أدوات قياس الطقس وأنواعها

أدوات قياس الطقس: أهميتها، أنواعاها واستخداماتها

الطقس هو حالة الغلاف الجوي في مكان معين وفي وقت معين، ويتغير بمرور الوقت تبعاً للعديد من العوامل الطبيعية. ولقد سعى البشر عبر العصور لفهم هذه الظاهرة وتوقعها من خلال مراقبة الغلاف الجوي باستخدام أدوات قياس الطقس. تمتاز هذه الأدوات بالدقة والقدرة على رصد التغيرات الدقيقة في عناصر الجو مثل درجة الحرارة، الرطوبة، الرياح، الضغط الجوي، وغير ذلك من المتغيرات التي تؤثر في حياتنا اليومية. إن فهم أدوات قياس الطقس وأنواعها وأغراضها يشكل جزءاً أساسياً من علم الأرصاد الجوية، ويعد ضرورياً لمجموعة واسعة من الأنشطة البشرية مثل الزراعة، الملاحة الجوية والبحرية، البناء، وغيرها.

1. درجة الحرارة: مقياس الحرارة

يعد مقياس درجة الحرارة أحد أبرز الأدوات المستخدمة في قياس الطقس. درجة الحرارة هي مؤشر مهم للعديد من الظواهر الجوية، فهي تتحكم في مدى حدوث الأمطار أو الثلوج وتؤثر في حركة الرياح والضغط الجوي.

أنواع مقاييس الحرارة:

• الترمومتر الزئبقي: يحتوي على أنبوب زجاجي مملوء بالزئبق، وعندما ترتفع درجة الحرارة، يتمدد الزئبق ويصعد في الأنبوب.

• الترمومتر الكحولي: يستخدم الكحول الملون بدلاً من الزئبق. وهو أقل خطرًا ولكنه أقل دقة في بعض الحالات.

• الترمومتر الرقمي: يعتمد على مكونات إلكترونية لقياس درجة الحرارة وعرضها بشكل رقمي.

2. الرطوبة: مقياس الرطوبة (الهيجرومتر)

الرطوبة هي مقدار بخار الماء الموجود في الهواء، وهي عامل رئيسي في تشكيل الغيوم والأمطار. قياس الرطوبة يساعد في التنبؤ بالطقس، خصوصاً في تحديد احتمالية سقوط الأمطار أو الثلوج.

أنواع موازين الرطوبة:

• الهيجرومتر التقليدي: يحتوي على خيط من شعر الإنسان أو حيوان آخر، حيث يتمدد الشعر أو ينكمش مع تغير الرطوبة، مما يتيح قياس الرطوبة بشكل تقريبي.

• الهيجرومتر الإلكتروني: يعتمد على أجهزة استشعار الكترونية لقياس الرطوبة بشكل دقيق.

3. الرياح: مقياس الرياح (أنيمومتر)

الرياح هي حركة الهواء عبر الغلاف الجوي وتحدث نتيجة لتغيرات في الضغط الجوي. تعتبر الرياح أحد العوامل الأساسية التي تؤثر على الطقس، حيث تساعد على توزيع الحرارة والرطوبة في الجو.

أنواع مقاييس الرياح:

• الأنيمومتر ذو الشفرات: يتكون من شفرات دوارة تدور مع حركة الرياح، ويقيس سرعة الرياح بناءً على سرعة دوران الشفرات.

• الأنيمومتر ذو الكرة: يعتمد على كرة دوارة تقاس سرعته.

• الأنيمومتر الرقمي: يعتمد على مستشعرات إلكترونية لقياس سرعة واتجاه الرياح.

4. الضغط الجوي: مقياس الضغط (البارومتر)

الضغط الجوي هو القوة التي يمارسها الهواء على سطح الأرض، ويعد من أهم العوامل المؤثرة في تشكيل الطقس. تقاس التغيرات في الضغط الجوي لتحديد إمكانية حدوث تغيرات في الطقس مثل العواصف أو السكون الجوي.

أنواع مقاييس الضغط الجوي:

• البارومتر الزئبقي: يحتوي على أنبوب زجاجي مغلق مملوء بالزئبق. وعندما يتغير الضغط الجوي، يرفع أو يخفض الزئبق داخل الأنبوب.

• البارومتر المعدني: يعتمد على استخدام أسطوانات معدنية مرنة تقوم بالتغيير بناءً على التغيرات في الضغط الجوي.

• البارومتر الرقمي: يحدد الضغط باستخدام مستشعرات إلكترونية دقيقة.

5. الأنماط الجوية: مقياس الأمطار (المطرية)

المطر هو شكل من أشكال الهطول الجوي الذي يتكون نتيجة لتكاثف بخار الماء في الجو، ويعد من الظواهر الطقسية الأكثر أهمية. يتم قياس كمية الأمطار لمعرفة تطور الطقس واستشراف حالات الطقس المستقبلية.

أنواع موازين الأمطار:

• مقياس الأمطار القياسي: يتكون من وعاء يحتوي على فتحة في الأعلى لالتقاط المياه المتساقطة. يتم قياس كمية الأمطار التي تدخل الوعاء باستخدام أنابيب قياس.

• مقياس الأمطار الإلكتروني: يتميز باستخدام أجهزة استشعار لقياس كمية الأمطار بشكل دقيق.

• مقياس الأمطار الأوتوماتيكي: يعتمد على أجهزة إلكترونية تقيس وتخزن بيانات الأمطار بشكل تلقائي.

6. الغيوم: مقياس السحب

رصد الغيوم يعد من المهام الأساسية للأرصاد الجوية، حيث أن تكوين السحب وتوزيعها يؤثر بشكل كبير على التغيرات الطقسية. يمكن أن تشير كثافة الغيوم وأنواعها إلى فرص الأمطار أو الطقس السيئ.

أنواع أدوات قياس الغيوم:

• مقياس الغيوم البصري: يستخدم لتحديد نوع السحب ومستوى كثافتها باستخدام الفحص البصري.

• الرادار: جهاز يستخدم لإرسال الموجات الراديوية لتحديد نوع السحب واتجاهاتها.

• الأقمار الصناعية: تمكن الأقمار الصناعية الحديثة من تصوير السحب وحركتها بشكل دقيق من خلال تكنولوجيا التصوير بالأشعة تحت الحمراء.

7. التنبؤ بالطقس: أجهزة الأرصاد الجوية المتقدمة

تعتبر التكنولوجيا الحديثة عنصرًا رئيسيًا في التنبؤ بالطقس. إضافة إلى الأدوات التقليدية، تُستخدم الآن أجهزة وأدوات متقدمة في محطات الأرصاد الجوية مثل أجهزة الكمبيوتر المتطورة، والنماذج الرياضية لتوقع التغيرات في الطقس.

• محطات الأرصاد الجوية المتكاملة: هي محطات متطورة تجمع جميع البيانات من أدوات قياس الطقس المختلفة مثل الحرارة، الرياح، الرطوبة، والأمطار، ثم تستخدم هذه البيانات في إجراء التحليلات وتوقعات الطقس.

• النماذج الرياضية: هي محاكاة لحركة الغلاف الجوي تُستخدم لتوقع حالة الطقس في المستقبل بناءً على بيانات معينة.

8. التطورات المستقبلية في أدوات قياس الطقس

مع التقدم التكنولوجي المستمر، من المتوقع أن تصبح أدوات قياس الطقس أكثر دقة وتنوعًا. هناك محاولات مستمرة لتطوير أجهزة أكثر حساسية، مما يمكنها من اكتشاف التغيرات الجوية الدقيقة التي كانت قد تكون غير مرئية من قبل. أحد التطورات المثيرة هو استخدام الطائرات بدون طيار (الدرون) والأقمار الصناعية منخفضة المدار للحصول على بيانات دقيقة حول الغلاف الجوي.

الخاتمة

تعتبر أدوات قياس الطقس من أهم الوسائل التي يعتمد عليها العلماء والباحثون لتفسير وفهم الظواهر الجوية وتقديم تنبؤات دقيقة حول التغيرات المستقبلية في الطقس. تساعد هذه الأدوات في حماية الإنسان وحياته اليومية من خلال توفير معلومات دقيقة حول الطقس، مما يسهم في اتخاذ قرارات سليمة في مختلف القطاعات مثل الزراعة، النقل، السياحة، والطب. من خلال تطور هذه الأدوات، سيكون لدينا قدرة أكبر على التحكم في التحديات المناخية المستقبلية والتكيف معها بشكل أفضل.