درس في الارصاد الجوية : تعريف علم الأرصاد

درس في الارصاد الجوية : تعريف علم الأرصاد


تعريف علم الأرصاد
إن الترجمة الحرفية لكلمة (Meteorology) " أرصاد " أعطت انطباعا خاطئا لدى كثير من الناس، وهو أن هذا العلم يقتصر فقط على الرصد الجوي وقياس المعلومات المتعلقة بالطقس، وجعلت هناك خلطا بين الأرصاد الجوية وأرصاد الفلك والزلازل، مع أن كل علم من هذه العلوم قائم بذاته منفصل عن الآخر.
إنما في الحقيقة يُعرف هذا العلم بأنه العلم المختص بدراسة الغلاف الجوي للكرة الأرضية ومكوناته ومدى تأثيره على حياة الإنسان ونشاطاتهم ودراسة الظواهر التي تحدث فيه وتفسير أسبابها ومحاولة التنبؤ بها قبل حدوثها.
وكذلك من الانطباعات الخاطئة التي انتشرت بين الناس في العالم الإسلامي قضية اتهام القليل منهم لعلماء الأرصاد بالرجم بالغيب، وأنهم يدعون علم الغيب بتوقعاتهم لهطول الأمطار وكذلك بالنسبة لحركة الرياح بينما الواقع غير ذلك، وكل ما يدلي به علماء الأرصاد مسبوق بكلمة (نتوقع) وليس (نجزم) إذ ليس بالضرورة أن يحدث ما يتوقعونه، فقد يحدث وقد لا يحدث وكل هذه التوقعات تتم عن طريق معادلات حسابية ونماذج عددية، ودراسة للرياح وحركتها ومراقبتها لما لها من أهمية كبرى وتأثير على العناصر الأخرى ، فمثلا تتحرك كتلة من الهواء بسرعة معينة وتبعد عنا مسافة معينة، إذن بقسمة هذه المسافة على السرعة نحصل على الزمن الذي تستغرقه هذه الكتلة حتى تصل إلينا، وهذه فكرة مبسطة عن التوقع الذي يقوم به خبراء الأرصاد، فإذا جاءت هذه الكتلة من مكان بارد، فسيأتي هذا الهواء إلينا باردا وبالعكس وقد لا تأتي، والأمر كله لله وحده، وسأحاول شرح عناصر الأرصاد بصورة سهلة مبسطة وكيف يتم حساب وتوقع هذه العناصر.


ب. تاريخ الأرصاد
عندما خلق الله سبحانه وتعالى الأرض وجعل فيها خليفة وهو آدم عليه السلام، قال تعالى﴿ وَإِذْ قَالَ رَبُّكَ لِلْمَلائِكَةِ إِنِّي جَاعِلٌ فِي الأَرْضِ خَلِيفَةً ﴾، بدأت الحياة عليها واستعمرها الإنسان، قال تعالى ﴿ هُوَ أَنْشَأَكُمْ مِنَ الأَرْضِ وَاسْتَعْمَرَكُمْ فِيهَا ﴾، ثم بدأ بالتعامل مع ظروف الحياة بما يتناسب مع إمكانياته وتفكيره، وكان يركز على اكتشاف الأشياء التي تخدم مصالحه.
إن بداية اهتمام الإنسان بالطقس كانت مع بداية استخلافه في الأرض، فكان يهتم بالأمطار اهتماما شديداً، وتعلَّم أنه بعد تكوُّن السحاب في السماء وتغطيته لها فإنه سيأتي المطر بإذن الله، وينبت الزرع بإذن الله ، وتحيا الأرض الميتة بإذن الله، فيتزود بالماء ويروي أنعامه، وعليه فإن الأنهار تبدأ بالجريان، والسيول تبدأ بالسيلان، وتتكون المستنقعات والبحيرات والشلالات ، فبالماء تستمر الحياة.
قال تعالى ﴿ وَجَعَلْنَا مِنَ المَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّ ﴾.
ومن جهة أخرى استطاع الإنسان البدائي ربط حرارة أو برودة الهواء بالجهة التي يهب منها، فمثلا إذا جاء من جهة الشمال كان الهواء باردا وجافَّاً، فيبدأ بالاستعداد للبرد بارتداء الصوف أو الجلد أو ما شابه، وكذلك إشعال النار للتدفئة، وإذا جاء من جهة الجنوب كان الهواء حاراً ورطباً، فيبدأ بالاستظلال من الشمس والاهتمام بتبريد جسمه، وهذه كلها من أساسيات علم الأرصاد التي لا خلاف فيها.
وقد يتضح مما ورد في قصة نوح عليه السلام وموقفه في تنفيذ الأمر الإلهي بصنع الفلك للنجاة من الطوفان العظيم أنه تنبؤ بحدوثه، أي أنه يمكن أن يكون نوعا من أنواع الرصد.
وقوم عاد لما حلت عليهم ساعة العذاب ...
قال تعالى ﴿ فَلَمَّا رَأَوْهُ عَارِضاً مُسْتَقْبِلَ أَوْدِيَتِهِمْ قَالُوا هَذَا عَارِضٌ مُمْطِرُنَا ﴾
أي رصدوا العذاب قبل أن يحل عليهم .
ثم بدأ الاهتمام بالطقس والظواهر الجوية وأثرها على الزراعة والحصاد بعد ذلك في عهد المصريين القدماء عندما فسر نبي الله يوسف عليه السلام رؤيا ملك مصر، قال الله تعالى ﴿ وَقَالَ المَلِكُ إِنِّي أَرَى سَبْعَ بَقَرَاتٍ سِمَانٍ يَأْكُلُهُنَّ سَبْعٌ عِجَافٌ وَسَبْعَ سُنْبُلاتٍ خُضْرٍ وَأُخَرَ يَابِسَاتٍ يَا أَيُّهَا المَلأُ أَفْتُونِي فِي رُءْيَايَ إِنْ كُنْتُمْ لِلرُّؤْيَا تَعْبُرُونَ ﴾، فعندما رأى الملك رؤياه، واستيقظ فزعاً من نومه، وأحس بانقباضة في صدره لا يعلم لها سبباً، أرسل إلى العرافين والكهنة وغيرهم ليفسروا له حلمه، فمنهم من استغرب من الحلم ومنهم من قال أن الملك خرف مع كبر سنه، ومنهم من قال ما قال. ووصل الخبر إلى الساقي الذي كان في السجن مع النبي يوسف عليه السلام وكان قد فسر له رؤياه من قبل، فأسرع إلى الملك وأخبره عن النبي يوسف عليه السلام، وأرسل إليه من يخبره حلمه. وكان تفسيره قول الله تعالى ﴿ قَالَ تَزْرَعُونَ سَبْعَ سِنِينَ دَأَباً فَمَا حَصَدْتُّمْ فَذَرُوهُ فِي سُنْبُلِهِ إِلا قَلِيلاً مِمَّا تَأْكُلُونَ ثُمَّ يَأْتِي مِن بَعْدِ ذَلِكَ سَبْعُ شِدَادٌ يَأْكُلْنَ مَا قَدَّمْتُمْ لَهُنَّ إِلا قَلِيلاً مِمَّا تُحْصِنُونَ ثُمَّ يَأْتِي مِنْ بَعْدِ ذَلِكَ عَامُ فِيهِ يُغَاثُ النَّاسُ وَفِيهِ يَعْصِرُونَ ﴾ .
أي أن مصر ستمر عليها سبع سنوات مخصبة كثيرة المطر تجود فيها الأرض بالغلات والخيرات، يغاث فيها الناس بالزرع والماء، فيأكلون ما يأكلون ويشربون ما يشربون، وعلى المصريين ألا يسرفوا في هذه السنوات السبع، وذلك لأنه سيأتي من بعدها سبع سنوات مجدبة جافة ستأكل ما يخزنه المصريون، وأفضل خزن للغلال أن تترك في سنابلها كي لا تفسد أو يؤثر عليها الجو الذي هو محور الكلام.
لقد كان اهتمامهم بالجو وما يحدث فيه ضرورة من الضروريات بعدما أصبحوا يعلمون ما سيحصل لهم من خيرات في سبع سنوات، وما سيلي ذلك في سبع سنوات أخرى من جفاف وجدب للأرض، لأنهم بذلك سوف يختزنون الغلال والقوت ليعيشوا حياتهم ولا يؤثر عليهم الجفاف والقحط.حط.
ثم بدأ المصريون بعد ذلك باستشعار الفصول وربطها بالأشهر القبطية، لكي يستطيعوا معرفة الطقس الذي سيمرون به، فمثلاً يربطون الفصل الذي تكون فيه الحرارة شديدة بزيادة مستوى نهر النيل أو نقصانه أو العكس يربطون الفصل البارد بذلك، فكانوا يهتمون بالأرصاد من هذا الجانب بصفة خاصة، وجوانب أخرى عديدة.
ثم مرت عصور الظلام إلى أن جاء عصر النهضة الأوروبية مع بداية القرن التاسع عشر الميلادي والذي بدأت فيه الأرصاد الجوية كعلم مع تطور العلوم الأخرى، فمع ازدياد قيام الناس بالسفر والترحال ونقل البضائع والمعلومات، ازداد احتياجهم لمعلومات الطقس المتعلقة بوجهتهم، فكانوا يرسلون مرسولا ليستكشف لهم طريقهم وما فيه من عوائق.ئق.
وبعد اختراع التلغراف فإن مهمة إرسال واستقبال المعلومات أصبحت سهلة، وبدأ التعاون بين الدول الأوروبية في تبادل المعلومات إلى أن قرروا إنشاء منـظَّمة تحت مسمى (منظمة الأرصاد الدولية) في العام 1873م وذلك لأن علم الأرصاد وخدماته تحتاج إلى تعاون بين جميع دول العالم.
ثم قامت الحرب العالمية الأولى وتبعتها الثانية التي أثارت ثورتها في تطوير خدمات الأرصاد الجوية في مجال الطيران ومجال السلاح الجوي، وذلك لاعتمادهما على طبيعة الأجواء التي ستحلق فيها، وبهذا أصبحت الحرب حرب معلومات أيضا إذ تحتفظ كل دولة من الدول المتحاربة بمعلوماتها الأرصادية حتى لا تتمكن الدول المعادية من معرفة طبيعة جوِّها وإمكانية تأثيره على طيرانها وأسلحتها.
وتبع الحرب العالمية الثانية إنشاء المنظمة العالمية للأرصاد الجوية في العام 1950م ومقرها جنيف، والتي لا تزال قائمة بأعمالها حتى الآن في القيام بتبادل المعلومات بين دول العام، وتنفيذ الاتفاقيات المتعلقة بعلوم الأرصاد، وذلك من خلال تنظيم المعلومات وتقسيم الدول بحسب أقاليم خاصة لكل إقليم رقم معين وغير ذلك من الأعمال التي تقوم بها.
ولا يزال التطور في علم الأرصاد الجوية قائما يوما بعد يوم، فمع تطور التكنولوجيا وتقنية المعلومات والتطور الرهيب في الحاسب الآلي تطورت النماذج العددية المستخدمة في الأرصاد، وكذلك تطورت أجهزة الرصد، ولا يزال التطور قائما حتى الآن وقد تتطور أشياء لا نعلم بوجودها في الزمن الحالي.


ج. أهـمـية الأرصاد
إن للأرصاد الجوية أهمية كبيرة في خدمة العديد من المجالات الأخرى، منها مجالي الطيران والملاحة البحرية، ومجال دراسات الحد من تلوث البيئة، ومجال الزراعة، ومجال إقامة المشاريع العمرانية وتخطيط المدن، وغير ذلك من المجالات المختلفة، وسنقوم بإعطاء فكرة عن هذه المجالات نبدأها بالآتي:
1 / خدمات الأرصاد الجوية لتأمين الملاحة الجوية والملاحة البحرية
إن من أهم العوامل التي تؤثر على الطيران والملاحة البحرية بشكل مباشر هي التغيرات الجوية، لذا فإن الخدمات التي تقدمها مرافق الأرصاد الجوية تساعد على تجنب الكثير من الكوارث، سواء كانت في نطاق الجو أو في نطاق البحر، وتقوم مرافق الأرصاد الجوية بخدمة الطيران والملاحة البحرية من خلال إصدار التقارير والتنبؤات الجوية الخاصة بالمطارات والموانيء العالمية، فبالنسبة لرحلات الطيران تصدر التقارير التي تضم بيانات عن الأحوال الجوية في المطارات من درجة حرارة وضغط واتجاه وسرعة الرياح، وتكون الفترة بين كل تقرير وآخر نصف ساعة.
ويقوم مركز الأرصاد أيضا بإصدار الإنذارات والتحذيرات في الحالات الجوية الطارئة قبل حدوثها بفترة بسيطة كارتفاع مفاجيء في الضغط الجوي ناتج عن هبوط شديد للهواء على مدرج المطار أو تكون للضباب أو غير ذلك مما يستدعي إغلاق المطار وتحويل الرحلات إلى مطار آخر، كذلك يقوم مركز الأرصاد بتزويد الطائرات قبل إقلاعها بتقارير كاملة عن الأحوال الجوية المتوقعة على امتداد خط السير لكل رحلة، وتستخدم هذه المعلومات في تحديد حمولة الطائرة وزمن الرحلة المتوقع وكمية الوقود اللازمة وغيرها من عناصر اقتصاديات الطيران.
أما بالنسبة للملاحة البحرية فتقوم المراكز الخاصة بالتنبؤات بإصدار التقارير البحرية التي تشمل أماكن وحركة العواصف والأحوال الجوية السيئة التي قد تتسبب بكوارث للسفن، وإصدار التحذيرات المناسبة حتى يتسنى اتخاذ الاحتياطات اللازمة لمواجهة الخطر واختيار المسارات الآمنة للسفن.
2 / خدمات الأرصاد الجوية لدراسات تلوث البيئة
إن الزيادة في عدد السكان والتطور الرهيب في المجال الصناعي والتكنولوجي أدى إلى زيادة معدلات التلوث البيئي، حيث ارتفعت معدلات المخلفات الصناعية الناتجة عن المصانع، وأدت المواد الكيميائية والمبيدات الحشرية وعوادم السيارات إلى تلوث الهواء، مما جعل المنظمة العالمية للأرصاد الجوية تعمل على إنشاء برامج بحثية مثل برنامج البيئة وبحوث الغلاف الجوي (AREP). ويتلخص عمل الأرصاد الجوية في مجال البيئة في إنشاء وتجهيز محطات لقياس ما يسمى بالتلوث الهوائي، وهي قياسات تتم في المناطق النائية البعيدة عن العمران وأنشطة الإنسان لمراقبة التلوث العام لكوكب الأرض بعيدا عن أي ملوثات ناتجة عن منطقة معينة.
إن للأرصاد الجوية في مجال دراسة حركة الملوثات وتراكمها في الغلاف الجوي الدور الأهم، وذلك من خلال دراستها للهواء وحركته، لأنه من المعروف أن الأضرار الناتجة عن انبعاث الملوثات تقل كثيرا لو حركها الهواء إلى أعلى بعيدا عن سطح الأرض، أو إذا خف تركيزها بنشرها وتحركها أفقيا إلى مناطق بعيدة، كما أن الأضرار الناتجة عن الملوثات تزيد بشكل كبير إذا ساعدتها الحالة الجوية بذلك بأن تجعلها تتركز في منطقة محدودة قرب سطح الأرض.
وفي حال حدوث أي كارثة بيئية – لا سمح الله -، كانفجار مفاعل تشيرنوبل عام 1986م، فإنه سيكون للأرصاد الجوية دور هام في تتبع مسار الملوثات، وذلك من خلال دراسة حركة الهواء الحالية والمتوقعة في مختلف طبقات الهواء. ومن الجدير بالذكر أن محطات الأرصاد الجوية هي الجهة الوحيدة التي تقوم بقياس كمية الأوزون في طبقات الجو العليا ومراقبة تغيراته بصفة منتظمة.
3 / خدمات الأرصاد الجوية في مجال الزراعة
تعتمد إنتاجية المحاصيل الزراعية على الحالة الجوية إلى حد كبير، وبالتالي فإن المعرفة المسبقة للعوامل الجوية السائدة في المناطق الزراعية المختلفة تساعد على اختيار أفضل المحاصيل التي تناسب كل منطقة، وكذلك أفضل أوقات السنة لبدء الزراعة، بالإضافة إلى احتياجاتها المائية خلال مراحل نمو النبات المختلفة.
وبذلك تتضح أهمية معرفة العلاقة بين الغلاف الجوي والزراعة، ولتحقيق ذلك يجب توفر البيانات اللازمة من الناحيتين الجوية والزراعية، لذلك نشأت محطات أرصاد جوية زراعية خاصة برصد المعلومات الجوية المعتادة من درجة حرارة الهواء والرطوبة والرياح وكمية الهطول ومركبات الإشعاع الشمسي، ورصد البيانات الزراعية التي تشمل درجة حرارة ورطوبة التربة على أعماق مختلفة، و كمية البخر والعناصر الجوية على ارتفاعات مختلفة داخل النبات، وبذلك يمكن للباحثين إيجاد مدى تأثير العناصر الجوية على نمو النبات وإنتاجيته وبالتالي الحصول على أكبر إنتاجية زراعية ممكنة.
وبالإضافة إلى ذلك فإن الحالة الجوية تؤثر بشكل كبير على انتشار الحشرات والآفات الزراعية الضارة بالنبات، كما أن حركة الجراد تعتمد إلى حد كبير على حركة الرياح، ومن ثم فإنه يمكن التنبؤ بالأحوال الجوية الملائمة لانتشار هذه الحشرات وبالتالي انتشار الأمراض، وذلك لاتخاذ الإجراءات اللازمة والأوقات المناسبة لبدء عملية رش المبيدات وأنسب الارتفاعات لها في ظروف جوية مناسبة واستقرارية للجو لتحقيق أفضل النتائج بأقل التكاليف.
4 / خدمات الأرصاد الجوية لخدمة المشروعات العمرانية وتخطيط المدن
تستثمر المعلومات المتاحة من محطات الأرصاد الجوية المختلفة في التخطيط للمشروعات الصناعية، وذلك باختيار أنسب المواقع لها بحيث يكون تأثير التلوث البيئي الناتج عنها أقل ما يمكن، ويدخل في ذلك دراسة استقرارية طبقة الغلاف الجوي القريبة من سطح الأرض (الطبقة الحدية) التي تساعد في الحد من انتشار الملوثات من خلال دراسة الرياح بحيث يكون هذا الانتشار بعيدا عن المناطق السكنية.
أما بالنسبة لتخطيط المدن فإن دور الأرصاد الجوية يكون في دراسة حركة الرياح في المدينة بحيث يكون لها مسارها، أي أن يكون تخطيط الشوارع متوازيا مع حركة الرياح لكي يتم التخلص فوريا من الملوثات الناتجة عن عوادم وسائل النقل، كما أنه يجب في تصميم المشروعات العمرانية أن يراعى فيها التهوية المناسبة، وأن تنشأ شبكات تصريف مياه الأمطار بمراعاة قدرة استيعابها لأعلى كثافة ممكنة لكمية الأمطار.
إن الدراسات الجوية تساعد على اختيار أنسب المواقع وجدواها الاقتصادي لاستخدام الطاقة النظيفة والمتجددة مع مرور الزمان، كطاقة الرياح والإشعاع الشمسي مما يساعد على التقليل من التلوث البيئي.
5 / دور الأرصاد في التحذير من الكوارث الطبيعية
تقوم مراكز الأرصاد الجوية بالتحذير من الكوارث الطبيعية مثل الأعاصير الاستوائية والعواصف الترابية والسيول والفيضانات وذلك عن طريق استخدام الأقمار الصناعية، فتقوم المراكز بمراقبتها من بداية نشأتها ومتابعتها طوال مدة سيرها وتوقع اتجاهها وإطلاق التحذيرات المناسبة لعمليات الإخلاء إذا تتطلب ذلك، وبالتالي فإن الجهات المسؤولة كالدفاع المدني يمكن أن تقوم بعملها على أكمل وجه، وذلك في حالة حدوث فيضانات وجريان للسيول.