آموزش و تحقيقات
میان رشته ای بودن.بزرگ مقیاس بودن.دارابودن تعداد زیاد پارامتر های مداخله گر.غیر خطی یا بودن. بویژه زمانی كه رفتار دیفرانسیلی باشد. یعنی عامل زمان(نرخ و سرعت تغییر) در سرنوشت و رفتار سیستم اثر بگذارد.این نظریه مدعی است كه پیچیده ترین ساختار ها تركیبی از چند قاعده ساده هستند. اما این نظریه تنها بر ژنتیك و هواشناسی حاكم نیست بلكه اگر به هر خاطره ذهنی به چشم یك فركانس نگاه كنیم می بینیم كه یك خاطره كوچك می تواند آشوبی در ذهن به پا كند.. اما آشوب چگونه بوجود آمد؟نخستین بار سیستمهایی مشاهده شدند كه اگرچه در قلمرو فیزیك مكانیك كلاسیك بودند، اما رفتار دینامیك و غیر خطی آنها باعث شده بود تا پیش بینی رفتار بلند مدت آنها عملا غیر ممكن گردد.بعدا ثابت گردید كه نه تنها در عمل پیش بینی نا ممكن است بلكه در تئوری نیز سدهایی برای رسیدن به یك پیش بینی دقیق و دراز مدت وجود دارد.دانشمندی بنام لورنتس در سال 1965 مشغول پژوهش روی مدل ریاضی بسیار ساده ای كه از آب و هوای زمین بود ، به یك معادله دیفرانسیل غیر قابل حل رسید. وی برای حل این معادله به روشهای عددی با رایانه متوسل شد. او برای اینكه بتواند این كار را در روزهای متوالی انجام دهد، نتیجه آخرین خروجی یك روز را به عنوان شرایط اولیه روز بعد وارد می كرد. لورنتس در نهایت مشاهده كرد كه نتیجه شبیه سازی های مختلف با شرایط اولیه یكسان با هم كاملا متفاوت است. بررسی خروجی چاپ شده رایانه نشان داده كه رویال مك‌بی رایانه‌ای كه لورنتس از آن استفاده می كرد، خروجی را تا ۴ رقم اعشار گرد می كند. از آنجایی محاسبات داخل این رایانه با ۶ رقم اعشار صورت می گرفت، از بین رفتن دورقم آخر باعث چنین تاثیری شده بود. مقدار تغییرات در عمل گرد كردن نزدیك به اثر بال زدن یك پروانه است. این واقعیت غیر ممكن بودن پیشبینی آب و هوا در دراز مدت را نشان می دهد..نظم در آشوب:هم شكلی: در تئوری آشوب ؛ نوعی شباهت بین اجزاء و كل قابل تشخیص است. بدین ترتیب كه هر جزئی از الگو همانند و مشابه كل می باشند. خاصیت خودمانائی در رفتار اعضای سازمان نیز می تواند نوعی وحدت ایجاد كند ؛ همه افراد به یكسو و یك جهت و هدف واحدی نظر دارند. جاذبه های بی نظم: جاذبه ها انواع مختلف دارند مانند جاذبه نقطه ثابت ؛ جاذبه دور محدود ؛ جاذبه گوی مانند و جاذبه بی شكل یا بی نظم. جاذبه های بی نظم برخلاف جاذبه هابی قبلی كه نوعی نظم و قابلیت پیش بینی داشتند ؛ بی نظم هستند و به همین خاطر برخی آنها را جاذبه های بی نظم نیز نامیده اند. اما همین جاذبه بی نظمی از الگوهای خاص و مشخصی تبعیت می كنند. پویا بودن: سیستمهای بی نظم خود را با محیط پیرامون وفق می دهند.
شنبه 16/6/1387 - 17:32
آموزش و تحقيقات
پ- الكترون ها در مدار اتم بور: در این آزمایش تحت مطالعه قرار دادن الكترون باعث انتقال مهارنشدنی تكانه به الكترون می شود. كه خود عدم قطعیتی در انرژی الكترون ایجاد می كند كه بسیار بزرگتر از اترژی بستگی الكترون در مدار می باشد. یا به عبارتی دیگر این جذب تابش در الكترون موجب خارج شدن الكترون از مدار می شود. كه ازین رو نمی توان مدلی از مدار به دست آورد.نكته مهمی كه از آزمایش آخر نتیجه می گردد اینست كه عدم قطعیت تنها به زوج اندازه حركت و مكان محدود نمی گردد بلكه زوج های دیگری همچون انرژی- زمان را در بر می گیرد. كه می توان گفت كه این زوج حاصل و ثمره نظریه نسبیت است. ت- بودن یا نبودن مسئله اینست. (گربه شرودینگر): یكی از عمیق ترین آزمایشاتی كه توسط ذهن خلاق اروین شرودینگر8 جوان شكل گرفت آزمایش گربه شرودینگر بود. هرچند این آزمایش بیشتر به یك سفسطه فلسفی شبیه است تا یك آزمایش اما تفكر ذهنی كه پس از مطالعه این آزمایش به دست میاید اعتماد ما را نسبت به عدم قطعیت بیش از پیش جلب می كند. در این آزمایش او اتاقی در بسته را در نظر می گیردكه درونش یك گربه وجود دارد و شامل مقداری سیانور در یك شیشه شكننده كه به یك چكش وصل است می باشد. در این اتاقك مقدار بسیار كمی ماده رادیواكتیو است كه ممكن است در یك زمان طولانی حتی یك اتم آن تجزیه نشود. و در این اتاقك شمارشگر گایگر موجود است كه به محض اكتیو شدن ماده رادیواكتیو رله چكش را به كار می اندازد و این چكش شیشه حاوی سیانور را می شكند و حیوان می میرد. حال سوال اینست كه آیا در صورت باز نكردن جعبه می توانیم در مورد زنده بودن یا نبودن جانور حرفی بزنیم. شرودینگر می گوید كه زندگی گربه پنجاه-پنجاه است. جان ویلسون می گوید: « طبق كوانتوم گربه تا زمانی كه كسی در جعبه را باز نكرده و مشاهده ای انجام نداده در حال زنده و مرده قرار دارد»ث- در حیطه ماكروسكوپیك: اگر از خطاهای كوچك در حوزه مكانیك كلاسیك چشم نپوشیم آنگاه این اصل را می توان برای اجسام ماكروسكوپیك هم بكار گرفت.بطور مثال یك توپ را در نظر بگیرید اگر این توپ را از ارتفاعی رها كنیم به زمین می خورد و به سمت بالا بر می گردد وآنقدر این كار را ادامه می دهد تا بایستد.اما آیا واقعا از حركت ایستاده است؟ اصل عدم قطعیت می گوید نه! به این دلیل كه اگر این توپ بخواهد دقیقا در یك نقطه باقی بماند در آن صورت مكان دقیقش مشخص می شود طبق اصل عدم قطعیت اگر عدم قطعیت ما در مورد مكان كم باشد عدم قطعیت ما در مورد اندازه حركت فوق العاده زیاد استبه حدی كه اصلا نمی توانیم عددی برای اندازه حركت قائل شویم. بنا براین احتمال اینكه توپ از حركت ایستاده باشد صفر است. یعنی به محض مشاهده، نور به آن انرژی وارد می كند پس ما هیچگاه نمی توانیم واقعیت یا همان از حركت ایستادن توپ را ببینیم.) بوسیلة این اصل و استدلالی مشابه می توانیم توجیه كنیم كه چرا ذرات داخل اتم مدام در حال حركت هستند. آزمایشات دیگری نیز مطرح شده است كه از میان آنها می توان به مهمترین آنها یعنی پدیده تونل زنی در كوانتوم كه بر اساس علم احتمالات در كوانتوم شكل گرفته است اشاره كرد.این اصل نگاه دیگری را به نوع نگرش فیزیك در طبیعت می بخشد.كوانتوم بوسیله این اصل توانست در خط فكری فلسفه قرن 20 و مسیر كلی فلسفه علم تغییرات مهمی را ایجاد كند. عدم قطعیت و سرنوشت غیر قابل پیش بینی:سالها از مطرح شدن این اصل توسط هایزنبرگ می گذرد اما این اصل همچنان به قوت خویش باقیست. و تمام نظریه ها كه مطرح شد و تمام برداشتهایی كه بعدها از نظریه كوانتوم انجام شد این اصل را محترم شمرد.از دل اصل عدم قطعیت نظریه های دیگری بیرون آمدند كه از بین آنها می توان به نظریه آشوب اشاره كرد. این تئوری یكی از مهمترین جریانات در فیزیك مدرن پس از كوانتوم بود. این نظریه تلاشی است برای پاسخگویی به پرسش هایی كه نشان از ایجاد حوادث مهم توسط حركات آشوبناك دارد. كشف وجود پدیده های تصادفی در نظام غیر قابل پیش بینی فیزیك به برآمدن رشته جدیدی از علم منجر شده است كه مدعی جهان ما بسیار غیر قابل پیش بینی تر از آنیست كه تصور می شد! نظریه آشوب با در نظر گرفتن تمام آثاری كه فیزیكدانان آنها را تا پیش ازین از محاسبات خویش حذف می كردند توانست جلوه دیگری از طبیعت را آشكار سازد: « پروانه ای در برزیل بال می زند و در نقطه ای از آمریكای شمالی سیل می آید » . البته نباید ازین مسئله غافل شد كه نظریه آشوب غالبا در سیستم هایی حاكم است كه حساسیت فوق العاده نسبت به شرایط اولیه دارند یا اینكه به دلیل دارا بدن فاكتورهای زیر تحت تاثیر اثرات شگفت انگیز آشوب قرار می گیرند:
شنبه 16/6/1387 - 17:32
آموزش و تحقيقات
اصل عدم قطعیتیكی از بزرگترین دستاوردهای علمی بشر اصل عدم قطعیت و تعابیر فلسفی آن می باشداین اصل را ورنر هایزنبرگ6 با كمك های نیلز بور در سال 1927 ارائه كرد.برای آنكه تكانه و وضعیت آینده ذره ای را پیش بینی كنیم باید بتوانیم وضعیت و تكانه فعلی آن را به دقت اندازه بگیریم . بدیهی است برای اندازه گیری باید ذره را در پرتو نور مورد مطالعه قرار دهیم چون برخی از امواج نور به وسیله ذره پراكنده خواهند شد و در نتیجه وضعیت ذره مشخص می شود . اما دقت اندازه گیری وضعیت یك ذره بناگزیر از فاصله بین تاجهای متوالی موج نور كمتر است در نتیجه برای تعیین دقیق وضعیت یك ذره باید از نوری با طول موج كوتاه تر استفاده كرد . حال بنابر فرضیه كوانتوم پلانك ، نمی توانیم هر قدر دلمان خواست مقدار نور را كم اختیار كنیم ، دست كم باید یك كوانتوم نور مصرف كنیم . این كوانتوم یا همان فوتون ذره را متاثر خواهد كرد . از این گذشته برای آنكه وضعیت ذره را هر چه دقیق تر اندازه بگیریم . باید از نوری با طول موج كوتاهتر استفاده كنیم كه با توجه به رابطه پلانك كه می گوید فركانس با انرژی رابطه مستقیم دارد انرژی هم افزایش پیدا می كند و بنابراین انرژی هر كوانتوم بیشتر می شود . با افزایش انرژی نور تابانده شده مقدار انرژی جنبشی كه به الكترون تزریق می شود افزایش پیدا می كند. كه باعث زیاد شدن اندازه حركت الكترون می شود بنا براین هرچه تلاش كنیم كه موقعیت الكترون را دقیق تر مشخص كنیم اندازه حركت آنرا بیشتر تغییر خواهیم داد. به عبارتی دیگر ما هیچگاه نمی توانیم آینده ذرات را با وجود اصل ذاتی عدم قطعیت به طور دقیق مشخص كنیم كه این دستاورد دقیقا در مقابل فلسفه فكری مكانیك نیوتونی قرار دارد.با یك مدل ساده می توان گفت كه مكانیك نیوتونی برای توصیف وضعیت ذره تنها نیاز به یك عكس در لحظه ای معین از ذره دارد. یعنی با داشتن خاصیت های كمی ذره می تواند وضعیت ذره را پیش بینی كند حال آنكه مكانیك كوانتوم از ذره فیلم می گیرد. یعنی هزاران عكس از ذره را در نظر می گیرد. و اساس توصیف وضعیت ذره را بر میانگین و احتمالات می گذارد. یا به عبارتی دیگر در برگیرنده همه چیز و در عین حال هیچ چیز. این اصل می گوید اندازه حركت و مكان ذره (و هر زوج دیگری كه دیمانسیون حاصلضربشان با این زوج برابر شود) در كوانتوم بر خلاف نظریه كلاسیك مكمل یكدیگرند. و كوانتوم هیچ آزمایشی را برای رد كردن این اصل ممكن نمی داند. كه حدس زدن همین آزمایش ها زمانی داغترین موضوع بحث كنفرانسهای فیزیك از جمله انجمن سلوای7 بود.