Bài giảng Cơ sở khoa học của biến đổi khí hậu (Đại cương về BĐKH) – Phần I: Bài 7 – ĐH KHTN Hà Nội

Bài giảng Cơ sở khoa học của biến đổi khí hậu (Đại cương về BĐKH) – Phần I: Bài 7: Các quá trình giáng thuỷ. Những nội dung chính được trình bày trong bài này gồm có: Mây và giáng thuỷ, giáng thuỷ trong mây ấm, sự va chạm trong mây ấm, giáng thuỷ trong mây mát và mây lạnh, phân bố giáng thuỷ toàn cầu,… 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 B7: Các trình giáng thuỷ Mây giáng thuỷ |  Mây bao gồm giọt nước nhỏ li ti tụ lại hạt nhân ngưng kết Mây giáng thuỷ |  Tốc độ rơi giọt mây thấp để tạo thành giáng thuỷ {  Để mây tạo thành giáng thuỷ hạt mây cần phải lớn |  Sự ngưng kết có hiệu bán kính nhân ngưng kết khoảng 0.02 mm {  Quá nhiều hạt, độ ẩm thấp |  Vì vậy, để tạo thành giáng thuỷ cần có chế khác |  Cơ chế phụ thuộc vào dạng/loại mây: 1)  Mây ấm (Nói chung > 0oC) 2)  Mây mát lạnh (Ít phần có nhiệt độ 0oC) Giáng thuỷ mây ấm |  Mây ấm: Mây có nước lỏng với nhiệt độ 0oC |  Hai trình tạo giáng thuỷ mây ấm: 1.  Sự va chạm 2.  Sự kết dính với |  Sự va chạm mây ấm {  Va chạm: Các hạt mây va chạm với hạt khác {  Hiệu va chạm phụ thuộc vào kích thước tương đối hạt va chạm hạt bị va chạm |  Hiệu thấp hạt nhỏ |  Hiệu thấp hạt kích cỡ |  Hiệu cao hạt có kích thước tương đối lớn va chạm vào hạt nhỏ ngược lại Sự va chạm mây ấm |  Sự kết dính: Các hạt mây kết dính với |  Hiệu kết dính giả định gần 100% (tất hạt dính với chúng va chạm nhau) Giáng thuỷ mây mát mây lạnh |  Mây lạnh: Tồn mây có nhiệt độ 0oC, chứa nước siêu lạnh, băng hai |  Mây mát: Mây có phận khác với nhiệt độ 0oC 0oC |  (a) Các đám mây có nhiệt độ 0°C từ chân đến đỉnh gọi đám mây lạnh (b) Các đám có nhiệt độ 0°C phần thấp nhiệt độ điểm băng gọi mây mát Giáng thuỷ mây mát mây lạnh |  Giáng thuỷ đám mây mát lạnh phụ thuộc vào hỗn hợp nước băng siêu lạnh |  Chú ý quan trọng: {  Áp suất nước bão hoàbăng nhỏ áp suất nước bão hoànước |  Cơ chế chuyển pha từ nước thành giọt nước siêu lạnh băng để hình thành giáng thuỷ gọi Quá trình Bergeron |  Đối với khơng khí có nước băng siêu lạnh {  Lượng nước cân với lượng nước (đã bão hịa) {  Lượng nước khơng cân với lượng băng (siêu bão hòa) {  Hơi nước đọng băng làm giảm lượng nước, gây bốc nước {  Q trình tiếp diễn làm băng lớn lên nước biến Giáng thuỷ mây mát mây lạnh |  Một trình Bergeron diễn ra, băng trở nên đủ lớn để rơi, trình bổ sung xảy ra: {  Tạo viền: Băng va chạm với nước siêu lạnh làm nước đóng băng tiếp xúc {  Kết hợp: Các tinh thể băng va chạm kết dính với |  Minh hoạ trình Bergeron: Phân bố giáng thuỷ tồn cầu |  Lượng giáng thuỷ trung bình năm: 0.98552 m/năm (38.8 in/năm), ~ 1m/năm Các dạng giáng thuỷ |  Phụ thuộc vào phân bố thẳng đứng nhiệt độ, có dạng giáng thuỷ sau: {  Tuyết {  Mưa (nước lỏng) {  Mưa băng mưa đá {  Giáng thuỷ tuyết lẫn băng {  Mưa lạnh (Freezing rain) Tuyết |  Tuyết xuất từ trình Bergeron, tạo viền kết hợp (riming, and aggregation) |  Bản chất tuyết phụ thuộc vào nhiệt độ hàm lượng ẩm Tuyết ảnh hưởng hồ Mưa |  Bản chất hình thành mưa thường phụ thuộc vào địa phương {  Các vùng nhiệt đới: Mây ấm – mưa hình thành ngưng kết, va chạm kết dính {  Vĩ độ trung bình: Mây lạnh – mưa hình thành dạng tuyết sau tan chảy |  Mưa phân loại theo thời gian kéo dài {  Mưa kéo dài ổn định (mưa dầm)(stratiform): Mưa kéo dài nhiều {  Mưa rào (cumuliform): Mưa thời gian ngắn (hàng phút, giờ) Hình dạng hạt mưa Mưa băng mưa đá |  Mưa băng (Graupel): Tinh thể băng tinh thể băng trải qua trình tạo viền va chạm với nước siêu lạnh |  Mưa đá (Hail): Các tinh thể băng tạo viền liên tục lặp lại trình chuyển động lên xuống dơng Hạt mưa đá kỷ lục đo được=17cm Mưa lạnh tuyết lẫn băng |  Mưa lạnh/mưa đông kết (Freezing rain): Nước mưa siêu lạnh đóng băng lại tiếp xúc với bề mặt |  Tuyết lẫn băng (Sleet): Các hạt mưa bị đông lạnh rơi xuống, tới bề mặt trông viên đá Đo giáng thuỷ |  Vũ lượng kế: Thùng hình trụ để hứng nước mưa cho biết độ dài lớp nước mưa |  Tipping-bucket gage: Là vũ lượng kế cho phép đo thời gian cường độ mưa Đo giáng thuỷ |  Các nguyên nhân gây sai số đo giáng thuỷ: {  Dòng rối gần miệng thùng đo mưa {  Nước bắn rơi vào thùng đo mưa {  Nước bị giữ lại thành thùng đo mưa {  Nước mưa thùng bị bốc {  Tuyết làm tắc nghẽn ống dẫn nước {  Biến động không gian giáng thuỷ |  Đo giáng thuỷ radar Mây/mưa nhân tạo |  Mây nhân tạo (Cloud seeding): Đưa vật liệu từ vào đám mây để tạo mưa trình Bergeron {  Băng khô dùng để làm mát đám mây từ nhiệt độ lạnh để tạo tinh thể băng {  I-ơt bạc (Silver iodide – có cấu trúc tương tự băng) dùng nhân ngương kết |  Làm mưa nhân tạo Việt Nam? ... tuyết phụ thuộc vào nhiệt độ hàm lượng ẩm Tuyết ảnh hưởng hồ Mưa |  Bản chất hình thành mưa thường phụ thuộc vào địa phương {  Các vùng nhiệt đ? ?i: Mây ấm – mưa hình thành ngưng kết, va chạm kết... hoàbăng nhỏ áp suất nước bão hoànước |  Cơ chế chuyển pha từ nước thành giọt nước siêu lạnh băng để hình thành giáng thuỷ gọi Quá trình Bergeron |  Đối với khơng khí có nước băng siêu lạnh {  Lượng...B7: Các trình giáng thuỷ Mây giáng thuỷ |  Mây bao gồm giọt nước nhỏ li ti tụ lại hạt nhân ngưng kết Mây giáng thuỷ |  Tốc độ rơi giọt mây thấp để tạo thành giáng thuỷ {  Để mây tạo thành