Meteoroloji ünsürlər və atmosferin quruluşu

Meteoroloji ünsürlər və atmosferin quruluşu
Atmosferin yuxarı sərhəd hissəsində havanın olması müxtəlif növlü fiziki hadisələrin (gümüş buludları, qütb parıltları və s.) əmələ gəlməsi ilə təsdiqləndiyi üçün belə növ sərhəddi atmosferin fiziki sərhəddi adlandırmaq qəbul olunmuşdur. Bəzi məlumatlara görə onun hündürlüyü 1000-1200 km-ə bərabərdir.

Atmosfer sərhəddi dedikdə elə səviyyə qəbul edilmişdir ki, burada Yerin fırlanmasının mərkəzdənqaçma qüvvəsi Yerin cazibə qüvvəsi ilə bərabərləşir, yəni bu elə bir səviyyədir ki, buradan yuxarıda hava hissəcikləri Yerin cazibə qüvvəsinin təsirinə məruz qalmır. Yerin sutkalıq fırlanmasında iştirak etmir və sərbəst olaraq planetlərarası fəzaya uçub gedə bilirlər. Atmosferin belə sərhəddinin hündürlüyü bəzi hesablamalara görə ekvator üzərində 42000 km-ə, qütb üzərində 28000 km-ə, orta hesabla isə 36000 km-ə bərabərdir.

Bu hesablamalar müəyyən maraq kəsb etsə də alınan rəqəmlər reallıqdan çox uzaqdır. Yəqin ki atmosferin dəqiq sərhəddi yoxdur, onun tədricən planetlərarası fəzaya keçməsi müşahidə olunur.

Atmosfer hava kütləsinin 99,9%-ə qədəri aşağı 100 km-lik təbəqədə yerləşir. İzotermik atmosferin (0⁰C temperaturda) kütləsinin hündürlüyə görə paylanması göstərmişdir ki, yer səthindən 5,5 km hündürlüyə qədər atmosferin ümumi kütləsinin 50%-i 0-18 km-lik təbəqədə 90%-i və 0-36 km-lik təbəqədə isə 99%-i cəmləşmişdir. Atmosferin ümumi kütləsinin əsas hissəsi 20-30 km-də cəmləşmiş-dir. Lakin Troposferdə və ümumiyyətlə aşağı təbəqədə baş verən fiziki proseslə yuxarı təbəqələrin rolu yoxdur.

Atmosferin yuxarı təbəqələrində Günəş aktivliyi ilə əlaqədar olan bir sıra fiziki-kimyəvi proseslər yaranır ki, bunlar da öz növbəsində daha aşağı təbəqə-lərdəki atmosfer proseslərinin xarakterinə və intensivliyinə yüksək dərəcədə təsir göstərə bilirlər.

Atmosferin kimyəvi tərkibi Yer atmosferində baş verən bir çox hadisə və proseslər, o cümlədən onun termik rejimi üçün çox vacib rol oynayır. Belə ki, böyük yüksəkliklərdə günəşin qısadalğalı radiasiyasının təsiri altında molekulların parçalanması (dissosiasiyası) təsir edir. Bunun nəticəsində elektrik cəhətdən neytral və ionlaşmış hissəciklər mövcuddur.

Atmosfer havası azotun (78,09%), oksigenin (20,95%), arqonun (0,93%), karbon qazının (0,03-0,5%) və miqdarı çox cüzi olan başqa qazların qarışığından ibarətdir. Bu qazlara hidrogen, helium, neon, kripton, Ksenon, ozon, metan və başqa təbii və sənaye mənşəli qazlar aiddir.

Atmosferdə su buxarının böyük əhəmiyyəti vardır ki, bu da atmosfer kütləsinin 0-4%-ni təşkil edir və bu materik və okeanlardan buxarlanmanın intensivliyindən asılıdır.

Ümumiyyətlə, atmosferdə qaz tərkibi nisbətən sabit qalır (azot və oksigen).

Azot N₂ - 28,016

Oksigen O₂ - 32,000

Arqon A₂ - 39,944

Karbon qazı CO₂ - 44,010

Neon Ne - 20,183

Helium He - 4,003

Kripton Kr - 83,700

Ksenon Xe - 131,3

Hidrogen H₂ - 2,016

Ozon O₃ - 48,000

Atmosferin quruluşu. Atmosferin fiziki xassələri həm üfüqi, həm də şaquli məkanda eyni deyil. Belə ki, havanın temperaturu və rütubətliliyi, təzyiqi, sıxlığı, tərkibi, küləyin sürəti və istiqaməti, bərk və maye aşqarların miqdarı kimi fiziki kəmiyyətləri dəyişir.

Məsələn: hündürlük artdıqca temperatur azalır (6,0⁰C 1 km təşkil edir). Dəyişmə üfüqi istiqamətdə bu miqdar dəyişmə 500-600 km və daha uzaq məsafələrdə müşahidə edilir. Deməli, havanın t⁰ hündürlüyə görə dəyişməsi üfüqi istiqamətə nisbətən 5·10² dəfə tez baş verir.

Atmosferin təbəqələrə bölünməsinin ən əsas meyarı onun xassələrinin hündürlüyə görə eyni olmamasıdır. Bunun üçün dörd əlamət əsas götürülür.

1. Atmosferin termik rejimi (t⁰ hündürlüyə dgörə dəyişməsi).

2. Atmosfer havasının tərkibi və elektriklə yüklənmiş hissəciklərin olması.

3. Atmosferin yer səthi ilə qarşılıqlı təsiri.

4. Atmosferin uçuş aparatlarına təsiri.
1. Atmosferin termik rejimi əlaməti. Atmosfer təbəqələrindəki xassələrdə ən aydın fərq özünü temperaturun hündürlüyə görə dəyişməsində göstərir. Bu əlamətə görə atmosfer 5 əsas və 4 aralıq təbəqəyə bölünür:

Orta hündürlük km	Əsas təbəqələr	Atmosferin bütün hava kütləsinə nisbətən miqdarı %	Aralıq təbəqələr
0-11	Troposfer	80
11			Tropopauza
11-51	Stratosfer	20
51			Stratopauza
51-86	Mezosfer	0,25
86			Mezopauza
86-800	Termosfer	0,005
800			Termopauza
800-3000	Ekzosfer	1·10^-18

Troposfer. Bu təbəqə atmosfer rütubətliliyinin (su buxarının, su damcıla-rının, buz kristallarının) əsas ehtiyatları və atmosfer yağıntıları verən buludların əsas kütləsi cəmləşmişdir. Burada müxtəlif coğrafi rayon və elektriklərarası hava mübadiləsi mürəkkəb mexanizmə malikdir. Troposfer şərti olaraq 3 təbəqəyə - aşağı 2,5 km-ə qədər, orta 2-5-dən 65 km-ə qədər və yuxarı 6 km-dən tropo-pauzaya qədər. Troposferin aşağı hissəsində qalınlığı 100 m-ə qədər olan ən aşağı yerətrafı təbəqə və qalınlığı 1000-1500-ə qədər olan sürtünmə və ya sərhəd təbəqəsi seçilir. Troposferin hündürlüyü tropiklərdə 15-17 km, mülayim enliklərdə 10-12 km, qütblərdə isə 8-9 km olmaqla ortaq olaraq 11 km təşkil edir. Havanın temperaturunun hündürlüyə görə dəyişməsi 0,6⁰C 100 m-dir. Təzyiq üfüqi qradi-yenti ekvatordan qütblərə doğru azalır. Mülayim enlikdə bütün hündürlüklərdə qərb küləyi, ekvator zonasında isə şərq küləyi hakimdir. Küləyin sürəti hər km-də hündürlüyə görə təxminən 2 m/san artır. Küləyin maksimal sürəti yuxarı sərhəddə 15-20 m/san-dir. Yuxarı troposferdə çox böyük sürətli planetar miqyaslı hava axınlarının sürəti 600 km/saata (167 m/san) çatır.

Havanın təzyiqi troposferin yuxarı təbəqəsində yer səthinə nisbətən 3-10 dəfə azdır.

Tropopauza. Keçid təbəqəsidir və hündürlüyə görə temperaturun azal-masının və ya onun əhəmiyyətli zəifləməsi, onun altında su buxarının konden-sasiyası və aerozolların toplanması müşahidə edilir.

Stratosfer. 50-51 km hündürlüyə qədər davam edir. Temperaturun hündür-lüyə görə dəyişməsi müşahidə olunmur (izotermiya). 34-36 km hündürlükdən başlayaraq temperatur sürətlə artır və 50 km-ə qədər belə davam edir.

Troposferdən fərqli olaraq stratosferdə istilik mənbəyi təxminən 23 km hündürlükdə yerləşən ozon təbəqəsidir. Onun temperatur rejimi şüa istilik mübadiləsi prosesi ilə təyin olunur. Belə ki, ozon günəş radiasiyasını udur. Stratosferdə meridional daşınma üsitünlük təşkil edir. Külək qərb istiqamətdən şərqə dəyişir. Az şırnaq axınlar olur.

Stratopauza. Keçid təbəqəsi olmaqla 51 km-ə yaxın hündürlükdədir. Tem-peraturu hündürlüyə görə artması dayanır və azalması başlayır.

Mezosfer təqribən 51-84 km hündürlükdə yerləşir. Temperatur hündürlüyə doğru əhəmiyyətli dərəcədə azdır. Sürəti 500-600 km/saat olan küləklər qışda qərb, yayda isə şərq istiqamətindədir. Temperaturun azalması ilə əlaqədar turbulentlik güclü artır. Yuxarı hissəsində gümüşü buludlar əmələ gəlir. Bu buludlar kristal-lardan ibarətdir və onların forması mezosferdə dalğa və burulğanların olmasına dəlalət edir.

Mezopauza. Burada temperaturun hündürlüyə görə tədricən artması başla-yır. Təzyiq isə yer səthindəkindən 100 dəfə az olur. Hündürlüyü 86 km-ə yaxındır.

Termosfer. 86-800 km-lik hündürlükdə yerləşir. Bu təbəqədər temperatur fasiləsiz artır və orta hesabla 112 km-dən yuxarıda müsbət qiymətə keçir. 200-250km hündürlükdə isə Günəşin fəallığı dövründə temperatur 1500-2000⁰C-yə çatır. Bu yüksəklikdən sonra temperatur artmır. Ancaq qütb parıltısı zonasında qısa müddətdə temperatur 3000⁰C-yə çatır. Hava axınları il boyu qərb istiqamətlidir.

Termopauza. 800 km hündürlükdə yerləşir.

Ekzosfer. 800-3000 km arasında yerləşir. Burada atmosfer havası əvəzinə konsentrasiyası 1000 atom/km³ çatan planetlərarası qaz mövcuddur. Buradakı qaz hissəciklərinin (hidrogen və heliumun) hərəkət sürəti çox böyükdür. Hava çox seyrək olduğundan bu qazların ayrı-ayrı hissəcikləri 2-ci kosmik sürətə, yəni 11 km/san malik olurlar. Bu hissəciklər atmosferdən dünya fəzasına keçir.

Atmosfer havasının tərkibi və elektriklə yüklənmiş hissəciklərin olması əlaməti. Müəyyən olunmuşdur ki, turbulentlik və üfüqi hərəkətlər nəticəsində hava kütləsi böyük yüksəkliklərə yerini dəyişə bilir. Bununla əlaqədar olaraq xassələrinə və tərkibinə görə atmosfer iki əsas təbəqəyə bölüyür.

1. Hündürlüyü 95 km-ə qədər olan homosfer.

2. Hündürlüyü 95 km-dən yuxarıda yerləşən heterosfer.

Homosferdə əsas qazların (azotun, oksigenin, arqonun) nisbi tərkibi yüksək-liyə görə dəyişmir.

Heterosferdə 100 km-dən yuxarıda qazların molekullarının atomlara parça-lanması başlayır.

Ozonosfer təbəqəsi 20-55 km-də yerləşir (23 km).

Termosferdə yüksək temperaturun olması molekul və atomların yüksək sürəti başlayır və hava güclü ionlaşır ki, bu təbəqə də ionosfer qatı adlanır ki, 800-1000 km yüksəklikdə yerləşir.

Radiasiya qurşağı atmosferin xarici hissəsi yerin radiasiya qurşağını təşkil edir. Burada proton və elektronlar 400 km/san sürətlə hərəkət edir.

Maqnitosfer. Ekzosferi tərk edən hidrogen Yer ətrafında yer tacı əmələ gətirir, 20000 km-ə qədər yayılır. Yüklənmiş hissəciklərin hərəkətinə yerin maqnit sahəsi təsir göstərdiyindən bu faza maqnitosfer adlanır.

3. Atmosferin yer səthi ilə qarşılıqlı təsiri əlaməti. İki yerə bölmək olar:

1. Sərhəd təbəqəsi. 1,0-1,5 km-ə qədər olan təbəqə yer səthi ilə turbulent sür-tünmə qüvvəsi havanın hərəkət xarakterinə təsir göstərir.

2. Atmosferin yerətrafı təbəqəsi 50-100 m hündürlükdə sərhəd təbəqəsi daxilindədir. Burada meteoroloji kəmiyyətlər hündürlüyə görə kəskin dəyişir.

Atmosferin uçan aparatlara təsiri əlaməti atmosfer xassələrinin uçuş aparatlarına təsiri nəzərdə tutulur.