Bài giảng Cơ sở khoa học môi trường: Môi trường khí quyển (Phần 1)

Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Nội dung 1. Khái niệm 2. Sự hình thành khí quyển 3. Thành phần không khí của lớp khí quyển 4. Hơi nước trong khí quyển 5. Sol khí Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Khái niệm Lớp khí quyển bao quanh Trái Đất, - Giới hạn từ bề mặt thuỷ quyển và thạch quyển - giới hạn trên bởi không gian giữa các hành tinh Cơ sở khoa học môi trường – môi trường khí quyển Sự hình thành khí quyển 3 Cơ sở khoa học môi trường – môi trường khí quyển Sự hình thành khí quyển Lúc này các núi lửa họat động mạnh Phun ra các khí từ trong lòng quả đất Các khí này được giữ lại quanh trái đất do lực hấp dẫn Dần dần bầu khí quyển được hình thành Thành phần các khí ga nguyên thủy gồm: hơi nước, CO2, N2 và các khí hiếm khác (không có O2) 4 Cơ sở khoa học môi trường – môi trường khí quyển Sự hình thành khí quyển Nước bị phân hũy tạo thành O2 và H O xi nặng sẽ tập trung nhiều ở lớp gần mặt đất Hydro nhẹ sẽ tập trung trên cao Helium cũng là nguyên tố nhẹ nên bay lên các tầng cao 5 Cơ sở khoa học môi trường – môi trường khí quyển Sự hình thành khí quyển Sụ hình thành sinh quyển và quang hợp tạo ra nhiều O2 6 O2 tích lũy trong khí quyển Và phản ứng với tia tử ngoại tạo ra tầng Ozôn Cơ sở khoa học môi trường – môi trường khí quyển Thành phần không khí 7 Cơ sở khoa học môi trường – môi trường khí quyển Thành phần không khí 8 không khí sạch khô, hơi nước và các phần tử rắn hoặc lỏng có nguồn gốc khác nhau Cơ sở khoa học môi trường – môi trường khí quyển Thành phần không khí 9 Không khí sạch, khô là hỗn hợp của nhiều chất khí, trong đó nhiều hơn cả là nitơ, ôxy, agon, cacbonic. Thành phần cơ bản của không khí sạch (không có sol khí) và khô (không có hơi nước). Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Thành phần không khi khô của khí quyển - Theo chiều ngang, thành phần của hầu hết các chất rất ít biến đổi. - Duy chỉ có khí cacbonnic là có thay đổi mang tính chất địa phương. - Lượng khí cacbonic ở những vùng cháy rừng hoặc núi lửa, khu công nghiệp, nhà máy tăng lên đột ngột Không khí biến thiên theo chiều ngang?? Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phương trình trạng thái của không khí khô lí tưởng Phương trình trạng thái khí lý tưởng là mối liên hệ giữa áp suất, thể tích, và nhiệt độ của một khối khí lý tưởng. Phương trình này có dạng: pV = nRT Với p là áp suất (Pascal); V là thể tích (m3) n là số các hạt trong khối khí (mol) R là hằng số khí (8.314472 [m3·Pa·mol-1·K-1] T là nhiệt độ (kelvin) Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phương trình trạng thái của không khí khô lí tưởng Phương trình trạng thái khí lý tưởng V = nRT/p P tăng  V?? T tăng  V?? Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Hơi nước trong khí quyển - Nguồn gốc: do quá trình bay hơi từ mặt đất ẩm, ao hồ, sông suối, biển và lan truyền vào khí quyển - Do tính chất bão hòa của hơi nước mà khí quyển chỉ chứa được một lượng hơi nước nhất định. - Khi đạt tới trạng thái bão hòa, hơi nước thừa phải ngưng kết tạo thành giọt nước. - Lượng hơi nước giảm dần theo chiều cao Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Sol khí Tập hợp tất cả những hạt nhỏ ở trạng thái rắn và lỏng, bay lơ lửng trong khí quyển được gọi chung là sol: những sản phẩm ngưng kết của hơi nước (như giọt nước, tinh thể băng), những hạt bụi, khói, nhũng ion mang điện v.v. Vai trò: -Các hạt sol khí đều hấp thụ, phản xạ bức xạ Mặt Trời làm thay đổi nhiệt độ của không khí. -Những hạt bụi nhỏ đẩy nhanh quá trình ngưng kết của hơi nước, nó được gọi là những nhân ngưng kết. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Sol khí Nhóm 1: Sol khí từ mặt đất: •Bụi đất được gió cuốn lên; •Bụi nước; •Bụi hữu cơ (phấn hoa, bào tử, vi khuẩn v.v...); •Khói (từ các nhà máy và các vụ cháy rừng); •Các chất phóng xạ phát ra từ các vụ thử vũ khí nguyên tử. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Sol khí Nhóm 2: Sol khí từ vũ trụ - Bao gồm các hạt rơi từ không gian vũ trụ vào khí quyển. - Phần lớn các hạt này phát sinh do quá trình phân huỷ các sao băng. - Những kết quả nghiên cứu cho thấy lượng bụi vũ trụ rơi vào khí quyển sau một ngày đêm có thể lên tới hàng ngàn tấn Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phân bố hạt sol khí trong không khí Phụ thuộc vào: - Kích cở hạt - Trọng lượng Kích thước: 10-7 - 10-3cm Cực đại trong khoảng kích thước 10-6 ÷ 10-5cm. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phân bố hạt sol khí trong không khí Phân bố sol khí theo chiều ngang: Mật độ các hạt sol khí sẽ lớn ở những nơi gần nguồn phát sinh ra chúng. Mật độ sol khí sẽ giảm khi về các vùng nông thôn và vùng núi Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phân bố hạt sol khí trong không khí Phân bố mật độ sol khí theo chiều cao