Khoa Học Vũ Trụ - Sinh Thái Tầng Khí Quyển phần 4

Chia sẻ: Dqwdqdf Dwqdfewf | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

66
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'khoa học vũ trụ - sinh thái tầng khí quyển phần 4', khoa học tự nhiên, công nghệ môi trường phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khoa Học Vũ Trụ - Sinh Thái Tầng Khí Quyển phần 4

Tính trung bình trong m t năm, t b m t các ñ i dương trên th gi i có 448.900km3 nư c vâ t b m t ñ t li n có 71.100 km3 nư c b c hơi vào khí quy n. Cũng trong m t năm lư ng nư c rơi trên ñ i dương là 411.600 km3 và trên ñ t li n là 108.400km3. Như v y, trong m t năm có 520.000 km3 nư c b c hơi thì trong m t năm cũng có ñúng m t lư ng giáng th y như th rơi xu ng b m t trái ñ t. Như v y, nư c ñã hoàn thành m t vòng tu n hoàn khép kín trong khí quy n. B ng 4.1. Cân b ng nư c trên trái ñ t hàng năm Thành ph n nư c luân chuy n Nư c b sung Nư c m t ñi V (km3) V (km3) L (mm) L (mm) L c ñ a (di n tích 148 628 000 km2) Giáng thu (mưa, tuy t) 108 400 720 Dòng ch y (sông, su i) 37 300 250 B c hơi 71 100 470 ð i dương, bi n (di n tích 361 455 000 km2) Giáng thu (mưa, tuy t) 411 600 1 140 Dòng ch y (sông, su i) 37 300 100 B c hơi 448 900 1 240 T ng c ng 520 000 520 000 (Ngu n: M.I. Lvotvis - 1964) [Ghi chú: L (mm): b dày l p nư c quy ñ i; V (km3): th tích nư c] Ngoài vòng tu n hoàn ñó, trên l c ñ a cũng có m t vòng tu n hoàn c a nư c. Hơi nư c ñư c mang t ñ i dương t i, ngưng k t l i, t o thành mây và trên l c ñ a có mưa rơi xu ng. M t ph n c a lư ng nư c ñó l i b c hơi và có th là ngu n g c c a lư ng mưa. Ngoài ra, mưa trên ñ t li n có th hình thành do s b c hơi ñ a phương. Sơ ñ vòng tu n hoàn c a nư c trên m t kho ng gi i h n c a ñ t li n ñư c trình bày trên hình 4.2. Lư ng m ñư c ñưa t ñ i dương t i lãnh th (A0); m t ph n c a lư ng m ñó rơi xu ng thành mưa (O1); ph n còn l i ñư c ñưa ra ngoài gi i h n c a lãnh th (A0 - O1); Lư ng mưa rơi xu ng (O1) s b b c hơi. lư ng nư c b c hơi (UC) s hình thành mây. M t ph n lư ng nư c mưa (O2) t các ñám mây rơi xu ng lãnh th , ph n còn l i ho c ñư c gió mang ñi (AC) ho c dòng sông mang ñi (C). A0 --- --- ------ A0 - O 1 - - Ac - - - - --------------------- O1 O2 Uc C Hình 4.2. Vòng tu n hoàn nư c trong gi i h n l c ñ a 2. ð M KHÔNG KHÍ 2.1. Các ñ i lư ng v t lý ñ c trưng ñ m không khí Ð m không khí ñư c xác ñ nh b ng lư ng hơi nư c ch a trong không khí. 62 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
a) Áp su t hơi nư c (e) (Còn g i là s c trương hơi nư c) là ph n áp su t do hơi nư c ch a trong không khí gây ra và ñư c bi u th b ng milimet thùy ngân (mmHg) ho c b ng miliba (mb): 1mb = 10-3bar = 102N/m2 1mb = 3/4 mmHg Trong 1 kh i không khí ñóng kín (ví d : 1 qu bóng), không khí s gây ra xung quanh m t áp su t P. Áp su t P là t ng h p áp su t thành ph n gây ra b i các ch t khí ch a trong kh i không khí ñó: P = p1 + p2 + .... pi + .... + pn (1) Trong ñó: p1: áp su t c a O2, p2: áp su t c a CO2, ... pi: áp su t hơi nư c, ...... pn: áp su t c a ch t khí th n. pi ñư c ký hi u là e. b) Áp su t bão hòa E (mb; mmHg) m t nhi t ñ nh t ñ nh, áp su t hơi nư c ng v i gi i h n t i ña c a hơi nư c trong không khí g i là áp su t hơi nư c bão hòa hay áp su t c c ñ i c a hơi nư c trong không khí và ñư c kí hi u là E. E ñư c tính theo công th c: 7 ,6t E = 6,1. 10 242 + t (2) Trong ñó: nhi t ñ 0OC; 6,1 là áp su t bão hòa 7,6 và 242 là các h s th c nghi m; t là nhi t ñ không khí. S ph thu c c a áp su t hơi nư c bão hòa vào nhi t ñ không khí ñư c trình bày trên hình 4.3. c) ð m riêng (ρ) Là lư ng hơi nư c tính b ng gam ch a trong 1 kg không khí m.(g/kg). 622e (g/kg) (3) ρ= P - 0,378e d) Ð m tuy t ñ i (a): Là lư ng hơi nư c tính b ng gam ch a trong 1m3 không khí (g/m3). Gi a ñ m tuy t ñ i và áp su t hơi nư c có m i liên h ñư c bi u di n b ng công th c: 63 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
N u áp su t hơi nư c e tính b ng miliba thì: 0,81 x e (g/m3) a= (4) 1 + αt Trong ñó: t là nhi t ñ c a không khí α là h s giãn n c a không khí, α = 0,00366. N u áp su t hơi nư c e tính b ng milimét th y ngân thì ta có công th c: 1,06 (g/m3) (5) a= xe 1 + αt 1,06 Ts ≈1 1 + αt nên tr s c a ñ m tuy t ñ i a và áp su t hơi nư c e (tính b ng milimet th y ngân) b ng nhau khi nhi t ñ không khí là 16,50C. Do ñó, trong th c hành khí tư ng, áp su t hơi nư c thư ng ñư c g i là ñ m tuy t ñ i. Nhưng khi áp su t hơi nư c tính b ng miliba thì tr s c a nó khác rõ r t v i tr s ñ m tuy t ñ i. Trư ng h p này không g i áp su t hơi nư c là ñ m tuy t ñ i. Ch ng h n, nhi t ñ t = 200C và áp su t hơi nư c e = 18mb, ñ m tuy t ñ i là: 0,81 . 18 = 13,5 g/m3 a= 1 + 0,00366 . 20 N u áp su t hơi nư c e = 18 mm Hg, thì 1,06 . 18 = 17,6 g/m3 a= 1 + 0,00366 . 20 Tuy nhiên, c n chú ý r ng áp su t hơi nư c và ñ m tuy t ñ i không bi u th chính xác m c ñ m hay khô c a không khí. B i vì v i cùng m t tr s c a ñ m tuy t ñ i, không khí có th khô hay m tùy theo nhi t ñó. Vì v y ñ ñánh giá ñư c c th hơn tình tr ng m c a không khí ngư i ta dùng ñ i lư ng ñ m tương ñ i. e) T m (f%): Là t s gi a lư ng hơi nư c ch a trong 1m3 không khí v i tr ng lư ng không khí khô có cùng th tích. 64 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
g) Ð m tương ñ i (r%): Là t s gi a áp su t hơi nư c ch a trong không khí và áp su t hơi nư c bão hòa m t nhi t ñ ñã cho. e r(%) = .100 (6) E Ð m tương ñ i cho bi t không khí m ñang xa hay g n tr ng thái bão hòa. N u hơi nư c ñ t m c bão hòa trong kho ng không gian ñang xét thì áp su t e c a hơi nư c ch a trong không khí s b ng áp su t E c a hơi nư c bão hòa nhi t ñ ñó, và ñ m tương ñ i trong trư ng h p này s b ng 100%. h) ð thi u h t bão hòa (d): Là hi u s gi a áp su t hơi bão hòa và áp su t c a hơi nư c trong không khí mt nhi t ñ nh t ñ nh. d=E-e (7) Ð i lư ng này bi u th b ng ñơn v milimet th y ngân ho c miliba. Ð thi u h t bão hòa chính là lư ng hơi nư c c n thêm vào không khí ñ có lư ng hơi nư c hoàn toàn bão hòa trong không khí m t nhi t ñ nh t ñ nh. i) Ði m sương τ (0C): Là nhi t ñ mà t i ñó hơi nư c ch a trong không khí ñ t t i tr ng thái bão hòa. Ði m sương tính b ng ñ như nhi t ñ . Ngư i ta xác ñ nh ñi m sương b ng b ng tra s ph thu c c a áp su t hơi nư c bão hòa vào nhi t ñ khi ñã bi t tr s áp su t hơi nư c. Vì nhi t ñ c a ñi m sương, hơi nư c ch a trong không khí tr nên bão hòa nghĩa là e = E, khi ñó t = τ. Trong b ng ngư i ta tìm tr s E = e và nhi t ñ ng v i tr s ñó chính là ñi m sương. Nh ng ñ i lư ng v t lý ñ c trưng c a ñ m không khí nêu trên ñư c ng d ng r ng rãi trong nghiên c u khoa h c và trong th c ti n. 2.2. Di n bi n c a ñ m không khí a) Nh ng dao ñ ng hàng ngày và hàng năm c a ñ m tuy t ñ i Dao ñ ng hàng ngày c a ñ m tuy t ñ i c a không khl có liên quan m t thi t v i s di n bi n hàng ngày c a nhi t ñ . Trên m t bi n và ñ i dương và c b bi n, ñ m tuy t ñ i trong th i gian m t ngày ñêm tăng lên khi nhi t ñ tăng. Tình tr ng này cũng quan sát th y trên l c ñ a v mùa ñông. Trong nh ng trư ng h p v a nêu, tr s l n nh t c a ñ m tuy t ñ i x y ra vào lúc 14 - l5 gi là th i gian nhi t ñ không khí ñ t t i ñi m c c ñ i hàng ngày. Tr s nh nh t c a ñ m tuy t ñ i x y ra vào trư c lúc m t tr i m c là th i gian nhi t ñ không khí gi m xu ng ñi m c c ti u c a ngày. N u ñ ý r ng khi nhi t ñ tăng lên thì s b c hơi cũng tăng lên và do ñó lư ng hơi nư c ch a trong không khí cũng tăng lên, ta s hi u rõ ngay vì sao dao ñ ng hàng ngày c a ñ m tuy t ñ i l i liên h m t thi t v i s di n bi n hàng ngày c a nhi t ñ không khí. Trên l c ñ a trong mùa nóng, dao ñ ng hàng ngày c a ñ m tuy t ñ i không trùng v i d ng di n bi n hàng ngày c a nhi t ñ không khí. ñây, trong m t ngày ñêm ñ m tuy t ñ i có hai c c ñ i, vào kho ng 8 - 9 gi sáng và trư c lúc m t tr i l n. Còn các tr s c c ti u thì x y ra trên các vùng l c ñ a vào trư c lúc m t tr i m c và kho ng 14 - l5 gi . S dĩ có tình 65 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
tr ng ñ m tuy t ñ i gi m ñi vào ban ngày nh t là vào bu i trưa là do có s trao ñ i không khí theo phương th ng ñ ng, nh ñó không khí m g n m t ñ t ñư c ñưa lên cao và không khí khô hơn ñ n th ch . Sau 14 - 15 gi . S trao ñ i theo phương th ng ñ ng y u ñi, ñ ng th i nư c v n ti p t c b c hơi vào không khí nên ñ m tuy t ñ i c a không khí trong các l p dư i th p b t ñ u tăng lên và t i trư c lúc m t tr i l n thì ñ t t i ñi m c c ñ i th hai trong ngày. Sau khi m t tr i l n, nhi t ñ không khí gi m xu ng nhanh chóng do ñó hơi nư c ngưng k t l i thành sương ho c sương mù. Vì nguyên nhân ñó, ñ m tuy t ñ i sau lúc m t tr i l n gi m xu ng và ñ t t i ñi m c c ti u vào trư c lúc m t tr i m c. Dao ñ ng hàng năm ñ m tuy t ñ i c a không khí thư ng trùng v i di n bi n hàng năm c a nhi t ñ . Trong th i gian m t năm, tr s l n nh t c a ñ m tuy t ñ i x y ra B c bán c u vào tháng b y là tháng nóng nh t; tr s nh nh t x y ra vào tháng giêng là tháng l nh nh t trong năm. b) Nh ng dao ñ ng hàng ngày và hàng năm c a ñ m tương ñ i Dao ñ ng hàng ngày c a ñ m tương ñ i t l ngh ch v i nhi t ñ , khi nhi t ñ tăng thì ñ m tương ñ i gi m và khi nhi t ñ gi m thì ñ m tương ñ i tăng. Vì khi nhi t ñ tăng thì s b c hơi tăng lên và do ñó lư ng hơi nư c nh p vào khí quy n cũng tăng lên, k t qu là ñ m tuy t ñ i c a không khí tăng lên, ñ ng th i áp su t hơi nư c bão hòa cũng tăng. Nhưng áp su t c a hơi bão hòa tăng nhanh hơn so v i ñ m tuy t ñ i, vì v y t s áp su t hơi nư c trên áp su t hơi nư c bão hòa (e/E) gi m khi nhi t ñ tăng, có nghĩa là ñ m tương ñ i gi m. Khi nhi t ñ không khí gi m thì ñ m tuy t ñ i gi m, nhưng gi m ch m hơn nhi u so v i áp su t hơi bão hòa, cho nên khi nhi t ñ không khí gi m thì ñ 200C áp su t hơi nư c th c t là 18,7 mb, áp su t hơi m tương ñ i tăng. Ví d : lúc 7 gi bão hòa là 23,4 mb thì ñ m tương ñ i là e 18,7 r= x 100 = x 100 = 80% E 13,4 300C áp su t hơi nư c th c t là 21,2 mb, áp su t bão hòa là 42,04 mb, thì Lúc 13 gi m tương ñ i là: ñ e 21,2 r= x 100 = x 100 = 50% E 42,04 Như v y, khi nhi t ñ tăng t 200C lên 300C và áp su t hơi nư c th c t tăng t 18,7 mb lên 21,2 mb, ñ m tương ñ i s gi m t 80% xu ng 50%. C c ti u hàng ngày c a ñ m tương ñ i x y ra vào kho ng 13 - 14 gi là th i gian có c c ñ i c a nhi t ñ không khí. Nh ng tr s c c ñ i c a ñ m tương ñ i thư ng quan sát th y vào ban ñêm ho c bu i sáng g n th i ñi m m t tr i m c là th i gian nhi t ñ không khí ñ t t i ñi m c c ti u. Ch các vùng ven bi n do ban ngày gió ñưa không khí m t bi n t i, c c ñ i c a ñ m tương ñ i ñôi khi x y ra vào bu i trưa t c là ñ ng th i v i c c ñ i c a nhi t ñ không khí. Dao ñ ng hàng năm c a ñ m tương ñ i cũng ngh ch ñ o v i di n bi n hàng năm c a nhi t ñ không khí. Nh ng tr s c c ñ i c a ñ m tương ñ i x y ra vào nh ng tháng l nh nh t, còn c c ti u x y ra vào nh ng tháng nóng nh t. T i nh ng vùng khí h u gió mùa, mùa hè gió m th i t bi n vào nên ñ m tương ñ i ñ t c c ñ i. Mùa ñông gió khô th i t ñ t li n ra nên ñ m tương ñ i ñ t tr s c c ti u. 66 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
