عوامة الطقس

تُعدّ عوامات الأرصاد الجوية أدواتٍ لجمع بيانات الطقس والمحيطات في محيطات العالم، كما تُسهم في الاستجابة الطارئة لحوادث التسرب الكيميائي ، والإجراءات القانونية ، والتصميم الهندسي . وقد استُخدمت العوامات الثابتة منذ عام 1951، بينما استُخدمت العوامات العائمة منذ عام 1979. وتُربط العوامات الثابتة بقاع المحيط باستخدام سلاسل أو خيوط نايلون أو بولي بروبيلين طافٍ . ومع تراجع استخدام سفن الأرصاد الجوية ، أصبحت العوامات الثابتة تلعب دورًا أساسيًا في قياس الأحوال الجوية في أعالي البحار منذ سبعينيات القرن الماضي. وخلال ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، ساعدت شبكة من العوامات في وسط وشرق المحيط الهادئ الاستوائي على دراسة ظاهرة النينيو-التذبذب الجنوبي . يتراوح قطر عوامات الأرصاد الجوية الثابتة بين 1.5 و12 مترًا (5-40 قدمًا) ، بينما تكون العوامات العائمة أصغر حجمًا، حيث يتراوح قطرها بين 30 و40 سنتيمترًا (12-16 بوصة) . وتُعدّ العوامات العائمة الشكل الأكثر شيوعًا من حيث العدد، إذ يبلغ عددها 1250 عوامة موزعة حول العالم. وتتميز بيانات الرياح المُستقاة من العوامات بدقة أعلى من تلك المُستقاة من السفن. كما توجد اختلافات في قيم قياسات درجة حرارة سطح البحر بين المنصتين، وتتعلق هذه الاختلافات بعمق القياس وما إذا كانت السفينة التي تقيس درجة الحرارة تُسخّن الماء أم لا.  

ظهر أول اقتراح معروف لرصد الأحوال الجوية السطحية في البحر في سياق الطيران في أغسطس 1927، عندما صرّح غروفر لونينغ بأن "محطات الأرصاد الجوية على طول المحيط، إلى جانب تطوير الطائرة المائية لتصبح ذات مدى مماثل، ستؤدي إلى رحلات جوية منتظمة عبر المحيط في غضون عشر سنوات". ^{[ 1 ]} ابتداءً من عام 1939، استُخدمت سفن خفر السواحل الأمريكية كسفن أرصاد جوية لحماية التجارة الجوية عبر المحيط الأطلسي. ^{[ 2 ]}

خلال الحرب العالمية الثانية، نشرت البحرية الألمانية عوامات رصد الأحوال الجوية ( Wetterfunkgerät See - WFS) في خمسة عشر موقعًا ثابتًا في شمال المحيط الأطلسي وبحر بارنتس . أُطلقت هذه العوامات من غواصات يو إلى عمق أقصى يبلغ 1800 متر (1000 قامة )، وهو ما يحدده طول كابل المرساة. بلغ الارتفاع الكلي للعوامة 10.5 أمتار (معظمها مغمور تحت الماء)، ويعلوها صاري وهوائي قابل للتمديد بطول 9 أمتار. كانت البيانات (درجة حرارة الهواء والماء، والضغط الجوي، والرطوبة النسبية) تُشفّر وتُرسل أربع مرات يوميًا. عندما تنفد البطاريات ( خلايا جافة عالية الجهد للصمامات ، وبطاريات من النيكل والحديد لتوفير الطاقة اللازمة ولرفع وخفض الصاري الهوائي)، بعد حوالي ثمانية إلى عشرة أسابيع، كانت الوحدة تدمر نفسها ذاتيًا. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

صُمم هيكل عوامة جهاز الأرصاد الجوية البحرية الآلية ( NOMAD) البالغ طوله 6 أمتار (20 قدمًا) في الأصل خلال أربعينيات القرن العشرين لبرنامج جمع البيانات البحرية التابع للبحرية الأمريكية . اختبرت البحرية الأمريكية محطات الأرصاد الجوية البحرية الآلية لرصد ظروف الأعاصير بين عامي 1956 و1958، على الرغم من محدودية مدى الإرسال اللاسلكي وعمر البطارية. ^{[ 5 ]} بين عامي 1951 و1970، تم بناء ونشر 21 عوامة NOMAD في البحر. ^{[ 6 ]} منذ سبعينيات القرن العشرين، حلت عوامات الأرصاد الجوية محل سفن الأرصاد الجوية، نظرًا لانخفاض تكلفة تشغيلها وصيانتها. ^{[ 7 ]} كان أول استخدام موثق للعوامات العائمة لدراسة سلوك التيارات المحيطية في بحر سارجاسو عامي 1972 و1973. ^{[ 8 ]} ازداد استخدام العوامات العائمة منذ عام 1979، وبحلول عام 2005، كان هناك 1250 عوامة عائمة تجوب محيطات الأرض. ^{[ 9 ]}   

بين عامي 1985 و1994، نُشرت مجموعة واسعة من العوامات الثابتة والعائمة في جميع أنحاء المحيط الهادئ الاستوائي لرصد ظاهرة النينيو والمساعدة في التنبؤ بها . ^{[ 10 ]} في 28 أغسطس/آب 2005، تسبب إعصار كاترينا في انقلاب عوامة طولها 10 أمتار (33 قدمًا) لأول مرة في تاريخ المركز الوطني لبيانات العوامات (NDBC). ^{[ 11 ]} في 13 يونيو/حزيران 2006، أنهت العوامة العائمة 26028 جمعها طويل الأمد لبيانات درجة حرارة سطح البحر بعد إرسالها البيانات لمدة 10 سنوات و4 أشهر و16 يومًا، وهي أطول مدة معروفة لجمع البيانات لأي عوامة عائمة. ^{[ 12 ]} في 17 مارس/آذار 2010، نشر النظام المتكامل لرصد البيئة البحرية (IMOS) أول عوامة للأرصاد الجوية في المحيط الجنوبي. ^{[ 13 ]}     

تقيس عوامات الأرصاد الجوية، كغيرها من محطات الأرصاد الجوية، معايير مثل درجة حرارة الهواء فوق سطح المحيط، وسرعة الرياح (الثابتة والعاصفة)، والضغط الجوي ، واتجاه الرياح. ونظرًا لوجودها في المحيطات والبحيرات، فإنها تقيس أيضًا درجة حرارة الماء ، وارتفاع الأمواج ، وفترة الموجة السائدة . ^{[ 14 ]} تُعالج البيانات الأولية ويمكن تسجيلها على متن العوامة، ثم تُرسل عبر الاتصالات اللاسلكية أو الخلوية أو الفضائية إلى مراكز الأرصاد الجوية لاستخدامها في التنبؤات الجوية ودراسات المناخ. وتُستخدم كل من العوامات الثابتة والعوامات العائمة (التي تنجرف في تيارات المحيط المفتوح). تقيس العوامات الثابتة درجة حرارة الماء على عمق 3 أمتار (9.8 قدم) . ^{[ 15 ]} يوجد العديد من العوامات العائمة المختلفة حول العالم، والتي تتباين في تصميمها ومواقع أجهزة استشعار درجة الحرارة الموثوقة. تُرسل هذه القياسات إلى الأقمار الصناعية لتوزيع البيانات تلقائيًا وفوريًا. ^{[ 15 ]} بالإضافة إلى استخدامها كمصدر للبيانات المناخية، تُستخدم بياناتها في البرامج البحثية، والاستجابة الطارئة لحوادث التسرب الكيميائي، والإجراءات القانونية، والتصميم الهندسي. ^{[ 14 ]} كما يمكن أن تعمل عوامات الأرصاد الجوية المثبتة كأداة مساعدة للملاحة، مثل أنواع العوامات الأخرى. 

يتراوح قطر عوامات الأرصاد الجوية بين 1.5 و12 مترًا (5-40 قدمًا) . وتكون تلك الموضوعة في المياه الضحلة أصغر حجمًا وتُثبّت باستخدام سلاسل فقط، بينما تستخدم تلك الموجودة في المياه العميقة مزيجًا من السلاسل والنايلون والبولي بروبيلين الطافي. ^{[ 14 ]} ولأنها لا تُعدّ ذات أهمية ملاحية مباشرة، تُصنّف عوامات الأرصاد الجوية المثبتة كعلامات خاصة بموجب نظام IALA ، وهي صفراء اللون، وتُصدر ضوءًا أصفر وامضًا ليلًا. 

