7/18/15
1
CH¬NG 2. CÊU TRÚC Vµ THµNH PHÇN KHÝ QUYÓN
1. CÊu tróc khÝ quyÓn
Tæng träng lîng cña khÝ quyÓn: 5,136.1015 tÊn
Tæng träng lîng cña ®Þa quyÓn: 5,96.1021 tÊn
Tæng träng lîng cña thuû quyÓn: 1,4.1018 tÊn
Träng lîng khÝ quyÓn t¬ng ®¬ng víi träng lîng cña 76 cm Hg phñ ®Òu trªn
bÒ mÆt ®Þa cÇu (1AT = 760mmHg)
MËt ®é kh«ng khÝ ()ë ®k 00C, P= 760mmHg lµ 1,293 kg/m3
ThÓ tÝch riªng cña kh«ng khÝ lµ ®¹i lîng nghÞch ®¶o cña mËt ®é kh«ng khÝ :
V = 1/ (1)
C«ng thøc Claypayron: PV = RT (2)
Ta cã: = P/RT (3)
R: h»ng sè chÊt khÝ (1/0,4845); P: ¸p suÊt khÝ quyÓn; T: nhiÖt ®é tuyÖt ®èi
kh«ng khÝ
2.1. TÇNG ®ÈI LƯU (TROPOSPHERE)
Líp khÝ quyÓn s¸t mÆt ®Êt dµy 10-12 km
(ë xÝch ®¹o: 16 km, ë 2 cùc: 8 km)
TËp trung hÇu hÕt kh«ng khÝ cña khÝ quyÓn:
Tíi ®é cao 5km chiÕm 50% kh«ng khÝ
Tíi ®é cao 10km chiÕm 75% kh«ng khÝ
Tíi ®é cao 12km chiÕm 80% kh«ng khÝ
Tíi ®é cao 20km chiÕm 95% kh«ng khÝ
NhiÖt ®é gi¶m dÇn theo ®ä cao:
Trung b×nh cø lªn cao 100m nhiÖt ®é gi¶m 0,650C
Th¨ng ®o¹n nhiÖt kh«, cø lªn cao 100m nhiÖt ®é gi¶m 0,8 - 10C
Th¨ng ®o¹n nhiÖt Èm, cø lªn cao 100m nhiÖt ®é gi¶m 0,50C
2.1. TÇNG ®ÈI LU (TROPOSPHERE)
Bảng 2.1. Nhiệt đ
ộ
k h
ả
o s á t l ú c 7 h ( 0 h G M T )
ở
c á c
đ ộ
c a o t
ạ
i Hà Nội
(Số liệu 30 năm 1 9 6 1 - 1 9 9 0 )
Mực
(mét)
Tháng I
Tháng VII
0
Ttb
Tmax
Tmin
Ttb
Tmax
Tmin
0
14,6
23,0
5,5
27,3
31,4
21,6
200
13,8
21,7
3,5
26,2
31,9
20,3
500
12,5
24,7
0,9
25,2
30,0
19,1
1000
10,6
21,4
0,6
22,8
27,7
16,0
1500
9,3
19,1
-1,5
20,0
24,8
15,3
2100
7,9
18,1
-1,7
16,6
20,8
2,0
3100
5,0
14,2
-3,7
11,1
15,7
7,9
Nguồn: TS. Hoàng Thị Phương Hồng (Đài khí tượng cao không)
KhÝ ¸p còng gi¶m dÇn theo ®é cao:
0
2,0
4,0
6,0
760
598
465
358
Kh«ng khÝ chøa nhiÒu h¬i n- íc: ®é Èm t- ¬ng ®èi thay ®æi tõ 5 - 100%.
Kh«ng khÝ th- êng ph¸t triÓn c¸c dßng th¨ng, dßng gi¸ng (®èi l- u).
Lµ tÇng khÝ quyÓn cã nhiÒu biÕn ®æi vËt lý hÕt søc phøc t¹p t¹o nªn c¸c hiÖn
t- îng thêi tiÕt.
2.1. TÇng ®èi lu (Troposphere)
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
2
2.2. TÇNG B×NH LUU (STRATOSPHERE)
Giíi h¹n tõ 12 ®Õn 50 km
®©y lµ tÇng khÝ quyÓn Ýt biÕn ®éng, yªn tÜnh. Kh«ng khÝ rÊt th- a lo·ng vµ
hÇu nh- kh«ng cã h¬i n- íc.
