KHÍ QUYỂN TRÁI ĐẤT
Khí quyển là lớp không khí bao quanh Trái đất, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hành tinh khỏi thiên thạch từ vũ trụ Nó cũng giúp điều hòa nhiệt độ, tạo ra môi trường sống ổn định cho sự phát triển của sự sống Bên cạnh đó, khí quyển còn mang lại nhiều lợi ích khác cho Trái đất.
2 Thành phần khí quyển gần mặt đất.
Thành phần của lớp không khí gồm có: Nitơ – 78,09%; Oxy- 20,95%; Argon- 0,93%; Co2 – 0,03%, ngoài ra còn có các thành phần không khí khác
3 Thành phần khí quyển trên các độ cao lớn.
Từ độ cao 90-100 km trở lên, thành phần khí quyển có sự thay đổi đáng kể Ở độ cao trên 100 km, có sự hiện diện của oxy đôn nguyên tử, trong khi ở độ cao 300 km, một phần nitơ bắt đầu phân rã Đến độ cao 1000 km, khí quyển chủ yếu bao gồm heli và hydro.
BÀI 2: CẤU TRÚC KHÍ QUYỂN
1 Độ cao và khối lượng khí quyển.
Dưới tác dụng của lực hút trái đất, mật độ không khí ở gần mặt đất là lớn nhất Càng lên cao mật độ không khí càng giảm.
2 Sự phân chia khí quyển thành các tầng.
THÀNH PHẦN KHÍ QUYỂN TRÁI ĐẤT
Khí quyển là lớp không khí bao quanh Trái đất, đóng vai trò bảo vệ hành tinh khỏi thiên thạch từ vũ trụ và điều hòa nhiệt độ Ngoài những chức năng thiết yếu này, khí quyển còn mang lại nhiều lợi ích khác cho sự sống trên Trái đất.
2 Thành phần khí quyển gần mặt đất.
Thành phần của lớp không khí gồm có: Nitơ – 78,09%; Oxy- 20,95%; Argon- 0,93%; Co2 – 0,03%, ngoài ra còn có các thành phần không khí khác
3 Thành phần khí quyển trên các độ cao lớn.
Từ độ cao 90 – 100 km trở lên, thành phần khí quyển có sự thay đổi rõ rệt Ở độ cao trên 100 km, có sự xuất hiện của oxy đôn nguyên tử, trong khi ở độ cao 300 km, một phần ni tơ bắt đầu phân rã Đến độ cao 1000 km, khí quyển chủ yếu bao gồm heli và hydro.
CẤU TRÚC KHÍ QUYỂN
1 Độ cao và khối lượng khí quyển.
Dưới tác dụng của lực hút trái đất, mật độ không khí ở gần mặt đất là lớn nhất Càng lên cao mật độ không khí càng giảm.
2 Sự phân chia khí quyển thành các tầng.
Tầng Đối Lưu là lớp khí quyển thấp nhất, tiếp xúc trực tiếp với bề mặt trái Đất, có độ dày từ 8 đến 18 km Đặc điểm nổi bật của tầng này là nhiệt độ không khí giảm dần theo chiều cao, trung bình giảm 0,6 độ C cho mỗi 100 mét tăng lên.
Tầng Đối Lưu tuy mỏng nhưng hầu hết các hiện tượng thời tiết điều xảy ra ra tại đây như: Mây, Mưa, Gió…
Tầng có độ cao trung bình từ 50 km đến 60 km, nơi nhiệt độ dưới tầng này ít thay đổi nhưng tăng nhanh theo độ cao, có thể đạt mức tương đương với nhiệt độ của trái đất Đặc điểm nổi bật của tầng này là sự ổn định thẳng đứng do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên trên nóng và bên dưới lạnh.
Tầng trung quyển nằm trên tầng bình lưu, có độ cao khoảng 80 km Một đặc điểm nổi bật của tầng này là nhiệt độ giảm dần khi tăng độ cao.
Bên trên tầng trung quyển là tầng nhiệt quyển Đặc điểm của tầng này là nhiệt độ tăng dần theo độ cao.
Bên trên tầng nhiệt quyển là tầng ngoại quyển.
HIỆN TƯỢNG NHIỆT TRONG KHÍ QUYỂN
Nhiệt độ trên trái đất chủ yếu bắt nguồn từ năng lượng mặt trời, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các hiện tượng thời tiết Bên cạnh đó, nguồn nhiệt này cũng là nguyên nhân chính gây ra mọi hiện tượng quang học khác trên hành tinh của chúng ta.
Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng chủ yếu từ Mặt Trời, cung cấp vật chất và năng lượng cần thiết cho các quá trình phong hóa, bóc mòn, vận chuyển và bồi tụ trên Trái Đất Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong việc chiếu sáng và sưởi ấm các hành tinh trong hệ Mặt Trời.
Bức xạ hạ, hay còn gọi là gió Mặt Trời, chủ yếu bao gồm proton và electron, có thể gây hại cho sinh vật Tuy nhiên, tầng ozone của Trái Đất giúp ngăn chặn một phần tác động xấu này Năng lượng bức xạ hạt của Mặt Trời thấp hơn năng lượng bức xạ nhiệt 107 lần và chỉ thâm nhập vào tầng khí quyển không quá 90 km Khi tiếp cận Trái Đất, gió Mặt Trời có vận tốc từ 300 đến 1.525 km/s và mật độ khoảng 5-80 ion/cm³.
Bức xạ điện từ bao gồm hai dạng chính: bức xạ trực tiếp và bức xạ khuếch tán, với bước sóng trải dài từ bức xạ gamma đến sóng vô tuyến, năng lượng tối ưu tập trung ở vùng quang phổ khả kiến Đây là nguồn năng lượng chính để chiếu sáng và duy trì các hoạt động sinh hóa trên Trái Đất Khi đi qua khí quyển, các bức xạ sóng ngắn có hại cho sự sống hầu như bị tầng ozone hấp thụ hoàn toàn Tuy nhiên, sự phát triển công nghiệp và việc thải các chất CFC vào khí quyển đang làm suy giảm tầng ozone, dẫn đến nguy cơ bức xạ sóng ngắn có thể tiêu diệt sự sống trên hành tinh của chúng ta.
BÀI: 2 TÁC DỤNG NHIỆT CỦA MẶT ĐỆM ĐẾN LỚP KHÍ QUYỂN DƯỚI
Bề mặt đất, mặt nước, lớp phủ thực vật và lớp phủ băng tuyết đều nằm dưới đáy đại dương khí quyển Những đặc điểm khác nhau về màu sắc và độ ẩm của các bề mặt này dẫn đến sự khác biệt trong khả năng hấp thụ và bức xạ nhiệt của mặt trời.
2 Sự nóng lên và lạnh đi của mặt đất và mặt nước.
Sự nóng lên và lạnh đi của mặt đất phụ thuộc vào cân bằng nhiệt, tức là sự tương quan giữa lượng nhiệt hấp thụ và lượng nhiệt tỏa ra Vào giữa trưa mùa hè, nhiệt độ tăng do lượng nhiệt đi vào vượt quá lượng nhiệt tỏa ra Ngược lại, vào ban đêm mùa đông, mặt đất lạnh đi vì lượng nhiệt tỏa ra lớn hơn nhiều so với lượng nhiệt mà mặt đất hấp thụ.
3 Sự truyền nhiệt trong tầng đối lưu. Đối lưu là sự dịch chuyển của nhiều khối không khí riêng biệt theo chiều thẳng
TRẠNG THÁI NHIỆT CỦA KHÍ QUYỂN
Nhiệt độ trên trái đất chủ yếu xuất phát từ năng lượng mặt trời, nguồn năng lượng này không chỉ tạo ra các hiện tượng thời tiết mà còn là nguyên nhân của mọi hiện tượng quang học khác trên hành tinh chúng ta.
Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng chính từ Mặt Trời, cung cấp vật chất và năng lượng cho các quá trình phong hóa, bóc mòn, vận chuyển và bồi tụ trên Trái Đất Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong việc chiếu sáng và sưởi ấm các hành tinh trong hệ Mặt Trời.
Bức xạ hạ, hay còn gọi là gió Mặt Trời, chủ yếu bao gồm proton và electron, có thể gây hại cho sinh vật Tuy nhiên, tầng ozone của Trái Đất giúp giảm thiểu những tác động tiêu cực này Năng lượng bức xạ hạt từ Mặt Trời thấp hơn năng lượng bức xạ nhiệt tới 107 lần và chỉ thâm nhập vào tầng khí quyển với độ cao không quá 90 km Khi tiếp cận Trái Đất, gió Mặt Trời có vận tốc từ 300 đến 1.525 km/s và mật độ từ 5 đến 80 ion/cm³.
Bức xạ điện từ bao gồm hai dạng chính: bức xạ trực tiếp và bức xạ khuếch tán, với bước sóng trải dài từ bức xạ gamma đến sóng vô tuyến, năng lượng tối đa tập trung ở vùng quang phổ khả kiến Đây là nguồn năng lượng thiết yếu cho việc chiếu sáng và duy trì các hoạt động sinh hóa trên Trái Đất Khi đi qua khí quyển, bức xạ sóng ngắn có hại gần như hoàn toàn bị tầng ozone hấp thụ Tuy nhiên, sự phát triển công nghiệp và việc thải chất CFC vào khí quyển đang dần phá hủy tầng ozone, tạo ra nguy cơ nghiêm trọng cho sự sống trên Trái Đất do bức xạ sóng ngắn có thể tiêu diệt nó.
BÀI: 2 TÁC DỤNG NHIỆT CỦA MẶT ĐỆM ĐẾN LỚP KHÍ QUYỂN DƯỚI
Bề mặt đất, mặt nước, lớp phủ thực vật và lớp phủ băng tuyết nằm dưới đáy đại dương khí quyển, có đặc điểm khác nhau về màu sắc và độ ẩm Sự khác biệt này dẫn đến sự hấp thụ và bức xạ nhiệt của mặt trời cũng không giống nhau.
2 Sự nóng lên và lạnh đi của mặt đất và mặt nước.
Sự nóng lên và lạnh đi của mặt đất phụ thuộc vào sự cân bằng nhiệt, tức là sự chênh lệch giữa lượng nhiệt hấp thụ và lượng nhiệt tỏa ra Vào giữa trưa mùa hè, nhiệt độ tăng lên do lượng nhiệt nhận được vượt quá lượng nhiệt mất đi Ngược lại, vào ban đêm mùa đông, mặt đất lạnh đi vì lượng nhiệt tỏa ra lớn hơn nhiều so với lượng nhiệt hấp thụ.
3 Sự truyền nhiệt trong tầng đối lưu. Đối lưu là sự dịch chuyển của nhiều khối không khí riêng biệt theo chiều thẳng
Khi có nguồn nhiệt, phần chất gần nguồn nhiệt sẽ nóng lên, dẫn đến tăng nhiệt độ và thể tích, làm giảm trọng lượng Khi trọng lượng giảm xuống dưới lực đẩy Ác-si-mét, phần chất đó sẽ nổi lên Đồng thời, một lượng chất lỏng từ khu vực gần nơi đun sẽ di chuyển để bù đắp cho phần chất đã nổi lên.
Trong tự nhiên, hiện tượng đối lưu bao gồm các dòng biển nóng và lạnh, gió biển, cũng như các dòng khí tạo ra xoáy lốc Bên cạnh đó, trong vũ trụ, plasma cũng chảy thành dòng trong một số ngân hà và tinh vân.
Độ dẫn nhiệt cao của nước và khả năng truyền nhiệt nhanh xuống sâu làm chậm quá trình nóng lên và lạnh đi của bề mặt nước Điều này dẫn đến sự biến đổi nhiệt độ hàng ngày trên đại dương thường rất nhỏ, chỉ khoảng 0.1 – 0.2°C Trong khi đó, dao động nhiệt hàng năm của bề mặt đại dương lại lớn hơn nhiều so với dao động nhiệt hàng ngày, đặc biệt ở vùng nhiệt đới, dao động nhiệt có thể từ 2 – 3°C.
BÀI: 3 CHẾ ĐỘ NHIỆT TRONG TẦNG ĐỐI LƯU
Gradient nhiệt là một đại lượng vecto đặc trưng cho sự biến thiên của nhiệt độ không khí theo độ cao, nó thường được ký hiệu là
Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao trong tầng đối lưu chủ yếu bị ảnh hưởng bởi quá trình bức xạ nhiệt từ mặt đất Vào ban ngày, đặc biệt trong mùa hè, lớp không khí gần mặt đất bị nóng lên nhanh chóng, trong khi lớp không khí phía trên vẫn chưa kịp ấm lên, dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp không khí càng gia tăng Ngược lại, vào ban đêm, hiện tượng bức xạ nhiệt khiến nhiệt độ mặt đất giảm xuống.
BÀI: 4 QUAN TRẮC NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRÊN TÀU BIỂN
Nhiệt độ không khí thể hiện mức độ nóng hay lạnh của khối không khí, với nhiệt độ cao khiến các phân tử khí di chuyển nhanh hơn.
Các đơn vị dùng trong việc đo nhiệt độ là:
+ Độ 0 C( Celcius ) còn gọi là độ bách phân, nhiệt độ sôi của nước là 100C 0 ở áp suất 760mmHg
+ Độ 0 K( Kelvin ), 0 0K ứng với -273 0 C như vậy 373 0 K = 100 0 C
+ Ngoài ra người ta con sử dụng một đơn vị khác nữa là độ 0 F( Farenget)
2 Các dụng cụ đo nhiệt độ không khí.
Nhiệt kế chất lỏng hoạt động dựa trên nguyên lý dãn nở nhiệt của chất lỏng Các loại chất lỏng thường được sử dụng trong nhiệt kế bao gồm thủy ngân, rượu màu, rượu etylic (C2H5OH), pentan (C5H12) và benzen toluen (C6H5CH3).
Nhiệt kế điện là dụng cụ đo nhiệt độ dựa vào các đặc tính điện hoặc từ có sự phụ thuộc vào nhiệt độ Nó hoạt động dựa trên hiệu ứng nhiệt điện trong mạch có hai hoặc nhiều kim loại, hoặc sự thay đổi điện trở của kim loại theo nhiệt độ.
Nhiệt kế điện trở là thiết bị đo nhiệt độ dựa trên hiệu ứng biến thiên điện trở của chất bán dẫn, bán kim hoặc kim loại khi nhiệt độ thay đổi, với độ chính xác cao và khả năng tự ghi cũng như truyền kết quả đi xa Nhiệt kế bạch kim có thể đo từ 263 °C đến 1.064 °C, trong khi niken và sắt đo được đến 300 °C, và đồng từ 50 °C đến 180 °C Đối với nhiệt độ thấp (0,1 K – 100 K), người ta sử dụng các loại nhiệt kế như nhiệt kế ngưng tụ, nhiệt kế khí và nhiệt kế từ.
Nhiệt kế hồng ngoại: Dựa trên hiệu ứng bức xạ nhiệt dưới dạng hồng ngoại của các vật nóng.
NƯỚC TRONG KHÍ QUYỂN
1 Nguồn gốc của hơi nước trong khí quyển
Nước trong khí quyển tồn tại ở ba trạng thái: hơi, lỏng và rắn Trạng thái hơi không thể nhìn thấy được, được hình thành từ sự bốc hơi từ bề mặt nước Khi gặp điều kiện thích hợp, hơi nước có thể chuyển đổi thành trạng thái lỏng dưới dạng mưa hoặc sương mù, hoặc chuyển thành trạng thái rắn như tuyết và mưa đá.
Độ ẩm không khí có hai khái niệm chính: độ ẩm tuyệt đối, thể hiện khối lượng hơi nước trong một đơn vị thể tích không khí (g/m³), và độ ẩm tương đối, ký hiệu là U, được tính bằng tỷ lệ giữa áp suất hơi nước hiện tại e và áp suất hơi nước bão hòa eₛ tại cùng nhiệt độ và áp suất Công thức tính độ ẩm tương đối cũng có thể được biểu diễn dưới dạng U = 100r/rₛ, trong đó rₛ là tỷ số hỗn hợp bão hòa Ngoài ra, nhiệt độ điểm sương (Zd) là nhiệt độ mà không khí cần giảm để đạt trạng thái bão hòa trong điều kiện đẳng áp.
* Cách xác định nhiệt độ điểm sương:
Bước 1: Chúng ta xác định nhiệt độ ở nhiệt kế khô t 1
Bước 2: Chúng ta xác định nhiệt độ ở nhiệt kế ướt t 2
Bước 3: Chúng ta xác định hiệu nhiệt kế khô và ướt
Để xác định nhiệt độ điểm sương, bước 4 là lấy giá trị t từ cột dọc trong bảng nhiệt độ điểm sương (Dew point) và giá trị t1 từ hàng ngang Sau khi tra cứu, bạn sẽ có được nhiệt độ điểm sương chính xác.
Để tra cứu độ ẩm tương đối (Relative Humidity), chúng ta cần chuyển đổi nhiệt độ từ độ C sang độ F Công thức tính là t = t1 - t2, trong đó t1 và t2 là các giá trị nhiệt độ cần thiết.
SỰ BỐC HƠI NƯỚC - ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ
1 Nguồn gốc của hơi nước trong khí quyển
Nước trong khí quyển tồn tại ở ba trạng thái: hơi (không nhìn thấy), lỏng (dưới dạng mưa, sương mù) và rắn (như tuyết, mưa đá) Hơi nước hình thành từ sự bốc hơi từ bề mặt nước, và khi gặp điều kiện thích hợp, nó có thể chuyển đổi thành trạng thái lỏng hoặc rắn.
Độ ẩm không khí có hai khái niệm chính: độ ẩm tuyệt đối, đo bằng khối lượng hơi nước trong một đơn vị thể tích không khí (g/m³), và độ ẩm tương đối, ký hiệu là U, được tính bằng công thức U = e/eₛ hoặc U = 100r/rₛ, trong đó rₛ là tỷ số hỗn hợp bão hòa Ngoài ra, nhiệt độ điểm sương (Zd) là nhiệt độ mà không khí cần đạt được khi lạnh theo quá trình đẳng áp P và r để đạt tới trạng thái bão hòa.
* Cách xác định nhiệt độ điểm sương:
Bước 1: Chúng ta xác định nhiệt độ ở nhiệt kế khô t 1
Bước 2: Chúng ta xác định nhiệt độ ở nhiệt kế ướt t 2
Bước 3: Chúng ta xác định hiệu nhiệt kế khô và ướt
Để xác định nhiệt độ điểm sương, bước thứ tư là lấy giá trị t từ cột dọc trong bảng nhiệt độ điểm sương (Dew point) Hàng ngang tương ứng với giá trị t1 Sau khi tra cứu, chúng ta sẽ có được nhiệt độ điểm sương.
Để tra cứu độ ẩm tương đối, cần chú ý rằng chúng ta phải sử dụng thông tin về độ ẩm tương đối (Relative Humidity) Trong bảng tra cứu, nhiệt độ được tính bằng độ Fahrenheit (F), vì vậy cần chuyển đổi nhiệt độ Celsius (C) sang Fahrenheit trước khi tra cứu Công thức tính là t = t1 - t2.
3 Cách đo độ ẩm không khí.
* Cách xác định độ ẩm không khí
Bước 1: Chúng ta xác định nhiệt độ ở nhiệt kế khô t 1
Bước 2: Chúng ta xác định nhiệt độ ở nhiệt kế ướt t 2
Bước 3: Chúng ta xác định hiệu nhiệt kế khô và ướt
Bước 4: Ta lấy t nằm ở cột dọc ở bảng độ ẩm tương đối (Realative Humidity) Còn hàng ngang là giá trị t 1 Sau khi tra xong ta sẽ được ẩm tương đối t = t 1 - t 2
SƯƠNG MÙ
Sương, hay còn gọi là sương móc, là hiện tượng các giọt nước nhỏ xuất hiện trên bề mặt vào buổi sáng sớm hoặc chiều, là kết quả của quá trình ngưng tụ hơi ẩm trong khí quyển Sương hình thành khi hơi ẩm từ không khí bị ngưng tụ trên các bề mặt lạnh sau một ngày nắng ấm, làm giảm độ ẩm không khí xung quanh Khi nhiệt độ giảm đủ thấp, sương sẽ xuất hiện dưới dạng các hạt nước nhỏ, trong đó có sương muối.
2 Nguyên nhân hình thành sương mù.
Sương xuất hiện vào những đêm quang đãng, khi gió nhẹ và nhiệt độ cùng độ ẩm tương đối cao Trong điều kiện thời tiết này, bức xạ hiệu dụng mạnh làm giảm nhiệt độ của các vật thể trên mặt đất, khiến không khí tiếp xúc với chúng bị lạnh Hơi nước trong không khí sau đó ngưng kết thành các giọt nước, bám vào cảnh vật xung quanh.
Nước ngưng tụ thành giọt nhỏ phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí, với nhiệt độ và độ ẩm này được gọi là điểm sương Khi nhiệt độ bề mặt giảm đến điểm sương, hơi nước trong khí quyển sẽ ngưng tụ thành các giọt nhỏ trên bề mặt Quá trình này tạo ra sương, khác với các hiện tượng khí tượng thủy văn khác như sương mù hay mây, mà được hình thành khi không khí được làm lạnh đến điểm sương, thường xung quanh các nhân ngưng tụ Tuy nhiên, nguyên lý nhiệt động lực học của sự hình thành các hiện tượng này là tương tự nhau.
Sự làm lạnh bề mặt xảy ra khi bề mặt mất nhiệt qua bức xạ hồng ngoại nhiều hơn so với năng lượng nhận được từ ánh sáng Mặt Trời, đặc biệt vào những đêm quang mây Độ dẫn nhiệt kém cũng là yếu tố quan trọng, hạn chế khả năng bù đắp năng lượng mất đi từ nhiệt độ của các lớp đất sâu hơn, thường ấm hơn vào ban đêm.
Các vật thể thích hợp cho sự hình thành sương thường là những vật dẫn nhiệt kém hoặc được cách ly tốt khỏi mặt đất, như bề mặt phi kim hoặc lớp mạ ánh kim, vì chúng bức xạ tia hồng ngoại kém Điều kiện thời tiết lý tưởng bao gồm trời quang mây và ít hơi nước ở tầng cao của khí quyển, giúp giảm thiểu hiệu ứng nhà kính và duy trì độ ẩm phù hợp gần mặt đất Các đêm có sương thường yên tĩnh, vì gió không mang không khí nóng từ độ cao xuống bề mặt lạnh Nếu khí quyển là nguồn chính của hơi ẩm, cần có một lượng thông gió nhất định để thay thế hơi nước đã ngưng tụ, với tốc độ gió tối ưu thường thấy trên các đảo khô cằn Ngược lại, nếu đất ẩm gần đó là nguồn chính của hơi nước, gió sẽ gây bất lợi cho sự hình thành sương.
Sương không chỉ xuất hiện vào ban đêm và ngoài trời, mà còn hình thành khi kính mắt tiếp nhận hơi nước trong môi trường ấm và ẩm, cũng như trong các quy trình công nghiệp Trong những trường hợp này, thuật ngữ "ngưng tụ" thường được sử dụng nhiều hơn.
4 Cách phân loại sương mù
Sương mù là hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành các hạt nhỏ gần mặt đất, xảy ra khi hơi ẩm từ bề mặt Trái Đất bốc hơi, sau đó bị làm lạnh và ngưng tụ Sương mù khác với mây ở chỗ nó gần với bề mặt Trái Đất, trong khi mây nằm cao hơn Do đó, sương mù được xếp vào nhóm mây thấp.
Sương mù bức xạ hình thành khi đất lạnh sau hoàng hôn do bức xạ nhiệt trong điều kiện trời quang đãng và yên tĩnh Lớp đất lạnh làm ngưng đọng hơi nước trong không khí gần đó qua truyền dẫn nhiệt Trong điều kiện yên tĩnh, sương mù có thể thấp hơn 1 mét, nhưng sự chuyển động không khí có thể tạo ra lớp sương mù dày hơn Hiện tượng này thường xuất hiện vào mùa thu và thường không kéo dài lâu sau bình minh.
Sương mù gió hình thành khi không khí ẩm di chuyển qua bề mặt lạnh do gió và bị làm lạnh Dạng sương mù này thường xuất hiện trên biển, đặc biệt khi không khí từ vùng nhiệt đới gặp nước lạnh hơn ở các vĩ độ cao Ngoài ra, sương mù gió cũng phổ biến khi hai luồng không khí có nhiệt độ và độ ẩm khác nhau (frông) đi qua khu vực lạnh.
Sương mù hơi là hiện tượng khí quyển cục bộ, hình thành khi luồng không khí lạnh di chuyển qua nước ấm hơn Hơi nước bay hơi nhanh chóng và ngưng tụ khi đạt đến điểm sương, tạo ra lớp sương mỏng Hiện tượng này thường xảy ra gần các khu vực cực và xung quanh hồ sâu vào cuối thu và đầu đông Sương mù hơi liên quan chặt chẽ đến tuyết hiệu ứng hồ và mưa hiệu ứng hồ, thường dẫn đến sương giá hoặc sương muối.
Sương mù ngưng đọng, hay còn gọi là sương mù mưa, hình thành khi các giọt nước từ mây rơi xuống lớp không khí khô hơn phía dưới Khi các giọt nước này bay hơi thành hơi nước, chúng sẽ bị làm lạnh và tại điểm sương, hơi nước sẽ ngưng tụ lại, tạo ra hiện tượng sương mù.
Sương mù núi hình thành khi gió thổi không khí lên các vùng dốc, làm lạnh không khí khi nó được nâng lên, dẫn đến sự ngưng tụ của hơi ẩm Hiện tượng này thường gây ra sương giá trên các đỉnh núi.
Sương mù thung lũng là hiện tượng tự nhiên thường xảy ra trong các thung lũng núi vào mùa đông, do sự đảo lộn nhiệt độ khi không khí lạnh nặng hơn tràn vào thung lũng, trong khi không khí ấm hơn lại ở trên các ngọn núi Đây là loại sương mù bức xạ bị giam giữ bởi địa hình, và có thể tồn tại trong nhiều ngày khi điều kiện thời tiết yên tĩnh Tại thung lũng trung tâm California, hiện tượng này được gọi là sương mù Tule.
Sương mù băng là dạng sương mù trong đó các giọt nước bị đóng băng thành các tinh thể nước đá nhỏ trong không khí Hiện tượng này thường xảy ra khi nhiệt độ thấp hơn điểm đóng băng, vì vậy nó chủ yếu xuất hiện gần Bắc Cực và Nam Cực Những tinh thể nước đá nhỏ này rơi xuống và tạo ra dạng ngưng tụ đặc trưng, thường được quan sát thấy tại Barrow, Alaska.
Sương mù xuất hiện khi độ ẩm tương đối đạt 100% và nhiệt độ không khí giảm xuống dưới điểm sương, dẫn đến sự ngưng tụ của hơi nước.
Ngoài ra còn loại sương mù khôlà hiện tượng khí quyển bị vẩn đục nhẹ do sự tồn tại của các hạt bụi, khói gây nên
MÂY
Khi hơi nước trong khí quyển ngưng tụ, mây được hình thành từ những hạt nước nhỏ, tinh thể băng hoặc giọt nước chậm đông Quá trình này tạo ra các giọt nước nhỏ (khoảng 0,01 mm) và hàng tỷ giọt nước hay tinh thể nước đá khác, tạo nên mây mà chúng ta nhìn thấy Mây phản xạ toàn bộ các bước sóng ánh sáng nhìn thấy, do đó thường có màu trắng, nhưng có thể xuất hiện màu xám hoặc đen khi quá dày, khiến ánh sáng không thể xuyên qua.
Mây trên các hành tinh khác thường chứa các thành phần khác ngoài nước, tùy thuộc vào điều kiện khí quyển như thành phần khí và nhiệt độ.
2 Nguyên nhân hình thành mây
Mây được tạo thành trong những khu vực không khí ẩm bị làm lạnh, nói chung là do bay lên Nó có thể xảy ra
Cùng với front nóng và front lạnh,
Khi không khí chuyển động lên trên các dãy núi và bị làm lạnh khi nó lên cao hơn trong khí quyển,
Khi không khí ấm thổi qua bề mặt lạnh hơn, chẳng hạn mặt nước
Mây chứa một lượng nước đáng kể, với khối lượng có thể lên tới hàng triệu tấn, mặc dù mỗi mét khối chỉ chứa khoảng 5 gam nước Các giọt nước trong mây nặng hơn hơi nước khoảng 1.000 lần, nhưng chúng không rơi xuống do được giữ lại bởi không khí ấm Nhiệt năng giải phóng khi nước ngưng tụ làm ấm không khí, giúp các giọt nước nhỏ "dính" vào không khí ấm Khi mây hình thành, không khí ấm mở rộng, làm cho mây được đẩy lên cao và mật độ của mây giảm xuống, cho phép chúng trôi nổi trong không khí.
Hình thái của mây phụ thuộc vào cường độ lực nâng và sự ổn định của không khí Khi không khí không ổn định, các đám mây thường hình thành theo chiều thẳng đứng, trong khi không khí ổn định tạo ra các đám mây thuần nhất theo chiều ngang Sự nâng lên do các phrông cũng tạo ra nhiều hình thái mây khác nhau, tùy thuộc vào thành phần của các phrông (dạng ana hay kata, phrông ấm hay lạnh) Ngoài ra, sự nâng sơn căn cũng ảnh hưởng đến hình thái mây, với mây chóp và mây sóng là đặc trưng của loại mây này.
Mây có nhiều dạng khác nhau gồm ba loại cơ bản như sau: -Mây tầng cao, Mây tầng trung, Mây tầng thấp, Mây phát triển theo chiều thẳng đứng.
4 Phân hạng mây quốc tế
Sự kết hợp ba loại mây trên người ta có mười loại mây như sau:
(km) Đặc điểm Hiện tượng thời tiết
7 – 10 Tạo thành bởi tinh thể băng, trắng bạc, không tạo bóng râm, đôi khi có hình rẻ quạt
Khi tồn tại độc lập: thời tiết tốt Nếu mây trở nên dày đặc, hướng mây trắng nhiều: thời tiết trở nên xấu.
6 – 8 Được sắp xếp trật tự như vảy cá, màu trắng, không có bóng râm
Mây phát triển thời tiết trở nên xấu, thường có mưa to gió lớn
Màu trắng sữa như bức màn che khắp bầu trời, mây có thể nhìn thấy qua mặt trời, mặt trăng, chung quanh có quầng
Mây dày và thấp thì thời tiết trở nên xấu đi
Từng mảng màu trắng hoặc xám nhạt, nằm dưới Mặt trời xuất hiện ráng đỏ.
Mây phát triển, thời tiết xấu.
2 – 5 Màu xám hay xanh xám dày đặc, có bóng râm
Có thể xuất hiện mưa nhỏ Mây trở nên mỏng hơn, thời tiết tốt hơn.
1 – 2 Từng mảng lớn màu xám hay xanh xám, xếp thành từng lớp.
Nhìn chung thời tiết tốt, nhưng nếu mây phát triển, thời tiết xấu đi.
0.2 – 1 Màu sắc đậm nhạt không đồng nhất, hình dáng không có qui luật
Thời tiết ổn định, đôi khi có mưa lâm râm
1 – 2 Màu xám đậm, thấp, nặng Xuất hiện mưa, tuyết kéo dài
Màu xám nhạt, có mảnh đơn độc Phát triển theo chiều thẳng đứng, đỉnh nhọn, đáy bằng.
Thời tiết nhìn chung tốt Nếu mây phát triển, thời tiết có giông
Phát triển nhanh theo chiều thẳng đứng, dày, đỉnh thành mây Ci, đáy đen chì
Mưa tuyết từng cơn rất dữ dội, có gió lớn.
ÁP SUẤT KHÔNG KHÍ
Mật độ không khí được định nghĩa là khối lượng không khí trong một đơn vị thể tích, thường được đo bằng g/cm³ hoặc kg/m³ Mật độ này chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất khí Phương trình trạng thái là công cụ chính để biểu thị mối quan hệ này.
+ Nhiệt độ không khí càng cao thì mật độ không khí càng giảm, cũng như khối lượng trên một đơn vị thể tích giảm.
+ Độ ẩm càng lớn thì mật độ không khí càng giảm, vì khối lượng của phân tử hơi nước chỉ bằng 0.622 khối lượng phân tử không khí
+ Áp suất càng lớn, thì mật độ không khí càng tăng vì các phân tử không khí bị nén lại
Áp suất không khí, hay còn gọi là khí áp, là đại lượng vật lý phản ánh lực va chạm tổng hợp của các phân tử khí tác động lên bề mặt tiếp xúc trong một thể tích nhất định.
3 Đơn vị đo khí áp Đơn vị khí áp là: Millibar ký hiệu là (mb) và mmHg Trong đó 760mmHg 1013,25mb
4 Dụng cụ đo khí áp
Dụng cụ đo khí áp là khí áp kế Dụng cụ đo khí áp trên tàu biển có hình vẽ như sau:
5 Cách quan trắc khí áp trên tàu biển.
Sau mỗi ca trực chúng ta phải xác định khí áp hiện tại mà tàu chúng ta đang hành trình và ghi vào sổ nhật ký hàng hải.
MẬT ĐỘ VÀ ÁP SUẤT KHÔNG KHÍ
Mật độ không khí được xác định trong một đơn vị thể tích và được đo bằng g/cm³ hoặc kg/m³ Yếu tố này phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm và áp suất khí, và có thể được mô tả thông qua phương trình trạng thái.
+ Nhiệt độ không khí càng cao thì mật độ không khí càng giảm, cũng như khối lượng trên một đơn vị thể tích giảm.
+ Độ ẩm càng lớn thì mật độ không khí càng giảm, vì khối lượng của phân tử hơi nước chỉ bằng 0.622 khối lượng phân tử không khí
+ Áp suất càng lớn, thì mật độ không khí càng tăng vì các phân tử không khí bị nén lại
Áp suất không khí, hay còn gọi là khí áp, là đại lượng vật lý thể hiện lực va chạm tổng hợp của các phân tử khí lên một bề mặt trong một thể tích nhất định.
3 Đơn vị đo khí áp Đơn vị khí áp là: Millibar ký hiệu là (mb) và mmHg Trong đó 760mmHg 1013,25mb
4 Dụng cụ đo khí áp
Dụng cụ đo khí áp là khí áp kế Dụng cụ đo khí áp trên tàu biển có hình vẽ như sau:
5 Cách quan trắc khí áp trên tàu biển.
Sau mỗi ca trực chúng ta phải xác định khí áp hiện tại mà tàu chúng ta đang hành trình và ghi vào sổ nhật ký hàng hải.
BIẾN TRÌNH NGÀY CỦA KHÍ ÁP
Biến trình ngày của khí áp là hiện tượng dao động của khí áp theo chu kỳ ngày đêm, lặp lại trong thời gian dài Tại các vĩ độ trung bình và miền nhiệt đới, khí áp có hai cực đại vào lúc 10h và 22h, cùng với hai cực tiểu vào lúc 04h và 16h theo giờ địa phương.
3.2 Biến trình năm của khí áp
Khí áp trên lục địa và đại dương có sự biến đổi khác nhau, liên quan đến nhiệt độ của đất và nước Trên các đại dương, khí áp thấp nhất thường xuất hiện vào tháng 12 và tháng 1, trong khi khí áp cao nhất đạt đỉnh vào tháng 7 và tháng 8.
KHÁI NIỆM VỀ GIÓ
Gió là sự di chuyển của không khí theo phương ngang giữa các nơi có khí áp khác nhau (từ nơi có khí áp cao về khí áp thấp)
Gió hình thành do sự chênh lệch khí áp giữa các khu vực khác nhau trên bề mặt Trái Đất, với khí áp có xu hướng phân bố đều Tuy nhiên, địa hình và sự hấp thụ nhiệt của Mặt trời ở mỗi vùng khác nhau ảnh hưởng đến sự thay đổi khí áp Lực Coriolis cũng tác động đến khí áp, bên cạnh nhiều yếu tố khác Tín Phong và gió Tây Ôn Đới là hai hoàn lưu khí quyển quan trọng nhất trên Trái Đất Gió có cường độ đa dạng, với vận tốc từ trên 1 km/h đến khoảng 300 km/h trong tâm các cơn bão.
Gió mang lại nhiều lợi ích cho con người, như quay cánh quạt cối xay gió để xay gạo và chạy máy phát điện, đồng thời là nguồn năng lượng sạch mà chúng ta đang hướng đến Tuy nhiên, trong các cơn bão, gió mạnh có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng, làm đổ cây cối, cột đèn, tốc mái nhà, ảnh hưởng đến cơ sở vật chất, sức khỏe và tính mạng con người Gió vừa mang lại sự mát mẻ, vừa có thể rất lạnh.
CÁC LOẠI GIÓ ĐỊA PHƯƠNG
Nguyên nhân hình thành các mùa trong năm là do trái đất nghiêng 23 độ 5 so với mặt phẳng kinh tuyến và quay quanh mặt trời theo quỹ đạo hình Elip Sự nghiêng này dẫn đến sự phân bố không đồng đều của nhiệt độ trên bề mặt trái đất, tạo ra những khu vực nhận nhiệt từ mặt trời cao nhất và thấp nhất vào các thời điểm khác nhau trong năm.
Nguyên nhân sinh ra gió mùa là do sự chênh lệch nhiệt độ giữa Đại Dương và lục địa trong một thời gian dài
Vào mùa đông, nhiệt độ nước biển thường cao hơn nhiệt độ các lục địa xung quanh, dẫn đến áp suất khí quyển ngoài đại dương cao hơn trong lục địa Kết quả là gió thổi từ lục địa ra đại dương.
Vào mùa hè, nhiệt độ trên lục địa thường cao hơn so với ngoài đại dương, dẫn đến áp suất khí quyển trên lục địa thấp hơn Kết quả là, gió sẽ thổi từ đại dương vào lục địa.
Nguyên nhân hình thành là do sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm ở một khu vực nhất định nào đó
Ban ngày, khi mặt trời tỏa nhiệt, trái đất nóng lên khiến khí áp ở khu vực đất liền thấp hơn so với khí áp trên biển, từ đó tạo ra hiện tượng gió biển thổi vào đất liền.
Vào ban đêm, nhiệt độ ở đất liền thường thấp hơn so với ngoài biển do hiện tượng bức xạ nhiệt Sự chênh lệch nhiệt độ này dẫn đến việc khí áp ở đất liền giảm, tạo ra gió thổi từ biển vào đất liền.
Gió foenh hình thành khi gió từ vùng bằng phẳng gặp địa hình cao, dẫn đến nhiệt độ giảm xuống dưới điểm sương, gây mất hơi nước và hình thành mây, mưa Khi gió vượt qua đỉnh núi và thổi xuống dốc, nó trở nên ấm hơn, dẫn đến tình trạng nóng và khô Tại Việt Nam, gió Lào là một ví dụ điển hình của loại gió này, mang đặc tính nóng và khô.
Vòi rồng hay lốc xoáy (tiếng Anh: Tornado) là hiện tượng một luồng không khí xoáy tròn mở rộng ra từ một đám mây dông xuống tới mặt đất.
Vòi rồng hình thành từ cơn dông mạnh hoặc siêu mạnh, thường xuất hiện ở những khu vực có thời tiết xấu Mặc dù hiếm gặp, vòi rồng cũng có thể phát sinh từ dải gió giật mạnh hay cơn bão Nguyên lý hình thành vòi rồng liên quan đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí lạnh ở trên và không khí nóng ở dưới, khiến không khí nóng bị đẩy lên mạnh mẽ Tuy nhiên, khi vòi rồng xảy ra trên mặt nước, hiện tượng đối lưu và sự khác biệt nhiệt độ giữa các lớp không khí thường không rõ ràng, dẫn đến việc nguyên nhân chính xác của vòi rồng vẫn chưa được con người hiểu rõ hoàn toàn.
Phần lớn vòi rồng được hình thành từ mây dông tích điện, kéo dài trong vài giờ và có đường kính từ 10 đến 16 km, di chuyển hàng trăm dặm và sinh ra nhiều ống hút khổng lồ Chúng xuất phát từ vùng khí hậu có luồng khí nóng đi lên và khí lạnh đi xuống Quá trình hình thành bắt đầu từ sự tương tác giữa cơn dông và gió, khiến khí nóng ở dưới xoay tròn trong không trung Tiếp theo, dòng khí lạnh di chuyển xuống đất với vận tốc có thể vượt quá 160 km/h Đường kính vòi rồng có thể thay đổi từ vài chục mét đến vài kilômét, nhưng hầu hết có đường kính khoảng 50 m.
Vòi rồng là hiện tượng khí tượng đặc biệt nguy hiểm, có khả năng cuốn theo và ném xuống mọi vật thể, bao gồm cả những công trình xây dựng kiên cố như nhà gạch.
Vòi rồng có thể mang màu đen hoặc trắng khi nhìn từ xa, tùy thuộc vào các vật thể mà nó cuốn theo Khi xuất hiện trên đại dương, vòi rồng thường hút nước biển lên cao, tạo thành các cột nước ấn tượng.
Việc đo tốc độ gió của vòi rồng trực tiếp rất khó khăn do khả năng phá hủy của nó Năm 1971, nhà khí tượng Theodore Fujita từ đại học Chicago đã phát triển hệ thống phân loại vòi rồng dựa trên tác hại của chúng đối với công trình nhân tạo, được gọi là cân F Độ mạnh của vòi rồng được phân chia từ F0 đến F5, trong đó F0 có thể phá hủy ống khói và biển hiệu, còn F5 có khả năng thổi bay cả những ngôi nhà khỏi móng.
Với cấp F4 và F5, tốc độ gió của vòi rồng có thể lên tới 207 mph/333 km/h cho đến 261 mph/420 km/h
Vòi rồng di chuyển với tốc độ rất nhanh và gió xoáy mạnh, gây ra sự tàn phá khủng khiếp trên đường đi của nó Những vòi rồng nhỏ có thể làm hư hại biển hiệu giao thông và các công trình kiến trúc yếu kém, trong khi những vòi rồng mạnh mẽ có khả năng cuốn bay ô tô, phá hủy nhà cửa kiên cố, và thậm chí là cầu cống Chúng còn có thể cuốn theo cả con người và động vật, để lại sự tàn phá nặng nề.
Những vòi rồng gây hậu quả lớn trong lịch sử
Trậnlốc xoáy vòi rồng tồi tệ nhất ở Mỹ xảy ra ngày 18 tháng 3 năm 1925 Cùng một lúc
Bảy vòi rồng đã xuất hiện tại ba bang Illinois, Missouri và Indiana, gây ra cái chết cho 740 người và tàn phá nhiều cơ sở hạ tầng Một thảm họa vòi rồng đáng nhớ khác xảy ra vào ngày 3 tháng 4 năm 1974, khi 148 vòi rồng nhỏ xuất hiện, khiến 315 người thiệt mạng từ bắc Alabama đến bang Ohio.
On June 12, 1899, a tragic event in St Croix County, Wisconsin, resulted in the deaths of 117 people Similarly, on April 5, 1936, a devastating disaster in Tupelo, Mississippi, claimed 216 lives Another catastrophic occurrence on April 9, 1947, in Woodward, Oklahoma, led to the loss of 181 individuals Lastly, on June 8, 1953, Flint, Michigan, experienced a calamity that resulted in 115 fatalities.
Khi vòi rồng xảy ra, việc phòng tránh rất khó khăn, đặc biệt là với loại có tốc độ lớn Người dân cần nhanh chóng tìm nơi trú ẩn an toàn, như tầng hầm hoặc các khu vực kín đáo trong tòa nhà như phòng họp hoặc phòng tắm Tuyệt đối không trú ẩn trong xe hơi hay nhà di động, vì chúng có thể bị cuốn bay Tránh xa những công trình lớn với mái rộng như thính phòng hay siêu thị, vì dễ bị sập Nếu ở ngoài trời, hãy tìm chỗ nấp trong rãnh hoặc mương sâu và che đầu cẩn thận để tránh bị thương do đất đá rơi.
DỤNG CỤ ĐO GIÓ, CÁC QUAN TRẮC GIÓ
1 Các yếu tố gió: hướng gió và tốc độ gió.
Gió được đặc trưng bởi hai yếu tố chính: Vận Tốc gió và Hướng gió Hướng gió được xác định từ đường chân trời, thổi vào phía người quan sát Cấp gió được phân loại theo thang đo Beaufort.
2 Các dụng cụ đo các yếu tố gió.
Máy đo gió hình chén
Dạng máy đo gióhình chén, được phát minh bởi tiến sĩ John Thomas Romney Robinson
(1846), đài quan sát Armagh, là thiết bị nổi tiếng và được dùng rộng rãi, và là một trong những thiết bị đo gió đầu tiên
Máy được thiết kế với 4 chén hình bán cầu, mỗi chén gắn vào một đầu của hai tay đòn nằm ngang vuông góc với nhau Ở giữa, có một trục đứng tại giao điểm của hai tay đòn, cho phép các chén quay xung quanh Hệ thống truyền động sẽ đếm số vòng quay của trục, từ đó tính toán vận tốc gió dựa trên số vòng quay trong một khoảng thời gian nhất định.
Các chén được bố trí đối xứng ở cuối mỗi tay đòn, giúp gió luôn thổi vào phía trong chén Mặc dù phía sau của chén cũng hướng vào gió, nhưng áp suất gió ở đó không đáng kể, dẫn đến sự xoay vòng được tạo ra Mỗi chén sẽ tạo ra lực để tiếp tục quá trình xoay này.
2.2 Máy đo dạng cối xay gió
Một loại máy đo vận tốc gió khác là máy đo gió dạng cối xay gió, với trục quay nằm ngang và song song với hướng gió Khi gió đổi chiều, trục quay cũng thay đổi, giúp chong chóng chỉ đúng hướng gió Thiết bị này hoạt động hiệu quả trong các trường hợp hướng gió ổn định, như trong hệ thống thông gió của mỏ hoặc nhà cao tầng.
3 Cách xác định các yếu tố gió trên tàu biển.
Việc xác định vận tốc gió trên tàu cần chú ý đến tốc độ và hướng gió biểu kiến, được đo bằng máy đo gió Tốc độ gió biểu kiến bao gồm tốc độ gió thật cộng với tốc độ gió do tàu tạo ra, trong đó tốc độ gió do tàu sinh ra luôn ngược hướng với hướng di chuyển của tàu.
Do đó muốn tìm tốc độ gióthật và hướng gió thật thì ta phải giải bài toán. Đơn vị xác định tốc độ gió tính (knots, Km/h, m/s…….)
Xác định góc dạt gió bằng công thức sau:
TẦM NHÌN XA KHÍ TƯỢNG
Tầm nhìn xa là khả năng phân biệt các mục tiêu ở khoảng cách lớn Những yếu tố ảnh hưởng đến tầm nhìn xa bao gồm độ trong suốt của khí quyển, độ tương phản của ánh sáng và độ nhạy của mắt người quan sát.
2 Phân loại tầm nhìn xa
2.1 Tầm nhìn xa khí tượng
Khoảng cách lớn nhất mà mắt thường có thể phát hiện mục tiêu màu đen trong điều kiện độ trong suốt của khí quyển vào ban ngày.
2.2 Tầm nhìn xa địa lý
Là khoảng cách từ mắt người quan sát đến đường chân trời nhìn thấy. d = là tầm nhìn xa địa lý
R = bán kính trái đất h = độ cao mắt người quan sát so với mực nước biển
3 Quan trắc tầm nhìn xa trên tàu biển
Cấp nhìn xa Khoảng cách
(m) Đặc điểm thời tiết Đặc trưng quy ước tầm nhìn
0 0 – 50 Mù dày đặc Tầm nhìn cực kỳ xấu
1 50 -200 Mù dày Tầm nhìn rất xấu
2 200 -500 Mù vừa, tuyết rất dày Tầm nhìn rất xấu
3 500 – 1.000 Mù yếu, tuyết dày Tầm nhìn xấu
4 1.000 – 2.000 Tuyết vừa, mưa rất to Tầm nhìn xấu
5 2.000 – 4.000 Tuyết yếu, mưa to Tầm nhìn trung bình
6 4.000 – 10.000 Mưa vừa, tuyết rất yếu Tầm nhìn trung bình
Mưa nhỏ, mây thay đổi Tầm nhìn tốt
Không có giáng thủy Tầm nhìn rất tốt
9 Trên 50.000 Khí quyển trong suốt Tầm nhìn cực tốt d = (2.R.h) 1/2
SÓNG BIỂ N
Sóng biển là sự dao động của các phân tử nước quanh vị trí cân bằng
Sóng gió: Xuất hiện dưới tác dụng của gió.
Sóng thuỷ triều: Xuất hiện dưới tác dụng của các lực hút tuần hoàn của mặt trăng mặt trời
Sóng gió áp: Xuất hiện liên quan với độ lệch của mặt đại dương khỏi vị trí cân bằng dưới tác dụng của gió
Sóng địa chấn: Xuất hiện do các quá trình động lực xảy ra trong vỏtrái đất như động đất, núi lửa hoạt động.
Sóng do tàu gây ra
Các yếu tố của sóng biển bao gồm độ cao sóng (h), được định nghĩa là khoảng cách tính bằng mét từ đỉnh sóng đến chân sóng, và độ dài sóng, là khoảng cách theo chiều ngang giữa hai đầu sóng, cũng được đo bằng mét.
Ngọn sóng: Là phần sóng nằm trên mực nước cân bằng.
Bụng sóng: Là phần sóng nằm dưới mực nước cân bằng.
Tốc độ (c):Là khoảng cách mà một đấu sóng dịch chuyển trong một giây theo hướng truyền sóng.
Chu kỳ (ơ): Là khoảng thời gian tính bằng giây giữa hai đầu sóng liên tiếp cùng qua một điểm nào đó trên mặt biển
Sự lắc của các tàu biển.
Làm hư hại đến cấu trúc con tàu.
Làm giảm tốc độ con tàu
Làm hư hại đến hàng hoá trên tàu
Làm ảnh hưởng đến sức khoẻ thuyền viên.
Cấp sóng Độ cao sóng (m) Đặc điểm của sóng
VIII 8.00 – 11.00 Sóng rất rất mạnh
IX Từ 11.00 trở lên Sóng mạnh khác thường
Sóng biển được chia làm 3 loại, căn cứ vào độ sâu :
S ÓNG BIỂN
Sóng biển là sự dao động của các phân tử nước quanh vị trí cân bằng
Sóng gió: Xuất hiện dưới tác dụng của gió.
Sóng thuỷ triều: Xuất hiện dưới tác dụng của các lực hút tuần hoàn của mặt trăng mặt trời
Sóng gió áp: Xuất hiện liên quan với độ lệch của mặt đại dương khỏi vị trí cân bằng dưới tác dụng của gió
Sóng địa chấn: Xuất hiện do các quá trình động lực xảy ra trong vỏtrái đất như động đất, núi lửa hoạt động.
Sóng do tàu gây ra
Các yếu tố của sóng biển bao gồm độ cao sóng, được đo bằng mét từ đỉnh đến chân sóng, và độ dài sóng, là khoảng cách tính bằng mét theo chiều ngang giữa hai đầu sóng.
Ngọn sóng: Là phần sóng nằm trên mực nước cân bằng.
Bụng sóng: Là phần sóng nằm dưới mực nước cân bằng.
Tốc độ (c):Là khoảng cách mà một đấu sóng dịch chuyển trong một giây theo hướng truyền sóng.
Chu kỳ (ơ): Là khoảng thời gian tính bằng giây giữa hai đầu sóng liên tiếp cùng qua một điểm nào đó trên mặt biển
Sự lắc của các tàu biển.
Làm hư hại đến cấu trúc con tàu.
Làm giảm tốc độ con tàu
Làm hư hại đến hàng hoá trên tàu
Làm ảnh hưởng đến sức khoẻ thuyền viên.
Cấp sóng Độ cao sóng (m) Đặc điểm của sóng
VIII 8.00 – 11.00 Sóng rất rất mạnh
IX Từ 11.00 trở lên Sóng mạnh khác thường
Sóng biển được chia làm 3 loại, căn cứ vào độ sâu :
Sóng thần, mặc dù hình thành ở tầng nước sâu khoảng 4000 m dưới mực nước biển, lại được coi là sóng ở tầng nước nông khi tiến vào vùng ven bờ Khi sóng thần di chuyển vào vùng nước nông, khoảng thời gian của sóng không thay đổi, nhưng chiều dài sóng giảm liên tục, dẫn đến việc nước tích tụ thành một mái vòm khổng lồ, hiện tượng này được gọi là hiệu ứng "bị cạn".
Dấu hiệu của một đợt sóng thần sắp tới
Những dấu hiệu sau đây thường báo trước một cơn sóng thần:
Các bong bóng chứa khí gas nổi lên mặt nước làm ta có cảm giác như nước đang bị sôi
Nước trong sóng nóng bất thường
Nước có mùi trứng thối (khí hyđro sulfua) hay mùi xăng, dầu
Nước làm da bị mẩn ngứa
Nghe thấy một tiếng nổ như là:
- tiếng máy nổ của máy bay phản lực
- hay tiếng ồn của cánh quạt máy bay trực thăng, hay là
Biển lùi về sau một cách đáng chú ý
Vệt sáng đỏ ở đường chân trời.
BĂNG BIỂN
Trong môi trường nước ngọt, băng hình thành khi mùa đông đến, khi lớp nước trên bề mặt nguội dần Khi nhiệt độ đạt khoảng 4°C, lớp nước này trở nên nặng hơn và chìm xuống dưới các lớp nước nhẹ và ấm hơn Quá trình này diễn ra liên tục, dẫn đến sự hình thành băng trên mặt nước.
Có rất nhiều loại băngnhư :Màng băng; Bọt tuyết; Băng xốp; Băng vỏ dẻo; Băng vỏ giòn; Băng bánh tráng;
Băng trẻ: Là một dạng chuyển tiếp của băng vỏ dẻo và băng một năm.
Băng già: Là băng ít tan trong một mùa hè
+Đống băng khổng lồ: Rộng khoảng 10Km
+Đống băng rộng: Rộng khoảng 2-10Km
+Đống băng lớn: Rộng khoảng 500-2000m
+Các khối vụn của đống băng: Rộng khoảng 20-100m
3.Các Yếu Tố Đặc Trưng Của Băng: Độ dày của băng. Độ xốp của băng
4.Ảnh Hưởng Của Băng Biển Đến Hàng Hải:
*Độ ổn định của tàu.
*Hệ thống bơm và hệ thống ống dẫn.
*Khả năng làm việc của thuyền viên.
*Hình ảnh một tàu bị băng đống cứng
HẢ I LƯU
Hải lưu (Dòng chảy) là sự chuyển dịch của các phân tử nước từ nơi này đến nơi khác trên đại dương.
Là lực tạo ra do sự phân bố không đều của mật độ nước theo chiều ngang. Độ dốc mực nước biển do gió, áp
Lực ma sát của gió
Phân theo lực tác động hay các yếu tố tác động nên dòng chảy như: gió, dòng thuỷ triều.v.v.
Phân theo mức độ ổn định:
+Dòng chảy cố định: Là dòng chảy có hướng và tốc độ ít thay đổi trong một thời gian dài (một mùa hay trong một năm)
+Dòng chảy tuần hoàn: Là dòng chảy có hướng và tốc độ thay đổi theo một chu kỳ nhất định.
+Dòng chảy tức thời là dòng chảy sinh ra không theo một qui luật nào cả do gió thổi nhất thời.
Phân theo đặc điểm chuyển động: Dòng chảy thẳng, dòng chảy cong.v.v
Phân theo tính chất lý hoá: Dòng chảy nóng, dòng chảy lạnh
4.Dụng Cụ Đo Dòng Chảy:
Lưu tốc kế là thiết bị dùng để đo trực tiếp dòng chảy tại các khu vực gần bờ và ngoài khơi Nó được cấu tạo từ một bộ cảm ứng chong chóng với bốn chân vịt nhẹ, cho phép đo đạc cả hướng và tốc độ dòng chảy.
Lưu tốc ký: Ghi lại hướng và tốc độ dòng chảy
5.Ảnh Hưởng Của Dòng Chảy:
Dòng chảy có thể làm tăng hoặc giảm vận tốc của tàu khi di chuyển xuôi hoặc ngược dòng, do đó việc nắm bắt đặc tính của dòng chảy là rất quan trọng để ứng dụng vào thực tiễn, từ đó giúp tăng tính kinh tế khi vận hành tàu.
Chú ý: Sử dụng hải đồ Current chart để nắm bắt các dòng chảy toàn cầu, đồng thời hải đồ Routing chart hỗ trợ thiết lập tuyến đường chạy tàu hiệu quả và kinh tế hơn.
BÀI 2: CÁC HẢI LƯU CHÍNH TRÊN ĐẠI DƯƠNG THẾ GIỚI
1 Một số dòng hải lưu trên Đại dương
HẢI LƯU
Hải lưu (Dòng chảy) là sự chuyển dịch của các phân tử nước từ nơi này đến nơi khác trên đại dương.
Là lực tạo ra do sự phân bố không đều của mật độ nước theo chiều ngang. Độ dốc mực nước biển do gió, áp
Lực ma sát của gió
Phân theo lực tác động hay các yếu tố tác động nên dòng chảy như: gió, dòng thuỷ triều.v.v.
Phân theo mức độ ổn định:
+Dòng chảy cố định: Là dòng chảy có hướng và tốc độ ít thay đổi trong một thời gian dài (một mùa hay trong một năm)
+Dòng chảy tuần hoàn: Là dòng chảy có hướng và tốc độ thay đổi theo một chu kỳ nhất định.
+Dòng chảy tức thời là dòng chảy sinh ra không theo một qui luật nào cả do gió thổi nhất thời.
Phân theo đặc điểm chuyển động: Dòng chảy thẳng, dòng chảy cong.v.v
Phân theo tính chất lý hoá: Dòng chảy nóng, dòng chảy lạnh
4.Dụng Cụ Đo Dòng Chảy:
Lưu tốc kế là thiết bị dùng để đo trực tiếp dòng chảy ở các khu vực gần bờ và ngoài khơi Nó được cấu tạo từ một bộ cảm ứng chong chóng với bốn chân vịt nhẹ, cho phép đo lường cả hướng và tốc độ dòng chảy.
Lưu tốc ký: Ghi lại hướng và tốc độ dòng chảy
5.Ảnh Hưởng Của Dòng Chảy:
Dòng chảy ảnh hưởng đến vận tốc của tàu khi di chuyển xuôi hoặc ngược dòng, vì vậy việc hiểu rõ đặc tính của dòng chảy là cần thiết để tối ưu hóa hiệu quả kinh tế trong hoạt động chạy tàu.
Để hiểu rõ các dòng chảy trên thế giới, chúng ta cần dựa vào hải đồ Current chart Ngoài ra, hải đồ Routing chart cũng rất hữu ích trong việc thiết lập các tuyến đường chạy tàu hiệu quả và kinh tế hơn.
BÀI 2: CÁC HẢI LƯU CHÍNH TRÊN ĐẠI DƯƠNG THẾ GIỚI
1 Một số dòng hải lưu trên Đại dương
Hải lưu đảo Baffin Đại Tây Dương
Hải lưu Gulf Stream (hay dòng Vịnh)
Hải lưu bắc xích đạo
Hải lưu nam xích đạo
Hải lưu Nam Đại Tây Dương
Hải lưu Bắc Thái Bình Dương
Hải lưu Humboldt(hay hải lưu Peru)
Hải lưu Kuroshio (hay hải lưu Nhật Bản)
Hải lưu bắc xích đạo
Hải lưu nam xích đạo
Hải lưu Cromwell Ấn Độ Dương
Hải lưu bắc xích đạo
Hải lưu nam xích đạo
Hải lưu vòng Nam Cực
Hải lưu Kuroshio, hay còn gọi là hải lưu Nhật Bản, là một dòng hải lưu quan trọng ở tây Thái Bình Dương, chảy dọc theo bờ biển phía đông Đài Loan và hướng đông bắc qua Nhật Bản Tại đây, nó hợp lưu với dòng chảy phía đông của hải lưu Bắc Thái Bình Dương Tương tự như hải lưu Gulf Stream ở Đại Tây Dương, Kuroshio vận chuyển nước biển nhiệt đới ấm về phía bắc, hướng tới vùng cực Dòng hải lưu này còn được gọi là "hải lưu đen" do nghĩa của từ "kuroshio" trong tiếng Nhật, phản ánh màu sắc lam sẫm của nước biển trong khu vực.
Phần tương ứng phía bắc của nó là hải lưu Bắc Thái Bình Dương
Phần tương ứng phía đông của nó là hải lưu California
Phần tương ứng phía nam của nó là hải lưu bắc xích đạo.