Bài giảng mô hình hóa môi trường - ( Bùi Đức Long ) chương 4

Chia sẻ: Norther Light | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

205
lượt xem 54
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thế nào là khí quyển ổn định và không ổn định; Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao của một khối khí khi chuyển động lên cao hay xuống thấp; Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao của không khí khí quyển § Mô hình hóa yếu tố khí tượng được thực hiện như thế nào ?

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng mô hình hóa môi trường - ( Bùi Đức Long ) chương 4

Tầng nhiệt quyển (thermosphere) § Lớp khí rất loãng với mật độ phân tử khoảng 1013 phân tử/cm3 ; 121
PHẦN BÊN NGOÀI KHÍ QUYỂN (EXOSPHERE) § Phần bên ngoài trái đất trong phạm vi 10.000 km 122
Hạt sol khí § Kích thước thay đổi trong khoảng 0.001 - 100 μm Dạng hạt nhân (ngưng tụ của hơi) Dạng tích lũy (đông lại + ngưng tụ) Dạng thô (các hạt bề mặt và hạt muối) § Nồng độ sol khí trong khí quyển. 123
KHÁI NIỆM ỔN ĐỊNH CỦA KHÍ QUYỂN § Yếu tố phân tầng của khí quyển; § Thế nào là khí quyển ổn định và không ổn định; § Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao của một khối khí khi chuyển động lên cao hay xuống thấp; § Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao của không khí khí quyển § Mô hình hóa yếu tố khí tượng được thực hiện như thế nào ? 124
Yếu tố phân tầng của nhiệt độ 125
Khí quyển ổn định và không ổn định § Với trạng thái biến thiên nhiệt độ theo chiều cao nào đó mà lực tác động vật lý của khí quyển làm cho chất ô nhiễm khuếch tán theo chiều cao không dễ dàng thì gọi là khí quyển ở trạng thái ổn định, tức là khí quyển ổn định sẽ cản trở sự khuếch tán và pha loãng của chất ô nhiễm; § Ngược lại với profile biến thiên nhiệt độ theo chiều cao nào đó mà sự hòa trộn không khí theo chiều cao được dễ dàng thì sẽ làm cho chất ô nhiễm không khí khuếch tán (pha loãng) trong khí quyển dễ dàng thì gọi là khí quyển ở trạng thái không ổn định. 126
127
NHIỆT ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA MỘT KHỐI KHÔNG KHÍ 128
Đối với khí khô § Adiabatic (đoạn nhiệt): chỉ tính chất của môi trường không khí khi sự trao đổi nhiệt của khối khí với môi trường không đủ lớn để diễn ra sự cân bằng nhiệt nên có thể bỏ qua; § Gradient nhiệt độ đoạn nhiệt là độ hạ hoặc tăng nhiệt độ của một khối không khí khi lên cao hoặc hạ xuống 129
Mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ trong khối khí theo độ cao § Quá trình dãn nở hoặc nén ép đều xảy ra theo tính chất đoạn nhiệt 130
Mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của chất khí khô trong quá trình đoạn nhiệt dT R dp dp = = 0.286 T Cp p p R / Cp 0.286 T2 æ p2 ö æ p2 ö =ç ÷ =ç ÷ T1 ç p1 ÷ çp ÷ èø è 1ø Cp – tỷ nhiệt của chất khí ở điều kiện đẳng áp, J/kg.K; nhi R – hằng số chất khí, Pa.m3/kg.K ch 131
Mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của chất khí ẩm trong quá trình đoạn nhiệt dT R dp 1 + 1 . 83 w =' Cp = ' Cp 1 + 1 . 61 w T Cp p w Lượng hơi nước tính bằng kg chứa trong khối không khí ẩm có phần khô là 1kg. Cp – tỷ nhiệt của chất khí ở điều kiện đẳng áp, J/kg.K; nhi R – hằng số chất khí, Pa.m3/kg.K ch -2 w £ (1 ¸ 2)10 Þ C » C p ' Thường thì p 132
Mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của chất khí bão hòa trong quá trình đoạn nhiệt é ù 3 es ê 1 + 5.418.10 pT ú R dp ' dT R dp b = ú= ê T C p p ê1 + 5.47.103 1 des ú Cp p ê ú p dT ë û Trong quá trình đoạn nhiệt ứng với một sự thay đổi nhất định nào đó của áp suất tương đối dp/p thì sự thay đổi tương đối dT/T của trường hợp khí bão hòa nhỏ hơn với trường hợp khí khô. 133
SỰ THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ THEO CHIỀU CAO CỦA KHÔNG KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH DÃN NỞ HOẶC NÉN ÉP ĐOẠN NHIỆT § Phương trình cơ bản của cơ học thủy tĩnh dp = - rg dz r Khối lượng đơn vị khí 1p pv = RT Þ r = = Từ phương trình v RT 134
Từ các công thức: dT R dp dp dp 1p = - rg r= = = = 0 . 286 T Cp p p dz v RT 9.81m2 / s dT g 1J G=- = = = 0.00976 C / m 0 o 2 2 dz C p 1005 J / kg C kg.m / s G Gradian nhiệt độ hay độ giảm nhiệt độ của khối không khí khô khi bốc lên cao trong điều kiện đoạn nhiệt (Dry Adiabatic Lapse Rate). Lấy gần đúng Γ≈1ºC/100m. Đối với không khí ẩm chưa bão hòa cũng được tính xấp xỉ như trên 135
Đối với khối không khí bão hòa bốc lên cao dT R dp dp 1p b = ' = - rg r= = T Cp p dz v RT dT g'2 b .10 , K / 100 m,0 < G ' < 1 G =- = ' dz C p 136
G ứng với áp suất và nhiệt độ khác nhau, ºK/100 m ' Trị số Nhieät ñoä -30 -20 -10 0 10 20 30 Aùp suaát, mbar 1000 0.9 0.9 0.7 0.6 0.5 0.4 0.4 500 0.9 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3 137
SỰ THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ THEO CHIỀU CAO (GRADIAN) VÀ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA KHÍ QUYỂN § Xem xét sự phân bố nhiệt độ theo chiều cao của không khí trong lớp khí quyển sát mặt đất dp 1p dp g = - rg + r= = =- dz (1) dz v RT p RT Trong lớp khí quyển sát mặt đất sự thay đổi nhiệt độ theo chiều cao thường diễn ra theo quy luật hàm số bậc nhất T2 =T 1- b ( z 2 - z1 ) Þ dT = - b dz ( 2 ) g / Rb æT ö p1 =ç 1÷ (1 ) + ( 2 ) Þ çT ÷ p2 è 2ø 138
§ Khi nhiệt độ tăng theo độ cao β
Khí quyển rất không ổn định 140