2.3.1 Các loại độ ẩm khơng khí
a. Độ ẩm riêng
Độ ẩm riêng xách định bởi công thức:
𝑄 = 𝜀𝑒
𝑝 (2.13)
Trong đó: Q là độ ẩm riêng
e là áp suất hơi nước trong khơng khí. p là áp suất hơi nước.
ε là tỉ số giữa 2 hằng số Rd = 287.04 J kg-1 K-1 và Rv = 461.50 J kg- 1 K-1 (ε= 622)
Độ ẩm riêng cũng có thể xác định thơng qua hàm lượng hơi nước trong khơng khí:
Q = aW2 + bW + c (2.14)
W: là hàm lượng hơi nước trong khơng khí. a,b,c là các hệ số hàm quan hệ.
b. Độ ẩm tuyệt đối
Độ ẩm tuyệt đối thể hiện mật độ hơi nước trong khơng khí tính bằng gam trên đơn vị mét khối:
𝛼 = 220.𝑒
𝑇( 𝑔
𝑚3) (2.15)
Trong đó: e: là sức trương hơi nước (mbar) T: là nhiệt độ khơng khí ( oK)
c. Độ ẩm tương đối
Độ ẩm tương đối tính từ áp suất hơi nước được xác định theo công thức:
𝑅𝐻 = 𝑒
𝐸. 100 (%) (2.16)
Trong đó: RH: là độ ẩm tương đối.
e: là áp suất hơi nước trong khơng khí. E: là áp suất hơi nước bão hịa.
Ngồi ra, độ ẩm tương đối cũng được tính từ điểm sương theo cơng thức: 𝑅𝐻 =𝑒𝑡𝑑
𝐸 . 100 (%) (2.17)
Trong đó: RH: là độ ẩm tương đối. td: là điểm sương
e: là áp suất hơi nước trong khơng khí tại điểm sương td. E: là áp suất hơi nước bão hòa tại nhiệt độ thực tại. Độ ẩm tương đối cũng được tính theo độ ẩm riêng.
𝑹𝑯 = 𝒒
𝒒𝒔. 𝟏𝟎𝟎 (%) (2.18)
Trong đó: RH: là độ ẩm tương đối.
q: là độ ẩm riêng của hơi nước trong khơng khí. qs: là độ ẩm riêng của hơi nước bão hịa.
2.3.2. Phương pháp tính tốn độ ẩm khơng khí từ tư liệu viễn thám
Có thể định nghĩa tỉ số G17,G18 và G19 như sau:
G17= 2 17 L L ; G18= 2 18 L L ; G19= 2 19 L L
Ở đây Li là bức xạ thu được từ việc giả định cho các kênh 2, kênh 17, kênh 18 và kênh 19 của MODIS.
Sự giả định tổng giá trị hơi nước bốc hơi rất khác nhau từ 0.3-3.3gcm-2. Bức xạ tỉ lệ nghịch với tổng hàm lượng hơi nước bốc hơi, bởi đa thức:
W17=26.314-54.434G17+28.449G217 W18=5.012-23.017G18+27.884G218 W19=9.446-26.887G19+19.914G219
Ở đây W17 , W18 , W19 là hàm lượng hơi nước bốc hơi tại từng kênh 17, 18 và 19. Hơi nước trong khí quyển có hệ số hấp thụ rất khác nhau theo các kênh 17, 18 và 19. Như vậy kết quả sẽ có 3 giá trị hơi nước theo 3 kênh với cùng một điều kiện của khí quyển. Kênh hấp thụ mạnh là kênh 18 với điều kiện khô hạn, trong khi đó đỉnh hấp thụ lại là kênh 17 với điều kiện ẩm (theo Kaufman and Gao 1992).
Dưới điều kiện của khí quyển, giá trị hơi nước thu được từ 3 kênh có thể khác nhau. Giá trị trung bình hơi nước W có thể thu được qua phương trình sau:
Ở đây:
W17, W18, W19 là lượng hơi nước thu được từ kênh 0.936, 0.940 và 0.905µm. f17, f18 và f19 là các hàm trọng số, phụ thuộc vào độ nhạy của từng kênh phổ và được tính theo cơng thức:
fi= ii i với i= w i (I=17,18,19)
w-sai phân giữa hàm lượng hơi nước lớn nhất và nhỏ nhất từ 6 chuẩn khí quyển và i
tương ứng với sai phân giữa hệ số truyền của giá trị hơi nước lớn nhất và nhỏ nhất thu được tại kênh i (Kaufman và Gao 1992).
Độ ẩm riêng (Q) ở khu vực nhiệt đới có thể được xác định từ giá trị cột hơi nước (W) thông qua hàm kinh nghiệm:
Q = -0.0252w2 + 1.2622w + 13.574 (2.19) Sức trương hơi nước bão hồ (E) được tính từ nhiệt độ khơng khí (t):
3.85x((17.27b1)/(237.3+b1)) (2.20) Áp suất không khí sẽ giảm theo độ cao (H) và được tính theo công thức kinh nghiệm:
P = 1013.3 - 0.1038H (2.21)