Giáo trình khí tượng hải dương (nghề điều khiển tàu biển trình độ cao đẳng)

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: KHÍ TƯỢNG HẢI DƯƠNG NGHỀ: ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo định số:29/QĐ-CĐHH II ngày 13 tháng 01 năm 2021 Của trường Cao Đẳng Hàng Hải II (Lưu Hành Nội Bộ) TP HCM , năm 2021 -1- MỤC LỤC PHẦN: I Chương 1: KHÍ QUYỂN TRÁI ĐẤT Bài 1: THÀNH PHẦN KHÍ QUYỂN TRÁI ĐẤT BÀI 2: CẤU TRÚC KHÍ QUYỂN Chương 2: HIỆN TƯỢNG NHIỆT TRONG KHÍ QUYỂN BÀI 1: TRẠNG THÁI NHIỆT CỦA KHÍ QUYỂN BÀI: TÁC DỤNG NHIỆT CỦA MẶT ĐỆM ĐẾN LỚP KHÍ QUYỂN DƯỚI THẤP BÀI: CHẾ ĐỘ NHIỆT TRONG TẦNG ĐỐI LƯU BÀI: QUAN TRẮC NHIỆT ĐỘ KHƠNG KHÍ TRÊN TÀU BIỂN Chương 3: NƯỚC TRONG KHÍ QUYỂN BÀI 1: SỰ BỐC HƠI NƯỚC - ĐỘ ẨM KHƠNG KHÍ BÀI 2: SƯƠNG MÙ 12 BÀI 3: MÂY 14 Chương 4: ÁP SUẤT KHƠNG KHÍ 22 BÀI 1: MẬT ĐỘ VÀ ÁP SUẤT KHƠNG KHÍ 22 BÀI 2: BIẾN TRÌNH NGÀY CỦA KHÍ ÁP 23 CHƯƠNG 5: GIĨ - CÁC DỊNG KHƠNG KHÍ TRONG KHÍ QUYỂN 24 BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ GIÓ 24 BÀI 2: CÁC LOẠI GIÓ ĐỊA PHƯƠNG 24 BÀI 3: DỤNG CỤ ĐO GIÓ, CÁC QUAN TRẮC GIÓ 27 Chương 6: TẦM NHÌN XA KHÍ TƯỢNG 31 Bài: Khái niệm khả nhìn xa 31 Chương 7: SÓNG BIỂN 32 Bài 1: SÓNG BIỂN 32 BÀI 2: BĂNG BIỂN 33 Chương 8: HẢI LƯU 35 BÀI 1: HẢI LƯU 35 -2- PHẦN: I Chương 1: KHÍ QUYỂN TRÁI ĐẤT Bài 1: THÀNH PHẦN KHÍ QUYỂN TRÁI ĐẤT 1/ Khái niệm khí quyển: Khí lớp khơng khí bao bọc Trái đất, ngồi khí cịn áo che cho Trái đất chống thiên Thạch từ vũ Trụ bay vào, lớp khơng khí điều hồ nhiệt độ cho Trái đất Ngồi lớp khí cịn có nhiều lợi ích khác Thành phần khí gần mặt đất Thành phần lớp khơng khí gồm có: Nitơ – 78,09%; Oxy- 20,95%; Argon0,93%; Co2 – 0,03%, ngồi cịn có thành phần khơng khí khác Thành phần khí độ cao lớn Từ độ cao 90 – 100 km trở lên thành phần khí thay đổi mạnh Trên 100 km quan sát thấy có Oxy đơn ngun tử, cịn 300 km phần Ni tơ bị phân rã Còn độ cao 1000 km chủ yếu Heli Hydro BÀI 2: CẤU TRÚC KHÍ QUYỂN Độ cao khối lượng khí Dưới tác dụng lực hút trái đất, mật độ khơng khí gần mặt đất lớn Càng lên cao mật độ khơng khí giảm Biểu đồ hiển thị Sự phân chia khí thành tầng 2.1/Tầng đối lưu -3- Là tầng thấp nhất, tiếp xúc với bề mặt trái Đất, có độ dày từ – 18 Km Đặc điểm tầng Đối Lưu nhiệt độ không giảm theo chiều cao, trung bình lên cao 100m nhiệt độ khơng khí giảm 0,60C Tầng Đối Lưu mỏng hầu hết tượng thời tiết điều xảy ra như: Mây, Mưa, Gió… 2.2/Tầng bình lưu Là tầng có độ cao trung bình từ 50 Km -60 Km Trong tầng này, bên nhiệt độ thay đổi sau tăng nhanh theo độ cao nhiệt độ trái đất Đặc điểm tầng bên nóng bên lạnh nên độ ổn định thẳng đứng 2.3/Tầng trung Bên tầng bình lưu tầng trung có độ cao khoảng 80 Km phạm vi tầng trung Đặc điểm tầng nhiệt độ giảm theo chiều cao 2.4/Tầng nhiệt Bên tầng trung tầng nhiệt Đặc điểm tầng nhiệt độ tăng dần theo độ cao 2.5/Tầng ngoại Bên tầng nhiệt tầng ngoại -4- Chương 2: HIỆN TƯỢNG NHIỆT TRONG KHÍ QUYỂN BÀI 1: TRẠNG THÁI NHIỆT CỦA KHÍ QUYỂN Nguồn gốc nhiệt Nguồn gốc nhiệt lượng mặt trời, nguồn nhiệt mặt trời tạo nên tượng thời tiết trái đất Và nguồn gốc tượng quang học khác trái đất Bức xạ mặt trời Bức xạ mặt trời dòng vật chất lượng Mặt Trời