Bài giảng chương 3 - Nước trong khí quyển

Ch­¬ng III

N­íc  tro ng  khÝ quyÓn

3.1 Kh¸i niÖm c hung

K h ¸ i n iÖ m c h u n g

H ¬ i n ­

í c l u « n c ã t r o n g k h Ý q u y Ó n

B è c h ¬ i

N g ­ n g k Õ t

m Æ t n ­

í c

m Æ t ® Ê t È m

N h iÖ t ® é l¹

i t i Õ p

th o ¸ t h ¬ i t õ t h ù c v Ë t

K h « n g k h Ý b · o h o µ ® ·

t ô c g i ¶ m

N h Ë p v µ o lí p s ¸ t m Æ t ® Ê t

N h ÷ n g h ¹

t n ­

í c n h á

< 0 ® é T h Ó r ¾ n ( th ¨ n g h o a )

§ è i l­ u , lo ¹ n l­ u

K h y Õ c h t ¸ n

B ×n h l ­ u

H ¹

t n ­

í c lí n d Ç n

T h ¾ n g s ø c c ¶ n

Q u ¸ t r ×n h b è c h ¬ i

L ª n c ¸ c lí p t r ª n

C h u y Ó n ® é n g n g a n g

M ­ a

TuÇn hoµn nhiÖt

Vßng tuÇn hoµn cña n­íc

Hoµn l­u cña n­íc

3.2 C¸c ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cña h¬i n­íc

• §é Èm tuyÖt ®èi (a) cña kh«ng khÝ: lµ khèi l­îng h¬i n­íc tÝnh b»ng gram trong mét ®¬n vÞ thÓ tÝch kh«ng khÝ (1 m3). Nã ®¹i diÖn cho mËt ®é cña h¬i n­ íc trong kh«ng khÝ . §¬n vÞ: g/m3.

• Søc tr­¬ng (e ) hay ¸p suÊt riªng cña h¬i n­íc: lµ l­îng h¬i n­íc trong kh«ng khÝ Èm . §¬n vÞ: mb, mmHg.

S ø c  tr­¬ng  h¬i n­íc  b∙o  ho µ E (mb) ë   c ¸c  nhiÖt ®é  t 0C) kh¸c  nhau

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

-30 -20 -10

0

10 20 30

E (mb)

E (g/m3)

• Søc tr­¬ng h¬i n­íc b·o hoµ E (¸p suÊt h¬i n­ íc b·o hoµ) lµ giíi h¹n h¬i n­íc cã thÓ chøa trong mét mÐt khèi kh«ng khÝ ë mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh. ë giíi h¹n ®ã h¬i n­íc trong kh«ng khi sÏ trë nªn b·o hoµ. §¬n vÞ: mb, mmHg. NhiÖt ®é kh«ng khÝ cµng cao, kh¶ n¨ng chøa h¬i n­íc cµng lín . V× vËy, khi  nhiÖt ®é  h¹ thÊp , h¬i  thÓ  ng ­ng   n­íc   c ã    kÕt.

• §é Èm t­¬ng ®èi f% lµ tû lÖ phÇn tr¨m gi÷a søc tr­ ¬ng h¬i n­íc (e) vµ søc tr­¬ng h¬i n­íc b·o hoµ (E): f=e/E% V× E tû lÖ thuËn víi nhiÖt ®é lªn f tû lÖ nghÞch víi nhiÖt ®é.

• §é hôt b·o hoµ (d) hay ®é thiÕu Èm cña kh«ng khÝ: lµ hiÖu sè gi÷a søc tr­¬ng h¬i n­íc b·o hoµ vµ søc tr­ ¬ng h¬i n­íc cña kh«ng khÝ ë mét nhiÖt ®é nµo ®ã tÝnh b»ng mb hoÆc mmHg.

• §iÓm s­¬ng (τ) lµ gi¸ trÞ mµ khi nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ h¹ suèng tíi ®iÓm ®ã trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt vµ l­îng h¬i n­íc chøa trong kh«ng khÝ kh«ng ®æi, h¬i n­íc trong ®ã trë nªn b·o hoµ (tÝnh b»ng 0C)

3.3 S ù bè c  h¬i

S ù b è c h ¬ i

K h « n g k h Ý th iÕ u n ­

í c

B Ò m Æ t b è c h ¬ i

c ã n ­

í c

C ­ ê n g ® é b è c h ¬ i ( g a m h a y m m / c m 2 p h ó t)

L ­

L ­

î n g b è c h ¬ i

î n g b è c h ¬ i k h ¶ n ¨ n g

t h ù c t Õ

B è c h ¬ i

t iª u h a o n ¨ n g l­

î n g

3.4 H¹t nh©n ng ­ng  kÕt

N g ­ n g k Õ t

H iÖ n t ­

î n g h ¬ i n ­

í c c h u y Ó n s a n g

tr ¹ n g th ¸ i lá n g h a y r ¾ n

T r o n g k h « n g k h Ý s ¹ c h f = ( 4 0 0 ® Õ n 8 0 0 % )

T r o n g k h « n g k h Ý c ã b ô i f > 1 0 0 %

H ¹

t n h © n n g ­ n g k Õ t

C ¸ c h ¹ t r ¾n v µ l á n g n h á l i ti

lµ m n g ­ n g k Õ t h ¬ i n ­

í c tr o n g k h « n g k h Ý

H ó t È m

T Ë p h î p c ¸ c p h Ç n t ö n ­

í c

T ¹ o c ¬ s ë c h o s ù h ×n h t h µ n h í c c ¸ c h ¹

t n ­

T ¨ n g c ­ ê n g ®é b Òn v ÷ n g c ñ a c ¸ c h ¹ í c n h á m í

t n ­ i h ×n h th µ n h

í c c ã k Ýc h th ­ l í n h ¬ n

H o µ t a n ®­

î c

K h « n g h o µ t a n , n h ­ n g d Ýn h ­

í

t

C ¸ c n h ©n c Ê u t ¹ o tõ c ¸ c l o ¹ i m u è i

K h o ¸ n g c h Ê t t õ ®Ê t th ¹ c h a n h , ® Ê t s Ð t. . .

P r o tÝt s è n g , c h Õ t

C h ø a a x it , tõ q u ¸ tr ×n h c h ¸ y , n ó i lö a

3.5 c ¸c  s ¶n phÈm ng ­ng  kÕt

3.5.1 S ­¬ng  mï, s ­¬ng  muè i

S ­ ¬ n g m ï

S­¬ng mï

T Ë p h î p c ¸ c s ¶ n p h È m n g ­ n g k Õ t c ñ a h ¬ i n ­ í c ë n h ÷ n g lí p ë b ª n d ­ í i c ñ a k h Ý q u y Ó n n g a y s ¸ t m Æ t ® Ê t

B ¸ n k Ýn h : 5 - 5 0 m ic r o m e t

P h © n lo ¹ i th e o ® iÒ u k iÖ n h ×n h th µ n h

S ­ ¬ n g m ï b è c h ¬ i S . M . h ç n h î p S . M . f r « n g n ã n g î c t ¹ o t h µ n h S . M . ® ­ d o k h « n g k h Ý b Þ l¹ n h ® i

F r « n g n ã n g ® i q u a ¸ p s u Ê t g i¶ m , ® é È m c a o B è c h ¬ i t õ m Æ t ® Ö m n ã n g v µ o K . K . l¹ n h h ¬ n b ª n t r ª n n ã H a i k h è i k h Ý c ã n h iÖ t ® é k h ¸ c n h a u g Ç n b · o h o µ S . M . b ø c x ¹ lí p K . K . b ª n t r ª n l¹ n h ® i ( q u a n g m © y , g iã n h á , f c a o ) ( d o m ­ a tr ­ í c f r « n g )

p h ¸ t x ¹ n h iÖ t

tr a o ® æ i lo ¹ n l­ u i m Æ t ® Ö m l¹ n h v í

S . M . b ×n h l­ u k h è i K . K . n ã n g d i c h u y Ó n t r ª n m ¨ t ® ª m l¹ n h

S . M . s ­ ê n d è c l¹ n h ® i ® o ¹ n n h iÖ t k h i

S­¬ng mï bèc h¬i

S­¬ng mï bøc x¹

S­¬ng mï bøc x¹

3.5.2 M©y

M © y

T Ë p h î p c ¸ c s µ n p h È m n g ­ n g k Õ t c ñ a h ¬ i n ­ í c

d ­ í i d ¹ n g c ¸ c g iä t n ­ t r o n g k h Ý q u y Ó n í c , t i n h t h Ó b ¨ n g h a y h ç n h î p c ¶ h a i

N g u y ª n n h © n h ×n h t h µ n h

C h u y Ó n ® é n g ® i l ª n ® o ¹ n n h iÖ t l ¹ h ® i d o b ø c x ¹ c ñ a k h « n g k h Ý È m ( 3 lo ¹ i. . . )

P h © n h ä m © y

T Ç n g c a o T Ç n g g i÷ a T Ç n g t h Ê p T Ç n g p h ¸ t t r iÓ n t h ¼ n g ® ø n g

