Hava axınları atmosferdə üfüqi və şaquli vəziyyətdə baş verir.
Havanın üfüqi istiqamətdə yerdəyişməsinə
külək
deyilir. Küləklər
hava kütləsinin yer səthinə nəzərən hərəkətinə görə təyin edilir. Bu
təyinata əsasən külək ərazidə üç istiqamətdə əsə bilər. Külək
vektorial kəmiyyət olub, sürət və istiqaməti ilə təyin edilir. Əgər
vektorun qiyməti yer səthinə nəzərən götürülərsə, bu o deməkdir ki,
o, üç istiqamətdə ola bilər: şimal – cənub, şərq – qərb və yuxarı –
aşağı.
Əgər vektorun qiyməti hava gəmisinin uçuş trayektoriyasına
nəzərən götürülərsə, o zaman aşağıdakı istiqamətlərdən istifadə
edilir: eyni səmtli və qarşıdan əsən küləklər, yan səmtli küləklər
(sağ və soldan), enən və qalxan küləklər (şaquli). Küləklər
fəaliyyəti zamanı iki qüvvənin təsirinə məruz qalır:
1. Külək yer səthinə sürtünərək zəifləyir - sürtünmə qüvvəsi;
2. Küləklər Yerin fırlanmasından asılı olaraq hər iki
yarımkürədə zəifləyir və istiqamətini dəyişir -
Koriolis qüvvəsi.
Küləyin istiqaməti yüksək təzyiq sahəsindən alçaq təzyiq
sahəsinə doğru yönəlir. Onun gücü (sürəti) təzyiq sahələri
arasındakı fərqlə düz mütənasibdir. Yəni təzyiqin böyük fərqlərində
sürət çox, az fərqlərində isə əksinə, az olur. Yerin fırlanması
nəticəsində
küləklər
şimal
yarımkürəsində
sağa,
cənub
yarımkürəsində isə sola meyl edirlər. Bu qüvvə Koriolis qüvvəsi
adlanır. Beys - Bolla qanununa əsasən küləklər adətən qradiyentdən
sağa 60
0
-lik bucaq altında meyl edirlər. Koriolis qüvvəsi çox kiçik
olmasına baxmayaraq, (=7,29·10
-5
sm
-1
) arasıkəsilməz, fasiləsiz
olduğuna görə ümumi aparıcı axına təsir göstərmək iqtidarına
malik bir qüvvədir. Əgər Yer kürəsi fırlanmasaydı, (yəni, Koriolis
qüvvəsi mövcud olmasaydı) onda küləklərin istiqaməti ancaq
qradiyentdən asılı olardı. Şəkil 28-dən aydın görünür ki, Yer
kürəsində daimi küləklərin istiqaməti ancaq en dairələri üzərində
yaranan təzyiq sahələri və onlar arasında olan qradiyentdən asılıdır.
Şək. 28. Təzyiqin qradiyent qüvvəsinin (TQQ) təsiri altında
yaranan küləklər
Lakin, əslində heç də belə deyildir. Çünki Yer kürəsi həmişə
dövr edir və burada küləklərin istiqaməti Yerin fırlanma
meyletdirici qüvvəsi olan Koriolis qüvvəsinin təsirinə məruz qalır.
Bu zaman hava kütləsi əvvəlcə təzyiq qradiyenti qüvvəsinin təsiri
altında yüksək təzyiq sahəsindən alçaq təzyiq sahəsi istiqamətinə
yerini dəyişməklə, hərəkət edir.
Şək. 29. Koriolis qüvvəsinin küləklərə təsiri
Yerin fırlanma meyletdirici qüvvəsi olan Koriolis qüvvəsinin
təsiri nəticəsində küləklər şimal yarımkürəsində sağa, cənub
yarımkürəsində isə sola meyl edəcək. Yəni, bu zaman şimala doğru
əsən küləklər sağa, cənuba doğru əsən küləklər isə sola meyllənmiş
olacaq (şək. 29).
