1 HAVO HARORATINI O‘LCHASH Mashg‘ulotning maqsadi: Havo harorati haqida umumiy tushunchaga ega bo‘lish va asboblar yordamida uni o‘lchashni o‘rganish. Topshiriqlar 1. Havo haroratining o‘zgarishi sabablarini ishchi daftaringizga yozing; 2. Vertikal harorat gradientining ifodasini ishchi daftarga yozing va og‘zaki tushuntirib bering; 3. Havo haroratining o‘simliklar uchun ahamiyatini qisqacha ishchi daftarga yozing; 4. O‘rtacha haroratlarni hisoblashni o‘rganing; 5. Psixometrik termometrning tuzilishini va ishlash prinsipini o‘rganing; 6. Termografning tuzilishi va ishlash prinsipini o‘rganing; 7. Termograf lentasiga boshlang‘ich ishlov berishni o‘rganing. Kerakli materiallar va asboblar: mavzuga doir o‘quv adabiyotlari, ish daftari, psixrometr, termometr, maksimal va minimal termometr. 1.1. Havo harorati haqida tushuncha Havoning isishi va sovushi juda murakkab bo‘lib, u asosan quyosh radiatsiyasi va Yer yuzasi o‘rtasida bo‘ladigan jarayonlarga bog‘liq. Atmosfera va Yer yuzasi o‘rtasidagi issiqlik almashinuvi bir qancha jarayonlar orqali amalga oshadi. Issiqlik konveksiyasi orqali issiqlik almashinuvi - Yer yuzasining turli qismlari bir vaqtning o‘zida bir xil isimasligi natijasida, ma’lum hajmdagi havoni quyi qatlamlardan yuqori qatlamlarga ko‘tarilishi tufayli hosil bo‘ladi. Nisbatan ko‘proq qizigan yuza ustidagi havo isib, yuqoriga ko‘tariladi va uning o‘rnini atrofdagi 2 nisbatan sovuqroq havo egallaydi. Bu havo ham isib yana yuqoriga ko‘tariladi. Shu tarzda yerning faol yuzasidan atmosferaning yuqori qatlamlari o‘rtasida o‘zaro issiqlik almashinuvi sodir bo‘ladi. Turbulent issiqlik almashinuvi - kichik hajmdagi havoning shamol ta’sirida pastdan yuqoriga taribsiz aylana harakati natijasida sodir bo‘ladi. Bu holat shamolning to‘xtovsiz harakati tufayli hosil bo‘lib, havo uyurmaning ichida alohida- alohida tezlikda harakat qiladi. SHamol qancha tezlashsa shuncha turbulentlik oshadi. Molekulyar issiqlik almashinuvi - Yer yuzasidagi harakatlanmagan holdagi havo bilan undan yuqori qismdagi harakatlanmagan havo molekulalari o‘rtasidagi issiqlik almashinuviga molekulyar issiqlik almashinuvi deyiladi. Radiatsion issiqlik almashinuvi - Yer yuzasi va atmosferaning uzun to‘lqinli radiatsiya tarqatishi natijasida sodir bo‘ladi. Radiatsion issiqlik almashinuvi asosan kechasi va qishda sodir bo‘ladi. Kondensatsion issiqlik almashinuvi - Atmosferadagi suv bug‘larining kondensiyasi va sublimatsiyasi natijasida sodir bo‘ladi. Atmosferadagi bulutlardan yog‘ingarchilik, paydo bo‘lganda, suv bug‘lari tarkibidagi yashirin issiqlik atmosferaga ajralib chiqadi va bulut mavjud bo‘lgan qatlamlarni isitadi. Advektiv issiqlik almashinuvi - Salqin yoki iliq havo massalarining gorizontal harakati natijasida sodir bo‘ladi. Iliq havo bostirib kelganda, havo isiydi (yoz oylarida). Salqin havo adveksiyasi bahor va kuzda qishloq xo‘jalik ekinlari uchun xavflidir. Havo haroratining sutkalik va yillik o‘zgarishi. Sutka davomida havo haroratining o‘zgarishi quyosh radiatsiyasiga bog‘liq. Quyoshning yoritish davri boshlanishidan oldin havoning sutkalik harorati minimum, quyosh zenitda turishidan keyinroq maksimumga ega bo‘ladi. Havo haroratining sutkalik o‘zgarishiga ko‘pincha bulutlik va advektiv havo massalari ta’sir ko‘rsatadi. Sutkalik maksimum va minimum haroratlar o‘rtasidagi farq sutkalik temperatura amplitudasi deyiladi. Havo haroratining sutkalik maksimumi tuproq haroratining sutkalik maksimumidan 2-3 soat keyin bo‘ladi. Chunki havo harorati Yer yuzasidan 2 m balanlikda o‘lchanadi. Tuproq yuzasidagi issiqlik 2 m balandlikdagi havoning haroratini 3 oshirishi uchun ma’lum vaqt kerak bo‘ladi. Shuning uchun havo harorati maksimumi tuproq harorati maksimumidan kechikadi. Haroratning yillik o‘zgarishi yil fasllarining almashinuvi, yilning eng qisqa va uzun kunlari bilan bog‘liq. Eng qisqa kun dekabr oyining 21 sanasiga to‘g‘ri keladi. Shuning uchun havo haroratining yillik minimumi ham dekabr oyiga to‘g‘ri kelishi kerak. Lekin yuqorida aytib o‘tganimizdek Yer yuzasi sovub, bu sovuqlik havoni ham sovutishi uchun ma’lum vaqt kerak bo‘ladi. Shuning uchun yillik minumum havo harorati yanvar oyiga to‘g‘ri keladi. Havo haroratining yillik maksimumi esa uzun kun (21 iyun) dan keyinga ya’ni iyul oyiga to‘g‘ri keladi. Yillik minimal va maksimal havo haroratlari o‘rtasidagi farq havo haroratining yillik amplitudasi deyiladi. Havo haroratining amplitudasi balandlik oshishi bilan kamayadi. Havo haroratining vertikal bo‘ylab o‘zgarishi. Qishloq xo‘jalik ishlab chiqarishiga ta’siri bo‘yicha troposferada havo haroratining o‘zgarishi muhim ahamiyatga ega. Atmosferada balandlik bo‘ylab havo haroratining o‘zgarishiga atmosfera stratifikatsiyasi deb ataladi. Troposferada har 100 m balandlikdagi havo haroratining o‘zgarishiga vertikal harorat gradienti (VHG) deb ataladi va quyidagi ifoda bilan ifodalanadi: p yu yu p h h t t VHG    (1) bu yerda: VHG- vertikal harorat gradienti,oC; tp-pastki nuqtadagi havo harorati, oC; tyu-yuqori nuqtadagi havo harorati, oC; hyu-yuqori nuqtaning balandligi, m; hp-pastki nuqtaning balandligi, m. Agar tyu<tp bo‘lsa, harorat balandlik bo‘ylab pasayadi va VHG musbat, aksincha bo‘lganda harorat oshadi va VHG manfiy bo‘ladi. Agar tyu=tP bo‘lsa, har ikkita nuqtaning harorati bir xil bo‘ladi. Bu holatga izotermiya deb ataladi. Troposferada VHGning o‘rtacha qiymati 0,6 0S ga teng. VHG kecha va kunduzga, yil fasllariga, yer yuzasiga, joyning yer yuzasiganisbatan balandligiga va atmosferadagi havo qatlamlari haroratiga bog‘liq. Yer yuzasiga yaqin qatlamda VHG juda yuqori, kunduzi yuqori, kechasi past v.h. bo‘ladi. VHG ga shamol, bulutlik, yog‘inlar, ekin maydonlari v.h.lar ta’sir qiladi. 4 Sutkalik temperatura o‘zgarishi yer sirtidan 500 m balandlikda sezilmaydi. VHG dan ob-havoni prognozlashda sputniklarni uchirishda va chiqindixonalar joyini aniqlashda foydalaniladi. Ob-havoning barqarorligi atmosfera stratifikatsiyasiga bog‘liq. Agar katta hajmdagi havo atrofdagi havo bilan o‘zaro issiqlik almashmasa, adiabatik holat deyiladi. Bunda balandlikka ko‘tarilgan sari havo kengayadi va harorat pasayadi. Havo pastga harakatlanganda aksincha holat sodir bo‘ladi. VHG 1oC dan past bo‘lganda balandga ko‘tarilayotgan havo 100 m 1oS ga sovuganda, atmosferadagi havoga nisbatan sovuqroq bo‘ladi. Natijada havo zichlashib og‘irlashadi va yana o‘zining joyiga qayta boshlaydi. Bunday holatga atmosferaning barqaror muvozanati deb ataladi. VHG 1oC ga teng bo‘lganda, ko‘tarilayotgan havo harorati barcha balandliklarda atrofdagi havo haroratiga teng bo‘ladi va havo harakatlanmasdan bir joyda turib qoladi. Atmosferaning bunday holati betafavvut (befarq) holat deyiladi. Agar VHG 1oC dan ortiq bo‘lsa, balandga ko‘tarilayotgan havo atrofdagi havo haroratidan iliq bo‘ladi va havo yuqoriga harakatlanaveradi. Bunday holat beqaror atmosfera muvozanati deb ataladi. Beqaror atmosfera muvozonati holatida jala va do‘l yog‘adi. Havoning harorat rejimi va o‘simliklarning issiqlikka talabchanligi. Har qanday hududning havo haroratiga to‘liq tavsif berish uchun quyidagi tushunchalar va ular to‘g‘risidagi ma’lumotlarni bilish zarur: O‘rtacha sutkalik, o‘rtacha oylik va o‘rtacha yillik haroratlar. O‘rtacha sutkalik haroratni hisoblashda bir sutkada (8 marta har 3 soatda) o‘lchangan haroratlar qo‘shilib 8 ga bo‘linadi. O‘rtacha oylik haroratda bir oy davomidagi o‘rtacha sutkalik haroratlar qo‘shilib, har qaysi oydagi kunlar soniga bo‘linadi. O‘rtacha yillik haroratda esa 12 oyning o‘rtacha haroratlari qo‘shilib 12 ga bo‘linadi. Barcha o‘rtacha haroratlar hududning to‘liq termik tavsifini beraolmaydi. Shuning uchun maksimal, minimal haroratlar va haroratlar amplitudasiga doir ma’lumotlarni bilish kerak. 5 Maksimal va minimal haroratlar o‘rtacha harorat to‘g‘risidagi ma’lumotlarni to‘ldiradi. Masalan, qish faslida kunlik va oylik harorat minimumlarini bilish o‘simliklarning qishlash holatini aniqlash imkonini beradi. Bundan tashqari bahorgi va kuzgi sovuq urish muddatlarini aniqlashda muhim ahamiyatga ega. Maksimum esa qish va yozdagi issiqlik darajalarini aniqlashga yordam beradi. Amplituda -eng issiq va sovuq haroratlar o‘rtasidagi farqni bildiradi. Sutkalik va yillik amplituda o‘simliklar hayoti uchun muhim ahamiyatga ega. Amplituda ekvatordan qutublarga borgan sayin oshib boradi. Bundan tashqari amplituda kontinentallik darajasini ham bildiradi. O‘zbekiston sharoitida sutkalik amplituda qishda 15-20 oC, yozda 25-30 oC ni tashkil qiladi. Havo haroratining qishloq xo‘jalik ekinlari uchun ahamiyati. Har qanday o‘simlik o‘z hayoti davomida ma’lum darajadagi harorat yig‘indisini talab qiladi. Shuning bilan bir qatorda, o‘simliklar o‘zining biologik minimum va biologik maksimum haroratlariga ega. Bu harorat oralig‘ida o‘simliklarni optimum harorati yotadi. Masalan, g‘o‘za va sholi uchun biologik minimum 12-15oC bo‘lsa, bahorgi bug‘doy uchun 3-5oC ni tashkil etadi. Namlik etishmagan holda 20oC dan oshiq havo harorati bahorgi bug‘doy gullashiga, hosildorligiga salbiy ta’sir qiladi. O‘simlik kasalliklari va zararkunandalarining ko‘payishi havo harorati va namligiga bog‘liq. O‘simliklarni issiqlikka bo‘lgan talabiga qarab agrotexnik tadbirlarni qo‘llash zarur. Qalin ekilgan ekinlarning o‘rtacha balandligi faol yuza vazifasini o‘taydi va Shuning uchun ekinning yerga yaqin qismiga nisbatan eng baland qismining harorati yuqori bo‘ladi. Havo harorati sovuq bo‘lganda dastlab uning eng yuqori qismi zararlanadi. Xulosa qilib aytganda, havo haroratini hisobga olish, o‘simliklarning haroratga bo‘lgan talabini aniqlash biologik minimum va maksimumlarning vegetatsiya davrining qaysi muddatlariga to‘g‘ri kelishi haqida ma’lumotga ega bo‘lish qishloq xo‘jaligidan yuqori hosil olishda muhim ahamiyatga ega. 1.2. Havo haroratini o‘lchaydigan termometrlar Tuproq haroratini o‘lchash mavzusida termometrlar haqida umumiy tushuncha berilganligi tufayli, bu mavzuda bevosita havo haroratini o‘lchaydigan termometrlar haqida to‘xtalib o‘tamiz. 6 Havo haroratini o‘lchashda psixrometrik, maksimal va minimal termometrlardan foydalaniladi. Haroratni to‘xtovsiz yozib olish uchun termograf ishlatiladi. Psixrometrik termometr TM-4. Havo haroratini o‘lchashda, harorat -35oC gacha bo‘lgan holatda simobli, undan past haroratni o‘lchashda spirtli termometr (TM-9) dan foydalaniladi. Bu termometrlarning rezervuari silindrik bo‘lib, yuqori qismiga metall qalpoqcha kiygizilgan. Spirtli termometr psixrometrik termometr yoniga o‘rnatiladi. Spirtli termometr ko‘rsatishi -20oC dan past bo‘lganda, tuzatma kiritish uchun psixrometrik termometr bilan bir vaqtda kuzatish olib boriladi. Psixrometrik termometrda juft termometr ishlatiladi va bu asbob bir vaqtning o‘zida havo harorati va namligini o‘lchaydi. Psixrometrik termometrlar maxsus yasalgan psixrometrik budka ichiga o‘rnatiladi. Psixrometrik budkaning devorlari yog‘ochdan yasalgan va to‘g‘ri radiatsiyaning tushishidan himoyalangan (6.2.1-rasm). 6.2.1-rasm. Pisxrometrik budka va unga joylashtirlgan termometrlarning ko‘rinishi Budkaning ichi erkin havo aylanadigan qilib yasalgan. Budka devorlarining bir tomoni ochiladi va eshik vazifasini bajaradi. Budkaning tomi yoppasiga biroz qiya qilib yopilgan. Budkaning tagiga uchta taxta o‘rnatilgan. O‘rtadagi doska boshqalariga nisbatan balandroq o‘rnatilganligi uchun doskalar o‘rtasida bo‘shliqni yopib turadi. 7 Budkaning ichidagi o‘rta doskaga termometrlarni o‘rnatish uchun maxsus moslama mahkamlangan. Moslamaning chap tomoniga esa rezervuari namlangan termometr o‘rnatiladi. Maksimal va minimal termometrlarning rezervuari sharq tomonga qaratilib, shtativga mahkamlangan taqasimon moslamaga joylashtiriladi. Maksimal termometr rezervuar tomonga qiya qilib, minimal termometr esa gorizontal ravishda o‘rnatiladi (6.2.1-rasm). Termometrlardan hisob olishni tezlik bilan amalga oshirish zarur. Hisobning aniqlik darajasi 0,10C ga teng bo‘lishi kerak. O‘lchashda dastlab quruq, keyin namlangan so‘ngra minimal spirtli va oxirida maksimal, simobli termometrlardan ko‘rsatishlar yozib olinadi. Termometr ko‘rsatishlari yozib olingandan so‘ng maksimal termometrni ko‘rsatishi silkitib tushiriladi. Minimal termometrning maxsus shtifti spirtning ichidagi tashqi parda (meniks) ga tegizib qo‘yiladi. Termograf M-16A. Termografning (6.2.2-rasm) lentasini o‘rnatganda, uning pero qismi psixrometrik termometr (quruq) ko‘rsatkichiga mos qilib o‘rnatiladi. 6.2.2-rasm. Termografning ko‘rinishi Termograf asosan qabul qiluvchi qism 1 pero 2 va soat strelkasi bo‘ylab aylanadigan, ichiga soat mexanizmi o‘rnatilgan baraban 3 dan iborat. Qabul qiluvchi qismidagi bimetall plastinkaning bir cheti g‘ilofning tashqi tomonidan qimirlamaydigan kranshteynga mahkamlangan. Plastinkaning ikkinchi qismi esa hech narsaga tegmaydi va haroratning o‘zgarishi bilan o‘z holatini o‘zgartiradi. 8 Plastinkaning mahkamlanmagan qismiga egri richag mahkamlangan. Richagining bir tomoni val orqali peroga ulangan. Pero uchburchak shaklida bo‘lib, uning ichiga maxsus siyoh to‘ldiriladi. Siyoh tezda bug‘lanib ketmasligi va qotib qolmasligi (muzlamasligi) uchun glitserin aralashmasidan tayyorlangan. Sutkalik barografning baraban (silindr) 24 soatda bir marta to‘liq aylanadi. Haftalik termografda 176 soatda bir marta aylanadi va unga haftalik termograf lentasi o‘rnatiladi. Lenta echilib ketmasligi uchun barabanga qistirgich bilan mahkamlab qo‘yiladi (6.2.2-rasm). Termografning lentasi (6.2.3-rasm) gorizontal va vertikal chiziqlar yordamida katakchalarga ajratilgan. Gorizontal chiziqlarning har biri 1oC ga teng. Sutkalik termografda vertikal chiziqlar orasi 15 minutga, haftalik barografda esa 2 soatga teng. 6.2.3-rasm.Termograf lentasining ko‘rinishi (sutkalik lenta) Termograf lentasi -35 dan +45 oC gacha, -25 dan + 55 oC gacha va -45 dan + 35 oC gacha haroratni yozishga mo‘ljallangan lentadan iborat. Bu lentalar mavjud hudud harorati sharoitiga mos holda ishlatiladi. Termograf maxsus budkaning pastki taglik doskasiga o‘rnatiladi. Termografning qabul qiluvchi qismi yer yuzasidan 2 m balandlikda bo‘lishi ta’minlanadi. Termografni himoya qiluvchi budkasi psixrometrik budkadan farq qiladi va psixrometrik budkadan 4-5 m uzoqlikda sharq tomonga o‘rnatiladi. Termografni ishga tushurish uchun soat mexanizmi maxsus kalit orqali harakatga keltiriladi. Pero lentaning asbob ishga tushiriladigan vaqtiga va harorat 9 ko‘rsatishga mos qilib qo‘yiladi. Vaqt lenta chiziqlariga moslansa, harorat maxsus vint orqali aynan o‘rnatish vaqtining haroratiga to‘g‘rilanadi. So‘ngra termografning to‘g‘ri ishlayotganligiga ishonch hosil qilingach, termograf g‘ilofi yopiladi. Termograf lentasini almashtirishda ishlatilgan lentaga pero yordamida almashtirish vaqti belgilab qo‘yiladi. Yangi o‘rnatilgan lentaga ham o‘rnatilgan vaqti belgilanadi. Lentaning orqa tomoniga meteostansiyaning nomi, asbobning nomeri lenta o‘rnatilgan va echib olingan muddat (yil, oy, kun) va yozuv boshlangan va tugagan vaqt (soat, minut) 1 minut aniqlikda yozib qo‘yiladi. Termograf lentasiga boshlang‘ich ishlov berish. Termografdan echib olingan lentaning pastki qismiga termografning har bir soatdagi harorat ko‘rsatishlari yozib chiqiladi. Bunda aniqlik 0,1oC ga teng bo‘lishi kerak. Kuzatuv o‘tkazilgan soatlarda lentadagi belgilar to‘g‘risiga bir qator tashlab, psixrometrik (quruq) termometrlar ko‘rsatishi yozib chiqiladi va ular o‘rtasidagi farq aniqlanadi. Bu farqlar kuzatuv soatlariga kiritiladigan tuzatma hisoblanadi. Ma’lum vaqtdagi termograf va termometr ko‘rsatishi o‘rtasidagi farq aniqlanadi va ular jamlanib, oradagi soatlarga bo‘linadi. Buning uchun lentadagi ikki belgi oralig‘idagi farq interpolyasiya qilinadi. Misol: soat 1000 da harorat -0,2oC, soat 1600 da +0,4oC bo‘lsa, ular o‘rtasidagi farqqa kiritiladigan tuzatmani bilib so‘ng har bir soatda kiritiladigan tuzatmani aniqlash mumkin. Yuqoridagi misolga ko‘ra har bir soatga tegishli tuzatma quyidagicha topiladi. Soatlar 1000 1300 1200 1300 1400 1500 1600 Tuzatma, oC -0,2 -0,1 0,0 +0,1 +0,2 +0,3 +0,4 Xuddi shu tarzda haftalik termograf lentasiga ham qayta ishlov beriladi. Mustaqil ishlash uchun savollar: 1. Havo harorati qanday jarayonlar ta’sirida ko‘tariladi? 2. Vertikal harorat gardienti nima ? 10 3. Havo harorati amplitudasi deganda nimani tushunasiz ? 4. O‘rtacha haroratlar qanday hisoblanadi ? 5. Termografning tuzilishi va ishlash prinsini tushuntiring; 6. Termometrlarning tuzilishi va ulardan hisob olishni bilasizmi ? 7. Havo haroratining qishloq xo‘jalik ekinlariga ta’siri qanday ? 8. Psixrometrik budkadagi termometrlardan hisob olish qay tartibda amalga oshiriladi? 9. Atmosferaning barqaror muvozanti deganda nimani tushunasiz? 10. Sutkalik va haftalik termograf lentasini boshlang‘ich ishlov berishni tushuntiring?