phát Đây nguồn lượng cho q trình phong hóa, bóc mịn, vận chuyển, bồi tụ Trái Đất, chiếu sáng sưởi ấm cho hành tinh hệ Mặt Trời Bức xạ hạt Bức xạ hạt hay cịn gọi gió Mặt Trời chủ yếu gồm proton electron Đa phần chúng có hại cho sinh vật, Trái Đất có tầng ozone bao phủ ngăn phần ảnh hưởng có hại Năng lượng xạ hạt Mặt Trời thường thấp lượng xạ nhiệt 107 lần, thâm nhập vào tầng khí khơng q 90 km Khi đến gần Trái Đất, có vận tốc tới 300-1.525 km/s mật độ 5-80 ion/cm³ Bức xạ điện từ Bức xạ điện từ có hai dạng: xạ trực tiếp xạ khuếch tán Có bước sóng rộng từ xạ gamma đến sóng vơ tuyến với lượng cực đại vùng quang phổ khả kiến Đây nguồn lượng chủ yêu để chiếu sáng trì hoạt động sinh hóa Trái Đất Khi qua khí Trái Đất, xạ sóng ngắn có hại cho sống gần bị tầng ozone hấp thụ hoàn tồn Ngày cơng nghiệp phát triển, chất CFC thải vào khí huỷ hoại tầng ozone, tạo nguy xạ sóng ngắn tiêu diệt sống Trái Đất BÀI: TÁC DỤNG NHIỆT CỦA MẶT ĐỆM ĐẾN LỚP KHÍ QUYỂN DƯỚI THẤP Mặt đệm Là bề mặt đất, mặt nước, lớp phủ thực vật, lớp phủ băng tuyết …nằm đáy đại dương khí Do có đặc điểm khác màu sắc độ ẩm… hấp thụ xạ nhiệt mặt trời khác Sự nóng lên lạnh mặt đất mặt nước Sự nóng lên lạnh mặt đệm phụ thuộc vào cân nhiệt nó, tức phụ thuộc vào lượng nhiệt hấp thụ vào lượng nhiệt tỏa Ví dụ: Vào trưa mùa hạ dòng nhiệt đến vượt lượng nhiệt tỏa ra, mặt đất nóng lên Vào ban đêm mùa đông lượng nhiệt tỏa lớn nhiều so lượng nhiệt mặt đất hấp thụ được, nên mặt đất lạnh Sự truyền nhiệt tầng đối lưu Đối lưu dịch chuyển nhiều khối khơng khí riêng biệt theo chiều thẳng đứng -5- Ngun nhân: Khi có nguồn nhiệt, phần chất gần nguồng nhiệt nóng nơi khác, nhiệt độ tăng thể tích phần chất củng tăng làm cho trọng lượng giảm Đến trọng lượng bé lực đẩy Ác-si-mét tác dụng vào phần chất lên Một lượng chất lỏng từ địa điểm gần nơi đun di chuyển qua bù lại phần chất lên Trong tự nhiên, tượng đối lưu thường dịng biển nóng lạnh chảy, gió biển, dịng khí nóng lạnh tạo nên xốy lốc, Ngồi vũ trụ cịn có plasma chảy thành dịng số ngân hà tinh vân Biến trình ngày năm nhiệt độ khơng khí đất liền đại dương Độ dẫn nhiệt lớn nước truyền nhiệt nhanh xuống sâu làm chậm dần nóng lên lạnh tầng mặt nước Đối với bề mặt nước dày trình chậm thêm, điều dẫn đến biến đổi nhiệt độ đại dương ngày thường nhỏ khoảng 0.1 – 0.2 C0 Dao động nhiệt hàng năm bề mặt đại dương lớn so với dao động nhiêt ngày đại dương Ở vùng nhiệt nhiệt đới dao động từ – C0 BÀI: CHẾ ĐỘ NHIỆT TRONG TẦNG ĐỐI LƯU Gradien nhiệt thẳng đứng Gradient nhiệt đại lượng vecto đặc trưng cho biến thiên nhiệt độ không khí theo độ cao, thường ký hiệu Cơng thức tính gradient: = t0 C/ 100m Sự thay đổi nhiệt theo độ cao Ở tầng đối lưu thay đổi nhiệt độ theo độ cao chịu chi phối mạnh trình xạ nhiệt mặt đệm Vào ban ngày mùa hạ lớp khơng khí sát mặt đất bị hun nóng mạnh, nhiệt độ tăng nhanh, cịn lớp khơng khí bên chưa kịp nóng, nhiệt độ tăng khơng đáng kể khác biệt lớp khơng khí dgia tăng Còn ban đêm tượng xạ nhiệt làm cho nhiệt độ mặt đất lạnh BÀI: QUAN TRẮC NHIỆT ĐỘ KHƠNG KHÍ TRÊN TÀU BIỂN Nhiệt độ khơng khí: Nhiệt độ khơng khí đặc trưng yếu tố nóng hay lạnh khối khơng khí Nhiệt độ cao phân tử chất khí chuyển động nhanh Các đơn vị dùng việc đo nhiệt độ là: + Độ 0C( Celcius ) gọi độ bách phân, nhiệt độ sôi nước 100C áp suất 760mmHg + Độ 0K( Kelvin ), 00K ứng với -2730C 3730K = 1000C + Ngoài người ta sử dụng đơn vị khác độ 0F( Farenget) * C = 5/9(F – 32) hay C = (F – 32)/1.8 * F = 9/5 C +32 * K = C + 273.15 hay = 1.8 C + 32 -6- Các dụng cụ đo nhiệt độ khơng khí Nhiệt kế chất lỏng: hoạt động sở dãn nhiệt chất lỏng Các chất lỏng sử dụng phổ biến thủy ngân, rượu màu, rượu etylic (C2H5OH), pentan (C5H12), benzen toluen (C6H5CH3) Nhiệt kế điện: Dụng cụ đo nhiệt điện sử dụng đặc tính điện từ phụ thuộc nhiệt độ hiệu ứng nhiệt điện mạch có hai nhiều kim loại, thay đổi điện trở kim loại theo nhiệt độ Nhiệt kế điện trở: nhiệt kế đo nhiệt độ dựa hiệu ứng biến thiên điện trở chất bán dẫn, bán kim kim loại nhiệt độ thay đổi; đặc tính loại có độ xác cao, số ổn định, tự ghi truyền kết xa Nhiệt kế điện trở bạch kim đo nhiệt độ từ 263 0C đến 1.0640C; niken sắt tới 3000C; đồng 500C - 1800C; chất bán dẫn để đo nhiệt độ thấp (0,1 0K – 100 0K) Để đo nhiệt độ thấp, người ta áp dụng loại nhiệt kế ngưng tụ, nhiệt kế khí, nhiệt kế từ Nhiệt kế hồng ngoại: Dựa hiệu ứng xạ nhiệt dạng hồng ngoại vật nóng -7- Chương 3: NƯỚC TRONG KHÍ QUYỂN BÀI 1: SỰ BỐC HƠI NƯỚC - ĐỘ ẨM KHƠNG KHÍ Nguồn gốc nước khí Nước tồn khí ba trạng thái là: hơi, khơng thể nhìn thấy được; trạng thái lỏng, dạng mưa, sương mù; cịn trạng thi rắn tuyết, mưa đá , nước khí trạng thái hơi, bốc từ bề mặt nước, từ trạng thái này gặp điều kiện thích hợp hóa lỏng rắng Độ Ẩm Khơng Khí: Độ ẩm tuyệt đối: Là khối lượng nước chứa đơn vị thể tích khơng khí (g/m3) Độ ẩm tương đối: Độ ẩm tương đối ký hiệu U, U = e/es nhiệt độ áp suất hay U cịn tính cơng thức U= 100r/rs, rs tỷ số hỗn hợp bão hịa Nhiệt độ điểm sương (Zd): Là nhiệt mà khơng khí phải lạnh theo q trình đẳng áp P r để tới bão hòa * Cách xác định nhiệt độ điểm sương: Bước 1: Chúng ta xác định nhiệt độ nhiệt kế khô t1 Bước 2: Chúng ta xác định nhiệt độ nhiệt kế ướt t2 Bước 3: Chúng ta xác định hiệu nhiệt kế khô ướt t = t1 - t2 Bước 4: Ta lấy t nằm cột dọc bảng nhiệt độ điểm sương (Dew point) Còn hàng ngang giá trị t1 Sau tra xong ta nhiệt độ điểm sương Chú ý: Ta làm tương tự để tra độ ẩm tương đối phải tra độ ẩm tương đối (Realative Humidity) Trong bảng tra người ta dùng nhiệt độ F0, đổi nhiệt độ C0 thành nhiệt độ F0 tra * C = 5/9(F – 32) hay C = (F – 32)/1.8 * F = 9/5 C +32 hay = 1.8 C + 32 * K = C + 273.15 -8- -9- Cách đo độ ẩm khơng khí * Cách xác định độ ẩm khơng khí Bước 1: Chúng ta xác định nhiệt độ nhiệt kế khô t1 Bước 2: Chúng ta xác định nhiệt độ nhiệt kế ướt t2 Bước 3: Chúng ta xác định hiệu nhiệt kế khô ướt t = t1 - t2 Bước 4: Ta lấy t nằm cột dọc bảng độ ẩm tương đối (Realative Humidity) Còn hàng ngang giá trị t1 Sau tra xong ta ẩm tương đối - 10 - BÀI 2: BIẾN TRÌNH NGÀY CỦA KHÍ ÁP 3.1 Biến trình ngày khí áp Đó dao động khí áp với chu kỳ ngày đêm, lặp lặp lại khoảng thời gian dài Theo thống kê biến trình ngày khí áp vĩ độ trung bình miền nhiệt đới có hai giá trị cực đại vào lúc 10h 22h hai giá trị cực tiểu 04h 16h theo địa phương 3.2 Biến trình năm khí áp Trên lục địa đại dương biến trình khí áp khác trái ngược nhau, điều có liên quan đến nhiệt độ đất lục địa đại dương Trên đại dương, khí áp thấp xảy vào tháng 12 tháng giêng khí áp cao vào tháng 07 tháng 08 - 23 - CHƯƠNG 5: GIĨ - CÁC DỊNG KHƠNG KHÍ TRONG KHÍ QUYỂN BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ GIĨ Gió di chuyển khơng khí theo phương ngang nơi có khí áp khác (từ nơi có khí áp cao khí áp thấp) Ngun nhân hình thành gió chênh lệch khí áp khu vực khác bề mặt Trái Đất, khí áp ln có khuynh hướng phân bố đều, địa hình Trái Đất hấp thụ nhiệt Mặt trời vùng Trái Đất khác nên ảnh hưởng đến thay đổi khí áp bề mặt Trái Đất chịu tác động lực Coriolis.Ngồi khí áp cịn chịu tác động nhiều yếu khác Tín Phong gió Tây Ơn Đới tạo thành hai hồn lưu khí quan trọng bề mặt Trái Đất Gió có nhiều cường độ khác nhau, từ mạnh đến yếu Nó có vận tốc từ km/h gió tâm bão có vận tốc khoảng 300 km/h Gió thường có lợi cho người Nó quay cánh quạt cối xay gió giúp xay gạo, cịn giúp chạy máy phát điện Nó nguồn lượng mà hướng đến Nhưng đơi gió lại có hại cho đời sống người Đó bão, gió có vận tốc cao dễ làm ngã đổ cối, cột đèn, làm tốc mái nhà ; gây thiệt hại nghiêm trọng vật chất;sức khỏe tính mạng người ; gió mát lạnh BÀI 2: CÁC LOẠI GIÓ ĐỊA PHƯƠNG 1.Gió mùa: *Ngun nhân hình thành mùa năm trái đất nghiêng so với mặt phẳng kinh tuyến góc 2305 trái đất xoay quanh mặt trời với quỹ đạo hình Elip, mặt đất thời điểm năm có nơi trái đất nhận nhiệt mặt trời cao nơi trái đất nhận nhiệt mặt trời thấp *Hình Vẽ: Nguyên nhân sinh gió mùa chênh lệch nhiệt độ Đại Dương lục địa thời gian dài - 24 - Vào mùa đông nhiệt độ nước biển cao nhiệt độ lục địa xung quanh (nước biển ấm ) tức khí áp ngồi Đại Dương cao lục địa Do có gió thổi từ lục địa Đại Dương Vào mùa hè nhiệt độ lục địa cao ngồi Đại Dương, dẫn đến khí áp lục địa thấp Đại Dương, có gió thổi ngồi Đại Dương vào lục địa 2.Gió đất – Gió biển: Ngun nhân hình thành chênh lệch nhiệt độ ngày đêm khu vực định Ban ngày mặt trời đốt nóng trái đất làm cho trái đất nóng lên khí áp đất liền thấp khí áp ngồi biển Dẫn đến hiên tượng gió ngồi biển thổi vào đất liền Ban đêm nhiệt đất liền nhiệt độ thấp biển (do tượng xạ nhiệt) khí áp đất liền giảm so với biển dẫn đến gió thổi từ ngồi biển thổi vào đất liền 3.Gió Foehn: Ngun nhân hình thành gió foenh gió thổi vùng phẳng gặp địa hình cao dần, mà lên cao nhiệt độ giảm xuống nhiệt độ điểm sương lượng nước bị để hình thành mây, mưa (thường vùng núi cao hay có sương mù thế), sau khí gió vượt qua đỉnh núi thổi xuống dốc bị ấm dần lên, nên xuống trở nên nóng khơ Ở Việt Nam có gió Lào mang tính chất nóng khơ Vịi rồng Vịi rồng hay lốc xốy (tiếng Anh: Tornado) tượng luồng khơng khí xốy trịn mở rộng từ đám mây dông xuống tới mặt đất Nguồn gốc hình thành: Vịi rồng phát triển từ dông, thường từ ổ dông mạnh hay siêu mạnh, nên đâu có dơng dội có vịi rồng, song may Cũng có sinh từ dải gió giật mạnh (được gọi đường tố) hay từ bão Người ta cho khơng khí lớp bên lạnh đè lên lớp khơng khí nóng phía dưới, khơng khí nóng bị cưỡng chuyển động lên mạnh Nhưng vịi rồng xảy mặt nước thường lại không thấy đối lưu không thấy khác biệt nhiệt độ lớp Vì nguyên nhân vịi rồng người chưa hồn tồn hiểu hết Tuy vậy, phần lớn vịi rồng hình thành từ dạng mây dông đặc biệt mây dơng tích điện Một đám mây kéo dài vài giờ, xốy trịn vùng có đường kính từ 10 đến 16 km, di chuyển hàng trăm dặm sinh vô số ống hút khổng lồ Nguồn gốc chúng vùng khí hậu có luồng khí nóng lên luồng khí lạnh xuống Đầu tiên q trình tương tác dơng có chiều lên gió Sự tương tác làm cho tầng khí nóng di chuyển lên xoay trịn khơng trung Tiếp phát triển dịng khí lạnh di chuyển theo hướng xuống mặt đất phía bên bão Vận tốc dịng khí xuống lớn 160 km/h - 25 - Đặc điểm Đường kính vịi rồng thay đổi từ vài chục mét vài kilômét Nhưng đa số vịi rồng có đường kính vào khoảng 50 m Trên đường di chuyển theo (rồi ném xuống khoảng cách sau đó) phá huỷ thứ, kể nhà gạch xây kiên cố, nên vịi rồng tượng khí tượng đặc biệt nguy hiểm Nhìn từ xa vịi rồng có màu đen trắng, tuỳ thuộc thứ mà theo Vịi rồng xuất đại dương thường hút nước biển lên cao tạo thành nước (waterspouts) Cường độ Việc đo tốc độ gió vịi rồng cách trực tiếp vơ khó khăn, phá huỷ nhiều thứ xuất đường Năm 1971, ông Theodore Fujita, nhà khí tượng thuộc đại học Chicago chế tạo hệ thống phân biệt cấp độ vòi rồng dựa việc đo tác hại cơng trình nhân tạo Thiết bị gọi cân F Độ mạnh vòi rồng tăng dần từ F0 đến F5 Vòi rồng yếu (F0) phá huỷ ống khói biển hiệu, cấp mạnh (F5) chúng thổi bay nhà khỏi móng Với cấp F4 F5, tốc độ gió vịi rồng lên tới 207 mph/333 km/h 261 mph/420 km/h Do di chuyển với tốc độ nhanh, với gió xốy, vịi rồng dường phá hủy hết thứ đường Với vịi rồng nhỏ phá hủy biển hiệu giao thơng, nhà có kiến trúc khơng vững Những trận mạnh bay tô, nhà kiên cố, phá hủy cầu theo người, vật đường Những vòi rồng gây hậu lớn lịch sử Trận lốc xốy vịi rồng tồi tệ Mỹ xảy ngày 18 tháng năm 1925 Cùng lúc vòi rồng xuất bang Illinois, Misrousi, Indiana làm 740 người thiệt mạng phá huỷ nhiều cấu trúc hạ tầng Một thảm hoạ vịi rồng khác đáng nhớ khơng xảy vào ngày tháng năm 1974, tập hợp 148 vòi rồng nhỏ, giết chết 315 người từ bắc Alabama đến bang Ohio Ngày 12 tháng năm 1899 St Croix County, Wisconsin, Mỹ làm 117 người chết Ngày tháng năm 1936 Tupelo, Mississippi, Mỹ làm 216 người chết ngày tháng năm 1947 Woodward, Oklahoma làm 181 người chết ngày tháng năm 1953 Flint, Michigan làm 115 người chết - 26 - Cách phịng tránh Nói chung vịi rồng, loại có tốc độ lớn việc phịng tránh khó khăn Trong thời gian diễn vòi rồng, người phải tìm nơi trú ẩn tầng hầm hay nơi kín đáo tồ nhà phịng họp, phòng tắm… Tuyệt đối tránh trú ẩn xe nhà di động chúng bị thổi bay lúc Không nên nhà lớn có mái rộng thính phịng, hay siêu thị nơi dễ bị sụp đổ Nếu đường, bạn nên chui xuống rãnh hay mương sâu che đầu cẩn thận để khỏi bị thương đất đá rơi xuống BÀI 3: DỤNG CỤ ĐO GIÓ, CÁC QUAN TRẮC GIÓ Các yếu tố gió: hướng gió tốc độ gió Các yếu tố đặt trưng gió là: Vận Tốc gió, Hướng gió Hướng gió tính từ ngồi đường chân trời thổi vào người quan sát Cấp gió phân theo cấp Beaufort - 27 - - 28 - Các dụng cụ đo yếu tố gió 2.1 Máy đo hình chén Máy đo gió hình chén Dạng máy đo gió hình chén, phát