Bài giảng Khí tượng nông nghiệp: Chương 4 cung cấp cho học viên các kiến thức về chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên, độ ẩm không khí, sự bốc hơi nước, sự ngưng kết hơi nước, sương, sương muối, sương mù, các loại mây, mưa, độ ẩm đất,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
7/18/15 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Chương IV Tuần hoàn nước tự nhiên ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Chu trình tuần hồn nước tự nhiên Độ ẩm khơng khí Sự bốc nước Sự ngưng kêt nước Sương, sương muối, sương mù Các loại mây Mưa Độ ẩm đất Chu trình tuần hồn nƣớc (Đơn vị: nghìn km3/năm, diện tích trái đất 520 x 103 km3) Nước bốc thoát Nước mưa Nước bốc (nước bám lại) Bảng Tài nguyên nƣớc trái đất (Korzun & cộng - 1978) Dạng nước Q TRÌNH THỐT HƠI NƢỚC CỦA CÂY RỪNG Giọt nước từ tán { Giọt nước từ tán ác Nước lọt tán trực tiếp Thảm mục Thảm mục Nước chảy bề mặt đất Diện tích (km2) Thể tích (Km3) % so với tổng số % tổng số nước Đại dương 361 300 000 338 000 000 96,5 Tổng nước ngầm Nước ngầm Độ ẩm đất 134 800 000 134 800 000 82 000 000 23 400 000 10 530 000 16 500 1,7 0,76 0,001 30,1 0,05 Băng tuyết Nam cực Greenland Bắc cực Vùng núi 16 227 500 13 980 000 802 400 226 100 224 000 24 064 000 21 600 000 340 000 83 500 40 600 1,74 1,56 0,17 0,006 0,003 68,7 61,7 6,68 0,24 0,12 Nước ngầm đóng băng 21 000 000 300 000 0,022 0,86 058 700 236 400 822 300 176 400 91 000 85 400 0,013 0,007 0,006 0,25 682 600 11 470 0,0008 0,03 148 800 000 120 0,0002 0,006 120 0,0001 0,003 0,04 Hồ chứa Nước Nước mặn Đầm lầy Sông Nước sinh vật Đất trống Vật rơi rụng Nước khí Tổng số 12 900 0,0001 385 984 610 100 35 029 210 2,53 Đất trống Nước Vai trò nước tuần hoàn nước Nước chiếm 70-90% trọng lượng thể sinh vật Trao đổi nước khí quyển, đất liền đại dương Vận chuyển lượng khí (hồn lưu khí bão nhiệt đới) Điều hòa độ mặn nước biển Cung cấp nguồn dinh dưỡng cho sinh vât biển (quyết định suất hệ sinh thái biển) 148 800 000 100 Năng lượng sử dụng nước chuyển trạng thái 7/18/15 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Độ ẩm khơng khí Đại lượng đặc trưng cho độ ẩm khơng khí 1) Độ ẩm tuyệt đối (g/m3): Là lượng nước chứa 1m3 khơng khí (g/m3) Áp suất nước khơng khí (sức trương nước - e) Áp suất nước chứa không khí gây Đơn vị: 1mb = 10-3bar = 100 N/m2 = 100Pa = 3/4 mmHg a (g/m3) =( 0.81e/(1 + αt) α hệ số dãn nở thể tích khơng khí (0,00366) e áp suất nước khơng khí (mb) Áp suất nước bão hòa (E) Áp suất nước tối đa khơng khí nhiệt độ xác định E(t) = 6,1 107,6t/(242 + t) E (t) áp suất nước bão hoà nhiệt độ t (0C) Khi t = 0oC E = 6,1mb Quá trình bão hịa nước khơng khí Độ ẩm riêng (g/kg): Lượng nước tính gam chứa kg khơng khí ẩm Độ ẩm tương đối (RH%): Độ ẩm tương đối tỷ lệ phần trăm áp suất nước kh ơng khí áp suất nước bão hoà (E(ta) (ea) RH(%) = (ea/E(ta)) 100 Nếu ea = E(ta) khơng khí bão hồ nước RH = 100% Độ hụt bão hịa(d): Độ hụt bão hồ hay độ thiếu hụt ẩm (d) hiệu số áp suất nước bão hoà áp suất nước thực tế nhiệt độ xác định d = E(ta) – ea d cho biết độ ẩm khơng khí xa hay gần trạng thái bão hòa Điểm sương () Là nhiệt độ mà nước chứa khơng khí đạt tới trạng thái bão hồ [ea = E()] Khi khoảng cách t lớn, xa trạng thái bão hòa Mối quan hệ E, RH% với nhiệt độ Diễn biến độ ẩm khơng khí 2) Diễn biến độ ẩm tuyệt đối Phụ thuộc vào biến đổi nhiệt độ khơng khí Biển hay lục địa Mùa năm Hàng ngày: amax lúc 14-15h amin lúc mặt trời mọc Hàng năm: amax vào tháng amin vào tháng Trên lục địa vào mùa hè hàng ngày: amax vào 8-9h trước lúc mặt trời lặn; amin vào 14-15h lúc mặt trời mọc 3) Diễn biến độ ẩm tương đối Tỷ lệ nghịch với diễn biến nhiệt độ khơng khí Ngoại trừ vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp từ gió mùa diễn biến hàng năm phức tạp 7/18/15 Diễn biến hàng ngày độ ẩm tƣơng đối Diễn biến hàng ngày nhiệt độ Ảnh hưởng độ ẩm nông nghiệp o o o o o o Ảnh hưởng tới cường độ thoát nước Tăng lên năm lần độ ẩm khơng khí giảm từ 90-95% xuống 50% Các loại trồng khác có nhu cầu độ ẩm khác (bơng, hồ tiêu) Ảnh hưởng tới phát dục sinh vật (đồng hồ sinh học, côn trùng diapause anabiose 75%) Xoài nở hoa gặp độ ẩm cao nên bị bệnh Xoài nở hoa gặp thời tiết đẹp Hình 4.8 Củ khoai chín hình thức Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 7/18/15 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Biện pháp điều tiết độ ẩm khơng khí Trồng đai rừng chắn gió cánh đồng nhằm ngăn gió khơ, nóng hạn chế tốc độ phân tán ẩm Xây dựng hệ thống tưới tiêu hoàn chỉnh tạo điều kiện cho trồng tưới đầy đủ Trồng xen để tăng mật độ trồng làm tăng độ ẩm khơng khí Trồng rừng xây dựng hồ chứa nước để cải thiện độ ẩm khơng khí quy mơ rộng Cần nắm vững diễn biến độ ẩm khơng khí theo khơng gian thời giạn, đồng thời nắm vững nhu cầu độ ẩm loại trồng nhằm bố trí thời vụ hợp lý Hình 4.9 Củ khoai tây chin sinh lý Sự bốc nước (Evaporation) Bản chất bốc nước 1) Là trình chuyển trạng thái nước từ thể lỏng thể rắn sang thể Điều kiện: ea < E(ta) hay ta > Đơn vị đo bốc hơi: bề dày lớp nước bốc (mm);1mm = 10 m3 ha-1 = lít m-2 Bốc q trình tiêu tốn lượng: Nhiệt hóa lượng nhiệt tiêu tốn cho g nước bốc hồn tồn L = 597 - 0,6t Trong L nhiệt hoá nước (cal g -1) t nhiệt độ nước (0C) Các yếu tố ảnh hưởng đến bốc W = A.(E – e)/P W: tốc độ bốc (mm.ha-1.h-1) A: hệ số phụ thuộc vào tốc độ gió E: áp suất nước bão hoà nhiệt độ mặt bốc e: áp suất thực tế nước bề mặt bốc P: áp suất khí 2) Vật thể bốc hơi: Trạng thái vật bốc hơi: nước thể lỏng bốc mạnh thể rắn Diện tích mặt ngồi lớn bốc nhanh Nhiệt độ vật bốc cao tốc độ bốc lớn Nước có nhiều tạp chất bốc chậm nước tinh khiết Bốc từ đất Đất cát bốc nhanh đất giàu mùn, đất sét Mặt đất gồ ghề bốc nhiều mặt đất phẳng Khi ẩm, mặt đất màu sẫm bốc mạnh đất màu nhat Đất có kết cấu viên bốc mạnh đất có kết cấu đồn lạp Bốc nước từ thực vật (Transpiration) Phần lớn lượng nước hút dùng vào trình bốc qua Ví dụ ngơ - 2% lượng nước hút từ đất sử dụng để tạo chất hữu Lượng nước tiêu hao để hình thành đơn vị chất khơ gọi hệ số thoát nước Hệ số = lượng nước hơi/lượng chất khơ tạo nên Hiện thường dùng tiêu WUE (Water Use Efficiency) (g/l) Đây CÁC tiêu đánh giá khả chịu hạn giống Sự ngưng kết nước Khái niệm: Là trình chuyển trạng thái nước từ thể sang thể lỏng thể rắn Điều kiện ngưng kết ─ ─ ─ ─ ─ ea ≥ E(ta) ta ≤ Khối khơng khí chuyển động ngang (bình lưu) trượt bề mặt đệm lạnh xáo trộn với khối khơng khí ấm Khối khí lạnh ban đêm mặt đất xạ nhiệt Các khối khơng khí gần bão hồ có nhiệt độ khác xáo trộn với Các khối khơng khí chuyển động thăng lên cao, nhiệt độ giảm dần Các khối khơng khí di chuyển tiếp xúc với (front nóng lạnh) Có hạt nhân ngưng kết nước (hạt nước nhỏ li ti, bụi, phấn hoa, hạt muối