• دوشنبه ۱۸ آذر ۱۳۹۸
  • |

آمار سایت

  • تمام بازديد‌ها: 1683234 بازدید
  • بازديد 24 ساعت قبل: 3081 بازدید
  • مهمانان حاضر در زیرپورتال: 48 کاربر
  • کاربران حاضر در زیرپورتال:0 کاربر

ورود به سایت

پایش ماهواره ای رعد و برق (آذرخش- صاعقه)


تعریف رعد و برق یا آذرخش
رعد و برق واکنش الکتریکی است که بر اثر برخورد ابرهایی با بارهای متفاوت بصورت تخلیه الکتریکی همراه نور (برق) و صدای شدید (رعد) در هوا ایجاد می شود. این پدیده می تواند هر لحظه در سراسر دنیا هزاران بار رخ دهد.
انواع ابرهای اصلی
  1. ابر سیروس (حقله ای)
شکل - 1 : نمونه ای از ابر سیروس
  1. استراتوس (لایه ای)
شکل - 2 : نمونه ای از ابر استراتوس
  1. کومولوس (توده ای)
شکل - 3 : نمونه ای از ابر کومولوس
  1. نیمبوس (باران زا)
شکل - 4 : نمونه ای از ابر نیمبوس
  1. کومولونیمبوس (CB) - این نوع ابرها از ابرهای کومولوس تشکیل شده و در واقع از به هم فشرده شدن قطرات آب یا قرار گرفتن آن‌ها در توده‌ای متحد شکل می‌گیرند بنابراین بسیار قوی و پر انرژی و باران آور هستند.
شکل - 5 : نمونه ای از ابر کومولونیمبوس
علت پدید آمدن رعد و برق
در هنگام وقوع این پدیده، جریان هوایی قوی از بالا و پایین درون ابرهای کومولونیمبوس شکل می گیرد و باعث برخورد کریستال های یخ، قطرات آب و تگرگ با یکدیگر می شود که بارهای الکتریکی مثبت و منفی را در ابر به وجود می آورد. بارهای منفی به بخش پایین تر ابر سقوط می کنند و بارهای مثبت در بخش های میانی و بالاتر باقی می مانند. در این هنگام اختلاف بار های الکتریکی به حدی بزرگ می شود که جریان الکتریسته ای از یک بخش ابر به بخش دیگر یا از یک ابر به ابر دیگر جریان می یابد و بار منقی به پایین و به سمت زمین، القا می کند، بنابراین مجموعه زمین، هوا و ابر تبدیل به یک خازن بزرگ می شود که هر لحظه بار آن بیشتر شده و باعث افزایش اختلاف پتانسیل دو قطب آن می گردد. در نهایت این بار و میدان الکتریکی ایجاد شده آنقدر زیاد می شود که هوای نارسانا را تبدیل به رسانا کرده و در نتیجه بار الکتریکی را از خود عبور داده و باعث می شود که در زمان بسیار کوتاهی جریان بسیار شدیدی از هوای یونیزه گذر کند؛ اما در این جریان ممکن است برخی از اتم ها مقاومت کنند که باعث تبدیل بخشی از انرژی الکتریکی به گرما می شود و تغییر ناگهانی دما، حجم هوا را چندین برابر کرده که منجر به انبساط شدید و سریع شده و یک موج ضربتی (shock wave) در هوای اطراف ایجاد کرده و امواجی را با فشار بسیار زیاد بوجود می‎آورد که با سرعت صوت و به شکل تندر یا رعد به گوش ما میرسد.

تعریف رعد (تندر)
رعد ارتعاشات صوتی است که در زمانیکه گازهای جو به طور ناگهانی براثر تخلیه الکتریکی رعدو برق گرم می شوند، بصورت صدای بلندی به گوش می رسد. رعد و برق بطور طبیعی دامنه شنیداری تا 10 مایل (16 کیلومتر) را دارند.

 تعریف برق
برق تخلیه الکتریکی است که بین بارهای مثبت و منفی درون یک ابر، بین دو ابر، یا بین ابر و زمین، برای ایجاد تعادل، تولید می شود. بار منفی پائین ابر جذب بار مثبت سطح زمین و هر آنچه که بر روی زمین است می شود این بار می تواند بر روی اجسام بلند مانند ساختمان ها و درختان، اثر گذاشته ولی تاثیر آن بر درختان و فردی که به تنهایی در جایی ایستاده، بسیار بیشتر است.

تفاوت زمانی بین رسیدن برق و صدا
علت اینکه نور را قبل از شنیدن صدای رعد می بینیم این است که نور بسیار سریع تر از صدا حرکت می کند. برق صاعقه با سرعت نور حرکت می کند یعنی حدود 300 هزار کیلومتر در ثانیه اما صوت در مقایسه با سرعت نور، حرکتی کندتری دارد و یک کیلومتر در هوا را به مدت تقریبی 3 ثانیه طی می کند. به عنوان مثال برای یافتن فاصله صاعقه از محلی که در آن قرار دارید کافی است تعداد ثانیه های بین زمانی که برق را می بینید و وقتی که صدای رعد را می شنوید، بشمارید، اگر این عدد را بر پنج تقسیم کنید، فاصله بر حسب مایل به دست می آید. (هر مایل معادل حدودا 4.8 ثانیه است). به این ترتیب فاصله تقریبی بین شما و صاعقه ای که دیده اید، به دست می آید.
قسمت اول قسمت دوم قسمت سوم قسمت چهام
شکل - 6 : هنگام وقوع رعد و برق و روند انتشار صدا
قسمت اول : در هنگام وقوع رعد و برق، موج ضربتی (shock wave) در هر نقطه ای در طول مسیر رها شدن رعد و برق، ایجاد می شود. در زمان وقوع این پدیده یک مرز مشخصی وجود دارد. قسمت دوم : صدای اولیه و بلند تولید شده از رعد و برق بصورت ضربه ای محکم و ناگهانی به گوش می رسد. قسمت سوم : در مسیر موج ضربتی حاصل، صدایی که همزمان به گوش شنونده می رسد، شدید ولی همانطور که موج ضربتی از مسیر خود منحرف شده و به اطراف کشیده می شود. صدا کمتر شده و سپس موج های ضربتی دیگری از فواصل دورتر به گوش می رسد. قسمت چهارم : موج ضربتی می تواند چندین مایل از مرکز رعد و برق دور شود. برای شنونده تلفیقی از میلیون ها موج ضربتی است که بطور مداوم در حال غرش است.
حرارت ایجاد شده بر اثر رعد و برق
برخی رعد و برق ها می توانند به اندازه 54000 درجه فارنهایت (30،000 درجه سانتیگراد) گرم باشند و هوای اطراف مسیر خود را به همان درجه حرارت باورنکردنی در کسری از ثانیه گرم کنند. بعلاوه دمای جو بر صدای رعد و برقی و همچنین فاصله ای ما از آن، اثر می گذارد. امواج صوتی در هوای گرم بیشتر از هوای سرد حرکت می کنند. به طور معمول، دمای هوا با ارتفاع کاهش می یابد، با این حال زمانیکه دمای هوا با ارتفاع افزایش می یابد یعنی وارونگی، موج ضربتی شکسته شده (به سمت زمین برمیگردد) بطوریکه سرعت حرکتشان با هوای گرمتر، سریع تر می شود. در زمان وقوع رعد و برق به طور طبیعی فقط صدای مستقیم رعد شنیده می شود، اما شکسته شدن می تواند صدای اضافی دیگری را ایجاد کند که در تقویت صدا، موثر است. این امر در زمستان شایع تر است زیرا رعد و برق در هوای گرم بالای یک توده هوای سردتر قرار می گیرد.
شکل - 7 : قسمت اول (از راست به چپ) امواج صوتی چگونه هوای خنک و گرم را طی می کنند. قسمت دوم تاثیر میزان هوای گرم و سرد بر صدای رعد و برق.
پایش رعد برق از فضا و نقش ان در چگونگی ایمن سازی ما در برابر طوفان های تندری
تصاویر ماهواره ای می توانند از زمان و مکان وقوع طوفان های تندری که با حمله رعد و برق و ایجاد جرقه های عظیم الکتریکی ایجاد شده در اتمسفر زمین که حتی گرمتر از دمای سطح خورشید هستند، اطلاعات زیادی در اختیار ما قرار دهند. به کمک سنجنده (GLM) Geostationary Lightning Mapper مستقر در ماهواره NOAA GOES East(GOES-16) می توانیم رعد و برق را از فضا مشاهده کینم که هرگز در گذشته امکان آن وجود نداشت. GLM به عنوان اولین ردیاب رعد و برق اپتیکی مستقر در ماهواره زمین آهنگ است که می تواند از فاصله بیش از 22000 مایلی زمین، از ابرهای زمین و رعد و برق درون آن ها، تصویر برداری کند و تا سال 2036 قادر خواهد بود که بیشتر مناطق نیمکره غربی زمین را از نظر پایش رعد و برق، تحت پوشش قرار دهد.
شکل - 8 : تصویر ماهواره ای از رعد و برق در 14 فوریه 2017 به مدت زمان یکساعت در نیمکزه غربی. رنگ های روشن دارای انرژی بیشتری هستند. روشن ترین بخش تصویر، طوفان تندری در سواحل خلیج تگزاس را نمایش می دهد. (نوار رنگی در سمت چپ، انتشار نور بر حسب کیلووات ساعت می باشد)
شکل - 9 : تصویر GOES East GLM، تراکم بالای جرقه های رعد و برق را در بالای دشت های شمالی Northern Plains در 11 جون سال 2018 (منبع آزمایشگاه مجازی NOAA) نشان می دهد.
شکل - 10 : تصاویر ماهواره ای GOES East رعد و برق هایی که در هر دقیقه در جنوب فلوریدا (10 جولای 2018) رخ می دهد.


در حال حاضر GLM مناطق بیشتری را نسبت به ایستگاه های زمینی پوشش داده و در بسیاری از موارد، پایش رعد و برق را قبل از ردیابی ایستگاه های زمینی، انجام می دهد. هر چه زودتر بتوانیم رعد و برق را پایش کنیم، قادر خواهیم بود که در زمان کوتاه تری وقوع طوفان های تندری را پیش بینی و هشدار زودهنگام را اعلام نمائیم. افزایش تعداد و سرعت رعد و برق ها، نشان دهنده وقوع طوفان شدید و خطرناک می باشد که برای پیش بینی، هشدارهای آب و هوایی و ایمنی بخشی، اهمیت دارد. علاوه بر ماهواره GOES-16، ماهواره GOES-17 نیز می تواند سیستم های طوفان زای اقیانوس آرام، طوفان های شدید، مه، آتش سوزی ها و سایر مخاطرات زیست محیطی را پایش کند. در حال حاضر این ماهواره سیکلون های حاره ای در شرق اقیانوس آرام از جمله هاوایی را ردیابی می کند.

شکل - 11 : نقشه جهانی رعد و برق با داده های حاصل از ماهواره GOES-R

کلیدواژه ها: مدرسه سنجش از دور | سازمان فضایی ایران | سنجش از دور | انواع ابر | ابر | رعد و برق | صاعقه | آذرخش |



CAPTCHA

دفعات مشاهده: 168 بار   |   دفعات چاپ: 2 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر