أعيننا! نبحث عن “نقاط الرؤية” وهي أشياء لا تتحرك ونعرف مدى بُعدها، لذا إذا تمكنا من رؤيتها فنحن نعلم أن الرؤية بعيدة إلى هذا الحد على الأقل، وإذا لم نتمكن من رؤيتها نعلم أنه أقل من ذلك. يمكنك القيام بذلك بنفسك في المنزل إذا نظرت من نافذتك، ماذا ترى؟ منازل جيرانك؟ بعض التلال؟ بعض المباني الشاهقة؟ اطلب من والديك مساعدتك في معرفة مدى بُعد كل من هذه الأشياء التي يمكنك رؤيتها، فعندما تنظر من نافذتك ستعرف ما إذا كان من الصعب رؤية المتاجر التي تبعد كيلومتراً واحداً ولكن لا تزال مرئية تقريباً، ذلك يعني أن مقياس الرؤية 1 كم؛ إذا لم تتمكن من رؤية منزل جارك الذي يبعد 50 متراً، فذلك يعني أن مقياس الرؤية أقل من 50 متر.
- يستخدم الليزر أيضاً في الأماكن التي لا يوجد بها بشر للقياس، وذلك عن طريق إطلاق شعاع من الضوء في خط مستقيم وقياس المدة التي يستغرقها الارتداد، واعتماداً على المدة التي يستغرقها هذا الأمر سيكون قياس الرؤية.
قياس كثافة وارتفاع السحب
لقياس السحب نحتاج إلى معرفة مقدار السحب الموجودة في السماء، وما ارتفاع هذه السحب ونوعها.
- عن طريق توجيه الليزر إلى السماء ومعرفة الوقت الذي يستغرقه شعاع الضوء للارتداد يمكن معرفة مدى ارتفاع الغيوم، ومن خلال النظر إلى السماء معرفة مقدار السحب ومقدار السماء الصافية.
- يمكن قياس السحب بتقسيم السماء إلى ثمانية أجزاء متساوية في عقلنا، تسمى هذه الأجزاء الأوكتا. إذا كانت الصناديق الثمانية ممتلئة تماماً، هذا يعني أن السماء ملبدة بالغيوم، وإذا كانت الصناديق الثمانية فارغة، فستكون السماء صافية. وعندما يكون هناك بعض السحب، فعلينا تقدير مقدار السحابة الموجودة من خلال تخيل عدد الصناديق التي يمكن أن تملأها إذا تم تجميعها معاً.
- يتطلب قياس مدى ارتفاع السحب الخبرة، ويساعد عندما يكون لديك مبانٍ وأشجار قريبة عالية حيث ترى مكان وجود السحب من قممها، كما يساعد أيضاً معرفة نوع السحابة التي تنظر إليها، لأن بعض أنواع السحب تحدث فقط على ارتفاعات معينة.
قياس كمية المطر
عند قياس المطر ننظر إلى عاملين مختلفين قليلاً: معدل المطر وتراكم المطر. معدل المطر هو كمية المطر المتساقطة في السماء ومدى سرعته، أما تراكم المطر هو مقدار المطر الذي وصل إلى الأرض خلال فترة زمنية معينة.
- لقياس تراكمات المطر نستخدم مقاييس المطر، وهي عبارة عن دلاء ذات حواف حادة يبلغ عرضها 5 بوصات، وتلتقط المطر وتخزنه في زجاجة. ثم يتم فحصها في أوقات محددة لمعرفة كمية الأمطار المتراكمة في ذلك الوقت.
- ويستخدم حالياً مقياس الممطار، وهو متشابه جداً للمقياس السابق ولكن مع اختلاف بسيط، في الداخل لا يوجد زجاجة ولكن دلاء صغيرة. هذا يسمح لنا بقياس معدلات هطول الأمطار وتراكمات الأمطار في نفس الوقت. تشبه الدلاء الصغيرة مجموعة من المقاييس التي تحمل كمية محددة من الماء، وعندما يمتلئ أحد جانبي المقياس بالماء، ينقلب ويفرغ الماء ويبدأ الدلو الآخر بالملء. تخبرنا مدى سرعة انقلاب الدلاء بمدى سرعة سقوط المطر، وعدد مرات انقلاب الدلاء في فترة زمنية محددة يخبرنا بكمية المطر التي سقطت خلال ذلك الوقت.
- كما يستخدم الرادار لقياس المطر. تم تطوير الرادار خلال الحرب العالمية الثانية لاكتشاف حركات العدو، مثل الطائرات والسفن والغواصات قبل أن يدرك المتخصصون أنه يمكن استخدامه أيضاً لمعرفة مكان هطول الأمطار. لدينا الآن 18 محطة رادار عبر الجزر البريطانية، بما في ذلك تلك الموجودة في جمهورية أيرلندا وجزر القنال، وهي تقوم بمسح السماء بحثاً عن المطر كل 5 دقائق.
- يرسل الرادار موجات ويقيس الوقت الذي تستغرقه هذه الموجات في الارتداد، مما يخبرنا بمكان هطول المطر اعتماداً على الوقت الذي يستغرقه للعودة. يمكن للرادار أيضاً أن يخبرنا عن مدى غزارة المطر ويمكننا استخدام ذلك لتقدير معدلات المطر على الأرض.
قياس كمية الثلج
يمكن استخدام الرادار لقياس الثلج أيضاً، ولكن نظراً للطريقة التي يعمل بها الرادار، لا يمكنه التمييز بين المطر والثلج. هناك بعض أنواع من الرادارات يمكنها القيام بذلك، حيث يمكنها معرفة ما إذا كانت الموجات ترتد من سائل (مطر)، أو متجمد (ثلج) من خلال عدة عوامل مثل الحجم والشكل.
- لقياس عمق الثلج، كل ما تحتاجه هو مسطرة! للحصول على قراءة دقيقة لعمق الثلج تحتاج إلى اختيار نقطة جيدة لأخذ القراءة في مكان مسطح وعشبي غير محمي بالأشجار أو المباني. نقوم بالقياس على العشب وليس الطوب أو الإسمنت لأن هذه المواد أكثر دفئاً من الأسطح العشبية وستجعل الثلج يذوب بشكل أسرع.
- نستخدم أيضاً أجهزة استشعار لقياس عمق الثلج حيث لا يوجد بشر ليذهبوا ويتحققوا منها، وهذه تعمل عن طريق إطلاق ليزر على الأرض ومعرفة المدة التي تستغرقها للعودة. يعرف المستشعر المدة التي يستغرقها الليزر للارتداد من الأرض، لذلك إذا عاد بشكل أسرع، فإنه يعرف أن هناك ثلجاً ومدى سرعة عودته سيخبره بعمق الثلج.
قياس الضغط الجوي
الضغط مهم لأنه يخبرنا عن نوع الطقس المتوقع، عندما يكون الضغط عالياً يُتوقع سماء صافية ورياح خفيفة، وعندما يكون الضغط منخفضاً يُتوقع طقس ممطر وعاصف. كما أنه مهم جداً لبعض الشركات، على سبيل المثال تحتاج الطائرات إلى معرفة الضغط الجوي بالضبط حتى يعرفوا الارتفاع الذي يجب أن يطيروا فيه، ونظراً لأنهم لا يقيسون الارتفاع فوق السطح بالأمتار أو الأميال، فهم يستخدمون مستويات الضغط.
- يتم قياس الضغط باستخدام بارومتر، ربما تكون قد شاهدت بارومتراً قديماً في متحف أو ربما يكون لدى أحد أفراد عائلتك بارومتر. هذه المقاييس القديمة حساسة للغاية وتحتاج إلى العناية بها للتأكد من أنها لا تزال دقيقة، لذلك يستخدم الآن بارومترات رقمية لأنها أكثر موثوقية.
قياس البرق
يأتي البرق من العواصف الرعدية، وهي عواصف كبيرة مصحوبة بغزارة الأمطار والرياح القوية وأحياناً البَرَد وأنواع الطقس الخطرة الأخرى بالإضافة إلى البرق. يمكن أن يكون البرق خطيراً اعتماداً على مكان وقوعه وأن يتسبب في انقطاع التيار الكهربائي ومشاكل أخرى مثل الحرائق، لذلك من المهم جداً مكان البرق.
- لمعرفة مكان البرق يستخدم شبكة من أجهزة الاستشعار وعندما يحدث البرق، فإنه يرسل إشارة لهذه المستشعرات يمكن أن تلتقطها، واعتماداً على المستشعرات التي تلتقطها، تخبرنا بمكانها.
- يمكنك معرفة مصدر البرق بنفسك في المرة القادمة التي تكون فيها عاصفة رعدية بالقرب منك، الرعد هو الضوضاء التي يصدرها البرق عندما يتشقق في السماء، ولكن لأن الصوت ينتقل أبطأ من الضوء، فإنك دائماً ترى البرق أولاً. لذلك إذا قمت بحساب عدد الثواني بين البرق والرعد وقسمت هذا الرقم على 3، فسوف يخبرك عدد الكيلومترات التي يبعدها البرق. يمكنك معرفة ما إذا كانت العاصفة الرعدية تقترب أو تبتعد من خلال رؤية كيف تتغير الفجوة بين الرعد والبرق، إذا كانت الفجوة تتسع بين البرق والرعد، فإن العاصفة تتحرك بعيداً، ولكن إذا كانت الفجوة تتضاءل فإن العاصفة تقترب.
- إقرأ المزيد فقط لسكان هولندا: طرق لتقليل فاتورة الكهرباء في عام 2023.
