Ар альбедосы

Альбедо мөлшерін білу үшін су көлемінің қанша мөлшерде күн радиациясын алатындығын анықтауға мүмкіндік береді, себебі альбедо су бетінің күн радиациясының қанша үлесін шағылыстыратындығын көрсетеді. Альбедо көлемі арқылы барлық жиынтық күн радиация-сының шағылуын, тік және шашыранды радиацияны, спектрлердің белгілі бір учаскелерін т.б. сипаттауға болады. Қазіргі кезде альбедоны есептейтін сенімді теориялық формулалар бар. Мысалы, солардың бірі тегіс су бетіне түскен тік күн радиациясы үшін альбедоны анықтайтын

Френель формуласы:

мұнда φ − күннің зениттік тұру қашықтығына тең күн сәулесінің түсу бұрышы; λ − сыну

бұрышы.

Табиғи жағдайда тік күн радиациясы үшін альбедоны өлшеу мүмкін емес, өйткені тік радиациямен қатар шашыранды радиация да болады. Бұлтсыз ашық аспанда шашыранды радиацияның үлесі көп емес, 10%-дан аспайды деп саналады. Жете зерттеулер шашыранды радиацияның үлесі ашық бұлтсыз аспанда күннің тұру биіктігіне қарай 5-тен 12%-ға дейін болатындығын көрсетті, мұнда альбедо күн биіктеген сайын азая береді. Жиынтық күн радиациясы үшін альбедо таңертең 25-30% аралығында

және күннің жоғары тұрған уақыттарында 2-8%. Сонымен күннің биіктігі төмен болған сайын соғұрлым шағылысқан күн радиациясы мөлшері жоғары болады, ал күн неғұрлым жоғары көтерілген сайын күн энергиясының көп мөлшері суда жұтылады.

7. Мұздың физикалық және механикалық қасиеттері

Дистилденген судан компакты мұз пайда болғанда оның көлемі шамамен 9%-ға ұлғаяды және 0о С температурада оның тығыздығы 0,9168 г/смі болады. Температура төмендегенде таза мұздың тығыздығы біршама өседі де −20оС температурада 0,92 г/см3 –ге жетеді. Сонымен қатар оның қаттылығы да ұлғаяды. Мұздың тығыздығын далалық жағдайда 2 түрлі тәсілмен анықтауға болады:

1. Салмағы 100 г мұз үлгісін 0о С температурада 0,5 г дәлдікпен өлшейді де, ол үлгі керосин толтырылған мензуркаға салынады (көлемін анықтау үшін). Керосинге мұз түсірілгенге дейінгі және түсірілгеннен кейінгі деңгейлердің айырмашылығы бойынша мұз үлгісінің көлемі анықталады. ‡лгі массасының оның көлеміне қатынасы мұздың тығыздығы болып табылады. Бұл әдістің кемшілігі – оның тығыздығының салыстырмалы түрде алғандағы дәлдігінің төмендігінде.

2. Екінші, дәлірек тәсіл, мұз үлгісінің салмағын ауада және керосинде 2 рет өлшеу арқылы орындалады. Сонда мұз көлемі келесі формуламен өрнектеледі:

мұндағы g_ма-g_мк – мұздың ауа мен керосинде өлшенген салмақтары; ρк –керосиннің тығыздығы, ол ареометрмен анықталады. Ареометр болмаған жағдайда керосин тығыздығын массасы және көлемі белгілі шариктің көмегі арқылы анықтауға болады. Ол келесі формулада көрсетілген:

мұндағы g_ша-g_шк – шариктің ауа мен керосинде өлшенген салмақтары; Vш –шариктің тығыздығы

Практикалық есептеу жұмыстарында, егер мұздың тығыздығы белгісіз болса оны көбінесе 0,91 г/см3 -ке тең деп қабылдайды. Табиғатта мұздың тығыздығы тек қана судың сапасына ғана емес, оның қату жағдайына да байланысты болып келеді. Қату процесі ұзақуақыт жүрсе тығыздығы жоғары, әрі минерализациясы төмен болып келетін мұз пайда болады. Суды араластыру кезінде қатырғанда онда мұздың тығыздығын кемітетін ауа кеуектері пайда болады. Қабатты мұз пайда болғанда оның тығыздығы әркелкі болып келеді.

Мұз қатқанда тығыздығының кемуіне байланысты мұз суда қалқиды. Мұз пішінін тіктөртбұрышты параллелепипед ретінде қабылдап Архимед заңы бойынша мұздың су астындағы және су бетіндегі бөліктері биіктіктерінің қатынасын есептейміз. Мұздың су бетіндегі қалыңдығын h₁, ал оның жалпы қалыңдығын h, мұз бен судың тығыздығын ρ _м және ρ _с деп белгілейік, сонда мұздың жүзу теңдестігін мына түрде жазуға болады:

8. Қардың физикалық қасиеттері

Қар жамылғысы мұз бөліктерінен, бұл бөліктер аралығында толтыратын ауа көлемінен, жаратылысы минералдық және органикалық болып келетін қоспалардан, және 0 оС шамасында сұйық судан тұрады.

Қоспалардың құрамы және олардың мөлшері қардың қасиетіне, әсіресе оның радиациялық сипаттамаларына әсерін тигізеді.

Салмағы бойынша қар жамылғысы құрамында негізгі оның құрамдас бөлігі (ұсақ) ұсақталған фазадағы мұз, яғни қар болады. Қар құрамындағы ауаның салмағы өте аз болып келеді және ол қардың тығыздығына байланысты өзгереді, қардың тығыздығы 0,01-ден 0,10 г/смі аралығында өзгергенде ауа салмағы 12,7-ден 1,2%-ға дейін аралықта болып келеді.

Қардың тығыздығы оның кеуектілігіне, жылу өткізгіштігіне, суды бойында ұстау қабілетіне және т.б. оның физикалық қасиеттеріне байланысты болып келеді. Қардың тығыздығы өзінің салмағының әсер етуінен (ауырлық күші), гидрометеорологиялық жағдайлардың әсерінен (жел, температура, жауын-шашын, күн радиациясы), топырақпен жылу алмасудан және қардың ішінде жүріп жататын физикалық процестерден өзгеріп отырады.

Сонымен қардың тығыздығы деп қар үлгісі массасының оның көлеміне қатынасын айтамыз, өлшем бірлігі г/см3. Қардың тығыздығы жаңа жауған ұлпа қарда 0,01 г/см3-тен ескі фирнделген, яғни су тиіп қатқан қар үшін 0,70 г/см3-ке жетеді.

Қардың құрылымы мен оның кеуектілігі оның ауа өткізгіштігіне үлкен әсерін тигізеді. Мысалы, қар арқылы ауаның жүруі арқасында қар астындағы астындағы тышқанды тез ұстайды. Қардың газды өткізгіштігін қар жамылғысында су буының қозғалуымен сипаттауға болады. Көбінесе бұл қозғалыс вертикаль бағытта жүреді, бірақ қар қабатында тығыздығы әр түрлі бірнеше қатпарлар болған жағдайда, газдың қозғалысы көбінесе горизонталь бағытта қатпарлар бойымен жүреді.

Ауа қар қабатында температураның (температуралық қысым ΔР t) және жел қысымының (жел қысымы ΔР N) өзгеруі арқылы пайда болатын ауаның қар ішіндегі және оның сыртындағы айырмашылығы әсерінен қозғалады. Бірлік қар жамылғысы бетінен бірлік уақыт ішінде шығатын ауа мөлшері Q

Q = k Δ Р/һ, (4.12)

мұнда k - ауа өткізгіштік коэффициенті (Δ Р кезінде ауданы 1см2 және биіктігі 1см болатын қар қабатынан өтетін ауа көлемі, см3); h - ауа өтетін қабаттың қалыңдығы; Δ Р =Δ Р t + Δ Р ω

Қар қабатында судың пайда болуы оның ауа өткізгіштігін күрт төмендетеді немесе ауа өткізбейді.

9. Судың араласу түрлері: конвективтік және динамикалық араласу

Судың араласуы деп су қоймасының жеке қабаттарының немесе олардың жекелеген көлемдерінің өзра араласуын айтады. Сыртқы күштердің әрекет етуі судың бірқатар массаларымен бірге олардың ішіндегі қоспалардың, химиялық еріген заттардың, жүзбе бөлшек-тердің газдардың араласуын тудырады. Су қабаттарының қозғалысы нәтижесінде су қоймасының әр түрлі бөліктеріндегі су массалары араласып, олардың физикалық- географиялық және басқа сипаттамалары түзеледі.

Конвективтік араласу. Конвективтік араласу (еркін конвекция) беттік су қабаттарының тығыздығын өсіретін су массасының салқындауы немесе жылынуы және басқа процестер кезінде пайда болатын су температурасының тұрақсыз стратификациясы жағдайында жүреді. Көктемгі жылыну және күзгі салқындау кезеңдерінде конвективтік араласу үлкен рөл атқарады. Мұнда судың араласу ұзақтығы судың барлық қабатының көктемде 0-ден 4°-С-қа дейін жылынуы немесе күзде 4°-С-қа дейін салқындауы уақытымен анықталады. Судың 4°- С-тан артық жылынуы немесе 4°-С-тан төмен салқындауы судың тығыздық әсерінен вертикал қозғалысын тоқтатады.

Конвективтік араласу таяз көлдерде судың түбіне дейін қамтуы мүмкін, ал терең суқоймаларында, мысалы Байкал көлінде мұндай араласу 200 – 300 м-ге жетеді.

Динамикалық араласу. Динамикалық араласуда су ағысы және жел толқыны әсерінен су массасы вертикал және горизонталь бағытта араласады. Көлдерде тұрақты ағыстың болмайтындығынан динамикалық араласу көлдің жеке бөліктерінде, яғни өзендердің көлге құятын және одан ағып шығатын жерлерінде, сондай-ақ күшті жел тұрғанда судың қозғалысынан орын алады. Көлдердегі уақытша ағыс және судың қарқынды араласуы негізінен желдің әсер етуінен жүреді. Желдің әсерінен толқынның пайда болуы араласу қарқындылығын өсіреді.

10. Су қоймаларындағы ағын және циркуляция

Су қоймаларында көбінесе судың қозғалысы сыртқы күштің әсер етуінен (ағысы) орнайды. Ағыс сипатын және оның пайда болу шарттарын зерттеу су қоймаларынан су алу және басқа гидротехникалық ғимараттарды жобалауда, өнеркәсіптік ақаба суларды жіберу сұрақтарын шешуде т.б. қажет болып табылады.

Көлдердегі ағыс пайда болу себептеріне байланысты гравитациялық және фрикциялық болып бөлінеді. Егер ағысты тудырған күш әрекеті тоқтағаннан кейін су ағысы сол бағыттабірқатар уақыт бойы инерция бойынша қозғалыста болатын болса, онда мұндай ағыстықалдық немесе инерциялық ағыс деп атайды.

Гравитациялық ағыс. Гравитациялық ағыс ауырлық күшінің горизонталь бағыттағы бөлігі (гидростатикалық қысымның горизонтальдік градиентінің күші деп аталатын) әсерінен пайда болады, сондықтан гравитациялық ағысты әдетте градиенттік ағыс деп атайды.

Градиенттік ағыстың пайда болуын туғызатын жағдайларға су қоймасының бір бөлігіне келіп құятын саланы, су қоймасы бетіне жауатын жауын-шашынды, атмосфералық қысымның өзгеруін, судың толысуын және т.б. жатқызуға болады. Градиенттік ағыс пайда болу себебіне байланысты ағындылық (стоковые течения), ақпалық (сточные течения) және тығыздықтық болып ажыратылады.

Ағындылық ағыс. Ағындылық ағыс су қоймасындағы судың көлемі өзгергенде (су жинау алабынан келіп түсетін сулар, көлден ағып шығатын өзен, су қоймасының бір бөлігіне мол жауған жауын-шашын) пайда болады.

Ағындылық ағыстың жылдамдығы әдетте өте төмен, әрі тұрақты болып келмейді.

Ақпалық ағыстар. Ақпалық ағыстар көл суының массасы өзгеріссіз қалған жағдайда судың көлдің бір бөлігінен екінші бөлігіне қозғалуы нәтижесінде пайда болады.

Тығыздықтық ағыс. Тығыздықтық ағыс әр түрлі тығыздықтағы су массаларының қозғалысы нәтижесінде туындайды. Тығыздықтық ағысты туғызатын себептерге келесілер жатады:

- көл қабатының біркелкі жылынбауы;

- минералдануы әр түрлі сулардың қосылуы, әдетте өзендердің сағалық учаскелерінде байқалады;

- өзендердің жоғары минералданған су қоймаларына құюы;

- лайлығы әр түрлі сулардың қосылуы;

- су қоймаларына температурасы жоғары өнеркәсіптік ақаба сулардың құюы және т.б.

Фрикциялық ағыс. Фрикциялық ағыс тығыздығы әр түрлі су қабаттарының арасындағы үйкеліс күшінен туады (көбінесе желдің судың беткі қабатына тигізетін әсерінен). Желдің су бетіне үйкелісі және оның артқы жағынан қысым тудыруы желдік (дрейфтік) ағысты және су бетінде толқынның пайда болуынан су бөліктерінің күрделі траектория бойымен қозғалысын тудырады.

Желдің ұзақ уақыт әрекетінен пайда болған ағыс су қоймасындағы судың көп бөлігінің араласуын, су массасының теңелуін (равновесие) және желдік циркуляцияның дамуын орнатады.

Жоғарыда ағыстың пайда болуын анықтайтын негізгі факторлар қарастырылды. Олармен қатар ағыстың пайда болуына тұрақты күштер әсер етеді. Оларға ішкі үйкеліс күші, инерция, Кариолис және центрден тепкіш күштер жатады.

11. Су толқындары, олардың түрлері. Су толқының негізгі параметрлері, анықтау жолдары

Толқын —ай мен күннің тартылыс күштерінен, желдің әсерінен, атмосфералық қысымның ауытқуларынан, су асты жер сілкіністері мен жанартау атқылауларынан немесе кеме қозғалыстарынан пайда болатын теңіздер мен мұхиттардағы сулы ортаның тербелмелі қозғалысы.

Қума толқын (Бегущая волна) — желі бойымен жүктемеге қарай энергия тасымалдайтын толқын. Фидердің толқындық кедергісі антеннаның кіріс кедергісімен үйлескен жағдайда радиотаратқыш фидерге беретін энергия қума толқын арқылы антеннаға толығымен беріледі.

Синусоидалық толқын - қандай да бір физикалық шаманың гармоникалық тербелістерінің ортада нақты анықталған жиілікпен таралуы.

Дата добавления: 2015-07-11