Havo harorati va havo bosimi o'rtasidagi bog'liqlik
Havo harorati va havo bosimi atmosferadagi ob-havo va iqlimga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan ikkita muhim elementdir. Ular shunchaki termometr yoki barometrda qayd etilgan raqamlar emas; ular fizik jihatdan chambarchas bog'liq va gazlarning xatti-harakati orqali tushuntirilishi mumkin. Harorat va havo bosimi o'rtasidagi bog'liqlikni tushunish bizga ob-havo sharoitlarini talqin qilish, shamol shakllanishini tushunish va hatto tog'lardagi havo bosimi pasttekisliklardagidan nima uchun farq qilishini tushuntirishga yordam beradi. Ushbu maqolada asosiy tushunchalar, munosabatlar mexanizmlari va real hayotdagi misollar muhokama qilinadi.
Havo harorati va bosimini tushunish
Havo harorati havoning qanchalik issiq yoki sovuq ekanligini o'lchovidir, odatda Selsiy (°C), Kelvin (K) yoki Farengeyt (°F) darajalarida ifodalanadi. Harorat havo molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasini ko'rsatadi. Harorat qancha yuqori bo'lsa, havo molekulalari shuncha tez harakatlanadi; harorat qancha past bo'lsa, ular shuncha sekin harakatlanadi.
Havo bosimi - bu sirt ustidagi havo ustuni tomonidan birlik maydonga ta'sir qiladigan kuch. Bu bosim havo massaga ega bo'lgani uchun yuzaga keladi va shuning uchun tortishish kuchi bilan tortiladi va Yer yuzasiga bosim o'tkazadi. Havo bosimi odatda gektopaskallar (hPa), millibarlar (mb) yoki mm simob ustunida o'lchanadi. Dengiz sathidagi o'rtacha bosim taxminan 1013 hPa ni tashkil qiladi.
Asosiy fizika: havo gaz sifatida
Havoni ko'pgina atmosfera sharoitlarida ideal gaz tamoyillariga bo'ysunadigan gazlar (asosan azot va kislorod) aralashmasi sifatida tushunish mumkin. Gazning bosimi, harorati va hajmi o'rtasidagi bog'liqlik ko'pincha ideal gaz tenglamasida umumlashtiriladi:
PV = nRT
Ma `lumot:
– P = bosim
– V = hajm
– n = gaz mollari soni
– R = gaz doimiysi
– T = Kelvindagi harorat
Bu tenglama bosim va harorat o'zaro bog'liqligini ko'rsatadi. Agar gaz miqdori (n) o'zgarmas bo'lsa va hajm (V) o'zgarmas deb hisoblansa, bosim haroratga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Bu shuni anglatadiki, harorat ko'tarilganda bosim ko'tariladi; harorat pasayganda bosim pasayadi. Biroq, haqiqiy atmosferada havo hajmi har doim ham o'zgarmas emas, chunki havo kengayishi, qisqarishi, ko'tarilishi va pasayishi mumkin. Shuning uchun atmosferadagi harorat-bosim munosabati har doim ham "haroratning oshishi → bosimning oshishi" kabi oddiy emas, balki atrof-muhit sharoitlariga bog'liq.
Harorat atmosfera bosimiga qanday ta'sir qiladi?
1. Havoni isitish kengayishga va zichlikning pasayishiga olib keladi.
Havo qizdirilganda, uning molekulalari tezroq harakatlanadi va bir-biridan uzoqlashishga moyil bo'ladi. Natijada, havo hajmi oshadi (kengayadi) va zichligi pasayadi. Bu yumshoqroq havo atrofdagi havoga qaraganda yengilroq bo'ladi, shuning uchun u ko'tarilishga moyil bo'ladi (konveksiya).
Havo ko'tarilganda, uning ostidagi sirtga "bosadigan" havo massasi miqdori kamayadi. Bu sirtdagi havo bosimining pasayishiga olib keladi va past bosimli maydon hosil qiladi.
Bu nima uchun kuchli isish kuzatiladigan hududlar — masalan, kunduzgi quruqlik yoki ekvatorial mintaqalar — ko'pincha past bosim va bulut va yomg'ir hosil bo'lishi ehtimoli bilan bog'liqligini tushuntiradi.
2. Havoning sovishi qisqarishga va zichlikning oshishiga olib keladi.
Aksincha, havo soviganida, uning molekulalari sekinroq harakatlanadi va hajmi qisqaradi. Havo zichligi oshadi, bu esa uni og'irlashtiradi va cho'kish (pastga tushish) ehtimolini oshiradi.
Pastga tushayotgan havo sirt yaqinidagi havoga massa qo'shadi va bu sirt havo bosimining ko'tarilishiga olib keladi. Shuning uchun sovuqroq mintaqalar ko'pincha yuqori bosim markazlariga aylanadi, bu odatda ochiq va barqaror ob-havo bilan bog'liq (garchi har doim ham emas, namlik va boshqa dinamikaga qarab).
Vertikal (balandlik) nuqtai nazaridan harorat-bosim o'rtasidagi bog'liqlik
Atmosferada havo bosimi balandlik bilan pasayadi, chunki bizdan yuqorida havo kamroq bo'ladi. Biroq, harorat ham balandlik bilan o'zgaradi. Troposferada (ob-havo sodir bo'ladigan qatlam) harorat odatda har 1000 metrga taxminan 6,5°C ga pasayadi (o'rtacha tezlik sekinlashish tezligi deb ataladi).
Bu harorat o'zgarishlari balandlik bilan bosimning qanchalik tez pasayishiga ta'sir qiladi. Issiq havo kengayib, qalinroq "havo ustuni"ni hosil qiladi. Natijada, ma'lum bir balandlikda, issiq hudud ustidagi bosim sovuq hudud ustidagi bosimdan yuqori bo'lishi mumkin, garchi issiq hudud yuzasidagi bosim aslida pastroq bo'lishi mumkin. Bu hodisa meteorologiyada muhimdir, chunki balandlikdagi bosim farqlari yuqori atmosferadagi shamol oqimlarini shakllantiradi, bu esa ob-havo sharoitlariga ta'sir qiladi.
Boshqacha qilib aytganda, harorat va bosim o'rtasidagi bog'liqlik quyidagicha farq qilishi mumkin:
– sirt yaqinidagi qatlam (ko'pincha: iliq → havo ko'tarilganda bosim pasayishi) va
– yuqori qatlamlar (iliq havo ustunlari ko'proq "kengaytirilgan" va shuning uchun bosim taqsimotiga turlicha ta'sir ko'rsatishi mumkin).
Haqiqiy misollar: dengiz shabada va quruqlik shabadasi
Harorat va bosim o'rtasidagi bog'liqlik qirg'oqbo'yi hududlardagi mahalliy shamol hodisalarida aniq ko'rinadi.
Dengiz shamoli (kunduzgi)
Kunduzi quruqlik okeanga qaraganda tezroq qiziydi. Quruqlik ustidagi havo iliqlashadi, kengayadi va ko'tariladi. Bu quruqlik ustida past bosim hosil qiladi. Shu bilan birga, dengiz ustidagi havo nisbatan salqinroq va zichroq bo'lib, nisbatan yuqori bosimga olib keladi. Havo yuqori bosimdan past bosimga o'tadi va bu shamolning dengizdan quruqlikka esishiga sabab bo'ladi. Bu dengiz shabadasi.
Quruqlikdagi shabada (tungi)
Kechasi quruqlik dengizga qaraganda tezroq soviydi. Quruqlik ustidagi havo sovuqroq va zichroq bo'lib, yuqori bosim hosil qiladi, dengiz ustidagi havo esa nisbatan iliqroq va pastroq bosimga ega. Natijada, shamol quruqlikdan dengizga esadi. Bu quruqlik shabadasi.
Bu hodisa bilvosita bog'liqlikni ko'rsatadi: harorat zichlikka ta'sir qiladi, zichlik havoning yuqoriga va pastga harakatiga ta'sir qiladi va nihoyat shamol oqimining bosimi va yo'nalishiga ta'sir qiladi.
Keng ko'lamli harorat va bosim munosabatlari: mussonlar va global sirkulyatsiya
Kengroq miqyosda, qit'alar va okeanlar, shuningdek, ekvator va qutblar o'rtasida notekis isitish mavsumiy shamollar va global sirkulyatsiyani boshqaradigan katta bosim farqlarini keltirib chiqaradi.
Bunga misol qilib Osiyo mussonini keltirish mumkin. Yozda Osiyo quruqligi qiziydi, havo ko'tariladi, sirt bosimi pasayadi va okeandan esayotgan nam shamollar quruqlikka qarab harakatlanadi, bu esa yomg'ir yog'ish ehtimolini oshiradi. Qishda quruqlik soviydi, havo zichroq bo'ladi va pasayadi, bosim ko'tariladi va shamollar quruqlikdan okeanga o'tishga moyil bo'ladi, bu esa ko'plab mintaqalarda quruqroq sharoitlarni keltirib chiqaradi.
Ekvator atrofidagi Hadley sirkulyasiyasi tropiklarda kuchli isish bilan ham bog'liq bo'lib, bu past bosim va ko'tarilayotgan oqimlarni hosil qiladi, keyin havo subtropiklarga o'tadi, soviydi, pastga tushadi va subtropik yuqori bosimli kamar hosil qiladi.
Harorat va bosim o'rtasidagi bog'liqlikka ta'sir qiluvchi boshqa omillar
Harorat katta rol o'ynasa-da, atmosferadagi havo bosimiga quyidagilar ham ta'sir qiladi:
1. Havoning namligi: Nam havo bir xil haroratda quruq havoga qaraganda yengilroq bo'ladi, chunki suv bug'i molekulalari (H₂O) azot va kislorodga qaraganda kichikroq molekulyar massaga ega. Bu zichlik va bosimga dinamik ravishda ta'sir qilishi mumkin.
2. Topografiya: Tog'lar, vodiylar va balandliklar havo massalarining tarqalishini va mahalliy shamol shakllarini o'zgartiradi.
3. Atmosfera dinamikasi: Gorizontal havo harakati (adveksiya), Yerning aylanishi (Koriolis kuchi) va atmosfera to'lqinlari katta mahalliy harorat o'zgarishlarisiz bosim tizimlarini yaratishi mumkin.
4. Quyosh nurlanishi va bulut qoplami: Bulutlar kunduzgi isitishni to'xtatishi va tungi issiqlik chiqishini kamaytirishi mumkin, shu bilan kunlik harorat va bosim o'zgarishlariga ta'sir qiladi.
Xulosa
Havo harorati va havo bosimi o'rtasidagi bog'liqlik yaqin, ammo ko'pincha haqiqiy atmosferada bilvosita. Jismoniy jihatdan harorat havo molekulalarining energiyasi va harakatiga ta'sir qiladi. Issiq havo kengayadi, zichligi pasayadi va ko'tarilishga moyil bo'ladi, ko'pincha sirt bosimini pasaytiradi. Aksincha, sovuq havo qisqaradi, zichroq bo'ladi va cho'kishga moyil bo'ladi, sirt bosimini oshiradi. Bu bog'liqlik shamollar, yuqori va past bosimli tizimlar va dengiz-quruqlik shabadalari kabi mahalliy miqyoslardan tortib, mussonlar va global sirkulyatsiya kabi katta miqyoslargacha bo'lgan turli xil ob-havo modellarining shakllanishiga asoslanadi. Harorat va bosim o'rtasidagi bog'liqlikni tushunish orqali biz ob-havo va atmosfera dinamikasidagi kundalik o'zgarishlarni osonroq talqin qila olamiz.
Agar xohlasangiz, men oddiy rasmlar (diagrammalar) qo'shishim yoki taqdimot materiallari uchun ushbu maqolani o'q nuqtalarida umumlashtirishim mumkin.
