7/18/15
1
○Chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên
○Độ ẩm không khí
○Sự bốc hơi nước
○Sự ngưng kêt hơi nước
○Sương, sương muối, sương mù
○Các loại mây
○Mưa
○Độ ẩm đất
Chương IV. Tuần hoàn nước trong tự nhiên
Chu trình tuần hoàn nƣớc
(Đơn vị: nghìn km3/năm, diện tích của trái đất là 520 x 103 km3)
{
Nước bốc thoát hơi
Nước bốc hơi
(nước bám lại)
Nước mưa
Giọt nước từ tán Nước lọt
tán trực tiếp
Đất trống
Đất trống
Vật rơi rụng
Thảm
mục
Nước chảy bề mặt đất
Thảm
mục
Giọt nước
từ tán
QUÁ TRÌNH
THOÁT HƠI NƢỚC
CỦA CÂY RỪNG
ác
Dạng nước Diện tích (km2) Thể tích (Km3) % so với tổng số % tổng số nước ngọt
Đại dương 361 300 000 1 338 000 000 96,5
Tổng nước ngầm
Nước ngầm
Độ ẩm đất
134 800 000
134 800 000
82 000 000
23 400 000
10 530 000
16 500
1,7
0,76
0,001
30,1
0,05
Băng tuyết
Nam cực
Greenland
Bắc cực
Vùng núi
16 227 500
13 980 000
1 802 400
226 100
224 000
24 064 000
21 600 000
2 340 000
83 500
40 600
1,74
1,56
0,17
0,006
0,003
68,7
61,7
6,68
0,24
0,12
Nước ngầm đóng băng 21 000 000 300 000 0,022 0,86
Hồ chứa
Nước ngọt
Nước mặn
2 058 700
1 236 400
822 300
176 400
91 000
85 400
0,013
0,007
0,006
0,25
Đầm lầy 2 682 600 11 470 0,0008 0,03
Sông 148 800 000 2 120 0,0002 0,006
Nước trong sinh vật 1 120 0,0001 0,003
Nước khí quyển 12 900 0,0001 0,04
Tổng số 1 385 984 610 100
Nước ngọt 148 800 000 35 029 210 2,53 100
Bảng 1. Tài nguyên nƣớc trên trái đất (Korzun & cộng sự - 1978)
Nước chiếm 70-90% trọng lượng cơ thể sinh vật
Trao đổi nước giữa khí quyển, đất liền và đại dương
Vận chuyển năng lượng trong khí quyển (hoàn lưu khí
quyển và bão nhiệt đới)
Điều hòa độ mặn của nước biển.
Cung cấp nguồn dinh dưỡng cho sinh vât biển (quyết
định năng suất của hệ sinh thái biển)
Vai trò của nước và tuần hoàn nước
Năng lượng sử dụng khi nước chuyển trạng thái
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
2
1) Đại lượng đặc trưng cho độ ẩm không khí
Độ ẩm tuyệt đối (g/m3):
Là lượng hơi nước chứa trong 1m3 không khí (g/m3)
Áp suất hơi nước của không khí
(sức trương hơi nước - e)
Áp suất do hơi nước chứa trong không khí gây ra.
Đơn vị: 1mb = 10-3bar = 100 N/m2 = 100Pa = 3/4 mmHg
a (g/m3) =( 0.81e/(1 + αt)
α là hệ số dãn nở thể tích của không khí (0,00366) và e là áp suất
hơi nước trong không khí (mb)
Áp suất hơi nước bão hòa (E)
Áp suất hơi nước tối đa trong không khí ở một nhiệt độ xác
định
E(t) = 6,1 . 107,6t/(242 + t)
E (t) là áp suất hơi nước bão hoà ở nhiệt độ t (0C).
Khi t = 0oC thì E = 6,1mb.
Độ ẩm không khí
Quá
trình
bão
hòa
hơi
nước
của
không
khí
Độ ẩm riêng (g/kg):
Lượng hơi nước tính bằng gam chứa trong 1 kg không khí ẩm.
Độ ẩm tương đối (RH%):
Độ ẩm tương đối là tỷ lệ phần trăm giữa áp suất hơi nước của không khí (ea)
và áp suất hơi nước bão hoà (E(ta).
RH(%) = (ea/E(ta)) . 100
Nếu ea = E(ta) không khí bão hoà hơi nước và khi đó RH = 100%
Độ hụt bão hòa(d):
Độ hụt bão hoà hay độ thiếu hụt ẩm (d) là hiệu số giữa áp
suất hơi nước bão hoà và áp suất hơi nước thực tế ở nhiệt độ
xác định
d = E(ta) – ea
d cho biết độ ẩm của không khí xa hay gần trạng thái bão hòa
Điểm sương ()
Là nhiệt độ mà tại đó hơi nước chứa trong không khí đạt tới
trạng thái bão hoà [ea = E()].
Khi khoảng cách giữa t và càng lớn, càng xa trạng thái bão
hòa.
Mối quan hệ giữa E, RH% với nhiệt độ
2) Diễn biến của độ ẩm tuyệt đối
Phụ thuộc vào biến đổi của nhiệt độ không khí
Biển hay lục địa
Mùa trong năm
Hàng ngày: amax lúc 14-15h
amin lúc mặt trời mọc
Hàng năm: amax vào tháng 7
amin vào tháng 1
Trên lục địa vào mùa hè hàng ngày:
2 amax vào 8-9h và trước lúc mặt trời lặn;
2 amin vào 14-15h và lúc mặt trời mọc
3) Diễn biến của độ ẩm tương đối
Tỷ lệ nghịch với diễn biến của nhiệt độ không khí
Ngoại trừ những vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp từ
gió mùa diễn biến hàng năm khá phức tạp.
Diễn biến độ ẩm của không khí
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
3
Diễn
biến
hàng
ngày
độ ẩm
tƣơng
đối
Diễn
biến
hàng
ngày
của
nhiệt
độ
oẢnh hưởng tới cường độ thoát hơi nước của cây
Tăng lên năm lần khi độ ẩm không khí giảm từ 90-95% xuống 50%
oCác loại cây trồng khác nhau có nhu cầu độ ẩm khác nhau (bông, hồ tiêu)
oẢnh hưởng tới sự phát dục của sinh vật (đồng hồ sinh học, côn trùng
diapause và anabiose<)
oĐộ ẩm không khí cao kéo dài thời gian sinh trưởng và thu hoạch của cây
oĐộ ẩm quá cao hoặc quá thấp làm giảm sức sống của hạt phấn (xoài, nhãn,
lúa, ngô)
oẢnh hưởng đến quá trình bảo quản nông sản
Hạt ngũ cốc: yêu cầu độ ẩm không khí thấp; độ ẩm cao kết hợp với nhiệt
độ cao làm giảm chất lượng và trọng lượng của hạt nghiêm trọng.
Rau quả: yêu cầu độ ẩm không khí cao và nhiệt độ thấp
oẢnh hưởng tới sự phát triển của sâu bệnh
Trứng sâu đục thân ngô khi nở cần độ ẩm thấp (RH < 75%)
Sâu đục thân ngô tuổi 1-2 hoạt động mạnh khi độ ẩm cao (RH > 75%).
Ảnh hưởng của độ ẩm đối với nông nghiệp
Xoài nở hoa gặp thời tiết đẹp
Xoài nở hoa gặp độ ẩm cao nên bị bệnh
Hình 4.8. Củ khoai mới chín hình thức
7/18/15
4
Hình 4.9. Củ khoai tây đã chin sinh lý
Trồng đai rừng chắn gió trên cánh đồng nhằm ngăn
gió khô, nóng và hạn chế tốc độ phân tán hơi ẩm.
Xây dựng hệ thống tưới tiêu hoàn chỉnh tạo điều kiện
cho cây trồng được tưới đầy đủ
Trồng xen để tăng mật độ cây trồng làm tăng độ ẩm
không khí
Trồng rừng và xây dựng hồ chứa nước để cải thiện độ
ẩm không khí trên quy mô rộng
Cần nắm vững diễn biến độ ẩm không khí theo không
gian và thời giạn, đồng thời nắm vững nhu cầu độ ẩm
của các loại cây trồng nhằm bố trí thời vụ hợp lý
Biện pháp điều tiết độ ẩm không khí
1) Bản chất của sự bốc hơi nước
Là quá trình chuyển trạng thái của nước từ thể lỏng hoặc thể rắn sang
thể hơi
Điều kiện: ea < E(ta) hay ta >
Đơn vị đo bốc hơi: bề dày của lớp nước bốc hơi (mm);1mm = 10 m3 ha-1
= 1 lít m-2
Bốc hơi là quá trình tiêu tốn năng lượng:
Nhiệt hóa hơi là lượng nhiệt tiêu tốn cho 1 g hơi nước bốc hơi hoàn
toàn.
L = 597 - 0,6t
Trong đó L là nhiệt hoá hơi của nước (cal g-1) và t là nhiệt độ của nước
(0C).
2) Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bốc hơi
W = A.(E – e)/P
W: tốc độ bốc hơi (mm.ha-1.h-1)
A: hệ số phụ thuộc vào tốc độ gió
E: áp suất hơi nước bão hoà ở nhiệt độ mặt bốc hơi
e: áp suất thực tế của hơi nước trên bề mặt bốc hơi
P: áp suất khí quyển
Sự bốc hơi nước (Evaporation)
Vật thể bốc hơi:
Trạng thái vật bốc hơi: nước thể lỏng bốc hơi mạnh hơn ở thể rắn
Diện tích mặt ngoài lớn sẽ bốc hơi nhanh hơn
Nhiệt độ vật bốc hơi càng cao thì tốc độ bốc hơi càng lớn
Nước có nhiều tạp chất sẽ bốc hơi chậm hơn nước tinh khiết
Bốc hơi từ đất
Đất cát bốc hơi nhanh hơn đất giàu mùn, đất sét
Mặt đất gồ ghề bốc hơi nhiều hơn mặt đất bằng phẳng.
Khi ẩm, mặt đất màu sẫm bốc hơi mạnh hơn đất màu nhat
Đất có kết cấu viên bốc hơi mạnh hơn đất có kết cấu đoàn lạp
Bốc thoát hơi nước từ thực vật (Transpiration)
Phần lớn lượng nước hút được cây dùng vào quá trình bốc hơi qua lá. Ví dụ
cây ngô chỉ 1 - 2% lượng nước cây hút từ đất được sử dụng để tạo ra chất hữu
cơ.
Lượng nước tiêu hao để hình thành một đơn vị chất khô gọi là hệ số thoát hơi
nước của cây.
Hệ số thoát hơi = lượng nước thoát hơi/lượng chất khô tạo nên
Hiện nay thường dùng chỉ tiêu WUE (Water Use Efficiency) (g/l)
Đây là CÁC chỉ tiêu đánh giá khả năng chịu hạn của các giống.
Khái niệm:
Là quá trình chuyển trạng thái của nước từ thể hơi sang thể lỏng hoặc thể
rắn.
Điều kiện ngưng kết
ea ≥ E(ta) khi ta ≤
─Khối không khí chuyển động ngang (bình lưu) trượt trên bề mặt đệm lạnh
hơn hoặc xáo trộn với khối không khí ấm hơn.
─Khối khí lạnh đi về ban đêm do mặt đất bức xạ mất nhiệt.
─Các khối không khí gần bão hoà có nhiệt độ khác nhau xáo trộn với nhau.
─Các khối không khí chuyển động thăng lên cao, nhiệt độ giảm dần
─Các khối không khí di chuyển tiếp xúc với nhau (front nóng hoặc lạnh)
Có hạt nhân ngưng kết hơi nước (hạt nước nhỏ li ti, bụi, phấn hoa, hạt
muối<)
Nếu không có hạt nhân ngưng kết, sự ngưng tụ chỉ xảy ra khi RH = 400-
600%
Sự ngưng kết hơi nước
Mây hình thành trên front lạnh Mây hình thành trên front nóng
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
5
Các cơ chế thăng lên cao của không khí
Sương
Là lớp nước mỏng, giọt nước hình thành trên mặt đất hay trên bề
mặt các vật thể có nhiệt độ thấp (lá cây, sàn nhà, mặt tảng đá<)
Nguyên nhân:
Do ban đêm nhiệt độ giảm dần, không khí gần bão hoà hơi nước tiếp
xúc với bề mặt lạnh.
Do mặt đất bức xạ mất nhiệt, không khí ấm, ẩm tiếp xúc với mặt đất
lạnh.
Không khí ấm, ẩm ở dưới đất bốc lên theo các kẽ nứt gặp không khí
lạnh hơn nên ngưng kết thành giọt vướng váo mạng nhện.
Vai trò của sương:
Sương có lợi cho cây trồng, hàng năm cung cấp 30 – 40 mm nước.
Các sản phẩm ngưng tụ hơi nước
Sương muối:
Là các giọt nước đóng băng hình thành trên mặt đất hoặc trên bề mặt
các lá cây giống như những hạt muối.
Nguyên nhân:
Vào mùa lạnh, Do ban đêm nhiệt độ không khí rất thấp (t ≤ 100C),
mặt đất bức xạ nên nhiệt độ giảm xuống gần 00C, không khí ẩm tiếp
xúc với mặt đất lạnh sẽ hình thành sương muối.
Điều kiện thuận lợi cho sương muối hình thành:
trời quang mây và gió nhẹ
Độ ẩm không khí không cao quá.
Trong các thung lũng hay bồn địa thấp trũng.
Tác hại của sương muối:
Làm chết cây hàng loạt do nước ở gian bào bị đóng băng lại, màng tế
bào bị rách cơ giới không hồi phục được.
Động vật ăn cỏ bị viêm họng, viêm phổi, lở mồm, long móng <
Các sản phẩm ngưng tụ hơi nước
SƢƠNG MUỐI
BĂNG GIÁ TẠI MẪU SƠN
THÁNG 2 - 2008
THIỆT HẠI DO SƢƠNG MUỐI
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam