Aeroloji diaqramların qurulması sxemi
Aeroloji diaqramların qurulması sxemi.
Stratifikasiyanın 3 halı var: dayanıqlı, dayanıqsız və neytral. Havanın hərəkətinin dayanıqlı və dayanıqsız olmasınıbilmək üçün aeroloji diaqramlar qurulur. Aeroloji diaqramlar aeroloji stansiyalarda KH- 04 məlumatlarına əsasən qurulur. Qeyd edək ki, Azərbaycanda 2 aeroloji stansiya (Maştağa və Lənkəranda) var. Aeroloji stansiyalarda müşahidələr belə aparılır: sutka ərzində radiozond (şarşəkilli) buraxılır. Buraxılan şar hər bir izobarik səviyyə 925, 850, 700....... üçün temperatur, külək və rütubət məlumatlarını lokator vasitəsilə aşağı ötürür və ötürülən informasiyalar KH- 04 şəklində kodlaşdırılır.
Roshidrometdə aeroloji diaqramların düzbucaqlı koordinant sistemində olan blanklarından istifadə olunur: Aeroloji diaqram № 1 ( ADD- 1 ) və aeroloji diaqram № 2 ( ADD- 2 ). ADD- №1 blankı 1050- dən 100 hPa- a qədər, ADD-№2 1050 hPa- dan 10 hPa- a qədər təzyiq şkalasından ibarətdir. Temperatur şkalası hər 2 blank formasında təzyiq şkalası ilə düz bucaq əmələ gətirir və - 80° +40°C diapazona malikdir. Aeroloji diaqramların köməyi ilə tez və əyani şəkildə hündürlük üzrə meteoroloji elementlərin yayılmasını, atmosferin ümumi dayanıqlığı və ya qatlarının adiabatik proseslərə münasibəti üzrə analiz aparılır. Aeroloji diaqramların analizi bizə hava kütlələrinin xarakteristikasını, buludların növlərini, zondlama məntəqəsində cəbhə zonalarının vəziyyətini, inversiya qatının temperaturunu, təyyarələrin buzbağlama və yırğalanma şəraitini və s. müəyyən etməyə imkan verir. Aeroloji diaqramlarda temperaturun hündürlüyə görə dəyişmə nöqtələrini birləşdirən stratifikasiya əyrisi, potensial temperatur nöqtələrini birləşdirən hal əyrisi və izobarik səviyyələr üzrə şeh nöqtəsini birləşdirən şeh nöqtəsi temperaturu əyrisi qurulur. Əgər aeroloji diaqramda hal əyrisi stratifikasiya əyrisindən sağda yerləşərsə onda deyirik ki, atmosferin vəziyyəti dayanıqsızdır. Buna misal olaraq onu deyə bilərik ki, yay vaxtı qızmış isti yer səthinə soyuq hava kütləsi gələndə dayanıqsız vəziyyət yaranır. Bu zaman topa- yağış buludları yaranır. Topa- yağış buludlarının yaranmasına səbəb havanın şaquli istiqamətdə yuxarı qalxması yəni, konveksiyadır.
Şəkil 1.1. Aeroloji diaqram.
1. Absis oxunda temperatur dərəcə Selsi ilə .
2. Ordinantda loqarifmik şkala üzrə atmosfer təzyiqi və ona müvafiq hündürlük.
3. Blankın sağ hissəsindəki xətlərsiz şaquli sütunlar yüksəklik üzrə küləyin qeyd edilməsi üçündür.
Aeroloji diaqramların qurulması və analizi.
Temperatur- külək zondlamasının məlumatları KH -04 kodu ilə kodlaşdırılır. Kodlaşdırmanın nəticələrinə 1- ci cədvəldə baxmaq olar.
