دراسة تقيم تأثير توازن الطاقة السطحية على البيئات الجافة
يحدث تبادل الطاقة وبخار الماء بين سطح الأرض والغلاف الجوي بشكل أساسي نتيجة تدفقات هذه الطاقة وانتشارها في طبقة الغلاف الجوي القريبة من السطح (الطبقة الحدية)، وتلعب هذه العملية دورًا مهمًا في الدورة الهيدرولوجية وديناميكيات الطبقة الحدية مما ينعكس على أنماط الطقس والمناخ.
ولفهم تأثير تدفقات الطاقة على ديناميكيات الأرض والغلاف الجوي بشكل أفضل، يجب إجراء قياسات عالية الجودة وطويلة المدى عن طريق تحسين مخططات النماذج الحالية لتقييم القياسات. وإحدى الطرق الأكثر موثوقية لتقييم هذه القياسات بموضوعية هي استخدام ﺗﻘﻨﻴﺔ (اﻟﺘﻐﺎﻳﺮ في تدفق الكتل الهوائية) للدورة المغلقة لتوازن الطاقة السطحية. ومع ذلك، تظل اختلالات الطاقة السطحية مشكلة أزلية تواجه دراسات ﺘﻐﺎﻳﺮ تدفق الكتل الهوائية، وهي مسألة تحظى باهتمام ومناقشة مستمرة في مجال أبحاث الأرصاد الجوية الدقيقة.
وبما أن معظم الأعمال البحثية التي تحلل الأسباب الكامنة وراء عدم توازن الطاقة السطحية في عملية ﺘﻐﺎﻳﺮ تدفق الكتل الهوائية تركز على مناطق خضراء، فمن الضروري إجراء قياسات للمناطق القاحلة والصحراوية للوصول إلى فهم أفضل لمدى تأثير الدورة المغلقة لتوازن الطاقة السطحية على هذه المناطق.
وفي هذا الإطار، عمل البروفيسور مروان التميمي، الباحث الرئيسي السابق في مشروع المحاكاة العددية المتكاملة بين برنامج الإمارات للاستمطار تحت إشراف المركز الوطني للأرصاد وجامعة خليفة، على دراسة بحثية للتحقق من التغيرات النهارية والموسمية في معايير الأرصاد الجوية الدقيقة والتدفقات السطحية وبالتالي الدورة المغلقة لتوازن الطاقة السطحية.
وهدفت هذه الدراسة التي حملت العنوان "قياسات الأرصاد الجوية الدقيقة في بيئة قاحلة: الخصائص النهارية والدورة المغلقة لتوازن الطاقة السطحية" إلى تقييم طبيعة تأثير الدورة المغلقة لتوازن الطاقة السطحية على بيئة قاحلة من خلال تحليل شامل للإشعاع السطحي وتدفق الحرارة وقياسات أخرى للأرصاد الجوية الدقيقة.
وتم أخذ هذه القياسات الخاصة بتغير تدفق الكتل الهوائية على ارتفاع 2.3 متر في العين ( خط 24 درجة 16′ 26 شمالًا، وخط 55 درجة 37′03 شرقًا) خلال الفترة الممتدة من أبريل إلى أكتوبر 2017 وفبراير 2018 إلى يناير 2019.
وتوصلت الدراسة بناء على تحليلات الدورة المغلقة لتوازن الطاقة السطحية إلى أنه خلال النهار يسود توازن ثلاثي بين الحرارة المحسوسة وتدفقات حرارة الأرض وصافي التدفق الإشعاعي للسطح، بينما تقوم تدفقات حرارة الأرض وصافي التدفق الإشعاعي للسطح بتوازن بعضهما البعض أثناء الليل.
كما تقدم تحليلات قياسات الأرصاد الجوية الدقيقة التي تمت خلال الدراسة فهمًا أفضل للديناميكيات الحرارية للغلاف الجوي للمناطق الجافة كدولة الإمارات العربية المتحدة. وبناء على تقييم تنبؤات النماذج العددية، يمكن استخدام هذه القياسات للتوصل إلى صورة أوضح للقيم الفعلية لخصائص السطح مثل الخشونة، والتوصيل الحراري، والانتشار الحراري للتربة.
لقراءة المزيد، يرجى دخول الرابط التالي:
https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2019.104745
