Transcript ا لوطهل Precipitations •

‫الهطول ‪Precipitations‬‬
‫• كيفية حدوث األمطار‬
‫• أنواع العواصف الممطرة‬
‫• أنواع الهطول‬
‫• قياس المطر‪Measurement of Precipitation‬‬
‫• موقع محطات األمطار ‪Location of Rain Gauges‬‬
‫• تمثيل األمطار ‪RAINFALL‬‬
‫•تقدير متوسط عمق العاصفة‬
‫مكانيا ‪MEAN‬‬
‫‪AREAL DEPTH OF PRECIPITATION‬‬
‫كيفية حدوث األمطار‬
‫• يتواجد بالغالف الجوي نوعين من المناطق من حيث الضغط الجوي‪:‬‬
‫• مناطق ذات ضغط جوى مرتفع تسمي ‪anticyclones‬‬
‫تجد في هذه المناطق كتل هائلة من الهواء المتجانس يصل قطرها حوالي‬
‫‪1000‬كم ‪ ،‬ال ترى فيها أى تغير فى درجة الحرارة أو الرطوبة غالبا‪.‬‬
‫• مناطق ذات ضغط جوى منخفض تسمي ‪depressions .‬‬
‫وتأخذ هذه الكتل خواص منطقة المصدر ‪ ،‬فإن كان المصدر منطقة‬
‫القطبين ‪ ،‬فإن كتل الهواء تتميز ببرودتها واستقرارها ‪(cold and‬‬
‫) ‪ ،stable‬وإن كانت منطقة خط االستواء هي المصدر‪ ،‬فإن كتل‬
‫الهواء تتميز بدفئها وعدم استقرارها‬
‫‪(warm and unstable) .‬أما محتواها من الرطوبة ‪ ،‬فيتوقف على‬
‫كونها بحرية )‪ (maritime‬نشأت فوق مياه المحيطات أم‬
‫برية ‪(continental) .‬نشأت فوق سطح األرض‪.‬‬
‫• ويؤدى تباين الضغط الجوى إلى انتقال كتل الهواء من المناطق‬
‫المرتفعة الضغط إلى المناطق المنخفضة الضغط ‪ ،‬وفى أثناء حركتها‬
‫تتأثر كثيرا بالبيئة التي تمر عليها مع احتفاظها بتجانسها ‪.‬‬
‫• وعندما تتالقى كتلتين من الهواء أحدهما دافئة واألخرى باردة ‪ ،‬يسمى‬
‫الحد الفاصل بين الكتلتين بمنطقة الجبهة ) ‪ (Front zone‬وهى تتقاطع‬
‫على سطح األرض في مساحة حوالي ‪ 200‬كم تسمي الجبهة‬
‫‪(Front).‬‬
‫الجبهة هي الحد الفاصل بين الهواء الرطب والحار‬
‫• وتعتمد خواص الجبهة الناشئة على مقدار االختالف فى درجات‬
‫حرارة الكتلتين ‪ ،‬فإن كان االنحدار فى درجات الحرارة كبيرا‬
‫) ‪(high temperature gradient‬حدثت جبهات قوية نشطة (‬
‫) ‪active front‬وأمطار شديدة ‪ ،‬وإن كان االنحدار فى درجات‬
‫الحرارة بسيطا ‪ ،‬نتجت جبهات ضعيفة )‪ (weak front‬وأمطار قليلة‬
‫أو محدودة‪.‬‬
‫• ويمكن تقسيم الجبهات الي جبهات حارة وجبهات رطبة‬
‫الجبهات الحارة‬
‫الجبهات الرطبة‬
‫أنواع العواصف الممطرة‬
‫• وتنشأ األمطار من الكتل الهوائية المشبعة بالبخار ألسباب ثالثة‪:‬‬
‫• األولي ‪:‬المطر األروجرافي‬
‫عندما يعترض جبل ما كتلة هواء بحرية ‪ ،‬كما هو موضح فى شكل )‪(2‬‬
‫‪ ،‬يبردها أثناء صعودها لقمته وتسقط األمطار‪ ،‬وهو ما يسمى بـ‬
‫‪ ،Orographic Rainfall‬ويتميز بشدة منخفضة ‪ ،‬ويسقط في فصول‬
