PHẦN 1: KHÍ HẬU HỌC
Chương 4. Cân bằng năng lượng
bề mặt
4.1 Lớp bề mặt
| Bề mặt của Trái đất là biên giữa khí quyển và mặt đất hoặc đại dương
| Bề mặt được xác định một cách thích hợp: Là một mặt phân cách đơn
giản giữa hai môi trường
{ Khi xét đến các quá trình trao đổi năng lượng quan trọng sẽ đưa vào cả lớp
biên của khí quyển và đại dương và lớp một vài mét trên cùng của lớp đất
| Cân bằng năng lượng bề mặt quyết định lượng năng lượng cung cấp cho
quá trình bốc hơi nước bề mặt và làm tăng hoặc giảm nhiệt độ bề mặt
| Cân bằng năng lượng tại bề mặt đòi hỏi xem xét các dòng năng lượng
do truyền dẫn và đối lưu nhiệt, ẩm thông qua sự chuyển động của chất
lỏng cũng như bức xạ
| Nguồn năng lượng bề mặt phụ thuộc vào độ chiếu nắng, các đặc trưng
bề mặt (trạng thái ẩm ướt, lớp phủ thực vật, albedo), và các tính chất của
khí quyển phía trên.
| Nguồn năng lượng bề mặt liên hệ mật thiết với chu trình nước, vì sự bốc
hơi từ bề mặt là thành phần cơ bản trong cả các nguồn năng lượng và
nguồn nước
4.2 Nguồn năng lượng bề mặt
| Nguồn năng lượng bề mặt là các dòng năng lượng đi qua một
đơn vị diện tích mặt phân cách không khí - bề mặt theo
phương thẳng đứng (W/m2)
| Các quá trình xác định sự truyền năng lượng giữa bề mặt và
khí quyển:
{ sự truyền bức xạ mặt trời và bức xạ hồng ngoại,
{ các dòng năng lượng liên quan với sự chuyển động của
chất lỏng trong khí quyển và đại dương.
| Tích luỹ năng lượng bề mặt xảy ra giữa lớp biên khí quyển và
độ sâu dưới bề mặt (vài mét ở những vùng đất khô hoặc đến
vài kilômét như trong các vùng đại dương sâu)
| Đối với bề mặt nước, dòng năng lượng ngang được sinh ra do
chuyển động chất lỏng có thể đóng vai trò rất quan trọng
Cân bằng năng lượng bề mặt
eoss FSHLERGE
tΔ−−−==
∂
∂
Làm lạnh bề mặt
Đốt nóng bề mặt
| Những thành phần đã bỏ qua
{ Ẩn nhiệt làm tan băng hoặc tuyết (có thể cần đến 10% NLBX dư thừa).
{ Sự chuyển đổi động năng của gió và sóng thành nhiệt năng.
{ Truyền nhiệt do giáng thuỷ (nếu nhiệt độ giáng thuỷ khác nhiệt độ bề
mặt)
{ Năng lượng mặt trời tích luỹ dưới dạng liên kết hoá học (quang hợp).
Tính chung toàn cầu: <1%, nhưng có thể đạt đến ~5%.
{ Nhiệt giải phóng do oxy hoá các vật chất sinh vật (quá trình phân huỷ
sinh vật hoặc cháy rừng).
{ Năng lượng địa nhiệt ở những khe nứt nóng, động đất, và núi lửa là nhỏ.
{ Nhiệt giải phóng do đốt nhiên liệu hoá thạch hoặc năng lượng hạt nhân
| Trong các điều kiện ổn định bền vững (trung bình cho toàn năm hoặc
trung bình ngày trên đất), cân bằng năng lượng là sự cân bằng giữa
đốt nóng bức xạ và các quá trình lấy đi năng lượng từ bề mặt:
Rs = LE + SH + ΔFeo
