Câu 2: Tác động khí hậu là gì? Trình bày nguyên nhân bên ngoài và bên trong của hệ thống khí hậu? 1. Tác động khí hậu. Tác động bên ngoài: Gây nên bởi các tác nhân ngoài hệ thống khí hậu, như sự thay đổi của bức xạ mặt trời Tác động bên trong: Là những nhân tố bên trong hệ thống khí hậu, như sự phun núi lửa, sự biến đổi các tảng băng, sự tăng hàm lượng CO2, sự tàn phá rừng là những biến động trong các thành phần của hệ thống khí hậu Tác động bên trong dài hạn: Sự trôi dạt lục địa, vận động tạo sơn, biển đổi trục từ trường Trái đất,… a. Nhân tố bên ngoài Dao động Milankivitch: sự biến đổi của tham số quỹ đạo Trái Đất Biến đổi của độ lệch tâm quỹ đạo E • Chu kỳ khoảng 110000 năm. • 5 triệu năm trước: E~ 0.000483 – 0.060791, tương ứng với BXMT biến đổi từ +0.014% đến 0.170% so với hiện nay. • Hiện nay E~0.017 • Ảnh hưởng đến dao động nhiều năm. Biến đổi độ nghiêng của trục quay • Chu kỳ khoảng 40000 năm • Giá trị biến thiên trong khoảng từ 22 độ đến 24,5 độ. • Giá trị hiện nay : 23,5 độ. • Có ảnh hưởng đến dao động mùa. Biến đổi do tiến động của quỹ đạo • Do lực hấp dẫn giữa các hành tinh ( chủ yếu là sao Mộc), điểm cận nhật ( điểm quỹ đạo Trái Đất gần Mặt trời nhất) chuyển động trong không gian và quỹ đạo ellipse cũng chuyển động xoay quanh không gian. • Sự tiến động quỹ đạo này làm biến đổi các điểm phân theo thời gian. • Có hai chu kỳ cơ bản là 23000 năm và 18800 năm. Hoạt động của mặt trời Biến động của khí hậu trong lịch sử có liên quan đến chu kỳ vết đen Mặt Trời và có thể xem là nguyên nhân thứ 2 của biến đổi khí hậu. Chu kỳ này xuất hiện một cách tuần hoàn 22 năm, bằng 2 lần vết đen Mặt Trời mạnh. Cơ chế liên hệ giữa hoạt động vết đen Mặt Trời chưa được giải thích và tương quan đơn giản giữa khí hậu và vết đen Mặt Trời thường rất kém khi xem xét trong điều kiện toàn cầu. Những nhân tố bên ngoài khác Sự gia tăng aerosol trong tầng bình lưu và tầng đối lưu do bụi vũ trụ, sao băng. Tuy nhiên rất khó tách biệt những nguyên nhân này thành nguyên nhân bên ngoài hay nguyên nhân tự nhiên ( không do con người) b. Nhân tố bên trong: Biến đổi do con người gây ra Khí nhà kính Ozon tầng bình lưu • Vai trò của ozone tầng bình lưu: cản bức xạ có hại (UV) • Nguyên nhân gây lỗ thủng tầng bình lưu: CFCs, HCFCs. Sự biến đổi bề mặt đất • Biến đổi sử dụng đất, phá rừng, hoang mạc hoá và sa mạc hoá. • Biến đổi albedo bề mặt làm biến đổi bức xạ mặt trời hấp thụ. Biến đổi tự nhiên. Sự trào núi lửa • Tăng nhiệt độ (không khí, môi trường xung quanh) • Đóng góp chủ yếu là làm tăng H2S04 tầng bình lưu. • Làm tăng hàm lượng aerosol trong KQ, chủ yếu trú ngụ ở tầng bình lưu. Biến đổi của hoàn lưu đại dương • Vai trò tích luỹ và vận chuyển năng lượng của đại dương. • Ba thành phần của hoàn lưu đại dương: Dòng chảy bề mặt (do gió), hoàn lưu nước sâu (do gradient nhiệt và muối), dòng triều (mặt trăng, mặt trời). • Biến động tự nhiên của hoàn lưu đại dương có vai trò quan trọng đối với khí hậu. • Quy mô thời gian biến thiên từ chu kỳ băng hà đến chu kỳ hàng năm (ENSO).
MÔ HÌNH HÓA KHÍ HẬU VIỆT NAM và KHU VỰC Câu 1: MHH khí hậu là gì? Phân tích tương tác thành phần hệ thống khí hậu và biểu diễn tương tác chúng thông qua hệ phương trình nguyên thủy? Mô hình hoá khí hậu việc biểu diễn hệ thống khí hậu phương trình toán học mô tả trình vật lý, hoá học, sinh học,… xảy hệ thống Hệ thống phương trình dựa định luật bảo toàn : bảo toàn lượng, bảo toàn động lượng, bảo toàn khối lượng Phân tích tương tác: - HTKH gồm : -tất thành phần HTKH tương tác với phức tạp thông qua trình trao đổi lượng,động lượng, khối lượng, nước, -( chỗ phân tích tnao t ko biết , theo ý hiểu t linh tinh lắm,ko biết trình bày từ đâu) Phương trình: Câu 2: Tác động khí hậu là gì? Trình bày nguyên nhân bên ngoài và bên hệ thống khí hậu? Tác động khí hậu Tác động bên ngoài: Gây nên tác nhân hệ thống khí hậu, thay đổi xạ mặt trời Tác động bên trong: Là nhân tố bên hệ thống khí hậu, phun núi lửa, biến đổi tảng băng, tăng hàm lượng CO2, tàn phá rừng biến động thành phần hệ thống khí hậu Tác động bên dài hạn: Sự trôi dạt lục địa, vận động tạo sơn, biển đổi trục từ trường Trái đất,… Nhân tố bên Dao động Milankivitch: biến đổi tham số quỹ đạo Trái Đất - Biến đổi độ lệch tâm quỹ đạo E • Chu kỳ khoảng 110000 năm • triệu năm trước: E~ 0.000483 – 0.060791, tương ứng với BXMT biến đổi từ +0.014% đến -0.170% so với • Hiện E~0.017 • Ảnh hưởng đến dao động nhiều năm - Biến đổi độ nghiêng trục quay • Chu kỳ khoảng 40000 năm • Giá trị biến thiên khoảng từ 22 độ đến 24,5 độ - a Giá trị : 23,5 độ Có ảnh hưởng đến dao động mùa - Biến đổi tiến động quỹ đạo • Do lực hấp dẫn hành tinh ( chủ yếu Mộc), điểm cận nhật ( điểm quỹ đạo Trái Đất gần Mặt trời nhất) chuyển động không gian quỹ đạo ellipse chuyển động xoay quanh không gian • Sự tiến động quỹ đạo làm biến đổi điểm phân theo thời gian • Có hai chu kỳ 23000 năm 18800 năm Hoạt động mặt trời - Biến động khí hậu lịch sử có liên quan đến chu kỳ vết đen Mặt Trời xem nguyên nhân thứ biến đổi khí hậu - Chu kỳ xuất cách tuần hoàn 22 năm, lần vết đen Mặt Trời mạnh - Cơ chế liên hệ hoạt động vết đen Mặt Trời chưa giải thích tương quan đơn giản khí hậu vết đen Mặt Trời thường xem xét điều kiện toàn cầu Những nhân tố bên ngoài khác - Sự gia tăng aerosol tầng bình lưu tầng đối lưu bụi vũ trụ, băng - Tuy nhiên khó tách biệt nguyên nhân thành nguyên nhân bên hay nguyên nhân tự nhiên ( không người) Nhân tố bên trong: • • b Biến đổi người gây - Khí nhà kính - Ozon tầng bình lưu Vai trò ozone tầng bình lưu: cản xạ có hại (UV) • Nguyên nhân gây lỗ thủng tầng bình lưu: CFCs, HCFCs Sự biến đổi bề mặt đất • Biến đổi sử dụng đất, phá rừng, hoang mạc hoá sa mạc hoá • Biến đổi albedo bề mặt làm biến đổi xạ mặt trời hấp thụ Biến đổi tự nhiên Sự trào núi lửa • - - Tăng nhiệt độ (không khí, môi trường xung quanh) • Đóng góp chủ yếu làm tăng H2S04 tầng bình lưu • Làm tăng hàm lượng aerosol KQ, chủ yếu trú ngụ tầng bình lưu Biến đổi hoàn lưu đại dương • - • • • • Vai trò tích luỹ vận chuyển lượng đại dương Ba thành phần hoàn lưu đại dương: Dòng chảy bề mặt (do gió), hoàn lưu nước sâu (do gradient nhiệt muối), dòng triều (mặt trăng, mặt trời) Biến động tự nhiên hoàn lưu đại dương có vai trò quan trọng khí hậu Quy mô thời gian biến thiên từ chu kỳ băng hà đến chu kỳ hàng năm (ENSO) Câu 3: Hồi tiếp khí hậu là gì? Trình bày chế trình hồi tiếp khí hậu? Cho ví dụ minh họa cho trình hồi tiếp khí hậu? dạng hồi tiếp chính: + chế hổi tiếp albedo – băng + chế hổi tiếp nước + chế hổi tiếp mây + chế hổi tiếp lapse – rate (độ giảm nhiệt) Cơ chế hồi tiếp albedo – băng Hồi tiếp albedo – băng làm tăng độ nhạy khí hậu khoảng 30% Băng tuyết tan, phần lớn băng biển nên băng tan sẽ làm giảm diện tích băng giảm độ phản xạ tăng hấp thụ biển tăng nhiệt độ - - - Cơ chế hồi tiếp nước Hơi nước chiếm khoảng 60% lượng xạ sóng dài khí hấp thụ 0,3% khối lượng KQ (so với 0,06% CO2) hơi nước chất KNK quan trọng ko phải thành phần gây BDKH Hơi nước KQ định + Nhiệt độ KQ tăng khả giữ nước KQ tăng, độ bốc tăng + Nhiệt độ bề mặt đại dương định hàm lượng nước KQ + nhiệt độ tăng 10C độ ẩm tăng 7% Hồi tiếp nước làm tăng độ nhạy khí hậu ≈ lần Các mô hình hóa khí hậu tính đến hồi tiếp nước Cơ chế ??? Tại hay nói đến vai trò CO2 là nước nói đến BDKH? Do CO2 tồn lâu KQ nước tham gia chu trình nước nên tuần hoàn liên tục Đồng thời CO2 tăng nhiệt độ tăng nước KQ tăng - - • Cơ chế hồi tiếp mây Vai trò mây trình xạ + Mây phản xạ xạ mặt trời (hiệu ứng làm lạnh) + Mây hấp thụ xạ sóng dài (hiệu ứng làm ấm) Mây làm tăng albedo Trái đất lần từ 15% đến 30% Mây thấp tác động đến sóng ngắn thông qua albedo, mây cao tác động đến phát xạ sóng dài Có trình hồi tiếp mây + Làm nóng: mây ti (cirrus) mỏng, cao tạo thành phần tử băng, gần suốt với xạ sóng ngắn mặt trời hiệu việc bẫy sóng dài vùng hồng ngoại mây tăng KQ ấm lên + Làm lạnh: mây đối lưu thấp có albedo cao nên phản xạ xạ sóng ngắn Đồng thời có vai trò tốt việc bẫy xạ sóng dài trình phản xạ chiếm ưu tăng lên mây tầng thấp hiệu ứng làm lạnh KQ • • Cơ chế hồi tiếp lapse – rate Xu hướng ấm lên làm thay đổi cấu trúc nhiệt theo phương thẳng đứng KQ ấm lên ko đồng cột KQ KQ khô: 10C/km; KQ ướt: 0.60C/km Tại vùng nhiệt đới + Vùng nhiệt đới: tăng nhiệt độ tăng hoạt động đối lưu tăng nước bốc lên ngưng tụ cao vận chuyển ẩn nhiệt + nước nhiều tăng nhiệt độ cao + Lapse-rate giảm tăng phát xạ sóng dài (ORL) HỒI TIẾP ÂM Tại vùng vĩ độ trung bình + Các dòng theo phương ngang hạn Câu 4: Trình bày chế chuyển động thẳng đứng sai phân + Nhiệt độ cao tăng chậm không gian? nhiệt độ thấp đồ CTCS, FTCS + Lapse-rate tăng giảm phát xạ sóng dài (ORL) HỒI TIẾP nhược điểm DƯƠNG PHƯƠNG PHÁP • phương pháp lưới hữu hạn theo Trình bày sơ và FTUS? Ưu từng sơ đồ? LƯỚI Các trường Khí tượng thủy văn hàm liên tục theo không gian thời gian! Sai phân tiến : = (U(x + ▲x) - ux )/dx Sai phân trung tâm : = (U(x + ▲x) - U(x - ▲x))/2dx + u = (1) x= m.