طقس الوطن

محمد عيايدة - موقع طقس الوطن: 

اسقاطات الخرائط: 

مجتمع الأرصاد الجوية دائم البحث في الخرائط، ولكن، هل الخرائط التي تراها دائما سواء خلف مذيع الاخبار او في المحاضرة او على شاشات خبراء الطقس او في اي مكان تراها ، هل هي حقيقية مئة بالمئة وتتطابق مع الواقع على ارض الكوكب ؟ الجواب هو قطعا لا ..

 يمكن لأي شخص بسيط يستخدم الخرائط بانتظام أن يخبرك أن جميع الخرائط المستخدمة في المجتمع العلمي ليست دقيقة وليست متساوية. للوهلة الاولى فإن الخرائط المسطحة ، وعلى الرغم من أنها مناسبة جدًا ، أكثر بكثير من حمل مجسم الكرة الأرضية لعرض موضوع ما ، فإن هناك اشكالات في استخدام الخرائط المسطحة عصية على الحل . 

لمعرفة ما أعنيه، فكر في تفكيك قشرة برتقالة قطعة واحدة ثم حاول جعلها مستوية ومسطحة دون كسرها أو تشويهها. لن تستطيع ، إن محاولة إنشاء خريطة مسطحة لأرضنا الكروية تجلب نفس المشاكل التي حدثت معك عندما حاولت تفكيك قشرة برتقالة قطعة واحدة وجعلها مسطحة دون ضرر ، مهما حاولت وبكل الوسائل سيكون لديك دائمًا تشوهات.

لحل تلك المعضلة:
يوجد عدد من التقنيات غير الكاملة لكنها مقبولة نوعا ما  تسمى إسقاطات الخرائط  لعمل خرائط مسطحة لشكل الأرض. وكل إسقاط له حسنات ومساوئ.

ومن المهم بالنسبة لك في هذا الدرس  أن تعرف ما هي تلك الحسنات والمساوئ التي تشوب الخرائط من أجل التعامل معها في فهم الخرائط التي بين يديك.
سنركز على اثنين من الإسقاطات لانها هي الاكثر شيوعاً والمستخدمة بشكل واسع ،
1 الإسقاطات  القطبية 
2 إسقاطات مركاتور 

 الإسقاطات المجسمة القطبية هي الخريطة التي يكون مركزها احد القطبين ، يأتي منظور المراقب عند النظر في الخريطة  إلى القطب الشمالي أو الجنوبي. تتيح نقطة المراقبة الفريدة هذه للمتنبئين بالطقس التشغيلي مراقبة تحركات نظام الطقس عبر مسافات طويلة دون تشوه واختلاف حجم الفعاليات الجوية والمسافات التي تقطعها  لكن هناك مشكلة وهي من المساوئ، ان خطوط العرض  التي تمتد من الغرب إلى الشرق موازية لخط الاستواء وتحدد المسافة من خط الاستواء 0 درجة ليست مستقيمة على خرائط الإسقاطات المجسمة القطبية. بدلاً من ذلك  تظهر خطوط العرض كدوائر كبيرة أو أقواس على جسم الخريطة ولا تحاذي الغرب او الشرق في خط مستقيم ، وهذه مشكلة .

خطوط الطول ايضا والتي تمتد من الشمال إلى الجنوب وتحدد المسافة من خط الطول الرئيسي (خط الطول 0 درجة)  تبدأ من مركز القطب وتمتد جنوبا بشكل مستقيم لكنها كلما ابتعدت عن مركز القطب انفرجت اكثر وزاد تشوه المسافات بينها ، لمعرفة ما أعنيه ، تحقق من الإسقاط المجسم القطبي أدناه.

في الإسقاطات المجسمة القطبية ، فإن العثور على الشرق والغرب ليس مجرد مسألة النظر إلى يمين الخريطة أو يسارها كذلك فإن العثور على الشمال والجنوب ليس فقط بالنظر لأعلى أو لأسفل الخريطة، ستتغير هذه الاتجاهات على خريطة الاسقاط القطبي اعتمادًا على منطقة الخريطة التي تشاهدها. انظر الى الخريطة اعلاه ، قد يبدو السهم قبالة الساحل الغربي للولايات المتحدة في الخريطة والذي يمثل اتجاه الرياح وكأنه قادم من الشمال الغربي، ولكن إذا نظرت عن كثب ، فإنه قادم بالتوازي مع أقرب خط عرض له و هذا يعني أن الرياح تهب فعلياً من الغرب تماما وليس من الشمال الغربي .

للحصول على مثال واقعي ، ألق نظرة على  الخريطة اعلاه مع العلم أن هذا إسقاط مجسم قطبي ، هل يمكنك تحديد اتجاه الرياح في المربع الاسود ؟ قد يبدو وكأنه من الجنوب الشرقي في البداية ، لكنه في الحقيقة من الشرق تماما (90 درجة). إذا نظرت بعناية ، فإن الرياح تهب موازية مع خط العرض وخطوط العرض تمتد من الشرق الى الغرب تماما . خلاصة القول يجب عليك توجيه نظرك إلى أقواس خطوط الطول والعرض على اسقاطات الخرائط القطبية حتى تستطيع تحديد اتجاهات الفعاليات الجوية بدقة ، 
تعمل أقواس خطوط العرض من الغرب إلى الشرق وتعمل خطوط الطول بين الشمال والجنوب (وتتقاطع بزوايا قائمة) وبدون الاعتماد على خطوط الطول والعرض في الاسقاطات القطبية لن تستطيع تحديد حتى اتجاه الرياح بدقة ، سوف تخدعك الخريطة . 

