Vai trò của mây Ti đối với khí quyển tầng đối lưu

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) phát triển nguồn laser nd YAG biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hưởng thụ động tích hợp trong hệ lidar di động quan trắc mây ti tầng cao​ (Trang 36 - 38)

Tồn tại ở lớp trên cùng của tầng đối lưu, từ độ cao trên 6 km, Mây Ti xuất hiện ở khắp nơi trên bề mặt Trái đất, tất cả các vĩ độ cả trên đất liền và đại dương, và có ở tất cả các mùa trong năm. Theo nhiều nghiên cứu thống kê thì tổng diện tích bao phủ của loại mây này chiếm khoảng 30% tổng diện tích bề mặt của khí quyển Trái đất. Mây Ti biến đổi liên tục về hình dạng, kích thước, kết cấu và vị trí. Mây Ti đóng vai

trò hấp thụ năng lượng bức xạ nhiệt (vùng bước sóng dài) từ mặt đất - tạo hiện tượng nhà kính, đồng thời phản xạ những bức xạ nhận từ phía Mặt trời. Sự phản xạ, hấp thụ bức xạ phụ thuộc vào quy mô, vị trí, độ dày và kích thước và hình dạng các tinh thể băng. Như vậy, đóng vài trò lớp áo ngoài cùng bảo vệ Trái đất, tầng mây Ti luôn đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình bức xạ năng lượng xảy ra ở lớp khí quyển tầng thấp của Trái đất. Với sự che phủ của mây Ti khoảng 30% bề mặt toàn bộ trái đất, thể hiện vai trò và sự ảnh hưởng lớn của mây Ti trong tầng đối lưu. Ở các vùng nhiệt đới, các kết quả đo đạc cho thấy sự che phủ của mây Ti lên tới 70% [1, 2].

Hình dạng của các tinh thể băng trong mây Ti tương đối phong phú: hình trụ (đặc hoặc rỗng), dạng tấm, dạng hoa hồng, hay hỗn hợp… với kích thước từ hàng chục micromet đến hàng ngàn micromet. Ở vùng nhiệt đới mây Ti có thể mở rộng đến độ cao 15 - 18 km, kích thước của các tinh thể băng khi đó khá lớn khoảng từ 10- 2000 µm, kích thước tinh thể băng lớn có liên quan đến nhiệt độ cao hơn, các giai đoạn phát triển của đám mây phụ thuộc vào quá trình đối lưu. Ở vùng ôn đới, các tinh thể băng có kích thước nhỏ hơn vùng nhiệt đới. Ở Bắc cực các tinh thể băng có kích thước lớn hơn 40 µm, còn ở Nam cực kích thước của tinh thể băng cũng nhỏ hơn nữa. Như vậy, kích thước tinh thể băng trong mây Ti có sự thay đổi đáng kể khi đi từ vùng nhiệt đới đến các những vùng cực, khi nhiệt độ càng lớn kích thước tinh thể băng càng lớn và ngược lại. Điều này cũng khá dễ hiểu bởi năng lượng Mặt trời cung cấp cho quá trình đối lưu và lượng hơi nước ở vùng xích đạo dồi dào hơn, do đó quá trình hình thành mây diễn ra mạnh mẽ và nhanh hơn. Vì đó mà kích thước và trữ lượng của hơi nước đóng góp trong các tinh thể băng là lớn hơn. Ngoài sự khác nhau về kích thước, hình dạng của các tinh thể băng của mây Ti tại các vùng khác nhau. Thông qua phép đo tán xạ ngược của kỹ thuật Lidar và quan sát sự phân cực qua vệ tinh đã cho thấy sự phong phú về hình dạng và kích thước của các tinh thể băng trong mây Ti sẽ thay đổi theo các vùng khác nhau. Qua đó cũng cho thấy có mối quan hệ mật thiết giữa hình dạng và kích thước của các tinh thể băng trong mây Ti với khí hậu tại địa phương [1, 2].

Độ cao, độ dày, mật độ che phủ của mây Ti và những đặc trưng vi mô của mây như: mật độ tinh thể băng, hàm lượng nước và kích thước hạt tinh thể…sẽ là những thông số quan trắc có nhiều ý nghĩa đánh giá về mức độ ảnh hưởng của lớp mây Ti đối với các đối tượng còn lại trong tầng đối lưu và có ý nghĩa với đối với mô hình dự báo thời tiết [1, 2].

Vì vậy, mây Ti đóng vai trò là mắt xích của chu trình tuần hoàn nước, là đối tượng mang năng lượng lớn nhất có được từ năng lượng bức xạ của Mặt trời do đó hoạt động của mây Ti giữ vai trò thúc đẩy quá trình biến đổi năng lượng bức xạ tiếp theo xảy ra trong khí quyển. Những đặc trưng của mây Ti cho phép xây dựng nên mô hình dự báo sự thay đổi thời tiết cho từng khu vực cũng như biến đổi khí hậu của Trái đất [1, 2].

Sự tồn tại một lượng lớn mây Ti có thể là dấu hiệu cho sự tới gần của hệ thống giông hay nhiễu loạn không khí ở phía trên. Điều này thường có nghĩa là thời tiết sẽ thay đổi, nói chung dễ trở nên có giông tố hơn trong phạm vi 24 giờ. Mây Ti cũng có thể là dấu tích sót lại của giông tố. Một màn chắn lớn gồm cả mây Ti (lớp ngoài trên 6 km) và mây Ti tầng (trong phân tầng thứ hai với độ cao từ 2 – 6 km) thường là sự xuất hiện của những khối khí đối lưu với tốc độ cao của các cơn bão mạnh [1, 2].

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) phát triển nguồn laser nd YAG biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hưởng thụ động tích hợp trong hệ lidar di động quan trắc mây ti tầng cao​ (Trang 36 - 38)