Збекистон республикаси олий

Download 4.48 Mb.

bet	35/57
Sana	28.10.2023
Hajmi	4.48 Mb.
	#1728675

1 ... 31 32 33 34 35 36 37 38 ... 57

Bog'liq
2 5390885629582119080

dm ⁼p ?z
(6.13) бирлик массали ҳавога

⁽^6.14)

Иссиқлик оқими барча координаталар бўйича ташкил этувчиларга эгалигини ҳисобга олсак, уни қуйидагича ёзиш мумкин:

^c⁼^{- + +})J|| _.
⁽^6.15)

^?^Qx ₊^?^Q^y₊^?^Qz ₌_div
^?^x^?^y^?^zэканлигини эсласак, у ҳолда
^pc^{= -}^divQ^{. (6.1}⁶⁾
Шундай қилиб, бирлик вақт ичида бирлик ҳажмли ҳавога узатилган иссиқлик манфий ишора билан олинган иссиқлик оқими дивергенциясига тенг, яъни ^divQ^<⁰бўлганда иссиқлик узатилиши мусбат бўлади .
Таъкидлаш лозимки, (6.16) муносабат энергиянинг бошқа турлари ва атмосферанинг бошқа хоссалари учун ҳам ўринли . Хусусан, уни радиация, сув буғи, импульс, атмосфера аралашмалари ва бошқа оқимлар учун қўллаш мумкин .
Вертикал бўйича турбулент иссиқлик узатилиши учун қуйидаги муносабатни ёзиш мумкин:
^c^t⁼^p^k_._(6.17)
⁶^.5.^{Турбулент}^{атмосфера}^учун^исси^қ^лик^{узатилиши}^{тенгламаси}
Термодинамиканинг биринчи қонуни тенгламаси (4.8) бошланғич тенглама сифатида хизмат қилади ва уни қуйидаги кўринишда ёзамиз:

⁼^c_p^-
⁽^6.18)

^{Тенглама}^ҳ^{аво учун ёзилганлиги учун}ⁱ^{индекси}^қ^{ўйилмаган .}
Иссиқлик узатилишини тўртта қўшилувчининг йиғиндиси кўринишида ифодалаймиз:

^ўзг^а^{ришини ифодалаб,}^{адвектив}^ҳ^осила^{деб аталади . Ни}^ҳ^оят,^{конвектив}

⁽^6.19)
⁼^c^t⁺^cⁿ⁺^c^f⁺^c^k_,
^{бу ерда:}
ε_t– турбулент иссиқлик алмашинуви билан ифодаланувчи солиштирма иссиқлик узатилиши;
ε_n– нурли энергия оқими билан ифодаланувчи солиштирма иссиқлик узатилиши;
ε_f– атмосферада сувнинг фазавий ўтишлари билан ифодаланувчи солиштирма иссиқлик узатилиши;
ε_k– молекуляр ва турбулент арлашиш таъсирида ҳаракат кинетик энергиясининг иссиқликка айланиши (диссипация) билан ифодаланган солиштирма иссиқлик узатилиши .
^{(6.18) ва (6.}¹^{9) тенгламаларнинг ўнг томонларини тенглаштирсак,}

^c_p^{- =}^c_t⁺^c_n⁺^c_f⁺^c_k_.

dT
^dt

^т^ў^ли^{қ ҳ}^{осилани}^қ^{уйидагича ифодалаймиз:}
⁼^{+ + +}
,

⁽^6.20)
⁽^6.21)

_б_у_ерда⁼^u^,⁼^v^,⁼^w_-_ҳ_{аво зарраси}_ҳ_{аракат тезлигининг мос равишда}
^x^,^y^,^z^коо^{рдината ў}^қ^{лари бўйича проекциялари .}
^У^ҳ^{олда (6.21)}^қ^{уйидагича ёзилади:}
^{= +}^u⁺^v⁺^w_._(6.22)

dT
^dtҳосила ҳаракатланаётган ҳаво заррасида ҳарорат ўзгаришининг ?T
т
^х^усусий^ҳ^{осила фазонинг}^қ^ўз^ғ^{алмас ну}^қ^тасида^ҳ^арорат
езлигини ифодалайди ва индивидуал ёки тўлиK ҳосила деб аталади . ^?^t
ў
ва локал ёки маҳаллий ҳосила
^ҳ^аро^{ратнинг}^ҳ^{аракат тезлигига}

^т^{езлигини ифодалайди}
^u⁺^v⁾^J||_йи_ғ_инди
згаришининг деб аталади .
^бо^ғ^ли^{қ ҳ}^олда
?
ҳосила деб аталувчи ^w^?^zқўшилувчи ҳароратнинг вертикал ҳаракат тезлигига боғлиқ ҳолда ўзгаришини ифодалайди .
T

dP
Худди шу йўл билан (6.20) тенгламадаги ^dtтўлиқ ҳосилани ёзиб чиқамиз:
^{= +}^u⁺^v⁺^w_{. (6.23)}
Бу тенглама таркибига кирувчи ҳадларни баҳолаш ўнг томондаги биринчи учта ҳад тўртинчисидан икки тартибга кичик эканлигини кўрсатади . Шунинг учун қуйидагича ёзишимиз мумкин:

d
~ w
P ?P
d
^.
t ?z
⁽^6.24)

