Сохтори амудии атмосфера ва таъсири он ба обу ҳаво
Атмосфераи Замин қабати якхелаи ҳаво нест. Он аз қабатҳои амудӣ иборат аст, ки ҳар кадоми онҳо хусусиятҳои хоси ҳарорат, фишор ва таркиб доранд. Ин фарқиятҳо муайян мекунанд, ки чӣ гуна абрҳо ташаккул меёбанд, чӣ гуна бодҳо ҳаракат мекунанд ва чаро обу ҳаво метавонад дар як минтақа зуд тағйир ёбад ва дар минтақаи дигар устувор боқӣ монад. Дарки сохтори амудии атмосфера ба мо кӯмак мекунад, ки равандҳои ҳаррӯзаи обу ҳаворо - аз борон ва раъду барқ то туман ва мавҷҳои гармӣ - аз ҷиҳати илмӣ шарҳ диҳем.
Атмосфера ҳамчун системаи қабат-қабат
Умуман, сохтори амудии атмосфера бар асоси тағйирёбии ҳарорат бо баландӣ (суръати пастшавӣ ё афзоиши ҳарорат) тақсим карда мешавад. Ин тақсимот чор қабати асосиро ба вуҷуд меорад: тропосфера, стратосфера, мезосфера ва термосфера. Байни ин қабатҳо марзҳои гузариш мавҷуданд, ки тропопауза, стратопауза ва мезопауза номида мешаванд. Гарчанде ки обу ҳаво асосан дар қабатҳои поёнӣ рух медиҳад, қабатҳои болоии онҳо инчунин ба устувории атмосфера ва намунаҳои гардиши ҳавои миқёси калон таъсир мерасонанд.
Илова бар ҳарорат, фишори ҳаво низ ба таври систематикӣ тағйир меёбад. Бо баланд шудани баландӣ, фишор ва зичии ҳаво коҳиш меёбад. Ин муҳим аст, зеро ҳавои тунук дар баландиҳои баландтар қобилияти камтари нигоҳ доштани буғи об ва гармиро дорад, ки ба ташаккули абрҳо ва қувваи ҷараёнҳои болоравӣ (конвексия) таъсир мерасонад.
Тропосфера: «марҳилаи марказии» обу ҳаво
Тропосфера қабати пасттарин буда, аз сатҳи Замин то чуқурии тақрибан 8-18 км, вобаста ба арз (дар тропикҳо ғафстар ва дар қутбҳо тунуктар) тӯл мекашад. Дар ин ҷо аксари массаи ҳавои атмосфера ва қариб тамоми буғи оби он ҷойгиранд. Аз ин рӯ, падидаҳои обу ҳаво - абрҳо, борон, шамолҳои сатҳӣ, тӯфонҳо - асосан дар тропосфера рух медиҳанд.
Хусусияти асосии тропосфера дар он аст, ки ҳарорат бо баландӣ паст мешавад. Ин коҳиш аз он сабаб рух медиҳад, ки манбаи асосии гармии атмосфера аз сатҳи Замин меояд, ки радиатсияи офтобро фурӯ мебарад ва сипас ҳавои болои онро гарм мекунад. Суръати миёнаи пастшавии ҳарорат дар тропосфера тақрибан 6,5°C дар як километр аст, гарчанде ки ин метавонад вобаста ба шароити намӣ ва динамикаи ҳаво фарқ кунад.
Тропосфера ба обу ҳаво чӣ гуна таъсир мерасонад?
1. Конвексия ва пайдоиши абрҳо
Вақте ки ҳавои наздик ба сатҳ гарм мешавад, он сабуктар мешавад ва боло меравад. Ҳангоми боло рафтан, ҳаво васеъ ва хунук мешавад. Вақте ки он то нуқтаи шабнам хунук мешавад, буғи об ба қатраҳои абрӣ табдил меёбад. Ин раванд асоси пайдоиши абрҳои ҷамъшуда, раъду барқ ва борони конвективӣ мебошад, ки дар минтақаҳои тропикӣ маъмуланд.
2. Устувории атмосфера
Ба обу ҳаво таъсири калон мерасонад, ки оё атмосфера "устувор" ё "номутавозин" аст. Агар ҳавои боло нисбат ба ҳавои поён гармтар бошад (ё ҳарорат бо баландии баландӣ каме паст шавад), ҳаво барои боло рафтан душворӣ мекашад, ки дар натиҷа ҳавои соф ва ташаккули абрҳо маҳдуд мешавад. Баръакс, агар ҳавои боло хеле сардтар бошад, ҳавои поёнӣ ба осонӣ боло меравад ва боиси пайдоиши абрҳои ғафс ва тӯфон мегардад.
3. Фронтҳо ва тӯфонҳои миёнапаҳноӣ
Дар минтақаҳои субтропикӣ то миёнапаҳноӣ, вохӯрии массаҳои ҳавои гарм ва хунук фронтҳоро ташкил медиҳанд. Фронтҳо ҷараёни маҷбурии болоравиро ба вуҷуд меоранд, ки абрҳои васеъи стратиформӣ ва боришоти тӯлонӣ ба вуҷуд меоранд. Бисёре аз системаҳои тӯфони берун аз тропикӣ аз ин динамикаи фронталӣ ба вуҷуд меоянд.
Тропопауза: «сарпӯш» барои афзоиши абрҳо
Дар болои тропосфера тропопауза ҷойгир аст, ки як қабати гузариш аст, ки поёни пастшавии ҳароратро нишон медиҳад. Тропопауза нисбатан устувор аст ва мисли монеа амал мекунад ва афзоиши амудии абрҳоро маҳдуд мекунад. Абрҳои тӯфонии қавӣ (кумулонимбус) метавонанд ба тропопауза тела диҳанд ва ба таври уфуқӣ паҳн шаванд ва як сандонро ташкил диҳанд. Баландии тропопауза, ки дар тропикҳо баландтар аст, инчунин ба эҳтимолияти тӯфонҳо бо пайдоиши қуллаҳои хеле баланди абрҳо таъсир мерасонад.
Стратосфера: қабати устуворе, ки ба тарзи бод таъсир мерасонад
Дар болои тропопауза стратосфера, тақрибан 10-50 км, ҷойгир аст. Баръакси тропосфера, дар стратосфера ҳарорат бо баландии баландӣ меафзояд. Ин афзоиши ҳарорат асосан аз сабаби ҷабби радиатсияи ултрабунафш аз ҷониби озон ба амал меояд, ки аз ин рӯ стратосфераро аксар вақт "хонаи" қабати озон меноманд.
Стратосфера устувортар аст, зеро ҳавои гарм аз ҳавои хунуктар болотар ҷойгир аст (шароите, ки конвексияро пахш мекунад). Аз ин рӯ, абрҳо ва турбулентӣ хеле камтар маъмуланд ва ҳаракати ҳаво майл ба ҳамвортар аст.
Таъсири стратосфера ба обу ҳаво
Гарчанде ки обу ҳаво дар стратосфера рух намедиҳад, ин қабат ба обу ҳаво тавассути:
1. Ҷараёнҳои ҷараёнӣ ва гардиши миқёси калон
Дар наздикии сарҳади тропосфера-стратосфера, ҷараёнҳои шадиди бодӣ, аз қабили ҷараёнҳои реактивӣ мавҷуданд, ки дар самти самтҳои тӯфон, таъсир расонидан ба нақшаҳои боришот ва муайян кардани суръати ҳаракати системаҳои фишори паст/баланд нақш мебозанд.
2. Нооромиҳои стратосфера (масалан, гармшавии ногаҳонии стратосфера)
Тағйироти калон дар стратосфера метавонанд ба тропосфера «ворид» шаванд, ки дар натиҷа тарзи бод тағйир ёфта, ба обу ҳавои зимистон дар баъзе минтақаҳои арзи баланд таъсир мерасонанд. Ин нишон медиҳад, ки қабатҳои болоии атмосфера метавонанд тавассути динамикаи атмосфераи ба ҳам алоқаманд тарзи обу ҳавои поёниро тағйир диҳанд.
Мезосфера: минтақаи сардшавии шадид
Мезосфера аз баландии тақрибан 50-85 км тӯл мекашад. Дар ин қабат, ҳарорат бо баландӣ боз паст мешавад ва метавонад хеле паст шавад. Мезосфера барои сӯхтани метеорҳои хурд муҳим аст, аммо таъсири мустақими он ба обу ҳавои рӯизаминӣ нисбатан ночиз аст. Бо вуҷуди ин, он қисми муҳими системаи атмосфера боқӣ мемонад ва ба паҳншавии мавҷҳои атмосфера ва динамикаи энергия дар миқёси ҷаҳонӣ таъсир мерасонад.
Термосфера: гармӣ аз сабаби радиатсияи энергияи баланд
Дар болои мезосфера термосфера (тақрибан 85 км болотар) ҷойгир аст, ки дар он ҷо ҳарорат аз сабаби ҷабби радиатсияи энергияи баланд аз офтоб якбора баланд мешавад. Сарфи назар аз ҳарорати "баланд", зичии ҳаво он қадар паст аст, ки гармӣ он қадар қавӣ ба мисли сатҳи Замин эҳсос намешавад. Термосфера бештар бо падидаҳо ба монанди қутбнамо ва алоқаи радиоӣ алоқаманд аст, на бо обу ҳавои ҳаррӯза, аммо фаъолияти офтобӣ метавонад тағйиротро дар ионосфера ба вуҷуд орад, ки ба системаҳои алоқа ва навигатсионӣ таъсир мерасонад.
Муносибатҳои амудӣ: чаро профилҳои ҳарорат муҳиманд?
Обу ҳаво асосан натиҷаи таъсири мутақобилаи энергияи офтобӣ, буғи об ва ҳаракати ҳаво мебошад. Профили амудии ҳарорат муайян мекунад, ки оё ҳаво майл ба боло рафтан ё паст шудан дорад. Вақте ки ҳаво ба осонӣ боло меравад, абрҳо ғафс мешаванд, шиддати боришот меафзояд ва хатари раъду барқ зиёд мешавад. Вақте ки ҳаво барои боло рафтан мубориза мебарад, инверсия ё устувории баланд ба вуҷуд меояд, ки метавонад боиси идома ёфтани туман, ифлосшавӣ ва гарм шудани рӯзҳо гардад.
Мисоли равшан ин инверсияи ҳарорат дар қабати поёнии тропосфера мебошад, ки дар он ҳарорат бо баландии наздик ба сатҳ баланд мешавад. Инверсияҳо аксар вақт дар шабҳои соф ё дар водиҳо рух медиҳанд, ки омезиши ҳаворо бозмедоранд. Дар натиҷа, туман ва ифлосшавӣ метавонанд муддати тӯлонӣ боқӣ монанд. Инверсияҳо инчунин метавонанд обу ҳаворо соф нишон диҳанд, аммо сифати ҳаво бадтар мешавад.
Хулоса
Сохтори амудии атмосфера «чаҳорчӯба»-еро ташкил медиҳад, ки дар он обу ҳаво ба амал меояд. Тропосфера майдони асосии пайдоиши абрҳо, борон ва тӯфонҳо мебошад, зеро он аз буғи об бой аст ва бо баландӣ паст шудани ҳароратро аз сар мегузаронад. Тропопауза ҳамчун сарҳади устувор амал мекунад, ки афзоиши абрҳоро маҳдуд мекунад, дар ҳоле ки стратосфераи устувор инчунин ба роҳҳои тӯфон тавассути ҷараёни реактивӣ ва динамикаи миқёси калон таъсир мерасонад. Қабатҳои боло - мезосфера ва термосфера - ба обу ҳавои рӯизаминӣ таъсири камтари мустақим доранд, аммо то ҳол қисми системаи ҷаҳонии атмосфера мебошанд, ки тақсимоти энергия ва мавҷҳоро танзим мекунад.
Бо дарки қабатҳои атмосфера ва хусусиятҳои онҳо, мо метавонем ба осонӣ фаҳмем, ки чаро обу ҳаво метавонад ин қадар динамикӣ бошад, чаро тӯфонҳо дар шароити муайян ба амал меоянд ва чӣ гуна тағйирот дар қабатҳои болоии атмосфера метавонанд ба сатҳи Замин таъсир расонанд. Ин дониш на танҳо барои метеорология, балки барои банақшагирии фаъолияти инсон - кишоварзӣ, авиатсия, коҳиши офатҳо ва мутобиқшавӣ ба тағирёбии иқлим низ муҳим аст.
