ATMOSFERA

ATMOSFERA (Yunoncha atmos — bug’ va sfera) — yer sharini o’rab olgan va u bilan birga aylanadigan havo qobig’i. Atmosfera massasi 5,15-YU15 tonna bo’lib, yer shari og’irligi (5,977-1021 tonna) ning taxminan milliondan bir bo’lagiga teng. Balandlikka ko’tarilgan sari Atmosfera bosimi va zichligi kamayib boradi. Atmosferaning qalinligi bir necha o’n ming kilometr bo’lishiga qaramay, uning asosiy massasi yer sirtiga yondashgan yupqa qatlamda joylashgan. Atmosfera butun massasining taxminan 50% yer sirtidan 5 kilometr balandlikkacha bo’lgan qatlamda, qolgan 50% esa 30 — 35 kilometr balandlikkacha bo’lgan qatlamda to’plangan. Yer sirtida Atmosferaning zichligi 10 3 gramm/santimetr kub bo’lsa, taxminan 700 kilometr balandlikda 10~16 gramm/santimetr kub. Atmosfera yuqori qatlamlarining zichligi sayyoralararo muhitdagi gazlarning zichligiga tenglashadi. Shuning uchun Atmosferaning keskin chegarasi bo’lmaydi, asta-sekin sayyoralararo fazoga o’tadi. Atmosferaning yuqori qatlamlari Quyoshdan chiqadigan radiatsiya energiyasi ta’sirida issiqlik olganligi uchun u qatlamlarning zichligi vaqtga, geografik kengliklarga bog’liqdir. Atmosfera yuqori qatlamlarining zichligi Quyosh yoritayotgan vaqtda yoritmayotgan vaqtga qaraganda kattaroq. Shuningdek, Atmosfera yuqori qatlamlarining zichligi qutb rayonlarida ekvatorial rayonlardagiga qaraganda kichik. Atmosfera asosan azot (78,09%), kislorod (20,45%) va argon (0,93%) gazlar aralashmasidan iborat, qolgan qismini karbonat angidrid gazi, vodorod hamda geliy, neon, kripton va ksenon kabi inert gazlar tashkil kidali. Atmosferada juda oz miqdorda metan, azot, oksid, uglerod (P)- oksid va boshqa tabiiy hamda sanoat gazlari bo’lib, miqdori o’zgarib turadi. Quruqlik va suv yuzidagi doimiy bug’lanish tufayli Atmosferada suv bug’i ham bo’ladi. Bug’ning quyuqlashuvi bulut va yog’inlarni hosil qiladi. Havoda doimo har xil kattalikda chang zarrachalari mavjud. Ularning manbai yer va kosmik fazodir. Atmosfera tarkibiga ko’ra, asosan gomosfera va geterosfera qatlamlariga bo’linadi. Yer sirtidan 90 — 95 kilometr balandlikkacha bo’lgan havo qatlamida yuqorida qayd etilgan asosiy gazlar (azot va kislorod) ning nisbiy tarkibi o’zgarmaydi, buni gomosfera (bir jinsli) qatlam deb ataladi, bu qatlamdan yuqorida esa azot va kislorod molekulalari zaryadli atomlarga ajraladi va atom og’irligi bo’yicha taqsimlanadi. Buni geterosfera qatlami deb yuritiladi. Shu belgiga asosan ozonosfera (20 — 55 kilometr) va ionosfera (90 kilometrdan yuqori) qatlamlarini ham ajratish mumkin. Ozonosfera qatlami tufayli yer yuzida hayot mavjud, chunki Quyoshdan kelayotgan va hayot uchun zararli bo’lgan har xil nurlarning asosiy qismi shu qatlamda yutiladi. Ionosfera ionlar kontsentratsiyasi taqsimlanishi bo’yicha 60 kilometr balandliqda D, 110— 140 kilometr balandlikda E, 220 kilometrdan yuqorida F qatlamlarini hosil qiladi. Atmosfera quyosh radiatsiyasining ma’lum qismini yutadi va sochadi. Atmosferada issiqlik ko’proq turbulent (uyurma) harakat, radiatsiya jarayonlari va suvning fazoviy o’zgarishlari orqali tarqaladi, natijada Atmosfera temperatura taqsimlanishi bo’yicha 5 asosiy qatlamga ajratiladi (jadval). Atmosfera troposfera qatlamining yer sirtidan balandligi qutb