Bài giảng Khí hậu học và Khí hậu Việt Nam (Phần 1: Khí hậu học): Chương 1 – Phan Văn Tân

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Khí hậu học và Khí hậu Việt Nam (Phần 1: Khí hậu học) - Chương 1: Giới thiệu về hệ thống khí hậu. Những nội dung chính trong chương gồm có: Khí hậu là gì? Thời tiết là gì? Khí hậu khác với thời tiết như thế nào? Khí hậu và thời tiết có liên hệ với nhau như thế nào? Cái gì chi phối khí hậu? Khí hậu có biến đổi không? Có thể dự báo được khí hậu không? Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Khí hậu học và Khí hậu Việt Nam (Phần 1: Khí hậu học): Chương 1 – Phan Văn Tân

KHÍ HẬU HỌC & KHÍ HẬU VIỆT NAM (Dành cho sinh viên ĐH từ K57) Phan Văn Tân tanpv@vnu.edu.vn
Giới thiệu môn học |  Thời lượng: 5 TC = 75 tiết TC {  Gồm 2 phần: |  Phần 1 - Khí hậu học: 3 TC = 45 tiết TC |  Phần 2 - Khí hậu Việt Nam: 2 TC = 30 tiết TC {  Lý thuyết {  Bài tập {  Tiểu luận
Giới thiệu môn học Tài liệu tham khảo: |  Phần 1: {  Khí hậu vật lý toàn cầu (Global Physical Climatology), Dennis L. Hartmann: Ch1 – Ch8 {  Nguyên lý khí hậu học – Tập 1, Yêu Trẩm Sinh (Bản dịch tiếng Việt) {  Bài giảng và bài tập: http://meteo.edu.vn/remoclic/Bai_giang/KHH_and_KHVN/ |  Phần 2: {  Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc: Khí hậu Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1993 {  Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu: Khí hậu và tài nguyên khí hậu Việt Nam. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, 2004 {  Nguyễn Vi Dân, Nguyễn Cao Huần, Trương Quang Hải: Cơ sở Địa lý tự nhiên. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2005. {  Lê Bá Thảo (chủ biên) và nnk.,. Cơ sở địa lý tự nhiên, tập 1, 2, 3. NXB Giáo Dục, Hà Nội, 1987 {  Báo cáo Tổng kết Đề tài KC08.29/06-10: http://meteo.edu.vn/~tanpv/KC08.29/Ch_4.pdf {  Một số tài liệu khác: http://danida.vnu.edu.vn/cpis/vn/cat/59
Nội dung chương trình Phần 1: Khí hậu học 1.  Giới thiệu về hệ thống khí hậu 2.  Cân bằng năng lượng toàn cầu 3.  Bức xạ và khí hậu 4.  Cân bằng năng lượng bề mặt 5.  Chu trình nước 6.  Hoàn lưu khí quyển và khí hậu 7.  Hoàn lưu chung đại dương và khí hậu 8.  Dao động tự nhiên quy mô mùa và nội mùa
Nội dung chương trình Phần 2: Khí hậu Việt Nam 1.  Khái quát về điều kiện KHVN 2.  Các nhân tố hình thành KHVN 3.  Các qui luật của KHVN 4.  Phân bố của một số yếu tố khí hậu cơ bản 5.  Phân vùng KHVN 6.  Biến đổi khí hậu ở Việt Nam
PHẦN 1: KHÍ HẬU HỌC
Một số đại lượng vật lý và đơn vị đo Đại lượng Tên đơn vị đo Ký hiệ SI Độ dài mét m Thời gian giây s Khối lượng gram hoặc kilogram g hoặc kg Diện tích Mét vuông m2 Thể tích Mét khối m3 Mật độ Kilogram trên mét khối Kg/m3 Tần số 1/s Vận tốc hoặc tốc độ Mét trên giây m/s Gia tốc Mét trên giây bình phương m/s2 Lực Newton N Áp suất Milibar, Pascal Mb, Pa Năng lượng Jun, calo J, Cal
Một số đại lượng vật lý và đơn vị đo |  Mật độ của các chất khác nhau {  Nước 1000 kg/m3 {  Nước biển 1023.6 kg/m3 {  Thép 7800 kg/m3 {  Không khí (ở mực nước biển) 1.2 kg/m3 |  Năng lượng: {  1 Calorie = 4.1868 Joules {  1 Joule = 0.2388 Calories {  1 Joule/s = 1 Watt |  Lực = Khối lượng x Gia tốc: F = ma {  [F] = kg x m/s2 |  Trọng lượng = Khối lượng x Gia tốc trọng trường: W = mg {  [W] = kg x m / s2 |  K = oC +273.16 |  oF = 9/5 * oC + 32
Một số đại lượng vật lý và đơn vị đo |  Gia tốc trọng trường như là hàm của vĩ độ Trong đó:
Chương 1. Giới thiệu về hệ thống khí hậu
1.1 Mở đầu Những câu hỏi thông thường |  Khí hậu là gì? Thời tiết là gì? |  Khí hậu khác với thời tiết như thế nào? |  Khí hậu và thời tiết có liên hệ với nhau như thế nào? |  Cái gì chi phối khí hậu? |  Khí hậu có biến đổi không? |  Có thể dự báo được khí hậu không? |  ….
1.1 Một số khái niệm cơ bản Trái đất hấp thụ năng lượng bức xạ mặt trời, nóng lên và phát xạ vào không trung Mặt trời phát xạ năng lượng bức xạ xuống Trái đất Năng lượng đến = Năng lượng đi S (1 − α )π R 2 = 4π R 2σ T 4 T ≈ −18o C
|  Từ phương trình cân bằng (mô hình 0-D): {  Nhiệt độ trung bình toàn cầu T ≈ -18C |  Nhưng nhiệt độ quan trắc được: T ~ 15C è Chênh lệch: ~33C !!! Có gì thiếu sót? |  Chưa tính đến: {  Vai trò của khí quyển: |  Hiệu ứng nhà kính {  Tích lũy và vận chuyển năng lượng |  Hoàn lưu khí quyển và đại dương {  Đốt nóng và làm lạnh bề mặt |  Các dòng hiển nhiệt và ẩn nhiệt
Vai trò của khí quyển! |  Trái đất rất lớn, còn lớp Khí quyển của nó thì rất mỏng, và hầu hết Khí quyển nằm gần bề mặt Trái đất {  Bán kính Trái đất: 6,371 km {  Khoảng cách từ Nam cực đến Bắc cực: 20,000 km {  Khoảng 90% khối lượng khí quyển nằm dưới độ cao 30 km {  99.99997% khí quyển nằm dưới 100 km |  Sự tồn tại của khí quyển là nguyên nhân của Hiệu ứng nhà kính |  Hiệu ứng nhà kính giữ cho chúng ta khỏi bị chết vì lạnh giá
Cấu trúc nhiệt thẳng đứng! |  Bị đốt nóng từ phía dưới: Bức xạ mặt trời, các dòng ẩn nhiệt và hiển nhiệt |  Bị đốt nóng trong tầng bình lưu do ozone hấp thụ bức xạ cực tím |  Bị đốt nóng trong tầng nhiệt quyển do bức xạ mặt trời làm phân ly các phân tử Oxy, Nitơ,...
Vai trò của hoàn lưu! |  Đốt nóng bức xạ mặt trời lớn hơn làm lạnh sóng dài ở Nhiệt đới: Năng lượng tích lũy ở đó, cả trong khí quyển và đại dương |  Làm lạnh sóng dài lớn hơn đốt nóng bức xạ mặt trời ở các cực: Năng lượng bị mất đi ở đó do bức xạ nhiệt vào không gian vũ trụ |  Công việc của khí quyển và đại dương là vận chuyển năng lượng từ nơi nó tích lũy đến nơi nó có thể bị mất (vận chuyển hướng cực và vận chuyển đi lên) |  Công việc này bị cản trở bởi lực Coriolis
Năng lượng được vận chuyển như thế nào?! |  Vận chuyển của cả khí quyển và đại dương đóng vai trò quyết định |  Đối lưu do lực nổi tạo ra vận chuyển thẳng đứng |  Ẩn nhiệt cũng quan trọng như hiển nhiệt
Meanwhile, at latitude 30°, not all of the surface air *You can see why the air converges if you have a globe of the world. Put your fingers on meridian lines at the equator and then follow the merid- moves equatorward. Some air moves toward the poles Global Winds 201 middle latitudes. Hoàn lưu khí quyển! ians poleward. Notice how the lines and your fingers bunch together in the and deflects toward the east, resulting in a more or less DID YOUwesterly KNOW? air flow—called the prevailing westerlies, or, Strong upper-level winds during April, 2010, blew tons of dust and ash from an Icelandic volcano over much of western Europe. The ash cloud closed most of the continent’s airports Active ◗FIGURE 7.24 The idealized for a week, which in turn aﬀected more than a million passen- wind and surface- pressure gers a day, and cost the airline industry more than $1.7 billion distribution over a in lost revenues. uniformly water-covered rotating earth. air aloft carried poleward by the Hadley cell produces sharp temperature differences, strong pressure gradi- ents, and high winds. ◗ Figure 7.32 illustrates how the polar jet stream and the subtropical jet stream might ap- pear as they sweep around the earth in winter. We can better see the looping pattern of the jet by studying ◗ Fig. 7.33a, which shows the position of the polar jet stream and the subtropical jet stream at the 300-mb level (near 9 km or 30,000 ft) on March 9, 2005. The fastest flowing air, or jet core, is represented by Active ◗FIGURE 7.32 |  Không khí nóng đi lên direction.(mưa Jet streams are swiftly flowing cur- the heavy dark arrows. The map shows a strong polar rents of air that move in a wavy west-to-east The jet stream sweeping south over the Great Plains with figure shows the position of the polar jet stream and subtrop- nhiều) ở các vùng nhiệt đới an equally strong subtropical jet over the Gulf states. Notice that the polar jet has a number of loops, with ical jet stream in winter. Although jet streams are shown as one continuous river of air, in reality they are discontinuous, with their position varying from one day to the next. one off the west coast of North America and another |  Không khí bị lạnh đi và chìm over eastern Canada. Observe in the satellite image rects cold air equatorward; where the air flows north- (Fig. 7.33b) that the polar jet stream (blue arrow) is di- xuống ward, warmởaircácis carriedvùng toward the cận poles. Jet nhiệt streams, recting cold, polar air into the Plains States, while the therefore, play a major role in the global transfer of heat. subtropical jet stream (orange arrow) is sweeping sub- đớiMoreover, (cácsincevùng sa mạc) jet streams tend to meander around the tropical moisture, in the form of a dense cloud cover, world, we can easily understand how pollutants or vol- over the southeastern states. |  Dòng hướng cực bị lệch đi do lực Coriolisglobevà hòa vàosettle todòng xiết canic ash injected into the atmosphere in one part of the The looping pattern of the polar jet stream has an could eventually the ground many thou- important function. In the Northern Hemisphere, sands of kilometers downwind. And, as we will see in where the air flows southward, swiftly moving air di- gió tây ở ôn đới 0 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). w has deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it. |  Dòng xiết là hệ thống không ổn định, nên khi có xáo trộn nhỏ sẽ _p176-211.indd 195 15/11/10 11:30 AM dẫn đến phát sinh những xoáy khổng lồ (bão và front), và như vậy kết thúc công việc vận chuyển của khí quyển
Thời tiết khác với khí hậu |  Thời tiết là trạng thái tức thời của khí quyển ở một địa điểm cụ thể, được đặc trưng bởi các đại lượng đo được, như nhiệt độ, độ ẩm, gió, lượng mưa,… hoặc các hiện tượng quan trắc được, như sương mù, dông, mưa, nắng,… |  Ví dụ: {  “Hôm qua mưa rất to ở Hà Nội” {  “Ngày mai trời sẽ trở rét, ở các vùng núi phía bắc nhiệt độ có thể xuống dưới 5oC” {  …
Thời tiết khác với khí hậu |  Khí hậu là sự tổng hợp của thời tiết, được đặc trưng bởi các giá trị trung bình thống kê và các cực trị đo được hoặc quan trắc được của các yếu tố và hiện tượng thời tiết trong một khoảng thời gian đủ dài, thường là hàng chục năm |  Ví dụ: {  “Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa với miền Bắc có mùa đông lạnh” {  “Một đặc điểm quan trọng của khí hậu khu vực Hà Nội là sự tương phản sâu sắc về nhiệt độ giữa mùa nóng và mùa lạnh: về mùa nóng nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất là 29,0 độ C, cao nhất có thể lên tới trên 42,0 độ C, trong khi nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất là 16,6 độ C, thấp nhất có thể xuống tới dưới 3,0 độ C”