المَعْلمة الرياضية الحديثة في المشروع العربي : مؤشر الحدث البارد والدافئ في المنطقة المدارية

أحد أجمل أوجه حركة تذبذب الرياح المدارية في منطقة القارة البحرية وشبه الجزيرة العربية ومنطقة المحيط الهندي .. حيث تنشط الرياح الشرقية البحرية في المحيط الهندي عند المستويات السفلى من التروبوسفير لتعبر صحراء شبه الجزيرة العربية

فيديو لتوقعات النموذج الأوروبي عالي الوضوح - لتدفق الرطوبة النوعية البحرية إلى صحراء
شبه الجزيرة العربية أكتوبر 2918

خلال خط سير المشروع العلمي الذي أعكف عليه منذ مدة طويلة ، واجهت الكثير من العقبات
بعض هذه العقبات يظل فترة طويلة دون حل .. وبعضها يوفق الله وتأتي حلوله بشكل أبسط مما أعتقد

وغالبا المعرفة الأرصادية الحالية المنتشرة حتى في جمعيات الأرصاد الجوية العالمية ، هي معلومات مقولبة في قوالب لا فائدة كثيرة منها لمن يريد العلم والفهم الدقيق والتجديد في المعرفة الأرصادية .. المعرفة الأرصادية المنتشرة حاليا .. هي معرفة النسخ واللصق للأسف

وهذا ما يجعلني وغيري دوما في خط سير بعيد جدا عنها

فمنذ أن تم الانتهاء من بناء المَعلَمة الرياضية والبارمتر المناخي
الذي تم بواسطته محاكاة موجة كلفن الاستوائية الكبرى

Equatorial Kelvin Wave

هذه الموجة وهذا التدفق الكبير في المنطقة الاستوائية كملخص مظهرين واسعين من تدفق الرياح المدارية
تحظى هذه الموجة الكبرى في ظل خلفية وبيئة الرياح المدارية المتذبذبة يوميا بثبات أكبر وبتدفق صارم (على خط الاستواء فقط) ومحدد من نوعين ، هما : تدفق الرياح الشرقية وتدفق الرياح الغربية

وهما يختلفان ويتعاكسان في تدفقهما بين الطبقات الدنيا والعليا من التروبوسفير المدارية

وقد كان الياباني تارو ماتسونو ؛ السابق في اكتشاف محاكاتها ، وما نحن إلا على الطريق ولكن بأسلوب يبدو أكثر تبسيطا مما قام به ماتسونو الذي كانت حلوله من جهة فيزيائية ورياضية صرفة ، وكانت أكثر عمقا ونظرية أيضا وتمييزا في سبب وجود هذا التدفق 

المحاكاة المبتكرة في المشروع هي مباشرة لعنصر الرياح العرضية وبأسلوب الفلترة الرياضية ، وليست نتاج فيزياء تحاكي الرياح العرضية عدديا كما فعل ماتسونو

لذلك هي محاكاة مستندة إلى قيمة الرياح العرضية مباشرة - محاكاة مباشرة إن جاز التعبير
​
هنا موجة كلفن الاستوائية الكبرى - عند مستوى 850 هكتوباسكال
خلال متوسط تطرف الفترة المناخية شبه الموسمية من 01 أكتوبر 2018 حتى 08 ديسمبر 2018
عبر أسلوب النموذج العددي العربي المبني في رؤاه ومنتجاته غالبا على قيمة الفرق الموسمية
​
كل ما في الخريطة هو من تصميمي في المشروع ومن أفكاري ، حتى الألوان والمتجهات أخذت عدة أشكال حتى استقرت على هذا المفتاح وهذه الألوان

هذه الرياح الشرقية النشطة في المحيط الهندي والتي يقابلها الرياح الغربية غربي المحيط الهادئ في المستوى الأدنى من التروبوسفير ، لها سبب فيزيائي كبير أدى إلى ظهورها بهذا الشكل

يا ترى .. ما هو ؟
​
​::::

 سعيت باستمرار لمعرفة الظاهرة الضخمة التي تقوم ببناء موجة كلفن بهذا الشكل الضخم والواسع

بعيدا عن أنها نظام مناخي طبيعي يتسبب في انحساره حول خط الاستواء ظروف سرعة دوران كوكب الأرض وضعف تأثير كوريوليس هناك

لقد كانت موجة كلفن التي نحاكيها في المشروع مختلفة كثيرا عن الصورة التي تخيلها ماتسونو

إنها نتاج مختلف كثيرا ، لقد حاكى ماتسونو ثبات موجة كلفن ، ونتاج المشروع كان يرصد مباشرة اتصالها بظاهرة ضخمة جدا تقوم ببنائها على خط الاستواء والمنطقة المدارية ، وظروف قوة وضعف هذه الظاهرة المهيمنة على تدفق الرياح في المنطقة المدارية ، أو لنقل المظهر البارز جدا لأشكال تدفق الرياح العرضية في المنطقة المدارية

ما الذي حدث ؟

لقد قادتنا أساليب الفلترة الرياضية إلى اكتشاف تدفق ضخم وكبير جدا يشمل معظم مساحات كوكب الأرض

فوفق الله في النجاح بتمثيل دورة طبيعية ضخمة وذات تأثير يومي كبير على مناخ كوكب الأرض

وهي دورة الحمل الحراري اليومية في كوكب الأرض ، التي أعطيتها اسم : تدفق دورة نسيم (رياح) البر والبحر الكبرى في المنطقة المدارية

فمثلما يحدث بين السواحل واليابسة في حدود ضيقة دورة نسيم البر والبحر ، هناك دورة عظمى وضخمة الانتشار تحدث بين المنطقة المدارية وبين خارج المنطقة المدارية

هذه الدورة العظيمة الانتشار في كوكب الأرض تم الانتهاء من محاكاتها بشكل رياضي وبناء معلمة رياضية وبارمتر مناخي لها .. ولله الحمد

وهي تأتي في مظهرين شائعين : دورة نسيم (رياح) البر المدارية الكبرى ، حيث تلتقي فيها الرياح المدارية عند خط الاستواء

وتتشكل الرياح الغربية في المحيط الهندي ، وتتشكل الرياح الشرقية في غربي المحيط الهادئ ، وهذا في التروبوسفير الدنيا ، كمثال عند مستوى 850 هكتوباسكال
​​
ثم تتغير أنظمة التيارات النفاثة والرياح العرضية والموجات النشطة بين الشمال والجنوب ، وتتغير مناطق تكوين دوّامات المنخفضات والمرتفعات الجوية

وتأتي بالوجه الآخر وهو دورة نسيم (رياح) البحر المدارية الكبرى ، حيث تهبط فيها الرياح المدارية على خط الاستواء بدلا من تلاقيها ، فتتشتت ، مكوّنة الرياح الشرقية في المحيط الهندي ، والرياح الغربية في غربي المحيط الهادئ ، وهذا في التروبوسفير الدنيا ، كمثال عند مستوى 850 هكتوباسكال
​
وتتغير أنظمة التيارات النفاثة والرياح العرضية والموجات النشطة بين الشمال والجنوب وتتغير مناطق تكوين دوامات المنخفضات والمرتفعات الجوية

هذه الدورة الضخمة هي إحدى أشكال الحمل الحراري في كوكب الأرض

وقد كانت هذه الدورة العملاقة نشطة هذا الموسم بوجهها البحري .. دورة رياح البحر المدارية الكبرى
خلال متوسط تطرف الفترة المناخية شبه الموسمية من 01 أكتوبر 2018 حتى 08 ديسمبر 2018
عبر أسلوب النموذج العددي العربي المبني في رؤاه ومنتجاته غالبا على قيمة الفرق الموسمية
​

ولكن ، جاءت الأسئلة أيضا تحدد لنا محورا أكثر أهمية مما مضى

تقول لنا هذه الأسئلة بصوت عالٍ : ما هي الظاهرة الفيزيائية التي تقوم بتحريك وتنظيم هذه العملية الضخمة من عمليات الحمل الحراري الطبيعية في كوكب الأرض مؤدية لظهور دورة نسيم (رياح) البر والبحر المدارية الكبرى ؟

كنت أقول دائما : دورة نسيم البر والبحر المدارية الكبرى ، ليست سوى ناتجا ظاهرا للعيان لظاهرة أكثر غموضا منها ، تتسبب في وجودها ، وأكثر قوة في تكوينها ، تلك الظاهرة الضخمة كأنها تعمل فيما يشبه الخلفية 

Background

أو البيئة

 Environment

الخلفية والبيئة التي يعود إليها الحمل الحراري نشاطا وانتشارا وضعفا وتحولا وتركزا
​
كنت أسمي هذه الظاهرة الفيزيائية دون أن أصل لمحاكاتها بعدُ بالعوامل العميقة

Deep Factors

أو العوامل الكامنة

Latent Factors


 كل ذلك سعيا من أجل الوقوف على سر الملخص الضخم ، المؤدي إلى وجود دورة نسيم البر والبحر المدارية الكبرى ، ووجود موجة كلفن الاستوائية الكبرى ، الذي يتكون منها تذبذب الرياح المدارية ، وتدفع برياح البحر المدارية ، أعني الرياح المدارية الشرقية الخصبة من المحيط الهندي في المستويات السفلى من التروبوسفير إلى منطقة شبه الجزيرة العربية وتتشكل على أثرها الفيضانات والسيول في الصحراء ، وتتغير أماكن المنخفضات الجوية وتتغير حركة تيارات مياه المنطقة المدارية ، وبشكل أوسع تنتشر آثارها في كوكب الأرض

:::::
​

صورة من تحاليل المركز الأوروبي - الرطوبة النوعية السطحية خلال صباح 19 أكتوبر 2018
الصحراء أصبحت بحرا من الرطوبة .. نتيجة الرياح الشرقية الاستوائية التي ظلت تنشط وتدفع بالخصب لجزيرة العرب ونتيجة لتغير التيارات العرضية من الرياح الغربية العلوية وتعمقها جنوبا ، مكونة بمشيئة الله منخفضات شبه الجزيرة العربية جميلة الصدى والآثار

وهنا مؤشر أبها - مقياس تدفق الرياح الغربية جنوب شبه الجزيرة العربية خلال النموذج التحليلي شبه الموسمي - إنتاج تحاليل يوم 18 نوفمبر 2018

وهنا منخفضات شبه الجزيرة العربية ، وهي تنشط - خلال تحاليل النموذج شبه الموسمي - إنتاج تحاليل يوم 13 نوفمبر 2018

جميع هذه التحاليل عبارة عن عيّنات للذكر ليس إلا وليس للتفصيل فيما حدث خلال الخريف من موجة خصب
وليس هنا مكان التفصيل في موجة الخصب الطويلة التي أثّرت على المنطقة الفترة الماضية
​:::

وسعيا مستمرا في البحث عن بناء معلمة رياضية وبناء بارمتر مناخي يصف الظاهرة ذات السبب الفيزيائي في وجود هذا النوع من التدفق الذي يدعو لتشكل دورة نسيم البر والبحر بهذه الصورة الضخمة التي كنا نراها في المحاكاة
​

كان لابد من التعمق أكثر في الديناميكا الحرارية للغلاف الجوي المداري من الطبقة السطحية للغلاف الجوي والعميقة في تيارات مياه المنطقة المدارية حتى الستراتوسفير العليا
​​
حتى بدأت فعليا في العمل على كشف ما هو السبب الفيزيائي الذي يقوم بتكوين دورة نسيم (رياح) البر والبحر المدارية الكبرى أو في الأخير : ما هي المعلمة والبارمتر الرياضي المناخي الذي يصف لنا بيئة نشاط هذه الدورة الكبرى ؟

وكانت المعطيات الأرصادية المناخية تفشل باستمرار في هذا الأمر ، مما شكل صعوبة بادئ الأمر وإحباطا كبيرا بالنسبة لي

إن سوء المعطيات الأرصادية في المحاكاة .. كان ولا يزال حجر عثرة أمام تقدم علم الأرصاد الجوية
فكيف بهذا المشروع الناشئ حديثا
​​
​كنت أقول دائما : فما الفائدة من اكتشاف دورة نسيم ورياح البر والبحر المدارية الكبرى دون اكتشاف سبب هذه الظاهرة العظيمة !؟

​ومع الكثير من التجارب والأخطاء .. وباستخدام معطيات وقوانين الديناميكا الحرارية

ومع توجيه السؤال الأبرز ناحية هدف : لماذا يرتفع الضغط الجوي المقارن بمستوى سطح البحر في المنطقة الاستوائية البحرية المفعمة بالسخونة ؟

لابد وأن هناك برودة كبيرة تحدث وتتسبب في هذه الدورة الضخمة !!؟
​
ولكن ، كيف يمكن الوصول إليها والمعطيات المناخية لا توضحها أبدا بالشكل المطلوب ... ؟
​
حتى وفق الله .. وتم الانتهاء ولله الحمد من بناء البارمتر والمَعْلَمة الرياضية المناخية التي تصف بجلاء الحدث البارد والدافئ الذي يقوم فيما هو أشبه بالخلفية أو المرجعية التي يرتكز عليها نشاط دورة نسيم (رياح) البحر والبر المدارية في دورتها الكبرى عالميا ، ويمثلان السبب الرئيسي في وجود هذه الدورة الضخمة

المعلمة الرياضية تم تسميتها بمؤشر الحدث البارد والدافئ 

 Cold/Warm Event index

وهما فعلا هكذا .. حدثان بارد ودافئ بأبهى صورهما .. كما أوضحت ذلك المحاكاة

يأتي البارمتر المناخي متنوعا بين إفراد كل من مؤشر الحدث البارد ومؤشر الحدث الدافئ لوحدهما في خرائط مستقلة أو بين ضمّهما معا في خريطة واحدة ، وبدورات عدة لنشاط تذبذب الرياح المدارية
سواء في نموذجه التحليلي اليومي أو شبه الموسمي أو الموسمي
​
​هذا البارمتر عبارة عن قيمة مستنتجة عبر صيغة رياضية تقيس درجات الحرارة بطريقة مختلفة ، مما أدى إلى بناء وإيجاد ما هو أشبه بميزان حرارة جديد للأغراض المناخية

مكوّن سلّمه الحراري من قيمتين : إيجابية وسلبية
​
القيمتان تعودان لخلفية وبيئة محددة مكوّنة من عنصرين : درجة الحرارة والحمل الحراري

إن نشاط الحمل الحراري بقوّته التي نشاهدها في المعطيات ، وهو يرحل حول كوكب الأرض بتدفق عرضي ، هو مسبوق ببيئة حرارية طويلة التأثير أخذت تساهم في تكوينه واندفاعه وتركزه

​يعتمد المقياس اعتمادا كليا على فكرة معرفة الحمل الحراري بالنسبة إلى بيئة الحرارة التي ينشط بداخلها

ولا تقاس هذه العملية بشكل مباشر ، بل يتم تقديم النموذج الزمني لبيئة الحرارة إلى الأمام أكثر وقياس الحمل الحراري عند نموذج زمني متأخر ، ليخرج لنا بجلاء الحدث البارد والدافئ في وضوح تام للعيان

إننا جميعا في الفيزياء نقيس درجات حرارة الظواهر بشكل مباشر عبر المقاييس المشهورة ، مثل مقياس كلفن أو مقياس سلسيوس أو مقياس فهرنهايت

ولكنني هنا أقيس .. صدى الحرارة على الحمل الحراري بالمعنى المبسط

ولأن المقصد هو بحث سبب نشاط الحمل الحراري الكبير
الحمل الحراري الكبير يعرف بتذبذب مادن جوليان ، كان لابد من مقارنة بيئة الحمل الحراري بدرجة الحرارة التي ينشط فيها ، بفاصل زمني يخبرنا هذا الفاصل الزمني موقع الحدث البارد أو الدافئ ، ولماذا كان الحمل الحراري على جهة محددة من كوكب الأرض نشطا أو متركزا

إن مؤشر الحدث البارد والدافئ مؤشر حقيقي ، يخبرنا لماذا ينشط ويضعف الحمل الحراري الكبير في المنطقة الاستوائية والعالمية ولما يتركز وأين سيكون بمشيئة الله

تأخير زمن نشاط الحمل الحراري وتقديم زمن البيئة الحرارية المرجو قياسها ، واختيار المستويات الدنيا والسطحية من التروبوسفير لكل من متغير الحرارة والحمل الحراري

ما سبب هذا التأخير والاختيار ؟

لأن الحمل الحراري

Thermal Convection

هو نتيجة للحرارة  - المصدر الرئيسي للحمل الحراري هو
الحرارة ، والحرارة مصدرها الأول في المنطقة المدارية : هو الإشعاع

ثم تتنوع المؤثرات بعد تطور وانتشار الحمل الحراري
​​
هذا ما يقوله النموذج الفيزيائي الذي أعمل عليه وأجري عليه تجارب وقوانين الديناميكا الحرارية عبر جهاز الكمبيوتر

الشائع في القياس على سبيل المثال : حينما تريد قياس درجة حرارة الهواء فإنك تقول : درجة حرارة الهواء حاليا هي 25 درجة مئوية استنادا إلى ميزان ومقياس سلسيوس

بينما مؤشر الحدث البارد والدافئ لا يتم بهذه الطريقة المباشرة ، ولكن بطريقة : نقوم فيها بقياس درجة الحرارة اليوم بالنسبة إلى بيئة محددة من الحمل الحراري حدثت بالأمس

هذا الإجراء خاص بمعرفة المستوى السفلي من نشاط الحمل الحراري

بينما معرفة انتشار الحمل الحراري في مستويات عليا كمثل مستوى 200 هكتوباسكال ، فالقياس يختلف
​ 
​العلاقة ليست مباشرة بين عنصر الحرارة والحمل الحراري .. هناك فاصل زمني لتطور الحمل الحراري داخل بيئة حرارية محددة
 
​أي أن هذا الميزان الحراري المستخدم لمحاكاة هذه الظاهرة يعتمد ويستند إلى قيمة الحمل الحراري التي حدثت بالأمس وقيمة الحرارة التي تحدث اليوم لينتج المؤشر - الحدث البارد والدافئ

 المقاييس الحالية لدرجات الحرارة المستخدمة في النماذج العددية لا تكتشف أبدا الحدث البارد أو الدافئ الذي يمر بكوكب الأرض

ويؤثر بشكل كبير على القارة البحرية الاستوائية ويستمر تقدمه أو تراجعه أو تغير مراحل تكوّنه

​ وعلينا كمناخيين العمل باستمرار على إنتاج ميزان حراري جديد ومقياس يتعامل مع الظواهر المناخية الضخمة بطريقة أكثر قربا في الديناميكا الحرارية كهذه الظاهرة الضخمة ، فبعض المعطيات المناخية كظاهرتي الحمل الحراري والحرارة ، بينها علاقات ولكنها ليست مباشرة
ويجب إيجاد مقياس يرصد علاقة ما بعد بما قبل
​​
:::
​
أتذكر في شأن له علاقة بهذا الجانب
​
حديث الفيزيائي غلين إليرت
​
Glenn A. Elert

عن مقاييس درجات الحرارة والحاجة إليها

Once we've settled on the thermometric variable to be measured, the next step is to decide on a temperature scale. Not because "units matter" (as every physics teacher says when they subtract points from students who forgot to write them on a test) but rather because temperature has no meaning without values defined as standard. In thermometry, what we need are fixed points: reproducible experiments based on natural phenomena that occur at a definite temperature under a proscribed set of conditions. Actually, we need at least two fixed points and a defined range of numbers (called a fundamental interval) between the lower fixed point and the upper fixed point. The other reason that the operational definition of temperature is so tightly bound with temperature scales is that the early science of thermometry is tied up with the invention and construction of thermometers

لفت نظري في حديثه هنا مقولته

But rather because temperature has no meaning without values defined as standard

لذا .. كان لابد من إيجاد معيار محدد لتكوين وبناء معلمة الحدث البارد والدافئ ، معيار تستند إليه فكرة هذه المَعلمة
​

ولاشك هذا الاختيار والمعيار خاضع للتطوير أكثر وأكثر مع مستقبل الأيام بمشيئة الله تعالى
​​
::::

إن القضية التالية التي أبحث فيها حاليا : هو تأثير ستراتوسفير المنطقة الاستوائية في مؤشر الحدث البارد والدافئ

هناك تأثير كبير جدا للستراتوسفير الاستوائية على الطبقات السطحية التي يدور فيها مؤشر الحدث البارد
هذه الآثار تأتي واضحة خاصة في مستوى الارتفاع 16 كم وهو مستوى الضغط 100 هكتوباسكال

ولنا مع مؤشر الحدث البارد والدافئ وقفة مستقلة بمشيئة الله نناقش فيها هذه العلاقة 
​
هنا الحدث البارد مفردا في خريطة على مستوى كوكب الأرض خلال هذا الموسم الحالي
​المقياس الموسمي - متوسط الفترة الممتدة بين 01 أكتوبر 2018 حتى 08 ديسمبر 2018

وهنا الحدث الدافئ مفردا في خريطة على مستوى كوكب الأرض خلال هذا الموسم الحالي
​المقياس شبه الموسمي القصير - متوسط الفترة الممتدة بين 05 ديسمبر 2018 حتى 20 ديسمبر 2018
​حيث بدأ الحدث الدافئ بالسيطرة على المنطقة الاستوائية الحارة وهي القارة البحرية

وهنا مؤشر الحدث البارد والدافئ خلال قيمة شبه موسمية - بإنتاج تحليل يوم 04 نوفمبر 2018
مضمنا معها دورة نسيم البر والبحر - والمرحلة النشطة هنا دورة رياح البحر المدارية
الخريطة بكل مضامينها تلخص قصة أخذت من جهدي سنوات
​الحمد لله

​

أنا هنا أتحدث ببساطة وإيجاز كبيرين لإخوتي الذين يحبون القراءة المبسطة .. ولا يعني هذا الطرح أبدا أن بناء المَعلَمات والبارمترات المناخية أمرا سهلا .. بل هو غاية في التعقيد .. هو أمر يصل بك أحيانا لتنسى من حولك

يكفي فقط الخوض تعقيدا في كل ما يتعلق بنشوء وتطور وتفاعل وتركز وحركة وانتشار الحمل الحراري بأنواعه التي تستدعي تكونه ونشاطه عن كل شيء آخر

​نسأل الله العلم النافع والعمل الصالح