Нарны агаар мандлын динамикт үзүүлэх нөлөө
Нар бол дэлхийн эрчим хүчний гол эх үүсвэр юм. Үүл үүсэх, бороо, салхинаас эхлээд дэлхийн агаарын эргэлт хүртэлх бараг бүх цаг агаар, уур амьсгалын үйл явц нь дэлхийн гадаргуу болон агаар мандалд хүлээн авсан нарны энергийн тархалт, өөрчлөлтөөс үүдэлтэй байдаг. Энэхүү энерги нь янз бүрийн физик механизмаар шингэж, тусгагдаж, дамжих үед агаар мандал нь тогтмол хөдөлгөөнтэй "машин" болж хувирдаг. Энэ нийтлэлд Нар нь өдөр тутмын, улирлын болон урт хугацааны хэмжээнд агаар мандлын динамикт хэрхэн нөлөөлдөг болохыг судлах болно.
1. Нарны цацраг нь агаар мандлын гол хөдөлгөгч хүч юм
Нарны энерги нь богино долгионы цацраг хэлбэрээр, голчлон харагдахуйц болон хэт ягаан туяаны мужид Дэлхийд хүрдэг. Энэхүү цацрагийн зарим хэсэг нь үүл, аэрозоль, мөс гэх мэт тод гадаргуу (энэхүү ойлтын үйл явц нь альбедотой холбоотой)-аар сансарт буцаж ойдог. Үлдсэн хэсэг нь газрын гадаргуу, далай тэнгис, агаар мандлын тодорхой бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд шингэж, тэнд дулаан болж хувирдаг.
Нарны цацрагийн халаалт жигд бус байдаг. Дэлхийн хэлбэр нь бөмбөрцөг хэлбэртэй тул халуун орны бүс нутгууд өндөр өргөрөгөөс илүү их цацраг хүлээн авдаг. Цаашилбал, дэлхийн тэнхлэгийн хазайлт нь улирлын чанартай хэлбэлзлийг үүсгэдэг: зуны улиралд нэг хагас бөмбөрцөг илүү их энерги авдаг бол нөгөө хагас бөмбөрцөг бага энерги авдаг. Халаалтын энэхүү тэнцвэргүй байдал нь агаар мандлын хөдөлгөөнийг өдөөдөг: дулаан агаар дээшлэх хандлагатай, сэрүүн агаар живэх хандлагатай байдаг бөгөөд үүнээс үүдэлтэй даралтын зөрүү нь салхи үүсгэдэг.
2. Дифференциал халаалт ба даралтын градиент үүсэх
Агаар мандлын динамикийн гол ойлголтуудын нэг бол даралтын градиент (бүс нутгуудын хоорондох даралтын зөрүү) юм. Тухайн газар нутаг дулаарахад агаар тэлж, нягтрал нь буурч, өгөгдсөн өндөрлөг дэх даралт өөрчлөгдөж болно. Газар ба далайн хоорондох, халуун орны болон туйлуудын хоорондох, эсвэл өдөр ба шөнийн хоорондох халаалтын энэхүү зөрүү нь агаарын урсгалыг хөдөлгөдөг даралтын градиентийг үүсгэдэг. Салхи нь үндсэндээ эдгээр зөрүүг "тэнцвэржүүлэх" агаар мандлын хариу үйлдэл юм.
Үүний тод жишээ нь эргийн бүс нутагт ажиглагддаг: өдрийн цагаар хуурай газар далайгаас илүү хурдан халдаг бөгөөд энэ нь хуурай газрын дээрх агаар нэмэгдэж, харьцангуй даралт буурахад хүргэдэг. Далайн сэрүүн агаар хуурай газар руу чиглэн далайн сэвшээ салхи үүсгэдэг. Шөнөдөө хуурай газар илүү хурдан хөрч, харьцангуй даралт нэмэгдэж, салхи хуурай газраас далай руу шилждэг (хуурийн сэвшээ салхи). Энэхүү өдөр тутмын мөчлөг нь нарны цацрагийн хэлбэлзэл нь орон нутгийн агаарын динамикийг хэрхэн зохицуулдагийн энгийн жишээ юм.