عوامات القرص دائرية الشكل، مثبتة في أعماق المحيط، بقطر يتراوح بين 10 و12 مترًا (33-39 قدمًا) . ^{[ 16 ] [ 17 ]} أما عوامة الألومنيوم التي يبلغ قطرها 3 أمتار (10 أقدام ) فهي منصة أرصاد جوية بحرية متينة للغاية، تتميز بقدرة عالية على البقاء لفترات طويلة. ويتجاوز العمر التشغيلي المتوقع لهذه المنصة 20 عامًا، ومع الصيانة الدورية، لم يتم إخراجها من الخدمة بسبب التآكل. أما عوامة نوماد (NOMAD) فهي عوامة فريدة من نوعها، مصنوعة من الألومنيوم، مصممة خصيصًا لرصد البيئة البحرية، ومثبتة في مكانها، ومصممة للعمل في ظروف قاسية بالقرب من السواحل وعبر البحيرات العظمى . ^{[ 16 ]} وتتعرض عوامات نوماد المثبتة قبالة سواحل المحيط الأطلسي الكندية عادةً لعواصف شتوية يصل ارتفاع أمواجها القصوى إلى 20 مترًا (66 قدمًا) في خليج مين.     

العوامات العائمة أصغر حجمًا من نظيراتها الثابتة، إذ يبلغ قطرها 30-40 سنتيمترًا (12-16 بوصة) . وهي مصنوعة من البلاستيك أو الألياف الزجاجية، وغالبًا ما تكون ثنائية اللون، حيث يكون نصفها أبيضًا والنصف الآخر بلون آخر، أو سوداء أو زرقاء بالكامل. تقيس العوامات العائمة مجموعة فرعية أصغر من المتغيرات الجوية مقارنةً بنظيراتها الثابتة، حيث تحتوي على بارومتر لقياس الضغط في أنبوب في أعلاها. كما تحتوي على ثيرمستور (مقياس حرارة معدني) في قاعدتها، ومرساة غاطسة ، أو مرساة بحرية، تقع على عمق 15 مترًا (49 قدمًا) تحت سطح المحيط، متصلة بالعوامة بواسطة حبل طويل ورفيع. ^{[ 18 ]}  

يتولى المركز الوطني لبيانات العوامات صيانة شبكة واسعة من العوامات الساحلية قرب الولايات المتحدة، ^{[ 19 ]} بينما يقوم خفر السواحل الأمريكي بنشرها وصيانتها. ^{[ 20 ]} أما في جنوب أفريقيا ، فتقوم هيئة الأرصاد الجوية الجنوب أفريقية بنشر عواماتها واستعادتها، في حين تقوم هيئة الأرصاد الجوية النيوزيلندية بالمهمة نفسها. ^{[ 21 ]} وتتولى وزارة البيئة الكندية تشغيل ونشر العوامات في كندا. ^{[ 22 ]} أما مكتب الأرصاد الجوية البريطاني فينشر عوامات عائمة في المحيطين الأطلسيين الشمالي والجنوبي. ^{[ 23 ]}

تتميز تقارير الرياح المُسجلة من العوامات الثابتة بدقة قياس أقل من تلك المُسجلة من السفن. ومما يُعقّد مقارنة القياسين أن عوامات NOMAD تُسجل الرياح على ارتفاع 5 أمتار (16 قدمًا) ، بينما تُسجلها السفن على ارتفاع يتراوح بين 20 و40 مترًا (66-131 قدمًا) . ^{[ 24 ]} وتُظهر درجة حرارة سطح البحر المُقاسة في منفذ سحب المياه للسفن الكبيرة انحرافًا نحو الدفء بمقدار 0.6 درجة مئوية (1 درجة فهرنهايت) تقريبًا ، وذلك بسبب حرارة غرفة المحرك. ^{[ 25 ]} ومنذ عام 2000، ازداد استخدام موازين الحرارة المُثبتة على العوامات لقياس درجة حرارة سطح البحر؛ وقد أدت درجات الحرارة المنخفضة ظاهريًا إلى التقليل من تقدير ظاهرة الاحتباس الحراري منذ عام 2000. ^{[ 26 ]} وتقيس العوامات الثابتة درجة حرارة الماء على عمق 3 أمتار (10 أقدام) . ^{[ 15 ]}     

• 
  عوامة رمي القرص بطول 12 مترًا
• 
  عوامة رمي القرص بطول 12 مترًا
• 
  عوامة رمي القرص بطول 10 أمتار
• 
  عوامة رمي القرص بطول 10 أمتار
• 
  عوامة رمي القرص بطول 10 أمتار

• المركز الوطني الأمريكي لبيانات العوامات
• مواقع السفن وعوامات الأرصاد الجوية. رابط قديم مؤرشف بتاريخ 8 ديسمبر 2012 على archive.today
• لجنة التعاون بشأن عوامات البيانات (DBCP) مؤرشفة بتاريخ 11 فبراير 2010 على موقع Wayback Machine
• إعصار ريتا والعوامات