Hava kütlələri

MİLLİ AVİASİYA AKADEMİYASI

Eyni xüsusiyyətlərə malik olan və troposferdə ümumi sirkulyasiya axınlarında hərəkət edən böyük hava həcmlərinə hava kütlələri deyilir. Hava kütlələrinin üfüqi ölçüləri minlərlə km, şaquli ölçüləri isə bir neçə km-ə bərabər olur.

Hava kütlələri arasında keçid zonalarında temperaturun şaquli qradiyenti böyük olarsa, o cəbhə zonası adlanır.

Hava kütlələri yarandığı rayonlarda uzun müddət qalandan sonra həmin coğrafi rayonlar üçün xarakterik olan bütün xüsusiyyətləri mənimsəyirlər.

Hava kütlələri yerlərini dəyişərkən yer səthi ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində öz xüsusiyyətlərini dəyişirlər. Bu proses transformasiya adlanır.

Hava kütlələrinin termodinamik təsnifatı

Hava kütlələrinin termodinamik təsnifatının əsasını onların temperatur rejimləri və rütubət tutumları təşkil edir. Termodinamik təsnifata görə hava kütlələrinin aşağıdakı növləri fərqləndirilir:

1. İsti hava kütlələri – dayanıqlı və dayanıqsız;

2. Soyuq hava kütlələri – dayanıqlı və dayanıqsız.

3. Neytral (yerli) hava kütlələri .

Yayıldığı ərazilərin səthinin temperaturundan yüksək temperatura malik olan hava kütlələrinə isti hava kütlələri deyilir. Soyuq hava kütlələrinin əraziyə daxil olması ilə səthin temperaturu yüksəlir, hava kütləsinin özü isə tədricən soyumağa başlayır.

Yayıldığı ərazilərdə temperaturu səthin temperaturundan aşağı olan hava kütlələrinə soyuq hava kütlələri deyilir. Soyuq hava kütlələri əraziyə daxil olan zaman hava söyumağa başlayır, hava kütləsinin özü isə tədricən qızır.

Ümumiyyətlə, soyuq və isti hava kütlələri nisbi anlayışlardır.

Verilmiş ərazidə uzun müddət öz əlamətlərini saxlaya bilən hava kütlələti neytral hava kütlələri adlanır.

Dayanıqlı hava kütlələri

Şaquli temperatur qradiyenti rütubətli adiabatik qradiyentdən az olan hava kütləsi dayanıqlı hava kütləsi adlanır. Dayanıqlı hava külələrinin daxilində şaquli konvektiv hərəkətlərin inkişafı üçün şərait yoxdur. Belə hava kütlələrinə isti hava kütlələri aid edilir. Çünki, soyuq səthin üzərinə hərəkət edən isti hava tədricən soyuyur. Soyuma prosesi atmosferin 1,0-1,5 km-lik qatını əhatə edir və ən çox soyuma yer səthinə yaxın təbəqələrdə baş veir və temperaturun hündürlükdən asılı olaraq azalması normal qaydada davam edir. Nəticədə, şaquli temperatur qradiyenti azalır və hava kütlələrinin aşağı hissəsində izotermiya və ya inversiya qatları yaranır.

İsti dayanıqlı hava kütlələri

İsti dayanıqlı hava kütlələri materiklər üzərində bir qayda olaraq ilin soyuq dövründə müşahidə olunurlar. Materikə daxil olan bu hava kütləsi adətən, uzun müddət nisbətən isti okean səthi üzərində uzun yol qət edirlər.

İsti dayanıqlı hava kütləsi xüsusən siklonların isti sektoru üçün xarakterikdir.

Səciyyəvi hava şəraiti: tam laylı və ya laylı-topa buludluq, bəzən çiskin yağıntıların düşməsi və ya advektiv dumanların yaranması.

Soyuq dayanıqlı hava kütlələri

Soyuq dayanıqlı hava kütlələri materiklər üzərində əsasən ilin soyuq dövründə müşahidə olunur. Antisiklonların mərkəzi hissələri üçün səciyyəvidir.

Səciyyəvi hava şəraiti:

a) buludsuz şaxtalı, bəzən radiasiya dumanlarının müşahidə olunması (əsas tip);

b) tam laylı və ya laylı-topa buludluq, bəzən qarın yağması (əlavə tip).

