3.1 . Biến thiên hàng ngày và hàng năm của nhiệt độ không k hí.
a. Sự biến thiên hàng ngày của nhiệt độ không khí:
Sự biế n thiên của nhiệt độ không khí chủ yếu phụ thuộc vào sự biến thiê n của nhiệt độ đất. Vì vậy càng xa mặt đất sự biế n thiê n của nhiệt độ không khí càng nhỏ dần và thời điể m xả y ra cực đại và cực tiểu càng chậ m lạ i.
Biế n thiên hàng ngà y của nhiệt độ không khí là một dao động đơn giản với một cực đại và một cực tiểu. Thường nhiệt độ không khí thấp nhất xảy ra vào khoảng trước lúc mặt trời mọc khoảng 1 giờ đồng hồ. Cao nhất xuất hiện sau lúc mặt trời ở thiên đỉnh (trên lục địa vào khoảng từ 12-13 giờ, còn trên mặt biể n vào lúc 14- 15 giờ).
Biê n độ biến thiên hàng ngày của nhiệt độ không khí luôn nhỏ hơn biê n độ biến thiê n hàng ngà y của nhiệt độ đất và phụ thuộc vào những yếu tố sau:
- Vĩ độ địa phương: biê n độ biến thiên hà ng ngày của nhiệt độ không khí giảm khi vĩ độ địa phương tăng lên (do độ cao mặt trời giảm dần khi v ĩ độ tăng lên).
- Mùa trong năm:
Tại những vĩ độ ôn đới và vĩ độ cao, độ cao mặt trời lúc giữa trưa thay đổi nhiều trong nă m. Do đó, biên độ biến thiên hàng ngày của nhiệt độ phụ thuộc vào các mùa trong nă m, tuy nhiên sự phụ thuộc này không đồng nhất tại các vĩ độ khác nhau.
+ Tại vùng cực đới biến thiê n hàng ngày của nhiệt độ không khí biến mất trong thời
kỳ mùa Đông.
+ Biên độ biến thiên hàng ngày của nhiệt độ không khí lớn nhất trong thời kỳ mùa Thu và mùa Xuân.
+ Tại các vĩ độ ôn đới, biên độ nhỏ nhất vào mùa đông (2-40C), lớn nhất vào mùa hạ (8-120C). Tại các vĩ độ nội nhiệt đới biến thiên hàng ngày thay đổi rất ít trong năm.
- Địa hình: ở những nơi địa hình cao (đồi, núi, cao nguyên) biên độ nhiệt độ hàng ngày thấp, còn nhữ ng nơi điah ình trũng (thung lũng) biên độ nhiệt độ hàng ngày cao.
- Đặc tính của bề mặt đệm: sự khác nhau về đặc tính của bề mặt đệm trên đất liền ảnh hưởng đến biê n độ và dạng biến thiên hàng ngày của nhiệt độ không khí.
- Phụ thuộc vào lượng mây: lượng mâ y càng nhiều thì biên độ biến thiê n hàng ngày của nhiệt độ không khí càng giả m. Trong những ngày nhiều mây biên độ biến thiên hàng ngà y của nhiệt độ không khí nhỏ hơn trong những ngà y quang đãng.
- Độ cao so với mực nước biển: độ cao (so với mực nước biển) càng tăng thì biê n độ biến thiên hàng ngà y của nhiệt độ không khí càng giả m và thời điể m xảy ra cực đại, cực tiểu càng chậ m lại.
b. Biến thiên hàng năm của nhiệt độ k hông k hí.
Biê n độ biến thiên nhiệt độ nă m là sự chênh lệch nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất
Trên lục địa: cực đại của nhiệt độ không khí quan sát thấy vào tháng 7, cực tiểu vào tháng giêng.
Trên đại dương và v ùng duyên hải của lục địa: cực đại xảy ra vào tháng 8, cực tiểu vào tháng 2, tháng 3.
Trị số nhỏ nhất của biên độ hà ng năm quan sát thấy tại vùng xích đạo, là nơi luồng nhiệt mặt trời quanh nă m hầu như không thay đổi.
Biến thiên hàng năm phụ thuộc vào:
- Vĩ độ địa phương: vĩ độ càng tăng biên độ nhiệt độ nă m càng tăng, nhỏ nhất là ở xích đạo và lớn nhất ở vùng cực. Vì những điều kiện thu nhiệt trong mùa hè và mùa đông càng khác nhau và biên độ hàng nă m cũng tăng lên
- Đặc điểm của mặt đệm (đất liền, biển, mức độ gần và xa biển): càng xa biển biên độ nhiệt độ nă m càng tăng. Ở những vùng ven biể n biên độ nhiệt độ năm thấp.
- Độ cao so với mực nước biển: độ cao càng tăng thì biên độ biế n thiê n hàng năm của nhiệt độ không khí càng giả m.
- Lượng mây và mưa: lượng mây trong mùa hè hay trong mùa đông tăng đều làm cho biên độ nhiệt độ nă m giảm hoặc ngược lại.
3.2. Sự biến thiên nhiệt độ của không khí theo chiều thẳng đứng.
Sự biế n thiê n nhiệt độ thẳng đứng theo độ cao được đặc trưng bằng gradient nhiệt độ thẳng đứng, được ký hiệu (γ).
3.2.1. Gradient nhiệt độ thẳng đứng.
Gradient nhiệt độ theo phương thẳng đứng là trị số biến thiên của nhiệt độ theo mỗi 100 m độ cao (lấy với dấu trái ngược). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Z t Z Z t t 1 2 1 2 trong đó:
t1 là nhiệt độ tại độ cao Z1 t2 là nhiệt độ tại độ cao Z2 ΔZ = 100m
- Lớp không khí có t2 = t1, γ = 0 gọi là lớp đẳng nhiệt - Lớp không khí có t2 > t1, γ < 0 gọi là lớp nghịch nhiệt. - Lớp không khí có t2 < t1, γ > 0 gọi là lớp biến thiên thuậ n.
Sự biến thiên nhiệt độ theo độ cao trong lớp có gradient nhiệt độ thẳng đứng là γ có thể biểu diễn bằng công thức:
1000 0 z t tz trong đó :
tz là nhiệt độ không khí đo ở độ cao z, t0 là nhiệt độ không khí ở mực nước biển.
3.2.2. Những quá trình đoạn nhiệt trong khí quyển.
Qúa trình đoạn nhiệt là những quá trình trong đó diễn ra sự biến thiên trạng
thái của một vật nào hay một khối lượng không khí nào mà không thu hay xuất nhiệt ra môi trường x ung quanh.
- Quá trình đoạn nhiệt x ảy ra trong không k hí khô hay không khí ẩm chưa bảo hoà hơi nước gọi là quá trình đoạn nhiệt khô.
Gradient đoạn nhiệt khô γ là trị số biế n thiên của nhiệt độ không khí khô hoặc chưa bảo hoà hơi nước khi không khí đó lên cao hoặc xuống thấp mỗi 100 mét (γ = 10C/100m).
- Quá trình đoạn nhiệt xảy ra trong không k hí đã bảo hoà hơi nước gọi là đoạn
nhiệt ẩm.
Gradient đoạn nhiệt ẩ m (γ’) là trị số biến thiên của nhiệt độ không khí ẩm (đã bảo hoà hơi nước) khi không khí đó lên cao hoặc xuống thấp mỗ i 100 mét (γ’ < 10C/100m)
4. Những đại lượng đặc trưng cho nhiệt độ không khí.
4.1. Nhiệt độ trung bình:
- Nhiệt độ trung bình ngày là giá trị trung bình cộng của tất cả các giá trị quan trắc được trong ngày đo theo nhiệt kế khô.
8 ... 8
2
1 t t
t
- Nhiệt độ trung bình tháng là giá trị trung bình cộng của nhiệt độ trung bình tất cả các ngà y trong tháng. n t t t t n tb 1 2 ...
trong đó: t1, t2,...,tn là nhiệt độ trung bình ngà y quan trắc được trong tháng n = 28, 29, 30, 31 là tổng số ngày trong tháng.
- Nhiệt độ trung bình năm là giá trị trung bình cộng của nhiệt độ trung bình 12 tháng trong nă m. 12 ... 12 2 1 t t t
ttbn với t1,t2,…,t12 là nhiệt độ trung tháng 1 đến tháng 12.
4.2. Nhiệt độ tối cao tuyệt đối và tối thấp tuyệt đối.
- Nhiệt độ tối cao tuyệt đối trong ngày là nhiệt độ cao nhất của tất cả các kỳ quan trắc đo - Nhiệt độ tối cao tuyệt đối trong tháng là giá trị nhiệt độ cao nhất trong tháng. Người ta xác định như sau: mỗi ngày trong tháng có một trị số nhiệt độ cao nhất trong ngà y. Người ta tiến hành so sánh những trị số tối cao tuyệt đối của các ngày trong tháng với nha u, trị số lớn nhất sẽ là trị số tuyệt đối trong tháng
- Nhiệt độ tối cao tuyệt đối trong năm là giá trị nhiệt độ cao nhất trong nă m, bằng cách so sánh như trên, người ta so sánh trị số tối cao tuyệt đối của 12 tháng với nhau trị số nào lớn nhất sẽ là nhiệt độ tối cao tuyệt đối trong nă m.
- Nhiệt độ tối cao trung bình tháng là trung bình cộng của nhiệt độ tối cao tuyệt đối của các ngày trong tháng.
- Nhiệt độ tối cao trung bình năm là trung bình cộng của nhiệt độ tối cao trung bình của 12 thá ng trong nă m. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhiệt độ tối thấp: tương tự như nhiệt độ tối cao, người ta phân biệt các loại nhiệt độ tối thấp: nhiệt độ tối thấp tuyệt đối ngà y, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối tháng, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối năm, nhiệt độ tối thấp trung bình tháng, nhiệt độ tối thấp trung bình nă m.
4.3. Biên độ nhiệt độ.
- Biên độ nhiệt độ ngày là sự chênh lệch giữa nhiệt độ cao nhất và thấp nhất trong ngày (đo theo nhiệt kế khô).
Ath án g = tmax - tmi n(0C)
- Biên độ nhiệt độ năm là sự chênh lệch nhiệt độ giữa tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất với tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất trong nă m.
An ăm= ttm ax - ttmin(0C)
Nhiệt độ hữu hiệ u là nhiệt độ thực tế mà cây trồng sử dụng được. Nhiệt độ hữu hiệu (thh) được tính bằng công thức:
th h = ttb - b
trong đó: tt b là nhiệt độ trung bình của gia i đoạn. b là giới hạn thấp sinh vật học.
Đối với mỗ i loại cây trồng khác nhau, trong mỗi gia i đoạn sống khác nhau chúng có một giới hạn thấp nhất về nhiệt độ khác nhau. Nhiệt độ đó là nhiệt độ tối thấp sinh vật học.
- Tổng nhiệt độ hữu hiệu là tổng nhiệt độ thực tế cây trồng sử dụng trong một giai đoạn
sống nào đó hoặc cho cả chu kỳ sống.
b n t thh tb .
trong đó: n là số ngày của gia i đoạn sống nào đó của cây b là giới hạn tối thấp sinh vật học,
ttb là tổng tíc h ôn.
Ở các gia i đoạn sinh trưởng khác nhau thì giới hạn tối thấp sinh vật học cũng không giống nha u.
Chẳng hạn như đối với cây lúa giai đoạn: - Từ gieo đến đẻ nhánh:130-150C
- Đẻ nhánh-làm đốt: 170- 180C - Làm đốt- trổ: 200-220C. - Chín: 230-240C.
4.5. Tổng tích ôn (tổng nhiệt độ trung bình).
Tổng tích ôn là tổng nhiệt độ trung bình của một mùa, một giai đoạn hay một chu kỳ sống của cây trồng.
Tính tổng nhiệt độ theo công thức:
n t t t t t 1 2 3 ...
với t1, t2, ... tn là nhiệt độ trung bình của ngày thứ nhất, thứ hai, ..., và ngày thứ n. Có thể tính tổng tíc h ôn theo công thức:
tn.t trong đó:
t là nhiệt độ trung bình của giai đoạn cần xác định tổng tích ôn n là số ngày của gia i đoạn đó.
Chỉ tiê u này dùng để đánh giá tài nguyên khí hậu của một vùng hoặc để xác định nhu cầu nhiệt của cây. Đây cũng là chỉ tiêu hết sức quan khối để phân vùng khí hậu nông nghiệp.