پروژه

ایستگاه های هواشناسی

 

 ایستگاههای هواشناسی به سه دسته تقسیم می شوند :

الف : ایستگاههای سینوپتیک ( Synopic Station )

ب :  شبکه ایستگاههای کلیماتولوژی ( Climatological Network )

ج: ایستگاههای باران سنج  RAIN GAUGE station

ایستگاههای سینوپتیک شامل :

- ایستگاههای سینوپتیک سطح زمین ، دریا و اقیانوسها که عوامل جوی سطح زمین و نزدیک آنرا اندازه گیری می کند

- ایستگاههای جو بالا که فشار ، درجه حرارت ، رطوبت ، سمت و سرعت باد را در ارتفاعات مختلف جو تعیین می نماید .

- ایستگاههای خودکار ، قادرند عوامل مختلف جوی در سطح زمین را بطور خودکار اندازه گیری و در فاصله دورتری در دسترس قرار دهند.

 - ایستگاههای اقلیم شناسی که فقط سه نوبت در روز پارامترهای مهم هواشناسی را دیده بانی و در دفاتر مخصوص ثبت میگردد.

- ایستگاههای  باران سنجی که فقط مقدار باران را اندازه گیری می کنند.

زمان و ساعت دیده بانی : برای اینکه بتوان عوامل جوی دیده بانی شده را از ایستگاههای متعدد هواشناسی دریافت و روی نقشه های سینوپتیک ترسیم و آنالیز نمود ، در مرحله اول لازم است کلیه گزارشات در رأس ساعت معینی انجام شود و همزمان باشند و جهت اجرای این منظور بستگی به این دارد که تمام ایستگاههای دیده بانی از ساعت های محلی ( وقت محلی ) استفاده ننموده و مبدأ زمان معینی را در نظر بگیرند . برای این منظور از وقت و زمان متوسط نصف النهار گرینویچ UTC ( زمان هماهنگ شده بین المللی ) استفاده میشود و کلیه ایستگاههای هواشناسی موظفند گزارش خود را ، رأس ساعت معین UTC تهیه و ارسال نمایند . اختلاف افق تهران با ساعت گرینویچ سه ساعت و 31 دقیقه است ولی برای محاسبه وقت UTC در ایستگاههای هواشناسی ایران از ساعت رسمی کشور سه ساعت و 30 دقیقه کسر می کنیم یعنی ساعت 12 ظهر بوقت تهران ، ساعت 8 و30 دقیقه صبح بوقت گرینویچ می باشد .

بعضی از ادوات موجود در ایستگاه هواشناسی  

دماسنج

اندازه گیری میـــزان دمـــای هـــوای آزاد در مجـــاورت سطــح زمیـــن یـــا ارتفـــاعــات بالای جـو و تعیین دمای اعماقمختلف خاک و نیز سنجش دمای سطح خاک دریاچه ها و دریا ها و اقیانوس ها از نقطه نظر مـــطالعات هواشناسی و کشاورزی حایز اهمیت است. در هواشناسی منظور از اندازه گیری دمای سطح زمین عبـارت از انــدازه گیری دمــای هــوای آزادی که در ارتفاع 25/1 الی 2 متری سطــح زمیــن جریان دارد می باشد . در ایــستگاههای کشاورزی ممکن است دمای هوا را در سطوح مختلف اندازه گیری نمایند.بدین معنی که دیده بانی را از سطح زمین شروع کرده و در ارتـــفاعات مختلف تا سطح 10 متری زمین ادامه می دهند . انتــخاب ارتفاع 10 متری بــدان علت می باشد که اکثر گیـــاهــان حداکثر تا این ارتفاع بالا می روند . ایــن اندازه گیری یعنی تعیین درجه گرمی یا سردی هـــوا به وســیله دستـــگاهی به نـــام دمــاسنج TERMOMRTER انـــجام می گیرد . هرگز نباید دما یا درجه گرمی را با گرما اشتباه گرفت . زیرا دما یــک کـــمیت نسبـی و مقایسه ای است حال آن که گرما صورتی از انرژی می باشد . در ساختمان دماسنج ها از خواص فیزیکی اجسام مــانند انبساط و انقباض و تغییر شکل و تـــغییر مقـــاومت الکتریکی که در اثر تغییرات دما حاصل می شود استــفاده می نمایند.

انواع دماسنج ها
دماسنج معمولی استاندارد (
Thermomete )

این دماسنج یک لوله بسیار باریک شیشه ای مسدود است که در انتهای آن محفظه ای تعبیه و از جیوه یا الکل پر شده است. در داخل لوله دماسنج خلاء کامل وجود دارد. گرم و سرد شدن مخزن باعث گرم و سردشدن مایع درون مخزن شده و متعاقب آن باعث بالا و پایین رفتن مایع در داخل مخزن شیشه ای می شود، با مشاهده سطح مایع در داخل لوله دماسنج و قرائت عددی که روی بدنه شیشه نوشته شده است دمای هوا در آن لحظه مشخص می شود.


دماسنج حداکثر (Max-Thermometer)

اغلب نیاز است علاوه بر دمای معمولی هوا حداکثر دمایی که در طول یک دوره معین مثلاً یک شبانه روز اتفاق افتاده است نیز اندازه گیری و تثبیت شود به این منظور از دماسنج حداکثر استفاده می کنند. این نوع دماسنج با یک تفاوت جزیی تقریبا مشابه دماسنج های معمولی است به این صورت که لوله مویین آن در محلی که به مخزن منتهی می شود بسیار باریک شده است. هنگامی که دما زیاد می شود جیوه داخل مخزن منبسط شده و نیروی حاصل می تواند باعث راندن جیوه از داخل مجرای باریک بالای مخزن به قسمت بالای لوله گردد به این ترتیب ارتفاع جیوه در داخل مخزن بالا می رود و با کاهش دما مایع داخل مخزن منقبض می شود ولی باریک بودن لوله از برگشت مایع به داخل مخزن جلوگیری می کند و سطح مایع در داخل لوله در محلی که بالاترین دمای قبلی اتفاق افتاده است باقی می ماند بنابراین سطح فوقانی جیوه نشان دهنده حداکثر دمای اتفاق افتاده است.


دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)

 دماسنج های حداقل برای تثبیت پایین ترین دمای اتفاق افتاده در یک دوره معین به کار می رود دماسنج های حداقل مشابه دماسنج های معمولی است با این تفاوت که مایع داخل مخزن این نوع دماسنج به جای جیوه از مایعات رقیق تر مانند الکل استفاده می شود. به علاوه در داخل لوله مویین یک سوزن شیشه ای که دو سر آن گرد می باشد رها گردیده که به عنوان شاخص از آن استفاده می شود، وقتی دمای هوا کاهش می یابد با انقباض مایع سطح بالای الکل در داخل لوله مویین با اعمال نیروی کشش سطحی شاخص سوزنی را نیز به طرف پایین مخزن حرکت می دهد با افزایش دما مجدداً الکل در داخل لوله مویین از اطراف سوزن عبور کرده و به طرف بالا صعود می کند اما سوزن در پایین ترین محلی که قبلا در اثر کشش سطحی پایین آمده بود باقی می ماند. بنابراین قسمت بالایی شاخص شیشه ای پایین ترین دمایی را که اتفاق افتاده است نشان می دهد در حالی که انتهای سطح الکل در بالای لوله دمای لحظه ای هوا را نشان می دهد.


دماسنج حداقل - حداکثر (Min-Max Thermometer)

این دماسنج ترکیبی از دو دماسنج حداقل و حداکثر می باشد، این دماسنج از یک لوله شیشه ای U شکل ساخته شده است که دو انتهای آن مسدود می باشد. قسمت پایینی لوله U شکل با جیوه پر شده است. علاوه بر جیوه قسمت بالایی لوله قسمت چپ به طور کامل از الکل پر شده است اما نصف حجم لوله سمت راست که انتهای آن به صورت یک مخزن گشاد شده می باشد از الکل پر شده است و نصف دیگر آن از یک نوع گاز پر شده است. در بالاترین سطح جیوه و در داخل الکل در هر دو ستون شاخص های شیشه ای رنگی که یک سوزن در وسط آن تعبیه شده است وجود دارد در اثر گرم و سرد شدن و متعاقب آن انبساط و انقباض سطح جیوه بالا و پایین می رود. بالاترین حدی که جیوه در شاخه سمت چپ بالا رفته است دمای حداقل و بالاترین حدی که جیوه در شاخه سمت راست بالا رفته دمای حداکثر را نشان می دهد.


دمانگار (Thermograph)


دمانگار یک وسیله کاملاً مکانیکی است و با استفاده از یک عنصر فلزی که انحنای آن با دما تغییر می کند ساخته شده است یک طرف عنصر فلزی حساس به تغییرات دما که دارای انحنا می باشد به بازوی اهرم طویل و متحرکی بسته شده است که این بازو ممکن است مستقیماً دما را از روی یک مقیاس ساده درجه بندی شده نشان دهد و یا اینکه انتهای بازو به یک قلم ثبات متصل گردد. با تغییر دمای هوا انحنای فلز تغییر می کند و این امر با توجه به نحوه تغییرات دما باعث انحراف قلم در انتهای بازوی مکانیکی به طرف بالا و پایین در روی کاغذ گراف می گردد و دماها ثبت می شوند.

باران سنج

ریزش های جوی که به صورت باران و برف و تگرگ و یا مخلوطی از برف و باران (SLEET) و شبنم انجام می گیرد بارندگی نامیده می شود. میزان بارندگی و نیز مقدار تبخیر از سطح آب و یا آبهای سطحس در تعیین میزان ذخایر آب های سطحی و زیر زمینی اهمیت زیادی دارد اندازه گیری مقدار بارندگی در تمام سطح کره زمین به علت نداشتن یک شبکه کامل ایستگاههای باران سنجی به طور دقیق امکان پذیر نیست.در سرویس های هواشناسی منظور از تعیین میزان بارندگی عبارت از جمع مقادیر بارندگی مایع و معادل مایع هر بارندگی جامد از قبیل برف و تگرگ بر حسب ارتفاع می باشد.بنابراین تمام بارندگی ها بایستی به طور دقیق و روشن اندازه گیری شود.مقادیر مذکور ترجیحا بر حسب میلی متر اندازه گیری شده و دقت عمل در اندازه گیری های روزانه 0.1mm در اندازه گیری های هفتگی و ماهیانه 1mm می باشد.مقدار ریزش برف بر حسب سانتی متراندازه گیری می شود.با تقریب می توان گفت که 1cm از برف تازه معادل 1mm باران می باشد.مع الوصف نسبت مذکور به غمق و نوع برف بستگی دارد.در بعضی از کشورها مقدار بارندگی و عمق برف بر حسب اینچ و اجزل آن اندازه گیری می شود.برای تبدیل واحدهای مذکور به یکدیگر از رابطه زیر استفاده می شود:

1 INCH = 2.54cm = 25.4mm

ساده ترین و متداول ترین روش اندازه گیری ریزش باران استفاده از باران سنج(RAIN GAUGE) می باشد .این دستگاه از قسمتهای مختلف تشکیل شده است .یک قسمت آن از یک قیف با طرح مخصوص ساخته شده که دارای لبه تیزی است.قسمت دیگر آن(لوله باران سنج) استوانه شکل بوده که آب باران به وسیله قیف مذکور به داخل آن هدایت می شود.استوانه فلزی و پایه نگهدارنده از اجزا تشکیل دهنده ای دستگاه می باشد.قطر دهانه قیف باران سنج ها مشخص بوده و بین 10-20cm انتخاب می شود.قطر دهانه قیف و لوله باران سنج ها طوری انتخاب می شود که سطح مقطع دهانع قیف نسبت مشخص با سطح مقطع لوله باران سنج داشته باشد.هر یک از کشورها قطر مشخصی برای دهانه باران سنج های شبکه هواسناسی خود انتخاب کرده اند.در ایران قطر دهانه باران سنج ها 8 اینچ انتخاب گردیده است.  

گردش عمومی هوا

  زمان چیزی است که بسیاری از ما آن را بدیهی فرض می کنیم. تاکنون فکر کرده اید که چرا سال 12 ماه و مثلا مهر 30 روز می باشد؟ مناطق زمانی چیستند و چرا ساعت ها در اول بهار و پاییز به عقب یا جلو کشیده می شوند؟ چرا هر روز 86400 ثانیه است؟ در این نوشته با این که تلاش شده موضوع زمان روشن شود، با این حال منشا زمان و مسائل پیرامون ساعت ها و تقویم ها در هاله ای از ابهام قرار دارند.

 منشا زمان

فرهنگ لغت معین این واژه را به صورتت وقت، هنگام، دور و عهد و فرهنگ لغت و بستر آن را به صورت مدت، فاصله ی زمانی، فاصله ی بین وقایع و مدت قابل اندازه گیری معنا کرده اند. زمان را نمی توان دید یا احساس کرد، لذا پدیده ای است گریزان، گذرا و فرار که فقط می آید و پیش می رود. از این رو بشر فقط توانسته است راه هایی برای اندازه گیری آن بیابد، راه هایی که کاملاً قرار دادی بوده و از نقطه نظر

 

 طول روز چه قدر است؟

روز عبارت است از مدتی که طول می کشد تا زمین یکبار به دور محور خود بچرخد. اما این گردش چقدر طول می کشد؟ هر یک روز از دو مدت زمان دوازده ساعته یعنی مجموعاً بیست و چهار ساعت تشکیل می شود. اما چرا هر روز بیست و چهار ساعت است؟ کسی جواب این سوال را نمی داند. اما به عنوان جواب به توضیح زیر بر گرفته از دایره المعارف بریتانیکا توجه فرمائید:

" قدیمی ترین ساعت آفتابی که هنوز در مصر نگهداری می شود ساعتی است که از جنس شیست سبز( نوعی سنگ معدنی بلورین تغییر یافته) ساخته شده و حداقل به قرن هشتم قبل از میلاد بر می گردد. ساعت مزبور پایه ی مستقیم داشته و در یک انتها دارای میله ی عرضی برجسته ای می باشد. این پایه که بر روی آن مقیاسی متشکل از شش قسمت زمانی حک شده است، در جهت شرقی _ غربی واقع بوده و میله ی عرضی آن صبح هنگام در انتهای شرقی و در بعدالظهر در انتهای غربی قرار می گیرد. سایه ی میله ی عرضی واقع  در روی پایه زمان را نشان می دهد. ساعت هایی از این نوع هنوز هم در قسمت های قدیمی مصر مورد استفاده قرار میگیرند".

به نظر می رسد اهالی بابل اولین کسانی بودند که پرستش و تقدیس عدد شش را شروع کردند اما علت این امر مشخص نیست.

 چرا هر ساعت 60 دقیقه و هر دقیقه 60 ثانیه دارد؟

جواب این سوال هم به درستی مشخص نیست. اما معلوم شده که مصریان زمانی از تقویمی استفاده می کردند که دارای 12 ماه و 30 روز بوده و جمعاً 360 روز را تشکیل می داد. به نظر می رسد علت تقسیم دایره به 360 درجه نیز همین باشد. تقسیم 360 به 6، عدد 60 را به ما می دهد که خود این عدد در سیستم ریاضیات بابلی یک عدد مبنا به شمار می رفته است.

 مناطق زمانی

همه افراد کره ی زمین انتظار دارند که خورشید به هنگام ظهر در بالاترین نقطه در آسمان باشد. اگر فقط یک منطقه ی زمانی وجود می داشت، این امر غیر ممکن می شد زیرا زمین در هر ساعت پانزده درجه به حول محور خود می چرخد. منظور از مناطق زمانی متعدد این است که زمین را به 24 قاچ 15 درجه ای تقسیم کرده و ساعت را در هر منطقه به قرار یکسان تنظیم می کنند. تمامی افراد ساکن در یک منطقه ی زمانی خاص ساعت هایشان را به یک صورت تنظیم می کنند و هر منطقه یک ساعت از منطقه ی مجاور تفاوت دارد. از آنجا که کشور ما تقریباً در یک منطقه ی زمانی واقع شده، لذا ساعت کلیه ی شهرهای ایران با هم یکسان است.

   تمامی مناطق زمانی از یک نقطه ی مبدا واقع در رصد خانه ی گرینویچ انگلستان سنجیده می شوند. این نقطه به نام نصف النهار گرینویچ(GMT) یا ساعت جهانی نامیده می شود. خط بین المللی تاریخ درست در نقطه مقابل رصد خانه گرینویچ در آن سوی کره ی زمین قرار دارد. ساعت رسمی کشورما ایران  5/3 ساعت از وقت گرینویچ جلوتر است.

 تقویم؛ سال

همان گونه که پیشتر گفته شد، روز یک واحد مشخص زمانی برای افراد محسوب می گردد. اما هفته، ماه و سال چیست؟ سال یک واحد زمانی مقطوع و مشخص می باشد. به دلیل این که فصل ها بر اساس سال تکرار می شوند، انسان مفهوم سال را به وجود آورد. پیش بینی فصل ها بری کشاورزی و آماده شدن برای زمستان ضروری می باشد. بسیاری از گیاهان بر اساس یک برنامه ی سالانه جوانه زده و میوه می دهند، لذا سال یک کمیت زمانی طبیعی به شمار می رود.

سال عبارت است از زمان لازم برای یک بار چرخیدن زمین به دور خورشید. این حرکت حدود 365 روز به طول می انجامد. اگر زمان دقیق اندازه گیری شود، این چرخش دقیقاً در 242199/365 روز ( بر طبق نوشته ی دایره المعارف بریتانیکا) انجام می شود. با افزودن یک روز در هر چهار سال، مقدار متوسط 25/365 را در سال بدست می آوریم که به عدد واقعب نزدیک تر است و به  این سبب سالهای کبیسه یک روز از سال های ممولی طولانی تر هستند.

جهت نزدیک تر شدن به عدد واقعی، باید بدانیم که هر صدمین سال کبیسه است. از مجموع این قوانین چنین بر می آید که سال کبیسه نه تنها بر عدد 4 بلکه بر 400 نیز باید قابل تقسیم باشد. بنابر این سال های 1900،1800،1700 میلادی بر عکس سال های 2000 کبیسه نبودند. این پدیده طول متوسط سال را به 2425/365 روز می رساند که به عدد واقعی نزدیک تر است.

مسئله ی اصلی در مفهوم سال عبارت از این است که تعیین طول واقعی سال بدون وجود منجمین خبره مشکل است. بسیاری از فرهنگ ها که فاقد منجمین خبره بودند، از چرخه ی ماه سود می جستند. هر چرخه ی ماه حدود 51/29 روز (دقیقاً 530588/29 روز) طول می کشد. دلیل استفاده از چرخ ی مذکور این است که دنبال کردن چرخه ی ماه با نگاه کردن به آسمان در شب برای همه میسر بوده است.

 تقویم؛ ماه

قمر زمین منشا ایجاد ماه های سال بوده است. بسیار از فرهنگ ها دارای ماه های 29 و 30 روزه( یا صورت های اندکی متغیر) بوده و ال را به آن ها تقسیم می کردند. مشکل اصلی در این نوع سیستم این است که سال 25/365 روزه به طور مساوی به ماه های 5/29 روزه قابل تقسیم نمی باشد.

وقتی به تقویم  نگاه می کنیم، دیدن ماه های 29، 30 و 31 روزه ( در تقویم میلادی ماه 28 روزه) ما را گیج می کند. علت این امر در دایر المعارف "ورلدبوک" این گونه بیان شده:

" رومیان در سال 738 ق. م. به تبع از یونانیان تقویمی 10 ماهه را ایجاد کردند. ماه های موجود در تقویم اصلی رومی عبارت بودند از: مارتیوس، آپریلیس، مایوس، کوینتلیس، سکستیلیس، سپتامبر، اکتبر، نوامبر، دسامبر. ماه های کوینتلیس تا دسامبر از کلمات رومی و به معنای اعدا پنج، شش، هفت، هشت، نه و ده گرفته شده اند. این تقویم شصت و اندی روز را به حساب نمی آورد لذا ماه های جانواریوس و فبرواریوس بعداً به این تقویم اضافه شدند تا بدین ترتیب آن شصت روز هم جزو تقویم به حساب آورده شود.

در سال 46 ق.م. ژولیوس سزار به تغییر تقویم اقدام کرد. وی با کنار گذاشتن چرخه ی ماه و حفظ اسامی 12 ماه موجود، سال را به 12 ماه 30 یا 31 روزه تقسیم کرد. در این تقسیم بندی فقط ماه فبرواریوس (فوریه) 29 روزه بود که هر چهار سال یک بار 30 روزه می شد. سزار بعدا تصمیم گرفت جانواریوس (ژانویه) را به جای مارتیوس(مارس) ماه اول سال و  فبرواریوس را ماه دوم قرار دهد. به همین دلیل روز آخر سال کبیسه در تقویم میلادی در ماه دوم سال قرار دارد.

بعد از مرگ نابهنگام سزار، رومیان ماه کوانتیلوس را به افتخار او به انم جولاب(ژولای) تغییر دادند. ماه سکستیلیس نیز به افتخار آگوستوس به آگوست(اوت) تغییر یافت. آگوستوس یک روز از فبرواریوس کم کرده و آن را به آگوستوس افزود تا عدد روزهای آگوستوس مساوی روزهای جولیوس گردد. این تاریخچه ی مختصر نشان دهنده ی علت وجود 12 ماه با تعداد روز های متفاوت و نیز علت نامگذاری ماه های میلادی می باشد."

 ایام هفته

روزها، ماه ها و سال ها بر اساس پدیده های طبیعی تعیین شده اند، اما ملاک تعیین ایام هفته چیست؟ تعداد روزهای هفته منشا دینی دارد. عدد هفت در تعدادی از آیات قرآن به کار رفته است؛ مثلا هفت آسمان. در انجیل نیز چنین آمده که خداوند به انسان فرمود که شش روز کار کند و روز هفتم را مقدس بدارد.

رومیان اسامی خورشید، ماه و پنج ستاره را روی ایام هفته گذاشتند. این اسامی عبارت بودند از: خورشی، ماه، مریخ، عطارد، مشتری، زهره و زحل. این اسامی مستقیماً و به همین شکل به زبانهای اروپایی منتقل و معادل انگلیسی روزهای شنبه (روز خدای زحل)، یکشنبه(روز خدای خورشید)، و دوشنبه(روز خدای ماه)، دقیقاً به همان صورت حفظ شد. اسم چهار روز دیگر در انگلیسی از اسامی خدایان آنگوساکسون گرفته شدند:

سه شنبه از نام تیو(خدای جنگ)، چهار شنبه از نام وودن(خدای بزرگ)، پج شنبه از نام ثور(خدای تندر)، و جمعه از نام فریگ(خدای عشق و زیبایی) گرفته شد.

در فارسی ایام هفته با شنبه شروع می شود. شنبه از ریشه ی "شنبد" و "شنبذ" از واژه ی عربی "سبت" گرفته شده و روز های بعدی را تا روز ششم هفته با عدد مشخص می کنند. روز هفتم به نام جمعه نامیده شده که در عربی به معنای تجدید دیدار و پیوند مجدد می باشد. نماز جمعه و نماز جماعت هم با این کلمه هم خانواده بوده و به نوعی دیدار مجدد نمازگزاران با یکدیگر به شمار می روند.

اگر پس از نصب ویندوز، بخواهید تغییری در آن ایجاد کنید و قسمتی را اضافه کنید نیاز به فایلهای ویندوز (معمولا cd  آن) خواهید داشت به طور پیش فرض ویندوز به سراغ مسیری می رود که بار اول از آنجا نصب شده است. برای خودکار شدن این کار می توانید cd  ویندوز را روی هارد کپی کنید و مسیر پیش فرض ویندوز را عوض کنید.

 برای این کار پس از اجرلاث  Regedit به مسیر زیر بروید.