خرائط الاسقاط القطبي تعمل على تشويه الحجم والمسافة، لاحظ في الخريطة المجسمة القطبية  أعلاه أن ألاسكا وتكساس تبدو بنفس الحجم تقريبًا. لكن في الواقع ، تبلغ مساحة ألاسكا ضعف مساحة تكساس على ارض الواقع ، كلما ابتعدت عن القطب في إسقاط الخريطة القطبية ، زادت تشوهات الحجم والمسافة ، وهذا يسبب مشكلات عند تحليل عناصر الطقس بالقرب من خط الاستواء من حيث تشوه الحجم وتشوه المسافة ، لتحليل عناصر الطقس بالقرب من خط الاستواء غالباً ما يلجأ مجتمع  الأرصاد الجوية إلى خرائط إسقاط مِركاتور.

خريطة إسقاط مركاتور

خرائط اسقاط مركاتور المسطحة تُستخدم بشكل روتيني لخرائط الطقس التي تركز على خطوط العرض المنخفضة بالقرب من خط الاستواء، يقلل هذا النوع من الإسقاط التشوه الحاصل في الحجم والمسافة حول خط الاستواء والعروض المنخفضة ، كلما اقتربت من خط الاستواء في إسقاط مركاتور ، زادت دقة تمثيل الحجم المسافة.

فائدة أخرى لإسقاط مركاتور هي الحفاظ على اتجاهات البوصلة ، هذه فائدة كبيرة عند تتبع ميزات الطقس على مسافة ما، على سبيل المثال يتم توجيه الشمال دائمًا الى اعلى الخريطة بغض النظر عن مكان وجودك على الخريطة . لذلك من السهل العثور على الشمال والجنوب والشرق والغرب في إسقاطات مركاتور مع الملاحظة انه لا يزال يتعين عليك العثور على خطوط الطول والعرض لتوجيه نفسك ، نظراً لأن كل منها عبارة عن خط مستقيم ، فإن الاتجاهات تكون أكثر سهولة ، كما هو موضح في  خريطة مركاتور اعلاه . الشمال في أعلى الصورة ، والجنوب في الأسفل ، والغرب على اليسار ، والشرق على اليمين بغض النظر عن موقعك على الخريطة.

بما انه يتم الحفاظ على اتجاهات البوصلة ويتم التعبير عن  المسافات على خطوط العرض المنخفضة بدقة معقولة ، فلماذا لا يستخدم علماء الأرصاد الجوية إسقاط مركاتور طوال الوقت؟ حسناً ، كما ان خرائط الاسقاط القطبي تعاني من تشوهات كلما توجهت نحو خط الاستواء فإن خرائط اسقاط مركاتور المسطحة تعاني من تشوهات كلما اتجهت نحو القطبين . يعد تشوه الحجم والمسافة بعيدًا عن خط الاستواء الى الشمال مثلا مشكلة حقيقية  لأن أنظمة الطقس تتحرك شمالًا أو جنوبًا ، وبالتالي قد تبدو وكأنها اكبر من حجمها كلما تحركت نحو الشمال ، في حين أن التغييرات على ارض الواقع غير موجودة وانما يحدث ذلك بسبب تشوه إسقاط الخريطة المسطحة على جسم كروي  ، على سبيل المثال ، تبدو جزيرة جرينلاند بحجم إفريقيا تقريباً ، لكن في الواقع إفريقيا أكبر من جرينلاند بأكثر من 13 مرة، في أقصى الحدود الشمالية والجنوبية تكون حقيقة الشمال او الجنوب  هي نقطة مفردة تجتمع فيها اتجاهات خطوط الطول لكن على خرائط اسقاط مركاتور المسطحة كل نقطة على طول اعلى الخريطة هي الشمال وكل نقطة على اسفل الخريطة هي الجنوب وهذا من تشوهات الخريطة . 

من تشوهات خريطة مركاتور ان سيبيريا الروسية في اقصى الشرق والاسكا الامريكية في اقصى الغرب ويفصل بينهما العالم بأسره بينما على ارض الواقع يفصل بينهما 4 كلم فقط وذلك عند تقوس الخريطة والتقاء طرفيها على المجسم الكروي . 

في نهاية الدرس ما يجب علينا ادراكه انه لا يوجد إسقاط مثالي دقيق تماما للخرائط ابدا ، ويستخدم مجتمع الأرصاد والمجتمع العلمي نقاط القوة والايجابيات لكل نوع من اسقاطات الخرائط ، مع العلم انه لا يوجد طريقة حتى اللحظة للتغلب على تشوه اسقاطات الخرائط وان الاحجام والمسافات في عناصر الطقس يشوبها دائما تشوه لا يمكن التغلب عليه  إلا اذا استطعت نزع قشرة البرتقالة قطعة واحدة وجعلتها مسطحة دون تمزيقها .

طابت اوقاتكم ودمتم بخير .