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

KHÍ HẬU HỌC & KHÍ HẬU VIỆT NAM (Dành cho sinh viên ĐH từ K57) Phan Văn Tân tanpv@vnu.edu.vn Giới thiệu môn học |  Thời lượng: TC = 75 tiết TC {  Gồm phần: |  Phần - Khí hậu học: TC = 45 tiết TC |  Phần - Khí hậu Việt Nam: TC = 30 tiết TC {  Lý thuyết {  Bài tập {  Tiểu luận Giới thiệu môn học Tài liệu tham khảo: |  Phần 1: {  Khí hậu vật lý tồn cầu (Global Physical Climatology), Dennis L Hartmann: Ch1 – Ch8 {  Nguyên lý khí hậu học – Tập 1, Yêu Trẩm Sinh (Bản dịch tiếng Việt) {  Bài giảng tập: http://meteo.edu.vn/remoclic/Bai_giang/KHH_and_KHVN/ |  Phần 2: {  Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc: Khí hậu Việt Nam Nhà xuất Khoa học {  {  {  {  {  Kỹ thuật Hà Nội, 1993 Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu: Khí hậu tài ngun khí hậu Việt Nam Nhà xuất Nơng nghiệp, Hà Nội, 2004 Nguyễn Vi Dân, Nguyễn Cao Huần, Trương Quang Hải: Cơ sở Địa lý tự nhiên NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2005 Lê Bá Thảo (chủ biên) nnk., Cơ sở địa lý tự nhiên, tập 1, 2, NXB Giáo Dục, Hà Nội, 1987 Báo cáo Tổng kết Đề tài KC08.29/06-10: http://meteo.edu.vn/~tanpv/KC08.29/Ch_4.pdf Một số tài liệu khác: http://danida.vnu.edu.vn/cpis/vn/cat/59 Nội dung chương trình Phần 1: Khí hậu học 1.  Giới thiệu hệ thống khí hậu 2.  Cân lượng toàn cầu 3.  Bức xạ khí hậu 4.  Cân lượng bề mặt 5.  Chu trình nước 6.  Hồn lưu khí khí hậu 7.  Hồn lưu chung đại dương khí hậu 8.  Dao động tự nhiên quy mơ mùa nội mùa Nội dung chương trình Phần 2: Khí hậu Việt Nam 1.  Khái quát điều kiện KHVN 2.  Các nhân tố hình thành KHVN 3.  Các qui luật KHVN 4.  Phân bố số yếu tố khí hậu 5.  Phân vùng KHVN 6.  Biến đổi khí hậu Việt Nam PHẦN 1: KHÍ HẬU HỌC Một số đại lượng vật lý đơn vị đo Đại lượng Tên đơn vị đo Ký hiệ SI Độ dài mét m Thời gian giây s Khối lượng gram kilogram g kg Diện tích Mét vng m2 Thể tích Mét khối m3 Mật độ Kilogram mét khối Kg/m3 Tần số 1/s Vận tốc tốc độ Mét giây m/s Gia tốc Mét giây bình phương m/s2 Lực Newton N Áp suất Milibar, Pascal Mb, Pa Năng lượng Jun, calo J, Cal Một số đại lượng vật lý đơn vị đo |  Mật độ chất khác {  {  {  {  Nước 1000 kg/m3 Nước biển 1023.6 kg/m3 Thép 7800 kg/m3 Khơng khí (ở mực nước biển) 1.2 kg/m3 |  Năng lượng: {  Calorie = 4.1868 Joules {  Joule = 0.2388 Calories {  Joule/s = Watt |  Lực = Khối lượng x Gia tốc: F = ma {  [F] = kg x m/s2 |  Trọng lượng = Khối lượng x Gia tốc trọng trường: W = mg {  [W] = kg x m / s2 |  K = oC +273.16 |  oF = 9/5 * oC + 32 Một số đại lượng vật lý đơn vị đo |  Gia tốc trọng trường hàm vĩ độ Trong đó: Chương Giới thiệu hệ thống khí hậu 1.1 Mở đầu Những câu hỏi thơng thường |  Khí hậu gì? Thời tiết gì? |  Khí hậu khác với thời tiết nào? |  Khí hậu thời tiết có liên hệ với nào? |  Cái chi phối khí hậu? |  Khí hậu có biến đổi khơng? |  Có thể dự báo khí hậu khơng? |  … 1.1 Một số khái niệm Trái đất hấp thụ lượng xạ mặt trời, nóng lên phát xạ vào không trung Mặt trời phát xạ lượng xạ xuống Trái đất Năng lượng đến = Năng lượng S (1 − α )π R = 4π R 2σ T T ≈ −18o C |  Từ phương trình cân (mơ hình 0-D): {  Nhiệt độ trung bình tồn cầu T ≈ -18C |  Nhưng nhiệt độ quan trắc được: T ~ 15C è Chênh lệch: ~33C !!! Có thiếu sót? |  Chưa tính đến: {  Vai trị khí quyển: |  Hiệu ứng nhà kính {  Tích lũy vận chuyển lượng |  Hồn lưu khí đại dương {  Đốt nóng làm lạnh bề mặt |  Các dịng hiển nhiệt ẩn nhiệt Vai trị khí quyển! |  Trái đất lớn, cịn lớp Khí mỏng, hầu hết Khí nằm gần bề mặt Trái đất {  Bán kính Trái đất: 6,371 km {  Khoảng cách từ Nam cực đến Bắc cực: 20,000 km {  Khoảng 90% khối lượng khí nằm độ cao 30 km {  99.99997% khí nằm 100 km |  Sự tồn khí nguyên nhân Hiệu ứng nhà kính |  Hiệu ứng nhà kính giữ cho khỏi bị chết lạnh giá Cấu trúc nhiệt thẳng đứng! |  Bị đốt nóng từ phía dưới: Bức xạ mặt trời, dòng ẩn nhiệt hiển nhiệt |  Bị đốt nóng tầng bình lưu ozone hấp thụ xạ cực tím |  Bị đốt nóng tầng nhiệt xạ mặt trời làm phân ly phân tử Oxy, Nitơ, Vai trị hồn lưu! |  Đốt nóng xạ mặt trời lớn làm lạnh sóng dài Nhiệt đới: Năng lượng tích lũy đó, khí đại dương |  Làm lạnh sóng dài lớn đốt nóng xạ mặt trời cực: Năng lượng bị xạ nhiệt vào khơng gian vũ trụ |  Cơng việc khí đại dương vận chuyển lượng từ nơi tích lũy đến nơi bị (vận chuyển hướng cực vận chuyển lên) |  Công việc bị cản trở lực Coriolis Năng lượng vận chuyển nào?! |  Vận chuyển khí đại dương đóng vai trị định |  Đối lưu lực tạo vận chuyển thẳng đứng |  Ẩn nhiệt quan trọng hiển nhiệt Meanwhile, at latitude 30°, not all of the surface air moves equatorward Some air moves toward the poles and deflects toward the east, resulting in a more or less DID YOUwesterly KNOW? air flow—called the prevailing westerlies, or, *You can see why the air converges if you have a globe of the world Put your fingers on meridian lines at the equator and then follow the meridians poleward Notice how the lines and your fingers bunch together in the middle latitudes Global Winds Hồn lưu khí quyển! 201 Strong upper-level winds during April, 2010, blew tons of dust and ash from an Icelandic volcano over much of western ◗FIGURE 7.24 The Europe The ash cloud closed most of the continent’s airports idealized wind and surfacefor a week, which in turn affected more than a million passenpressure distribution over a gers a day, and cost the airline industry more than $1.7 billion uniformly water-covered rotating in lost revenues Active earth air aloft carried poleward by the Hadley cell produces sharp temperature differences, strong pressure gradients, and high winds ◗ Figure 7.32 illustrates how the polar jet stream and the subtropical jet stream might appear as they sweep around the earth in winter We can better see the looping pattern of the jet by studying ◗ Fig 7.33a, which shows the position of the polar jet stream and the subtropical jet stream at the 300-mb level (near km or 30,000 ft) on March 9, 2005 The fastest flowing air, or jet core, is represented by the heavy dark arrows The map shows a strong polar jet stream sweeping south over the Great Plains with an equally strong subtropical jet over the Gulf states Notice that the polar jet has a number of loops, with one off the west coast of North America and another over eastern Canada Observe in the satellite image (Fig 7.33b) that the polar jet stream (blue arrow) is directing cold, polar air into the Plains States, while the subtropical jet stream (orange arrow) is sweeping subtropical moisture, in the form of a dense cloud cover, over the southeastern states The looping pattern of the polar jet stream has an important function In the Northern Hemisphere, where the air flows southward, swiftly moving air di- Active ◗FIGURE 7.32 rents of air that move in a wavy west-to-east direction.(mưa The |  Khơng khí nóng lên figure shows the position of the polar jet stream and subtropJet streams are swiftly flowing cur- nhiều) vùng nhiệt đới |  Khơng khí bị lạnh chìm rects cold air equatorward; where the air flows northward, warm is carried toward the cận poles Jet nhiệt streams, xuống ởaircác vùng therefore, play a major role in the global transfer of heat jet streams tend to meander around the đớiMoreover, (cácsincevùng sa mạc) world, we can easily understand how pollutants or volcanic ash injected into the atmosphere in one part of the |  Dòng hướng cực bị lệch lực Coriolisglobevà hòa vào xiết could eventually settle todòng the ground many thousands of kilometers downwind And, as we will see in gió tây ơn đới |  Dịng xiết hệ thống khơng ổn định, nên có xáo trộn nhỏ dẫn đến phát sinh xoáy khổng lồ (bão front), kết thúc công việc vận chuyển khí ical jet stream in winter Although jet streams are shown as one continuous river of air, in reality they are discontinuous, with their position varying from one day to the next Cengage Learning All Rights Reserved May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s) w has deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it _p176-211.indd 195 15/11/10 11:30 AM Thời tiết khác với khí hậu |  Thời tiết trạng thái tức thời khí địa điểm cụ thể, đặc trưng đại lượng đo được, nhiệt độ, độ ẩm, gió, lượng mưa,… tượng quan trắc được, sương mù, dông, mưa, nắng,… |  Ví dụ: {  “Hơm qua mưa to Hà Nội” {  “Ngày mai trời trở rét, vùng núi phía bắc nhiệt độ xuống 5oC” {  … Thời tiết khác với khí hậu |  Khí hậu tổng hợp thời tiết, đặc trưng giá trị trung bình thống kê cực trị đo quan trắc yếu tố tượng thời tiết khoảng thời gian đủ dài, thường hàng chục năm |  Ví dụ: {  “Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa với miền Bắc có mùa đơng lạnh” {  “Một đặc điểm quan trọng khí hậu khu vực Hà Nội tương phản sâu sắc nhiệt độ mùa nóng mùa lạnh: mùa nóng nhiệt độ trung bình tháng nóng 29,0 độ C, cao lên tới 42,0 độ C, nhiệt độ trung bình tháng lạnh 16,6 độ C, thấp xuống tới 3,0 độ C” ... khảo: |  Phần 1: {  Khí hậu vật lý tồn cầu (Global Physical Climatology), Dennis L Hartmann: Ch1 – Ch8 {  Nguyên lý khí hậu học – Tập 1, Yêu Trẩm Sinh (Bản dịch tiếng Việt) {  Bài giảng tập:... Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc: Khí hậu Việt Nam Nhà xuất Khoa học {  {  {  {  {  Kỹ thuật Hà Nội, 19 93 Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu: Khí hậu tài nguyên khí hậu Việt Nam Nhà xuất Nông... http://danida.vnu.edu.vn/cpis/vn/cat/59 Nội dung chương trình Phần 1: Khí hậu học 1.   Giới thiệu hệ thống khí hậu 2.  Cân lượng tồn cầu 3.  Bức xạ khí hậu 4.  Cân lượng bề mặt 5.  Chu trình nước 6.  Hồn lưu khí khí hậu 7.  Hồn lưu