А. Б. Медешова қыркүйек 2010ж

Дәрістің мазмұны:

2.Ауа райы және климат.

Желдің пайда болуы неден туады?

Ауа-райының қалыптастырушы факторы?

1.Атмосфераның салмағы жердің салмағынан млн. есе аз, бірақ оның жер бетіне түсіретін қысымы айтарлықтай және Мұхит деңгейінде беттің әрбір шаршы сантиметріне 1033,3 г (1 м²-ге 10333 кг) келеді. Бұл қысым сол деңгейде 45° ендікте 0°-та қимасы 1 см² биіктігі 760 мм сынап бағанасы қысымымен теңеседі. Сынап бағанасының 760 мм қысымы қалыпты атмосфералық қысым деп есептелінеді.

Биіктеген сайын атмосфера қысымы азая береді, өйткені атмосфераның жоғары жатқан қабатының қалыңдығы жұқара береді. Атмосфера қысымы 1 мб өзгеруі үшін көтерілу немесе төмен түсу қажет болатын метр есебімен алынған қашықтық бар сатысы деп аталады. Бар сатысы биіктеген сайын өсе береді.

Атмосферада қысымның таралуын қысымы бірдей нүктелер арқылы жүргізілген және изобарлық деп аталатын беттердің көмегімен көрнекі көрсетуге болады.

Егер Мұхит деңгейіндегі атмосфера қысымы барлық жерде бірдей болса және биіктеген сайын бірқалыпты өзгеріп отырса, изобарлық беттер горизонталь және бір-біріне параллель орналасқан болар еді.

Шынында қысымның таралуы өте күрделі, сондықтан да изобарлық беттер оған сәйкес әр түрлі жүйелер түзеді. Мәселен, жоғарғы қысымды ауданда дөңес жағы жоғары қараған изобарлық беттер жүйесін көруге болады. Төменгі қысымды ауданда изобарлық беттер, керісінше төмен қарай иілген.

Изобар беттері иіле отырып, әр түрлі деңгейдегі беттерді, соның ішінде теңіз деңгейіндегі бетті де өте аз бұрыш жасап қиып өтеді,.

Изобар беттерінің теңіз деңгейі бетімен (немесе кез келген басқа бір деңгейдің бетімен) қиылысуынан пайда болған сызықтар изобарлар деп аталады. Изобарлар қысымы бірдей нүктелерді қосады. Изобарлық беттердің әр түрлі формаларына изобарлардың белгілі бір формалары сәйкес келеді. Түзу сызықты изобарлар деңгейдің бетін бір-біріне параллель изобарлық беттердің қиюынан шығады. Тұйық изобарлар деңгейдің бетін дөңес немесе ойыс тостаған тәріздес изобарлық беттердің қиюынан пайда болады.

Орталығында қысымы төмен - (Н) бар минимумы (циклондық изобарлар), көтеріңкі тұйық изобарлар (В) жүйесі бар максимумы (антициклондық изобарлар) деп аталады. Төменгі қысымның ұзынша созылған тіліне сәйкес келетін тұйықталмаған изобарлар жүйесі бар қолаты. Көтеріңкі қысымның ұзынша созылған тіліне сәйкес келетін тұйықталмаған изобарлар жүйесі бар қырқасы. Екі бар максимумның және екі минимумның аралығында айқасып орналасқан қайқаң деп аталатын тұйықталмаған изобарлар жүйесі түзіледі.

Изобарлардың орналасу тығыздығы қысымның қашықтық бірлігіне өзгеруіне байланысты. Қысымның горизонтал бағытта өзгеруі бар градиентімен сипатталады.

Бар градиенті - қысымның қысым азаю жағына қарай изобарларға перпендикуляр бағытта қашықтық бірлігіне өзгеруі. Қашықтық бірлігіне 100 км алынады. Неғұрлым бар градиенті үлкен болса, соғұрлым изобарлар тығыз болады.

Бір деңгейге (әдетте теңіз деңгейіне) келтірілген қысым мөлшерін пайдалана отырып, белгілі бір сәтте немесе уақыт кезеңінде қысымның жер бетіне таралуының картасы - изобарлар картасын жасайды.

Горизонталm бағыттағы ауаның қозғалысын жел деп атайды. Жел жылдамдығы, күші және бағыты арқылы сипатталады. Жел жылдамдығы секундына метрмен (м/сек), кейде сағатына километрмен (км/сағ), балмен (Бофорт шкаласы 0-ден 12 балға дейін) және халықаралық Код бойынша узелмен (узел 0,5 м/сек-қа тең) өлшенеді. Жер бетіндегі желдің орташа жылдамдығы 5-10 м/сек.

Жел күші қозғалатын ауаның нәрсеге жасайтын қысымымен анықталады да, шаршы метрге килограммен өлшенеді (кг/м²). Желдің күші оның жылдамдығына байланысты: Р = 0,25×V² кг/м², мұнда Р - күш, V - жылдамдық, 0,25 коэффициент.

Желдің ең үлкен орташа жылдық жылдамдығы (22 м/сек) Антарктида жағасында байқалды. Мұнда желдің орташа тәуліктік жылдамдығы кейде 44 м/сек-қа жетеді, ал кейбір кездерде 90 м/сек болады. Ямайкада кейбір кездерде жылдамдығы 84 м/сек-қа жеткен дауылды жел байқалған.

Желдің бағыты жел соғып тұрған көкжиек нүктесінің жағдайымен анықталады. Желдің бағытын белгілеу үшін практикада көкжиекті 16 румбыға бөледі. Румб дегеніміз - дүние жүзі елдеріне қатысты көрінетін көкжиек нүктесіне қарайғы бағыт. Басты румбылар: солтүстік (С, N), оңтүстік (Ю, S), шығыс (В, Е), батыс (З, W).

Желдің бағытын азимутпен, яғни сол жердегі меридиан мен жел бағыты арасындағы бұрышпен көрсетуге болады. Азимут солтүстік нүктеден шығысқа қарай есептеледі (0-ден 360°-қа дейін).

2.Атмосфераның күйі жеке алынған элементтер, мысалы, температура немесе жауын-шашын арқылы емес, олардың кешенімен сипатталады. Бұл кешенде ауа райының барлық элементтері өзара байланысты, әрі бұлардың біреуінің өзгерістері бүкіл кешенге әсер етеді. Біз ауа райын жеке элементтері бойынша емес, тұтас қабылдаймыз, мұнда элементтердің қайсысы болсын ең маңызды болып көріне алады. Ағзалар, мысалы бірдей ыстық ауа райын, бірақ бір жағдайда ылғалды, екіншісінде құрғақ желдің, немесе желсіз т.б. ауа райын түрліше қабыл алады.

Ауа райын жүйелі түрде бақылап отыру, оны зерттеу бір тәуліктік ауа райының кешендік типтерін бөлуге мүмкіндік береді. Әр тәуліктің ауа райын қайсыбір типке жатқызуға болады. Ауа райының типтерін 3 үлкен топқа: аязды, 0⁰ арқылы ауыспалы және аязсыз ауа райларына біріктіреді.

Ауа райының өзгерістері барлық ендіктерде байқалады. Алайда, егер қоңыржай ендіктердегі ауа райы өте өзгергіш болса, онда экваторлық ендіктерде циклон әлі дами қоймаған бұл біршама тұрақтылығымен көзге түседі. Тәулік ішінде беттің және оның үстінде тұратын ылғал ауаның (конвекцияның дамуы, бұлттардың тузілуі, бұлардан нөсерлі жаңбырдың жаууы) тәуліктің бір бөлігінде қызуымен және екінші бөлігінде олардың күшті салқындауымен байланысты атмосфера күйінің ауық-ауық өзгерістері болады. Экваторлық ендіктерде ауа райының жылдық режимі біркелкі келеді. Түрлі ендіктердегі ауа райының айырмашылығы радиация балансының әрқилылығы мен атмосфера циркуляциясы арқылы түсіндірілді.

Ауа райын зерттеудің практикалық маңызы орасан зор. Оны болжау халық шаруашылығының барлық салаларына керек. Ауа райын болжаумен синоптикалық метеорология (Synoptikos (грекше) – бәрін бірге шолушы.) деп аталатын метеорология бөлімі шұғылданады.

Ауа райы қалай құбылмалы болғанымен, көпжылдық бақылаулар оның алмасуының заңды дәйектілігін - белгілі бір жерге тән ауа режимін байқауға мүмкіндік береді.

Бұл сөз (klima - еңіс) көне Грецияда қолданылғанымен, Күн сәулесінің Жер бетіне түсу бұрышын еске алатындай «климат» ұғымының жалпы қабылданған анықтамасы жоқ.

Климат атмосфераның орташа күйі ретінде анықталды да, тиісінше, ауа райын көп жылдық бақылаулар негізінде шығарылған (орташа температуралар, жауын-шашынның орташа мөлшері т.б.) метеорологиялық элементтердің орташа мәнімен сипатталады. Орташа көп жылдық шамалар климат көрсеткіштері болып саналады. Орташаларынан басқа орташа күйден ауытқуы мүмкін болатын шекті анықтайтын метеорологиялық элементтердің (ең көп және ең аз) ақырғы мәні де есепке алынды. Барлық климаттық көрсеткіштер климатологияның ұзақ бірден бір әдісі болған есептеу жолымен, яғни статистикалық әдіспен алынды (статистикалық климатология). Мұны қолдану метеорологиялық бақылаулардың өте үлкен материалын өңдеуге, климаттық анықтамалықтар, атластар жасауға, климаттың салыстырмалы сипаттамасын және классификациясын жасауды мүмкін етті. Климатологиядағы статистикалық әдіс іс жүзіндегі маңызын қазірде де жоғалтпаған.

Кешенді әдіс түрлі климаттардың ерекшеліктерін жақсы беретін ауа райларындағы климат құрылымының кеңінен қолданылатын графиктерін құруға мүмкіндік берді. Графиктер орташа айлық температураның қисық жүрісімен, ауа температурасының шеткергі мәндерімен, жауын-шашын диаграммаларымен, радиация және жылу баланстары бойынша деректермен толықтырылады.

«Климат» ұғымының көптеген анықтамаларынан ең көп қолданылатын анықтамасы: «климат дегеніміз - Күн радиациясы, төселме беттің сипаты және осылармен байланысты атмосфера циркуляциясы себепші болатын ауа райының көп жылғы режимі.

Атмосфераның төселме бетпен өзара күрделі әрекеттесуінің нәтижесінде климат қалыптасады. Климаттың қалыптасуындағы басты рөл Қүн радианиясына - барлық атмосфералық процестер энергиясының көзіне тиісті.

Жер бетінде Күн радиациясының бөлінуі планетаның шар тәрізді пішінімен анықталады, бұл климаттағы ендіктерге байланысты айырмашылықтарды түсіндіреді. Жердің орбитаға қатысты оның өсінің еңіс жағдайында қозғалысы жыл бойында Жер бетіндегі Күн жылуының әр түрлі бөлінуін, климаттың маусымдылығын, әр түрлі ендікте климаттың бірдей еместігін анықтайды. Жылулық белдеулердің - Жер климатының зоналылық негізінің пайда болуы осы арқылы түсіндіріледі. Климаттағы бұл айырмашылықтар Жер бетіне Күн жылуының түсуіне байланысты және төселме беттің сипатына тәуелді емес. Егер де Жер беті мүлде біркелкі болса, экватордан полюске қарай климаттың заңды өзгерісін анықтай отырып, олар да осындай орын алған болар еді.

Әр текті төселме беттің ықпалы Күн жылуының атмосфераға әркелкі қабылданып, берілуі, атмосфераға ылғал беріп отыруы, ауа қозғалысына ықпалы бір жылу белдеуі шегінде түрлі климаттардың қалыптасуын анықтайды. Жарық түсу шектерімен климат белдеулері шектерінің дәл келмеуін түсіндіреді. Төселме бет дегеніміз - климат қалыптасуының екі аса маңызды факторларының екіншісі.

Су беті мен құрлық бетінің ықпалы әр түрлі болғандықтан, климаттар теңіздік және континенттік болып қалыптасады.

Континенттік климат Мұхиттың жұмсартатын ықпалынан айырылған. Теңіз климатынан оның басты айырмашылығы - континенттіктің өсуімен арта түсетін, температура тербелістерінің үлкен, жылдық және тәуліктік жиіліктері. Континенттік климатта ауа ылғалдылығы теңіздіктен аз, бұлттылық, жауын-шашын, жел жылдамдығы азаяды.

Мұхит үстіндегі және оған жапсарлас континенттердің бөлігі үстіндегі климаттың қалыптасуына мұхит ағыстары зор ықпал етеді. Олар жылу мен суықты тасымалдайды. Суық ағыстар атмосфераның тұрақсыздығын азайтады. Ауаның вертикалды қозғалысын және жылу мен ылғал алмасуын әлсіретеді. Суық ағыстар үстінде булану жылы ағыстардағыдан гөрі аз қарқынды келеді. Бұлардың үстінде және олардың жылы ағыстарымен шекарасында тұман жиі пайда болады.

Мұхит ағыстарының ықпалымен бір ендіктердегі батыс және шығыс жағалаулардың климаттары түрліше болып шығады. Бұл айырмашылықтардың пайда болу заңдылығын Дүниежүзілік мұхит ағыстарының схемасы түсіндіреді. Экватордан шығатын ағым жылу әкелетін, ал экваторға қарай баратын ағым суық әкелетін болғандықтан, материктердің батыс жағаларының климаты шығысқа қарағанда қоңыржай ендіктерде жылырақ, тропиктік ендіктерде керісінше болуға тиіс.

Орографияның ықпалы (Жер бетіндегі биіктіктер мен әркелкіліктің өзара орналасуы) әсіресе таулы жерлерде ерекше болып келеді. Жоғарылаған сайын Күн радиациясының келуі арта түседі, бірақ сәуле шығару да арта түседі, сондықтан температура төмендейді. Кейде қыста кері құбылысты, жоталар арасындағы шұңқырға суық ауаның келуінен туған температура инверсиясын байқауға болады. Жауын-шашынның мөлшері биіктікке қарай белгілі бір шекке дейін артады да, одан жоғарыда кемиді. Бұл шек сан алуан, өйткені ол ауа ылғалдылығы мен көтерілу кезінде ылғалдың бөліну қарқындылығына байланысты (Гималай - 1000-1500 м, Орталық Кавказ - 2500 м). Жауын-шашын қатты түрде жауып, еріп үлгере алмайтын жерде, тауларда климатқа ықпал ететін мұздықтар пайда болады. Таулардағы климат айырмашылығына беткейлердің түрлі экспозициясы үстемдік ететін желдерге қарағанда олардың әркелкі орналасуы жол ашады. Ауа шағын қабатпен жайылғанда, әсіресе суық ауа ағыстарын тежеп қалатын барьер ретінде таулар климатқа елеулі ықпал етеді (Қара теңіз жағалауы климатына Қырым мен Кавказ тауларының әсері мысал бола алады.).

Тауларда ауаның жергілікті циркуляциясы өте жиі пайда болады.

Таулардың атмосфера күйіне жасайтын ықпалына, горизонтал климаттық зоналылықты күрделендіре түсетін, климаттардың вертикал белдеулілігі байланысты.

Төселме беттің климатқа ықпалын қарастыра отырып, поляр аудандарында едәуір алаңды алып жатқан қазіргі мұз басуға көңіл аудару қажет.

Мұз бен қардың шағылыстыру қабілетінің үлкен екені белгілі (альбедо 0,9-ға дейін). Егер де мұздар Жерді тұтас жабатын болса, оның бетінде ауаның орташа температурасы шамамен 100°С-қа төмендейтіні (қазір бұл 15⁰С) есептеп шығарылған. Поляр аудандарында мұздың басуы жоғарғы және төменгі ендіктер арасындағы температура контрастарын арттыра отырып, ауа температурасын қатты төмендететіні айқын. Бұлардың ықпалымен климат зоналдылығы күшейе түседі. Маусымдық қар басуы, өсімдік басуы және төселме беттің көптеген басқа ерекшеліктері климатқа ықпал етеді.

Климатты қалыптастырушы факторларды ата?