Қадим замонларда одамлар шамоллар ҳақида ирим-сирим доирасида тасаввурга эга бўлишган. Мисол учун, юнон мифологиясида табиатни бошқаради деган маънода довул-шамол Худоси мавжуд деб ўйлашган. Худди шундай худолар Австралия, хитойликлар, муғуллар, ҳиндулар, қадимий Мексика қабилалари ва бошқа халқларда ҳам мавжуд бўлган.
Лекин замонлар ўзгарди. Ўтган бир неча асрларда денгизларни ўрганиш юзасидан олиб борилган тадқиқотлар ва улардан олинган тажриба, билимлар эвазига Ерда эсувчи шамоллар ҳақида ҳам маълумотларга эришилди. Ўтказилган тажрибаларга манба сифатида Ер атрофи ва унинг ҳаво қатламида юзага келадиган шамоллар олинди. Турли хил шамолларни ўрганиш, уларни таърифлаб бериш учун шамолларнинг кучи ва хусусиятлари кўриб чиқилди.
Агар Ерни коинотдан туриб кузатсак (1-расм), орада турли хил булутлар борлигига гувоҳ бўламиз. Бу турли хиллик қатор метеорологик унсурлар, жумладан, ҳаво босими, шамол, ҳарорат, намлик ва шу кабилар билан боғлиқ бўлади. Ушбу унсурлар ўз навбатида кўпгина ўлчов-мезонларга эга. Ернинг ҳаво қобиғидаги шамолни таърифлаш учун қуйидаги мезонлардан фойдаланамиз: ҳавонинг умумий айланиши, синоптика нуқтаи назарида шамол ва ҳавонинг маҳаллий айланиши.
Ҳавонинг умумий айланиши
Ҳавонинг умумий айланиши Ер юзаси ҳаво ҳаракатининг мезони ҳисобланади. Бу ҳаракат умумий радиация мувозанатининг ҳаракати, конвекция, Ер айланиши ҳамда турли минтақалардаги ер юзасининг хилма-хиллиги таъсирида юзага келади. Атмосфера айланиши учун қувват манбаи – бу Қуёш радиациясидир. Қуёш радиациясининг аксар қисми тўғридан-тўғри экватор минтақасига тушади, қутбларга эмас. Шунинг учун экватор минтақасида радиация секинлик билан кўпайиб боради, қутбларда эса камайиб боради. Бунинг натижасида ҳаракат экватор яқинида юқорига йўналган, қутбларга яқин жойда эса пастга йўналган бўлади.
Даставвал, олимлар атмосфера айланишининг содда схемаси (2-расм) ҳақиқий айланиш жараёнининг мутлақ ифодаси, деб ўйлашарди. 1735 йилда Жорж Хедли “савдо шамоллари” иборасини таклиф қилган эди. У ўйлаган эдики, Ернинг экватор чизиғи яқинидаги илиқ ҳаво юқорига кўтарилади ва ўзининг ҳаракати билан ҳаракатланувчи оқимни Ғарб томон йўналтиради. Шундай қилиб “савдо шамоллари” ни пайдо қилади.
Шамолга илмий изоҳ беришга яқинлардагина эришилди. Авваллари кенг ҳудудда кузатув ишларини олиб бориш қийин кечиб, метеоролог бир жойда туриб иккинчи жой ҳақида маълумот ола билмас эди. Энди олимлар атмосфера айланиши учун (2-расмда кўрсатилганидек) экватор ва икки қутб орасида бўладиган учта манзил мавжудлигининг ўзига хослигини тушунишди. 2-расмда Ғарб ва Шарқ томон йўналган ҳаво оқимининг ҳаракат ҳудудлари кўрсатилган.
Ғарб ва Шарқ томон йўналган ҳаракат ҳудудлари айланаётган Ернинг бурчакли вақтининг сақланиши натижаси ҳисобланади. Агар ҳаво массаси қутб томон ҳаракатланса, у албатта, бурчакли вақтни сақлаш учун Шарқ томон ўзгариши керак. Бу туфайли Ер атрофидаги шамолга куч қўшилади. Хулоса шуки, атмосфера умумий айланиши (3-расм) экватор орасида мавжуд бўладиган учдан кўп ҳаво қатламлари ёки қисмлари борлиги билан ифодаланди. Экваторга яқин минтақаларда шарқий ер атрофи шамоллари, ўрта минтақаларда ғарбий ҳамда қутб ҳудудида эса шарқий шамоллар эсади.
4-расмда ҳаво қатламига тушадиган Қуёш радиациясининг бўлиниши кўрсатилган. Бу ерда биз ҳаво қатлами Қуёш радиациясини ўзига сингдириб, уни тарқатишини ёки акс эттиришини кўрамиз. Булутлар ҳам радиацияни ё сингдириб олади, ё акс эттиради. Қолган радиацияни эса Ер юзаси ўзига сингдириб олади. Ернинг қизиб турган юзаси ҳамда ҳаво қатламлари узун тўлқинли ички қизил нурларни ҳосил қилади. Радиациянинг бир қисми коинотга тарқалиб кетади. Ва ниҳоят, намлик ва илиқликни жамлаган Ернинг юза қисми ўзининг маълум илиқлигини беради. Дунёнинг энергетика мувозанати ҳолати Ернинг тўпроқ хусусияти, намлик даражаси, рельеф, булутлар ва бошқа шу каби омилларга боғлиқ равишда ўзгариши мумкин.
Ернинг юза қисми хусусиятлари билан боғлиқ бўлган ўртача ёки жузъий ўзгаришлар об-ҳавога катта таъсир ўтказиши мумкин. Ер юзасида ёзнинг ўртача ёки қишки ҳароратнинг пайдо бўлиши Ердаги об-ҳаво шароитларининг ўртача даражаси ҳамда турли минтақаларда булутларнинг борлиги туфайлидир. Ёзда қуруқлик океандан кўра тезроқ исийди. Қишда океан эса илиқ сақланади, ҳатто қуруқликдаги ҳароратдан кўра илиқроқ бўлади. 5-расмда январ ойида океан ва қуруқлик ҳароратининг фарқи кўрсатилган. Ушбу ҳароратлар фарқи доимий бўлсада, океанлар қишда паст атмосфера босими ҳудуди, ёзда Ер унданда паст атмосфера босими ҳудуди ҳисобланади.
Атмосфера босими туфайли бу ўзгаришлар юзага келган бўлсада, массаси бўйича иссиқ ҳаво совуқ ҳаводан кўра енгил бўлади. Иссиқ ҳаво юқорига кўтарилганда, атмосфера босими пасаяди, шунда совуқ ҳавони илиқ ҳаво массалари ўзига тортади. Юқори атмосфера босими зонасидан паст атмосфера босими ҳудуди томон ҳаво оқимининг йўл олиши туфайли атмосфера босимидаги бу ҳарорат Ер атрофидаги шамолларини асосий ҳаракатга келтирувчи куч бўлиб хизмат қилади.
Юқори босимдан паст босим томон йўналувчи ҳаво ҳаракатига тўсқинлик қилувчи иккита асосий кучлар бор: бири- “Корюлис”, бошқаси – “ишқаланиш кучи”. “Корюлис” кучи бу 3-расмда кўрсатиб ўтилган бурчакли вақт сақланишидир. Агар ҳаво массаси қутб томон силжиган бўлса, бу куч таъсирида Шарқ томон интилади, агар экватор томон силжиган бўлса, /арб томон ҳаракатланади. Маълумки, ишқаланиш кучи қоида бўйича, Ер юзаси яқинида кучга киради. Атмосфера босими, “Корюлис” кучи ҳамда ишқаланиш кучи ҳамиша мувозанат ҳолатда туради. Ишқаланиш кучи доимо ҳаво оқими ҳаракатига тескари йўналган бўлади. Мазкур кучлар мувозанати натижасида, айланувчи ҳаракатни амалга ошириб ҳаво массаси юқори атмосфера босими ҳудудидан паст атмосфера босими ҳудуди томон тарқалади. (6-расм).
Бу борада муқаддас Қуръонда дейиладики: “(Булатларни Аллоҳ хоҳлаган томонларга) ёйиб юборадиган, (ҳақ билан ботилни ва ҳалол билан ҳаормни) ажратиб берадиган...”. (77:3-4)
Бу оятлардан маълум бўладики, шамоллар олдин тарқалади, кейин турли томонларга шиддат билан ёйилади.
Маълумки, агар шамол ўзи билан сув буғларини ёки чангни олиб юрса, улар ҳам шамоллар билан тарқалиб юраверади. Қуръонда шамолга бўйинсунувчи нарсалар, шу орқали уларнинг тарқалиши борасида гапирилади:
“...шамолларнинг йўналтирилишида, осмон ва ер орасидаги итоатгўй булутда ақлли кишилар учун оят-аломатлар бордир”. (2:164)
“...шамолларнинг йўналтирилишида ақл юргизадиган қавм учун оят-ибратлар бордир”. (45:2)
Ушбу икки оятда қуйидагиларга ишора қилинади:
1. Шамол ҳамма нарсани тарқатиб юриши.
2. Шамолнинг ҳаракат бошқарув қонунлари мавжудлиги.
Синоптика нуқтаи назарида шамол
Синоптика нуқтаи назарида шамол – бу юқори ёки паст атмосфера босими ҳудудидан ўтувчи ҳаво массаларининг бир-бирига таъсири билан боғлиқ бўлган атмосфера ҳодисасидир. Юқори ёки паст атмосфера босими ҳудудидаги ҳаво массалари қуйидагича: демак, океанлар устида ҳаво илиқ ва нам, саҳролар устида қайноқ ва қуруқ, қутбли минтақалар устида ҳаво совуқ ва қуруқ бўлади. Ҳаво ҳаракати таъсирида бу ҳаво массалари аралашиб кетади. Ана шу аралашиш натижасида турли йўналишдаги ҳаво массалари ҳамда улардаги ҳароратлар фарқи бўронлар пайдо қилади, сўнг булутлар шаклланади. Бўрон шаклланиш жараёни қатор босқичларни босиб ўтади: даставвал ҳаво тўплами бетартиб равишда қаттиқ ҳаракатланади, сўнг авжига чиқади ва ниҳоят, қўпорувчи кучга эга бўлган бўрон пайдо бўлади.
7-расмда бўроннинг етилиш босқичи кўрсатилган. Совуқ атмосфера майдони яқинида тез-тез шаклландиган ёмғирли тўп-тўп булутлар кўрсатилган (расмда пастда чапда) ҳамда иссиқ атмосфера майдони яқинида тез-тез шаклланадиган қат-қат ёмғирли булутлар кўрсатилган (расмда пастда ўнгда). Расмнинг юқори қисмида довулнинг эпимаркази тарафидан қат-қат ёмғирли булутлар ва кенг миқёсда кўтарилиш ҳудуди кўрсатилган. 8-расмда бўроннинг юзага келиши юқори қатламларда ҳавонинг бетартиб ҳаракати (гирдобли ҳаракат) билан бирга рўй бериши кўрсатилган.
Гирдобли ҳаракат – бу юқори ҳаво оқими қатламларининг Шарқ томон силжиши чоғида бўладиган тўлқинсимон тебранишдир. Реактив кучлар ҳаракати остида ҳаво оқими тўлқинсимон ҳаракатланади, шунинг учун шимолий совуқ ҳаво жанубий кенгликка, жанубий илиқ ҳаво эса Шимолга қараб тарқалади. Умуман олганда, бу тўлқинсимон тебранишлар фаол ер майдони яқинида содир бўлади.
Қуръон оятига эътибор беринг. Аллоҳ дейди:
“Пайдар-пай юбориладиган (шамол)ларга қасамки” (77:1).
Оятда ишлатилган “урф” сўзи “ҳаво оқими ҳаракатининг тўлқинсимон шакли; тўлқинсимон денгиз, қум юзаси ёки байроқнинг тўлқинсимон ҳаракати, шу жумладан бўрон тўла кучга киргач, ўроққа ўхшаш айлана шаклга кириши” маъноларини ифодалайди.
Юқорида келтирилган илмий маълумотларни Қуръоннинг битта ояти ўз таркибидаги “урф” сўзида мужассам қилганлигини кўриб турибмиз.
Атмосферанинг маҳаллий (бир жойда) айланиши
Атмосферанинг маҳаллий айланиши – бу маълум жой релъефи, масалан, тоғлар, тепаликлар ёки денгиз қирғоқлари ва бошқалар билан ўзаро боғлиқ бўлган шамоллардир.
Умуман олганда, бу шамолларнинг пайдо бўлиши конвекция ва гирдобли ҳаракатлар билан боғлиқ. Конвекция билан боғлиқ шамоллар ҳаво массаси қизиши натижасида пайдо бўлади. Қачонки бир жойда ҳаво ўз атрофидаги ҳароратга қараганда исий бошлаганда, у юқорига кўтарила бошлайди. Юқорида эса атмосфера босими пасаяди, ҳаво совийди. Агар ҳаво массаси етарлича юқорига кўтарилса, ҳавонинг таркибида бўлган буғнинг сувга айланиши юзага келади. Ҳавода етарлича сув буғининг йиғилиши юқори қатламлардаги баъзи ҳарорати паст ҳаво муҳити сабабли булутлар шаклланишига олиб келади. Бу булутлар тайфун ёки атмосфера майдони ҳудудида шиддатли шамолларни келтириб чиқаради.
Шиддатли шамол кучлари булутларга кирувчи ёки улардан чиқувчи кучли ҳаво оқимлари орқали гирдобли ҳаракатларни юзага келтиради. Шиддатли шамоллар жуда кенг ҳудудли бўлиши мумкин. Улар юзага келадиган “уяси”дан узоқларда пайдо бўлиш ва кўпайиш хусусиятларига эга.
Енгил шамол (10-расм) – бу конвекция билан боғлиқ бўлган турғун шамол. У ҳарорат фарқи, мисол учун, денгиз ва қуруқлик ҳарорати фарқи туфайли пайдо бўлади. Қуруқлик устидаги қизиган ҳаво юқорига кўтарилади, денгиз устидаги совуқроқ ҳаво эса кўтарилган илиқ ва қуруқ ҳаво ўрнини эгаллайди.
Муссонлар океанлар ва қитъалар орасидаги ҳаво массалари айланиши, конвекция билан боғлиқ қитъа ва денгиз шамолларининг турғун кўриниши ҳисобланади.
Бўронлар – бу конвекцияга боғлиқ равишда пайдо бўладиган шиддатли пўртаналар (шторм)дир. Улар йиғилиб қолган кўп миқдордаги илиқ ҳавонинг океан устида қизиб кетиши натижасида юзага келади. Конвекция ҳаракати таъсирида гирдобли ҳаракат хусусиятига эга бўлган қатор пўртаналар шаклланади. Бу жараёнда айланиш эса “Корюлис” кучи таъсирида кучаяди.
Аллоҳ Қуръонда дейдики: “У шундай зотки, Ўз раҳматининг (яъни ёмғирнинг) олдидан хушхабар қилиб шамолларни юборур. Қачонки улар вазмин булутларни кўтариб келгач, Биз уни (булутни чанқоқ) ўлик шаҳарга ёғдирурмиз. Бас, унга сув-ёмғир ёғдириб, унинг ёрдамида ҳар турли мевалар чиқарурмиз...”(7:57)
Оятни илмий тушанидиган бўлсак, шамолнинг конвекцион юқорилаш кучи пастловчи булут оғирлиги кучи билан тенглашганда – “улар вазмин булутларни кўтариб келади”. Натижада, горизонтал куч булутни бир томонга суриб боради – “биз уни ўлик шаҳарга ёғдирурмиз”. (10-расм)
Шамол беқарорлиги унинг горизонтал ҳаракатига қандайдир вертикал зарбалар халақит берганда юз беради. Қоида бўйича бу зарбалар тоғларнинг тишли дўнгликлари (бўртиклари) ёки конвект оқимлардан келиб чиқади. Тоғ тизмаси ўз устидан ўтаётган ҳаво оқимига вертикал йўналиш берганда, тоғли минтақалар устида чиройли шаклли булутлар тўпламлари вужудга келади. Булутларнинг умумий кўриниши одатда жозибали бўлади.
Тоғ пўртаналари таъсирида пайдо бўладиган бу каби шамоллар қўпорувчи кучга ҳам эга бўлади. Бундай ҳолларда пайдо бўлган шамолларнинг тезлиги агар соатига 100 милга етса, биноларни вайрон қилишга қодир бўлади.
Кучли шамоллар учун бетартиб гирдобли ҳаракат хосдир. Бир қатор вазиятларда тўлқинсимон булутларнинг пайдо бўлиши ташқи томондан денгиз тўлқинларига жуда ўхшайди. Даставвал, бу булутлар текис баланд юза қисмга эга бўлади, кейин эса тўлқинсимон шаклга киради. Ҳаракат бетартиб кўриниш олади. Бу бетартиб ҳаракатни улкан ҳаво оқимини янада кичикроқ ва енгилроқ шамоллар томон ҳайдайдиган бир ҳаракат сифатида баҳолаш мумкин. Аллоҳ дейдики: “Пайдар-пай юбориладиган (шамол)ларга қасамки”. (77:1)
Ҳар икки оятда дейиладики, шамол сокин тўлқинсимон ва спирал ҳаракат (11-расм) билан бошланади, кейин махсус омиллар таъсирида кучайиб кетади ёки шиддатли шамолга айланиб кетади.
Ер атрофидаги шамоллар натижасида яна бир атмосфера ҳодисаси содир бўлади. У одатдагидан кўра янада баландликда стратосфера билан тропосферанинг шиддатли аралашувидан келиб чиқадиган қумли бўроннинг пайдо бўлишига сабаб бўлади. Бу ҳодиса – тропосферанинг гирдобли ҳаракати бўлиб, реактив кучлар таъсирида ҳаракатланувчи ҳаво оқимининг рўпарадан келувчи жисмлар билан ўзаро қўшилиши чоғида юзага келади. Натижада, юқори тезлик билан ҳаракатланётган ҳаво оқими ер юзасига яқинлашган сайин пасайиб боради. Юқори тезлик билан ҳаракатланаётган қуруқ ва жуда иссиқ ҳаво оқими ер юзасида кучли шамолларни келтириб чиқариши мумкин. Бу шамоллар узоқ муддат эсиб, қумларни узоқ масофаларга олиб бориши эҳтимоли бор.
Шиддатли шамолларнинг кучи ҳавога чанг-тўзонларни ва сув буғларини олиб чиқиши ҳамда гоизонтал кучларнинг ҳаракати остида уларни ташиши мумкин. Муқаддас Қуръонда дейиладики: “(Булутларни) суриб кетгувчи (шамол)ларга, юк (ёмғир) ташигувчи (булут)ларга қасам...”. (51:1-2)
Булутлар кучининг турли хиллиги ва уларнинг роли замонавий техника ривожланиб, олимларга турли шароитлардаги минтақалар ҳақида маълумотлар йиғиш имкониятини бергандагина маълум бўлди. Муқаддас Қуръоннинг илмий мўъжизаси замонавий метеорология фани пайдо бўлишидан олдин маълум бўлмаган бу кучларни ҳам ўзида қамраган эди.
