Chƣơng 1 : Cỏc phƣơng phỏp sản xuất muối biển
1. Bức xạ mặt trời
1.4. Ảnh hƣởng của bức xạ mặt trời đến chế độ nhiệt của đất, khụng khớ
1.4.1. Ảnh hƣởng của bức xạ mặt trời đến chế độ nhiệt của đất
Cõn bằng nhiệt của mặt đất là hiệu số giữa phần năng lƣợng nhận đƣợc và phần năng lƣợng mất đi của mặt đất. Nếu cõn bằng nhiệt cú giỏ trị dƣơng, thỡ mặt đất núng lờn, cũn nếu cú giỏ trị õm thỡ mặt đất sẽ bị lạnh đi. Điều này phụ thuộc rất nhiều vào khả năng nhận nhiệt và mất nhiệt của mặt đất vào ban ngày và ban đờm.
Vào ban ngày, mặt đất nhận đƣợc nguồn nhiệt từ mặt trời gồm cú: bức xạ trực tiếp (S‟), bức xạ khuyếch tỏn (D), bức xạ nghịch khớ quyển (Eng), đồng thời tự nú cũng mất đi nguồn nhiệt do phản xạ súng ngắn (Rn), phỏt xạ súng dài của mặt đất (Eđ), mất nhiệt do sự bay hơi nƣớc (LE), truyền nhiệt vào lũng đất (P).
Ban đờm, do khụng cú bức xạ mặt trời, mặt đất chỉ nhận đƣợc nhiệt từ bức xạ nghịch khớ quyển (Eng), nhiệt từ khớ quyển truyền nhiệt phõn tử (V), nhiệt từ quỏ trỡnh ngƣng kết hơi nƣớc (LE), nhiệt từ trong lũng đẩt truyền lờn (P) và mất đi một lƣợng nhiệt rất lớn từ bức xạ súng dài của mặt đất (Eđ).
Do vậy, ban ngày mặt đất núng lờn và ban đờm mặt đất lạnh đi.
Từ khi mặt trời mọc, nhiệt độ mặt đất bắt đầu tăng và sau khoảng 1,0ữ1,5 giờ, lƣợng nhiệt mặt đất nhận đƣợc đó lớn hơn lƣợng nhiệt bị mất đi, lỳc này mặt đất núng lờn và sẽ truyền nhiệt vào trong lũng đất và cho tầng khớ quyển bờn trờn.
Nhiệt độ đất tiếp tục tăng dần và đạt cực đại vào lỳc 13 giờ. Sau 13 giờ, nhiệt độ của đất bắt đầu giảm.
Sự giảm nhiệt độ tiếp diễn suốt ban đờm và trị số cực tiểu quan sỏt đƣợc vào trƣớc khi mặt trời mọc 1ữ2 giờ.
Thời gian mặt trời mọc trong năm cú thay đổi, nờn cực tiểu của nhiệt độ đất vào mựa hố thƣờng sớm hơn mựa đụng.
Trong một ngày đờm, hiệu số giữa nhiệt độ cao nhất và thấp nhất quan sỏt đƣợc gọi là biờn độ nhiệt hàng ngày của mặt đất và đƣợc tớnh theo cụng thức:
∆t = (tmax - tmin) Trong đú:
∆t: biờn độ nhiệt độ (oC); tmax: nhiệt độ cao nhất (oC); tmin: nhiệt độ thấp nhất (oC).
Biờn độ hàng ngày của nhiệt độ đất là yếu tố biến động rất lớn và phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Nhiệt dung của đất là đại lƣợng dựng để đỏnh giỏ khả năng núng lờn nhanh hay chậm của đất.
Đất cú nhiệt dung càng lớn thỡ biờn độ nhiệt độ hàng ngày càng nhỏ và đất cú tớnh dẫn nhiệt càng cao thỡ biờn độ nhiệt độ hàng ngày càng thấp.
Diễn biến hàng năm của nhiệt độ đất cú liờn quan với biến thiờn hàng năm của năng lƣợng bức xạ mặt trời. Tại Bắc bỏn cầu, thời điểm cực đại của nhiệt độ mặt đất xuất hiện vào thỏng bảy, thỏng tỏm, cũn thời điểm cực tiểu thƣờng vào thỏng giờng, thỏng hai.
Biờn độ hàng năm của nhiệt độ đất là hiệu số giữa nhiệt độ trung bỡnh thỏng cú giỏ trị lớn nhất và nhiệt độ trung bỡnh thỏng cú giỏ trị nhỏ nhất.
Biờn độ biến thiờn hàng năm cũng nhƣ hàng ngày của nhiệt độ đất giảm theo độ sõu, đến một độ sõu nào đú thỡ nhiệt độ khụng đổi. Tuỳ theo đặc điểm của đất mà độ sõu cú biờn độ nhiệt độ khụng đổi khỏc nhau. Tại những vựng nhiệt đới, lớp đất cú nhiệt độ hàng năm khụng đổi ở độ sõu 5ữ10 một, cũn ở những vựng vĩ độ trung bỡnh, lớp đất cú nhiệt độ hàng năm khụng đổi ở độ sõu 15ữ20 m.
Cỏc kết quả khảo sỏt thực tế cho thấy với chu kỳ ngày đờm thỡ từ độ sõu 100 cm trở đi nhiệt độ đất khụng thay đổi.
Đối với sản xuất muối biển bằng bằng phƣơng phỏp bay hơi mặt bằng thỡ nhiệt độ mặt đất càng cao (cƣờng độ của bức xạ mặt trời lớn) sẽ càng cú lợi cho quỏ trỡnh bay hơi nƣớc ngọt. Muốn cú nhiệt độ mặt đất cao trong điều kiện cƣờng độ bức xạ của mặt trời là cố định thỡ phải thay đổi thành phần của đất để đất cú nhiệt dung nhỏ (tăng thành phần cỏt, giảm thành phần sột).
1.4.2. Ảnh hƣởng của bức xạ mặt trời đến chế độ nhiệt của khụng khớ Khi mặt đất hấp thụ năng lƣợng bức xạ mặt trời thỡ năng lƣợng ấy đƣợc Khi mặt đất hấp thụ năng lƣợng bức xạ mặt trời thỡ năng lƣợng ấy đƣợc chuyển hoỏ thành nhiệt năng làm cho mặt đất núng lờn.
Một phần nhiệt lƣợng của mặt đất sẽ truyền vào cỏc lớp đất sõu, cũn phần lớn truyền cho cỏc lớp khớ quyển bờn trờn nú.
Tớnh trung bỡnh bề mặt mặt đất truyền vào khụng khớ 37% năng lƣợng bức xạ mà nú hấp thu đƣợc. Riờng bề mặt cỏt truyền cho khớ quyển 43%, mặt nƣớc
0,4% lƣợng nhiệt của nú. Quỏ trỡnh trao đổi nhiệt giữa mặt đất và khụng khớ diễn ra liờn tục suốt ngày đờm. Vào ban ngày mặt đất nhận đƣợc nhiều năng lƣợng bức xạ mặt trời nờn nhiệt độ tăng cao vỡ vậy nú nhƣờng nhiệt cho khớ quyển. Cũn vào ban đờm mặt đất bức xạ mạnh, cõn bằng nhiệt thƣờng cú giỏ trị õm. Mặt đất mất nhiệt dần dần và cú nhiệt độ thấp hơn khớ quyển, lỳc này khớ quyển lại bức xạ ngƣợc cho mặt đất.
Để bốc hơi một gam nƣớc cần cung cấp khoảng 600 calo, ngƣợc lại, khi ngƣng kết một gam hơi nƣớc cũng sẽ tỏa ra một lƣợng nhiệt tƣơng tự.
Vỡ vậy, khi nƣớc bay hơi từ mặt đất và đƣợc ngƣng kết ở cỏc lớp trờn cao thỡ bản thõn quỏ trỡnh này đó tham gia vào quỏ trỡnh truyền nhiệt cho khớ quyển. Phƣơng thức truyền nhiệt này đƣợc gọi là truyền nhiệt nhờ tiềm nhiệt bốc hơi.
Ngoài phƣơng thức truyền nhiệt nhờ tiềm nhiệt bốc hơi, mặt đất cũn truyền nhiệt cho khớ quyển theo nhiều phƣơng thức khỏc nữa.
Sự dao động của nhiệt độ khụng khớ về cơ bản cũng giống nhƣ những dao động nhiệt độ trong đất. Theo độ cao của cột khụng khớ, càng xa mặt đất thỡ nhiệt độ biến thiờn càng nhỏ dần, thời điểm xảy ra cỏc cực đại và cực tiểu cũng càng chậm dần.
Diễn biến hàng ngày của nhiệt độ khụng khớ là một dao động đơn giản với một cực đại xảy ra lỳc 13ữ14 giờ và một cực tiểu xảy ra trƣớc khi mặt trời mọc. Biờn độ biến thiờn hàng ngày của nhiệt độ khụng khớ luụn nhỏ hơn biờn độ hàng ngày của nhiệt độ mặt đất và phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Trờn lục địa, hàng năm cực đại của nhiệt độ khụng khớ quan sỏt thấy vào thỏng bảy, cực tiểu vào thỏng giờng.
Trong sản xuất muối biển bằng phƣơng phỏp bay hơi mặt bằng, khi nghiờn cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ khụng khớ đối với quỏ trỡnh sản xuất ngƣời ta thƣờng dựng chỉ tiờu nhiệt độ trung bỡnh là nhiệt độ trung bỡnh ngày và nhiệt độ trung bỡnh một giai đoạn khớ hậu.
Nhiệt độ trung bỡnh ngày là giỏ trị trung bỡnh của nhiệt độ ở cỏc lần quan trắc đƣợc trong ngày. Để cú đƣợc giỏ trị nhiệt độ ứng với số lần quan trắc trong ngày, ngƣời ta dựng nhiệt kế khớ tƣợng (nhiệt kế thƣờng) để quan trắc và tuõn theo quy phạm quan trắc khớ tƣợng bề mặt của Tổng cục khớ tƣợng thủy văn.
Nhiệt độ trung bỡnh một giai đoạn khớ hậu là giỏ trị trung bỡnh cộng của nhiệt độ trung bỡnh cỏc ngày trong giai đoạn khớ hậu đú. Giai đoạn khớ hậu là một khoảng thời gian dài ngắn khỏc nhau tựy mục đớch nghiờn cứu cụ thể.
Đối với sản xuất muối biển bằng bằng phƣơng phỏp bay hơi mặt bằng thỡ nhiệt độ khụng khớ càng cao (cƣờng độ của bức xạ mặt trời lớn) sẽ càng cú lợi cho quỏ trỡnh bay hơi nƣớc ngọt. Vỡ khi đú (nhiệt độ khụng khớ cao) thỡ khả năng chứa hơi nƣớc của khụng khớ cũng sẽ cao.