3. Дэлхийн эргэлт: Хадли, Феррел, болон Полар эсүүд
Дэлхийн хэмжээнд халуун орны болон туйлуудын хоорондох энергийн тэнцвэргүй байдал нь гол эргэлтийн системийг бий болгодог. Экваторын эргэн тойрон дахь дулаан агаар өгсөж, нам даралттай, хүчтэй конвекцийн хэсгүүдийг үүсгэдэг. Энэхүү өгсөж буй агаар нь тропосферийн дээд давхаргын өндөр өргөрөг рүү шилжиж, хөрч, хоёр хагас бөмбөрцгийн 30° орчим өргөрөгт доошилдог. Энэ хэв маягийг Хадли эс гэж нэрлэдэг.
Дунд өргөрөгт илүү нарийн төвөгтэй Феррел эсүүд байдаг бөгөөд энэ нь шуурганы систем болон тийрэлтэт урсгалтай харилцан үйлчлэлцэх нөлөөнд ихээхэн нөлөөлдөг. Өндөр өргөрөгт туйлын эсүүд нь хүйтэн агаар туйлын бүс нутгуудад бууж, гадаргуугийн ойролцоох нам өргөрөг рүү шилжиж, дараа нь туйлын фронтод дулаан агаартай тулгарах үед үүсдэг.
Хэрэв нарны энерги нь туйлуудаас илүү халуун орны бүс нутагт байхгүй байсан бол бидний мэдэх дэлхийн энэхүү эргэлт байхгүй байх байсан. Энэ систем нь дэлхийн хур тунадасны тархалтын үндэс суурь болдог: экваторын бүс нутгууд чийглэг, бороотой байх хандлагатай байдаг бол 30° өргөрөг орчмын бүс нутгууд ихэвчлэн илүү хуурай байдаг (энэ бүсэд олон том цөл байрладаг).
4. Дэлхийн эргэлтийн үүрэг ба Кориолис эффект
Нар нь температур болон даралтын зөрүүг үүсгэдэг боловч үүнээс үүдэлтэй салхины хэв маяг нь өндөр даралтаас нам даралт руу шулуун шугамаар хөдөлдөггүй. Дэлхийн эргэлт нь Кориолис эффектийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь агаарын массыг хойд хагас бөмбөрцөгт баруун тийш, өмнөд хагас бөмбөрцөгт зүүн тийш чиглүүлдэг. Энэ нь халуун орны бүс нутагт пассат салхи, дунд өргөрөгт баруун тийш салхи, дээд агаар мандлын тийрэлтэт урсгал үүсэхэд хүргэдэг.
Шуурганы замыг чиглүүлж, нам ба өндөр даралтын системийн хөдөлгөөнд нөлөөлдөг тул тийрэлтэт урсгал нь агаар мандлын динамикт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Кориолис эффект нь дэлхийн эргэлтээс үүдэлтэй боловч тийрэлтэт урсгалын хүч чадал ба байрлал нь температурын градиенттэй нягт холбоотой бөгөөд энэ нь эцсийн дүнд нарны энергийн тархалтаар тодорхойлогддог.
5. Усны уур, үүл болон далд дулаан ялгаруулалт
Нарны халаалт нь мөн гидрологийн мөчлөгийг удирддаг. Далай тэнгис болон нойтон гадаргуу нь энерги шингээхэд ус ууршдаг. Дараа нь дээшлэх усны уур конденсацид орж үүл, бороо үүсгэдэг. Энэхүү конденсацийн процесс нь агаар мандалд далд дулааныг ялгаруулж, конвекцийг бэхжүүлж, шуурга үүсэхийг өдөөж болно.
Халуун орны бүс нутагт нарны энергийн ихэнх хэсэг нь ууршилтад ашиглагддаг бөгөөд дараа нь хур тунадасны үеэр далд дулаан хэлбэрээр ялгардаг. Энэ нь халуун орны шуурга болон том конвектив системүүд яагаад ийм хүчтэй байдаг нэг шалтгаан юм: Нар нь системийг бүлээн далайгаар "цэнэгжүүлдэг" бөгөөд агаар мандал нь конденсацийн үед энергийг "буцааж" өгдөг.
Үүл нь мөн давхар үүрэг гүйцэтгэдэг: тэд нарны цацрагийг тусгаж, улмаар гадаргууг хөргөдөг бөгөөд гадаргуугаас хэт улаан туяаны цацрагийг барьж, улмаар агаар мандлыг дулаацуулдаг (хүлэмжийн нөлөө). Энэхүү харилцан үйлчлэл нь нарны агаар мандалд үзүүлэх нөлөөг илүү төвөгтэй болгодог, учир нь үүл нь төрөл, өндөр, зузаанаас хамааран дулаарлыг нэмэгдүүлж эсвэл сулруулж чаддаг.
6. Нарны хувьсах чанар ба түүний агаар мандалд үзүүлэх нөлөө
Дэлхийн геометрээс шалтгаалан өдөр тутмын болон улирлын чанартай хэлбэлзлээс гадна Нар өөрөө энергийн гарцаараа харилцан адилгүй байдаг ч харьцангуй бага байдаг. Нарны идэвхжил нь ойролцоогоор 11 жилийн мөчлөгтэй бөгөөд нарны толбоны тоо болон хэт ягаан туяаны урсгалын өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог. Эдгээр хэлбэлзэл нь гадаргуугаас илүү дээд агаар мандал (стратосфер ба термосфер)-д нөлөөлж болно, учир нь хэт ягаан туяаг өндөрлөг газарт озон болон бусад хий шингээдэг.
Стратосферийн дулаарлын өөрчлөлт нь агаар мандлын салхи, долгионы хэв маягт нөлөөлж, улмаар тодорхой нөхцөлд тропосфер руу "дусалдаг". Гэсэн хэдий ч орчин үеийн уур амьсгалын өөрчлөлтийн нөхцөлд нарны хэлбэлзлийн дэлхийн дулаарлын урт хугацааны чиг хандлагад оруулсан хувь нэмэр нь хүний үйл ажиллагаанаас үүдэлтэй хүлэмжийн хийн нөлөөллөөс бага гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч нарны хэлбэлзэл нь байгалийн уур амьсгалын хэлбэлзэл болон дээд агаар мандлын динамикийг ойлгоход чухал хэвээр байна.
7. Нарны соронзон мандал болон сансрын цаг агаартай харилцан үйлчлэл
Нар нь зөвхөн гэрэл, дулааныг ялгаруулаад зогсохгүй нарны салхи болон дэлхийн соронзон оронтой харилцан үйлчилж чаддаг цэнэгтэй хэсгүүдийг ялгаруулдаг. Геосоронзон шуурга зэрэг үйл явдлууд нь ионосфер, радио холбоо, хиймэл дагуулын навигаци, гадаргуу дээрх цахилгаан гүйдэлд нөлөөлж болно. Тропосфер дахь өдөр тутмын цаг агаарт үзүүлэх нөлөө нь шууд бус бөгөөд судалгааны нарийн төвөгтэй чиглэл хэвээр байгаа ч дээд агаар мандлын динамикт үзүүлэх нөлөө нь илт ач холбогдолтой юм.
Геосоронзон идэвхжилийн үед термосферт халаах нь дээд агаар мандлын нягтралыг өөрчилж, хиймэл дагуулын чирэлтэд нөлөөлдөг. Энэ нь "агаар мандлын динамик" нь зөвхөн гадаргуу дээр бидний мэдэрч буй цаг агаартай төдийгүй агаар мандлын дээд давхаргын нөхцөл байдалтай холбоотой болохыг харуулж байна.
8. Кесимпулан
Агаар мандлын динамик нь үндсэндээ дэлхийн агаарын системийн нарны эрчим хүчэнд үзүүлэх хариу үйлдэл юм. Дулааны тэнцвэргүй байдал нь даралтын градиентийг бий болгож, салхи болон дэлхийн эргэлтийг бий болгож, конвекцийг нэмэгдүүлж, усны эргэлтийг идэвхжүүлж, үүл болон шуурганы үүсэлтэд нөлөөлдөг. Дэлхийн эргэлт нь агаарын урсгалыг гажуудуулж, салхины хэв маягийг нарийн төвөгтэй болгодог бол нарны идэвхжилийн хэлбэлзэл нь агаар мандлын нөхцөл байдлыг, ялангуяа дээд агаар мандлын нөхцөл байдлыг өөрчилдөг.
Нарны агаар мандалд үзүүлэх нөлөөг ойлгох нь бидэнд цаг агаарын хэв маягийг унших, уур амьсгалын өөрчлөлтийг тайлбарлах, тэр ч байтугай сансрын цаг агаарын орчин үеийн технологид үзүүлэх нөлөөнд бэлтгэхэд тусалдаг. Өөрөөр хэлбэл, бид салхи, бороо, шуурганы тухай ярихдаа агаар мандал нь өдөр бүр Дэлхий дээр тусдаг нарны энергийг хэрхэн "боловсруулдаг" талаар үнэндээ ярилцаж байна.
