Bài giảng khí hậu học và khí hậu việt nam (phần 1 khí hậu học) chương 6 – phan văn tân

PHẦN 1: KHÍ HẬU HỌC Chương Hồn lưu chung khí khí hậu 6.1 Chuyển động khí hoàn lưu chung Bản đồ phân bố xạ Trái đất nhận (trái) thành phần cân lượng xạ trung bình vĩ hướng (phải) |  Bức xạ mặt trời nhận giảm từ xích đạo cực |  Phát xạ sóng dài (OLR) đạt cực trị vĩ độ cận nhiệt đới |  Bức xạ dương vĩ độ nhiệt đới âm từ vĩ độ 40o Bức xạ đỉnh khí dư thừa vùng nhiệt đới thiếu hụt vĩ độ cao cần phải bù trừ cho thông qua vận chuyển lượng theo phương ngang khí đại dương Chuyển động khí hoàn lưu chung FIGURE 2.11 Global maps of net incoming radiation Data from CERES 2000–2013 Sự cân lượng đỉnh khí làm cân lại nhờ: •  Vận chuyển nhiệt khí (Hồn lưu khí quyển) •  Vận chuyển nhiệt đại dương (Hồn lưu đại dương) Chuyển động khí hoàn lưu chung 2.9 POLEWARD ENERGY FLUX 2.9 POLEWARD ENERGY FLUX In the lowest curve of Fig 2.12, we see that the annual me tion is positive equatorward of about 40° of latitude and n ward of that latitude As illustrated in Fig 2.13, the energy b climate system involves only the exchange at the top of the the transport through the lateral boundaries of the region in the atmosphere and ocean, and the time rate of change of e the region Energy exchange with the solid earth can be negl FIGURE 2.11 |  Năng lượng xạ dư thừa nhiệt đới phải vận chuyển write the energy balance for the climate system as Global maps of net incoming radiation Data from CERES 2000–2013 vùng vĩ độ cao mà thiếu hụt |  Phương trình cân lượng: time rate of change of the energy content where ∂E ∂Eao = RTOA − ∆Fao ∂t divergence of the horizontal flux net incoming radiation at in the atmosphere ocean of the atmosphere /∂ttheistopthe time rate of change of theandenergy content ao system, RTOA is the net incoming radiation at the top of the Chuyển động khí hồn lưu chung |  Năng lượng dư thừa nhiệt đới vận chuyển hai đầu URE 2.13 Diagram of động the energy balance vertical column of the cl cực nhờ chuyển khí quyểnforvàađại dương m in some latitude interval |  Sự chuyển động gọi hồn lưu chung khí hồn lưu chung đại dương Chuyển động khí hồn lưu chung Hệ thống chuyển động khí tồn cầu hình thành đốt nóng mặt trời không đồng vùng bề mặt trái đất gọi hồn lưu chung khí FIGURE 2.11 Global maps of net incoming radiation Data from CERES 2000–2013 |  Hồn lưu chung khí mơ tả biến gió, nhiệt độ độ ẩm trung bình, biến động chúng biến khác liên quan với hệ thống thời tiết qui mơ lớn |  Hồn lưu chung khí mô cách giải hệ phương trình chuyển động máy tính |  Những mơ hình hoàn lưu chung tạo thành phận mơ hình khí hậu tồn cầu Hồn lưu khí Trái đất khơng quay |  Đối lưu nhiệt tạo nên vịng hồn lưu bán cầu |  Năng lượng vận chuyển từ xích đạo cực |  Hướng gió thịnh hành bề mặt hướng phía xích đạo |  Tại sao? Ảnh hưởng lực Coriolis Bắc bán cầu: Lệch phải Nam bán cầu: Lệch trái Hồn lưu khí •  Nếu trái đất quay chậm có hồn lưu giống (!) •  Chuyển động thực khí 6.2 Cân lượng khí Nhớ lại: |  Cân lượng Trái đất cân lượng mặt trời đến OLR hệ Trái đất – Khí (suy T ~ -18C) |  Cân lượng xạ toàn cầu cân nguồn lượng xạ, phi xạ đến đối tượng hệ Trái đất – Khí (Tại bề mặt, tầng đối lưu, tầng bình lưu, đỉnh khí quyển) |  Cân lượng bề mặt cân tích lũy nhiệt thành phần xạ thuần, hiển nhiệt, ẩn nhiệt phân kỳ ngang lớp bề mặt Cân lượng khí ?? •  Xét cột khí có tiết diện ngang đơn vị Ra = RTOA - Rs ∂E a ∂t LP SH ΔFa •  Cân lượng cột khí bao gồm •  hiệu ứng xạ, •  trao đổi hiển nhiệt với bề mặt, •  nhiệt ngưng kết •  dịng lượng theo phương ngang khí •  tốc độ biến đổi theo thời gian lượng lượng cột khí •  Phương trình cân bằng: ∂E a = R a + LP + SH − ΔFa ∂t Nói chung bỏ qua ∂E a ∂t Ra Ra ⇒ R a + LP + SH = ΔFa Tính trung bình năm theo dải vĩ độ, tác động tuý truyền xạ lên khí làm lạnh khoảng -90W/m2 è làm giảm nhiệt độ khí khoảng 1.5oC/ ngày •  Khí lượng qua đường truyền xạ ~ 2.5% tổng ΔFa ∂E a lượng khí quyển/ tuần ∂t •  è Nếu xét nhiệt dung khí quyển, ~2 tuần, riêng tác động LP SH làm lạnh xạ làm cho nhiệt độ khơng khí bề mặt trung bình tồn cầu hạ xuống điểm băng •  Sự làm lạnh xạ cân nhiệt ngưng kết hiển nhiệt truyền từ bề mặt |  SH tương đối nhỏ |  Đóng góp lớn vào cân lại lượng |  |  |  |  Phân bố theo vĩ độ thành phần cân lượng khí lấy |  trung bình kinh tuyến biến trình năm lượng xạ từ khí ẩn nhiệt giải phóng giáng thủy Ra