Havanın temperaturunun ölçülməsi

Termometrlər havanın temperaturunu ölçən cihazlardır. Hər termometrin bir şkalası olur və bu şkala ilə müəyyən bölmələrə bölünür. Termometrlərdə ən çox Selsi şkalasından istifadə edilir. Termometrlər üçün başlanğıcı 0°C-dir. Əgər istilik və soyuqluq ölçmə termometrləri fərqli olsa idi, müxtəlif hava şəraitləri üçün termometrlər istifadəyə yararsız olacaqdı.

Termometrlərin növləri aşağıdakılardır:

Mayeli termometrlər – bu termometrlər səthin temperaturunu ölçmək üçün istifadə olunan avadanlıqdırlar çünki bu termometrlər ucuz və asan oxunula bilən konstruktorlardır. Bu termometrlər şüşə boru ilə maye saxlanan yerə bərkidilmiş halda olur. Bu borunun uzunluğu 25 sm-dir. Borunun içərisindəki maye (civə və  ya qırmızı rəngli alkoqol) boru daxilində rahat bir şəkildə hərəkət edə bilir. Havanın temperaturu artdıqda borunun içərisindəki maye də yuxarı doğru hərəkət edir. Havanın temperaturu aşağı düşdükdə isə, maye aşağı doğru hərəkət edir. Buna görə də, termometrin içərisindəki mayenin hərəkəti havanın temperaturunu göstərir. Borunun eni kiçik olduğundan temperatur dəyişdikcə maye də sürətlə yerdəyişmə edir.

Mayeli termometrlər özlüyündə iki yerlə bölünür: Maksimal və Minimal termometrlər.

Maksimal termometrin digər mayeli termometrlərdən bir istisnası vardır: Boru ilə rezervuar arasında sıxılma hissəsi vardır. Temperatur qalxdıqca, civə sərbəst şəkildə borunun içərisində hərəkət edəcəkdir. Temperatur aşağı düşdükdə isə həmin gün üçün müşahidə olunmuş ən yüksək temperaturun üzərində sıxılma xətti dayanacaq və beləliklə həmin günün maksimal temperaturu ölçülmüş olacaq. Yeni müşahidə üçün isə, müşahidəni götürən şəxs, termometri silkələməlidir.

Minimal termometr həmin günün ən aşağı temperaturunu ölçmək üçün istifadə edilən termometrdir. Minimal termometrlərin əksəriyyətinin mayesini spirt təşkil edir çünki, spirt -130°C-də donduğu halda, civə -39°C-də donur.  Minimal termometrin digər mayeli  termometrlərdən fərqi budur ki, onun borusunun içərisində xüsusi minimal temperaturu göstərən körpücük vardır. Körpücük mayenin içərisində hərəkət edə bilir. Mayenin əyri səthi körpücüyün mayenin içərisindən çıxmasının qarşısını alır.

Minimal termometrlər üfüqi şəkildə yerləşdirilir. Temperaturun aşağı düşməsi ilə sıxılan maye körpücüyü aşağı doğru çəkir və körpücük minimal temperatur olan yerdə ilişib qalaraq müşahidə götürülməsinə imkan yaradır. Temperatur aşağı düşdükdə körpücük aşağı düşməsi dayanır. Hava isindikcə spirt genişlənir lakin körpücük sabit şəkildə aşağı temperatur müşahidə olunan hissədə qalır çünki körpücük isti havada hərəkət etmir. Bu qayda ilə minimal temperatur qeyd edilir.

Minimal termometri əvvəlki vəziyyətinə gətirmək üçün rezervuarı yuxarı olmaq şərti ilə yavaşca əymək lazımdır. Beləliklə körpücük əvvəlki vəziyyətinə qayıdacaq və yenidən müşahidə üçün termometr hazır vəziyyətdə olacaq.

Yüksək dəqiqliklə temperaturun ölçülməsi üçün elektrik termometrlərdən istifadə edilir. Elektrik termometrlərin bir növü də elektrik müqavimət termometrləridir. Bu termometrlərlə havanın temperaturu ölçülməsə də, yüksək elektrik müqavimətinə görə, platinyum ya da nikel tipli metallarda temperatur artıqca müqavimət də artır.

Elektrik müqavimətli termometrlərdən 900-dan çox avtomatlaşdırılmış müşahidə stansiyalarında istifadə edilir. Ona görə də çox mayeli termometrlər elektrik termometrlər ilə dəyişdirilir.

Elektrik termometrlərin bir növü də Termistorlardır. Bu termometrlər keramikadan hazırlanır və temperatur aşağı düşdükcə, müqavimət artır. Termistor, radiozondun temperatur ölçənidir və səthdən 30 km hündürlüyə qədər temperatur ölçə bilir.

Başqa bir elektrik termometr termocütlərdir. Bu cihazlar elektrik cərəyanı qoşulmuş iki müxtəlif metal ilə temperatur dəyişkənliyi arasında fəaliyyət göstərirlər. Qovşağın bir ucu temperatur dəyişkənliyi, bir ucu isə elektrik cərəyanı ilə təchiz edilib. Bu cərəyan qovşaqlar arasındakı temperatur dəyişkənliyə proporsionaldır.

Havanın temperaturu həmçinin infraqırmızı sensor və yaxud radiometr adlı alətlər vasitəsilə də hesablanır. Radiometrlər havanın temperaturunu birbaşa ölçmür. Onlar yayılan radiasiyanı (adətən infraqırmızı) ölçürlər. Radiometrlər müəyyən bir qazın maksimum yayılma dalğa uzunluğu ilə günəş enerjisinin intensivliyini birlikdə ölçürlər. Meteoroloji peyklərə qoşulan radiometrlər atmosferin müəyyən yüksəkliyinin temperaturunu hesablaya bilirlər.

Bimetal termometrlər tək bir lent şəklində qaynaqlanmış iki müxtəlif metal parçadan (adətən dəmir və bürünc) ibarətdir. Temperatur dəyişdikdə, bürünc dəmirə nisbətdə daha çox genişlənir və lent bükülməyə başlayır. Bimetal termometr adətən termoqrafların bir hissəsidir.

Termoqraflar yavaş-yavaş məlumat yazıcılar ilə dəyişdirilir. Bu kiçik alətlərdə gövdənin içərisinə bərkidilmiş bir termistor vardır. Məlumat intervalını komputer proqramları alır. Məlumat yazıcılar Termoqraflar qədər havanın temperaturuna həssas deyillər. Onlar daha ucuzdur.

Termometrlər və digər havanın temperaturunu ölçən alətlər psixometrik köşkdə yerləşdirilir. Köşk günəş radiasiyasından, yağışdan, qardan qorunacaq şəkildə düzəldilir. Günəş radiasiyasını əks etdirməsi üçün köşk ağ rəngə boyanır. Günəş radiasiyasına məruz qalmaması üçün şimala doğru yerləşdirilir. Sərbəst hava axınını təşkil etmək üçün köşkün üç tərəfi jalüz şəklində düzəldilir. Bu köşk xaricdəki havanın temperaturunu daxildə göstərmə imkanı verir.

Termometrlər əsasən köşkün içərisində yerləşdirilir və köşkün yer səthindən hündürlüyü 1,5-2 m təşkil edir. Köşkün səviyyəsindəki havanın temperaturu yer səthinə nisbətdə daha soyuq olacaqdır. Nəticədə, aydın bir qış günündə yer səthinin donduğunu görsək də, köşkdəki termometrlərdə temperatur donma dərəcəsinə çatmamış olacaq.

Ənənəvi psixometrik köşklər artıq yeni avtomatlaşdırılmış stansiyalar ilə dəyişdirilir. Avtomat stansiyalarda köşk boru üzərində quraşdırılır və termometrlərdəki qəbuledicilər vasitəsilə mərkəzə ötürülür. Mərkəzdə havanın cari temperaturu və o gün üçün maksimum minimum temperaturlar saxlanılır.

 

Advertisements

Atmosferin yaranması

Yer planetinin digər planetlərdən ən böyük fərqi həyatın mövcud olmasıdır. Bunda Atmosferin rolu birinci faktordur. Yer kürəsinin ilk atmosferi 4,6 milyard il əvvəl yaranmışdır. Onun qaz tərkibi Hidrogen və Helium ilə yanaşı Hidrogen qarışıqları olan Metan və Ammonyakdan ibarət olmuşdur. Əksər alim hesab edir ki, hal-hazırki yer atmosferi ilkin atmosferin soyuması ilə yaranmışdır. İlkin fərziyyələrə görə yer atmosferi həddən artıq isti olmuşdur. Bu da atmosferin yaranmasının ilk mərhələsidir.

İkinci mərhələdə, yer səthinin qabığı bərkləşdi və atmosferin sıxlığı azalmağa başladı və vulkanlar püskürməyə başladı. Vulkanlar yer atmosferinə ikinci mərhələdə aşağıdakı qazları püskürtmüşdür.

– Vulkan kül mənşəli su buxarı (80%)

– Karbon dioksid (CO2) (10%)

– Azot qarışıqlı qazlar (10%)

Bu qazlar Yer kürəsinin ikinci atmosferini yaratdı.

Bir milyon il sonra isə, yerin daxilindən intensiv şəkildə atmosferə qalxan isti su buxarı, toplanaraq buludların formalaşmasına səbəb oldu. İntensiv şəkildə atmosferə qalxan su buxarı nəticəsində yaranan buludlar vasitəsilə min illərlə yağış yağdı və müasir dünya okeanı, gölləri və çayları əmələ gətirdi. Karbon dioksid (CO2) isə okeanlara qarışaraq dünya atmosferində təsirini azaltdı. Okeanlara qarışan karbon dioksid okeanların aşağı hissəsinə çökərək, əhəng daşı şəklində süxurlar yaratdı. Atmosferdə su buxarının artması ilə karbon dioksidin miqdarı müvafiq olaraq azalır və atmosfer tədricən azot qazı ilə zənginləşməyə başlayır lakin azot atmosferdə kimyəvi cəhətdən aktiv olmur.

Atmosferdə hal-hazırda aktiv ən çox yayılan qaz Oksigendir (O2). Güman edilir ki, günəş şüalarının su buxarına təsiri nəticəsində, su buxarı (H2O) hidrogen və oksigen atomlarına parçalandı. Parçalanma nəticəsində nisbətən yüngül olan hidrogen atomları atmosferin yuxarı təbəqələrinə qalxdığı halda, oksigen atomları yer atmosferində qaldı və müasir atmosferin əsas qaz təbəqəsi olan oksigen yaranmağa başladı.

Təxminən 2-3 milyard il əvvəl oksigendəki bu zəif inkişaf ibtidai bitkilərin inkişafı üçün kifayət idi. Bitkilərin inkişafı ilə atmosferdə oksigenin paylanması genişləndi. Oksigenin artmasına səbəb bitkilərdə gedən fotosintez prosesi idi. Günəş şüalarının bitkilərə təsiri nəticəsində bitkilər havadakı karbon dioksid qazını özündə birləşdirərək, oksigen qazı ifraz edirlər. Buna görə də, atmosferdə oksigenin miqdarı sürətlə artdı və hal-hazırki səviyyəyə təxminən bir neçə yüz il əvvəl gəlib çatmışdır.

Xəzər dənizində suyun temperaturu

 

Xəzər dənizinin şimaldan cənuba meridional istiqamətdə uzanması və onun müxtəlif iqlim qurşağında yerləşməsi, suyun temperatur rejiminin məkan və zamana görə dəyişkənliyinə səbəb olur. Xəzər dənizinin temperatur rejimi istilik balansı elementlərinin illik dəyişmələrinin təsiri nəticəsində formalaşır. Əsas istilik mənbəyi günəşdən daxil olan qısadalğalı radiasiyadır.

Şimali Xəzərdə mart – avqust aylarında dəniz istiliyi toplayır (akkumulyasiya), sentyabr – fevral aylarında isə sərf edir. Orta və Cənubi Xəzərdə istilik balansı Şimali Xəzərə nisbətən bir ay sonra işarəsini dəyişir.

Şimali Xəzərdə aprel ayından başlayaraq su kəskin istiləşməyə başlayır və sahil zonasında səthdə 12°C-ə, açıq dənizdə isə 6 -10°C-ə çatır. Bu zaman Orta Xəzərdə 9-10°C, Cənubi Xəzərdə isə 11-14°C temperatur hakimdir. Suyun ən çox qızması aprel-may aylarında baş verir. Mövsümün axırında Şimali Xəzərdə 17-18°C, Orta Xəzərdə 13 -14°C və Cənubi Xəzərdə 16 -18°C çatır. Iyun ayında temperaturun yüksəlməsi davam edir və ayın axırında maksimuma çatır. Bu vəziyyətdə suyun termik rejimi avqustun axırına qədər saxlanılır və dənizin səthi temperatur bircinsliyi ilə xarakterizə edilir. Suyun səth temperaturu Şimali və Orta Xəzərdə 24 – 24°C, Cənubi Xəzərdə isə 25 – 28°C – ə bərabər olur. Yay mövsümündə dənizin orta hissəsində mənfi temperatur anomaliyaları da müşahidə edilir. Xüsusilə, şərq sahillərində, sahildən uzaqlaşdıqda temperaturun artması baş verir. Qərb sahillərində də bu hadisə müşahidə edilir. Lakin nisbətən az ərazini əhatə edir. Dənizin soyuması sentyabr ayının əvvəllərindən başlayır. Oktyabr ayında Şimali Xəzərdə suyun temperaturu 10°C -17°C, Orta Xəzərdə 15 – 18°C və Cənubi Xəzərdə 19 – 21°C intervalında olur. Noyabr ayında dəniz səthində suyun temperaturu şimalda 3 – 10°C, cənubda isə 16 -18°C diapazonunda dəyişir. Azərbaycanda Lənkəran sahil sularında, eləcə də İran və Türkmənistan sahillərində dəniz səthində ən yüksək temperatur (26 °C – dən yuxarı) müşahidə olunur. Belə  yüksək temperaturun səbəbi dənizin bu hissəsinin cənub enliklərdə yerləşməsidir.

İstiliyin okean və atmosfer arasında daşınması

Əgər Yer səthi üzərində hər hansı bir məntəqədə gələn və gedən radiasiya balanslarına baxsaq, onlarda fərü olduğunu görərik. Bu, onu göstərir ki, radiasiyadan başqa da proseslər mövcuddur ki, bu da istiliyin aparılmasıdır. Bu hal okean və atmosfer üçün xüsusən xarakterikdir.

Atmosferdən keçib gələn radiasiyanın əksər hissəsi planetin səthi tərəfindən udulur. Yer səthi özünün uzundalğalı şüaları ilə atmosferi qızdırır. Nəticədəsə, okean-atmosfer, yaxud da Yer-atmosfer sərhədində istiliyin ötürülməsi olur ki, bu da atmosferdə konveksiyanın inkişafına səbəb olur. Istiliyin ötürülməsi öz-özlüyündə çox ləng gedir. Lakin bu, zəruridir. Sonra isə istilik havanın şaquli hərəkətində ötürülür ki, bunun da nəticəsində termik konveksiya, yaxud da turbulent konveksiya (hamar olmayan sətjlərdə hava axınının üfiqi hərəkəti) baş verə bilər. Bunun nəticəsində 2 mühitin sərhədində temperatur qradienti yaranır və buna görə də istiliyin ötürülməsi kifayət qədər tez baş verir.

Bundan başqa bir mühüm prose də vardır ki, bu da Günəş istiliyinin atmosferə verilməsidir. Bu, su səthindən buxarlanma və atmosferdə rütubətin kondensasiyasıdır. Okean səthindən buxarlanan 1 qr suya 2.47*10³ C istilik tələb olunur. Bu zaman su buxarı özündə gizli istilik saxlayır ki, atmosferdə kondesasiya zamanı istilikdən azad olur.

Okeanın istilik balansının öyrənilməsinə cəhd edilmişdir. Aydındır ki, yerindən və ilin mövsümündən asılı olaraq, bu qiymətlər dəyişə bilər. lakin əminliklə demək olar ki, daha çox istilik suyun buxarlanması zamanı aparılır, nəinki, konduktiv istilik ötürülməsində və atmosferdəki konvektiv proseslərdə. Bu deyilənlər o zaman doğru olur ki, əgər suyun orta temperaturu havanın orta temperaturundan çoxdursa və əsas amil də, əgər su səthindəki temperatur halında okean səthindəki su buxarının elastikliyi havadakı doymuş buxarın elastikliyindən azdırsa, bu halda suyun buxarlanması baş verir. Lakin bu ümumi qaydada bəzi məhduduiyyətləri qeyd etməliyik. Havanın temperature suyun səthindəki temperaturdan yüksək olduqda, atmosferdən okeana istilik verilir və okean səthində və onun üzərində su buxarının kondensasiyası baş verir və nəticədə duman əmələ gəlir. Bunun nəticəsi olaraq, su səthi nisbətən isti olur və buna müvafiq olaraq sıxlıq azalır. Bunun üzərindəki havasa soyuyur və nisbətən sıx olur. Nəticədə hər 2 mühitdə termik konveksiya artır, güclü küləklər olmadıqda istiliyin ötürülməsi nisbətən ləng gedir.

Istiliyin üfiqi ötürülməsi- adveksiya –şüalanma nəticəsində böyük enliklərdə istiliyin itirilməsinin, aşağı enliklərdəsə istiliyin alınmasının konpensasiyası üçün zəruridir. Illik radiasiya balansının defisiti və artığı təxminən 37° şm. və c. enliklərdə baş verir. əgər istiliyin adveksiyası olmasaydı ekvatorial zolaqda temperatur 10° C artardı və bu zaman qütb enliklərində temperatur 20° C -ə qədər azalardı. Bu isə Yer səthində buz və qar örtüyünün əhəmiyyətli dərəcədə artımına gətirib çıxarardı ki, bunun da nəticəsində orta və yüksək enliklədə albedo yüksələrdi. Qiymətləndirməyə görə, istiliyin 80%-i natmosferlə ötürülür və Yerin qütblərinə tərəf istiqamətlənir. Son araşdırmalar göstərilir ki, ekvatorla 70° şm.enliyi aralığında enerjinin ötürülməsində okeanın payı 40%-ə, 20° şm.enliyi aralığındasa 74%-ə qədərdir. Külək və okean axınları təkcə aşağı və yuxarı enliklər arasında istilik balansını tarazlaşdırmır. Onların özü də Yer səthində istiliyin qeyri-bərabər paylanmasından asılıdırlar. Bu qeyri-bərabərlik enerji mənbəyinə xidmət edir, onların hərəkətini dəstəkləyir.

 

Temperaturun üfüqi paylanması

 

Açıq okeanın səthində temperatur suyun donma (-1.9° C 35‰ –də) dərəcəsindən təxminən 30° -ə qədər dəyişir. Suyun mövsümi temperatur dəyişməsi özünün ən böyük qiymətini orta enliklərdə alır. Şimal yarımkürəsində cənub yarımkürəsinə nisbətən çox olur ki, buna səbəb şimal yarımkürəsinin orta enliyində qurunun çox olmasıdır. Ən yüksək temperatur dəyişməsi Sakit okeanın 10° -40° şm.enlikləri arasındadır. Maksimal temperatur zonası, yaxud da termik ekvator təxminən 5° şm.enliyində yerləşir. Buna səbəb isə quru və dənizlərin yerləşməsi, okean sirkulyasiyası və Antarktida buzlarının albedosunun yüksək olmasıdır. Istiliyi Yerin qütblərinə tərəf aparan okean axınları (məs: Holfstrim, Atlantik okeanının şm.qərb hissəsinə) burada müsbət temperatur anomaliyaları yaradır.

Yer səthi üzərində hava temperaturunun paylanması aşağıdakı əsas 4 amildən asılıdır:

  1. enliklərdən
  2. quru səthin hündürlüyündən
  3. səthin tipindən, xüsusən də, quru və dəniin yerləşməsindən
  4. külək və axınla istiliyin advektiv gətirilməsi.

Enlik artıqca temperatur aşağı düşür ki, buna da səbəb Yer səthinə düşən radiasiya bucağının artmasıdır. Bu zaman radiasiya dha sıx atmosfer qatından keçməklə daha geniş əraziyə səpələnir. Bu zaman daxil olan enerjinin əksər hissəsi bu səthlərdən əks olunur.