Atmosfer təzyiqi və havanın sıxlığı MİLLİ AVİASİYA AKADEMİYASI Atmosfer təzyiqi və havanın sıxlığı Mühazirəçi: A.X. Hacıyev

ATMOSFER TƏZYİQİ HAQDA ÜMUMİ MƏLUMAT Bütün atmosfer boyu yayılan hava sutununun vahid üfüqi səth sahəsinə düşən ağırlığına atmosfer təzyiqi (P) deyilir. Təzyiq barometr cihazı vasitəsilə təyin olunur. Atmosfer təzyiqinin ölçü vahidi olaraq paskal və ya millimetr civə sütunundan istifadə olunur. Sİ sistemində (Beynəlxalq Vahidlər sistemi) təzyiqin ölçü vahidi paskaldır (Pa).

TƏZYİQİN ÖLÇÜ VAHİDLƏRİNİN ÇEVRİLMƏSİ Təzyiqi hPa-dan mm c.s. çevirmək üçün hektopaskalı ¾-ə (0,75) vurmaq lazımdır. Təzyiqi mm c.s. –dan hPa çevirmək üçün mm c.s. –nu 4/3-əvurmaq (1,333) lazımdır.

TƏZYİQİ ÇEVİRMƏ CƏDVƏLİ Təcrübədə təzyiqin bir vahiddən digərinə çevrilməsində xüsusi cədvəllərdən istifadə olunur

ATMOSFER TƏZYİQİNİN VARİASİYASI Atmosfer təzyiqi məkan və zamana görə dəyişir. Təzyiqin əhəmiyyətli variasiyası onun şaquli paylanmasında müşahidə olunur. Təzyiq yer səhində müxtəlif sinoptik şəraitlərdə və coğrafi regionlarda da böyük dəyişkənliyə malik ola bilir. Məsələn, tropik siklonun mərkəzində təzyiq 877.0 hPa ola bildiyi halda, sibir antisiklonunun mərkəzində 1083.0 hPa ola bilər. Adətən yer səthində bircins hava kütləsində təzyiq cüzi dəyişir. Lakin müəyyən sinoptik şəraitlərdə - atmosfer cəbhəsi yaxınlaşdıqda və dərin siklonlarda bir saat ərzində variasiya bir neçə hPa təşkil edə bilər.

BARİK TENDENSİYA Meteorologiyada təzyiqin (son üç saat ərzində) dəyişməsi barik tendensiya (±ppa) ilə xarakterizə olunur. burada: + - artma – - azalma pp – son 3 saat ərzində tendensiyanın qiyməti,1/10 hissəsi göstərilmək şərti ilə hPa-la; а – baroqraf lentində təzyiqin dəyişmə xarakteri.

HAVA XƏRİTƏLƏRİNDƏ TƏZYİQİN QEYD OLUNMASI Hava xəritələrində meteoroloji məntəqənin dairəsinin yanında dəniz səviyyəsinə gətirilmiş atmosfer təzyiqi (РРР) və barik tendensiya (±рра) 1/10 hissəsi göstərilməklə hPa-la aşağıdakı qaydada qeyd olunur: PPP ±ppa

Atmosfer təzyiqinin oxunması zamanı aşağıdakı qaydalara riayət olunmalıdır: əgər təzyiqin verilmiş qiyməti 500-dən azdırsa (çoxdursa), xəyali olaraq onun əvvəlinə 10 (9) artırılır və son rəqəm vergül ilə ayrılır; əgər təzyiqin verilmiş qiyməti 500-ə bərabər olarsa onun əvvəlinə xəyali olaraq təzyiq sahəsindən asılı olaraq 9 və ya 10 əlavə edilir və sonuncu rəqəm vergül işarəsi ilə ayrılır.

Hava xəritəsində atmosfer təzyiqinin oxunmasına nümunə: 931 00 134 +21 Dəniz səviyyəsinə gətirilmiş atmosfer təzyiqi: 1013,4 hPa; Barik tendensiya: son üç saat ərzində təzyiq 2,1 hPa artmışdır. Dəniz səviyyəsinə gətirilmiş atmosfer təzyiqi: 993,1 hPa; Barik tendensiya: son üç saat ərzində təzyiq dəyişməmişdir.

HÜNDÜRLÜKDƏN ASILI OLARAQ ATMOSFER TƏZYİQİNİN DƏYİŞMƏSİ Hündürlüyə qalxdıqca atmosfer təzyiqi azalır, belə ki daha yuxarıda yerləşən hava sütununun kütləsi azalır. Hündürlüyə qalxdıqca təzyiqin dəyişməsinin qanunauyğunluğunu müəyyən etmək üçün şaquli olaraq yuxarı istiqamətlənmiş H oxlu koordinat sistemi götürək. Təsəvvür edək ki, XY səthində hacvanın təzyiqi P-yə bərabərdir. Hündürlüyü dH və en kəsiyininsahəsi 1 sm²-ə bərabər elementar həcm ayıraq (şəkil 1). Hava həcminin yuxarı hissəsində təzyiq P – dP olacaqdır. Təzyiqin dP dəyişməsi baxılan həcmdə olan havanın çəkisinə bərabər olacaqdır (ρdH – kütlə, ρgdH- çəki). dP = - ρgdH burada: ρ – havanın sıxlığı; g – ağırlıq qüvvəsinin sərbəstdüşmə əmsalı.

H Y Şəkil 1. təzyiqin hündürlükdən asılı olaraq dəyişməsi.

BARİK PİLLƏ Təzyiqin hündürlükdən asılı olaraq dəyişməsini qiymətləndirmək, həmçinin təzyiin dəyişməsinə əsasən hündürlüyün dəyişməsinin təqribi qiymətini əldə etmək məqsədilə barik pillə anlayışından istifadə olunur. Barik pillə - təzyiqin 1 vahid (1 hPa və ya 1 mm c.s.) dəyişməsi üçün lazım olan hündürlüyə deyilir. Barik pillənin qiymətindən aviasiyada düzən və təpəlik ərazilərdə təhlükəsiz uçuş hündürlüyünün hesablanmasında istifadə olunur. Barik pillə vasitəsilə təzyiqi aşağıdakı düsturdan istifadə etməklə dəniz səviyysinə gətirmək olar : Pприв=Pаэр+Hаэр/h burada: Рdəniz – aerodromda dəniz səviyyəsinə gətirilmiş təzyiq (mm c.s. və ya hPa); Paer. – aerodromdatəzyiq (mm c.s. və ya hPa); Haer. – aerodromun dəniz səvyyəsindən hündürlüyü; h – barik pillə. Yer səthində standart təzyiqdə Ро = 1013,2 hPa (760 mm c.s.) h= 11 m/mm c.s. Və ya h = 8 m/hPa

Geopotensial haqda anlayış Təzyiqin atmosferdə paylanmasını bütün nöqtərədə eyni təzyiqə malik saysız səthlər şəklində təsvir etmək olar. Belə səthlər izobarik (izo – bərabər, baros – ağırlıq, təzyiq) səthlər adlanırlar. Onlar bir birinin üzərində olmaqla dəniz səviyyəsinə paralel olaraq yerləşirlər. Bu isə öz növbəsində havanın temperaturu və təzyiqin üfüqi istiqamətdə qeyri-bərabər paylanması və fərqli barik pillə ilə izah olunur. İzobarik səthlərin hündürlüyü həmçinin dəniz səviyyəsindən geopotensial vahidlərlə hesablanır. Vahid hava kütləsinin dəniz səviyyəsindən verilmiş hündürlüyə qədər qalxması üçün görülən işə geopotensial deyilir.vahid kütləyə səir edə P ağırlıq qüvvəsi Р=g • 1 = g, Vahid kütlənin H hündürlüyə qalxmasına sərf olunan iş Ф isə aşağıdakına bərabərdir: Ф=gH. Görülən işi ağırlıq qüvvəsi potensialı və ya geopotensial adlandırırlar. Geopotensialın ölçü vahidi geopotensial metr (gpm) hesab edilir ki, o, 1 t kütlənin 1 m yuxarı qalxması üçün sərbəstdüşmə təcili g=9,8 m/s2 olduqda görülən işə bərabərdir.

İzobarik səth 0 km = 1000 hPa 1,5 km =850 hPa 3,0 km = 700 hPa

BARİK SAHƏNİN ƏSAS FORMALARI Yer səthi boyunca dəniz səviyyəsi üzrə təzyiqin paylanması hava xəritələrində aydın təsvir olunur. Bu xəritələrə meteoroloji stansiyalarda ölçülmüş və dəniz səviyyəinə gətirilmiş təzyiq lər qeyd olunur. Hava xəritələrində eyni təzyiqə malik nöqtələr əyri xətlə birləşdirilir və bu xətlər izobarlar adlanırlar. Hava xəritələrində izobarlar adətən 5 hPa-dan bir keçirilir (995,1000, 1005 və s.). Hava xəritələrində izobarlar vasitəsilə təsvir olunmuş təzyiq sahələri barik sahə və ya barik relyef adlanır. Barik sahənin formaları barik sistem adlanırlar. Siklon, antisiklon, təzyiq çökəkliyi, təzyiq yalı və təzyiq yəhəri barik sahənin (barik sistemin) əsas formalarıdır (şəkil 2).

Şəkil 2. Barik relyefin formaları

Barik sistemlər Siklon – mərkəzində minimal təzyiqə malik olan, hava xəritələrində qapalı izobarlarla təsvir olunan alçaq təzyiq sahəsidir. Ukraynanın və MDB ölkələrinin hava xəritələrində “Н” (alçaq təzyiq) hərfi ilə, beynəlxalq xəritələrdə isə - “L ” (low pressure) hərfi ilə qeyd olunur. Siklonda təzyiq kənarlarından mərkəzə doğru azalır. Antisiklon - mərkəzində maksimal təzyiqə malik olan, hava xəritələrində qapalı izobarlarla təsvir olunan yüksək təzyiq sahəsidir. Ukraynanın və MDB ölkələrinin hava xəritələrində “В ” (yüksək təzyiq) hərfi ilə, beynəlxalq xəritələrdə isə - “Н” (high pressure) hərfi ilə qeyd olunur. Antisiklonda təzyiq mərkəzdən kənarlarına doğru azalır. Təzyiq çökəkliyi – siklonun mərkəzindən kənarına doğru uzanmış və ya iki antisiklon arasında çökəklik şəkilli alçaq təzyiq sahəsinə deyilir. Təzyiq çökəkliyində alçaq təzyiq nöqtələrini birləşdirən xəttə təzyiq çökəkliyiynin oxu deyilir. Гребень — antisiklonun periferiyasında və ya iki siklon arasında dartılmış yüksək təzyiq sahəsinə deyilir. Təzyiq yalında yüksək təzyiq nöqtələrini birləşdirən xəttə təzyiq yalının oxu deyilir. Təzyiq yəhəri – iki siklon və iki antisiklon arasında xaçvari yerləşmiş aralıq barik sistemə deyilir. Siklon və təzyiq çuxurunda bir qayda olaraq mürəkkəb hava şəraiti, antisiklon və təzyiq yalında əlverişli hava şəraiti, təzyiq yəhərində isə dəyişkən hava şəraiti müşahidə olunur.

