63
Mưa dầm có thể gọi là mưa hữu h ệu. Bởi mưa rất thuận lợi cho trồng trọt. Hầu
như toàn bộ lượng nước mưa rơi xuống được đất hấp thụ và được cây sử dụng có hiệu
ả nhất.
Mưa rào là loại mưa chủ yếu cung cấp nước cho cây. Mưa cung cấp cho cây trồng
ột lượng đạm đáng kể. Song do t ất mưa, mưa rào đ ện tượng xói m
ạnh, dễ gây úng lụt. Mưa lớn l ập, rách lá, trôi phấn hoa. Mưa gây dí dẽ đất, hạn
ế hoạt động của vi sinh vật đất v ễ cây trong đất. Mưa kéo dài trong thời kỳ thu
ạch cũng ảnh hưởng rất lớn đến năng ất v ẩm chất của sản phẩm nông nghiệp.
Mưa nhỏ v ố đều cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp. Mưa quá
ớn, tập trung trong thời gian ngắn: gây rửa trơi, xói m ại cho sản xuất nông
ệp. Mưa quá nhỏ dễ gây hạn hán.
CHƯƠNG 6
ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN VÀ GIÓ
1. Áp suất khí quyển
1.1. Đơn vị đo áp suất khí quyển
Độ lớn của áp suất khí quyển được đo bằng chiều cao của cột thuỷ ngân tính
theo milimet (mm) hoặc miliba (mb); 1mb=0,75mm;1mb= 10-3bar
* Khái niệm áp suất tiêu chuẩn:
Áp suất tiêu chuẩn là áp suất khí quyển cân bằng với cột thuỷ ngân cao 760mm
ở nhiệt độ 00C, tại vĩ độ 450 ở mực nước biển. Khi đó áp suất khí quyển sẽ bằng
760mmHg = 1013,25mb.
1.2. Sự thay đổi của áp suất khí quyển theo độ cao.
Theo độ cao, áp suất khí quyển giảm dần vì càng lên cao thì khối lượng khí
quyển nằm bên trên càng giảm, do đó áp suất cũng phải giảm nhưng áp suất giảm
nhanh hơn trong các lớp bên dưới và chậm hơn trong các lớp bên trên.
Sự biến thiên của áp suất khí quyển theo độ cao trong điều kiện khí quyển yên
tĩnh được thể hiện ở công thức sau:
dzgdp ..
trong đó : dp – trị số giảm áp suất khi tăng dz độ cao
dz – trị số biến thiên độ cao
64
ρ- mật độ không khí
g – gia tốc khối trường
dấu “-“ biểu thị áp suất theo độ cao.
Công thức được thiết lập trong điều kiện không khí yên tĩnh nên phương trình
này còn được gọi là phương trình cơ bản tĩnh học. Song trong điều kiện khí quyển thực
tế, nó cũng nghiệm đúng với độ chính xác cao.
- Trong thực hành người ta thường sử dụng công thức của Babinê:
Công thức có dạng sau:
).1(
).(2
8000 t
Pt
Pd
PtPd
h
trong đó: h – hiệu số độ cao giữa hai trạm (m);
Pd – áp suất không khí ở mực dưới (mb);
Pt – áp suất không khí ở mực trên (mb);
t – nhiệt độ trung bình của cột không khí giữa mực dưới và mực trên
α: là hệ số giãn nở của không khí (α = 0,004)
8000: độ cao khí quyển đồng nhất
* Áp dụng công thức của Ba-bi- nê có thể giải quyết được những vấn đề sau:
- Xác định được chênh lệch độ cao h khi biết áp suất khí quyển ở mực dưới và mực
trên và nhiệt độ trung bình giữa hai điểm (D,T).
- Tìm áp suất Pt tại độ cao đã biết h, nếu biết áp suất Pd và nhiệt độ trung bình giữa
hai mực.
- Xác định áp suất khí quyển ở mực dưới Pd khi biết áp suất khí quyển ở mực trên
Pt, độ cao của mực trên so với mực biển và nhiệt độ trung bình.
1.3. Những đại lượng đặc trưng cho áp suất khí quyển.
- Đường đẳng áp: là đường nối những điểm có cùng áp suất với nhau.
- Địa hình khí áp: là sự phân bố áp suất biểu diễn bằng các đường đẳng áp.
- Vùng áp cao: là vùng càng vào tâm thì áp suất càng cao. Không khí di chuyển theo
chiều ngược chiều kim đồng hồ. Hướng của gradient khí áp từ tâm ra ngoài.
- Vùng áp thấp: là vùng càng vào tâm thì áp suất càng thấp. Gradient khí áp đi từ
ngoài vào trong.
Giữa vùng xoáy thuận và xoáy nghịch, thường hay thấy những hệ thống khí áp
trung gian trong đó có rãnh, lưỡi, yên.
65
- Rảnh áp thấp là vùng áp suất thấp nhô ra có trục (đường trung tâm) nằm xen giữa
hai vùng có áp suất cao hơn.
- Lưỡi áp cao là vùng áp suất cao nhô ra có trục (đường trung tâm) nằm xen giữa
hai vùng có áp suất thấp hơn.
- Yên là vùng khí áp nằm giữa 2 xoáy thuận và 2 xoáy nghịch.
1.4. Sự phân bố khí áp trên địa cầu của lớp không khí sát mặt đất.
Áp suất của không khí ở mặt đất hay ở mực nước biển là một trong những điểm
đặc trưng quan khối của trạng thái khí quyển. Sự phân bố áp suất khí quyển của lớp
không khí sát mặt đất hay mực biển có liên quan chặt chẽ đến sự biến thiên nhiệt độ,
mây, mưa, gió,… Sự phân bố khí áp trên mặt đất được thể hiện bằng các bản đồ đẳng
áp của một thời gian nhất định
Sự phân bố áp suất không khí trong năm được đặc trưng bởi các bản đồ đẳng áp
của tháng 1 và tháng 7.
a. Sự phân bố khí áp trên địa cầu trong mùa đông (tháng 1, tại độ cao mực nước
biển).
Vào tháng giêng, dọc theo xích đạo có một dải áp suất thấp với áp suất gần
1010mb người ta gọi đó là xích đạo khí áp. Từ xích đạo khí áp, áp suất tăng dần về
phía cực và ở vĩ độ 30-350 ở cả hai bên xích đạo hình thành những dải áp cao. Những
dải này nằm trên từng vùng biệt lập, gọi là cực đại khí áp cận nhiệt đới.
- Ở Bắc bán cầu có những cực đại cận nhiệt đới sau: cực đại Axo thuộc Đại tây
dương gần quần đảo Axo và cực đại Hawai hình thành ở các vĩ độ cận nhiệt đới Thái
bình dương, gần quần đảo Hawai.
- Ở Nam Bán cầu có 3 cực đại khí áp nằm ở phía nam các đại dương: áp cao nam
Ấn độ dương, áp cao nam Thái bình dương, áp cao nam Đại tây đương.
Về phía bắc cận nhiệt đới, trên các đại dương, áp suất giảm dần, tạo ra ở bắc bán
cầu hai cực tiểu khí áp. Một ở Đại tây dương, gần Island (995 mb) gọi là cực tiểu
Island; một ở Thái bình dương gần quần đảo Alêutin.
Trên lục địa, ở Bán cầu bắc, sâu trong lục địa áp suất tăng lên mạnh, trên đại lục
Châu Á hình thành một cực đại khí áp rộng lớn gọi là cực đại châu Á có tâm là vùng
Xibiri và một phần lục địa Mông Cổ có áp suất ở vùng trung tâm tới 1035 mb. Một cực
đại nữa với áp suất ở trung tâm tới 1027 mb, hình thành ở Bắc châu Mỹ gọi là cực đại
Canada.
Ở Nam bán cầu từ cận cực đới tới các vĩ độ 60-650 áp suất giảm rõ rệt. Các
đường đẳng áp gần như song song với vĩ tuyến do tính đồng nhất của mặt đệm. Trong
khu vực Bắc băng dương, về phía Bắc cực và trong khu vực Nam băng dương về phía
Nam cực, áp suất tăng lên tạo những cực đại khí áp biểu hiện ở hai cực.
b. Sự phân bố khí áp địa cầu trong thời kỳ mùa hạ (tháng 7, tại độ cao mực nước
biển).
66
- Vào tháng 7 dải áp suất thấp dọc theo xích đạo vẫn còn nhưng dịch một ít lên phía
bắc, về phía xích đạo.
- Các cực đại khí áp cận nhiệt đới trên đại dương vẫn tồn tại và có phần mạnh lên,
đồng thời dịch về phía bắc ở bắc bán cầu.
- Các cực tiểu Island vào tháng 7 yếu đi rõ rệt, áp thấp Alêutin mất đi.
- Các cực đại trên lục địa ở phía Bắc bán cầu biến mất nhường chỗ cho áp thấp
Châu Á và áp thấp Canada.
- Ở Nam bán cầu vào tháng 7, cực đại khí áp cận nhiệt đới bành trướng ra, nhập các
vùng áp suất cao trên lục địa.
* Sự phân vùng khí áp trên địa cầu đã ảnh hưởng rất lớn đến khí hậu nước ta. Đặc
biệt là vùng áp cao Xibiri đã gây ra gió mùa Đông Bắc trong mùa đông. Vùng áp cao
Nam Thái bình dương, Nam Đại tây dương đã gây ra gió Đông Nam và Tây Nam
trong thời kỳ mùa hạ.
2. Gió
2.1. Khái niệm: gió là sự chuyển động tương đối của không khí theo phương nằm
ngang so với mặt đất.
2.2. Nguyên nhân sinh ra gió.
Nguyên nhân đầu tiên sinh ra gió là do sự phân bố không gian của nhiệt độ
không khí trên trái đất không giống nhau (phụ thuộc vào đặc điểm của bề mặt) nơi có
nhiệt độ cao thì áp suất thấp, nơi có nhiệt độ thấp thì áp suất cao. Khi có sự chênh lệch
áp suất theo phương nằm ngang sẽ có sự chuyển dịch của không khí từ vùng áp suất
cao hơn đến vùng áp suất thấp hơn. Sự dịch chuyển đó chỉ dừng lại khi có sự san bằng
áp suất theo phương nằm ngang.
2.3. Các đại lượng đặc trưng cho gió.
- Gió được đặc trưng bởi tốc độ (vận tốc) và hướng chuyển động của không khí.
Hướng gió là hướng từ nơi gió thổi đến.
- Tốc độ gió được tính theo mét trong 1 giây (m/s) hoặc kilomét trong 1 giờ km/h.
Hướng gió còn có thể biểu thị bằng góc giữa địa điểm đã cho và hướng gió. Các
góc được tính ra độ từ điểm Bắc, theo chiều kim đồng hồ. Lấy hướng bắc là 00, hướng
Đông là 900, hướng Nam là 1800, hướng Tây là 2700.
BÂB
(NNE)
ÂB
(NE)
BÂ
ÂÂB
(ENE
)
W(E)
W
ÂÂN
(ESE
)
NÂN
TTN
(WSW)
TTB
(WNW)
TB
(NW)
BTB
(NNW)
BÂB
(NNE)
ÂB
(NE)
BÂ
ÂÂB
(ENE
)
E
N
ÂÂN
(ESE
)
NÂN
TTN
(WSW)
TTB
(WNW)
TB
(NW)
BTB
(NNW)
67
La bàn chỉ hướng gió
Để biểu diễn hướng gió, trong thực hành khí tượng người ta lấy 16 hướng.
Trong trường hợp không có máy để đo gió, người ta ước định vận tốc gió bằng
hiệu ứng của gió trên các vật theo bảng cấp số Beaufort sau:
Bảng cấp gió của Beaufort:
Cấp
số
Phân hạng Nhận biết Vận tốc
(m/s)
0 Lặng gió Khói lên thẳng 0-0,2
1 Gió rất nhẹ Khói hơi lay động 0,3-1,5
2 Gió nhẹ Mặt cảm thấy gió, lá và cành nhỏ
rung
1,6-3,3
3 Gió nhỏ Gió vừa, làm rung động cành nhỏ 3,4-5,4
4 Gió trung bình Ao hồ gợn sóng 5,5-7,9
5 Gió khá mạnh Gió to làm lung lay những cành lớn 8,0-10,7
6 Gió mạnh Gió mạnh làm rung động cành lớn 10,8-13,8
7 Gió khá lớn Gió lớn làm lung lay cả cây 13,9-17,1
8 Gió lớn Gió rất mạnh làm gãy cành
Không đi ngược gió được.
17,2-20,7
9 Gió rất lớn Bảo bẻ gãy cây cối 20,8-24,4
10 Gió bảo Bảo lớn làm đổ cây, đổ nhà 24,5-28,4
11 Gió bảo to Bảo rất mạnh, ít quan sát thấy 28,5-32,6
12 Đại cuồng
phong
Rất hiếm có trong đất liền, sức phá
lớn
32,7-36,9
2.4. Hoàn lưu nhiệt tính của không khí.
Các luồng không khí trong khí quyển gây ra bởi sự kết hợp của các nguyên nhân
nhiệt và động lực.