‫الشتاء ‪ ،‬ويمثل معظم المطر السنوي في المناطق القاحلة‪.‬‬
‫الثانية ‪:‬أمطار التصعيد) ‪(convictional storm‬‬
‫عندما تسخن كتلة من الهواء البحري بفعل ارتفاع درجات حرارة‬
‫األرض تقل كثافتها ‪ ،‬ومن ثم تصعد ألعلى مكونة سحب عمودية تمتد‬
‫حتى طبقة الترابوبوز ‪ ،‬كما هو موضح فى شكل ‪ (3).‬ومع امتداد‬
‫أعمدة السحب ألعلى وتزايد عددها ‪،‬تصبح السماء ملبدة بالغيوم وتزيد‬
‫الرطوبة ألعلى ‪ ،‬وتتكاثف مكونة مطرا شديدا وقد يتكون الـبرد‬
‫‪((Hail‬ويسمي هذا النوع من األمطار بأمطار التصعيد‬
‫) ‪(convictional storm‬أو أمطار العواصف ‪.‬‬
‫الثالثة ‪ :‬األمطار اإلعصارية) ‪( cyclonic rainfall‬‬
‫عندما ترتفع كتل الهواء الرطبة ألعلى قريبا من المنخفضات الجوية‬
‫بفعل اختالف درجة حرارة األرض من مكان آلخر تعصف الرياح‬
‫مسببة األعاصير أو ما تسمى بأمطار الجبهات أو األمطار‬
‫اإلعصارية‪( cyclonic rainfall ) .‬‬
‫النوع الرابع ‪Radiative cooling‬‬
‫ويحدث هذا النوع في الليل عندما تتوقف الشمس عن امداد االرض‬
‫بالحراره ويبدأ سطح األرض في فقد الطاقه التي اكتسبها علي شكل‬
‫موجات ذات طول موجي كبير ‪ ،‬ومن ثم تقل درجة حرارة سطح‬
‫األرض والهواء الذي يعلوها وتبرد ‪ .‬وتتكون سحب علي شكل ضباب‬
‫بالقرب من سطح األرض‬
‫أنواع الهطول‬
‫هطول مائي‬
‫وهو عبارة عن هطول مكون من قطيرات مائية درجة حرارتها اكبر من الصفر المئوي ويسمى هذا‬
‫الهطول أيضا باسم المطر الدافئ )) ‪ warm rain‬ويضم هذا الهطول األنواع اآلتية‪:‬‬
‫• أ ‪-‬رزاز ))‪ Drizzle‬ويتكون من قطرات مائية صغيرة الحجم جدا يتراوح قطرها بين ‪0.1 & 0.5‬‬
‫مم تسقط متقاربة من بعضها البعض وتسبب تدهورا ملحوظا فى مدى الرؤية األفقية السطحية ‪.‬‬
‫ويسقط الرزاز على شكل متواصل أو متقطع بشدة ال تتعدى ‪ 1‬مم |ساعة إال نادرا‪.‬‬
‫• ب ‪-‬مطر ))‪Rain‬ويتكون من قطرات مائية كبيرة نسبيا يزيد قطرها عن ‪ 0.5‬مم وتسقط متباعدة‬
‫عن بعضها وتكون أقل تأثيرا على مدى الرؤية األفقية ويسقط المطر على شكل متواصل أو‬
‫متقطع وعلى شكل رخات وتكون بشدة المطر خفيفة إذا كانت أكبر من ‪ 10‬مم | ساعة‪.‬‬
‫هطول متجمد‬
‫وهو عبارة عن هطول مكون من بلورات أو كرات ثلجية ويضم هذا الهطول األنواع‬
‫اآلتية‪:‬‬
‫• أ‪-‬الثلج ‪ Snow‬والشرائح الثلجية ‪ Snow flakes :‬هطول الثلج عبارة عن‬
‫بلورات ثلجية منفصلة على شكل ريش أبيض يصل سمكها إلى ملليمترات عديدة‬
‫وقد تتجمع هذه البلورات لتسقط على شكل شرائح ثلجية ‪.‬ويؤثر الثلج والشرائح‬