M © y n ­ í c h a y m © y h ç n h î p H ¹ t n ­

i M © y b ¨ n g m á n g , t r o n g s u è t n h Ñ , m Ç u t r ¾ n g , k h « n g c ã b ã n g d © m d Ç y ® Æ c h ¬ n t Ç n g c a o c h o m ­ a , n h ­ n g Ýt k h i t í M Æ t § Ê t í c h a y h o a t u y Õ t m Ç u x ¸ m t r o h o Æ c t è i s É m r Ê t d µ y ® Æ c . S c , S t : m ­ a p h ï n N s : c h o m ­ a l í n K h è i m © y r i ª n g b i Ö t c h © n t Ç n g t h Ê p ® Øn h t Ç n g t r u n g h o Æ c c a o C b c h o m ­ a r µ o

C ir r u s A lt o c u m u l u s N im b o s t r a t u s C u m u l u s

C i r r o c u m u lu s A lt o s t r a t u s S t r a t o c u m u l u s C u m u lo n im b u s

C ir o s t r a t u s S t r a t u s

C¸c kiÓu h×nh thµnh m©y

C¸c d¹ng m©y

M©y Ci

M©y Cc

M©y Cs

M©y Ac

M©y As

M©y Ns

M©y Sc

M©y St

M©y Cu

M©y Cb

M©y trong xo¸y thuËn nhiÖt ®íi

kh«ng khÝ nãng bÞ kh«ng khÝ l¹nh n©ng lªn

ChuyÓn ®éng ®èi l­u cña kh«ng khÝ nãng trªn kh«ng khÝ l¹nh

M©y khi ph¶i v­ît qua nói

Dßng th¼ng ®øng do bÒ mÆt nãng

SÐt

3.5.2.2 Qu¸ tr×nh t¹o  m©y

Q u ¸ t r ×n h t ¹ o m © y

M © y f r « n g

M © y ® è i l ­ u n h i Ö t

M © y d o l o ¹ n l ­ u

M © y d o b ø c x ¹

M © y u è n s ã n g g i ÷ a h a i l í p K K

M © y d o s ù t a n r · c ñ a m © y k h ¸ c

C c

N ã n g

L ¹ n h

b · o h o µ

b Ò n v ÷ n g

S t

C u

A s > A c

A c

C b

N s > S c

L o ¹

i 1

L o ¹

i 2

F n

A c

N s

S c

C u > S c

S c

A s

C i

C i

C b > S c

S t

C s

C s

A c

C i

A s

C s

N s

C b

C b

3.6 M­a

• §Þnh nghÜa • §iÒu kiÖn h×nh thµnh • C­êng ®é m­a – l­îng m­a – c­êng ®é m­a

• TÝnh chÊt • Ph©n lo¹i

– tèc ®é, c­êng ®é m­a, ®­êng kÝnh h¹t m­a – ph©n bè theo kh«ng gian, thêi gian, h×nh thµnh tõ m©y nµo

• Ph©n bè theo kh«ng gian vµ thêi gian: – biÕn tr×nh ngµy cña m­a (lôc ®Þa, biÓn) – biÕn tr×nh n¨m cña m­a – sù ph©n bè l­îng m­a trªn Tr¸i §Êt (xÝch ®¹o, nhiÖt ®íi, cËn nhiÖt ®íi, «n ®íi, vÜ ®é cao- m­a ®Òu trong n¨m, mïa m­a, mïa kh«)

Bốc hơi và ngưng k tế

í c r ¬ i ë tr ¹ n g th ¸ i lá n g h a y r ¾ n N ­ tõ c ¸ c ® ¸ m m ©y ® Õ n b Ò m Æ t ® Ê t

C ¸ c g iä t n ­

í c p h ¶ i c ã k Ýc h th ­

í c lí n

T h ¾ n g ® ­

î c lù c c ¶ n K K

S ù b a y h ¬ i tr ª n ® ­ ê n g r ¬ i

C ­ ê n g ® é m ­ a

L ­

î n g m ­ a r ¬ i x ¸ c ® Þn h b » n g

í c

C h ­ a b è c h ¬ i

b Ò d µ y c ñ a lí p n ­ tÝn h b » n g m m

R ¬ i x u è n g b Ò m Æ t ® Ê t n » m n g a n g

C h ­ a c h ¶ y ® i n ¬ i k h ¸ c

C h ­ a t h Ê m x u è n g ® Ê t

P h © n lo ¹

i

M ­ a p h ï n

M ­ a d Ç m

M ­ a r µ o

P h © n d ¹ n g

M ­ a n ­

í c

M ­ a r ¾ n

T u y Õ t

M ­ a ® ¸

Lo¹i M­a

L o ¹

i m ­ a

M ­ a p h ï n

M ­ a d Ç m

M ­ a r µ o

® ­ ê n g k Ýn h 0 , 0 5 - 0 , 5 m m

® ­ ê n g k Ýn h 1 - 2 m m

® ­ ê n g k Ýn h 3 - 7 m m

r ¬ i c h Ë m c ­ ê n g ® é n h á t h ê i g ia n k Ð o d µ i

C ­ ê n g ® é t r u n g b ×n h t h ê i g ia n d µ i l· n h t h æ r é n g

C ­ ê n g ® é lí n k h « n g k Ð o d µ i l· n h t h æ k h « n g r é n g

B ø c x ¹

f r « n g n ã n g

f r « n g l ¹ n h

f r « n g l¹ n h

i 1

N h ÷ n g k h è i K K n ã n g b Ò n v ÷ n g

lo ¹ s a u k h i m ­ a r µ o

N h ÷ n g k h è i K K l¹ n h k h « n g b Ò n v ÷ n g

S t

N s , A s

C b

d o x ¸ o t r é n lo ¹ n l­ u

S c , S t

B iÕ n t r ×n h n g µ y c ñ a l­

î n g m ­ a

L ­

í c m ­ a b i Õ n t h iª n

î n g n ­ t r o n g m é t n g µ y ® ª m ë m é t ® Þa ® iÓ m n µ o ® ã

3.6.2 BiÕn tr×nh  ng µy  c ña M­a

P h ô t h u é c v µ o s ù b i Õ n t h i ª n î n g m © y t r o n g n g µ y c ñ a l ­

L ô c ® Þa

§

¹

i d ­ ¬ n g

C ù c ® ¹

i

C ù c t i Ó u

C ù c ® ¹

i

C ù c t i Ó u

S a u b u æ i t r ­ a

S ¸ n g s í m

b a n ® ª m

T r ­

í c b u æ i t r ­ a

B a n ® ª m

B a n n g µ y

B ø c x ¹

v µ o

í

b a n ® ª m ( S t )

P h ¸ t t r i Ó n m © y ® è i l ­ u C u , C b

K K d ­ i t iÕ p x ó c v í m Æ t n ­

i í c Ê m

K K t r ª n l ¹ n h ® i d o b ø c x ¹

M ï a ® « n g : b a n ® ª m v µ b u æ i s ¸ n g

B i Õ n t r ×n h n ¨ m c ñ a l ­

î n g m ­ a

3.6.3 BiÕn tr×nh  n¨m  c ña M­a

S ù b i Õ n t h iª n t h e o c ¸ c t h ¸ n g t r o n g n ¨ m

c ñ a l ­

î n g m ­ a

M ­ a q u a n h n ¨ m

M ­ a t Ë p c h u n g v µ o m é t s è t h ¸ n g

N h iÖ t ® í

i

¸ n h i Ö t ® í

i

X Ýc h ® ¹ o ( 1 0 ® é v Ü B , N )

i v µ ¤ n ® í v Ü ® é c a o

i

M ­ a Ýt

C ù c ® ¹ I V , X

M ï a m ­ a m ï a h ¹

L ô c ® Þa M ­ a m ï a h Ì

M ­ a m ï a ® « n g

§

¹

i d ­ ¬ n g

C ù c t iÓ u I , V I I

M ï a k h « M ï a ® « n g

M ­ a m ï a ® « n g

3.6.4 S ù ph©n bè  ®Þa lý c ña m­a

S ù p h © n b è ® Þa lý

c ñ a l­

î n g m ­ a ( m m / n ¨ m )

i

i

K h u v ù c « n ® í

i

K h u v ù c x Ýc h ® ¹ o m ­ a lí n > 1 5 0 0

K h u v ù c n h iÖ t ® í 1 0 0 0 - 1 5 0 0

K h u v ù c ¸ n h iÖ t ® í < 2 5 0

K h u v ù c v Ü ®é c a o

C « l« m b ia - 7 0 0 0

C h e r r a p u n ji- 1 2 0 0 0

K h a c tu m < 1 0 0

§ å n g c á - 3 0 0 - 5 0 0

1 5 0 - 2 5 0

C a m ¬ r u n - 9 0 0 0

H a o a i- 9 0 0 0

R õ n g 5 0 0 - 1 0 0 0

I n ® « n ª x ia - 7 0 0 0

B ê ® « n g 5 0 0 - 1 0 0 0

L §

X ib ia 2 0 0 - 5 0 0

N ó i c a o > 2 0 0 0

L­îng m­a trung b×nh n¨m trªn thÕ giíi