2.3. S d ng và ñi u ti t ñ m không khí Ð m không khí là ñ i lư ng có liên quan ñ n nhi u y u t khí tư ng như mưa, gió, nhi t ñ và s b c hơi. Trên ñ ng ru ng, ñ m không khí có th thay ñ i ph thu c vào l p ph th c v t, m t ñ , kích thư c cây tr ng, ch ñ xen g i và h th ng tư i tiêu. N m ñư c m i quan h ñó giúp chúng ta ñi u ti t ñ m không khí nh m c i thi n chúng phù h p v i yêu c u c a cây tr ng. Nh ng bi n pháp c i thi n ñ m không khí: - Tr ng các ñai r ng b o v trên cánh ñ ng ñ h n ch t c ñ phân tán hơi m. - Xây d ng h th ng tư i tiêu hoàn ch nh có tác d ng r t l n ñ i v i vi c ñi u ti t ñ m không khí. B i vì m t ph n lư ng hơi nư c ch a trong không khí là do nư c t ñ t, t th c v t b c hơi lên. Nh ng cánh ñ ng ñư c tư i ñ y ñ , ñ m không khí cao hơn nh ng cánh ñ ng ít ñư c tư i. - Di n tích có tr ng cây ng n ngày, cây dài ngày, cây lâm nghi p... ñ m không khí cao hơn di n tích ñ hoang hóa. Ru ng ñư c tr ng xen, tr ng tăng m t ñ cây ho c dùng phương pháp tư i phun mưa ñ u có th làm tăng ñ m không khí. - Xây d ng các h ch a nư c s c i thi n ch ñ m không khí trong ph m vi r ng và hi u qu cao. Mu n s d ng y u t ñ m không khí thích h p c n ph i n m v ng di n bi n c a ñ m không khí theo không gian và th i gian. N m ñư c s phân b c a ñ m không khí các vùng khác nhau là cơ s ñ b trí cây tr ng h p lý. Ví d , bông ph i ñư c tr ng nh ng vùng ít mưa, ñ m không khí th p qua các tháng trong năm. Ngoài ra, n m v ng ch ñ m có ý nghĩa trong vi c b trí th i v , b o qu n s n ph m, phòng tr b nh h i cây tr ng và d ch b nh gia súc. 3. S B C HƠI 3.1. B n ch t c a quá trình b c hơi S b c hơi là quá trình nư c chuy n t tr ng thái l ng ho c r n sang tr ng thái hơi. Lư ng nư c b c hơi ño b ng chi u dày c a l p nư c b c hơi (ñơn v mm). T c ñ b c hơi là lư ng nư c b c hơi trong m t ñơn v th i gian. B n ch t v t lý c a quá trình b c hơi Nh ng phân t nư c l ng tr ng thái chuy n ñ ng không ng ng, v i nh ng t c ñ khác nhau và theo nh ng hư ng khác nhau, ñó là chuy n ñ ng Brao-nơ. Nh ng phân t ngay trên m t nư c l ng có t c ñ l n nh t ñã th ng ñư c nh ng l c k t dinh phân t và bay ra kh i nư c l ng vào không gian xung quanh. Nhi t ñ càng lên cao, các phân t nư c chuy n ñ ng càng nhanh, do ñó s phân t bay ra càng tăng. K t qu là nư c l ng chuy n sang tr ng thái hơi. Các phân t hơi nư c chuy n ñ ng theo các hư ng khác nhau và m t ph n quay tr l i m t nư c. N u s lư ng các phân t bay ra kh i nư c l ng l n hơn s phân t tr v m t nư c thì s b c hơi ñang th c hi n, lúc này trên b m t b c hơi áp su t hơi nư c e nh hơn áp su t hơi nư c bão hòa E. T c là e < E. Trong quá trình lư ng hơi nư c tăng d n trong không gian trên b m t b c hơi, s phân t bay ra và s phân t quay tr v m t nư c trong 1 ñơn v th i gian có th b ng nhau. Khi 67 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
ñó m t s cân b ng ñ ng ñư c thi t l p và s b c hơi ng ng l i. Lúc này hơi nư c tr ng thái bão hòa, t c là e = E. N u kho ng không gian bên trên b m t b c hơi ñã quá bão hoà hơi nư c thì s lư ng các phân t nư c tr v nư c l ng l n hơn s lư ng các phân t bay ra kh i nư c l ng. Ðó là hi n tư ng ngưng k t hơi nư c trên b m t nư c, là quá trình ngư c v i quá trình b c hơi. Lúc này : e > E Như v y, s b c hơi x y ra càng nhanh khi nhi t ñ c a nư c l ng càng cao. Quá trình b c hơi làm cho nư c l ng gi m nhi t ñ . Mu n cho nư c l ng b c hơi gi ñư c nhi t ñ không ñ i, c n ph i truy n cho nó lư ng nhi t t ngoài vào. Lư ng nhi t ñó g i là nhi t hóa hơi. Nhi t hóa hơi ñư c xác ñ nh theo công th c th c nghi m: L = 597 - 0,6 . t (8) Trong ñó: L là nhi t hóa hơi tính b ng calo/gam; t là nhi t ñ 00C nhi t hóa hơi c a nư c th l ng Ln = 597 cal/g và nhi t hóa hơi c a nư c th r n (băng) Lb = 677 cal/g. Nư c th l ng chuy n sang th r n (ñóng băng) c n 677 - 597 = 80 cal/gam. V y nhi t lư ng mà 1 g nư c gi m ñi khi b c hơi g i là nhi t hóa hơi. 3.2. Các y u t nh hư ng và di n bi n s b c hơi a) Các y u t nh hư ng ñ n b c hơi t m t nư c: S b c hơi là m t hi n tư ng ph c t p, ph thu c vào nhi u y u t . Nhưng trư c tiên là ph thu c vào nhi t ñ không khí và t c ñ gió. Khi nhi t ñ không khí tăng thì hơi nư c ch a trong không khí càng xa tr ng thái bão hòa, ñ thi u h t m tr nên l n hơn, vì v y b c hơi m nh lên. Gió ñưa hơi nư c hình thành t m t nư c, m t ñ t m và l p ph th c v t ñi nơi khác. Gió làm tăng cư ng s trao ñ i theo phương n m ngang c a không khí và hơi nư c ch a trong không khí, do ñó thu n l i cho s b c hơi. Ð m c a không khí càng nh , thì ñ thi u h t bão hòa càng l n, do ñó t c ñ b c hơi càng tăng. Áp su t khí quy n tăng thì s b c hơi gi m m t cách t l . T c ñ b c hơi ph thu c vào các ñi u ki n khí tư ng, ñư c bi u di n b ng công th c Ðan-tông (Dalton): E-e W = A. (9) P Trong ñó: W- t c ñ b c hơi (g/cm2/s); A- h s ph thu c t c ñ gió; E- áp su t hơi nư c bão hòa nhi t ñ b m t b c hơi; e - áp su t th c t c a hơi nư c trên b m t b c hơi; P- áp su t khí quy n. Ngoài nh ng ñi u ki n khí tư ng, s b c hơi còn ph thu c vào ñ c ñi m v t lý c a v t th b c hơi như: 68 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
- Tr ng thái: nư c th l ng b c hơi m nh hơn nư c th r n (do l c k t dính phân t khác nhau). - Hình d ng m t ngoài: di n tích m t ngoài l n b c hơi s nhanh và ngư c l i. - Nhi t ñ v t b c hơi: nhi t ñ v t b c hơi càng cao b c hơi càng nhanh, vì ñ ng năng phân t l n. - Ph thu c vào t p ch t ch a trong nư c: nư c có nhi u t p ch t s làm gi m di n tích b m t b c hơi, do ñó b c hơi ch m. Nư c bi n b c hơi ch m hơn nư c tinh khi t. b) Các y u t nh hư ng ñ n s b c hơi t ñ t Ngoài ñi u ki n khí tư ng, s b c hơi t m t ñ t còn ph thu c vào tính ch t v t lý c a ñ t, tr ng thái m t ñ t, ñ a hình, v.v.. K t qu các công trình nghiên c u cho th y: - Ð t cát khô b c hơi nhanh hơn ñ t giàu mùn, ñ t sét. Ð t càng m b c hơi càng nhi u. - Tr ng thái m t ñ t có nh hư ng l n t i lư ng b c bơi. M t ñ t g gh b c hơi nhi u hơn m t ñ t b ng ph ng. Nơi ñ t cao b c hơi m nh hơn nơi ñ t th p, ñ t lõm. - M t ñ t màu s m b c hơi m nh hơn m t ñ t màu sáng. - Ð t có k t c u c c b c hơi m nh hơn ñ t có k t c u ñoàn l p. - Ð t có m c nư c ng m càng cao b c hơi càng m nh. c) Các y u t nh hư ng ñ n b c hơi t th c v t L p ph th c v t cũng có nh hư ng l n ñ n cư ng ñ b c hơi. Khi có l p ph th c v t thì b c hơi tr c ti p t m t ñ t b y u ñi nhi u. S dĩ như v y vì th c v t che ph , m t ñ t ít b tia m t tr i ñ t nóng. L p ph th c v t làm ñ m không khí tăng lên, làm gi m t c ñ gió và s trao ñ i lo n lưu c a không khí g n m t ñ t. T t c nh ng nguyên nhân ñó làm t c ñ b c hơi gi m. Nhưng c n chú ý r ng b n thân th c v t có th thoát hơi t m t lá r t nhi u nư c mà r ñã hút ñư c t trong ñ t do di n tích lá cao. Cho nên m t ñ t có l p ph th c v t s b c hơi nhi u hơn m t ñ t không có ph th c v t. Quá trình b c hơi t th c v t là m t quá trình sinh lý, khác v i s b c hơi v t lý t nư c ho c t ñ t. Như m i ngư i ñ u bi t, ph n l n lư ng nư c hút ñư c trong ñ t cây dùng vào vi c b c hơi qua lá. M t cây ngô trong th i kỳ sinh trư ng c a nó c n hút t trong ñ t 200 - 250 lít nư c, nhưng ch có 1 - 2% lư ng nư c ñó tr c ti p dùng ñ t o ra ch t h u cơ, ph n còn l i b b c hơi h t. M t hecta lúa mì b c hơi t i 300 t n nư c m t v . Lư ng nư c tiêu hao ñ cây hình thành m t ñơn v ch t khô g i là h s thoát hơi nư c c a cây: Lư ng nư c thoát hơi (g) H s thoát hơi = (10) Lư ng ch t khô t o nên (g) H s thoát hơi nư c c a m t s cây tr ng như sau: Lúa 500 - 800 Ðu 200 - 400 Khoai tây 300 - 600 Ngô 250 - 300 Bông 300 - 600 Cây g 400 - 600 H s thoát hơi có th thay ñ i theo ñi u ki n khí h u, th như ng. Cùng m t loài cây, trong ñi u ki n khí h u m ư t, h s thoát bơi nh hơn nh ng nơi khô ráo. 69 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
d) Di n bi n hàng ngày và hàng năm c a t c ñ b c hơi + Di n bi n hàng ngày c a t c ñ b c hơi ph n nhi u ñ ng bi n v i di n bi n hàng ngày c a nhi t ñ . Ð b c hơi l n nh t thư ng th y vào nh ng bu i trưa và nh nh t vào trư c khi m t tr i m c. Vì nhi t ñ tăng thì áp su t hơi nư c bão hòa cũng tăng, do ñó ñ thi u h t bão hòa mà s b c hơi ph thu c vào ñó cũng tăng. Di n bi n hàng ngày c a gió cũng nh hư ng ñ n t c ñ b c hơi theo chi u hư ng tương t như v y: Ban ngày t c ñ c a gió tăng lên, s trao ñ i lo n lưu cũng tăng, t o ra nh ng ñi u ki n thu n l i cho s tăng t c ñ b c hơi. Ban ñêm s trao ñ i lo n lưu gi m ñi, không khí g n sát m t ñ t tr nên g n bão hòa, s b c hơi gi m xu ng r t m nh, ho c b ng ng h n. + Trong mùa hè, di n bi n hàng ngày c a t c ñ b c hơi bi u hi n rõ r t hơn mùa ñông. Nhi t ñ nh hư ng r t l n ñ n di n bi n hàng năm c a t c ñ b c hơi. Cho nên ñ b c hơi l n nh t thư ng x y ra vào tháng 6, tháng 7, ñôi khi vào tháng 5. Còn ñ b c hơi nh nh t thì x y ra vào tháng 12 ho c tháng 1. 3.3. Các phương pháp xác ñ nh lư ng b c hơi trong t nhiên ð xác ñ nh lư ng b c hơi trong t nhiên ngư i ta có th dùng máy và các d ng c ño b c hơi (Xem ph n th c t p). Dư i ñây chúng tôi xin gi i thi u m t s phương pháp xác ñ nh lư ng b c hơi. a) Phương pháp th c nghi m + Công th c Maietikhômirôp: W = (E - e) . (15 + 3u) (11) Trong ñó: W- lư ng nư c b c hơi trong tháng (mm/tháng); E- áp su t hơi nư c bão hòa ng v i nhi t ñ trung bình tháng (mmHg/tháng). e - áp su t hơi nư c th c t ng v i nhi t ñ trung bình tháng (mmHg/tháng). u- t c ñ trung bình tháng c a gió tính ra m/s ñ cao 8 - 10m. + Công th c Pôliacôp: W = 18,6 (1 + 0,2 U) d2/3 (12) W- lư ng b c hơi trong tháng (mm/tháng); U- t c ñ gió trung bình tháng (m/s/tháng); d- ñ thi u b t bão hòa trung bình tháng (mmHg/tháng) + Công th c Ðavit: W= 0,5.d (13) W- lư ng b c hơi trong ngày (mm/ngày); d- ñ thi u h t bão hòa trung bình ngày (mmHg/ngày). b) Phương pháp cân b ng nhi t Phương pháp này căn c vào nguyên lý cân b ng nhi t c a m t ñ m (ñ t, nư c, c ...), d a vào các thông s khác nhau trong phương trình ñ xác ñ nh lư ng nư c b c hơi. Phương trình c n b ng nhi t m t ñ m: 70 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
B = LW + V + P + Q (14) Trong ñó: B - tr s cân b ng nhi t (Kcal). LW - t ng lư ng nhi t b c hơi (Kcal) L - nhi t hóa hơi (Kcal/m3). W - là lư ng nư c b c hơi (m3). V - thông lư ng nhi t trao ñ i v i không khí (Kcal). P - lư ng nhi t truy n xu ng ñ t (Kcal). Q - lư ng nhi t tích lũy m t ñ m (Kcal). c) Phương pháp cân b ng nư c Phương trình cân b ng nư c trong t nhiên. R-W-Y=0 (15) W=R-Y R - T ng lư ng mưa năm (m3); Trong ñó: W - lư ng b c hơi t ng c ng trên di n tích lưu v c (m3); Y - dòng ch y (xác ñ nh qua lưu lư ng nư c sông - m3). d) Phương pháp khu ch tán Ðây là phương pháp do Buñưkô ñ xu t: S1 - S2 (g/cm2/s) W = K.ρ. Z1 (16) ln Z2 W - cư ng ñ b c hơi (g/cm2/s). Trong ñó: (t c là lư ng nư c b c hơi trên 1 ñơn v di n tích trong 1 ñơn v th i gian) K - h s trao ñ i do chuy n ñ ng lo n lưu c a không khí; ρ - m t ñ không khí; (S1 - S2) - chênh l ch ñ m riêng t i các ñ cao Z1 và Z2 (g/kg) 3.4. Quan h gi a s b c hơi và s n xu t nông nghi p a) Vai trò c a s thoát hơi trong ñ i s ng th c v t - Thoát hơi nư c là ñ ng l c ch y u cho quá trình hút và v n chuy n nư c c a th c v t, là nguyên nhân sinh ra dòng nư c trong cây, nh ñó mu i khoáng có th t môi trư ng ngoài thâm nh p vào cơ th th c v t thông qua b r m t cách d dàng. - Thoát hơi nư c duy trì ñư c ñ bão hoà nư c trong các t ch c mô c a th c v t, duy trì ho t ñ ng bình thư ng c a nguyên sinh ch t. 71 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
- Thoát hơi nư c làm gi m nhi t ñ thân và lá. Ban ngày nh t là vào bu i trưa, ñ tránh b ñ t nóng cây ph i thoát hơi nư c r t nhi u. C 1 gam nư c b c hơi, nhi t lư ng m t lá s gi m ñi kho ng 590 calo. - Thoát hơi còn có vai trò sinh lý r t quan tr ng, vì nh có thoát hơi nư c mà khí kh ng m ñ CO2 ñi vào lá, thúc ñ y quá trình quang h p. b). Vai trò c a b c hơi m t ñ t: B c hơi m t ñ t là thành ph n cân b ng nư c trong ñ t. Do ñó, khi tính toán cân b ng nư c ñ ng ru ng c n xác ñ nh lư ng b c hơi là ñ c trưng t n th t nư c ñ ng ru ng. Thông s này liên quan ñ n vi c xác ñ nh lư ng nư c c n c a cây tr ng và ch s khô h n các vùng. N u lư ng b c hơi l n hơn lư ng mưa s d n ñ n khô h n. Nh b c hơi mà nư c trong ñ t gi m ñi, hàm lư ng không khí trong ñ t tăng lên, có l i cho s sinh trư ng c a r và ho t ñ ng c a vi sinh v t trong ñ t. vùng ven bi n, do b c hơi ñã ñưa m t lương mu i lên m t ñ t làm ñ t b m n hóa có h i cho cây tr ng. c) Nh ng bi n pháp h n ch b c hơi trên ñ ng ru ng: - Làm ñ t k p th i v , san ph ng m t ru ng, lên lu ng v a ph i, x i xáo làm cho ñ t tơi x p, phá váng sau mưa. - ph ñ t b ng cây tr ng, xác th c v t ho c nilon. - Tr ng r ng ch n gió, tr ng các ñai cây b o v , ñào h , ao ch a nư c, th bèo hoa dâu. 4. S NGƯNG K T HƠI NƯ C 4.1. Nh ng ñi u ki n c a quá trình ngưng k t hơi nư c trong khí quy n Quá trình nư c t th hơi chuy n sang th l ng ho c th r n g i là s ngưng k t. S ngưng k t t a ra ti m nhi t ñã hao phí cho s b c hơi trư c ñây. Trong khí quy n ñ hơi nư c có th ngưng k t ñư c c n ph i có nh ng ñi u ki n nh t ñ nh. Các ñi u ki n ñó là: a) Áp su t hơi nư c (e): Hơi nư c ch a trong khí quy n ch có th chuy n sang th l ng ho c th r n trong trư ng h p áp su t hơi nư c th c t (e) ñ t t i áp su t bão hoà ho c vư t qua áp su t bão hòa (E) t i nhi t ñ lúc ñó, nghĩa là e ≥ E. Trong ñi u ki n nói trên, nhi t ñ không khí ph i h th p ñ n ñi m sương ho c th p hơn, t c là t ≤ τ. Ðây là ñi u ki n cơ b n ñ hơi nư c trong khí quy n ngưng k t. S gi m nhi t ñ không khí xu ng ñi m sương ho c th p hơn ñi m sương có th th c hi n ñư c trong các trư ng h p sau: - M t ñ t và các l p không khí sát m t ñ t l nh ñi vì b b c x nhi t v ban ñêm. - S ti p xúc c a không khí nóng v i m t ñ t ho c m t nư c l nh. - S xáo tr n c a các kh i không khí ñã bão hòa ho c g n tr ng thái bão hòa có nhi t ñ khác nhau. - Do b c lên cao khí áp gi m, không khí giãn n th tích d n t i nhi t ñ b gi m xu ng. - Do 2 kh i không khí có ñ c tính nhi t, m khác nhau ti p xúc v i nhau trên b m t front (Hình 4.4. Front l nh và hình 4.5. front nóng). 72 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
b) H t nhân ngưng k t: Ði u ki n th hai ñ hơi nư c ngưng k t ñư c là trong không khí c n có nh ng h t nhân ngưng k t. Ðóng vai trò c a h t nhân ngưng k t có th là nh ng h t ñ t, tinh th mu i, vi khu n, ph n hoa, tro mu i v.v.. có kích thư c tính b ng micơrôn (µ) lơ l ng trong không khí. các l p dư i c a khí quy n thư ng có ch a trung bình 50.000 h t nhân ngưng k t trong 1m3 không khí. Trên ñ i dương s h t nhân trung bình 1.000 trong 1m3 không khí. Các h t nhân ngưng k t là nh ng h t nư c r t nh có kh năng hút m cao thư ng gây ra ngưng k t hơi nư c trên b m t làm chúng l n d n lên. Quá trình ngưng k t trên các h t ch t r n không có kh năng hút m x y ra cũng tương t trư ng h p trên. Khi chuy n ñ ng trong không gian, các ph n t hơi nư c va ch m v i các h t nhân không hút m, l t vào nh ng khe h li ti trên b m t các h t nhân ñó, hơi nư c bao ph trên b m t các h t nhân t o thành các gi t nư c m i, d n d n các gi t nư c ñó cũng l n lên. S ngưng k t trư ng h p này x y ra cũng khá d dàng. N u trong không khí không có h t nhân ngưng k t thì s ngưng k t ch có th x y ra khi hơi nư c vư t quá bão hòa r t xa (ñ m tương ñ i ph i t i 400 - 600%). N u nh hơn tr s này thì các h t nư c m i t o ra s b b c hơi h t, nên quá trình ngưng k t không x y ra. N u có h t nhân ngưng k t thì s ngưng k t s x y ra khi ñ m tương ñ i kho ng 110 - 120%, ñôi khi th p hơn 100%. 4.2. Các s n ph m ngưng k t a) Sương L p không khí ti p xúc v i m t ñ t ho c v i các v t th l nh trên m t ñ t, có th b gi m nhi t ñ xu ng t i ñi m sương, vì th l p không khí này tr nên bão hòa hơi nư c; n u chúng l nh ñi thêm n a thì lư ng hơi m dư th a s b t ñ u ngưng k t. Khi ñó tùy theo nh ng ñi u ki n l nh mà hình thành nh ng s n ph m ngưng k t: sương, sương mu i. ñông k t ho c váng nư c... Sương là l p nư c m ng ho c nh ng gi t nư c nh , thư ng bao ph trên m t ñ t, lá cây, ng n c ho c các v t th . Sương hình thành trong ñi u ki n nhi t ñ không khí > 00C. Sương thư ng xu t hi n vào bu i chi u ho c ban ñêm, khi m t ñ t và các v t th trên m t ñ t l nh ñi vì phát x , nhi t ñ h xu ng dư i ñi m sương. Lúc ñó, quá trình ngưng k t hơi nư c x y ra ngay trên m t ñ t và trên b m t các v t th . Khi m t ñ t l nh, sương cũng có th hình thành khi hơi m t các l p ñ t sâu b c lên. Vì th các gi t sương bám b m t dư i các v t th . Sương có tác d ng t t ñ i v i cây tr ng vì nó cung c p m t lư ng m cho cây tr ng, r t có ý nghĩa trong th i kỳ khô h n. Hàng năm sương cung c p m t lư ng nư c t 30 - 40mm cho cây tr ng. Ngoài ra, s hình thành sương kèm theo s to nhi t làm cho môi trư ng ñ l nh do ñó ngăn c n s hình thành sương mu i. b) Sương mu i Sương mu i có ki n trúc h t tr ng, x p, ñư c hình thành trong ñi u ki n tương t nh ng ñi u ki n hình thành sương trong ñi u ki n nhi t ñ m t ñ t và các v t th r t th p, dư i 00C. Sương mu i có th hình thành ngay c khi không khí có nhi t ñ >00C nhưng m t ñ t có nhi t ñ r t th p. 73 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
Nh ng ñêm tr i quang, gió nh là nh ng ñi u ki n thích h p nh t cho s hình thành sương mu i. Nh ng ñêm tr i quang làm tăng thêm s l nh ñi vì b c x c a m t ñ t; còn gió nh s ñưa các l p không khí m i ti p xúc v i m t ñ t, và mang ñi nơi khác nh ng l p không khí ñã m t hơi m vì ñã b ngưng k t. Tr i gió to gây c n tr s hình thành sương mu i. Sương mu i thư ng th y nhi u nh ng nơi có ñ m không khí không cao l m, nh t là trong các thung lũng, b n ñ a và các vùng ñ t khô, th p, trũng. Sương mu i gây nhi u tác h i cho cây tr ng, lá cây b héo rũ do nhi t ñ th p gây ra. Lá cây ti p xúc v i sương mu i, nư c trong các mô lá b ñóng băng l i, t bào b bi n d ng, các ho t ñ ng sinh lý b tê li t. N u không có bi n pháp phòng ch ng ccây tr ng s b ch t hàng lo t, không cho thu ho ch (tác h i c a sương mu i và các bi n pháp phòng ch ng s ñư c trình bày chương VII). c) Sương mù Sương mù là hi n tư ng ngưng k t hơi nư c l p khí quy n dư i th p, làm gi m t m nhìn xa. Khi nhi t ñ dương, sương mù là nh ng h t nư c nh , lơ l ng có bán kính t 2-5µ. Khi nhi t ñ âm, sương mù là nh ng tinh th băng r t l nh. Sương mù làm gi m b c x m t tr i, cây tr ng thi u ánh sáng ñ quang h p. M t khác còn là ñi u ki n t t cho sâu, b nh phát tri n. Tuỳ theo ñi u ki n hình thành, ngư i ta chia sương mù ra nhi u lo i: sương mù b c x , sương mù bình lưu, sương mù b c hơi, sương mù h n h p và sương mù front. Ph bi n nh t trong các lo i sương mù là sương mù b c x và sương mù bình lưu. - Sương mù b c x : thư ng xu t hi n do k t qu l nh ñi v ban ñêm c a m t ñ t và l p không khí g n m t ñ t vì b c x nhi t. Ð dày sương mù b c x có th t vài mét ñ n vài ch c mét, bao trùm m t kho ng không gian r ng l n hàng ch c ha. Sương mù b c x thư ng th y vào ban ñêm, bu i sáng trong mùa xuân, mùa thu hay mùa ñông. Sau khi m t tr i m c sương mù tan d n ñi, nhưng cũng có th t n t i t i bu i trưa. - Sương mù bình lưu: Sương mù bình lưu hình thành khi không khí nóng m chuy n d ch trên m t ñ m l nh (m t ñ m là b m t ñ t, m t nư c...), chúng phát tri n lên t i ñ cao vài trăm mét và bao trùm nh ng kho ng không gian r ng l n. Sương mù bình lưu xu t hi n vào mùa thu, mùa ñông và c mùa h . Các kh i không khí mang ñ c ñi m nhi t, m cao hoà tr n v i không khí l nh trên các vùng lãnh th t o thành sương mù bình lưu. Sương mù bình lưu thư ng th y vùng ven bi n, ven các h nư c l n. Trong sương mù bình lưu t m nhìn xa b h n ch nghiêm tr ng nên thư ng x y ra các tai n n giao thông. - Sương mù b c hơi: Sương mù b c hơi quan sát th y trong nh ng trư ng h p nhi t ñ b m t b c hơi l n hơn nhi t ñ không khí. Chúng hình thành do s l nh ñi và ngưng k t c a hơi nư c b c lên t m t nư c. Sương mù b c hơi thư ng hình thành vào mùa thu ho mùa ñông trên bb m t sông, ngòi, ao và h . ðó là lo i sương mù r t m ng, màu tr ng thư ng qu n quanh núi non b , g c cây quanh ao, h … - Sương mù h n h p: Hình thành do nhi u nguyên nhân khác nhau, khi có s xáo tr n c a kh i không khí có ñ m g n ñ t ñ n tr ng thái bão hoà v i kh i không khí có nhi t ñ khác bi t ho c cũng có th do s b c x m t nhi t vào ban ñêm. - Sương mù front: S hình thành c a sương mù front có liên quan t i b m t phân gi i gi a hai kh i không khí. - Sương mù thành ph : T i nh ng thành ph l n, nhi u b i b n c a các nhà máy tung vào không khí, tr thành nh ng h t nhân ngưng k t. Hơi nư c bám vào góc, c nh c a các h t 74 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
b i và ngưng k t thành nh ng h t sương mù. Sương mù thành ph thư ng quan sát th y vào bu i sáng. d) Mây: S n ph m ngưng k t hơi nư c c a l p khí quy n có ñ cao vài trăm mét tr lên g i là mây. Mây t p h p b i nh ng gi t nư c nh li ti ho c nh ng tinh th băng có kích thư c r t nh (ñư ng kính gi t nư c t 2 - 8µ, kích thư c h t băng l n hơn, kho ng vài ch c ñ n hàng trăm µ). Nh ng phân t mây t l i thành t ng ñám, lơ l ng trong không khí. Mây ñư c hình thành do nh ng nguyên nhân sau: - Do hi n tư ng ñ i lưu nhi t (ñ i lưu ch chuy n ñ ng c a các dòng không khí di chuy n ngư c chi u nhau theo phương th ng ñ ng). K t qu c a các chuy n ñ ng ñ i lưu trong khí quy n ñã sinh ra nhi u d ng mây. D ng và ñ dày c a mây ñ i lưu ph thu c vào t c ñ dòng thăng c a không khí. - Khi có b c x trong ñi u ki n th i ti t n ñ nh, mây hình thành do k t qu c a l p không khí ch a nhi u hơi nư c và b i b c x m t nhi t (thư ng là mây t ng - St). - K t qu trư t lên c a kh i không khí trên b m t front nóng. Thư ng khi không khí nóng chuy n ñ ng trư t lên b m t ti p xúc d c c a kh i không khí l nh ñã sinh ra nhi u lo i mây như NS, AS, CS, Ci ... Hình 4.4. Mây hình thành trên front l nh Hình 4.5. Mây hình thành trên front nóng ( Nghĩa các ch ti ng Anh trên hình: Cool air: không khí l nh; warm air: không khí nóng.) - Trên b m t kh i không khí l nh ti p xúc v i kh i không khí nóng khi có front l nh mây cũng ñư c hình thành. - Ngoài các nguyên nhân trên, nguyên nhân hình thành mây còn do chuy n ñ ng d ng sóng c a không khí trong khí quy n, quá trình chuy n ñ ng lo n lưu (chuy n ñ ng không theo phương nh t ñ nh) c a không khí, do kh i không khí b nâng lên b i ñ a hình d c. Tóm l i khi x y ra các nhi u ñ ng khí quy n thì mây s ñư c hình thành trong t ng ñ i lưu. Vì th các nhi u ñ ng khí quy n là nguyên nhân tr c ti p làm thay ñ i th i ti t m i khu 75 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
v c. Các nhi u ñ ng khí quy n có th ñư c li t kê g m: giông nhi t, áp th p nhi t ñ i, bão, h i t n i chí tuy n, front nóng, front l nh, bình lưu, ñư ng ñ t, t , vòi r ng…(xem chương VIII) D a vào ñ cao c a chân mây ngư i ta chia ra m t s lo i mây: * Mây t ng cao: Chân mây cao trên 6km. Hoàn toàn c u t o b i nh ng tinh th băng, có màu tr ng, sáng như b c, mây này không gây mưa. Mây t ng cao g m các lo i: - Mây ti (Cirrus - Ci). Là nh ng ñám mây tr ng x p, bi t l p, có d ng tơ s i, không in bóng trên m t ñ t. S lư ng không nhi u, nhưng cũng có khi chi m c m t ph n b u tr i, mây ti r t m ng, không làm gi m b c x m t tr i. - Mây ti tích (Cirro-cumulus - Cc). Lo i mây này hình thành t ng ñám, t ng d i, ho c hình thành nh ng kh i nh , màu tr ng. Ðôi khi chúng có d ng hình c u ho c d ng sóng lăn tăn. Mây này cũng không in bóng trên m t ñ t. - Mây ti t ng (Cirro-stratus - Cs). Là lo i mây màu tr ng m ho c xanh m , có ki n trúc tơ s i, qua mây có th nhìn th y rõ ñư ng vi n c a m t tr i và m t trăng. Thông thư ng mây này phát tri n thành màn mây, bao ph góc b u tr i. * Mây t ng gi a Chân mây có ñ cao t 2 - 6 km. Khác v i mây ti ch ph n t mây l n hơn, dày ñ c hơn. Mây t ng gi a c u t o b i nh ng gi t nư c ho c nh ng tinh th băng. Mây này thư ng có màu xám và có bóng râm trên m t ñ t. Mây t ng gi a có các lo i. - Mây trung tích (Alto-cumulus - Ac). Là lo i mây có d ng sóng, t o thành nh ng d i mây, lu ng mây ho c cu n mây, ph n l n có màu tr ng, ñôi khi có màu xanh m ho c xám m . Hi n tư ng tiêu bi u c a lo i mây này là tán m t tr i, m t trăng và hi n tư ng ánh sáng ngũ s