Uçuşların meteoroloji təminatında istifadə olunan təzyiq haqda məlumat Uçuşların təhlükəsizliyinin təmin olunması məqsədi ilə təyyarələrin şaquli eşelonlaşdırma qaydaları təsis edilmişdir. Uçuş eşelonu – təyyarələrin uçuşu üçün ayrılmış nisbi barometrik hündürlük (Нр) olub, 760 mm c.s. (1013.2 hPa) təzyiqə malik izobarik səthdən hesablanır. Eşelonda uçuş hündürlüyü barometrik hündürlükölçən vasitəsilə saxlanılır, belə ki, şkalanın sıfır qiyməti 760 mm c.s. təzyiqə uyğun gəlir. Buna görə də eşelonda uçuş eyni izobarik səth üzrə həyata keçirilir. Uçuşun həqiqi (ərazinin relyefi üzərində hündürlük) və mütləq (dəniz səviyyəsindən olan hündürlük) hündürlüyü barometrik uçuş hündürlüyündən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənə bilir. Bu, onunla əlaqədardır ki, müxtəlif rayonlar üzərində 760 mm c.s. təzyiqə malik səviyyə dəniz səviyyəsindən müxtəlif hündürlüklərdə yerləşir, yəni izobarik səthlər dəniz səviyyəsinə paralel olaraq yerləşir. Şəkil 3-də eşelonda uçuş zamanı mütləq və barometrik hündürlüyün dəyişməsi sxematik olaraq göstərilmişdir.

Şəkil 3. Eşelonda mutləq (Hабс) və barometrik (Hp) uçuş hundürlüyünün dəyişməsi

TƏZYİQİN AVİASİYADA İSTİFADƏ OLUNAN QİYMƏTLƏRİ Uçuşların meteoroloji təminatında təzyiqin QFE və QNH qiymətlərindən istifadə olunur. QFE [Question field elevation (Q - code)] – aerodrom səviyyəsində və ya UEZ-in hüdudunda təzyiqin qiyməti. QNH [Question normal height - sea level pressure (Q - code)] – təzyiqin standart atmosfer şərtlərinə uyğun olaraq dəniz səviyyəsinə gətirilmiş qiyməti. METAR (SPECI) kodu ilə kodlaşdırılmış faktiki hava haqqında məlumatda təzyiqin QNH qiyməti göstərilir, belə ki bu zaman təzyiq kiçik qiymətə döğru tam hektopaskala qədər yuvarlaqlaşdırılır. Aerodromun meteoroloji orqanı müntəzəm olaraq aerodrom yaxınlaşma dispetçer orqanı və aerodrom qüllə dispetçer orqanına QNH haqda məlumat verir, QFE haqda məlumat isə razılaşmaya uyğun olaraq ötürülür. Rayon dispetçer mərkəzi aerodromlar üzrə təzyiqin faktiki QNH qiymətiləri və uçuş informasiya rayonu hüdudunda təzyiqin proqnozlaşdırılan minimal QNH qiyməti haqda məlumatla təminolunur. Yerli müntəzəm və vüsusi hava məlumatlarda təzyiqin hektopaskalla QNH və QFE qiymətləri göstərilir, lazım gəldikdə isə təzyiqin millimetr civə sütunu ilə QFE qiyməti də məlumata əlavə olunur.

QURU VƏ RÜTUBƏTLİ HAVANIN SIXLIĞI Atmosferin təyyarələrin uçuş və ekspluatasiya xüsusiyyətlərinə təsir göstərən əsas fiziki parametrlərindən biri də havanın sıxlığıdır. Havanın sıxlığı (р) – vahid həcmə düşən hava kütləsidir. Ölçü vahidi q/m3 və ya kq/m3-dir. Havanın sıxlığı ölçülmür, o, bilavasitə qazların hal tənliyini vasitəsilə təyin olunur: ρ=P/RT= P/R(273+t) burada: P – təzyiq; t- havanın temperturu, 0С ilə; R- qaz sabiti.

Tənlikdən aydıın olur ki, havanın sıxlığı təzyiqlə düz, havanın temperturu ilə isə tərs mütənasibdir. Sabit təzyiqdə havanın sıxlığı yalnız temperaturdan sılı olur buna görə də eşelonda uçuş zamanı (Р = const) təyyarənin uçuş ekspluatasiya xüsusiyyətlərinə yalnız havanın sıxlığı təsir edir. Hündürlüyə qalxdıqca havanın sıxlığı azalır, belə ki, hündürlüyə qalxdıqca təzyiq temperatura nisbətən daha sürətlə azalır. 5 km hündürlüyə qədər təzyiq iki dəfə azaldığı halda, havanın temperaturu cəmi 12% düşmüş olur. Temperaturun düşməsi sızlığın azalmasını bir qədər ləngidir, buna görə də sıxlıq təzyiqə nisbətən daha yavaş azalır. 5 km yüksəklikdə havanın sıxlığı yer səthindəki sıxlığın 60 5-ni, 10 km yüksəklikdə isə 35 5-ni təşkil edir.

RÜTUBƏTLİYİN HAVANIN SIXLIĞINA TƏSİRİ Havanın sıxlığı həm də onun tütubətliyindən asılıdır. Temperatur və təzyiqin bərabər qiymətlərində su buxarının sıxlığı quru havanın sıxlığının 0,622 hissəsini təşkil edir. Buna görə də rütubətli hava quru havadan daha yüngüldür. 40°С və 100% nisbi rütubət şəraitində rütubətli hava quru havadan 2,8 % daha yüngül olur. Rütubətli havanın sıxlığını təyin etmək üçün virtual temperaturdan istifadə olunur (Тγ). Virtual temperaturda quru havanın sıxlığı rütubətli havanın sıxlığına bərabərolur. Virtual temperatur dedikdə eyni təzyiq (P) şəraitində quru havanın sıxlığı rütubətli havann sıxlığına bərabər olur:.: Тγ=T(1+0,378e/P) burada: e – su buxarının elastikliyi.

Rütubətliyin havanın sıxlığına təsirini havanın temperaturu +20°C-dən yuxarı və nisbi rütubətlik 50%-dən artıq olduqda nəzərə almaq məqsədə uyğundur. +30°C temperaturda tərkibində olan su buxarına görə havanın sıxlığının azalması temperaturun 5°C artmasına, +40°C-də isə 9°C artmasına bərabərdir. Havanın sıxlığı, həmçinin temperatur və təzyiq zaman və məkan daxilində dəyişkən kəmiyyətlərdir. Ekvator ərazisində yayda troposferdə havanın sıxlığı Avropadakı qiymətindən azdır. Avropada Yer səthində havanın orta sıxlığı 1258 q/m3, 5 km hündürlükdə isə 735 q/m3-ə bərabər olur.

Müxtəlif hündürlüklərdə barik pillənin təyin olunmasına aid məsələlərin həlli Məsələ №1 Verilir: Р=850 hPa; tor=100С; α=0,004; Barik pilləni hesablamaq. h=? Həlli:

Barik pilləni hesablamaq. h=? Məsələ №2 Verilir: Р=700 hPa; tor=50С; α =0,004. Barik pilləni hesablamaq. h=? Həlli:

Məsələ №3 Verilir: Р=500 hPa; tor=-100С; α= 0,004. Barik pilləni hesablamaq. h=? Həlli:

Ədəbiyyat Баранов А.М. и др. Авиационная метеорология. С.П. Гидрометиздат, 1992 г. Богаткин О.Г. Авиационная метеорология. Санкт Петербург – 2005 г. Гусейнов Н.Ш. Диспетчеру управления воздушным движением и летчику о метеорологии. Баку. Ширваннешр. 1998 г. Лещенко Г.П. Авиационная метеорология. Кировоград – 2009 г. Позднякова В.А. Практическая авиационная метеорология. Екатеринбург 2010 г. Meteorology – JAR.