Atmosferin Şaquli Quruluşu və Havaya Təsiri
Yer atmosferi homojen hava təbəqəsi deyil. O, hər birinin özünəməxsus temperatur, təzyiq və tərkib xüsusiyyətlərinə malik şaquli təbəqələrdən ibarətdir. Bu fərqlər buludların necə əmələ gəldiyini, küləklərin necə hərəkət etdiyini və havanın bir bölgədə niyə sürətlə dəyişdiyini, digər bölgədə isə sabit qaldığını müəyyən edir. Atmosferin şaquli quruluşunu anlamaq, yağış və ildırımdan tutmuş dumana və istilik dalğalarına qədər gündəlik hava proseslərini daha elmi şəkildə izah etməyə kömək edir.
Atmosfer təbəqəli bir sistem kimi
Ümumiyyətlə, atmosferin şaquli quruluşu hündürlüklə temperaturun dəyişməsinə (temperaturun azalma və ya artma sürətinə) əsasən bölünür. Bu bölünmə dörd əsas təbəqəni əmələ gətirir: troposfer, stratosfer, mezosfer və termosfer. Bu təbəqələr arasında tropopauza, stratopoza və mezopauza adlanan keçid sərhədləri var. Hava əsasən aşağı təbəqələrdə baş versə də, onların üstündəki təbəqələr atmosfer sabitliyinə və genişmiqyaslı hava dövranı modellərinə də təsir göstərir.
Temperaturdan əlavə, hava təzyiqi də sistematik olaraq dəyişir. Hündürlük artdıqca hava təzyiqi və sıxlığı azalır. Bu vacibdir, çünki daha yüksək hündürlüklərdə nazik havanın su buxarını və istiliyi saxlamaq qabiliyyəti daha aşağıdır və bu da buludların əmələ gəlməsinə və yuxarı çəkilmələrin gücünə (konveksiya) təsir göstərir.
Troposfer: havanın "mərkəzi mərhələsi"
Troposfer, enlikdən asılı olaraq Yer səthindən təxminən 8-18 km dərinliyə qədər uzanan ən aşağı təbəqədir (tropiklərdə daha qalın, qütblərdə isə daha nazikdir). Atmosferin hava kütləsinin çox hissəsi və demək olar ki, bütün su buxarı burada yerləşir. Buna görə də, hava hadisələri - buludlar, yağış, səth küləkləri, fırtınalar - əsasən troposferdə baş verir.
Troposferin əsas xüsusiyyəti temperaturun hündürlüklə azalmasıdır. Bu azalma atmosferin əsas istilik mənbəyinin Yer səthindən gəlməsi və günəş radiasiyasını udulub sonra üzərindəki havanı qızdırması ilə əlaqədardır. Troposferdə temperaturun orta azalma sürəti kilometrə təxminən 6,5°C-dir, baxmayaraq ki, bu, rütubət şəraitindən və hava dinamikasından asılı olaraq dəyişə bilər.
Troposfer havaya necə təsir edir?
1. Konveksiya və bulud əmələ gəlməsi
Səthə yaxın hava qızdıqda, o, daha yüngülləşir və yuxarı qalxır. Qalxdıqca hava genişlənir və soyuyur. Şeh nöqtəsinə qədər soyuduqda su buxarı bulud damcılarına çevrilir. Bu proses tropik bölgələrdə geniş yayılmış kümülus buludlarının, ildırım çaxmalarının və konvektiv yağışların əmələ gəlməsinin əsasını təşkil edir.
2. Atmosfer sabitliyi
Hava şəraitinə atmosferin "sabit" və ya "qeyri-sabit" olması böyük təsir göstərir. Əgər yuxarıdakı hava aşağıdakı havadan istidirsə (və ya temperatur hündürlüklə bir qədər aşağı düşürsə), hava yüksəlməkdə çətinlik çəkir və bu da aydın hava və məhdud bulud əmələ gəlməsi ilə nəticələnir. Əksinə, yuxarıdakı hava daha sərindirsə, aşağı hava asanlıqla yüksəlir və bu da qalın buludların və fırtınaların əmələ gəlməsinə səbəb olur.
3. Orta enlik cəbhələri və fırtınalar
Subtropikdən orta enliklərə qədər olan bölgələrdə isti və soyuq hava kütlələrinin qarşılaşması cəbhələr əmələ gətirir. Cəbhələr məcburi yuxarı axınları tetikler, geniş stratiform buludlar və uzunmüddətli yağışlar yaradır. Bir çox ekstratropik fırtına sistemləri bu frontal dinamikadan inkişaf edir.
Tropopauza: buludların böyüməsi üçün "qapaq"
Troposferin yuxarı hissəsində temperatur düşməsinin sonunu qeyd edən keçid təbəqəsi olan tropopauza yerləşir. Tropopauza nisbətən sabitdir və buludların şaquli böyüməsini məhdudlaşdıran bir maneə kimi çıxış edir. Güclü fırtına buludları (kumulonimbus) tropopauzaya qarşı yuxarı itələyə və üfüqi şəkildə yayılaraq zindan əmələ gətirə bilər. Tropiklərdə daha yüksək olan tropopauzanın hündürlüyü də çox yüksək bulud zirvələrinin əmələ gəlmə ehtimalına təsir göstərir.
Stratosfer: külək tərzlərinə təsir edən sabit bir təbəqə
Tropopauzanın üzərində təxminən 10-50 km yüksəklikdə stratosfer yerləşir. Troposferdən fərqli olaraq, stratosferdə temperatur hündürlüklə artır. Temperaturun bu artması əsasən ozon tərəfindən ultrabənövşəyi şüalanmanın udulması ilə əlaqədardır və buna görə də stratosfer tez-tez ozon təbəqəsinin "evi" adlandırılır.
Stratosfer daha sabitdir, çünki isti hava soyuq havanın üzərində yerləşir (konveksiyanı boğan vəziyyət). Buna görə də, buludlar və turbulentlik daha az yaygındır və hava hərəkəti daha hamar olmağa meyllidir.
Stratosferin havaya təsiri
Stratosferdə hava şəraiti baş verməsə də, bu təbəqə havaya aşağıdakılar vasitəsilə təsir göstərir:
1. Reaktiv axınlar və genişmiqyaslı dövriyyə
Troposfer-stratosfer sərhədinin yaxınlığında, fırtına yollarını istiqamətləndirməkdə, yağış modellərinə təsir göstərməkdə və aşağı/yüksək təzyiqli sistemlərin hərəkət sürətini təyin etməkdə rol oynayan reaktiv axınlar kimi güclü külək cərəyanları mövcuddur.
2. Stratosfer pozğunluqları (məsələn, stratosferin qəfil istiləşməsi)
Stratosferdəki böyük dəyişikliklər troposferə "keçib", külək modellərini dəyişdirə və bəzi yüksək enlik bölgələrində qış havasına təsir göstərə bilər. Bu, yuxarı atmosferin bir-biri ilə əlaqəli atmosfer dinamikası vasitəsilə aşağıdakı hava modellərini dəyişə biləcəyini göstərir.
Mezosfer: həddindən artıq soyuma bölgəsi
Mezosfer təxminən 50-85 km hündürlükdən uzanır. Bu təbəqədə temperatur hündürlüklə yenidən azalır və çox aşağı düşə bilər. Mezosfer kiçik meteorların yanması üçün vacibdir, lakin onun səth havasına birbaşa təsiri nisbətən azdır. Bununla belə, o, atmosfer sisteminin vacib bir hissəsi olaraq qalır və qlobal miqyasda atmosfer dalğalarının yayılmasına və enerji dinamikasına təsir göstərir.
Termosfer: yüksək enerjili radiasiya səbəbindən yaranan istilik
Mezosferin üzərində (təxminən 85 km yuxarıda) termosfer yerləşir və burada günəşdən gələn yüksək enerjili radiasiyanın udulması səbəbindən temperatur kəskin şəkildə yüksəlir. "Yüksək" temperaturlara baxmayaraq, havanın sıxlığı o qədər aşağıdır ki, istilik Yer səthindəki qədər güclü hiss olunmur. Termosfer gündəlik hava ilə müqayisədə daha çox qütb parıltıları və radio rabitəsi kimi hadisələrlə əlaqələndirilir, lakin günəş aktivliyi ionosferdə rabitə və naviqasiya sistemlərinə təsir edən dəyişikliklərə səbəb ola bilər.
Şaquli əlaqələr: temperatur profilləri niyə vacibdir?
Hava əsasən günəş enerjisi, su buxarı və hava hərəkəti arasındakı qarşılıqlı təsirin nəticəsidir. Şaquli temperatur profili havanın yüksəlməyə və ya enməyə meylli olub-olmadığını müəyyən edir. Hava asanlıqla yüksəldikdə buludlar qalınlaşır, yağış intensivliyi artır və ildırım riski artır. Hava yüksəlməkdə çətinlik çəkdikdə, inversiya və ya yüksək sabitlik yaranır ki, bu da dumanın davam etməsinə, çirklənmənin tutulmasına və günlərin isti hiss olunmasına səbəb ola bilər.
Buna bariz nümunə olaraq, səthə yaxın hündürlüklə artan temperaturun aşağı troposferdə baş verən temperatur inversiyasını göstərmək olar. İnversiyalar çox vaxt aydın gecələrdə və ya vadilərdə baş verir və havanın qarışmasına mane olur. Nəticədə, duman və çirklənmə daha uzun müddət davam edə bilər. İnversiyalar həmçinin havanın aydın görünməsinə səbəb ola bilər, lakin havanın keyfiyyəti pisləşir.
Nəticə
Atmosferin şaquli quruluşu hava şəraitinin baş verdiyi "çərçivəni" təşkil edir. Troposfer bulud, yağış və fırtına əmələ gəlməsi üçün əsas məkandır, çünki o, su buxarı ilə zəngindir və hündürlüklə temperaturda azalma müşahidə olunur. Tropopauza buludların böyüməsini məhdudlaşdıran sabit bir sərhəd kimi çıxış edir, sabit stratosfer isə reaktiv axın və genişmiqyaslı dinamika vasitəsilə fırtına yollarına da təsir göstərir. Yuxarıdakı təbəqələr - mezosfer və termosfer - səth havasına daha az birbaşa təsir göstərir, lakin yenə də enerji paylanmasını və dalğaları tənzimləyən qlobal atmosfer sisteminin bir hissəsidir.
Atmosfer təbəqələrini və onların xüsusiyyətlərini anlamaqla, hava şəraitinin niyə bu qədər dinamik ola biləcəyini, müəyyən şərtlər altında fırtınaların niyə baş verdiyini və atmosferin yuxarı qatındakı dəyişikliklərin Yer səthinə necə təsir edə biləcəyini daha asan başa düşə bilərik. Bu bilik təkcə meteorologiya üçün deyil, həm də insan fəaliyyətinin planlaşdırılması - kənd təsərrüfatı, aviasiya, fəlakətlərin azaldılması və iqlim dəyişikliyinə uyğunlaşma üçün vacibdir.