c. - Mây trung t ng (Alto-stratus - As). Ðám mây có ki n trúc tơ s i, ph n l n có màu xám ho c hơi xanh. Thông thư ng mây này bao ph kh p c b u tr i, ñôi khi quan sát th y hi n tư ng tán trong mây. * Mây t ng th p Chân mây dư i 2km. Mây t ng th p g m nh ng ñám mây có ph n t l n, kích thư c có th ñ t t i t 0,05 ñ n 0,5mm, ñám mây không có ñư ng vi n rõ r t. Là d u hi u c a th i ti t x u. - Mây t ng (Stratus - St): L p mây ñ ng nh t, màu xanh ho c màu vàng, gi ng như sương mù, t trên mây có th có mưa phùn rơi xu ng. Mây t ng che ph h u kh p c b u tr i, ñôi khi phân b thành t ng ñám, tơi t . - Mây t ng tích (Strato-cumulus - Sc). H p b i nh ng ph n t mây khá l n, ñám mây có d ng hình n m, hình sóng ho c hình lu ng. - Mây vũ t ng (Nimbo-stratus - Ns). Là lo i mây màu xám th m, ñôi khi có màu vàng ñ c ho c xanh ñ c. Mây vũ t ng cũng thư ng che ph kh p c b u tr i, không ñ l nh ng kho ng sáng. 76 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
* Mây phát tri n theo chi u th ng ñ ng Trong quan tr c, lo i mây này ñư c li t vào lo i mây t ng th p vì chân mây thư ng dư i 2 km. Tuy nhiên ñ nh c a nh ng ñám mây này có th ñ t t i 8 - 10km. - Mây tích (Cumulus - Cu). Là nh ng ñám mây dày ñ c, bi t l p, phát tri n theo chi u th ng ñ ng, có ñ nh hình vòm, l i lên, chân mây h u như n m ngang, có ñư ng vi n rõ r t, nhưng ñôi khi có b ngoài rách tơi t . Mây tích có màu tr ng, ho c màu ñen thư ng xu t hi n vào bu i sáng mùa hè, phía chân tr i, ñ n kho ng gi a trưa thì phát tri n r t m nh, bu i chi u t a r ng ra ho c phát tri n thành kh i ñ s như trái núi. - Mây vũ tích (Cumulo-nimbus - Cb). Kh i mây màu tr ng r t l n, có chân màu xám th m. Mây vũ tích là s ti p t c phát tri n c a mây tích Cu. Mây vũ tích có hình d ng như qu núi ho c ng n tháp, ph n trên ñ nh mây có ki n trúc tơ s i. chân mây Cb thư ng quan sát th y màn mưa (Virga). Hình 4.7. Mây ti t ng - Cs (Cirro - stratus) Hình 4.6: Mây ti - Ci (Cirrus) Hình 4.8. Mây ti tích - Cc ( Cirro - cumulus) Hình 4.9. Mây trung t ng - As (Alto - stratus) 77 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
Hình 4.10. Mây trung tích - Ac (Alto - cumulus) Hình 4.11. Mây t ng - St (Stratus) Hình 4.13. Mây vũ t ng - Ns (Nimbo - stratus) Hình 4.12. Mây t ng tích - Sc (Strato - cumulus) Hình 4.15. Mây vũ tích - Cb (Cumulo - nimbus) Hình 4.14. Mây tích - Cu (Cumulus) 78 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
5. MƯA 5.1. Nguyên nhân hình thành mưa Do k t qu c a s ngưng k t hơi nư c trong khí quy n t do mà mây ñư c hình thành. M t ñám mây có th ch g m nh ng gi t nư c ho c ch g m nh ng h t băng, nhưng cũng có ñám mây có c u t o c nư c, c băng. Vì có l c c n c a không khí, v l i các ph n t mây kích thư c quá nh (gi t nư c, h t băng) nên không rơi xu ng, tr ng thái lơ l ng trong không khí. N u trong ñám mây có dòng không khí ñi lên, thì các ph n t mây s b ñ y lên cao hơn trong khí quy n. Các ph n t mây ch rơi xu ng thành mưa trong trư ng h p kích thư c c a chúng l n lên r t nhi u, ñ n m c ñ có th th ng ñư c các dòng không khí ñi lên và l c c n c a không khí. Các phân t mây l n lên do hai nguyên nhân chính: a) Các ph n t mây l n lên do ngưng k t hơi nư c di n ra liên t c: Trong ñám mây có nh ng gi t nư c kích thư c không gi ng nhau thì áp su t hơi nư c bão hoà trên b m t các h t nư c nh th p hơn các h t nư c l n. B i v y hơi nư c s chuy n t các gi t nư c nh sang ngưng k t trên b m t các h t nư c l n làm cho các h t nư c l n càng to thêm, còn các h t nư c nh thì b hóa hơi h t. N u ñám mây có l n c nh ng h t nư c và nh ng tinh th băng thì hơi nư c chuy n d n t các h t nư c sang các tinh th băng vì áp su t hơi nư c bão hoà trên b m t các tinh th băng l n hơn, làm cho các tinh th băng ngày càng l n. Các h t mây tăng kích thư c ñ n m c ñ tr ng l c c a nó có th th ng ñư c các dòng không khí ñi lên và s c c n c a không khí. Các ph n t mây l n lên b ng phương pháp ngưng k t r t ch m. b) Các phân t mây l n lên do t h p: - S t h p ñư c th c hi n do s chuy n ñ ng c a các ph n t mây (chuy n ñ ng Brao- nơ) làm cho các h t nư c nh va ch m, nh p l i v i nhau. Quá trình này x y ra ch m. - S t h p ñư c th c hi n do không khí chuy n ñông lo n lưu làm các h t nư c (h t băng) ti p xúc v i nhau và nh p l i. Quá trình này ph n t mây l n lên nhanh hơn. - S t h p ñư c th c hi n do các ph n t mây tích ñi n trái d u, hút nhau làm tăng kích thư c. - S t h p trong ñám mây x y ra m nh nh t là do các ph n t mây có kích thư c khác nhau, d n ñ n t c ñ rơi khác nhau. Các ph n t mây l n rơi nhanh hơn ñu i k p các ph n t mây nh , quy n l y các ph n t nh và l n lên. Ngư i ta g i cách t h p này là t h p tr ng l c. Các ñám mây t ng cao Ci, Cs, Cc ch c u t o b i các h t băng kích thư c nh và ñ u, tr lư ng hơi nư c nh nên không t o ra mưa ñư c. Các ñám mây t ng gi a Ac, As và c mây Cu c u t o b i các gi t nư c kích thư c ñ ng ñ u, nên cũng không gây mưa (hãn h u có mưa tuy t). Các ñám mây t ng th p St, Sc có ñ phát tri n theo chi u th ng ñ ng nh , nên các phân t mây không ñ tr ng lư ng ñ rơi. Vì dòng ñi lên trong các ñám mây y u, các ph n t mây khó tăng kích thư c nên ch ñôi khi nh ng mây này có mưa nh ho c mưa phùn. Nh ng ñám mây h n h p Ns, Cb thư ng có ñ dày l n. Ph n ñ nh trên c a ñám mây g m nh ng tinh th băng, ph n gi a g m nh ng gi t nư c h n h p v i nh ng tinh th băng, ph n dư i g m nh ng gi t nư c nh nên r t d cho mưa. Như v y, trong ñám mây h n h p bao g m c nư c và băng thì gi t nư c s bay hơi chuy n sang ngưng t trên các tinh th băng. Hơi nư c ti p t c bám vào các góc c a các tinh th băng, tinh th băng l n d n lên các c nh kéo dài thành hình sao g i là sao tuy t. Hơi nư c 79 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
ti p t c ngưng k t trên nh ng cái cánh c a sao tuy t hình thành nh ng nhánh t a ra xung quanh t o thành hoa tuy t. Các hoa tuy t khi di chuy n ch m vào nhau, nh p l i thành t ng chùm g i là bông tuy t, gi ng như nh ng chùm nho. Trên ñư ng rơi xu ng, n u nhi t ñ không khí gi a ñám mây và g n m t ñ t cao thì các hoa tuy t tan ra thành nh ng gi t nư c rơi xu ng ñ t dư i d ng mưa nư c. Khi nhi t ñ không khí trên ñư ng rơi quá th p thì mưa dư i d ng tuy t mà ta thư ng th y các x l nh v mùa ñông. 5.2. Các d ng mưa và nh ng quy ñ nh v mưa a) Các d ng mưa Ngư i ta g i giáng th y t c là mưa th nư c ho c th r n, các h t nư c, các tinh th băng rơi t các ñám mây xu ng m t ñ t. Theo ñ c ñi m rơi c a h t mưa ngư i ta chia ra các d ng chính: mưa phùn, mưa d m và mưa rào. - Mưa phùn: là lo i giáng th y thư ng rơi t mây Si, Sc. Gi t nư c r t nh , ñư ng kính không quá 0,5mm, cũng có th d ng h t tuy t r t nh . - Mưa d m: là lo i giáng th y t các ñám mây Ns. As và ñôi khi t Sc. Ð c ñi m c a mưa d m là cư ng ñ thay ñ i ít, th i gian mưa kéo dài. Mưa d m thư ng g n li n v i s tràn qua c a d i h i t n i chí tuy n hay front nóng. Gi t nư c mưa d m có kích thư c trung bình. Mưa d m còn g p d ng mưa tuy t. - Mưa rào: là lo i giáng th y t mây Cb. Ð c ñi m c a mưa rào là cư ng ñ l n và thay ñ i nhi u, th i gian mưa ng n, gi t nư c có kích thư c l n. Mưa rào thư ng b t ñ u và k t thúc ñ t ng t. b) Nh ng quy ñ nh v mưa Lư ng mưa ñư c tinh b ng chi u dày milimét c a l p nư c rơi trên m t m t ph ng n m ngang trong trư ng h p không có b c hơi, không b th m ñi và ch y m t. Cư ng ñ mưa là lư ng mưa tính ra milimét nư c trong 1 phút. Cư ng ñ vư t quá 1mm/phút ñư c g i là mưa rào. Quy ñ nh v di n mưa (khu v c mưa): - Mưa vài nơi: s tr m có mưa ≤ 1/3 t ng s tr m ño mưa khu v c. - Mưa r i rác: s tr m có mưa t 1/3 - 1/2 t ng s tr m ño mưa khu v c. - Mưa nhi u nơi: s tr m có mưa > 1/2 t ng s tr m ño mưa khu v c. Quy ñ nh v lư ng mưa: - Mưa không ñáng k : Lư ng mưa t 0,0 - 0,5 mm/ngày. - Mưa nh : Lư ng mưa t 0,5 - 10,0 mm/ngày - Mưa v a: Lư ng mưa t 10,0 - 50,0 mm/ngày. - Mưa to: Lư ng mưa t 50,0 - 100,0 mm/ngày. - Mưa r t to: Lư ng mưa > 100 mm/ngày. 5.3. Di n bi n c a mưa a) Bi n trình ngày c a mưa: Ki u l c ñ a có 2 c c ñ i và 2 c c ti u. C c ñ i chính quan sát th y vào sau bu i trưa, khi mây ñ i lưu phát tri n l n nh t. C c ñ i ph (bi u hi n kém rõ rét) x y ra vào bu i sáng là lúc d ng mây t ng phát tri n nhi u nh t. C c ti u chính quan sát th y vào ban ñêm và c c ti u ph x y ra vào trư c bu i trưa. Ki u bi n, ñ i dương: c c ti u x y ra vào ban ngày, c c ñ i x y ra vào ban ñêm. b) Bi n trình năm c a lư ng mưa 80 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
Di n bi n năm c a mưa x y ra r t ph c t p. Di n bi n này ch y u ph thu c vào các nhân t hình thành khí h u. ñ i xích ñ o, gi a các vĩ tuy n 100B và 100N, c c ñ i x y ra vào th i gian sau xuân phân (21/3) và thu phân (23/9). C c ti u x y ra vào sau h chí (22/6) và ñông chí (22/12). vùng nhi t ñ i (t vĩ ñ 100 ñ n vĩ ñ 23030’ hai bán c u), mưa có m t c c ñ i vào mùa h , nh ng tháng còn l i là th i kỳ c c ti u. Trong vùng c n nhi t ñ i thư ng ít mưa, ñ c bi t là mùa h . Mùa h x y ra khô h n là do vùng này có khí áp cao su t th i kì này. Trong vùng khí áp cao, không khí l nh t trên cao ñi xu ng nên mây khó hình thành, ít gây ra mưa. các vĩ ñ ôn ñ i, mưa có liên quan ch y u v i ho t ñ ng c a xoáy thu n. Trên ñ i dương, c c ñ i c a mưa quan sát th y vào mùa ñông, c c ti u quan sát th y vào mùa h . Trên l c ñia,. c c ñ i quan sát th y vào mùa h , c c ti u quan sát th y vào mùa ñông. 5.4. Mưa và s n xu t nông nghi p a) nh hư ng c a mưa ñ i v i s n xu t nông nghi p So sánh ba lo i mưa phùn, mưa d m và mưa rào ta th y: - Mưa phùn m c dù cung c p ít nư c, nhưng có ý nghĩa ñ i v i s n xu t nông nghi p do làm gi m b c hơi và gi m b t tính khô h n. Mưa phùn thư ng ñi v i th i ti t âm u, t o ñi u ki n cho sâu b nh phát tri n. - Mưa d m là d ng mưa thích h p cho vi c gieo tr ng vì nư c mưa ñư c ñ t h p th t t , ñ t không b phá v c u trúc, r a trôi các ch t màu m , nư c mưa ñư c cây s d ng có hi u qu hơn. Nhưng n u th i gian mưa kéo dài quá s có h i cho cây tr ng. - Mưa rào: Nư c mưa rơi nhi u trong th i gian ng n. Nư c ph n l n ch y trên m t ñ t. Nh ng h t nư c to làm phá v ki n trúc c a ñ t, ñ t b bào mòn r t m nh, làm cho các ch t màu m b cu n theo dòng ch y ra sông, ra bi n. Mưa rào t p trung trong th i gian ng n d gây ra lũ l t, úng ng p các vùng trũng. Mưa rào l n làm d p, rách lá, trôi ph n hoa. Nhưng mưa rào có ý nghĩa l n v m t cung c p nư c, d tr nư c. M t s lo i sâu có th b cu n trôi trong mưa rào. Ð c bi t mưa dông cung c p m t lư ng ñ m ñáng k . K t qu nghiên c u cho th y: vùng Ð ng b ng B c B trong kho ng t tháng 4 ñ n tháng 10, mưa dông ñã cung c p cho ñ t t 8-10 kg ñ m nguyên ch t trên 1 ha. Ngoài ra mưa kéo dài làm hư h i h t gi ng, m t s c s ng h t ph n và gi m t l ñ u qu , mưa quá nhi u trong th i kỳ sinh trư ng làm cho cây l n ch m. Mưa kéo dài t o ñi u ki n cho sâu b nh phát tri n. Mưa l n gây tr ng i cho vi c thu ho ch, làm hư h ng nông s n ho c th t thu s n lư ng. Trái l i, mưa ít không ñ nư c cung c p cho cây tr ng, gây ra h n hán, cây sinh trư ng còi c c, gi m s n lư ng, nh t là lúc cây ñang ra hoa. b) S d ng và ñi u ti t lư ng nư c mưa Mưa là m t y u t khí h u bi n ñ i m nh nh t theo không gian và th i gian. Bi n ñ ng trong ch ñ mưa nh hư ng ñ n ch ñ b c x m t tr i, ch ñ nhi t, m và b c hơi. Trong nông nghi p, ngoài lư ng mưa c n ph i chú ý ñ n quy lu t phân b mưa theo không gian và th i gian m i có th s d ng m t cách h p lý và nâng cao hi u su t s d ng nư c mưa. Ð i v i cây tr ng, mùa mưa thư ng không trùng kh p v i th i kỳ c n nư c c a cây gây tr ng i cho s n xu t nông nghi p. Vì v y ph i xây d ng kho ch a ñ d tr nư c trong mùa mưa, cung c p nư c cho s n xu t trong mùa khô h n. 81 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------