سرفصل های درس هیدرومتئورولوژی

نام بسته درسی : هیدرومتئورولوژی

—————————————————————————————————

فهرست:

فصل اول:کلیات

فصل دوم: آنالیز، مدل سازی و پیش بینی سری های زمانی هیدرومتئورولوژی

فصل سوم: تولید داده های مصنوعی هیدرومتئورولوژی

فصل چهارم : ریزش های جوی

فصل پنجم: الگوهای زمانی بارندگی، تحلیل رگبار طرح و حداکثر بارش محتمل

فصل ششم: رواناب ذوب برف

فصل هفتم : تبخیر و تعرق و کمبود جریان

فصل هشتم: خشکسالی

فصل نهم: کاربرد رادار در مطالعات هیدرومتئورولوژی

آزمون خودسنجی با پاسخ

منابع

بخش هایی از بسته درسی هیدرومتئورولوژی

 فصل اول: کلیات

از نقطه نظر هیدرولوژی، اتمسفر در آن واحد شامل سه قسمت زیر است:

یک منبع عظیم بخارآب که بر حسب شرایط آب و هوایی شامل قطرات ریز آب یا ذرات بی نهایت متعدد یخ است که تشکیل ابر یا مه را می دهند. این ذرات بر حسب تحولات حالت مکانیکی و ترمودینامیکی محیط تبخیر شده و یا جهت ایجاد بارندگی جمع می گردند

یک سیستم وسیع حمل و نقل و توزیع که آب موجود در اتمسفر را تحت تأثیر جریانات منظم و یا غیرمنظم هوا در بالای خشکی ها و اقیانوس ها جابجا می کند.

یک منبع جمع آوری حرارت که به انتخاب، قسمت کوچکی از تشعشعات مستقیم خورشید (با طول موج کوتاه) و بخش بزرگی از تشعشعات حرارتی غیرمستقیم (با طول موج بلند) را که زمین تحت تأثیر حرارت خورشید منعکس می کند جذب می کند.

ضخامت و جرم اتمسفر:

ضخامت هوایی که کره زمین را احاطه نموده ظاهراً نامحدود است، ولی از نقطه نظر هواشناسی اصولاً تحولاتی را که در لایه ای به ضخامت 20 و گاهی 40 کیلومتر صورت می گیرد مورد مطالعه قرار می دهند.

پنج کیلومتر اولیه اتمسفر، نصف جرم آن را در بر دارد. ده کیلومتر اولیه سه چهارم جرم، 20 کیلومتر اولیه نود درصد جرم اتمسفر را در بر دارد و سرانجام در ارتفاع بالاتر از 60 کیلومتر بیش از یک هزارم جرم کلی اتمسفر وجود نخواهد داشت. بر این اساس ابعاد افقی اتمسفر از نقطه نظر هواشناسی به مراتب بزرگتر است ابعاد عمودی آن است، به نحوی که در این فضای خیلی مسطح:

تغییرات عوامل فیزیکی در جهت عمودی نسبتاً سریع و در جهت افقی خیلی کند خواهد بود. در مورد دما و فشار این تغییرات در جهت عمودی، هزار تا ده هزار برابر بیشتر از تغییرات در جهت افقی است.

جریان های بزرگ هوا تقریباً افقی بوده، در خارج از تأثیر اغتشاشات موضعی میانگین مولفه عمودی بادها در ارتفاع حدود 01/0 مولفه افقی خواهد بود.

به علت جزئی بودن ضخامت اتمسفر هواشناسی، برجستگی های کره زمین، به خصوص در چگونگی توزیع عواملی همچون دما و بارندگی تأثیر مهمی دارند.

رطوبت اتمسفر

رطوبت موجود در هوا یکی از عوامل مهم سیکل هیدرولوژی و سرچشمه تمام ریزش های جوی است. به علاوه نقش بسیار بزرگی را در تعدیل تبخیر از سطح خاک و پوشش گیاهی به عهده دارد.

یادآوری چند خاصیت بخار آب:

فشار بخار: در مخلوط دو یا چند گاز (یا بخار آب که می توان آن را یک گاز کامل به حساب آورد) از طرف هر کدام یک فشار جزئی مستقل از فشار سایر گازها اعمال می شود، فشار جزئی وارده از بخارآب به مخلوط را کشش بخار آب گویند. اگر فشار کلی هوای مرطوب موجود در یک حجم را P بنامیم و P’ فشاری باشد که پس از خارج کردن کلیه بخار از مخلوط حاصل شود (فشار هوای خشک)، آنگاه اختلاف این دو فشار، یعنی e = P – P’ را فشار بخار آب می نامند. در عمل مقدار حداکثر بخارآبی که در یک حجم معین هوا قابل گنجایش است صرفا بستگی به درجه حرارت محیط داشته و کاملاً مستقل از فشار و وجود سایر گازها است. زمانی که یک حجم معین هوا حداکثر بخارآب ممکن را در دمای معینی دارا باشد می گویند که این حجم اشباع شده است. بنابراین کاربرد عبارت هوای اشباع که اغلب رایج است صحیح نیست.

فشار بخارآب اشباع عبارت است از فشار وارده به وسیله بخار آب در یک حجم اشباع. به طور کلی می توان گفت که هوا دارای ظرفیت جذب محدودی برای بخارآب می باشد، بدین ترتیب که برای هر دما یک نقطه اشباع وجود دارد که از آن به بعد وجود هر گونه آب اضافی در مخلوط جز به صور جامد یا مایع امکان پذیر نیست.

نکته: در دمای زیر صفر فشار بخار روی یخ کمتر از فشار بخار روی آب فوق سرد است. این پدیده اساس نظریه برژرون را در مورد ایجاد بارندگی های مصنوعی تشکیل می دهد.

میعان (تقطیر): هنگامی که در اثر سرد شدن در دماهای مثبت، ظرفیت جذب بخار آب یک حجم معین هوا کاهش یابد بخار آب اضافی به صورت قطره های بسیار ریز مایع که ایجاد مه یا ابر می نمایند، تقطیر می شود. در تقطیر هر یک گرم آب در حدود 600 کالری حرارت آزاد می شود که این حرارت قادر است دمای یک مترمکعب هوا را در فشار معمولی به اندازه 6/1 درجه سانتیگراد افزایش دهد.

گرمای نهان ذوب: اگر دمای قطره های مایعی که به علت میعان بخار آب ایجاد می شود دو حالت اتفاق می افتد: یا اینکه این قطره ها به صورت مایع باقی می مانند، و یا این که به ذرات ریز یخ مبدل می شوند. در حالت اخیر هر گرم آب در تبدیل مایع به جامد با حفظ دمای قبلی خود حدود 80 کالری گرما ایجاد می کند و این گرما قادر است که دمای یک مترمکعب هوا را در فشار معمولی به اندازه 23/0 درجه سانتیگراد افزایش دهد.

آزمون خودسنجی

1-در روش تحلیل طیفی برای حذف رفتار تناوبی، برای سری های ماهانه چه تعداد هارمونیک مطلوب است؟

2

4

6

8

پاسخ: گزینه (2) صحیح است.

2-یک سری ماهانه بارندگی متشکل از داده های پنج سال متوالی حداقل چند نقطه بازگشت کدام است؟

2

12

22

38

پاسخ: گزینه (4) صحیح است.

برای مشاوره اینجا بزنید