Tài liệu Nhiệt độ pdf

1. Nhiệt độ.  Nhiệt độ trên bề mặt trái đất nhận được chủ yếu từ năng lượng của Mặt Trời.  Khoảng dao động của nhiệt độ trên bề mặt hành tinh là hơn 1000 0 C, nhưng sự sống thì lại chỉ dao động trong khoảng hơn 300 0 C, từ khoảng -200 0 C đến +100 0 C  Đa số các loài sống trong phạm vi nhiệt độ từ dưới 0 0 C đến 50 0 C. Số còn lại có thể sống trong môi trường có nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp. * Ví dụ:  trong các suối nước nóng, một số vi khuẩn sống trong nhiệt độ 88 0 C.  khuẩn lam ở nhiệt độ 80 0 C,  các Sóc ở nhiệt độ 52 0 C,  như ấu trùng sâu Ngô chuẩn bị qua Đông có thể chịu được nhiệt độ - 27,2 0 C  cá Tuyết hoạt động tích cực ở nhiệt độ -20C.  Rộng nhiệt: chân bụng Hydrobia aponensis( -10C ;+60 0 C), đỉa phiến (0,5 - 24 0 C) Nguồn nhiệt chủ yếu được sinh ra từ bức xạ Mặt Trời, phụ thuộc vào cừơng độ bức xạ ánh sáng. Do vậy, nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất biến đổi theo: - Thời gian: ngày đêm và mùa trong năm. - Không gian: càng lên cao nhiệt độ càng giảm ở tầng đối lưu, càng xuống tầng nước sâu, nhiệt độ cũng giảm dần và ổn định hơn so với tầng bề mặt. Ngược lại, trong lòng đất, nhiệt độ càng cao khi càng xuống sâu. Sự phân bố nhiệt trên bề mặt trái đất không đồng đều, chúng thay đổi theo vĩ độ và thời gian ngày và đêm, mùa khí hậu, đặc tính của bề mặt hấp thụ nhiệt và độ sâu, độ cao. Xem 4 mùa Theo chiều thẳng đứng: Tầng đối lưu: nhiệt độ giảm theo độ cao (1 0 C/100 m), áp suất khí (25 mmHg/300 m). Tầng bình lưu nhiệt độ tăng dần, đạt đến giá trị khoảng 20 0 C Tầng trung lưu, nhiệt độ lại tiếp tục giảm thấp Sự phân bố nhiệt độ trong khí quyển. Quyển nhiệt Trung lưu Bình lưu Đối lưu - 60 0 C + 20 0 C 300km 90km 0 9-15km 0km Trong khối nước ở các hồ sâu hay ở biển và đại dươngg, càng xuống sâu nhiệt độ càng giảm và ngày một ổn định, còn nhiệt độ của lớp nước mỏng bề mặt dao động thuận chiều với nhiệt độ của không khí. Tuy nhiên, liên quan với đặc tính vật lý của nước, nước ấm hơn hay lạnh hơn 4 o C bao giờ cũng nổi lên bề mặt. Hình 7. Sự phân bố nhiệt trong tầng nước: A: Mùa Đông B: Mùa Xuân C: Mùa Hạ D: Mùa Thu 4 0 C 4 0 C Mặt nước Xuống đáy A B C D  Trong môi trường nước và trong lòng đất nhiệt độ ổn định hơn môi trường trên cạn  khi ở cùng một vĩ độ hay càng lên cao thì nhiệt độ cũng càng ít biến động hơn, ví dụ  trong một ngày ở hoang mạc Nevada nhiệt độ biến đổi từ 18 0 C đến 65 0 C,  còn nhiệt độ không khí ở độ cao 120 m cũng ở vùng đó lại chỉ thay đổi từ 15 đến 38 0 C.  Tuy nhiên chúng ta đi lên cao 100 m thì nhiệt độ không khí lại giảm đi 1%.  Trong vỏ Trái đất thì ngược lại, càng xuống sâu, nhiệt độ càng tăng với tốc độ trung bình là 1,25 độ/ 100m. Tác động lên sinh vật ? Liên quan đến nhiệt, người ta chia sinh vật thành 2 nhóm :  Sinh vật biến nhiệt (poikilotherm) hay sinh vật trao đổi nhiệt ngoài ectotherm)  Sinh vật đẳng nhiệt (homotherm )- sinh vật TĐN trong (endother m).  Nhóm 1:  nhiệt độ cơ thể biến thiên theo nhiệt độ môi trường,  khả năng hình thành hay tích nhiệt và sản nhiệt của cơ thể thấp,  sự trao đổi nhiệt dựa vào nguồn nhiệt từ bên ngoài. Do vậy, sự điều chỉnh nhiệt chỉ dựa vào các hoạt động tập tính.  gồm: thực vật, nấm, Protista, động vật KXS và CXS bậc thấp. (Tuy nhiên, cách phân chia này cũng chỉ tương đối, vì một số loài cá, bò sát và côn trùng vẫn sử dụng nhiệt từ cơ thể để điều hoà thân nhiệt của mình trong một thời gian ngắn)  năng lượng để điều hoà của chúng cực kì hạn chế.  Ví dụ:  như cá Chép chỉ nặng 105g trong một ngày đêm thải ra 10,2 kcal/kg cơ thể dưới dạng nhiệt,  trong khi đó một con sáo chỉ nặng 75g trong thời gian như thế thải ra tới 270 kcal/kg cơ thể. Nhóm thứ 2:  đại diện là chim và thú.  Chúng có khả năng tích nhiệt và sản nhiệt cao.  Nhiệt độ cơ thể độc lập với sự biến đổi của nhiệt độ môi trường.  Sự điều chỉnh nhiệt độ cơ thể dựa vào nguồn nhiệt của chính bản thân và có cơ chế điều hoà riêng, cũng như việc kết hợp với những hoạt động tập tính sinh thái khác.  Những sinh vật đẳng nhiệt sống ở xứ lạnh thường giảm bớt những phần thò ra như tai, đuôi (quy tắc Allen), nhưng kích thước cơ thể lại lớn hơn so với những loài tương tự sống ở xứ nóng (quy tắc Bergmann).  Ngược lại, những sinh vật biến nhiệt sống càng xa xích đạo, kích thước cơ thể lại nhỏ hơn so với những loài gần nhau về mặt nguồn gốc sống ở các vĩ độ thấp.  Do vậy, trong các vùng nhiệt đới và xích đạo ta thường gặp những loài lưỡng cư và bò sát cỡ lớn như ếch rừng ấn Độ, trăn gấm, rắn (hổ châu, hổ chúa), ba ba, rùa hồ Gươm, vích, đồi mồi, cá sấu, kỳ đà, komôndo v.v.  Nước có dung nhiệt lớn, gần như lớn nhất so với các vật thể khác và khả năng truyền nhiệt kém nên sinh vật sống trong nước thường hẹp nhiệt hơn so với những sinh vật sống trên cạn.  Sống trong hoàn cảnh quá lạnh (vùng cực hay cận cực) hoặc quá cao (ở hoang mạc), sinh vật đều có cơ chế riêng để tồn tại như  hạ độ băng điểm của dịch tế bào,  vỏ bọc cơ thể có khả năng phản xạ nhiệt cao, cách nhiệt tốt (da dầy, thân phủ lông, có khoang chứa khí, có lớp mỡ dầy dưới da ), hay hấp thụ nhiệt hiệu quả  có cơ chế riêng để điều hoà thân nhiệt và những tập tinh sinh thái đặc biệt khác (di cư, ngủ đông, ) hoạt động vào những khoảng thời gian nhiệt độ giảm hay những nơi có nhiệt độ thích hợp.  Lạc đà tránh nắng bằng cách đứng sát vào nhau, con nọ che bóng con kia nên hạn chế được sự đốt nóng bề mặt cơ thể. Trong trạng thái đó nếu đo nhiệt độ của chúng sẽ thấy chênh lệch nhiệt độ giữa vị trí trong và ngoài của đám Lạc đà, nhiệt độ giữa đám Lạc đà là 39 0C, còn ở phía ngoài là 70 0C.  Chim cánh cụt khi có bão tuyết chúng tập trung thành từng đám lớn để tận dụng hơi ấm của nhau, các con ở phía ngoài chuyển dần vào phía trong và như vậy, cả đám chuyển động chậm chạp vòng quanh như một con rùa lớn. Do đó nhiệt độ trong đám được giữ ở 37 0C. . năng tích nhiệt và sản nhiệt cao.  Nhiệt độ cơ thể độc lập với sự biến đổi của nhiệt độ môi trường.  Sự điều chỉnh nhiệt độ cơ thể dựa vào nguồn nhiệt.  các Sóc ở nhiệt độ 52 0 C,  như ấu trùng sâu Ngô chuẩn bị qua Đông có thể chịu được nhiệt độ - 27,2 0 C  cá Tuyết hoạt động tích cực ở nhiệt độ -20C.