نموذج المحطة

في علم الأرصاد الجوية ، تُعدّ نماذج المحطات رسومًا توضيحية رمزية تُظهر حالة الطقس في محطة رصد معينة . وقد صمّم خبراء الأرصاد الجوية هذه النماذج لتضمين عدد من عناصر الطقس في مساحة صغيرة على خرائط الطقس . وهذا يُتيح لمستخدمي الخرائط تحليل أنماط الضغط الجوي ، ودرجة الحرارة ، وسرعة الرياح واتجاهها ، والغطاء السحابي، والهطول ، وغيرها من المعايير. ^{[ 1 ]} تُصوّر معظم مخططات المحطات رصدات الطقس السطحية، مع أن مخططات طبقات الجو العليا على مستويات إلزامية مختلفة تُعرض أيضًا بشكل متكرر.

تستخدم مخططات نماذج المحطات نظام ترميز دوليًا لم يطرأ عليه تغيير يُذكر منذ 1 أغسطس 1941. تُظهر العناصر في المخطط أهم عناصر الطقس، بما في ذلك درجة الحرارة، ونقطة الندى ، والرياح، والغطاء السحابي، وضغط الهواء، واتجاه الضغط، والهطول. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

تستخدم خرائط الطقس في المقام الأول نموذج المحطة لعرض أحوال الطقس السطحية، ولكن يمكن للنموذج أيضًا أن يعرض الطقس في طبقات الجو العليا كما ورد في تقرير مسبار الأرصاد الجوية أو تقرير الطيار .

يستخدم نموذج المحطة مؤشرًا للرياح لعرض كل من اتجاه الرياح وسرعتها. ويُظهر مؤشر الرياح السرعة باستخدام "أعلام" في نهايته.

• يمثل كل نصف من العلم 5 عقدة (9.3 كم/ساعة؛ 5.8 ميل/ساعة)   
• كل علم كامل يمثل 10 عقدة (19 كم/ساعة؛ 12 ميل/ساعة)   
• يمثل كل علم (مثلث مملوء) 50 عقدة (93 كم/ساعة؛ 58 ميل/ساعة) ^{[ 4 ]}   

تُصوَّر الرياح على أنها تهب من الاتجاه الذي تشير إليه الأعلام. لذا، تُصوَّر الرياح الشمالية الشرقية بخط يمتد من دائرة السحب إلى الشمال الشرقي، مع أعلام تُشير إلى سرعة الرياح عند الطرف الشمالي الشرقي لهذا الخط. ^{[ 5 ]} بمجرد رسمها على الخريطة، يُمكن تحليل خطوط تساوي سرعة الرياح (خطوط تساوي سرعة الرياح). تُعدّ خطوط تساوي سرعة الرياح مفيدة بشكل خاص في تحديد موقع التيار النفاث على خرائط الضغط الجوي الثابت في الطبقات العليا، وعادةً ما يكون ذلك عند مستوى 300 هكتوباسكال أو أعلى منه. ^{[ 6 ]}

تشير الأعلام والرايات إلى منطقة الضغط المنخفض، مما يُتيح تحديد نصف الكرة الأرضية الذي تقع فيه المحطة. تقع الخطوط المائلة في الشكل على اليمين في نصف الكرة الشمالي ، لأن الرياح تدور عكس اتجاه عقارب الساعة حول منطقة الضغط المنخفض في نصف الكرة الشمالي (تهب الرياح في الاتجاه المعاكس في نصف الكرة الجنوبي ، انظر أيضًا قانون بويز بالوت ).

قبل أكثر من قرن، كانت الرياح تُرسَم في البداية على شكل أسهم متجهة نحو اتجاه الريح، مع وجود ريش على جانبي السارية للدلالة على سرعة الرياح. ^{[ 7 ]} في الولايات المتحدة، دخل التغيير إلى النظام الحديث المتمثل في وضع الأعلام على جانب واحد من السارية للدلالة على سرعة الرياح حيز التنفيذ في 1 أغسطس 1941. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

إلى جانب اتجاه الرياح، يُعدّ غطاء السحب من أقدم الظروف الجوية التي تُدرج في نموذج محطة الرصد الجوي. ^{[ 7 ] [ 8 ]} تمثل الدائرة في منتصف نموذج المحطة غطاء السحب. في المملكة المتحدة ، عند أخذ البيانات من محطة رصد جوي آلية ، يكون الشكل مثلثًا. ^{[ 10 ]} إذا كان الشكل مُظللًا بالكامل، فهذا يعني أن السماء ملبدة بالغيوم. أما إذا كانت السماء صافية تمامًا، فتكون الدائرة أو المثلث فارغًا. وإذا كانت السماء غائمة جزئيًا، فتكون الدائرة أو المثلث مُظللًا جزئيًا. ^{[ 3 ]} يختلف شكل غطاء السحب باختلاف عدد الأوكتاس (أثمان السماء) التي تُغطيها السحب. فمثلاً، إذا كانت السماء نصفها مُغطاة بالغيوم، فستكون الدائرة نصفها أبيض ونصفها أسود. أسفل الشكل الذي يُشير إلى غطاء السماء، يُمكن لنموذج المحطة أن يُبيّن نسبة تغطية السحب المنخفضة، بالأوكتا، وارتفاع السقف السحابي بمئات الأقدام. ارتفاع السقف السحابي هو الارتفاع الذي تُغطي فيه السحب أكثر من نصف السماء.

