Anotatsiya kirish mavzuning asoslanganligi va dolzarbligi

Atmosferada suv bug‘ining kondensatsiyasi va sublimatsiyasi. Atmosferada va Yer yuzasi ustida doimo suvning bir agregat holatdan boshqa holatga fazaviy o‘tishi sodir bo‘lib turadi.
Musbat (t>0⁰S) haroratlarda suv faqat suyuq yoki bug‘ holatda bo‘lishi mumkin. To‘yinish holati haroratning muayyan qat’iy qiymatlarida sodir bo‘ladi. Bunda harorat ortishi bilan to‘yinish bosimi avvaliga oxista, keyin esa tez ortadi (OK egri chiziq). Harorat o‘zgarishining to‘yinish bosimi o‘zgarishiga ta’sirini baholaymiz. Faraz qilaylik OK egri chizig‘ining turli qismlarida (T₂>T₁) harorat bir xil qiymatlarga o‘zgarsin. Haroratning ikkala mos qiymatlari uchun to‘yingan bug‘ bosimining ortishi turlicha bo‘ladi ₂₁. Bu to‘yingan havo haroratining bir xil qiymatlarga kamayishida suv bug‘i yuqori haroratlarda, past haroratlardagiga qaraganda ko‘p kondensatsiyalanishini anglatadi.
Manfiy haroratlarda (t<0°C) suv kristall (muz) yoki suyuq (haddan tashqari sovigan) holatda bo‘lishi mumkin. Bu holatda haddan tashqari sovigan holat barqaror bo‘ladi. Manfiy haroratlarda haddan tashqari sovigan suv va muz ustida to‘yingan suv bug‘i bosimini taqqoslaymiz. Uchib chiqayotgan suv bug‘i molekulalarining suv molekulalari bilan qo‘shilganlik kuchi muz molekulalari bilan qo‘shilganlik kuchidan kichikligi sababli, suv bug‘ining muvozanat bosimi haddan tashqari sovigan suv ustida muz ustidagidan katta (bir xil haroratda).
Agar bulutda suv tomchilari va muz kristallari aralashmasi mavjud bo‘lsa, unda kristallar o‘sishi ustunlik qiladi, bu suv bug‘ining ular ustiga sublimatsiyasi natijasida sodir bo‘ladi.
Haddan tashqari sovigan suv va muz ustidagi to‘yingan suv bug‘i bosimi egri chiziqlari orasida joylashgan nuqtalar muz va bug‘ orasidagi barqaror holatga mos keladi.
Yuqorida ko‘rib chiqilgan to‘yinish bosimining harorat va bug‘lantiruvchi yuza faza holatiga bog‘liqligidan tashqari to‘yinish bosimiga boshqa omillar ham ta’sir etadi.
a. Bug‘lantiruvchi yuzaning egriligi. Bug‘lantiruvchi yuzalarning uch xil ko‘rinishi bilan tanishamiz: qavariq, yassi, botiq. Suv bug‘ining har bir molekulasi suyuqlik molekulalari bilan o‘zaro ta’sirda bo‘ladi. Bu o‘zaro ta’sir alohida molekulaning o‘zaro ta’sir sferasi radiusiga bog‘liq. Agar bug‘lanayotgan sirt qavariq bo‘lsa, unda o‘zaro ta’sir sferasiga yassi yuzadagiga qaraganda suyuqlikning kamroq molekulasi tushadi. Bu shunga olib keladiki, qavariq yuzadan molekulalarning uchib chiqishi yassi yuzaga qaraganda osonroq, botiq yuzadan esa yassi yuzaga qaraganda qiyinroq. Shu sababli to‘yinish bosimi qavariq yuza ustida yassi yuza ustidagiga nisbatan katta, botiq yuza usti yassi yuzaga nisbatan kichik, ya’ni E_qavariq>E_yassi >E_botiq.
Atmosfera sharoitida bulutdagi suv tomchisi qavariq yuzaga ega. Bulut elementlarining o‘lchamlari katta spektrga ega: mayda tomchilardan yirik tochmilargacha. Bu tomchilar egrilik radiuslari bir xilda emas. To‘yinish bosimi tomchilar egriligiga bog‘liq. Yuqorida bildirilgan fikrlar bo‘yicha yirik tomchilar ustida to‘yinish bosimi kichik tomchilar ustidagiga qaraganda kichik, ya’ni E_Rr, bu erda R>r . Bu hol bulutda mayda tomchilarning yirik tomchilarga qayta kondensatsiyalanishiga olib keladi.
b. Tuzlar eritmalari. Real atmosferada suv bug‘i kondensatsiya yadrolari ustida kondensatsiyalanadi. Ular orasida har xil tuzlar va boshqa aralashmalar zarrachalari bo‘lishi mumkin. Ma’lumki, aralashma ustidagi to‘yinish bosimi har doim toza suv ustidagi to‘yinish bosimidan kichik (bir xil haroratlarda). Buning natijasida tuz eritmasi mavjud bo‘lgan tomchi ustidagi to‘yinish elastikligi va suv bug‘i haqiqiy bosimi orasida farq yuzaga keladi, oqibatda tomchilar kattalashadi. Bu shu xildagi tomchilarning tez kattalashishiga va bulut hosil bo‘lishiga olib keladi.
v. Tomchida u yoki bu ishorali elektr zaryadining mavjudligi suv bug‘i muvozanat bosimining kamayishiga olib keladi. Biroq bu hodisa juda mayda tomchi hollarida ahamiyatli (10^-6-10^-7sm radiusli).
Atmosferada kondensatsiyaning (sublimatsiyaning) zaruriy fizik sharti – bu biron-bir doimiy namlik miqdoriga ega bo‘lgan havo hajmining sovishi yoki uning namlik miqdorining harorat o‘zgarmas saqlanganda ortishidir. Real atmosferada odatda ikkala omil bir vaqtda ta’sir qiladi.
Havo massasining sovishi quyidagicha sodir bo‘ladi:

• 
  havoning adiabatik ko‘tarilishida haroratning pasayishi yo‘li bilan;
  
• 
  nurlanish yo‘li bilan issiqlik yo‘qotilishi;
  
• 
  termodinamik xususiyatlari bo‘yicha ikki xil havo massalari orasida turbulent va molekulyar yo‘l bilan issiqlik almashinishi yo‘li bilan.
  

Havo massasidagi namlik miqdorining ortishi qandaydir miqdordagi suv bug‘ining bug‘lanishi yoki namligi ko‘proq bo‘lgan havoning bu joyga gorizontal adveksiyasi hisobiga sodir bo‘ladi.
Kondensatsiya jarayoni boshlanishi uchun atmosferada kondensatsiya yadrolari mavjud bo‘lishi kerak. Bu kondensatsion jarayonlar uchun etarli shart. Kondensatsiya yadrolari mavjud bo‘lmasa to‘yinish sakkiz marta yuqori bo‘lganda ham kondensatsiya tomchilari hosil bo‘lmas edi.
Tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, atmosferada shunday kondensatsiya yadrolari uchraydiki, ularning o‘lchamlari 10^-7 dan 10^-3 sm gacha bo‘lishi mumkin.
Kondensatsiya yadrolarini ularning o‘lchamlariga qarab uch guruhga bo‘lish mumkin:

• 
  510^-7 dan 210^-5 sm radiusli zarrachalar, ular Aytken yadrolari deb ataladi:
  
• 
  210^-5 dan 10^-4 sm radiusli zarrachalar, ular yirik yadrolar deb ataladi:
  
• 
  10^-4 sm dan katta radiusli zarrachalar gigant kondensatsiya yadrolari.
  

Kondensatsiya yadrolari balandlik bo‘yicha notekis taqsimlanadi (2.10-rasm). Rasmda abssissa o‘qi bo‘yicha ixtiyoriy balandlikda zarracha konsentratsiyasining Yer yuzasi yaqinidagi ularning konsentratsiyasiga nisbati joylashtirilgan [7].

2.10-rasm. Kondensatsiya yadrolarining vertikal taqsimoti (1960-1964 yy. uchun o‘rtacha). Toshkent: 1 – yoz (kunduzi), 3 – qish (ertalab); Kiev: 2 – yoz (kunduzi), 4 – qish (ertalab).