Dayanıqsız hava kütlələri

Şaquli temperatur qradiyenti rütubətli adiabatik qradiyentdən böyük olan hava kütləsi dayanıqsız hava kütləsi adlanır. Bu zaman konveksiya üçün əlverişli şərait yaranır. Belə hava kütlələrinə adətən, soyuq hava kütlələri aid edilir. İsti səthin üzəri ilə hərəkət edən aoyuq havanın aşağı hissəsi qızır və şaquli temperatur qradiyenti artır, nəticədə, atmosferdə intensiv konvektiv hərəkətlər yaranır. Bu da öz növbəsində topa buludların yaranmasına səbəb olur.

Hava kütləsinin dayanıqsızlığı böyük olduqca o, daha yüksəyə qalxır.

İsti dayanıqsız hava kütlələri

İsti dayanıqsız hava kütləsi materiklər üzərində yayda, sahilyanı ərazilərdə isə qışda da müşahidə oluna bilir. İsti hava kütləsi siklonun isti sektoru və antisiklonun qərb periferiyasında dayanıqsız ola bilir.

Tipik hava şəraiti: topa, bəzən leysan yağışlı, adətən şimşəklə müşahidə olunan topa-yağış buludları, həmçinin, gecə saatlarında radiasiya dumanları (əsasən yağış yağdıqdan və buludluğun dağılmasından sonra).

Soyuq dayanıqsız hava kütlələri

Soyuq dayanıqsız hava kütlələri materiklər üzərində ilin isti dövründə müşahidə olunurlar.

Soyuq dayanıqsız hava kütlələri siklonların arxa hissəsində, soyuq cəbhənin arxasında müşahidə olunurlar.

Tipik hava şəraiti: Cu, Cb buludları, leysan yağıntılar, materiklər üzərində gündüzlər şimşək, gecə saatlarında radiasiya dumanları.

Hava kütlələrinin coğrafi təsnifatı

Yarandığı coğrafi rayonlara uyğun olaraq hava kütlələri coğrafi cəhətdən təsnifatlaşdırılır. Bu təsnifata uyğun olaraq hava kütlələri 4 tipə bölünür:

1. Arktik və ya antarktik hava kütlələri;

2. Mülayim hava kütlələri;

3. Tropik hava kütlələri;

4. Ekvatorial hava kütlələri.

Yarandığı səhin xarakterindən (quru və su) asılı olaraq bu hava kütlələri kontinental və dəniz tipli olmaqla iki yerə ayrılırlar.

Arktik kontinental hava kütlələri – Arktika buzlaqları üzərində yaranırlar. Yarandığı ərazidə dayanıqlı, az rütubət ehtiyatına malik olurlar. Qışda bu hava kütlələri dayanıqlı, az buludlu olurlar. Yayda isə kontinentlərə daxil olaraq dayanıqsız hala gəlirlər, lakin burada havanın çox quru olması hava şəraitinin buludsuz və dayanıqlı olmasına səbəb olur.

Arktik dəniz hava kütlələri – Qrenlandiya və şpitsbergen adaları üzərində formalaşırlar. Yayıldığı rayonlarda dayanıqlı, quru olurlar. Bu hava kütlələri Norveç dənizi üzərindən keçərkən onların aşağı qatları rütubətlənir və isinir. Kontinentə daxil olarkən onlar artıq dayanıqsız hala keçirlər. Bu zaman konvektiv buludlar yaranmaqla, leysan yağıntılar və bəzən də şimşəklər müşahidə olunur.

Mülayim enliklərin dəniz havası – bu hava kütlələri mülayim enliklərin su hövzələri üzərində yaranırlar. Yarandığı yerdə çox rütubətli və dayanıqsız olur. Onlar isti dövrdə kontinentlərə daxil olaraq qızırlar və bu zaman dayanıqsızlıq halı inkişaf edir. Nəticədə, Cu cong və Cb buludları inkişaf edir, leysan yağıntılar və şimşək müşahidə edilir.

Bu hava kütlələri ilin soyuq dövründə yalnız sahil zonalarında dayanıqsızlıq halını saxlaya bilirlər. Kontinentlərə daxil olarkən onlar yerə yaxın təbəqələrdə soyumaqla dayanıqlı vəziyyətə gəlirlər. Bu zamana quru ərazilərdə havanın temperaturu yüksəlir, St və Sc buludları, advektiv dumanlar yaranır.

Mülayim en dairələrinin kontinental hava kütlələri – Avropa və Asiyanın mülayim en dairələrində yaranır. Yayda dayanıqsız olduqlarından onlarda topa-yağış buludları inkişaf edir, leysan və şimşək müşahidə olunur.

Tropik enliklərin dəniz hava kütlələri – Mərkəzi Atlantikanın şərq hissələrində (Azor maksimumu), Aralıq dənizi üzərində yaranırlar. Qışda kontinentlərə yayıldıqdan sonra onlar dayanıqlı hala keçirlər. Bu hava kütlələrində əsasən, advektiv dumanlar və laylı buludlar yaranır.

Tropik kontinental hava kütlələri – Ərəbistan yarımadası və Mərkəzi Asiya rayonlarında yaranır. Qışda və ilin keçid dövrlərində bu hava ketlələri dayanıqlı, yayda isə dayanıqsız olur. Bu hava kütlələri əraziyə daxil olduqda havanın temperaturuun xeyli yüksəlməsinə səbəb olurlar.

Ekvatorial hava – Ekvatorial en dairələrində tropik hava kütlələri tərkibində yaranır və nəticədə çox rütubətli və dayanıqsız olurlar. Bu hava kütlələri il boyu intensiv yağıntılarla xarakterizə olunurlar.

Hava kütlələrinin transformasiyası

Qeyd edildiyi kimi hava kütlələrinin transformasiyası dedikdə hava kütləsinin səth örtüyünün təsiri altında öz əsas xüsusiyyətlərini dəyişməsi başa düşülür. Bu xüsusiyyətlərə havanın temperaturu, rütubətlik, kondensasiya şəraiti, hava kütləsinin dayanıqlığı və s. aiddir.

Hava kütlələrinin transformasiyasının empirik öyrənilmə üsulları əсасən aşağıdakılardır:

Trayektoriya metodu;Sяrbяst aerostatların tarazlığı metodu;Çoxsaylı zondlama metodu.

Trayektoriya metodu. Barik topoqrafiya xəritələrinin köməyilə hissəciklərin hər bir səviyyədə trayektoriyası təyin edilir. Radiozond məlumatlarına əsasən yerdəyişmə prosesində hava hissəciklərinin xüsusiyyətlərinin dəyişməsi, eynilə hava kütləsinin transformasiyasının istiqaməti təyin edilir.

Sərbəst aerostatların tarazlığı metodu. Sərbəst aerostatlarda uçuş zamanı ballast (artıq yük) yükünün tullanması və ya örtükdən müəyyən qədər qazın buraxılması ilə imkan daxilində daimi uçuş səviyyəsi saxlanılır.

Güman edilir ki, aerostatın üfüqi yerdəyişmə sürəti uçuş səviyyəsində hava axınının sürəti ilə üst-üstə düşür; eynilə aerostatda müşahidə fiksə edilmiş hava hissəciyinin xüsusiyyələrinin dəyişməsini xarakterizə edir.

Çoxsaylı zondlama metodu. Hər səviyyədə meteoroloji kəmiyyətlərin lokal dəyişmələrini daha dəqiq müəyyən etmək məqsədilə seçilmiş məntəqələrdə çoxsaylı zondlamalar aparılır. Əgər sinoptik şəraitdən hava hissəciklərinin üfüqi köçürülməsi baş vermədiyi məlum olursa, ardıcıl zondlama məlumatlarını müqayisə etməklə transformasiya sürütini müəyyən etmək olar.

Əhəmiyyətli adveksiya olduqda, onun meteoroloji elementlərin lokal dəyişmələrinə tısirini aşağıdakı bərabərlik vasitəsilə müəyyən etmək mümkündür:

burada, temperaturun transformasiya dəyişməsi;

- temperaturun lokal dəyişməsi;

temperaturun advektiv dəyişməsi.

