Đang tải... (xem toàn văn)
Mời các bạn tham khảo phần 2 của Giáo trình Vật lí khí quyển để nắm chi tiết các kiến thức về chuyển động đối lưu trong khí quyển; động lực học khí quyển; hoàn lưu khí quyển. Đây là tư liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên trong quá trình học tập.
Giáo trình Vật lý khí CHƢƠNG V: CHUYỂN ĐỘNG ĐỐI LƢU TRONG KHÍ QUYỂN 5.1 Khái niệm nhiệt động lực, trình đoạn nhiệt độ bền vững khí 5.1.1 Những biến đổi đoạn nhiệt nhiệt độ khơng khí khơ Q trình đoạn nhiệt q trình xảy khối khơng khí riêng biệt đó, khơng có nhiệt dồn từ bên ngồi vào khơng có nhiệt trả lại cho khơng gian xung quanh Giả sử có khối khơng khí chuyển động theo phƣơng đứng cách đoạn nhiệt Tức không xảy trao đổi khối khơng khí xét xung quanh Tuy nhiên, nhiệt độ khối khơng khí di chuyển thay đổi biến đổi áp suất mà khối khơng khí chịu tác động biến đổi thể tích nó: Khi bốc lên cao, khối khơng khí bị lạnh phải tiêu thụ công để nở Trái lại, hạ xuống dƣới nóng lên lực bên ngồi (áp suất khí xung quanh tác động) thực cơng để nén khối khơng khí lại Giả sử lƣợng nhiệt nhỏ dQ đƣợc truyền từ bên vào đơn vị khối lƣợng khơng khí khơ (1g) Theo định luật thứ nhiệt động học: dQ = CvdT + PdV (5.1) Trong đó: Cv = Q/T v = const nhiệt dung khơng khí thể tích khơng đổi P áp suất V thể tích riêng T nhiệt độ khơng khí cho sẵn Thành phần thứ bên phải dùng để làm tăng nhiệt độ khơng khí thứ hai cơng dãn nở với áp suất bên ngồi khơng đổi 9594 Giáo trình Vật lý khí Từ phƣơng trình PV = RkkT ta có: PdV + VdP = RkkdT (5.2) (Rkk = 287 104 cm2/(s2x0K)) Thay vào (5.1) ta đƣợc: dQ = (Cv + Rkk)dT - VdP (5.3) Biết Cp = Q/T p = const Cp = Cv + Rkk Khi đó: dQ = CpdT - VdP (5.4) Nếu trình đoạn nhiệt dQ = CpdT = VdP (5.5) Thay V = RkkT/P đƣợc: CpdT = RkkTdP/P = (Cp – Cv)TdP/P (5.6) dT/T = (Rkk/Cp)dP/P = [(Cp – Cv)/Cp]dP/P (5.7) ln(T/To) = (Rkk/Cp)ln(P/Po) = [(Cp – Cv)/Cp]ln(P/Po)(5.8) 1)/χ] hay T/To = (P/Po) Rkk/Cp = (P/Po)[(Cp – Cv)/Cp] = (P/Po)[(χ – χ = Cp/Cv gọi hệ số Pốt Xơng hay số đoạn nhiệt; χ = 1,4 Rkk/Cp = 0,288 T/To = (P/Po)[(χ – 1)/χ] = (P/Po) 0,288 gọi cơng thức Pốt Xơng (5.9) Trong đó: T P nhiệt độ tuyệt đối áp suất khơng khí trạng thái biến đổi cách đoạn nhiệt; To Po giá trị ban đầu Cơng thức Pốt Xơng cho biết liên hệ biến đổi nhiệt độ áp suất trình đoạn nhiệt đƣợc: Theo phƣơng trình tĩnh học dP = -gdz, từ (5.6) CpdT = -Vgdz V = 9596 Giáo trình Vật lý khí a = -dT/dz = g/Cp gọi gradient đoạn nhiệt khô (5.10) Đại lƣợng a = -dT/dz = g/Cp = 0,000098 độ/cm = 0,01 độ/m = độ/100m gradient đoạn nhiệt khô khơng khí chƣa bão hồ Biết đƣợc độ lớn gradient đoạn nhiệt khơ a, tìm đƣợc nhiệt độ T khối khơng khí bốc lên đoạn nhiệt khô độ cao z: T = To - az theo: (5.11) = -dT/dz gradient hình học (thẳng đứng), T đƣợc xác định T = To - z (5.12) 5.1.2 Gradient đoạn nhiệt ẩm Đối với khơng khí bão hồ nƣớc, bốc lên bị lạnh đi, nhƣng có phần nƣớc khơng khí ngƣng kết lại, ngƣng kết có ẩn nhiệt giải phóng làm giảm mức độ lạnh Do gradient đoạn nhiệt ẩm 'a = -dT/dz nhỏ gradient đoạn nhiệt khô a = 1độ/100m ('a < a) Công thức (5.4) đƣợc viết lại khơng khí ẩm là: dQ = CpdT - VdP + Ldq (5.13) Trong đó: L ẩn nhiệt hố (L = 600 calo/g) dq độ biến thiên độ ẩm riêng, lƣợng nƣớc ngƣng kết lại bốc Trong trình đoạn nhiệt dQ = 0, nên: CpdT - VdP + Ldq = (5.14) Theo công thức độ ẩm riêng khơng khí bão hồ: q = 0,622e/P hay dq = 0,622(de/P - edP/P2); đó: dq/q = de/e - dP/P 9796 (5.15) Giáo trình Vật lý khí Trong đó: e sức trƣơng bão hồ Với V = RkkT/P, thay vào (5.14) đƣợc: CpdT - RkkdP/P + Lqde/e - LqdP/P = (5.16) [Cp + Lq(1/e)de/dT]dT = (RkkT + Lq)dP/P (5.17) hay Thay dP = - gdz P = RkkT/V = RkkT đƣợc: [Cp + Lq(1/e)dE/dT]dT = - g[1 + Lq/(RkkT)]dz (5.18) Từ đó, gradient đoạn nhiệt ẩm 'a đƣợc tính: 'a = -dT/dz = g[1 + Lq/(RkkT)]/[Cp + Lq(1/e)de/dT] (5.19) Nhƣ độ lớn 'a phụ thuộc vào sức trƣơng bão hoà e (sức trƣơng lại hàm số nhiệt độ) độ lớn độ ẩm riêng (phụ thuộc vào e P) Nghĩa gradient đoạn nhiệt ẩm phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất Khơng khí ẩm bão hồ lên cao đoạn nhiệt nhiệt độ ' áp suất biến đổi, độ lớn a khơng khí biến đổi Bằng thực nghiệm có ghi lại gradient đoạn nhiệt ẩm mực khác khí quyển, khối khơng khí bốc lên có nhiệt độ ban đầu khác (tức nhiệt độ mực tƣơng ứng với áp suất 1000mb) Từ bảng số liệu tính đƣợc nhiệt độ T khối khơng khí bão hoà bốc lên tuỳ theo độ cao lên lập thành đƣờng trạng thái cá thể cho khơng khí bão hồ, gọi đƣờng ''đoạn nhiệt ẩm'' 5.1.3 Độ bền vững thẳng đứng khí Giả sử thể tích khơng khí V có nhiệt độ T mật độ ρ Cịn khơng khí xung quanh T' ρ' Thể tích khơng khí V chịu tác dụng lực: 9798 Giáo trình Vật lý khí q' V Khơng khí Xung quanh T,ρ T,ρ' q Hình 5.1 dƣới: - Trọng lực (trọng lƣợng thể tích cho sẵn) hƣớng xuống q = mg = Vρg (5.20) - Lực acsimet q' trọng lƣợng thể tích khơng khí xung quanh bị dời chỗ hƣớng lên trên: q' = m'g = Vρ'g (5.21) - Lực gây chuyển động đối lƣu tác động để khối khơng khí di chuyển hay đứng yên là: F = q' - q = V (ρ' - ρ)g (5.22) Gia tốc thẳng đứng đối lƣu là: = (F/m) = [V (ρ' - ρ)g]/(Vρ) = g(ρ' - ρ)/ρ (5.23) Từ phƣơng trình Cơ la pay rông: PV = RkkT ρ = P/RkkT ρ'/ρ = T/T' (5.24) (ở áp suất mật độ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối) (ρ' - ρ)/ρ = (T - T')/ T' (5.25) [cm/s2] = (T - T')g/T' (5.26) Hay: 9998 Giáo trình Vật lý khí 1) Nếu T > T' > (gia tốc dƣơng) khối khơng khí nóng chuyển động hƣớng lên 2) Nếu T < T' < (gia tốc âm) khối khơng khí lạnh chuyển động hạ xuống dƣới Giả sử khối khơng khí độ cao z từ vị trí ban đầu vận chuyển tới với nhiệt độ T0 T'0 tƣơng ứng giả sử vị trí ban đầu nhiệt độ T0 = T'0 (gia tốc đối lƣu ban đầu =0) Khi nhiệt độ khối khơng khí đƣợc tính theo đoạn nhiệt gradient hình học T = T0 - az Và T' = T'0 - z Khi đó: = (T - T')g/T' = g [(T0 - az) - (T'0 - gz)]/T' (5.27) (T'0 = T0) = g ( - a)z /T' (5.28) Nhƣ gia tốc phụ thuộc vào dấu ( - a) Do đó: 1) Nếu < a gia tốc < tức khối khơng khí di chuyển xuống dƣới, có khuynh hƣớng trở vị trí ban đầu - Đó trƣờng hợp cân bền khí Trƣờng hợp phƣơng trình chuyển động có dạng: f = ∂2z/∂t2 = -(g/T')(a - )z (5.29) z = Asinωt; ω = [(g/T')(a - )]-2 gọi tầng số Brenta Vaisala (5.30) 2) Nếu = a gia tốc thẳng đứng f = Khối khơng khí vị trí khơng thu đƣợc gia tốc đứng n - Đó trạng thái cân phiếm định 3) Nếu > a gia tốc > 0, tức khối khơng khí có khuynh hƣớng di chuyển tiếp lên cao, xa với vị trí ban đầu - Đó trƣờng hợp cân khơng bền khí Nhƣ vậy, mức độ bền vững thẳng đứng khí đƣợc xác định tính chất tầng kết nhiệt nó, tức độ lớn gradient nhiệt độ thẳng đứng hình học: 100 99 Giáo trình Vật lý khí + Đối với khơng khí khô: Nếu lớn gradient đoạn nhiệt khô ( > 1độ/100m) tầng kết khơng bền vững khơng khí khơ ''tầng kết khơng bền vững khô'' Trái lại < 1độ/100m, gọi ''tầng kết bền vững khô'' Trong trạng thái không bền vững ( > 1độ/100m) chuyển động đối lƣu thẳng đứng phát triển mạnh mẽ Chuyển động bắt dầu hình thành hƣớng lên xuống dƣới tiếp tục với tốc độ tăng lên Trái lại tầng kết bền vững, chuyển động thẳng đứng khối khơng khí ngƣng lại, đối lƣu khơng phát triển đƣợc Mức độ bền vững khí đặc biệt lớn, = 0, tức nhiệt độ không đổi theo độ cao Một tầng kết nhƣ gọi đẳng nhiệt Nhƣng độ bền vững khí lớn < 0, tức nhiệt độ khơng khí tăng theo độ cao Sự phân bố nhiệt độ nhƣ gọi nghịch nhiệt Z F E D B C A T Hình 5.2 Đồ thị tầng kết đoạn nhiệt khô Các đƣờng lập thành góc 450 so với trục hồnh có gradient a = 1độ/100m Nếu góc nghiêng đƣờng tầng kết trục hồnh α < 450 tầng kết không bền vững α = 450: Tầng kết phiếm định α > 450: Tầng kết bền vững Nhƣ vậy: Đoạn AB có tầng kết khơng bền vững; BC CD (đẳng nhiệt) bền vững; DE: Cân phiếm định; EF: Có tầng kết bền vững + Đối với trƣờng hợp khơng khí ẩm: Ta phải so sánh giá trị a, , 'a 101 100 Giáo trình Vật lý khí 1) > a > 'a: Đó trƣờng hợp khơng bền vững tuyệt đối khơng khí ẩm (bão hồ) nhƣ khơng khí khơ 2) < 'a < a: Tầng kết tuyệt đối bền vững 3) a > > 'a: Tầng kết bền vững không khí khơ, cịn khơng bền vững khơng khí ẩm Đó trạng thái khơng bền vững ẩm 5.2 Năng lƣợng độ khơng bền vững, q trình đoạn nhiệt giả độ cao mực ngƣng kết 5.2.1 Năng lượng độ không bền vững Z II I Hình 5.3 Mức độ khơng bền vững thẳng đứng khí đánh giá thơng qua độ lớn tổng cộng lƣợng độ không bền vững khối khơng khí cho sẵn, đƣợc tiêu thụ để trì phát triển chuyển động thẳng đứng (đối lƣu) khối khơng khí Độ lớn lƣợng độ khơng bền vững khối khơng khí cho sẵn mức bất kỳ, đƣợc xác định thực cơng đƣa khối khơng khí dời từ mực sang mực khác Cơng tính lực nhân với đƣờng Giả sử đơn vị khối lƣợng 1g di chuyển theo đƣờng thẳng đứng, có tác động lực gia tốc đối lƣu: (theo 5.26) dịch chuyển đƣợc = g(T - T')/T' đoạn đƣờng dz, cơng ngun tố đƣợc thực hiện: với dw = [g(T - T')/T']dz dz = -dp/(ρg); ρ = P/RkkT' Ta có : 102 101 (5.31) Giáo trình Vật lý khí dw = -(T - T')/T'dp/ρ = -Rkk (T - T')dp/p dw = -Rkk (T - T') d(lnp) (5.32) (5.33) Cơng tồn phần đƣa đơn vị khối lƣợng khơng khí từ mực có áp suất p1 lên mực có áp suất p2 là: P2 w Rkk (T T )d (ln p) (5.34) P1 Theo (5.33) xây dựng giản đồ êma - Đồ thị đƣờng đoạn nhiệt đặc biệt Trục tung đặt thang logarit áp suất giảm theo hƣớng lên trên, trục hoành thang nhiệt độ tăng từ trái sang phải Lnp 600 700 800 900 1000 - 200 -100 00 100 200 T Hình 5.4 - Vẽ đƣờng đoạn nhiệt khơ (đƣờng liền) - Vẽ đƣờng đoạn nhiệt ẩm (đƣờng nét đứt) - Các đƣờng độ ẩm riêng cực đại có đánh số 1, 2, [g/kg] độ dốc lớn Những đƣờng độ ẩm riêng cực đại dùng để xác định mực ngƣng kết Trên mực diễn chuyển tiếp từ đƣờng đoạn nhiệt khô sàn đƣờng đoạn nhiệt ẩm Khơng khí bốc lên, trƣớc hết nhiệt độ biến đổi theo đoạn nhiệt khơ, độ cao khơng khí bốc lên lạnh đi, đến lên lạnh đi, đến điểm sƣơng, tức trở lên bão hòa Mực gọi mực ngƣng kết 103 102 Giáo trình Vật lý khí Lnp p2 H D (F >0) M p1 N T C E B F T' A Khu lợng âm (F Ls Bảng 7.3: Bảng tính d = 10.000km (từ cực đến xích đạo) θ0 30 45 60 v (m/s) 2940 3280 4000 4350 4820 6160 12 5600 4820 6160 16 5600 6440 11100 20 8120 9750 14980 Độ dài sóng dừng Ls' phạm vi cực - xích đạo Khi nghiệm phƣơng trình sóng có dạng phức: A exp i ' t m' x n' y 163 162 (7.36) Giáo trình Vật lý khí η = A exp(-rt + αx + βy)[cos(ζt - mx - ny) + isin(ζt - mx - ny)] Ở ζ' = ζ + ir; m' = m + iα, n' = n + iβ - Khi r = 0, β = n = gọi sóng Sverđrúp Re η = A exp(αx)cos(ζt - mx) (7.37) (phần thực) - Còn r = 0, α = n = gọi Sóng Kenvin Re η = A exp(βy)cos(ζt - mx) (7.38) Dòng chảy xiết : - Trong tầng đối lƣu tầng bình lƣu có xuất dịng chảy xiết gọi dòng hẹp (bề dày từ 300 - 400km, có 40km) thƣờng dịng tây vận tốc lớn với độ dày phƣơng đứng - 4km, có đến - 7km chiều dài có 10.000km Dịng chảy xiết Đơng thƣờng thấy yếu Dòng chảy xiết xuất vùng có dày đặc lớn p T lớn, gần ranh giới đƣờng đẳng vị - gradient n n dòng biển ấm lạnh Vận tốc dòng chảy xiết khác với vận tốc địa chuyển Trong vùng bị uốn cong với xuất lực li tâm cần có: l (v g v ) v2 r (7.39) Biên độ sóng dịng chảy xiết Ai lớn biên độ As đƣờng dòng: Ai v 4 v As v c L2 7.3.4 Hồn lưu vùng cực Hồn lƣu vùng cực có loạt đặc điểm: 164 163 (7.40) Giáo trình Vật lý khí - Bắc cực: Vùng biển rộng đƣợc phủ từ - 11triệu km2 băng độ dày 3m hơn, trao đổi nhiệt nƣớc khơng khí mạnh - Nam cực: Có lục địa Nam cực rộng 13 triệu km2 đƣợc bao phủ chắn "băng đồi núi" có nơi có độ cao đến 4,0 – 4,2km mực nƣớc biển - Các nhiễu động lớn hoàn lƣu xuất hai cực ấm lên tầng bình lƣu Nhìn chung có tƣợng tăng nhiệt độ đột ngột mạnh 7.3.5 Hồn lưu khí tầng cao Ở phần dƣới tầng bình lƣu tới độ cao 20 km, vận chuyển Tây hồn lƣu xốy thuận nói chung sóng giống với quan trắc đƣợc tầng đối lƣu Trên độ cao 20 km hồn lƣu có thay đổi năm - gió tây mùa Đông với cực đại tốc độ vĩ hƣớng gần 80m/s θ = 450 độ cao 65km đƣợc thay gió Đơng mùa Hè, nghĩa xốy thuận cực đƣợc thay xốy nghịch Gió Đơng yếu hơn- gần 60m/s Đối với vùng bình lƣu xích đạo đƣợc đặc trƣng ln phiên gió Đông Tây với chy kỳ gần 26 tháng, tƣơng tự giống với tƣợng khác Trên 40km chu kỳ 26 tháng liền bị nhƣờng chỗ cho chu kỳ tháng với gió Đơng vùng xích đạo thời kỳ Hạ chí Đơng chí gió Tây thời kỳ Xn phân Thu phân Trên 60km sóng hàng năm đơn giản với gió Đơng gần 40m/s mùa Hè gió Tây với 80m/s mùa Đơng Cao 100km gió khơng ổn định chủ yếu gió Tây 60 80m/s hơn, chu kỳ 4- ngày 165 164 Giáo trình Vật lý khí TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu Tài nguyên khí hậu Việt Nam NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1985 Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu Khí hậu Tài nguyên khí hậu Việt Nam NXB Nơng nghiệp, Hà Nội, 2004 Phạm Ngọc Tồn, Phan Tất Đắc Khí hậu Việt Nam NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1993 Nguyễn Xiển, Phạm Ngọc Tồn, Phan Tất Đắc Đặc điểm khí hậu miền Bắc Việt Nam NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1968 Aveckiev M X Khí tƣợng học Bản dịch tiếng Việt Nha Khí tƣợng, 1963 Costin S I Khí hậu học Bản dịch tiếng Việt Nha Khí tƣợng, 1964 Yêu Trẩm Sinh Nguyên Lý khí hậu học Bản dịch tiếng Việt Nha Khí tƣợng, 1962 John G Harvey Khí Đại dƣơng NXB Tiến bộ, Mat x va, 1982 (tiếng Nga) Matvev L T Lý thuyết hồn lƣu chung khí khí hậu trái đất NXB KTTV Leningrat, 1991 (tiếng Nga) 10 Khrgian A Kh Vật lý khí quyển, tập 1, tập NXB KTTV Leningrat, 1978 (tiếng Nga) 166 165 Giáo trình Vật lý khí Mục lục LỜI NĨI ĐẦU CHƢƠNG I: THÀNH PHẦN VÀ CẦU TRÚC KHÍ QUYỂN 1.1 Thành phần khí 1.2 Cấu trúc khí lớp khí 1.2.1 Các lớp khí 1.2.2 Các yếu tố khí tượng 1.3 Hơi nƣớc khí 1.4 Ozon khí khí nhà kính 10 1.4.1 Ozon O3 10 1.4.2 Khí nhà kính 12 CHƢƠNG II: ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN 13 2.1 Khí tƣợng hóa phƣơng trình trạng thái phƣơng trình tĩnh học 13 2.1.1 Khí áp đơn vị dùng để đo khí áp 13 2.1.2 Áp suất tỷ trọng khơng khí 14 2.1.3 Phương trình trạng thái 14 2.1.4 Nhiệt độ ảo 16 2.1.5 Phương trình tĩnh học 17 2.2 Quy luật tổng quát giảm khí áp theo độ cao 21 2.2.1 Cơng thức khí áp dạng tổng quát 21 2.2.2 Công thức Ba bi nê 22 2.2.3 Gradient khí áp bậc khí áp 24 2.3 Cơng thức khí áp địa vị phân bố địa lý khí áp, biến thiên mật độ khơng khí theo độ cao 28 2.3.1 Khái niệm lực trọng trường 28 2.3.2 Phân bố địa lý khí áp 30 2.3.3 Sự biến thiên mật độ khơng khí theo độ cao 32 CHƢƠNG III: BỨC XẠ MẶT TRỜI 35 3.1 Vị trí mặt trời ngày mặt trời 35 167 166 Giáo trình Vật lý khí 3.1.1 Vị trí mặt trời 35 3.1.2 Ngày mặt trời (độ dài ban ngày) 37 3.2 Sự di chuyển trái đất phân bố nhiệt mặt trời bề mặt trái đất điều kiện khơng có khí 39 3.2.1 Sự di chuyển trái đất năm (sự dài ngắn mùa) 39 3.2.2 Sự phân bố nhiệt mặt trời 3.3 Khái niệm xạ mặt trời 40 41 3.3.1 Cường độ xạ 42 3.3.2 Định luật xạ 44 3.3.3 Hằng số mặt trời 47 3.4 Sự suy yếu xạ mặt trời khí 48 3.4.1 Sự khuyếch tán khí 48 3.4.2 Cơng thức Bugơ - Lambe 51 53 3.5 Bức xạ trực tiếp 3.5.1 Tính xạ trực đinh luật Bugơ- Lambe 53 3.5.2 Tính xạ trực tiếp dựa vào số vẩn đục hệ số vẩn đục55 3.6 Bức xạ tán xạ 57 3.7 Sự phản hồi xạ - An be đô 59 3.8 Bức xạ hữu hiệu 62 3.8.1 Khái niệm xạ hữu hiệu 62 3.8.2 Tính tốn xạ hữu hiệu 63 3.8.3 Phân bố xạ hữu hiệu 65 3.9 Hiệu ứng nhà kính 66 3.10 Cân xạ 69 3.10.1 Phương trình cân xạ 69 3.10.2 Phân bố trị số cân xạ 71 CHƢƠNG IV: CHẾ ĐỘ NHIỆT 72 4.1 Cán cân nhiệt 72 4.2 Cân nhiệt lƣợng 74 168 167 Giáo trình Vật lý khí 4.3 Lý thuyết gần vận chuyển xạ khí 78 4.4 Biến trình hàng ngày hàng năm nhiệt độ bề mặt 84 4.4.1 Khái niệm 84 4.4.2 Sự biến thiên nhiệt độ 84 4.4.3 Một số nhân tố ảnh hưởng đến biến trình ngày nhiệt độ mặt đất 85 4.4.4 Sự biến thiên nhiệt độ (yếu tố khí tượng) năm 86 4.4.5 Nhiệt độ bề mặt vùng chứa nước 87 4.5 Sự lan truyền nhiệt xuống lớp đất sâu nƣớc 87 4.5.1 Sự lan truyền nhiệt 87 4.5.2 Các quy luật lan truyền nhiệt độ 89 4.5.3 Sự lan truyền nhiệt nước 90 CHƢƠNG V: CHUYỂN ĐỘNG ĐỐI LƢU TRONG KHÍ QUYỂN 95 5.1 Khái niệm nhiệt động lực, trình đoạn nhiệt độ bền vững khí 95 5.1.1 Những biến đổi đoạn nhiệt nhiệt độ khơng khí khơ 95 5.1.2 Gradient đoạn nhiệt ẩm 97 5.1.3 Độ bền vững thẳng đứng khí 98 5.2 Năng lƣợng độ khơng bền vững, q trình đoạn nhiệt giả độ cao mực ngƣng kết 102 5.2.1 Năng lượng độ không bền vững 102 5.2.2 Những trình đoạn nhiệt giả 105 5.2.3 Độ cao mực ngưng kết 107 5.3 Nhiệt độ vị, trao đổi nhiệt độ tƣơng đƣơng 108 5.3.1 Nhiệt độ vị 108 5.3.2 Sự biến đổi nhiệt độ vị 109 5.3.3 