AZƏrbaycan respublikasi təHSİl naziRLİYİ


Download 2.8 Kb.

bet8/27
Sana14.02.2017
Hajmi2.8 Kb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   27

e
  dayanıqlıdır).  İstənilən 
səviyyələrdə T
i
 < T
e
  və  E
i
 < 0, dayanıqsızlıq enerjisi mənfidir. 
     3)  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. 
     
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

= p
1
  
m
RT
z
 

e

  . 
                                 (3.1) 
 
     Bu tənliyi zamana görə diferensiallasaq, onda alarıq: 
 
                        
t
m
T
RT
p
z  
 

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
 

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

y
ρ
v
x
ρ
u
g
y
v
x
u

t
p
dz
dz
z


































 
 
     Sonuncu  tənlikdə    ρ

  w

  =  0  sərhəd    şərtlərində    yazılmışdır. 
Yəni,  ehtimal  olunur  ki,  atmosferin  yuxarı  sərhəddində  kütlənin 
yerdəyişməsi  baş  vermir.  Bu  tənlik 
tendensiya  tənliyi
  adlanır. 
Tənliyin  sağ  tərəfinin  birinci  həddi  z  səviyyəsindən  yuxarıda 
sürətin  üfüqi  divergensiyası,  ikinci  həddi  sıxlığın  adveksiyası  ilə, 
üçüncü  həddi  isə z səviyyəsinin özündə  havanın  şaquli  hərəkətləri 
ilə əlaqədar  təzyiqin dəyişməsini göstərir. 
     Birinci  hədd  sürət  divergensiyası  zamanı  hava  kütlələrinin 
toplanması  və  ya  bir-birindən  uzaqlaşması  ilə  əlaqədar  təzyiq 
müxtəlifliyinin dəyişmələrini göstərir. 
     Sərbəst  atmosferdə  geostrafik  külək  şəraitində  sıxlığın 
adveksiyasını    temperaturun  adveksiyası  ilə  eyniləşdirmək  olar. 
Temperaturun  müsbət  advektiv  dəyişməsi  zamanı  yuxarıda 
yerləşən qatda,  z  səviyyəsində təzyiq azalır,  mənfi dəyişmədə isə 
artır. 
     Üçüncü həddin təsiri də bizə məlumdur, belə ki, z səviyyəsində 
(w

›0),  qalxma  hərəkətləri  zamanı  hava  kütlələrinin  yuxarı 
köçürülməsi  baş  verir  və  bu  səviyyədə  təzyiq  artır,  aşağı  hərəkət  
zamanı  isə  əksinə  -  (w
z   
‹  0  )  təzyiq  azalır.  Bu  şərt  yer  səthindən 
başqa  istənilən səthlər üçün doğrudur.  
     Tendensiya tənliyi təzyiqin lokal dəyişməsinin fiziki səbəblərini 
aşkara  çıxarsa  da,  kəmiyyət  hesablamaları  üçün  yaramır,  çünki  
tənliyin sağ tərəfi böyük kəmiyyətlərin kiçik fərqlərini təyin edir. 
     Hal-hazırda    hava  proqnozu  sxemlərində 
burulğanın  sürət 
tənliyindən
    istifadə  olunur.  Burulğan  sürəti    adı  altında  r
ot
  =  Ω 
vektoru  başa  düşülür  və    koordinat  oxları  üzrə  aşağıdakı  kimi 
verilir: 
              
,
z
v
y
w
x
Ω






    
,
x
w
z
u
y
Ω






       
y
u
x
v
z
Ω







 
     Bizi  ancaq  şaquli  ox  üzrə  burulğanın  sürəti    maraqlandırır  və 
onu gələcəkdə sadəcə olaraq- 
burulğan  sürəti 
adlandıracağıq: 
 

 
                                           
y
u
x
v
z
Ω






.                                (3.5) 
     Tənliyin  axırıncı  şəklini  almaq    üçün  x,y,p    izobarik  koordinat 
sistemindən istifadə edək və burada üçüncü sərbəst dəyişən kimi  z 
hündürlüyü  əvəzinə,    p  təzyiqi  qəbul  edilir.  İzobarik  koordinat 
sistemində 
hərəkət tənliyi
 aşağıdakı kimi yazılır:     
                                                                                               
                           
lu
y
H
g
p
v
y
v
v
x
v
u
t
v
















w
,   
 
 
 
                           
lv
x
H
g
p
u
y
u
v
x
u
u
t
u
















w
.  
 
     Tənliklərdən  birincisini    x-ə  görə,  ikincisini  y-ə  görə 
diferensiallasaq və alınan ikinci  nəticəni birincidən çıxsaq,  alarıq:     
                
      
.
p
Ω
w
)
p
u
y
w
p
v
x
w
(
-
)
y
v
x
(
u
)
y
v
x
u
(
)
( Ω
)
y
Ω
u
x
Ω
(
u
t
Ω







































 
        
     Bu  tənlik 
burulğan  sürətinin  tendensiya  tənliyi
  adlanır.  Tənliyə 
görə  burulğan  sürətinin  lokal  dəyişməsi  sağ  tərəfdəki  hədlərlə 
verilmiş bir sıra amillərin təsiri ilə təyin olunur. 
     Birinci 
toplanan 
t



-nin 
burulğan 
sürətinin 
özünün 
adveksiyasından asılılığını xarakterizə edir. 
 
                              





















y
Ω
v
x
Ω
u
t
Ω
bur
 .                      (3.6) 
 

 
     İkinci  toplanan 
t



-nin  sürətin  horizontal  divergensiyasından 
asılılığını  xarakterizə  edir.  Bu  toplanan  burulğanın  tendensiya 
tənliyinin divergent  tərkibi adlanır. 
                                 
























y
v
x
u
Ω
t
Ω
div


 
     Nisbi  burulğan  sürətindən  -  Ω    fərqli  olaraq    (Ω  + 

)  cəmi, 
burulğanın  mütləq  sürəti 
adlanır.  Burada  həm  hava  hissəciklərinin 
yer  səthinə  nəzərən,  həm  də  Yerin  öz  oxu  ətrafında  fırlanması 
nəzərə alınır. Kəmiyyətlərin qiymətləndirmə  ardıcıllığı  göstərir ki,  

  >  Ω  -dir.  Buna  görə  də  divergent    toplananı    aşağıdakı  kimi 
yazmaq olar,         
                                         




















y
v
x
u
 
t
Ω
div


 
      Üçüncü  toplanan  ancaq  meridian  istiqamətdə  hərəkət  zamanı 
sıfırdan  fərqli  olan  Koriolis  əmsalının 

  =  2Ωsinφ
   
köçürülməsi  
hesabına,  burulğan  sürətinin  lokal  dəyişməsini  xarakterizə  edir. 
Ona  görə  də  bu  toplanan  burulğan  sürətinin  tendensiya  tənliyinin 
meridional
 tərkibi adlanır. 
     Əgər x oxunu  qərbdən- şərqə yönəltsək  
0
)
(



x
u
, onda  alarıq: 
                              
y
v
)
t
Ω
(
mer








     Dördüncü    toplanan  şaquli  sürətin  horizontal  üzrə    və  küləyin 
yüksəkliyə  görə    dəyişməsi    hesabına  burulğan  sürətinin    lokal 
dəyişməsini    xarakterizə  edir  .  Dördüncü    toplanan,  əvvəlki 
toplananlardan kiçik olduğu üçün çox hallarda onu nəzərə almırlar. 
Ancaq  bəzən,  məsələn,  dağ  rayonlarında 
x
w


  və 
y
w


    törəmələri 
böyük olduğundan onları nəzərə almaq lazım gəlir.  

 
     Beşinci toplanan – w
p



 burulğan sürətinin lokal dəyişməsinin, 
burulğanın özünün şaqul boyu dəyişməsindən asılılığını xarakterizə 
edir.  Bu  toplananı  da  birinci  üç  toplanana  nisbətən  çox  kiçik 
olduğundan  nəzərə almırlar. 
     Geostrofik külək təxminində ( u = u
g
 = 
,
y
H
g




 
,
x
H
g
v
v
g




 
x
H


 və  
y
H


) şaquli burulğan sürəti: 
 
                                
H
g
y
H
x
H
g
Ω
2
2
2
2
2



















 
və ya  
 
                                
t
H
g
H
t
g
Ω
2
2










,                           (3.7) 
istifadə olunur.                                                                                                             
burada,     
     
)
(
2
2
2
2
2
y
x







  - Laplas operatorudur. 
     (3.7)  tənliyini  (3.6) – da   yerinə  qoyub, alınan  tənliyi   
t
H



yə      görə  həll  etmək  olar.  Qeyd  edək  ki,  geopotensialın  lokal 
dəyişməsi ilə burulğan sürəti arasında aşağıdakı əlaqə mövcuddur. 
 
                                          
t
Ω
m
t
H






   , 
burada,                                                                                                                     
     m -  müsbət əmsaldır.  

 
     Burulğan  sürətinin  müsbət  adveksiyasında,  məsələn,  siklonun 
yaxınlaşması  ilə  əlaqədar 
t
Ω


bur
  >  0  olur.  Ancaq  bu  zaman 
siklonun  yaxınlaşması    təzyiqin  düşməsi  və  izobarik  səthlərin 
enməsilə əlaqədardır.  
     Deməli: 
 
                                
t
Ω


 > 0   olanda,  
t
H


 < 0 alarıq 
 
analoji olaraq:  
 
                                 
t



 < 0   olanda , 
t
H


 > 0   alarıq 
     
     Fiziki  keyfiyyətinə  görə    daha  aydın  izah  edilməsi  üçün  (3.6) 
tənliyi  V.A.Buqayev  tərəfindən  yeniləşdirilərək  natural  koordinat 
sistemində təqdim edilmişdir.       
     (3.6) – tənliyində   
 
H
g
Ω
   
,
x
H
g
v
v
   
,
y
H
g
u
u
2
g
g














 
əvəz etsək alarıq: 
                                     
         


H
H,
g
H
x
y
H
H
y
x
H
g
t
Ω
2
2
2
2
2
bur












































 
Natural koordinat sisteminə keçsək: 
 
                         
,
H
n
H
y
H
  
0,
H
s
H
x
H
n
s















 
 
 

 
                          

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   27


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2017
ma'muriyatiga murojaat qiling