bài 5 áp suất khí quyển và gió

1.1 Áp su ất khí quy ển – đơn v ị Áp su ất tiêu chu ẩn là áp su ất khí quy ển cân b ằng v ới c ột thu ỷ ngân cao 760mm ở nhi ệt độ 00C, tại v ĩ độ 450 ở mực nước biển, tương ứng 1 atm 1atm = 760mmHg = 1013.25 mb 1atm = 101.325 kPa 1.2 Sự biến đổi của áp suất theo độ

ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN VÀ GIÓ Trần Thanh Vân Bộ môn Sinh thái Nông nghiệp Khoa Môi trường Nội dung học 1.  Áp suất khí –  Khái niệm –  Sự biến đổi áp suất khí –  Diễn biến áp suất khí 2.  Gió –  Nguyên nhân hình thành gió –  Các ảnh hưởng tới gió –  Các đặc trưng gió –  Hoàn lưu khí 1.1 Áp suất khí – khái niệm •  Áp suất khí lực tác động lên đơn vị diện tích bề mặt gây trọng lượng cột không khí bề mặt đó; hay nói cách khác, áp suất khí trọng lượng cột không khí có tiết diện 1cm2, có độ cao tính từ mặt quan trắc tới giới hạn khí •  Đơn vị: mmHg miliba (mb); –  1mb = 0,75mmHg; –  1mb= 10-3 bar 1.1 Áp suất khí – đơn vị Áp suất tiêu chuẩn áp suất khí cân với cột thuỷ ngân cao 760mm nhiệt độ 00C, vĩ độ 450 1atm = 760mmHg = 1013.25 mb 1atm = 101.325 kPa mực nước biển, tương ứng atm 1.2 Sự biến đổi áp suất theo độ cao •  Áp suất khí lên cao giảm 1.2 Sự biến đổi áp suất theo độ cao (tiếp) •  Áp suất khí giảm không theo độ cao (do ρ): –  giảm nhanh lớp khí thấp –  giảm chậm lớp khí cao 1.2 Sự biến đổi áp suất theo độ cao (tiếp) •  Phương trình tĩnh học - thể biến thiên áp suất khí theo độ cao: dP/dz = -ρg Trong đó: -  dP/dz: mức độ chênh lệch khí áp theo độ cao -  ρ: mật độ không khí -  g: gia tốc trọng trường -  Dấu - biểu thị áp suất giảm theo độ cao 1.2 Sự biến đổi áp suất theo độ cao (tiếp) •  Áp suất khí độ cao xác định: P = Po xe − g ( z − zo ) RT Trong đó: -  P: áp suất khí độ cao z -  Po: áp suất khí độ cao zo -  T: nhiệt độ không khí trung bình zo z 1.2 Sự biến đổi áp suất theo độ cao (tiếp) •  Nhiệt độ không khí định độ cao cột khí •  Vùng không khí nóng áp giảm chậm theo chiều cao; vùng lạnh khí áp giảm nhanh theo độ cao •  Tại độ cao: không khí nóng có áp suất cao cột không khí lạnh không khí chuyển động phía cột không khí lạnh •  Ở mặt đất: cột không khí lạnh có áp suất cao không khí nóng nên dòng khí chuyển động phía nóng 1.3 Biến đổi áp suất khí theo phương nằm ngang •  Do khác nhiệt độ nên áp suất khí theo phương nằm ngang không đồng •  Gradient khí áp nằm ngang G P1 − P2 dP G = = L1 − L2 dL Trong đó: -  dP: chênh lệch áp suất địa điểm -  dL: khoảng cách theo phương nằm ngang hai địa điểm nguồn: The Atmosphere, 8th edition, Lutgens and Tarbuck, 8th edition, 2001 Gió thực Các đại lượng đặc trưng cho gió •  Hướng gió hướng khối không khí chuyển động đến Hướng gió xách định theo cách: –  Chọn hướng gió hoa gió: phổ biến nhất, theo cách gió xác định 16 hướng –  Biểu thị hướng gió góc độ: Dùng vòng tròn chân trời để biểu diễn hướng gió theo độ lớn góc chia độ –  Xác định hướng gió theo địa danh: lấy địa danh để gọi tên hướng gió Hoa gió biểu thị hướng gió góc độ Ký hiệu N NNE ENE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW Hướng gió Bắc Bắc Đông Bắc Đông Bắc Đông Đông Bắc Đông Đông Đông Nam Đông Nam Nam Đông Nam Nam Nam Tây Nam Tây Nam Tây Tây Nam Tây Tây Tây Bắc Tây Bắc Bắc Tây Bắc Độ 0° 22.5° 45° 67.5° 90° 112.5° 135° 157.5° 180° 202.5° 225° 247.5° 2700 292.5° 315° 337.5° Bảng cấp gió Beaufort Knots Bft m/s Km/h Tên cấp gió Dấu hiệu nhận biết 0 - 0,2 Lặng gió Khói lên thẳng 1-3 0,3-1,5 1-5 Gần lặng gió Khói bị lay nhẹ 4-6 1,6-3,3 6-11 Gió nhẹ Cây rung nhẹ, xào xạc 7-10 3,4-5,4 12-19 Gió nhẹ Cành rung, cờ bay nhẹ 11-15 5,5-7,9 20-28 Gió nhẹ Bụi giấy bị thổi bay 16-21 8,0-10,7 29-38 Gió vừa Cây nhỏ đu đưa 22-27 10,8-13,8 39-49 Gió mạnh Mặt ao, hồ gợn sóng 28-33 13,9-17,1 50-61 Gió mạnh Dây điện kêu vu vu 34-40 17,2-20,7 62-74 Gió mạnh (Gale) Người không ngược chiều 41-47 20,8-24,4 75-88 Gió mạnh Mái ngói nhà cấp bị lật 48-55 10 24,5-28,4 89-102 Gió bão (Storm) Rễ to bật lên 56-63 11 28,5-32,6 103-117 Gió bão lớn Sức phá mạnh, hư hại nhà kiên cố 64-71 12 32,7-36,9 118-133 Gió bão Đại cuồng phong Các loại gió •  Gió hành tinh •  Gió mùa •  Gió địa phương – Gió đất - biển – Gió núi – thung lũng Gió hành tinh nguồn  h'p://teachingboxes.org   Gió mùa •  Gió mùa gió thổi ổn định theo mùa •  Nguyên nhân sinh gió mùa chênh lệch nhiệt độ không khí lục địa đại dương dẫn đến chênh lệch áp suất hai khu vực •  Về mùa đông: gió mùa hướng từ đất liền biển •  Về mùa hạ: gió mùa hướng từ biển vào đất liền •  Gió mùa : quy mô rộng lớn, bao trùm khu vực rộng lớn phát triển tới độ cao 1km mùa đông 4-5km mùa hạ Sự thay đổi vùng khí áp theo mùa Sự thay đổi vùng khí áp theo mùa Gió đất - biển •  Gió đất, gió biển gió quan sát thấy ven biển, ven sông lớn •  Nguyên nhân: nóng lên lạnh không đất liền mặt nước trình ngày •  Gió thổi ban ngày từ biển vào đất liền gọi gió biển, •  Gió đất thổi vào ban đêm từ đất liền biển (nguồn http://kids.britannica.com) Gió núi – thung lũng •  Gió núi-thung lũng thứ gió đổi chiều cách tuần hoàn (thay đổi theo nhịp điệu ngày đêm) •  Nguyên nhân hình thành gió núi – thung lũng chênh lệch nhiệt độ khối không khí sát sườn núi khối không khí phía thung lũng có độ cao •  Ban ngày gió thổi từ thung lũng lên cao dọc theo sườn núi, gọi gió thung lũng •  Ban đêm, gió thổi từ sườn núi xuống thung lũng dọc theo sườn núi, gọi gió núi Gió núi thung lũng (nguồn: http://www.colorado.edu/) Gió phơn (foehn) •  Gió Phơn thứ gió địa phương, loại gió khô nóng trình biến tính khối không khí qua dãy núi cao •  Điều kiện hình thành –  Có chênh lệch áp suất lớn hai khu vực –  Gió phải vượt qua dãy núi •  Hiện tượng khối không khí ẩm vượt qua dãy núi cao trở nên khô nóng gọi hiệu ứng phơn Hiệu ứng phơn (nguồn: http://www.billcasselman.com) [...]... gọi tên hướng gió Hoa gió và biểu thị hướng gió bằng góc độ Ký hiệu N NNE ENE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW Hướng gió Bắc Bắc Đông Bắc Đông Bắc Đông Đông Bắc Đông Đông Đông Nam Đông Nam Nam Đông Nam Nam Nam Tây Nam Tây Nam Tây Tây Nam Tây Tây Tây Bắc Tây Bắc Bắc Tây Bắc Độ 0° 22 .5 45 67 .5 90° 112 .5 1 35 157 .5 180° 202 .5 2 25 247 .5 2700 292 .5 3 15 337 .5 Bảng cấp gió Beaufort Knots...1.3 Biến đổi của khí áp theo phương nằm ngang •  Bản đồ đường đẳng áp để thể hiện biến thiên khí áp theo phương nằm ngang •  Đường đẳng áp: là những đường liền nét, khép kín nối liền các điểm có cùng trị số áp suất •  Sử dụng trị số áp suất với đơn vị là mb (tránh ảnh hưởng của độ cao) Vùng áp cao và áp thấp Vùng lưỡi và vùng rãnh Vùng Yên 1.4 Diễn biến của áp suất khí quyển •  Diễn biến hàng... lớn và phát triển tới độ cao 1km về mùa