minh tiến sĩ John Thomas Romney Robinson (1846), đài quan sát Armagh, thiết bị tiếng dùng rộng rãi, thiết bị đo gió Máy có chén hình bán cầu, gắn vào đầu tay địn, có tay địn nằm ngang vng góc với Có trục đứng nằm giao điểm tay đòn tâm mà chén quay xung quanh; truyền động đếm số vòng mà trục quay được, từ số vịng quay khoảng thời gian tính vận tốc gió Các chén đặt đối xứng cuối tay địn, thấy gió ln thổi vào phía chén; phía sau chén hướng vào gió, áp suất gió thổi vào khơng đáng kể, xoay vòng sinh ra; chén đến lượt tạo lực để tiếp tục xoay 2.2 Máy đo dạng cối xay gió Một dạng khác máy đo vận tốc gió có dạng cối xay gió Trong dạng máy đo gió Robinson trục quay nằm thẳng đứng, với dạng trục quay nằm song song với hướng gió, nằm ngang Hơn nữa, gió đổi chiều trục quay thay đổi, chong chóng hướng gió thứ tương tự tạo có mục đích Trong trường hợp hướng gió ln khơng đổi, trường hợp hệ thống thơng gió mỏ nhà cao tầng, máy đo gió cho kết tốt Cách xác định yếu tố gió tàu biển Cơng tác xác định vận tốc gió tàu, tốc độ gió đo máy đo gió tốc độ hướng gió biểu kiến bao gồm tốc độ gió thật cộng với tốc độ gió tàu sinh (chú ý tốc độ gió tàu sinh ngược với hướng tàu chạy) VBK = VT + Vt Do muốn tìm tốc độ gió thật hướng gió thật ta phải giải toán Đơn vị xác định tốc độ gió tính (knots, Km/h, m/s…….) Xác định góc dạt gió công thức sau: - 29 - = Hg*Vt/Vg* sin (góc mạn gió) - 30 - Chương 6: TẦM NHÌN XA KHÍ TƯỢNG Bài: Khái niệm khả nhìn xa Tầm nhìn xa Là khả nhìn xa múc độ phân biệt mục tiêu xa Những yếu tố ảnh hưởng đến tầm nhìn xa là: độ suốt khí quyển, độ tương phản ánh sáng độ nhạy mắt người quan sát Phân loại tầm nhìn xa 2.1 Tầm nhìn xa khí tượng Là khoảng cách lớn mà điều kiện độ suốt khí vào ban ngày, mắt thường phát mục tiêu màu đen 2.2 Tầm nhìn xa địa lý Là khoảng cách từ mắt người quan sát đến đường chân trời nhìn thấy d = (2.R.h)1/2 d = tầm nhìn xa địa lý R = bán kính trái đất h = độ cao mắt người quan sát so với mực nước biển Quan trắc tầm nhìn xa tàu biển Cấp nhìn xa Khoảng cách (m) – 50 50 -200 200 -500 500 – 1.000 1.000 – 2.000 2.000 – 4.000 4.000 – 10.000 10.000 – 20.000 20.000 – 50.000 Trên 50.000 Đặc trưng quy ước tầm nhìn Mù dày đặc Tầm nhìn xấu Mù dày Tầm nhìn xấu Mù vừa, tuyết dày Tầm nhìn xấu Mù yếu, tuyết dày Tầm nhìn xấu Tuyết vừa, mưa to Tầm nhìn xấu Tuyết yếu, mưa to Tầm nhìn trung bình Mưa vừa, tuyết yếu Tầm nhìn trung bình Mưa nhỏ, mây thay đổi Tầm nhìn tốt Đặc điểm thời tiết Khơng có giáng thủy Tầm nhìn tốt Khí suốt Tầm nhìn cực tốt - 31 - Chương 7: SÓNG BIỂN Bài 1: SÓNG BIỂN Định nghĩa : Sóng biển dao động phân tử nước quanh vị trí cân Phân Loại Sóng Biển: Sóng gió: Xuất tác dụng gió Sóng thuỷ triều: Xuất tác dụng lực hút tuần hồn mặt trăng mặt trời Sóng gió áp: Xuất liên quan với độ lệch mặt đại dương khỏi vị trí cân tác dụng gió Sóng địa chấn: Xuất trình động lực xảy vỏ trái đất động đất, núi lửa hoạt động Sóng tàu gây Các yếu tố sóng biển : Độ cao sóng(h): Là khoảng cách đo mét tính từ đỉnh sóng đến chân sóng Độ dài sóng( ): Là khoảng cách tính mét đo theo chiều ngang hai đầu sóng Ngọn sóng: Là phần sóng nằm mực nước cân Bụng sóng: Là