Збекистон республикаси олий

Download 4,48 Mb.

bet	50/57
Sana	28.10.2023
Hajmi	4,48 Mb.
	#1728675

1 ... 46 47 48 49 50 51 52 53 ... 57

Bog'liq
2 5390885629582119080

8 .6. Циклон ва антициклонларда градиент шамол

G = K _ёки^一₌²^sin^Q^.^Vg

⁽^{8.22) дан:}
1 ?P
^Vg = 一 2 psinQ . ?n
^ё^к^и:
1 ?P
^V^g⁼^–_l_p^._?_n

⁽^8.22)

⁽^8.23)
⁽^8.24)

^ни^ҳ^осил^қ^ила^{миз, бу ерда}^l⁼²^sin^Q^{– Кориолис параметри .}
Юқоридаги мулоҳазалардан геострофик шамол йўналиши изобаралар билан мос тушиши келиб чиқади . Шу билан бирга, агар шамол йўналиши томонга юзланиб турилса, паст босимли соҳа шимолий яримшарда чапда, жанубий яримшарда ўнгда жойлашади . Бу қоида шамолнинг барик Kонуни деб юритилади .

^{37-расм . Геострофик шамолни ани}^қ^{лашга доир}^.
^p^ва^p^-1^{– изобаралар,}^Н^{– паст атмосфера босими со}^ҳ^аси,^В^{– ю}^қ^{ори атмосфера босими}
^со^ҳ^аси,^G^{– босим горизонтал гр}^{адиенти кучи,}^K^{– Кориолис кучи,}^V^g^{- геострофик шамол}
^т^{езлиги .}
Геострофик шамол қийматларининг тартибини аниқлайлик . Бунинг учун (8.24) формулага унинг таркибига кирувчи катталикларнинг сон қийматларини қўямиз . 55º кенгликда барик градиентни 1 гПа/100 км га тенг деб олсак, V_g= 5,8 м/с ни ҳосил қиламиз .
d
^d^v₌₀
u
Ҳ
^dtдеб, қовушқоқлик кучларини геострофик шамолнинг u_g, υ_g
аво ҳаракатини тезланишсиз ^dt⁼
ҳисобга олмасак, (8.18) тенгламадан
^п^{роекциялари учун ифодаларга эга бўламиз:}
^u^g⁼^一_,^v^g⁼_(8.25)
Синоптик ҳариталарда ҳар 5гПа дан ўтказиладиган қўшни изобаралар орасидаги масофа Δn орқали белгиланса, геострофик шамол модули учун қуйидаги ишчи фирмулани ҳосил қиламиз:

V
^g
=

^a
sinQ . n
^,
⁽^8.26)

^бу^{ерда а=3,42 · 106}^ρ^(м2/с).
(8.25) формулаларга босимнинг ўрнига изобарик сиртнинг мутлоқ баландлиги Ф ифодасини киритамиз .
g
^э^к^{анлигини}^ҳ^{исобга олсак, (8.25) формулалар}

dФ = dz
dz = 一
^,
^ё
^қ^{уйидагича}
^{зилади:}
^u
⁽^8.27)
_g⁼^一^v_g⁼
,

Бу тенгламаларда Ф катталиги геопотенциал метрларда (гп .м) берилган . Табиийки, геострофик шамол мутлоқ топография изогипсалари бўйлаб йўналган бўлади . Бу ҳариталарда изогипсалар ҳар 40 гп .м оралиқда ўтказилганлиги учун мутлоқ топография ҳариталарида V_gгеострофик шамол учун ишчи формула қуйидагича ёзилади:

V
^g
=

^,
^a

sinQ . n^,
⁽^8.28)

_a
_б_у_ерда²_{– барча изобарик сиртлар учун ўзгармас катталик .}
_,₌₄₀^g⁰
Реал шароитда атмосферадаги ҳаракатлар, одатда, мувозанатлашмаган ва соф горизонтал эмас, изобаралар эса тўғри чизиқли эмас ва бир-биридан бир хил масофада жойлашмайди . Шунинг учун ҳам эркин атмосферада шамол геострофик бўлмайди . Лекин, эркин атмосферадаги йирик масштабли ҳаво ҳаракатлари учун шамол геострофик шамолга яқин бўлади . Ҳақиқий шамолнинг тезлиги геострофик шамолга тенг деб қабул қилинган атмосфера модели квазигеострофик модел деб аталади .
^8.5.^{Геостроф}^и^к^{шамолнинг}^{баландлик}^бўйича^{ўзгариши}
Эркин атмосферада ҳароратнинг нотекис тақсимотига боғлиқ равишда босим горизонтал градиентининг ўзгаришлари таъсирида шамолнинг тезлиги ва йўналиши ўзгариб туради .
Бу жараён қандай юз беришини кўриб чиқайлик . Денгиз сатҳида бирор соҳада босимнинг горизонтал градиенти нолга тенг бўлсин, яни барча нуқталарда босим бир хил бўлсин (38-расм). Ҳаво ҳарорати эса нотекис тақсимланган . Кўрилаётган соҳанинг бир қисми илиқроқ, бошқаси совуқроқ бўлиши мумкин . Бу ҳолат ҳарорат горизонтал градиентининг юзага келишига олиб келади . У ҳарорат паст бўлган томонга йўналган бўлиб, изотермаларга перпендикуляр бўлади . Совуқ ҳавода барик поғона илиқ ҳаводагидан кичик бўлганлиги сабабли, изобарик сиртлар қия бўлади . Бунда юқорига кўтарилган сари илиқ ҳаводан совуқ ҳавога қиялик бурчаги катталашади .

^38-^р^{асм .}^Ҳ^{арорат ва босимнинг горизонтал градиентлари орасидаги бо}^ғ^ли^қ^{лик .}

Шундай қилиб босимнинг горизонтал градиенти пайдо бўлади ва у юқорига кўтарилган сари ортади .
Агар денгиз сатҳида барик градиент нолдан фарқланса, унда юқорига кўтарилган сари ҳароратнинг нотекис тақсимоти билан боғлиқ бўлган қўшимча барик градиент пайдо бўлади . Баландлик қанча катта бўлса, барик градиентнинг қўшимча ташкил этувчиси шунча катта бўлади . Етарлича катта баландликда барик градиентнинг йўналиши кўрилаётган қатламдаги ўртача ҳароратнинг горизонтал градиенти йўналишига яқин бўлади . Бу илиқ ҳудудларда босимнинг баландроқ, совуқ ҳудудларда эса – пастроқ бўлишини англатади .
Қуйи сатҳда барик градиент ҳароратнинг горизонтал градиентига тескари йўналган ҳоллар кузатилиши мумкин . Бу ҳолда барик градиент тескари йўналишдага қўшимча ташкил этувчига эга бўлиб, юқорига кўтарилган сари камаяди . Маълум баландликда у нолга айланиб, ўз йўналишини 180° га ўзгартиради ва орта бошлайди .
Қуйидаги ҳолни кўриб чиқайлик . z₁=1 км баландликда босимнинг горизонтал градиенти нолга тенг, демак V_g=0 бўлсин (39-расм). А нуқта устидаги ҳаво устунининг ҳарорати В нуқта устидаги ҳаво ҳароратидан юқори . У ҳолда z сатҳда А дан В га йўналган босимнинг горизонтал градиенти Г пайдо бўлади . Бу илиқ ҳаво массасида босим баландлик бўйича совуқ ҳаво массасидагига нисбатан секинроқ камайиши билан боғлиқ .

^{39-расм .}^Ҳ^{ароратнинг горизонтал градиенти таъсирида геостроф}^{ик шамолнинг баландлик}
^бўйича^{ўзгариши схемаси .}
Қўшимча босим градиенти таъсирида изобаралар бўйлаб йўналган ҳаракат вужудга келади . 39-расмнинг пастки қисмида z₂=3 км сатҳда горизонтал текисликдаги босим тақсимоти кўрсатилган . Келтириб ўтилган фикрлар ва 39-расмдан келиб чиқадики, H ҳароратнинг горизонтал градиенти ҳосил қилувчи ^С_ҳгеострофик шамол орттирмаси Г га шундай

P
перпендикуляр йўналганки, шимолий яримшарда совуқ соҳа ҳаракат йўналишидан чапда, илиқ соҳа эса ўнгда жойлашади .
Шундай қилиб, ихтиёрий z баландликдаги геострофик шамолни бошланғич сатҳдаги геострофик шамол ^V1⁾ва z₁дан z гача бўлган қатламдаги ҳароратнинг горизонтал градиентига боғлиқ шамоллардан иборат бўлган вектор йиғинди кўринишида ифодалаш мумкин:
^V_g=V ¹⁾₊С _ҳ_{. (8.29)}
^С^ҳ^–^қ^ўшимча^термик^шамол^{деб аталади .}
Термик шамол қатламнинг ўртача ҳарорат изотермалари бўйлаб йўналган, унинг модули эса қатламдаги ҳароратнинг горизонтал градиенти ва шу қатламнинг қалинлигига пропорционал . z₁сатҳдаги горизонтал барик градиентнинг мутлақ қиймати ва z-z₁қатламдаги ўртача ҳароратнинг горизонтал градиенти, шунингдек бу градиентлар орасидаги бурчакка боғлиқ ҳолда геострофик шамолнинг турли вертикал профиллари кузатилади . Алоҳида қизиқиш уйғотувчи икки ҳолни кўриб чиқамиз (40-расм).
Биринчи ҳолда (40а-расм) илиқ соҳадан (И) совуқ соҳага (С) кўчиш юз беради, яъни илиK адвекция кузатилади . Шамол тезлиги вектори баландлик ортиши билан ўнгга бурилади ва йўналиши изотермаларга (узиқ чизиқлар)
^я
^б⁾

^Tm-1
^қ^{инлашади .}
а)

^T
^Tm ^Tm+1
m+1 ^Tm ^Tm-1

^(И)^П
(С) П

_V¹⁾

P-5

_-

^g

V
^ΔC^ҳ
5

^Δ^C^ҳ
^Ю^(И)

^g

P P+5

V
_V

P+5
Ю (С)
^40-расм^{. Геострофик шамолнинг баландлик бўйича ўзгариши .}
^а)^или^қ^{адвекциядаги ўнгга бурилиш,}
^{б) сову}^қ^{адвекциядаги чапга бурили}^{ш .}
Иккинчи ҳолда (40б-расм) совуқ соҳадан (С) илиқ соҳага (И) кўчиш юз беради, яъни совуK адвекция кузатилади . Бунда шамол тезлиги вектори баландлик ортиши билан чапга бурилади .
Шундай қилиб, эркин атмосферада шамолнинг ўнгга бурилиши билан илиK адвекция, чапга бурилиши билан совуK адвекция боғлиK бўлади .

8.6. Циклон ва антициклонларда градиент шамол

Ишқаланиш бўлмаган ҳолда ҳавонинг доиравий изобаралар бўйлаб турғунлашган горизонтал ҳаракатини кўрайлик . Бу ҳолда ҳаво заррасига
босимнинг горизонтал градиенти ва Кориолис кучларидан ташқари марказдан қочма куч ҳам таъсир қилади . Циклонда ҳам, антициклонда ҳам кузатилиши мумкин бўлган бундай ҳаракат градиент ёки геоциклострофик шамол деб аталади .
Циклонда ҳаво заррачаси горизонтал барик градиент кучи таъсирида тезланиш олиб, радиус бўйлаб циклон марказига интилади . Ҳаракат юзага келган заҳоти ҳаво заррасини 90° бурчак остида ўнг томонга (шимолий яримшарда) четлантирувчи Кориолис кучи пайдо бўлади . Шамол йўналишининг ўзгариши ва тезликнинг ортиши барик градиент, Кориолис ва марказдан қочма кучлар мувозанатга келгунича кузатилади . Шундай қилиб, циклонда мувозанатлашган ҳаракатда ҳаво заррачаси изобаралар бўйлаб шимолий яримшарда соат милига қарама-қарши йўналишда (жанубий яримшарда соат мили бўйича) ҳаракатланади . Изобаралар бўйлаб йўналган бу текис ҳаракат градиент шамол деб аталади .
Циклондаги градиент шамолида учта кучнинг мувозанати юзага келади: босим градиенти Кориолис ва марказдан қочма кучларни мувозанатлайди (41а-расм). Демак:

一 G = K + C

^ё^ки
_{一 =}_l_p_gr₊^{, (8.30)}
бу ерда r – циклон марказигача масофа, _gr– циклондаги градиент шамол тезлиги .
(8.30) квадрат тенгламанинг _grга нисбатан ечими қуйидаги кўринишга

^э^га:

_gr₌_一₊
^{⁴^p^?^r^.}^l²^r²₊₄^r^?^P

⁽^8.31)

(8.31) дан циклон марказида (r=0) градиент шамол доим нолга айланиши кўриниб турибди . Марказдан узоқлашиш билан изобаралар қуюқлиги сақланганда градиент шамол тезлиги ортади .
Тропик (φ кичик бўлган) кенгликлардаги циклонларда Кориолис кучи қиймати жуда кичик бўлади ва бу ерда барик градиент кучи асосан марказдан қочма куч билан мувозанатланади . Нотурғун стратификацияланган атмосферада юзага келган қуюн, торнадо ва вертикал ўқли кичик уюрмаларда, заррачалар траекториялари радиуси жуда кичик бўлади (баъзида ўнлаб метрларга тенг ва ундан кичик). Бу ҳолда марказдан қочма кучларга нисбатан Кориолис кучининг таъсири эътиборга олинмайди . Унда айланишнинг ихтиёрий йўналишларида барик градиент ва марказдан қочма

кучлар ўртасида мувозанат кузатилиши мумкин . Шунинг учун ҳам кичик уюрмаларда ҳаво заррачалари ҳам соат мили бўйлаб, ҳам унга тескари йўналишда ҳаракатланиши мумкин ^.
Антициклонда ҳам учта кучнинг мувозанати кузатилади: Кориолис кучи босимнинг горизонтал градиенти ва марказдан қочма кучлар йиғиндиси билан мувозанатланади (41б-расм):

+ = lpv_gr(8.32)
^ё^ки
^v_g_r^lr^v_gr⁼⁰_(8.33)

⁽^{8.33) нинг ечими}^қ^{уйидагича бўлади:}

v_gr= _{. (8.34}₎

(8.34) дан стационар антициклон марказида (r=0) шамол нолга тенглашиши келиб чиқади . Марказдан узоқлашганда шамол тезлиги ортади .

⁴¹^{-расм . Циклон (а) ва антициклондаги (б) градиент шамол .}
^p^,^p^-1^ва^p^-2^{– изобаралар,}^G^{– босимнинг горизонтал градиенти кучи,}^K^{– Кориолис кучи,}
^С^–^{марказдан}^қ^{очма куч,}^v^gr^{- градиент шамол тезлиги .}
^{Циклондан фар}^қ^{ли антициклонда градиент шам}^{ол тезлиги чекланган .}
Бу антициклонда ^<⁰(марказдан узоқлашган сари босим камаяди)
^{эканлиги билан тушунтирилади . Шу сабабли (8.34) да илдиз остидаги иф}^о^да
?
_?_r^м^{одулининг жуда катта}^қ^{ийматларида нолга тенглашиши мумкин .}
P
41-расмдан кўриниб турибдики, шимолий яримшарда циклонда ҳаво доим соат милига қарши, антициклонда эса соат мили бўйлаб ҳаракатланади .
^Ж^{анубий яримшарда}^ҳ^аво^ҳ^{аракатининг йўналиши}^қ^арама-^қ^{аршига ўзгаради .}

Download 4,48 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:

1 ... 46 47 48 49 50 51 52 53 ... 57