lük-km
Təzyiq-hPa
Defisit°C
Şeh nöqtəi tem.ru°C
Buza nisbətən doyma temperaturu
Küləyin istiqaməti
Küləyin sürəti
Nisbi rütubət %
Qradiyent °C / 100 m
Şeh nöqtəsi əyrisi- hündürlüklər üzrə şeh nöqtələrinin paylanmasını xarakterizə edir. O, eynilə stratifikasiya əyrisi kimi qurulur. Şeh nöqtəsi temperaturu əyrisi stratifikasiya əyrisindən sağda yerləşməklə, yaşıl xətlə keçirilir. Rütubətli adiabatik proses anlayışı ilə bərabər psevdoadiabatik proses anlayışı da mövcuddur. Rütubətli adiabatik prosesdən fərqli olaraq psevdoadiabatik proses tamamlanmış hesab edilmir, hissəcik psevdoadiabatik üzrə qalxır, lakin quru adiabat üzrə enir. Nəticədə başlanğıc vəziyyətə qayıtdıqda onun temperaturu qalxmağa başlayarkən olduğundan daha yuxarı olur. Buradan belə bir nəticəyə gəlmək olar ki, psevdopotensial temperatur Θr - hava hissəciyində su buxarı tam kondensasiyaya uğrayana qədər psevdoadiabatik qanunla qalxdıqda, 1000 hPa səviyyəyə qədər quru adiabat qanunla endikdə aldığı temperaturdur.
Şeh nöqtəsi temperaturunu aşağıdakı düsturla hesablayırlar:
Td= T- D ( 1 )
Şaquli barik qradiyent γ aşağıdakı düsturla hesablanır:
Γ= ΔT/ ΔH= Tn+1- Tn/ Hn+1-Hn ( 2 )
Burada: Tn və Hn- n səviyyəsindəki temperatur və hündürlük, Tn+1 və Hn+1 göstərilən yuxarı səviyyədəki temperatur və hündürlük.
Aeroloji diaqramların tərtibi.
İlk növbədə havanın temperaturu məlumatları (stratifikasiya əyrisi), şeh nöqtəsi (depeqramma), yer səthində və standart izobarik səthlərdə küləyin sürət və istiqaməti yazılır.
Temperatur məlumatlarının əlavə edilməsi və stratifikasiya əyrisinin qurulması.
Bunun üçün aeroloji diaqramların blanklarında izobar tapılır (horizontal xətlər), hansı ki, qeyd olunmuş nöqtədəki təzyiqi ifadə edir. Sonra bu izobar boyu gedərək izotermlə onun kəsişdiyi yeri tapırlar, bu qalxma havanın temperaturuna uyğun gəlir izobarla izotermin kəsişdiyi yerə nöqtə qoyulur. Qeyd olunmuş nöqtələr yəni, havanın temperaturunu göstərən bütün bu nöqtələr qırmızı karandaşla düz xətlə birləşdirilir. Bu stratifikasiya əyrisi adlanır və temperaturun hündürlüyə görə dəyişmə nöqtələrini birləşdirir.
Şeh nöqtəsi temperaturu məlumatlarının əlavə edilməsi və şeh nöqtəsi əyrisinin qurulması
Şeh nöqtəsi temperaturu temperatur məlumatları kimi hər hündürlüyə və izobara görə nöqtə qoyulur. Şeh nöqtəsi temperaturu bütövlükdə yaşıl rəngdə xətdən ibarət olmaqla, şeh nöqtəsi temperturlarını birləşdirir. Şeh nöqtəsi temperaturu əyrisindən solda qara rəngdə nisbi rütubət qeyd olunur (f). Şeh nöqtəsi əyrisi (depeqramma) yüksəklik üzrə havanın rütubətliyi ilə xarakterizə olunur.
Hal əyrisinin qurulması.
Qalxan havada temperaturun adiabatik (istilik mübadiləsi olmadan) dəyişməsini xarakterizə edən əyri xətt hal əyrisi adlanır. Hal əyrisi kondensasiya səviyyəsinə qədər quru adiabatla, kondensasiya səviyyəsindən yuxarıda rütubətli adiabatla dəyişir. Hal əyrisi qara nazik xətlə çəkilir.
Dayanıqsızlıq enerjisinin təsviri.
Meteorologiyada atmosferin dayanıqsız enerjisi dedikdə iş başa düşülür, hansı ki vahid kütləyə malik hava hissəciyi atmosferin termik dayanıqsız vəziyyətində yaranan konveksiya sayəsində qalxır. Vahid hava kütləsinin elementar işiş dE, z= z1 – dən z= z2 hündürlüyünə kimi dW/ dt sürətlə hərəkət edən Ti- Te və ya γ > γa
dEi= 1.3 R z2∫z1 ( Ti- Te ) dlg P (3)
Harada ki, Ti- hissəciyin temperaturu, Te- ətraf mühitin temperaturudur. Bu formuldan göründüyü kimi Ti- Te fərqindən asılı olan dayanıqsız enerjisi sıfırdan kiçik və ya böyük ola bilər.
Əgər ( Ti- Te ) > 0 olarsa, yəni temperaturu ətraf mühitdən isti olan hissəcik var.Onda dayanıqsızlıq Ei > 0 şərtini ödəyir, bu zaman hissəcik öz işini xarici təsirsiz yerinə yetirir.
Əgər ( Ti- Te )<0 olarsa, Ei < 0 şərtini ödəyərsə onda hissəciyin qalxması üçün xaricdən enerji axını tələb olunur. Dayanıqsız enerjisi “ + “ sayılır O, zaman ki, hal əyrisi stratifikasiya əyrisindən sağda yerləşsin , əks halda dayanıqsız enerjisi “ – “ sayılır. Dayanıqsız enerjisi “+ “ olarsa onu bütövlükdə qırmızı rəngdə, “ - “ olarsa göy rəngləyirlər.
Konveksiya səviyyəsinin təyin olunması.
Yuxarı mühitdə hal əyrisi stratifikasiya əyrisini kəsib keçərsə həmin səviyyə konveksiya adlanır. Konveksiya səviyyəsi nə qədər yüksəklikdə olarsa, buludların şaquli gücü bir o qədər çox olar və topa- yağışlı buludların yaranma ehtimalı da artır.
Şəkil 1.2. Dayanıqsız stratifikasiya zamanı kondensasiya və konvesiya səviyyəsinin müəyyən edilməsi
İnversiya və izotermiya qatlarının aşkar edilməsi.
Elə hal olur ki, yüksəkliyə doğru havanın temperaturu azalmır əksinə artır. Temperaturun belə paylanması inversiya adlanır və temperaturun şaquli qradiyenti isə γ< 0 olacaq. İnversiyalar tez- tez axşam yerüstü təbəqədə müxtəlif hündürlükdə eləcə də sərbəst atmosferdə müşahidə olunur. Əgər yüksəklik boyu temperatur dəyişmirsə və şaquli qradiyent sıfıra bərabər olarsa onda təbəqənin bu halı izotermiya adlanır (γ= 0 ).
İnversiya və izotermiya təbəqəsi temperaturla və aşağı, orta troposferdə (6- 8 km- ə qədər) təyin olunur. Bu qatlar sarı rəngdə stratifikasiya əyrisindən ya sağda ya da solda aşkar olunurlar
Tropopauzanın aşkar edilməsi.
Tropopauza troposfer və stratosfer arasında təyin olunur, 500 hPa- lıq izobarik səthdən aşağı olmayaraq yuxarı troposfer, izotermiya, inversiya temperaturun yavaş düşdüyü aşağı stratosferdə temperaturun böyük şaquli qradiyentləri arasında yerləşir. Aeroloji diaqramlarda tropopauzanın aşağı sərhədi uzunluğu 10- 15 sm qəhvəyi rəngdə xətlə çəkilir. Onun üzərində havanın dərəcə selsi ilə temperaturu qara rənglə sağda isə hündürlüyün metrlərlə interpolyasiyası yazılır.
Atmosfer stratifikasiyasının analizi.
Hündürdə temperaturun şaquli paylanması atmosferin stratifikasiyası adlanır. Stratifikasiya dayanıqlı, dayanıqsız və neytral olur.
γ<0.65 °C/ 100 m
Atmosferin dayanıqlı stratifikasiyasında əgər hava quru və doymamışdırsa, temperaturun şaquli qradiyenti quru adiabatikdən az, doymuşdursa rütubətli adiabatikdən az olacaq.
γ>0.65 °C/ 100 m Atmosferin dayanıqsız stratifikasiyasında əgər hava quru və doymamışdırsa, temperaturun şaquli qradiyenti quru adiabatikdən çox, doymuşdursa rütubətli adiabatikdən çox olacaq. Atmosferin dayanıqsız stratifikasiyasında konveksiyanın yaranması üçün yaxşı şərait olur.
γ> 1 °C/ 100 m bu zaman hündürlük boyu potensial temperatur artır.
γ> γa > γra. Tutaq ki, ətraf havanın şaquli qradiyenti quru və rütubətli adiabatik qradiyentdən böyükdür və 1, 2° C / 100 m təşkil edir. Təsəvvür edək ki 400 m hündürlükdə quru və doymuş hava həcmini ayıraq. Başlanğıc anda hər iki hava həcminin temperaturu ətraf havanın temperaturuna bərabərdir, yəni 11. 4° C- dir və hər hansı bir səbəbdən onlar yuxarı qalxmağa başlamışlar. Quru hava həcmi hər 100 m- də adiabatik olaraq 1 ° C soyuyacaq və 500m hündürlükdə onun temperaturu 10. 4° C , 600 m- də 9.4 ° C təşkil edəcək. Bütün hallarda qalxan quru hava həcmi ətraf havadan isti olacaqdır, bu da onun gələcək hərəkətinin yuxarı istiqamətlənməsinə səbəb olur. Əgər hər hansı səbəbdən bu quru hava aşağı enməyə başlayarsa enən zaman hər 100 m-də 1 ° C qızmağa başlayacaq.
Eyni vəziyyət su buxarı ilə doymuş havanın qalxması və enməsi zamanı müşahidə olunur. Qalxan zaman o, hər 100 m- də 0.5 ° C soyuyacaqdır və ətraf hava ilə müqayisədə hələ də isti olacaqdır, buna görə də onun qalxması daha enerjili olacaqdır. Enən zaman doymuş hava həcmi quru adiabatik qanunla, yəni 1° C / 100 m qızacaqdır və quru hava kimi enəcəkdir.
Şaquli temperatur qradiyenti quru və rütubətli adiabatik qradiyentdən yuxarı olduqda γ < γa və γ >> γra tarazlıq halından çıxmış quru və doymuş hava həcmləri dayanıqsız olurlar, yəni hər iki hava həcmində qalxan və enən hərəkətlər inkişaf edəcəkdir. Belə hal havanın dayanıqsız tarazlıq vəziyyəti adlanır. İlin isti dövründə soyuq hava həcminin isti fəal səth üzərinə yerini dəyişdikdə müşahidə olunur. Şaquli inkişaf buludlarının yaranması dayanıqsız tarazlıq halının əsas əlamətlərindəndir. Vahid kütləyə malik havanın adiabatik qanunla verilmiş təbəqənin aşağı sərhəddindən yuxarı sərhəddinə doğru qalxması zamanı üzmə qüvvəsinin gördüyü iş bu təbəqə üçün dayanıqsızlıq enerjisi adlanır.
Dayanıqsızlıq enerjisinin işarəsindən asılı olaraq üç hal mümkündür.
Bütün səviyyələrdə hal əyrisi temperaturun şaquli paylanma əyrisindən sağda yerləşir. Bu zaman, bütün səviyyələrdə Ti >Te və müvafiq olaraq Ei> 0, yəni dayanıqsızlıq enerjisi müsbətdir. Bu vəziyyət atmosferin aşağı təbəqələrində hissəciyin quru adiabatik qanunla qalxmasına γ> γa nəzərən temperatur hündürlükdən asılı olaraq daha tez azaldığı halda müşahidə olunur, yəni stratifikasiya Te dayanıqsızdır. Daha yuxarı hündürlükdə o, dayanıqlı ola bilər.
Bütün səviyyələrdə hal əyrisi temperaturun şaquli paylanma əyrisindən sağda yerləşir. İstənilən səviyyələrdə Ti < Te və Ei < 0, dayanıqsızlıq enerjisi mənfidir.
Hal əyrisi bəzi səviyyələrdə şaquli paylanma əyrisindən sağda, bəzi təbəqələrdə isə solda yerləşir. Dayanıqsızlıq enerjisinin ümumi ehtiyatı ayrı- ayrı təbəqələrin müsbət və mənfi dayanıqsızlıq enerjilərinin riyazi cəmi kimi ifadə olunur.
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. Əgər hal əyrisi stratifikasiya əyrisindən solda yerləşərsə dayanıqsızlıq enerjisi mənfidir və atmosfer dayanıqlıdır.