Kh«ng khÝ vËn chuyÓn theo 1 h- íng tõ t©y sang ®«ng rÊt æn ®Þnh nªn gäi
lµ B×nh l- u (giã T©y)
§- îc ph©n lµm 2 líp theo ®Æc ®iÓm nhiÖt ®é nh- sau:
+/ Líp 12 - 25 km: Kh«ng khÝ cã nhiÖt ®é kh«ng ®æi (kho¶ng -55 ®Õn -
760C), yªn tÜnh, Ýt cã biÕn ®æi.
+/ Líp 25 ®Õn 50 km: nhiÖt ®é t¨ng dÇn theo ®é cao do kh«ng khÝ chøa
nhiÒu khÝ «z«n (o3) hÊp thu bøc x¹ tö ngo¹i vµ tia vò trô. NhiÖt ®é cùc
®¹i cã thÓ tíi +100C.
Ôzôn ở tầng bình lưu tồn tại 1 cân bằng động, khi hấp thụ bức xạ tử ngoại nó
có thể bị phân huỷ: O3 + bức xạ tử ngoại = O2 + O
O2 + bức xạ tử ngoại = O + O
Và ôzôn cũng được tái tạo trở lại: O + O2 = O3
Các chất Clorofluorocacbon (CFC), (CH4), (N2O), (NO) có khả năng thúc đẩy
phân hủy tầng ôzôn. Trong tự nhiên CFC xâm nhập một cách chậm chạp vào
tầng ôzôn của khí quyển, khi tiếp xúc với các tia tử ngoại, CFC giải phóng Cl tự
do. Clo kết hợp với O nguyên tử theo phản ứng: Cl + O = ClO
Quan sát cho thấy, Cl ở tầng bình lưu thường tồn tại dưới dạng bền vững như
HCl, ClONO2. Vào mùa đông, Vùng Nam cực lạnh hơn nên ở tầng bình lưu xuất
hiện các đám mây băng, tạo cơ hội cho Cl giải phóng khỏi các dạng bền vững.
Mùa xuân đến, gặp ánh sáng MT, Cl phân hủy O3. vì thế lỗ thủng ô zôn ở nam
cực lớn hơn. Một CFC có thể phá huỷ hàng nghìn phân tử ôzôn. Hoạt động
tương tự trong quá trình phân huỷ ôzôn còn có Brôm, NO và OH-.
Tia tử ngoại phân huỷ tầng ô zôn như thế nào:
Lỗ thủng ôzôn dùng để chỉ sự suy giảm ôzôn
nhất thời hằng năm ở hai cực Trái đất.
Kích thước lỗ thủng tầng ô zôn:
Năm 2007 25 triệu km2
Năm 2008 27 triệu km2
6/9/2009 24 triệu km2
Diện tích Nam cực 14 triệu km2
Diện tích Bắc Mỹ 24,7 triệu km2
Hội nghị Motrean (1987) về cấm CFC
2.4. TÇng ®iÖn ly (Thermosphere)
Cßn gäi lµ tÇng nhiÖt quyÓn hay tÇng ion
Giíi h¹n tõ 85 ®Õn 1000 km
C¸c ph©n tö kh«ng khÝ bÞ ph©n tÝch thµnh c¸c ion mang ®iÖn
(O++, O--, NO+...)
MËt ®é ion ho¸ cao nhÊt ë 2 ®é cao: 100 vµ 180 km
NhiÖt ®é kh«ng khÝ rÊt cao do thêng xuyªn cã sù phãng ®iÖn (nhiÖt ®é
tõ 200 ®Õn hµng nghìn0C)
2.5. TÇng ngoµi (ngo¹i quyÓn - exosphere)
Giíi h¹n ®é cao tõ 1000 km ®Õn kho¶ng 3000 km. Vît ra ngoµi lµ
kho¶ng ch©n kh«ng vò trô (out space)
Kh«ng khÝ v« cïng tha lo·ng, tån t¹i d¹ng c¸c tói khÝ, thµnh phÇn
chñ yÕu lµ Hydro vµ Heli
2.3. TÇng Trung quyÓn (Mesosphere):
Giới hạn từ 50 -85 km. nhiÖt ®é kh«ng khi h¹ xuèng vµ gi¶m dÇn
theo ®é cao (-70 ®Õn -800C).
