Atmosferin təbəqələrə bölünmə prinsipləri

Atmosfer müxtəlif qazların, su buxarının, maye və bərk hissəciklərin mexaniki qarışığından ibarətdir. Qaz tərkibinə görə atmosfer homosfer heterosferə bölünür.

          Homosfer – hündürlüyü 90-95 km olan aşağı qatdır. Bu qatda əsas qazların faiz tərkibi və havanın xüsusi molyar çəkisi hündürlük artdıqca dəyişməz qalır. DÜST 1401-81-ə görə homosfer üçün quru havanın tərkibi qəbul edilmişdir (həcmə görə faizlə): azot 78,054; oksigen – 20,948; karbon qazı – 0,031; digər qazlar (neon, helium, kripton, ksenon, hidrogen, azot oksidi, yod) – 0,003. Molyar kütlə dəniz səviyyəsində 28,96442 kq/mol-a bərabərdir.

Real havanın tərkibinə dəyişkən qazlar qrupu daxildir. Birinci qrupa

daxildir: azot, oksigen, arqon, helium, hidrogen, neon, kripton və ksenon.

Homosfer hüdüdlarında bu qazların faiz tərkibi vahid həcmdə dəyişməz qalır, qazların konsentrasiyası isə hündürlük artdıqca, amosferin ümumi sıxlığının azalması ilə birlikdə azalır. İkinci qrup qazlar isə havada az miqdardadır və onları atmosfer qarışığı adlandırırlar. Bunlara su buxarı, ozon, karbon qazı, azot oksidi daxildir. Su buxarı atmosferə yer səthindən, rütubətli torpaqdan və bitki örtüyündən suyun buxarlanması nəticəsində daxil olur. Onun miqdarı dəyişkəndir və hündürlük artdıqca, materiklərin dərinliyinə doğru tədricən azalır. Su buxarının maksimal miqdarı yüksək temperaturlarda dəniz üzərində öz həcminə görə 4 %-ə qədər təşkil edə bilər. Karbon qazı yanma və çürümə zamanı yaranır. Onun orta miqdarı həcm üzrə 0,0314 % təşkil edir. Sənaye rayonlarında o, Arktika və Antarktikada olduğundan iki dəfə çoxdur. Sənayenin sürətli inkişafı və çoxlu miqdarda yanacağın yanması nəticəsində son 100 ildə havada karbon qazının miqdarı 10 % artmışdır. 2015-ci ildə onun konsentrasiyasının 30 – 40 %-ə çatması gözlənilir. Su buxarı və karbon qazı yer səthindən şüalanan infraqırmızı radiasiyanı udaraq atmosferi «isidir». Bu istilik yerüstü havanın qızmasına sərf olunaraq müəyyən miqdarda yer səthinə qayıdır və gecə saatlarında güclü soyumanın qarşısını alır. Əgər atmosferin tərkibində su buxarı və karbon qazı olmasaydı, yer səthində havanın temperaturu +15º S deyil, -23º S olardı. Atmosferin tərkibində ozon qatı 50 km hündürlüyə qədər yayılır. Buna baxmayaraq yerüstü hava qatında ozonun miqdarı çox azdır (ümumi həcmin milyonda bir faizini təşkil edir). Onun miqdarı hündürlük artdıqca çoxalır və 25 km-lik səviyyədə maksimal konsentrasiya müşahidə olunur. Bu qaz yer səthinə daxil olan günəş enerjisinin 4 %-ni udur. Udulan enerji atmosferin isinməsinə sərf olunur.

Homosferdən yuxarıda 800 – 1000 km olan hündürlükdə heterosfer yerləşir. Bu qatın qaz tərkibi hündürlük artdıqca, daha yüngül qazların artması, bununla əlaqədar molyar kütlənin azalması ilə xarakterizə olunur. Bu qatda günəşin rentgen və ultrabənövşəyi şüalarının təsiri nəticəsində fotokimyəvi və ionlaşma prosesləri baş verir, qaz molekulları atomlara ayrılır, ion və elektron elektrik hissəcikləri yaranır. Qeyd olunduğu kimi, atmosfer Yer kürəsində və həmçinin planetimizdə bütün canlıların mövcud olmasında böyük rol oynayır. Buna görə də atmosferin və onda baş verən hadisələrin öyrənilməsi arasıkəsilmədən aparılır. Atmosferin öyrənilməsinin birbaşa və dolayı tədqiqat metodları mövcüddür. Birbaşa metodlara yerüstü səthdə aparılan meteoroloji müşahidələr aid edilir. Atmosferin zondlaşdırılması 30 – 40 km hündürlüyə qədər geofiziki və meteoroloji raketlər, həmçinin Yerin süni peykləri vasitəsilə həyata keçirilir. Birbaşa metodların köməyi ilə havanın tərkibi, temperaturu, təzyiqi, rütubətliyi, sıxlığı, hava axınları və atmosferin elektromaqnit xassələri, Yerin maqnit sahəsi, günəş və kosmik şüalanması haqqında məlumatlar əldə etmək olar. Dolayı metodlara radiolokasiya müşahidələri, qütb parıltısının spektral tədqiqatı, alaqaranlıq və gecə zamanı səmanın aydınlanması, səs dalğalarının yayılması, meteor izlərinin müşahidəsi aid edilir. Bu metodların köməyi ilə buludluq, ildırım, leysan, havanın temperaturu və sıxlığı, qaz tərkibi, külək, atmosferin elektromaqnit xassələri haqqında məlumat əldə etmək olar.

Atmosfer özünün qaz tərkibinə və fiziki xassələrinə görə bircinsli deyildir.

Onun quruluşunun bir neçə sxemi mövcuddur. Daha çox temperaturun hündürlük üzrə paylanmasına əsaslanan sxem geniş yayılmışdır. Bu sxemə görə atmosfer beş əsas qata bölünür: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer, ekzosfer.

Troposfer – atmosferin aşağı qatıdır. Onun yuxarı sərhədi qütb rayonlarında

8 – 10 km, mülayim enliklərdə 10 – 12 km, tropriklərdə 16 – 18 km-ə çatır.

Troposferdə bütün atmosfer kütləsinin 80 %-i və su buxarının 90 %-i

cəmlənmişdir.

Havanın temperaturu hündürlük artdıqca hər 1000 metrdə 6,5º S aşağı düşür

və yuxarı sərhəddə minimuma çatır. Troposferdə təzyiq çox sürətlə aşağı düşür.

Yuxarı sərhəddə təzyiq yerüstü səthdə olduğundan 4 dəfə azdır. Xüsusilə sərhəd

təbəqəsi (sürtünmə səthi) seçilir. Onun şaquli hündürlüyü 1 – 1,5 km təşkil edir.

Burada yerüstü təbəqənin istilik və mexaniki təsiri özünü kəskin biruzə verir.

Xüsusilə, bu qatda atmosfer parametrləri daha kəskin tərəddüdlərə məruz qalır.

Burada aşağı buludluq və dumanlar əmələ gəlir, görünüşü zəiflədən qasırğalar və toz tufanları müşahidə olunur. Troposferdə külək hünüdürlük artdıqca güclənir, tropopauzanın aşağı hissəsində küləyin sürəti maksimuma çatır (100 km/saat və artıq), bununla da intensiv yırğalanma müşahidə olunan şırnaq axınları yaranır. Şimal yarımkürəsində ilin bütün mövsümlərində qərb küləyi üstünlük təşkil edir.

Troposfer və stratosfer arasında keçid təbəqəsi olan tropopauza yerləşir. Onun şaquli hündürlüyü 1 – 2 km-ə çatır. Bu təbəqədə temperatur hündürlük artdıqca çox az dəyişir. Onun hündürlüyü qütblərdən ekvatora qədər artır, belə ki, 30 – 40º enlikdə kəskin dəyişərək bəzən parçalanmaya məruz qalır.

Stratosfer – tropopauzanın üzərində yerləşir və 50 – 55 km hündürlüyə

qədər uzanır. Bu qata atmosferin ümumi kütləsinin 20 %-i daxildir. Temperaturun hündürlük artdıqca dəyişməsi xarakterinə görə stratosferi 2 hissəyə: aşağı və yuxarıhissələrə bölmək olar. Aşağı stratosferdə (20 km hündürlüyə qədər) əsasən izotermiya və zəif inversiya müşahidə olunur. Daha hündürlükdə temperatur hər 1000 m-də 3ºS artır. Yuxarı stratosferdə temperaturun artması ozonun ultrabənövşəyi günəş şüalarının və su buxarının infraqırmızı radiasiyanı udması ilə şərtlənir. Beləliklə də, ozonun payı 4 dəfə su buxarının payından artıq olur.

Ölçmələr göstərir ki, stratosferdə hava çox qurudur. Buna görə də bu qatda buludluğun əmələ gəlməsi nadir hadisə sayılır. Yalnız büllur buludlar istisna təşkil edir. Bu buludlar parlaq, rəngarəng çalarlı olduqlarına görə belə adlanırlar. Onlar adətən Skandinaviya, Finlandiya, Şimali Ural və Sibirin şimal ətraflarında 21 – 30 km hünürlükdə müşahidə olunurlar. Stratosferdə külək özünəməxsus xüsusiyyətlərə malikdir. Qərb küləyinin sürəti hündürlük artdıqca azalır. 18 – 21 km qatda minimal həddə çatır. Daha yüksəklikdə küləyin sürəti yenidən artır, yayda isə qərb küləyi şərq küləyi ilə əvəz olunur. Stratosferdə kəskin istiləşmə də mümkündür. Bu hal ən çox yanvar və fevralda, ən az noyabr, dekabr və martda baş verir. İstiləşmənin davamiyyəti 20 – 25 km hündürlükdə 7 – 12 sutka təşkil edir, temperaturun orta yüksəlməsi 26º S-yə bərabərdir. Stratosfer və ondan sonra gələn mezosfer qatı arasında stratopauza yerləşir. Bu qatda temperaturun yüksəlməsi onun aşağı enməsi ilə əvəz olunur.

Mezosfer – 55 km-dən 85 km-dək hündürlükdə yerləşir. Onun kütləsi

atmosferin ümumi kütləsinin 0,3 %-ni təşkil edir. Mezosferdə temperatur orta

hesabla hər 1000 m-də 3,5º S aşağı düşür. Atmosfer təzyiqi və havanın sıxlığı

azalır. Mezosferin yuxarı sərhədində boz buludlar nadir hal deyil. Onların ən çox təkrarlanması iyul – avqust aylarına təsadüf edir. Gümüşü buludların üfüqi

paylanması çox vaxt 100 – 300 km, nadir hallarda 500 – 800 km, şaquli paylanma isə 1 – 3 km təşkil edir. Bu buludlar şərqdən qərbə 40 – 60 km/saat sürətlə hərəkət edirlər. Mezosferin hüdudlarında meteoritlərin yanması müşahidə olunur. Mezopauza – atmosfer hüdudlarında havanın minimal temperatur

səviyyəsidir və mezosferlə termosferi bir-birindən ayırır.

          Termosfer – atmosferin 80 – 85 km-dən 800 km-dək yerləşən təbəqəsidir.

Onun payına atmosferin ümumi kütləsinin 0,05 %-i düşür. Kinetik temperatur

(hava molekullarının istilik hərəkəti ilə müəyyən olunan temperatur) minimumdan, yəni 80 km hündürlükdən maksimuma 250 – 300 km hünüdürlüyədək artır və daha yüksəkdə isə dəyişməz qalır. Günəş aktivliyinin maksimum olduğu illərdə o, gün ərzində 2000 – 2500º K, gecə ərzində isə 1200 – 1600º K arasında tərəddüd edir. Günəş aktivliyinin minimal olduğu illərdə gecəyə doğru 900 – 1100º K və 500 – 700º K intervallarında tərəddüd edir. Termosferdə aktiv olaraq ionlaşma prosesləri baş verir. İonlaşdırıcı amillərə günəş, rentgen və ultrabənövşəyi şüalar, korpuskulyar günəş axınları, kosmik şüalar və meteor hissəcikləri daxildir.

Termosferin aşağı qatlarında qütb parıltıları müşahidə olunur. 800 km

hündürlükdə termosferlə ekzosferi ayıran termopauza yerləşir. Havanın

temperaturu bu qatda maksimum həddə çatır.

          Ekzosfer – atmosferin kəskin şəkildə boşalmış xarici qatıdır. Bu qatda qaz hissəcikləri yüksək temperatur sahəsində ikinci kosmik sürətlə kosmik fəzaya uçurlar. Kosmosdan Yer atmosferi ilə toqquşma zamanı ikinci kosmik sürəti zəiflədən hissəciklər daxil olurlar. Bu proses bütövlükdə eyni çəkilidir:

atmosferdən gedən hissəciklərin sayı qədər hissəcik atmosferə daxil olur.

 

 

Advertisements