در ادامه بحث چند آزمایش در مورد عدم قطعیت را بررسی خواهیم كرد:آ- پراش الكترون: فرض كنید فاصله شكافها از یكدیگر و فاصله شكافها تا پرده مقدار های معینی باشند. در اینصورت انتظار ما از آزمایش اینست كه با رقراری شرط محاسبه شده تداخل سازنده انجام شود. حال آنكه آزمایش با خطا همراه است و عدم قطعیت یك ابهام در مكان الكترون بوجود می آورد.كه دلیل ایجاد شدن این عدم قطعیت حضور ناظری بر آزمایش می باشد.ب- میكروسكوپ هایزنبرگ: هدف اصلی این آزمایش اینست كه بوسیله نوری كه الكترون ها پراكنده می كنند مكان آنها مشخص شود. یعنی بوسیله یك عدسی می توان نور پراكنده شده توسط الكترون را مشاهده كرد. حال برای محاسبه دقیق تر مكان الكترون ها باید توان تفكیك را تغییر داد یا به عبارتی دیگر عدم قطعیت در مكان الكترون را كه تابع طول موج و سینوس زاویه ای كه میان محور اصلی و خط گذرنده از نقطه ابتدای عدسی می باشد، را باید كاهش داد. اما این كار باعث می شود تا تكانه با دقت كمتری محاسبه شود. كوانتوم می گوید راستای حركت فوتون پس از پراكندگی در محدوده تشكیل نامعین است. در نتیجه تكانه عدم قطعیتی دارد كه با زاویه ذكر شده رابطه مستقیم دارد. یا به عبارتی دیگر اگر ما بخواهیم بوسیله كاهش سینوس زاویه مذكور عدم قطعیت اندازه حركت را كم كنیم آنگاه عدم قطعیت ما در مكان افزایش می یابد.
شنبه 16/6/1387 - 17:31
آموزش و تحقيقات
اصل موضوعه اتم بور:نیلز بور در سال 1913 بعد از اینكه نظریه اتمی رادرفورد نتوانست چرخش الكترون به دور هسته و پایدار ماندن اتم را توضیح دهد، مدلی نوین را برای اتم ارائه داد. در این مدل بور به عناون اصل می پذیرد كه الكترونها تنها می توانند گذارهای ناپیوسته ای از یك مدار مجاز به مدارهای مجاز پایین تر انجام دهند، و تغییر انرژی، به صورت تابش با بسامد ظاهر می شود. الكترونها می توانند با جذب فوتون، گذار به مداری با انرژی بیشتر انجام دهند. اثر فوتوالكتریك: این اثر كه حالتی خاص از پدیده كامپتون است یكی از 4 مقاله2 تكان دهنده ای بود كه آلبرت اینشتین3 در سال 1905 نوشت. البته تحقیقات اولیه این اثر را هرتز4 در سال 1887انجام داد. هاینریش رودلف هرتز دانشمند آلمانی كه سالهای زیادی از عمر علمی خود را صرف تحقیقات بر روی امواج كرد آغازگر كشف اثری بود كه بعدها یك پایه استوار تجربی برای نظریه مكانیك كوانتوم و ذره ذره یا گسسته بودن انرژی شد.هاینریش هرتز در حالی كه سرگرم مطالعات امواج الكترومغناطیس بود متوجه این موضوع شد كه با تاباندن نور با طول موج های كوتاه یا ماورا بنفش به سطح كلاهك فلزی الكتروسكوپی با بار منفی باعث تخلیه شدن كلاهك فلزی می شود.همانطور كه گفته شد كار بر روی این اثر و توجیه آن در پرتو نظریه كوانتوم كه در آن روزها یك تئوری نوپا بود، به همت آلبرت اینشتین جوان انجام شد كه دستاوردی بزرگ برای او و علم فیزیك به همراه داشت. اینشتین به واسطه توجیه این پدیده نوبل فیزیك را از آن خود كرد و فیزیكدانان به نظریه بزرگ كوانتوم جدی تر از قبل نگاه كردند.این پدیده می گوید كه اگر برسطح فلزی براق نور بتابانیم مشاهده می كنیم كه در فركانسی خاص و ویژه الكترونها از سطح فلز جدا می شوند. حال اگر در محفظه ای ایده آل در مقابل سطح فلزی كه در حال گسیل كردن الكترون است (كاتد) قطعه ای آندی قرار دهیم. می بینیم كه جریان الكتریكی ایجاد می شود. كه به آن جریان فوتوالكتریكی می گوییم. حال باید ببینیم چه عواملی در این پدیده وجود دارد كه موجب می شود تا برای توجیه آن به مكانیك كوانتوم رجوع كنیم.آ - در این پدیده مشاهده می شود كه شدت جریان فوتوالكتریكی ایجاد شده مستقل از شدت نور می باشد و فقط به بسامد (رنگ) نور بستگی دارد. این مشاهده در حالی انجام شد كه ماكس پلانك5 فیزیكدان بزرگ آلمانی به تازگی با توجه به تابش جسم سیاه اثبات كرده بود كه انرژی بر خلاف تصور مكانیك كلاسیك ماهیت كوانتایی یا ذره ذره دارد. كه مقدار انرژی نور تنها به بسامد بستگی داشته و از شدت آن مستقل است. این مشاهده از پدیده فوتوالكتریك به وسیله فرمول پلانك یا بطور كلی تئوری كوانتوم قابل توجیه بودب- هر كاتد دارای یك فركانس ویژه می باشد بطوری كه اگر بسامد نور تابانده شده از این فركانس ویژه یا بسامد آستانه كمتر باشد هیچ جریان فوتوالكترونی ایجاد نخواهد شد و این آستانه برای فلزهای مختلف متفاوت است. اینشتین با در نظر گرفتن كوانتومهای انرژی نشان داد كه هر فوتون انرژی الكترون را به اندازه معین افزایش می دهد پس بدیهی است كه مقدار انرژی كه صرف جدا كردن الكترون می شود از فلزی به فلز دیگر فرق كند، اما نباید به انرژی الكترون بستگی داشته باشد.
شنبه 16/6/1387 - 17:30
آموزش و تحقيقات
پدیدة كامپتونیكی از بهترین آزمایشاتی كه به وسیله آن می توان خاصیت ذره ای نور را مشاهده كرد و دریافت، اثر كامپتون است. این پدیده را كه نمی توان آنرا در پرتو فیزیك كلاسیك توجیه كرد آرتور هالی كامپتون در سال 1922 كشف كرده است. وی طی آزمایشی نشان داد كه با تابیدن نور با بسامد (رنگ) مشخص بر سطح فلزی براق، الكترون ها و فوتون ها به صورت ذره ای با یكدیگر برخورد می كنند. با ابعادی ریزتر به این اثر نگاه می كنیم: در هنگام تابش یك فوتون به الكترون آزادی كه در سطح فلز قرار دارد برخورد می كند و بخشی از انرژی خود را به الكترون می دهد كه طی این برخورد ذره را از مسیر خویش منحرف كرده و به آن انرژی منتقل می كند پس از این برخورد بدلیل اینكه اندازه حركت ثابت می ماند فوتون تخریب می شود كه این تخریب با كاهش انرژی یا تغییر بسامد (رنگ) فوتون می باشد. از طرفی همانطور كه گفته شد انرژی ذره افزایش پیدا می كند كه نتیجة این افزایش انرژی، افزایش سرعت ذره می باشد. با محاسبه انرژی فوتون پس از برخورد و با داشتن معلوماتی چون جرم الكترون، سرعت نور، انرژی ابتدایی فوتون می توان زاویه انحراف الكترون را بدست آورد. ممكن است در برهم كنش فوتون با ماده همه انرژی فوتون به ماده منتقل شود و یا اینكه فوتون جذب الكترون شود.
شنبه 16/6/1387 - 17:30
آموزش و تحقيقات
برای گرد آوری داده های لازم NOAA از یك شبكه چند شناوری استفاده می كنند كه دما و جریان ها و بادهای خطوط استوایی را اندازه گیری می كند . این شناورها به طور روزانه داده میفرستند كه بلافاصله در دسترس محققان و پیش بینی كنندگان در سراسر دنیا قرار می گیرد.در اقیانوس آرام استوایی ، ال نینو به روشهای مختلفی هم چون ماهواره ها ، شناورهای متصل به لنگر گاه ها ، تجزیه و تحلیل سطح دریا و XBT ها ردیابی می شود . بسیاری از این سیستمهای بررسی اقیانوس جزیی از برنامه «اقیانوسهای گرمسیری ـ اتمسفر جهانی » بوده اند و هم اكنون در طرح « سیستم بررسی ENSO » به كار گرفته شده اند . تاثیر ال نینو بر محیط و زندگی بشر: همراه با رویداد ال نینو تولیدات بیولوژیكی به دلیل كاهش فرا جهندگی آب سرد در سرتاسر سواحل پرو و اكوادور كاهش می یابد كه این سبب مرگ و میر ماهیان و به خصوص ماهی كولی كه غذای عمدة پرندگان دریایی است می شود . به دنبال مرگ و میر ماهیان ، میلیونها پرنده دریایی به علت عدم وجود غذای عمدة خود یعنی ماهی كولی در ساحل نابود می شوند كه این لطمه اقتصادی جبران نا پذیری را در صنایع ماهیگیری و كود مرغ ( دریایی ) گیری برای كشور های پرو و اكوادور به بار می بارد . از آسیب های محلی دیگر ، بارندگی های سیل آسا در بخش هایی كه به طور معمول لم یزرع سواحل پرو و اكوادور است كه سبب ته نشست های گلی و تخریب شالوده این مناطق می شود و در مجموع به دلیل شرایط نا به هنجار به وجود آمده ، پدیده ال نینو در منطقه به عنوان فاجعه طبیعت شناخته شده است . همچنین این پدیده رابطه ای قوی با خشكسالی در هند ، شرق استرالیا ، مالزی ، اندونزی و كلاً آسیای جنوب شرقی دارد . مثلاً ال نینوی 1983–1982 كه شدید ترین رویداد اقلیمی دریایی از این نوع بوده است موجب انقال زنجیره باران های حاره ای به طرف شرق و مركز اقیانوس آرام گردید . كه این مطلب از تفسیر نقشه های ماهواره ای و تشعشعات موج بلند بازتابیده از سطح اقیانوس ثابت شده است . از نتایج این واقعه بارانهای شدید به مقدار 2000 میلیمتر و جاری شدن سیل های مخرب در جنوب اكوادور و شمال شرق پرو می باشد . اطلاعاتی در مورد واژه ال نینو: ال نینو لغتی اسپانیولی و به مفهوم پسر بچه و با تعمیم معنا ، كودك مسیح است . علت این نام گذاری به دلیل اعتقادات قلبی و مذهبی سكنه ساحل نشین كشور های اكوادور و پرو است . عبارت ال نینو در اصل به یك جریان گرم و ضعیف سالیانه اطلاق می شود كه حدوداً در زمان كریسمس به سمت جنوب در امتداد سواحل پرو و اكوادور جریان می یابد . از این رو كودك مسیح نامیده شده است . لانینا (Lanina) یعنی دختر كوچك و بعضــی مواقع (El-viejo) یا (Anti Elnino ) خوانده می شود .
شنبه 16/6/1387 - 17:20
آموزش و تحقيقات
به طور همزمان بادهای تجارتی جنوب شرقی موجب فرا رفت آبهای گرم به سمت غرب می شوند . بنابراین در غرب آرام حاره ای یك انباشتگی از آبهای با دما های بالا بوجود می آید و تراز دریا در این منطقه بالا است . حال به دلیل تنش باد شرقی در آرام استوایی حركتی به سمت قطب در لایه اكمن اقیانوسی ایجاد می شود و در پی آن به دلیل پیوستگی ، فراجهندگی آب سرد در نواحی مركزی و شرقی آرام استوایی به وجود می آید كه این علتی بر وجود زبانه آب خنك در نواحـــــی مــركزی و شرقی آرام استوایی می باشد . بدین ترتیب در شرایط عادی منطقه ، در غرب آرام استوایی آبهای سطحی با دماهای بالا و در مركز و شرق آرام استوایی ، زبانه ای از آبهای سطحی با دماهای پایین وجود دارد . حال در نواحی استوایی توزیع فعالیتهای همرفتی قوی در اتمسفر به میزان زیادی به همگرایی بادهای تجارتی و دمای سطح دریا بستگی دارد به طوری كه منطقه همگرایی درون حاره ای (ITCZ - Inter Tropical Convergence Zone) و منطقه همگرایی آرام جنوبی (SPCZ - South Pacific Convergence Zone) بر روی مناطقی واقع شده اند كه دارای آب های سطحی با دمای بالاتر از 27 درجه سانتیگراد می باشند . بنابراین در غرب آرام استوایی توسط بادهای تجارتی همگرایی و در نتیجه صعود هوای گرم و مرطوب اتفاق می افتد و به دنبال آن در اثر فعالیتهای همرفتی و بارندگی ، گرمای نهان به طور گسترده ای در اتمسفر فوقانی آزاد می شود و در این حال زمینه ای مساعد جهت یك شارش برگشتی به سمت شرق و به موازات استوا در اتمسفر فوقانی پدید می آید و در پی آن هوای خشك در شرق آرام استوایی نزول می كند . بنابراین در شرق آرام استوایی ناحیه پر فشار سطحی و در غرب آرام استوایی ناحیه كم فشار سطحی شكل میگیرد و به دلیل گرادیان فشار به وجود آمده ، حركتی از شرق به غرب در سطح و موازات استوا ایجاد شده و بدین سان گردش واكر كه حاصل گرمایش آدیاباتیك در نواحی استوایی است شكل می گیرد . همراه با بادهای تجاری جنوب شرقی قوی، گردش واكر شدت می یابد اما قدرت گردش واكر با دمای سطح دریا در شرق آرام استوایی نیز در ارتباط است به این ترتیب زمانی كه دماهای سطحی دریا در شرق آرام استوایی پایین تر از حد نرمال است (شرایط عكس ال نینو كه لانینا نام گرفته است ) بادهای تجاری و گردش واكر در قویترین وضعیت خود قرار دارند . تحت این شرایط ، شرق استرالیا ، اندونزی و هندوستان از هوایی مرطوب و باران زا برخوردارند و شرق آرام استوایی هوای خشك حاكم است واین شرایط عادی منطقه می باشد . اما زمان وقوع رویداد ENSO یعنی شرایط غیر عادی منطقه ، زمانی است كه گردش واكر ضعیف شده و به دنبال آن هوای خشك و كم باران حاكم می شود. راههای مشاهده ، ثبت و اندزه گیری: نوسان جنوبی یك رفتار الاكلنگی در تودة اتمسفری است كه مستلزم تبادل هوا میان دو نیمكره شرقی و غربی بوده و در عرضهای جغرافیایی حاره ای و جنب حاره ای متمركز می باشد . مراكز عمل آن اطراف اندونزی و شرق آرام جنوبی در بخش حاره ای است . زمانی كه فشارهای سطح در شرق آرام جنوبی حاره ای (تاهیتی در 17 درجه جنوبی و 150 درجه غربی ) بالای نرمال است در بیشتر نواحی غرب آرام جنوب حاره ای (داروین در 12 درجه جنوبی و 130 درجه شرقی ) فشارهای سطح زیر حد نرمال است، كه این فاز سرد نوسان جنوبی نام گرفته و با پدیده لانینا (عكس ال نینو ) همراه است . در این حالت دماهای سطح دریا در شرق آرام جنوبی حاره ای پائین تر از نرمال است و بادهای تجارتی و گردش واكر در قویترین وضعیت خود قرار دارند . اما زمانی كه فشارهای سطح در شرق آرام جنوبی حاره ای پائین تر از نرمال است در اكثر نواحی غرب آرام جنوبی حاره ای فشار های سطح بالاتر از نرمال است و این شرایط فاز گرم نوسان جنوبی نام گرفته و در اكثر مواقع با پدیده ال نینو همراه است . با اندازه گیری فشارهای سطح در حوزة آرام جنوبی حاره ای یك شاخص اتمسفری (Southern Oscillation Index-SOI) برای نوسان جنوبی به صورت زیر تعریف شده است : اگر فشار تاهیتی منهای فشار داروین عددی مثبت شود شرایط غیر ال نینو است و اگر فشار تاهیتی منهای فشار داروین عددی منفی شود شرایط ال نینو برقرار است. به طور كلی مداركی قوی وجود دارد دال بر اینكه یك گرمایش كلی در اتمسفر جهانی در حدود چند ماه بعد از یك رویداد قوی ال نینو به وجود می آید . بر این اساس پروفسور ویرتكی از دانشگاه هاوایی در سال 1985 پیشنهاد نمود كه مقیاس زمانی برای وقوع رویداد ال نینو بایستی با محاسبه زمان لازم برای اندوختن آب گرم در مناطق حاره ای جهت شارژ سیستم تعیین شود زیرا به هنگام ظهور ال نینو حرارتی شارژ شده به سمت عرض های جغرافیایی بالا و نیز به داخل اتمسفر آزاد می شود . در طول مرحله تكامل ، یك پریشیدگی به شكل منبع حرارتی در غرب آرام استوایی ایجاد می شود و این منبع حرارتی یك سلسله رویدادهایی را ایجاد می نماید و سرانجام شرایط غیر ال نینو در منطقه حاكم می شود .
شنبه 16/6/1387 - 17:19
آموزش و تحقيقات
رویداد ال نینو : نوسان جنوبی یكی از مهمترین و شاخص ترین رویداد هایی است كه منجر به ظهور نا بهنجاری های بزرگ آب و هوایی در بسیاری از نقاط جهان می شود . هواشناسان و اقیانوس شناسان جهان در سالهای اخیر مطالعات زیاد و دقیقی در مورد مكانیزم ایجاد ال نینو و تاثیرات متقابل جو و اقیانوس انجام داده اند ، بویژه مطالعات گسترده ای در ارتباط با ناموزونی دما در سطح دریا و نوسانات فشار جو در سالهایی كه ال نینو رخ می دهد انجام گرفته است ، مجموعه این تغییرات را بنام نوسانات جنوبی می نامند كه با كلمه اختصاری ENSO (ElNino Southern Oscillation )یعنی تركیبی از دو كلمه ال نینو و نوسانات جنوبی است بكار می رود . برای نخستین بار واكر (1932) و بلیس (1937) بر وجود نوسانی در فشار سطح و در مقیاس جهانی اشاره كردند و آن را نوسان جنوبی SO نامیدند . بدین سان SOیك الگوی ارتباط از راه دور جهانی در اتمسفر است و به دلیل تمیز آن از سایر الگوهای ارتباط از راه دور ( بویژه نوسانات اطلس شمالی و آرام شمالی ) جنوبی نامیده شده است . مراكز عمل SO توسط یك گردش مداری شرق به غرب در امتداد صفحه استوا همراه با صعود هوا در غرب اقیانوس آرام و نزول هوا در شرق اقیانوس آرام به یكدیگر مربوط می شود و به این ترتیب گردش شكل می گیرد كه توسط بژرگنس (1969) گردش واكر نامیده شد . ال نینو مولفه اقیانوسی ENSO می باشد و با دگرگونیهای بزرگ در دماهای سطح دریا در منطقه آرام حاره ای پدیدار می گردد. مشخصات ال نینو : در طول پدیده ال نینو باد ها در استوا بر روی اقیانوس از غرب به شرق می وزند . این بادها در سطح آب اقیانوس جابجا شده و آبهای گرم سطح اقیانوس را كه بوسیله خورشید در مناطق گرمسیری حرارت دیده اند ، به سواحل غربی شمال و جنوب قاره آمریكا می آورد . به دنبال آبهای گرم ، بارندگی نیز به سمت مشرق متمایل می شود ، به همراه سیل در پرو و خشكسالی در اندونزی و استرالیا . نشانه كلیدی ال نینو ، افزایش دمای غیر عادی در امتداد و هر دو طرف خط استوا در اقیانوس آرام مركزی و شرقی است . این جریان هر چند سال یكبار با یك گرمایش عظیم و غیر معمول همراه می شود . بطوری كه در این حال دماهای سطح دریا حداقل برای چند ماه پیاپی در 3 تا 5 محل ساحلی بالای حد نرمال می رود . و در پی آن دمای سطح دریا برای یك سال و یا حتی بیشتر بصورت غیر عادی باقی می ماند و برای برگشت به شرایط عادی منطقه ، حداقل تا ژانویه یا مارس آینده زمان لازم است. ال نینو اصولاً تغییراتی در موقعیت تندبادها بوجود آورده و موجب پدید آمدن رفتارهای آب و هوایی غیر معمول در كره زمین می گردد . تغییرات در تند بادها كه توسط ENSO صورت می گیرد بر آب و هوا نه تنها در شمال و جنوب قاره آمریكا بلكه در نقاط دوردستی همچون آفریقا و نواحی جنوبگان تاثیر می گذارد. در حالت عادی آب و هوای نواحی گرمسیری منطقه غرب دارای دمای بیشتر از 10 درجه سانتیگراد نسبت به سواحل شرق پرو و اكوادور می باشد . فشار هوا در بالای آب های گرم كاملاً پایین است . هوای مرطوب برخاسته از منطقه باعث تشكیل ابر های سنگین و بارانهای شدیدی مشابه بارانهای جنوب شرق آسیا ، گینه نو و شمال استرالیا می شود. كه نهایتاًمنجر به افزایش بارندگی در مناطق جنوبی آمریكا و پرو و خشكسالی در قسمت غربی اقیانوس آرام كه استرالیا و كشور های مجاور را نیز تحت تاثیر قرار می دهد ، می گردد . در طی یك رویداد ال نینو نابهنجاری های دمای سطح دریا ، سطحی به وسعت 5 میلیون كیلومتر مربع را در طی مراحل انتقال تا تكامل پوشش می دهد. دلایل وقوع ال نینو : گردش واكر : این گردش یك گردش اتمسفری ، در صفحه ای عمود بر استوا می باشد كه با صعود هوا در غرب آرام استوایی و نزول هوا در شرق آرام استوایی شكل می گیرد و همراه با آن بادهای سطحی شرقی و بادهای غربی فوقانی به موازات استوا در سطح وسیعی از حوضه آرام استوایی ایجاد می شود . در واقع گردش واكر اتمسفر ، به گرادیان دمای سطح دریا در طول استوا ، میان دماهای بالا در غرب آرام استوایی و دماهای پایین در شرق آرام استوایی می باشد و قویاً در ارتباط با رویداد ENSO است .حال این گرادیان دما در سطح دریا چگونه شكل می گیرد ؟ در شرایط عادی منطقه ، در غرب آرام حاره ای به واسطه بادهای تجارتی جنوب شرقی نسبتاً آرام ، گرایش حاصل از تشعشع خورشیدی موجب گرم شدن آبهای اقیانوس می شود .
شنبه 16/6/1387 - 17:19
آموزش و تحقيقات
- استخوانبندی ظریف و كوچك: بانوانی كه دارای استخوانهای كوچك بوده، كوتاه قد و یا لاغراند، به خاطر وجود تودهی استخوانی كمتر، مستعد بروز پوكی استخواناند.
- نژاد: بانوان اروپایی شمالی یا افراد ساكن آسیای جنوب شرقی، بیشتر در معرض ابتلا به پوكی استخواناند.
- بعضی از بیماریها: بیماریهایی نظیر بیماری تیروئید، پاراتیروئید و غدد فوق كلیوی میتوانند به پوكی استخوان منجر شوند.
عوامل خطری كه میتوانید آنها را كنترل كنید:
- وزن: وزن كم بانوان بسیار لاغر باعث كم شدن قدرت استخوان هم میشود (زنانی كه دارای اضافه وزناند، معمولاً در معرض خطر نیستند ولی احتمال ابتلا به ناراحتیهای دیگر در آنها زیادتر است.)
- ورزش نكردن: فعالیت نداشتن، كاهش تودههای استخوان را تسریع میكند. ورزش مناسب به افزایش مقدار استخوان و سلامت بیشتر شما كمك میكند.
- كمبود كلسیم در برنامهی غذایی: كلسیم استخوانها را قدرتمند میكند. اگر به قدر كافی كلسیم مصرف نمیكنید بدن شما سلولهای استخوانی را تخریب میكند تا كلسیم مورد نیاز خود را از آنها به دست آورد.
- سیگار كشیدن: زنانی كه سیگار میكشند بیشتر از آنها كه سیگار نمیكشند به پوكی استخوان (و سایر بیماریها) دچار میشوند.
عوامل خطر دیگر:
این عوامل عبارتند از:
بعضی داروهای تجویزی نظیر كورتن كه در درمان آرتوروز و آسم استفاده شود ( از دكتر خود در این مورد سئوال كنید).
- برنامهی غذایی پر پروتئین
- كمبود ویتامین دی
آیا میتوان پوكی استخوان را تشخیص داد؟
معاینه جسمانی:
معاینه وسابقهی پزشكی كمك میكند تا مشخص شود آیا در معرض پوكی استخوان هستید یا نه؟ پزشكتان میتواند به شما كمك كند تا برنامهی پیشگیری برای خود تعیین كنید
پرتوهای X و عكسهای رادیولوژی:
معمولاً برای تشخیص پوكی استخوان از رادیولوژی استفاده نمیشود، ولی گاهی اوقات، وقتی به دلایل دیگری عكس رادیولوژی گرفته میشود، پوكی استخوان را كه نسبتاً زیاد باشد هم در فرد مشخص میكنند.
آزمایشهای سنجش تراكم استخوان
انجام این آزمایشها فعلاً برای تشخیص و پیگیری درمان پوكی استخوان، دقیقترین روش است. اطلاعات لازم را از پزشكتان بپرسید. این آزمایش؛ معمولاً، 3 تا 5 سال یك بار تكرار میشوند تا روند پوكی استخوان و احتمالاً درمان آن مشخص شود. همراه این آزمایش برای بار اول، معمولاً یك سری آزمایشهای عمومی هم از فرد گرفته میشود تا از سلامتش اطمینان یابند. به هر حال به یاد داشته داشته باشید كه تشخیص پوكی استخوان خیلی ساده نیست و در بیشتر موارد وقتی تشخیص داده میشود كه فرد دچار شكستگی شده است. بنابراین بهترین راه، پیشگیری از بیماری پوكی استخوان است.
برای جلوگیری از پوكی استخوان چه باید كرد؟
1)دریافت كلسیم و ویتامین دی كافی (به قسمت تغذیه مراجعه شود).
2)ترك سیگار
3)داشتن فعالیت فیزیكی مداوم و متعادل (مثلاً حداقل 30 دقیقه پیادهروی روزانه) برای توضیح بیشتر به قسمت ورزش مراجعه كنید.
4)خانمهای یائسهای كه دارای عوامل مستعد كنندهی پوكی استخوان هستند و افراد مبتلا به بیماریهای تیروئید باید با پزشك خود در این باره مشورت كنند.
شنبه 16/6/1387 - 17:17
آموزش و تحقيقات
پوكی استخوان را بشناسیم
مرکز تحقیقات غدد و متابولیسم دانشگاه علوم پزشکی تهران پوكی استخوان چیست؟
پوكی استخوان یا استئوپروز، عبارت از حالتیست كه در اثر تخریب بافت استخوانی، تودهای استخوان كاهش یافته سرانجام به شكستگی استخوان منجر میشود (تعداد و اندازهی تیغههای استخوانی بافت استخوانی كاهش مییابد).
تودهی استخوانی هر فرد معمولاً در 30 تا 35 سالگی به بیشترین حد خود میرسد. پس از این سن، كم شدن توده استخوان به صورت یك روند طبیعی آغاز میشود. در واقع با افزایش سن، مقدار استخوانی كه تخریب میشود، بیشتر از مقداری است كه ساخته میشود. اگر بتوانیم ساختمان داخلی بافت استخوانی را با میكروسكوپ ببینیم، در حالت طبیعی، شبیه كندوی عسل است كه با تخریب بافت استخوانی در این كندو اندازهی فضاهای خالی بزرگتر میشود و به عبارتی پوكتر میشود. بدین ترتیب، استخوانها نازك و شكننده میشوند، به حدی كه به راحتی و حتی به خودی خود میشكنند.(مخصوصاً در ناحیه سر استخوان ران كه در گودی استخوان لگن جا دارد، ستون مهرهها و مچ دست). زمان یائسگی عامل خطر دیگری برای پوكی استخوان است، بطوریكه بعضی، عملاً پوكی استخوان را فقط بیماری دوران یائسگی میدانند. هنگام یائسگی، مقدار هورمون (استروژن) در بدن زنان خیلی كم میشود. پایین آمدن این هورمون در خون، از دست دادن (استحكام) استخوان و پوكی آن را سبب میشود. پوكی استخوان، بیماری خاموش نیز نامیده میشود، زیرا ممكن است شما متوجه هیچ علامتی نشوید. طی سالها ممكن است استخوانهایتان را از دست بدهید، اما ندانید كه پوكی استخوان دارید، تا زمانیكه ناگهان یكی از استخوانهایتان بشكند. بعضی مواقع، وجود برخی از بیماریها مثل پركاری تیروئید، كم كاری غدد جنسی، آرتریت روماتوئید، یا مصرف بعضی از داروها مثل كورتن و لووتیروكسین باعث كم شدن قدرت استخوانها و در نتیجه پوكی آنها میشود.
سن شروع وشیوع پوكی استخوان:
در زنان پوكی استخوان چهار برابر مردان دیده میشود. در سالهای بعد از یائسگی، مخصوصاً در سالهای اول، معمولاً قدرت استخوان با سرعت زیادی كاهش مییابد. سپس این سرعت كم میشود ولی روند پوكی استخوان ادامه مییابد. زنان، مخصوصاً آنها كه بیشتر از 60 سال دارند بیشترین مبتلایان به پوكی استخواناند. در مردان با افزایش سن، كاهش ناگهانی و عمدهی هورمونهای جنسی، چنان كه در زنان اتفاق میاافتد، پیش نمیآید. كاهش تراكم وقدرت استخوان در آنها خیلی آهستهتر اتفاق میافتد. اما در 65 تا 70 سالگی، زنان و مردان با یك سرعت استخوانهای خود را از دست میدهند. علائم و عوارض پوكی استخوان:
چنان كه قبلاً گفته شد، ممكن است دچار پوكی استخوان باشید، بدون آن كه از بیماری خود اطلاع داشته باشید. به همین سبب است كه پوكی استخوان ”بیماری خاموش“ و یا ”بیماری بیسر و صدا“ نامیده میشود. در مراحل اولیهی بروز پوكی استخوان، علائم آن به ندرت ظاهر میشود، كه این ظاهر نشدن علائم تشخیص بیماری را دشوار میكند.
پوكی استخوان در مراحل بعدی موجب بروز مسائل زیر میگردد:
- شكستگی خود به خود یا با كمترین ضربه بر استخوانها مخصوصاً در نواحی ران و لگن، كمر و ستون مهرهها كه غالباً این اولین علامت است.
- كمر درد شدید در نقطهای خاص كه نشانه شكستگی ست.
- قوز پشت كه موجب انحنای پشت یا قوز درآوردن میشود.
- كوتاه شدن قد.
بعضی از محققان عقیده دارند افتادن دندانها در سالهای بالا نیز ناشی از همین پوكی استخوان است
از نمونههای شكستگیهای خود به خودی این است كه شاید روزی كه فرد خم میشود تا ساك خرید روزانهاش را بردارد و به خرید برود، دردی شدید در پهلویش احساس میكند و بعداً متوجه میشود كه دندهای شكسته دارد. وقتی بیماری خیلی شدید باشد، فشارهای خفیفی مثل خم شدن به جلو، بلند كردن جاروبرقی، عطسه یا سرفه كردن میتواند باعث شكستگی مهره شود. شكستگیهای ناحیه لگن، معمولاً در اثر افتادن و سقوط كردن فرد رخ میدهند. این شكستگیها در بین شكستگیهای دیگر از همه بدتر است، زیرا میتواند حتی خطر مرگ در پی داشته باشد. نیمی از افرادی كه هم زنده میمانند معمولاً تا آخر عمر علیل بوده، چنانچه نمیتوانند بدون مراقبت دایمی آشنایی یا پرستاری زندگی كنند و برای همهی عمر به عصا یا چهار پایههای مخصوص راه رفتن افراد معلول (واكر) نیاز دارند.
كوتاه شدن قد، روند طبیعی افزایش سن است، ولی چنانچه كاهش قد قابل توجه بیش از 5/2 سانتیمتر باشد(نسبت به 20 سالگی)، ممكن است همین، اولین علامت پوكی استخوان باشد.
به هر ترتیب چنانچه بیش از یكی از علائم بالا در شما هست حتماً به پزشك مراجعه كنید. به خاطر داشته باشید كه ممكن است هیچ علامتی مشاهده نشود ولی به پوكی استخوان دچار شده باشید. پس بهترین راه، پیشگیری از بروز پوكی استخوان است.
عوامل مستعد كننده پوكی استخوان كدامند؟
عوامل مستعد كنندهای كه قابل كنترل نیستند:
- جنسیت: زنان بسیار بیشتر از مردان به پوكی استخوان و شكستگی ناشی از آن دچار میشوند.( در واقع 4 برابر آقایان). زیرا زنان از ابتدا تراكم استخوان كمتری دارند و بیشتر هم عمر میكنند.
- سن: با افزایش سن احتمال بروز پوكی استخوان بیشتر میشود.
- شروع یائسگی: استروژن هورمون زنانهای است كه از كاهش تودهی استخوان جلوگیری میكند. تولید استروژن در تخمدانها بعد از یائسگی متوقف میشود، در نتیجه، از دست رفتن تودهی استخوان تسریع میشود. زنانی كه یائسگی زود رس دارند (قبل از 45 سالگی)، مانند بانوانی كه تخمدانهای آنها را با جراحی برداشتهاند بیشتر در معرض ابتلا به پوكی استخواناند.
- سابقهی خانوادگی: وراثت بر مقدار استخوانهای شما و سرعت از دست دادن آنها تأثیر دارد، اگر مادر شما شكستگی لگن یا مهره، ساعد و... داشته باشد، احتمال ابتلای شما به شكستگی 2 برابر افراد دیگر است.
شنبه 16/6/1387 - 17:16