Nhiệt độ tương đương nhiệt độ vị tương đương 111 5.4 Phân bố nhiệt độ theo độ cao khí (lớp sát đất, lớp biên, đối lƣu hạn) 113 169 168 Giáo trình Vật lý khí 5.4.1 Thay đổi nhiệt độ theo độ cao lớp khơng khí sát đất 113 5.4.2 Thay đổi nhiệt độ theo độ cao khí tự 114 5.5 Các khối khơng khí nóng, lạnh nghịch nhiệt 115 5.5.1 Các khối không khí nóng, lạnh 115 5.5.2 Những nghịch nhiệt 117 CHƢƠNG VI: ĐỘNG LỰC HỌC KHÍ QUYỂN 6.1 Các lực tác động lên khối khơng khí khí 120 120 6.1.1 Lực phát động gradient khí áp 121 6.1.2 Trọng lực 121 6.1.3 Lực lệch trái đất quay 121 6.1.4 Gió địa chuyển gió gradient 122 6.1.5 Lực ma sát 125 6.1.6 Lực thuỷ động từ 126 6.2 Hệ phƣơng trình chuyển động khí 128 6.2.1 Các phương trình chuyển động khí 128 6.2.2 Phương trình xốy 129 6.2.3 Độ lệch so với gió địa chuyển (Độ lệch phi địa chuyển) 131 CHƢƠNG VII: HỒN LƢU KHÍ QUYỂN 7.1 Các khối khơng khí phơ rơng 134 134 7.1.1 Khái niệm 134 7.1.2 Phân loại khí đồn 135 7.1.3 Khái niệm Front (Phơ rơng) 136 7.2 Phân bố trung bình nhiệt độ gió khí xác định hồn lƣu chung 137 7.2.1 Năng lượng khí 137 7.2.2 Trường khí áp mặt đất khí 138 7.2.3 Hồn lưu nhiệt khơng khí 141 7.2.4 Bản đồ hình khí áp 143 7.2.5 Trường dịng khơng khí 145 7.2.6 Đặc trưng gió 151 170 169 Giáo trình Vật lý khí 7.2.7 Gió Bridơ, gió núi, thung lũng địa phương 7.2.8 Lớp biên thay đổi gió theo độ cao 152 153 156 7.3 Các loại hoàn lƣu 7.3.1 Hoàn lưu nhiệt đới 156 7.3.2 Hồn lưu gió mùa 159 7.3.3 Hoàn lưu vĩ độ trung 159 7.3.4 Hoàn lưu vùng cực 164 7.3.5 Hồn lưu khí tầng cao 165 166 TÀI LIỆU THAM KHẢO 171 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ KHÍ QUYỂN PGS TS NGUYỄN VĂN THẮNG Chịu trách nhiệm xuất Tổng giám đốc – Tổng biên tập THS KIM QUANG MINH Biên tập: GS.TS NGUYỄN TRỌNG HIỆU Trình bày: ThS Trần Thanh Thủy ThS Nguyễn Đăng Mậu Sửa in: KS Nguyễn Thị Bích Biên tập viên: ThS Đào Thị Hậu In 200 cuốn, khổ 16 x 24 cm, Công ty Cổ phần La Giang Giấy Đăng ký KHXB: 1759- 2016/CXBIPH/01 – 364/BaĐ Quyết định XB: 25/QĐ-TMBVN ngày 13 tháng năm 2016 ISBN: 978-604-904-931-6 In xong nộp lưu chiểu tháng năm 2016 ... lực khác hƣớng ngồi Do đó: v2/r + lv - (1/ρ)∂p/∂r = 123 122 (6.8) Giáo trình Vật lý khí Trong : l = 2? ??sin; �p cao �p thÊp 2? ??sin - p r vg vg v2 - r v2 - r - 2? ??sin C¸c lùc t¸c ®éng ®èi... thành phần tƣơng ứng Fm viết phƣơng trình chuyển động phƣơng ngang chất dây dẫn dạng: du/dt – [ (2? ?sinθ + (ζ2HoHz)/(ρc2)]v + [(ζ1H2z)/(ρc2)]u= = -(1/ρ)∂p/∂x (6 .24 ) 2 dv/dt – [ (2? ?sinθ + (ζ2HoHz)/(ρc... const thì: x = (η/ρ)[∂2u/∂x2 + ∂2u/∂y2 + ∂2u/∂z2) = (η/ρ)2u = ν2u (6.18) Trong đó: ? ?2 toán tử Láp Lát, ν = η/ρ hệ số nhớt động lực hệ số rối k y = ν2v (6.19) z = ν2w (6 .20 ) 6.1.6 Lực thuỷ