đông và 4-5km về mùa hạ Sự thay đổi các vùng khí áp theo mùa Sự thay đổi vùng khí áp theo mùa Gió đất - biển •  Gió đất, gió biển là gió quan sát thấy ở ven biển, ven sông lớn •  Nguyên nhân: là do sự nóng lên và lạnh đi không đều của đất liền và mặt nước trong quá trình một ngày •  Gió thổi ban ngày từ biển vào đất liền gọi là gió biển, •  Gió đất thổi vào ban... 13,9-17,1 50 -61 Gió khá mạnh Dây điện kêu vu vu 34-40 8 17,2-20,7 62-74 Gió mạnh (Gale) Người không đi ngược chiều được 41-47 9 20,8-24,4 75- 88 Gió rất mạnh Mái ngói nhà cấp 4 bị lật 48 -55 10 24 ,5- 28,4 89-102 Gió bão (Storm) Rễ cây to bật lên 56 -63 11 28 ,5- 32,6 103-117 Gió bão lớn Sức phá mạnh, hư hại nhà kiên cố 64-71 12 32,7-36,9 118-133 Gió bão dữ Đại cuồng phong Các loại gió •  Gió hành tinh •  Gió mùa... •  Gió địa phương – Gió đất - biển – Gió núi – thung lũng Gió hành tinh nguồn  h'p://teachingboxes.org   Gió mùa •  Gió mùa là gió thổi ổn định theo mùa •  Nguyên nhân sinh ra gió mùa là do sự chênh lệch nhiệt độ không khí trên lục địa và đại dương dẫn đến sự chênh lệch áp suất giữa hai khu vực này •  Về mùa đông: gió mùa hướng từ đất liền ra biển •  Về mùa hạ: gió mùa hướng từ biển vào đất liền •  Gió. .. Knots Bft m/s Km/h Tên cấp gió Dấu hiệu nhận biết 1 0 0 - 0,2 1 Lặng gió Khói lên thẳng 1-3 1 0,3-1 ,5 1 -5 Gần lặng gió Khói hơi bị lay nhẹ 4-6 2 1,6-3,3 6-11 Gió rất nhẹ Cây rung nhẹ, lá xào xạc 7-10 3 3,4 -5, 4 12-19 Gió khá nhẹ Cành cây rung, cờ bay nhẹ 11- 15 4 5, 5-7,9 20-28 Gió nhẹ Bụi và giấy bị thổi bay 16-21 5 8,0-10,7 29-38 Gió vừa Cây nhỏ đu đưa 22-27 6 10,8-13,8 39-49 Gió hơi mạnh Mặt ao, hồ gợn... nằm ngang Các lực sinh ra và ảnh hưởng đến gió •  Lực phát động gradient khí áp (PGF) •  Lực Coriolis (CF) •  Lực ly tâm (Fc) •  Lực ma sát (F) Lực sinh ra gió •  Lực phát động gradient khí áp (PGF): xuất hiện khi có sự chênh lệch khí áp theo chiều nằm ngang để đẩy không khí chuyển động từ nơi áp cao đến nơi có áp thấp –  Hướng chuyển động trùng với hướng của gradient khí áp nằm ngang –  Độ lớn của... sinh ra gió •  Gió là sự chuyển động tương đối của không khí theo phương nằm ngang so với mặt đất •  Nguyên nhân sinh ra gió: Do sự chênh lệch nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất –  Theo vĩ độ địa lý (độ cao mặt trời) –  Tính chất mặt đệm •  Sự chênh lệch nhiệt độ gây ra sự chênh lệch về áp suất chuyển dịch của không khí từ vùng áp suất cao đến vùng áp thấp •  Sự dịch chuyển dừng khi có sự cân bằng áp suất. .. 8th edition, 2001 Gió thực Các đại lượng đặc trưng cho gió •  Hướng gió là hướng của khối không khí chuyển động đến Hướng gió có thể được xách định theo 3 cách: –  Chọn hướng gió bằng hoa gió: phổ biến nhất, theo cách này gió có thể xác định 16 hướng chính –  Biểu thị hướng gió bằng góc độ: Dùng vòng tròn chân trời để biểu diễn hướng gió theo độ lớn của góc chia độ –  Xác định hướng gió theo địa danh:... (10 giờ và 22 giờ); 02 cực tiểu (4 giờ và 16 giờ); rõ rệt nhất ở các vĩ độ nhiệt đới –  Biên độ dao động đạt tới 3-4mb; có thể tới 10-15mb khi thời tiết thay đổi đột ngột Biên độ giảm dần theo vĩ độ: vĩ độ 60 khoảng 0,3mb •  Diễn biến hàng năm: –  Trên lục địa: cực đại vào mùa đông, cực tiểu vào mùa hè; rõ rệt khi vĩ độ càng tăng –  Trên đại dương và vùng duyên hải: cực đại vào mùa hè, cực tiểu vào mùa