Агаар мандлын босоо бүтэц ба түүний цаг агаарт үзүүлэх нөлөө
Дэлхийн агаар мандал нь нэгэн төрлийн агаарын давхарга биш юм. Энэ нь босоо давхаргуудаас бүрдэх бөгөөд тус бүр нь температур, даралт, найрлагын өөрийн гэсэн онцлог шинж чанартай байдаг. Эдгээр ялгаа нь үүл хэрхэн үүсдэг, салхи хэрхэн хөдөлдөг, яагаад нэг бүс нутагт цаг агаар хурдан өөрчлөгдөж, нөгөө бүс нутагт тогтвортой хэвээр байгааг тодорхойлдог. Агаар мандлын босоо бүтцийг ойлгох нь бидэнд бороо, аадар борооноос эхлээд манан, дулааны долгион хүртэлх өдөр тутмын цаг агаарын үйл явцыг илүү шинжлэх ухааны үүднээс тайлбарлахад тусалдаг.
Агаар мандал нь давхаргатай систем
Ерөнхийдөө агаар мандлын босоо бүтцийг өндрөөс хамааран температурын өөрчлөлт (температур буурах эсвэл нэмэгдэх хурд) дээр үндэслэн хуваадаг. Энэ хуваагдал нь тропосфер, стратосфер, мезосфер, термосфер гэсэн дөрвөн үндсэн давхаргыг үүсгэдэг. Эдгээр давхаргын хооронд тропопауза, стратопауза, мезопауза гэж нэрлэгддэг шилжилтийн хил хязгаар байдаг. Цаг агаар нь голчлон доод давхаргад тохиолддог боловч тэдгээрийн дээрх давхаргууд нь агаар мандлын тогтвортой байдал болон агаарын эргэлтийн томоохон хэв маягт нөлөөлдөг.
Температураас гадна агаарын даралт нь системтэйгээр өөрчлөгддөг. Өндөрлөг нэмэгдэх тусам агаарын даралт болон нягтрал буурдаг. Энэ нь чухал юм, учир нь өндөрлөг газарт байрлах нимгэн агаар нь усны уур болон дулааныг барих чадвар багатай тул үүл үүсэх болон дээш урсах урсгалын хүч (конвекц)-д нөлөөлдөг.
Тропосфер: цаг агаарын "төв үе шат"
Тропосфер нь дэлхийн гадаргаас өргөрөгөөс хамааран 8-18 км орчим гүнд үргэлжилдэг хамгийн доод давхарга юм (халуун орны бүс нутагт илүү зузаан, туйлуудад нимгэн). Энэ бол агаар мандлын агаарын массын ихэнх хэсэг болон бараг бүх усны уур байрладаг газар юм. Тиймээс цаг агаарын үзэгдэл болох үүл, бороо, гадаргын салхи, шуурга зэрэг нь ихэвчлэн тропосферт тохиолддог.
Тропосферийн гол шинж чанар нь температур өндөрлөгтэй хамт буурдаг явдал юм. Энэхүү бууралт нь агаар мандлын үндсэн дулааны эх үүсвэр нь дэлхийн гадаргаас ирдэг бөгөөд дэлхийн гадаргаас нарны цацрагийг шингээж, дараа нь түүний дээгүүрх агаарыг халаадагтай холбоотой юм. Тропосферт температурын бууралтын дундаж хурд нь километр тутамд 6,5°C орчим байдаг боловч энэ нь чийгшлийн нөхцөл байдал болон агаарын динамикаас хамаарч өөр өөр байж болно.
Тропосфер цаг агаарт хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
1. Конвекц ба үүл үүсэх
Гадаргуугийн ойролцоох агаар халахад хөнгөн болж, дээшээ хөрдөг. Дээшээ хөрөх тусам агаар тэлж, хөрдөг. Шүүдэр цэг хүртэл хөрөхөд усны уур нь үүлний дусал болж конденсацладаг. Энэ үйл явц нь халуун орны бүс нутагт түгээмэл тохиолддог хуримтлагдсан үүл, аянга цахилгаан, конвектив бороо үүсэх үндэс суурь болдог.
2. Агаар мандлын тогтвортой байдал
Цаг агаар нь агаар мандал "тогтвортой" эсвэл "тогтворгүй" байхаас ихээхэн хамаардаг. Хэрэв дээрх агаар нь доорх агаараас дулаан байвал (эсвэл температур нь өндрөөс хамааран бага зэрэг буурвал) агаар өгсөхөд бэрхшээлтэй тулгарч, улмаар цаг агаар тунгалаг болж, үүл үүсэх нь хязгаарлагдмал байдаг. Үүний эсрэгээр, хэрэв дээрх агаар хамаагүй сэрүүн байвал доод агаар амархан өгсөж, өтгөн үүл, шуурга үүсэхийг өдөөдөг.
3. Дунд өргөргийн фронтууд болон шуурга
Субтропик болон дунд өргөргийн бүс нутагт дулаан, хүйтэн агаарын массын уулзвар нь фронт үүсгэдэг. Фронтууд нь албадан дээш урсах урсгалыг өдөөж, өргөн уудам давхаргат үүл, удаан үргэлжилсэн хур тунадас үүсгэдэг. Эдгээр фронтын динамикаас олон тооны тропик бус шуурганы системүүд үүсдэг.
Тропопауза: үүлний өсөлтийн "таг"
Тропосферийн дээд хэсэгт температурын уналтын төгсгөлийг тэмдэглэдэг шилжилтийн давхарга болох тропопауза байрладаг. Тропопауза нь харьцангуй тогтвортой бөгөөд үүлний босоо өсөлтийг хязгаарладаг саад тотгор болж үйлчилдэг. Хүчтэй шуурганы үүл (кумулонимбус) нь тропопаузын эсрэг түлхэгдэж, хэвтээ чиглэлд тархаж, дөш үүсгэдэг. Тропопаузын өндөр нь халуун орны өндөр байдаг бөгөөд маш өндөр үүлний орой үүсэх магадлалд нөлөөлдөг.
Стратосфер: салхины хэв маягт нөлөөлдөг тогтвортой давхарга
Тропопаузын дээр ойролцоогоор 10-50 км өндөрт стратосфер оршдог. Тропосфероос ялгаатай нь стратосферт температур өндрөөс хамааран нэмэгддэг. Температурын энэхүү өсөлт нь голчлон озоны хэт ягаан туяаг шингээсэнтэй холбоотой тул стратосферийг ихэвчлэн озоны давхаргын "гэр" гэж нэрлэдэг.
Стратосфер нь илүү тогтвортой байдаг, учир нь дулаан агаар нь сэрүүн агаараас дээгүүр байрладаг (конвекцийг дарангуйлдаг нөхцөл байдал). Тиймээс үүл болон турбулент байдал хамаагүй бага тохиолддог бөгөөд агаарын хөдөлгөөн илүү жигд байдаг.
Стратосферийн цаг агаарт үзүүлэх нөлөө
Стратосферт цаг агаар үүсдэггүй ч энэ давхарга нь цаг агаарт дараах байдлаар нөлөөлдөг.
1. Тийрэлтэт урсгал ба том хэмжээний эргэлт
Тропосфер-стратосферийн хил хязгаарын ойролцоо шуурганы замыг чиглүүлэх, хур тунадасны хэв маягт нөлөөлөх, нам/өндөр даралтын системийн хөдөлгөөний хурдыг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тийрэлтэт урсгал зэрэг хүчтэй салхины урсгалууд байдаг.
2. Стратосферийн хэлбэлзэл (жишээ нь, стратосферийн гэнэтийн дулаарал)
Стратосфер дахь томоохон өөрчлөлтүүд нь тропосфер руу "нэвчиж", салхины хэв маягийг өөрчилж, зарим өндөр өргөргийн бүс нутагт өвлийн цаг агаарт нөлөөлдөг. Энэ нь дээд агаар мандал нь хоорондоо холбоотой атмосферийн динамикаар дамжуулан доорх цаг агаарын хэв маягийг өөрчилж чадна гэдгийг харуулж байна.
Мезосфер: Хэт их хөргөлтийн бүс
Мезосфер нь ойролцоогоор 50-85 км-ийн өндрөөс үргэлжилдэг. Энэ давхаргад температур өндрөөс хамааран дахин буурч, маш доогуур болж болно. Мезосфер нь жижиг солируудыг шатаахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг боловч гадаргуугийн цаг агаарт үзүүлэх шууд нөлөө нь харьцангуй бага байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь агаар мандлын системийн чухал хэсэг хэвээр байгаа бөгөөд дэлхийн хэмжээнд агаар мандлын долгион тархалт болон энергийн динамикт нөлөөлдөг.
Термосфер: өндөр энергийн цацраг туяанаас үүдэлтэй дулаан
Мезосферийн дээр (ойролцоогоор 85 км-ийн өндөрт) термосфер байрладаг бөгөөд нарны өндөр энергийн цацрагийг шингээснээс болж температур огцом нэмэгддэг. "Өндөр" температуртай хэдий ч агаарын нягтрал маш бага тул дулаан дэлхийн гадаргуу дээрх шиг хүчтэй мэдрэгддэггүй. Термосфер нь өдөр тутмын цаг агаараас илүү туйлын туяа, радио холбоо зэрэг үзэгдлүүдтэй илүү холбоотой байдаг ч нарны идэвхжил нь ионосферт харилцаа холбоо, навигацийн системд нөлөөлдөг өөрчлөлтийг өдөөж болно.
Босоо хамаарал: температурын профайл яагаад чухал вэ?
Цаг агаар нь үндсэндээ нарны энерги, усны уур, агаарын хөдөлгөөний харилцан үйлчлэлийн үр дүн юм. Босоо температурын профайл нь агаар өсөх эсвэл буурах хандлагатай эсэхийг тодорхойлдог. Агаар амархан өсөх үед үүл өтгөрч, хур тунадасны эрчим нэмэгдэж, аадар бороо орох эрсдэл нэмэгддэг. Агаар өсөхөд хүндрэлтэй үед урвуу буюу өндөр тогтвортой байдал үүсдэг бөгөөд энэ нь манан тогтож, бохирдлыг барьж, өдрүүдийг халуун мэт мэдрүүлдэг.
Үүний тод жишээ бол тропосферийн доод давхаргад температурын инверсия бөгөөд температур нь газрын гадарга орчмын өндрөөс хамааран үнэндээ нэмэгддэг. Инверсия нь ихэвчлэн цэлмэг шөнө эсвэл хөндийд тохиолддог бөгөөд агаарын холилдоход саад болдог. Үүний үр дүнд манан болон бохирдол удаан хугацаанд үргэлжилдэг. Инверсия нь цаг агаарыг цэлмэг харагдуулдаг ч агаарын чанар мууддаг.
Дүгнэлт
Агаар мандлын босоо бүтэц нь цаг агаар үүсэх "хүрээ"-г бүрдүүлдэг. Тропосфер нь усны уураар баялаг бөгөөд өндрөөс хамааран температур буурдаг тул үүл, бороо, шуурга үүсэх гол талбар юм. Тропопауза нь үүлний өсөлтийг хязгаарладаг тогтвортой хил хязгаар болж үйлчилдэг бол тогтвортой стратосфер нь тийрэлтэт урсгал болон томоохон хэмжээний динамикаар дамжин өнгөрөх шуурганы замд нөлөөлдөг. Дээрх давхаргууд болох мезосфер ба термосфер нь гадаргын цаг агаарт бага шууд нөлөөлдөг боловч энергийн тархалт болон долгионыг зохицуулдаг дэлхийн агаар мандлын системийн нэг хэсэг хэвээр байна.
Агаар мандлын давхарга болон тэдгээрийн шинж чанарыг ойлгосноор бид цаг агаар яагаад ийм динамик байж болохыг, тодорхой нөхцөлд шуурга яагаад болдог, мөн дээд агаар мандлын өөрчлөлт дэлхийн гадаргууд хэрхэн нөлөөлж болохыг илүү хялбар ойлгож чадна. Энэхүү мэдлэг нь зөвхөн цаг уурын салбарт төдийгүй хөдөө аж ахуй, нисэх хүчин, гамшгийн хор хөнөөлийг бууруулах, уур амьсгалын өөрчлөлтөд дасан зохицох зэрэг хүний үйл ажиллагааг төлөвлөхөд чухал ач холбогдолтой юм.
