الاشعاع الشمسي وأجهزة قياسه و العوامل المؤثرة في توزيعه على سطح الأرض:

تقديم

بحديثنا عن عناصر المناخ سواء أكان الآمر  خاصاً بالطقس

 أم المناخ . فأن كليهما يعبر عن حالة جوية . وهذه الحالة

تعني مركباً جوياً . أي مظهراً ناجماً عن تفاعل بين عدة

عناصر . وعلى الرغم مما قد شاع على السنة الناس من

تعابير عن الحالة الجوية على اساس عنصر واحد , كما يقال :

 طقس بارد . جاف , ريحي . مطير . ......... الخ ) 

اقرب مايكون الى الواقع , والدلالة .

ان الحالة الجوية في مكان ما . وليدة تفاعل عناصرعديدة ممثلة في الحرارة . والرطوبة الجوية ,والضغط الجوي , والرياح . وبطبيعة الحال فأن تلك العناصر تخضع الى تأثير مجموعة من العوامل التي تؤدي دوراً كبيراً في رسم الحالة المناخية التي تكون نتيجة تفاعل مجموعة من العناصر المناخية .

الاشعاع الشمسي

يعد الاشعاع الشمسي المصدر الرئيسي للطاقة في الغلاف الجوي أذ يساهم بأكثر من 99،97% من الطاقة المستغلة بالغلاف الجوي وعلى سطح الارض أما المصادر الباقية للطاقة والمتمثلة بطاقة باطن الارض وطاقة النجوم والمد والجزرفأنهالاتسهم الا بقسط ضئيل جدا لايزيد عن 03،% ، والطاقة الشمسية هي المسؤلة عن جميع العمليات التي تحدث في الغلاف الجوي كالاضطربات الجوية والسحب والامطار والرياح والبرق والرعد وغيرها وكما انها السبب الرئيسي في الحركة المستمرة للغلاف الجوي وتقلب الطقس وتغيره ، وكما أن الاختلافات الرئيسية  القائمة بين مكان واخر هي في وفرة الطاقة الشمسية  ، ويعرف الإشعاع بأنه انتقال الطاقة غير المجسمة وانتشارها كما هو الحال في الطاقة الحرارية والضوئية والكهرومغناطيسية ، وأحياناً يطلق على هذا النوع من الإشعاع اسم الإشعاع الأثيرى مصدرها الشمس والشمس كتلة غازية ملتهبة اكبر من قطر الارض بمئة مرة وحجمها بقدر مليون مرة بحجم الارض وتقدر درجة حرارة سطحها بنحو 6000م بينما تبلغ حرارة مركزها باكثر من 20مليون م ،

، وعلى ذلك يمكن تقسيم الإشعاع إلى ثلاثة أنواع رئيسية هى :

أولاً : الإشعاع الشمسى : Solar radiation

وينقسم بدورة إلى ثلاثة أنواع من الأشعة أيضاً هى :

1- الأشعة فوق البنفسيجية : Ultraiviolet Rays

2- الأشعة الضوئية : Light Rays

3- الأشعة الحرارية : Heat Rays

ثانياً : الإشعاع الأرضى : Earth’s Radiation

ثالثاً : الإشعاع الجوى : Atmosphere’s Rediation

ولكن قبل أن نتعرض لأى من هذه الأشعة بالدراسة والشرح يجب أن نؤكد أن المصدر الرئيسى لهذه الإشعاعات الثلاث هو الشمس ، حيث أن الغلاف الجوى يستمد حرارته كلها تقريباً من جسم الشمس ، فلا تساهم حرارة باطن الأرض في حرارة الغلاف الجوى بأى نصيب يذكر ، حيث أن سمك القشرة الأرضية كفيل بأن يحول دون وصول الحرارة الباطنية إلى السطح ، إلا في حالات نادرة عندما تجد حرارة الباطن منفذا لها إلى السطح الخارجى للقشرة الأرضية ، كما هو الحال في فوهات البراكين والنافورات الحارة ، ومع ذلك فإن تأثير هذه الحرارة ضعيف جداً بالنسبة لتأثير الحرارة المستمدة من الشمس ، والتى هى عبارة عن كتلة غازية ملتهبة يبلغ حجمها حوالى مليون مرة حجم الكرة الأرضية ، بينما يبلغ قطرها قدر قطر الأرض بأكثر من 100 مرة .

وتقدر درجة حرارة الإطار الخارجى للشمس.ينحو 7000 5 مئوية بينما تصل درجة حرارة مركز الشمس إلى أكثر من 20 مليون درجة مئوية ومن هذا الجسم الهائل الضخامة الملتهب تخرج أشعة قوية تصل إلى الأرض بعد مرورها في الفضاء الخارجى لمسافة 93 مليون ميل ، ومن ثم لا يصل منها إلى سطح الأرض إلا واحد على 2 ملليبار من قوة الأشعة التى تخرج من الشمس ، وهذا هو الجزء الذى يقوم بتسخين جسم الأرض وإمدادها بالضوء .

أولاً : الإشعاع الشمسى: Solar radiation

كما سبق القول فإن الإشعاع الشمسى عبارة عن مجموعة من الإشعاعات الأثيرية مصدرها الشمس وأنه يتألف من ثلاثة أنواع رئيسية من الأشعة هى :

1- الأشعة فوق البنفسجية : Ultraviolet rays

وهى أشعة غير مرئية ( أى لا يستطيع أن يراها الإنسان بعينه المجردة ) ، وتمثل هذه الأشعة 9 ? من جملة الإشعاع الشمسى ، ويتراوح طول موجاتها ما بين حوالى 0.2 إلى 0.4 ميكرون * ولهذه الأشعة عدة فوائد منها أنها تساعد على نمو الكائنات الحية , وكذلك تساعد في علاج بعض الأمراض كالسل والكساح ولذلك تقام المصحات وحمامات الشمس في المناطق الجبلية المرتفعة حيث الجو النقى والصافى ، والذى يساعد على وصول هذه الأشعة إلى سطح الأرض لأن العوالق ( الغبار ) يقلل من نسبتها .

2- الأشعة الضوئية : Light rays

أشعة مرئية وهى التى تعرف بضوء النهار، وتؤلف حوالى 41 . من أجمالى الإشعاع الشمسى ، وتتراوح أطوال موجاتها ما بين 0.4 ـ0.7 ميكرون ، وتصل إلى أقصى حد لها فى منتصف النهار وتزيد في الصيف عنها في الشتاء ، وتتصل اتصالاً وثيقاً بنمو النباتات وعملية إزهارها ، وتتكون هذه الأشعة من ألوان متعددة أهمها البنفسيجية والزرقاء والخضراء والصفراء والحمراء ، والتى ينتج عن اختلاطها مع بعضها تكون الضوء الأبيض الذى نعرفه بواسطة منشور زجاجى ، أو عند سقوط هذه الأشعة على السحب العالية وظهورها بشكل قوس ضوئى ملون يعرف باسم قوس قزح Rain Bow ، والذى ينتج عن انتشار هذه الأشعة فوق أسطح البلورات الثلجية المكونة للسحب العالية .

4- الأشعة الحرارية : Heat rays

وتسمى أيضاً بالأشعة تحت الحمراءInfrared Raysوهى أشعة غير مرئية وتؤلف أعلى نسبة من نسب أشعة الإشعاع الشمسى ، حيث تمثل50? من أجمالى الإشعاع الشمسى وتتراوح أطوال موجاتها ما بين 0.7 إلى 0.8 ميكرون ، وهى بذلك أطول أنواعالأشعة والممثلة للإشعاع الشمسى من حيث الموجات .

وتخرج هذه الأشعة كلها من جسم الشمس وتندفع في الفضاء في شكل موجات تنتشر بسرعة الضوء المعروفة ( 311 ألف كم / ثانية ) ، ولكن لا يصل إلى سطح الأرض من هذه الأشعة إلا القدر الضئيل والذى يقدر بحوالى جزء من 2 مليار جزء ، ونجد أن هذا الجزء لا يصل كاملاً إلى سطح الأرض ، حيث أن الأوكسجين الذرى في طبقة الأيونوسفير وطبقة الأوزون يعملان على امتصاص جانباً من الأشعة فوق البنفسيجية (حوال 2.1 ? من الإشعاع الشمسى)،

* الميكرون = 1000 /1 من المليمتر1000000 /1 أو من المتر .

فإن الإشعاع الشمسى يمثل 100 ? ، يفقد من هذه النسبة حوالى 40 ? وذلك بالانعكاس من عناصر الجو ، بينما تقدر نسبة ما يمتصه الغلاف الجوى بما يحتويه من مواد عالقة حوالى 15 ? من الإشعاع الشمسى ، وكذلك يتم عكس 10 ? من مقدار الإشعاع الشمسى بواسطة المبانى والأشجـار وباقى الموجودات على سطح الأرض، ونجـد أن هذه

النسبة تختلف من مكان لآخر وذلك لاختلاف طبيعة غطاء سطح الأرض، فمثلاً الجهـات المغـطاه بالحشائـش تعكـس ما بين 3 ? إلى 10 ? من الأشعة التى تصل إليها ، بينما يعكس السطح المغطى بالثلوج والجليد ما بين 50 ? إلى 90 ? من نسبة الإشعاع الشمسى الواصل إليها وهكذا ، ومن ثم فإنه ما يصل إلى سطح الأرض من الإشعاع الشمسى ويؤثر فيه يبلغ حوالى 35 ? من مقدار الإشعاع الشمسى .

أجهزة قياس الإشعاع الشمسى :

إن المطلوب في الدراسة المناخية عادة هو قياس الإشعاع الشمسى على أساس عدد ساعات سطوع الشمس في اليوم ثم حساب متوسطاتها ومعدلاتها الشهرية والسنوية ، هذا إلى جانب قياس قوة الإشعاع الشمسى ، ولذلك تستخدم في هذا القياس عدة أجهزة أهمها :

1- ترمومتر النهاية العظمى للإشعاع الشمسى :

ويستخدم هذا الترمومتر لقياس النهاية العظمى للحرارة المستمدة من أشعة الشمس في اليوم . ويتكون الترمومتر من ترمومتر عادى موضوع داخل غلاف زجاجى مفرغ تماماً من الهواء حتى لا يتأثر بحرارة الجو ، بل يتأثر فقط بقوة الإشعاع الشمسى ، الذى يخترق الغلاف الزجاجى ، وبالتالى ترتفع درجة حرارة الزئبق داخل مستودع الترمومتر .

2- جهاز الأكتينوميتر : Actinometer

يقوم هذا الجهاز بقياس تأثير الأشعة الشمسية على الأجسام المعتمة والأجسام اللامعة ، وهو عبارة عن ترمومترين كل منهما محاط بغطاء زجاجى مفرغ من الهواء حتى لا يتأثر بحرارة الهواء المحيط ولكن بموجات الإشعاع الشمسى فقط ، وأحد هذان الترمومتران لكل منهما فقاعة واحدة مغطاة بمادة سوداء والثانية مغطاة بمادة لامعة ، تعرض كلا الفقاعتان لأشعة الشمس طوال مدة سطوعها، ويدل الفرق بينهما على قدرة الأجسام المعتمة على امتصاص الأشعة، وقدرة الأجسام اللامعة على ردها، ومن خلال مقارنة القراءتين من جدول خاص يمكن حساب كمية الإشعاع.

3- جهاز كامبل ستوكس : Compbell stokes

ويسمى الجهاز بمسجل مدة سطوع الشمس لقياس الفترة الزمنية التى تسطع فيها الشمس ويتركب الجهاز من الأجزاء التالية .

- كرة من الزجاج النقى الشفاف قطرها حوالى 10 سم .

2- حامل نصف دائرى تثبت عليه الكرة الزجاجية بواسطة قطعتين من النحاس مستديرتين على امتداد محور الكرة ، ويلاحظ أن هذا الحامل يشترك في المركز مع الكرة كما أنه يحمل تدريجاً خاصاً بدرجات خطوط العرض .

3- مقطع من إناء معدنى كروى حفرت فيه ثلاثة أزواج من المجارى ُيدخل في احداهما خرائط التسجيل المناسبة لفصل الشتاء وُيدخل في الآخر خرائط الاعتدالين وفى الثالث خرائط الصيف، وقد صمم هذا المقطع بحيث تقع بؤرة الكرة الزجاجية التى تعمل كعدسة لامة على خرائط التسجيل دائماً .

4- حامل على شكل متوازى مستطيلات تقريباً به مجرى أفقى محفور فى منتصفه سهم، وترتكز المجموعة السابقة على هذا الحامل بواسطة مسمارين وبحيث يقابل السهم قيمة خط عرض المكان المعرض فيه الجهاز على تدرج الحامل النصف دائرى .

5- قاعدة متحركة مثبت فيها الحامل بها ثلاث فتحات طويلة ترتكز بواسطة مسامير محورية على قاعدة ثابتة وهذه القاعدة الأخيرة متصلة بالحامل الرأسى المثبت في الأرض .

عمل الجهاز :

تعمل الكرة الزجاجية كعدسة لامة تجمع أشعة الشمس في بؤرتها , ولما كانت الشمس تتحرك حركة ظاهرية من الشرق إلى الغرب فإن البؤرة تتحرك من الغرب إلى الشرق على الخريطة الخاصة بالتسجيل حيث تترك على هذه الخريطة خطاً محترقاً يتوقف طوله أو اتصاله على مدة سطوع الشمس طول اليوم . ونظراً لأن خط سير البؤرة يتغير بتغير درجة ميل أشعة الشمس في الفصول المختلفة فقد صممت الخرائط التى تستخدم في هذا الجهاز بثلاثة أشكال ، يستخدم أحدها في فصل الصيف والثانى في فصل الشتاء والثالث في الاعتدالين الربيع والخريف.

- جهاز بير هيليوميتر : Perheliometers

جهاز الكترونى حديث يستخدم لقياس الإشعاع الشمسى به لوحتان احداهما بيضاء والأخرى سوداء ، وفكرته بسيطة إذ أنه يقيس الفرق بين تأثير الأشعة على السطحين الأسود والأبيض ، على أساس أن اللون الأسود يمتص الأشعة أسرع من اللون الأبيض .

وكلما زادت قوة الأشعة زاد الفرق بين تأثيرها على السطحين وهذا الفرق يسجل أتوماتيكياً بطريقة خاصة ، بحيث تقدر على أساس قوة الإشعاع الشمسى الشكل رقم ( 8 ) .

5- جهاز بيلانى راديوميتر : Bellani radiometer

ويعرف هذا الجهاز بجهاز قياس الطاقة الإشعاعية على أساس قدرتها على تبخير مقادير معينة من الماء ، ويشتهر هذا الجهاز باسم راديوميتر بيلانى نسبة إلى اسم العالم الذى اخترعه وهو بيلانى Bellani (1836). ولهذا الجهاز فائدة مزدوجة ، إذ أنه يسجل مقدار الطاقة الإشعاعية الواصلة من الشمس ، كما يبين في نفس الوقت مقدار التبخر الناتج عنها ، ويوجد في هذا الجهاز مستودع كروى محفوظ داخل كرة زجاجية ومتصل بأنبوبة شعرية يخرج منها البخار ليدخل في أنبوبة متسعة حيث يتكثف بها وتتجمع المياه الناتجة في طرفها حيث تقاس بواسطة مقياس مدرج موضوع فيها . وهذا الجهاز يقرأ يومياً ، وعند إعادة استخدامه لابد أن يقلب ليعود كل الماء المتكثف إلى المستودع .

حجم الطاقة الشمسية القادمة إلى الأرض

يستقبل كوكب الأرض 174 بيتا واط من الإشعاعات الشمسية القادمة إليه (الاشعاع الشمسيعند طبقة الغلاف الجوي العليا وينعكس ما يقرب من 30% من هذه الإشعاعات عائدة إلى الفضاء بينما تُمتص النسبة الباقية بواسطة السحب والمحيطات والكتل الأرضية. ينتشر معظم طيف الضوء الشمسي الموجود على سطح الأرض عبر المدى المرئي وبالقرب من مدى الأشعة تحت الحمراء بالإضافة إلى انتشار جزء صغير منه بالقرب من مدى الأشعة فوق البنفسجية تمتص مسطحات اليابسة والمحيطات والغلاف الجوي الإشعاعات الشمسية، ويؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارتها. يرتفع الهواء الساخن الذي يحتوي على بخار الماء الصاعد من المحيطات مسبباً دوران الهواء الجوي أو انتقال الحرارة بخاصية الحمل في اتجاه رأسي. وعندما يرتفع الهواء إلى قمم المرتفعات، حيث تنخفض درجة الحرارة، يتكثف بخار الماء في صورة سحب تمطر على سطح الأرض، ومن ثم تتم دورة الماء في الكون. تزيد الحرارة الكامنة لعملية تكثف الماء من انتقال الحرارة بخاصية الحمل، مما يؤدي إلى حدوث بعض الظواهر الجوية، مثل الرياح والأعاصير والأعاصير المضادة. وتعمل أطياف ضوء الشمس التي تمتصها المحيطات وتحتفظ بها الكتل الأرضية على أن تصبح درجة حرارة سطح الأرض في المتوسط 14درجة مئوية. ومن خلال عملية التمثيل الضوئي الذي تقوم به النباتات الخضراء، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، مما يؤدي إلى إنتاج الطعام والأخشاب والكتل الحيوية التي يُستخرج منها الوقود الحفري.

يصل إجمالي الطاقة الشمسية التي يقوم الغلاف الجوي والمحيطات والكتل الأرضية بامتصاصها إلى حوالي 3.850.000 كونتليون جولفي العاموفي عام 2002، زادت كمية الطاقة التي يتم امتصاصها في ساعة واحدة عن كمية الطاقة التي تم استخدامها في العالم في عام واحد يستهلك التمثيل الضوئي حوالي 3.000 كونتليون جول من الطاقة الشمسية في العام في تكوين الكتل الحيوية. تكون كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض كبيرة للغاية، لدرجة أنها تصل في العام الواحد إلى حوالي ضعف ما سيتم الحصول عليه من مصادر الطاقة الموجودة على الأرض مجتمعة معًا، كالفحم والبترول والغاز الطبيعي واليورانيوم الذي يتم استخراجه من باطن الأرض سوف يظهر في الجدول الخاص بمصادر الطاقة أن الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو طاقة الكتلة الحيوية ستكون كافية لتوفير كل احتياجاتنا من الطاقة، ولكن الاستخدام المتزايد لطاقة الكتلة الحيوية له تأثير سلبيعلى الاحتباس الحراري وزيادة أسعار الغذاء بصورة ملحوظة بسبب استغلال الغابات والمحاصيل في إنتاج الوقود الحيوي لقد أثارت طاقة الرياح والطاقة الشمسية موضوعات أخرى، باعتبار أنها من مصادر الطاقة المتجددة.

العوامل المؤثرة في توزيع الإشعاع الشمسى على سطح الأرض:

حيث أن الإشعاع الشمسى الواصل إلى سطح الأرض يتأثر بعدة عوامل من أهمها ما يلى :

1- طبيعة الغلاف الغازى والمواد العالقة به ، ويتوقف ذلك على عاملين هما :

أ- سمك طبقة الهواء التى تخترقها الأشعة الشمسية .

ب- مقدار ما يحتويه الغلاف الجوى من المواد العالقة وخاصة بخار الماء، الذى له القدرة على امتصاص قدراً أكبر من الأشعة تحت الحمراء عند نفاذ الإشعاع الشمسى خلال الغلاف الجوى في اتجاه الأرض ، وقدرته على عكس جزء مما امتصه من شعاع الشمس في شكل إشعاع ذاتى نحو الأرض ، مما يساعد على رفع درجات حرارة الهواء ، هذا إلى جانب ماله من قدرة على امتصاص 90 ? من الأشعة الحرارية التى يشعها سطح الأرض ، ويعنى ذلك أن لبخار الماء في الهواء القدرة على تنظيم نفاذ كل من الإشعاعين الشمسى والأرضى ، وبالتالى يحفظ لسطح الأرض حرارته .

2- تركيز أشعة الشمس أو الزواية التى تصل بها أشعة الشمس إلى الأرض . نلاحظ أن شعاعاً يصل إلى سطح الأرض في زاوية مائلة تكون قوته أقل من إشعاع يصل عمودياً على سطح الأرض ، وذلك لأن الإشعاع المائل يخترق مسافة أطول في الغلاف الجوى فيفقد جزءاً أكبر من قوته ، بينما الإشعاع العمودى الذى يخترق مسافة أقصر يفقد جزءاً أقل ، هذا فضلاً عن أن الأشعاع المائل يتوزع على مسافة أكبر من سطح الأرض فيقل تركيزه فى حين أن الاشعاع العمودى يتركز فى مساحة أصغر فتزداد قوته .

3 – طول المدة التى تسطع فيها الشمس فوق الأفق ، ويتغير ذلك تبعاً للفصول وتبعاً للموقع بالنسبة لدوائر العرض، من هذا نستنتج أن كمية الحرارة التى تكتسبها الأرض أثناء النهار الطويل أكثر مما لو كان النهار قصير ، هذا فضلا عن أن خطوط العرض الواحدة عادة تكتسب كمية واحدة من الحرارة ، وباختلاف خطوط العرض تختلف درجات الحرارة ، هذا إذا ما تساوت الظروف الأخرى التى تؤثر فى حرارة خط العرض .

التوزيع الجغرافى للاشعاع الشمسى :

يؤثر الغلاف الجوى فى طاقة الاشعاع الشمسي بالنسبة للكرة الأرضية ، فهو يعمل على تقليل هذه الطاقة ، وأن جملة ما تكسبه الأرض وجوها من هذه الطاقة فى السنة لابد أن يتعادل مع جملة ما يرتد منها إلى الفضاء ، وأن هذا التعادل هو الذى يجعل للأرض ميزانية حرارية ثابتة من سنة لأخرى ، ولكن ليس معنى هذا التوازن أن تكون كل أجزاء سطح الأرض أو فى كل أيام السنة متعادلة فى مكسبها أو خسارتها للاشعاع الشمسى ، لأن توزيع هذا الاشعاع يختلف من مكان لآخر ، ومن فصل إلى آخر نتيجة لتأثره بعدة عوامل أهمها ما يلى :

1- اختلاف الألبيدو الأرضى من مكان إلى آخر ومن وقت لآخر .

2- اختلاف البعد بين الأرض والشمس على حسب الفصول خاصة فى الصيف عنه فى الشتاء .

3- اختلاف طول الليل والنهار فى العروض المختلفة وفى الفصول المختلفة كما سبق ذكره .

4- اختلاف الزاوية التى تسقط بها أشعة الشمس على سطح الأرض .

ويختلف الألبيدو الأرضى من مكان إلى آخر ومن فصل إلى آخر على حسب كمية السحب ودرجة صفاء الجو وما يغطى الأرض من غطاء نباتى أو ثلوج أو جليد .. الخ كما سيرد ذكره ، أما عن العامل الثانى فانه يلاحظ أن الأرض تكون أبعد عن الشمس فى أول يوليو بنحو 4.8 مليون كيلو متر عنها فى أول ديسمبر ، بينما يرتبط العاملين الثالث والرابع ، بالموقع بالنسبة لدوائر العرض ارتباطاً مباشراً، ففى فصل الصيف يتزايد طول النهار على حساب طول الليل كلما اتجهنا نحو القطب حتى يصل طوله فى يوم الانقلاب الصيفى ( 21 يونيو ) إلى 24 ساعة عند الدائرة القطبية وستة أشهر عند القطب ، وتتبدل الصورة فى فصل الشتاء .

ومما تقدم نرى أن معدل الاشعاع الشمسى السنوى يبلغ أقصاه عند خط الاستواء ، ويبدأ فى التناقص فى الاتجاه نحو القطبين ، ويقدر أن مقدار الاشعاع الشمسى الواصل إلى الأرض عند خط الاستواء يبلغ اربعة أمثاله عند القطبين ، تتلقى المنطقة المدارية أكبر كمية من الاشعاع الشمسى الذى يصل إلى الأرض طوال العام ، ولا تظهر بين أجزاؤه فروق كبيرة مع اختلاف الفصول ، بينما يصل الاشعاع الشمسى إلى ذروته فى فصل الصيف فى العروض الممتدة فيما بين المدارين والدائرتين القطبيتين، ويبلغ هذا الاشعاع أدنى حد له فى الشتاء فى نفس العروض ، أما من الدائرتين القطبيتين وحتى نقطتى القطب فانه يوجد فائض فى الأشعة فى فصل الصيف الذى يطول فيه النهار وينقص هذا جدا فى فصل الشتاء .

ثانياً : الاشعاع الأرضى : The Earth's Radiation

قبل أن يصل الاشعاع الشمسى إلى الأرض يكون قد فقد نصيباً كبيراً منه فى الغلاف الغازى البعيد وكذلك فى الغلاف القريب من سطح الأرض ـ كما سبق ذكره ـ بواسطة الامتصاص من ناحية والانعكاس من ناحية أخرى ، فالمعروف أن سطح الأرض يمتص قدراً من أشعة الشمس التى تسقط عليه بينما يرد الباقى إلى الفضاء بتأثير الألبيدو الأرضى ، ويقوم سطح الأرض بتحويل الأشعة الشمسية التى امتصها إلى طاقة حرارية تنطلق إلى الغلاف الجوى فى شكل موجات طولية ، وبالتالى يستمد الغلاف الجوى حرارته من هذه الموجات الطويلة الصادرة من سطح الأرض فى الوقت الذى لم يستطع الهواء امتصاص الموجات القصيرة المكونة لأشعة الشمس عند احتراقها له ، ولذلك يمكن القول بأن الهواء يستمد حرارته من الاشعاع الأرضى .

ويختلف الاشعاع الأرضى عن الاشعاع الشمسى فى أن أشعته غير مرئية وحرارية وطويلة ( يتراوح طول موجاتها ما بين 3 إلى 80 ميكرون ) بينما تتفاوت أطوال موجات الاشعاع الشمسى ما بين 0.17 إلى 4.0 ميكرون ، ويتميز كذلك الاشعاع الأرضى عن الاشعاع الشمسى بأنه يستمر طوال الأربع والعشرين ساعة ( طول اليوم ـ ليلاً ونهاراً ) فى حين أن الاشعاع الشمسى يبدأ مع شروق الشمس وينتهى عند غروبها ، كما يتزايد الاشعاع الأرضى تدريجياً بعد شروق الشمس ويبلغ أقصاه بعد الظهر ( الزوال ) بقليل ، ويرجع ذلك لأن الأرض تستمر محافظة على حرارتها فترة من الوقت بعد تعامد الشمس فى وقت الزوال ، بينما يأخذ الاشعاع الشمسى فى الهبوط تدريجياً بعد أن يمر وقت الزوال مباشرة.

ثالثاً : الاشعاع الجوى : Atmosphere`sRadiation

يقصد بالاشعاع الجوى تلك الموجات الاشعاعية التى تنطلق من الغازات التى يتكون منها الغلاف الغازى وما به من المواد العالقة سواء كانت ذرات الغبار أو ذرات بخار الماء ، ويجب أن نعرف أن المصدر الأصلى لهذا الاشعاع الجوى هو ما استمدته مكونات الغلاف الغازى من الاشعاع الشمسى ( كما سبق القول )، وبعد ذلك تقوم الغازات والمواد العالقة باشعاعه مرة ثانية فى جميع الاتجاهات فى صورة اشعاعات حرارية وضوئية ، ويصل جزء من هذه الاشعاعات إلى سطح الأرض ، خاصة تلك الاشعاعات الحرارية التى تنطلق من بخار الماء وغاز ثانى أكسيد الكربون فى الغلاف الغازى ، ويوضح الجدول التالى النسب المئوية للاشعاعات التى تصل من الجو إلى سطح الأرض .

ـ الألبيدو الأرضى :Earth` s Albedo

يقصد بالألبيدو الأرضى قدرة كل من الأرض والجوى الكلية على رد الأشعة الشمسية إلى الفضاء دون أن يكون لها تأثير على حرارتهما ، حيث أنه من المعروف أن جزءاً كبيراً من الأشعة ينعكس إلى الفضاء بعد سقوطه على السطح العلوى للسحاب ، وكذلك بعد اصطدامها بذرات الغبار وبخار الماء العالقة بالجو ، أو تلك الأشعة التى تصل إلى سطح الأرض نفسه .

ويتكون الألبيدو الأرضى من القدرة الكلية لكل هذه الأجسام على رد الأشعة ، ولكن يتميز كل جسم منها بأن له ألبيدو خاص به ، ويمثل ألبيدو السحب أكبر ألبيدو عاكس للأشعة التى تصل إلى الغلاف الجوى للأرض حيث يعكس وحده 40 ? من مجموع الأشعة الشمسية التى تصل إلى جو الأرض، ويأتى ألبيدو المواد العالقة فى الغلاف الجوى (الغبارـ بخار الماء ـ ثانى أكسيد الكربون) فى المرتبة الثانية، حيث يعكس حوالى 15 ? من مجموع الأشعة الواصلة إلى جو الأرض ، بينما يقدر ما يعكسه ألبيدو سطح الأرض نفسه حوالى 10 ? ، أى أنه أقل من ألبيدو السحاب والمواد العالقة بالغلاف الجوى ، ويبلغ مجموع الأشعة التى تعكسها هذه الأنواع الثلاث من الألبيدو حوالى 65 ?من مجموع الأشعة التى تصل إلى سطح الأرض .

وبالتالى فان ما يصل من أشعة إلى سطح الأرض فعلا يمثل حوالى 35 ? من مجموع الأشعة الواصلة إلى الغلاف الجوى للأرض بعد أن فقد من هذه الأشعة 65 ? من مجموعها ، ولكن هذه الكمية الواصلة فعلا إلى سطح الأرض والبالغة 35 ? من مجموع الاشعاع الشمسى لا تنعكس جميعها إلى الغلاف الجوى بل يتوقف هذا بطبيعة الحال على غطاء سطح الأرض حيث أن كل غطاء من أغطية سطح الأرض لها قدرة مختلفة على عكس الاشعاع الشمسى .

الحرارة

أهميتها :

تعتبر الحرارة أهم هذه العناصر المناخية نظرًا لأن اختلاف درجتها يؤثر في العناصر الأخرىكالضغط الجوي والرياح والرطوبة والتكاثف وبالتالي الأمطار.

مصدرها:

الشمس هي مصدر الحرارة الرئيسي للأرض والجو، كما أن الحرارة الباطنية للأرض لها تأثير أيضا ولكن درجتها قليلة. وتمتازأشعة الشمس بأنها تعطي الحرارة والضوء والأشعة الحيوية، فعندما ترسل الشمسأشعتها يسخن سطح الكرة الأرضية من يابس وماء ثم تنعكس حرارتهما على الغلاف الغازي المحيط بالأرض. فترتفع درجة حرارته، وتكون طبقات الجو القريبة من

سطح الأرض أشد حرارة من البعيدة عنه، أي أن الإنسان كلما ارتفع في الجو قلت الحرارة وشعر بالبرودة. وتقطع أشعة الشمس مسافة 93 مليون ميل في الفضاء حتى تصل إلى سطح الأرض في مدة ثماني دقائق تقريبًا. ولاتسخن أشعة الشمس جميع جهات سطح الأرض بدرجة واحدة بل هناك جهات تشتد فيها الحرارة، وهي التي تسقط عليها أشعة الشمس عمودية أو قريبة من العمودية، وجهات أخرى تسقط عليها أشعة الشمس مائلة فتقل فيها الحرارة.

المناطق الحرارية :

ترتب على اختلاف درجات الحرارة على الكرة الأرضية تقسيم العلماء لسطح الأرض إلى عدة مناطق حرارية، هي كالآتي :

المناطق الحرارية على سطح الأرض

1- المنطقة الحارة "المدارية" : وتقع بين مدار السرطان ومدار الجدي ويمر بوسطها خط الاستواء، وتتميز بأنها حارة على مدار السنة تقريبًا.

2- المنطقتان المعتدلتان " الشمالية والجنوبية " : وتنحصران بين كل من المدارين والدائرتين القطبيتين (2/1 66 ش و ج)

وتقل فيهما الحرارة كلما ابتعدنا عن المدارين واقتربنا من دائرتين القطبيتين، وبالتالي يمكن تقسيم كل منها إلى منطقتين متميزتين كالتالي:

أ - منطقة معتدلة دفيئة: توجد بين خطي عرض 2/1 23 ْ- 40 ْ ش و ج وتتميز بأنها حارة صيفًا ودفيئة شتاءً.

ب- منطقة معتدلة باردة تنحصر بين خطي عرض 40 ْ 2/1 66 ْ ش و ج وتتميز بأنها معتدلة صيفًا باردة شتاءً.

3- المنطقتان القطبيتان " الشمالية والجنوبية ": وتقعان بين الدائرتين القطبيتين والقطبين الشمالي والجنوبي، وتتميزان بشدة البرودة وتراكم الثلوج طوال العام تقريباً.

ج - قياس الحرارة :

لا يستطيع الإنسان أن يقيس درجة الحرارة عن طريق إحساسه بها، بل إنه يستعمل ميزانًا للحرارة يعرف باسم الترمومتر Thermometer وهو نوعان :

الترمومتر المئوي ويرمز لدرجته بالحرف (م) أو بالحرف (س) اختصار(سنـتيجراد).

الترمومتر الفهرنـهيتي ويرمز لدرجاته بالحرف (ف) اختصار (فهرنـهيت).

والترمومتر المئوي يقسم إلى مائة درجة تبدأ بدرجة الصفر وهي درجة التجمد وينتهي بدرجة مائة وهي درجة الغليان.

والترمومترالفهرنـهيتي مقسم إلى 212 درجة منها 180 ْ بين درجة التجمد والتي تعادل 32

ْ ف ودرجة الغليان وهي 212 ْ، أما الأرقام من صفر إلى 32 ْ فهي دون درجة

التجمد.

الضغط الجوي .

يحيطبالكرة الأرضية من جميع جهاتها غلاف غازي يعرف بالهواء ويقدر ارتفاعه بنحو

350 كم فوق سطح البحر، ويتكون هذا الغلاف من عدة غازات أهمها النتروجين (الأزوت) ونسبته 78% من حجمه والأُكسجين ونسبته 21% والباقي وهو 1% خليط من غازات أخرى ومن مواد عالقة به مثل بخار الماء والغبار، وهذا الغلاف الجوي ضروري لحياة الإنسان والحيوان والنبات على سطح الأرض. وللغلاف الجوي ثقل يولد ضغطًا يساوي هذا الثقل مثل سائر الأجسام الأخرى، والدليل على ذلك أننا مثلا إذا فرغنا أي وعاء من الهواء بواسطة آلات التفريغ فإن ثقل الضغط الجوي يهشم جدرانه إذا كانت رقيقة. ويختلف ثقل الغلاف الجوي وبالتالي ضغطه تبعًا لحرارته أو برودته أو رطوبته، فالمعروف أن الهواء إذا سخن زاد حجمه وبذلك تقل كثافته ويخف ضغطه، ويحدث العكس إذا انخفضت درجة حرارته فيقل بذلك حجمه وتزداد كثافته فيشتد ضغطه.

ويعرف :

الضغط الجوي بأنه وزن عمود الهواء الممتد من سطح البحر إلى نهاية الغلاف الغازي على البوصة المربعة وهو يقدر في الأحوال العادية بمقدار 6,6 كيلوجرامًا. وهذا يعادل عمودًا من الزئبق ارتفاعه حوالي 76 سم على البوصة المربعة.

ويقاس الضغط الجوي بأحد الأجهزة التالية المبينة:

1 - البارومتر العادي (الزئبقي).

2 - البارومتر المعدني المعروف باسم " Aneroid" (أنرويد).

3 - الباروجراف.

ونظرًالاختلاف حالة الضغط الجوي على سطح الكرة الأرضية بالنسبة للحرارة

والرطوبة، فقد أمكن تقسيم سطح الأرض إلى مناطق ذات ضغط منخفض وأخرى ذات ضغط

مرتفع.

1 - منطقة ضغط منخفض على جانبي خط الاستواء لشدة الحرارة وكثرة الأبخرة وتصاعد الهواء إلى الطبقات العليا.

2- منطقتا ضغط مرتفع حول خطي عرض 30 شمالاً وجنوبًا لقلة بخار الماء بهما، ولأن الهواء بهما هابط من أعلى إلى أسفل، والهواء الهابط يكون عادة أثقل منالهواء الصاعد.

3 - منطقتا ضغط منخفض حول خطي عرض 60 ْ شمالاً وجنوبًا لتصاعد الهواء وكثرة الأبخرة بهما

4 - منطقتا ضغط مرتفع عند القطبين لشدة البرودة وقلة الأبخرة وهبوط الهواء بهما.

مناطق الضغط المرتفع والمنخفض على سطح الأرض.

أسئلة للمراجعة

1 - ما الفرق بين مدلول كل من الطقس والمناخ؟

2 - علل لما يأتي :

أ‌ - تنخفض الحرارة كما ارتفعنا في الجو.

ب ‌- شدة حرارة الأشعة العمودية عن الأشعة المائلة.

ج - عنصر الحرارة أهم عناصر المناخ جميعاً.

3 - اذكر أشد جهات الكرة الأرضية حرارة وأقلها حرارة وبين السبب.

4 - ارسم شكلاً توضح فيه مناطق الضغط المنخفض على سطح الكرة الأرضية.

5 - كيف يقيس الإنسان درجة حرارة الجو؟ صف أحد الأجهزة اللازمة لذلك.

3- الرياح

تـهب الرياح بمشيئة الله وإرادته وتتحرك بقدرته سبحانه وهي تيارات هوائية تتحرك مندفعة من جهة إلى أخرى فوق سطح الكرة الأرضية، لوجود مناطق ذات ضغط مرتفع بجواري مناطق ذات ضغط منخفض، فالهواء الموجود فوق مناطق الضغط المرتفع يكون ثقيل الوزن بينما الهواء الموجود فوق مناطق الضغط المنخفض يكون خفيف الوزن. لذلك يتحرك الهواء الثقيل الوزن من منطقة الضغط المرتفع نحو منطقة الضغط المنخفض ليملأها حتى يتساوى الضغط في المنطقتين، ولو كان الضغط الجوي متساويًا على جميع جهات الكرة الأرضية لما تحرك الهواء ولبقي ساكناً في مكانه. ويمكن تشبيه حركة الرياح من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض بانسياب الماء تلقائيًّا من المرتفعات إلى المنخفضات لكي يحصل التوازن في المستوى. ويمكن

قياس سرعة الرياح بواسطة جهاز الأنيمومتر Anemometer كما يمكن معرفة اتجاه هبوب الرياح بواسطة دوارة الرياح Wind vane وتسمى الرياح باسم الجهة التي تأتي منها. .

أنواع الرياح :

أ - الرياح الدائمة :

وهي رياح تـهب باستمرار وانتظام طوال السنة وتنحصر في طبقات الجو السفلى، وتسمى عادة بأسماء الجهات الأصلية أو الفرعية التي تهب منها وتشمل الرياح الدائمة , الرياح التجارية , الرياح العكسية والرياح القطبية.

أنواع الرياح الدائمة.

1- الرياح التجارية :

وتـهب هذه الرياح من منطقتي الضغط المرتفع المداريتين نحو منطقة الضغط المنخفض الاستوائي، وتكون شمالية شرقية في نصف الكرة الشمالي، وجنوبية شرقية في نصفالكرة الجنوبي، وتمتاز الرياح التجارية بأنها جافة وغير ممطرة لأنها تأتي من جهاز دافئة إلى جهات حارة.

2- الرياح العكسية :

تـهبالرياح العكسية من منطقة الضغط المرتفع الموجود حول دائرتي 30 ْ شمالا وجنوبًا إلى الدائرين القطبيتين، وتهب عادة من الجنوب الغربي في نصف الكرة الشمالي، ومن الشمال الغربي في نصف الكرة الجنوبي، وهي ممطرة بإذن الله ودافئة، وسبب ذلك أنها تأتي من جهات دافئة إلى جهات باردة نوعًا، وكثيرًا ما تصحب الرياح العكسية معها الأعاصير وهي عواصف شديدة الهبوب كثيرة الرعد والبرق مع تقلبات سريعة يضطرب معها الجو كثيرًا.

3- الرياح القطبية :

تـهب الرياح القطبية من القطب الشمالي نحو الدائرة القطبية الشمالية، وتأتي من الشمال الشرقي كما تهب من القطب الجنوبي نحو الدائرة القطبية الجنوبية وتكون جنوبية شرقية وهي رياح باردة جافة.

ب - الرياح الأخرى :

وهناك غير الرياح الدائمة رياح أخرى مثل: الرياح الموسمية، والرياح المحلية، ونسيم البر، ونسيم البحر.

1- الرياح الموسمية :

تـهب الرياح الموسمية في فصول معينة من السنة، وسبب هبوبها هو أنه في فصل الصيف تكون الوسطى للقارات شديدة الحرارة لبعدها عن تأثير المحيطات فيسخنالهواء بها كثيرًا ويخف وترتفع، ويحل محله رياح رطبة آتية من المناطق المرتفعة الضغط من البحار المجاورة فتسبب سقوط أمطار الغزيرة بإذن الله تعالى وفِى فصل الشتاء ينعكس الحال وتصبح الجهات الداخلية بالقارات أبرد من جو البحار المحيطة بها، ولذا تهب الرياح من وسط القارة إلى المحيطات المجاورة وتكون جافة باردة، وأكثر ما تهب هذه الرياح الموسمية بصورة منتظمةعلى جهات آسيا الجنوبية الشرقية وأواسط إفريقيا والحبشة وشمال أُستراليا وجنوب غرب الجزيرة العربية.

2- الرياح المحلية :

تـهب الرياح المحلية في مناطق معينة صغيرة المساحة لمدة قصيرة في فترات متقطعة وتنشأ عن عوامل خاصة بالتضاريس، وهي تختلف عن الرياح الموسمية في أنها لا تشمل فصلاً بأجمعه ولا تهب بانتظام مثلها. الرياح المحلية توجد في أغلب جهات العالم ولكنها تختلف في شدتها وتأثيرها من جهة إلى أخرى ومن أمثلتها رياح " السموم " التي تهب من جنوب الجزيرة العربية إلى شمالها ورياح " الخماسين الحارة " التي تهب من الصحراء الكبرى بإفريقيا وتنتشر في الأقطار المجاورة.

3 - نسيم البر ونسيم البحر :

نسيم البر ونسيم البحر (شكل 33) من الظاهرات الجوية التي تحدث في الجهات الساحلية التي يعظم فيها الفرق اليومي بين درجات حرارة كل من اليابس والماء، وذلك لاختلاف طبيعة كل منهما في امتصاص الحرارة، وفقدانها، فاليابس يمتص الحرارة بسرعة ويفقدها بسرعة، أما الماء فإنه يمتصها ببطء ويفقدها ببطء، ولذلك تختلف الحرارة على اليابس والماء المتجاورين وبـالتالي يختلف الضغط عليها وينتقل الهواء من أحدهما إلى الآخر، ففي أثناء النهار عندما تسطع أشعة الشمس على اليابس والماء ترتفع درجة حرارة الهواء الملامس للأرض فيخف ويرتفع ويحل محله هواء بارد يهب من ناحية البحر، فيشعر الناس بنسيم بارد عليل نهارًا يسمى نسيم البحر. وفي أثناء الليل بعدما تغيب أشعة الشمس يكون الهواء فوق سطح البحر أدفأ من هواء اليابس حيث يكون الهواء فوق البحر ليلاً دافئًا فيخف ويرتفع، ويهب نحوه هواء بارد ثقيل من ناحية البر يسمى نسيم البر. ويلطف نسيم البحر مناخ السواحل التي يهب عليها، ويدعو ذلك إلى وجود المصايف البحرية، كما أن نسيم البر يساعد الصيادين أثناء خروجهم وقت الفجر في

قواربهم الشراعية للصيد، ونسيم البحر يساعدهم في عودتهم نهارًا.

انحراف الرياح :

لو كانت الأرض ثابتة لهبت الرياح مباشرة وفي خط مستقيم من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض إلاَّ أنه بسبب دوران الأرض حول نفسها من الغرب إلى الشرق فإن الرياح أثناء هبوبها من منطقة إلى أخرى من مناطق الضغط تنحرف إلى يمين اتجاهها في نصف الكرة الشمالي، وإلى يسار اتجاهها في نصف الكرة الجنوبي، وسبب ذلك كما ذكرنا هو دوران الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق وانتقال الرياح من جهة أبطأ حركة إلى جهة أسرع منها حركة .ومثال ذلك الرياح التي تهب نحو خط الاستواء فإنها تنتقل من جهات بطيئة الحركة إلى أخرى سريعة تسبقها في حركتها نحو الشرق وذلك لأن دوران الأرض عند خط الاستواء أسرع .

4- الرطوبة

ويقصد بالرطوبة هنا بخار الماء الموجود في الجو والجو لا يكون رطباً إلاَّ إذا احتوى على بخار الماء، ولا تخلو الطبقات السفلى من الغلاف الجوي من بخار الماء بأي حال من الأحوال.

وبخار الماء هو ذرات صغيرة جدًا من الماء متطايرة في الهواء، ويتعذر على العين المجردة رؤيتها، والمصدر الرئيسي لهذا البخار هو المسطحات المائية التي تغطي أكثر من ثلثي سطح الكرة الأرضية. وإذازاد بخار الماء في الهواء صار كثير الرطوبة وإذا قل صار جافًا، و التكاثف هو عملية تحول بخار الماء إلى قطرات مائية إذا انخفضت درجة حرارته، أما إذاارتفعت حرارته فإن قابليته لتقبل بخار الماء تزداد.

قياس الرطوبة :

تقاس درجة رطوبة الجو بواسطة جهاز يعرف باسم الهيجرومتر Hygromere (يحسن

بالمدرس أن يحضر هذا الجهاز ويشرح أجزاءه وطرق استعماله) .

عوامل تكاثف بخار الماء :

العامل الأساسي في التكاثف هو انخفاض الحرارة لأي سبب من الأسباب الآتية:

1- ارتفاع الهواء إلى طبقات الجو العالية الباردة.

2- انتقال الهواء الرطب من جهات دافئة إلى جهات باردة.

3- وجود ذرات من الغبار في الجو يتكاثف بخار الماء حولها.

4- إشعاع سطح الأرض لحرارته ليلاً حتى يبرد وهذه البرودة تؤثر في الهواء الملاصقة له فيتكاثف .

المرطاب (الهجرومتر)

مظاهر التكاثف :

للتكاثف مظاهر مختلفة منها الضباب والسحاب والندى والصقيع والثلج والجليد والبرد والمطر.

1 - الضباب :

هو ظاهرة تكاثف تشاهد فوق اليابس والماء على السواء ففي فصل الشتاء نرى هذا الضباب وكأنه الدخان الكثيف المتجمع فوق سطح الأرض بصورة تحجب الرؤية أحيانا، وتسبب حدوث كثير من المصادمات في حركة المرور ويعوق المواصلات بصفةعامة برية كانت أم بحرية أم جوية، والضباب في حقيقته ذرات صغيرة جدًا من بخار الماء. ومن أسباب الضباب:

1-انتقال هواء دافئ رطب إلى هواء بارد ومن أمثلة ذلك انتقال هواء البحر الدافئ الرطب أخر الليل إلى حيث الهواء البارد على اليابس ولذا يكثر الضبابعلى شواطئ البحار والمحيطات والبحيرات في الصباح الباكر.

2- تقابل تيارين هوائيين أحدهما دافئ رطب والآخر بارد كما يحدث في تلاقي تيار الخليج الدافئ [بتيار لبرادور البارد  شرقي جزيرة نيوفوندلند بأمريكا الشمالية.

2 - الندى :

كثيرًا ما يشاهد الإنسان صباحًا قطرات ماء على الأزهار وأوراق النبات وسطوح الأجسام المصقولة كالزجاج والمعادن، وهي ظاهرة من التكاثف أيضًا تنشأ بسبب فقدان مثل هذه الأشياء لحرارتها بالإِشعاع ليلاً حتى تبرد كثيرًا، فإذا لامسها بخار الماء العالق بالهواء تكاثف عليها مباشرة على صور قطرات تعرف بالندى، ومما يساعد على حدوث الندى صفاء الجو المساعد على إشعاع الحرارة ثم ضعف هبوب الرياح حتى تتهيأ الفرصة للأبخرة أن تتكاثف وتتبخر قطرات الندى عادة بعد شروق الشمس.

3 - السحاب :

هو في حقيقة أمره ضباب معلق بين طبقات الهواء بعيداً عن سطح الأرض، وينشأ من ارتفاع الهواء إلى حيث يبرد فتتكاثف أبخرته، وتحمل الرياح السحب بإذن الله تعالى وتسوقها معها من مكان إلى مكان حسب اتجاه هبوب الرياح. وتكثرالسحب في المناطق الاستوائية لكثرة البخر، وفي مناطق الضغط المنخفض عند خطي عرض 60ْ شمالاً وجنوبًا، وفي الجهات القطبية لضعف أشعة الشمس عن تبديد البخار، ويوجد السحاب في طبقات الجو على ارتفاع لا يزيد عن 12 كم وإن كان معظمه في طبقات أدنى من ذلك.

4 - المطر :

وهو من أهم مظاهر التكاثف الذي يتحول بمقتضاه بخار الماء إلى قطرات من الماء لا يستطيع الهواء حملها فتسقط على هيئة مطر في الجهات الدافئة أو ثلجفي الجهات الباردة. وتتكون من الأمطار المتساقطة بكثرة الأنهار والبحيرات العذبة، كـما أن جزءً من مياهها يتسرب في مسام الأرض مكوناً العيون والآبار، وجزءًا منه يتبخر ويصعد إلى الجو. والأمطار هي مصدر الماء العذب اللازم للحياة على الأرض. ويمكن قياس المطر بجهاز معين لذلك.

مقياس المطر

وللحصول على أحسن النتائج وأدقها لابد من وضع جهاز قياس المطر في مكان مكشوف بعيدًا عن المباني والأشجار.

5 - الثلج :

هو تحول بخار الماء في طبقات الجو العالية إلى ندف خفيفة تشبه القطن المندوف ويكون الثلج على أشكال هندسية وتحدث هذه العملية إذا وصلت درجة حرارة الهواء في الطبقات العليا درجة الصفر المئوية، وفي أثناء هبوط الثلج تذروه الرياح فيعلق بأغصان الأشجار وأسلاك الهاتف وسطح المنازل والطرقات فيكسوها بغطاء أبيض ناصع، وإذا ما تراكمت الثلوج فإنها تعوق المواصلات في الطرق والممرات الجبلية كلما تجمدت وصارت جليدًا. 

عناصر المناخ

الاشعاع الشمسي

أجهزة قياس الإشعاع الشمسى :

حجم الطاقة الشمسية القادمة إلى الأرض

العوامل المؤثرة في توزيع الإشعاع الشمسى على سطح الأرض: