تاريخ علم الأرصاد الجوية؟؟

تاريخ علم الأرصاد الجوية؟؟

مع أن السجلات القديمة أعطت بعض الملامح عن معرفة الجو وأحواله، كما جاء في بعض أشعار الإغريق وكتابات العهد القديم، وما عثر عليه أيضاً في بلاد ما بين النهرين، فإن مفهوم الطقس weather لم تتضح معالمه العلمية إلا في القرن الخامس قبل الميلاد، إذ أعد هيرودت Herodote عام 440ق.م كتاباً بعنوان «تاريخ الطقس والرياح الموسمية»، يذكر فيه أن إعصاراً مصحوباً بوابل مر على طيبة بمصر فدمر الكثير من مبانيها. ويعد كتاب أبقراط Hippocrate عام 400 ق.م بعنوان «الهواء، الماء، والمكان» أول كتاب يصف أحوال الجو.ويعتقد أن أول كتاب في الأرصاد الجوية هو كتاب أرسطو السابق ذكره. وقد أتيح للدولة الإسلامية في أوج ازدهارها معرفة الكثير عن الأحوال الجوية في المناطق المختلفة، وظهر عدد من العلماء الذين تطرقوا إلى ذلك (المسعودي والبيروني وابن خلدون وإخوان الصفا). كما ساعد اشتغال العرب بالتجارة البحرية في بحر العرب والمحيط الهندي على مراقبة الدورة العامة للغلاف الجوي فوق المحيط الهندي، والرياح الموسمية.

غير أن الأرصاد الجوية بوصفها علماً لم تتبلور إلا بعد أن أعدت أجهزة القياس لترصد قيم الظواهر الجوية وتغيراتها. ومن المحتمل أن تكون المجتمعات الزراعية في عصور ما قبل التاريخ قد عرفت قياس المطر بمقاييس أولية بسيطة، كما حدث في الهند في القرن الرابع قبل الميلاد. والمقياس الآخر الذي استخدم قديماً هو دوارة الرياح wind vane. وقد بقي علم الأرصاد الجوية، منذ أن وضع أرسطو كتابه حتى اختراع أجهزة القياس الأساسية يعتمد الوصف والتخمين والمقارنة أحياناً، ليصبح منذ بداية القرن السابع عشر الميلادي علماً فيزيائياً حقيقياً. ففي عام 1593 اخترع غاليليو Galileo ميزان الحرارة. وفي عام 1643 اخترع توريشلي E.Torricelli مقياس الضغط الجوي (البارومتر الزئبقي). وفي عام 1648 أوضح باسكال أن ارتفاع الزئبق في أنبوبة مقياس الضغط يتغير بحسب ارتفاع المكان عن سطح البحر. وقد مكّن هذان الاختراعان من إنشاء الكثير من المراصد الجوية في أوربة. وأعطى علم الأرصاد الجوية دفعاً إلى الأمام، العالم البريطاني روبرت بويل R.Boyle بقانونه الشهير عام 1622م، الذي أرسى الأسس الأولى لمبادئ التحريك الحراري (الترمودينامية) في دراسة الغلاف الجوي، إذْ أظهر العلاقة بين الضغط وحجم الغاز ودرجة الحرارة. وفي عام 1783 اخترع دوسوسور Horace Bénédict De Saussure مقياس الرطوبة الشعري. وبعد ذلك بنحو سبع سنوات - أي عام 1790- تم اختراع مقياس سرعة الرياح (الأنيمومتر) anemometer.

ويعد العالم الألماني دوفي Dove أول من وضع في عام 1827 مفهوم علم الأرصاد الشمولي (السينوبتي). وفي عام 1835 أثبت عالم الفيزياء الفرنسي غاسبار كوريوليس G.Coriolis رياضياً تأثير دوران الأرض في حركة الهواء، وبرهن على ذلك وأكده الأمريكي وليم فريل W.Ferrel عام 1856.

وفي عام 1820 حاول هينريش ويلهلم برانديس Heinrich Wilhelm Brandes وضع أول خريطة للطقس بتجميع الرصدات المأخوذة في أوربة ليوم 6 آذار عام 1783، غير أن فقدان الاتصالات السريعة حال دون استعمال الرصدات الآنية في مجال التنبؤ بالطقس، ولكن بعد انتشار البرق الكهرمغنطيسي عام 1848 حلت هذه المشكلة، وكان ذلك بداية لعلم الأرصاد الحديث، وظهور أسلوب جديد من الدراسة القائم على البحث عن العلاقة بين الطقس وأنماط الضغط عند مستوى سطح البحر. وفي عام1857 وضع بويزبالوت Buys Ballot قانونه الذي ينظم العلاقة بين قوة تدرج الضغط وقوة كوريوليس.

ومع أن التنبؤات بالطقس موجودة منذ أواخر القرن التاسع عشر، إلا أن معطيات رصد الطقس والتنبؤ به كانت متواضعة، إذ لم تكن قد تبلورت بعد المفاهيم الأساسية الناظمة للحركات الجوية. وفي نهاية العقد الثاني وبداية العقد الثالث من القرن العشرين حدثت تطورات كبيرة في علم الأرصاد الجوية، بتطبيق مبادئ الهيدروديناميك في تحليل مصورات الطقس من قبل النروجي بيركنز Wilhelm Bjerkens وزملائه سولبرغ Solberg وبيرجيرون Bergeron وجاكوب بيركنز J.Bjerkness الذين طوروا نظرية الجبهة القطبية لتشكل المنخفضات الجوية في العروض الجغرافية الوسطى، وبذلك تكون الخطوط العامة لأسس علم الأرصاد الدينامي قد توضحت، لتصبح التنبؤات الجوية أكثر دقة من ذي قبل مع استمرار الاعتماد على الحركات الجوية السطحية. وفي عام 1922 تمت أولى محاولات استخدام التنبؤ العددي بالطقس من قبل البريطاني ريتشاردسون L.Richardson غير أن النتائج لم تكن مشجعة لكنها كانت بداية خطوة أعطت ثمارها عند دخول الحاسوب مجال الأرصاد الجوية. وفي الأربعينات وأوائل الخمسينات برزت مجموعة من علماء الأرصاد الجوية، منهم عالم الأرصاد السويدي الشهير روسبي Rossby، وزميله بالمين E.Palmen إذ وضع كل منهما نموذجاً لنظام الحركة الجوية العامة.

التطورات الحديثة في علم الأرصاد الجوية:

تبلورت في منتصف القرن العشرين معظم الأسس النظرية والتجريبية لعلم الأرصاد الجوية بفروعه المختلفة. وقبل منتصف الثلاثينات من القرن العشرين كانت معرفة الأحوال الجوية في الأجزاء العليا من الجو محدودة، لعدم توافر الوسائل الممكنة لسبر تلك الأجزاء، والتي لم تكن تتعدى في البداية بعض الطائرات الورقية (1890- 1925) والطائرات العادية بعد عام 1925، والبالونات (المناطيد العادية) منذ عام 1892. وقد أحدث دخول المسبار اللاسلكي «الراديو سوند» radiosonde منذ عام 1937 عالم سبر الجو رأسياً وقياس درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي وتحديد اتجاه الرياح وسرعتها، ثورةً في علم الأرصاد الجوية، إذ مكن العلماء من معرفة الأحوال الجوية السائدة في كل سوية من سويات الجو حتى علوٍ يقارب 35كم. وقد أسهم جهاز الرادار أيضاً إسهاماً فعالاً في دراسة الكثير من الظواهر الجوية، وتحديد وجهتها وحركاتها. ومع أن الطيران النفاث منذ دخوله الأجواء العالمية في الخمسينات من القرن العشرين، قد قدم معلومات وفيرة عن الجو وأحواله لسماكة تزيد على عشرة كيلومترات، وكذلك الحال في صواريخ الطقس التي فاقت في ارتفاعها (25- 48كم) مستوى المسبار اللاسلكي، فإنه كان لدخول السواتل مجال الأرصاد الجوية الدور الأكبر في معرفة خصائص أكبر ثخانة من جو الأرض (تراوح بين 700كم للسواتل الدائرة الطولانية أو ما يعرف بالسواتل القطبية polar satellites، و36 ألف كم للسواتل شبه الثابتة geostationary satellites).

ويعد الساتل الرصدي الأمريكي تيروس -1، Tiros-1 الذي أطلق في الأول من شهر نيسان عام 1960 أول ساتل لخدمة الأرصاد الجوية، تلاه بعد ذلك سلسلة من سواتل الرصد الأمريكية (تيروس Tiros ونيمبوس Nimbus وإيسا Essa ونُوى Nooa وجويس Goes)، والسوفييتية (كوزموس وميتيور وغومس GOMS) وغيرها من السواتل، بينها الأوربي (ميتيوسات Meteosat) والياباني (ج.م.س GMS). ومن التقنيات الحديثة التي أدت إلى تطور علم الأرصاد الجوية، ولا سيما في مجال التنبؤ الجوي، الحاسوب. كذلك ساعد ازدياد كثافة شبكة محطات الرصد الجوي في العالم وتطور وسائل الاتصال وتبادل المعلومات، على إعطاء دفع للتنبؤات الجوية، وتوفير مزيد من معرفة الجو وأحواله.

وكان للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية (W.M.O) التابعة للأمم المتحدة، والتي مقرها مدينة جنيف (سويسرة) فضل كبير في التطورات الحديثة في مجال الأرصاد الجوية، ودورها المهم في تنسيق عمليات الرصد الجوي، وشبكات محطات الرصد في العالم وتطوير بحوث مجال الأرصاد الجوية والأسس الرياضية والفيزيائية الناظمة للحركات الجوية واختبارها.

وعمليات التنبؤ الجوي والتوسع في الدراسات التطبيقية لعلم الأرصاد الجوية، وتطوير مراكز الأرصاد الجوية، وتدريب عناصرها الفنية، وتسهيل عمليات تبادل المعلومات الرصدية.