Ҳ. А. АрFинбоев, Ҳ. У. Абдуллаев, А. М

5 – боб. ҳавонинг иссиҚлик режими


5.1.ҳавонинг исиш ва совиш жараёнлари
Атмосфера ҳавосининг ҳарорати тақсимотининг хусусиятлари ва уларнинг ўзгаришларини ҳавонинг иссиқлик режими деб юритилади. Атмосферанинг иссиқлик режими асосан унинг Ердаги фаол юза ва космик фазо билан иссиқлик алмашиниши билан аниқланади. Атмосфера қуёш радиациясини бевосита ютиши натижасида жуда кам, аниқроғи 0,5 чамасида исийди. Атмосферанинг юқори қатламлари қуёш радиациясини қуйи қатламларидан кучлироқ ютади. Атмосферанинг энг қуйи қатлами – тропосферанинг, айниқса унинг қуйи қатламлари исишининг асосий манбаи, уларнинг Ер фаол сиртидан олган иссиқлигидир. Кундузи фаол юзанинг радиацион баланси мусбат бўлган соатларда, яъни фаол юзага тушувчи қуёш радиацияси оқимлари, фаол юзадан қайтган ва фаол юзанинг чиқарган нурланиш оқимларидан катта бўлганида қуруқлик юзаси исийди. Унинг ҳарорати ҳаво ҳароратидан юқори бўлиб қолади. Шунинг учун иссиқлик ҳавога узатилади.
Кечаси эса фаол юза самарали (эффектив) нурланиш сабабли ҳавога нисбатан кўпроқ совийди. Натижада иссиқлик ҳаводан фаол юзага узатилади, оқибатда ҳавонинг ўзи ҳам совийди.
Фаол юза билан атмосфера орасида, шунингдек атмосферанинг ўзида иссиқликнинг кўчиши қуйидаги жараёнлар ёрдамида рўй беради:
1. Молекуляр иссиқлик ўтказувчанлик. Ер сирти, ўзига тушган қуёш нури энергиясининг бир қисмини ютиб исийди ва ютган энергиясининг бир қисмини ҳавога узатади, бошқача айтганда ҳаво қатламлари бевосита фаол юзанинг иссиқлик таъсирида бўлади. Тушган қуёш радиациясининг бир қисмини ютган фаол юза ҳарорати ортади, натижада унга ёндошган устки ҳаво қатлами ҳам исийди ва бу қатлам ўз навбатида ўзидан юқоридаги қатламга молекулаларнинг иссиқлик ҳаракати ёрдамида иссиқлик узатади. Бу тарздаги иссиқлик узатиш тропосфера қатламларининг анча қисмигача етиб боради.
Молекуляр иссиқлик ўтказувчанлик деб юритиладиган иссиқлик узатишнинг бу тури сабабли атмосферанинг ерга яқин қатламларигина яхши исийди. Ҳавонинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентининг қиймати жуда оз бўлганидан атмосферанинг юқори қатламлари бу усулда жуда ҳам кам исийди.
Демак, ҳаво очиқ куни (шамол эсмаётганда) ер юзидан баландлик ошган сари ҳавонинг ҳарорати пасайиб бориши керак.
2. Иссиқлик конвекцияси. Атмосферанинг юқори қатламларига иссиқлик узатишда иссиқлик конвекцияси жараёни муҳим аҳамиятга эга.
Кундузи Ер сиртининг барча қисмлари бир хил исимайди, яъни баъзи ерлар кўпроқ исийди, бошқалари эса камроқ исийди. Масалан, шудгор (ҳайдалган ер) майдони бир томонидан қалин дарахтзор ва иккинчи томонидан катта сув ҳавзаси билан чегараланган бўлсин. Кундузи шудгор сув ҳавзаси ва дарахтзордан кўп исийди. Натижада унинг устидаги ҳаво ҳам қўшни майдонлар устидаги ҳаводан кўпроқ исийди. Шудгор устидаги кўп исиган ҳаво кенгаяди. Кенгаяётган ҳавонинг зичлиги атмосферадаги совуқроқ (ёки совуқ) ҳаво зичлигидан кам бўлади, шунинг учун иссиқ енгил ҳаво тик йўналишда юқорига кўтарилади. Унинг ўрнига атрофдаги совуқ ҳаво бостириб киради, ўз навбатида у ҳам исиб юқорига кўтарилади. Тик йўналишда кўтарилаётган иссиқ ҳаво массалари қанча баландликка кўтарилса, ўша қатламлардаги ҳавони иситади. Жараён шундай бўлиб ўтадики, иссиқ ҳаво массалари юқорига кўтарилувчи оқимни ташкил қилса, атрофдаги совуқ ҳаво массалари пастга йўналган совуқ ҳаво оқимини ташкил қилади. Юқорига кўтарилган ҳаво атрофидаги совуқ ҳавога ўз иссиқлигини узатиб совийди.
Кулай шароитларда иссиқлик конвекцияси тропосферанинг бутун қалинлиги бўйлаб тарқалиши мумкин.
Қуруқлик устида иссиқлик конвекцияси кундузги соатларда вужудга келади, денгиз устида эса кечаси сув сиртининг ҳарорати, унга ёндошган (туташган) ҳаво ҳароратидан юқори бўлган ҳолларда вужудга келади.
3. Турбулентлик. Ҳавонинг жадал равишда исишига сабаб бўладиган жараёнлардан яна бири ҳавонинг жуда ҳам ҳаракатчанлигидан вужудга келадиган турбулентлик жараёнидир. Ҳаво жуда кам ҳоллардагина тинч (осойишта) бўлади, кўпинча эса горизонтал йўналишда ҳаракатда яъни шамол эсади. Унинг унча катта бўлмаган қисмлари, ҳажмларининг ҳаракати тартибсиз хаотик хусусиятга эга. Бундай ҳаракатни турбулент аралашиш ёки қисқача турбулентлик деб юритилади. Атмосферанинг турбулент аралашиб кетиши натижасида анча иссиқ қатламлардан совуқ қатламларга иссиқлик жадал равишда кўчади.
Ҳавонинг ерга тегиб турган энг пастки қатлами билан ер сирти орасида ишқаланиш кучлари мавжуд бўлгани учун энг пастки ҳаво қатлами камроқ тезлик билан ҳаракатланади. Ундан юқоридаги қатлам эса пастки қатлам ҳавосидан тезроқ ҳаракатланади. Натижада бундай икки ҳаво қатлами орасида ишқаланиш кучлари ҳосил бўлади. Бундан ташқари шамолнинг умумий оқимида унинг айрим ҳажмлари турли сабабларга кўра ҳар хил тезлик билан кўчади. Тезлик катта бўлганида шамолнинг умумий оқими ичида турли йўналишларда, шу жумладан тик йўналишда тарқалувчи уюрмавий оқимлар вужудга келади. Пастки иссиқ қатламлардан кўтарилаётган иссиқ ҳаво оқимлари юқори қатламларнинг совуқ ҳавоси билан аралашиб кетиб уларни ҳам иситади.
Ҳаво массалари ҳаракати вақтида дўнгликларни, турлича тўсиқлар (бинолар, дарахтлар ва ҳ.к.)ни ўтишида ҳам унинг ичида юқорига йўналган уюрмалар пайдо бўлади. Пастдан кўтарилаётган иссиқ ҳаво уюрмалари совуқ ҳаво билан аралашиб уларни иситади.
Натижада турбулентлик воситасида атмосферанинг юқори қатламлари ҳам исийди.
4. Атмосферада сув буғининг конденсацияси ва сублимацияси. Ер сиртидан тропосферанинг юқори қатламларига кўтарилаётган сув буғлари борган сари совиб боради ва қандайдир баландликда тўйинади, яъни томчига айланади. Физика курсидан маълумки, сув буғининг қайтадан томчига айланиш ҳодисасини конденсация ҳодисаси дейилади. Сув буғининг конденсациясида атрофга иссиқлик ажралади ва атрофдаги совуқ ҳавони оз бўлсада иситади.
Сув буғининг тўғридан-тўғри қаттиқ (муз) ҳолатга ўтишини сублимация ҳодисаси дейилади. Сув буғининг сублимациясида ҳам иссиқлик ажралади ва у ҳам атрофдаги ҳавонинг исишига сарфланади.
5. Радиацион иссиқлик ўтказувчанлик. Тупроқдан атмосферага иссиқлик узатишда ердаги фаол юзанинг узун тўлқин узунликли нурланиши ҳам маълум даражада аҳамиятга эга.
Ердаги фаол юза нурланишини атмосферанинг пастки қатламлари ютади. Бу қатламлар озгина исиб, узун тўлқинли нурланиши сабабли юқоридаги қатламларни иситади. Тупроқ юзаси совиганида эса радиацион нурланиш оқими атмосферанинг юқори қатламларидан пастга йўналган бўлади. Қуруқлик устида радиацион нурланиш оқимининг пастга йўналиши асосан кечаси рўй беради. Чунки кечаси иссиқлик конвекцияси рўй бермайди, турбулентлик эса жуда кучсиз бўлади.
6. Адвекция. Бирор аниқ жой устидаги ҳавонинг ҳарорати горизонтал йўналишда кўчаётган бошқа ҳаво массаси билан аралашиши натижасида ҳам ўзгариши мумкин. Ҳаво массасининг горизонтал йўналишда кўчишини адвекция дейилади. Иссиқ адвекцияда бирор жойга, шу жой ҳавоси ҳароратидан юқори ҳароратли ис-сиқ ҳаво бостириб киради ва олинган жойнинг ҳавосини иситади.
Юқорида қаралган ҳавонинг исиш жараёнлари орасида энг муҳимлари иссиқлик конвекцияси ва турбулентликдир.
Энди ҳавонинг совишига олиб келадиган жараёнларга тўхталамиз. Ҳавони совишга олиб келадиган жараёнлардан бири, ҳаво массаларининг атмосферада юқорига кўтарилишидир.
Агар катта ҳаво массаси тез кўтарилаётган ҳаво массаси бўлса, у ҳолда тез қўтарилаётган ҳаво массаси билан атрофдаги муҳит орасида иссиқлик алмашиниши деярли рўй бермайди.
Исиган ҳаво массаси юқорига кўтарилган сари камроқ атмосфера босими таъсирида бўлади ва ташқи атмосфера босимига қарши йўналишда кенгайишда ички энергияси ҳисобига иш бажаради, бу эса унинг ички энергиясининг камайишига яъни совишига олиб келади.
Ҳаво нурланиши сабабли ёки совуқ ер юзасига текканда ҳам совиб, иссиқлик йўқотади. Олинган жойдаги ҳавога, у ердагидан паст ҳароратли ҳаво оқими бостириб кирса, уни совуқ адвекция деб юритилади.
Қишлоқ хўжалиги ишлаб чиқариши учун баҳорги ва кузги совуқ адвекциялар хавфлидир, чунки бундай пайтларда экинлар устидаги ҳаво ҳарорати кескин пасайиб экинларни совуқ уриши мумкин.