Meteorologiya

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Keçid et: naviqasiya, axtar

Meteorologiya (yun. μετέωρος (meteoros) – atmosfer və səma hadisələri, -λογία (logiya) – elm) — Yer atmosferinin xassələri, quruluşu və onda gedən fiziki prosesləri öyrənən elm.

Bir çox ölkələrdə meteorologiyanı dövrümüzdə mühüm əhəmiyyət kəsb etməsinə müvafiq olaraq atmosfer fizikası adlandırırlar.

Planetimizi əhatə edən qazvari təbəqəyə atmosfer deyilir. Atmosferdə fasiləsiz olaraq mürəkkəb fiziki proseslər gedir və bu özünü bizim müşahidə etdiyimiz hava dəyişkənliyində göstərir. Hava şəraiti və onun kəskin dəyişmələri insan fəaliyyətinin müxtəlif sahələrinə təsir göstərir. Buna görə də müxtəlif hava şəraitinin yaranma səbələrini və atmosfer proseslərinin daxili mahiyyətinin öyrənilməsi müasir elmin mühüm sahələrindən biridir.

Meteorologiya atmosferi, onun quruluşunu, xüsusiyyələrini və onda baş verən fiziki prosesləri öyrənir. Bu ad iki yunan sözünün birləşməsindən: meteor – atmosfer hadisəsi, yaxud səma hadisəsi və logiya – elm sözlərindən yaranmışdır. Meteorologiya geofizika elmlərinə aiddir. Atmosferdə gedən proseslərin öyrənilməsinin əsas mahiyyəti ondan ibarətdir ki, bu proseslər üzərində müşahidə aparilir və alinmiş nəticələr təhlil edilir. Bu zaman fizikada, hidromexanikada, aerodinamikada və termodinamikada qəbul olunmuş ümumi qanunlardan istifadə olunur.

Meteorologiya elminin başlanğıcı qədim dövrlərə təsadüf edir. Lap qədim zamanlarda insanlarda havanin dəyişməsinin bəzi əlamətlərə görə qabaqcadan bilmək maraği olub. Bu əlamətlər hər hansi bir məntəqədə atmosfer prosesləri haqqinda gözəyari müşahidə aparmağa imkan verir. Ancaq meteoroloji cihazlar kəşf olunandan sonra elmi əsaslarla müşahidə aparmaq mümkün oldu. 1856-ci ildə Rusiya ilə Fransa arasinda bağlanmiş müqaviləyə əsasən firtinalar haqqinda məlumatlari bir-birinə xəbər verməyə başladilar. 1 yanvar 1872-ci ildən rusiyada gündəlik hava bülletenləri nəşr olunmağa başladı.

Aviasiya meteorologiyasi meteoroloji şəraitin aviasiya texnikasina və aviasiyanin fəaliyyətinə təsirini öyrənir, aviasiyanin işini təmin edən meteoroloji xidmətin praktiki işi üçün nəzəri əsaslari hazırlayir. Aviasiya meteorologiyasi eyni zamanda aviasiyanın maraq dairəsi üçün hava proqnozlarının (öncə görmə) metodikasini hazırlayır. Aviasiya meteorologiyasi öz qarşisinda duran məsələlərin həllində meteorologiyanin başqa sahələrinin, sinoptik və dinamik meteorologiyanın, həmçinin aerologiyanin nailiyyətlərindən istifadə edir. O, eyni zamanda aviasiya elmləri, təyyarəsürmə nəzəriyyəsi, aerodinamika və komonavtika ilə sıx əlaqəsi var. Bəzi atmosfer hadisələri uçan aparatlar üçün çox təhlükəli olaraq qalir. Buludlarda elektrik boşalmalari, güclü buz bağlama, güclü yirğalamalar (boltanka) bəzi hallarda qarşiya qoyulmuş məsələlərin yerinə yetirilməsini çətinləşdirir. Alçaq buludlar, dumanlar və yağintilar uçuş aparatlarinin enmə-qalxmasini çətinləşdirir, bəzən bunu qeyri-mümkün edir. Güclü küləklər aviasiya texnikasinin yerdə saxlanmasina, uçuş-enmə zolağinda buzun əmələ gəlməsi və çoxlu qar yağmasi isə aerodromun bir müddət siradan çixmasina səbəb ola bilər.

Buna görə də, uçuş heyəti atmosfer proseslərinin fiziki mahiyyətini və meteoroloji şəraitin uçuşlara təsirini, yerdə və havada meteoroloji şəraiti analiz etməyi və bundan düzgün istifadə edərək, uçuşlarin tam təhlkəsizliyini təmin etməyi və az qüvvə sərf etməklə qoyulmuş məqsədə nail olmaği bilməlidirlər.

I fəsil

Atmosferin quruluşu və tərkibi

1. Atmosfer və onun tədqiqat metodlari

Atmosferin yer kürəsində insanin həyati və fəaliyyəti üçün əhəmiyyəti çox böyükdür. Əgər yerdə atmosfer olmasa idi, canli aləm olmazdi. Atmosferin tərkibinə daxil olan qazlardan biri oksigen canli aləmin nəfəs almasina və yanma prosesinə kömək edir. Karbon qazi isə bitkilərin, yarpaqlarin qidalanmasi üçün istifadə olunur və bitkilər tərəfindən atmosferə oksigen buraxilir. Atmosferin əsas qazi azot zülal və azotlu birləşmələrin tərkibinə daxil olub yerdə həyatin inkişafi ilə six əlaqədardir. Atmosfer azotun, oksigenin, arqonun, nenonun və başqa qazlarin sənaye üsulu ilə alinmasinda tükənməz rol oynayir. Atmosfer, gündüzlər yerin günəş şüalari tərəfindən hədsiz qizmasinin, gecələr isə hədsiz soyumasinin qarşisini alir, eyni zamanda canli orqanizmləri günəşin ultraqisa və kosmik şüalarindan qoruyur. Atmosferin yuxari qatlari qisa dalğalari qaytardiğina görə uzaq məsafələrlə radio rabitəsi yaratmaqda əsas rol oynayir. Atmosfer səsin yayilmasinda mühüm rol oynayir və avisiya üçün xüsusi maraq kəsb edir. Əgər insan quruda və suda yüzlərlə km/saat sürətə nail olubsa, havada səsdən iti sürətli təyyarələr bir neçə min km/saat sürətlə hərəkət edirlər.

Atmosfer və onda baş verən hadisələrin öyrənilməsi bir neçə əsr davam etsə də, bu tədqiqatlar yerə yaxinqatla məhdudlaşirdi. Ancaq, xix əsrin sonunda təyyarənin və radionunkəşfindən sonra. Yerə yaxin qatla bərabər atmosferi müxtəlif hündürlüklərdə müntəzəm öyrənməyə başladilar. Atmosferin quruluşu və fiziki xüsusiyyətləri haqqinda məlumat almaq üçün birbaşa və dolayi metodlardan istifadə olunur.

Birbaşa metodlar yer üzərində və hündürlüklərdə şar zondlar, təyyarələr və raketlərlə qalidirilan cahazlar vasitəsilə atmosferin parametrlərini ölçməyə imkan verir. Yer səthində isə atmosferi birbaşa öyrənmək üçün meteoroloji məntəqələrdən və postlardan istifadə edilir. 1930-cu ildə atmosferi öyrənməyin yeni – radio-zondlaşdirma metodu yarandi. Radiozond aeroloji cihaz olub, temperatur, təzyiq və rütubətlik vericisindən, kod qurğusundan və radiovericidən ibarətdir. Radiozondu sərbəst uçuşa qaldirmaq üçün xüsusi rezin təbəqədən istifadə olunur. Müxtəlif hündürlüklərdə ölçülmüş meteoroloji elementlər radiosiqnallar vasitəsi ilə yerə verilir, kod açilir və analiz edilir.

Dolayi metodlarla atmosferin qatlari öyrənilir. Sədəf kimi və gümüşü buludlar, meteoritlərin izi, dalğalarin yayilmasi və başqa müşahidələr aparmaqla havanın tərkibi, temperaturu, təzyiqi, rütubətliyi və hava axinlari haqqinda məlumat almaq olur. Tədqiqat metodlari Hündürlük Atmosferin parametrləri I. Birbaşa metodlar: 1. Zondlar (şar-zondlar, şar-pilotlar, radiozondlar, aerostatlar) 0 – 40 Atmosferin tərkibi, külək, təzyiq, temperatur, rütubətlik, buludlarin hündürlüyü və qalinliği; 2. Təyyarələr 0 – 30 Atm. Tərkibi, külək, təzyiq, temperatur, buludlarin hündürlüyü və qalinliği, yirğalanma, buz bağlama; 3. Raketlər: Meteoroloji geofiziki 0 – 120 0 – 500 Sixliq, təzyiq, temperatur, atm. Tərkibi; 4. Yerin süni peyki və kosmik gəmilər > 300 Buludluq, temperatur, yerin və günəşin şüalanmasi parametrləri. Ii. Dolayi metodlar: 1. Meteorlarin izləri 40 – 150 Temperatur, sixliq, təzyiq, külək, rütubətlik; 2. Mirvari (sədəf kimi) 20 – 30 Külək, rütubətlik; 3. Gümüşü buludlar 80 – 90 Külək; 4. Radio metodlar 80 – 800 Atm. Tərkibi, temperatur; 5. Səsin qeyri-normal yayilmasi 35 – 60 Temperatur, təzyiq, külək; 6. Nəzəri tədqiqatlar 0 – 40000 Atm. Tərkibi, temperatur və atmosferin elektrik xassələri


2. Atmosferin tərkibi

Yer atmosferi müxtəlif qazların mexaniki qarışığından ibarətdir. Yer səthində təmiz və quru havanın (tozsuz və rütubətsiz) kimyəvi tərkibi aşağıdaki kimidir:

Qazin adi %-lə miqdari Molekul çəkisi 1. Azot 78,09 28,16 2. Oksigen 20,95 32,00 3. Arqon 0,93 39,94 4. Karbon qazi 0,03 44,01 5. Neon 1,810-3 20,18 6. Helium 5,2410-4 4,00 7. Kripton 1,010-4 83,8 8. Hidrogen 5,010-5 2,0 9. Ksenon 210-6 131,3 10. Ozon 1,010-6 48,00

Real atmosferdə havanin tərkibində həmişə su buxari var. Qazlardan başqa, atmosferin aşaği qatlarinda su buxari kondensasiyasinin (kristallaşmasinin) məhsullari, həmçinin kiçik toz hissəcikləri, olur. Atmosferin tərkibinə daxil olan qazlardan əsas yeri su buxari, karbon qazi və ozon tutur.

Su buxari atmosferə su hövzələrindən, bitki örtüyündən və nəm torpaqdan buxarlanmaqla daxil olur. Karbon qazi atmosferin qizmasinda az rol oynayir. Hündürlük artdiqca atmosferdə karbon qazinin miqdari azalir.

Ozon (o3) – xarakteri iyi olan rəngsiz qazdir. Yerdə həyatin olmasinda böyük var. Ozon günəşin şüalandirdiği ultrabənövşəyi şüalari udmaq qabiliyyətinə malikdir. Ozon 50 – 60 km hündürlüyə qədər müşahidə olunur, lakin onun maksimal cəmləşməsi 20 – 25 km arasinda olur. 90 – 100 km hündürlüyə qədər bütün qazlar molekulyar vəziyyətdə olur və onlarin nisbi faiz tərkibi (arqon və karbon qazindan başqa) praktiki olaraq dəyişməz qalir. Bu proses havanin şaquli istiqamətdə qarişmasi ilə izah olunur.

Beləliklə, havanin orta molekulyar çəkisi bu qatda dəyişmir. Bu əlamətlərinə görə atmosferin bu hissəsi homosfer adlanır.

100 km-dən yuxari atmosfer həmçinin iki əsas qazdan – azot və oksigendən ibarətdir. Ancaq, 90 – 100 km-dən başlayaraq oksigen günəşin ultrabənövşəyi şüalarini udduğuna görə (dalğa uzunluğu 0,24 m) oksigen molekullari atomlara ayrilir (parçalanir). Hesablamalara görə parçalanmanin yuxari sərhədi təqribən 200 km-də yerləşir və burada bütün oksigen atom halinda (98 %) olur. Buna görə də, böyük yüksəkliklərdə azot və oksigen atom halinda olduğuna görə, 100 km-dən yuxarida havanin molekul çəkisi sabit qalmir. Bu əlamətlərinə görə atmosferin 100 km-dən yuxarida olan təbəqəsinə heterosfer deyilir.

3. Atmosferin quruluşu və onun xüsusiyyətləri

Atmosferin dəqiq ifadə olunmuş yalniz aşaği sərhədi – yer səthi var. Atmosferin yuxari sərhədini göstərmək olduqca çətindir, çünki havanin sixliği hündürlük artdiqca azalir və təxminən 100 km-də yer səthindəkindən milyon dəfə az olur. Birbaşa və dolayi müşahidələrin nəticələri göstərir ki, atmosfe layli quruluşa malikdir. Temperaturun şaquli paylanmasina görə atmosfer beş əsas təbəqəyə (laya) bölünür: Troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer və ekzosfer. Laylar (təbəqələr) Yuxari və aşaği sərhədin orta hündürlüyü (km) Keçid layi Troposfer 0 – 11 Tropopauza Stratolsfer 11 – 55 Stratopauza Mezosfer 55 – 80 Mezopauza Termosfer 80 – 800 Termopauza Ekzosfer 800-dən yuxari –

Atmosfer təbəqələrinin dəqiq sərhədi olmur, onlarin sərhədləri yerin en dairəsindən, ilin fəsillərindən və sinoptik şəraitdən asili olaraq dəyişirlər. Troposfer – yer səthinə ən yaxin və qalin atmosfer təbəqəsidir. Bu təbəqə üçün temperaturun hündürlüyə görə aşaği düşməsi (hər 100 m 0,650 c) xarakterikdir. Troposferdə atmosfer kütləsinin 79% cəmləşib. Troposferin hündürlüyü ekvatorda 16 – 18 km, mülayim qurşaqda 10 – 11 km qütbdə 6 – 8 km-dir. Troposfer üç əsas laya bölünür. 1. Aşaği, yaxud sərhəd layi – bəzən buna sürtünmə layi, deyilir 1000 – 1500 m-ə qədər yayilib. Bu layda yer səthinin istilik və mexaniki təsiri kəskin hiss olunur, aşaği təbəqə buludlari (st, sc, ns) və dumanlar əmələ gəlir. Bu layda temperatur, küləyin sürəti və havanin rütubətliyi hündürlüyə görə kəskin dəyişir (200 m-ə qədər). 2. Orta lay, sürtünmə layindan yuxarida yerləşir və 6 – 7 km-ə qədər yayilir. 3. Yuxari lay, orta laydan yuxarida yerləşir və tropopauzaya qədər davam edir. Troposferin və stratosferin arasinda keçid zonasi – tropopauza yerləşir. Bunun qalinliği 100 m-dən 1 – 2 km-ə qədər, orta temperaturu mülayim qurşaqda mənfi 40 – 600 c, tropikdə isə mənfi 70 – 800 c olur. Tropopauza havanin şaquli hərəkətinə mane olan saxlayici bir laydir. Stratosfer – tropopauzadan yuxarida yerləşir və 55 km-ə qədər yayilir. Bu layda temperatur 25 – 30 km hündürlüyə qədər demək olar ki, dəyişmir, daha yuxari hündürlüklərdə isə artmağa başlayir. Son vaxtlara qədər hesab olunurdu ki, stratosfer sakit mühitdir. Ancaq, radiometeoroloji cihazlar və meteoroloji raketlər vasitəsi ilə alinmiş məlumatlar göstərir ki, stratosferdə intesiv hava sirkulyasiyasi müşahidə olunur və üfüqi istiqamətdə temperatur dəyişir. Stratosferdə su buxari cüzi miqdarda olduğuna görə, adi buludlar yaranmir. Yer səthindən 20 – 30 km hündürlükdə nazik, sədəf kimi (mirvari) buludlar müşahidə olunur. Qişda stratosferdə güclü qərb küləkləri üstünlük təşkil edir. Yayda 15 – 20 km hündürlükdə qərb küləklərinin sürəti 4 – 6 m/san-dək azalir. Mezosfer – stratosferdən yuxarida yerləşir və 80 km-ə qədər yayilir. Bu təbəqədə temperatur sürətlə aşaği düşür və 80 km-də mənfi 50 – 750 c çatir. Hərdən təxminən 80 km-də, mezosferin yuxari qatlarinda işiqlaşan xüsusi gümüşü – göy rəngli gümüşü buludular müşahidə olunur. 70 – 80 km-dən sonra havanin sixliği çox az olduğundan praktik olaraq bu hündürlükdən sonra aerodinamik qaldirici qüvədən istifadə etmək olmur. Ona görə də, bu hündürlük kosmik fəzanin başlanğici (aşaği kosmos) hesab olunur. Termosfer – hündürlüyünə görə ən qalin laydir – 80 km-dən 800 km-ə qədər. Bu təbəqədə oksigen və azot molekullarinin atomlara parçalanmasi baş verir. Oksigen və azot atomlarinin günəşin qisadalğali radiasiyasini udmasi nəticəsində termosferdə temperatur kəskin artmağa başlayir və onun yuxari sərhədində 800 – 10000 c-yə çatir. Termosferdə çoxlu elektrik yüklü hissəciklər – ionlar var. O yerdə ki, ionlarin cəmləşməsi çoxalir, orada radiodalğalarin yayilmasi asanlaşir. Bu xüsusiyyətlərinə görə termosferə ionosfer də deyilir. Ionosferdə qütb pariltisi müşahidə olunur, bu hadisə günəşin ultrabənövşəyi şüalarinin təsiri altinda seyrək havanin işiqlanmasidir. Qütb pariltisinin spektrinin öyrənilməsi imkan verir ki, bu qatlarda atmosferin tərkibi və temperatur rejimi haqqinda məlumat əldə olunsun. Ekzosfer – yer səthindən 800 km-dən yuxarida yerləşən atmosfer qatidir. Atmosferin bu kənar qati, yayilan qat adlanir. Burada havanin sixliği o qədər azdir ki, atomlar və molekullar böyük məsafələri toqquşmadan qət edirlər. Yerin süni peyklərinin məlumatina əsasən atmosferin yuxari sərhədi 2000 – 3000 km hesab olunurdu. Sonralar, aya tərəf buraxilan kosmik raketlərlə 20.000 – 22.000- km hündürlükdə ionlaşmiş qazlar aşkarlandi. Atmosferin bu hissəsi yer taci adlanir. Atmosferi şərti olaraq 2 hissəyə ayirirlar: aşaği, yaxud six qat 150 km-ə qədər və yerətrafi kosmik fəza – 150 km-dən 930.000 km-ə qədər.