‫الثلجية على مدى الرؤية األفقية تأثيرا كبيرا ‪.‬ويسقط الثلج أو الشرائح الثلجية على‬
‫شكل متواصل أو متقطع وعلى شكل رخات ‪.‬‬
‫• ب ‪-‬البرد ‪ Hail :‬يسقط البرد على شكل رخات من كتل من الجليد ويتراوح‬
‫قطرها بين‪ 5‬مم و ‪125‬مم وتكون ذات أشكال كروية ‪ ،‬مخروطية أو غير منتظمة‬
‫‪ ،‬ويتكون كل منها من طبقات متتالية من الجليد الهش والجليد الشفاف‪.‬‬
‫هطول متميع)‪(sleet‬‬
‫وهو هطول يصل إلى سطح األرض على شكل مزيج من الثلج والمطر ويحدث فى‬
‫حاالت قليلة كنتيجة لذوبان بعض حبات من الثلج دون البعض اآلخر وذلك عندما‬
‫تكون درجة حرارة الهواء عند سطح األرض أكبر من الصفر بقليل حوالي ‪5‬‬
‫درجة مئوية‪.‬‬
‫قياس المطر ‪Measurement of‬‬
‫‪Precipitation‬‬
‫مجمعات المطر ‪non Recording Rain gauge‬‬
‫تتكون من‪:-‬‬
‫قمع دائري قطره ‪ 12.7‬سم‪.‬‬‫قنينة زجاجية كمستقبل للمطر ‪.‬‬‫أسطوانة صاج مثبتة على األرض بارتفاع‪ 30.5‬سم‪.‬‬‫‪-‬معيار زجاجي لقياس المطر‪.‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫مسجالت المطر ‪Recording Rain gauge‬‬
‫‪TIPPING BUCKET‬‬
‫أ ‪-‬الدلو المائل‬
‫تقوم فكرته على وجود عدد ‪ ،‬ولو مرتبطين بمفصلة بحيث أنه‬
‫عندما يتلقى أحد الولوين مطر مقداره ‪0.25‬مم يميل ثم يفرغ‬
‫ما فيه فى نفس الوقت الذى يحل فيه الولو اآلخر مكانه ‪،‬‬
‫وتتكرر العملية ‪.‬ال يسجل الثلوج ‪.‬‬
‫ب‪-‬‬
‫عندما يسقط وزن معين من المطر ويتجمع فى خزان يستقر على‬
‫سوسته ‪ ،‬يجعل سن القلم يتحرك على تشارت يدور بواسطة ساعة‬
‫على أسطوانة يسجل سن القلم مقدار المطر ‪ ،‬وتسجل األسطوانة‬
‫الدائرية الزمن‪.‬‬
‫فك شفرة النبضات وتحويلها إلى قياسات‬
‫‪EIGHING TYPE RAIN GAUGE‬‬
‫• ج‪FLOADING TYPE -‬‬
‫تتجمع المياه فى حجرة بها عوامة مرتبطة بسن يترك على ورقة تدور بواسطته ساعة‪.‬‬
‫• د‪AUTOMATIC – RADIO – REPORTING RAIN GAUGE -‬‬
‫يستعمل فى المناطق الجبلية الوعرة‪.‬‬‫وتقوم فكرته على أنه‪:-‬‬‫عندما يمتأل الدلو الموجود بالجهاز بالمياه يميل ‪ ،‬يتم إرسال عدد من النبضات الكهربية‬
‫يساوى عددها عدد مليمترات المطر المجمعة فى الدلو ‪.‬‬
‫تتلقى هذه النبضات محطة تجميع ‪ ، ،‬ويتم فك شفرة النبضات وتحويلها إلى قياسات‬
‫الرادار ‪Radar (Radio Detection And Ranging):‬‬
‫ يستعمل فى دراسة ميكانيكية العواصف من حيث حدود تغطية‬‫السحابة الممطرة‪ ،‬واتجاها‪ ،‬وحركتها‪.‬‬
‫انعكاس موجات الرادار من السحابة الممطرة يعكس أو يحدد‬‫قيمتها وتوزيعها المكاني‪.‬‬
‫وال تستخدم هذه الطريقة بدون شبكة من األجهزة الحقلية التى‬‫تقيس المطر عند نقاط معينة ‪ ،‬فهي تستخدم كمكمل للبيانات وليس‬