^{(6.22) ва (6.24) ифодаларни (6.17) тенгламани}^ҳ^{исобга олган}^ҳ^олда
_{(6.20) тенгламага}_қ_{ўямиз .}_Ҳ_{осил бўлган ифодада}^w⁺^w_йи_ғ_индини
^стат^{ика тенгламасидан фойдаланиб}^қ^{уйидаги кўринишга олиб келамиз:}

^w⁺^w⁼^w⁽^Y^一^Y_a⁾_.
?T Натижада ҳосил қилинган тенгламани ^?^t
⁽^6.25)
^г^{а нисбатан ечамиз:}

⁼^一^u⁺^v^)J||⁺^w⁽^Y^一^Ya ⁾⁺^k⁺_{. (6.26)}
(6.26) тенглама умумий кўринишдаги турбулент атмосферада иссиKлик узатилиши тенгламасининг ифодасидир .
Бу тенгламанинг таҳлили етарлича мураккаб бўлганлиги учун уни ечишнинг хусусий ҳолларини кўриб чиқамиз .
1. ИссиKликнинг адвектив ва конвектив узатилиши . Эркин атмосферада ҳароратнинг нисбатан кичик (1 сеундгача) вақт оралиғидаги нодаврий ўзгаришларини ўрганишда алоҳида заррага иссиқлик узатилишининг барча турларини биринчи яқинлашишда ҳисобга олмаса бўлади, яъни жараённи адиабатик деб ҳисоблаш мумкин . Бу ҳолда (6.26) тенглама қуйидагича ёзилади:
^A
⁽^6.27)
^T^{= 一}^u⁺^v_)J||^A^t⁺^w⁽^Y^一^Y_a⁾^A^t

^ё^ки

AT = AT_a+ AT_k
,

⁽^6.27’)

бу ерда – ΔТ_аҳаво массасининг горизонтал кўчиши (адвекция) таъсирида фазонинг бирор нуқтасидаги ҳаво ҳароратининг Δt вақт оралиғидаги ўзгариши:
^A^Ta ^{= -}^u⁺^v^)J||^A^t_{. (6.28)}
Агар ҳаво юқорироқ ҳароратли соҳадан пастроқ ҳароратли соҳага кўчаётган бўлса, ҳароратнинг адвектив ўзгариши мусбат, яъни иссиKлик адвекцияси кузатилади (22-расм). Бунга қарама-қарши йўналишдаги ҳаракатда совуKлик адвекцияси юз беради .
Ф
(6.25) тенгламадан иссиқликнинг тенг:
AT_k= w(Y -Y_a)At
азонинг фиксирланган нуқтасида солиштирма иссиқлик (совуқлик) узатилиши c_pΔТ_атенг бўлади .
^к^о^{нвектив узатилиши}^қ^{уйидагига}
⁽^6.29)
^Бу^ҳ^олда^қ^{уйидаги вариантлар бўлиши мум}^кин:
а) ҳавонинг кўтарилувчи ҳаракатларида (w>0) иссиқликнинг конвектив узатилиши γ>γ_абўлганида мусбат (ΔТ_k>0), γ<γ_абўлганида манфий (ΔТ_k<0) бўлади .
б) ҳавонинг пастга тушувчи ҳаракатларида (w<0) иссиқликнинг конвектив узатилиши γ<γ_абўлганида мусбат (ΔТ_k>0), γ>γ_абўлганида манфий (ΔТ_k<0) бўлади .
Хусусий ҳолда улкан антициклон ичида турғун стратификацияланган ҳаво массасидаги ҳавонинг пастга тушувчи ҳаракатлари маълум баландликда ҳаво ҳароратининг ортишига ва ҳарорат инверсиясининг пайдо бўлишига олиб келади .
Агар ҳавонинг вертикал ҳаракатлари булут ичида (тўйинган нам ҳавода) кузатилса, ҳароратнинг локал ўзгаришлари учун формула қуйидагича ёзилади:

AT_k= w(Y -Y_a)At

⁽^6.30)

бу ерда ^Y^a– ҳароратнинг нам адиабатик градиенти .
Циклонларда, нам ҳавога нисбатан турғун стратификацияланган (γ<^Y^a) ҳавода кузатилувчи катта ҳаво массаларининг кўтарилувчи ҳаракатлари циклоннинг марказий қисмида ҳавонинг совишига олиб келади .
(6.29) ва (6.30) тенгламалардан ҳавонинг вертикал ҳаракатлари бўлмаганида (w=0) ёки атмосфера стратификацияси бефарқ (γ=γ_аёки γ=^Y^a)

бўлганида фазонинг фиксирланган нуқтасида ҳароратнинг конвектив ўзгаришлари нолга тенг бўлиши келиб чиқади .
2. Атмосферанинг иссиKлик ўтказувчанлиги тенгламаси . Атмосферанинг чегаравий қатламида ҳароратнинг суткалик ўзгаришлари асосан иссиқликнинг вертикал турбулент узатилиши билан боғлиқ, яъни:
⁾^J^|_t⁼^kz _(6.31)
^ё^ки
⁾^J^|_t⁼^kz ⁽^Ya ^-^Y⁾_{. (6.31’)}
3. Ҳаво массасининг трансформацияси . Биржинсли бўлмаган ер сирти устида ҳаво массасининг ҳаракатланишида адвекция ва турбулент алмашинув
?
= 0
T
асосий рол ўйнайди . Агар жараён мувозанатланган ( ^?^t), х ўқи оқим бўйлаб йўналган (^心⁼⁰) бўлса, иссиқлик узатилиши тенгламаси қуйидагича ёзилиши мумкин:
^u⁼^k^z_._(6.32)
4. Маълум вақт оралиқларида (мавсум, йил) атмосферада ҳарорат ўртача қийматларининг тақсимоти асосан турбулент, фазавий ўтиш ва нурли жараёнлар билан ифодаланувчи иссиқлик оқимларига боғлиқ . Вақт бўйича ўртачалаш даври катта бўлганлиги сабабли маҳаллий, адвектив ва конвектив ҳосилалар ҳисобга олмаса бўладиган даражада кичик бўлади . Бу ҳолда иссиқлик узатилиши тенгламаси қуйидагича ёзилади:
^c
⁽^6.33)
_p^k_z⁺^k_x⁺^k_y)J||⁺^e_n⁺^e_f⁼⁰_,
^б^{у ерда}
^eⁿ^{= -}⁽^U^-^G^-^Q⁾_(6.34)
нурли иссиқлик узатилиши . Бу тенгламада U – атмосферадан юқорига йўналган узун тўлқинли радиациянинг йиғинди оқими, G – шу радиациянинг пастга йўналган йиғинди оқими, Q – қисқа тўлқинли радиацяининг йиғинди оқими .
Сувнинг фазавий ўтишлари билан ифодаланган иссиқлик узатилиш қуйидагига тенг:
^c_f⁼^p^c_v)J|f ⁼^p⁽^Lr⁺^L^,^r^,⁾
,
⁽^6.35)

бу ерда L ва L΄ – мос равишда буғланиш ва эриш жараёнларининг яширин иссиқлиги, r ва r΄ – мос равишда конденсацияланган ёки сублимацияланган сув миқдори .
^6.6.^Ер^сирти^я^қ^инида^ҳ^аво^ҳ^{ароратининг}^{ўзгариш}^и
Психрометрик будка кузатиш сатxида, яъни Ер сиртидан 2,0 м баландликдаги xаво xароратининг ўзгариш хусусиятларини кўриб чиқайлик . Бу сатxда xаво xарорати ер сиртидан иссиқликни xавога узатувчи турбулент алмашинув ва радиацион жараёнлар таъсирида ўзгаради . Бу иссиқликнинг бир қисми бевосита ер сиртига тегиб турган энсиз xаво қатламида ютилади . Иссиқликнинг қолган қисми юқорироқдаги элементар қатламга узатилади xамда бу ерда ютилади . Иссиқлик юқорига узатилиш жараёни шу тартибда давом этаверади . Бу жараён оқибатида Қуёш кўтарилганидан сўнг энг пастки қатламлардан бошлаб xаво xарорати кўтарилиб боради . Элементар xаво қатлами қанчалик баландда жойлашса, бу қатламларда xаво xароратининг кўтарилиши шунчалик кечикади .
Шундай қилиб, xаво xарорати суткалик юришда ер сирти xароратининг кетидан баландликлар бўйича маълум вақтга кечикиш билан ўзгариб боради . Одатда ўрта кенгликларда ёзда эрталаб xаво xарорати соат 9-10 гача тез кўтарилади, кейин кўтарилиш секинлашади . Максимум соат 14-15 да, яъни тушдан 2-3 соат кейин кузатилади . Бундан кейин xарорат аввал секин, соат 17-18 дан кейин эса тезроқ пасаяди . Ҳарорат минимуми Қуёш чиққан вақтда кузатилади . Ҳароратнинг бундай суткалик юриши турғун очиқ об-xаво шароитларига хос (6.1-жадвал).
⁶^.1-^M^адвал

Download 4.48 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:

1 ... 31 32 33 34 35 36 37 38 ... 57