Bài giảng Cơ sở khoa học của biến đổi khí hậu (Đại cương về BĐKH) – Phần I: Bài 1 – ĐH KHTN Hà Nội

Bài giảng Cơ sở khoa học của biến đổi khí hậu (Đại cương về BĐKH) – Phần I: Bài 1 Thành phần và cấu trúc khí quyển. Những nội dung chính được trình bày trong bài này gồm có: Các thuật ngữ và định nghĩa, độ dày của khí quyển, sự tiến hoá của khí quyển, thành phần của khí quyển hiện nay, cấu trúc thẳng đứng của khí quyển, áp suất khí quyển (khí áp), phân tầng khí quyển. Mời các bạn cùng tham khảo.

VNU HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE REGIONAL CLIMATE MODELING AND CLIMATE CHANGE CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU (Đại cương BĐKH) Phần I Phan Van Tan phanvantan@hus.edu.vn B1: Thành phần cấu trúc khí |  Các thuật ngữ định nghĩa |  Độ dày khí |  Sự tiến hố khí |  Thành phần Khí |  Cấu trúc thẳng đứng khí |  Áp suất khí (Khí áp) |  Phân tầng khí Các thuật ngữ định nghĩa |  Khí quyển: Là lớp vỏ khơng khí Trái đất, gồm hỗn |  |  |  |  hợp chất khí, giọt nước phần tử rắn phía bề mặt Trái đất Thời tiết: Là tượng khí tồn thời gian ngắn, kéo dài từ hàng đến khoảng tuần (ví dụ, dơng, bão, gió mạnh, mưa phùn) Khí hậu: Là điều kiện khí thời kỳ dài, thường hàng chục năm dài Khí tượng học: Khoa học nghiên cứu tượng khí quyển, chủ yếu nói thời tiết Khí hậu học: Khoa học nghiên cứu khí hậu Độ dày khí |  Lớp khí Trái đất dày nào? |  Khơng xác định đỉnh khí xác |  99.99997% khí nằm 100 km (60 mi) |  Thời tiết xảy lớp 11 km (7 mi) |  Lớp khí mỏng so với kích thước ngang Trái đất Sự tiến hố khí |  Ban đầu khí Trái đất chủ yếu có Hydrogen & Helium |  Có giả thuyết giải thích phát tán khí thời kỳ sơ khai này: 1)  Các chất khí vào khơng trung nhờ thắng lực hấp dẫn tốc độ chuyền động đủ lớn 2)  Sự va chạm Trái đất hành tinh lớn khác làm cho lớp khí sơ khai vào khơng trung Sự tiến hố khí |  Hơi nước ngưng kết giáng thuỷ rơi xuống tạo thành |  |  |  |  đại dương CO2 bị đai dương hấp thu O2 giải phóng trước hết thơng qua vi khuẩn có nguồn gốc từ đại dương, sau thơng qua thực vật (được bảo vệ tầng ozone) Thực vật tiếp tục làm suy giảm lượng CO2 N2 từ từ tăng lên qua thời gian dài thông qua q trình nhả thải khí Thành phần Khí |  Khí có chứa: |  Các chất khí (thường xuyên biến đổi) |  Các giọt nước (mây giáng thuỷ) |  Các hạt rắn vơ nhỏ (xon khí - aerosols) Các chất khí thường xuyên |  Các chất khí thường xuyên tạo thành tỷ lệ khơng đổi khí quyển, có thời gian trì lâu dài (hàng ngàn đến hàng triệu năm) Các chất khí biến đổi |  Các chất khí biến đổi làm thay đổi nồng độ khí theo thời gian không gian Hơi nước |  Hơi nước (H2O) – Là chất khí biến đổi quan trọng với thời gian tồn ngắn (~10 ngày) |  Hơi nước pha khí khơng nhìn thấy nước (ta nhìn thấy giọt nước lỏng!) |  Nồng độ nước khí cao gần bề mặt đai dương nhiệt đới (~4%) |  Nồng độ nước khí thấp vùng sa mạc vĩ độ cao (~0%) Áp suất khí |  Tại áp suất giảm theo độ cao khí quyển? Top of atmosphere |  Áp suất giảm theo độ cao nhanh gần bề mặt, lên cao mức độ giảm chậm Sea level Profile khí áp Biến đổi khí áp theo độ cao Cho biết áp suất khí thay đổi theo chiều cao theo quy luật hàm mũ, ta tính áp suất khơng khí độ cao khác mực nước biển theo công thức: P = PMSL X 10 ⎛ − Z ⎞ ⎜ ⎟ 16 km ⎝ ⎠ Hoặc P = PMSL X e ⎛ − Z ⎞ ⎜ ⎟ km ⎝ ⎠ e = 2.71828… Z= Độ cao tính km P = Khí áp độ cao Z tính mb PMSL = Khí áp mực biển trung bình (mb) = 1013.25 mb Áp suất khí |  Áp lực (khí quyển) đè lên bạn bao nhiêu? |  Khí áp mực biển trung bình = 14.7 psi = 1013.25 mb = 101325 Pa = 29.92 in Hg = atmosphere (psi = pound force per square inch, pound~0.45kg) Record high sea-level pressure = 1083.8 mb (Siberia, 1968) Record low sea-level pressure = 870 mb (Typhoon Tip near Guam, 1979) Khí áp |  Những tượng biểu thị khí áp {  Ly nước lộn ngược {  Móc treo tường kính, tường nhẵn {  Giá gắn điện thoại ô tô {  Máy hút bụi, hút chân khơng {  … Phần tầng khí dựa vào nhiệt độ |  tầng theo tính chất tăng giảm nhiệt độ theo độ cao Các đơn vị đo nhiệt độ |  Nhiệt độ biểu thị độ Fahrenheit (oF), Celsius (oC), Kelvin (K) Các công thức chuyển đổi K = oC +273.16 oF = 9/5 * oC + 32 Tầng đối lưu |  Tầng đối lưu (Troposphere): Lớp khí |  Nằm khoảng 0-11km (0-7.0 mi) |  Trên thực tế, tất tượng thời tiết xảy tầng đối lưu |  Nhiệt độ nói chung giảm theo độ cao (tỷ lệ giảm hay gradient nhiệt độ, giá trị điển hình = 6.5oC/km) – Tại giảm?? |  Đỉnh tầng đối lưu gọi đối lưu hạn |  Khoảng 80% khối lượng khơng khí chứa tầng đối lưu Tầng đối lưu |  Tầng đối lưu – Lớp khí |  Độ dày tầng đối lưu biến đổi theo mùa theo vĩ độ Tầng bình lưu |  Tầng bình lưu (Stratosphere) lớp khí phía tầng đối lưu {  Chỉ có dơng xun lên đến tầng bình lưu Tầng bình lưu |  Tầng bình lưu (Stratosphere) lớp khí phía tầng đối lưu |  Lớp Ozone nằm tầng bình lưu |  Nhiệt độ tăng theo độ cao (nghịch nhiệt) – O3 hấp thụ UV |  Tầng bình lưu nằm khoảng 11-50 km |  Đỉnh tầng bình lưu gọi bình lưu hạn |  Khoảng 19.9% khối lượng khí chứa tầng bình lưu Tầng trung nhiệt |  Tầng trung (mesosphere) nhiệt (thermosphere) chứa khoảng 0.1% khối lượng khí |  Trung nằm khoảng 50-80km |  Trong tầng trung nhiệt độ giảm theo độ cao |  Nhiệt nằm phía độ cao 80km |  Trong tầng nhiệt nhiệt độ tăng theo độ cao Đặc tính khí dựa tính chất điện |  Tầng điện ly (ionosphere) lớp khí nằm khoảng phía tầng trung lên tầng nhiệt |  Tầng điện ly có chứa hạt tích điện gọi ion xạ UV |  Tầng điện ly ảnh hưởng đến sóng vơ tuyến AM, hấp thụ chúng vào ban ngày phản xạ chúng vào ban đêm |  Tầng điện lý tạo ánh sáng cực Bắc cực Nam (cực quang) thông qua tương tác tia nắng từ trường trái đất Tầng điện ly Tầng điện ly The Northern Lights Photo from climate.gi.alaska.edu/Curtis ... phùn) Khí hậu: Là điều kiện khí thời kỳ dài, thường hàng chục năm dài Khí tượng học: Khoa học nghiên cứu tượng khí quyển, chủ yếu nói thời tiết Khí hậu học: Khoa học nghiên cứu khí hậu Độ dày khí. .. Các chất khí thường xuyên tạo thành tỷ lệ khơng đổi khí quyển, có thời gian trì lâu dài (hàng ngàn đến hàng triệu năm) Các chất khí biến đổi |  Các chất khí biến đổi làm thay đổi nồng độ khí theo...B1: Thành phần cấu trúc khí |  Các thuật ngữ định nghĩa |  Độ dày khí |  Sự tiến hố khí |  Thành phần Khí |  Cấu trúc thẳng đứng khí |  Áp suất khí (Khí áp) |  Phân tầng khí Các