دانلود مقاله انواع رطوبت سنج

1- سایکرومتر
معمولی‌ترین دستگاهی است که از دو دماسنج دقیق جیوه‌ای تشکیل شده است.

دور مخزن یکی از دماسنجها لایه نازک موسلین (Muslin) پیچیده شده که به آن دماسنج مرطوب گفته می‌شود و در هنگام کار دستگاه با یستی همیشه مرطوب بماند.
دماسنج خشک در دستگاه سایکرومتر درجه معمولی هوا را نشان می‌دهد.

وقتی رطوبت دور دماسنج بخار می‌شود گرمای نهان جذب مولکولهای آب گردیده و در نتیجه با بخار شدن آب دور پارچه، درجه حرارت در دماسنج تر کاهش می‌یابد.

اختلاف درجه حرارت دماسنج تر و خشک معیاری برای محاسبه رطوبت نسبی است.
قرائت دماسنج تر بایستی در فاصله‌های ده تا بیست ثانیه صورت گیرد تا این که در دو قرائت متوالی درجه حرارت یکسان خوانده شود.
2- رطوبت نگار
این دستگاه ثبت مداوم رطوبت هوا را انجام می‌دهد.

جسم حساس در این دستگاه چند تار موی معمولی می‌باشد که با زیادشدن رطوبت هوا طول آن زیاد شده و با کاهش رطوبت طول آن کم می‌شود.

به وسیله چند فنر و اهرم بسیار ظریف تغییرات طول مو به یک قلم که روی بازوی فلزی نصب می‌باشد، منتقل شده و این قلم تغییرات رطوبت را روی یک استوانه چرخان یا ثبات رسم می‌کند.

طرز کار این دستگاه مشابه دستگاه حرارت نگار می‌باشد.
3- رطوبت- دمانگار
این دستگاه به منظور اندازه‌گیری‌های دما و رطوبت نسب در کشتی‌های تجارتی به کار برده می‌شود و ترکیبی از دو دستگاه دمانگار و رطوبت نگار است که در یک محفظه تعبیه شده‌اند.

نوار کاغذی این دستگاه به دو قسمت دما و رطوبت تقسیم شده است.

قسمت بالایی نوار کاغذی تغییرات دما و قسمت پایین تغییرات رطوبت نسبی را نشان می‌دهد.

قلم‌های ترسیم کننده منحنی‌های تغییرات دما و رطوبت نسبی به اجسام حساس به این دو کمیت مرتبط می‌باشد و حرکات آنها تابعی از حرکات اجسام حساس است که تغییرات آنها را بر روی کاغذ ترسیم می‌نمایند.
توده‌های هوا (Air mass)
یک توده هوا عبارت است از حجم عظیمی از هوا که خصوصیات فیزیکی آن بویژه از نظر دما و رطوبت و آهنگ کاهش دما (Lapse rate) در سطح افقی برای صدها کیلومتر تقریبا همسان باشد.
توده‌های هوا، خصوصیات اصلی خود را از سطحی که بر روی آن تشکیل می‌شوند، کسب می‌کنند.

برای اینکه توده‌های هوا شکل بگیرند لازم است هوا به مدت طولانی در یک منطقه ثابت باقی بماند، در نهایت گردش معمولی هوا موجب به حرکت در آمدن آنها می شود.
توده‌های هوا معمولا در بعضی از نقاط دنیا بیشتر از سایر مکانها تشکیل می شوند به این مناطق سرچشمه (Source region) گفته می‌شود.
توده‌های هوا را با توجه به منشاء تشکیل آنها، طبقه بندی و نامگذاری می‌کنند و با توجه به منشاء، نشانه‌های معینی را برای آنها به کار می‌برند.
رادیوسوند ( Radiosonde )
رادیوسوندها از دستگاه های هواشناسی هستند که برای اندازه گیری دما، رطوبت،‌ فشار، سمت و سرعت باد در جو بالا بکار می‌روند.

دو عنصر ازن و تابش نیز می تواند توسط این دستگاه ها اندازه گیری شود.
رادیوسوند یک سیستم سنجش از راه دور است و از دو لغت Radio به معنای انتشار دهنده رادیویی و Sonde به معنی پیام آور در زبان انگلیسی قدیم، تشکیل شده است.
دستگاه رادیوسوند از دو قسمت اصلی «سنجش» و«فرستنده» تشکیل شده است، فرستنده ها پارامترهای اندازه گیری شده را به گیرنده ای که در سطح زمین قرار دارد، منتقل می‌کنند.
رادیوسوندها گاهی به وسیله هواپیما و گاهی به وسیله راکت به جو فرستاده می شوند.

اما معمولا آن ها را به زیر بالون های هواشناسی که تا ارتفاع 20 تا 30 کیلومتری صعود می‌نمایند نصب و در جو رها می‌کنند.

نمونه ای تصاویر رادیوسوندها در آسمان وقتی که رادیوسوند به ارتفاع تقریبی 30 کیلومتری بالای سطح دریا می رسد بالون می ترکد و رادیوسوند همراه با نخ و بالون ترکیده شده به طرف زمین به پائین می افتد.

پس از زمان 2 ساعت از پرتاب و در طول اوج گیری، رادیوسوند به طور ثابت جریان پیوسته اطلاعات شامل دمای اتمسفر،‌ رطوبت، داده فشار، سمت و سرعت باد در سطوح مختلف جو (تا ارتفاع تقریبی 30 کیلومتری) را از طریق شبکه ارتباطات به تجهیزات خودکار گیرنده درسطح زمین می فرستد.

مشاهدات رادیوسوند Radio Observation یا به اختصار RAOB نامیده می شود .

در تصویر زیر مولفه های یک رادیوسوند آورده شده است: زمانی که دو توده هوای با دمای مختلف‌، در مسیر حرکتشان به هم می‌رسند، حالت انتقال شدیدی (از لحاظ دما، فشار، رطوبت، باد و غیره) در مرز بین آنها بوجود می‌آید.

اگر یک نفر همراه با توده هوای گرم به سمت شمال حرکت کند، به تدریج و به طور یکنواخت با کاهش دما مواجه می‌شود؛ سپس با برخورد به یک توده هوای سرد، دما به طور ناگهانی و شدید افت می‌کند یعنی تغییرات آهسته و یکنواخت در محل برخورد با توده سرد، به تغییر ناگهانی و غیر مداوم تبدیل می‌شود.

به این خاطر اصطلاح خط ناپیوستگی (Line Of Discontinuity) در مورد مرکز توده هوا به کاربرد، می‌شود.

عبارت جبهه (Front) مترادف با خط ناپیوستگی است و امروزه به خوبی جانشین آن شده است.

در واقع جبهه‌ها مرزهای بین توده‌های هوا هستند.

بر روی نقشه‌های هواشناسی جبهه‌ها را با یک خط نشان می‌دهند.

سطحی که دو توده هوای مجاور را از هم جدا می‌کند سطح جبهه (Frontal Surface) نامیده می شود.

انواع جبهه ها بسته به حرکت توده های هوا، انواع مختلف جبهه ها که هر کدام خواص خود را دارند تشکیل می شوند.

این جبهه‌ها عبارتند از: - جبهه های گرم (warm fronts)ه - جبهه های سرد (Cold fronts)ه - جبهه های ساکن (Stationary fronts)ه - جبهه های بند آمده (Occluded fronts)ه انواع فشارسنج ابزارهای فشارسنجی - فشار سنج جیوه ای - فشار سنج فلزی - فشار نگار - فشار سنج جیوه ای( Mercury Barometer) این فشار سنج اساساً از یک لوله خالی از هوا درست شده است که یک طرف آن مسدود و طرف دیگر آن که باز است در ظرف پر از جیوه فرو برده شده است.

فشار هوای بیرون، جیوه را از منبع به سمت داخل لوله می راند.

جیوه تا حدی که وزن آن در داخل لوله، دقیقاً معادل نیروی ناشی از فشار هوا گردد در لوله فشار سنج بالا می رود و سپس در حالت تبادل و سکون باقی می ماند.

با تغییر فشار هوا، سطح جیوه در داخل لوله نیز بالا و پایین خواهد رفت.

در شرایط نرمال جیوه به اندازه 92/29 ایچ یا 760 میلی متر در لوله بالا می آید که فشاری معادل 15/1013 میلی بار است.

جیوه در داخل لوله فشارسنج به دلیل خاصیت کشش سطحی دارای یک سطح محدب است که هنگام تعیین فشار، باید بالاترین سطح محدب قرائت شود.

- فشار سنج فلزی (Aneroid) فشار سنج فلزی وسیله ای است مکانیکی که از یک محفظه قوطی شکل استوانه ای بدون هوا تشکیل شده است؛ با تغییر فشار هوا این محفظه منقبظ یا منبسط می شود.

با یک سیستم نسبتاً پیچیده که مرکب از تعدادی اهرم و قرقره است این تغییرات بزرگ شده و به یک عقربه که بر روی صفحه مدرجی حرکت می کند، منتقل می شود.

یک شاخص متحرک که می تواند در یک نقطه ثابت شود بر روی فشار سنج تعبیه شده است تا بتوان تغییرات فشار را نسبت به آخرین قرائت اندازه گیری کرد.

- فشار نگار (Barograph) فشار نگار مشابه فشار سنج فلزی است با این تفاوت که اثر تغییرات فشار در محفظه بدون هوا، به یک قلم انتقال داده شده و قلم بر روی کاغذی که دور یک استوانه چرخان پیچیده شده است خط پیوسته ای را رسم می کند.

محور عمودی این صفحه بر حسب واحد فشار و محور افقی آن بر حسب زمان مدرج شده است که معمولاً برای هر دو ساعت یک خط وجود دارد.

فشار نگارهای دقیقی هم ساخته شده است که قادرند تغییرات فشار را تا یک دهم میلی بار اندازه گیری نمایند این دستگاهها میکروباروگراف نامیده شده اند.

سیکلون ها و آنتی سیکلون ها - چرخند یا سیکلون (Cyclone) یک چرخند یا سیکلون، منطقه ای است از هوای کم فشار و تقریبا دایره ای شکل که قطر آن ممکن است به صدها کیلومتر برسد.

این منطقه از هوا در نیمکره شمالی در خلاف جهت عقربه های ساعت و در نیمکره جنوبی در جهت حرکت عقربه های ساعت در چرخش می باشد؛ در چنین ناحیه ای کمترین مقدار فشار جوی در مرکز بوده و در امتداد شعاع و به طرف خارج از مرکز مقدار فشار افزایش می یابد؛ در واقع سیکلون یک مرکز کم فشار است.

هرچند باد تحت تاثیر گرادیان فشار (اختلاف فشار بین دو مرکز فشار) به جریان می افتد اما در سیکلون، جریان هوا تحت تاثیر نیروی اصطکاک، کوریولیس و نیروی گریز از مرکز به جای اینکه به طور مستقیم به سمت مرکز کم فشار باشد در امتداد خطوط هم فشار می وزد و با جهت گرادیان فشار زاویه نسبتا بزرگی می سازد.

در نیمکره شمالی به حرکت پادساعتگرد، گردش چرخندی (Cyclonic Circulation) گفته می شود نکته قابل توجه اینکه چرخند بر خلاف آنچه از نامش تداعی میشود هیچ توفان مخرب و خطرناکی را ایجاد نمی کند بلکه تنها یکی از الگوهای متعارف آب و هوایی عرض های میانی است.

گرچه گرادیان های شدید فشار در مناطق کم فشار عرض های میانی، وزش بادهای شدیدی را یه دنبال می آورد؛ اما این بادها را نباید با توفندها و یا چرخند های حاره ای یکی دانست.

- واچرخند یا آنتی سیکلون(Anticyclone) مناطق پرفشار، مدور و غیرمنظم را که جهت حرکت آنها در جهت حرکت عقربه های ساعت است، واچرخند یا آنتی سیکلون می نامند.

از آنجا که جهت حرکت باد در آنتی سیکلون ها بر خلاف جهت حرکت باد در سیکلون ها می باشد بنابراین به آن حرکت، واچرخندی و چنین سیستمی را سیستم واچرخندی می گویند.

آنتی سیکلون ها در شرایط هوا و اقلیم نقش بسیار مهمی دارند.

از نظر دینامیک، آنتی سیکلون ها از بسیاری جهات شبیه سیکلون ها هستند.

در واقع می توان گفت آنتی سیکلون ها مراکز پرفشار بوده و حرکت هوا در آنها از مرکز به اطراف و از بالا به پایین بوده و در نیمکره شمالی گردش هوا در آن در جهت حرکت عقربه های ساعت و در نیمکره جنوبی بر خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت میباشد.

همانطور که فعالیتهای چرخندی توام با ایجاد بادهای نسبتا قوی می باشند، واچرخندهای قوی نیز با جریان های هوای سرد و چگالی که از قطب به طرف عرض های جغرافیایی پایین حرکت می کنند، به راه می افتند و بادهای قوی را در این مدارها ایجاد می کند که به آن باد شمالی (Norther) گفته می شود.

ساختار اتمسفر اتمسفر زمین را بر حسب چگونگی روند دما، اختلاف چگالی، تغییرات فشار، تداخل گازها و سرانجام ویژگیهای الکتریکی به لایه‌های زیر تقسیم کرده‌اند: 1- تروپوسفر (Troposphere) 2- استراتوسفر (Stratosphere) 3- مزوسفر (Mesosphere) 4- یونسفر (Ionosphere) 5- اگزوسفر (Exosphere) 1- تروپوسفر تروپوسفر پایین ترین لایه اتمسفر است که خود از لایه های کوچکتری تشکیل شده است.

وجه تمایز این لایه با دیگر لایه های اتمسفر، تجمع تمامی بخار آب جو زمین در آن است؛ به همین دلیل بسیاری از پدیده های جوی که با رطوبت ارتباط دارند و عاملی تعیین کننده در وضعیت هوا به شمار می آیند (از قبیل ابر، باران، برف، مه و رعد و برق) تنها در این لایه رخ می دهند.

منبع حرارتی لایه تروپوسفر انرژی تابشی سطح زمین است.

از این رو با افزایش ارتفاع با کاهش دما مواجه خواهیم بود.

ضخامت تروپوسفر، از شرایط حرارتی متفاوتی که در عرضهای جغرافیایی مختلف حاکم است تبعیت می کند.

این ضخامت معمولاً از 17 تا 18 کیلومتر در استوا به 10 تا 11 کیلومتر در مناطق معتدل و 7 تا 8 کیلومتر در قطبها تغییر می کند.

2- استراتوسفر لایه استراتوسفر بر روی لایه تروپوسفر قرار دارد و ضخامت متوسط آن حدود 23 کیلومتر است.

در 3 کیلومتر اول استراتوسفر، دمای هوا ثابت است اما در قسمتهای بالاتر دمای هوا با ارتفاع افزایش می یابد.

در استراتوسفر به ندرت ابر تشکیل می شود و تنها در شرایط ویژه ای ممکن است ابرهای کوهستانی به نام ابرهای مرواریدی در ارتفاع 21 تا 29 کیلومتری از سطح زمین ظاهر شوند که علت وجود آنها حرکات موجی شکل هوا از سوی موانع می باشد.

از دیگر ویژگیهای مهم استراتوسفر وجود ازن در این لایه است که بخصوص در ارتفاع 20 تا 30 کیلومتری سطح زمین بر اثر واکنشهای مختلف فتوشیمیایی بدست می آید.

مقدار ازن در این لایه معمولاً روند فصلی دارد حداکثر آن در بهار و حداقل آن در پاییز مشاهده می شود.

3- مزوسفر در بالای لایه گرم ازن لایه مزوسفر قرار دارد که دما در آن متناسب با افزایش ارتفاع با آهنگ 3/0 سانتیگراد به ازای هر 100 متر کاهش می یابد به طوریکه دما در مرز فوقانی آن در ارتفاع 80 تا 90 کیلومتری به 80- درجه سانتیگراد می رسد.

و نتیجه این دمای پایین