Kh«ng khÝ ph¸t triÓn c¸c dßng ®èi lu yÕu.
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
3
B¶NG 2. THµNH PHÇN KH«NG KHÝ KH«NG BÞ « NHIÔM
Tªn chÊt
C«ng thøc
TØ lÖ
Khèi l- îng
trong KQ (tÊn)
Nit¬
N2
78,09%
3850. 1012
Oxy
O2
20,94%
1180. 1012
Argon
Ar
0,93%
65. 1012
Cacbonic
CO2
0,032%
2,5. 1012
Neon
Ne
18 ppm
64. 109
Heli
He
5,2 ppm
3,7. 109
Metan
CH4
1,3 ppm
3,7. 109
Kripton
Kr
1,0 ppm
15. 109
Hydro
H2
0,5 ppm
0,18. 109
Nit¬ ¤xit
N2O
0,25 ppm
1,9. 109
Cacbon monoxit
CO
0,10 ppm
0,5. 109
«zon
O3
0,02 ppm
0,2. 109
Sulfur dioxit
SO2
0,001 ppm
11. 106
Nit¬ dioxit
NO2
0,001 ppm
8. 106
3. Thµnh phÇn kh«ng khÝ
3.1. Thµnh phÇn kh«ng khÝ líp s¸t mÆt ®Êt
3.1.1. Nit¬
C¸c d¹ng tån t¹i trong kh«ng khÝ: N2, N2O, NO2, NH3...
Nguån bæ sung lµ qu¸ tr×nh ph¶n nitrat ho¸
Vai trß ®èi víi ®êi sèng sinh vËt: tham gia vµo thµnh phÇn
cÊu t¹o c¬ thÓ (protein, axit amin, vitamine, ADN, ARN, diÖp
lôc, Hemoglobine...)
Sinh vËt chØ sö dông Nit¬ ë c¸c d¹ng hîp chÊt:
§éng vËt sö dông N h÷u c¬ (protein, a. amin, vitamine...)
Thùc vËt sö dông N ë d¹ng ion (NH4+, NO3-) hoÆc c¸c
ph©n tö nhá nh- CO(NH2) 2 , Alanine...)
Mét sè vi sinh vËt sö dông Nit¬ ph©n tö: (vi
khuÈn h¶o khÝ Azotobacter, VK yÕm khÝ Clostridium Pasterianum,
VK céng sinh Rhizobium, , t¶o lôc Anabaena.
ph- ¬ng ph¸p khai th¸c nguån tµi nguyªn N2:
Ph- ¬ng ph¸p c«ng nghiÖp: trong c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt ph©n
®¹m, dïng c¸c ph- ¬ng ph¸p c«ng ph¸ Nit¬ (phãng ®iÖn hoÆc
dïng ho¸ chÊt), sau ®ã cè ®Þnh N d- íi d¹ng c¸c hîp chÊt nh-
NH4NO3, (NH4)2 SO4, NH3, urea CO(NH2) 2.
Ph- ¬ng ph¸p n«ng häc: trång c©y ph©n xanh hä ®Ëu, th¶ bÌo
hoa d©u.
Ph- ¬ng ph¸p vi sinh vËt: Dïng c¸c lo¹i ph©n vi sinh vËt (EM,
Vi sinh S«ng Gianh, Vi sinh Thiªn n«ng...)
3. Thµnh phÇn kh«ng khÝ
3.1. Thµnh phÇn kh«ng khÝ líp s¸t mÆt ®Êt
3.1.2. Cacbonic (CO2):
Nguån bæ sung CO2 cho khÝ quyÓn nhê c¸c qu¸ tr×nh h« hÊp, ®èt
ch¸y vµ ph©n gi¶i hîp chÊt h÷u c¬.
Lµ thµnh phÇn biÕn ®éng rÊt lín
C©y trång sö dông CO2 nh- nguån nguyªn liÖu cho qu¸ tr×nh quang
hîp
6CO2 +6H2O C6 H12 O6 +6O2
C¸c gièng, chñng lo¹i c©y kh¸c nhau yªu cÇu hµm l- îng CO2 kh¸c
nhau tuú thuéc vµo ®iÓm bï vµ ®iÓm b·o hoµ CO2 cña chóng. §iÓm
bï CO2 tõ 0,01 - 0,03%, ®iÓm b·o
hoµ CO2 tõ 0,05 ®Õn 0,4%.