,t

T

t

T

t

T

advtransf

transt

T

t

T

advt

T

Hava kütlələrinin transformasiyasının nəzəri hesablamaları istilik, su buxarı axınının və şüa enerjisinin köçürülməsinin bərabərliklərinin tətbiqinə əsaslanır.

İstilik axınının bərabərliyinə müvafiq olaraq aşağıdakı düstur vasitəsilə havanın temperaturunun lokal dəyişməsini qiymətləndirmək olar:

Sağ tərəfdən birinci toplanan adveksiyanın təsiri ilə temperaturun lokal dəyişmələrini xarakterizə edir. Temperaturun advektiv dəyişmələri həmişə transformasiyanı tam xarakterizə edə bilmir.

İkinci toplanan şaquli hərəkətlərin təsiri ilə temperaturun lokal dəyşmələrini ifadə edir:

Üçüncü toplanan istiliyin turbulent köçürülməsi, radisasiya istilik mübadiləsi və atmosferdə suyun faza dəyişmələrinin temperaturun lokal dəyişmələrinə və hava kütlələrinin transformasiyasına təsrini qiymətləndirməyə imkan verir.

ρc

εw

pg

γγRT

y

Tv

x

Tu

t

T

p

a

wγ-γt

Ta

w

İstilik axınının hər bir toplananının hesablanması çox çətindir.

İstilik axını tənliyinə analoji olaraq su buxarı axınını hesablamaq mümkündür.

burada, q – xüsusi rütubətlik, m – kondensasiya və ya buxarlanmada iştirak edən və vahid kütləyə düşən suyun miqdarıdır.

Verilmiş bərabərlikdə birinci toplanan – xüsusi rütubətliyin advektiv dəyişmələrini, ikinci toplanan şaquli hərəkətlərlə bağlı olan, üçüncü isə şaquli müstəvidə turbulent mübadilənin təsiri ilə baş verən dəyişmələrini, dördüncü toplanan isə kondensasiya və ya buxarlanma ilə şərtlənən dəyişmələri ifadə edir.

,~t

m

z

qk

zw

z

q

pg

RT

y

qv

x

qu

t

q

Transformasiya prosesi zamanı temperatur və rütubətliyin dəyişməsi ilə bərabər hava kütləsinin dayanıqlığının da dəyişməsi baş verir. Hava kütləsinin dayanıqlığının dəyişməsinə səbəb olan əsas amillər aşağıdakılardır:

1. Hava kütləsinin yerüstü səthdən soyuması onun dayanıqlığının, qızması isə dayanıqsızlığının artmasına səbəb olur.

2. Hava kütləsinin rütubətlənməsi kondensasiya səviyyəsinin aşağı düşməsi ilə əlaqədar olaraq onun dayanıqsızlığını artırır.

3. Müxtəlif hündürlüklərdə temperaturun qeyri-bərabər adveksiyası dayanıqlığın artmasına səbəb olur. Yuxarı qalxdıqca istilik adveksiyasının azalması və ya soyuq adveksiya artması hava kütləsinin dayanıqsızlığının artmasına səbəb olur.

4. a olduqda, havanın qalxan hərəkəti hündürlüklərdə temperaturun düşməsinə səbəb olmaqla, hava kütləsinin dayanıqsızlığını artırır. Enən hərəkətlərdə a olduqda, bəzən temperaturun inversiya qatının yaranması hava kütləsinin dayanıqlığının artması ilə əlaqədardır.

5. Hava kütləsinin yuxarı hissəsinin, həmçinin, buludların yuxarı sərhəddinin radiasiyа soyuması havа kütləsinin dayanıqsızlığının artmasına şərait yaradır.

Oroqrafiyanın hava kütlələrinə təsiri

Dağların təsiri ilə formalaşan əlavə şaquli sürət toplananını aşağıdakı düsturla təyin etmək olar:

burada, h – dağın hündürlüyüdür.

Dağın küləkdöyən yamacında h 0, əks yamacda isə h 0 olur. Buna görə də dağların küləkdöyən tərəfində buludluğun inkişafı və yağıntının (oroqrafik yağıntılar) düşməsi üçün əlverişli şərait yaranır, dağın əks tərəfində isə buludluq dağılır.

h hündürlükdən asılı olaraq dəyişir: dağın ətəyində h = 0 olmaqla, artır və hm səviyyəsində maksimum qiymət alaraq azalmağa başlayır, dağın zirvəsində yenidən sıfıra bərabər olur (belə ki, dağın külək döyməyən yamacına keçdikdə hm işarəsini dəyişir). Nəticədə hmh səviyyəsində h kəmiyyəti maksimal qiymətə malik olur.

y

hv

x

huωh

Dağlıq ərazilərdə həmçinin hündürlükdən asılı olaraq sürətin u və v toplananları və ya V sürətinin dağa çəkilmiş normalının dəyişmələri müşahidə olunur.

Hava kütlələri düzənlikdən z=const səviyyəsi boyunca dağın yamacına doğru hərəkət etdikdə, yamac yaxınlığında V kəmiyyətinin qiyməti düzənliyə nisbətən azalacaq. Dağın zirvəsii üzərində cərəyan xətlərinin yaxınlaşması baş verir və küləyin sürəti yamacdakı sürətlя müqayisədə çox böyük qiymətlər ala bilir. Bu həmçinin aşırımlara, dərələrə də aid edilir və bu ərazilərdə küləyin müəyyən istiqamətlərində sürət qasırğa həddinə çata bilir.

Dağlıq ərazidə h komponentinin yaranması geostrafik asılılığın dəyişməsinə səbəb olur və aşağıdakı şəkli almış olur:

Burada, Ph – dağın zirvəsində təzyiq; P - dağın ətəyində təzyiq (P ≈ 1000 hPa).

,yH1

PPu

h

xH1

PP

h

v

Şəkil 1. Dağ yamacları boyunca oroqrafiyanın hava axınlarına təsiri

V

X

0

u= 0

= 0

u 0 = 0

u 0

0

u = 0

= 0

u = 0

Şəkil 1-də və u (u - hava axınının dağlarla qarşılaşdıqda sürətin üfüqi toplananının sapmasıdır) sürət toplananlarının oroqrafiyadan asılı olaraq dəyişmə sxemi tяsvir olunmuşdur. Bu halda aşağıdakı əlaqə düsturundan istifadя edilir:

burada, k vя k' əmsalları V axınının orta sürətindən, atmosferin dayanıqlığından (yəni kəmiyyətindən) və baxılan nöqtənin yer səthinə nisbətən hündürlüyündən asılıdırlar.

Dağların hava axınlarına təsiri üfüqi istiqamətdə dağdan yüz, şaquli istiqamətdə isə bir neçə kilometr hündürlükdə müşahidə olunur.

xhkωω h

2

2

x

hk'u'

Azərbaycan ərazisinə daxil olan hava kütlələri və onlarda hava şəraiti

Ə.A. Mədətzadənin tədqiqatlarına əsasən Azərbaycan Respublikası ərazisində hava proseslərinin yaranmasında və formalaşmasında aşağıdakı hava kütlələrinin çox mühüm rolu vardır:

1) Kontinental arktik hava kütlələrinin daxil olması;

2) Dəniz arktik hava kütlələrinin daxil olması;

3) Azor maksimumunun daxil olması;

4) Tropik kontinental hava kütlələrinin daxil olması;

5) Cənub siklonlarının daxil olması;

6) Mülayim en dairələrinin kontinental hava kütlələrinin daxil olması;

7) Orta Asiya antisiklonlarının daxil olması;

8) Yerli hava proseslərinin təsiri.

Kontinental arktik hava kütlələri əsasən ilin soyuq yarısında şimal-qərbi Sibir, Karа, Barens dənizi rayonlarından Xəzər dənizi və Azərbaycan ərazisinə müdaxilə edir və hava şəraitinin pisləşməsinə səbəb olurlar.

Sinoptik şərait Avropanın şimal-şərq hissəsi, şimal-qərbi Sibir və Barens dənizləri üzərində antisiklonun formalaşması ilə səciyyələnir.

Kontinental arktik hava kütlələri Abşerona daxil olarkən hava şəraiti kəskin dəyişir. Havanın temperaturu bütün yüksəkliklərdə normadan aşağı düşür. Aşağı təbəqələrdə faktiki temperaturla norma arasındakı fərq 4-6°C, yuxarı təbəqələrdə isə 2-3°C arasında dəyişir.

Skandinaviya antisiklonunun fəaliyyətinin nəticəsi olan dəniz arktik hava kütlələri Xəzər dənizi və Qafqazda bütün il boyu müşahidə edilir. İlin isti aylarında bu növ hava kütlələri Azərbaycan ərazisinə öz xüsusiyyətlərini dəyişərək daxil olurlar. Dəniz arktik hava kütlələri Mərkəzi Avropanı keçərək Qara dəniz, Kiçik Asiya yarımadası və aralıq dənizinin şərq hissəsinə yayılır. Havanın temperaturnun kəskin düşməsi, yağıntıların (qışda qar şəklində) yağması müşahidə olunur. Sahilyanı və düzənlik ərazilərdə isə güclü küləklərin əsməsinə şərait yaranır.

Mülayim enliklərin dəniz hava kütlələrinin Azərbaycan ərazisinə daxil olması Azor maksimumunun fəaliyyəti ilə əlaqədardır. Azor maksimumunun təsiri ilin isti aylarında özünü daha çox biruzə verir.

Azor maksimumunun təsiri zamanı hava şəraiti çox dəyişkən olur. Bu zaman Abşeronda şimal-şərq küləklərinin sürəti 10-15 m/san, cənubda dərin siklon fəaliyyəti mövcud olan hallarda isə küləyin sürəti 15-20 m/san, bəzən 25-28 m/san-dək yüksəlir.

Tropik hava kütlələrinin Xəzər dənizi rayonuna daxil olması keçmiş SSRİ-nin Avropa rayonlarında siklon fəaliyyətinin güclənməsi və İran, İraq, Kiçik Asiya üzərində Antisiklonun bərqərar olması ilə əlaqədardır.

Tropik hava kütlələri ilin soyuq dövründə temperaturun yüksəlməsinə, yayda isə isti və quru hava şəraitinin yaranmasına səbəb olurlar.

Cənub siklonlarınn müdaxiləsi Azərbaycan ərazisində soyuq havanın adveksiyasına səbəb olur. Bu zaman siklonun çökəkliyi cənubi Avropa üzərinə yönəlir və oradan da Aralıq dənizinin şərqinə istiqamətlənir. Cənub siklonları Azərbaycana, o cümlədən, Abşerona daxil olarkən Şimali Qafqazdan keçib gələn soyuq hava kütlələrinin müdaviləsi güclənir. İlin isti aylarında cənub siklonlarının Azərbaycan ərazisinə daxil olması ilə leysan xarakterli yağıntıların düşməsi müşahidə olunur.

Mülayim en dairələrinin kontinental havasının Azərbaycan ərazisinə müdaxiləsi iki əsas istiqamətdə baş verir:

1)Hava kütlələrinin Azərbaycana Qərbi Sibir və Qazaxıstan istiqamətində müdaxiləsi;

2)Hava kütlələrinin Azərbaycana Rusiyanın Avropa hissəsinin cənub və mərkəzi hissəsindən daxil olması

Bu tip hava kütlələrinin müdaxiləsi zamanı Azərbaycan ərazisində havanın temperaturun düşməsi, yağıntıların miqdarının artmasına səbəb olur.

Orta asiyadan Azərbaycan ərazisinə daxil olan hava kütlələri orada formalaşan antisiklonlarla əlaqədardır.

Bu tip hava kütlələrinin Cənubi və orta Xəzərə müdaxilələri zamanı əsasən, cənub-şərq və cənub küləkləri üstünlük təşkil edir. Küləyin sürəti bəzən 16-19 m/san-dək güclənir. İlin isti aylarında havanın temperaturu bir qədər də artır, soyuq aylarda isə əksinə azalır.

Az qradiyentli təzyiq sahəsi zamanı Azərbaycan və Xəzər dənizi üzərində yerli atmosfer prosesləri nəticəsində yerli hava dövranı formalaşır. Yerli hava dövranı ilə bağlı proseslər zamanı küləyin istiqaməti dəyişkən, gücü isə zəif və mülayim olur.