Sürtünmə təbəqəsi yer səthindən 1,5-2,0 km hündürlüyə qədər
atmosfer qatında qərarlaşır. Ümumiyyətlə, havanın hərəkət sürətini
zəiflədən bir sıra səbəblər vardır ki, bu səbəblərdən də ən vacibi
sürtünmədir. Sürtünmə 2 cür olur:
1. Havanın alt qatının yer səthinə sürtünməsi;
2. Havanın hərəkəti zamanı öz daxilində yaranan sürtünmə.
Havanın yer səthinə sürtünməsi bilavasitə relyefindən, yer
səthinin kələ-kötürlüyündən asılıdır. Atmosferin alt qatında, yerlə
təmas sahəsində sürtünmə ən böyük dərəcəyə, küləklər isə ən zəif
sürətə malik olurlar. Su hövzələrinin səthi daha çox hamar olduğu
üçün sürtünmə orada zəif, sürət çox, quruda kələ-kötürlüklərin
təsiri ilə sürtünmə əmsalı böyük, sürət isə az olur.
Troposfer qatında bir neçə sürtünmə təbəqəsi ayrılır (şək. 30):
Şək. 30. Troposfer qatında sürtünmə təbəqələri
Sürtünmə qüvvəsinin təsirinin nəzərə alınmasından asılı olaraq
küləklər
geostrofik və qradiyent küləklərə
ayrılırlar.
Atmosferdə ağırlıq qüvvəsi, Yerin fırlanması nəticəsində
yaranan qüvvə və Arximed qüvvəsi şaquli istiqamətdə təsir
göstərmirlər. Bunlar şaquli yönəlmiş barik qradiyent qüvvəsini
tarazlaşdırır və bu əlaqə statikanın tənliyi ilə təsvir edilir.
Sürtünmə və inersiya qüvvələri havanın hərəkətini dəyişən əsas
qüvvələr hesab edilirlər. Təzyiq sahəsinin üfüqi qeyri-bircinsliyi
küləyi əmələgətirən yeganə səbəb olmaqla, həmçinin üfüqi barik
qradiyent qüvvəsini də yaradır.
Müntəzəm hava hərəkətlərinin yaranmasında ən vacib sahəni
yer səthindən 1,5 km – dən yuxarı atmosfer təbəqəsi tutur ki, bu
təbəqə
sərbəst atmosfer
adlanır. Bu təbəqədə yer səthinə sürtünmə
qüvvəsinin təsiri heçə, minimuma enir. Lakin, bu zaman
atmosferdə barik qradiyent qüvvəsi ilə Koriolis qüvvəsi bir-birini
tarazlaşdırarsa, müntəzəm hərəkətlərin yaranması mümkündür. Bu
qüvvələrin bərabərlik şərtini isə aşağıdakı tənlik vasitəsilə
göstərmək olar:
0.
V
sin
2ω
n
p
ρ
1
Bu zaman elə bir şərti külək vektoru daxil etmək olar ki, onun
nəticəsində yaranan Koriolis qüvvəsi mövcud olan barik qradiyenti
tarazlaşdırsın. Qeyd edilən şərti külək vektoru geostrofik küləklər
adlanırlar.
Geostrofik küləyin
sürət vektorunun modulunu
g
V
aşağıdakı bərabərlik şərtindən almaq olar:
.
n
p
ρ
sin
2ω
1
V
g
Başqa sözlə,
geostrofik küləklər
atmosferdə sürtünmə qüvvəsinin
təsiri olmadan düzxətli izobarlar boyunca havanın qərarlaşmış
hərəkətinə deyilir.
Küləklər müəyyən hündürlükdən sonra (sürtünmə qüvvəsinin
təsirinin azaldığı hündürlüklərdə) geostrofik küləklərin paylanma
qanunlarına tabe olur (şək. 31). Şəkildən göründüyü kimi, müəyyən
hündürlükdən sonra təzyiqin qradiyent qüvvəsi (TQQ) ilə Koriolis
qüvvələri bir-birini tarazlaşdırır və küləklərin hərəkəti geostrafik
qəbul edilir.
Dostları ilə paylaş: |