بالنسبة للطيارين، تُساعد معرفة غطاء السماء في تحديد مدى الالتزام بقواعد الطيران المرئي . كما تُساعد معرفة درجة الغطاء السحابي في تحديد ما إذا كانت جبهات جوية مختلفة ، مثل الجبهات الباردة أو الدافئة ، قد مرت بموقع معين. ويمكن إجراء تحليل نيفاني ، وهو رسم خطوط متعرجة على المناطق الغائمة، لتحديد نمط السحب والهطول في النظام الجوي. ^{[ 11 ]} ونادرًا ما تُستخدم هذه التقنية في الوقت الحاضر، نظرًا لانتشار صور الأقمار الصناعية في جميع أنحاء العالم. ^{[ 12 ]}

يمكن أن يظهر أعلى أو أسفل الدائرة الخاصة بالمحطات المأهولة (لا تُبلغ المحطات الآلية عن أنواع السحب) التي تُشير إلى غطاء السماء، رمز واحد أو أكثر يُشير إلى أنواع السحب في أي من المستويات المنخفضة والمتوسطة والعالية لسحب التروبوسفير . ويمكن تمثيل نوع سحابي سائد واحد لكل مستوى من المستويات الثلاثة، إن عُرف. تُمثل أنواع السحب في المستويين المتوسط ​​والعالي أعلى دائرة غطاء السماء في نموذج المحطة، بينما يُشار إلى نوع السحب الرئيسي في المستوى المنخفض أسفل الدائرة. ^{[ 5 ]} ونظرًا لمحدودية مساحة نموذج المحطة، فإنه لا يُراعي السحب الرأسية أو متعددة المستويات التي قد تشغل أكثر من مستوى واحد في وقت واحد. ^{[ 13 ]} وبالتالي، قد تُرمز أنواع السحب ذات التطور الرأسي الكبير وتُرسم على أنها منخفضة أو متوسطة، اعتمادًا على الارتفاع الذي تتشكل عنده عادةً. تتشكل السحب الركامية والركامية المزنية عادةً في المستوى المنخفض من التروبوسفير، وتمتد رأسيًا بالنمو صعودًا إلى المستوى المتوسط ​​أو العالي. على النقيض من ذلك، تتشكل السحب الركامية الماطرة عادةً في الطبقة الوسطى من التروبوسفير، وتتطور عموديًا بالنمو نزولًا إلى الطبقة السفلى. ^{[ 14 ]} على الرغم من أن رمز SYNOP لا يحتوي على تصنيف رسمي منفصل للسحب الرأسية أو متعددة المستويات، إلا أن إجراء الراصد لاختيار الرموز الرقمية مصمم لإعطاء أولوية عالية في الإبلاغ لتلك الأجناس أو الأنواع التي تُظهر تطورًا رأسيًا ملحوظًا.

تُحاكي الرموز المستخدمة للسحب شكل السحابة. يُرمز للسحب الرقيقة بخطافين، وللسحب الركامية بشكل تل، بينما يُرمز للسحب الركامية المزنية بشبه منحرف مقلوب فوق رمز السحب الركامية للدلالة على شكل سندانها. عند وجود أكثر من نوع من السحب في المستوى الواحد، يُؤخذ النوع ذو الأولوية الأعلى في الاعتبار. ^{[ 15 ]} معرفة نوع السحب في مواقع مختلفة يُساعد في تحديد ما إذا كانت جبهة هوائية قد مرت بموقع معين أم لا. قد يُشير وجود طبقة منخفضة من السحب الطبقية إلى أن المحطة لا تزال شمال جبهة دافئة، بينما قد تُشير العواصف الرعدية إلى اقتراب خط عاصف أو جبهة باردة.

• 
  الطبقة المنخفضة (Sc,St) والنمو الرأسي الصاعد (Cu, Cb)
• 
  المرحلة الوسطى (Ac,As) والنمو الرأسي المتجه للأسفل (Ns)
• 
  المرحلة العالية (Ci,Cc,Cs)

إلى يسار شكل السحابة في مركز نموذج المحطة، يوجد رمز حالة الطقس الحالية. يوضح هذا الرمز حالة الطقس السائدة التي عادةً ما تحجب الرؤية وقت الرصد. تُعرض الرؤية نفسها كرقم، بالميل في الولايات المتحدة وبالمتر في باقي أنحاء العالم، لوصف مدى بُعد الرؤية المتاحة للمراقب في ذلك الوقت. يقع هذا الرقم إلى يسار رمز حالة الطقس الحالية. ^{[ 5 ]} بالنسبة للطيارين، تُساعدهم معرفة مدى الرؤية الأفقية على تحديد ما إذا كانوا يُحلّقون في ظروف جوية تتطلب استخدام الأجهزة (IMC)، مثل الضباب أو الدخان، بالإضافة إلى مناطق هطول الأمطار الغزيرة. تشمل حالة الطقس الحالية المعروضة في نموذج المحطة ما يلي:

• تراب
• ضباب
• ضباب
• أوشن سبراي
• تساقط
• رمل
• دخان
• عواصف رعدية
• الرماد البركاني

إلى يسار مركز نموذج المحطة، تُرسَم درجة الحرارة ونقطة الندى. داخل الولايات المتحدة، تُرسَم هذه البيانات على خرائط الطقس السطحية بوحدة فهرنهايت . ^{[ 5 ]} أما في غير ذلك، فتُرسَم بوحدة مئوية . هذه المعلومات مهمة لعلماء الأرصاد الجوية، لأنه عند رسم هذه البيانات على الخريطة، يسهل تحليل خطوط تساوي درجة الحرارة وخطوط تساوي نقطة الندى، سواءً يدويًا أو آليًا، مما يساعد في تحديد مواقع الجبهات الهوائية .

في الزاوية العلوية اليمنى من نموذج خريطة الطقس السطحية، يظهر الضغط الجوي، موضحًا آخر رقمين صحيحين من قيمة الضغط بالمليبار ( هكتوباسكال) ، بالإضافة إلى الرقم العشري الأول. على سبيل المثال، إذا كان الضغط في موقع معين 999.7  هكتوباسكال، فسيظهر في نموذج المحطة 997. على الرغم من حذف الرقم الأول أو الرقمين الأولين من قيمة الضغط، إلا أن المحطات المجاورة الأخرى تُشير إلى ما إذا كان الضغط يبدأ بالرقم 10 أو 9. في أغلب الأحيان، يكون اختيار الأرقام الأولى التي تُعطي قيمة أقرب إلى 1000 هو الأنسب. ^{[ 5 ]} يسمح تمثيل هذه القيمة ضمن نموذج المحطة بتحليل خطوط تساوي الضغط على خرائط الطقس. في الخرائط التي تُمثل البيانات على أسطح ضغط ثابتة، يُستبدل الضغط بارتفاع سطح الضغط. ^{[ 16 ]}

أسفل خط الضغط، يظهر مؤشر تغير الضغط، الذي يوضح تغير الضغط خلال الساعات الثلاث الماضية. يتكون الرقم الذي يمثل تغير الضغط عادةً من خانتين، ويشير إلى تغير الضغط  بزيادات قدرها 0.1 مليبار. هناك تسعة أشكال مختلفة تمثل تغير الضغط. يشير الميل المتجه لأعلى ولليمين إلى ارتفاع ثابت، بينما يشير الميل المتجه لأسفل ولليمين إلى انخفاض ثابت. قد يشير الارتفاع الثابت إلى تحسن الأحوال الجوية واقتراب منطقة ضغط مرتفع، ويحدث عادةً في أعقاب جبهة باردة. أما الانخفاض الثابت فقد يشير إلى تدهور الأحوال الجوية واقتراب منطقة ضغط منخفض، مع حدوث أكبر انخفاضات قبل وصول إعصار سطحي وجبهته الدافئة المصاحبة. ^{[ 17 ]}

يجب مراعاة وقت اليوم، إذ توجد ذروتان طبيعيتان للضغط الجوي يوميًا (محليًا حوالي الساعة العاشرة  صباحًا والعاشرة  مساءً) وذروتان طبيعيتان للانخفاض يوميًا (محليًا حوالي الساعة الرابعة  صباحًا والرابعة  مساءً). قد تحجب هذه التغيرات اليومية في الضغط حركة أنظمة الضغط والجبهات الهوائية التي تمر بموقع معين. يحدث أدنى انخفاض طبيعي في الضغط، في حالة استقرار الأحوال الجوية، حوالي الساعة الرابعة  مساءً، بينما تحدث أعلى ذروة طبيعية للضغط حوالي الساعة العاشرة  صباحًا. ^{[ 18 ]} بمجرد رسمها على الخريطة، يمكن تحليل خطوط تساوي تغير الضغط ( isallobars ) ورسمها على خريطة أخرى، مما يشير إلى اتجاه حركة أنظمة الضغط المرتفع والمنخفض عبر نطاق الخريطة. ^{[ 19 ]}

يمكن أن تتضمن نماذج المحطات بيانات الطقس السابقة، والتي تقع أسفل منحنى الضغط الجوي مباشرةً. وتشير هذه البيانات إلى نوع الطقس الذي ساد خلال الساعات الست الماضية، ويقتصر هذا النوع على عوائق الرؤية وهطول الأمطار. ^{[ 5 ]}

قد تصور الرسوم المتحركة سلسلة زمنية لظروف نموذج المحطة والتي تستخدم في أغلب الأحيان لإظهار التغيرات الأخيرة في الظروف الجوية وهي مفيدة في التنبؤات الآنية والتنبؤات المستقبلية .

• تحليل الطقس السطحي
• ميسونيت
• ميتار