Các quá trình vật lý khí quyển cơ bản

2.3.Các trình vật lý KQ NHIỆT ĐỘ SỰ BỐC HƠI ĐỘ ẨM KK SỰ NGƯNG KẾT MÂY GIÁNG THỦY ÁP SUẤT KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIÓ CÁC KHỐI KK VÀ FRONT KQ 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIĨ • Sự chuyển động theo phương nằm ngang phần tử KK gọi gió • Lực gradient khí áp nằm ngang: lực phát động gió G = − • Những lực xuất KK chuyển động: lực gradient khí áp nằm ngang tác động lên khối KK Ỉ xuất lực tác động lên khối KK ảnh hưởng đến tính chất chuyển động nó, gồm: l ∂P ρ ∂n • Lực Coriolis: Lực làm lệch quay trái đất - tác dụng theo hướng vng góc với chuyển động khối KK, bên phải bán cầu Bắc bên trái bán cầu Nam Độ lớn lực phụ thuộc vào vĩ độ địa lý ϕ, tốc độ chuyển động khơng khí V tốc độ góc quay trái đất ω A = 2ωVsinϕ 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIĨ • Lực ly tâm: xuất phần tử KK chuyển động theo quỹ đạo cong V C = r • V tốc độ chuyển động phần tử KK, • r bán kính quĩ đạo cong phần tử KK • Lực ma sát: hãm chuyển động tịnh tiến, đồng thời làm lệch hướng chuyển động phần tử KK Lực ma sát gây bởi: • Tác động giữ lại mặt đất lên khơng khí chuyển động (ma sát ngồi) • “Tính nhớt” thân khơng khí (ma sát trong) R = kV (k hệ số ma sát) 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIÓ Đặc trưng gió: • Tốc độ gió: biểu thị đại lượng trị số tốc độ • m/s • km/h • nút (1kts = 0,5m/s) • Bảng tốc độ gió (lực gió) – tính cấp theo bảng Bopho (Beaufort ) chia 12 cấp • tính độ gió từ phía bắc theo chiều kim đồng hồ: hướng bắc tương ứng 360o, hướng đông bắc 45o, hướng đông 90o, hướng nam 180o, hướng tây 270o 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIÓ Bảng tốc độ gió Beaufort 2.3.Các q trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIÓ Đặc trưng gió: • Hướng gió: hướng từ đâu gió thổi tới, gồm hướng hướng phụ • Biểu đồ hoa gió: biểu diễn phân bố hướng gió theo hướng đoạn nối có chiều dài tỷ lệ với tần suất gió 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIĨ Đặc điểm gió: • Đường dòng: đường mà điểm vectơ gió tiếp tuyến với Đường dòng xít tốc độ gió lớn • Đường dòng hội tụ xốy thuận, phân kỳ xốy nghịch • Sự hội tụ đường dòng phải kèm theo chuyển động KK thăng lên • Sự phân kỳ kèm theo chuyển động KK giáng xuống tỏa xung quanh 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIÓ Đặc điểm gió: • Trong xốy thuận mặt đất dòng khí hội tụ, tính liên tục xốy thuận mặt đất dòng thăng phát triển tạo mây mưa, phía cao khu vực xốy thuận dòng phân kỳ KK cao trì áp thấp xốy thuận • Trong khu vực xốy nghịch mặt đất dòng khí phân kỳ cao KK hội tụ, trì khí áp cao xốy nghịch 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIĨ Đặc điểm gió: • Hội tụ phân kỳ chất trường gió phân bố khí áp • Các đường dòng hội tụ hay phân kỳ phần ảnh hưởng ma sát KK chuyển động, có liên quan với hình hay địa hình mặt trải • Nếu KK chuyển động theo lòng khe hẹp dần lại, chẳng hạn dãy núi, đường dòng hội tụ lại; chuyển động theo lòng khe mở rộng dần đường dòng phân kỳ 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIĨ • Gió địa chuyển: dạng chuyển động đơn giản KK dựa chuyển động thẳng khơng có ma sát • Trong điều kiện gió này, phần tử KK chịu tác dụng lực gradient (G) khí áp lực Coriolis (A) Vì chuyển động chuyển động thẳng nên hai lực phải cân nhau, tức lượng đối hướng • Lực gradient có hướng thẳng góc với đường đẳng áp Ỉ nghĩa gió địa chuyển thổi dọc theo đường đẳng áp giữ cho bên trái hướng chuyển động vùng áp thấp 10 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Do tác dụng khuất gió sườn phía Đơng dãy Trường Sơn luồng khơng khí từ Tây Nam thổi lên, nên thời gian gió mùa Tây Nam khống chế Việt Nam, đặc biệt từ tháng V đến tháng VIII, tỉnh ven biển Bắc Trung Trung Bộ xuất thời tiết gió Tây khơ nóng, khó chịu Vì tác động hiệu ứng “fơn” sâu sắc nên nhiệt độ KK cao, trị số cao quan sát thấy vào khoảng 41-43oC biên độ nhiệt độ hàng ngày nhỏ, độ ẩm thấp, bầu trời gần hồn tồn quang mây, gió thổi đều mạnh làm khô kiệt nguồn nước bề mặt bốc lớn, làm cỏ cây, mùa màng khơng phát triển • Thời tiết thường kéo dài đợt vài ba ngày, có tới 5-7 ngày, cá biệt xảy 15 ngày liền, nhiệt độ tối cao ln trì mức 37oC, nhiệt độ ban đêm xấp xỉ khoảng 30oC 49 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Kiểu thời tiết áp thấp nóng phía Tây • Vào thời kỳ đầu mùa Hè, tầng thấp khu vực từ Đông Bắc Ấn Độ sang Myanmar thường hình thành vùng áp thấp nhiều phát triển sang tận Bắc Việt Nam gọi áp thấp nóng phía Tây (hoặc áp thấp nóng Ấn – Miến) Khi áp thấp nóng phía Tây khống chế thời tiết vùng lãnh thổ Việt Nam không giống nhau, đại thể vùng ven biển Trung Bộ quan trắc luồng gió nóng khơ, gần khơng có mưa, Bắc Bộ Nam Bộ nóng hơn, trời tương đối nhiều mây, chủ yếu mây Cu, có có mây Cb phát triển dơng nhiệt xuất vào chiều tối miền núi trung du 50 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Kiểu thời tiết dải hội tụ nhiệt đới • Các đới Tín phong hai bán cầu phân cách dải có gió khơng đều, thường gió yếu có gió giật mạnh Trong dải quan sát thấy có hội tụ dòng KK Ỉ dải hội tụ nhiệt đới (Intertropical Convergence Zone: ITCZ hay ICZ) • Vì hội tụ gió nên đối lưu dải mạnh lên phát triển lên đến độ cao lớn so với độ cao Tín phong Những chuyển động thăng mạnh chọc thủng phá vỡ lớp nghịch nhiệt Tín phong đới Mây dải thường mây tích (Cu) mây vũ tích (Cb) từ mây vũ tích thường quan trắc mưa rào mạnh Vị trí dải hội tụ nhiệt đới biến đổi hàng ngày, có có biến đổi lớn 51 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Kiểu thời tiết dải hội tụ nhiệt đới • Trên khu vực Đơng Nam Á, di chuyển dải hội tụ nhiệt đới có liên quan mật thiết với vị trí, cường độ hình dạng áp cao cận nhiệt đới Hướng dải hội tụ nhiệt đới khu vực Đông Nam Á thường Tây Tây Bắc – Đông Đơng Nam Nhưng có bão phát triển di chuyển lên phía Bắc làm cho hướng dải hội tụ nhiệt đới trở thành Đông Đông Bắc – Tây Tây Nam • Sự hoạt động dải hội tụ nhiệt đới có quan hệ mật thiết với biến động hồn lưu phía nhiệt đới Đặc trưng kiểu thời tiết trời nhiều mây, khả mưa có nhiều, dơng xảy hàng ngày lúc nào, nhiều mưa dầm kéo dài ngày liền, có tuần lễ với lượng mưa lớn 52 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Kiểu thời tiết ảnh hưởng xốy thuận nhiệt đới (XTND) • XTND loại nhiễu động KQ với khí áp thấp tâm gió mạnh vùng gần trung tâm đạt từ cấp trở lên (≥ 50 km/h), hình thành vùng biển nhiệt đới hai bên xích đạo từ 5o đến 20o vĩ tuyến • XTND phát triển vùng biển, đất liền chúng phát triển, có XTND đổ vào đất liền suy yếu nhanh ảnh hưởng lực ma sát làm cho KK dồn xoáy thuận nhiều hơn, tức làm cho xoáy thuận đẩy lên nhanh chóng • Trong khu vực từ 5o trở xích đạo hai bán cầu có XTND hình thành, khu vực lực Coriolis nhỏ khơng đủ điều kiện để hồn lưu xoáy thuận phát triển mạnh 53 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Phân loại XTND (Tổ chức khí tượng giới -WMO): ¾ Áp thấp nhiệt đới: 50 km/h ≤ Vmax ≤ 61 km/h ¾ Bão: 62 km/h ≤ Vmax ≤ 88 km/h ¾ Bão mạnh: 89 km/h ¾ Bão mạnh: Vmax ≥ 118 km/h • XTND có sức gió từ cấp trở lên có tần suất xuất lớn vào mùa Hè mùa Thu hai bán cầu, dải hội tụ nhiệt đới rời xa xích đạo nhiệt độ bề mặt nước biển cao 27oC, trừ khu vực Bắc Ấn Độ Dương vào mùa Hè XTND xuất hiện, thời gian dải hội tụ nhiệt đới khu vực dịch lên đất liền miền Nam Á, khu vực XTND phát triển vào mùa Xuân mùa Thu • Ở Nam Đại Tây Dương Đơng Thái Bình Dương khơng có XTND 54 xuất (khơng có điều kiện hình thành) 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Điều kiện hình thành bão: ¾ Khu vực đại dương có diện tích đủ lớn với T mặt biển cao >27oC ¾ Lực Coriolis đủ lớn để tạo xốy Bão thường hình thành đới giới hạn – 20O độ vĩ bên xích đạo ¾ Dòng KK có chênh lệch tốc độ gió mực 1,5 12 km nhỏ < 3m/s Æ bảo đảm tập trung ban đầu dòng ẩm vào khu vực bão ¾ Mặt đất phải có nhiễu động ban đầu (áp thấp dải hội tụ nhiết đới, phần tầng đối lưu khu áp cao có dòng phân kỳ) • Quỹ đạo điển hình bão: ban đầu di chuyển khu vực nhiệt đới, sau vượt ngồi vào khu vực ngoại nhiệt đới, có quỹ đạo parabol với đỉnh quỹ đạo hướng phía Tây Tuy nhiên quỹ đạo bão biến dạng muôn vẻ 55 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Lãnh thổ Việt Nam phía Đơng giáp với Biển Đơng, phận ổ hoạt động XTND Tây Bắc Thái Bình Dương –khu vực có số XTND hoạt động nhiều hành tinh • XTND hoạt động Biển Đơng bao gồm hình thành Biển Đông (chiếm 45%) di chuyển từ Tây Thái Bình Dương vào (chiếm 55%) XTND hoạt động Biển Đông tập trung vào thời gian tháng VII đến tháng XI (chiếm đến 80% tổng số XTND hoạt động năm Biển Đơng) Ỉ mùa bão Biển Đơng • Quĩ đạo XTND hoạt động Biển Đơng thấy có dạng parabol điển hình có xê dịch từ Bắc xuống Nam theo mùa rõ rệt 56 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Tháng VI áp cao cận nhiệt đới Tây Thái Bình Dương chưa phát triển mạnh Ỉ quĩ đạo XTND thường hướng lên phía Bắc ảnh hưởng đến khu vực Hoa Nam • Tháng VII – VIII quĩ đạo trung bình XTND có hướng vào khu vực từ 20oN trở • Tháng IX đường trung bình XTND dịch xuống phía Nam, từ Đèo Ngang trở • Tháng X trục đường trung bình dịch vào đến Quảng Nam – Quảng Ngãi • Tháng XI dịch xuống đến tỉnh Nam Trung Bộ • Tháng XII đường trung bình XTND lệch phía cực Nam Trung Bộ Nam Bộ 57 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Tốc độ di chuyển XTND hoạt động Biển Đơng trung bình 18 km/h, lớn đạt đến 40 – 45 km/h, tốc độ di chuyển chậm xấp xỉ số khơng (hầu đứng yên) thường thấy XTND di chuyển với quĩ đạo phức tạp • XTND đổ vào Việt Nam trung bình năm khoảng cơn, nhiều vào tháng IX, tháng X, tháng VIII, tháng VII, sau tháng XI tháng VI , tháng lại khoảng năm có lần 58 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • XTND đổ Việt Nam thường khơng mạnh lắm: ¾đối với XTND từ Tây Thái Bình Dương vào sau qua quần đảo Philippines bị suy yếu ma sát, vào Biển Đơng chưa kịp phục hồi phải đổ vào đất liền ¾đối với hình thành Biển Đơng chưa kịp mạnh lên nhiều đổ vào đất liền, vào đến đất liền địa hình núi non phức tạp nên XTND thường đẩy lên nhanh chóng xâm nhập thật sâu vào đất liền ¾Tuy nhiên miền duyên hải Việt Nam quan sát khí áp XTND xuống 980 mb gió mạnh đạt tới 35 – 45 m/s 59 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ Gió mùa mùa Hè • Trong khu vực trực tiếp vùng XTND, lượng mưa thường 100 mm/ngày đến 300-400 mm/ngày cao Trong đợt mưa ảnh hưởng bão, thường kéo dài 2-4 ngày, tập trung mưa lớn 1-2 ngày lượng mưa vùng XTND thường đạt tới 200 – 400 mm, có trường hợp đến 500 – 600 mm hay • Tuy nhiên, lượng mưa XTND phụ thuộc vào nhiều nhân tố, nên không thiết mạnh đem lại lượng mưa nhiều nhất, vùng mưa lớn XTND linh động, tùy thuộc vào đặc điểm XTND hình thời tiết thời gian khống chế XTND 60 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ gió tín phong • Kiểu thời tiết lưỡi áp cao cận nhiệt đới khống chế • Áp cao phó nhiệt đới Tây Thái Bình Dương tồn quanh năm Mùa Đơng cường độ yếu phạm vi nhỏ Ỉ ảnh hưởng đến Việt Nam • Mùa Hè, áp cao cận nhiệt đới có quan hệ mật thiết với hoạt động gió mùa mùa Hè Nam Á Đơng Nam Á ¾ Khi khí áp cao cao ngun Tây Tạng mạnh, hồn lưu xốy nghịch rõ rệt gió mùa mùa Hè khu vực bộc phát trì, lúc gió Tín phong suy yếu bị đẩy lùi xa ¾ Khi áp cao cao nguyên Tây Tạng suy yếu, hồn lưu xốy nghịch cao ngun khơng rõ rệt gió mùa mùa Hè gián đoạn Tín phong lại khống chế khu vực Đơng Nam Á, mà ngun nhân gây nên tình trạng mưa hạn hán 61ở số vùng mùa mưa 2.4.Các kiểu thời tiết ảnh hưởng đến VN Các kiểu thời tiết có liên quan với hệ gió VN: • Với hệ gió tín phong • Kiểu thời tiết lưỡi áp cao cận nhiệt đới khống chế • Ở vùng chịu ảnh hưởng áp cao cận nhiệt đới có dòng KK xuống, khối KK mang tính chất biển có độ ẩm cao trạng thái KQ bất ổn định nữa, thời tiết mưa có mưa rào nhẹ, trời sáng, mây có mây dạng tích trời tối, KK mát mẻ Chỉ rìa áp cao có nhiễu động xuất cho mưa • Kiểu thời tiết sóng Đơng • Là nhiễu động đới gió Đơng, dịch chuyển chậm từ đơng sang tây, tạo nên khu vực thời tiết tốt phía đầu sóng (phía tây trục sóng) khu vực tăng cường đối lưu gây nên thời tiết xấu sóng (phía đơng trục sóng) • Sóng đơng đơi quan trắc miền Bắc miền Trung62và miền Nam thấy thường xuyên Good Luck to You ! 63 ... nhiệt đới • Khối khơng khí xích đạo 20 2.3 .Các q trình vật lý KQ CÁC KHỐI KK VÀ FRONT KQ Các khối KK: Các điều kiện thời tiết khối KK: • Các khối KK ổn định • nóng ổn định: Các khối KK nóng xuất... vùng địa lý định mùa định 18 2.3 .Các trình vật lý KQ CÁC KHỐI KK VÀ FRONT KQ Các khối KK: phân loại: quan điểm: • Theo nhiệt: • Các khối KK nóng - khối KK sau xâm nhập vào miền địa lý lạnh từ... hướng đông 90o, hướng nam 180o, hướng tây 270o 2.3 .Các trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIÓ Bảng tốc độ gió Beaufort 2.3 .Các q trình vật lý KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK – GIÓ Đặc trưng gió: