,
p
dp
C
R
T
dT
p
və yaxud
P
C
R
0
0
p
p
T
T
,
burada,
(R/C
p
) arasında əlaqə 0,286 – a bərabərdir,
P
0
və T
0
kəmiyyətləri adiabatik prosesdə iştirak edən hava
hissəciklərinin ilkin vəziyyətini müəyyən edir. Bu düsturdan
görünür ki, adiabatik prosesdə hissəciyin verilmiş təzyiqi ilə
müqayisədə onun temperaturu artır, təzyiqin azalması ilə hissəciyin
temperaturu isə əksinə, azalır. Bu proses sxematik olaraq şəkil 14-
də göstərilmişdir.
Atmosferdə
təzyiqin
tendensiyası
hava
hissəciklərinin
hündürlüyə doğru dəyişməsi zamanı baş verir. Hava hissəciklərinin
temperaturlarının adiabatik dəyişmələrini təsvir etmək üçün
enerjinin saxlanması qanununun tənliyində dp və dz kəmiyyətlərini
statika tənliyi vasitəsilə dəyişmək olar. Bu zaman tənlik aşağıdakı
şəklə düşər:
,
a
γ
dz
dT
dz
RT
gp
dp
,
p
dp
C
R
T
dT
p
p
C
g
a
γ
,
burada,
γ
a
- hava üçün sabit kəmiyyət olub,
adiabatik qalxma zamanı
temperaturun mümkün dəyişmələrini göstərir və
quru adiabatik
qradiyent
adlanır.
Şək. 14. Hava hissəciklərinin qalxma və enməsi zamanı
adiabatik hal dəyişkənliyi
Quru adiabatik qradiyentin kəmiyyəti 1,0ºC/100 m-ə bərabərdir.
Bu onu göstərir ki, hava hissəciyi adiabatik olaraq qalxan zaman
onun temperaturu hər 100 metrə bir dərəcə azalır, enmə zamanı isə
onun temperaturu uyğun olaraq hər 100 metrdə bir dərəcə artır.
Lokal termodinamik tarazlığın dayanıqlığı
Şəkil 15-də hava hissəciklərinin müxtəlif halları təsvir
edilmişdir. Bu şəkilə əsasən hissəciyin «dayanıqlıq» terminini
mənaca izah etmək mümkündür: əgər kiçik bir tərəddüd hava
hissəciyinin parametrlərini tamamilə dəyişərsə, onda təbiətdə
hissəciyin ilkin halı dayanıqsız olar. Bu zaman çoxsaylı tərəddüd
yaradan amillər mövcud olur, əks halda, proses dayanıqlı olduqda
isə tərəddüd yaradan səbəblər mövcud olmayacaqdır.
Şək. 15. Hava hissəciyinin dayanıqlı, dayanıqsız və neytral
tarazlıq halları
Termodinamik balansın dayanıqlığının öyrənilməsi üçün
termodinamikanın ikinci qanunu tətbiq edilir. Bu zaman
termodinamik proseslər sistemin entropiyasını artırmaq üçündür.
Meteorologiyada entropiya ilə birlikdə potensial temperaturdan da
istifadə edilir ki, bu da aşağıdakı tənlik vasitəsilə hesablanır:
Θ = T
p
R/C
0
P
P
,
burada,
P
0
üçün 1000 hPa qəbul edilir.
Qaz qanunlarına və enerjinin saxlanma qanununa görə hava
hissəciyinin potensial temperaturunun dəyişməsi onun entropiya
dəyişkənliyi ∆Q/T ilə əlaqədar olub, aşağıdakı tənlik vasitəsilə
ifadə edilir:
Дайаныгсызлыг
щалы
Дайаныглыг
щалы
Нейтрал щал
(таразлыг)
p
dp
C
R
T
dT
C
T
ΔQ
P
P
.
Termodinamikanın
ikinci
qanununa
müvafiq
olaraq,
entropiyanın artımının şərti (vəziyyəti) istənilən prosesin gedişi
üçün zəruridir.
Əgər hissəcik şaquli istiqamətdə hərəkət edirsə, onda onun
potensial temperatur dəyişməsini aşağıdakı tənlik vasitəsilə
aşkarlamaq mümkündür:
.
dz
dT
γ
,
T
γ
γ
dz
dΘ
Θ
1
a
burada,
γ - işarəsi atmosferdə temperaturun
şaquli qradiyentini
göstərir.
Atmosferdə lokal termodinamik tarazlığın dayanıqlılıq şərti
üçün
temperaturun
şaquli
qradiyentindən
və
potensial
temperaturdan istifadə edilir (cədvəl 7).
Cədvəl 7
Adiabatik dəyişmələr zamanı hava hissəciyinin
müvazinətinin tarazlıq şərtləri
Hissəciyin
vəziyyəti
Temperatur
qradiyentinə görə
Potensial
temperaturun
qradiyentinə görə
Dayanıqlı
γ
a
> γ
dθ/dz > 0
Neytral
γ
a
= γ
dθ/dz = 0
Dayanıqsız
γ
a
< γ
dθ/dz < 0
Dostları ilə paylaş: |