▲x với m = 0;1;2;3 m.▲x ứng với không gian t = n.▲t với n = 0;1;2;3 n.▲t ứng với thời gian Dạng : Sử dụng Sai phân Trung Tâm = ; Cm+1;n = Cm+1;n tương tự với C khác ( đạo hàm theo t m giữ nguyên vị trí đạo hàm theo x n giữ nguyên vị trí) Thay + u = vào ta : + u = Sau giải pt => : = – u () Vẽ hình : Dạng : Forward time centered space ( FTCS ) sử dụng sai phân tiến với thời gian sai phân trung tâm với không gian = Cm+1;n = Cm+1;n tương tự với C khác Thay vào công thức tính : = – u () Vẽ hình Dạng : Forward time uptream space (FTUS) sử dụng sai phân tiến : = Thay vào : = – u () Hình vẽ : Cm+1;n = Cm+1;n tương tự với C khác Câu 5: Trình lược sử mô hình khí hậu? Phân biệt dạng mô hình khí hậu (mô hình cân lượng, mô hình cột đơn, mô hình toàn cầu) • Vilhem Bjecknes (1962-1951): Cha đẻ khí tượng động lực, đưa hệ phương trình PES • Những năm 1940s 1950s máy tính khai thác quân đôi Mỹ Dự án dự báo nước dâng bão bờ đông Mỹ • Trong năm 1950 khoảng năm 1960: Các mô hình khí hậu hoàn lưu chung khí nhận trực tiếp từ mô hình số thiết kế cho dự báo thời tiết hạn ngắn • 1956, Tính toán tích phân dài hạn mô hình hoàn lưu chung khí đơn giản thực Norman Phillips bắt đầu mô hình hoàn lưu chung khí giải hệ phương trình đầy đủ • Giữa năm 1960s, mô hình đại dương chiều thành lập • Cuối năm 1960s, mô hình kết hợp phát triển, vượt qua không tương thích quy mô thời gian khí đại dương • Năm 1970: Mô hình chiều SD đề cập đến • Vào đầu năm 1970, nhóm nhà mô hình hóa khí hậu John Green dẫn đầu, thiết kế SD tương đối đơn giản độ phân giải thấp • Năm 1971 Richardson tính toán dự báo áp suất dựa 12 profile quan trắc thẳng đứng nhiệt độ áp suất trạm quan trắc khác Châu Âu • Khoảng năm 1980 tính đa dạng mô hình khí hậu dường bị lu mờ dạng: Các mô hình hoàn lưu chung khí GCM • Giữa đến cuối năm 1980 loạt vấn đề độ xác kết nảy sinh lí sai lệch tính chất phi tuyến mạnh trình phức tạp mô hình thúc đẩy nhiều nhóm mô hình hóa quay trở lại, theo trình tự hiểu biết để cố giắng cô lập chất trình • Những năm 1990: Các mô hình chiều SD thay đổi biến thành mô hình có độ phức tạp vừa phải EMICs, nhóm mô hình phát triển nhanh • Mikhail Budyko William Sellers công bố mô tả hai EBMs tương tự năm 1969 • Cũng thời gian này, RC (thường trung bình hóa toàn cầu) áp dụng cho toán nhiễu động khí quyển, bao gồm tác động phun trào núi lửa hiệu ứng việc gia tăng CO2 Quá trình tiến triển mô hình khí hậu * Phân biệt dạng mô hình khí hậu (mô hình cân lượng, mô hình cột đơn, mô hình toàn cầu) Có bốn dạng mô hình là: Các mô hình cân lượng (EBMs): - mô hình chiều chiều dự báo nhiệt độ bề mặt (chính xác nhiệt độ mực biển) hàm cân lượng Trái đất 1) - Trong trường hợp chiều, mối quan hệ đơn giản sử dụng để tính phân bố cân lượng dải vĩ độ 2) Các mô hình chiều trọng trình thẳng đứng • Các mô hình RC (đối lưu xạ): Thường tính profile nhiệt độ (thường trung bình toàn cầu) mô hình hóa trình xạ “hiệu chỉnh đối lưu” cách thiết lập lại gradient nhiệt độ thẳng đứng • Các SCMs (mô hình cột đơn): Là mô hình “trích” từ mô hình ba chiều đưa vào tất trình mô hình hóa ba chiều truyền lượng theo phương ngang * Mô hình SMC: - Trong mô hình đầy đủ có trao đổi theo phương ngang ô lưới - Nếu “chặn” dòng trao đổi lượng theo phương ngang (không có thành phần theo phương ngang hệ phương trình) => SCM 3,Các mô hình hạn chế số chiều: Có nhiều dạng khác nhau, thường biểu diễn khí hậu theo chiều phương ngang, chiều theo phương thẳng đứng, chiều theo phương ngang 4) Các mô hình hoàn lưu toàn cầu - Global circulation models (GCMs) • Bản chất ba chiều khí đại dương kết hợp chặt chẽ • Các mô hình mô hình kết hợp đầy đủ khí quyển-đại dương mô hình hệ thống khí hậu kết hợp (coupled climate system models), để thử nghiệm đánh mô hình hoàn lưu khí hoc đại dương độc lập • Những mô hình cố gắng mô phỏng nhiều trình có thể, tạo tranh ba chiều tiến triển theo thời gian trạng thái KQ Đại dương Câu 6: Trình bày cách xây dựng mô hình cân lượng chiều? Vai trò albedo hành tinh mô nào? Thiết lập phương trình cân O Tổng lượng xạ Mặt trời nhận đơn vị thời gian πR2S -R bán kính Trái đất -S độ trưng Mặt trời, với TĐất S=1370W/m2 O Diện tích bề mặt Trái đất 4πR2 -> tốc độ lượng nhập vào trung bình theo thời gian S/4 toàn TĐất O α albedo hành tinh,lượng xạ TĐất nhận là:πR2(1-α)S O Theo định luật Stephan-Boltzman,năng lượng phát TĐất 4πR2σTe4 σ số Stephan-Boltzman (5.6696E-8W/m K ) Te nhiệt độ hiệu dụng/nhiệt độ vật đen tuyệt đối tương đương O Cân lượng (1-α)S/4 = σTe4 O Nếu khí hành tinh có cac chất khí có khả hấp thụ nhiệt nhiệt độ bề mặt Ts>Te O Ts=Te+∆T Ts cho ԑσTe4=σTe4 O ∆T gia lượng nhiệt hiệu ứng nhà kính ,ԑ độ phát xạ hành tinh (planetaryemissivity) Vai trò albedo hành tinh mô hình: Các phần lượng mặt trời đến rải rác Trái đất trở lại không gian gọi albedo hành tinh Điều phản ánh lượng thành phần cân lượng trái đất quy trình phối độ lớn, phân phối khí hậu khí hậu thay đổi hình dạng biến đổi trái đất Đơn giản mô hình cân lượng hệ thống khí hậu không ổn định với thay đổi nhỏ lượng phản xạ vào không gian mô hình đơn giản với độ phản xạ nhạy cảm với nhiệt độ bề mặt, thay đổi tượng đối nhỏ lượng mặt trời hấp thụ xoay quanh mô hình từ gần trái đất bị đóng băng đến trạng thái hoàn toàn băng bao phủ Câu 6: Trình bày cách xây dựng mô hình cân lượng chiều? Vai trò albedo hành tinh mô nào? - Lý sử dụng mô hình EBMs Các mô hình đơn giản phí tích phân máy tính →có thể tích phân nhiều bước so với mô hình chiều • Các mô hình đơn giản hơn, dễ điều khiển trình khó hiểu đãđược loại bỏ, biểu diễn trình đơn giản Các mô hình EBMs Tổng hợp xạ vào cân với tổng xạ thoát quy mô • thời gian lớn EMB có hai dạng Mô hình - chiều: Trái đất xem điểm vũ trụ có nhiệt • độ hiệu dụng trung bình toàn cầu Te Mô hình - chiều : Nhiệt độ Trái đất biến đổi theo vĩ độ Thiết lập phương trình cân • Tổng lượng xạ Mặt trời nhận trênmột đơn vị thời gian R2S o R bán kính Trái đất o S độ trưng Mặt trời, với TĐất S=1370W/m2 • Diện tích bề mặt Trái đất π R2→ tốc độ lượng nhập vào trung bìnhtheo thời gian S/4 toàn TĐất • α albedo hành tinh, lượng xạ TĐất nhận là: π R2 (1 -α) S • Theo định luật Stephan-Boltzman, lượng phát TĐất 4π R2σTe4 o σ số Stephan-Boltzman (5.6696E-8 W/m2 K4) o Telà nhiệt độ hiệu dụng /nhiệt độ vật đen tuyệt đối tương đương • Cân lượng(1 - α) S/4 = σTe4 • Nếu khí hành tinh có cac chất khí có khả hấp thụ nhiệt →nhiệt độ bề mặt Ts> Te • Ts = Te + ∆T Ts cho ɛ σTe4= σTe4 • ∆T gia lượng nhiệt hiệu ứng nhà kính, độ phát xạ hành tinh • (planetary emissivity) • Câu 7: Tham số hóa vật lý là gì? Tại cần phải tham số hóa? Các dạng tham số hóa? - KN: Tham số hóa cần hiểu mô phỏng ảnh hưởng tiến trình mô phỏng thân tiến trình Phải tham số hóa Vật lí mô hình • Các mô hình giải đặc điểm tiến trình quy mô lưới; • Ngay phân giải lên cao giải toán quy mô này; Có thể lượng hóa số ô lưới tham số hóa; Các tiến trình ví dụ chuyển pha nước có quy mô nhỏ phức tạp • Các trình vi vật lí mây chưa hiểu biết tường tận, máy tính chưa đủ mạnh Các Quá trình tham số hóa vật lí Các trình ẩm Đối lưu ẩm, đối lưu nông ngưng kết quy mô lớn Bức xạ mây Tham số hóa xạ, mây Các thông lượng bề mặt Thông lượng từ đất, đại dương, băng biển (từ quan trắc mô hình) Xáo trộn rối Tham số hóa lớp biên hành tinh, lan truyền thẳng đứng, cản song trọng trường Có 03 dạng tham số hóa Các tiến trình diễn quy mô nhỏ quy mô lưới, đó không thểbiểu diễn tường minh phương trình chuyển động: Đối lưu, ma sát lớp biên bề mặt rối Các tiến trình liên quan đến vận chuyển nhiệt, nước phần tử(hóa học, xon khí) Các tiến trình đóng góp vào đốt nóng phi đoạn nhiệt Truyền xạ mưa Dự báo độ phủ mây Các tiến trình liên quan đến biến bên cạnh biến mô hình (như tiến trình bề mặt đất, chu trình cacbon, hóa học, xon khí, ….) • • - - Câu 8: Trình bày nhân tố hệ thống mô hình khí hậu? Vai trò nhân tốtrong hệ thống khí hậu nào? CÁC NHÂN TỐ CỦA HỆ THỐNG MÔ HÌNH KHÍ HẬU • Mô hình khí o Cân lượng xạ(Trái đất Mặt trời) o Tương tác lớp khác nhautrong khí o Hiệu ứng bề mặt (Albedo) o Mây, nước, CO2 khíkhác, xon khí o Động lực khí quyển: Phân bố gió,khí áp, tiến trình lớp biên o Chu trình nước Bốc giáng thủy Hình thành giáng thủy Mô hình bề mặt đất o Độ ẩm đất o Vai trò thực vật o Tuyết băng Mô hình đại dương o Động lực, hình thành nước sâu, tiến trình lớp biên o Mô hình tảng băng (ice sheet model): Khía cạnh lượng đềcập, chưa tính đến động lực o Mô hình băng biển - • • Vai trò: Khí : • Cung cấp nito cho thực vật, axit nitơrit cung cấp cho thực vật phát triển, cacbonit cần thiết cho quang hợp • Chống tác động phá hoại từ bên ngoài, lớp ôzôn ngăn chặn tia tử ngoại, khí bảo vệ trái đất khỏi sức phá hoại băng • Khí điều hoà nhiệt độ: ban ngày Trái đất đỡ nóng, ban đêm đỡ lạnh • Ở tầng đối lưu: nước bốc hơi->ngưng tụ mây mưa->có sống • Khí khuyếch tán tia sáng mặt trời làm bầu trời sáng, điều hoà màu sắc • Khí cần thiết cho việc truyền âm thanh, phản hồi sóng vô tuyến điện • Cung cấp O_2 cho qua trìn hô hấp động vật đảm bảo tồn chúng người • Là nơi xuất phát số tác nhân ngoại lực Đạidương : • Lưu trữ lượng nhiệt lớn, hình thành dòng không khí • Cung cấp nhiệt, nước, lượng, nhiệt lượng, động lượng cho trình KH • Dòng hải lưu => điều hòa khí hậu TĐ Bề mặt : • A/h đến chuyển động không khí, dòng chảy đại dương • Hình thành dòng không khí khác Trái Đất • Trao đổi lượng, nhiệt lượng, động lượng, CO2 • A/h albedo bề mặt, độ gồ ghề, bốc hơi, dòng chảy bề mặt đất Băng tuyết : • Băng tuyết p/xa 90% bx MT => giảm nhiệt độ TĐ • Tương tác với dỏng hải lưu => điều hòa KH • Lưu trữ lượng lớn KNK Câu 9: Điều kiện biên và điều kiện ban đầu là gì? Đối với mô hình khu vực chúng tasử liệu điều kiện biên nào? Phân tích chi tiết tác động điều kiện biên đến kếtquả mô phỏng/ dự báo/ dự tính khí hậu • • • • Điều kiện ban đầu: điều kiện nhận bước tích phân Điều kiện biên: mô hình sẽ cập nhật thông tin từ trường điều khiển sau bước thời gian tích phân Giá trị biên bước thời gian tích phân giá trị nội suy từ trường điều khiển cập nhật 3h, 6h, 12h Mô hình đòi hỏi điều kiện ban đầu tùy thuộc vào toán thực mà sẽ đòi hỏi loại điều kiện biên khác Xác định điều kiện biên điểm biên khí quyển: đất/ đại dương/băng, nhiệt độ, lớp phủ thực vật, v v… Đối với mô hình khu vực chúng tasử liệu điều kiện biên là: • • • • • Lượng xạ sóng dài Hệ số vận chuyển Albedo mây Albedo băng Nhiệt độ tới hạn Câu 10: Phân tích vấn đề chưa tham số hóa AR4 và AR5? Các GCMs AR4 Chu trình cacbon Phân bố cacbon (đang sử dụng lí thuyết well-mixed) Thực vật động (dynamic vegetation) Mô hình tảng băng động lực Cho trước kích cỡ Tương tác hóa học Cho trước lỗ thủng tầng ozone Tác động xon khí lên hình thành mây Chưa xem xét đến [...]... cả tác động của phun trào núi lửa và các hiệu ứng của việc gia tăng CO2 Quá trình tiến triển của các mô hình khí hậu * Phân biệt các dạng mô hình khí hậu (mô hình cân bằng năng lượng, mô hình cột đơn, mô hình toàn cầu) Có bốn dạng mô hình cơ bản là: Các mô hình cân bằng năng lượng (EBMs): - là các mô hình 0 chiều hoặc 1 chiều dự báo nhiệt độ bề mặt (chính xác hơn là nhiệt độ mực biển) như là hàm của... Các mô hình hoàn lưu toàn cầu - Global circulation models (GCMs) • Bản chất ba chiều của khí quyển và đại dương được kết hợp chặt chẽ • Các mô hình này có thể là các mô hình kết hợp đầy đủ khí quyển-đại dương hoặc mô hình hệ thống khí hậu kết hợp (coupled climate system models), hoặc để thử nghiệm và đánh giá như các mô hình hoàn lưu khí quyển hoc đại dương độc lập • Những mô hình này cố gắng mô phỏng... các mô hình khí hậu? Phân biệt các dạng mô hình khí hậu (mô hình cân bằng năng lượng, mô hình cột đơn, mô hình toàn cầu) • Vilhem Bjecknes (1962-1951): Cha đẻ của khí tượng động lực, đưa ra hệ các phương trình PES • Những năm 1940s và 1950s máy tính đầu tiên được khai thác do quân đôi Mỹ Dự án đầu tiên là dự báo nước dâng do bão tại bờ đông của Mỹ • Trong những năm 1950 và khoảng năm 1960: Các mô hình. .. Các mô hình một chiều chú trọng các quá trình thẳng đứng • Các mô hình RC (đối lưu bức xạ): Thường tính profile nhiệt độ (thường là trung bình toàn cầu) bằng mô hình hóa các quá trình bức xạ và “hiệu chỉnh đối lưu” bằng cách thiết lập lại gradient nhiệt độ thẳng đứng • Các SCMs (mô hình cột đơn): Là những mô hình được “trích” từ các mô hình ba chiều và đưa vào tất cả các quá trình có thể mô hình hóa. .. một tiến trình hơn là mô phỏng bản thân tiến trình đó Phải tham số hóa vì trong Vật lí mô hình • Các mô hình không thể giải các đặc điểm và tiến trình quy mô dưới lưới; • Ngay cả khi phân giải lên rất cao chúng ta không thể giải bài toán ở quy mô này; Có thể lượng hóa bằng một con số trong một ô lưới tham số hóa; Các tiến trình ví dụ như sự chuyển pha của hơi nước có quy mô quá nhỏ và phức tạp... độ lớn, phân phối và khí hậu và khí hậu thay đổi hình dạng biến đổi của trái đất 1 Đơn giản mô hình cân bằng năng lượng của hệ thống khí hậu không ổn định với những thay đổi nhỏ trong năng lượng phản xạ vào không gian 2 trong các mô hình đơn giản với độ phản xạ quá nhạy cảm với nhiệt độ bề mặt, thay đổi tượng đối nhỏ trong năng lượng mặt trời được hấp thụ có thể xoay quanh các mô hình này từ một gần... xây dựng mô hình cân bằng năng lượng 0 chiều? Vai trò của albedo hành tinh trong mô hình như thế nào? - Lý do sử dụng mô hình EBMs Các mô hình đơn giản nên chi phí ít hơn khi tích phân trên máy tính có thể tích phân nhiều bước hơn so với mô hình 3 chiều • Các mô hình đơn giản hơn, dễ điều khiển hơn vì các quá trình khó hiểu đãđược loại bỏ, chỉ biểu diễn những quá trình đơn giản nhất Các mô hình EBMs... nào? CÁC NHÂN TỐ CỦA HỆ THỐNG MÔ HÌNH KHÍ HẬU • Mô hình khí quyển o Cân bằng năng lượng và bức xạ(Trái đất và Mặt trời) o Tương tác giữa các lớp khác nhautrong khí quyển o Hiệu ứng bề mặt (Albedo) o Mây, hơi nước, CO2 và các khíkhác, xon khí o Động lực khí quyển: Phân bố gió ,khí áp, các tiến trình lớp biên o Chu trình nước Bốc hơi và giáng thủy Hình thành giáng thủy Mô hình bề mặt đất o Độ ẩm đất o... thể mô hình hóa ba chiều nhưng không có truyền năng lượng theo phương ngang * Mô hình SMC: - Trong mô hình đầy đủ có sự trao đổi theo phương ngang giữa các ô lưới - Nếu “chặn” các dòng trao đổi năng lượng theo phương ngang (không có các thành phần theo phương ngang trong hệ phương trình) => SCM 3,Các mô hình hạn chế số chiều: Có nhiều dạng khác nhau, thường biểu diễn khí hậu theo 2 chiều phương ngang,... khoảng năm 1960: Các mô hình khí hậu hoàn lưu chung khí quyển đầu tiên được nhận trực tiếp từ các mô hình số thiết kế cho dự báo thời tiết hạn ngắn • 1956, Tính toán tích phân dài hạn của mô hình hoàn lưu chung khí quyển đơn giản đầu tiên được thực hiện bởi Norman Phillips bắt đầu của các mô hình hoàn lưu chung khí quyển giải hệ phương trình đầy đủ • Giữa những năm 1960s, mô hình đại dương 3 chiều đầu