HKEY-LOCAL-MACHINE | Software | Microsoft | Windows |

Current version | Setup

و مسیر موجود را به مسیر مورد نظر تغییر دهید

 

ماهواره وسیله سکو مانندی است که در مدار زمین میچرخد و ابزاری را با خود حمل میکند که از آنها برای مخابره اطلاعات و انجام مشاهدات استفاده میکند. برای اینکه ابزار به خوبی کار میکنند، ماهواره باید چیزهای مورد نیاز آنها را به طور کامل فراهم کند. موتور اصلی ماهواره ابتدا آن را در مدار صحیح قرار داده، سپس آن را به جایگاه پیش بینی شده اش هدایت میکند. ماهواره باید ابزار مخابره اطلاعات را در جهت های صحیحی نشانه گیری کند، نیروی خود را خود تامین کند، برای تماس مستمر با مرکز هدایت زمین ، آنتن رادیویی اش را بطرف زمین نشانه گیری کند، اجزاء تشکیل دهنده خود را در دمای مناسب قرار دهد و بالاخره سبک باشد اما در مقابل لرزش و شتاب پرتاب، نیروی مقاومت کافی را داشته باشد. ماهواره هایی که نیازمند نیروی بیشتری هستند از باله های خورشیدی که سطح آنها را سلولهای خورشیدی پوشانده اند استفاده میکنند. برای گرفتن انرژی خورشیدی باله ها را به طرف خورشید نشانه گیری میکنند. سلولهای خورشیدی با تبدیل نور آفتاب به الکتریسیته ، نیروی مورد نیاز ماهواره ها را تامین میکنند. بعضی از ماهواره ها از اجسام استوانه ای شکل چرخانی برخوردارند که سطح آنها را با سلولهای خورشیدی پوشانده اند. یک لایه نازک عایق کاری شده، دمای داخلی ماهواره را در حالت معتدلی نگه میدارد. این درحالی است که طرف رو به خورشید ماهواره خیلی گرم و طرف دیگر ماهواره که درسایه قرار دارد خیلی سرد میشوند. لایه براق عایق کاری شده نور آفتاب را منعکس میکند. علاوه بر موتور اصلی ، ماهواره از یک گروه موشک پیش برنده کوچک نیز برخوردار است که قادرند جهت ماهواره را عوض کنند. هنگامیکه ماهواره در یک مدار مرتفع، مخصوصا مدار زمین مرکز قرار دارد، نمیتوان آن را تعمیر کرد. انتظار میرود یک ماهواره تا  سال کار کند، بنابر این تمام قسمتهای آن را قبل از پرتاب آزمایش میکنند.برای بعضی از قسمتها ابزار یدکی درست میکنند.تا در صورت از کار افتادن یک قسمت در مدار،یدکی آن قسمت، جای آنرا پر کند.

مدار ماهواره مسیری است که ماهواره در اطراف یک جسم در فضا دنبال میکند. کشش نیروی جاذبه زمین باعث میشود که ماهواره ها در یک مسیر دایره ای یا بیضی شکل قرار گیرند. یک مدار زمین ساکن مدار ممکن است در ارتفاعات متغیری نسبت به سطح زمین و زوایای مختلفی نسبت به خط استوا قرار داشته باشد. اما در هرصورت ، زمین در مرکز صفحه مدار مذکور واقع میشود و این بخاطر نیروی جاذبه زمین است که همه چیز را به طرف مرکز خود میکشد. بسیاری از ماهواره های مخابراتی در مدار مرتفع زمین مرکز (این مدار به مدار هم زمانی زمینی نیز مشهور است.) قرار دارند. برخی از ماهواره های علمی در مدار کم ارتفاع به فعالیت مشغولند. ماهواره های ردیابی در مدارهای تقریبا دایره ای شکل حرکت میکنند. ماهواره های شناسایی منابع زمینی و برخی از ماهواره های هواشناسی در مدارهای قطبی زمیندرحال گردش هستند.

مداری که ماهواره ها به آن پرتاب میشوند،طبق کار و وظیفه ماهواره انتخاب میشوند.

اغلب ماهواره ها در یک فاصله ثابت به زمین در حال گردش هستند. برخی ماهواره ها در بعضی از قسمتهای مدار به زمین نزدیکتر شده (نزدیکترین نقطه مدار زمین را حضیض میگویند) و در قسمتهای دیگر از زمین دورتر میشوند.(دورترین نقطه از زمین را اوج مینامند.) ماهواره های مخابراتی روسیه که در مناطق دوردست خط استوا قرار دارند، اغلب از این مدار استفاده میکنند. مداری که فاصله های نقاط مختلف آن نسبت به زمین با هم برابر نیستند. ماهواره ه ای که در مدار قطبی قرار دارد توام با حرکت وضعی زمین حرکت میکند و به دو قطب زمین میرسد. در این حالت ماهواره میتواند تقریبا تمام سطح زمین را مشاهده کند. اگر یک نقطه ثابت را در مدار در نظر بگیریم، ماهواره در هر 24 ساعت یکبار و هربار درهمان وقت روز قبل از آن نقطه میگذرد. به این ترتیب میتوانیم عکسهای گرفته شده از آن نقطه خاص را با هم مقایسه کنیم؛ این مدار را مدار همزمان خورشیدی مینامند.

  

مدار زمین ساکن

بطور معمول حدود 200 ماهواره فعال در مدار زمین ساکن که مناسبترین مسیر مداری محسوب میشود قرار دارند. در ارتفاع 36 هزار کیلومتری از خط استوا، زمان لازم برای گردش کامل ماهواره به دور زمین درست برابر است با زمان حرکت وضعی زمین حرکت زمین بدور خود. به همین خاطر ، ماهواره همیشه در یک نقطه ثابت بر فراز خط استوا قرار میگیرد. در صورتی که ماهواره ها از این مدار استفاده کنند، نیازی به حرکت دادن و تنظیم بشقابهای رادیویی با محل استقرار ماهواره ها نیست. استفاده از ماهواره های مخابراتی را نخستین بار آرتور چارلز کلارک، نویسنده داستانهای علمی تخیلی، در سال 1945 یعنی 12 سال قبل از پرتاب اولین ماهواره،اسپوتنیک، پیشنهاد کرده بود.

مدار زمین ساکن به ماهواره ها اجازه میدهد علایم خود را به نقاط ثابت مشخصی در زمین مخابره کنند.

مدار زمین ساکن آنچنان مورد استفاده این ماهواره ها قرار میگیرد که محل استقرار و امواج رادیویی آنها را توافقهای بین المللی تعیین میکند. در این مدار، ماهواره ها میتوانند تا فاصله 70 کیلومتری به هم نزدیک شوند. برای جلوگیری از تداخل امواج فرستنده هایشان، این ماهواره ها باید از فرکانس های رادیویی متفاوت استفاده کنند.

مدار کم ارتفاع

با استفاده از کمترین انرژی میتوان به این مدار رسید. به همین دلیل است که ماهواره های سنگینتر دسترسی بیشتری به این مدار دارند. شاتل فضایی و ایستگاه فضایی هر دو با حرکت در این مدار مدار کم ارتفاع روزانه زمین را چند بار دور میزنند. ایستگاه فضایی میر که در ارتفاع 300 تا 400 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد، هر 90 دقیقه یکبار و هرروز 16 بار مدار زمین را دور میزند. از زمین ، حرکت ماهواره ها در مدار کم ارتفاع (لئو) خیلی آهسته به نظر میرسد.

مدارهای غیر عادی

مدار های غیر عادی برخلاف مدارهای دایره ای، از طول بیشتر و عرض کمتری برخوردار هستند. قسمتهایی از این مدار به زمین نزدیک و قسمتهایی نیز از آن دور هستند؛ این امر باعث میشود، ماهواره ها در بعضی از قسمتهای مدار به زمین نزدیک و در دیگرقسمتهای آن از زمین دور میشوند.

برخی از ماهواره های مخابراتی ساخت روسیه از این مدار استفاده میکنند. مداری با زاویه 60 درجه نسبت به خط استوا امکان رسیدن ماهواره ها به نقاط شمالی فدراسیون روسیه را میسر میکند. با وجود این، ماهواره هایی که در مدار غیر عادی قرار دارند مانند ماهواره های مستقر در مدار زمین ساکن حرکت نمیکنند. به این دلیل، آنتنهای زمینی برای برقراری ارتباط دائمی باید مرتبا تغییر جهت دهند- نسبت به محل استقرار ماهواره ها تنظیم شوند. برای پوشش دائمی ، از 2 یا 3 ماهواره با فاصله های مشخص از هم در هر مدار استفاده میشود.

مدارهای زمین ساکن انتقالی

 

مدارهای زمین ساکن انتقالی مدارهای موقتی هستند که برای انتقال یک ماهواره از مدارهای نزدیک به زمین به مدارهای دور زمین ساکن مورد استفاده قرار میگیرند. ماهواره های مخابراتی ابتدا به مدار کم ارتفاع (لئو) پرتاب میشوند. سپس موتورها یشان روشن شده، نیروی موتورهای مذکور آنها را به مدار زمین ساکن انتقالی میبرد. ماهواره ها پس از رسیدن به دورترین نقطه این مدار تغییر مسیر داده، وارد مدار دایره ای شکل زمین ساکن میشوند. روش دیگر این است که ماهواره ها را ابتدا در مدار زمین ساکن انتقالی قرار دهند و پس از آن به مدار زمین ساکن مناسب هدایت کنند.

انواع ماهواره ها

ماهواره های مصنوعی بر اساس ماموریت هایشان طبقه بندی می شوند. شش نوع اصلی ماهواره وجود دارند. (۱) تحقیقات علمی، (۲) هواشناسی، (۳) ارتباطی، (۴) ردیاب، (۵) مشاهده زمین، (۶) تاسیسات نظامی.

ماهواره های تحقیقات علمی اطلاعات را به منظور بررسی های کارشناسی جمع آوری می کنند. این ماهواره ها اغلب به منظور انجام یکی از سه ماموریت زیر طراحی و ساخته می شوند. (۱) جمع آوری اطلاعات مربوط به ساختار، ترکیب و تاثیرات فضای اطراف کره زمین. (۲) ثبت تغییرات در سطح و جو کره زمین. این ماهواره ها اغلب در مدارهای قطبی در حرکتند. (۳) مشاهده سیارات، ستاره ها و اجرام آسمانی در فواصل بسیار دور. بیشتر این ماهواره ها در ارتفاع کوتاه در حرکتند. ماهواره های مخصوص تحقیقات علمی حول سیارات دیگر، ماه و خورشید نیز حضور دارند.

ماهواره های هواشناسی به دانشمندان برای مطالعه بر روی نقشه های هواشناسی و پیش بینی وضعیت آب و هوا کمک می کنند. این ماهواره ها قادر به مشاهده وضعیت اتمسفر مناطق گسترده ای از زمین می باشند.

بعضی از ماهواره های هواشناسی در مدارهای سان سینکرنوس، قطبی، در حرکتند که توانایی مشاهده بسیار دقیق تغییرات در کل سطح کره زمین را دارند. آنها می توانند مشخصات ابرها، دما، فشار هوا، بارندگی و ترکیبات شیمیایی اتمسفر را اندازه گیری نمایند. از آنجا که این ماهواره ها همواره هر نقطه از زمین را در یک ساعت مشخص محلی مشاهده می کنند دانشمندان با اطلاعات به دست آمده قادر به مقایسه دقیق تر آب و هوای مناطق مختلفند. ضمنا شبکه جهانی ماهواره های هواشناسی که در این مدارها در حرکتند می توانند نقش یک سیستم جستجو و نجا ت را بر عهده گیرند. آنها تجهیزات مربوط به شناسایی سیگنال های اعلام خطر در همه هواپیما ها و کشتی های خصوصی و غیر خصوصی را دارا هستند.
بقیه ماهواره های هواشناسی در ارتفاع های بلند تر در مدارهای ژئوسینکرنوس قرار دارند. از این مدارها، آنها می توانند تقریبا نصف کره زمین و تغییرات آب و هوایی آن را در هر زمان مشاهده کنند. تصاویر این ماهواره ها مسیر حرکت ابرها و تغییرات آنها را نشان می دهد. آنها همینطور تصاویر مادون قرمز نیز تهیه می کنند که گرمای زمین و ابرها را نشان می دهد
.

ماهواره های ارتباطی در واقع ایستگاه های تقویت کننده سیگنال ها هستند، از نقطه ای امواج را دریافت و به نقطه ای دیگر ارسال می کنند. یک ماهواره ارتباطی می تواند در آن واحد هزاران تماس تلفنی و جندین برنامه شبکه تلوزیونی را تحت پوشش قرار دهد. این ماهواره ها اغلب در ارتفاع های بلند، مدار ﮋئوسینکرنوس و بر فراز یک ایستگاه در زمین قرار داده می شوند.

یک ایستگاه در زمین مجهز به آنتنی بسیار بزرگ برای دریافت و ارسال سیگنال ها می باشد. گاهی چندین ماهواره که دریک شبکه و درمدارهای کوتاهترقرار گرفته اند، امواج را دریافت و با انتقال دادن سیگنال ها به یکدیگر آنها را به کاربران روی زمین در اقصی نقاط آن می رسانند. سازمانهای تجاری مانند تلوزیون ها و شرکت های مخابراتی در کشورهای مختلف از کاربران دائمی این نوع ماهواره ها هستند.

به کمک ماهواره های ردیاب، کلیه هواپیماها، کشتی ها و خودروها بر روی زمین قادربه مکان یابی با دقت بسیار زیاد خواهند بود. علاوه بر خودروها و وسایل نقلیه اشخاص عادی نیز میتوانند از شبکه ماهواره های ردیاب بهره مند شوند.در واقع سیگنال های این شبکه ها در هر نقطه ای از زمین قابل دریافتند.

دستگاه های دریافت کننده، سیگنال ها را حداقل از سه ماهواره فرستنده دریافت و پس از محاسبه کلیه سیگنال ها، مکان دقیق را نشان می دهند.

ماهواره های مخصوص مشاهده زمین به منظور تهیه نقشه و بررسی کلیه منابع سیاره زمین و تغییرات ماهیتی چرخه های حیاتی در آن، طراحی و ساخته می شوند. آنها در مدارهای سان سینکرنوس قطبی در حرکتند. این ماهواره ها دائما در شرایط تحت تابش نور خورشید مشغول عکس برداری از زمین با نور مرئی و پرتوهای نا مرئی هستند.

رایانه ها در زمین اطلاعات به دست آمده را بررسی و مطالعه می کنند. دانشمندان به کمک این ماهواره معادن و مراکز منابع در زمین را مکان یابی وظرفیت آنها را مشخص می کنند.همینطور می توانند به مطالعه بر روی منابع آبهای آزاد و یا مراکز ایجاد آلودگی و تاثیرات آنها و یا آسیب های جنگل ها و مراتع بپردازند.
ماهواره های تاسیسات نظامی مشتمل از ماهواره های هواشناسی، ارتباطی، ردیاب و مشاهده زمین می باشند که برای مقاصد نظامی به کار می روند.برخی از این ماهواره ها که به ماهواره های جاسوسی نیز شهرت دارند قادر به تشخیص دقیق پرتاب موشکها، حرکت کشتی ها در مسیر های دریایی و جابجایی تجهیزات نظامی در روی زمین می باشند.

 



JavaScript Codes


Javascripts