‫بديال عنها‪.‬‬
‫موقع محطات األرصاد ‪Location of Rain Gauges‬‬
‫يجب وضع أجهزة المطر بعيدا عن تأثير الرياح أو االعتراض بواسطة‬
‫األشجار أو المباني القريبة ‪ .‬ويعتبر مكان مفتوح كمطار مثال من‬
‫أنسب األماكن لوضع أجهزة المطر‪.‬‬
‫كثافة محطات األرصاد‪Rain Gauge Density‬‬
‫فى السهول والمناطق المنخفضة جهاز لكل‪ 500‬كم‪2 .‬‬‫فى المناطق المرتفعة جهاز لكل‪ 260 – 390‬كم‪2 .‬‬‫فى المناطق الجبلية الوعرة جهاز لكل‪ 130‬كم ( ‪2‬ويفضل هنا وجود‬‫‪10%‬من األجهزة من النوع التليمترى‬
‫تمثيل األمطار‪: RAINFALL‬‬
‫يتم تمثيل المطر مكانيا وزمانيا ‪ ،‬نظرا لتغير األمطار تغيرا شديدا من مكان آلخر‬
‫وكذلك من وقت آلخر ‪.‬ويكون ذلك كاالتي‪:‬‬
‫تمثيل المطر مكانيا ‪Spatial rainfall distribution‬‬
‫يتم تمثيل بيانات المطر المسجل بواسطة مسجل األمطار ‪ rainfall recorder‬فى‬
‫صورة خطوط كنتورية ذات مطر متساوي تسمي )‪ (Isohytes‬وعلي فترات‬
‫كنتورية متساوية وهي تبين توزيع خطوط تساوي المطر علي الوادي كما هو‬
‫مبين فى الشـكل حيث تعرف بـ‪Rainfall Isohyetal Map .‬‬
‫• التوزيع الوقتي‪Temporal rainfall distribution‬‬
‫ويعبر عن تغير المطر مع زمن استدامته أثناء حدوث العاصفة الممطرة بإحدى‬
‫طريقتين ‪:‬‬
‫• الشكل المنفصل هو ما يسمي هيتوجراف المطر )‪(Hytograph‬‬
‫)‪Time (hours‬‬
(Mass curve) ‫• المتصل فيعبر عنه بما يسمي المنحنى التراكمي‬
10
9
Cumulative Rainfall (in.)
8
7
6
5
3.07 in
4
8.2 in
30 min
3
5.56 in
2
1 hr
1
2 hr
0
0
30
90
60
Time (min.)
120
150
‫تقدير متوسط عمق العاصفة مكانيا ‪Mean Areal Depth of Precipitation‬‬
‫توجد العديد من الطرق لحساب متوسط عمق المطر ‪(Average Rainfall‬‬
‫)‪Depth‬‬
‫• طريقة المتوسط الحسابي‬
‫‪Arithmetic mean‬‬
‫‪P m (mm) = ∑Pi /n‬‬
‫حيث‬
‫‪:‬عمق المطر للمحطة‪i‬‬
‫‪pi‬‬
‫عدد المحطات‬
‫‪:‬‬
‫‪n‬‬
‫‪: P mm‬متوسط عمق المطر فوق الحوض‪.‬‬
‫مثال ‪ :1 :‬احسب متوسط المطر علي الوادي المبين بالشكل للمحطات‪:‬‬
‫‪Observed‬‬
‫‪Rainfall‬‬
‫‪mm‬‬
‫‪Station‬‬
‫‪10‬‬
‫‪P1‬‬
‫‪20‬‬
‫‪30‬‬
‫‪P2‬‬
‫‪P3‬‬
‫‪40‬‬
‫‪50‬‬
‫‪P4‬‬
‫‪P5‬‬
‫المتوسط الحسابي للمطر = ‪mm30 = 150/5‬‬
Thiessen Polygon Method ‫• طريقة تيسن‬
Station
Observed
Rainfall
Area
Weighted
Rainfall
mm
km2
mm
P1
10
0.22
2.2
P2
20
4.02
80.4
P3
30
1.35
40.5
P4
40
1.60
64.0
P5
50
1.95
97.5
9.14
284.6
P
N
1
N
A
i 1
PA
i 1
i
i
i
Ave. Rainfall = 284.6/9.14 = 31.1 mm