ümumi ehtiyatı ayrı-ayrı təbəqələrin müsbət və mənfi dayanıqsızlıq
enerjilərinin riyazi cəmi kimi ifadə olunur.
Dayanıqsızlıq enerjisi –
havanın temperaturunun hündürlükdən
asılı olaraq paylanmasından asılı olan atmosferin potensial
enerjisidir. Atmosferin şaquli dayanıqlığının xarakteri onun
mövcudluğundan və qiymətindən asılıdır. Əgər hava hissəciyi
sərbəst yuxarı qalxa bilirsə, dayanıqsızlıq enerjisi müsbətdir. Əgər
hissəcik yalnız xaricdən alınmış enerji hesabına yuxarıya doğru
hərəkət edirsə, bu zaman dayanıqsızlıq enerjisi mənfi olur. Müsbət
dayanıqsızlıq enerjisi havanın şaquli hərəkətlərinin kinetik
enerjisinə çevrilir. Onun qiymətinə əsasən leysan, şimşək və
dolunun düşmə ehtimalı haqda fikir söyləmək olur. Aeroloji
diaqram üzərində stratifikasiya və hal əyrilərini keçirməklə
atmosferin tarazlıq halını təyin etmək olar. Əgər hal əyrisi
stratifikasiya əyrisindən sağda yerləşərsə dayanıqsızlıq enerjisi
müsbətdir və atmosferin vəziyyəti dayanıqsızdır (qırmızı rənglə
rənglənmiş sahə). Əgər hal əyrisi stratifikasiya əyrisindən solda
yerləşərsə dayanıqsızlıq enerjisi mənfidir və atmosfer dayanıqlıdır
(mavi rəng) (şək. 23).
а )
b )
h
konv
Şək. 23. Atmosferin dayanıqlı (a) və dayanıqsız (b) tarazlıq
hallarının qrafiki təsviri (1-stratifikasiya əyrisi; 2 – hal əyrisi)
III FƏSİL
METEOROLOJİ ELEMENTLƏRİN SAHƏLƏRİ VƏ
ONLARIN TƏHLİLİ
Meteoroloji kəmiyyətlərin əsas sahə
xarakteristikaları
Meteoroloji kəmiyyətlər olan təzyiq, havanın rütubəti,
temperaturu, külək, buludluq, yağıntı sahələri mürəkkəb
sahələrdir və hər birinin özünəməxsus xüsusiyyətləri vardır. Bu
kəmiyyətlərin sahə vəziyyətinin təhlili sinoptik təhlilin əsas
məsələsidir və alınan nəticələr atmosfer proseslərinin inkişaf
qanunauyğunluğunu nəzərə almaqla hava proqnozunu tərtib etmək
üçün ilkin material hesab olunur. Bu materiallardan istivadə
etməklə, müxtəlif zaman üçün proqnohları təşkil etmək olar.
Təzyiq sahələri
Atmosfer təzyiqi sahəsi kəsilməz, skalyar sahədir. Zamanın hər
anında P təzyiqi (x,y,z) koordinatının funksiyasıdır:
P = P(x, y, z).
Başqa sözlə, təzyiq sahəsi üçölçülü kəmiyyətdir. Bütün skalyar
kəmiyyətlər kimi, təzyiq sahəsini də ekviskalyar xarakterizə
etmək əlverişlidir. Baxılan halı aşağıdakı kimi göstərmək olar.
P(x, y, z) = const.
Ümumiyyətlə, izobarik səthlər hamarlaşdırılmış düz səthlərə
uyğun gəlmir və onlara nisbətdə kiçik bucaq altında yerləşirlər.
İzobarik səthin maillik bucağının tangensi hamar səthlərə nisbətdə
10
-4
- 10
-5
sırasına malikdir. Geostrofik külək şəraitində də izobarik
səthin mailliyini təyin edirlər. Bu külək şəraitində izobarik səthin
mailliyini təyin edən düstur aşağıdakı kimidir.
tgβ =
∙
g
Vg
,
burada,
β - maillik bucağı;
= 2ω sin φ - Koriolis əmsalı;
g
-
sərbəstdüşmə təcili;
V
g
– geostrofik küləyin sürəti.
Əgər φ = 45˚ və V
g
= 10 m/s olarsa, onda β = 24º olar.
Müxtəlif hündürlüklərdə təzyiq dəyişmələrinin əlaqəsini
aşağıdakı barometrik tənlikdən almaq olar:
p
2
= p
1
m
RT
z
gΔ
e
.
(3.1)
Bu tənliyi zamana görə diferensiallasaq, onda alarıq:
t
m
T
RT
p
z
gΔ
t
p
p
p
t
p
m
2
1
1
2
2
. (3.2)
Tutaq ki, zaman keçdikcə hava qatının orta temperaturu
dəyişmir, yəni
0
t
T
m
. Bu halda (3.2) tənliyindən alınır ki, aşağı
və yuxarı hündürlüklərdə təzyiqin dəyişməsi eyni işarəlidir. Ancaq
yuxarı hündürlükdə təzyiqin dəyişməsi aşağı hündürlükdəki
dəyişmədən
1
2
P
P
dəfə azdır . Yuxarı troposferdə təzyiq və
temperaturun dəyişməsinin işarəcə eyni olması bununla izah
olunur.
Atmosfer proseslərinin inkişafında təzyiqin zamana görə
dəyişməsi əhəmiyyətli rola malikdir. Təzyiqin dəyişmə səbəblərini
təyin etmək üçün tendensiya tənliyindən istifadə edilir və bu tənlik
statika və kəsilməzlik tənliklərinin birgə həllindən alınır.
Birinci tənliyi aşağıdakı kimi yazıb:
z
z
dz
gρ
P
və onu zamana görə diferensiallasaq, alarıq:
z
d
z
ρ
g
t
z
p
z. (3.3)
(3.3) tənliyinin sol tərəfini, z səviyyəsində təzyiqin lokal
dəyişməsini, cox vaxt
barik tendensiya
adlandırırlar. Tənliyin sağ
tərəfini dəyişmək üçün kəsilməzlik tənliyindən istifadə edək.
V
divρ
z
ρw
y
ρv
x
ρu
z
ρ
,
burada,
V – sürət vektorudur , nəticədə
z
z
dz
V
divρ
g
dz
z
ρw
y
ρv
x
ρu
g
t
z
p
. (3.4)
Tənlikdən belə nəticəyə gəlmək olar ki, əgər havanın yuxarı
sütununda hərəkət miqdarının divergensiyası varsa (div ρV ›0),
onda z səviyyəsindəki təzyiq zaman keçdikcə azalır, yox əgər
konvergensiya varsa (div ρV ‹ 0), onda təzyiq artır. (3.4) tənliyini
aşağıdakı şəkildə yazaq:
z
z
z
z
w
gρ
y
ρ
v
x
ρ
u
g
y
v
x
u
gρ
t
p
dz
dz
z
.
Dostları ilə paylaş: |