Bài giảng Cơ sở khoa học môi trường: Môi trường khí quyển (Phần 3)

Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Nội dung: Các yếu tố khó hậu 1. Nhiệt độ 2. Áp suất 3. Ẩm độ 4. Gió 5. Mây Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Nhiệt độ • Đo mức nóng, lạnh của không khí. • Thang nhiệt độ bách phân: t0C (độ C) • Trong các tính toán lý thuyết đại lượng này thường biểu diễn theo thang độ tuyệt đối (K). • Giữa K (Kenvin) và t0C có mối quan hệ sau: K = 273,16 + t Chênh lệch 1 đơn vị t bằng chênh lệnh 1 đơn vi K Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Áp suất không khí • Sở dĩ có áp lực không khí là do khí quyển có trọng lượng. • Lực tác dụng do trọng lượng cột không khí trong khí quyển lên một đơn vị diện tích (1 m2) gọi là khí áp • Đơn vị: bar (b) • milibar (ký hiệu là mb): 1 mb = 10-3b = 103 đyn/cm2 = 102 N/m2 • Đơn vị mm thủy ngân (ký hiệu là mmHg). • 1mb ≈ 0,75 mmHg ≈ ¾ mmHg Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Áp suất không khí 1atm = 760 mmHg (áp suất khí quyển tại mực nước biển Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ẩm độ Đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ tồn tại hơi nước trong không khí Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ẩm độ • Sức trương (áp suất riêng) của hơi nước (thường ký hiệu là e) có trong không khí. Nó được đo bằng đơn vị áp suất: N/m2, mb hoặc mmHg. • Độ ẩm tuyệt đối của a: là khối lượng hơi nước có trong một đơn vị thể tích không khí, kg/m3. • Điểm sương τ: là nhiệt độ mà khi hạ xuống tới nhiệt độ đó trong điều kiện áp suất không đổi thì hơi nước trong không khí đạt tới trạng thái bão hòa và ngưng tụ thành nước Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ẩm độ Ẩm độ phụ thuộc và nhiệt độ Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ẩm độ Giải thích hiện tượng kết sương trong xe otô khi nhiệt độ bên ngòai xuống thấp Hoặc trong lúc trời nắng, nuớc chảy ra trên ly nước đá Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Gió • Gió là chuyển động của không khí đối với bề mặt Trái Đất. • Gió được đặc trưng bởi hai đại lượng là tốc độ gió và hướng gió. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Gió • Tốc độ gió (m/s, km/h) cấp gió Beaufort v = 3,0096 B3/2 km/h Cấp gió Tốc độ gió Độ cao sóng trung bình Mức độ nguy hại m/s km/h m 0 1 2 3 0-0.2 0,3-1,5 1,6-3,3 3,4-5,4 <1 1-5 6-11 12-19 - 0,1 0,2 0,6 Gió nhẹ. Không gây nguy hại. 4 5 5,5-7,9 8,0-10,7 20-28 29-38 1,0 2,0 - Cây nhỏ có lá bắt đầu lay động. ảnh hưởng đến lúa đang phơi màu - Biển hơi động. Thuyền đánh cá bị chao nghiêng, phải cuốn bớt buồm. 6 7 10,8-13,8 13,9-17,1 39-49 50-61 3,0 4,0 - Cây cối rung chuyển. Khó đi ngược gió. - Biển động. Nguy hiểm đối với tàu, thuyền. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Gió Cấp gió Tốc độ gió Độ cao sóng trung bình Mức độ nguy hại m/s km/h m 8 9 17,2-20,7 20,8-24,4 62-74 75-88 5,5 7,0 - Gió làm gãy cành cây, tốc mái nhà gây thiệt hại về nhà cửa. Không thể đi ngược gió. - Biển động rất mạnh. Rất nguy hiểm đối với tàu, thuyền. 10 11 24,5-28,4 28,5-32,6 89-102 103-117 9,0 11,5 - Làm đổ cây cối, nhà cửa, cột điện. Gây thiệt hại rất nặng. - Biển động dữ dội. Làm đắm tàu biển. 12 13 14 15 16 17 32,7-36,9 37,0-41,4 41,5-46,1 46,2-50,9 51,0-56,0 56,1-61,2 118-133 134-149 150-166 167-183 184-201 202-220 14,0 - Sức phá hoại cực kỳ lớn. - Sóng biển cực kỳ mạnh. Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớ Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Mây • Hơi nước ngưng kết thành các giọt nước ở dạng tinh thể nước đá. • Tập hợp các sản phẩm ngưng kết có thể nhìn thấy được gọi là mây Mây được đo bằng lượng mây và phân thành các loại mây. Người ta chia bầu trời thành 10 phần. Khi không có mây ứng với lượng mây là 0 còn khi mây che kín bầu trời lượng mây là 10/10 Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Mây • Phân loại mây Họ Tên mây Tên quốc tế Ký hiệu 1 Ti Ti tích Ti tầng Cirrus Cirrocumulus Cirrostralus Ci Cc Cs 2 Trung tích Trung tầng Altocumulus Altostratus Ac As 3 Tầng Tầng tích Vũ tầng Stratus Stratocumulus Nimbostratus St Sc Ni 4 Tích Vũ tích Cumulus Cumlonimbus Cu Cb Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Nội dung 1. Biến đổi áp suất khí quyển 2. Biến đổi nhiệt độ 3. Biến đổi tốc độ gió Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Biến đổi áp suất khí quyển Xét một cột không khí thẳng đứng tiết diện đơn vị, khi đó ở độ cao z bất kỳ, nếu không khí ở trạng thái tĩnh thì áp suất p phải bằng trọng lượng của cột khí bên trên mực z: Q = p Từ cho thấy áp suất giảm dần theo độ cao do sự giảm của trọng lượng Q Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Biến đổi áp suất khí quyển Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Biến đổi nhiệt độ Để đánh giá độ biến thiên của nhiệt độ khí quyển theo chiều cao, người ta dùng gradient thẳng đứng của nhiệt độ T = Kelvin Z = độ cao Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Biến đổi nhiệt độ Trường hợp γ = 0 Khí có nhiệt độ không đổi, được gọi là khí quyển đẳng nhiệt độ. Trường hợp γ > 0, Nhiệt độ giảm theo chiều cao, đây là trạng thái thông thường diễn ra trong khí quyển Trường hợp γ < 0, nghĩa là nhiệt độ tăng theo chiều cao. Trường hợp này được gọi là là hiện tượng nghịch nhiệt Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Biến đổi nhiệt độ Khi nào thì nhiệt độ tăng theo chiều cao?