Sự bốc hơi trong không khí

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 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: • q trình tham gia vào vòng tuần hồn kín nước trái đất, đường chủ yếu để nước từ mặt địa cầu (đại dương, biển, hồ, sông, cối ) bay vào KQ • q trình chuyển pha nước (thể lỏng Ỉ thể hơi) 2.3.Các q trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Quá trình bốc • Các phân tử nước ln chuyển động với tốc độ khác nhau, có số phân tử có tốc độ lớn nằm mặt nước thắng lực hút phân tử bay từ nước vào lớp KK bên mặt nước Chính hạt nước tạo lượng ẩm dồn vào KQ • Đồng thời, có q trình ngược lại tức trình phân tử nước rơi từ KQ vào nước • Nếu hạt bay từ nước nhiều số lượng hạt rơi trở Ỉ tượng bốc nước • Số hạt nước bay từ mặt nước = số hạt nước rơi từ lớp KK bên trở vào nước Ỉ bốc ngừng lại Ỉ KQ mặt nước trở thành bão hòa nước Ỵ bốc xảy trường hợp nước lớp KK bên mặt nước chưa đạt tới mức bão hòa nước 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Sức trương bão hòa • • • • Là sức trương nước trạng thái bão hòa Đơn vị tính: milimét thủy ngân (mmHg) miliba (mb) tăng lên theo T: T cao sức trương bão hòa lớn Các hạt nước (của mây sương mù) thường xuất trạng thái lạnh KQ Trong điều kiện T -10oC, KQ thường vào trạng thái lạnh, T xuống thấp phận hạt nước đơng lại Ỉ KQ hạt nước hạt băng thường quan trắc thấy vùng cận kề 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Sức trương bão hòa - Độ lớn sức trương bão hòa chịu ảnh hưởng: • Độ cong mặt mà nước bám vào: mặt lõm sức trương nhỏ mặt phẳng mặt phẳng sức trương nhỏ mặt lồi • Trạng thể hạt mây (nước, băng) mà nước bám vào: hạt nước sức trương bão hòa lớn hạt băng • Thành phần chất hòa tan nước: chất muối hòa tan nước làm giảm sức trương bão hòa nước nước biển bốc chậm so với nước khoảng 2% • Điện tích giọt: điện tích làm giảm sức trương bão hòa nước (nhưng không đáng kể) 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Tốc độ bốc hơi: • Tốc độ bốc V lượng nước tính gam (g) bốc đơn vị thời gian (s) từ đơn vị diện tích bốc (cm2) Es − e f (v) p (Es – e) độ chênh lệch bão hòa sức trương bão hòa nước nhiệt độ bề mặt bốc sức trương thực tế KK bên mặt bốc p - áp suất KQ k - hệ số tỷ lệ f(v) - hàm tốc độ gió, v=0 Ỉ V nhỏ, v>0 Æ V tăng lên V = k • • • • 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Tốc độ bốc hơi: • Đo bốc cơng việc khó khăn Ỉ xác định lượng bốc khu vực địa lý rộng lớn người ta thường sử dụng phương pháp tính tốn • Ví dụ, muốn tính tốn lượng bốc lục địa người ta dùng lượng mưa, dòng chảy độ giữ nước đất, nghĩa yếu tố khác cân lượng nước có quan hệ với lượng bốc mà yếu tố xác định cách dễ dàng đường đo đạc 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Tốc độ bốc hơi: • Khi nói đến lượng bốc vùng hay vùng khác phải phân biệt rõ lượng bốc thực tế lượng bốc khả • Bốc khả khả bốc lớn khơng bị giới hạn nguồn ẩm • Mặt đất khơ lượng bốc thực tế nhỏ lượng bốc mặt nước điều kiện khác (do thiếu ẩm) 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Phân bố địa lý: • Vùng cực, điều kiện T thấp bề mặt, Es gần e nhỏ Ỉ độ hụt bão hòa (Es – e) nhỏ Ỵ bốc khả nhỏ • Vùng nhiệt đới, bốc khả dọc theo vùng bờ biển tương đối không lớn tăng mạnh vào sâu đất liền, đặc biệt vùng sa mạc • Vùng xích đạo, nơi thiếu hụt độ ẩm, bốc khả tương đối thấp • Trên đại dương, bốc thực tế lớn đất liền nhiều (do lượng bốc thực tế gần trùng với lượng bốc khả năng) - khu vực vĩ độ thấp trung bình, lượng bốc thực tế hàng năm vào khoảng 600 đến 2500 mm, cực đại đến 3000 mm • Trên lục địa lượng bốc hàng năm khoảng 100 – 200 mm 10 2.3.Các trình vật lý KQ NHIỆT ĐỘ SỰ BỐC HƠI ĐỘ ẨM KK SỰ NGƯNG KẾT MÂY MƯA ÁP SUẤT KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK - GIĨ 11 2.3.Các q trình vật lý KQ GIÁNG THỦY : Sự hình thành mưa: • • • nguyên nhân bản: trình chuyển vận khuếch tán nước từ phân tử mây sang phân tử mây khác Ỉ đặc biệt đám mây gồm phần tử mây khơng đồng kích thước khơng đồng tính chất Do sức trương bão hòa nước phân tử mây khác Ỉ kết quả: • giọt nước nhỏ bị bốc hơi, giọt nước to lớn thêm • giọt nước bị bốc hơi, tinh thể băng lớn thêm Khi giọt nước (và tinh thể băng) đám mây đủ lớn, tức chúng đủ nặng, thắng sức cản KK, hay nói cách khác, tốc độ rơi chúng thắng tốc độ thăng KK Ỉ chúng rơi từ đám mây xuống Ỉ giáng thủy xuất 40 2.3.Các trình vật lý KQ GIÁNG THỦY : Khả đám mây cho giáng thủy phụ thuộc vào độ bền vững keo Ỉliên quan đến cấu tạo vật lý đám mây (tính chất phân tử mây cấu thành đám mây): • Đám mây có cấu trúc đồng nhất, gồm giọt nước tinh thể băng bền vững theo kiểu chất keo Độ bền vững đặc biệt lớn phần tử mây có kích thước Ỉ kết tụ hồn tồn khơng xảy Ỉ đám mây khơng cho giáng thủy (mây trung tích Ac, ti tích Cc) • Đám mây cấu thành giọt nước có kích thước khác dẫn tới kết tụ cho mưa nhỏ mưa phùn (mây tầng St, tầng tích Sc) • Đám mây gồm giọt nước tinh thể băng cho giáng thủy thực thụ Những đám mây không bền vững theo kiểu chất keo (mây41vũ tích Cb, vũ tầng Ns, trung tầng As) 2.3.Các trình vật lý KQ GIÁNG THỦY : Các kiểu mưa: kiểu tùy theo tính chất rơi hạt mưa • • • Mưa phùn • mưa giọt nhỏ (d = 0,05 ∼ 0,5 mm), • tốc độ giọt mưa nhỏ, mắt thường khơng nhìn thấy • rơi từ đám mây St Sc Mưa thường • rơi vùng lãnh thổ rộng lớn • loại mưa có tính chất kéo dài • rơi từ đám mây Ns As Mưa rào • rơi khoảng không gian hẹp thời gian ngắn với giọt mưa lớn • Cường độ khoảng 0,5 ∼ mm/phút • rơi xuống từ đám mây Cb thường kèm theo dơng, tố 42 2.3.Các q trình vật lý KQ GIÁNG THỦY : Lượng giáng thủy: • biểu thị bề dày lớp nước (tuyết) tính mm mặt nằm ngang giáng thủy rơi xuống điều kiện nước không bốc hơi, không ngấm xuống đất không chảy tràn nơi khác • Thơng thường người ta tính lượng mưa (hay tuyết) rơi xuống ngày đêm, tổng lượng mưa tháng, mùa năm • Đặc trưng mưa cường độ chúng - lượng mưa tính mm đơn vị thời gian - R(mm) • Dụng cụ đo: • vũ lượng kế - hứng giáng thủy rơi vào thùng với diện tích mặt thống định Lượng giáng thủy tụ lại bình đo cốc đặc biệt có chia độ để đo chiều dày lớp giáng thuỷ mm • vũ lượng ký - máy tự ghi liên tục 43 2.3.Các trình vật lý KQ GIÁNG THỦY : Lượng giáng thủy (R): • Ví dụ, nói lượng giáng thuỷ 60 mm - nước giáng thủy không chảy đi, không bốc khơng thấm vào thổ nhưỡng, phủ mặt trải lớp nước dày 60 mm • Một mm giáng thủy tương ứng với thể tích nước rơi lít 1m2 hay triệu lít 1km2 Tính đơn vị trọng lượng, với độ xác tương đối lượng giáng thủy kg 1m2 hay 1000 km2 • Người ta coi ngày có giáng thủy ngày có lượng giáng thủy phải 0,1 mm • Có thể biểu diễn giáng thủy thể rắn chiều dày lớp nước tan 44 2.3.Các trình vật lý KQ GIÁNG THỦY : Phân bố địa lý giáng thủy: • Phụ thuộc vào nhiều nguyên nhân, chủ yếu phân bố mây, lượng mây nhiệt độ • R lục địa lớn biển, biển, khu vực tín phong, mây đạt đến mực băng kết • R miền nhiệt đới lớn (2000 – 3000mm) • R miền cận nhiệt đới thuộc bán cầu giảm rõ rệt khu vực cao áp, lượng mây nhỏ • R tăng từ miền cận nhiệt đới đến miền ôn đới 45 Các trình vật lý KQ NHIỆT ĐỘ SỰ BỐC HƠI ĐỘ ẨM KK SỰ NGƯNG KẾT MÂY MƯA (GIÁNG THỦY) ÁP SUẤT KQ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA KK - GIÓ 46 2.3.Các trình vật lý KQ ÁP SUẤT KQ (khí áp): Định nghĩa: • Là trọng lượng cột KK đơn vị diện tích (cm2 m2) • Trong khí tượng khí áp biểu thị mmHg (khí áp so sánh với áp lực cột thủy ngân) • Ví dụ, nói khí áp địa điểm bề mặt trái đất 750 mm, tức trọng lượng cột thủy ngân cao 750 mm cân mặt đất trọng lượng KK • Ngồi ra, có đơn vị milibar (mb) Một milibar áp lực gây lực 1000 đyn diện tích cm2 • Khí áp trung bình KQ mực biển 760 mmHg – xấp xỉ với 1013 mb 750 mmHg tương đương với 1000 mb Do đó, mmHg = 4/3 mb, mb = 3/4 mmHg 47 2.3.Các trình vật lý KQ ÁP SUẤT KQ (khí áp): phân bố trung bình khí áp theo độ cao : • phụ thuộc vào trị số khí áp lớp KK bên phân bố T theo độ cao: khí áp giảm theo cấp số nhân độ cao tăng theo cấp số cộng • độ cao km 1/2 • độ cao 10 km – 1/4 • độ cao 15 km – 1/8 • độ cao 20 km – 1/16 • Trên độ cao 100 km - vài phần mười milibar • Trên độ cao nhau, khí áp khác liên quan đến biến đổi khối lượng KK điểm chuyển động KK gây nên 48 2.3.Các trình vật lý KQ ÁP SUẤT KQ (khí áp): Trường khí áp : phân bố áp suất KQ • Khí áp đại lượng vơ hướng Ỉ trường khí áp trường vơ hướng • trường khí áp mặt với giá trị Ỉ mặt đẳng áp đường đẳng áp • Mặt đẳng áp 1000 mb nằm gần mặt biển • Mặt đẳng áp 700 mb nằm độ cao khoảng km • Mặt đẳng áp 500 mb – khoảng km • Mặt đẳng áp 300 200 mb – gần 12 km (gần đỉnh tầng đối lưu) • Mặt đẳng áp 100 mb – gần 16 km 49 2.3.Các trình vật lý KQ ÁP SUẤT KQ (khí áp): Gradient khí áp nằm ngang: • Là biến đổi khí áp đơn vị khoảng cách mặt phẳng nằm ngang • Là đại lượng vector theo phương vng góc với đường đẳng áp hướng phía khí áp giảm • Độ lớn độ biến đổi khí áp đơn vị khoảng cách theo hướng (n phương thẳng góc với đường đẳng áp) ∂p − • ∂n đường đẳng áp dày độ biến đổi khí áp đơn vị khoảng cách theo phương thẳng góc với đường đẳng áp lớn nơi có đường đẳng áp thưa Ỉ độ lớn gradient khí áp nằm ngang tỉ lệ nghịch với khoảng cách đường đẳng áp 50 2.3.Các trình vật lý KQ ÁP SUẤT KQ (khí áp): Những dao động khí áp: Là biến đổi khí áp • Trong cơng tác quan trắc yếu tố khí tượng, giá trị biến đổi khí áp thời gian trước quan trắc ghi chép lại Ỉ Giá trị gọi khuynh hướng áp • Biến trình ngày khí áp: cục mang tính chu kỳ biến đổi kép: lần cực đại (trước trưa khoảng 9–10 trước nửa đêm khoảng 21–22 theo địa phương) lần cực tiểu (sáng sớm sau buổi trưa, khoảng 3–4 sáng 15–16 chiều) • Biến trình ngày khí áp thể rõ ràng vùng nhiệt đới, biên độ dao động đạt tới 3–4 mb • vùng nhiệt đới vùng cực đới, biên độ dao động ngày khí áp giảm nhỏ, khoảng 60 độ vĩ, biên độ dao động phần mười miliba Ỉ biến trình ngày vùng ngoại nhiệt đới khơng có 51 ý nghĩa 2.3.Các trình vật lý KQ ÁP SUẤT KQ (khí áp): Những dao động khí áp: • ngun nhân biến trình ngày khí áp: • biến trình ngày Tkk • dao động mang tính đàn hồi riêng KQ tạo dao động hàng ngày T • sóng triều KQ, mạnh lên nhờ vào cộng hưởng với dao động riêng biệt KQ 52 2.3.Các trình vật lý KQ ÁP SUẤT KQ (khí áp): Những dao động khí áp: • • Biến trình năm khí áp: Hoạt động xoáy thuận tạo nên thay đổi hàng năm khí áp • Trên đại dương, vùng ơn đới: mùa Đơng xốy thuận sâu mùa Hè • Trên lục địa, mùa Đông chịu khống chế xoáy nghịch mạnh, mùa Hè – vùng áp thấp Hình dạng Biến trình năm khí áp: • Dạng lục địa: max vào mùa Đông vào mùa Hè biên độ năm tăng theo khoảng cách xa biển • Trên đại dương: • vùng vĩ độ cao: max vào đầu mùa Hè vào mùa Đơng • vùng vĩ độ trung bình: thường xảy dạng biến trình kép với cực đại vào mùa Hè mùa Đông, cực tiểu vào mùa Xuân mùa thu, biên độ dao động nhỏ • vùng biển nhiệt đới: biến trình năm khí áp thể yếu ớt 53 Good Luck to You ! 54 ... lượng bốc mà yếu tố xác định cách dễ dàng đường đo đạc 2.3.Các trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Tốc độ bốc hơi: • Khi nói đến lượng bốc vùng hay vùng khác phải phân biệt rõ lượng bốc thực tế lượng bốc. .. vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Tốc độ bốc hơi: • Đo bốc cơng việc khó khăn Ỉ xác định lượng bốc khu vực địa lý rộng lớn người ta thường sử dụng phương pháp tính tốn • Ví dụ, muốn tính tốn lượng bốc lục... nước biển bốc chậm so với nước khoảng 2% • Điện tích giọt: điện tích làm giảm sức trương bão hòa nước (nhưng khơng đáng kể) 2.3.Các q trình vật lý KQ SỰ BỐC HƠI: Tốc độ bốc hơi: • Tốc độ bốc V lượng