phần sóng nằm mực nước cân Tốc độ (c): Là khoảng cách mà đấu sóng dịch chuyển giây theo hướng truyền sóng Chu kỳ (ơ): Là khoảng thời gian tính giây hai đầu sóng liên tiếp qua điểm mặt biển Ảnh Hưởng Chạy Tàu: Sự lắc tàu biển Làm hư hại đến cấu trúc tàu Làm giảm tốc độ tàu Làm hư hại đến hàng hoá tàu Làm ảnh hưởng đến sức khoẻ thuyền viên 5.Cấp Của Sóng: Cấp sóng Độ cao sóng (m) I Từ đến 0.25 II 0.25- 0.75 III 0.75 – 1.25 IV 1.25 – 2.00 V 2.00 – 3.50 VI 3.50 – 6.00 VII 6.00 – 8.00 VIII 8.00 – 11.00 IX Từ 11.00 trở lên Sóng thần Sóng biển chia làm loại, vào độ sâu : - 32 - Đặc điểm sóng Lặng sóng Sóng yếu Sóng vừa Sóng lớn Sóng lớn Sóng mạnh Sóng mạnh Sóng mạnh Sóng rất mạnh Sóng mạnh khác thường Tầng nước sâu Tầng nước trung bình Tầng nước nơng Dù tạo tầng nước sâu (khoảng 4000 m mực nước biển), sóng thần xem sóng tầng nước nơng Khi sóng thần tiến vào tầng nước nơng gần bờ, khoảng thời gian khơng đổi, chiều dài sóng giảm liên tục, điều làm cho nước tích tụ thành mái vịm khỏng lồ, gọi hiệu ứng "bị cạn" Dấu hiệu đợt sóng thần tới Những dấu hiệu sau thường báo trước sóng thần: Cảm thấy động đất Các bong bóng chứa khí gas lên mặt nước làm ta có cảm giác nước bị sơi Nước sóng nóng bất thường Nước có mùi trứng thối (khí hyđro sulfua) hay mùi xăng, dầu Nước làm da bị mẩn ngứa Nghe thấy tiếng nổ là: - tiếng máy nổ máy bay phản lực - hay tiếng ồn cánh quạt máy bay trực thăng, - tiếng huýt sáo Biển lùi sau cách đáng ý Vệt sáng đỏ đường chân trời BÀI 2: BĂNG BIỂN 1.Nguyên Nhân Hình Thành Băng: Chúng ta xét điều kiện hình thành băng môi trường nước Khi mùa đông đến lớp nước mặt nước bị nguội lạnh dần, lạnh đến nhiệt độ khoảng 40C lớp nước trở nên nặng hơn, lớp nước chìm xuống lớp nước nhẹ ấm nằm trình hình thành băng hình thành liên tục 2.Phân Loại Băng Biển : Theo tuổi băng: Có nhiều loại băng :Màng băng; Bọt tuyết; Băng xốp; Băng vỏ dẻo; Băng vỏ giòn; Băng bánh tráng; Băng trẻ: Là dạng chuyển tiếp băng vỏ dẻo băng năm +Băng xám +Băng trắng xám +Băng năm Băng già: Là băng tan mùa hè +Băng hai năm +Băng nhiều năm Các dạng băng trôi: +Đống băng khổng lồ: Rộng khoảng 10Km Hình ảnh: - 33 - +Đống băng rộng: Rộng khoảng 2-10Km +Đống băng lớn: Rộng khoảng 500-2000m +Các khối vụn đống băng: Rộng khoảng 20-100m 3.Các Yếu Tố Đặc Trưng Của Băng: Độ dày băng Độ xốp băng 4.Ảnh Hưởng Của Băng Biển Đến Hàng Hải: *Độ ổn định tàu *Làm DWT tăng lên *Hệ thống bơm hệ thống ống dẫn *Khả vượt băng *Khả làm việc thuyền viên *Hình ảnh tàu bị băng đống cứng - 34 - Chương 8: HẢI LƯU BÀI 1: HẢI LƯU 1.Định nghĩa: Hải lưu (Dòng chảy) chuyển dịch phân tử nước từ nơi đến nơi khác đại dương 2.Nguyên nhân: Là lực tạo phân bố không mật độ nước theo chiều ngang Độ dốc mực nước biển gió, áp Lực ma sát gió Các lực tạo triều 3.Phân Loại: Phân theo lực tác động hay yếu tố tác động nên dịng chảy như: gió, dịng thuỷ triều.v.v Phân theo mức độ ổn định: +Dòng chảy cố định: Là dịng chảy có hướng tốc độ thay đổi thời gian dài (một mùa hay năm) +Dịng chảy tuần hồn: Là dịng chảy có hướng tốc độ thay đổi theo chu kỳ định +Dòng chảy tức thời dòng chảy sinh khơng theo qui luật gió thổi thời Phân theo đặc điểm chuyển động: Dòng chảy thẳng, dịng chảy cong.v.v Phân theo tính chất lý hố: Dịng chảy nóng, dịng chảy lạnh 4.Dụng Cụ Đo Dịng Chảy: Lưu tốc kế: Dùng để đo trực tiếp dòng chảy khu vực gần bờ khơi Cấu tạo gồm cẩm ứng chong chóng làm từ bốn chân vịt nhẹ Lưu tốc kế đo hướng tốc độ dòng chảy Lưu tốc ký: Ghi lại hướng tốc độ dòng chảy 5.