Атмосферанын вертикалдык түзүлүшү жана анын аба ырайына тийгизген таасири
Жердин атмосферасы бир тектүү аба катмары эмес. Ал ар биринин өзүнүн температурасы, басымы жана курамы бар вертикалдуу катмарлардан турат. Бул айырмачылыктар булуттардын кантип пайда болорун, шамалдардын кантип кыймылдаарын жана эмне үчүн аба ырайы бир аймакта тез өзгөрүп, экинчисинде туруктуу бойдон кала аларын аныктайт. Атмосферанын вертикалдуу түзүлүшүн түшүнүү бизге күнүмдүк аба ырайынын процесстерин — жамгырдан жана күн күркүрөгөндөн туманга жана ысык толкундарга чейин — илимий жактан түшүндүрүүгө жардам берет.
Атмосфера катмарлуу система катары
Жалпысынан алганда, атмосферанын вертикалдык түзүлүшү бийиктик менен температуранын өзгөрүшүнө (температуранын төмөндөшү же жогорулашы) жараша бөлүнөт. Бул бөлүнүү төрт негизги катмарды пайда кылат: тропосфера, стратосфера, мезосфера жана термосфера. Бул катмарлардын ортосунда тропопауза, стратопауза жана мезопауза деп аталган өткөөл чек аралар бар. Аба ырайы негизинен төмөнкү катмарларда болгону менен, алардын үстүндөгү катмарлар атмосферанын туруктуулугуна жана кеңири масштабдуу аба айлануу схемаларына да таасир этет.
Температурадан тышкары, аба басымы да системалуу түрдө өзгөрөт. Бийиктик жогорулаган сайын аба басымы жана тыгыздыгы төмөндөйт. Бул маанилүү, анткени бийиктиктеги суюк абанын суу буусун жана жылуулукту кармап туруу мүмкүнчүлүгү төмөн, бул булуттардын пайда болушуна жана көтөрүлүүчү агымдардын күчүнө (конвекция) таасир этет.
Тропосфера: аба ырайынын "борбордук этабы"
Тропосфера эң төмөнкү катмар болуп саналат, ал Жердин бетинен географиялык кеңдикке жараша 8–18 км тереңдикке чейин созулат (тропиктерде калыңыраак, уюлдарда ичкерээк). Атмосферанын аба массасынын көпчүлүк бөлүгү жана анын дээрлик бардык суу буусу ушул жерде жайгашкан. Ошондуктан, аба ырайынын кубулуштары — булуттар, жамгыр, жер үстүндөгү шамалдар, бороон-чапкындар — көбүнчө тропосферада болот.
Тропосферанын негизги мүнөздөмөсү - температура бийиктик менен төмөндөйт. Бул төмөндөө атмосферанын негизги жылуулук булагы Жер бетинен келгендиктен болот, ал күн радиациясын сиңирип, андан кийин үстүндөгү абаны ысытат. Тропосферада температуранын төмөндөшүнүн орточо ылдамдыгы километрге болжол менен 6,5°C түзөт, бирок бул нымдуулук шарттарына жана абанын динамикасына жараша өзгөрүшү мүмкүн.
Тропосфера аба ырайына кандай таасир этет?
1. Конвекция жана булуттардын пайда болушу
Жер бетине жакын аба ысыганда, ал жеңилдеп, көтөрүлөт. Көтөрүлгөн сайын аба кеңейип, муздайт. Шүүдүрүм чекитине чейин муздаганда, суу буусу булут тамчыларына айланат. Бул процесс тропикалык аймактарда көп кездешүүчү кумуляциялык булуттардын, күн күркүрөгөн жаан-чачындардын жана конвективдүү жамгырлардын пайда болушунун негизи болуп саналат.
2. Атмосфералык туруктуулук
Аба ырайына атмосферанын "туруктуу" же "туруксуз" экендиги чоң таасир этет. Эгерде жогорудагы аба төмөнкү абага караганда жылуураак болсо (же температура бийиктикке жараша бир аз төмөндөсө), аба көтөрүлүүдө кыйынчылыкка дуушар болот, натыйжада ачык аба ырайы жана булуттардын пайда болушу чектелүү болот. Тескерисинче, эгер жогорудагы аба бир топ салкын болсо, төмөнкү аба оңой көтөрүлүп, коюу булуттардын жана бороон-чапкындардын пайда болушуна алып келет.
3. Орто кеңдиктеги фронттор жана бороондор
Субтропиктен орто кеңдикке чейинки аймактарда жылуу жана муздак аба массаларынын жолугушуусу фронтторду түзөт. Фронттор мажбурланган өйдө көтөрүлүүчү агымдарды пайда кылып, кеңири стратиформ булуттарын жана узакка созулган жаан-чачындарды пайда кылат. Көптөгөн экстратропикалык бороон системалары ушул фронталдык динамикадан келип чыгат.
Тропопауза: булуттардын өсүшү үчүн "капкак"
Тропосферанын үстүнкү бөлүгүндө тропопауза жайгашкан, ал температуранын төмөндөшүнүн аягын билдирген өткөөл катмар. Тропопауза салыштырмалуу туруктуу жана булуттардын вертикалдуу өсүшүн чектеген тосмо катары кызмат кылат. Күчтүү бороон булуттары (кумулонимбус) тропопаузага каршы түртүлүп, горизонталдуу жайылып, дөштү пайда кылышы мүмкүн. Тропопаузанын бийиктиги - тропиктерде жогорураак - өтө бийик булут чокулары пайда болгон бороондордун пайда болуу ыктымалдыгына да таасир этет.
Стратосфера: шамалдын жүрүшүнө таасир этүүчү туруктуу катмар
Тропопаузадан жогору, болжол менен 10–50 км бийиктикте, стратосфера жайгашкан. Тропосферадан айырмаланып, стратосферада температура бийиктик менен жогорулайт. Температуранын мындай жогорулашы, негизинен, озон тарабынан ультрафиолет нурланышынын сиңирилишине байланыштуу, ошондуктан стратосфера көп учурда озон катмарынын "үйү" деп аталат.
Стратосфера туруктуураак, анткени жылуу аба муздак абанын үстүндө жайгашкан (конвекцияны баскан шарт). Ошондуктан, булуттар жана турбуленттүүлүк сейрек кездешет, ал эми абанын кыймылы жылмакайыраак болот.
Стратосферанын аба ырайына тийгизген таасири
Стратосферада аба ырайы өзгөрбөсө да, бул катмар аба ырайына төмөнкүлөр аркылуу таасир этет:
1. Реактивдүү агымдар жана ири масштабдуу циркуляция
Тропосфера менен стратосферанын чек арасына жакын жерде бороон-чапкындын жолдорун багыттоодо, жаан-чачындын агымына таасир этүүдө жана төмөнкү/жогорку басымдагы системалардын кыймыл ылдамдыгын аныктоодо роль ойногон реактивдүү агым сыяктуу күчтүү шамал агымдары бар.
2. Стратосферанын бузулушу (мисалы, стратосферанын кескин жылышы)
Стратосферадагы чоң өзгөрүүлөр тропосферага "өтүп", шамалдын схемасын өзгөртүп, кээ бир бийик кеңдик аймактарындагы кышкы аба ырайына таасир этиши мүмкүн. Бул жогорку атмосфера өз ара байланышкан атмосфералык динамикалар аркылуу төмөнкү аба ырайынын схемаларын өзгөртө аларын көрсөтүп турат.
Мезосфера: өтө муздаган аймак
Мезосфера болжол менен 50–85 км бийиктиктен созулуп жатат. Бул катмарда температура бийиктик менен кайрадан төмөндөйт жана өтө төмөндөшү мүмкүн. Мезосфера кичинекей метеорлордун күйүшү үчүн маанилүү, бирок анын жер үстүндөгү аба ырайына түздөн-түз таасири салыштырмалуу аз. Бирок, ал атмосфера системасынын маанилүү бөлүгү бойдон калууда, атмосфералык толкундардын таралышына жана глобалдык масштабда энергия динамикасына таасир этет.
Термосфера: жогорку энергиялуу нурлануудан улам пайда болгон жылуулук
Мезосферанын үстүндө (болжол менен 85 км жогору) термосфера жайгашкан, ал жерде күндөн келген жогорку энергиялуу нурланууну сиңирип алгандыктан температура кескин көтөрүлөт. "Жогорку" температурага карабастан, абанын тыгыздыгы ушунчалык төмөн болгондуктан, жылуулук Жер бетиндегидей күчтүү сезилбейт. Термосфера күнүмдүк аба ырайына караганда поляр жаркыроосу жана радио байланышы сыяктуу кубулуштар менен көбүрөөк байланыштуу, бирок күндүн активдүүлүгү байланыш жана навигация системаларына таасир этүүчү ионосферадагы өзгөрүүлөрдү жаратышы мүмкүн.
Вертикалдык байланыштар: температуралык профилдер эмне үчүн маанилүү?
Аба ырайы, негизинен, күн энергиясынын, суу буусунун жана аба кыймылынын өз ара аракеттенүүсүнүн натыйжасы болуп саналат. Тик температуранын профили абанын көтөрүлүшүнө же төмөндөшүнө алып келет. Аба оңой көтөрүлгөндө, булуттар коюуланып, жаан-чачындын интенсивдүүлүгү жогорулайт жана күн күркүрөшү коркунучу жогорулайт. Аба көтөрүлүүгө аракет кылганда, инверсия же жогорку туруктуулук пайда болот, бул тумандын сакталып калышына, булганууну кармап калышына жана күндүн ысык болушуна алып келиши мүмкүн.
Тропосферанын төмөнкү катмарындагы температуранын инверсиясы ачык мисал боло алат, мында температура жер бетине жакын бийиктик менен жогорулайт. Инверсиялар көбүнчө ачык түндөрдө же өрөөндөрдө болуп, абанын аралашуусуна тоскоол болот. Натыйжада, туман жана булгануу узакка созулушу мүмкүн. Инверсиялар аба ырайын ачык көрсөтүшү мүмкүн, бирок абанын сапаты начарлайт.
Корутунду
Атмосферанын вертикалдык түзүлүшү аба ырайынын пайда болушунун "алкагын" түзөт. Тропосфера булут, жамгыр жана бороон-чапкындын пайда болушунун негизги арена болуп саналат, анткени ал суу буусуна бай жана бийиктик менен температуранын төмөндөшүнө дуушар болот. Тропопауза булуттардын өсүшүн чектеген туруктуу чек ара катары кызмат кылат, ал эми туруктуу стратосфера ошондой эле реактивдүү агым жана ири масштабдуу динамика аркылуу бороон-чапкындын жолдоруна таасир этет. Жогорудагы катмарлар - мезосфера жана термосфера - жер үстүндөгү аба ырайына азыраак түз таасир этет, бирок дагы эле энергиянын бөлүштүрүлүшүн жана толкундарды жөнгө салуучу глобалдык атмосфера системасынын бир бөлүгү болуп саналат.
Атмосферанын катмарларын жана алардын мүнөздөмөлөрүн түшүнүү менен, биз аба ырайынын эмне үчүн мынчалык динамикалуу болушу мүмкүн экенин, эмне үчүн белгилүү бир шарттарда бороон-чапкындар болуп тураарын жана атмосферанын жогорку катмарындагы өзгөрүүлөр Жердин бетине кандай таасир этерин оңой түшүнө алабыз. Бул билим метеорология үчүн гана эмес, ошондой эле адамдын ишмердүүлүгүн пландаштыруу үчүн да маанилүү - айыл чарбасы, авиация, кырсыктардын кесепеттерин азайтуу жана климаттын өзгөрүшүнө ыңгайлашуу.
