Лекция: 15 сағ СӨЖ: 15 сағ обсөЖ: 15 сағ Барлық сағат саны: 45 сағ



жүктеу 1.03 Mb.
бет3/5
Дата25.04.2016
өлшемі1.03 Mb.
түріЛекция
1   2   3   4   5
: CDO -> Sillabus -> Tar
Tar -> Лекция: 3 Практикалық/семинар: 6 СӨЖ: 99 Барлық сағат саны: 135 Аралық бақылаулар саны:
Tar -> Семинар: 248 сағат обтөЖ: 124 сағат ТӨЖ: 40 сағат Барлығы: 412 сағат І аб-30 балл ІІ аб-30 балл Емтихан-40 балл
Tar -> «Физикалық географияны аудандастыру» пәні бойынша
Tar -> Лекция: 45 сағат СӨЖ: 45 сағат обсөЖ: 45 сағат Барлық сағат саны: 135 сағат Аралық бақылаулар саны: 2(60 балл)
Tar -> Лекция:: 20 Практикалық: Семинар: 6 Лабораториялық: СӨЖ: 64 Барлық сағат саны: 90
Tar -> Лекция: 30 сағат Семинар: 20 сағат СӨЖ: 130сағат Барлық сағат саны: 180 сағат Аралық бақылаулар саны: 2 (60 балл)
Tar -> «Жалпы гидрология» пәні бойынша
Tar -> Лекция: 20 Практикалық: Семинар: 6 Лабораториялық: СӨЖ: 64
Tar -> Лекция: 30 сағат СӨЖ: 30 сағат обсөЖ: 30 сағат Барлық сағат саны: 90 сағат
Tar -> Лекция: 15 Семинар: 15 СӨЖ: 30 обсөЖ: 30 Барлық сағат саны: 90 Емтихан: 1 Ағымдағы бақылау саны: кредит бойынша: 2

Лекция № 4

Тақырыбы: Ауадаѓы с±йыќ жєне ќатты ќоспалар.

Жоспары:

1.Ауадаѓы аэрозольдар бµлінуі.

2Атмосферадаѓы иондар.

3.Атмосфераныњ жоѓарѓы ќабаттарыныњ ауа ќ±рамы



  1. Ауадаѓы єрбір ќ±рамды с±йыќ жєне ќатты ќоспаларды аэрозольдар деп атайды . Атмосферада ќалќып ±шып ж‰ретін аэрозолдар шыѓу тегіне байланысты табиѓи жєне антропогендік болып екіге бµлінеді. Табиѓи ќатты аэрозольдардарѓа келесілер жатады: вулкандыќ шањ мен к‰л ( диаметрі 2 мкм дейін) ; ормандыќ жєне торфтыќ µрттен пайда болатын т‰тін бµшектері; топыраќтыќ жєне органикалыќ шањ бµлшектері (0,7 –20 мкм, кремнезем, аллюминий жєне темір тотыќтары, кальций т±здары); планета аралыќ кењестіктен келетін космостыќ шањ жєне метеорлардыњ атмосферада жанып кетуінен пайда болатын бµлшектер( диаметрі 0,02 мкм-ге дейін, мµлшері 2*10 4-2*10 5 т/жыл ) ; соымен ќатар атмосфераѓа µсімдіктердіњ споралыќ тозањы (20-60 мкм) жєне бактериялар (1-15 мкм) шашырайды, табиѓи с±йыќ аэрозольдарѓа толќын кезде ауаѓа шашырайтын кењіс т±зы тамшылары жатады. Антропогендік аэрозольдарѓа µндірістік µнеркєсіптерден жєне жанармайдыњ жануы нєтижесінде бµлінетін т‰тін,к‰л, к‰йе бµлшектері жєне жерді жырту нєтижесінде ауаѓа кµтерілетін топыраќ бµлшектері жатады. Аэрозольдар жанамалы т‰рде де пайда болады- єрт‰рлі жолмен атмосфераѓа келетін газдыќ ќоспалар атмосферада оттегі мен жєне су буымен ќосылып аэрозольдарѓа айналады. Нитраттар Nox , к‰кірт газы SO2,к‰кірт сутегі H2S, аммиак NH3, кµміртегі тотыѓы CO, кµміртегі ќостотыѓы CO2, автомобильдерден бµлінетін кµмір сутегі газдары жєне атом станцияларыныњ радиоактивтік ќалдыќтары атмосфераны ластаушы газдарѓа жатады. Соњѓы есептеулер бойынша атмосфераѓа келетін барлыќ аэрозольдардыњ салмаѓы 2,3+- 1,4 млрд т/жыл ќ±райды. Олардыњ 95% радиусы 5мкм-ден кем, ќалѓаны 5 мкм-нен ‰лкен болады. Атмосферадан аэрозольдар жерге негізінен жауын- шашынмен т‰седі оныњ ішінде газдардыњ аэрозольдарѓа айналып сосын жерге ќышќылдыќ жањбыр болып т‰суі µмірге, табиѓатќа ерекше ќауіп тµндіруде. Барлыќ ќоспалар-аэрозольдар негізінен атмосфераныњ тµменгі бµлігінде 5км-ге дейінгі биіктікте шоѓырланады. Єсіресе ірі ќалалардыњ ауасы ерекше ластанѓан.Аэрозольдар мµлшерініњ екінші максимумы стратосфера ќабатында тропикте 15-25 км аралыѓында , полюстарда 14-20 км аралыѓында байќалады. Олар ќ±рамында к‰кірт бар кейбір газдардыњ тотыѓу арасында стратосфераныњ µзінде пайда болады,салмаѓы тропосфералыќ аэрозольдардан шамамен 30-70 есе аз.Аэрозольдардыњ т‰рі мен мµлшеріне байланысты электромагниттік радиация атмосферада єрт‰рлі ж±тылады жєне шашырайды,оптикалыќ ќ±былыстар байќалады. Гигроскопиялыќ ќасиеттеріне байланысты ірі аэрозольдыќ бµлшектер атмосферада конденсация ядролары ќызметін атќарады, яѓни олар су буы молекулаларын жинайтын орталыќ болып, тамшыларды ќ±райды.

  2. Атмосферадаѓы иондар. Атмосфералыќ газдардыњ молекулалары мен аэрозольдардыњ бір бµлшегі электрлік зарядтар тасиды. Ол зарядталѓан бµлшектерді иондар деп атайды. Ауа молекулалары не электронын жоѓалтып,не бос электрон ќосып алып зарядталады.Зарядталѓан молекулаларды индуктивтік жолмен зарядтары ажыратылѓан басќа молекулар ќосылады. Нєтижесінде электрлі зарядталѓан молекулалар комплексі –жењіл иондар пайда болады. Сонымен ќатар зарядталѓан молекулалар конденсация ядроларына немесе басќа да аэрозолдарѓа ќосылып ірі –ауыр иондар пайда болады.Ќ±рлыќ ‰стінде жерге жаќын ауа ќабатында 1см3 кµлемінде ж‰здеген жењіл иондар мен мыњдаѓан ауыр иондар болады.Б±лттар жєне жауын-шашын тамшылары мен кристалдары да єрт‰рлі жолдармен зарядталады.Олардыњ заряд мµлшері иондарѓа ќараѓанда едєуір жоѓары болады.Зарядталмаѓан бµлшектер сияќты иондар да атмосферада ‰немі тасымалданады. Сондыќтан да атмосфераныњ біршама электр µткізгіштік ќасиеті бар. Биіктеген сайын иондар мµлшері µседі, єсіресе 70 км жоѓары ќабаттарда (ионосфера) . Ионосферада негізінен оттегі, гелий жєне суттегініњ зарядталѓан атомдары мен еркін электрондар болады. 100-400 км биіктікте олардыњ мµлшері 1 см 3-та 10 6 дейін жетеді. Иондардыњ консентрациясы ‰немі µзгеріп т±рады, себебі олар корпускулярлыќ,рентгендік жєне ультракулгін радиацияларѓа баѓынышты. Атмосфераныњ электр µткізгіштігі оныњ иондалуы дєрежесіне баѓынышты.Ионосферада электрондардыњ жиынтыќ концентрациясы нитральді газдар консентрациясыныњ 1проценті ѓана ќ±раѓанмен, онда ауаныњ электро µткізгіштігі жер бетіндегіден 10 (12 есе жоѓар болады. Єрт‰лі ±зындыќты радио толќындар ионосферада ж±тылады , сынады жєне шаѓылады.¦зындыѓы 20 м-ден жоѓарѓы толќындар ионосферадан єрі µте алмайды, олар тµменгі ионосферада (70-80 км) шаѓылып кетеді. Ќысќа жєне орташа ±зындыќты радио толќындар жоѓарѓы ионосфера ќабаттарынан шаѓылады. Осы шаѓылу ќасиетіне байланысты ќысќа толќындармен алыс ќашыќтыќ байланыс жасау м‰мкін болады. Ионосферада поляр ш±ѓыласы жєне т‰нгі аспанныњ жарќырауы-атмосфера ауасыныњ т±раќты люминесценциясы, сонымен ќатар магниттыќ µрістік ш±ѓыл тербелісі – ионосфералыќ магниттыќ дауылдар байќалады.¤те биіктіктерде зарядталѓан бµлшектердіњ ќозѓалысы жердіњ магниттік µрісімен (геомагниттік алќаппен) аныќталады. Б±л облысты магнитосфера деп атайды. Геомагниттік алќаптыњ сыртќы шекарасы, жердіњ 10 радиусындай ќашыќтыќта орналасќан, магнитопауза деп аталады. Ионосфера мен магнитосферадаѓы магниттік µрістіњ тербелісі жєне поляр ш±ѓысасы К‰ннен келетін корпускулярлыќ радиация аѓынныњ ќарќындылыѓына єсер ететін к‰н белсенділігініњ тербелісіне баѓынышты.

  3. Б±рын атмосфераныњ жоѓарѓы ќабаттарындаѓы ауа ќ±рамы туралы Дальто зањына сєйкес газдардыњ диффуздыќ бµлінуі теориясы бойынша, яѓни атмосфераныњ ќ±рамына кіретін єрбір газ басќа газдардыњ болуын ескермей кењестікте µз жеке таралады деп ќорытынды жасалып келеді. Осыѓан сєйкес жердіњ тарту к‰шініњ алќабында ауыр газдардыњ ќ±рамы биіктеген сайын жењіл газдарѓа ќараѓанда жылдам азаюы тиіс. Нєтижесінде атмосфера 100 км биіктікте тек сутегі мен гелийден, ал одан жоѓары тек сутегнен т±руы тиіс еді. Біраќ, соњѓы ракеталыќ жєне т.б. зерттеулер бойынша 100 км биіктікке дейін ауаныњ негізгі газдарыныњ пайыздыќ ќ±рамы µзгермейтіні аныќталды. Себебі тµменгі 100 км атмосфера ќабатында ауа вертикальды жаќсы алмасып т±ратындыќтан газдар тыѓыздыќ мен салмаќ бойынша ќабаттарѓа бµлінбейді. Сондыќтанда атмосфераныњ б±л тµменгі 100 км ќабатын гомосфера деп атайды. Ал 100 км биіктіктен жоѓары газдар тыѓыздыќтарына байланысты ќабаттарѓа бµліне бастайды. Біраќ бір ерекшелігі, оттегініњ нейтральді екі атомды молекуласы ултра к‰лгін радиациясыныњ єсерінен зарядталѓан атомдарѓа бµлшектенеді. 200 км шамасында молекулалыќ оттегі мµлшері атомдыќ оттегіден м‰лдем аз мµлшерде болады.Б±л ќабаттарда азотта атомдыќ т‰рге бµлшектенеді, біраќ оныњ диссоциациясы µте жай ж‰ргендіктен молекулалыќ молекулалар 1000 км-ге дейін саќталады.100-200 км биіктік аралыѓында негізгі газ болып молекулалыќ азот N2 ќала береді. Таза т‰рінде гравитациялыќ ќабаттарда тек аргон мен гелий бµлінеді. Аргон 200 км биіктікке дейін ѓана таралады. Т‰нгі аспанныњ жарќырауы спектрін зерттегенде 35-60 км аралыѓында жєне 250 км биіктікте натрий табылѓан. Сонымен ќатар зерттеулер нєтижесінде 100-120 км шамасында кальций мен магнийдіњ иондары, 370 км жоѓары биіктікте гелийдіњ иондары аныќталѓан. Ал 1000 км-ден жоѓары атмосфера негізінен сутегі мен гелийден т±рады жєне де сутегініњ атом т‰рі басым болады. Б±л биіктіктен бастап Жер атмосферасынан єлемдік кењестікке жењіл газдар ±шып кете бастайды. 1500 км-ден жоѓары атмосферада к‰нніњ белсенділігі минимальді жылдары-сутегі, ал белсенділігі максимальды жылдары-гелий басым болады. Осылайша атмосфераныњ 100 км-ден жоѓары сыртќы бµлігін, ондаѓы ауа ќ±рамы биіктік жєне уаќыт бойынша ‰немі µзгеріп т±ратындыќтан ,гетеросфера деп атайды. Атмосфераныњ сыртќы шекарасы арќылы кењістікке ±шып кетіп жатќан сутегі Жердіњ айналасында геокорона (Жер тєжін) ќ±райды. Жерден алшаќтаѓан сайын геокоронаныњ тыѓыздыѓы азайып 3000 км-де планетааралыќ кењістікке айналып кетеді. Соњѓы кездері автоматтандырылѓан планетааралыќ станциялардыњ баќылауы бойынша 20 000 км ќашыќтыќта да атмосфералыќ газдардыњ іздерініњ бар екені аныќталады.

5 Лекция



Тақырыбы: Атмосфера ќысымы, ауа температурасы жєне ауа ылѓалдылыѓы туралы т‰сініктер .

Жоспары:

1.Атмосфера ќысымы.

2.Ауа температурасы.

3.Ауа ылѓалдылыѓы.

4. Метеорологиялық өлшемдердiң градиентi

1.Кез-келген газдыњ µзін ќоршап т±рѓан ќабырѓаѓа ќысым т‰сіретіні белгілі. Ќысым молекулаларыныњ ќабырѓаѓа соќтыѓысуы к‰шімен аныќталады, яѓни ќысым деп бірлік ауданѓа (S) перпендикулярлы баѓытта т‰сетін к‰шті (F) айтады: p=F/S. Газдыњ ќысымы оныњ молекулаларыныњ жылдамдыѓымен аныќталатындыќтан, газдыњ кµлемі µзгермей температурасы µссе ќысымы да µседі.

Атмосфера газдар қоспасынан тұратындықтан оның кез-келген нүктесiнде белгiлi мөлшерде ауа қысымы болады. Ал бүкiл атмосфера қабаты жер бетiне және ондағы заттарға өзiнiң салмағымен қысым түсiредi. Сонымен атмосфера қысымы деп жер бетiнен атмосфераның жоғарғы шекарасына дейiнгi бiрлiк (1см2) ауданды ауа бағанының жерге салмағымен түсiретiн қысымын айтады, яғни атмосфераның бiрлiк беткейге түсiретiн қысым күшi. Жер бетiнен биiктеген сайын ауа қысымы да азаяды. Кез келген ғимараттың iшi мен сыртында бiр деңгейде ауа қысымы бiрдей болады. Себебi ғимарат пен даланың арасында әрқашанда ауа қатынасы болып тұрады.

СИ жүйесiнде қысым паскальмен (Па) өлшенедi. Бiр паскаль – 1м2 ауданға түсетiн 1 ньютон күш қысымына тең (1Па=1Н/м2). Метеорологияда бұрын ауа қысымының өлшем бiрлiгi ретiнде миллиметр сынап бағаны (мм. сн. бағ.), кейiнiрек миллибар (мбар) қолданылған, ал қазiргi кезде гектопаскаль (гПа) қолданылады. Бұл өлшем бiрлiктер бiр-бiрiмен былайша қатынаста:

1 гПа = 100 Па = 1 мбар;

1 гПа = 1 мбар = 0,75 мм. сн. бағ.;

1 мм. сн. бағ. = 1,33 гПа = 1,33 мбар.

Теңiз деңгейiнде нормальдi (стандартты) атмосфера қысымы 00С температурада 1013,25 гПа (760 мм.сн.бағ.) тең болады. Метеорологиялық есептеулерде көбiне теңiз деңгейiндегi стандартты қысым 1000 гПа деп алынады.



2. Ауа температурасы. Ауаның жылулық режимi температурамен сипатталады. Атмосфераның әрбiр нүктесiнде ауа температурасы әртүрлi болады, кеңiстiк және уақыт бойынша үздiксiз өзгерiп тұрады. Жер бетiне жақын ауа температурасының өзгеру шегi өте үлкен: ең жоғарғы мәнi – абсолюттiк максимумы 58 0С Ливия шөлiнде, ал ең төменгi мәнi – абсолюттiк минимумы минус 88 0С Антарктидадағы “Восток” станциясында тiркелген.

Метеорологияда ауа, топырақ және су температурасы СИ жүйесi өлшем бiрлiгiмен, яғни Халықаралық температуралық шкала градусымен немесе Цельсия (0С) шкаласымен өлшенедi. Ол шкаланың нолi мұздың еру температурасына, ал 100 0С – судың қайнау температурасына сәйкес келедi. Цельсия шкаласымен бiрге Кельвиннiң (К) абсолюттiк температуралық шкаласы да кең қолданылады. Ол шкаланың нолi молекулалар қозғалысының толық тоқтау температурасына, яғни ең төменгi температураға сәйкес келедi. Ол температура Цельсия шкаласы бойынша минус 273,15 0С-ға тең. Кельвин шкаласы бойынша температура тек оң таңбалы болады. Цельсия температурасынан Кельвин температурасына былайша көшедi: T = t + 273,15.

АҚШ, Англия және бұрынғы Британ империясының кейбiр елдерiнде әлi де Фаренгейт (0F) шкаласы қолданылады. Бұл шкаланың нолi қар мен нашатыр қоспасының температурасына тең, ал 100 0F – адам денесiнiң қалыпты температурасына тең.

3. Ауа ылғалдылығы. Ауа құрамындағы су буының мөлшерi ауа ылғалдылығының сипаттамаларымен бағаланады: су буының парциальдi қысымы, ылғалдылық тапшылығы, абсолюттiк және салыстырмалы ылғалдылық, сыбағалық ылғалдылық (су буының салмақтық үлесi), қоспалық қатынас, шық нүктесi және қырау нүктесi. Бұл сипаттамаларды 5 тарауда толық қарастырамыз.

Метеорологияда кең қолданылатын су буының парциальдi қысымы мен салыстырмалы ылғалдылықты қарастырайық. Су буы да басқа газдар сияқты қысым түсiредi. Су буының парциальдi қысымы (е) деп берiлген температурада, берiлген ауа көлемiн су буы тек өзi ғана алып тұрған жағдайда түсiретiн қысымын айтады. Су буының қысымы оның тығыздығы мен температурасына тiке пропорционал болады. Су буының қысымы ауа қысымы сияқты гектопаскальмен (гПа) өлшенедi. Ауа су буына толық қаныққан кездегi су буының түсiретiн қысымын қанығу қысымы (Е) деп атайды. Ол су буының берiлген температурада мүмкiн болатын максимальдi қысымына тең. Неғұрлым температура жоғары болса соғұрлым су буының қанығу қысымы да жоғары болады, яғни қанығу жағдайына жету үшiн жылы ауа салқын ауаға қарағанда көбiрек су буын қажет етедi.

Көбiне су буы ауада қанығу жағдайынан төмен мөлшерде болады. Ауаның су буына қанығу жағдайына жақындығын салыстырмалы ылғалдылықпен бағалайды.

Жер бетiне жақын ауа қабатында су буының парциальді қысымы 0,1 гПа (қыста Антарктидада) – 40 гПа (экватор маңы) аралығында өзгередi.



4. Метеорологиялық өлшемдердiң градиентi. Метеорологиялық өлшемдердiң кеңiстiкте өзгеруiн сипаттау үшiн сол өлшемнiң градиентi қолданылады. Практикада негiзiнен вертикальдi және горизонтальдi градиент қолданылады. Яғни, градиент дегенiмiз вертикальдi бағытта бiрлiк биiктiк (100 м) немесе горизонтальдi бағытта бiрлiк қашықтық (100 км) сайын метеорологиялық өлшемнiң өзгеру мәнi. Метеорологияда негiзiнен атмосфера қысымы мен температурасының градиенттерi есептелiнедi. Қысымның вертикальдi градиентiн – dp/dz (гПа/100м) деп, ал горизонтальдi градиентiн – dp/dn (гПа/100км) деп белгiлейдi. Ауа температурасының вертикальдi градиентiн – dt/dz (0C/100м) деп, ал горизонтальдi градиентiн – dt/dn (0C/100км) деп белгiлейдi.

Метеорологиялық өлшемдер градиентi үшiн жалпы ереже бар: горизонтальдi градиент мәнi әрқашан оң таңбалы болады; вертикальдi градиент мәнi егер өлшем биiктiк бойынша азаятын болса оң таңбалы, ал егер өлшем биiктiк бойынша өсетiн болса терiс таңбалы болады


6 Лекция



Тақырыбы: Атмосфераныњ вертикальді ќ±рылысы

Жоспары:

  1. Тропосфера

2. Стратосфера

3. Мезосфера

4. Термосфера

5. Экзосфера

Атмосферада барлық метеорологиялық өлшемдердiң кеңiстiктiк өзгерiсi байқалады. Атмосфераны, белгiлi бiр қасиеттерiнiң вертикальдi бағытта өзгеруiне байланысты, қабаттарға бөледi. Мысалы, температураның биiктiк бойынша таралуы, ауа құрамының өзгеруi және зарядталған бөлшектердiң болуы, атмосфераның жер бетiмен әрекеттесу сипаты және де атмосфераның ұшатын аппараттарға әсерi. Атмосфераның ауа құрамына байланысты гомосфера мен гетеросфера қабаттарына бөлiнетiнi жоғарыда айтылды. Атмосфера қабаттарға әсiресе ауа температурасының биiктiк бойынша таралуымен айқын бөлiнедi. Бұл термикалық қасиетiне байланысты атмосфера бес негiзгi сфералық қабаттарға бөлiнедi: тропосфера (орташа биiктiгi 12 км-ге дейiн), стратосфера (орташа алғанда 12–55 км аралығы), мезосфера (55–90 км аралығы), термосфера: ионосфера (90–800 км аралығы) және экзосфера (800 км-ден жоғары). Ол негiзгi қабаттардың арасында төменгi қабаттың атымен аталатын жiңiшке (1–2 км) өтпелi қабатшалар - тропопауза, стратопауза, мезопауза және термопауза болады.


2.1-сурет. Атмосфераның құрылысы.

1 – тропосферадағы шарбы және будақ бұлттар; 2 – маржан бұлттар;

3 – күмiс бұлттар; 4 – поляр шұғыласы.


1. Тропосфера. Атмосфераның ең астыңғы, орташа температурасы биiктiк бойынша төмендейтiн қабатын тропосфера дейдi. Оның жоғарғы шекарасының биiктiгi ендiк пен жыл маусымы бойынша және де атмосфера айналымы бойынша өзгермелi келедi. Тропосфераның биiктiгi экватор маңында 16–18 км, қоңыржай белдеулерде 10–12 км, полюстарда 8–9 км құрайды. Тропосфераның жоғарғы шекарасының биiктiгi қыста төмендесе, жазда бiршама көтерiлiп отырады, сонымен қатар жоғарғы қысым облысының үстiнде төмендеп, төменгi қысым облысының үстiнде көтерiледi. Тропосферада ауа горизонтальдi және вертикальдi бағыттарда қозғалады және үнемi араласып тұрады. Осы қабатта су буының негiзгi бөлiгi орналасады, бұлттар құрылады, жауын-шашын жауады, әртүрлi метеорологиялық құбылыстар байқалады. Тропосферада әр 100 метр биiктiк сайын температура орташа алғанда 0,650С-ға төмендейдi. Орташа жылдық температура жер бетiнен тропосфераның жоғарғы шекарасына дейiн экватор маңында плюс 260С-дан минус 750С-ға дейiн, қоңыржай белдеулерде плюс 30С-дан минус 550С-ға дейiн, Солтүстiк полюста минус 230С-дан қыста минус 600С-ға, жазда минус 480С-ға дейiн төмендейдi. Тропосфераның жоғарғы шекарасында ауа қысымы жер бетiндегiден 3–10 есе төмен болады. Тропосфераның жермен жанасып жататын ең төменгi жiңiшке 50–100 м биiктiкке дейiнгi қабатын жерге жақын ауа қабаты деп атайды. Бұл қабатқа жер бетiнiң әсерi өте зор, яғни онда температураның тәулiктiк тербелiсi айқын байқалады. Температура күндiз биiктiк бойынша өте жылдам төмендейдi, түнде кейде керiсiнше өседi. Бұл қабатта желдiң жылдамдығы да биiктiк бойынша қатты өседi. Ал жер бетiнен 1000–1500 метр биiктiкке дейiнгi ауа қабаты планетарлық шекаралық қабат немесе үйкелiс қабаты деп аталады. Бұл қабаттағы ауа қозғалысына жер бетiнiң үйкелiстiк кедергiсi байқалады. Үйкелiс қабаты метеорологиялық өлшемдердiң тәулiктiк тербелiсiнiң байқалуымен сипатталады. Үйкелiс қабатынан жоғары, жер бетiнiң әсерi болмайтын атмосфераны еркiн атмосфера деп атайды.

Тропосфераның жоғарғы шекарасында, тропопаузаның астында болатын жылдамдығы өте жоғары (150–300 км/сағ) жiңiшке ауа ағындары – жылғалы ағындар деп аталады. Тропосфера мен стратосфераның арасындағы тропопаузаның қалыңдығы 1–2 км құрайды және онда температура биiктiк бойынша тұрақты болады немесе аздап өседi.



2. Стратосфера. Тропопаузадан жоғары 50–55 км-ге дейiн, температурасының биiктiк бойынша өсуiмен сипатталатын стратосфера қабаты ажыратылады. Температураның биiктiк бойынша өсуi 35 км биiктiкке дейiн өте жәймен, ал одан жоғары стратопаузаға дейiн жылдам жүредi. Стратосфераның жоғарғы шекарасында Жер бетiндегi сияқты ауа жылы, орташа алғанда температурасы 270 К (минус 3 0С) тең болады және озон қабатының өзгерiп тұруына байланысты жыл маусымы мен ендiк бойынша температурасы да өзгерiп тұрады. Стратосферада температураның өсуi ондағы озонның күн радиациясын жұтып қоршаған ортаны жылытуымен түсiндiрiледi. Сондықтан оны озоносфера деп атауға да болады. Температурасының биiктiк бойынша өсуi стратосферада тұрақтылық орнатады, қарқынды ауа айналымы болмайды. Бiрақ сонда да, кейде көлемi үлкен емес вертикальдi баяу қозғалыстар стратосфера қабатын қамтиды. Стратосфера ауасының тропосферадан тек озон қоспасымен ғана айырмашылығы бар.

Стратосферада су буы жоқтың қасы. Бiрақ, жоғарғы ендiктерде 22–24 км биiктiкте кейде өте жiңiшке маржан бұлттар байқалады. Олар өте салқындаған тамшылардан тұрады, күндiз көрiнбейдi, ал түнде горизонт астындағы күн сәулесiнiң түсiп шағылуы арқасында жарқырап көрiнедi.



3. Мезосфера. Стратосфераның үстiнде, стратопаузадан шамамен 82–85 км биiктiкке дейiн мезосфера қабаты орналасады. Ол қабатта температура қайтадан биiктiк бойынша төмендейдi де жоғарғы шекарасында минус 1000С-ға дейiн жетедi. Мезосферада температураның биiктiк бойынша тез төмендеуi нәтижесiнде турбуленттiлiк қатты дамиды, ауа қарқынды араласып тұрады. Желдiң жылдамдығы 150 м/с дейiн барады. Мезосфераның жоғарғы жағында (82 км) мұз кристалдарынан тұратын күмiс бұлттар байқалады. Оларды түнде ғана байқауға болады. Мезосфераның үстiндегi мезопауза өтпелi қабатында ауа қысымы жер бетiндегiден шамамен 1000 есе төмен болады. Осылайша тропосфера, стратосфера және мезосфера қабаттарында бүкiл атмосфера салмағының 99,5 % орналасады.

4. Термосфера. Атмосфераның мезосферадан жоғары бөлiгiн термосфера деп атайды. Термосферада температура биiктiк бойынша жылдам өседi, жерден 150 км қашықтықта температура 240 К, 200 км қашықтықта – 500 К-нен жоғары болады, ал термосфераның жоғарғы шекарасында 1000 К-нен асады. Температураның биiктiк бойынша өсуi атомдық оттегi мен азоттың ультракүлгiн радиацияны жұтуымен түсiндiрiледi. Бiрақ ол биiктiктердегi температура тек молекулалардың қозғалысының кинетикалық энергиясын сипаттайды, яғни газдардың молекулалары мен атомдары өте жоғары жылдамдықпен қозғалады. Термосферада ауа тығыздығы өте төмен болғандықтан, онда орналасқан дене (мысалы, жасанды жер серігі) ауамен жылу алмасу арқылы жылынбайды, тек күн радиациясын жұту арқылы жылынады.

Термосферада 100 км-ден жоғары ауа құрамы өзгере бастайды: атомдық оттегi пайда болады, аргон мен көмiртегi диоксидi болмайды, ауа өте күштi иондалып электрөткiзгiштiгi жоғарылайды. Сондықтан да термосфераның мезопаузадан 800–1000 км биiктiкке дейiнгi бұл бөлiгiн ионосфера деп атайды.



5. Экзосфера. Атмосфераның сыртқы 800-1000 км-ден жоғары жер тәжiне дейiнгi қабатын экзосфера деп атайды. Бұл қабат ауасының өте сиректiгiмен (тығыздығы өте төмен) ерекшеленедi. Жылдамдығы өте жоғары газ бөлшектерi бiр-бiрiмен соқтығыспай жердi эллипстiк орбитамен айналып ұшып шыға алады, кейбiр жеке бөлшектердiң жылдамдығы екiншi космостық жылдамдыққа жетiп (11 000 м/с) әлемдiк кеңiстiкке ұшып кетедi. Сондықтан да экзосфераны газдардың ұшып кету қабаты деп те атайды. Температура 800 км биiктiкте күндiз 2000 0С, түнде 1000 0С шамасында болады.

Бұрын, экзосфера және сонымен бiрге жер атмосферасы 3000 км биiктiкте бiтедi деп есептелiнген. Соңғы кездерi спутниктiк бақылаулар бойынша, экзосферадан ұшып шыққан сутегiнiң Жердiң айналасында 20 000 км-ге дейiн созылып жер тәжiн құрайтыны анықталды. Мұндағы зарядталған бөлшектерге Жердiң магниттiк өрiсi әсер ететiндiктен оны магнитосфера деп те атайды.

Спутниктер мен геофизикалық ракеталардың көмегiмен атмосфераның сыртқы бөлiгi мен жер айналасындағы космостық кеңiстiкте Жердiң радиациялық белдеуi бар екенi де анықталды. Ол жер бетiнен бiрнеше жүз километрден ондаған мың километрге дейiн созылып жатыр. Ол белдеу жылдамдығы өте жоғары (400 км/с шамасында) электрлiк зарядталған бөлшектерден – протондар мен электрондардан тұрады. Олардың энергиясы жүздеген мың электрон-вольт құрайды.

Ұшатын аппараттарға (Жердiң жасанды серiгi және басқармалы космостық кемелер) әсерi бойынша атмосфера екi қабатқа бөлiнедi: атмосфераның өзi (тығыз қабат) және жер айналасындағы космостық кеңiстiк. Екеуiнiң шекарасы шамамен 150 км биiктiкте жатыр. Атмосфераның тығыз қабатының кедергiсi өте жоғары болатындықтан, ұшатын аппарат сөндiрiлген двигателiмен Жердi бiр рет те айналып шыға алмайды (жылдамдығы төмендейдi немесе өртенiп кетедi).

7 Лекция

Тақырыбы: Ќ±рѓаќ жєне ылѓалды ауа к‰йлері

Жоспары:

1. Атмосферадаѓы газдардыњ физикалыќ к‰йі бойынша бµлінуі. 2.Су буы к‰йініњ тењдеуі



3. Ауа тыѓыздыѓыныњ биіктік бойынша µзгеруі
1.Атмосферадағы газдардың физикалық күйi үш өлшеммен сипатталады: температурасы (t), қысымы (p) және тығыздығы (). Бұл өлшемдер бiр-бiрiмен белгiлi теңдеумен байланыста, оны газ күйi теңдеуi деп атайды. Барлық газдардың белгiлi бiр критикалық температурасыкр) болады. Мысалы: су буынiкi 374 0С, СО2 – 310С, О2 – минус 119 0С, N2 – минус 1470С, H2 – минус 240 0С, He – минус 2680С. Егер газдың температурасы критикалық температурадан жоғары болса (Т  Ткр), қысым қалай өзгерсе де ол басқа күйге көшпейдi, яғни тек газ күйiнде қала бередi.

Газдың температурасы критикалық мәннен неғұрлым жоғары болса және оның қысымы қанығу қысымынан неғұрлым төмен болса, ол соғұрлым өзiнiң физикалық қасиеттерi бойынша идеальдi газға жақын болады. Атмосферада байқалатын температура мәнi құрғақ ауадағы (су буы жоқ) тұрақты газдардың критикалық температурасынан әлде қайда жоғары. Ал көмiрқышқыл газының критикалық температурасы жоғары болғанымен оның парциалды қысымы атмосфера жағдайында өте төмен, яғни ол қанығу жағдайына жете алмайды.

Атмосферадағы ылғалды ауа құрғақ ауа мен су буының қоспасы болып табылады. Су буының критикалық температурасы (Ткр = 3740С) атмосфера температурасынан өте жоғары болғандықтан, шынайы атмосфера жағдайында ол сұйық және қатты күйге көше алады. Су суының парциалды қысымы белгiлi метеорологиялық жағдайларда қанығу қысымына жетедi, ал одан аса бастағанда артық су буы сұйық күйге көшедi.

2.Жоғарыда айтылғандарға сүйенсек, су буы физикалық қасиеттерiне байланысты идеал газдан алшақ болады. Бiрақ эксперименттiк жолмен су буының физикалық қасиеттерiнiң идеал газ қасиеттерiне жақын екендiгi анықталған.

Ылғалды ауаның виртуальдi температурасы деп – бiрдей қысым жағдайында, тығыздығы сол ылғалды ауаның тығыздығына теңелуi үшiн құрғақ ауаның қабылдауына тиiстi температурасын айтады. Виртуальдi температура әрқашан нағыз температурадан кiшкене жоғары болады.

Бiрдей қысым мен температура жағдайында ылғалды ауаның тығыздығы құрғақ ауаның тығыздығынан төмен, себебi су буының тығыздығы құрғақ ауадан төмен.




1   2   3   4   5


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет