- Gradient nhiệt theo phƣơng đứng gần bằng gradient trung bỡnh phƣơng đứng của nhiệt độ (60C/1km).
CHƢƠNG V: CHUYỂN ĐỘNG ĐỐI LƢU TRONG KHÍ QUYỂN
5.2.3. cao của mực ngưng kết
Dũng khụng khớ thăng bị lạnh đi khi lờn cao, đến một độ cao nào đú đạt trạng thỏi bóo hoà. Độ cao h đú gọi là mực ngƣng kết.
Giả sử hạt khụng khớ thăng lờn từ bề mặt trỏi đất z = 0, cú nhiệt độ là T0, ỏp suất p0, độ ẩm tƣơng đối 0, sức trƣơng e0 và
điểm sƣơng 0. Hơi nƣớc trong khụng khớ thăng đƣợc nở ra và đến độ cao ngƣng kết, sức trƣơng hơi nƣớc sẽ là:
eh = eo (Ph /P0) (5.35) Phlà ỏp suất ở mực ngƣng kết. Vỡ eh < e0tƣơng ứng với độ cao h, điểm sƣơng h
sẽ thấp hơn 0 (theo e = E() = E(t). e-(t - ) ) thỡ:
Ph /P0 = (eh /eo) eλ(ηh - ηo) (5.36)
Sử dụng cụng thức:
Ph /P0 = e-h/H (H: Thang độ cao, theo (2.16), H = RkkT/g)
λ(η0 - ηh) = h/H hay h = Hλ(η0 - ηh) (5.37)
Mức ngƣng kết sẽ đạt đƣợc ở nơi mà sự lạnh đi đoạn nhiệt γa trờn một đơn vị độ cao làm giảm nhiệt độ từ T0đến ηh. Nghĩa là trờn độ cao h = (T0 - ηh)/γa (5.38) Theo (5.37) và (5.38) h = (T0 - η0)/γa+ (η0 - ηh)/γa = (T0 - η0)/γa+ h/(γaHλ) (5.39) h[1 –1/(γaHλ)] = (T0 - η0)/γa h = (T0 - η0)/{γa[1 –1/(γaHλ)]} = -lnfo/(γaλ - 1/H) (5.40) [ Vỡ ln = -λ(t - η)] Cụng thức (5.40) là cụng thức rỳt gọn để xỏc định độ cao mực ngƣng kết h, thụng qua độ ẩm tƣơng đối ban đầu 0(trờn mặt đất).
107106 106
Hỡnh 5.6
Khi bốc lờn nú lạnh đi theo quy luật đoạnnhiệt ẩm, khoảng
0,50/100m, thỡ trờn đỉnh nỳi nhiệt độ khụng khớ là 00C, cũn sức trƣơng hơi nƣớc e (tƣơng đƣơng với trạng thỏi bóo hoà) là
4,6mmHg (6,1 mb). Hơi nƣớc cũn lại chứa trong khụng khớ (12,8
–4,6 = 8,2 mmHg) sẽ phải ngƣng kết lại. Nếu hơi ẩm ngƣng kết rơi xuống toàn bộ dƣới dạng mƣa trờn sƣờn đún giú thỡ khụng khớ hạ xuống theo sƣờn khuất giú khụng cũn bóo hoà nữa. Nhiệt độ của nú sẽ tăng theo quy luật đoạn nhiệt khụ đƣợc 10 trờn 100m và khụng
khớ xuống tới chõn nỳi với nhiệt độ T = 300C. Sức trƣơng hơi nƣớc e vẫn giữ nguyờn nhƣ ở trờn đỉnh nỳi 4,6mmHg, trong trƣờng hợp mà khụng cú sự biến đổi của khớ ỏp. Cũn nếu kể cả sự tăng khớ ỏp từ 3000m xuống chõn nỳi thỡ sức trƣơng hơi nƣớc e sẽ là
6,6mmHg.
Sức trƣơng bóo hoà ở nhiệt độ 300C là 31,8mm. Do đú, độ ẩm tƣơng đối của khụng khớ hạ xuống cũn f = 20% thụi.
Dũng khụng khớ đi xuống đú, kốm với nhiệt độ cao, độ khụ lớn và trời quang gọi là giú phơn (quan sỏt thấy ở miền nỳi).
Từ 3000m xuống, ỏp suất khụng khớ tăng lờn dp = -ρgdz
dp = -[p/(RkkT)]gdz
Sức trƣơng hơi nƣớc e tăng lờn:
de = -[e/(RkkT)]gdz = 2 mmHg, (e = 4,6mmHg, T = 300, dp = de).
5.2.3. Độ cao của mực ngưng kết
Dũng khụng khớ thăng bị lạnh đi khi lờn cao, đến một độ cao nào đú đạt trạng thỏi bóo hoà. Độ cao h đú gọi là mực ngƣng kết.
Giả sử hạt khụng khớ thăng lờn từ bề mặt trỏi đất z = 0, cú nhiệt độ là T0, ỏp suất p0, độ ẩm tƣơng đối 0, sức trƣơng e0 và
điểm sƣơng 0. Hơi nƣớc trong khụng khớ thăng đƣợc nở ra và đến độ cao ngƣng kết, sức trƣơng hơi nƣớc sẽ là:
eh = eo (Ph /P0) (5.35) Phlà ỏp suất ở mực ngƣng kết. Vỡ eh < e0tƣơng ứng với độ cao h, điểm sƣơng h
sẽ thấp hơn 0 (theo e = E() = E(t). e-(t - ) ) thỡ:
Ph /P0 = (eh /eo) eλ(ηh - ηo) (5.36)
Sử dụng cụng thức:
Ph /P0 = e-h/H (H: Thang độ cao, theo (2.16), H = RkkT/g)
λ(η0 - ηh) = h/H hay h = Hλ(η0 - ηh) (5.37)
Mức ngƣng kết sẽ đạt đƣợc ở nơi mà sự lạnh đi đoạn nhiệt γatrờn một đơn vị độ cao làm giảm nhiệt độ từ T0 đến ηh. Nghĩa là trờn độ cao h = (T0 - ηh)/γa (5.38) Theo (5.37) và (5.38) h = (T0 - η0)/γa+ (η0 - ηh)/γa = (T0 - η0)/γa+ h/(γaHλ) (5.39) h[1 –1/(γaHλ)] = (T0 - η0)/γa h = (T0 - η0)/{γa[1 –1/(γaHλ)]} = -lnfo/(γaλ - 1/H) (5.40) [ Vỡ ln = -λ(t - η)] Cụng thức (5.40) là cụng thức rỳt gọn để xỏc định độ cao mực ngƣng kết h, thụng qua độ ẩm tƣơng đối ban đầu 0 (trờn mặt đất).
107106 106