kengliklarida 10 — 11 kilometr, tropik rayonlarda 14-17 kilometr. Troposfera qatlamida har 100 metr balandlikda temperatura 0,6° ga pasayib boradi. Troposferaning yuqori chegarasida havoning o’rtacha temperaturasi o’rta kenglik ustida — 55° — 60°, ekvatorial sohalar ustida — 70° gacha. Bu qatlamda yer sirtining fizik xossalari har xil bo’ladi. Atmosferaning umumiy tsirkulyatsiyasi va girdoblari, antisiklon va tsiklonlar harakati natijasida turli kengliklardagi havo massalarining almashinishi yuzaga keladi. Shuningdek, Atmosferada havo vertikal va gorizontal yo’nalishlarda aralashib turadi. Troposferada suv bug’lari va changlar ko’p bo’lgani uchun tuman, bulut hosil bo’ladi, yog’in yog’adi, momaqaldiroq va turli-tuman ob-havo hodisalari ro’y beradi. Shamol tezligi har kilometr balandlikda 2 metr/sekund orta boradi va yo’nalishi o’ngga burila boshlaydi. Tropopauza ostida shamolning eng yuqori tezligi sekundiga 15 — 20 metrga, ba’zan soatiga 500 — 600 kilometrgacha yetadi. Troposferada Atmosfera yer sirti bilan ishqalanadigan qatlamning qalinligi 1,0 — 1,5 kilometr. Bu qatlamda meteorologik elementlar sutka davomida ko’p o’zgaradi. Qatlamning 50 — 100 metr balandlikkacha bo’lgan pastki qismida issiqlikning turbulent oqimlari, suv bug’i va turbulent ishqalanish kuchlari o’zgarmas deb hisoblanadi. Chegara qatlamning yuqorisida turbulent ishqalanish kuchlari juda kichik bo’lib, shu balandlikdan erkin Atmosfera boshlanadi. Troposferadan stratosfera qatlamiga o’tishdagi oraliq qatlam tropopauza deb ataladi. Tropopauza balandligi 17 kilometrdan (ekvator ustida) 9 kilometrgacha (qutb ustida) o’zgaradi. Tropopauzadan yuqorida deyarli doimo bulutsiz va nisbatan tinch bo’lgan stratosfera qatlami bo’lib, ba’zi vaqtlarda 20 — 22 kilometr balandlikda muz kristallaridan tarkib topgan sadafsimon bulutlar kuzatiladi. Stratosferaning pastki qatlamlarida temperatura balandlik bo’yicha o’zgarmaydi, 30 kilometr balandlikdan boshlab havo temperaturasi orta boradi va 50 — 60 kilometr balandlikda 290° K gacha yetadi. O’rta va yuqori kengliklarda temperaturaning balandlik bo’yicha o’zgarishiga qarab, stratosfera: 1) temperaturasi o’zgarmaydigan izosfera; 2) temperaturasi ortib boradigan inversiya-izopauza qatlamlariga bo’linadi. Quyi va ekvatorial kengliklarda stratosfera odatda inversiyadan boshlanadi. Meridian bo’yicha havo ko’chishining kuchayishi (stratosferaning muhim hossasi) yer yarim sharlari orasidagi havo almashinuviga yordam beradi. Taxminan 80 — 90 kilometr balandlikda temperatura 190° K gacha pasaya boradi. 50 — 90 kilometr balandlik oraligidagi Atmosfera qatlami mezosfera deb yuritiladi. Mezosferaning 82 — 85 kilometr balandligida yoz vaqtlarda kumushsimon bulutlar kuzatiladi. Mezosferada havo tarkibi troposfera va stratosfera qatlamlaridagi kabi aralash gazlardan iborat. Mezosferada fotokimyoviy jarayonlar katta rol o’ynaydi. Quyoshning qisqa to’lqinli radiasiyasi ta’sirida faol harakatchan atom va molekulalar hosil bo’ladi. 90 kilometrdan yuqorida termosfera qatlami boshlanib, temperatura tez ko’tarila boradi. Temperaturaning ko’tarilish darajasi qisqa to’lqinli Quyosh radiasiyasining yutilish jadalligiga bog’liq. Mezopauzadan yuqorida to’lqin uzunligi 1750 Atmosferadan qisqa bo’lgan ultrabinafsha rentgen va korpuskulyar nurlari ta’sirida dissosiyalanish va rekombinatsiyalanish tufayli zarrachalarning kimyoviy o’zgarishi, shuningdek, ionlashish ro’y beradi. Kislorod molekulasi 80 — 90 kilometrdan 200 — 250 kilometrgacha, azot esa 250 kilometrdan yuqori balandliklarda dissotsiyalanadi, ya’ni atomlarga ajraladi. 400 — 500 kilometr balandlikdan yuqorida Atmosfera asosan kislorod va azot atomlaridan tashkil topgan. Bu qatlamlarda neytral geliy bo’lib, uning miqdori balandlik ortgan sari ortib boradi. Davo tarkibining balandlik bo’yicha o’zgarishiga gazlar diffuziyasi ham kuchli ta’sir kiladi. Termosferaning pastki qismida konvektsiya, yuqori qismida esa issiqlik o’tkazuvchanlik bilan issiqlik almashinadi. 100 — 900 kilometr balandlikdagi qatlamda qutb yog’dusi va ionosfera to’lqinlari kuzatiladi, 900 kilometrdan yuqorida ekzosfera qatlami boshlanib, temperatura o’zgarmay qoladi. Yer sun’iy yo’ldoshlari (ESY)ning uchishiga Atmosferaning ta’siri o’rganilgan va o’rganilmoqda. Atmosferaning yerdan 150 kilometrgacha bo’lgan qatlamini zich qatlam va undan yuqoridagi qatlamini Yer atrofidagi kosmik bo’shliq deb ajratiladi. Yer sirtiga yaqin Atmosfera qatlamlarining zichligi katta bo’lganligi sababli, kosmik tezlikdagi raketa va sun’iy yo’ldoshlar bu qatlamlarda ucha olmaydi, yonib ketadi. Shuning uchun ham sayyoralararo fazodan yer Atmosferasining zich qatlamiga kirib kelgan meteorlar 120 kilometr balandlikda qiziy boshlaydi va, nihoyat, 60 kilometr balandlikda yonib ketadi. Bu hodisani xalq tilida «yulduz uchdi» deb yuritiladi. Raketa va sun’iy yo’ldoshlar 150 kilometrdan boshlab yer atrofida aylanishi mumkin. Atmosfera elektr o’tkazuvchanlik xossasiga ega. Atmosferadagi elastik to’lqinlar tovush chiqaradi. Yorug’lik Atmosferadan o’tayotgan vaqtda tuman tomchilari va kristallardan qaytishi, sochilishi va sinishi natijasida har xil optik hodisalar ro’y beradi. Atmosferada ma’lum miqdorda radioaktiv moddalar bo’ladi. Ular tabiiy va sun’iy radioaktivlik natijasida hosil bo’ladi. Atmosfera radioaktivligida asosiy rolni radon izotop o’ynaydi. U yer qatlamida uran, toriy va aktiniylarning radioaktiv parchalanishi natijasida hosil bo’ladi va Atmosferaga tuproq havosi orqali o’tadi. Har bir kvadrat metr yerdan Atmosferaga o’rtacha 10~17 kyurig’l radon ajraladi. Ba’zan, uran va plutoniy atom yadrolaridagi uzluksiz reaktsiyalar natijasida Atmosferaning tuzilishi va fizik xossalari bevosita va bilvosita usullar yordamida o’rganiladi. Bevosita tekshirish vositalari qatoriga radiozond, aerostat, uchar shar, samolyot, raketa, ESY va kosmik kemalar kiradi. Bularning ichida Atmosferaning 20 — 25 kilometr (ayrim hollarda 35 — 40 kilometrgacha) balandlikdagi qatlamlarini tekshirish uchun radiozondlar qo’llaniladi. Bu usulning afzalligi shundaki, istalgan balandlikdagi havoning temperaturasi, bosimi, namligi va shamolning yo’nalishi, tezligi haqidagi ma’lumotlar zudlik bilan radio orqali olinadi. Bilvosita kuzatishlar qatoriga projektor nuri, tovushning anomal tarqalishi, meteor izlarining harakati, elektromagnit to’lqinlarning tarqalishi, shuningdek ultrabinafsha nur radiatsiyasi, osmonning tunda yoritilishi va qutb yog’dusi nurlarining spektral tarkibini tekshirishlar kiradi.