Mét sè c©y trång cã c- êng ®é quang hîp t¨ng khi CO2 t¨ng lªn,
nh- ng mét sè c©y cã ®iÓm b·o hoµ thÊp th× hµm l- îng CO2 t¨ng ¶nh
h- ëng xÊu tíi sinh tr- ëng, ph¸t triÓn.
Nång ®é CO2 giíi h¹n cho phÐp ë c¬ së s¶n xuÊt ®èi víi ng- êi vµ
®éng vËt lµ 0,1%
3.1.3. Oxy (O2)
tû träng 1,1025
§- îc coi lµ d- ìng khÝ: Oxy rÊt cÇn thiÕt ®èi víi sù sèng, nã tham
gia vµo qu¸ tr×nh h« hÊp, qu¸ tr×nh ph©n gi¶i chÊt h÷u c¬ vµ qu¸
tr×nh ch¸y.
Oxy ®- îc bæ sung cho khÝ quyÓn nhê qu¸ tr×nh quang hîp
3.1.4. Bôi
Lµ tËp hîp nhiÒu h¹t vËt chÊt v« c¬ hay h÷u c¬ cã kÝch th- íc nhá bÐ
tån t¹i trong kh«ng khÝ d- íi d¹ng bôi bay, bôi l¾ng, h¬i, khãi hoÆc
mï.
bôi bay cã kÝch th- íc 0,001 - 10 m (tro, muéi, khãi vµ c¸c h¹t chÊt
r¾n nhá chuyÓn ®éng Braon¬ hoÆc r¬i theo ®Þnh luËt Stok. G©y tæn
th- ¬ng c¬ quan h« hÊp, bÖnh nhiÔm bôi th¹ch anh (silicose)
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
4
Bôi l¾ng cã kÝch th- íc lín h¬n 10 m, r¬i theo ®Þnh luËt
Niut¬n, g©y bÖnh cho m¾t, nhiÔm trïng, dÞ øng da...
Ph©n lo¹i bôi:
+/ Theo nguån gèc: bôi h÷u c¬ (phÊn hoa, phÊn c«n
trïng); bôi v« c¬ (bôi kho¸ng, bôi kim lo¹i, hçn hîp); bôi
tù nhiªn; bôi nh©n t¹o; bôi vò trô; bôi nói löa, b·o c¸t.
+/ theo kÝch th- íc: bôi: >10 m; mï: o,1 - 10 m; khãi: <
0,1 m.
+/ Theo tÝnh x©m nhËp vµo ®- êng h« hÊp: bôi kh«ng ë
l¹i phÕ nang: <0,1 m; ë l¹i phÕ nang 80-90%: 0,1 - 5,0
m; vµo phæi nh- ng ®- îc ®µo th¶i ra: 5 -10 m; ®äng l¹i
ngoµi mòi: > 10 m
+/ ph©n lo¹i theo c¸c ®Æc ®iÓm kh¸c: theo t¸c h¹i
(nhiÔm ®éc, g©y ung th- , x¬ phæi, nhiÔm trïng)
Bảng 4. Tác dụng bệnh lý của một số khí độc đối với con người
Tác nhân
Nguồn phát sinh
Tác dụng bệnh lý
Anđêhit
Quá trình nhi
ệ
t p h â n d
ầ
u ,
m
ỡ
, v à g l i x e r i n
G â y b u
ồ
n phi
ề
n , c á u g
ắ
t ,
ả
n h
hưởng đến bộ máy hô hấp
A m ô n i a c
Q u á t r ì n h s
ả
n x u
ấ
t p h â n
đạm, sơn hay thuốc nổ
G â y v i ê m t
ấ
y đường hô hấp
Asin (AsH3)
Hàn sắt, thép hoặc sản xuất
que hàn có chứa asen
Làm giảm hồng cầu trong máu,
tác hại thận, gây bệnh vàng da
Cacbon
Ống xả ôtô, xe máy, ống
khói đốt than
Giảm bớt khả năng lưu chuyển
oxy trong máu
Clo
Tẩy vải sợi và các quá trình
hoá học tương tự
Gây nguy hại đối với toàn bộ
đường hô hấp và mắt
Bảng 4. Tác dụng bệnh lý của một số khí độc đối với con người
Tác nhân
Nguồn phát sinh
Tác dụng bệnh lý
Hydro
xyanit
Khói các lò chế biến hoá
chất, mạ kim loại
Gây tác hại đối với tế bào
thần kinh, đau đầu, làm
khô họng, mờ mắt
Hydro
florua
Tinh luyện dầu khí, khắc
kính bằng axit, sản xuất
nhôm, phân bón
Gây mệt mỏi toàn thân
Hydro
Sunfit
Công nghiệp hoá chất
và tinh luyện nhiên liệu
có nhựa đường
Giống mùi trứng thối, gây
buồn nôn, kích thích mắt
và họng
Tro, muội,
khói
Từ lò đốt của các ngành
công nghiệp
Ðau mắt và có thể gây
bệnh ung thư
Bảng 2. Số lượng các tác nhân ô nhiễm trên toàn thế giới năm 1992
Ðơn vị: Triệu tấn
Tác nhân ô nhiễm chính
Nguồn gây ô nhiễm
COx
Bụi
SOx
Cacbon
Hydrat
NOx
1. Giao thông vận tải
- Ôtô chạy xăng
- Ôtô chạy dầu diezel
- Máy bay
- Tàu hoả và các loại khác
58.1
53.5
0.2
2.4
2.0
1.2
0.5
0.3
0.0
0.4
0.8
0.2
0.1
0.0
0.5
15.1
13.8
0.4
0.3
0.6
7.3
6.0
0.5
0.0
0.8
2. Ðốt nhiên liệu
- Than
- Dầu, xăng
- Khí đốt tự nhiên
- Gỗ, củi
1.7
0.7
0.1
0.0
0.9
8.1
7.4
0.3
0.2
0.2
22.2
18.3
3.9
0.0
0.0
0.7
0.2
0.1
0.0
0.4
8.8
3.6
0.9
4.1
0.2
3. Sản xuất công nghiệp
8.8
6.8
6.6
4.2
0.2
4. Xử lý chất thải rắn
7.1
1.0
0.1
1.5
0.5
5. Hoạt động khác
- Cháy rừng
- Ðốt các sản phẩm nn
- Ðốt rác thải bằng than
- Hàn đốt xây dựng
15.3
6.5
7.5
1.1
0.2
8.8
6.1
2.2
0.4
0.1
0.5
0.0
0.0
0.5
0.0
3.8
2.0
1.5
0.2
0.1
1.6
1.1
0.3
0.2
0.0
Top 20 nước có mức phát thải CO2 nhiều nhất trên thế giới (2009)
Country Total Emissions
(Mil lion metri c tons of CO2)
Per Capita Emissions
(Tons/capita)
1. China 6017.69 4.58
2. United States 5902.75 19.78
3. Russia 1704.36 12.00
4. India 1293.17 1.16
5. Japan 1246.76 9.78
6. Germany 857.60 10.40
7. Canada 614.33 18.81
8. United Kingdom 585.71 9.66
9. South Korea 514.53 10.53
10. Iran 471.48 7.25
11. Italy 468.19 8.05
12. South Africa 443.58 10.04
13. Mexico 435.60 4.05
14. Saudi Arabia 424.08 15.70
15. France 417.75 6.60
16. Australia 417.06 20.58
17. Brazil 377.24 2.01
18. Spain 372.61 9.22
19. Ukraine 328.72 7.05
20. Poland 303.42 7.87
Hiệu ứng nhà kính
Một phần bức xạ sóng dài thoát
ra khỏi bầu khí quyển, một phần
bị các chất khí nhà kính hấp thụ
và phát xạ ngược trở lại trái đất.
Hiệu ứng này giúp giữ ấm cho
bề mặt trái đất và lớp khí quyển
phía bên dưới
Một phần BXMT bị mặt
đất và khí quyển phản
xạ trở lại.
Bầu khí quyển
cho BXMT đi
qua.
Mặt đất hấp thụ BXMT
và ấm lên Mặt đất phát xạ bức
xạ sóng dài
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
5
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/