Ներքնոլորտ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Ներքնոլորտ (հին հուն․՝ τρόπος-«պտույտ», «փոփոխում» և σφαῖρα-«գունդ»), տրոպոսֆերա, ներքևի, ամենաուսումնասիրված մթնոլորտի շերտն է, բևեռային շրջաններում բարձրությունը 8-10 կմ է, մեղմ լայնություններում՝ 10-12 կմ, հասարակածում՝ 16-18կմ։ Ներքնոլորտը պարունակում է երկիր մոլորակի օդի 4/5 մասը[1]։

Ներքնոլորտ բարձրանալիս ջերմաստիճանը իջնում է միջինում 0.65 աստիճան ամեն 100 մետրում։ Ներքնոլորտի վերին շերտում, որտեղ ջերմաստիճանը բարձրության հետ հավասար իջնում է, կոչվում է ստրատոսֆերա։

Ներքնոլորտում, ավելի քան 80%-ը մթնոլորտային զանգվածի օդն է, ուժեղ զարգացած է ալեկոծությունը և կոնվեկցիան, որը կենտրոնացած է ջրային գոլոշու մասում, որտեղ առաջանում են ամպեր։ Ձևավավորվում են նաև մթնոլորտային ճակատ, առաջանում են ցիկլոններ և անտիցիկլոններ, և այլ պռոցեսներ եղանակ և կլիմա որոշելու համար։ Ներքնոլորտում կատարվող պրոցեսները հիմնավորված են, առաջի հեռթին, կոնվերցիայով։

Ներքնոլորտի մի մասը, որի շրջանում երկրի վրա կարող է առաջանալ սառույցներ, կոչվում է խիոնոսֆերա։

Նորմալ ներքնոլորտային պայմաններին այժմ վերագրում են հետևյալ հատկությունները՝ Երկրագնդի մակերևույթի վրա - ճնշումը p=1013 մբար, ջերմաստիճանը՝ t=150C, հարաբերական խոնավությունը՝S=60%։

Ներքնոլորտը նրա բեկման գործակցի տեսակետից, կարելի է դիտել որպես երկու գազերի՝ չոր օդի և օդային գոլորշու խառնուրդ։ Ներքնոլորտի գնահատման համար հարմար է օգտվել, այսպես կոչված, բեկման ինդեքսից՝ N, որը որոշվում է հետևյալ բանաձևով։

                   N=(n-1)∙10−6

Այսպիսով, բեկման գործակիցը ցույց է տալիս, թե միավորի քանի միլիոներորդ մասով է բեկման գործակիցը մեծ 1-ից։ N- ը հիմնականում եռանիշ թիվ է։ Օրինակ, եթե նորմալ ներքնոլորտի համար Երկրագնդի մակերևույթի մոտ բեկման գործակիցը՝ n=1.000325, ապա ինդեքսը N=325:

Ներքնոլորտի ռեֆրակցիայի երևույթը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ներքնոլորտի անհամասեռությունների ազդեցությունը երկրային ալիքների տարածման պայմանների վրա սերտորեն կապված է ներքնոլորտի ռեֆրակցիայի (լուսաբեկման) երևույթի հետ։ Այդ երևույթի էությունն այն է, որ ներքնոլորտի տարասեռության հետևանքով լույսը ( հետևաբար և ռադիոալիքները ) տարածվում են ներքնոլորտում ոչ թե ուղղագիծ հետագծով, ինչպես համասեռ միջավայրում, այլ որոշ աստիճանով կորացած (ծռված )։

Ներքնոլորտում տարածվող ռադիոալիքների շառավղի ծռվածության արտահայտությունը՝

            R= 1/((-dn/dh))=10−6/((-dN/dh)), 

Այս արտահայտությունը ցույց է տալիս, որ ճառագայթի ծռման շառավիղը ներքնոլորտի ցածր շերտում որոշվում է ոչ թե բեկման գործակցի բացարձակ նշանակությամբ, այլ բարձրությունից կախված, իր փոփոխության արագությամբ։

Բացասական նշանը ածանցյալում ցույց է տալիս, որ ծռվածության շառավիղը կլինի դրական, այսինքն՝ հետագիծը կլինի ուռուցիկ կողմով դեպի վեր ուղղված, միայն այն դեպքում, եթե բեկման գործակիցը փոքրանում է բարձրության արժեքից։

Նորմալ ներքնոլորտում, որը բնութագրվում է dN/dh հաստատուն գրադիենտով, տարածվելու դեպքում ներքնոլորտի ամբողջ ստվարաշերտերով թեք ռադիոալիքների հետագծերը ստանում են R շառավղով շրջանագծի աղեղի ձև ՝

            R= 10−6/(4∙10−2 )=2.5∙107=25000

Պետք է նշել, որ ուլտրակարճ ռադիոալիքները նորմալ ներքնոլորտում ենթարկվում են ավելի ուժեղ բեկման, քան լուսային ճառագայթները կամ օպտիկական տիրույթի էլեկտրամագնիսական ալիքիները։ Դա բացատրվում է նրանով, որ ջրի մոլեկուլները, որոնք ունեն կայուն դիպոլային մոմենտ, իրենց որոշակի զանգվածի պատճառով, շատ բարձր հաճախականության էլեկտրամագնիսական դաշտի ազդեցության տակ ( տեսանելի լույս – 44∙1014…7.5∙1014) չեն հասցնում փոխել իրենց կողմնորոշումը։

Հակառակը, ուլտրակարճ ալիքների, այսինքն՝ 3∙1014 Հց ցածր հաճախականության տիրույթում, բևեռացված մոլեկուլները լիարժեքորեն մասնակցում են տատանողական շարժմանը և իրենց տեղափոխություններով բեկման գործակցի արժեքում իրենց ներդրումն են անում։ Օպտիկական տիրույթի և լուսային ճառագայթների համար R≈50000 կմ։ Ներքնոլորտային ռեֆրակցիան, որը տեղի է ունենում նորմալ ներքնոլորտում, կոչվում է նորմալ ռեֆրակցիա։

Ներքնոլորտային ռեֆրակցիայի տարբեր ձևերը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Օդերևութաբանական պայմանների ազդեցության շնորհիվ ներքնոլորտում կարող է ստեղծվել բեկման ինդեքսի բաշխում, բարձրությունից կախված, որը էականորեն տարբերվում է նորմալ ռեժիմից։

Ներքնոլորտի ռեֆրակցիայի բոլոր հանդիպող տեսակները նպատակահարմար է բաժանել երեք խմբի՝ բացասական, զրոյական (ռեֆրակցիայի բացակայությունը) և դրական ռեֆրակցիա։

Կատարենք մթնոլորտային ռեֆրակցիայի հնարավոր տեսակների դասակարգումը։ Դասակարգման հիմքում դրված են dN/dh,R,αէքվ և k բանաձևերը։

             R=106/((-dN/dh))
α=α/(1-(α/R))
             k=αէքվ

α -ն Երկրագնդի մակերեսի իրական շառավիղն է, α=6.34 ∙ 108
αէքվ -ը՝ համարժեք երևակայական մակերեսի շառավիղը,
αէքվ≈8500 կմ, եթե k=4/3:

Ընդունված է բացասական անվանել մթնոլորտային ռեֆրակցիայի այն տեսակները, որոնց դեպքում N ինդեքսը, ինչպես միշտ բարձրության հետ չի փոքրանում, այլ մեծանում է, երբ dN/dh>0 ։ Այդ պայմաններում՝R<0, այսինքն՝ հետագիծն ուռուցիկ կողմով ուղղված է դեպի ներքև։ Ռադիոալիքները հեռանում են Երկրի մակերևույթից, իսկ տեսանելիության և տարածման հեռավորությունները համապատասխանաբար փոքրանում են։ Բացասական ռեֆրակցիան բավական հազվադեպ երևույթ է, որի հնարավոր լինելու հետ, սակայն, պետք է հաշվի նստել։ Եթե օդերևութաբանական պայմանները կազմվել են այնպես, որ ինչ-որ բարձրությունների միջակայքում N-ը պահպանում է իր մշտական արժեքը, ապա դա համապատասխանում է ռեֆրակցիայի բացակայության դեպքին։ Եվ ասում են, որ առկա է զրոյական ռեֆրակցիա։ Դրական ռեֆրակցիայի տարբեր դեպքերը ստեղծվում են այն դեպքում, երբ N ինդեքսը փոքրանում է բարձրությանը զուգընթաց, այսինքն, երբ dN/dh<0։ Ալիքների հետագիծը այդ պայմաններում ուղղված է ուռուցիկ կողմով դեպի վերև, այսինքն՝ դրական ռեֆրակցիան նպաստում է ալիքների տարածման հեռավորության ավելացմանը։

Մթնոլորտային ռեֆրակցիայի տեսակների մեջ տարբերում են՝ նվազեցնող (երբ ճառագայթների կորացումը փոքր է նորմալից, բայց չի հասնում կրիտիկական արժեքին), կրիտիկականը (երբ հետագծի շառավղի կորացումը հավասար է Երկրագնդի շառավղին) և գերռեֆրակցիան (երբ ճառագայթները կորանում են ավելի ուժեղ, քան կրիտիկական ռեֆրակցիայի դեպքում)։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. McGraw-Hill Concise Encyclopedia of Science & Technology. (1984). Troposphere. "It contains about four-fifths of the mass of the whole atmosphere."

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Էլեկտրադինամիկա և ռադիոալիքների տարածում։ Ուսումնական ձեռնարկ / Հեղինակ Ա. Սարգսյան։ Հայաստանի Պետական Ճարտարագիտական Համալսարան։ - Երևան, 2009: