Atmosferde bunlar, dünyanın üzerinde birkaç tane bulunan atmosferin katmanlarındaki basınç farklılıklarıdır. Aşağıda en büyük yoğunluğu ve oksijen doygunluğunu hissediyorsunuz. Isıtma sonucu gaz halindeki bir madde yükseldiğinde, aşağıda bitişik katmanlarla dolma eğiliminde olan bir seyrelme meydana gelir. Böylece gündüz ve akşam sıcaklık değişimlerinden dolayı rüzgarlar ve kasırgalar ortaya çıkar.
Rüzgâra neden ihtiyaç duyulur?
Atmosferdeki havanın hareketinin bir nedeni olmasaydı, herhangi bir organizmanın hayati aktivitesi dururdu. Rüzgar bitki ve hayvanların üremesine yardımcı olur. Bulutları hareket ettirir ve Dünya'nın su döngüsünün itici gücüdür. İklim değişikliği sayesinde bölge kir ve mikroorganizmalardan arındırılıyor.
Bir kişi yemek yemeden yaklaşık birkaç hafta, su olmadan 3 günden fazla, hava olmadan ise 10 dakikadan fazla hayatta kalamaz. Dünyadaki tüm yaşam, hava kütleleriyle birlikte hareket eden oksijene bağlıdır. Bu sürecin devamlılığı güneş sayesinde sağlanır. Gece ve gündüzün değişmesi gezegenin yüzeyinde sıcaklık dalgalanmalarına yol açıyor.
Atmosferde her zaman havanın hareketi vardır ve Dünya yüzeyine milimetre başına 1.033 g basınçla baskı yapar. İnsan bu kütleyi pratikte hissetmez, ancak yatay olarak hareket ettiğinde onu rüzgar olarak algılarız. Sıcak ülkelerde, çölde ve bozkırlarda artan sıcağın tek çaresi meltemdir.
Rüzgar nasıl oluşur?
Atmosferdeki hava hareketinin ana nedeni, sıcaklığın etkisi altında katmanların yer değiştirmesidir. Fiziksel süreç gazların özellikleriyle ilişkilidir: hacminin değişmesi, ısıtıldığında genleşmesi ve soğuğa maruz kaldığında büzülmesi.
Atmosferdeki havanın hareketinin ana ve ek nedeni:
- Güneşin etkisi altındaki sıcaklık değişiklikleri eşit değildir. Bunun nedeni gezegenin şeklidir (küre şeklinde). Dünyanın bazı kısımları daha az, bazıları ise daha fazla ısınıyor. Atmosfer basıncı farkı yaratılır.
- Volkanik patlamalar hava sıcaklıklarını keskin bir şekilde artırır.
- İnsan faaliyeti sonucu atmosferin ısınması: Arabalardan ve sanayiden kaynaklanan buhar emisyonları gezegendeki sıcaklığı artırır.
- Geceleri okyanusların ve denizlerin soğuması hava hareketine neden olur.
- Atom bombasının patlaması atmosferde seyrekleşmeye neden olur.
Gaz katmanlarının gezegendeki hareket mekanizması
Atmosferdeki havanın hareketinin nedeni eşit olmayan sıcaklıklardır. Dünya yüzeyinden ısıtılan katmanlar yukarı doğru yükselir ve burada gaz halindeki maddenin yoğunluğu artar. Kaotik bir kitlesel yeniden dağıtım süreci başlıyor - rüzgar. Isı yavaş yavaş komşu moleküllere aktarılır ve bu da onları titreşim-öteleme hareketine yönlendirir.
Atmosferdeki havanın hareketinin nedeni, gaz halindeki maddelerdeki sıcaklık ve basınç arasındaki ilişkidir. Rüzgar gezegenin katmanlarının başlangıç durumu dengelenene kadar devam eder. Ancak aşağıdaki faktörlerden dolayı böyle bir duruma asla ulaşılamayacaktır:
- Dünyanın Güneş etrafında dönme ve ötelenme hareketi.
- Gezegenin ısınan bölgelerinin kaçınılmaz eşitsizliği.
- Canlıların faaliyetleri tüm ekosistemin durumunu doğrudan etkiler.
Rüzgârın tamamen yok olması için gezegenin durdurulması, tüm yaşamın yüzeyden uzaklaştırılması ve Güneş'in gölgesinde saklanması gerekiyor. Böyle bir durum Dünya'nın tamamen yok olmasıyla da gerçekleşebilir, ancak bilim adamlarının tahminleri şu ana kadar rahatlatıcı: Milyonlarca yıl sonra insanlığı bu bekliyor.
Güçlü deniz rüzgarı
Kıyılarda atmosferde daha kuvvetli hava hareketi gözlenmektedir. Bunun nedeni toprağın ve suyun dengesiz ısınmasıdır. Nehirler, denizler, göller ve okyanuslar daha az ısınır. Toprak anında ısınır ve yüzeyin üzerindeki gaz halindeki maddeye ısı verir.
Isınan hava hızla yukarıya doğru fırlar ve ortaya çıkan vakum dolma eğilimi gösterir. Su üzerindeki hava yoğunluğu daha fazla olduğundan kıyıya doğru oluşur. Bu etki özellikle sıcak ülkelerde gündüz saatlerinde belirgindir. Geceleri tüm süreç değişiyor, denize doğru hava hareketi zaten gözleniyor - gece esintisi.
Genel olarak meltem, günde iki kez ters yönlere yön değiştiren rüzgardır. Musonların benzer özellikleri vardır, ancak sıcak mevsimde denizden, soğuk mevsimlerde ise karaya doğru esirler.
Rüzgar nasıl belirlenir?
Atmosferdeki hava hareketinin ana nedeni ısının eşit olmayan dağılımıdır. Kural doğada her durumda geçerlidir. Volkanik bir patlama bile önce gaz katmanlarını ısıtır ve ancak o zaman rüzgar yükselir.
Rüzgar gülleri veya daha basit bir ifadeyle hava akışına duyarlı bayraklar takarak tüm süreçleri kontrol edebilirsiniz. Serbestçe dönen cihazın düz şekli, rüzgarın karşısına geçmesini engeller. Gaz halindeki maddenin hareket yönünde dönmeye çalışır.
Rüzgar çoğu zaman bulutlarda, baca dumanında vücut tarafından hissedilir. Zayıf akıntılarını fark etmek zordur, bunu yapmak için parmağınızı ıslatmanız gerekir, rüzgarlı tarafta donacaktır. Bayrağın direklerde kaldırılması için hafif bir bez parçası veya helyumla dolu bir balon da kullanabilirsiniz.
Rüzgar gücü
Yalnızca havanın hareketinin nedeni değil, aynı zamanda on puanlık bir ölçekte belirlenen gücü de önemlidir:
- 0 puan - mutlak sakinlikte rüzgar hızı;
- 3'e kadar - 5 m/sn'ye kadar zayıf veya orta akış;
- 4 ila 6 arası - kuvvetli rüzgar hızı yaklaşık 12 m/sn;
- 7'den 9'a kadar - 22 m/sn'ye kadar hız açıklandı;
- 8 ila 12 puan ve üzeri - kasırga adı verilen, evlerin çatılarını bile uçurur ve binaları çökertir.
yoksa kasırga mı?
Hareket karışık hava akımlarına neden olur. Yaklaşan akış, yoğun bariyeri aşamaz ve yukarı doğru koşarak bulutları deler. Gaz halindeki maddelerin pıhtılarından geçtikten sonra rüzgar düşer.
Koşullar genellikle akışların girdap şeklinde dönmesiyle ortaya çıkar ve uygun rüzgarlarla yavaş yavaş güçlenir. Kasırga güçleniyor ve rüzgar hızı, bir trenin kolayca atmosfere uçabileceği bir hale geliyor. Her yıl bu tür etkinliklerin sayısında Kuzey Amerika başı çekiyor. Kasırgalar milyonlarca insan kaybına neden oluyor ve çok sayıda cana mal oluyor.
Rüzgar oluşumu için diğer seçenekler
Kuvvetli rüzgarlar her türlü oluşumu, hatta dağları bile yüzeyden silebilir. Hava kütlesi hareketinin sıcaklık dışı tek nedeni patlama dalgasıdır. Atom yükü tetiklendikten sonra, gaz halindeki maddenin hareket hızı, toz zerreleri gibi çok tonlu yapıları yok edecek kadardır.
Büyük meteorlar düştüğünde veya kırıldığında güçlü bir atmosferik hava akışı meydana gelir. yerkabuğu. Depremlerden sonra oluşan tsunami sırasında da benzer olaylar gözlenir. Kutup buzunun erimesi atmosferde benzer koşulların oluşmasına neden olur.
Atmosfer heterojendir. Bileşiminde, özellikle dünya yüzeyine yakın hava kütleleri ayırt edilebilir.
Hava kütleleri, belirli genel özelliklere (sıcaklık, nem, şeffaflık vb.) sahip olan ve tek başına hareket eden ayrı büyük hava hacimleridir. Ancak bu hacim içerisinde rüzgarlar farklı olabilir. Hava kütlesinin özellikleri oluşum alanına göre belirlenir. Bunları, üzerinde oluştuğu veya kaldığı altta yatan yüzeyle temas sürecinde kazanır. Hava kütleleri var farklı özellikler. Örneğin, Kuzey Kutbu'nun havası düşük sıcaklıklara sahiptir ve tropiklerin havası yılın her mevsiminde yüksek sıcaklıklara sahiptir; Kuzey Atlantik'in havası, Avrasya anakarasının havasından önemli ölçüde farklıdır. Hava kütlelerinin yatay boyutları çok büyüktür; kıtalarla, okyanuslarla veya bunların büyük parçalar halinde. Farklı atmosferik basınçlara sahip bölgelerde oluşan ana (bölgesel) hava kütleleri türleri vardır: Arktik (Antarktika), ılıman (kutupsal), tropikal ve ekvator. Bölgesel hava kütleleri, oluşum alanındaki altta yatan yüzeyin doğasına bağlı olarak deniz ve kıtasal olarak ayrılır.
Kuzeyde kutup havası oluşuyor Kuzey Buz Denizi ve kışın da Avrasya'nın kuzeyinde ve Kuzey Amerika'da. Hava, düşük sıcaklık, düşük nem içeriği, iyi görünürlük ve stabilite ile karakterize edilir. Ilıman enlemlere olan istilaları, önemli ve keskin soğuklara neden olur ve havanın ağırlıklı olarak açık ve parçalı bulutlu olmasına yol açar. Arktik hava aşağıdaki türlere ayrılmıştır.
Deniz Arktik havası (MAA) - daha sıcak olan Avrupa Arktik bölgesinde, buzsuz, daha yüksek sıcaklık ve daha yüksek nem içeriğiyle oluşur. Kışın anakaraya yaptığı istilalar ısınmaya neden oluyor.
Kıta Arktik havası (kAv) - Orta ve Doğu buzlu Arktik ve kıtaların kuzey kıyılarında (kışın) oluşur. Hava çok Düşük sıcaklık, düşük nem içeriği. KAV'ın ana karaya girmesi, açık havalarda ve iyi görüş koşullarında şiddetli soğumaya neden olur.
Güney Yarımküre'deki Arktik havanın benzeri Antarktika havasıdır, ancak etkisi esas olarak bitişik deniz yüzeylerine, daha az sıklıkla Güney Amerika'nın güney ucuna kadar uzanır.
Ilıman (kutupsal) hava. Bu hava ılıman enlemler. Aynı zamanda iki alt türü de ayırt eder. Geniş kıta yüzeyleri üzerinde oluşan kıtasal ılıman hava (CTA). Kışın çok serin ve stabildir, hava genellikle açık ve şiddetli don olayları yaşanır. Yaz aylarında çok ısınır, içinde akıntılar yükselir, bulutlar oluşur, sık sık yağmur yağar, gök gürültülü fırtınalar görülür. Deniz ılıman havası (MMA), okyanuslar üzerindeki orta enlemlerde oluşur ve batı rüzgarları ve siklonlarla kıtalara taşınır. Karakteristiktir yüksek nem ve ılımlı sıcaklıklar. Kışın hava bulutlu havayı, yoğun yağışları ve artan sıcaklıkları (çözülme) beraberinde getirir. Yaz aylarında aynı zamanda büyük bulutlar ve yağmur da getirir; istilası sırasında sıcaklık düşer.
Ilıman hava, subtropikal ve tropikal enlemlerin yanı sıra kutuplara da nüfuz eder.
Tropikal hava, tropik ve subtropikal enlemlerde ve yaz aylarında ılıman enlemlerin güneyindeki kıta bölgelerinde oluşur. Tropikal havanın iki alt türü vardır. Kıtasal tropikal hava (CTA) karada oluşur ve yüksek sıcaklıklar, kuruluk ve tozluluk ile karakterize edilir. Tropikal deniz havası (mTa), tropik sular üzerinde oluşur ( tropik bölgeler okyanus), yüksek sıcaklık ve nem ile karakterize edilir.
Tropikal hava ılıman ve ekvator enlemlerine nüfuz eder.
Ekvator havası oluşur ekvator bölgesi alize rüzgarlarının getirdiği tropikal havadan. Yıl boyunca yüksek sıcaklıklar ve yüksek nem ile karakterizedir. Ayrıca bu nitelikler hem karada hem de denizde korunduğu için ekvator havası deniz ve karasal alt türlere ayrılmamaktadır.
Hava kütleleri sürekli hareket halindedir. Üstelik hava kütleleri daha yüksek enlemlere ya da daha soğuk bir yüzeye doğru hareket ederse ısınmayı da beraberinde getirdiğinden sıcak olarak adlandırılır. Daha düşük enlemlere veya daha sıcak bir yüzeye doğru hareket eden hava kütlelerine soğuk denir. Soğuk havayı getiriyorlar.
Diğer coğrafi bölgelere doğru hareket eden hava kütleleri, başta sıcaklık ve nem olmak üzere özelliklerini yavaş yavaş değiştirir. başka türden hava kütlelerine dönüşür. Yerel koşulların etkisi altında hava kütlelerinin bir türden diğerine dönüştürülmesi işlemine dönüşüm denir. Örneğin ekvator'a ve ılıman enlemlere nüfuz eden tropik hava, sırasıyla ekvator ve ılıman havaya dönüşür. Kıtaların derinliklerinde bulunan ılıman deniz havası kışın soğur, yazın ısınır ve daima kuruyarak karasal ılıman havaya dönüşür.
Tüm hava kütleleri, troposferin genel dolaşımı sürecinde, sürekli hareketleri sürecinde birbirine bağlıdır.
Hava kütlelerinin hareketleri
Özellikle siklon ve antisiklonların faaliyeti nedeniyle hava sürekli hareket halindedir.
Sıcak bölgelerden soğuk bölgelere doğru hareket eden sıcak hava kütlesi, geldiğinde beklenmedik ısınmalara neden olur. Aynı zamanda, daha soğuk olan dünya yüzeyiyle temas nedeniyle, aşağıdan gelen hareketli hava kütlesi soğutulur ve yere bitişik hava katmanları, üst katmanlardan daha soğuk hale gelebilir. Alttan gelen sıcak hava kütlesinin soğuması, su buharının havanın en alt katmanlarında yoğunlaşmasına neden olarak bulutların ve yağışların oluşmasına neden olur. Bu bulutlar alçakta bulunur, genellikle yere iner ve sis oluşturur. Sıcak hava kütlesinin alt katmanları oldukça sıcaktır ve buz kristalleri yoktur. Bu nedenle şiddetli yağış veremezler, ancak ara sıra hafif, çiseleyen yağmur yağar. Sıcak hava kütlesi bulutları tüm gökyüzünü düz bir katmanla (daha sonra stratus olarak adlandırılır) veya hafif dalgalı bir katmanla (daha sonra stratocumulus olarak adlandırılır) kaplar.
Soğuk hava kütlesi soğuk bölgelerden sıcak bölgelere doğru hareket ederek soğutma sağlar. Daha sıcak bir dünya yüzeyine hareket edildiğinde sürekli olarak aşağıdan ısıtılır, ısıtıldığında sadece yoğuşma oluşmaz, aynı zamanda mevcut bulutların ve sislerin de buharlaşması gerekir, ancak gökyüzü bulutsuz olmaz, bulutlar tamamen farklı nedenlerle oluşur. Isıtıldığında tüm cisimler ısınır ve yoğunlukları azalır, böylece havanın en alt katmanı ısınıp genişlediğinde hafifler ve sanki ayrı kabarcıklar veya jetler şeklinde yüzer ve daha ağır soğuk hava onun içine iner. yer. Her gaz gibi hava da sıkıştırıldığında ısınır, genleştiğinde ise soğur. Atmosfer basıncı yükseklikle birlikte azalır, dolayısıyla yükselen hava her 100 m'lik yükselişte 1 derece genişler ve soğur ve bunun sonucunda belirli bir yükseklikte yoğuşma ve bulut oluşumu başlar. sıkıştırma nedeniyle ısınır ve içlerinde hiçbir şey yoğunlaşmaz, aynı zamanda içlerine düşen bulut kalıntıları bile buharlaşır. Bu nedenle soğuk hava kütlelerinden oluşan bulutlar, aralarında boşluklar bulunan, yüksekte yığılmış bulutlara benzer. Bu tür bulutlara kümülüs veya kümülonimbus denir. Asla yere inmezler ve sislere dönüşmezler ve kural olarak görünür gökyüzünün tamamını kaplamazlar. Bu tür bulutlarda, yükselen hava akımları su damlacıklarını da her zaman buz kristallerinin bulunduğu katmanlara taşırken, bulut karakteristik “karnabahar” şeklini kaybeder ve bulut bir kümülonimbusa dönüşür. Bu andan itibaren buluttan yağış şiddetli de olsa düşer, ancak bulutların küçüklüğü nedeniyle kısa sürelidir. Bu nedenle soğuk hava kütlelerinin havası oldukça kararsızdır.
atmosferik cephe
Farklı hava kütleleri arasındaki temas sınırına atmosferik cephe denir. Sinoptik haritalarda bu sınır, meteorologların “cephe hattı” dediği çizgidir. Sıcak ve soğuk hava kütleleri arasındaki sınır, ön cepheye doğru fark edilmeyecek şekilde alçalan neredeyse yatay bir yüzeydir. Bu yüzeyin altında soğuk hava, üstte ise sıcak hava bulunur. Hava kütleleri sürekli hareket halinde olduğundan aralarındaki sınır sürekli değişmektedir. İlginç bir özellik: ön hat mutlaka alçak basınç alanının ortasından ve alanların merkezlerinden geçer yüksek tansiyonön kısım asla geçmez.
Sıcak hava kütlesi ileri doğru hareket ettiğinde ve soğuk hava kütlesi geri çekildiğinde sıcak cephe oluşur. Daha hafif olan sıcak hava, soğuk hava üzerinde sürünür. Yükselen hava onu soğuttuğu için ön yüzeyin üzerinde bulutlar oluşur. Sıcak hava yeterince yavaş yükselir, bu nedenle sıcak cephenin bulutluluğu, birkaç yüz metre genişliğinde ve bazen binlerce kilometre uzunluğunda olan, sirrostratus ve altostratus bulutlarından oluşan pürüzsüz bir örtüdür. Bulutlar ön hattın ne kadar ilerisindeyse, o kadar yüksek ve incedirler.
Soğuk cephe sıcak havaya doğru hareket eder. Aynı zamanda soğuk hava da sıcak havanın altına girer. Dünyanın yüzeyi ile sürtünmeden dolayı soğuk cephenin alt kısmı üst kısmın gerisinde kalır, dolayısıyla ön cephenin yüzeyi öne doğru çıkıntı yapar.
atmosferik girdaplar
Siklonların ve antisiklonların gelişimi ve hareketi, hava kütlelerinin önemli mesafeler boyunca transferine ve bulutluluk ve yağışta artış veya azalma ile rüzgar yönleri ve hızlarındaki değişikliklerle ilişkili buna karşılık gelen periyodik olmayan hava değişikliklerine yol açar. Siklonlarda ve antisiklonlarda hava, atmosferik basıncın azalması yönünde hareket eder, çeşitli kuvvetlerin etkisi altında sapar: merkezkaç, Coriolis, sürtünme vb. Sonuç olarak, siklonlarda rüzgar, kuzeyde saat yönünün tersine dönerek merkezine doğru yönlendirilir. Yarımküre ve Güney Yarımküre'de saat yönünde, antisiklonlarda, tam tersi, merkezden ters dönüşle.
Siklon- merkezde düşük atmosferik basınca sahip, büyük çaplı (yüzlerce ila 2-3 bin kilometre arası) atmosferik bir girdap. Ekstratropikal ve tropikal siklonlar vardır.
Tropikal siklonlar (tayfunlar) özel özelliklere sahiptir ve çok daha az sıklıkta meydana gelir. Tropikal enlemlerde (her yarımkürede 5° ila 30° arasında) oluşurlar ve boyutları daha küçüktür (yüzlerce, nadiren bin kilometreden fazla), ancak daha büyük basınç gradyanları ve rüzgar hızları kasırga hızlarına ulaşır. Bu tür siklonlar, nispeten açık ve sakin havaya sahip, 20-30 km çapında merkezi bir alan olan "fırtınanın gözü" ile karakterize edilir. Etrafında şiddetli yağmurlarla birlikte güçlü ve sürekli kümülonimbus bulutları birikintileri vardır. Tropikal siklonlar, gelişimleri sırasında tropikal olmayan hale gelebilir.
Dıştan tropik siklonlar esas olarak oluşur atmosferik cephelerÇoğunlukla kutup altı bölgelerde bulunanlar, en önemli hava değişikliklerine katkıda bulunur. Siklonlar, bulutlu ve yağmurlu havalarla karakterize edilir ve ılıman bölgedeki yağışların çoğuyla ilişkilidir. Tropikal olmayan bir siklonun merkezi en yoğun yağışa ve en yoğun bulut örtüsüne sahiptir.
Antisiklon- yüksek atmosferik basınç alanı. Genellikle bir antisiklonda hava açık veya parçalı bulutludur. Küçük ölçekli girdaplar (kasırgalar, kan pıhtıları, kasırgalar) da hava durumu açısından önemlidir.
hava durumu - uzayın belirli bir noktasında, zamanın belirli bir noktasında gözlemlenen meteorolojik unsurların ve atmosferik olayların bir dizi değeri. Hava, atmosferin mevcut durumunu ifade ederken, atmosferin uzun bir süre boyunca ortalama durumunu ifade eden İklim'in aksine. Eğer bir açıklama yoksa “Hava Durumu” terimi Dünya üzerindeki hava durumunu ifade etmektedir. Hava olayları troposferde (alt atmosfer) ve hidrosferde meydana gelir. Hava durumu, hava basıncı, sıcaklık ve nem, rüzgar gücü ve yönü, bulut örtüsü, yağış, görüş aralığı, atmosferik olaylar (sis, kar fırtınası, fırtına) ve diğer meteorolojik unsurlarla tanımlanabilir.
İklim(Antik Yunan κλίμα (gen. κλίματος) - eğim) - coğrafi konumu nedeniyle belirli bir bölgenin uzun vadeli hava rejimi özelliği.
İklim, sistemin geçtiği istatistiksel durumların bir toplamıdır: hidrosfer → litosfer → onlarca yıl boyunca atmosfer. İklim genellikle uzun bir süre boyunca (birkaç on yıl civarında) hava durumunun ortalama değeri olarak anlaşılır; yani iklim ortalama hava durumu. Dolayısıyla hava, bazı özelliklerin (sıcaklık, nem, atmosfer basıncı) anlık durumudur. Hava durumunun iklim normundan sapması iklim değişikliği olarak değerlendirilemez, örneğin çok Soğuk kış iklimin soğuduğunu göstermez. İklim değişikliğini tespit etmek için atmosferik özelliklerde on yıl kadar uzun bir süre boyunca önemli bir eğilime ihtiyaç vardır. Dünya üzerindeki iklim koşullarını şekillendiren başlıca küresel jeofizik döngüsel süreçler ısı dolaşımı, nem dolaşımı ve genel atmosferik dolaşımdır.
Yağışın Dünya üzerindeki dağılımı. Dünya yüzeyindeki atmosferik yağış çok dengesiz bir şekilde dağılmıştır. Bazı alanlar aşırı nemden, bazıları ise eksikliğinden muzdariptir. Sıcaklığın yüksek olduğu ve yağış ihtiyacının özellikle fazla olduğu Kuzey ve Güney Tropikal bölgelerde yer alan alanlar çok az yağış alır. Dünyanın çok fazla ısıya sahip olan geniş alanları, nem eksikliği nedeniyle tarımda kullanılamıyor.
Yağışın dünya yüzeyindeki eşit olmayan dağılımını nasıl açıklayabiliriz? Muhtemelen bunu zaten tahmin etmişsinizdir Asıl sebep– düşük ve yüksek atmosferik basınç kayışlarının yerleştirilmesi. Yani, kemerdeki ekvatorda alçak basınç Sürekli ısıtılan hava çok fazla nem içerir; Yükseldikçe soğur ve doygun hale gelir. Bu nedenle ekvator bölgesinde çok bulutlu ve yoğun yağış var. Düşük basıncın olduğu dünya yüzeyinin diğer bölgelerine de çok fazla yağış düşer (bkz. Şekil 18).
İklimi oluşturan faktörler Yüksek basınç bölgelerinde aşağıya doğru hava akımları hakimdir. Soğuk hava alçaldıkça çok az nem içerir. İndirildiğinde büzülür ve ısınarak daha kuru hale gelir. Bu nedenle tropik bölgelerde ve kutuplarda yüksek basınç olan bölgelerde çok az yağış düşer.
İKLİM İMARLAMA
Dünya yüzeyinin, iklim koşullarının genelliğine göre, dünya yüzeyinin parçaları olan, az çok enlemsel bir boyuta sahip olan ve belirli iklim göstergelerine göre tanımlanan büyük bölgelere bölünmesi. Enlem bölgesinin mutlaka enlem açısından yarım kürenin tamamını kapsaması gerekmez. İklim bölgeleri iklim bölgelerinde ayırt edilir. Dağlarda belirlenmiş ve üst üste uzanan dikey bölgeler bulunmaktadır. Bu bölgelerin her birinin kendine özgü bir iklimi vardır. Farklı enlem bölgelerinde aynı dikey iklim bölgeleri iklime bağlı olarak değişecektir.
Atmosfer süreçlerinin ekolojik ve jeolojik rolü
Aerosol parçacıklarının ve katı tozun ortaya çıkması nedeniyle atmosferin şeffaflığının azalması dağılımı etkiler. Güneş radyasyonu albedo veya yansıtıcılığı arttırır. Ozonun ayrışmasına ve su buharından oluşan “inci” bulutlarının oluşmasına neden olan çeşitli kimyasal reaksiyonlar aynı sonuca yol açar. Küresel değişim Yansımanın yanı sıra atmosferin gaz bileşimindeki, özellikle de sera gazlarındaki değişiklikler, iklim değişikliğinin nedenidir.
Dünya yüzeyinin farklı kısımlarında atmosferik basınçta farklılıklara neden olan eşit olmayan ısınma, atmosferik sirkülasyona yol açar. ayırt edici özellik troposfer. Basınç farkı oluştuğunda hava, yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru akar. Hava kütlelerinin bu hareketleri nem ve sıcaklıkla birlikte atmosferik süreçlerin temel ekolojik ve jeolojik özelliklerini belirler.
Rüzgâr, hızına bağlı olarak dünya yüzeyinde çeşitli jeolojik işler gerçekleştirir. 10 m/s hızla kalın ağaç dallarını sallayarak tozu ve ince kumu kaldırıp taşıyor; 20 m/s hızla ağaç dallarını kırar, kum ve çakıl taşır; 30 m/s (fırtına) hızıyla evlerin çatılarını söker, ağaçları söker, direkleri kırar, çakıl taşlarını hareket ettirir ve küçük molozları taşır, 40 m/s hızındaki kasırga rüzgarı evleri yok eder, elektrikleri kırar ve yerle bir eder. hat direkleri, büyük ağaçları söker.
Kasırgalar ve kasırgalar (kasırgalar), felaketle sonuçlanan sonuçları olan büyük bir olumsuz çevresel etkiye sahiptir - atmosferik girdaplar Sıcak mevsimde güçlü atmosferik cephelerde 100 m/s'ye varan hızlarla meydana gelir. Kasırgalar, kasırga rüzgar hızlarına (60-80 m/s'ye kadar) sahip yatay kasırgalardır. Bunlara genellikle birkaç dakikadan yarım saate kadar süren şiddetli sağanak ve gök gürültülü sağanak yağışlar eşlik ediyor. Fırtınalar 50 km genişliğe kadar alanları kaplar ve 200-250 km mesafe kat eder. 1998 yılında Moskova ve Moskova bölgesinde yaşanan fırtına birçok evin çatısına zarar verdi ve ağaçları devirdi.
Kuzey Amerika'da kasırga olarak adlandırılan kasırgalar, genellikle fırtına bulutlarıyla ilişkilendirilen, huni şeklindeki güçlü atmosferik girdaplardır. Bunlar, birkaç on ila yüzlerce metre çapında, ortada sivrilen hava sütunlarıdır. Kasırga, bir filin hortumuna çok benzeyen, bulutlardan inen veya dünya yüzeyinden yükselen bir huni görünümüne sahiptir. Güçlü bir seyrekleşme ve yüksek dönüş hızına sahip olan kasırga, yüzlerce kilometreye kadar yol kat ederek rezervuarlardan toz ve su çekiyor. çesitli malzemeler. Güçlü kasırgalara gök gürültülü fırtınalar, yağmur eşlik eder ve büyük bir yıkıcı güce sahiptirler.
Kasırgalar, havanın sürekli soğuk veya sıcak olduğu subpolar veya ekvator bölgelerinde nadiren meydana gelir. Açık okyanusta çok az kasırga var. Kasırgalar Avrupa, Japonya, Avustralya, ABD'de meydana gelir ve Rusya'da özellikle Orta Kara Dünya bölgesinde, Moskova, Yaroslavl, Nizhny Novgorod ve Ivanovo bölgelerinde sık görülür.
Kasırgalar arabaları, evleri, yük arabalarını ve köprüleri kaldırır ve hareket ettirir. Özellikle yıkıcı kasırgalar(kasırgalar) ABD'de gözlendi. Her yıl 450 ile 1500 arasında kasırga meydana geliyor ve ortalama ölüm oranı yaklaşık 100 kişi oluyor. Kasırgalar hızlı etkili, yıkıcı atmosferik süreçlerdir. Sadece 20-30 dakikada oluşurlar ve ömürleri 30 dakikadır. Bu nedenle kasırgaların zamanını ve yerini tahmin etmek neredeyse imkansızdır.
Diğer yıkıcı fakat uzun ömürlü atmosferik girdaplar ise siklonlardır. Belirli koşullar altında hava akışlarının dairesel hareketinin ortaya çıkmasına katkıda bulunan basınç farkı nedeniyle oluşurlar. Atmosferik girdaplar, güçlü yükselen nemli sıcak hava akımlarının etrafında oluşur ve yüksek hızda saat yönünde döner. Güney Yarımküre ve saat yönünün tersine - kuzeyde. Kasırgaların aksine kasırgalar okyanuslardan kaynaklanır ve kıtalar üzerinde yıkıcı etkiler yaratır. Başlıca yıkıcı faktörler kuvvetli rüzgarlar, kar yağışı şeklinde yoğun yağışlar, sağanak yağışlar, dolu ve taşkınlardır. Hızı 19 - 30 m/s olan rüzgarlar fırtına, 30 - 35 m/s arası fırtına ve 35 m/s'den fazla olan rüzgarlar kasırga oluşturur.
Tropikal siklonlar - kasırgalar ve tayfunlar - ortalama birkaç yüz kilometre genişliğe sahiptir. Kasırga içindeki rüzgar hızı kasırga kuvvetine ulaşır. Tropikal siklonlar birkaç günden birkaç haftaya kadar sürer ve 50 ila 200 km/saat hıza ulaşır. Orta enlem siklonlarının çapı daha büyüktür. Enine boyutları bin ila birkaç bin kilometre arasında değişmektedir ve rüzgar hızı fırtınalıdır. Kuzey yarımkürede batıdan hareket ediyorlar ve buna doğası gereği felaket olan dolu ve kar yağışı da eşlik ediyor. Kurbanların sayısı ve verilen hasar açısından kasırgalar ve bunlarla bağlantılı kasırgalar ve tayfunlar, sellerden sonra en büyük doğal atmosferik olaydır. Asya'nın yoğun nüfuslu bölgelerinde kasırgalardan ölenlerin sayısı binlerce. 1991 yılında Bangladeş'te, oluşumuna neden olan bir kasırga sırasında deniz dalgaları 6 m yükseklikte 125 bin kişi öldü. Tayfunlar ABD'ye büyük zarar veriyor. Aynı zamanda onlarca, yüzlerce insan ölüyor. İÇİNDE Batı Avrupa kasırgalar daha az hasara neden olur.
Fırtınalar yıkıcı bir atmosferik olay olarak kabul edilir. Sıcak, nemli hava çok hızlı yükseldiğinde ortaya çıkarlar. Tropikal ve subtropikal bölgelerin sınırında, yılda 90-100 gün, ılıman bölgede ise 10-30 gün gök gürültülü fırtınalar meydana gelir. Ülkemizde en fazla fırtına Kuzey Kafkasya'da meydana gelmektedir.
Fırtınalar genellikle bir saatten az sürer. Şiddetli sağanak yağışlar, dolu, yıldırım çarpmaları, sert rüzgarlar ve dikey hava akımları özellikle tehlikelidir. Dolu tehlikesi dolu tanelerinin büyüklüğüne göre belirlenir. Kuzey Kafkasya'da dolu kütlesi bir zamanlar 0,5 kg'a ulaştı ve Hindistan'da 7 kg ağırlığında dolu taneleri kaydedildi. Ülkemizde kentsel açıdan en tehlikeli alanlar Kuzey Kafkasya'da bulunmaktadır. Temmuz 1992'de dolu, Mineralnye Vody havaalanında 18 uçağa zarar verdi.
Tehlikeli atmosferik olaylar arasında yıldırım yer alır. İnsanları ve hayvanları öldürüyor, yangınlara neden oluyor ve elektrik şebekesine zarar veriyorlar. Dünya çapında her yıl yaklaşık 10.000 kişi fırtınalardan ve bunların sonuçlarından dolayı ölmektedir. Üstelik Afrika, Fransa ve ABD'nin bazı bölgelerinde yıldırımdan ölenlerin sayısı diğer bölgelere göre daha fazla doğal olaylar. Amerika Birleşik Devletleri'nde fırtınaların yıllık ekonomik zararı en az 700 milyon dolardır.
Kuraklık çöl, bozkır ve orman-bozkır bölgeleri için tipiktir. Yağış eksikliği toprağın kurumasına neden olarak su seviyesinin düşmesine neden olur. yeraltı suyu ve tamamen kuruyana kadar rezervuarlarda. Nem eksikliği bitki örtüsünün ve mahsullerin ölümüne yol açar. Kuraklık özellikle Afrika, Yakın ve Orta Doğu, Orta Asya ve Kuzey Amerika'nın güneyinde şiddetlidir.
Kuraklık insanların yaşam koşullarını değiştirir ve olumsuz etkiler yaratır. doğal çevre toprağın tuzlanması, kuru rüzgarlar gibi süreçlerle, toz fırtınası, toprak erozyonu ve Orman yangınları. Yangınlar özellikle tayga bölgelerinde, tropik ve subtropikal ormanlarda ve savanlarda kuraklık sırasında şiddetli oluyor.
Kuraklık bir sezon süren kısa süreli süreçlerdir. Kuraklık iki mevsimden fazla sürdüğünde kıtlık ve kitlesel ölüm tehlikesi ortaya çıkar. Tipik olarak kuraklık bir veya daha fazla ülkenin topraklarını etkiler. Trajik sonuçlara yol açan uzun süreli kuraklıklar özellikle Afrika'nın Sahel bölgesinde sıklıkla yaşanıyor.
Kar yağışları, kısa süreli şiddetli yağışlar ve uzun süreli kalıcı yağmurlar gibi atmosferik olaylar büyük hasara neden olur. Kar yağışları dağlarda büyük çığlara neden olurken, yağan karların hızla erimesi ve uzun süreli yağışlar su baskınlarına neden oluyor. Özellikle ağaçsız bölgelerde yeryüzüne düşen devasa su kütlesi şiddetli erozyona neden oluyor toprak örtüsü. Oluk kirişi sistemlerinde yoğun bir büyüme var. Taşkınlar, yoğun yağış veya yüksek su dönemlerinde, ani ısınma veya karların ilkbaharda erimesi sonrasında meydana gelen büyük taşkınların bir sonucu olarak meydana gelir ve bu nedenle, kökeni atmosferik olaylardır (bunlar, hidrosferin ekolojik rolü ile ilgili bölümde tartışılmıştır).
Ayrışma- Sıcaklık, hava, suyun etkisi altında kayaların tahribatı ve değişimi. Kayaların ve bunları oluşturan minerallerin niteliksel ve niceliksel dönüşümünün bir dizi karmaşık süreci, ayrışma ürünlerinin oluşumuna yol açar. Hidrosferin, atmosferin ve biyosferin litosfer üzerindeki etkisi nedeniyle oluşur. Kayalar uzun süre yüzeyde kalırsa, dönüşümleri sonucunda ayrışma kabuğu oluşur. Üç tür ayrışma vardır: fiziksel (buz, su ve rüzgar) (mekanik), kimyasal ve biyolojik.
Fiziksel ayrışma
Gün içindeki sıcaklık farkı ne kadar büyük olursa, ayrışma süreci de o kadar hızlı gerçekleşir. Sonraki adım Mekanik ayrışmada suyun çatlaklara girmesi, dondurulduğunda hacminin 1/10'u kadar artması, kayanın daha da fazla aşınmasına katkıda bulunur. Örneğin kaya blokları bir nehre düşerse, akıntının etkisi altında yavaşça ezilir ve ezilirler. Çamur akışları, rüzgar, yerçekimi, depremler ve volkanik patlamalar da kayaların fiziksel olarak aşınmasına katkıda bulunur. Kayaların mekanik olarak ezilmesi, suyun ve havanın kayadan geçmesine ve tutulmasına ve ayrıca yüzey alanında önemli bir artışa yol açarak kimyasal ayrışma için uygun koşullar yaratır. Felaketlerin bir sonucu olarak kayalar yüzeyden parçalanarak plütonik kayalar oluşturabilir. Üzerlerindeki tüm baskı yan kayalar tarafından uygulanır, bu nedenle plütonik kayalar genişlemeye başlar ve bu da üst kaya katmanının parçalanmasına yol açar.
Kimyasal ayrışma
Kimyasal ayrışma, çeşitli kimyasal süreçlerin bir kombinasyonudur, bunun sonucunda kayaların daha fazla tahrip olması ve yeni minerallerin ve bileşiklerin oluşumuyla kimyasal bileşimlerinde niteliksel bir değişiklik meydana gelir. En önemli faktörler Kimyasal ayrışma su, karbondioksit ve oksijendir. Su, kayaların ve minerallerin enerjik bir çözücüsüdür. Suyun magmatik kaya mineralleri ile ana kimyasal reaksiyonu hidrolizdir; bu, kristal kafesin alkali ve alkali toprak elementlerinin katyonlarının ayrışmış su moleküllerinin hidrojen iyonları ile değiştirilmesine yol açar:
KAlSi3O8+H2O→HAlSi3O8+KOH
Ortaya çıkan baz (KOH), çözeltide ortoklaz kristal kafesinin daha fazla tahrip edildiği bir alkalin ortam yaratır. CO2 varlığında KOH karbonat formuna dönüşür:
2KOH+CO2=K2CO3+H2O
Suyun kaya mineralleriyle etkileşimi aynı zamanda hidrasyona, yani su parçacıklarının mineral parçacıklarına eklenmesine de yol açar. Örneğin:
2Fe2O3+3H2O=2Fe2O 3H2O
Kimyasal ayrışma bölgesinde, oksidasyon yeteneğine sahip metaller içeren birçok mineralin maruz kaldığı oksidasyon reaksiyonları da yaygındır. Çarpıcı bir örnek Kimyasal ayrışma sırasındaki oksidatif reaksiyonlar, moleküler oksijenin sülfürlerle etkileşimidir. su ortamı. Böylece piritin oksidasyonu sırasında demir oksitlerin sülfatları ve hidratları ile birlikte yeni minerallerin oluşumuna katılan sülfürik asit oluşur.
2FeS2+7O2+H2O=2FeSO4+H2SO4;
12FeS04+6H2O+3O2=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3;
2Fe2(SO4)3+9H2O=2Fe2O3 3H2O+6H2SO4
Radyasyon ayrışması
Radyasyonla ayrışma, radyasyonun etkisi altında kayaların tahrip edilmesidir. Radyasyonla ayrışma kimyasal, biyolojik ve fiziksel ayrışma sürecini etkiler. Radyasyona maruz kalmaya önemli ölçüde duyarlı bir kayanın tipik bir örneği ay regolitidir.
Biyolojik ayrışma
Biyolojik ayrışma canlı organizmalar (bakteriler, mantarlar, virüsler, oyuk hayvanları, alt ve üst bitkiler) tarafından üretilir.Yaşam aktiviteleri sürecinde kayaları mekanik olarak etkilerler (bitki köklerinin büyümesiyle, yürürken, kazarken kayaların yok edilmesi ve ezilmesi). hayvanlar tarafından açılan delikler). Özellikle Mikroorganizmalar biyolojik ayrışmada önemli bir rol oynar.
Hava koşullarına dayanıklı ürünler
Dünyanın çeşitli bölgelerindeki hava koşullarının yüzeydeki ürünü kurumdur. Belirli koşullar altında hava koşullarının ürünleri kırma taş, moloz, "kayrak" parçaları, kaolin, lös dahil olmak üzere kum ve kil fraksiyonları ve petrografik bileşime, zamana ve hava koşullarına bağlı olarak çeşitli şekil ve boyutlarda tek tek kaya parçalarıdır.
Okyanus ve atmosfer arasındaki etkileşim.
27. Hava kütlelerinin dolaşımı.
© Vladimir Kalanov,
"Bilgi Güçtür".
Atmosferdeki hava kütlelerinin hareketi, termal koşullar ve hava basıncındaki değişikliklerle belirlenir. Gezegen üzerindeki ana hava akımları kümesine denir genel atmosferik sirkülasyon. Atmosferin genel dolaşımını oluşturan ana büyük ölçekli atmosferik hareketler: hava akımları, jet akımları, siklonlar ve antisiklonlardaki hava akışları, alize rüzgarları ve musonlar.
Havanın dünya yüzeyine göre hareketi - rüzgâr- Hava kütlesinin farklı yerlerindeki atmosferik basınç aynı olmadığı için ortaya çıkar. Rüzgârın havanın yatay hareketi olduğu genel olarak kabul edilmektedir. Aslında hava genellikle Dünya yüzeyine paralel değil, hafif bir açıyla hareket eder, çünkü atmosferik basınç hem yatay hem de dikey yönde değişir. Rüzgar yönü (kuzey, güney vb.) rüzgarın hangi yöne estiği anlamına gelir. Rüzgar kuvveti onun hızını ifade eder. Ne kadar yüksek olursa rüzgar da o kadar güçlü olur. Rüzgar hızı ölçülür hava istasyonları Saniyede metre cinsinden, Dünya'dan 10 metre yükseklikte. Uygulamada rüzgar kuvveti noktalarla ölçülür. Her nokta saniyede iki ila üç metreye karşılık gelir. 9 şiddetinde bir rüzgar zaten fırtına, 12 şiddetinde bir rüzgar ise kasırga olarak kabul ediliyor. Yaygın olarak kullanılan "fırtına" terimi, büyüklüğünden bağımsız olarak çok kuvvetli rüzgar anlamına gelir. Örneğin tropikal bir kasırga sırasında kuvvetli rüzgarların hızı, 115 m/s'ye veya daha fazlasına kadar muazzam değerlere ulaşır. Rüzgar yükseklikle birlikte ortalama olarak artar. Dünya yüzeyinde sürtünme nedeniyle hızı azalır. Kışın rüzgar hızları genellikle yaz aylarına göre daha yüksektir. En yüksek rüzgar hızları, troposferde ve alt stratosferde ılıman ve kutupsal enlemlerde gözlenir.
Alçak irtifalarda (100-200 m) kıtalar üzerinde rüzgar hızındaki değişimlerin şekli tam olarak açık değildir. burada rüzgar hızları öğleden sonra en yüksek değerlerine, geceleri ise en düşük değerlerine ulaşıyor. Bu en iyi yaz aylarında gözlemlenir.
Orta Asya çöllerinde gündüzleri fırtınalı rüzgarlara kadar çok kuvvetli rüzgarlar meydana gelir, geceleri ise tam bir sakinlik yaşanır. Ancak zaten 150-200 m yükseklikte, tam tersi tablo gözleniyor: geceleri maksimum hız ve gündüzleri minimum hız. Ilıman enlemlerde hem yaz hem de kış aylarında aynı tablo görülmektedir.
Şiddetli rüzgarlar uçak ve helikopter pilotları için büyük sıkıntılara neden olabilir. Farklı yönlerde hareket eden, şoklarla, rüzgarlarla, bazen zayıflayan, bazen yoğunlaşan hava jetleri, uçağın hareketine büyük bir engel oluşturur - inişli çıkışlı görünür - normal uçuşta tehlikeli bir kesinti.
Soğumuş bir kıtanın dağ sıralarından sıcak denize doğru esen rüzgarlara ne ad verilir? bora. Bu, genellikle soğuk mevsimde esen kuvvetli, soğuk ve sert bir rüzgardır.
Karadeniz'deki Novorossiysk bölgesindeki borayı pek çok kişi biliyor. Bunlar burada oluşturuldu doğal şartlar bora hızının 40, hatta 60 m/s'ye ulaşabildiği, hava sıcaklığının eksi 20°C'ye kadar düştüğü. Bor en sık Eylül ve Mart ayları arasında, yılda ortalama 45 gün meydana gelir. Bazen sonuçları şöyle oldu: liman dondu, gemiler buzla kaplandı, binalar, setler, evlerin çatıları koptu, arabalar devrildi, gemiler karaya atıldı. Bor, Rusya'nın diğer bölgelerinde - Baykal Gölü'nde, Novaya Zemlya'da da görülmektedir. Bora, Fransa'nın Akdeniz kıyısında (mistral olarak adlandırılan) ve Meksika Körfezi'nde bilinmektedir.
Bazen atmosferde hızlı spiral benzeri hava hareketine sahip dikey girdaplar ortaya çıkar. Bu kasırgalara kasırga denir (Amerika'da bunlara kasırga denir). Kasırgaların çapı birkaç on metre, bazen 100-150 m'ye kadar olabilir.Bir kasırganın içindeki hava hızını ölçmek son derece zordur. Kasırga tarafından üretilen tahribatın niteliğine bağlı olarak, tahmini hız değerleri 50-100 m/s olabilir ve özellikle güçlü girdaplarda, hızın büyük bir dikey bileşeniyle 200-250 m/s'ye kadar çıkabilir. . Yükselen kasırga sütununun merkezindeki basınç onlarca milibar düşer. Milibarlar genellikle sinoptik uygulamada basıncı belirlemek için kullanılır (milimetre cıva ile birlikte). Çubukları (milibar) mm'ye dönüştürmek için. Cıva sütunu için özel tablolar bulunmaktadır. SI sisteminde atmosferik basınç hektopaskal cinsinden ölçülür. 1gPa=10 2 Pa=1mb=10 -3 bar.
Kasırgalar uzun sürmez - birkaç dakikadan birkaç saate kadar. Ancak bu kısa sürede bile büyük sıkıntılar yaratmayı başarıyorlar. Bir kasırga (karada, kasırgalara bazen kan pıhtıları da denir) binalara yaklaştığında, binanın içindeki ve kan pıhtısının merkezindeki basınç arasındaki fark, binaların içeriden patlıyormuş gibi görünmesine neden olur - duvarlar yıkılır , camlar ve çerçeveler uçuyor, çatılar uçuyor ve bazen herhangi bir can kaybı olmuyor. Bir kasırganın insanları, hayvanları ve çeşitli nesneleri havaya kaldırıp onlarca hatta yüzlerce metre taşıdığı durumlar vardır. Kasırgalar hareketlerinde deniz üzerinde onlarca kilometre ve hatta karada daha da fazla hareket eder. Kasırgaların deniz üzerindeki yıkıcı gücü karadakilere göre daha azdır. Avrupa'da kan pıhtıları nadirdir; Rusya'nın Asya kesiminde daha sık görülürler. Ancak kasırgalar özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde sık ve yıkıcı oluyor. Kasırgalar ve kasırgalar hakkında daha fazla bilgiyi web sitemizin bölümünde bulabilirsiniz.
Atmosfer basıncı çok değişkendir. Deniz seviyesinden enlem ve yüksekliğe bağlı olarak değişen hava sütununun yüksekliğine, yoğunluğuna ve yerçekimi ivmesine bağlıdır. Havanın yoğunluğu birim hacim başına kütledir. Islak ve kuru havanın yoğunluğu yalnızca yüksek sıcaklıklarda ve yüksek nemde belirgin şekilde farklılık gösterir. Sıcaklık azaldıkça yoğunluk artar; yükseklik arttıkça hava yoğunluğu basınçtan daha yavaş azalır. Hava yoğunluğu genellikle doğrudan ölçülmez, ancak ölçülen sıcaklık ve basınçlara dayalı denklemler kullanılarak hesaplanır. Hava yoğunluğu, yapay Dünya uydularının yavaşlamasının yanı sıra hava durumu roketleri tarafından oluşturulan yapay sodyum buharı bulutlarının yayılmasının gözlemlenmesiyle dolaylı olarak ölçülür.
Avrupa'da dünya yüzeyindeki hava yoğunluğu 1,258 kg/m3, 5 km yükseklikte - 0,735, 20 km yükseklikte - 0,087 ve 40 km yükseklikte - 0,004 kg/m3'tür.
Hava sütunu ne kadar kısa olursa, yani yer ne kadar yüksek olursa, basınç o kadar az olur. Ancak yükseklikle birlikte hava yoğunluğunun azalması bu ilişkiyi karmaşık hale getiriyor. Durgun bir atmosferde basıncın yükseklikle değişimi yasasını ifade eden denkleme statiğin temel denklemi denir. Bundan, rakım arttıkça basınçtaki değişimin negatif olduğu ve aynı yüksekliğe çıkarken basınç düşüşü ne kadar büyük olursa, hava yoğunluğunun ve yerçekimi ivmesinin de o kadar büyük olduğu sonucu çıkar. Buradaki ana rol hava yoğunluğundaki değişikliklere aittir. Statiğin temel denkleminden, birim yükseklik başına hareket ederken basınçtaki değişimi gösteren dikey basınç gradyanının değeri hesaplanabilir; birim dikey mesafe başına basınçta azalma (mb/100 m). Basınç gradyanı havayı hareket ettiren kuvvettir. Atmosferdeki basınç gradyanının kuvvetine ek olarak, atalet kuvvetleri (Coriolis ve merkezkaç kuvvetleri) ve sürtünme kuvvetleri de etki eder. Tüm hava akımları, kendi ekseni etrafında dönen Dünya'ya göre değerlendirilir.
Atmosfer basıncının mekansal dağılımına basınç alanı denir. Bu, eşit basınçlı yüzeylerden veya izobarik yüzeylerden oluşan bir sistemdir.
Siklon (H) ve antisiklon (B) üzerindeki izobarik yüzeylerin dikey kesiti.
Yüzeyler eşit basınç p aralıklarıyla çizilir.
İzobarik yüzeyler birbirine ve dünya yüzeyine paralel olamaz çünkü sıcaklık ve basınç yatay yönde sürekli değişir. Bu nedenle, izobarik yüzeyler, aşağıya doğru bükülmüş sığ "havzalardan" yukarı doğru bükülmüş gergin "tepelere" kadar çeşitli bir görünüme sahiptir.
Yatay bir düzlem izobarik yüzeylerle kesiştiğinde eğriler elde edilir - izobarlar, yani. Aynı basınç değerlerine sahip noktaları birleştiren çizgiler.
Belirli bir zaman noktasında yapılan gözlemlerin sonuçlarına dayanarak oluşturulan izobar haritalara sinoptik haritalar denir. Bir ay, mevsim, yıl için ortalama uzun vadeli verilerden derlenen izobar haritalarına klimatolojik denir.
Aralık - Şubat ayları için izobarik yüzeyin 500 mb mutlak topografyasının uzun vadeli ortalama haritaları.
Jeopotansiyel dekametre cinsinden yükseklikler.
Sinoptik haritalarda izobarlar arasında 5 hektopaskal (hPa) aralık benimsenmiştir.
Sınırlı bir alanı kapsayan haritalarda izobarlar kırılabilir, ancak tüm dünyayı kapsayan bir haritada her izobar doğal olarak kapalıdır.
Ancak sınırlı bir haritada bile genellikle düşük veya yüksek basınç alanlarını sınırlayan kapalı izobarlar bulunur. Merkezdeki alçak basınç alanları kasırgalar ve nispeten yüksek basınca sahip alanlar antisiklonlar.
Siklon derken kast ettiğimiz atmosferin alt katmanında devasa bir girdap, ortasında düşük atmosfer basıncı ve hava kütlelerinin yukarıya doğru hareketi. Siklonda basınç merkezden çevreye doğru artar ve hava Kuzey Yarımküre'de saat yönünün tersine, Güney Yarımküre'de ise saat yönünde hareket eder. Havanın yukarı doğru hareketi bulutların ve yağışların oluşmasına yol açar. Siklonlar uzaydan bakıldığında ılıman enlemlerde dönen bulut spiralleri olarak görünür.
Antisiklon- Burası yüksek basınç alanı. Bir siklonun gelişmesiyle eş zamanlı olarak ortaya çıkar ve kapalı izobarlara ve merkezde en yüksek basınca sahip bir girdaptır. Antisiklon rüzgarları Kuzey Yarımküre'de saat yönünde, Güney Yarımküre'de ise saat yönünün tersine eser. Bir antisiklonda, havanın her zaman aşağıya doğru hareketi vardır, bu da ağır bulutların ve uzun süreli yağışların oluşmasını önler.
Böylece, ılıman enlemlerdeki büyük ölçekli atmosferik dolaşım, sürekli olarak siklonların ve antisiklonların oluşumuna, gelişmesine, hareketine ve ardından zayıflamasına ve kaybolmasına neden olur. Sıcak ve soğuk hava kütlelerini ayıran ön kısımda ortaya çıkan siklonlar kutuplara doğru hareket eder. sıcak havayı kutup enlemlerine taşır. Aksine, soğuk hava kütlesindeki siklonların arkasında ortaya çıkan antisiklonlar, subtropikal enlemlere doğru hareket ederek soğuk havayı oraya taşır.
Rusya'nın Avrupa topraklarında yılda ortalama 75 kasırga meydana geliyor. Siklonun çapı 1000 km veya daha fazlasına ulaşır. Avrupa'da yılda ortalama 36 antisiklon bulunmaktadır ve bunlardan bazılarının merkezi basıncı 1050 hPa'nın üzerindedir. Kuzey Yarımküre'de deniz seviyesinde ortalama basınç 1013,7 hPa, Güney Yarımküre'de ise 1011,7 hPa'dır.
Ocak ayında Atlantik ve Pasifik Okyanuslarının kuzeyinde alçak basınç adı verilen alçak basınç alanları oluşur. İzlandaca Ve Aleut çöküntüleri. Depresyon, veya barik minimumlar, minimum basınç değerleri ile karakterize edilir - ortalama olarak yaklaşık 995 hPa.
Yılın aynı döneminde Kanada ve Asya üzerinde Kanada ve Sibirya antisiklonları adı verilen yüksek basınç alanları ortaya çıkar. En yüksek basınç (1075-1085 hPa) Yakutistan ve Krasnoyarsk Bölgesi'nde kaydedilirken, en düşük basınç Pasifik Okyanusu üzerindeki tayfunlarda (880-875 hPa) kaydedilmiştir.
Siklonların sıklıkla meydana geldiği bölgelerde, doğuya ve kuzeydoğuya doğru ilerledikçe yavaş yavaş dolan ve yerini antisiklonlara bırakan çöküntüler gözlenir. Asya ve Kanada antisiklonları, bu enlemlerde Avrasya ve Kuzey Amerika'nın geniş kıtalarının varlığından dolayı ortaya çıkar. Bu bölgelerde kışın antisiklonlar siklonlara hakimdir.
Yaz aylarında bu kıtalar üzerindeki basınç alanı ve dolaşımın düzeni kökten değişir ve Kuzey Yarımküre'deki kasırga oluşum bölgesi daha yüksek enlemlere doğru kayar.
Güney Yarımküre'nin ılıman enlemlerinde, okyanusların homojen yüzeyi üzerinde ortaya çıkan ve güneydoğuya doğru ilerleyen kasırgalar, Antarktika'nın buzuyla karşılaşarak merkezlerinde düşük hava basıncıyla burada durmaktadır. Kış ve yaz aylarında Antarktika, alçak basınç kuşağı (985-990 hPa) ile çevrilidir.
Subtropikal enlemlerde, okyanuslar üzerinde ve kıtalarla okyanusların buluştuğu bölgelerde atmosferik dolaşım farklıdır. Her iki yarıkürenin subtropiklerinde Atlantik ve Pasifik okyanusları üzerinde yüksek basınç alanları vardır: bunlar Atlantik'teki Azor Adaları ve Güney Atlantik subtropikal antisiklonları (veya düşük basınçları) ve Hawaii ve Güney Pasifik subtropikal antisiklonlarıdır. Pasifik Okyanusu.
Ekvator bölgesi sürekli olarak en fazla miktarda güneş ısısını alır. Bu nedenle, ekvator enlemlerinde (ekvator boyunca 10° kuzey ve güney enlemlerine kadar), yıl boyunca düşük atmosferik basınç korunur ve tropikal enlemlerde 30–40° Kuzey bandında kalır. ve S. – Tropiklerden ekvatora doğru yönlendirilen sabit hava akımlarının oluşmasıyla sonuçlanan artış. Bu hava akımlarına denir Ticaret rüzgarları. Alize rüzgarları yıl boyunca esiyor ve yoğunluklarını yalnızca küçük sınırlar içinde değiştiriyor. Bunlar dünyadaki en istikrarlı rüzgarlardır. Yatay barik eğimin kuvveti, hava akışlarını yüksek basınç alanlarından meridyen yönünde düşük basınç alanlarına yönlendirir; güneye ve kuzeye. Not: Yatay basınç gradyanı, izobara normal birim mesafe başına basınç farkıdır.
Ancak ticaret rüzgarlarının meridyen yönü, iki atalet kuvvetinin etkisi altında değişir - Dünya'nın dönüşünün saptırma kuvveti (Coriolis kuvveti) ve merkezkaç kuvveti ve ayrıca havanın dünya yüzeyindeki sürtünme kuvvetinin etkisi altında. Coriolis kuvveti meridyen boyunca hareket eden her cismi etkiler. Kuzey Yarımküre'deki 1 kg havanın enlemde bulunmasına izin verin µ ve hızla hareket etmeye başlar V meridyen boyunca kuzeye doğru. Bu kilogram hava, Dünya üzerindeki herhangi bir cisim gibi doğrusal bir dönüş hızına sahiptir. U=ωr, Nerede ω Dünyanın dönüşünün açısal hızıdır ve R– dönme eksenine olan mesafe. Atalet yasasına göre bu kilogram hava doğrusal hızını koruyacaktır sen enlemde sahip olduğu µ . Kuzeye doğru hareket ettiğinde kendisini, dönüş yarıçapının daha küçük olduğu ve Dünya'nın doğrusal dönüş hızının daha düşük olduğu daha yüksek enlemlerde bulacaktır. Böylece bu cisim aynı meridyen üzerinde fakat daha yüksek enlemlerde bulunan sabit cisimlerin önüne geçecektir.
Bir gözlemci için bu, bu cismin bir kuvvetin etkisi altında sağa doğru sapması gibi görünecektir. Bu kuvvet Coriolis kuvvetidir. Aynı mantıkla Güney Yarımküre'de bir kilogram hava hareket yönünün soluna sapacaktır. 1 kg havaya etki eden Coriolis kuvvetinin yatay bileşeni SC=2wVsinY'ye eşittir. V hız vektörüne dik açı yaparak havayı saptırır. Kuzey Yarımküre'de bu vektörü sağa, Güney Yarımküre'de ise sola saptırır. Formülden, vücut hareketsiz olduğunda Coriolis kuvvetinin ortaya çıkmadığı sonucu çıkar; yalnızca hava hareket ederken çalışır. Dünya atmosferinde, yatay basınç gradyanının ve Coriolis kuvvetinin büyüklükleri aynı düzeydedir, dolayısıyla bazen birbirlerini neredeyse dengelerler. Bu gibi durumlarda, havanın hareketi neredeyse doğrusaldır ve basınç gradyanı boyunca değil, izobar boyunca veya ona yakın olarak hareket eder.
Atmosferdeki hava akımları genellikle girdap niteliğindedir, bu nedenle bu harekette her hava kütlesi birimine merkezkaç kuvveti etki eder. P=V/R, Nerede V- rüzgar hızı ve R– hareket yörüngesinin eğrilik yarıçapı. Atmosferde bu kuvvet her zaman basınç gradyanının kuvvetinden daha azdır ve bu nedenle deyim yerindeyse “yerel öneme sahip” bir kuvvet olarak kalır.
Hareket eden hava ile yer yüzeyi arasında oluşan sürtünme kuvveti ise rüzgarın hızını bir miktar yavaşlatır. Bu şu şekilde olur: Dünya yüzeyinin düzgünsüzlüğü nedeniyle yatay hızları azalan daha düşük hacimlerdeki hava, alt seviyelerden yukarıya doğru aktarılır. Böylece dünya yüzeyine karşı sürtünme yukarıya doğru iletilir ve giderek zayıflar. Rüzgar hızındaki yavaşlama, sözde gezegensel sınır katmanı 1,0 - 1,5 km tutarındadır. 1,5 km'nin üzerinde sürtünmenin etkisi önemsizdir, bu nedenle daha yüksek hava katmanlarına denir özgür atmosfer.
Ekvator bölgesinde Dünya'nın doğrusal dönüş hızı en yüksektir ve buna göre Coriolis kuvveti de burada en büyüktür. Bu nedenle, Kuzey Yarımküre'nin tropik bölgesinde, ticaret rüzgarları neredeyse her zaman kuzeydoğudan ve Güney Yarımküre'de güneydoğudan esiyor.
Ekvator bölgesinde kış ve yaz aylarında sürekli olarak alçak basınç gözlemlenmektedir. Ekvator boyunca yerkürenin tamamını kapsayan alçak basınç kuşağına ne ad verilir? ekvator çukuru.
Her iki yarım kürenin okyanusları üzerinde güç kazanan iki alize rüzgarı birbirine doğru hareket ederek ekvator çukurunun merkezine doğru koşuyor. Alçak basınç hattında çarpışarak sözde tropiklerarası yakınsama bölgesi(yakınsama "yakınsama" anlamına gelir). Bu "yakınlaşmanın" bir sonucu olarak, havanın yukarı doğru bir hareketi meydana gelir ve ticaret rüzgarlarının üzerinden subtropiklere doğru çıkışı meydana gelir. Bu süreç, yıl boyunca sürekli olarak bir yakınsama bölgesinin var olması için gerekli koşulları yaratır. Aksi takdirde alize rüzgarlarının birbirine yaklaşan hava akımları boşluğu hızla dolduracaktır.
Nemli tropikal havanın yükselen hareketleri, tropik sağanak yağmurların düştüğü 100-200 km uzunluğunda kalın bir kümülonimbus bulutu tabakasının oluşmasına yol açar. Böylece, intertropikal yakınsama bölgesinin, alize rüzgarlarının okyanuslar üzerinde topladığı buhardan yağmurun aktığı yer haline geldiği ortaya çıktı.
Bu, Dünya'nın ekvator bölgesindeki atmosferik dolaşımın basitleştirilmiş, şematik bir resmidir.
Mevsimlere göre yön değiştiren rüzgarlara denir musonlar. Bu sabit hava akımlarına adını Arapça'da "mevsim" anlamına gelen "mawsin" kelimesi vermektedir.
Musonlar, jet akımlarından farklı olarak, yılda iki kez hakim rüzgarların zıt yönlerde hareket ettiği ve yaz ve kış musonlarını oluşturduğu dünyanın belirli bölgelerinde meydana gelir. Yaz musonu okyanustan ana karaya doğru bir hava akışıdır, kış musonu ise ana karadan okyanusa doğru bir hava akışıdır. Tropikal ve tropikal olmayan musonlar vardır. Kuzeydoğu Hindistan ve Afrika'da, kış mevsimindeki tropik musonlar ticaret rüzgarlarıyla birleşirken, yaz aylarındaki güneybatı musonları ticaret rüzgarlarını tamamen yok eder. En güçlü tropik musonlar Hint Okyanusu'nun kuzeyinde ve Güney Asya'da görülür. Tropikal olmayan musonlar, kıta üzerinde kışın ortaya çıkan güçlü, istikrarlı yüksek basınç alanlarından ve yazın alçak basınçtan kaynaklanır.
Bu bağlamda tipik olan Rusya'nın Uzak Doğu, Çin ve Japonya bölgeleridir. Örneğin, Soçi'nin enleminde bulunan Vladivostok, tropik dışı musonun etkisi nedeniyle kışın Arkhangelsk'ten daha soğuktur ve yazın genellikle sis, yağış vardır ve denizden nemli ve serin hava gelir.
Birçok tropik ülkeler Güney Asya, yaz tropik musonunun şiddetli yağışlar şeklinde getirdiği nemi alır.
Rüzgârların tümü, belirli coğrafi bölgelerde atmosferde meydana gelen çeşitli fiziksel faktörlerin etkileşimi sonucu oluşur. Yerel rüzgarlar şunları içerir: esintiler. Denizlerin ve okyanusların kıyılarında görünürler ve günlük yön değiştirirler: gündüzleri denizden karaya, geceleri karadan denize doğru eser. Bu olay deniz ve karadaki sıcaklık farkı ile açıklanmaktadır. farklı zaman günler. Kara ve denizin ısı kapasitesi farklıdır. Gün içerisinde sıcak havalarda güneş ışınları karaları denizden daha hızlı ısıtır ve kara üzerindeki basınç azalır. Hava daha düşük basınca doğru hareket etmeye başlar - esiyor deniz meltemi. Akşam ise tam tersi oluyor. Kara ve üzerindeki hava ısıyı denizden daha hızlı yayar, basınç denizin üstünden daha yüksek olur ve hava kütleleri denize doğru koşar - esiyor kara esintisi. Esintiler özellikle sakin güneşli havalarda, hiçbir şeyin onlara müdahale etmediği durumlarda belirgindir; esintileri kolayca bastırabilecek başka bir hava akımı yoktur. Esinti hızı nadiren 5 m/s'nin üzerine çıkar, ancak deniz ve kara yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkının önemli olduğu tropik bölgelerde rüzgarlar bazen 10 m/s hızla esmektedir. Ilıman enlemlerde esintiler bölgenin 25-30 km derinliğine nüfuz eder.
Esintiler aslında musonlarla aynıdır, yalnızca daha küçük ölçekte; günlük bir döngüleri vardır ve yön değişiklikleri gece ve gündüz değişimine bağlıdır; musonlar ise yıllık bir döngüye sahiptir ve mevsimin zamanına bağlı olarak yön değiştirir. yıl.
Yolları üzerinde kıtaların kıyılarıyla buluşan okyanus akıntıları, kıtaların kıyıları boyunca kuzeye ve güneye doğru yönlendirilen iki kola ayrılır. Atlantik Okyanusu'nda güney kolu, Güney Amerika kıyılarını yıkayan Brezilya Akıntısını oluşturur ve kuzey kolu, Kuzey Atlantik Akıntısına dönüşen ve Kuzey Burnu Akıntısı adı altında Kola Yarımadası'na ulaşan sıcak Körfez Akıntısıdır. .
Pasifik Okyanusu'nda ekvator akıntısının kuzey kolu Kuro-Sivo'ya geçer.
Daha önce Ekvador, Peru ve Kuzey Şili kıyılarındaki mevsimsel sıcak akıntılardan bahsetmiştik. Genellikle Aralık ayında (her yıl değil) meydana gelir ve balıklar için ana besin kaynağı olan ılık suda çok az plankton bulunması nedeniyle bu ülkelerin kıyılarında yakalanan balıklarda keskin bir düşüşe neden olur. Kıyı sularının sıcaklığındaki keskin bir artış, şiddetli yağmurların düştüğü kümülonimbus bulutlarının oluşmasına neden olur.
Balıkçılar ironik bir şekilde bu sıcak akıntıya "Noel hediyesi" anlamına gelen El Niño adını verdiler (İspanyolca el ninjo - bebek, oğlan). Ancak biz bu olgunun Şilili ve Perulu balıkçılar tarafından duygusal olarak algılanmasını değil, fiziksel sebebini vurgulamak istiyoruz. Gerçek şu ki, Güney Amerika kıyılarındaki su sıcaklığının artması sadece sıcak akıntılardan kaynaklanmıyor. Pasifik Okyanusu'nun uçsuz bucaksız alanlarındaki okyanus-atmosfer sistemindeki genel durumdaki değişiklikler de "adlı atmosferik süreçle" ortaya çıkıyor. Güney Salınımı" Akıntılarla etkileşime giren bu süreç tropik bölgelerde meydana gelen tüm fiziksel olayları belirler. Bütün bunlar, atmosferdeki, özellikle de Dünya Okyanusu'nun yüzeyindeki hava kütlelerinin dolaşımının karmaşık, çok boyutlu bir süreç olduğunu doğruluyor. Ancak hava akımlarının tüm karmaşıklığına, hareketliliğine ve değişkenliğine rağmen, atmosferik dolaşımın ana büyük ölçekli ve yerel süreçlerinin Dünya'nın belirli bölgelerinde yıldan yıla tekrarlandığı için hala belirli modeller var.
Bu bölümü rüzgar enerjisinin kullanımına ilişkin bazı örneklerle sonlandırıyoruz. İnsanlar çok eski zamanlardan beri, denizde yelken açmayı öğrendiklerinden beri rüzgar enerjisini kullanıyorlar. Sonra yel değirmenleri ortaya çıktı ve daha sonra - rüzgar motorları - elektrik kaynakları. Rüzgar, rezervleri hesaplanamayan sonsuz bir enerji kaynağıdır. Ne yazık ki rüzgârın elektrik kaynağı olarak kullanılması, hızının ve yönünün değişkenliği nedeniyle oldukça zordur. Ancak rüzgâr elektrik motorlarının da yardımıyla rüzgâr enerjisinin oldukça verimli kullanılması mümkün hale geldi. Yel değirmeninin kanatları onu neredeyse her zaman rüzgara karşı "burnunu tutmaya" zorlar. Rüzgar yeterince kuvvetli olduğunda akım doğrudan tüketicilere gider: aydınlatma, soğutma üniteleri, çeşitli amaçlara yönelik cihazlar ve pillerin şarj edilmesi için. Rüzgar azaldığında piller biriken elektriği şebekeye veriyor.
Kuzey Kutbu ve Antarktika'daki bilimsel istasyonlarda rüzgar motorlarından elde edilen elektrik, ışık ve ısı sağlıyor, radyo istasyonlarına ve diğer elektrik tüketicilerine güç sağlıyor. Elbette her araştırma istasyonunda sürekli yakıt tedarikinin gerekli olduğu dizel jeneratörler var.
İlk denizciler, rüzgar sistemini ve okyanus akıntılarını hesaba katmadan rüzgarın gücünü kendiliğinden kullandılar. Böyle bir sistemin varlığına dair hiçbir şey bilmiyorlardı. Rüzgârlar ve akıntılar hakkındaki bilgiler yüzyıllar, hatta bin yıllar boyunca birikmiştir.
Çağdaşlarından biri 1405-1433 yılları arasında Çinli denizci Zheng He idi. Yangtze Nehri'nin ağzından Hindistan'a ve Afrika'nın doğu kıyılarına uzanan sözde Büyük Muson Rotası'nı geçen birkaç sefere öncülük etti. Bu seferlerden ilkinin ölçeği hakkında bilgi korunmuştur. 27.800 katılımcıyla 62 gemiden oluşuyordu. Çinliler, yelken gezileri için muson rüzgarlarının şekillerine ilişkin bilgilerini kullandılar. Kuzeydoğu kış musonunun estiği Kasım sonu - Aralık başında Çin'den denize doğru yola çıktılar. Adil bir rüzgar onların Hindistan'a ve Doğu Afrika'ya ulaşmalarına yardımcı oldu. Güney Çin Denizi'nin güneyine dönüşen yaz güneybatı musonunun başladığı Mayıs - Haziran aylarında Çin'e döndüler.
Bize daha yakın bir zamandan bir örnek verelim. Norveçli ünlü bilim adamı Thor Heyerdahl'ın seyahatlerinden bahsedeceğiz. Rüzgarın yardımıyla, daha doğrusu alize rüzgarlarının yardımıyla Heyerdahl, iki hipotezinin bilimsel değerini kanıtlamayı başardı. İlk hipotez, Heyerdahl'a göre, Pasifik Okyanusu'ndaki Polinezya adalarında, geçmişte bir zamanlar, ilkel deniz taşıtlarıyla Pasifik Okyanusu'nun büyük bir bölümünü geçen Güney Amerika'dan gelen insanların yaşadığı yönündeydi. Bu deniz taşıtları balsa ağacından yapılmış sallardı; suda uzun süre kaldıktan sonra yoğunluğunu değiştirmemesi ve dolayısıyla batmaması açısından dikkat çekicidir.
Peru halkı bu tür salları binlerce yıldır, hatta İnka İmparatorluğu'ndan önce bile kullanıyordu. Thor Heyerdahl, 1947'de büyük balsa kütüklerinden bir sal ördü ve ona Polinezyalıların atalarının tanrısı Sun-Tiki anlamına gelen "Kon-Tiki" adını verdi. Beş macera severi salına alarak Callao'dan (Peru) Polinezya'ya doğru yelken açtı. Yolculuğun başında sal taşındı Peru Akıntısı ve güneydoğu ticaret rüzgarı ve ardından Pasifik Okyanusu'nun doğu ticaret rüzgarı çalışmaya başladı; bu rüzgar neredeyse üç ay boyunca aralıksız olarak batıya doğru düzenli olarak esti ve 101 gün sonra Kon-Tiki güvenli bir şekilde Pasifik Okyanusu'ndaki adalardan birine ulaştı. Tuamotu takımadaları (şimdi Fransız Polinezyası).
Heyerdahl'ın ikinci hipotezi, Olmeclerin, Azteklerin, Mayaların ve Orta Amerika'nın diğer kabilelerinin kültürünün Eski Mısır'dan aktarılmış olmasının oldukça mümkün olduğuna inanmasıydı. Bilim adamına göre bu mümkündü, çünkü eski zamanlarda insanlar bu bölgeden yüzerek geçmişlerdi. Atlantik Okyanusu papirüs teknelerde. Alize rüzgarları da Heyerdahl'ın bu hipotezin geçerliliğini kanıtlamasına yardımcı oldu.
Benzer düşüncelere sahip bir grup arkadaşıyla birlikte "Ra-1" ve "Ra-2" papirüs tekneleriyle iki yolculuk yaptı. İlk tekne ("Ra-1") Amerika kıyılarına onlarca kilometre ulaşmadan önce parçalandı. Mürettebat ciddi tehlike altındaydı ama her şey yolunda gitti. İkinci yolculuğun teknesi (“Ra-2”) “birinci sınıf uzmanlar” - Orta And Dağları'ndan gelen Kızılderililer tarafından örüldü. Papirüs teknesi “Ra-2”, Safi (Fas) limanından yola çıkarak 56 gün sonra Atlantik Okyanusu'nu geçerek 6.100 km'lik yolculuk yaparak Barbados adasına (Venezuela kıyılarından yaklaşık 300-350 km uzaklıkta) ulaştı. İlk başta tekne kuzeydoğu ticaret rüzgarı tarafından ve okyanusun ortasından başlayarak doğu ticaret rüzgarı tarafından sürüldü.
Heyerdahl'ın ikinci hipotezinin bilimsel doğası kanıtlandı. Ancak başka bir şey daha kanıtlandı: Yolculuğun başarılı sonucuna rağmen, papirüs, sazlık, kamış veya diğer su bitkilerinden örülmüş bir tekne, okyanusta yelken açmaya uygun değil. Bu tür “gemi inşa malzemesi” kullanılmamalıdır çünkü hızla ıslanır ve suya batar. Pekala, hala egzotik bir gemiyle okyanusta yelken açma arzusuna takıntılı amatörler varsa, o zaman balsa ağacından yapılmış bir salın papirüs bir tekneden daha güvenilir olduğunu ve ayrıca böyle bir yolculuğun her zaman ve içinde olduğunu akıllarında tutmalarına izin verin. her durumda tehlikeli.
© Vladimir Kalanov,
"Bilgi Güçtür"
Hava kütlelerinin hareketi
Dünyanın tüm havası sürekli olarak ekvator ile kutuplar arasında dolaşır. Ekvatorda ısınan hava yükselir, ikiye ayrılır, bir kısmı yukarıya doğru hareket etmeye başlar. Kuzey Kutbu diğer kısmı güney kutbuna. Kutuplara varıldığında hava soğur. Kutuplarda bükülüyor ve düşüyor.
Şekil 1. Havanın dönmesi prensibi
Her biri yarım kürenin tamamını kaplayan iki büyük girdap ortaya çıkıyor, bu girdapların merkezleri kutuplarda bulunuyor.
Kutuplara inen hava ekvatora doğru hareket etmeye başlar, ekvatorda ısınan hava yükselir. Daha sonra tekrar kutuplara doğru hareket eder.
Atmosferin alt katmanlarında hareket biraz daha karmaşıktır. Atmosferin alt katmanlarında ekvatordan gelen hava her zamanki gibi kutuplara doğru hareket etmeye başlar, ancak 30. paralelde aşağıya düşer. Bir kısmı ekvator'a döner, orada tekrar yükselir, diğer kısmı ise 30. paralelde aşağıya inerek kutuplara doğru ilerlemeye devam eder.
Şekil 2. Kuzey yarımkürede hava hareketi
Rüzgar konsepti
Rüzgâr - havanın dünya yüzeyine göre hareketi (bu hareketin yatay bileşeni), bazen dikey bileşeni dikkate alınarak yukarı veya aşağı doğru rüzgardan söz edilir.
Rüzgar hızı
Rüzgar hızının noktalar cinsinden tahmini, sözde Beaufort ölçeği Buna göre olası rüzgar hızlarının tamamı 12 dereceye bölünmüştür. Bu ölçek rüzgarın gücünü, dalgalı denizin derecesi, dalların ve ağaçların sallanması, dumanın bacalardan yayılması vb. gibi çeşitli etkileriyle ilişkilendirir. Beaufort ölçeğindeki her derecelendirmenin belirli bir adı vardır. Dolayısıyla Beaufort ölçeğinde sıfır, sakinliğe karşılık gelir; rüzgarın tamamen yokluğu. Rüzgar saat 4'te Beaufort'a göre puanlar orta olarak adlandırılır ve 5-7 m/sn hıza karşılık gelir; 7 noktada - kuvvetli, 12-15 m/sn hızla; 9 noktada - 18-21 m/sn hızla bir fırtına; son olarak 12 puanlık bir rüzgar Beaufort zaten bir kasırgadır 29 m/sn'nin üzerinde hız . Dünya yüzeyinde, çoğu zaman hızları 4–8 m/sn düzeyinde olan ve nadiren 12–15 m/sn'yi aşan rüzgarlarla uğraşmak zorundayız, ancak yine de, orta enlemlerdeki fırtına ve kasırgalarda hızlar, hızları aşabilir. 30 m/sn, bazı rüzgarlarda ise 60 m/sn'ye ulaşır. tropik kasırgalar Rüzgar hızları 65 m/sn'ye, bireysel rüzgarlar ise 100 m/sn'ye kadar ulaşır Küçük ölçekli girdaplarda (kasırgalar, kan pıhtıları) 100 m/sn'den daha yüksek hızlar mümkündür. Üst troposferde ve alt stratosferde rüzgarların ortalama hızı uzun süre ve geniş alan 70–100 m/sn'ye kadar ulaşabilir . Dünya yüzeyindeki rüzgar hızı, çeşitli tasarımlara sahip anemometrelerle ölçülür. Yer istasyonlarında rüzgarı ölçmek için kullanılan aletler, dünya yüzeyinden 10-15 m yüksekliğe monte edilir.
| Tablo 1. RÜZGAR GÜCÜ. | |||
| Rüzgar kuvvetini belirlemek için Beaufort ölçeği | |||
| Puanlar | Karada görsel işaretler | Rüzgar hızı, km/saat | Rüzgar enerjisi terimleri |
| Sakince; duman dikey olarak yükseliyor | 1,6'dan az | Sakinlik | |
| Rüzgârın yönü dumanın yön değiştirmesiyle fark edilir, ancak rüzgar gülü tarafından fark edilmez. | 1,6–4,8 | Sessizlik | |
| Rüzgar yüzün derisi tarafından hissedilir; hışırtı bırakır; düzenli rüzgar gülleri dönüyor | 6,4–11,2 | Kolay | |
| Yapraklar ve küçük dallar sürekli hareket halindedir; hafif bayraklar dalgalanıyor | 12,8–19,2 | Zayıf | |
| Rüzgar tozu ve kağıt parçalarını havaya kaldırır; ince dallar sallanıyor | 20,8–28,8 | Ilıman | |
| Yapraklı ağaçlar sallanıyor; karadaki su kütlelerinde dalgalanmalar görünüyor | 30,4–38,4 | Taze | |
| Kalın dallar sallanıyor; rüzgarın elektrik kablolarında ıslık çaldığını duyabilirsiniz; şemsiye tutmak zor | 40,0–49,6 | Güçlü | |
| Ağaç gövdeleri sallanıyor; rüzgara karşı gitmek zordur | 51,2–60,8 | Güçlü | |
| Ağaç dalları kırılır; Rüzgara karşı gitmek neredeyse imkansız | 62,4–73,6 | Çok güçlü | |
| Küçük hasar; rüzgar duman davlumbazlarını ve kiremitleri çatılardan yırtıyor | 75,2–86,4 | Fırtına | |
| Nadiren karada olur. Ağaçlar kökünden sökülüyor. Binalarda ciddi hasar | 88,0–100,8 | Şiddetli fırtına | |
| Karada çok nadiren olur. Geniş bir alanda yıkım eşlik ediyor | 102,4–115,2 | Şiddetli fırtına | |
| Ciddi bozulma (13-17 arasındaki puanlar 1955'te ABD Hava Durumu Bürosu tarafından eklenmiştir ve ABD ve Birleşik Krallık ölçeklerinde kullanılmaktadır) | 116,8–131,2 | Kasırga | |
| 132,8–147,2 | |||
| 148,8–164,8 | |||
| 166,4–182,4 | |||
| 184,0–200,0 | |||
| 201,6–217,6 | |||
Rüzgarın yönü
Rüzgar yönü, estiği yönü ifade eder. Ufukta rüzgarın estiği noktayı veya rüzgarın yönü ile yerin meridyeniyle oluşturduğu açıyı isimlendirerek bu yönü belirtebilirsiniz. onun azimutu. İlk durumda, ufkun sekiz ana yönü vardır: kuzey, kuzeydoğu, doğu, güneydoğu, güney, güneybatı, batı, kuzeybatı. Ve aralarında sekiz ara nokta vardır: kuzey-kuzeydoğu, doğu-kuzeydoğu, doğu-güneydoğu, güney-güneydoğu, güney-güneybatı, batı-güneybatı, batı-kuzeybatı, kuzey-kuzeybatı. Rüzgarın estiği yönü gösteren on altı referans noktasının kısaltmaları vardır:
| Tablo 2. RUMBERS İÇİN KISALTMALAR | |||||||
| İLE | N | İÇİNDE | e | YU | S | K | |
| CCB | Kuzeydoğu | ESE | ESE | GGB | GGB | WNW | W.N.W. |
| C.B. | kuzeydoğu | GD | S.E. | GB | S.W. | Kuzeybatı | Kuzeybatı |
| BCB | ENE | SSE | SSE | BGB | BGB | CVD | Kuzeybatı |
| K – kuzey, D – doğu, S – güney, B – batı |
atmosferik sirkülasyon
atmosferik sirkülasyon - meteorolojik gözlemler dünyanın hava kabuğunun durumunun üstünde - atmosfer - hiç hareketsiz olmadığını gösteriyor: rüzgar gülleri ve anemometrelerin yardımıyla hava kütlelerinin bir yerden diğerine transferini sürekli olarak gözlemliyoruz. rüzgâr. Dünyanın farklı bölgelerindeki rüzgarların incelenmesi, gözlemleyebildiğimiz alt katmanlardaki atmosferin hareketlerinin çok farklı bir karaktere sahip olduğunu göstermiştir. Rüzgar olgusunun, diğer hava durumu özellikleri gibi, çok açık bir şekilde ifade edilen bir istikrar karakterine ve bilinen bir sabitlik arzusuna sahip olduğu alanlar vardır. Diğer bölgelerde rüzgarlar o kadar hızlı ve sık karakter değiştiriyor, yönü ve şiddeti o kadar keskin ve aniden değişiyor ki, bu hızlı değişimlerin hiçbir yasallığı yokmuş gibi. Periyodik olmayan hava değişimlerini incelemek için sinoptik yöntemin kullanılmaya başlanmasıyla birlikte, basıncın dağılımı ile hava kütlelerinin hareketleri arasında bazı bağlantıların farkına varmak mümkün hale geldi; Ferrel, Guldberg ve Mohn, Helmholtz, Betzold, Oberbeck, Sprung, Werner Siemens ve diğer meteorologlar tarafından yapılan ileri teorik çalışmalar, hava akımlarının nereden ve nasıl kaynaklandığını ve dünya yüzeyinde ve atmosferin kütlesinde nasıl dağıldığını açıkladı. Dikkatli Çalışma hava durumu haritaları Atmosferin alt katmanının durumunu (dünyanın en yüzeyindeki hava durumu) gösteren atmosfer basıncının, genellikle çevreye göre daha düşük veya daha yüksek basınca sahip alanlar şeklinde, dünya yüzeyi üzerinde oldukça dengesiz bir şekilde dağıldığını gösterdi. alan; içlerinde oluşan rüzgar sistemine göre bu alanlar gerçek atmosferik girdapları temsil eder. Alçak basınç alanlarına genellikle barometrik alçaklar, barometrik çöküntüler veya siklonlar denir; yüksek basınç alanlarına barometrik yüksekler veya antisiklonlar denir. İşgal ettikleri bölgedeki tüm hava durumu bu alanlarla yakından ilişkilidir; bu durum, düşük basınç alanlarındaki hava koşullarıyla nispeten yüksek basınç alanlarındaki hava koşullarından keskin bir şekilde farklılık gösterir. Söz konusu alanlar, dünya yüzeyi boyunca hareket ederek kendilerine özgü karakteristik hava koşullarını beraberinde taşımakta ve hareketleri ile periyodik olmayan değişimlere neden olmaktadır. Bu ve diğer alanların daha fazla incelenmesi, bu tür atmosferik basınç dağılımının, varlıklarını sürdürme ve dünya yüzeyindeki konumlarını değiştirme yetenekleri açısından da farklı bir karaktere sahip olabileceği ve çok farklı stabilite ile karakterize edildiği sonucuna varmıştır: barometrik minimumlar ve maksimumlar, geçici ve kalıcı. İlk girdaplar geçici olup yeterli stabilite göstermezler ve dünya yüzeyindeki yerlerini az çok hızlı bir şekilde değiştirirler, bazen güçlenirler, bazen zayıflarlar ve son olarak nispeten kısa süreler içinde tamamen parçalanırlar, sabit maksimum ve Minima son derece kararlıdır ve önemli bir değişiklik olmadan çok uzun süre aynı yerde kalır. Bu bölgelerin farklı istikrarı, elbette, havanın istikrarı ve işgal ettikleri bölgedeki hava akımlarının doğası ile yakından ilgilidir: sürekli iniş ve çıkışlar, sabit, istikrarlı hava durumuna ve belirli, değişmeyen bir iklim sistemine karşılık gelecektir. aylarca bulundukları yerde kalan rüzgarlar; Hızlı, sürekli hareketleri ve değişimleriyle geçici girdaplar, belirli bir alan için son derece değişken hava koşullarına ve çok dengesiz bir rüzgar sistemine neden olur. Bu nedenle, atmosferin alt katmanında, dünya yüzeyine yakın, atmosferik hareketler oldukça çeşitli ve karmaşıktır ve ayrıca, özellikle geçici girdapların hakim olduğu alanlarda her zaman ve her yerde yeterli stabiliteye sahip değildirler. Atmosferin biraz daha yüksek katmanlarındaki hava kütlelerinin hareketleri ne olacak, sıradan gözlemler hiçbir şey söylemiyor; Yalnızca bulutların hareketlerinin gözlemlenmesi, orada, dünya yüzeyinin üzerinde belirli bir yükseklikte, hava kütlelerinin tüm genel hareketlerinin bir şekilde basitleştirildiğini, daha tanımlanmış ve daha tekdüze bir karaktere sahip olduğunu düşünmemize izin verir. Bu arada, atmosferin yüksek katmanlarının alt katmanlardaki hava durumu üzerindeki muazzam etkisini gösteren gerçekler eksik değildir: örneğin, geçici girdapların hareket yönünün görünüşe göre doğrudan olduğunu belirtmek yeterlidir. atmosferin yüksek katmanlarının hareketine bağlıdır. Bu nedenle, bilim atmosferin yüksek katmanlarının hareketleri sorununu çözmek için yeterli sayıda gerçeğe sahip olmaya başlamadan önce bile, havanın alt katmanlarının hareketlerine ilişkin tüm bireysel gözlemleri birleştirmeye çalışan bazı teoriler zaten ortaya çıkmıştı. ve atmosferin renginin genel bir şemasını oluşturmak; Örneğin bu, Mori'nin ortaya attığı merkezi atmosfer teorisiydi. Ancak yeterli sayıda gerçek toplanana kadar, belirli noktalardaki hava basıncı ile havanın hareketleri arasındaki ilişki tamamen açıklığa kavuşturuluncaya kadar, gerçek verilerden çok hipotezlere dayanan bu tür teoriler, gerçekte neyin yapılabileceğine dair gerçek bir fikir veremezdi. atmosferde oluyor ve oluyor. Sadece son XIX yüzyılın sonuna doğru. Bunun için yeterli gerçek birikmiş ve atmosferin dinamikleri o kadar gelişmiştir ki, atmosferin renginin falcılık değil gerçek bir resmini vermek mümkün hale gelmiştir. Atmosferdeki hava kütlelerinin genel dolaşımı sorununu çözme onuru Amerikalı meteorologa aittir. William Ferrel- o kadar genel, eksiksiz ve doğru bir çözüm ki, bu alandaki sonraki tüm araştırmacılar Ferrel'in temel fikirlerine yalnızca ayrıntılar geliştirdi veya ilave eklemeler yaptı. Atmosferdeki tüm hareketlerin temel nedeni, güneş ışınlarının dünya yüzeyindeki çeşitli noktaları eşit olmayan bir şekilde ısıtmasıdır. Eşit olmayan ısıtma, farklı ısıtılan noktalarda basınç farkının ortaya çıkmasına neden olur; ve basınç farkının sonucu her zaman ve her zaman hava kütlelerinin yüksek basınçtan düşük basınca doğru hareketi olacaktır. Bu nedenle, ekvator enlemlerinin kuvvetli ısınması ve her iki yarım küredeki kutup ülkelerinin çok düşük sıcaklığı nedeniyle, dünya yüzeyine bitişik havanın hareket etmeye başlaması gerekir. Mevcut gözlemlere göre farklı enlemlerin ortalama sıcaklıklarını hesaplarsak, o zaman ekvator kutuplardan ortalama 45° daha sıcak olacaktır. Hareketin yönünü belirlemek için, dünya yüzeyindeki ve atmosfer kütlesindeki basınç dağılımını izlemek gerekir. Ferrel, tüm hesaplamaları büyük ölçüde karmaşıklaştıran, toprak ve suyun dünya yüzeyindeki eşit olmayan dağılımını ortadan kaldırmak için, hem karanın hem de suyun paraleller boyunca eşit olarak dağıldığı varsayımını yaptı ve çeşitli paralellerin ortalama sıcaklıklarını, sıcaklıktaki azalmayı ise şu şekilde hesapladı: yer yüzeyinden belirli bir yüksekliğe çıkıldığında alttaki basınç; ve daha sonra bu verileri kullanarak diğer bazı rakımlardaki basıncı zaten hesapladı. Aşağıdaki küçük plaka Ferrel'in hesaplamalarının sonucunu sunmakta ve dünya yüzeyindeki enlemler ve 2000 ve 4000 m yüksekliklerdeki ortalama basınç dağılımını vermektedir.
| Tablo 3. ZEMİNDE VE 2000 VE 4000 M YÜKSEKLİKLERDE ENLEME GÖRE BASINÇ DAĞILIMI | ||||||||
| Kuzey Yarımküre'deki ortalama basınç | ||||||||
| Enlemde: | 80 ○ | 70 ○ | 60 ○ | 50 ○ | 40 ○ | 30 ○ | 20 ○ | 10 ○ |
| Deniz seviyesinde | 760,5 | 758,7 | 758,7 | 760,07 | 762,0 | 761,7 | 759,2 | 757,9 |
| 2000 m yükseklikte | 582,0 | 583,6 | 587,6 | 593,0 | 598,0 | 600,9 | 600,9 | 600,9 |
| 4000 m yükseklikte | 445,2 | 446,6 | 451,9 | 457,0 | 463,6 | 468,3 | 469,9 | 470,7 |
| Güney Yarımküre'deki ortalama basınç | ||||||||
| Enlemde: | (ekvator) | 10 ○ | 20 ○ | 30 ○ | 40 ○ | 50 ○ | 60 ○ | 70 ○ |
| Deniz seviyesinde | 758,0 | 759,1 | 761,7 | 763,5 | 760,5 | 753,2 | 743,4 | 738,0 |
| 2000 m yükseklikte | 601,1 | 601,6 | 602,7 | 602,2 | 597,1 | 588,0 | 577,0 | 569,9 |
| 4000 m yükseklikte | 471,0 | 471,1 | 471,1 | 469,3 | 463,1 | 453,7 | 443,9 | 437,2 |
Sıcaklık, basınç ve ayrıca akım dağılımının çok dengesiz olduğu atmosferin en alt katmanını şimdilik bir kenara bırakırsak, o zaman tabletten görülebileceği gibi belirli bir yükseklikte, ısıtılmış havanın yükselen akımı nedeniyle Ekvator yakınında, bunun üzerinde basıncın arttığını, kutuplara doğru düzgün bir şekilde azaldığını ve burada en küçük değerine ulaştığını görüyoruz. Dünya yüzeyinin üzerindeki bu yüksekliklerde böyle bir basınç dağılımı ile, tüm yarım küreyi kaplayan ve ekvatorun yakınında yükselen sıcak, ısıtılmış hava kütlelerini düşük basınç merkezlerine - kutuplara taşıyan devasa bir akış oluşmalıdır. Ayrıca, dünyanın kendi ekseni etrafında günlük dönüşünden kaynaklanan merkezkaç kuvvetinin saptırma etkisini de hesaba katarsak, bu, hareket eden herhangi bir cismi kuzey yarımkürelerde orijinal yönden sağa, güneyde sola saptırır. Daha sonra her yarımkürede dikkate alınan yüksekliklerde ortaya çıkan akış, hava kütlelerini kuzey yarımkürede güneybatıdan kuzeydoğuya, güney yarımkürede kuzeybatıdan güneydoğuya doğru taşıyan devasa bir girdaba dönüşecektir.
Trafik Gözlemleri sirüs bulutları ve diğerleri bu teorik sonuçları doğruluyor. Enlem çemberleri kutuplara yaklaşarak daraldıkça, hava kütlelerinin bu girdaplardaki hareket hızı artacak, ancak belli bir sınıra kadar; o zaman daha kalıcı olur. Kutup yakınında, içeri giren hava kütleleri aşağı inmeli, yerini yeni gelen havaya bırakmalı, aşağı doğru bir akış oluşturmalı ve daha sonra aşağıdan ekvator'a geri akmalıdır. Her iki akış arasında belirli bir yükseklikte hareketsiz nötr bir hava tabakası bulunmalıdır. Ancak aşağıda, hava kütlelerinin kutuplardan ekvator'a bu kadar doğru bir aktarımı gözlemlenmiyor: Önceki plaka, havanın alt katmanında, olması gerektiği gibi, kutuplarda değil, aşağıda en yüksek atmosferik basıncın olacağını gösteriyor. üsttekine karşılık gelen doğru dağılımı. Alt katmandaki en yüksek basınç her iki yarıkürede de yaklaşık 30°-35° enleminde düşer; dolayısıyla bu yüksek basınç merkezlerinden alçak akımlar hem kutuplara hem de ekvator'a yönlendirilerek iki ayrı rüzgar sistemi oluşturulacaktır. Ferrel'in teorik olarak da açıkladığı bu olgunun nedeni şu şekildedir. Yerin enlemindeki değişikliklere, eğimin büyüklüğüne ve sürtünme katsayısına bağlı olarak, dünya yüzeyinden belirli bir yükseklikte, hava kütlelerinin hareket hızının meridyen bileşeninin 0'a düşebileceği ortaya çıktı. Yaklaşık olarak enlemlerde olan şey tam olarak budur. 30°-35°: burada belirli bir yükseklikte, kutuplara doğru hava hareketi olmadığı gibi, ekvatordan ve kutuplardan sürekli akışı nedeniyle havanın birikmesi de söz konusudur; Bu enlemlerde basınç artışı aşağıdadır. Böylece, her yarımkürede, dünyanın tam yüzeyinde, daha önce de belirtildiği gibi, iki akım sistemi ortaya çıkar: 30°'den kutuplara doğru, kuzeyde ortalama olarak güneybatıdan kuzeydoğuya, güneyde kuzeybatıdan güneydoğuya doğru yönlendirilen rüzgarlar esiyor. yarım küre; Rüzgarlar ekvatora doğru 30°'den kuzey yarımkürede KD'den GB'ya, güney yarımkürede GD'den KB'ye doğru eser. Ekvator ile 31° enlem arasında her iki yarımkürede esen bu son iki rüzgar sistemi, adeta atmosferin alt ve orta katmanlarındaki devasa girdapları ayıran geniş bir halka oluşturarak havayı ekvatordan atmosfere taşıyor. kutuplar (ayrıca bkz. Atmosfer basıncı). Yükselen ve alçalan hava akımlarının oluştuğu yerlerde durgunluklar gözlenir; Bu tam olarak ekvatoral ve tropikal sessizlik bölgelerinin kökenidir; Ferrel'e göre benzer bir sessizlik kuşağının kutuplarda da olması gerekir.
Peki kutuplardan ekvatora doğru yayılan ters hava akışı nereye gidiyor? Ancak kutuplardan uzaklaştıkça enlem dairelerinin boyutlarının ve dolayısıyla eşit genişlikteki kuşakların yayılan hava kütlelerinin kapladığı alanların hızla arttığını hesaba katmak gerekir; bu alanlardaki artışla ters orantılı olarak akış hızının hızla azalması gerektiği; kutuplarda, üst katmanlarda çok seyrekleşmiş olan havanın nihayet yukarıdan aşağıya indiği ve aşağıya doğru basınç arttıkça hacmi çok hızlı azaldığı. Tüm bu nedenler, kutuplardan belirli bir mesafede bu ters aşağı akışları takip etmenin neden zor, hatta tamamen imkansız olduğunu tam olarak açıklamaktadır. Bu böyle Genel taslak Ferrel tarafından verilen, kara ve suyun paraleller boyunca düzgün bir dağılımını varsayarak genel dolaşım atmosferinin diyagramı. Gözlemler bunu tamamen doğruluyor. Ferrel'in de işaret ettiği gibi, hava akımları yalnızca atmosferin alt katmanında bu şemadan çok daha karmaşık olacaktır; bunun nedeni, toprak ve suyun eşit olmayan dağılımı ve bunların güneş ışınları tarafından ısıtılması ile havadaki soğuması arasındaki farktır. güneşlenmenin yokluğu veya azalması; Dağlar ve tepeler aynı zamanda atmosferin en alt katmanlarının hareketlerini de büyük ölçüde etkiler.
Dünya yüzeyine yakın atmosferik hareketlerin dikkatli bir şekilde incelenmesi, genellikle girdap sistemlerinin bu tür hareketlerin ana biçimini temsil ettiğini gösterir. Ferrel'e göre her yarım küreyi kucaklayan görkemli girdaplardan başlayarak, girdaplar, onlara ne ad verilebilir? birinci derece Dünya yüzeyine yakın yerlerde, temel küçük ve basit girdaplara kadar boyutlarının giderek azaldığı girdap sistemlerinin gözlemlenmesi gerekir. Dünya yüzeyine yakın birinci dereceden girdaplar bölgesinde farklı hız ve yönlerdeki akışların etkileşimi sonucu, ikinci dereceden girdaplar- bu makalenin başında bahsedilen ve kökenleri itibariyle önceki girdapların bir türevi olan kalıcı ve geçici barometrik maksimumlar ve minimumlar. Gök gürültülü fırtınaların oluşumunun incelenmesi, A.V. Klossovsky ve diğer araştırmacıları, bu fenomenlerin yapı olarak benzer olmaktan başka bir şey olmadığı, ancak öncekilerle karşılaştırıldığında kıyaslanamayacak kadar küçük olduğu sonucuna vardı. üçüncü dereceden girdaplar. Bu girdaplar, barometrik minimumların (ikinci dereceden girdaplar) eteklerinde, tıpkı yelken yaparken kürek çektiğimiz bir küreğin suda oluşturduğu büyük bir çöküntünün etrafında küçük, çok hızlı dönen ve kaybolan girdapların oluşmasıyla aynı şekilde ortaya çıkıyor gibi görünüyor. bir tekne. Aynı şekilde, güçlü hava girdapları olan ikinci dereceden barometrik minimumlar, hareketleri sırasında, onları oluşturan minimumla karşılaştırıldığında çok küçük olan daha küçük hava girdapları oluşturur.
Bu girdaplara, genellikle alttaki barometrik minimumun merkezine akan havadaki karşılık gelen sıcaklık ve nem koşullarının neden olabileceği elektriksel olaylar eşlik ediyorsa, o zaman fırtına girdapları şeklinde görünürler. elektrik deşarjı, gök gürültüsü ve şimşek gibi olağan olaylar. Koşullar gelişmeye uygun değilse fırtına fenomeni hızla geçen fırtınalar, fırtınalar, sağanak yağmurlar vb. şeklindeki bu üçüncü dereceden girdapları gözlemliyoruz. Bununla birlikte, atmosferin girdap hareketlerinin ölçekleri çok farklı olan bu üç kategori tarafından tüketilmediğini düşünmek için her türlü neden var. fenomenin. Kasırga, kan pıhtılaşması vb. olguların yapısı, bu olgularda aynı zamanda gerçek girdaplarla da karşı karşıya olduğumuzu göstermektedir; ama bunların boyutları dördüncü dereceden girdaplar fırtına kasırgalarından bile daha az, hatta daha önemsiz. Bu nedenle atmosferik hareketlerin incelenmesi bizi, hava kütlelerinin hareketlerinin - yalnızca olmasa da - öncelikle girdapların oluşumu yoluyla gerçekleştiği sonucuna götürüyor. Tamamen sıcaklık koşullarının etkisi altında ortaya çıkan, her yarım küreyi kaplayan birinci dereceden girdaplar, dünya yüzeyine yakın daha küçük girdapların oluşmasına neden olur; bunlar da daha küçük girdapların ortaya çıkmasına neden olur. Daha büyük girdapların giderek daha küçük girdaplara doğru farklılaştığı görülüyor; ancak tüm bu girdap sistemlerinin temel karakteri, en büyüğünden en küçüğüne kadar, kasırgalarda ve kan pıhtılarında bile kesinlikle aynı kalır.
İkinci dereceden girdaplarla (kalıcı ve geçici barometrik maksimumlar ve minimumlar) ilgili olarak aşağıdakilerin söylenmesi gerekmektedir. Hoffmeyer, Teisserand de Bor ve Hildebrandson'un çalışmaları, geçici maksimum ve minimumların oluşumu ve özellikle hareketi ile kalıcı maksimum ve minimumların uğradığı değişiklikler arasında yakın bir bağlantı olduğunu göstermiştir. Bu sonuncuların, kendilerini çevreleyen bölgelerdeki her türlü hava değişimiyle birlikte sınırlarını veya konturlarını çok az değiştirmesi gerçeği, burada sıradan hava faktörlerinin etkisinin ötesinde bazı kalıcı nedenlerle uğraştığımızı gösterir. Teisserant de Bor'a göre eşit olmayan ısıtma veya soğutmanın neden olduğu basınç farklılıkları çeşitli parçalar Birincil faktördeki az çok uzun bir süre boyunca sürekli bir artışın etkisi altında özetlenen dünya yüzeyi, büyük barometrik maksimum ve minimumlara yol açar. Ana neden sürekli olarak veya yeterince uzun bir süre boyunca etkiliyse, bunun sonucu kalıcı, kararlı girdap sistemleri olacaktır. Ulaştıktan sonra bilinen boyutlar ve yeterli yoğunlukta, bu tür sabit maksimumlar ve minimumlar, çevrelerindeki geniş alanlar üzerindeki hava koşullarının zaten belirleyicileri veya düzenleyicileridir. Bu kadar büyük, sabit maksimum ve minimumlar yakın zamanda bu ismi almıştır. Atmosferin etki merkezleri. Dünya yüzeyinin konfigürasyonundaki değişmezlik ve buna bağlı olarak bunların varlığına neden olan asıl nedenin etkisinin sürekliliği nedeniyle, bu maksimum ve minimumların yerküre üzerindeki konumu oldukça kesindir ve bir dereceye kadar değişmez. Ancak çeşitli koşullara bağlı olarak sınırları ve yoğunlukları belirli sınırlar içinde değişebilir. Yoğunluklarındaki ve ana hatlarındaki bu değişiklikler, yalnızca komşu ülkelerin değil, hatta bazen oldukça uzak ülkelerin de hava durumunu etkilemelidir. Böylece, Teisserant de Bor'un çalışmaları, Avrupa'daki hava durumunun aşağıdaki eylem merkezlerinden birine bağımlılığını tamamen ortaya koymuştur: normale kıyasla sıcaklıkta bir azalmanın eşlik ettiği olumsuz nitelikteki anormallikler, havanın yoğunlaşması ve genişlemesinden kaynaklanmaktadır. Sibirya Yüksekliği veya Azor Yüksekliği'nin yoğunlaşması ve ilerlemesi; Olumlu nitelikteki anormallikler - normale kıyasla sıcaklığın artmasıyla - doğrudan İzlanda minimumunun hareketine ve yoğunluğuna bağlıdır. Hildebrandson bu yönde daha da ileri gitti ve adı geçen iki Atlantik merkezinin yoğunluk ve hareketlerindeki değişiklikleri yalnızca Sibirya Yükseklerindeki değil, aynı zamanda Hint Okyanusu'ndaki basınç merkezlerindeki değişikliklerle de oldukça başarılı bir şekilde bağlamaya çalıştı.
Hava kütleleri
19. yüzyılın ikinci yarısında hava gözlemleri oldukça yaygınlaştı. Hava basıncı ve sıcaklığının, rüzgar ve yağış dağılımını gösteren sinoptik haritaların derlenmesi için bunlar gerekliydi. Bu gözlemlerin analizi sonucunda hava kütleleri fikri oluştu. Bu konsept, bireysel unsurları birleştirmeyi, çeşitli hava koşullarını tanımlamayı ve hava tahminleri yapmayı mümkün kıldı.
Hava kütlesi yatay boyutları birkaç yüz veya bin kilometre ve dikey boyutları yaklaşık 5 km olan, yaklaşık olarak eşit sıcaklık ve nem ile karakterize edilen ve atmosferin genel dolaşımının akımlarından birinde tek bir sistem olarak hareket eden büyük bir hava hacmidir. (GCA)
Hava kütlesinin özelliklerinin tekdüzeliği, homojen bir altta yatan yüzey üzerinde ve benzer radyasyon koşulları altında oluşturulmasıyla elde edilir. Ayrıca hava kütlesinin oluşum alanında uzun süre kalacağı bu tür dolaşım koşulları gereklidir.
Hava kütlesi içindeki meteorolojik elementlerin değerleri biraz değişir - süreklilikleri kalır, yatay eğimler küçüktür. Meteorolojik alanları analiz ederken, belirli bir hava kütlesinde kaldığımız sürece, örneğin izotermleri iletirken yeterli bir yaklaşımla doğrusal grafik enterpolasyonu kullanılabilir.
İki hava kütlesi arasındaki geçişte (ön bölge), meteorolojik değerlerin yatay gradyanlarında keskin bir artış, bir değerden diğerine ani bir geçişe yaklaşma veya en azından gradyanların büyüklüğünde ve yönünde bir değişiklik meydana gelir. En çok olarak Karakteristik özellik Belirli bir hava kütlesi için, hem gerçek hava sıcaklığını hem de nemini yansıtan sözde potansiyel hava sıcaklığı alınır.
Psödopotansiyel hava sıcaklığı - adyabatik bir süreç sırasında havanın alacağı sıcaklık, önce içindeki tüm su buharı sonsuz derecede azalan bir basınçta yoğunlaşıp havadan düşerse ve açığa çıkan gizli ısı havayı ısıtmaya giderse ve ardından hava getirilirse standart basınç altında.
Daha sıcak bir hava kütlesi genellikle daha nemli olduğundan, iki komşu hava kütlesinin sözde potansiyel sıcaklıkları arasındaki fark, bunların gerçek sıcaklıkları arasındaki farktan önemli ölçüde daha büyük olabilir. Bununla birlikte, sözde potansiyel sıcaklık, belirli bir hava kütlesi içinde yükseklikle birlikte yavaş yavaş değişir. Bu özellik, troposferde hava kütlelerinin üst üste katmanlanmasını belirlemeye yardımcı olur.
Hava kütlelerinin ölçekleri
Hava kütleleri, atmosferin genel dolaşımının ana akımlarıyla aynı düzendedir. Hava kütlelerinin yatay yöndeki doğrusal yayılımı binlerce kilometreyle ölçülür. Dikey olarak, hava kütleleri troposferin birkaç kilometre yukarısına, bazen de üst sınırına kadar uzanır.
Örneğin esintiler, dağ-vadi rüzgarları, saç kurutma makineleri gibi yerel dolaşımlarda, dolaşım akışındaki hava da özellikler ve çevredeki atmosferden hareket açısından az çok izole edilir. Ancak bu durumda hava kütlelerinden bahsetmek imkansızdır çünkü buradaki olayların ölçeği farklı olacaktır.
Örneğin, esintinin kapladığı bir şerit yalnızca 1-2 onlarca kilometre genişliğinde olabilir ve bu nedenle sinoptik harita üzerinde yeterli yansımayı alamayacaktır. Esinti akıntısının dikey gücü de birkaç yüz metredir. Dolayısıyla, yerel sirkülasyonlarda bağımsız hava kütleleriyle değil, yalnızca kısa mesafelerde hava kütlelerinin içindeki rahatsız edici durumla ilgileniyoruz.
Hava kütlelerinin etkileşimi sonucu ortaya çıkan nesneler - geçiş bölgeleri (ön yüzeyler), bulutluluk ve yağış ön bulut sistemleri, siklonik rahatsızlıklar, hava kütlelerinin kendisiyle aynı büyüklük sırasına sahiptir - alanda kıtaların büyük bölümleriyle karşılaştırılabilir veya okyanuslar ve zaman varlığı - 2 günden fazla ( masa 4):
Bir hava kütlesinin onu diğer hava kütlelerinden ayıran net sınırları vardır.
Farklı özelliklere sahip hava kütleleri arasındaki geçiş bölgelerine denir ön yüzeyler.
Aynı hava kütlesi içinde, örneğin izotermlerin çiziminde yeterli bir yaklaşımla grafiksel enterpolasyon kullanılabilir. Ama geçerken ön bölge bir hava kütlesinden diğerine doğrusal enterpolasyon artık meteorolojik elemanların gerçek dağılımı hakkında doğru bir fikir vermeyecektir.
Hava kütlelerinin oluşumu merkezleri
Hava kütlesi, oluşumun kaynağında belirgin özellikler kazanır.
Hava kütlesi oluşumunun kaynağı belirli gereksinimleri karşılamalıdır:
Alttaki su veya toprak yüzeyinin homojenliği, böylece ocaktaki havanın yeterince benzer etkilere maruz kalması.
Radyasyon koşullarının homojenliği.
Belirli bir alanda sabit havayı destekleyen sirkülasyon koşulları.
Oluşum merkezleri genellikle havanın alçaldığı ve daha sonra yatay yönde yayıldığı alanlardır - antisiklonik sistemler bu gereksinimi karşılar. Antisiklonların alçak hareketli olma olasılığı siklonlara göre daha fazladır, bu nedenle hava kütlelerinin oluşumu genellikle geniş, düşük hareketli (yarı sabit) antisiklonlarda meydana gelir.
Ayrıca kaynağın ihtiyaçları, ısınan kara alanları üzerinde ortaya çıkan yavaş hareket eden ve dağınık termal çöküntüler ile karşılanmaktadır.
Son olarak, kutup havasının oluşumu, kısmen üst atmosferde, yüksek enlemlerde yavaş hareket eden, geniş ve derin merkezi siklonlarda meydana gelir. Bu basınç sistemlerinde troposferin üst katmanlarında yüksek enlemlere çekilen tropik havanın kutup havasına dönüşümü (dönüşümü) meydana gelir. Listelenen basınç sistemlerinin tümü, coğrafi açıdan değil, sinoptik açıdan hava kütlelerinin merkezleri olarak da adlandırılabilir.
Hava kütlelerinin coğrafi sınıflandırması
Hava kütleleri, her şeyden önce, enlem bölgelerinden birindeki (Arktik veya Antarktika, kutup veya ılıman enlemler, tropikal ve ekvator) konumlarına bağlı olarak oluşum merkezlerine göre sınıflandırılır.
Coğrafi sınıflandırmaya göre hava kütleleri, merkezlerinin bulunduğu enlem bölgelerine göre ana coğrafi tiplere ayrılabilir:
Arktik veya Antarktika havası (AV),
Polar veya ılıman hava (MF veya HC),
Tropikal Hava (TV). Bu hava kütleleri ayrıca deniz (m) ve kıtasal (k) hava kütlelerine de bölünmüştür: mAV ve kAV, muv ve kUV (veya mPV ve kPV), mTV ve kTV.
Ekvator hava kütleleri (EA)
Ekvator enlemlerine gelince, burada yakınsama (akışların yakınlaşması) ve hava yükselişi meydana gelir, bu nedenle ekvatorun üzerinde bulunan hava kütleleri genellikle subtropikal bölge. Ancak bazen bağımsız ekvator hava kütleleri ortaya çıkar.
Bazen, kelimenin tam anlamıyla odak noktalarına ek olarak, kışın hava kütlelerinin hareket ettikçe bir türden diğerine dönüştüğü alanlar da tanımlanır. Bunlar Atlantik'te Grönland'ın güneyinde ve Pasifik'te, Bering ve Okhotsk Denizleri üzerinde cPV'nin mPV'ye dönüştüğü bölgeler, güneydoğu Kuzey Amerika ve Japonya'nın güneyinde Pasifik Okyanusu'nda cPV'nin kış musonu sırasında mPV'ye dönüştüğü bölgelerdir. ve Asya CP'sinin tropikal havaya dönüştüğü Güney Asya'daki bölge (aynı zamanda muson akışında)
Hava kütlelerinin dönüşümü
Dolaşım koşulları değiştiğinde, hava kütlesi bir bütün olarak oluşumunun kaynağından komşu bölgelere hareket ederek diğer hava kütleleriyle etkileşime girer.
Hareket ederken, hava kütlesi özelliklerini değiştirmeye başlar - bunlar yalnızca oluşum kaynağının özelliklerine değil, aynı zamanda komşu hava kütlelerinin özelliklerine, hava kütlesinin üzerinden geçtiği altta yatan yüzeyin özelliklerine de bağlı olacaktır; hava kütlesinin oluşumundan bu yana geçen sürenin uzunluğuna da bağlıdır.
Bu etkiler, havanın nem içeriğinde değişikliklere neden olabileceği gibi, gizli ısının açığa çıkması veya alttaki yüzeyle ısı alışverişi sonucu hava sıcaklığında da değişikliklere neden olabilir.
Bir hava kütlesinin özelliklerini değiştirme sürecine dönüşüm veya evrim denir.
Hava kütlesinin hareketiyle ilişkili dönüşüme dinamik denir. Hava kütlesinin farklı irtifalarda hareket hızı farklı olacaktır, hız değişiminin varlığı türbülanslı karışıma neden olur. Havanın alt katmanları ısıtılırsa kararsızlık meydana gelir ve konvektif karışım gelişir.
