تُستخدم النماذج المناخية للتنبؤ بالطقس ومعرفة حالته . تعتمد هذه النماذج بشكل أساسي على برامج حاسوبية تعالج البيانات المناخية لفترة زمنية محددة، تُحدد عادةً في المستقبل القريب، وتُحدد لمواقع جغرافية معينة وظروف محددة. لا يمكننا ضمان دقة التنبؤات المناخية للأيام القادمة، بل إن دقتها لا تتجاوز أربعة أيام.
سنخبرك في هذه المقالة بكل ما تحتاج لمعرفته حول نماذج الطقس وكيف تعمل.
الملامح الرئيسية
يجب على نماذج الطقس تحليل العديد من المتغيرات المناخية. هذه المتغيرات هي تلك التي تؤثر على الطبقة السفلى من الغلاف الجوي المعروفة باسم التروبوسفير، حيث تحدث الظواهر الجوية واسعة النطاق والأحداث المناخية. تشمل المتغيرات التي يجب دراستها: درجة الحرارة، والرطوبة، والغطاء السحابي، والرياح، والإشعاع الشمسي، والضغط الجوي، وغيرها. تتغير جميع هذه المتغيرات باستمرار نتيجة لعوامل مثل دوران الأرض حول محورها ودورانها حول الشمس.
بعد تحليل المتغيرات، يستخدم العلماء المعادلات الرياضية لمحاولة التنبؤ، بدرجات متفاوتة من الدقة، بسلوك الغلاف الجوي خلال الساعات والأيام والأسابيع، بل وحتى الأشهر والسنوات القادمة. تُسمى هذه النماذج المناخية، التي تسعى إلى تقدير قيم المتغيرات على مدى أشهر وسنوات، بنماذج المناخ. ويعود هذا إلى الفرق الرئيسي بين علم الأرصاد الجوية وعلم المناخ. فعلم الأرصاد الجوية هو العلم الذي يدرس حالة الطقس، أي كيف سيكون الطقس في لحظة معينة. أما علم المناخ، فيدرس تطور قيم جميع المتغيرات الجوية المذكورة أعلاه مع مرور الوقت. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن الفرق بين علم الأرصاد الجوية وعلم المناخ، يمكنك الرجوع إلى هذه المقالة.
يشكل مزيج هذه القيم مناخ منطقة ما. وعلى نطاق أفقي، يمكن أن يكون النموذج عالميًا، يغطي الكرة الأرضية بأكملها، أو إقليميًا، وفي هذه الحالة يغطي جزءًا فقط من الكوكب. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن كيفية تأثير تغير المناخ على الطقس، يمكنك الاطلاع على معلومات حول أجهزة الأرصاد الجوية ووظائفها.
تشغيل نماذج الأرصاد الجوية
توزع النماذج المناخية البيانات المستقاة من مصادر متنوعة، تشمل المجسات الراديوية والأقمار الصناعية ورصدات الأرصاد الجوية. ونظرًا لتفاوت توزيع هذه الرصدات، تعالج النماذج البيانات من خلال عمليات الاستيعاب والتحليل. وتُحدد هذه التحليلات معايير مختلفة بناءً على قيم المتغيرات الجوية، ثم تُستخدم هذه القيم في الخوارزميات الرياضية المُطبقة في هذه النماذج المناخية.
بفضل هذه النماذج، يُمكن إجراء الحسابات باستخدام معادلات رياضية محددة والبيانات المتاحة حاليًا. تُتيح هذه البيانات تقدير معدلات تغير المتغيرات الجوية. ويُمكّن فهم هذه المعدلات من التنبؤ بالأحوال الجوية في المستقبل القريب. لفهم ظواهر مثل العواصف بشكل أفضل، يُمكنك معرفة المزيد عن وصول العواصف الجديدة . بالإضافة إلى ذلك، إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن السحب الركامية المزنية ، المرتبطة بالظواهر الجوية، فستكون هذه المعلومات مفيدة.
وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل نماذج الطقس المبنية على هذه البيانات أقل جدوى ودقة مع مرور الوقت. وهذا يعني أنه كلما أردنا قياس وتقدير حالة الغلاف الجوي في المستقبل البعيد، كلما كانت قيمنا أقل دقة.
متغيرات النموذج
نظراً لتعدد أنواع نماذج الطقس، توجد اختلافات كبيرة بينها. وقد طورت العديد من الوكالات والمنظمات المتخصصة في دراسة الأرصاد الجوية نماذج عديدة. وتطبق هذه المنظمات نفسها منهجيات متنوعة للتنبؤ بتطور المتغيرات الجوية. ومن بين هذه النماذج، يُعد نظام التنبؤ الجوي العالمي التابع للإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) الأكثر شهرة.
توجد أيضًا نماذج أخرى، أقل شهرة، تُستخدم لهذا النوع من التنبؤات. ومن الأمثلة على ذلك نموذج التنبؤات الجوية متوسطة المدى الأوروبي (ECMWF)، الذي ينشره هذا المركز، ويشمل 23 دولة أوروبية، من بينها إسبانيا. يهدف كل نموذج في المقام الأول إلى التنبؤ بالطقس، على الرغم من اختلاف التقنيات المستخدمة. لفهم كيفية نشوء الظواهر الجوية المتطرفة بشكل أفضل، يمكنك الاطلاع على مقارنة بين هذه الظواهر.
ومن النماذج المعروفة الأخرى نموذج AVN، وهو نموذج الطيران الأمريكي. يغطي هذا النموذج فترة لا تقل عن خمس ساعات للتنبؤ بمدة الرحلة، مما يضمن إتمامها دون أي عوائق.
أجهزة التحكم في المناخ ونماذج الطقس
أجهزة التحكم في المناخ هي في الأساس العوامل التي تؤثر على المناخ العالمي. كما نعلم ، فإن مجموع قيم متغيرات الغلاف الجوي بمرور الوقت هو ما يحدد مناخ المنطقة والعالم بأسره. لهذا السبب ، فإن أجهزة التحكم في المناخ هذه ضرورية عند إنشاء نماذج الأرصاد الجوية.
دعونا نتعمق أكثر في ما هي متغيرات الأرصاد الجوية التي تمت دراستها في نماذج الأرصاد الجوية:
- درجة الحرارة: تعتبر درجة الحرارة أحد المتغيرات التي تؤثر بشكل كبير على المناخ والأرصاد الجوية. وتتذبذب هذه القيم بسبب مقدار ميل أشعة الشمس على سطح الأرض.
- رطوبة: الرطوبة هي كمية بخار الماء الموجودة في الغلاف الجوي. الرطوبة تسمح بتطور هطول الأمطار والظروف الباردة. إذا كنت مهتمًا، فتعرف على المزيد حول الرطوبة ودورها في الأرصاد الجوية.
- الرياح: تتحرك الرياح كدالة للضغط الجوي. محركها الرئيسي هو الإشعاع الشمسي الذي يسقط على سطح الأرض.
- الضغط الجوي: إنه أحد المحركات الرئيسية لهطول الأمطار على مستوى العالم. تحدث تغيرات الضغط مع تعديلات في كمية الإشعاع الشمسي الذي يضرب سطح الأرض. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء نقاط ذات ضغط جوي منخفض وأخرى ذات ضغط مرتفع. عند نقاط الضغط المنخفض ، توجد عواصف تتشكل فيها الأمطار الشديدة وعند نقاط الضغط المرتفع تكون هناك درجة حرارة جيدة وطقس جيد.
- اشعاع شمسي: هو مقدار ضوء الشمس الذي يصيب سطح الأرض.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن نماذج الأرصاد الجوية وكيفية عملها.