Ảnh Hưởng Của Dòng Chảy: Dòng chảy làm tăng hay giảm vận tốc tàu ta chạy tàu xuôi hay ngược dịng chảy phải nắm bắt đặc tính dịng chảy để ứng dụng làm tăng tính kinh tế chạy tàu Chú ý: Dựa vào hải đồ Current chart để biết dòng chảy giới Bên cạnh ta có hải đồ Routing chart giúp ta thành lập tuyến đường chạy tàu kinh tế BÀI 2: CÁC HẢI LƯU CHÍNH TRÊN ĐẠI DƯƠNG THẾ GIỚI Một số dịng hải lưu Đại dương Bắc Băng Dương Hải lưu Đông Greenland Hải lưu Tây Greenland Hải lưu Na Uy Hải lưu đảo Baffin - 35 - Đại Tây Dương Hải lưu Labrador Hải lưu Gulf Stream (hay dòng Vịnh) Hải lưu bắc xích đạo Hải lưu nam xích đạo Hải lưu Bắc Brasil Hải lưu Guinée Hải lưu Angola Hải lưu Brasil Hải lưu Benguela Hải lưu Nam Đại Tây Dương Hải lưu Falkland Thái Bình Dương Hải lưu Aleutia Hải lưu Bắc Thái Bình Dương Hải lưu Humboldt (hay hải lưu Peru) Hải lưu Kuroshio (hay hải lưu Nhật Bản) Hải lưu Oyashio Hải lưu Mindanao Hải lưu bắc xích đạo Hải lưu nam xích đạo Hải lưu Cromwell Ấn Độ Dương Hải lưu Agulhas Hải lưu Đông Madagascar Hải lưu Somali Hải lưu Mozambique Hải lưu Leeuwin Hải lưu Indonesia Hải lưu bắc xích đạo Hải lưu nam xích đạo Gió mùa Ấn Độ Nam Đại Dương Hải lưu vòng Nam Cực Dòng hải lưu Kuroshio Hải lưu Kuroshio hay hải lưu Nhật Bản dịng hải lưu tây Thái Bình Dương ngồi bờ biển phía đơng Đài Loan chảy theo hướng đơng bắc ngang qua Nhật Bản, hợp lưu với dịng chảy phía đơng hải lưu Bắc Thái Bình Dương Nó tương tự hải lưu Gulf Stream Đại Tây Dương, vận chuyển nước biển nhiệt đới ấm phía bắc tới vùng cực Nó đơi gọi "hải lưu đen"—, nghĩa từ kuroshio đen, hình ảnh màu lam sẫm nước biển Phần tương ứng phía bắc hải lưu Bắc Thái Bình Dương Phần tương ứng phía đơng hải lưu California Phần tương ứng phía nam hải lưu bắc xích đạo - 36 - Nước ấm hải lưu Kuroshio làm cho san hô nước ấm tìm thấy Nhật Bản, nơi xa phía bắc mà san hơ nước ấm sinh sống Dịng hải lưu Oyashio Hải lưu Oyashio hải lưu lạnh bắc cực, chuyển động phía nam xoay ngược chiều kim đồng hồ miền tây bắc Thái Bình Dương Nó tiếp giáp với hải lưu Kuroshio bờ biển phía đơng Nhật Bản tạo hải lưu bắc Thái Bình Dương (hay dịng chảy) Nước hải lưu Oyashio xuất phát từ Bắc Băng Dương chảy phía nam thơng qua eo biển Bering Hải lưu có ảnh hưởng đáng kể lên khí hậu vùng Viễn Đông nước Nga, chủ yếu Kamchatka Chukotka, giới hạn phía bắc sinh trưởng thực vật 100 phía nam so với vĩ độ mà đạt đất liền Siberi Nước hải lưu Oyashio có lẽ tạo thành nguồn cá giầu giới thành phần dinh dưỡng cực cao nước lạnh có thủy triều cao (tới 10 mét) số khu vực - tăng khả làm giầu thêm chất dinh dưỡng Tuy nhiên, hải lưu Oyashio làm cho Vladivostok trở thành cảng phụ thuộc nhiều vào khí hậu bị đóng băng mùa đơng cần phải có tàu phá băng để giữ cho cảng vào mùa đơng Sơ đồ chung dịng chảy đại dương giới Bảng đồ dòng giới: - 37 -