Хаво зичяигининг баландлик буйича узгариши.
Баландлик
буйича \аво зичлигининг кандай узгаришини караб чикамиз.
Бунинг учун
р = R4pT
курук хаво учун холат тенгламасини
логарифмлаймиз, сунг дифференциаллаймиз. Бажарилган амаллар
натижасида куйидагига эга буламиз:
(3.4) статика тенгламасидан — ни, холат тенгламасидан
р
ни
баландлик буйича ортиб боради. Бу
холда хавонинг совукрок; ва
зичрок катламлари пастга тушиб, иликрок хавони юкорига сикиб
чикаради. Сирг буйлаб хавонинг жадал аралашиш жараёни
бошланади. Бу жараён эркин ёки гравитацион конвекция деб
аталади. Реал шароитларда бундай конвекция атмосферанинг ер
яки ни катламида кундузги соатларда, асосан йилнинг илик ярмида
кузатилади. Бу даврда ер якини
катламида хароратнинг реал
вертикал градиентлари
уЛ
дан анча к а п а булади.
б. Агар
у = ул
булса, у холда
dp
= о ёки
р
-
const.
Бу биржинсли
dz
атмосфера холидир.
dP_± dp
dT_
Р dz р dz Т dz
(3.17)
алмаштириб,
(3.18)
тенгламага эга буламиз.
— = ул, - = -у
эканлигини хисобга олсак, у холда
(3.19)
булади.
(3.19) формуладан уч хил холат келиб чикади:
а. Агар
у>ул
булса, у холда ^ > 0. Яъни хавонинг зичлиги
dz
55
в. Агар
у <уА
булса, у холда — <о. Яъни хавонинг зичлиги
dz
баландлик буйича камайиб боради. Бу холда атмосферанинг ер
якини катламида конвектив харакатлар ривожланмайди.
Изотермик атмосфера.
Бу атмосферада хаво курук
(T=TV),
эркин
тушиш тезланиши
(g=const)
ва хаво харорати (
T=T0=const
)
баландлик буйича узгармас деб кабул килинади (
Т„
- денгиз сатхида
хаво харорати).
Юкорида келтирилган шароитларни хисобга олсак, (3.8)
формуладан
изотермик атмосфера учун барометрик формула
келиб чихади:
Изотермик атмосферада юкорига кутарилган сари хаво босими
экспоненциал конуният буйича узгаради, унинг баландлиги
чексизликка тенг, чунки
z —>
оо
булгандагина
Р->
0 булади.
Босимнинг вертикал буйича узгариши хаво хароратига боглик.
Изотермик атмосферада баландрок, хароратларда х;аво босими
вертикал буйича пастрок, хароратлардагига нисбатан секинроц
пасаяди.
Изотермик атмосфера учун соддалаил ирилган баромегрик
формула ёки
Бабине формуласини
келтириб чикарамиз.
Ихтиёрий
z,
баландликда, хаво босими
Р/, z 2
баландликда
Р2
га
тенг булсин. Унда (3.12) ни хисобга олиб (3.20) куйидаги
к>финишда ёзилиши мумкин:
бу ерда #=8000 м - биржинсли атмосферанинг баландлиги. (
zr-z,)
га нисбатан тенгламани ечамиз:
бу ерда а=0,0037 град'1, / - г, ва
z2
баландликлар
орасидаги хаво
катламининг 5ф'гача харорати. Бабине формуласи (3.22) барометрик
Р=Р„е
(3.20)
(3.21)
Р ~ Р~\
л
2
—
z
j - 8000(l +
ей
)
—‘
,
(3.22)
56
нивелирлаш усулида баландликлар орасидаги фаркни аниклашда
кулланилади.
Политроп атмосфера.
Фараз килайлик, атмосферада хаво
курук
(Г=Ти),
эркин тушиш тезланиши узгармас
{g^const),
хаво
х,арораги эса чизикди конуният буйича узгарсин:
бу ерда
Т0 -
Ер сирти ёки денгиз сатхидаги хаво харорати,
у
- вер
тикал харорат градиента.
Бундай атмосфера
политроп атмосфера
деб аталади.
(3.23)
формулани
хисобга
олиб
(3.8)
ифодани
узгартирганимиздан сунг
политроп атмосфера учун барометрик
формулани
хосил киламиз:
(3.24)
ифодадан куриб турибмизки, биринчидан, хароратнинг
вертикал градиента канча катта булса,
хаво босими юкорига
кутарилган сари шунчалик тезрок камаяди, иккинчидан, политроп
атмосферанинг баландлиги кенг чегараларда узгаради.
Политроп атмосферанинг баландлиги
(П})
куйидаги шартдан
аникланади:
у=0
булганда политроп атмосферанинг баландлиги
Ну->
оо.
Бу
изотермик атмосферадаги босим таксимотига мос келади.
^=3,42°/100 м ва
Т0=21Ъ
К булганда
политроп атмосферанинг
баландлиги 7993 м га тенг, яъни биржинсли атмосферанинг ба
ландлиги билан бир хил булади. Демак, бу холда юкорига
кутарилган сари хавонинг зичлиги узгармайди. Агар >оЗ,42°/100 м
булса, хаво зичлиги юкорига кутарилган сари ортади.
Тулик барометрик формула (Лаплас форму паси).
Баландлик
буйича хаво босими узгаришининг умумий холини курайлик.
Эркин тушиш тезланишининг баландлик ва географик кегликка
богликлигини хисобга оламиз:
(3.23)
(3.24)
(3.25)
57