METEOROLOGIYA VA IQLIMSHUNOSLIK FANI HAQIDA Fanining predmeti va vazifalari. Meteorologiya va iqlimshunoslikning tadqiqot usullari. Ob-havo, meteorologik kattaliklar va hodisalar. Asosiy atmosfera ob’ektlari. Atmosfera jarayonlarining xususiyatlari. Yer sharining atrofini havo qobig’i - atmosfera o’rab turadi. Shuning uchun biz yer yuzasini g’oyat katta havo okeanining tubi desak, xato qilmaymiz, chunki havo okeanida doimo xilma-xil fizikaviy hodisalar bo’lib turadi. Masalan, kuchli bo’ronlar, qo’r-qinchli momaqaldiroq gumbirlashi, chaqmoq chaqishi, yog’inlar, tuman tushishi, shamol esishi va boshqalar. Bu hodisalar atmosferada har xil fizikaviy jarayonlarning ro’y berishidan kelib chiqadi. Atmosferada har kuni yuz beradigan barcha o’zgarishlar – meteorologik hodisalar deyiladi va meteorologiya fani tomonidan o’rganiladi. Shunday qilib, meteorologiya – atmosferaning tuzili-shini, xossalarini va unda ro’y beradigan fizikaviy jarayonlarni o’rganuvchi fandir. Meteorologik hodisalar juda ham murakkab jarayondir. Bu hodisalar o’zaro chambarchas bog’langan ayrim meteorologik elementlardan iborat. Birorta meteorologik elementning o’zgarishi, qolgan elementlarning o’zgarishiga sabab bo’ladi. Shuning uchun atmosfera holati, ya`ni ob-havo sharoitlari hamma vaqt o’zgarib turadi. Bir kunning ob-havosi ikkinchi kun ob-havosiga o’xshash bo’lgan hollar juda kam uchraydi. Atmosfera havosi har doim harakatda bo’ladi. Havo massalari yuqori bosimli oblast (antisiklon)dan past bosimli oblast (siklon)ga tomon ko’chib yuradi. Natijada shimoldan keluvchi havo massalari past haroratli, janubdan kelayotganlari esa yuqori haroratli, okean va dengizlardan keluvchi havo massalari nam, quruqlik yuzasidan keluvchilari esa quruq va issiq bo’ladi. Har xil fizik xususiyatga ega bo’lgan havo massalari bir-biri bilan o’rin almashib turganligi uchun muayyan rayonda kuzatiluvchi ob-havo ham o’zgaruvchan bo’ladi. Bahor va kuz fasllarida ob-havo tez o’zgaruvchan bo’ladi. Ob-havoni muntazam o’rganib, uni o’zgarishlarini oldindan aytib berish meteorologiya fanining asosiy vazifalaridan biri bo’lib hisoblanadi. Atmosferada ro’y beradigan hodisalarning kuzatish natijalari haqidagi birinchi ma`lumotlarni grek faylasufi Aristotel «Meteoro-logiya» nomli kitobida ko’rsatib o’tgan. X-XI asrlarda yashagan O’rta Osiyolik olimlar Abu Rayhon Beruniy va Abu Ali ibn Sinolar ham ob-havoni kuzatib borganlar. XVI asrning boshlarida termometr va barometrning kashf qilinishi meteorologiyaning alohida fan sifatida rivojlanishiga sabab bo’ldi. 1730-yilda Sankt Peterburgda dunyoda birinchi bo’lib meteorologik stansiya o’z ishini boshladi. Rus olimi M. V. Lomonosov meteorologiya fanining rivojlanishiga katta hissa qo’shdi. U meteorologik hodisalarning taraqqiyotida vertikal havo oqimlarining rolini ochib berdi va bir qancha meteorologik asboblarni ixtiro qildi. 1849-yilda Sankt Peterburgda Bosh fizika observatoriyasi tashkil etildi. XIX asrning 60-yillarida O’rta Osiyoda Kazalinsk va Perovsk (hozirgi Qizilo’rda) shaharlarida meteorologik kuzatishlar olib borish boshlandi. Toshkentda birinchi meteorologik stansiya 1867 yilda ishga tushirilgan. 1921-yilda Toshkentda Turkiston (1925-yildan boshlab O’rta Osiyo) meteorologiya institutga tashkil etildi. 1936-yil 14 noyabrda Gidro- meteorologiya xizmatining Bosh boshqarmasi tuzildi. O’zbekistonda 1926-yilda 25 ta gidrometeorologik stansiya bo’lgan bo’lsa, 1985- yilga kelib ularning soni 130 dan oshdi. O’zbekistonlik bir necha olimlar ham (T. A. Sarimsoqov, V. A. Jorjio, V. A. Bug’aev) meteorologiya fanining rivojlanishiga katta hissa qo’shdilar. Ob-havoni oldindan aytib berishning xalq xo’jaligidagi ahamiyati juda muhimdir. Ayniqsa qishloq xo’jalik ekinlarini tabiiy ofatlardan saqlab qolishda, dengiz va havo transportlarining muntazam qatnab turishida, yig’im-terim ishlarini muvaffaqiyatli o’tkazishda meteorologiya fani va uning bergan ma`lumotlarni juda katta ahamiyatga egadir. Iqlimshunoslik. Iqlimning shakllanish sharoitlarini o’rganuvchi fan iqlimshunoslik deb ataladi. Astronomik va fizikaviy-geografik sharoitlarning murakkab kompleksi ta’sirida shakllanuvchi atmosfera jarayonlarini o’rganish iqlimshunoslikning predmeti hisoblanadi. Iqlimshunoslik iqlimni shakllantiruvchi turli omillar o’rtasidagi bog’liqlikni ularning to’shalgan sirt bilan o’zaro ta’sirida ko’rib chiqadi. U turli meteorologik hodisalar va iqlim turlarining yer shari sirtidagi taqsimotining qonuniyatlarini o’rganadi. Va nihoyat, iqlimshunoslik iqlimning geologik o’tmishdagi, hozirgi zamondagi, shu jumladan inson faoliyati bilan bog’liq o’zgarishi muammolarini o’rganadi. SHunday qilib, iqlimshunoslik ilmiy fan bo’lib, iqlimning shakllanish jarayonlari, o’tmish, hozirgi zamon va kelajakdagi tavsifi va tasnifini, iqlimning inson faoliyatiga va insonning iqlimga ta’sirini o’rganadi. Tarixning turli davrlarida olimlar iqlimga turlicha ta’rif berganlar. Qadimgi yunonlar Yerning sharsimon ekanligini hisobga olib, iqlimni quyosh nurlarining yer sirtiga qiyaligi bilan tushintirganlar va shundan iqlim haqidagi fanning nomi (χλіμα – qadimgi yunonchada qiyalik) kelib chiqqan. O’rta asrlarga kelib, joyning kengligidan tashqari iqlimga boshqa, masalan, joyning okeandan uzoqligi, yer yuzasining turi kabi omillar ham ta’sir etishi aniqlangan. XIX asrda iqlimni ob- havoning biror qonuniyatga bo’ysinuvchi to’plami yoki ketma-ketligi sifatida qaray boshladilar. Iqlim yer orbitasi ko’rsatkichlarining o’zgarishi va boshqa omillar bilan bog’liq bo’lishi mumkinligiga e’tibor qaratilgan. Iqlim shakllanishi nazariyasining rivojlanishi Yer sharining atmosfera, okean, quruqlik va muz qoplamlaridagi jarayonlarning o’zaro ta’sirini miqdoriy hisobga olishni talab qildi. SHunga muvofiq global iqlim tushinchasi paydo bo’ldi. Atmosfera – okean – quruqlik – kriosfera tizimi meteorologik tashkil etuvchilarining uzoq (bir necha o’n yildan kam bo’lmagan) vaqt davomida o’tuvchi holatlari ansambli (yoki rejimi) global iqlim deb tushiniladi. Global iqlimning muayyan fizikaviy-geograifk sharoitlardagi xususiy ko’rinishi lokal (yoki mahalliy) iqlim deyiladi. Lokal iqlim – bu quyosh radiatsiyasi, uning yer sirtining faol qatlamidagi o’zgarishlari va ularga bog’liq atmosfera va okeanlar tsirkulyatsiyasi bilan belgilanuvchi muayyan joyga xarakterli bo’lgan ob-havoning ko’p yillik rejimidir. Bunday tushinishda iqlim joyning fizikaviy-geografik xarakteristikalaridan biri hisoblanadi. Quyosh energiyasining asosiy o’zgarishlari to’shalgan sirt yaqinida sodir bo’ladi. Bu sirtning optik (albedo), mexanik (relef) va issiqlik (quruqlik, suv) xossalari bo’yicha birjinsli emasligi uning o’zaro yonma-yon uchastkalarida meteorologik rejimlar o’rtasidagi farqlarga olib keladi. Biroq, bu farqlar katta balandliklarga tarqalmaydi. SHu sababli yer sirtining o’lchamlari odatda yuzlab kilometrlardan katta bo’lmagan har xil turdagi hududlari ustida katta masshtabli jarayonlar (tsiklon, antitsiklon, atmosfera frontlari va boshq.)ga bog’liq bo’lgan ob- havo bir xil xarakterga ega bo’ladi. Birjinsli bo’lmagan to’shalgan sirtning gorizontal o’lchamlariga bog’liq ravishda katta bo’lmagan alohida geografik tuzilmalarning mezoiqlim va mikroiqlim deb ataluvchi iqlimlari ajratiladi. Mezoiqlim – bu o’lchami yuz kilometrdan katta bo’lmagan (o’rmon, vodiy, shahar va boshq.) alohida geografik landshaft tarkibiy qismining iqlimidir. Mikroiqlim – bu o’lchami bir necha yuz metrlardan katta bo’lmagan (o’rmon chekkasi, bog’, ko’l qirg’og’i, o’rmon yalangligi va boshq.) sun’iy tuzilma yoki kichik hududning iqlimidir. Iqlimshunoslikning asosiy vazifalari quyidagilar: 1. Iqlimni shakllantiruvchi barcha omillar va jarayonlarning o’zaro ta’sirini tadqiq etish yo’li bilan iqlimning shakllanish qonuniyatlarini o’rganish. 2. Iqlimning o’zgarish sabablarini, shu jumladan, tabiiy va antropogen jarayonlar ta’sirida uning kelajakda yuz berishi mumkin bo’lgan o’zgarishlarini tadqiq etish. 3. Iqlimiy tizimning shakllanishi va uning o’zgarishlarini fizikaviy-matematik modellashtirish. 4. Iqlimlarning geografik taqsimoti qonuniyatlarini o’rganish, iqlimlarni tasniflash va iqlimiy hududlashtirish. 5. Mikroiqlimni tadqiq etish, uning hosil bo’lish qonuniyatlarini o’rganish va mikroiqlim turlarini tasniflash. 6. Inson faoliyatining turli tarmoqlarini ta’minlash, shuningdek ob-havoning uzoq muddatli prognozlari uchun iqlim xarakteristikalarini yetkazib berish. Iqlimshunoslikning tadqiqot usullari 1. Kuzatish va meteorologik stantsiyalarning o’lchash ma’lumotlarini yig’ish usuli. Iqlimshunoslik muammolarini hal qilish uchun kuzatilgan meteorologik kattaliklar va hodisalarning uzun qatorlari eng katta ahamiyatga ega. Bu ma’noda meteorologik stantsiyalarni tashkil etish, ularni bir xil uskunalar va kuzatish uslubiyatlari bo’yicha ko’rsatmalar bilan ta’minlash, ma’lumotlarni yig’ish, nazorat qilish va tarqatish asosiy majburiyati hisoblangan markaziy meteorologik muassasalarning paydo bo’lishi iqlimshunoslikning rivojlanishida yirik bosqich bo’ldi. Bu maqsadda Peterburgda 1849 yilda Bosh fizik observatoriya (hozirda A.I.Voeykov nomidagi Bosh geofizik observatoriya) tashkil etilgan. Rossiya kabi bepoyon mamlakatning barcha meteorologik ishlarini boshqarish majburiyati yuklangan bu observatoriya jahonda dastlabki markaziy meteorologik muassasa edi. 1851 yilda Avstriyada, 1855 yilda Buyuk britaniyada, 1870 yilda AQSHda, 1878 yilda Frantsiyada markaziy meteorologik institutlar tashkil etildi. SHunday qilib, XIX asrning ikkinchi yarmida bir xil uskunalar bilan ta’minlangan yagona meteorologik uslub asosida ishlovchi yagona meteorologik kuzatishlar tarmog’i shakllandi. Rossiya va MDHning o’nlab stantsiyalarida meteorologik o’lchashlarning uzun qatorlari yig’ildi. Peterburg, Moskva, Yekaterinburg, Irkutsk, Tiflis va boshqalar shu stantsiyalar qatoriga kiradi. O’zbekistonda uzluksiz meteorologik kuzatishlar Toshkentdagi geofizik observatoriyada 1873 yildan boshlab olib borilmoqda. Meteorologik stantsiyalar faoliyatida kuzatish muddatlarini belgilash muhim hisoblangan. Kuzatishlar mahalliy o’rtacha quyosh vaqti bilan soat 7, 13 va 19 larda amalga oshirilgan. 1936-1961 yillar mobaynida bu muddatlarga tungi soat 1 kiritilgan. Ular iqlimiy muddatlar deb atalgan. 1966 yilning 1 yanvaridan jahonning barcha meteorologik stantsiyalarda kuzatishlar grinvich vaqti bo’yicha soat 00 dan boshlab har uch soatda sinxron ravishda o’tkazilmoqda. Ayrim meteorologik kattaliklar kamroq kuzatiladi. Masalan, yog’inlar miqdori sutkada ikki marta, qor qoplamining balandligi bir marta o’lchanadi. Aktinometrik kuzatishlar sutkada olti marta, mahalliy o’rtacha quyosh vaqti bilan 00.30, 6.30, 9.30, 12.30, 15.30 va 18.30 larda amalga oshiriladi. 2. Statistik tahlil usuli. Bu usul quyidagi vazifalarni hal qilish imkonini beradi. Birinchidan, ehtimollik-statistik apparat kuzatish natijalarini iqlimiy qayta ishlashning asosini tashkil etadi. Bunday qayta ishlashning asosiy bosqichlari quyidagilar: - iqlimiy qatorlarni hosil qilish va ularning nazorati; - umumiy iqlimiy axborotlarni olish va ularning aniqligini baholash; - iqlim diagnozi va prognozi uchun axborotlarni olish; - amaliy maqsadlarda iqlim ko’rsatkichlarini ishlab chiqish va ularni hisoblash; - iqlimiy axborotlarni fazoviy umumlashtirish. Bu usul yordamida vaqtning ma’lum oralig’i uchun umumlashtirilgan kuzatish qatorlari tuziladi. Boshlang’ich ma’lumotlar qatori gradatsiyalar bo’yicha qiymatlar taqsimotiga aylantiriladi. So’ngra taqsimotlarning asosiy xossalarini ifodalovchi qatorning statistik ko’rsatkichlari ajratiladi. Ikkinchidan, korrelyatsiya va spektral tahlil usullari yordamida turli meteorologik kattaliklar va hodisalar o’rtasidagi aloqadorlikni (yoki uning yo’qligini) aniqlash, shuningdek bu aloqadorlikni miqdoran ifodalash mumkin. Uchinchidan, trend tahlili usuli yordamida mteorologik qatorlarning vaqt bo’yicha o’zgarish qonuniyatini o’rganish mumkin. 3. Xaritalash usuli. Iqlimiy xaritalarga ko’p yillik kuzatishlarning statistik qayta ishlash natijalari tushiriladi. Iqlimiy xarita bir yoki bir nechta meteorologik kattaliklar iqlimiy xarakteristikalarining geografik taqsimotini ko’rsatadi. Meteorologik kattalik yoki atmosfera hodisalarining o’rtacha qiymatlari, o’rtacha kvadratik chetlanishlari, gradatsiyalarining takrorlanuvchanligi va boshqalarning izochiziqlari xaritalari tuziladi. Bunday xaritalarni tuzishdan asosiy maqsad shundaki, ularning yordamida mteorologik kuzatishlar o’tkazilmaydigan joylardagi ma’lumotlarni interpolyatsiya usuli bilan hosil qilish mumkin bo’ladi. Iqlimiy xaritalar, shuningdek, iqlimning asosiy fazoviy qonuniyatlari to’g’risida ko’rgazmali tasavvur hosil qilish imkonini beradi. Izochiziqlarni o’tkazishda fizikaviy qonuniyatlarni hisobga olish va xaritalarning mo’ljallanishidan kelib chiqish lozim. Izochiziqlarni o’tkazish vaqtida ularni gipsometriya, morfometriya, suv havzalarining mavjudligi, suv havzasi qirg’og’idan uzoqlik va boshqa fizikaviy-geografik omillar bilan muvofiqlashtirish kerak bo’ladi. So’nggi yillarda geografik informatsion tizimlar (GIT)ni qo’llash izochiziqlarning o’tkazilishini ob’ektivlashtirish bo’yicha katta imkoniyatlarni ochib bermoqda. 4. Tizimli yondashuv usuli. Bu usul iqlim va uning o’zgarishlarini geografik qobiq chegarasida shakllanuvchi atmosfera, gidrosfera va litosferadagi jarayonlarning o’zaro aloqadorlik va o’zaro ta’siridagi majmuasi sifatida fizika va matematikaning asosiy qonunlari asosida tadqiq etadi. 5. Eksperiment va modellashtirish usuli. Kuzatishlardan farqli bu usul keng diapozondagi tashqi omillar ta’sirida o’rganilayotgan ob’ektlarning tabiati to’g’risida tasavvur hosil qilish imkonini beruvchi tadqiqotlarning faol usuli hisoblanadi. Iqlim xarakteridagi eksperimentlar qatoriga hududiy va global ko’lamlarda iqlim o’zgarishlariga olib keluvchi insonning atrof-muhitga ixtiyoriy ta’sirlarini kiritish mumkin. Bular suv omborlarini qurish, yerlarni sug’orish, botqoqlarni quritish, o’rmonlarni kesish, Orol dengizining qurib borishi, atmosferaga “parnik” gazlarining chiqarilishi va h.k. Sun’iy iqlim kameralari, okean tsirkulyatsiyasining asosiy elementlarini hosil qiluvchi basseynlar, atmosfera umumiy tsirkulyatsiyasini fizikaviy modellashtirish uchun maxsus qurilmalar kabi fizikaviy-geografik ob’ektlarning analoglari modellar sifatida foydalanilishi mumkin. Iqlimiy tizimning matematik modellari iqlim umumiy nazariyasini yaratish masalasini hal qilish imkonini beradi. Bunday modellarda tizim tashkil etuvchilarining holatini tavsiflovchi va tizimda yuz berayotgan u yoki bu shakldagi fizikaviy jarayonlarni, shuningdek boshlang’ich va chegaraviy shartlarni hisobga oluvchi termogidrodinamika tenglamalari tizimlari tuziladi. Iqlimshunoslikning boshqa fanlar bilan aloqasi. Uning fan tarmoqlariga bo’linishi Iqlimshunoslik, birinchi navbatda, atmosfera fizikasi (umumiy meteorologiya)ning tarkibiy qismi hisoblanadi. Bu quyosh radiatsiyasining