8. Қардың физикалық қасиеттері

Қар жамылғысы мұз бөліктерінен, бұл бөліктер аралығында толтыратын ауа көлемінен, жаратылысы минералдық және органикалық болып келетін қоспалардан, және 0 оС шамасында сұйық судан тұрады.

Қоспалардың құрамы және олардың мөлшері қардың қасиетіне, әсіресе оның радиациялық сипаттамаларына әсерін тигізеді.

Салмағы бойынша қар жамылғысы құрамында негізгі оның құрамдас бөлігі (ұсақ) ұсақталған фазадағы мұз, яғни қар болады. Қар құрамындағы ауаның салмағы өте аз болып келеді және ол қардың тығыздығына байланысты өзгереді, қардың тығыздығы 0,01-ден 0,10 г/смі аралығында өзгергенде ауа салмағы 12,7-ден 1,2%-ға дейін аралықта болып келеді.

Қардың тығыздығы оның кеуектілігіне, жылу өткізгіштігіне, суды бойында ұстау қабілетіне және т.б. оның физикалық қасиеттеріне байланысты болып келеді. Қардың тығыздығы өзінің салмағының әсер етуінен (ауырлық күші), гидрометеорологиялық жағдайлардың әсерінен (жел, температура, жауын-шашын, күн радиациясы), топырақпен жылу алмасудан және қардың ішінде жүріп жататын физикалық процестерден өзгеріп отырады.

Сонымен қардың тығыздығы деп қар үлгісі массасының оның көлеміне қатынасын айтамыз, өлшем бірлігі г/см3. Қардың тығыздығы жаңа жауған ұлпа қарда 0,01 г/см3-тен ескі фирнделген, яғни су тиіп қатқан қар үшін 0,70 г/см3-ке жетеді.

Қардың құрылымы мен оның кеуектілігі оның ауа өткізгіштігіне үлкен әсерін тигізеді. Мысалы, қар арқылы ауаның жүруі арқасында қар астындағы астындағы тышқанды тез ұстайды. Қардың газды өткізгіштігін қар жамылғысында су буының қозғалуымен сипаттауға болады. Көбінесе бұл қозғалыс вертикаль бағытта жүреді, бірақ қар қабатында тығыздығы әр түрлі бірнеше қатпарлар болған жағдайда, газдың қозғалысы көбінесе горизонталь бағытта қатпарлар бойымен жүреді.

Ауа қар қабатында температураның (температуралық қысым ΔР t ) және жел қысымының (жел қысымы ΔР N ) өзгеруі арқылы пайда болатын ауаның қар ішіндегі және оның сыртындағы айырмашылығы әсерінен қозғалады. Бірлік қар жамылғысы бетінен бірлік уақыт ішінде шығатын ауа мөлшері Q

Q=kΔР/һ , (4.12)

мұнда k - ауа өткізгіштік коэффициенті (ΔР кезінде ауданы 1см2 және биіктігі 1см болатын қар қабатынан өтетін ауа көлемі, см3); h - ауа өтетін қабаттың қалыңдығы; ΔР=ΔР t + ΔРω

Қар қабатында судың пайда болуы оның ауа өткізгіштігін күрт төмендетеді немесе ауа өткізбейді.

9. Судың араласу түрлері: конвективтік және динамикалық араласу

Судың араласуы деп су қоймасының жеке қабаттарының немесе олардың жекелеген көлемдерінің өзра араласуын айтады. Сыртқы күштердің әрекет етуі судың бірқатар массаларымен бірге олардың ішіндегі қоспалардың, химиялық еріген заттардың, жүзбе бөлшек-тердің газдардың араласуын тудырады. Су қабаттарының қозғалысы нәтижесінде су қоймасының әр түрлі бөліктеріндегі су массалары араласып, олардың физикалық- географиялық және басқа сипаттамалары түзеледі.

Конвективтік араласу. Конвективтік араласу (еркін конвекция) беттік су қабаттарының тығыздығын өсіретін су массасының салқындауы немесе жылынуы және басқа процестер кезінде пайда болатын су температурасының тұрақсыз стратификациясы жағдайында жүреді. Көктемгі жылыну және күзгі салқындау кезеңдерінде конвективтік араласу үлкен рөл атқарады. Мұнда судың араласу ұзақтығы судың барлық қабатының көктемде 0-ден 4°-С-қа дейін жылынуы немесе күзде 4°-С-қа дейін салқындауы уақытымен анықталады. Судың 4°- С-тан артық жылынуы немесе 4°-С-тан төмен салқындауы судың тығыздық әсерінен вертикал қозғалысын тоқтатады.

Конвективтік араласу таяз көлдерде судың түбіне дейін қамтуы мүмкін, ал терең суқоймаларында, мысалы Байкал көлінде мұндай араласу 200 – 300 м-ге жетеді.

Динамикалық араласу. Динамикалық араласуда су ағысы және жел толқыны әсерінен су массасы вертикал және горизонталь бағытта араласады. Көлдерде тұрақты ағыстың болмайтындығынан динамикалық араласу көлдің жеке бөліктерінде, яғни өзендердің көлге құятын және одан ағып шығатын жерлерінде, сондай-ақ күшті жел тұрғанда судың қозғалысынан орын алады. Көлдердегі уақытша ағыс және судың қарқынды араласуы негізінен желдің әсер етуінен жүреді. Желдің әсерінен толқынның пайда болуы араласу қарқындылығын өсіреді.