موقعیت جغرافیایی و آب و هوا

درک ارتباط عمیق میان محل قرارگیری یک نقطه بر روی کره زمین و شرایط جوی حاکم بر آن یکی از بنیادی ترین مفاهیم در علوم زمین و جغرافیاست. این پیوند ناگسستنی نه تنها چشم اندازهای طبیعی را شکل می دهد و تنوع زیستی را تعیین می کند بلکه به طور مستقیم بر زندگی انسان فعالیت های اقتصادی مانند کشاورزی شهرسازی و حتی الگوهای مهاجرت تأثیرگذار است. اینکه چرا یک منطقه گرمسیری است و دیگری سردسیر چرا در یک نقطه بارندگی فراوان داریم و در نقطه ای دیگر خشکی مطلق ریشه در همین رابطه پیچیده دارد. این محتوا به شما کمک می کند تا با سازوکارهای اصلی این رابطه آشنا شوید و درک دقیق تری از چگونگی تأثیر عوامل جغرافیایی بر آب و هوا و اقلیم پیدا کنید.

تعریف موقعیت جغرافیایی و آب و هوا

موقعیت جغرافیایی به محل دقیق قرارگیری یک نقطه یا منطقه بر روی سطح زمین اشاره دارد. این موقعیت معمولاً با استفاده از مختصات جغرافیایی مانند عرض جغرافیایی (فاصله از خط استوا) و طول جغرافیایی (فاصله از نصف النهار مبدأ) بیان می شود. علاوه بر این عوامل مکانی دیگری نظیر ارتفاع از سطح دریا فاصله از پهنه های آبی بزرگ (اقیانوس ها دریاها دریاچه ها) نزدیکی به رشته کوه ها جهت شیب دامنه ها و پوشش گیاهی نیز بخشی از تعریف موقعیت جغرافیایی در مفهوم وسیع تر آن محسوب می شوند که هر یک به نحوی بر شرایط محیطی تأثیر می گذارند. در مقابل آب و هوا به وضعیت لحظه ای یا کوتاه مدت جو در یک مکان خاص اشاره دارد. این وضعیت شامل عناصری نظیر دما رطوبت فشار هوا میزان بارندگی سرعت و جهت باد و پوشش ابر است. آب و هوا متغیر بوده و می تواند در طول روز یا از یک روز به روز دیگر به سرعت تغییر کند. مطالعه آب و هوا در مقیاس زمانی کوتاه انجام می شود و پیش بینی های جوی معمولاً برای چند ساعت یا چند روز آینده ارائه می شوند. درک این دو مفهوم پایه برای بررسی رابطه میان آن ها ضروری است.

رابطه متقابل موقعیت جغرافیایی و آب و هوا

رابطه میان موقعیت جغرافیایی و آب و هوا در اصل یک رابطه علت و معلولی است که در آن موقعیت جغرافیایی به عنوان عامل تعیین کننده اصلی بر شرایط آب و هوایی و در بلندمدت بر اقلیم تأثیر می گذارد. عوامل ثابت یا بسیار کند تغییر جغرافیایی مانند عرض جغرافیایی ارتفاع توزیع خشکی ها و آب ها و ناهمواری های سطح زمین چارچوبی را فراهم می کنند که الگوهای آب و هوایی در آن شکل می گیرند. برای مثال عرض جغرافیایی تعیین کننده اصلی میزان انرژی خورشیدی دریافتی است که مستقیماً بر دما تأثیر می گذارد. ارتفاع نیز با تأثیر بر فشار و دما شرایط جوی را دگرگون می کند. در حالی که موقعیت جغرافیایی به طور عمده بر آب و هوا تأثیر می گذارد در مقیاس های زمانی بسیار طولانی (زمین شناسی) فرآیندهای مرتبط با آب و هوا مانند فرسایش ناشی از بارندگی و باد یا تشکیل یخچال ها در مناطق سردسیر می توانند چشم اندازهای جغرافیایی را تغییر دهند. با این حال در زمینه مطالعه اقلیم و آب و هوا تمرکز اصلی بر تأثیر یک سویه موقعیت بر شرایط جوی است. این تعامل پیچیده میان ویژگی های فیزیکی زمین و دینامیک جو منجر به ایجاد تنوع بی نظیری از الگوهای آب و هوایی در سراسر سیاره ما شده است.

عوامل اصلی جغرافیایی موثر بر آب و هوا

عوامل متعددی که ریشه در موقعیت فیزیکی یک منطقه دارند به طور مستقیم و غیرمستقیم بر شرایط آب و هوایی آن تأثیر می گذارند. این عوامل شامل موقعیت نسبت به خط استوا فاصله از سطح دریا نزدیکی به پهنه های آبی وسیع شکل و جهت ناهمواری های سطح زمین و همچنین پدیده های بزرگ مقیاس جهانی مانند جریان های اقیانوسی و هوایی هستند. هر یک از این عناصر جغرافیایی با مکانیسم های فیزیکی خاص خود بر توزیع انرژی خورشیدی چرخه های رطوبتی الگوهای وزش باد و در نهایت بر دما و بارش در یک منطقه اثر می گذارند. درک چگونگی عملکرد هر یک از این عوامل و تعامل آن ها با یکدیگر کلید فهم تنوع اقلیمی گسترده ای است که در سیاره زمین مشاهده می شود. این بخش به بررسی دقیق تر هر یک از این عوامل کلیدی و نحوه تأثیرگذاری آن ها بر عناصر اصلی آب و هوا می پردازد و نشان می دهد که چگونه ترکیب این ویژگی های جغرافیایی اقلیم منحصر به فرد هر منطقه را شکل می دهد.

تاثیر عرض جغرافیایی بر دما و تابش خورشید

عرض جغرافیایی یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده دما و میزان تابش خورشیدی دریافتی در یک منطقه است. این عامل به فاصله یک نقطه از خط استوا (عرض جغرافیایی صفر درجه) اشاره دارد. مناطق نزدیک به خط استوا عرض جغرافیایی پایین تری دارند در حالی که مناطق نزدیک به قطب ها عرض جغرافیایی بالاتری دارند. تابش خورشید به صورت موازی به زمین می رسد اما زاویه تابش خورشید نسبت به سطح زمین در عرض های جغرافیایی مختلف متفاوت است. در نزدیکی خط استوا پرتوهای خورشید تقریباً عمود می تابند به این معنی که انرژی خورشیدی بر سطح کوچک تری متمرکز می شود و مسیر کمتری را در جو طی می کند. این موضوع منجر به دریافت بیشترین میزان انرژی خورشیدی و در نتیجه دمای بالاتر می شود. با افزایش عرض جغرافیایی و حرکت به سمت قطب ها زاویه تابش خورشید مایل تر می شود. پرتوهای خورشید در زاویه مایل بر سطح وسیع تری پخش می شوند و همچنین مسیر طولانی تری را در جو طی می کنند که باعث جذب یا پراکندگی بیشتر انرژی توسط گازها و ذرات معلق در جو می شود. این کاهش تمرکز انرژی و افزایش اتلاف آن در جو منجر به دریافت کمتر انرژی خورشیدی و دمای پایین تر در عرض های جغرافیایی بالاتر می شود. به همین دلیل است که مناطق استوایی عموماً گرم و مناطق قطبی عموماً سرد هستند.

نقش ارتفاع از سطح دریا در شرایط آب و هوایی

ارتفاع از سطح دریا یکی دیگر از عوامل حیاتی جغرافیایی است که به شدت بر شرایط آب و هوایی یک منطقه تأثیر می گذارد. با افزایش ارتفاع فشار اتمسفر کاهش می یابد و هوا رقیق تر می شود. هوای رقیق تر حاوی مولکول های کمتری است و بنابراین توانایی کمتری برای جذب و نگهداری گرما دارد. در نتیجه دما با افزایش ارتفاع کاهش می یابد؛ این پدیده به عنوان نرخ افت دما (Lapse Rate) شناخته می شود که به طور متوسط حدود 6.5 درجه سانتی گراد به ازای هر کیلومتر افزایش ارتفاع است. علاوه بر دما ارتفاع بر میزان بارندگی نیز تأثیر می گذارد. دامنه های رو به باد کوه ها (Windward side) هوای مرطوب را مجبور به صعود می کنند. با صعود هوا دما کاهش یافته و رطوبت موجود در آن متراکم شده و به صورت باران یا برف می بارد (بارندگی اوروگرافیک). این پدیده باعث می شود دامنه های رو به باد مرطوب تر باشند. در سمت دیگر کوه که به سمت پناه باد (Leeward side) معروف است هوا پس از عبور از قله شروع به پایین آمدن می کند. این هوای فرونشیننده فشرده شده و گرم می شود و رطوبت آن کاهش می یابد که منجر به ایجاد منطقه ای خشک تر یا حتی بیابانی در پشت کوه می شود که به آن سایه باران (Rain Shadow) می گویند. بنابراین ارتفاع نه تنها دما را تغییر می دهد بلکه الگوهای توزیع بارندگی را نیز به طور چشمگیری تحت تأثیر قرار می دهد.

فاصله از اقیانوس ها و دریاها و اثرات آن

فاصله یک منطقه از پهنه های آبی بزرگ مانند اقیانوس ها و دریاها تأثیر قابل توجهی بر آب و هوای آن دارد و منجر به تمایز بین اقلیم های دریایی (Maritime) و قاره ای (Continental) می شود. آب دارای ظرفیت گرمایی بسیار بالاتری نسبت به خشکی است به این معنی که کندتر گرم می شود و کندتر نیز سرد می شود. مناطق نزدیک به اقیانوس ها و دریاها به دلیل این ویژگی آب دارای نوسانات دمایی کمتری در طول روز و سال هستند. تابستان ها در این مناطق خنک تر و زمستان ها معتدل تر از مناطق داخلی در همان عرض جغرافیایی است. این اثر تعدیل کننده اقلیم دریایی را مشخص می کند. علاوه بر این پهنه های آبی منبع اصلی رطوبت در جو هستند. تبخیر از سطح اقیانوس ها و دریاها رطوبت را وارد جو می کند که می تواند به صورت بارندگی در مناطق ساحلی و حتی مناطق داخلی تر (بسته به الگوهای باد) فرود آید. مناطق داخلی تر دور از تأثیر تعدیل کننده و مرطوب کننده اقیانوس ها دارای نوسانات دمایی شدیدتری هستند؛ تابستان های گرم تر و زمستان های سردتر. این اقلیم قاره ای نامیده می شود و معمولاً خشک تر از اقلیم های دریایی در همان عرض جغرافیایی است زیرا منبع رطوبت اصلی دورتر است. بنابراین فاصله از آب های بزرگ نقش مهمی در تعیین دامنه تغییرات دما و میزان رطوبت و بارندگی یک منطقه ایفا می کند.

جهت و شیب دامنه ها و اقلیم محلی

جهت (Aspect) و شیب (Slope) دامنه ها عوامل مهمی در ایجاد اقلیم های محلی یا میکروکلیماها هستند. جهت دامنه به سمتی اشاره دارد که دامنه رو به آن است (مثلاً شمال جنوب شرق یا غرب). دامنه هایی که رو به خورشید هستند به خصوص در عرض های جغرافیایی میانی انرژی خورشیدی بیشتری دریافت می کنند. در نیمکره شمالی دامنه های جنوبی بیشترین تابش خورشید را دریافت می کنند و در نتیجه گرم تر و خشک تر هستند. این موضوع می تواند بر نوع پوشش گیاهی و حتی الگوهای استفاده از زمین تأثیر بگذارد. در مقابل دامنه های شمالی در نیمکره شمالی تابش خورشید کمتری دریافت کرده سردتر و مرطوب تر باقی می مانند. شیب دامنه نیز بر میزان انرژی دریافتی تأثیر دارد؛ دامنه های با شیب بیشتر که زاویه بهتری نسبت به پرتوهای خورشید دارند ممکن است انرژی بیشتری دریافت کنند هرچند این اثر با افزایش شیب از یک حد معین کاهش می یابد. همچنین شیب بر زهکشی آب و حرکت هوا تأثیر می گذارد. هوای سردتر و چگال تر تمایل دارد در شب از دامنه ها به سمت پایین حرکت کرده و در دره ها جمع شود که می تواند منجر به دماهای پایین تر و پدیده وارونگی دما در کف دره ها شود. ترکیب جهت و شیب همراه با عوامل دیگر مانند پوشش گیاهی و جنس خاک می تواند تفاوت های قابل توجهی در دما رطوبت و میزان تبخیر در فواصل کوتاه ایجاد کند.

جریان های اقیانوسی و هوای مناطق ساحلی

جریان های اقیانوسی توده های عظیم آب در حال حرکت در اقیانوس ها هستند که می توانند مقادیر عظیمی از گرما یا سرما را در سراسر کره زمین منتقل کنند. این جریان ها نقش بسیار مهمی در تنظیم آب و هوای مناطق ساحلی و حتی مناطق داخلی تر دارند. جریان های گرم اقیانوسی مانند گلف استریم در اقیانوس اطلس شمالی یا جریان کوروشیو در اقیانوس آرام آب گرم را از مناطق استوایی به سمت عرض های جغرافیایی بالاتر حمل می کنند. این آب گرم هوای بالای خود را گرم کرده و باعث می شود مناطق ساحلی در مسیر این جریان ها مانند غرب اروپا دارای زمستان های بسیار معتدل تری نسبت به مناطق داخلی یا مناطق دیگر در همان عرض جغرافیایی باشند که تحت تأثیر جریان های گرم قرار ندارند. به عنوان مثال آب و هوای معتدل و مرطوب بریتانیا و نروژ تا حد زیادی مدیون جریان گرم گلف استریم است. در مقابل جریان های سرد اقیانوسی مانند جریان لابرادور در اقیانوس اطلس یا جریان پرو (هامبولت) در سواحل غربی آمریکای جنوبی آب سرد را از مناطق قطبی یا عمیق تر به سمت عرض های جغرافیایی پایین تر حمل می کنند. این آب سرد هوای بالای خود را سرد کرده و می تواند باعث ایجاد مه خشکی (به دلیل کاهش تبخیر) و دماهای پایین تر در مناطق ساحلی شود. بیابان های ساحلی مانند آتاکاما در شیلی تا حدی تحت تأثیر جریان سرد پرو شکل گرفته اند. بنابراین نوع جریان اقیانوسی که در نزدیکی یک منطقه ساحلی عبور می کند تأثیر قاطعی بر دما و میزان رطوبت هوای آن منطقه دارد.

الگوهای جهانی آب و هوایی و ارتباط آنها با جغرافیا

الگوهای جهانی آب و هوایی سیستم های بزرگ مقیاس چرخشی در جو و اقیانوس ها هستند که انرژی و رطوبت را در سراسر سیاره بازتوزیع می کنند. این الگوها مستقیماً تحت تأثیر موقعیت جغرافیایی به ویژه توزیع نابرابر تابش خورشیدی بر اساس عرض جغرافیایی و وجود خشکی ها و آب ها شکل می گیرند. یکی از مهم ترین این الگوها سلول های چرخشی بزرگ در جو مانند سلول هادلی فرل و قطبی است که مسئول انتقال گرما از استوا به قطب ها هستند. سلول هادلی هوای گرم و مرطوب استوایی را به سمت بالا می فرستد که پس از سرد شدن و ریزش باران های فراوان در مناطق استوایی در حدود عرض های 30 درجه شمالی و جنوبی فرونشسته و مناطق پرفشار و خشک بیابانی را ایجاد می کند. جریان های جت (Jet Streams) رودخانه هایی از هوای پرسرعت در ارتفاعات بالا نیز بخشی از این سیستم های چرخشی هستند که مرز بین توده های هوای مختلف را مشخص کرده و بر حرکت سامانه های آب و هوایی تأثیر می گذارند. پدیده هایی مانند مونسون ها که تغییرات فصلی بزرگی در جهت باد و بارندگی در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری هستند نیز نتیجه تفاوت در گرمایش خشکی ها و اقیانوس ها در فصول مختلف و موقعیت جغرافیایی قاره ها نسبت به اقیانوس ها هستند. توزیع اقیانوس ها و قاره ها شکل و ارتفاع ناهمواری ها و حتی پوشش گیاهی نیز همگی در شکل گیری و اصلاح این الگوهای جهانی آب و هوایی نقش دارند و ارتباط تنگاتنگی میان ویژگی های جغرافیایی و دینامیک بزرگ مقیاس جو و اقیانوس برقرار می کنند.

چگونه موقعیت جغرافیایی تعیین کننده نوع اقلیم است

اقلیم میانگین بلندمدت (معمولاً 30 ساله) شرایط آب و هوایی در یک منطقه خاص است. در حالی که آب و هوا وضعیت لحظه ای جو را توصیف می کند اقلیم تصویری کلی از شرایط جوی غالب در طول فصول و سال ها ارائه می دهد. موقعیت جغرافیایی یک منطقه با تأثیرگذاری بر عوامل کلیدی مانند میزان انرژی خورشیدی دریافتی دما رطوبت فشار هوا و الگوهای باد به طور بنیادی نوع اقلیم آن منطقه را تعیین می کند. عرض جغرافیایی به عنوان اصلی ترین عامل کمربندهای اقلیمی وسیعی مانند استوایی گرمسیری معتدل و قطبی را ایجاد می کند. با این حال عوامل جغرافیایی دیگر این کمربندهای وسیع را اصلاح کرده و به زیرمجموعه های اقلیمی متنوعی تبدیل می کنند. برای مثال در عرض های جغرافیایی معتدل مناطق ساحلی تحت تأثیر اقیانوس ها اقلیم دریایی با زمستان های معتدل و تابستان های خنک دارند در حالی که مناطق داخلی در همان عرض جغرافیایی اقلیم قاره ای با نوسانات دمایی شدیدتر را تجربه می کنند. ارتفاع از سطح دریا می تواند مناطق کوهستانی را در عرض های جغرافیایی پایین نیز سردسیر کند. جهت و شیب دامنه ها میکروکلیماهای متفاوتی را در یک منطقه کوچک ایجاد می کنند. جریان های اقیانوسی می توانند اقلیم مناطق ساحلی را به طور چشمگیری تغییر دهند. بنابراین نوع اقلیم هر منطقه نتیجه تعامل پیچیده و ترکیب منحصر به فرد مجموعه عوامل جغرافیایی آن نقطه است که یک سیستم طبقه بندی اقلیمی مانند طبقه بندی کوپن را برای توصیف این تنوع گسترده ضروری می سازد.

اهمیت مطالعه رابطه موقعیت و آب و هوا

مطالعه و درک رابطه میان موقعیت جغرافیایی و آب و هوا از اهمیت حیاتی برخوردار است و پیامدهای گسترده ای برای جوامع انسانی و محیط زیست دارد. این دانش پایه و اساس بسیاری از علوم و فعالیت هاست. در کشاورزی شناخت اقلیم محلی تعیین کننده نوع محصولاتی است که می توان کاشت زمان کاشت و برداشت نیاز به آبیاری و مقاومت در برابر آفات. در برنامه ریزی شهری و معماری طراحی ساختمان ها و زیرساخت ها باید با توجه به شرایط اقلیمی (مانند میزان بارندگی دماهای شدید بادهای غالب) صورت گیرد تا از نظر انرژی کارآمد و در برابر شرایط جوی مقاوم باشند. مدیریت منابع آب به شدت به الگوهای بارندگی و تبخیر وابسته است که خود تابعی از اقلیم و موقعیت جغرافیایی هستند. مطالعه اقلیم در پیش بینی و مدیریت بلایای طبیعی مرتبط با آب و هوا مانند سیل خشکسالی طوفان ها و امواج گرما ضروری است. همچنین درک این رابطه برای مطالعه توزیع گونه های گیاهی و جانوری و حفظ تنوع زیستی اهمیت دارد زیرا هر اکوسیستم در شرایط اقلیمی خاصی تکامل یافته است. در نهایت با توجه به تغییرات اقلیمی جهانی درک چگونگی تأثیر موقعیت جغرافیایی بر حساسیت یک منطقه به این تغییرات و پیامدهای آن برای توسعه راهبردهای سازگاری و کاهش اثرات حیاتی است. این دانش به ما امکان می دهد تا با محیط اطراف خود بهتر تعامل کرده و برای آینده ای پایدارتر برنامه ریزی کنیم.

مثال هایی از تاثیر موقعیت بر آب و هوای قاره ها

تأثیر موقعیت جغرافیایی بر آب و هوا را می توان با مشاهده تفاوت های اقلیمی در نقاط مختلف قاره ها به وضوح مشاهده کرد. در آفریقا مناطق استوایی در مرکز قاره به دلیل عرض جغرافیایی پایین و دریافت مستقیم تابش خورشید اقلیم گرم و مرطوب دارند (مانند حوضه کنگو). در مقابل صحرای بزرگ آفریقا در شمال و صحرای کالاهاری در جنوب در حدود عرض های 30 درجه شمالی و جنوبی قرار دارند جایی که هوای خشک سلول هادلی فرونشسته و منجر به اقلیم بیابانی شده است. در آمریکای جنوبی جنگل های آمازون در نزدیکی خط استوا اقلیمی استوایی دارند در حالی که رشته کوه آند با ارتفاع زیاد خود تنوع اقلیمی شگرفی را در فواصل کوتاه ایجاد می کند از اقلیم های گرمسیری در دامنه های پایین تا اقلیم های آلپی و سرد در ارتفاعات بالا. در آمریکای شمالی سواحل غربی به دلیل تأثیر تعدیل کننده اقیانوس آرام و جریان های اقیانوسی گرم اقلیم معتدل و مرطوبی دارند (مانند سیاتل) در حالی که مناطق داخلی تر در همان عرض جغرافیایی مانند دشت های بزرگ اقلیم قاره ای با نوسانات دمایی شدید و اغلب خشک تر را تجربه می کنند. کوه های راکی نیز با ایجاد سایه باران مناطق خشک تری در شرق خود ایجاد کرده اند. در آسیا پدیده مونسون در جنوب و جنوب شرق قاره نتیجه تفاوت گرمایش خشکی پهناور آسیا و اقیانوس های اطراف است که منجر به تابستان های بسیار مرطوب و زمستان های خشک می شود. این مثال ها نشان می دهند که چگونه ترکیب عوامل جغرافیایی در مقیاس قاره ای الگوهای اقلیمی متنوع و مشخصی را در سراسر جهان ایجاد می کند.

تفاوت دقیق بین آب و هوا و اقلیم چیست؟

آب و هوا به شرایط جوی لحظه ای یا کوتاه مدت (ساعت ها تا روزها) در یک مکان خاص اشاره دارد شامل دما رطوبت باد و بارش. اقلیم میانگین بلندمدت (دهه ها تا قرن ها) شرایط آب و هوایی در یک منطقه است و الگوی غالب دما بارش و سایر عناصر جوی را توصیف می کند.

آیا تغییرات آب و هوایی بر نحوه تاثیرگذاری موقعیت جغرافیایی بر اقلیم اثر می گذارند؟

تغییرات اقلیمی جهانی الگوهای آب و هوایی و اقلیمی را در سراسر جهان تغییر می دهند. این تغییرات می توانند نحوه تعامل عوامل جغرافیایی با جو را دگرگون کرده و منجر به تغییر در دما الگوهای بارندگی و فراوانی پدیده های حدی در مناطق مختلف بر اساس موقعیت جغرافیایی آن ها شوند.

چرا مناطق واقع در عرض جغرافیایی یکسان ممکن است اقلیم های متفاوتی داشته باشند؟

در حالی که عرض جغرافیایی عامل اصلی تعیین کننده میزان انرژی خورشیدی است عوامل جغرافیایی دیگر مانند ارتفاع از سطح دریا فاصله از اقیانوس ها وجود کوه ها و جریان های اقیانوسی نیز بر دما و رطوبت تأثیر می گذارند و می توانند تفاوت های اقلیمی قابل توجهی را در عرض های جغرافیایی یکسان ایجاد کنند.

نقش بادها در انتقال ویژگی های آب و هوایی بر اساس موقعیت جغرافیایی چیست؟

بادها توده های هوا را از یک منطقه به منطقه دیگر منتقل می کنند و ویژگی های آب و هوایی (دما رطوبت) منطقه مبدأ را با خود حمل می کنند. الگوهای باد غالب که خود تحت تأثیر موقعیت جغرافیایی و توزیع مراکز پرفشار و کم فشار شکل می گیرند نقش مهمی در توزیع گرما و رطوبت و تعیین آب و هوای مناطق مختلف دارند.