bồi dưỡng học sinh giỏi địa lý chuyên đề nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan

Chuyên đề: Nhiệt độ không khí tập liên quan -1- CHUYÊN ĐỀ: Nhiệt độ không khí A PHẦN MỞ ĐẦU I ĐẶT VẤN ĐỀ Nhiệt độ không khí yếu tố khí tượng – khí hậu có ảnh hưởng đến trình tự nhiên hoạt động kinh tế - xã hội sức khỏe người Về tự nhiên, nhiệt độ yếu tố trực tiếp gián tiếp gây tượng gió, mưa, bão, ảnh hưởng đến trình phong hóa, sinh trưởng phát triển phân bố sinh vật … Về kinh tế - xã hội, nhiệt độ không khí nghiên cứu vận dụng ngành kinh tế du lịch, sản xuất nông nghiệp… Nhiệt độ không khí Trái Đất phân bố phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Có thể nói nội dung khó nghiên cứu chuyên sâu, đòi hỏi phải có tham vấn chuyên gia, tài liệu chuyên ngành Đối với học sinh giáo viên trường chuyên việc nắm vững kiến thức nhiệt độ không khí, yêu cầu vận dụng kiến thức học để giải vấn đề đặt điều kiện cụ thể Ví dụ: Giải thích hình thành tượng Biến đổi khí hậu toàn cầu nay… Chúng xây dựng Chuyên đề nhiệt độ không khí nhằm cung cấp thêm tư liệu cách tiếp cận học tập, nghiên cứu giảng dạy phần này, để phục vụ cho thi HSG Tuy nhiên, trình bày nội dung khó nghiên cứu chuyên sâu, nên tài liệu không tránh khỏi thiếu sót, mong đồng nghiệp bạn đọc quan tâm bổ sung để Chuyên đề hoàn thiện II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đề tài xây dựng bao gồm kiến thức bản, chuyên sâu có tập liên quan để học sinh giáo viên thuận tiện tham khảo kiến thức, nâng cao hiệu dạy học thi HSG Đề tài gợi ý hướng tiếp cận nghiên cứu nhiệt độ không khí, đồng thời có đưa vào số nội dung mang tính thời sự, giúp có cách nhìn tổng thể toàn diện nhiệt độ Trái Đất Thông qua đề tài góp phần định hướng dạy học theo hướng phát huy lực học sinh trung học B PHẦN NỘI DUNG Chuyên đề: Nhiệt độ không khí tập liên quan -2- Một số khái niệm liên quan: 1.1.Nhiệt độ: Nhiệt độ tính chất vật lý vật chất hiểu nôm na thang đo độ "nóng" "lạnh" Vật chất có nhiệt độ cao nóng (Ngoài ra, có định nghĩa xác nhiệt độ nhiệt động lực học dựa vào định luật nhiệt động lực học, thuộc chuyên ngành chuyên sâu không trình bày đây) Nhiệt độ đo nhiệt kế Nhiệt độ đo đơn vị khác biến đổi công thức Trong hệ đo lường quốc tế, nhiệt độ đo đơn vị Kelvin, kí hiệu K Trong đời sống Việt Nam nhiều nước, đo độ C (1 độ C trùng 274,15 K)(Chú thích: độ C K, hai thang đo mức chia, có vạch xuất phát cách 273.15 độ, CHÚ Ý không dùng chữ "độ K" (hoặc "⁰K") ghi kèm số, kí hiệu K , ví dụ 45K, 779K, không ghi 45 độ K (hoặc 45⁰K), đọc 45 Kelvin, 779 Kelvin, "45 độ Kelvin", ) Trong đời sống nước Anh, Mỹ số nước, đo độ F (1 độ F trùng 255,927778 K)(xin thích: ⁰F = (1,8 x ⁰C) + 32, hay độ C 1.8 độ F, mức xuất phát thang đo khác nhau, tính nhiệt độ thể người khoảng 98 ⁰F) 1.2 Nhiệt độ tối cao - tối thấp Nhiệt độ không khí cao thấp có ảnh hưởng lớn đến đời sống người, gia súc trồng Tổ chức Khí tượng Thế giới có định ngưỡng nhiệt độ gây khó chịu người nhiệt độ không khí lớn 33 C, nhiệt độ tăng gây nguy hiểm đến sức khoẻ, dẫn đến chết người Nhiệt độ không khí trung bình ngày cao liên quan đến tượng thời tiết nắng nóng Mức độ nắng nóng theo nhiệt độ cao Khi nhiệt độ tối cao ngày lớn 35 0C ngày coi nắng nóng; nhiệt độ tối cao ngày lớn 38 0C ngày coi nắng nóng gay gắt Khi nhiệt độ không khí xuống thấp gây thiệt hại cho đời sống người, gia súc trồng Các đợt rét đậm, rét hại liên quan đến đợt không khí lạnh, đặc trưng nhiệt độ tối thấp ngày Đối với vùng đồng rét đậm xảy nhiệt độ trung bình ngày nhỏ 13 C; rét hại xảy nhiệt độ trung bình ngày nhỏ 11 0C Đối với vùng miền núi giá trị thấp 1.3 Biên độ nhiệt cách tính - Biên độ nhiệt độ: Sự lệch nhiệt độ cao nhiệt độ thấp khu vực khoảng thời gian.VD : ngày gọi biên độ nhiệt ngày , năm gọi biên độ nhiệt năm - Cách tính: + Biên độ nhiệt ngày: lấy nhiệt độ cao ngày trừ nhiệt độ thấp ngày + Biên độ nhiệt tháng: lấy nhiệt độ cao tháng trừ nhiệt độ thấp tháng Chuyên đề: Nhiệt độ không khí tập liên quan -3- + Biên độ nhiệt năm: lấy nhiệt độ cao năm trừ nhiệt độ thấp năm 1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ 1.4.1 Vị trí địa lý Vị trí địa lý có ảnh hưởng đến nhiệt độ thông qua phương diện gần hay xa đại dương, nằm khoảng vĩ độ liên quan đến góc nhập xạ … 1.4.2 Hoàn lưu khí quyển: Các loại gió Trái Đất nguyên nhân tạo nên phân hóa nhiệt độ, gió Mậu dịch, gió Tây ôn đới, gió mùa Ví dụ: Việt Nam gió mùa mùa đông nguyên nhân làm cho nhiệt độ miền Bắc hạ thấp 1.4.3 Địa hình Địa hình có ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ mặt độ cao, hướng phơi hướng địa hình 1.4.4 Các nhân tố khác: Thảm thực vật, sông ngòi, hồ đầm, đặc điểm địa chất, mây mưa… Trong thực tiễn nhân tố tác động đồng thời mối qua hệ tổng hợp, nhiên tùy vào thời gian không gian mà có yếu tố mang tính chất định Việc chia nhân tố thuận lợi cho việc nghiên cứu, ý nghĩa tính khoa học NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRÊN TRÁI ĐẤT 2.1 Nhiệt độ tầng khí Nhiệt độ khí Trái Đất biến đổi theo độ cao so với mực nước biển; mối quan hệ toán học nhiệt độ độ cao so với mực nước biển biến đổi tầng khác khí quyển: - Tầng đối lưu: từ bề mặt Trái Đất tới độ cao 7-17 km, phụ thuộc theo vĩ độ (ở vùng cực 7–10 km) yếu tố thời tiết, nhiệt độ giảm dần theo độ cao đạt đến 50 °C Không khí tầng đối lưu chuyển động theo chiều thẳng đứng nằm ngang mạnh làm cho nước thay đổi trạng thái, gây hàng loạt trình thay đổi vật lý Những tượng mưa, mưa đá, gió, tuyết, sương giá, sương mù, diễn tầng đối lưu - Tầng bình lưu: từ độ cao tầng đối lưu đến khoảng 50 km, nhiệt độ tăng theo độ cao đạt đến °C Ở không khí loãng, nước bụi ít, không khí chuyển động theo chiều ngang chính, ổn định - Tầng trung lưu: từ khoảng 50 km đến 80–85 km, nhiệt độ giảm theo độ cao đạt đến -75 °C Phần đỉnh tầng có nước, có vài vệt mây bạc gọi mây quang - Tầng điện li: từ 80–85 km đến khoảng 640 km, nhiệt độ tăng theo độ cao lên đến 2.000 °C Ôxy nitơ tầng trạng thái ion, gọi tầng điện li Sóng vô tuyến phát từ nơi vùng bề mặt Trái Đất phải qua phản xạ tầng điện li truyền đến nơi giới Tại đây, Chuyên đề: Nhiệt độ không khí tập liên quan -4- xạ môi trường, nhiều phản ứng hóa học xảy ôxy, nitơ, nước, CO2 chúng bị phân tách thành nguyên tử sau ion hóa thành ion NO+, O+, O2+, NO3-, NO2- nhiều hạt bị ion hóa phát xạ sóng điện từ hấp thụ tia mặt trời vùng tử ngoại xa - Tầng ngoài: từ 500–1.000 km đến 10.000 km, nhiệt độ tăng theo độ cao lên đến 2.500 °C Đây vùng độ khí Trái Đất với khoảng không vũ trụ Vì không khí loãng, nhiệt độ lại cao, số phân tử nguyên tử chuyển động với tốc độ cao cố "vùng vẫy" thoát khỏi trói buộc sức hút Trái Đất lao khoảng không vũ trụ Do tầng gọi tầng thoát ly Tuy nhiêt, nhiệt kế, có thể, lại nhiệt độ thấp °C mật độ khí thấp nên truyền nhiệt mức độ đo đạc khó xảy Ranh giới tầng gọi ranh giới đối lưu hay đỉnh tầng đối lưu, ranh giới bình lưu hay đỉnh tầng bình lưu ranh giới trung lưu hay đỉnh tầng trung lưu v.v tầng có mặt ion O+ (