تابش آفتاب، رطوبت هوا، باد

  • در بخش دپارتمان اسکیس ارشد و دکتری، برای افزایش اطلاعات فنی داوطلبین،تا بتوانند در آزمون نظری در بخش فن ساختمان که دارای ضریب بالایی در میان منابع ارشد است،و همچنین اعمال این مطالب به صورت دیاگرام و مبانی طراحی اسکیس ارشد، ان جزوات آماده گردید تا با توجه به حجم بالای منابع معرفی شده از سوی سازمان سنجش کشور، منابع مهم خلاصه و نکات کلیدی آنها ارائه شده است.این جزوات در ۴ بخش گردآوری گردیده است.

  • فصل اول
  • داوطلبین گرامی مباحث ارائه شده در این جزوه ارشد به مباحث مربوط به تنظیم شرایط محیطی و اقلیم و معماری  می پردازد با توجه به حجم زیاد منابع معرفی شده از سوی سازمان سنجش، به تلفیق و خلاصه مطالب این کتب پرداخته شده است.

تابش آفتاب

“تابش آفتاب” پرتویی الکترومغناطیسی است . طول موج پرتوی فرابنفش ۲۸/۰ تا ۴/۰ میکرون ، پرتوی قابل رویت ۴/۰ تا ۷/۰ میکرون و طول موج پرتوی فرو قرمز ، بلندتر از ۷۶/۰ میکرون است . با این که حداکثر شدت تابش آفتاب در قسمت پرتو قابل رویت آن است ، ولی بیش از نیمی از انرژی حرارتی خورشید مربوط به پرتوی فرو قرمز می شود .

دمای هوا به طور مستقیم افزایش نمی یابد ولی لایه های هوا ، گرمای خود را از طریق تماس با سطح زمین که در اثر پرتو های خورشید گرم شده است به دست می آورند و لایه های گرم هوا ، گرمای خود را از طریق همرفت به لایه های دیگر منتقل می کنند . جریان هوا و باد نیز باعث تماس بیشتر توده های عظیم هوا با سطح زمین و در نتیجه گرم شدن هوا می شود . بنابراین میزان تغییرات روزانه و سالانه درجه هوا ، به تغییر درجه حرارت سطح مورد تماس آن بستگی دارد .

سطح دریاها بسیار کندتر از سطح زمین در اثر تابش آفتاب گرم می شود و به همین دلیل ، اختلاف زیادی بین درجه حرارت سطح خشکی و سطح دریا وجود دارد . در نتیجه ، در یک عرض جغرافیایی ثابت ، همیشه سطح زمین در تابستان گرم تر و در زمستان سردتر از سطح دریاست ارتفاع از سطح دریا نیز ، درجه حرارت هوا را تعیین می کند و در یک عرض جغرافیایی مشخص ، مناطقی که در ارتفاع بیشتری قرار دارند ، سردتر از مناطق پایین تر هستند .

رطوبت هوا

منظور از رطوبت هوا ، مقدار آبی است که به صورت بخار در هوا وجود دارد . بخار آب از طریق تبخیر آب سطح اقیانوس ها و دریاها ریال هم چنین سطوح مرطوبی چون گیاهان وارد هوا می شود . این بخار آب به وسیله جریان هوا و باد به بقیه قسمت های سطوح زمین منتقل می شود . هر چه هوا گرم تر باشد ، بخار آب بیشتری را در خود نگه می دارد .

حداکثر میزان رطوبت هوا در نواحی خط استواست که با حرکتبه طرف قطبین کاهش می یابد .

رطوبت مطلق

رطوبت مطلق عبارت است از وزن بخار آب موجود در هر متر مکعب از هوا و واحد آن گرم در متر مکعب است .

رطوبت مخصوص

رطوبت مخصوص عبارت است از وزن بخار آب موجود در هر کیلو از هوا که به صورت گرم در کیلوگرم نشان داده می شود .

فشار بخار

فشار بخار عبارت است فشاری که در اثر بخار آب موجود در هوا به وجود می آید و بر حسب میلی متر جیوه اندازه گیری می شود . فشار بخار در مناطق سرد و بیابان ها به میزان چند میلیمتر جیوه در مناطق گرم و مرطوب تا حدود ۳۰ میلیمتر جیوه تغییر می کند . فشار بخار اغلب در تابستان ها بیش از زمستان ها متغیر است ولی تغییرات روزانه آن اندک است . در ارتفاع های زیاد فشار بخار سریعتر از فشار هوا کاهش می یابد. در صورت عدم جریان هوا در سطح زمین فشار بخار نزدیک ظهر به حداکثر مقدار خود می رسد . بیشترین تغییرات سالانه فشار بخار در قسمت هایی است که تحت تاثیر بادهای سمی قرار دارند .

رطوبت نسبی

عبارت است از نسبت بخار آب موجود در حجم مشخصی از هوا در یک درجه حرارت به حداکثر بخار آبی که آن را حجم از هوا در همان درجه حرارت می تواند در خود نگه دارد . زمانی که هوا حداکثر رطوبی را که می تواند در خود نگه دارد جزب کند ، آن را هوای اشباع شده می نامند که رطوبت نسبی ۱۰۰% است . حتی در صورت ثابت بودن فشار بخار رطوبت نسبی هوا به تغیید درجه حرارت تغییر می کند .

باد :

مناطق قطبی از مناطق ثابت و پرفشار است ولی فشار این مناطق از فشار مناطق نیمه استوایی کمتر است . مناطق کم فشار در قسمت هایی با عرض جغرافیایی بالا وجود دارند .

علت اصلی وجود نقاط و کمربندهای فشار هوا تقسیم نا متعادل پرتوهای خورشید بر روی زمین است که باعث ایجاد اختلاف دما در نقاط مناطق سطح زمین می شود .

مناطق پرفشار عبارتند از :

۱)      مناطق قطبی در تمام طول سال

۲)      مناطق سرد آسیا ، شمال آفریقا ، استرالیا و آمریکای شمالی در زمستان

۳)      کمربندهای پرفشار در مناطق نیمه استوایی ، به ویژه در سطح اقیانوس در تابستان . توده های عظیم هوا ، همیشه از مناطق پرفشار به سمت مناطق کم فشار حرکت می کنند . البته این حرکت در یک جهت مستقیم منطقی پرفشار به سمت منطقهی کم فشار نیست و تحت تاثیر نیروی ” کوریولیس” که در اثر حرکت دورانی زمین به وجود می آید قرار می گیرد و از مسیر خود منحرف می شود . انحرافی که در اثر این نیرو در جهت حرکت توده های هوا به وجود می آید ، در نیمکره ی شمالی در جهت حرکت عقربه های ساعت و در نیم کره جنوبی در جهت عکس عقربه های ساعت است . نیروی کوریولیس ، در منطقه استوا صفر و در جهت حرکت به طرف قطبین افزایش می یابد .

بادهای تجاری

مرکز این باد ها در مناطق استوایی دو نیم کره ای است که دارای هوای پر فشار هستند . جهت حرکت این دو جریان هوا در نیم کره شمالی به سمت جنوب غربی و در نیم کره جنوبی به سمت شمال غربی است . جهت حرکت این دو باد معمولا ثابت است و دما و رطوبت آن ها به مناطقی که از روی آن عبور می کنند ، بستگی دارد .

بادهای غربی

مرکز این بادها در مناطق نیمه استوایی ، ولی حرکت آن ها در جهت مناطق کم فشار اقیانوس منجمد شمالی است . در طول منطقه قطبی ، این بادها و بادهای قطبی به هم نزدیک می شوند و به دلیل اختلاف زیاد درجه حرارت زیاد این دوو توده هوا جبه های جلویی این دو سیستم همیشه طوفانی است و در زمستان ، در نیم کره شمالی تغییرات زیادی در جهت و سرعت این سیستم باد به وجود می آید ولی در تابستان ، جهتحرکت و سرعت آن تقریبا ثابت است .

بادهای قطبی

این بادها در اثر پراکنده شدن توده های هوایی سرد از مناطق پر فشار قطبی و اقیانوس منجمد شمالی به وجود می آیند . جهت اصلی این بادها در نیمکره شمالی ، به سمت جنوب غربی و در نیم کره جنوبی به سمت شمال غربی است .

بادهای موسمی

اختلاف میانگین درجه حرارت سالانه هوای سطح زمین و دریا باعث ایجاد بادهای زمستانی بر روی خشکی و بادهای تابستانی بر روی دریا می شود که به باد موسمی معروف هستند . اثر این بادها در منطقه ای از اقیانوس هند که به استرالیا ، آسیای جنوبی و شمال آفریقا محدود می شود بیشتر است . جهت وزش این باد در آسیای جنوبی ، جنوب غربی است که در منطقه خط استوا به تدریج تغییر می یابد تا این که در شمال غربی استرالیا به جهت جنوب شرقی تبدیل می شود .

نسیم های دریا و خشکی

در مناطق ساحلی هنگام روز هوای روی خشکی گرم تر از هوای روی دریاست . این اختلاف دما باعث می شود هوای روی خشکی که گرم تر است بالا رود و هوای روی دریا به سمت خشکی آمده ، جای آن را بگیرد . این عمل باعث ایجاد نسیم در سواحل می شود . جریان این هوا هنگام شب که هوای روی دریا گرم تر از هوای روی خشکی است برعکس انجام می شود و هوا از سطح خشکی به سمت دریا در جریان است .

بادهای محلی

در مناطق کوهستانی اختلاف درجه حرارت موجب وزش بادهای محلی می شود . هنگام روز هوای مجاور سطح کوه ها گرم تر از هوای آزاد در جو می شود و به سمت بالا حرکت می کند ولی هنگام شب عکس این عمل اتفاق می افتد .

بارندگی

اگر هوا سرد شود و دمای آن به پایین قطه شبنم برسد نمی تواند تمام رطوبت موجود در خود را نگه دارد از این رو مقدار بخار آب به صورت قطرات آب بر روی سطوحی که دمای آن ها از نقطه شبنم کمتر تشکیل می شود . این پدیده علت اصلی ایجاد بارندگی است .