Bulutlarni tarqatish uchun atmosfera girdobi. Yu.S. Potapov aylanish energiyasi. Bo'lim bo'yicha xulosalar

Ko'pincha yomon ob-havo bizning rejalarimizga xalaqit beradi va bizni dam olish kunlarini kvartirada o'tirishga majbur qiladi. Ammo metropolning ko'p sonli aholisi ishtirokida katta bayram rejalashtirilgan bo'lsa, nima qilish kerak? Bu erda bulutlarning tarqalishi yordamga keladi, bu hukumat tomonidan qulay ob-havo yaratish uchun amalga oshiriladi. Ushbu protsedura nima va u atrof-muhitga qanday ta'sir qiladi?

Bulutlarni tarqatish uchun birinchi urinishlar

Bulutlar birinchi marta 1970-yillarda Sovet Ittifoqida maxsus Tu-16 siklonlari yordamida tarqatilgan. 1990 yilda Davlat Gidromet mutaxassislari tomonidan qulayliklar yaratish imkonini beruvchi butun bir metodologiya ishlab chiqildi

1995 yilda G'alabaning 50 yilligini nishonlash paytida texnika Qizil maydonda sinovdan o'tkazildi. Natijalar barcha kutganlarni oqladi. O'shandan beri bulutlarni tarqatish muhim voqealar paytida qo'llanila boshlandi. 1998 yilda ular Jahon yoshlar o'yinlarida yaxshi ob-havo yaratishga muvaffaq bo'lishdi. Moskvaning 850 yilligini nishonlash yangi metodologiyaning ishtirokisiz o'tmadi.

Hozirgi vaqtda rus bulutli overclocking xizmati dunyodagi eng yaxshilaridan biri hisoblanadi. U ishlashda va rivojlanishda davom etmoqda.

Bulutlarning tarqalishi printsipi

Meteorologlar uchun bulutlarning tarqalish jarayoni "ekin ekish" deb ataladi. Bu maxsus reagentni püskürtmeyi o'z ichiga oladi, uning yadrolarida atmosfera namligi to'plangan. Shundan so'ng, yog'ingarchilik erga etib boradi va tushadi. Bu shahar hududidan oldingi hududlarda amalga oshiriladi. Shunday qilib, yomg'ir ertaroq o'tadi.

Bulutlarni tarqatishning ushbu texnologiyasi bayram markazidan 50-150 km radiusda yaxshi ob-havoni ta'minlashga imkon beradi, bu bayram va odamlarning kayfiyatiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi.

Bulutlarni tarqatish uchun qanday reagentlar ishlatiladi

Yaxshi ob-havo kumush yodid, suyuq azot bug'lari kristallari va boshqa moddalar yordamida o'rnatiladi. Komponentni tanlash bulutlar turiga bog'liq.

Quruq muz quyida joylashgan bulutli qatlamning qatlamli shakllariga püskürtülür. Bu reagent karbonat angidrid granulalaridir. Ularning uzunligi atigi 2 sm, diametri esa taxminan 1,5 sm.Quruq muz katta balandlikdan samolyotdan püskürtülür. Karbonat angidrid bulutga tushganda, uning tarkibidagi namlik kristallanadi. Shundan so'ng bulut tarqaladi.

Suyuq azot nimbostratus bulutlari bilan kurashish uchun ishlatiladi. Reagent bulutlar ustidan ham tarqalib, ularning sovishiga olib keladi. Kumush yodid kuchli yomg'ir bulutlariga qarshi ishlatiladi.

Bulutlarning tsement, gips yoki talk bilan tarqalishi yer yuzasidan baland bo'lgan to'plangan bulutlar paydo bo'lishidan qochadi. Ushbu moddalarning kukunini tarqatish orqali havoning og'irlashishiga erishish mumkin, bu esa bulutlarning paydo bo'lishiga to'sqinlik qiladi.

Bulutni tarqatish texnikasi

Yaxshi ob-havoni o'rnatish bo'yicha operatsiyalar maxsus jihozlar yordamida amalga oshiriladi. Mamlakatimizda bulutlarni tarqatish zarur jihozlarga ega bo‘lgan Il-18, An-12 va An-26 transport samolyotlarida amalga oshirilmoqda.

Yuk bo'limlarida suyuq azotni purkash imkonini beruvchi tizimlar mavjud. Ba'zi samolyotlar kumush birikmalari bo'lgan patronlarni otish uchun moslamalar bilan jihozlangan. Bunday qurollar quyruq qismida o'rnatiladi.

Uskunalar maxsus tayyorgarlikdan o‘tgan uchuvchilar tomonidan boshqariladi. Ular 7-8 ming metr balandlikda uchadi, bu erda havo harorati -40 ° C dan oshmaydi. Azot bilan zaharlanishning oldini olish uchun uchuvchilar butun parvoz davomida himoya kostyumlari va kislorod niqoblarida bo'lishadi.

Bulutlar qanday tarqaladi

Bulut massalarini tarqatishni boshlashdan oldin, mutaxassislar atmosferani tekshiradilar. Tantanali tadbirdan bir necha kun oldin havo razvedkasi vaziyatga oydinlik kiritadi, shundan so'ng operatsiyaning o'zi yaxshi ob-havo o'rnatishni boshlaydi.

Ko'pincha reaktivlari bo'lgan samolyotlar Moskva viloyatidan uchadi. Etarli balandlikka ko'tarilgandan so'ng, ular preparatning zarralarini bulutlarga purkashadi, ular namlikni ularning yaqinida to'playdi. Bu kuchli yog'ingarchilik darhol buzadigan amallar maydoniga tushishiga olib keladi. Poytaxt ustidan bulutlar ko‘tarilguncha, namlik ta’minoti tugaydi.

Bulutlarning tarqalishi, qulay ob-havoning o'rnatilishi poytaxt aholisiga sezilarli foyda keltirmoqda. Hozircha, amalda, bu texnologiya faqat Rossiyada qo'llaniladi. U barcha harakatlarni hokimiyat bilan muvofiqlashtirib, Roshidromet faoliyati bilan shug'ullanadi.

Bulutli tezlashuv samaradorligi

Yuqorida aytilishicha, ular hatto Sovet hokimiyati davrida ham bulutlarni tarqata boshlagan. Keyinchalik bu texnika qishloq xo'jaligi ehtiyojlarida keng qo'llanila boshlandi. Ammo jamiyat manfaati uchun ham xizmat qilishi mumkinligi ma’lum bo‘ldi. 1980 yilda Moskvada bo'lib o'tgan Olimpiya o'yinlarini eslash kifoya. Mutaxassislarning aralashuvi tufayli yomon ob-havoning oldi olindi.

Bir necha yil oldin, moskvaliklar shahar kunini nishonlashda bulutlarni tarqatish samaradorligini yana bir bor ko'rishga muvaffaq bo'lishdi. Meteorologlar poytaxtni siklonning kuchli ta'siridan qutqarib, yog'ingarchilik intensivligini 3 barobarga kamaytirishga muvaffaq bo'lishdi. Gidromet mutaxassislarining aytishicha, kuchli bulutlarga dosh berish deyarli mumkin emas. Biroq sinoptiklar uchuvchilar bilan birgalikda buni uddalashdi.

Moskva ustidan bulutlarning tarqalishi endi hech kimni ajablantirmaydi. Ko'pincha, G'alaba kuni paradida yaxshi ob-havo meteorologlarning harakatlari tufayli o'rnatiladi. Bu holat poytaxt aholisini xursand qilmoqda, ammo atmosferaga bunday aralashish nima tahdid solishi mumkinligi haqida savol tug'dirayotganlar bor. Gidromet mutaxassislari bu haqda nima deydi?

Bulutlar tarqalishining oqibatlari

Meteorologlarning fikricha, bulutlarning tarqalib ketish xavfi haqida gaplar hech qanday asosga ega emas. Atrof-muhit monitoringi bo'yicha mutaxassislar bulutlar ustiga purkalgan kimyoviy moddalar ekologik toza va atmosferaga zarar etkaza olmasligini da'vo qilmoqda.

Tadqiqot instituti laboratoriyasi rahbari Migmar Piniginning taʼkidlashicha, suyuq azot ham inson salomatligi, ham atrof-muhit uchun xavf tugʻdirmaydi. Xuddi shu narsa donador karbonat angidridga ham tegishli. Atmosferada azot ham, karbonat angidrid ham ko'p miqdorda bo'ladi.

Tsement kukunini püskürtmek ham hech qanday oqibatlarga tahdid solmaydi. Bulutlarning tarqalishida er yuzasini ifloslantirishga qodir bo'lmagan moddalarning minimal qismi qo'llaniladi.

Meteorologlarning ta'kidlashicha, reagent atmosferada bir sutkadan kamroq vaqt davomida bo'ladi. Bulut massasiga kirgandan so'ng, yog'ingarchilik uni butunlay yuvadi.

Bulut tarqalishining muxoliflari

Meteorologlarning reagentlar mutlaqo xavfsiz ekanligi haqidagi ishonchlariga qaramay, ushbu texnikaning muxoliflari bor. Ecodefense ekologlarining ta'kidlashicha, yaxshi ob-havoning majburiy o'rnatilishi bulutlar tarqalib ketganidan keyin boshlanadigan kuchli yomg'irlarga olib keladi.

Ekologlarning fikricha, hokimiyat tabiat qonunlariga aralashishni bas qilishi kerak, aks holda bu oldindan aytib bo‘lmaydigan oqibatlarga olib kelishi mumkin. Ularning so'zlariga ko'ra, bulutlarni tarqatish bo'yicha qanday harakatlar sodir bo'lishi to'g'risida xulosa chiqarishga hali erta, ammo ular hech qanday yaxshilik keltirmaydi.

Meteorologlar bulut tarqalishining salbiy oqibatlari shunchaki taxminlar ekanligiga ishontirmoqda. Bunday da'volarni amalga oshirish uchun atmosferadagi aerozol kontsentratsiyasini va aerozol turini diqqat bilan o'lchash kerak. Bu bajarilmaguncha, ekologlarning da'volarini asossiz deb hisoblash mumkin.

Shubhasiz, bulutlarning tarqalishi keng ko'lamli ochiq havoda o'tkaziladigan tadbirlarga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Biroq bundan faqat poytaxt aholisi xursand. Yaqin atrofdagi hududlar aholisi elementlarning eng og'irligini olishga majbur. Yaxshi ob-havo texnologiyasining foydalari va zararlari haqidagi munozaralar bugungi kungacha davom etmoqda, ammo olimlar hozirgacha biron bir oqilona xulosaga kelishmagan.

Ob-havoga faol ta'sir qilish - atmosferaning ma'lum bir qismida ma'lum fizik yoki kimyoviy xususiyatlarni texnik vositalar yordamida qisqa vaqt ichida o'zgartirish orqali atmosfera jarayonlarining borishiga insonning aralashuvi. Bunga bulutlardan yomg'ir yoki qor yog'ishi, do'lning oldini olish, bulutlar va tumanlarning tarqalishi, havoning er osti qatlamidagi sovuqni zaiflashtirish yoki yo'q qilish va boshqalar kiradi.

Inson qadim zamonlardan beri ob-havoni o'zgartirishga intiladi, ammo faqat 20-asrda ob-havoning o'zgarishiga olib keladigan atmosferaga ta'sir qilish uchun maxsus texnologiyalar ishlab chiqildi.

Bulutli ekish - ob-havoni o'zgartirishning eng keng tarqalgan usuli; u quruq joylarda yomg'ir yaratish yoki do'l ehtimolini kamaytirish uchun - bulutlardagi namlik do'lga aylanishidan oldin yomg'irni keltirib chiqarish yoki yog'ingarchilikni kamaytirish uchun ishlatiladi.

Material RIA Novosti va ochiq manbalar ma'lumotlari asosida tayyorlangan

Tornado (yoki tornado) - atmosfera girdobi bo'lib, u kumulonimbus (momaqaldiroq) bulutida paydo bo'lib, ko'pincha er yuzasiga, diametri o'nlab va yuzlab metrli bulut yeng yoki magistral shaklida tarqaladi. . Ba'zan dengizda hosil bo'lgan bo'ron tornado, quruqlikda esa tornado deb ataladi. Atmosfera bo'ronlari, tornadolarga o'xshash, ammo Evropada hosil bo'lgan qon quyqalari deb ataladi. Ammo ko'pincha bu uchta tushunchaning barchasi sinonim sifatida qabul qilinadi. Tornadolarning shakli xilma-xil bo'lishi mumkin - ustun, konus, stakan, bochka, qamchiga o'xshash arqon, qum soati, "iblis" shoxlari va boshqalar, lekin ko'pincha tornadolar tornado shakliga ega. ota-bulutdan osilgan aylanadigan magistral, quvur yoki huni. Odatda, quyi qismdagi tornado hunisining ko'ndalang diametri 300-400 m ni tashkil qiladi, garchi tornado suv yuzasiga tegsa, bu qiymat atigi 20-30 m bo'lishi mumkin va huni quruqlikdan o'tganda u 1,5 ga yetishi mumkin. -3 km. Huni ichida havo pastga tushadi va uning tashqarisida ko'tariladi, tez aylanadi va juda kam uchraydigan havo maydonini yaratadi. Noyoblanish shunchalik muhimki, gaz bilan to'ldirilgan yopiq ob'ektlar, shu jumladan binolar, bosim farqi tufayli ichkaridan portlashi mumkin. Hunida havo harakati tezligini aniqlash hali ham jiddiy muammodir. Asosan, bu miqdorning taxminlari bilvosita kuzatuvlardan ma'lum. Vorteksning intensivligiga qarab, undagi oqim tezligi o'zgarishi mumkin. U 18 m / s dan oshadi va ba'zi bilvosita hisob-kitoblarga ko'ra, soatiga 1300 km ga yetishi mumkin, deb ishoniladi. Tornadoning o'zi uni hosil qiluvchi bulut bilan birga harakat qiladi. Radiusi 1 km va o'rtacha tezligi 70 m / s bo'lgan odatdagi tornadoning energiyasi 20 kiloton TNT standart atom bombasining energiyasiga teng, bu AQSh tomonidan portlagan birinchi atom bombasiga o'xshaydi. 1945-yil 16-iyulda Nyu-Meksikoda Trinity sinovi Shimoliy yarim sharda tornadolarda havo aylanishi, qoida tariqasida, soat sohasi farqli o'laroq sodir bo'ladi. Tornadolarning paydo bo'lish sabablari hozirgacha to'liq o'rganilmagan. Oddiy tornadolarga xos bo'lgan faqat ba'zi umumiy ma'lumotlarni ko'rsatish mumkin. Tornadolar ko'pincha troposfera jabhalarida - atmosferaning pastki 10 km qatlamida turli xil shamol tezligi, harorat va havo namligi bilan havo massalarini ajratib turadigan interfeyslarda hosil bo'ladi. Tornadolar rivojlanishida uchta asosiy bosqichdan o'tadi. Dastlabki bosqichda momaqaldiroq bulutidan erdan osilgan dastlabki huni paydo bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri bulut ostidagi sovuq havo qatlamlari iliqlarni almashtirish uchun pastga tushadi, bu esa o'z navbatida ko'tariladi. (bunday beqaror tizim odatda ikkita atmosfera jabhasi - issiq va sovuq birlashganda hosil bo'ladi). Ushbu tizimning potentsial energiyasi havoning aylanish harakatining kinetik energiyasiga aylanadi. Bu harakatning tezligi oshadi va u o'zining klassik shaklini oladi. Vaqt o'tishi bilan aylanish tezligi ortadi, tornado markazida havo intensiv ravishda yuqoriga ko'tarila boshlaydi. Tornado mavjudligining ikkinchi bosqichi - maksimal quvvatning hosil bo'lgan girdobi bosqichi shunday davom etadi. Tornado to'liq shakllangan va turli yo'nalishlarda harakat qiladi. Yakuniy bosqich - bu girdobni yo'q qilish. Tornadoning kuchi zaiflashadi, huni torayadi va er yuzasidan uzilib, asta-sekin ota-bulutga ko'tariladi. Tornado ichida nima sodir bo'ladi? 1930 yilda Kanzasdagi fermer yerto'laga tushmoqchi bo'lganida, to'satdan o'z yo'nalishi bo'yicha harakatlanayotgan tornadoni ko'rdi. Boradigan joyi yo‘q edi, odam yerto‘laga otildi. Va bu erda u nihoyatda omadli edi - tornadoning oyog'i to'satdan erdan sinib, omadli odamning boshini supurib tashladi. Keyinroq dehqon o‘ziga kelganida, ko‘rganlarini shunday ta’rifladi: “Voningning katta shag‘al uchi to‘g‘ri boshim uzra osilib turardi. Atrofdagi hamma narsa jim edi. Voronkadan xirillagan ovoz keldi. Men yuqoriga qaradim va tornadoning qalbini ko'rdim. Uning o'rtasida diametri 30-70 metr bo'lgan, bir kilometrga ko'tarilgan bo'shliq bor edi. Bo'shliqning devorlari aylanadigan bulutlardan hosil bo'lgan va bo'shliqning o'zi doimiy chaqmoq chaqishi, zigzagning bir devordan ikkinchisiga sakrashi bilan yoritilgan ... ". Mana shunga o'xshash yana bir holat. 1951 yilda Texasda odamga yaqinlashgan tornado yerni sindirib, uning boshidan olti metr balandlikka suzib ketdi. Guvohning so‘zlariga ko‘ra, ichki bo‘shliqning kengligi 130 metrga yaqin, devorlarning qalinligi 3 metrga yaqin bo‘lgan. Va bo'shliq ichida shaffof bulut ko'k nur bilan porladi. Ba'zi lahzalarda tornado ustunining butun yuzasi sariq ohanglarning g'alati porlashi bilan porlay boshlaganini da'vo qilgan ko'plab guvohlarning guvohliklari saqlanib qolgan. Tornadolar kuchli elektromagnit maydonlarni ham hosil qiladi va chaqmoq chaqishi bilan birga keladi. Tornadolarda sharli chaqmoq bir necha bor kuzatilgan. Tornadolarda nafaqat yorqin to'plar, balki yorqin bulutlar, dog'lar, aylanuvchi chiziqlar va ba'zan halqalar ham kuzatiladi. Shubhasiz, tornado ichidagi porlashlar turli shakl va o'lchamdagi turbulent girdoklar bilan bog'liq. Ba'zan butun tornado sariq rangda porlaydi. Tornadolarda ko'pincha juda katta oqimlar paydo bo'ladi. Ular son-sanoqsiz chaqmoqlar (oddiy va sharsimon) tomonidan chiqariladi yoki tornadoning butun yuzasini qoplaydigan va unga tushgan narsalarni yondiradigan yorqin plazma paydo bo'lishiga olib keladi. Taniqli tadqiqotchi Kamil Flammarion 119 ta tornadoni oʻrganib chiqib, 70 ta holatda ularda elektr borligi shubhasiz, 49 ta holatda esa “ularda elektr tokining izi yoʻq yoki hech boʻlmaganda u yoʻq” degan xulosaga keldi. o‘zini namoyon qiladi”. Ba'zida tornadolarni qoplaydigan plazmaning xususiyatlari juda kam ma'lum. Vayronagarchilik zonasi yaqinidagi ba'zi ob'ektlar yonib ketgan, kuygan yoki qurib qolganligi shubhasizdir. K. Flammarionning yozishicha, 1839 yilda Shatne (Fransiya) ni vayron qilgan tornado "... yo'l chetidagi daraxtlarni kuydirib yuborgan, shu yo'lda turganlarning o'zi esa ildizi bilan yulib ketgan. Girdob faqat kuydirilgan daraxtlarga ta'sir qilgan. bir tomonida, barcha barglari va shoxlari nafaqat sarg'aygan, balki qurib qolgan, boshqa tomoni esa avvalgidek tegmagan va yashil rangga aylangan. 1904 yilda Moskvada vayron bo'lgan tornadodan so'ng, ko'plab qulagan daraxtlar qattiq yonib ketdi. Ma'lum bo'lishicha, havo bo'ronlari faqat havoning ma'lum bir o'q atrofida aylanishi emas. Bu murakkab energiya jarayoni. Tornado tegmagan odamlar hech qanday sababsiz o'lib ketishadi. Ko'rinib turibdiki, bu holatlarda odamlar yuqori chastotali oqimlardan o'ldiriladi. Bu omon qolgan uylarda rozetkalar, qabul qiluvchilar va boshqa qurilmalarning ishdan chiqishi, soat noto'g'ri keta boshlaganligi bilan tasdiqlanadi. Eng ko'p tornado Shimoliy Amerika qit'asida, ayniqsa AQShning markaziy shtatlarida qayd etilgan (hatto bu atama ham bor - Tornado Alley. Bu tornadolar eng ko'p bo'lgan markaziy Amerika shtatlarining tarixiy nomi. kuzatilgan), kamroq - AQShning sharqiy shtatlarida. Janubda, Florida-Kisda, maydan oktyabr oyining o'rtalariga qadar deyarli har kuni dengizdan tornadolar paydo bo'ladi, bu hudud "suv havzalari mamlakati" laqabini oldi. 1969 yilda bu yerda 395 ta shunday girdob qayd etilgan. Tornadolar paydo bo'lishi uchun sharoitlar paydo bo'ladigan dunyoning ikkinchi mintaqasi - bu Evropa (Pireney yarim orolidan tashqari) va Rossiyaning butun Evropa hududi. Tornadolarning tasnifi Qamchiga o'xshash Bu tornadolarning eng keng tarqalgan turi. Huni silliq, ingichka ko'rinadi va juda burilishli bo'lishi mumkin. Huni uzunligi uning radiusidan sezilarli darajada oshadi. Suvga tushadigan zaif bo'ronlar va girdoblar, qoida tariqasida, qamchi kabi bo'ronlardir. Fuzzy Yerga yetib boradigan shaggy, aylanuvchi bulutlar ko'rinishida paydo bo'ladi. Ba'zida bunday tornadoning diametri hatto balandligidan ham oshib ketadi. Katta diametrli (0,5 km dan ortiq) barcha kraterlar noaniq. Odatda bu juda kuchli bo'ronlar, ko'pincha murakkab bo'ronlar. Ular katta o'lchamlari va juda yuqori shamol tezligi tufayli juda katta zarar etkazadilar. Kompozit asosiy markaziy tornado atrofida ikki yoki undan ortiq alohida qon quyqalaridan iborat bo'lishi mumkin. Bunday tornadolar deyarli har qanday kuchga ega bo'lishi mumkin, lekin ko'pincha ular juda kuchli tornadolardir. Ular keng hududlarda katta zarar etkazadilar. Olovli Bu kuchli yong'in yoki vulqon otilishi natijasida hosil bo'lgan bulut tomonidan yaratilgan oddiy tornadolar. Qo'shma Shtatlardagi tornadolarning kuchini tavsiflash uchun 7 toifadan iborat Fujita-Pirson shkalasi ishlab chiqilgan va shamolning nol (eng zaif) kuchi Bofort shkalasi bo'yicha bo'ron shamoliga to'g'ri keladi. Bofort shkalasi - Jahon meteorologiya tashkiloti tomonidan shamol tezligini yerdagi ob'ektlarga yoki ochiq dengizdagi to'lqinlarga ta'siri bo'yicha taxminiy baholash uchun qabul qilingan o'n ikki balli shkala. 0 - tinchdan 12 gacha - bo'ron hisoblangan. Tornadolar dahshatli kuch bilan shaharlarni supurib, ularni yuzlab aholi bilan birga Yer yuzidan supurib tashlaydi. Ba'zida ushbu tabiiy elementning kuchli halokatli kuchi bir vaqtning o'zida bir nechta tornadolar birlashishi va urishi tufayli kuchayadi. Tornadodan keyingi hudud dahshatli bombardimondan keyingi jang maydoniga o'xshaydi. Misol uchun, 1879 yil 30 mayda 20 daqiqalik interval bilan birin-ketin kelgan ikkita tornado Shimoliy Kanzasdagi 300 nafar aholiga ega provinsiyaning Irving shahrini vayron qildi. Irving tornadosi bilan tornadolarning ulkan kuchining eng ishonchli dalillaridan biri bog'liq: Katta Ko'k daryo bo'ylab 75 m uzunlikdagi po'lat ko'prik havoga ko'tarilib, arqon kabi o'ralgan. Ko'prik qoldiqlari zich, ixcham po'lat bo'laklar, trusslar va arqonlardan iborat bo'lib, yirtilgan va eng hayoliy tarzda buralib ketgan. Xuddi shu tornado Friman ko'li orqali o'tdi. U temir yo‘l ko‘prigining to‘rt qismini beton tayanchlardan yirtib tashladi, ularni havoga ko‘tardi, qirq futga yaqin sudrab ko‘lga tashladi. Har birining og'irligi bir yuz o'n besh tonna edi! Menimcha, bu yetarli

Oltinchi bob
GAZLAR VA SUYUQLARNING VORTEX HARAKATI

6.1. Atmosfera girdoblari haqidagi topishmoqlar

Biz hamma joyda gazlar va suyuqliklarning vorteks harakati bilan shug'ullanamiz. Erdagi eng katta girdoblar atmosfera siklonlari bo'lib, ular antisiklonlar bilan bir qatorda er atmosferasi bosimining ortib borayotgan zonalari bo'lib, ular girdob harakati bilan tutilmaydi va sayyoradagi ob-havoni belgilaydi. Tsiklonlarning diametri minglab kilometrlarga etadi. Tsiklondagi havo murakkab uch o'lchamli spiral harakatni amalga oshiradi. Shimoliy yarimsharda vannadan quvurga oqib tushayotgan suv kabi siklonlar Yerning aylanishidan kelib chiqqan Koriolis kuchlarining taʼsiri tufayli soat miliga teskari (yuqoridan qaralganda), janubiy yarimsharda soat yoʻnalishi boʻyicha aylanadi.
Tsiklonning markazida havo bosimi uning atrofiga qaraganda ancha past bo'ladi, bu siklonning aylanishi paytida markazdan qochma kuchlarning ta'siri bilan izohlanadi.
Atmosfera jabhalarining egrilik joylarida o'rta kengliklarda paydo bo'lgan o'rta kenglik sikloni asosan shimolga qarab harakatlanishi davomida asta-sekin barqaror va kuchli shakllanishga aylanadi, u erda janubdan iliq havo olib keladi. Rivojlanayotgan siklon dastlab havoning faqat yaxshi isigan pastki, sirt qatlamlarini ushlaydi. Vorteks pastdan yuqoriga qarab o'sib boradi. Tsiklonning keyingi rivojlanishi bilan unga havo oqimi hali ham er yuzasiga yaqin joyda sodir bo'ladi. Tsiklonning markaziy qismida yuqoriga ko'tarilgan bu iliq havo hosil bo'lgan siklonni 6-8 km balandlikda tark etadi. Sovuq hukmronlik qiladigan balandlikda uning tarkibidagi suv bug'lari kondensatsiyalanadi, bu esa bulutlar va yog'ingarchiliklarning paydo bo'lishiga olib keladi.
Bugungi kunda butun dunyo meteorologlari tomonidan tan olingan siklon rivojlanishining bunday surati SSSRda yomg'ir yog'dirish uchun 70-yillarda yaratilgan meteotron qurilmalarida muvaffaqiyatli modellashtirilgan va Armanistonda muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazilgan. Erga o'rnatilgan turbojet dvigatellari yuqoriga ko'tarilgan issiq havo oqimini yaratdi. Biroz vaqt o'tgach, bu joy ustida bulut paydo bo'lib, asta-sekin bulutga aylandi va yomg'ir yog'di.
Tinch okeanidagi tayfunlar va Atlantikadagi bo'ronlar deb ataladigan tropik siklonlar sekin o'rta kenglikdagi siklonlardan ancha farq qiladi. Ularning diametri o'rta kenglikdagilarga qaraganda ancha kichikroq (100-300 km), lekin ular katta bosim gradyanlari, juda kuchli shamollar (50 va hatto 100 m / s gacha) va kuchli yomg'irlar bilan ajralib turadi.
Tropik siklonlar faqat okean ustida, ko'pincha 5 dan 25 ° gacha shimoliy kenglikda paydo bo'ladi. Ekvatorga yaqinroq, buriluvchi Koriolis kuchlari kichik bo'lgan joyda ular ishlab chiqarilmaydi, bu Koriolis kuchlarining siklonlarning paydo bo'lishidagi rolini isbotlaydi.
Avval g'arbga, so'ngra shimolga yoki shimoli-sharqga qarab harakatlanadigan tropik siklonlar asta-sekin oddiy, lekin juda chuqur siklonlarga aylanadi. Okeandan quruqlikka chiqib, ular tezda uning ustida so'nishadi. Shunday qilib, okean namligi ularning hayotida juda katta rol o'ynaydi, u ko'tarilgan girdobli havo oqimida kondensatsiyalanib, bug'lanishning katta miqdordagi yashirin issiqligini chiqaradi. Ikkinchisi havoni isitadi va uning ko'tarilishini oshiradi, bu esa tayfun yoki bo'ron yaqinlashganda atmosfera bosimining kuchli pasayishiga olib keladi.

Guruch. 6.1. Gigant atmosfera tayfunu girdobi (kosmosdan ko'rinish)

Bu ulkan g'azablangan bo'ronlar ikkita sirli xususiyatga ega. Birinchidan, ular kamdan-kam hollarda Janubiy yarimsharda paydo bo'ladi. Ikkinchisi, bunday shakllanish markazida "bo'ron ko'zi" - 15-30 km diametrli zonaning mavjudligi, bu tinch va musaffo osmon bilan ajralib turadi.
Tayfun va undan ham ko'proq o'rta kenglik siklonining bo'ron ekanligini ko'rish, ularning ulkan diametrlari tufayli faqat kosmik balandlikdan mumkin. Astronavtlar tomonidan aylanayotgan bulut zanjirlarining fotosuratlari ajoyib. Ammo yerdagi kuzatuvchi uchun atmosfera girdobining eng aniq turi bu tornado. Uning bulutlar tomon cho'zilgan aylanish ustunining diametri eng yupqa joyida quruqlikdan 300-1000 m balandlikda va dengizdan atigi o'nlab metr balandlikda joylashgan. Shimoliy Amerikada tornadolar Evropaga qaraganda tez-tez paydo bo'ladi (yiliga 200 tagacha), ular tornado deb ataladi. U erda ular asosan dengiz ustida paydo bo'ladi va quruqlikdan yuqorida bo'lganda g'azablanadi.
Tornadoning paydo bo'lishi haqidagi quyidagi rasmda ko'rsatilgan: "1979 yil 30 may kuni kunduzi soat 4 da Kanzasning shimolida qora va zich ikkita bulut uchrashdi. Ular to'qnashib, 15 daqiqadan so'ng bitta bulutga qo'shildi. bulut, uning pastki yuzasidan huni o'sib chiqdi.U tez cho'zilib, ulkan magistral shaklini oldi, yerga yetib keldi va ulkan ilon kabi uch soat davomida davlat atrofida nayranglar o'ynadi, yo'liga duch kelgan hamma narsani sindirdi va yo'q qildi. - uylar, fermalar, maktablar ... "
Ushbu tornado 75 metrli temir-beton ko'prikni tosh ho'kizlardan uzib tashladi va uni tugun bilan bog'lab, daryoga tashladi. Keyinchalik mutaxassislar buni amalga oshirish uchun havo oqimi tovushdan yuqori tezlikka ega bo'lishi kerakligini hisoblab chiqdi.
Bunday tezlikda tornadolarda havo nima qilishi odamlarni chalg'itadi. Shunday qilib, tornadoda tarqalgan chiplar taxtalar va daraxt tanasiga osongina kirib boradi. Unda aytilishicha, tornado bosib olgan metall qozon metallni sindirmasdan ichkariga aylantirilgan. Bunday nayranglar, bu holda metallning deformatsiyasi metallga zarar etkazishi mumkin bo'lgan qattiq tayanchsiz amalga oshirilganligi bilan izohlanadi, chunki ob'ekt havoda edi.

Guruch. 6.2. Tornado fotosurati.

Tornadolar kamdan-kam uchraydigan tabiiy hodisa emas, garchi ular faqat Shimoliy yarimsharda paydo bo'lsa ham, shuning uchun ular haqida ko'plab kuzatuv ma'lumotlari to'plangan. Tornado voronkasi ("magistral") bo'shlig'i havoning "devorlari" bilan o'ralgan bo'lib, u soat miliga teskari (tayfundagi kabi) spiral bo'ylab aylanib yuradi (6.3-rasmga qarang.) Bu erda havo tezligi 200-300 ga etadi. Xonim. Undagi statik bosim gaz tezligi oshishi bilan pasayganligi sababli, tornadoning "devorlari" er yuzasiga yaqin isitiladigan havoni va u bilan birga changyutgich kabi duch keladigan narsalarni so'radi.
Bu ob'ektlarning barchasi, ba'zan bulutga ko'tariladi, tornado unga qarshi turadi.

Tornadolarning ko'tarish kuchi juda yuqori. Shunday qilib, ular nafaqat kichik narsalarni, balki ba'zan chorva mollarini va odamlarni katta masofalarga olib boradilar. 1959 yil 18 avgustda Minsk viloyatida tornado otni sezilarli balandlikka ko'tardi va uni olib ketdi. Hayvonning jasadi atigi bir yarim kilometr uzoqlikda topilgan. 1920 yilda Kanzas shtatida tornado maktabni vayron qildi va o'qituvchini butun sinf o'quvchilari bilan birga stollari bilan havoga ko'tardi. Bir necha daqiqadan so'ng ularning barchasi maktab vayronalari bilan birga erga tushirildi. Aksariyat bolalar va o'qituvchi tirik va sog'-salomat qoldi, ammo 13 kishi halok bo'ldi.
Tornadolar odamlarni katta masofalarga ko'tarib, olib ketish holatlari ko'p bo'ladi, shundan keyin ular zarar ko'rmaydilar. Ularning eng paradoksallari quyidagicha tasvirlangan: Moskva yaqinidagi Mytishchi shahridagi tornado Selezneva dehqon ayolining oilasiga uchib ketdi. Ayolni, katta o'g'lini va chaqaloqni ariqga tashlab, o'rtancha o'g'li Petyani olib ketdi. U faqat ertasi kuni Moskvadagi Sokolniki bog'ida topilgan. Bola tirik va sog'lom edi, lekin o'limdan qo'rqib ketdi. Bu erda eng g'alati narsa shundaki, Sokolniki Mytishchidan tornado harakatlanayotgan tomonga emas, balki qarama-qarshi yo'nalishda joylashgan. Ma'lum bo'lishicha, bola tornado paytida emas, balki hamma narsa tinchlangan teskari tomonga o'tkazilgan! Yoki u o'tmishda sayohat qilganmi?
Tornadodagi narsalarni kuchli shamol olib ketishi kerakdek tuyuladi. Ammo 1953 yil 23 AVP/100 da Rostovdagi tornado paytida, aytilishicha, kuchli shamol uyning deraza va eshiklarini ochdi. Shu bilan birga sandig‘ida turgan uyg‘otuvchi soat uchta eshikdan, oshxonadan, yo‘lakdan uchib o‘tib, uyning chordog‘iga uchib chiqdi. Uni qanday kuchlar haydab chiqardi? Axir, bino zarar ko'rmadi va budilnikni shunday ko'tarishga qodir shamol budilnikdan ancha katta shamolga ega bo'lgan binoni butunlay buzishi kerak edi.
Nega tornadolar mayda narsalarni bulutlargacha ko'tarib, ularni deyarli to'plangandek, tarqalib ketmasdan, balki yenglaridan oqib chiqayotgandek ancha masofaga tushiradilar?
Ota-ona momaqaldiroq buluti bilan ajralmas bog'liqlik tornado va atmosferaning boshqa vorteks harakatlari o'rtasidagi xarakterli farqdir. Katta elektr toklari momaqaldiroqdan yerga tornadoning "magistral" bo'ylab oqishi yoki tornado bo'ronidagi chang va suv tomchilari ishqalanish natijasida kuchli elektrlashtirilganligi sababli, lekin tornadolar yuqori darajadagi elektr quvvati bilan birga keladi. faoliyat. Devordan devorgacha bo'lgan "magistral" ning bo'shlig'i doimiy ravishda elektr zaryadlari bilan teshiladi. Ko'pincha u hatto porlaydi.
Ammo tornadoning "magistral" bo'shlig'ida havoning vorteks harakati zaiflashadi va ko'pincha pastdan yuqoriga emas, balki yuqoridan pastga yo'naltiriladi * (* Biroq, unda aytilishicha, tornado "magistral" bo'shlig'ida havo pastdan yuqoriga, uning devorlarida esa yuqoridan pastga siljiydi.). Tornado ichidagi bunday pastga oqim shunchalik kuchli bo'lib, u narsalarni tuproqqa bosgan holatlar mavjud (6.3-rasmga qarang). Tornadoning ichki bo'shlig'ida kuchli aylanishning yo'qligi uni bu jihatdan tayfunga o'xshash qiladi. Ha, va tornadodagi "bo'ronning ko'zi" bulutdan erga etib bormasdan oldin mavjud. Y.Maslov buni shunday she’riy ta’riflaydi: “Momaqaldiroqda to‘satdan o‘lik, jonsiz ko‘z qorachig‘i bilan “ko‘z”, ya’ni “ko‘z” paydo bo‘ladi. O‘ljaga qaragandek tuyg‘u. U buni payqadi! u kurer poyezdining shovqini va tezligi bilan yerga yuguradi, orqasida uzoq, aniq ko'rinadigan iz - dum qoldiradi.
Mutaxassislarni tornadolar va undan ham ko'proq tayfunlar o'z ixtiyorida bo'lgan haqiqiy tuganmas energiya manbalari haqidagi savol uzoq vaqtdan beri qiziqtiradi. Nam havoning ulkan massalarining issiqlik energiyasi oxir-oqibat atmosfera girdobida havo harakati energiyasiga aylanishi aniq. Ammo uni tornado tanasi kabi kichik hajmlarda to'plashga nima majbur qiladi? Va energiyaning bunday o'z-o'zidan kontsentratsiyasi termodinamikaning ikkinchi qonuniga zid emasmi, ya'ni issiqlik energiyasi faqat o'z-o'zidan tarqalib ketishi mumkin?
Bu masala bo'yicha ko'plab farazlar mavjud, ammo hali ham aniq javoblar yo'q.
V. A. Atsukovskiy gaz girdoblarining energiyasini o'rganib, "gaz girdobining tanasi girdob hosil bo'lish jarayonida atrof-muhit tomonidan siqiladi" deb yozadi. Buni tornadoning "magistral"i poydevoridan yupqaroq bo'lishi, erga ishqalanish uning yuqori aylanish tezligini rivojlantirishga imkon bermasligi bilan tasdiqlanadi. Vorteks tanasining atrof-muhit bosimi bilan siqilishi impulsning saqlanish qonuni natijasida uning aylanish tezligining oshishiga olib keladi. Va girdobdagi gaz tezligining oshishi bilan undagi statik bosim yanada pasayadi. Bundan kelib chiqadiki, Atsyukovskiy, girdob atrof-muhit energiyasini to'playdi va bu jarayon energiyaning atrof-muhitga tarqalishi bilan birga boshqalardan tubdan farq qiladi.
Bu yerda harakat nazariyasi termodinamikaning ikkinchi qonunini saqlab qolishi mumkin edi, agar gaz girdoblari katta miqdorda energiya chiqarishini aniqlash mumkin edi. 4.4-bo'limda aytilganlarni hisobga olgan holda, harakat nazariyasi havo tornado yoki to'fonda aylanganda, ular havoni aylantirish uchun sarflagan energiyadan kam bo'lmagan energiyani chiqarishni talab qiladi. Va tornado va undan ham ko'proq tayfun orqali, uning mavjudligi davomida juda katta havo massalari o'tadi, buriladi.
Ko'rinishidan, nam havo nurlanmasdan "qo'shimcha" massa-energiyani chiqarib yuborishi osonroq bo'ladi. Darhaqiqat, namlik kondensatsiyasidan so'ng, u atmosfera girdobi bilan katta balandlikka ko'tarilganda, yomg'ir tomchilari girdobni tark etadi va shu sababli uning massasi kamayadi. Ammo vorteksning issiqlik energiyasi nafaqat bundan kamaymaydi, balki, aksincha, suvning kondensatsiyasi paytida bug'lanishning yashirin issiqligining chiqishi tufayli ortadi. Bu havoning ko'tarilish tezligining oshishi hisobiga ham, girdob tanasi siqilganda aylanish tezligining oshishi hisobiga girdobdagi harakat tezligining oshishiga olib keladi. Bundan tashqari, suv tomchilarining massasini girdobdan olib tashlash, aylanish tizimining bog'lanish energiyasini oshirishga va qolgan vorteksdagi massa nuqsonining oshishiga olib kelmaydi. Agar tizimning aylanish tezlashuvi vaqtida undan tizim ichki energiyasining bir qismi - issiqlik olib tashlansa, tizimning bog'lanish energiyasi ortadi (va u bilan tizimning barqarorligi ortadi). Va issiqlik eng oson nurlanish orqali chiqariladi.
Ko'rinishidan, tornado va tayfunlarning tepe (infraqizil va mikroto'lqinli) nurlanishini qayd etishga urinish hech kimning xayoliga kelmagan. Ehtimol, u mavjuddir, lekin biz buni hali bilmaymiz. Biroq, ko'plab odamlar va hayvonlar, hatto uy ichida va osmonga qaramay, bo'ron yaqinlashayotganini his qilishadi. Va menimcha, nafaqat atmosfera bosimining pasayishi, bu qarg'alar bo'shliqlari bo'lgan suyaklardagi og'riqdan qichqiradi. Odamlar boshqa narsani his qilishadi, kimdir qo'rqinchli, boshqalari hayajonli. Ehtimol, bu tornado va to'fondan juda kuchli bo'lishi kerak bo'lgan burilish nurlanishidir?
Kosmonavtlardan tayfunlarning kosmik balandlikdan infraqizil fotosuratlarini olishni so'rash qiziq bo'lar edi. Aftidan, bunday fotosuratlar bizga ko'p yangi narsalarni aytib berishi mumkin.
Biroq, quyosh tizimi sayyoralari atmosferasidagi eng katta siklonning bunday fotosuratlari, garchi infraqizil nurlarda bo'lmasa ham, uzoq vaqtdan beri kosmik balandlikdan olingan. Bular Yupiterning Buyuk Qizil Dogʻining fotosuratlari boʻlib, uning 1979-yilda Amerikaning “Voyajer-1” kosmik kemasidan olingan fotosuratlarini oʻrganish natijasida Yupiterning kuchli atmosferasida doimiy mavjud boʻlgan ulkan siklon ekanligi maʼlum boʻldi (6.4-rasm). . O'lchamlari 40x13 ming km bo'lgan ushbu siklop siklop-tayfunining "bo'ron ko'zi" hatto nomi kelib chiqqan dahshatli qizil rang bilan ko'rinadigan yorug'lik diapazonida ham porlaydi.

Guruch. 6.4. Yupiterning Buyuk Qizil Dog'i (SR) va uning yaqinlari ("Voyajer 1", 1979).

6.2. Vortex Ranke effekti

Gazni changdan tozalash uchun siklik separatorlarni o‘rganar ekan, 1920-yillarning oxirida frantsuz metallurgiya muhandisi J. Ranke g‘ayrioddiy hodisani aniqladi: reaktiv markazida siklondan chiqib ketayotgan gaz dastlabki haroratdan pastroq haroratga ega edi. 1931 yil oxirida Ranke "vorteks trubkasi" (VT) deb nomlangan qurilma uchun birinchi patentni oldi, unda siqilgan havo oqimi ikki oqimga bo'linadi - sovuq va issiq. Tez orada u bu ixtirosini boshqa mamlakatlarda patentladi.
1933 yilda Ranke Frantsiya fizika jamiyatiga BTda siqilgan gazni ajratish hodisasi haqida ma'ruza qildi. Ammo uning xabari ilmiy jamoatchilik tomonidan ishonchsizlik bilan kutib olindi, chunki hech kim bu jarayonning fizikasini tushuntira olmadi. Oxir oqibat, olimlar "Maksvell iblisi" haqidagi hayoliy g'oyani amalga oshirish mumkin emasligini biroz oldin angladilar, u issiq gazni issiq va sovuqqa ajratish uchun gazli idishdan mikroteshik orqali tez gaz molekulalarini chiqarishi kerak edi. va sekinlarini chiqarmang. Hamma bu termodinamikaning ikkinchi qonuni va ortib borayotgan entropiya qonuniga zid deb qaror qildi.

Guruch. 6.5. Vortex tube Ranke.

20 yildan ortiq vaqt davomida Rankening kashfiyoti e'tiborga olinmadi. Va faqat 1946 yilda nemis fizigi R. Xilsh VTning eksperimental tadqiqotlari bo'yicha ishini nashr etdi, unda u bunday qurilmalarni loyihalash bo'yicha tavsiyalar berdi. O'shandan beri ular ba'zan Ranke-Hilsch quvurlari deb ataladi.
Ammo 1937 yilda sovet olimi K. Straxovich, Renke tajribalari haqida bilmagan holda, amaliy gaz dinamikasi bo'yicha ma'ruzalar kursida aylanadigan gaz oqimlarida harorat farqlari paydo bo'lishi kerakligini nazariy jihatdan isbotladi. Biroq, faqat Ikkinchi jahon urushidan keyin SSSRda, boshqa ko'plab mamlakatlarda bo'lgani kabi, vorteks effektidan keng foydalanish boshlandi. Shuni ta'kidlash kerakki, sovet tadqiqotchilari bu yo'nalishda 70-yillarning boshlariga kelib dunyoda etakchilik qildilar. VT bo'yicha ba'zi sovet ishlarining umumiy ko'rinishi, masalan, biz ushbu bo'limda yuqorida keltirilgan narsalarni ham, quyida ko'rsatilganlarning ko'pini ham o'zlashtirgan kitobda berilgan.
Ranke vorteks trubkasida, diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. 6.5, silindrsimon trubka 1 bir uchida volut 2 ga ulanadi, u to'rtburchaklar kesimdagi nozul kirishi bilan tugaydi, bu quvurga siqilgan ishchi gazni uning ichki yuzasi aylanasiga tangensial ravishda etkazib berishni ta'minlaydi. Boshqa uchidan volut diafragma 3 bilan yopiladi, uning diametri trubaning ichki diametridan sezilarli darajada kichik bo'ladi 1. Bu teshik orqali trubkadan 1 sovuq gaz oqimi chiqadi, u trubadagi 1-vorteks harakati davomida sovuq (markaziy) va issiq (periferik) qismlarga bo'linadi. Quvurning 1 ichki yuzasiga tutashgan oqimning issiq qismi aylanib, trubaning 1 uzoq uchiga o'tadi va uni qirrasi va sozlash konusi 4 orasidagi halqali bo'shliq orqali qoldiradi.
B har qanday harakatlanuvchi gaz (yoki suyuqlik) oqimi, siz bilganingizdek, ikkita haroratga ega ekanligini tushuntiradi: gaz molekulalarining issiqlik harakati energiyasi bilan belgilanadigan termodinamik (shuningdek, statik deb ataladi) T (bu harorat bilan birga harakatlanadigan termometr bilan o'lchanadi. bir xil tezlikda gaz oqimi V, bu oqim) va turg'unlik harorati T0, oqim yo'liga joylashtirilgan statsionar termometr bilan o'lchanadi. Bu haroratlar o'zaro bog'liqdir

(6.1)

bu erda C - gazning solishtirma issiqlik sig'imi. (6.1) dagi ikkinchi atama termometrdagi gaz oqimining sekinlashishi tufayli haroratning oshishini tavsiflaydi. Agar turg'unlik nafaqat o'lchov nuqtasida, balki butun oqim bo'limida ham amalga oshirilsa, u holda butun gaz turg'unlik harorati T0 ga qadar isitiladi. Bunday holda, oqimning kinetik energiyasi issiqlikka aylanadi.
Formulani (6.1) o'zgartirib, biz ifodani olamiz

(6.2)

Bu adiabatik sharoitda oqim tezligi V oshgani sayin termodinamik harorat pasayishini aytadi.
E'tibor bering, oxirgi ifoda nafaqat gaz oqimiga, balki suyuqlik oqimiga ham tegishli. Unda adiabatik sharoitda V oqim tezligining oshishi bilan suyuqlikning termodinamik harorati ham kamayishi kerak. Turbinaga torayib borayotgan suv o‘tkazgichda tezlashgan suv oqimi haroratining aynan shunday pasayishi L.Gerbrand 3.4-bo‘limda ko‘rsatib o‘tgan va daryo suvining issiqligini turbinaga berilgan oqimning kinetik energiyasiga aylantirishni taklif qilgan. gidroelektrostantsiyalar.
Haqiqatan ham, (6.1) iborani yana bir bor shaklda qayta yozish

(6.3)

suv oqimining kinetik energiyasini oshirish formulasini olamiz

(Bu erda m - o'tkazgichdan o'tgan suv massasi).
Ammo vorteks trubasiga qayting. Kirish volutida yuqori tezlikka tezlashib, silindrsimon quvur 1 ga kiraverishdagi gaz maksimal tangensial tezlik VR va eng past termodinamik haroratga ega. Keyin u truba 1da silindrsimon spiral bo'ylab uzoqdagi chiqish joyiga o'tadi, konus 4 bilan qisman yopiladi. Agar bu konus olib tashlansa, butun gaz oqimi quvur 1 ning uzoq (issiq) uchi orqali erkin chiqib ketadi. Bundan tashqari, VT. diafragma 3 teshigi va tashqi havoning bir qismi orqali so'riladi. (To'g'ridan-to'g'ri oqimga qaraganda kichikroq o'lchamlarga ega bo'lgan vorteks ejektorlarining ishlashi ushbu printsipga asoslanadi.)
Ammo konusning 4 va trubaning cheti 1 orasidagi bo'shliqni sozlash orqali ular quvurdagi bosimning tashqi havoning so'rilishi to'xtaydigan va trubadan 1 gazning bir qismi chiqib keta oladigan qiymatgacha oshishiga erishadilar. diafragmadagi teshik orqali 3. Shu bilan birga, quvurda markaziy (paraxial) paydo bo'ladi 1 vorteks oqimi asosiy (periferik) tomon harakatlanadi, lekin aytilganidek, xuddi shu yo'nalishda aylanadi.
VTda sodir bo'ladigan jarayonlarning butun majmuasida, aksariyat tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, undagi periferik va markaziy vorteks gaz oqimlari o'rtasida energiyaning qayta taqsimlanishini aniqlaydigan ikkita asosiy narsa mavjud.
Asosiy jarayonlarning birinchisi quvur bo'ylab harakatlanayotganda aylanuvchi oqimlarning tangensial tezliklari maydonini qayta qurishdir. Tez aylanadigan periferik oqim o'z aylanishini asta-sekin unga qarab harakatlanadigan markaziy oqimga o'tkazadi. Natijada, markaziy oqimning gaz zarralari diafragma 3 ga yaqinlashganda, ikkala oqimning aylanishi bir xil yo'nalishga yo'naltiriladi va u o'z o'qi atrofida gaz emas, balki qattiq silindr aylanadigandek sodir bo'ladi. Bunday girdob "kvazi-qattiq" deb ataladi. Bu nom aylanuvchi qattiq silindrning zarralari silindr o'qi atrofida harakatlanishida tangensial tezlikning o'qgacha bo'lgan masofaga bir xil bog'liqligi bilan belgilanadi: Vr. =. ?r.
WPdagi ikkinchi asosiy jarayon - oqimlar o'rtasidagi turbulent energiya almashinuvi natijasida yuzaga kelgan, WP ning har bir uchastkasida periferik va markaziy oqimlarning termodinamik haroratlarini tenglashtirish. Ushbu tenglashtirishsiz periferikdan past tangensial tezliklarga ega bo'lgan ichki oqim periferikdan yuqori termodinamik haroratga ega bo'ladi. Periferik oqimning tangensial tezliklari markaziy tezlikdan kattaroq bo'lganligi sababli, termodinamik haroratlar tenglashtirilgandan so'ng, yarim konus 4 bilan qoplangan quvur 1 ning chiqishiga qarab harakatlanadigan periferik oqimning turg'unlik harorati kattaroq bo'ladi. diafragma 3 teshigi tomon harakatlanuvchi markaziy oqimga qaraganda.
Ta'riflangan ikkita asosiy jarayonning bir vaqtning o'zida ta'siri, aksariyat tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, energiyaning WTdagi markaziy gaz oqimidan periferikga o'tishiga va gazning sovuq va issiq oqimlarga ajralishiga olib keladi.
VT ishining bu g'oyasi hali ham ko'pchilik mutaxassislar tomonidan tan olingan. Ranke davridan beri VT dizayni unchalik o'zgarmadi, garchi o'sha paytdan beri VT ko'lami kengayib bormoqda. Silindrsimon o'rniga konussimon (kichik konusli burchakli) trubkadan foydalanadigan VTlar biroz yaxshiroq ishlashni ko'rsatishi aniqlandi. Ammo ularni ishlab chiqarish qiyinroq. Ko'pincha gazlarda ishlaydigan VTlar sovuq ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, lekin ba'zida, masalan, vorteksli termostatlarda ishlaganda ham sovuq, ham issiq oqimlardan foydalaniladi.
Vorteks trubkasi boshqa turdagi sanoat muzlatgichlariga qaraganda ancha past samaradorlikka ega bo'lsa-da, bu gazni VTga etkazib berishdan oldin uni siqish uchun yuqori energiya sarfi bilan bog'liq, dizaynning o'ta soddaligi va VT ning oddiyligi uni ajralmas qiladi. ko'p ilovalar uchun.
VT har qanday gazsimon ishlaydigan suyuqliklar bilan (masalan, suv bug'lari bilan) va turli xil bosim tushishlarida (atmosfera fraktsiyalaridan yuzlab atmosferagacha) ishlay oladi. VTda gaz oqimi tezligi diapazoni ham juda keng (m3/soat fraksiyalardan yuz minglab m3/soatgacha) va shuning uchun ularning quvvatlari diapazoni. Biroq, o'sish bilan
VT ning diametri (ya'ni uning quvvatining oshishi bilan) VTning samaradorligini oshiradi.
VT bir vaqtning o'zida sovuq va issiq gaz oqimlarini ishlab chiqarish uchun ishlatilsa, quvur sovutilmagan holda amalga oshiriladi. Bunday WTlar adiabatik deb ataladi. Ammo faqat sovuq oqimdan foydalanilganda, quvur tanasi yoki uning uzoq (issiq) uchi suv ko'ylagi yoki boshqa usul bilan majburiy sovutilgan VT dan foydalanish foydalidir. Sovutish HT ning sovutish quvvatini oshirish imkonini beradi.

6.3. Vorteks trubkasi paradokslari

Tez gaz molekulalarini sekin molekulalardan ajratishni amalga oshiradigan "Maksvell jiniga" aylangan vorteks trubkasi J.Renke tomonidan ixtiro qilinganidan keyin uzoq vaqt davomida tan olinmagan.Umuman olganda, barcha jarayonlar va qurilmalar. Agar ular nazariy asos va ilmiy tushuntirish olmasalar, bizning ma'rifatli" asrimizda deyarli rad etishga mahkumdir. Bu, agar xohlasangiz, ma'rifatning teskari tomoni: bir lahzalik izoh topa olmagan hamma narsa mavjud bo'lishga haqli emas. Va Ranke trubasida, uning ishining yuqoridagi tushuntirishlari paydo bo'lgandan keyin ham, ko'p narsa noaniq va noaniq bo'lib qolmoqda.Afsuski, kitoblar va darsliklar mualliflari ba'zi bir masalalarning noaniqligini kamdan-kam qayd etishadi, aksincha, ular ko'proq izlanishadi. ilmning qudrati zohirini yaratish uchun ularni chetlab o'ting va parda qiling. Kitob bu borada istisno emas.
Shunday qilib, uning 25-sahifasida qayta taqsimlash jarayonini tushuntirganda! aylanma gaz oqimlarining tezlik maydonini qayta tartibga solish va "kvazi-qattiq" girdobning paydo bo'lishi orqali VT dagi energiya, ba'zi bir chalkashliklarni sezish mumkin. Masalan), biz o'qiymiz: "Markaziy oqim ... tomon harakat qilganda, u tashqi oqim tomonidan tobora kuchayib, kuchliroq aylanishni boshdan kechiradi. Bu jarayonda, tashqi qatlamlar ichki qatlamlarni burishganda, natijada .. .ichki oqimning tangensial tezligi pasayadi, tashqisi esa ortadi. Bu iboraning mantiqsizligi sizni hayron qoldiradimi, kitob mualliflari bu yerda tushuntirib bo‘lmaydigan narsani yashirishga, yo‘q joyda mantiq ko‘rinishini yaratishga harakat qilishyaptimi?
VT dagi jarayonlarni tavsiflovchi gaz-dinamik tenglamalar tizimini qurish va yechish orqali VT nazariyasini yaratishga urinishlar ko'plab mualliflarni yengib bo'lmaydigan matematik qiyinchiliklarga olib keldi. Ayni paytda, eksperimentchilar tomonidan vorteks effektini o'rganish unda tobora ko'proq yangi xususiyatlarni aniqladi, ularni asoslash qabul qilingan farazlarning birortasiga ko'ra imkonsiz bo'lib chiqdi.
1970-yillarda kriyojenik texnologiyaning rivojlanishi vorteks effektining yangi imkoniyatlarini izlashni rag'batlantirdi, chunki boshqa mavjud sovutish usullari - gazni o'chirish, chiqarish va gazni kengaytirish - katta hajmlarni sovutish bilan bog'liq amaliy muammolarni hal qila olmadi. va kondensatsiya harorati past bo'lgan suyultiruvchi gazlar. Shu sababli, vorteksli sovutgichlarning ishlashi bo'yicha tadqiqotlar yanada jadal davom etdi.
Bu yo'nalishdagi eng qiziqarli natijalarga leningradliklar V. E. Finko erishdi. Uning 14 ° gacha burchakka burchakka ega bo'lgan VT vorteksli sovutgichida havoni 30 ° K gacha sovutishga erishildi. Kirishdagi gaz bosimining 4 MPa va undan yuqori darajaga ko'tarilishi bilan sovutish effektining sezilarli o'sishi qayd etildi, bu [1 MPa dan ortiq bosimda VT samaradorligi amalda ko'rinmaydi degan umumiy qabul qilingan nuqtai nazarga zid keladi. bosim ortishi bilan ortadi.
Bu va boshqa xususiyatlar vorteks effekti haqidagi mavjud g'oyalarga va uning yordamida gazni sovutishni hisoblash uchun adabiyotda qo'llaniladigan usulga mos kelmaydigan subsonik kirish tezligiga ega bo'lgan vorteks sovutgichini sinovdan o'tkazishda V. E. Finkoni ushbu tafovutlarni tahlil qilishga undadi. .
U nafaqat sovuq (Tx), balki "issiq" (Tr) chiquvchi gaz oqimlarining turg'unlik harorati uning VT ga etkazib beriladigan gazning T haroratidan sezilarli darajada past bo'lganini payqadi. Bu uning WT dagi energiya balansi adiabatik VT uchun taniqli Hilsh balans tenglamasiga mos kelmasligini anglatardi.

(6.5)

bu erda I - ishlaydigan gazning o'ziga xos entalpiyasi,

Mavjud adabiyotlarda Finko munosabatlarni tekshirishga bag'ishlangan maqolalarni topmadi (6.5). Nashr etilgan ishlarda, qoida tariqasida, sovuq oqim fraktsiyasi JLI formulasi yordamida hisoblab chiqilgan

(6.6)

harorat o'lchovlari natijalariga ko'ra Tovh Gog Goh. Oxirgi formula quyidagi shartlar yordamida (6.5) dan olinadi:
V.E.Finko tasvirlangan stendni yaratadi, unda oqimning turg'unlik haroratini o'lchash bilan bir qatorda Ovkh, Ox, Og gaz oqimi tezligini o'lchash amalga oshirildi. Natijada, (6.5) ifoda WPning energiya balansini hisoblash uchun qabul qilinishi mumkin emasligi qat'iy aniqlandi, chunki tajribalarda kiruvchi va chiquvchi oqimlarning o'ziga xos entalpiyalaridagi farq 9-24% ni tashkil etdi va o'sish bilan ortdi. kirish bosimida yoki kirish gazining haroratining pasayishi bilan. Finkoning ta'kidlashicha, (6.5) va test natijalari o'rtasidagi ba'zi bir nomuvofiqliklar ilgari boshqa tadqiqotchilarning ishlarida kuzatilgan, masalan, 10-12% ni tashkil etgan, ammo bu ishlarning mualliflari xarajatlarni o'lchashning noto'g'riligini tushuntirgan. .
Bundan tashqari, V. E. Finkoning ta'kidlashicha, VTda issiqlik uzatishning ilgari taklif qilingan mexanizmlarining hech biri, shu jumladan qarshi oqimdagi turbulent issiqlik uzatish mexanizmi, haroratning sezilarli darajada pasayishiga olib keladigan gazdan issiqlikni olib tashlashning yuqori sur'atlarini tushuntirmaydi (~ 70 ° K va). ko'proq) uning vorteksli sovutgichida. U VTda gazning sovishini "gazning girdobli kengayish ishi" bilan trubka ichida ilgari u erga kirgan gaz qismlari ustida, shuningdek, gaz paydo bo'ladigan tashqi atmosferada o'z tushuntirishini taklif qiladi. chiqadi.
Bu erda shuni ta'kidlash kerakki, umumiy holatda WTning energiya balansi quyidagi shaklga ega:

(6.7)

Bu erda Wcool - tabiiy yoki sun'iy sovutish tufayli VT korpusidan vaqt birligi uchun chiqarilgan issiqlik miqdori. Adiabatik quvurlarni hisoblashda (6.7) ning oxirgi atamasi kichikligi sababli e'tiborga olinmaydi, chunki VTlar odatda kichik o'lchamlarga ega va konveksiya orqali ularning atrofdagi havo bilan issiqlik almashinuvi VT ichidagi gaz oqimlari orasidagi issiqlik almashinuviga nisbatan ahamiyatsiz. Sun'iy sovutilgan VT larning ishlashi paytida (6.7) oxirgi muddat VT dan chiqadigan sovuq gaz oqimining ulushini oshirishni ta'minlaydi. Finkoning vorteks sovutgichida sun'iy sovutish yo'q edi va atrofdagi atmosfera havosi bilan tabiiy konveksiya issiqlik almashinuvi ahamiyatsiz edi.
Finkoning navbatdagi tajribasi, tasvirlangan , VTda issiqlik uzatish masalalariga bevosita aloqasi yo'qdek tuyuldi. Ammo u nafaqat WPdagi gaz oqimlari o'rtasidagi issiqlik almashinuvi mexanizmi to'g'risidagi ilgari mavjud bo'lgan g'oyalarning to'g'riligiga, balki umuman olganda, WP ishlashining umumiy qabul qilingan rasmining to'g'riligiga ham shubha tug'diradi. Finko o'zining VT o'qi bo'ylab yupqa tayoqni kiritadi, uning ikkinchi uchi podshipnikga o'rnatiladi. VT ishlaganda, novda VTda aylanadigan markaziy gaz oqimi tomonidan boshqariladigan 3000 rpm gacha tezlikda aylana boshlaydi. Lekin faqat rodning aylanish yo'nalishi VTda asosiy (periferik) vorteksli gaz oqimining aylanish yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lib chiqdi!
Ushbu tajribadan xulosa qilishimiz mumkinki, markaziy gaz oqimining aylanishi periferik (asosiy) oqimning aylanishiga qarama-qarshidir. Ammo bu BTda gazning "kvazi-qattiq" aylanishi haqidagi hukmron g'oyaga zid keladi.
Bundan tashqari, V. E. Finko o'zining VT dan sovuq gaz oqimining chiqishida 5-12 mkm to'lqin uzunligi diapazonida tarmoqli spektrining infraqizil nurlanishini qayd etdi, uning intensivligi VT kirishidagi gaz bosimi ortishi bilan ortadi. Biroq, ba'zida "oqim yadrosidan chiqadigan ko'k nurlanish" ham vizual tarzda kuzatilgan. Biroq, tadqiqotchi radiatsiyaga unchalik ahamiyat bermadi, radiatsiya mavjudligini qiziq yon ta'sir sifatida ta'kidladi va hatto uning intensivligini kattaliklarga ham keltirmadi. Bu Finko bu nurlanishning mavjudligini BTda issiqlik uzatish mexanizmi bilan bog'lamaganligini ko'rsatadi.
Bu erda tizimning zarur salbiy bog'lanish energiyasini hosil qilish uchun aylanishga qo'yilgan jismlar tizimidan "qo'shimcha" massa energiyasini chiqarish uchun 4.4 va 4.5-bo'limlarda taklif qilingan mexanizmni yana bir bor esga olishimiz kerak. Biz energiyani tashlashning eng oson yo'li elektr zaryadlangan jismlar ekanligini yozgan edik. Ular aylanayotganda, ular shunchaki elektromagnit to'lqinlar yoki fotonlar ko'rinishida energiyani chiqarishi mumkin. Har qanday gaz oqimida har doim ma'lum miqdordagi ionlar mavjud bo'lib, ularning aylana yoki yoy bo'ylab vorteks oqimidagi harakati elektromagnit to'lqinlarning tarqalishiga olib kelishi kerak.
To'g'ri, vorteks aylanishning texnik chastotalarida, asosiy chastotada siklotron nurlanishining mashhur formulasi bo'yicha hisoblangan harakatlanuvchi ion tomonidan radioto'lqin nurlanishining intensivligi juda kichik bo'lib chiqadi. Ammo siklotron nurlanishi aylanadigan gazdan fotonlarni chiqarishning mumkin bo'lgan mexanizmlarining yagona va eng muhimi emas. Bir qator boshqa mumkin bo'lgan mexanizmlar ham mavjud, masalan, gaz molekulalarini ion-tovush tebranishlari bilan qo'zg'atish, keyin qo'zg'aluvchan molekulalarni chiqarish. Bu erda biz siklotron nurlanishi haqida gapiramiz, chunki uning mexanizmi muhandis - ushbu kitobni o'quvchi uchun eng tushunarli. Yana bir bor takrorlaymizki, tabiat harakatlanuvchi jismlar tizimidan energiya chiqarishi kerak bo'lganda, u buni qilishning minglab usullarini topadi. Ayniqsa, radiatsiya uchun juda ko'p imkoniyatlar mavjud bo'lgan gaz girdobi kabi tizimdan, hatto fanning bugungi rivojlanishi bilan ham tushunarli.
V. E. Finko elektromagnit nurlanishning tarmoqli spektrini qayd etgan
to'lqin uzunliklari =‹10 µm. Tarmoqli spektr gaz molekulalarining termal nurlanishiga xosdir. Qattiq jismlar uzluksiz nurlanish spektrini beradi. Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, Finko tajribalarida VT ning metall korpusi emas, balki ishchi gazning nurlanishi qayd etilgan.
Aylanadigan gazning issiqlik nurlanishi radiatsiyaviy molekulalar yoki ionlarning qolgan massasini emas, balki uning ichki energiyasining eng harakatchan qismi sifatida gazning issiqlik energiyasini iste'mol qilishi mumkin. Gaz molekulalari orasidagi termal to'qnashuvlar nafaqat molekulalarni qo'zg'atadi, balki ionlarni elektromagnit energiya shaklida chiqaradigan kinetik energiya bilan ham oziqlantiradi. Va gazning aylanishi qandaydir tarzda (ehtimol burilish maydoni orqali) bu nurlanish jarayonini rag'batlantiradiganga o'xshaydi. Foton emissiyasi natijasida gaz VTdagi markaziy va periferik vorteks oqimlari o'rtasida issiqlik uzatishning ma'lum nazariyalaridan kelib chiqadigandan pastroq haroratgacha sovutiladi.
Finkoning ishida, afsuski, kuzatilgan nurlanishning intensivligi ko'rsatilmagan va shuning uchun u tomonidan olib ketilgan quvvatning kattaligi haqida hozircha hech narsa aytish mumkin emas. Ammo u VT devorlarining ichki yuzasini kamida 5 ° K ga qizdirishini ta'kidladi, bu esa aynan shu nurlanish bilan isitilishi tufayli bo'lishi mumkin.
Shu munosabat bilan, WPdagi markaziy oqimdan periferik vorteksli gaz oqimiga issiqlikni olib tashlash jarayoni haqida quyidagi gipoteza paydo bo'ladi. Markaziy va periferik oqimlarning gazlari aylanish jarayonida fotonlarni chiqaradi. Ko'rinib turibdiki, periferik nurlanish kuchliroq bo'lishi kerak, chunki u katta tangensial tezlikka ega. Ammo markaziy oqim qizg'in eksenel burilish maydonida bo'lib, bu hayajonlangan molekulalar va ionlar tomonidan fotonlarning emissiyasini rag'batlantiradi. (Finkoning tajribalarida bu oqimning "yadrosidan" aniq ko'k porlash mavjudligini isbotlaydi.) Bunda oqim gazi undan chiqib ketadigan radiatsiya tufayli soviydi, bu energiyani olib ketadi va nurlanish so'riladi. bu nurlanish bilan isitiladigan quvur devorlari tomonidan. Ammo quvur devorlari bilan aloqada bo'lgan periferik gaz oqimi bu issiqlikni olib tashlaydi va qiziydi. Natijada, markaziy vorteks oqimi sovuq, periferik esa isitiladi.
Shunday qilib, VT tanasi markaziy vorteks oqimidan periferikga issiqlik o'tkazilishini ta'minlaydigan oraliq tana rolini o'ynaydi.
Ko'rinib turibdiki, XT korpusi sovutilganda quvur korpusi va undagi gaz o'rtasidagi harorat farqi va sovutish quvvati kamayishi hisobiga undan periferik gaz oqimiga issiqlik o'tishi kamayadi. HT ko'payadi.
Ushbu faraz, shuningdek, Finko tomonidan kashf etilgan issiqlik muvozanatining buzilishini ham tushuntiradi, biz yuqorida aytib o'tgan edik. Haqiqatan ham, agar nurlanishning bir qismi o'z chiqish joylari orqali WP chegaralarini tark etsa (va bu qism Finko tomonidan ishlatiladigan qurilmaning geometriyasiga ko'ra ~ 10% bo'lishi mumkin), u holda nurlanishning ushbu qismi tomonidan olib ketilgan energiya trubaning chiqish joylarida gazning turg'unligi haroratini o'lchaydigan qurilmalar tomonidan endi qayd etilmaydi. Naychadan chiqadigan nurlanishning ulushi, ayniqsa, agar radiatsiya asosan trubaning 3-teshigi yaqinida hosil bo'lsa (6.5-rasmga qarang), bu erda gazning aylanish tezligi maksimal bo'lsa ortadi.
VTda periferik gaz oqimini isitish haqida yana bir necha so'z aytish kerak. Qachon V.E. Finko o'zining VT ning "issiq" uchiga gaz oqimining "to'g'rilagich" (panjara "tormoz") o'rnatdi, "to'g'rilash" dan keyin chiqadigan gaz oqimining "issiq" qismi allaqachon harorat 30-60 ° K bo'lgan. Tovhdan ​​yuqori. Bunday holda, sovuq oqimning ulushi oqimning "issiq" qismini olib tashlash uchun o'tish qismining maydonining pasayishi tufayli oshdi va oqimning sovuq qismining harorati endi yo'qoldi. "to'g'rilash moslamasi" bo'lmagan holda ishlayotgandek past.
"To'g'rilagich" ni o'rnatgandan so'ng, Finko VT ning ishlashi paytida juda kuchli shovqinni qayd etadi. Va u quvurga "rektifikator" qo'yilganda gazning qizib ketishini (uning hisob-kitoblariga ko'ra, gaz oqimining "rektifikator" ga ishqalanishi tufayli bu qadar kuchli qizib keta olmagan) tashqi ko'rinishi bilan izohlaydi. rezonatori quvur bo'lgan gazdagi tovush tebranishlarining. Finko bu jarayonni "to'lqinning kengayishi va gazning siqilishi mexanizmi" deb atadi, bu uning isishiga olib keladi.
Ko'rinib turibdiki, gaz oqimining aylanishining sekinlashishi oqimning kinetik energiyasining bir qismini issiqlikka aylantirishga olib kelishi kerak edi. Ammo bu o'zgarish mexanizmi faqat Finko ishida aniqlandi.
Yuqorida aytilganlar shuni ko'rsatadiki, vorteks trubkasi hali ham ko'plab sirlarga to'la va uning ishlashi haqidagi o'nlab yillar davomida mavjud bo'lgan g'oyalar tubdan qayta ko'rib chiqishni talab qiladi.

6.4. Vortekslarda qarshi oqimning gipotezasi

Vorteks harakati o'rganilmagan juda ko'p narsalarni o'z ichiga oladiki, nazariyotchilar va eksperimentchilarning bir necha avlodi etarli darajada ishlaydi. Shu bilan birga, vorteks harakati tabiatdagi eng keng tarqalgan harakat turidir. Darhaqiqat, biz 4.1-bo'limda aylanma harakatni amalga oshiradigan deb yozgan barcha jismlar (sayyoralar, yulduzlar, atomdagi elektronlar va boshqalar) odatda oldinga siljiydi. Va ularning aylanish va tarjima harakatlarini qo'shsangiz, siz spiral harakatga ega bo'lasiz.
Spirallarning ikkita asosiy turi mavjud: biz 4.3-bo'limda muhokama qilgan silindrsimon spiral va radiusi burilishlar soni bilan ortib boruvchi Arximed spirali. Tabiatdagi eng katta girdoblar bo'lgan spiral galaktikalar shunday ko'rinishga ega.
Va Arximed spirali bo'ylab aylanish harakatining superpozitsiyasi va uning o'qi bo'ylab tarjima harakati ham uchinchi turdagi spiralni - konusni beradi. Vannadan uning pastki qismidagi quvurga oqib tushadigan suv shunday spiral bo'ylab harakatlanadi va tornadodagi havo. Texnik siklonlarda gaz bir xil konussimon spiral bo'ylab harakatlanadi. U erda har bir aylanish bilan zarracha traektoriyasining radiusi kamayadi.

Guruch. 6.6. Har xil darajadagi burilishdagi erkin suv ostidagi oqimlarning tezlik profili:
a - to'g'ridan-to'g'ri oqim oqimi; b - biroz aylanayotgan reaktiv; c - o'rtacha aylanayotgan reaktiv; g - kuchli aylanayotgan yopiq reaktiv; e - kuchli aylanayotgan ochiq reaktiv; devor; b - devordagi teshik; c - jet chegaralari; d - devordan turli masofalardagi tezlik profili; e - reaktivning o'qi; [U- eksenel tezlik.

Ammo konussimon vorteksli trubkaga ega bo'lgan Finko vorteks sovutgichida periferik gaz oqimi kengayadigan konusning spiral bo'ylab, kelayotgan eksenel oqim esa toraygan bo'ylab harakatlanadi. VT va texnik siklondagi oqimlarning bunday konfiguratsiyasi apparat devorlarining geometriyasi bilan belgilanadi.
6.2-bo'limda vorteks trubkasini ko'rib chiqayotganda, biz undagi teskari eksenel oqim trubaning uzoq (issiq) uchi orqali gaz chiqishi qisman tiqilib qolganda va unda ortiqcha bosim hosil bo'lganda, gazni izlashga majbur qilganda sodir bo'lishini yozgan edik. quvurdan ikkinchi chiqish. VTda qarshi eksenel oqimning paydo bo'lishining bunday tushuntirishi bugungi kunda odatda qabul qilinadi.
Biroq, masalan, issiqlik elektr stansiyalarining yondirgichlarida mash'allarni yaratish uchun keng qo'llaniladigan aylanma reaktivlar bo'yicha mutaxassislar, aylanayotgan reaktivning o'qi bo'ylab teskari oqim apparat devorlari bo'lmagan taqdirda ham sodir bo'lishini ta'kidlashadi. Erkin suv ostida bo'lgan oqimlarning tezlik profillarini o'rganish (6.6-rasmga qarang) teskari eksenel oqimning ortib borayotgan jet burilish darajasi bilan ortib borishini ko'rsatadi.
Orqa oqimning jismoniy sababi hali aniqlanmagan. Aksariyat ekspertlarning fikriga ko'ra, bu reaktivning burilish darajasining oshishi bilan markazdan qochma kuchlar uning gaz zarralarini atrof-muhitga uloqtirishi natijasida paydo bo'ladi, buning natijasida reaktiv o'qi yaqinida atmosfera havosi paydo bo'ladi. shoshqaloqlik,
jet o'qi bo'ylab oldinda joylashgan.
Ammo ishlarda teskari oqim oqimdagi statik bosim gradienti bilan emas, balki uning tezligining tangensial va eksenel (eksenel) komponentlarining nisbati bilan bog'liqligi ko'rsatilgan. Misol uchun, 40-45 ° lik burchak ostida, tangensial qanotli apparatli aylanma tomonidan hosil qilingan reaktivlar eksenel mintaqada katta siyraklikka ega, lekin teskari oqimlarga ega emas. Nega ular yo'q - mutaxassislar uchun sir bo'lib qolmoqda.
Keling, uni ochishga harakat qilaylik, aniqrog'i, aylanayotgan oqimlarda eksenel qarama-qarshi oqimlarning paydo bo'lishining sababini boshqacha tarzda tushuntiramiz.
Biz bir necha bor ta'kidlaganimizdek, aylanishga qo'yilgan tizimdan "qo'shimcha" massa energiyasini tushirish fotonlarni chiqarish orqali eng oson amalga oshiriladi. Lekin bu mumkin bo'lgan yagona kanal emas. Biz, shuningdek, dastlab ba'zi mexaniklar uchun aql bovar qilmaydigan ko'rinadigan quyidagi gipotezani taklif qilishimiz mumkin.
Ushbu gipoteza yo'li uzoq edi va uni bir necha avlod fiziklari yaratdilar. Hatto avstriyalik ajoyib nugget, o'rmonchi, bo'sh vaqtlarida fizika bilan shug'ullanadigan, 20-yillarda girdob harakatini tushunishga ko'p vaqt bag'ishlagan Viktor Shauberger ham vannadan quvurga oqib chiqadigan suvning o'z-o'zidan aylanishini payqadi. , hammomni bo'shatish vaqti kamayadi. Va bu girdobda nafaqat tangensial, balki eksenel oqim tezligini ham oshiradi. Aytgancha, bu ta'sir uzoq vaqtdan beri pivo sevuvchilar tomonidan sezilgan. O'z musobaqalarida shisha ichidagi narsalarni iloji boricha tezroq og'ziga solib qo'yish uchun ular odatda pivoni ag'darishdan oldin uni qattiq aylantiradilar.
Shauberger pivoni yaxshi ko'rganmi yoki yo'qligini bilmaymiz (nima avstriyalik uni sevmaydi!), lekin u bu paradoksal haqiqatni girdobda, undagi molekulalarning issiqlik harakati energiyasining kinetik energiyasiga aylanishi bilan tushuntirishga harakat qildi. jetning eksenel harakati. Uning ta'kidlashicha, bunday fikr termodinamikaning ikkinchi qonuniga zid bo'lsa-da, boshqa izoh topib bo'lmaydi, girdobdagi suv haroratining pasayishi eksperimental haqiqatdir.
Energiya va impulsning saqlanish qonunlariga asoslanib, odatda, reaktiv bo'ylama girdobga aylanganda, reaktivning translatsiya harakati kinetik energiyasining bir qismi uning aylanish energiyasiga aylanadi deb taxmin qilinadi va u Natijada, reaktivning eksenel tezligi kamayishi kerak deb o'ylagan. Bu, masalan, da aytilganidek, aylanayotganda erkin suv bosgan jetlar diapazonining kamayishiga olib kelishi kerak.
Bundan tashqari, gidrotexnikada ular odatda suyuqlikning to'lib ketishi uchun qurilmalarda suyuqlik turbulentligi bilan har tomonlama kurashadilar va irrotatsion laminar oqimni ta'minlashga harakat qilishadi. Buning sababi, ta'riflanganidek, masalan, suyuqlik oqimida vorteks shnurining paydo bo'lishi suyuqlik yuzasida drenaj trubasiga kirish joyi ustidagi huni paydo bo'lishiga olib keladi. Huni havoni shiddat bilan so'ray boshlaydi, uning quvurga kirishi istalmagan. Bundan tashqari, havo bilan huni paydo bo'lishi, suyuqlik bilan ishg'ol qilingan kirish qismining ulushini kamaytiradigan suyuqlikning bu teshikdan oqishini ham kamaytiradi, deb noto'g'ri ishoniladi.
Pivoni yaxshi ko'radiganlarning tajribasi shuni ko'rsatadiki, shunday deb o'ylaganlar adashadi: suyuqlik oqimi egallagan teshik kesimining nisbati kamayganiga qaramay, ikkinchisi oqim aylanmasdan qaraganda tezroq aylanganda teshikdan oqib o'tadi.
Agar biz 3.4-qismda yozgan L.Gerbrand GES quvvatini faqat turbinaga suv oqimini to'g'rilash va suv o'tkazgichni asta-sekin toraytirish orqali oshirishga harakat qilgan bo'lsa, u holda Shauberger. toraytiruvchi quvurni suv oqimini bo'ylama girdobga aylantiruvchi vintli yo'riqnomalar bilan ta'minladi va o'tkazgich oxirida u tubdan yangi dizayndagi eksenel turbinani o'rnatdi. (Avstriya patenti 1930 yil 10 maydagi № 117749)
Ushbu turbinaning o'ziga xos xususiyati (6.7-rasmga qarang) an'anaviy turbinada suv oqimini kesib o'tadigan va uni sindirib, sirt taranglik kuchlarini engish uchun bir vaqtning o'zida ko'p energiya sarflaydigan pichoqlarga ega emas. va suv molekulalarining yopishishi. Bu nafaqat energiya yo'qotishlariga, balki turbina metallining eroziyasini keltirib chiqaradigan kavitatsiya hodisalarining paydo bo'lishiga olib keladi.
Schauberger turbinasi konusning shakliga ega bo'lib, spiral shaklidagi pichoqlar tirgak shaklida bo'lib, aylanma suv oqimiga vidalanadi. U oqimni buzmaydi va kavitatsiyani yaratmaydi. Bunday turbinaning amalda biron bir joyda amalga oshirilganligi ma'lum emas, lekin uning sxemasi, albatta, juda istiqbolli g'oyalarni o'z ichiga oladi.
Biroq, bizni bu erda Schauberger turbinasi emas, balki uning vorteks oqimidagi suv molekulalarining issiqlik harakati energiyasi suv oqimining kinetik energiyasiga aylanishi mumkinligi haqidagi bayonoti qiziqtiradi. Bu borada 1952 yilda rimlik Iosif Gasslberger gapiradigan Shtutgart texnik kollejida professor Frants Popel bilan 1952 yilda V.Shauberger tomonidan olib borilgan tajribalar natijalari eng qiziq.
O'tkazgich kanali shakli va uning devorlari materialining undagi aylanayotgan suv oqimiga gidrodinamik qarshilikka ta'sirini o'rganib, eksperimentchilar eng yaxshi natijalarga mis devorlar bilan erishilganligini aniqladilar. Ammo eng ajablanarlisi shundaki, antilopa shoxiga o'xshash kanal konfiguratsiyasi bilan kanaldagi ishqalanish suv tezligining oshishi bilan kamayadi va ma'lum bir kritik tezlikdan oshib ketgandan so'ng, suv salbiy qarshilik bilan oqadi, ya'ni u suvga so'riladi. kanal va unda tezlashadi.

Guruch. 6.7. Schauberg turbinasi

Gasslberger Shaubergerning fikriga qo'shiladi, bu erda vorteks suvning issiqligini uning oqimining kinetik energiyasiga aylantiradi. Ammo ta'kidlashicha, "termodinamika, maktablar va universitetlarda o'qitilganidek, past harorat farqlarida issiqlikning bunday o'zgarishiga yo'l qo'ymaydi". Biroq, Gasslbergerning ta'kidlashicha, zamonaviy termodinamika boshqa ko'plab tabiiy hodisalarni tushuntirib bera olmaydi.
Va bu erda harakat nazariyasi vorteks harakati nima uchun termodinamikaning hukmron g'oyalariga zid ravishda, formulaga muvofiq materiyaning aylanma oqimining issiqligini uning eksenel harakati energiyasiga aylantirishni ta'minlashini tushunishga yordam beradi. (6.4). Vorteksdagi oqimning buralishi, tizimning ichki energiyasining bir qismi bo'lgan issiqlikning bir qismini oqim o'qi bo'ylab oqimning tarjima harakatining kinetik energiyasiga aylanishiga olib keladi. Nima uchun aynan eksa bo'ylab? Ha, chunki u holda orttirilgan tarjima harakatining tezlik vektori oqimdagi zarrachalarning aylanish harakatining oniy tangensial tezligi vektoriga perpendikulyar bo'lib chiqadi va ikkinchisining qiymatini o'zgartirmaydi. Bunda oqim impulsining saqlanish qonuni kuzatiladi.
Bundan tashqari, zarrachalarning girdobdagi asosiy (aylana) harakati yo'nalishiga perpendikulyar yo'nalishda tezlashishi ularning uzunlamasına emas, balki ko'ndalang massasining relyativistik o'sishiga olib keladi. Elementar zarrachalarning ko'ndalang va bo'ylama massalarini alohida hisobga olish zarurati to'g'risida* (Bu uzunlamasına va ko'ndalang Doppler effektlarini alohida hisoblashni eslatadi.) SRT shakllanishining dastlabki bosqichida juda ko'p narsa yozilgan (masalan, qarang.) Ya'ni, bo'ylama massa (bu holda girdobdagi zarralarning tangensial tezligiga mos keladi) aylanma harakat paytida markazdan qochma kuchlarning kattaligini aniqlaydi. . Tizim ichki energiyasining bir qismi undagi jismlarning eksenel (eksenel) harakatining kinetik energiyasiga aylantirilganda markazdan qochma kuchlar kuchaymaydi. Shunday qilib, paydo bo'ladigan eksenel harakatning energiyasi, go'yo aylanma harakat muammosidan chiqib ketgan bo'lib chiqadi, bu matematik jihatdan uning hech qanday foton emissiyasisiz aylanish tizimidan chiqishiga tengdir.
Ammo tizim impulsining saqlanish qonuni shuni taqozo etadiki, agar girdob oqimi eksenel impulsga ega bo'lsa, boshqa jism (masalan, girdob apparati tanasi) bir vaqtning o'zida teskari yo'nalishda impulsning bir xil mutlaq qiymatini oladi. Yopiq vorteksli apparatlarda, masalan, vorteks quvurlarida, shuningdek, vorteks oqimi va apparat devorlari o'rtasida aloqa bo'lmaganda (ba'zi hollarda erkin aylanayotgan oqimlarda bo'lgani kabi) oqimning eksenel qismi mavjud bo'ladi. periferik qismdan pastroq tangensial tezlik, teskari impulsga ega bo'lishi kerak. Shu bilan birga, orqaga qaytish momentumi aylanish harakati paytida hosil bo'lgan fotonlar yoki neytrinolarning eksenel (eksenel) oqimi bilan ham olib tashlanishi mumkin, bu o'n birinchi bobda muhokama qilinadi.
Bu, umuman olganda, bizning nuqtai nazarimizdan, vorteks naychalarida ham, aylanayotgan oqimlarda ham qarshi oqimning paydo bo'lishining haqiqiy sababidir.

Bo'lim bo'yicha xulosalar

1 Atmosfera girdoblari ulardagi havoning asosan o'ng qo'l harakati va "bo'ron ko'zi" - sekin harakatlar yoki xotirjamlikning markaziy zonasi mavjudligi bilan tavsiflanadi.
2. Tornadolar hali ham bir qator sirlarga ega: havoning o'ta yuqori tezligi va ulardagi tuzoqqa tushgan narsalar, havo oqimining bosim kuchidan oshib ketadigan favqulodda ko'tarish kuchi, porlashning mavjudligi va boshqalar.
3. Nam havo massalarining issiqlik energiyasi atmosfera girdoblarida harakat energiyasiga aylanadi. Bunday holda, energiya jamlangan bo'lib, birinchi qarashda termodinamika tamoyillariga zid keladi.
4. Harakat nazariyasi talablariga muvofiq atmosfera girdoblari termal (infraqizil va mikroto'lqinli) nurlanish hosil qiladi, deb faraz qilsak, termodinamikaga qarama-qarshilik yo'qoladi.
5. 1930-yillarda J.Renke tomonidan vorteks trubkasidagi gazning devorga yaqin issiq va sovuq eksenel vorteks oqimlariga ajralishi ta'sirining kashf etilishi texnologiyaning bir qator yangi yo'nalishlariga asos bo'ldi, lekin hali ham yetarlicha yo'nalishga ega emas. to'liq va izchil nazariy tushuntirish.
6. V.E.ning asarlari. 80-yillarda Finko vorteks trubkasidagi jarayonlar haqidagi ba'zi umumiy qabul qilingan g'oyalarning to'g'riligiga shubha tug'dirdi: undagi energiya balansi, qarama-qarshi oqim turbulent issiqlik uzatish mexanizmi va boshqalar.
7. V.E. Finko vorteks trubkasidagi sovuq eksenel qarama-qarshi oqimning asosiy (periferik) gaz oqimiga teskari aylanish yo'nalishiga ega ekanligini va gaz girdobi trubkasi tarmoqli spektrning infraqizil nurlanishini, ba'zan esa ko'k nurlanishni hosil qilishini aniqladi. eksenel zona.
8. Vorteks trubkasi tormozining issiq uchiga joylashtirish - gaz oqimini to'g'rilash o'tkazgichlari,
sifatida V.E. Finko, rezonatori quvur bo'lgan gazda kuchli tovush tebranishlarining paydo bo'lishiga va ularning gaz oqimining kuchli isishiga.
9. Vorteks trubkasi devorlarini isituvchi fotonlarning eksenel oqimi orqali gaz aylanishining tezlashishi bilan rag'batlantirilgan nurlanish hisobiga vorteks trubkasidagi gazning eksenel qarshi oqimidan periferik oqimga issiqlikni olib tashlash mexanizmi taklif etiladi; va allaqachon issiqlik ularni yuvadigan periferik gaz oqimiga o'tkaziladi.
10. Eksenel qarama-qarshi oqim faqat vorteks trubalarida emas, balki apparat devorlari bo'lmagan, sababi hali to'liq ochib berilmagan erkin aylanma oqimlarda ham sodir bo'ladi.
11. 1930-yillarda V.Shauberger girdobda undagi molekulalarning issiqlik harakati energiyasining bir qismi suv oqimining eksenel harakatining kinetik energiyasiga aylanishini ta'kidladi va bundan foydalanishni taklif qildi.
12. Harakat nazariyasi Shauberger effektini shunday tushuntiradiki, suv oqimining aylanayotgani molekulalarning issiqlik energiyasining bir qismi, ya’ni oqimning ichki energiyasi bo‘lib, aylanayotgan oqimni nurlanish ko‘rinishida tark etmasligiga sabab bo‘ladi. , lekin vorteks oqimining o'qi bo'ylab tangensial aylanish tezligiga perpendikulyar yo'nalishda oqimning kinetik energiyasiga aylantirilishi kerak. Ikkinchisi oqim harakatining burchak momentumining saqlanish qonuni bilan talab qilinadi. Va uning aylanish o'qi bo'ylab impulsning saqlanish qonuni shuni talab qiladi, qachon
Bunday holda, yo qarshi oqim paydo bo'ldi yoki oqimning bo'ylama impulsining o'zgarishini qoplaydigan fotonlar yoki neytrinolarning eksenel emissiyasi tug'ildi.

Shimol va janub o'rtasidagi harorat farqini tenglashtirishga intilayotgan iliq va sovuq oqimlar o'rtasidagi kurash turli darajadagi muvaffaqiyatlar bilan sodir bo'ladi. Keyin iliq massalar shimolga, ba'zan Grenlandiyaga, Novaya Zemlyaga va hatto Frants Josef Landga issiq til shaklida kirib boradi va kirib boradi; keyin ulkan "tomchi" ko'rinishidagi Arktika havosi massalari janubga yorib o'tadi va yo'lda issiq havoni supurib, Qrim va O'rta Osiyo respublikalariga tushadi. Bu kurash, ayniqsa, qishda, shimol va janub o'rtasidagi harorat farqi kuchayganda yaqqol namoyon bo'ladi. Shimoliy yarim sharning sinoptik xaritalarida siz doimo shimolga va janubga turli xil chuqurliklarga kirib boradigan issiq va sovuq havoning bir nechta tillarini ko'rishingiz mumkin (ularni bizning xaritamizdan toping).

Havo oqimlari kurashi avj oladigan maydon yer sharining eng aholi gavjum qismlariga - mo''tadil kengliklarga to'g'ri keladi. Bu kengliklar ob-havoning injiqligini boshdan kechiradi.

Atmosferamizdagi eng notinch hududlar havo massalarining chegaralari hisoblanadi. Ko'pincha ularda katta bo'ronlar paydo bo'ladi, bu bizga ob-havoning doimiy o'zgarishiga olib keladi. Keling, ular bilan batafsilroq tanishamiz.

Sovuq va issiq massalarni ajratuvchi jabhani tasavvur qiling (15-rasm, a). Havo massalari har xil tezlikda harakat qilganda yoki bitta havo

Massa old tomondan bir yo'nalishda, ikkinchisi esa teskari yo'nalishda harakat qiladi, keyin oldingi chiziq egilishi mumkin va uning ustida havo to'lqinlari hosil bo'ladi (15-rasm, b). Shu bilan birga, sovuq havo janubga tobora kuchayib boradi, iliq havoning "tili" ostida oqadi va uning bir qismini yuqoriga siljitadi. - Issiq til shimolga tobora ko'proq kirib boradi va uning oldida yotgan sovuq massani "yuvadi". Havo qatlamlari asta-sekin aylanadi.

Vorteksning markaziy qismidan havo kuch bilan uning chekkasiga chiqariladi. Shuning uchun issiq tilning yuqori qismida bosim keskin pasayadi va atmosferada bir xil bo'shliq hosil bo'ladi. Markazda bosim pasaygan bunday girdob siklon deb ataladi ("siklon" aylana degan ma'noni anglatadi).

Havo bosimi pastroq joylarga oqib o'tganligi sababli, siklonda u moyil bo'lishi kerak

Vorteksning qirralari to'g'ridan-to'g'ri markazga. Ammo bu erda biz o'quvchiga Yerning o'z o'qi atrofida aylanishi tufayli shimoliy yarim sharda harakatlanadigan barcha jismlarning yo'llari o'ngga og'ishini eslatib o'tishimiz kerak. Shuning uchun, masalan, daryolarning o'ng qirg'og'i kuchliroq yuviladi, ikki yo'lli temir yo'llarda o'ng relslar tezroq eskiradi. Va siklondagi shamol ham o'ng tomonga og'adi; natijada soat miliga teskari shamollar bo'lgan girdob hosil bo'ladi.

Yerning aylanishi havo oqimiga qanday ta'sir qilishini tushunish uchun globusda yer yuzasining bir qismini tasavvur qiling (16-rasm). A nuqtada shamol yo'nalishi o'q bilan ko'rsatilgan. A nuqtada shamol janubi-gʻarbiy. Bir muncha vaqt o'tgach, Yer aylanadi va A nuqta B nuqtaga o'tadi. Havo oqimi o'ngga og'adi va burchak o'zgaradi; shamol gʻarbdan janubi-gʻarbdan esadi. Bir muncha vaqt o'tgach, B nuqtasi C nuqtaga o'tadi va shamol g'arbga aylanadi, ya'ni u yanada o'ngga buriladi.

Agar siklon hududida teng bosimli chiziqlar, ya'ni izobarlar chizilgan bo'lsa, ular siklon markazini o'rab turganligi ma'lum bo'ladi (15-rasm, v). Tsiklon hayotining birinchi kunlarida shunday ko'rinadi. Unga keyin nima bo'ladi?

Tsiklonning tili shimolga borgan sari cho'zilib, o'tkirlashadi va katta issiq sektorga aylanadi (17-rasm). Odatda siklonning janubiy qismida joylashgan, chunki iliq oqimlar ko'pincha janub va janubi-g'arbiy tomondan keladi. Sektor har ikki tomondan sovuq havo bilan o'ralgan. Tsiklonda iliq va sovuq oqimlarning qanday o'tishini ko'ring va siz allaqachon bilgan ikkita front borligini ko'rasiz. Issiq sektorning o'ng chegarasi - keng yog'ingarchilik zonasi bo'lgan siklonning issiq old qismi, chap tomoni esa sovuq; yog'ingarchilik zonasi tor.

Tsiklon har doim o'q bilan ko'rsatilgan yo'nalishda harakat qiladi (iliq sektorning izobarlariga parallel).

Keling, yana ob-havo xaritamizga qaytaylik va Finlyandiyada siklon topamiz. Uning markazi H harfi bilan ko'rsatilgan (past bosim). O'ng tomonda issiq jabha bor; Dengiz qutb havosi kontinental havoga oqadi, qor yog'adi.

Chapda - sovuq jabha: sektorni etaklab o'tadigan Arktika dengiz havosi issiq janubi-g'arbiy oqimga kiradi; qor bo'ronlarining tor chizig'i. Bu allaqachon yaxshi rivojlangan siklon.

Keling, siklonning keyingi taqdirini "bashorat" qilishga harakat qilaylik. Bu qiyin emas. Axir, biz allaqachon sovuq jabha issiqdan tezroq harakat qilishini aytdik. Bu shuni anglatadiki, vaqt o'tishi bilan iliq havo to'lqini yanada keskinlashadi, siklon sektori asta-sekin torayadi va nihoyat, ikkala jabha yopiladi, okklyuzion paydo bo'ladi. Bu siklon uchun o'lim. Oklyuziyadan oldin siklon issiq havo massasi bilan "oziqlanishi" mumkin edi. Sovuq oqimlar va issiq sektor o'rtasidagi harorat farqi saqlanib qoldi. Tsiklon yashab, rivojlandi. Ammo ikkala jabha yopilgandan so'ng, siklonning "oziqlanishi" kesiladi. Issiq havo ko'tariladi va siklon so'na boshlaydi. Yog'ingarchilik kamaymoqda, bulutlar asta-sekin tarqalmoqda, shamol o'lmoqda,
bosim tenglashadi va dahshatli siklondan kichik aylanma zona qoladi. Bizning xaritamizda Volgadan tashqarida shunday o'layotgan siklon bor.

Siklonlar hajmi jihatidan farq qiladi. Ba'zan bu diametri atigi bir necha yuz kilometr bo'lgan bo'rondir. Ammo shunday bo'ladiki, bo'ron diametri 4-5 ming kilometrgacha bo'lgan maydonni - butun qit'ani egallab oladi! Katta siklon girdoblari markazlariga turli xil havo massalari oqib kelishi mumkin: issiq va nam, sovuq va quruq. Shuning uchun siklon ustidagi osmon ko'pincha bulutli bo'ladi va shamol kuchli, ba'zida bo'ronli.

Havo massalari orasidagi chegarada bir nechta to'lqinlar paydo bo'lishi mumkin. Shuning uchun siklonlar odatda birma-bir emas, ketma-ket, to'rt yoki undan ko'p rivojlanadi. Birinchisi allaqachon so'nib borayotgan bo'lsa, ikkinchisida iliq til endigina cho'zila boshlaydi. Tsiklon 5-6 kun yashaydi va bu vaqt ichida u juda katta maydonni egallashi mumkin. Kun davomida siklon oʻrtacha 800 kilometrga yaqin, baʼzan esa 2000 kilometrgacha masofani bosib oʻtadi.

Siklonlar bizga ko'pincha g'arbdan keladi. Bu g'arbdan sharqqa havo massalarining umumiy harakati bilan bog'liq. Hududimizda kuchli siklonlar juda kam uchraydi. Uzoq muddatli yomg'ir yoki qor, o'tkir shamol - bu bizning siklonimizning odatiy rasmidir. Ammo tropiklarda ba'zida kuchli yomg'ir va kuchli shamollar bilan favqulodda kuchli siklonlar mavjud. Bular bo'ronlar va tayfunlardir.

Biz allaqachon bilamizki, ikkita havo oqimi o'rtasidagi oldingi chiziq cho'kib ketganda, issiq til sovuq massaga siqiladi va shu tariqa siklon tug'iladi. Ammo oldingi chiziq iliq havo yo'nalishi bo'yicha cho'kishi mumkin. Bunday holda, siklondan butunlay boshqacha xususiyatlarga ega bo'lgan girdob paydo bo'ladi. U antisiklon deb ataladi. Bu endi bo'shliq emas, balki havo tog'idir.

Bunday girdobning markazidagi bosim chekkalariga qaraganda yuqori bo'lib, havo markazdan girdobning chekkasiga tarqaladi. Uning o'rnida havo yuqori qatlamlardan tushadi. Pastga tushganda u qisqaradi, qiziydi va undagi bulutlilik asta-sekin tarqaladi. Shuning uchun antisiklonda havo odatda bulutli va quruq bo'ladi; tekisliklarda yozda issiq, qishda sovuq. Faqat antisiklonning chekkasida tuman va past qatlamli bulutlar paydo bo'lishi mumkin. Antisiklonda siklondagi kabi bosimlarda unchalik katta farq bo'lmagani uchun bu erda shamollar ancha zaifroq. Ular soat yo'nalishi bo'yicha harakat qilishadi (18-rasm).

Vorteks rivojlanishi bilan uning yuqori qatlamlari qiziydi. Bu, ayniqsa, sovuq tildan kelganida seziladi -

U kesiladi va bo'ron sovuqda yoki antisiklon bir joyda turg'unlashganda "oziqlanishni" to'xtatadi. Keyin undagi ob-havo yanada barqaror bo'ladi.

Umuman olganda, antisiklonlar siklonlarga qaraganda tinchroq girdoklardir. Ular sekinroq harakat qilishadi, kuniga taxminan 500 kilometr; ko'pincha to'xtab, bir necha hafta davomida bir joyda turishadi va keyin yana yo'lda davom etadilar. Ularning o'lchamlari juda katta. Antisiklon ko'pincha, ayniqsa qishda, butun Evropa va Osiyoning bir qismini qamrab oladi. Ammo siklonlarning alohida seriyalarida kichik, harakatchan va qisqa muddatli antisiklonlar ham paydo bo'lishi mumkin.

Bu bo'ronlar bizga odatda shimoli-g'arbdan, kamroq g'arbdan keladi. Ob-havo xaritalarida antisiklonlarning markazlari B harfi (yuqori bosim) bilan ko'rsatilgan.

Xaritamizdan antisiklonni toping va uning markazida izobarlar qanday joylashganligini ko'ring.

Bu atmosfera girdoblari. Ular har kuni yurtimiz ustidan o'tib ketishadi. Ularni har qanday ob-havo xaritasida topish mumkin.

Endi bizning xaritamizdagi hamma narsa sizga allaqachon tanish va biz kitobimizning ikkinchi asosiy soniga - ob-havo prognoziga o'tishimiz mumkin.