1. Khí quyển Một số khái niệm về khí quyển - Khí quyển là lớp không khí bao quanh Trái Đất. - Khí quyển là đối tượng nghiên cứu của khí tượng, nghiên cứu về thành phần cấu trúc và các quy luật trong khí quyển và sử dụng các quy luật đó phục vụ mục đích con người. - Thời tiết là trạng thái của khí quyển được đặc trưng bởi các yếu tố khí tượng. + Quy mô: hẹp/diễn ra ở một nơi nào đó. + Thời gian: cụ thể. + Đặc điểm: luôn luôn biến đổi/liên tục dao động. - Khí hậu là tổng hợp của thời tiết, được đặc trưng bởi các yếu tố khí tượng thống kê dài hạn (30 năm) và các giá trị cực trị, có tính chất ổn định. Thành phần của khí quyển: - Các chất khí sạch và khô có thành phần hầu như không thay đổi (nitơ, oxi, acgông…). - Các chất khí có thành phần thay đổi (hơi nước cacbonđioxit…). Cấu trúc của khí quyển a) Cấu trúc thẳng đứng Tiêu chí: Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều độ cao. Có 4 tầng: Tầng đối lưu - Bề dày: từ mặt đất đến độ cao 10 – 15 km và luôn thay đổi theo thời gian và không gian: mùa hè lớn hơn mùa đông, ở xích đạo (15 – 17 km) lớn hơn ở cực (8 km). - Đặc điểm + Đại bộ phận (4/5) khối lượng không khí của khí quyển nằm trong tầng đối lưu. Các chất khí nhà kính cũng tập trung chủ yếu ở tầng đối lưu + Nhiệt độ giảm theo chiều cao, trung bình là 0,6 0 C/100m, ở đỉnh tầng đối lưu nhiệt độ tăng dần từ xích đạo (- 70 0 C) đến cực là (- 55 0 C). + Không khí chuyển động mạnh theo chiều thẳng đứng. + Vùng nhiệt đới có tầng đối lưu dày hơn vùng cực đới, có chuyển động đối lưu phát triển mạnh. Do nguồn bức xạ sóng dài từ mặt đất phát ra. + Tất cả các quá trình vật lí xảy ra ở tầng đối lưu có ý nghĩa quyết định đến thời tiết và khí hậu ở bề mặt đất.
ĐỀ CƯƠNG MƠN ĐỊA LÍ TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG Khí Một số khái niệm khí - Khí lớp khơng khí bao quanh Trái Đất - Khí đối tượng nghiên cứu khí tượng, nghiên cứu thành phần cấu trúc quy luật khí sử dụng quy luật phục vụ mục đích người - Thời tiết trạng thái khí đặc trưng yếu tố khí tượng + Quy mơ: hẹp/diễn nơi + Thời gian: cụ thể + Đặc điểm: luôn biến đổi/liên tục dao động - Khí hậu tổng hợp thời tiết, đặc trưng yếu tố khí tượng thống kê dài hạn (30 năm) giá trị cực trị, có tính chất ổn định Thành phần khí quyển: - Các chất khí khơ có thành phần khơng thay đổi (nitơ, oxi, acgơng…) - Các chất khí có thành phần thay đổi (hơi nước cacbonđioxit…) Cấu trúc khí a) Cấu trúc thẳng đứng Tiêu chí: Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều độ cao Có tầng: Tầng đối lưu - Bề dày: từ mặt đất đến độ cao 10 – 15 km thay đổi theo thời gian không gian: mùa hè lớn mùa đơng, xích đạo (15 – 17 km) lớn cực (8 km) - Đặc điểm + Đại phận (4/5) khối lượng khơng khí khí nằm tầng đối lưu Các chất khí nhà kính tập trung chủ yếu tầng đối lưu + Nhiệt độ giảm theo chiều cao, trung bình 0,6 0C/100m, đỉnh tầng đối lưu nhiệt độ tăng dần từ xích đạo (- 700C) đến cực (- 550C) + Khơng khí chuyển động mạnh theo chiều thẳng đứng + Vùng nhiệt đới có tầng đối lưu dày vùng cực đới, có chuyển động đối lưu phát triển mạnh Do nguồn xạ sóng dài từ mặt đất phát + Tất q trình vật lí xảy tầng đối lưu có ý nghĩa định đến thời tiết khí hậu bề mặt đất Tầng bình lưu - Độ cao: nằm từ giới hạn tầng đối lưu đến độ cao 50 – 60 km - Đặc điểm + Nhiệt độ tăng dần theo chiều cao Do có lớp ơdơn nằm tầng hấp thụ lượng tia tử ngoại nên tích lũy lượng) 2 - - + Chuyển động ngang chiếm ưu thế, gió gió tây hướng Gradien khí áp nằm ngang hướng xích đạo cực, đường đẳng áp thẳng song song khơng có ma sát + Hơi nước Tầng Độ cao: từ giớ hạn tầng bình lưu đến độ cao 75 – 80 km Đặc điểm: nhiệt độ giảm mạnh theo chiều cao, từ 00C giới hạn giảm xuống -750C giới hạn Áp suất khí độ cao 80 km nhỏ 200 lần so với áp suất bề mặt đất Lượng ôdôn giảm, không khí lỗng Tầng nhiệt t0 17000C , tương đối nóng Do q trình phản ứng thuận nghich tạo odôn bắn e tỏa nhiệt (tia γ ) b) Cấu trúc ngang khối khí Khối khí nóng ẩm Khối khí nóng khơ Khối khí ơn hòa Khối khí lạnh Bức xạ a) Bức xạ sóng ngắn (Bức xạ Mặt Trời) Hằng số Mặt Trời Mặt Trời phát lượng cường độ xạ Năng lượng Mặt Trời phát truyền theo sóng điện từ, mạnh bước sóng từ 0,7 đến 4,0 μс thuộc giới hạn sóng ngắn nên người ta gọi lượng xạ Mặt Trời lượng xạ sóng ngắn Hằng sơ Mặt Trời (F) F=(r2/R2)E0 r bán kính Mặt Trời, R khoảng cách từ tâm Mặt Trời đến giới hạn khí Năng lượng xạ Mặt Trời bị suy yếu khí Nguyên nhân Bị hấp thụ dơn, khí CO nước, đồng thời bị khuếch tán hướng khác tạp chất rắn, tinh thể khác có khí Góc nhập xạ giảm nên xạ Mặt Trời phải xuyên qua đoạn đường dài, lượng bị hấp thụ khuếch tán nhiều , làm cho lượng bị suy yếu mạnh Năng lượng xạ Mặt Trời dồn xuống mặt đất biến thiên theo chu kỳ ngày, chu kỳ năm, biến thiên theo vĩ độ địa lí phù hợp với biến thiên góc nhập xạ Năng lượng xạ Mặt Trời tới bề mặt đất - Năng lượng xạ Mặt Trời trực tiếp lượng Mặt trời phát truyền thẳng tới mặt đất - Năng lượng xạ Mặt Trời khuếch tán + Gần 25% lượng xạ Mặt trời bị khuếch tán khí quyển, khoảng 2/3 lượng dồn xuống mặt đất + Bức xạ khuếch tán khác với xạ trực tiếp chỗ: ++ Bức xạ khuếch tán dồn xuống mặt đất khơng phải trực tiếp từ Mặt trời mà từ tồn thể vòm trời, xạ khuếch tán khơng dồn xuống mặt phẳng vng góc với tia xạ mà xuống mặt phẳng nằm ngang ++ Bức xạ khuếch tán khác với xạ trực tiếp cấu tạo quang phổ tia bước sóng khác bị khuếch tán mức độ khác Bức xạ Mặt Trời tổng cộng (tổng xạ) tổng số lượng xạ Mặt Trời trực tiếp (I) lượng xạ khuếch tán (i) Nếu kí hiệu tổng xạ Q ta có: Q=I+i Tổng xạ thay đổi phụ thuộc vào góc nhập xạ, vào trạng thái khí thay đổi theo thời gian không gian tương đối phức tạp ... giới hạn sóng ngắn nên người ta gọi lượng xạ Mặt Trời lượng xạ sóng ngắn Hằng sơ Mặt Trời (F) F=(r2/R2)E0 r bán kính Mặt Trời, R khoảng cách từ tâm Mặt Trời đến giới hạn khí Năng lượng xạ Mặt Trời... xạ Mặt Trời dồn xuống mặt đất biến thiên theo chu kỳ ngày, chu kỳ năm, biến thiên theo vĩ độ địa lí phù hợp với biến thiên góc nhập xạ Năng lượng xạ Mặt Trời tới bề mặt đất - Năng lượng xạ Mặt... phát truyền thẳng tới mặt đất - Năng lượng xạ Mặt Trời khuếch tán + Gần 25 % lượng xạ Mặt trời bị khuếch tán khí quyển, khoảng 2/ 3 lượng dồn xuống mặt đất + Bức xạ khuếch tán khác với xạ trực tiếp