Жел алабын талдау ерекшеліктері және жел алабының сипаттамалары. Қысым және жел алқаптарының геострофикалық және градиенттік байланыс модельдері. Геострофикалық желдің шын желмен байланысы.

Дәрістің мақсаты: жел алабын талдау ерекшеліктерін оқу.

Жел алабы дегеніміз желдің бағытымен және жылдамдығымен сипатталатын векторлық алқап. Жел алабының маңызды ерекшеліктері болып жылдамдықтың модулі мен векторының вертикальды градиенттері, ток сызықтары табылады.

Ағыс сызықтары дегеніміз белгілі бір сызықтың әр бір нүктесінде жылдамдық векторы оған жанама орналасқан сызық. Ағыс сызықтары осы уақытта болып жатқан жылдамдық алабын көрсетеді. Ағыс сызықтары ауа бөлшектерінің қозғалысының траекториясы болып әрқашанда табылмайды. Траектория ағыс сызықтарымен тек қысым алабы уақыт бойынша өзгермеген жағдайда ғана сәйкес келеді.

Жылдамдық векторының дивергенциясы div V скалярлы шама. Дивергенциямен кеңістіктің берілген нүктесінде массаның көбеюі немесе азаюы байланысты, жылдамдықпен келесі теңдеумен байланысты:

,

Горизонтальды қозғалыс үшін теңдеу келесі түрде жазылады:

.

Жылдамдық құйынның таңбасын геопотенциалдың (қысымның) лапласианының таңбасымен бағалауға болады. Циклонның орталығында және жыралардың осьтарында жылдамдық құйыны оң таңбалы. Антициклонның орталығы мен жоталардың осьтарында жылдамдық құйыны теріс таңбалы болады.

.

Атмосферадағы құйынды қозғалыстармен жылдамдық айналымы деген ұғым байланысты. Жылдамдық айналымы, ағыс сызықтарының қисықтығы немесе қозғалысқа перпендикулярлы бағытта жылдамдықтың өзгеруі болғанда байқалады.

Қысым алабы мен жел алабының арасындағы әртүрлі байланыс модельдері бар.

Ең көп қолданатыны геострофикалық моделі. Мұндай байланыс моделін, егерде ауаның қозғалысы үдеусіз, үйкеліс және ортадан тебу күштерінің қозғалысқа әсер етпейді деп алған жағдайда, қарастыруға болады. Мұндай үйкеліс күшісіз түзу сызықты және бір қашықтықтағы изобарлардағы ауаның орнатылған көлденең қозғалысы геострофикалық жел деп аталады. Геострофикалық жел изобар (изогипс) бойымен, қысымның төменгі мәндері оның сол жағында қалатындай етіп бағытталған. Бұл ереже желдің қысым заңы деп аталады. Жер карталары бойынша геострофикалық желдің жылдамдығы келесі формулалармен есептелінеді:

; ; .

Кейбір жағдайларда изобардың (изогипстің) қисықтығын ескеретін есептеулер жүргізген тиімді. Бұл жағдайда градиентті моделді қолданады. Бұл модельде изогипспен (изобармен) сәйкес келетін үйкеліссіз тұрақты жылдамдықпен қисықсызықты траектория бойынша қозғалатын ауаның бөлшектеріне қысым градиенті мен Кориолис күштерінен басқа, ортадан тебу күші әсер етеді. Үйкеліс болмаған жағдайда мұндай орнатылған көлденең қозғалыс градиентті жел деп аталады.

Кәдімгі желдің геострофикалық және градиентік желдерден айырмашылығы болады, әсіресе шекаралық қабатта. Кәдімгі желдің жылдамдығы келесі формуламен есептелуі мүмкін: , k – салмақтық коэффициент, құрлық үстінде шамамен 0,55, теңіз беттерінде – 0,70 тең.

Дайындалуға арналған сұрақтар:

1. Градиентті жел дегеніміз не? Қысым және жел алқаптарының градиентті байланыс моделі қашан қолданылады?

2. Қысым және жел алқаптарының геострофикалық байланыс моделінің маңызы неде? Геострофикалық жел қалай анықталады? Геострофикалық желдің изогипстер бағытынан ауытқуы қандай жағдайларда мүмкін?

3. Ток сызықтарының бөлшек траекториясынан айырмашылығы неде? Қандай жағдайларда бөлшектердің траекториясы ток сызықтары болып табылады?

4. Жел векторының дивергенциясы дегеніміз не? Оң және теріс дивергенция жағдайларындағы схеманы салыңыз.

Ұсынылған әдебиет:

1. Зверев А.С. Синоптическая метеорология. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977. – 711 с.

2. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – 616 с.

3. Коженкова З.П. Курс лекций по синоптической метеорологии. – А-Ата, 1967. – 551 с.

Лекция 12.

Жылулық жүйелері. Температура алабының басқа метеорологиялық шамалар алабымен байланысы. Ауа температурасының еркін атмосферада және жер бетінде уақыт бойынша өзгеруі. Температураның жергілікті өзгеруінің факторлары.

Дәрістің мақсаты: жер беті мен еркін атмосферада температура алабының ерекшеліктерін оқу.

Температура алабы, қысым алабына қарағанда, күрделі болады. Бұл жер бедерінің әсеріне, ауаның төселме бетпен жылу алмасуының жергілікті ерекшеліктеріне, бұлттылықтың әсеріне және т.б. факторларға байланысты.

Жер бетіндегі температура алабы, негізінен, күн радиациясының келу әсерінен және төселме беттің біркелкі емес жылулық әсерінен қалыптасады. Жер бедерінің біркелкі болмауынан, ауа температурасының төмендеуі де біркелкі болмайды.

Еркін атмосферада, жерге қарағанда, температура алабы тегістеу келеді. Сондықтанда абсолюттік топография карталарындағы температура ауа массаларының қасиеттерін жақсы сипаттайды, жылудың және суықтың ошақтарын бөлуге болады.

Температура алабы изотермалардың көмегімен, ал оның уақыт бойынша өзгеруі изаллотермалардың көмегімен сипатталады.

Маңызды сипаттамасы болып температураның вертикальды градиенті табылады.

Температураның таралуы қысымның, желдің және вертикальды қозғалыстардың таралуымен тығыз байланысты.

Температура және қысым (геопотенциал) алқаптарының арасындағы байланыс моделін келесі формуламен көрсетуге болады: