Nông Nghiệp - Khí Tượng Nông Nghiệp phần 5

Chia sẻ: Qwdqwgferhrt Verbnrtjheth | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

64
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiệu ứng Coriolis là lực quán tính xuất hiện do sự quay của Trái đất, kết quả làm cho vật thể (khối khí) có xu hướng di chuyển lệch về phía phải của chuyển động ở Bắc bán cầu và về phía trái ở Nam Bán cầu. Hiệu ứng này được đặt theo tên Gaspard-Gustave de Coriolis vào đầu thế kỷ 20.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nông Nghiệp - Khí Tượng Nông Nghiệp phần 5

ð m tuy t ñ i là lư ng nư c trong ñ t tính theo ph n trăm tr ng lư ng ñ t ñã s y khô ki t. ð m tuy t ñ i là ñ m th c t kh o sát trên ñ ng ru ng. e) ð m tương ñ i: Ð m tương ñ i hay ñ bão hòa nư c c a ñ t là t s gi a ñ m tuy t ñ i và s c ch a m c c ñ i (ñ m ñ ng ru ng). ð m tương ñ i ñư c tính theo công th c: Ð m tuy t ñ i Ð m tương ñ i (%) = x 100 (18) Ð m ñ ng ru ng 6.4. ð c tính v t lý nư c và ñ ng thái ñ m c a ñ t feralit a) ð t feralit trên phù sa c : Dung tr ng là 1,31 - 1,40 g/cm3, t tr ng t 1,65 - 1,73, thành ph n cơ gi i th t, th t n ng, sét nh , hàm lư ng sét v t lý 45 - 71%, tương ñ i tơi x p. ð m cây héo t 5 - 10%, SCACð 33,9 - 36,5%. ð a ñi m kh o sát trên vư n tr ng dâu 2 năm. K t qu kh o sát ñ m tuy t ñ i các tháng mùa khô ( t tháng 11 ñ n tháng 3 năm sau) trên t ng ñ t m t 0 - 10cm là 11 - 16%, ñ t m c 40 - 50% SCACð. Trong mùa mưa (t tháng 5 ñ n tháng 10) ñ m tuy t ñ i trung bình ñ t t 15 - 25%, tương ñương v i 40 - 65% SCACð. b) ð t feralit phát tri n trên phi n th ch: Dung tr ng là 1,3 - 1,4 g/cm3, t tr ng t 2,6 - 2,7, thành ph n cơ gi i th t trung bình, hàm lư ng sét v t lý 34 - 45%, ñ x p t ng s 47 -48%. ð m cây héo t 10 - 11%, SCACð 24 - 25%. ði m kh o sát ñ t khu ñ i b hoang kho ng 3 năm g n ñây, các năm trư c tr ng s , ñ d c 7-80. K t qu kh o sát trong mùa khô (t tháng 11 ñ n tháng 3 năm sau) t ng ñ t m t có ñ m tuy t ñ i 8 - 9%, ñ t 30 - 40% SCACð. Trong mùa mưa (t tháng 5 ñ n tháng 10) ñ m tuy t ñ i 12 - 15%, ñ t m c 50 - 60% SCACð. c) ð t feralit phát tri n trên sa th ch: Dung tr ng là 1,4 -1,5 g/cm3, t tr ng t 2,73, thành ph n cơ gi i th t nh , cát pha, hàm lư ng sét v t lý 23 - 26%, tương ñ i tơi x p. ð m cây héo t 3 - 8%, SCACð 18 - 23%. ði m kh o sát di n bi n ñ m ñ t ti n hành trên ñ t tr ng tr t, luân canh ngô, m ch hoa, c t khí… Theo các s li u kh o sát cho th y, l p ñ t m t vào mùa khô (t tháng 11 ñ n tháng 3 năm sau) ñ m tuy t ñ i c a ñ t kho ng 5 - 10%, ñ t m c 40 - 50% so v i SCACð. Trong mùa mưa (t tháng 5 ñ n tháng 10) ñ m tuy t ñ i ñ t 15 - 18%, b ng 70 - 90% SCACð. 6.5. C i thi n ñ m ñ t Mu n cho cây tr ng có ñư c s n lư ng cao trư c h t ph i th a mãn nhu c u nư c các th i kỳ sinh trư ng. Nhưng trong t nhiên các vùng, m t th i kỳ phát d c nào ñó c a cây tr ng thư ng thi u ho c th a nư c. Lư ng nư c ho c ñ m ñ t cao quá ho c th p quá ñ u có h i cho cây tr ng. Do ñó ph i dùng nhi u bi n pháp ñ gi cho ñ t có ñ m thích h p. Nhi m v ch y u v n là t o ra tr ng thái cân b ng nư c c a ñ t phù h p nh t v i nhu c u t ng giai ño n sinh trư ng c a cây tr ng, t o cho cây tr ng luôn luôn có ñi u ki n ñ m h u hi u cao. Ð m h u hi u là gi i h n ñ m ñ t mà cây tr ng có th hút ñư c nư c. Ð m h u hi u ph thu c vào m c nư c ng m, tính ch t ñ t và kh năng s d ng nư c c a cây. 85 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
Nh ng bi n pháp cơ b n nh m c i thi n ñ m ñ t: - Tư i ñ nư c và tiêu nư c k p th i. - C i t o ñ t làm cho ñ t m u m : ñ t tr ng m u c n ph i tơi x p, nhi u mùn, gi m t t. S c gi m c a ñ t ph thu c vào thành ph n cơ gi i và t l mùn ch a trong nó. - Làm ñ t k p th i v khi ñ t v a ñ m, làm ñ t k . - Ð t tr ng màu c n ñư c ñánh lu ng, khơi rãnh, phá váng sau mưa và thư ng xuyên x i xáo. - Tr ng ñai r ng, cây che ph m t ñ t, che ph ñ t b ng polyetylen hay gi y không ng m nư c, tàn dư th c v t ho c các lo i v t li u khác. - Có th s d ng các lo i v t li u gi m, hút m t ng h p trong công nghi p. 7. CÂU H I ÔN T P 1. Phân tích chu trình nư c trong t nhiên ? trong chu trình nư c, nh ng quá trình v t lý nào x y ra ? 2. Quá trình b c hơi nư c trên m t ñ t ? Nh ng y u t nh hư ng t i quá trình b c hơi ? 3. Hãy nêu các phương pháp tính lư ng b c hơi trong ñi u ki n t nhiên ? Ưu như c ñi m c a các phương pháp ñó ? 4. Hãy nêu các ch tiêu ñ m không khí (ñ m tuy t ñ i, s c trương hơi nư c, s c trương hơi nư c bão hòa, ñ m tương ñ i, ñi m sương) ? Công th c xác ñ nh các ch tiêu ñó ? 5. Di n bi n ñ m tuy t ñ i và ñ m tương ñ i hàng ngày và hàng năm ? Cho bi t lúc 13 gi nhi t ñ không khí là 250C, ñ m tương ñ i 80%. ð n 19 gi nhi t 6. ñ gi m xu ng 200C. Hãy tính ñ m tuy t ñ i, s c trương hơi nư c th c t , s c trương hơi nư c bão hòa 2 th i ñi m trên và cho bi t lúc 19 gi có sương không ? tính th i ñi m b t ñ u có sương ? Có m t kh i không khí m t ñ t nhi t ñ 240C, ñ m 85%. Do có dông nhi t nên kh i 7. không khí này b ñ y lên cao. Bi t r ng quá trình thăng (ñi lên), kh i không khí ñó thay ñ i nhi t ñ theo hi u ng ño n nhi t m. C lên cao 100 mét nhi t ñ gi m ñi 0,50C. Anh (ch ) hãy tính ñ cao chân mây s hình thành ? 8. Phương pháp ñi u ti t ñ m không khí và quá trình b c hơi nư c ? 9. ði u ki n c a quá trình ngưng k t hơi nư c ? trong t nhiên nh ng ñi u ki n này x y ra như th nào ? 10. Các d ng s n ph m ngưng k t chính (sương, sương mù, sương mu i) ? nguyên nhân hình thành và ý nghĩa th c ti n c a chúng ? 11. Hãy nêu phương pháp phân lo i mây theo ñ cao chân mây ? Nh ng lo i mây nào thư ng gây ra mưa ? 12. Nguyên nhân hình thành mưa ? Di n bi n lư ng mưa theo không gian và th i gian như th nào ? 13. nh hư ng c a mưa ñ i v i s n xu t nông nghi p và phương pháp ñi u ti t lư ng mưa ? 14. Hãy nêu các ñ i lư ng ñ m ñ t ? ý nghĩa c a m i ñ i lư ng v t lý ñó ? 15. Di n bi n ñ m ñ t và phương pháp ñi u ti t ñ m ñ t ? 86 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
Chương V. ÁP SU T KHÍ QUY N VÀ GIÓ M i v t trên m t ñ t ñư c xem như n m ñáy c a b u khí quy n và do ñó ch u m t s c ép c a không khí do tr ng lư ng c a nó gây ra. S c ép c a khí quy n còn g i là áp su t khí quy n. Quan ñi m ñ ng h c phân t cho r ng áp su t khí quy n là k t qu t ng h p c a chuy n ñ ng phân t không khí và trư ng tr ng l c trái ñ t. Dư i tác d ng t ng h p ñó, s c va ch m c a nhi u phân t không khí có t c ñ trung bình tác d ng lên m t b m t có di n tích b ng m t ñơn v trong th i gian ng n sinh ra áp su t. Trong khí quy n không khí có th chuy n ñ ng ñi lên, ñi xu ng, chuy n ñ ng lo n lưu, chuy n ñ ng xoáy, gi t... ho c k t h p nhi u d ng chuy n ñ ng, ch ng h n như v i m t xoáy thu n nó ñ ng th i tham gia c 3 d ng chuy n ñ ng như v a chuy n ñ ng xoáy tròn t ngoài vào trong, v a chuy n ñ ng t dư i th p ñi lên cao và v a chuy n ñ ng t nh ti n. Ch nh ng d ng chuy n ñ ng theo phương n m ngang m i ñư c g i là gió. Gió là ngu n nămg lư ng s ch vô t n nhưng gió cũng gây ra nhi u nh hư ng x u ñ i v i s n xu t nông nghi p. 1. ÁP SU T KHÍ QUY N 1.1. Khái ni m Trong khí tư ng, ngư i ta ñ nh nghĩa áp su t khí quy n như sau: Áp su t khí quy n là tr ng lư ng c a c t không khí th ng ñ ng có ti t di n b ng m t ñơn v di n tích và có chi u cao t m c quan tr c ñ n gi i h n trên c a khí quy n. Như v y càng lên cao, chi u cao c t không khí càng gi m nên áp su t khí quy n càng gi m. Áp su t khí quy n thư ng ñư c ño b ng hai ñơn v là milimét thu ngân (mmHg) và milibar (mb). Khí áp k th y ngân ñư c Tô ri xen li (1608 -1647) sáng ch dùng ñ cao c t thu ngân tính b ng milimet (mmHg) ñ ño áp su t khí quy n. D a vào nguyên t c cân b ng gi a áp m t ñ u d c ngư c vào m t ch u cũng ch a th y ngân (xem ph n th c t p). l c c a khí quy n và tr ng lư ng c t thu ngân ch a trong m t ng th y tinh ñư c hàn kín Khi áp su t khí quy n tăng thì ñ cao c a c t thu ngân cũng tăng. 1 mb = 0,75 mmHg 1mb = 10-3 Bar = 103 dyn/cm2 = 102 N/m2 Ngư i ta g i áp su t khí quy n trong ñi u ki n là 0oC, vĩ ñ 45o trên m c nư c bi n là áp su t tiêu chu n. Tr s áp su t tiêu chu n b ng 760 mmHg hay 1013,25 mb. Gi a áp su t khí quy n, m t ñ không khí và nhi t ñ quan h v i nhau theo bi u th c sau: (1) P = ρ.RT Trong ñó: ρ là m t ñ không khí (s phân t không khí ch a trong m t ñơn v th tích). R là h ng s ch t khí (R = 8,3114 Jun/mol.ñ =1/0,4845 cal/mol.ñ ). T là nhi t ñ tuy t ñ i c a không khí (T0K = t0C +273) 1.2. S bi n ñ i c a áp su t khí quy n. Gi ng như các y u t khí tư ng khác, áp su t khí quy n cũng bi n ñ i theo th i gian và không gian. Bi n ñ i c a áp su t khí quy n theo không gian bao g m bi n ñ i theo phương th ng ñ ng và phương n m ngang. Theo th i gian, áp su t khí quy n có di n bi n tu n hoàn 87 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
hàng ngày và hàng năm. Ngoài ra áp su t khí quy n còn bi n ñ i b t thư ng liên quan t i s thay ñ i th i ti t. a) Bi n ñ i c a áp su t khí quy n theo chi u cao Áp su t khí quy n càng lên cao càng gi m, m t khác do các l p khí quy n th p hơn có m t ñ không khí l n hơn so v i các l p khí quy n trên cao nên áp su t khí quy n gi m không ñ u theo ñ cao. các l p khí quy n dư i th p áp su t khí quy n gi m nhanh hơn so v i các l p khí khí quy n trên cao. Ví d , m t ñ t áp su t khí quy n là 1013,2 mb, ñ cao 1000 mét áp su t là 898,5 mb, ñ cao 5000 mét áp su t là 539,5 mb và ñ cao 11000 mét áp su t ch còn 225,6 mb. Gi i h n trên Xét 1 c t không khí th ng ñ ng ñ cao Z áp su t khí quy n là P, khi c a KQ ñó ñ cao Z + dZ, áp su t s là P - dP, rõ ràng dP chính là tr ng P + dP lư ng c t không khí có ñ cao dZ, gi i h n t ñ cao Z ñ n Z+dZ. (hình 5.3.). Do v y: P dP = - ρ.g.dZ (2) Z + dZ Trong ñó: ρ là m t ñ không khí. Z g là gia t c tr ng trư ng (g = 9,82m/s2) Po (m t ñ t) Phương trình (2) ñư c g i là phương trình tĩnh h c cơ b n. Phương trình này ch áp d ng khi Hình 5.3. Sơ ñ bi n ñ i c a áp su t khí quy n nghiên c u khí quy n tĩnh. 88 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
T phương trình (1) ta có ρ = P/RT, thay vào phương trình (2) ta có : P dP g dP = - ── gdZ hay — = - —— dZ RT P RT ð i v i P l y tích phân t Po ñ n P, v i Z l y t Zo ñ n Z, ta có : P Z dP g - dZ ―― = ―― Zo P RT Po Cho T giá tr trung bình và g giá tr không ñ i thì: P g ln ― = - ― ( Z - Zo) (3) P0 RT g (z-zo) RT P = Poe (4) N u Po là áp su t m t ñ t thì Zo = 0 do ñó ta có : gz RT P = Poe (5) T công th c (4) chúng ta có 2 nh n xét như sau: − Càng lên cao khí áp càng gi m ñi u ki n nhi t ñ th p thì khí áp gi m nhanh hơn so v i ñi u ki n nhi t ñ cao − khi ñ cao tăng lên. Khi tri n khai công th c (3) ngư i ta cũng thu ñư c m t công th c ñơn gi n hơn g i là công th c Babinê v s bi n thiên áp su t khí quy n theo ñ cao. P - Ph Z = 16000 (1 + αt) ——— (6) P + Ph Trong ñó: Z - chênh l ch ñ cao gi a 2 tr m ño áp su t khí quy n. P, Ph là áp su t khí quy n tr m dư i và áp su t tr m trên t - nhi t ñ trung bình c a c t không khí gi a 2 tr m. α - h s giãn n c a không khí, α = 0,00366. Công th c Babinê cho phép gi i quy t m t s v n ñ th c ti n như: 1. Tìm chênh l ch ñ cao gi a 2 ñ a ñi m có áp su t là P1 và P2. Vi c ño ñ cao b ng phương pháp này khá chính xác và thu n ti n thay th cho phương pháp ño b ng máy tr c ñ a. ð c bi t, khi ñư ng ng m c a máy tr c ñ a b che khu t ho c ph i ño ñ cao hai ñ a ñi m cách nhau quá xa. 2. Tính toán ñư c khí áp b t kỳ m t ñ cao nào ñó n u bi t khí áp m t ñ t, n i suy khí áp v cùng m t m c ñ cao các ñ a ñi m quan tr c ñ v b n ñ khí áp ph c v công vi c d báo th i ti t. 89 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
B c khí áp: Kh o sát m t c t không khí, các ti t di n chênh l ch áp su t khí quy n 1 mb t o thành nh ng b c thang khí áp. ð cao c a m i b c thang khí áp g i là b c khí áp ñư c tính theo công th c sau: (1 + αt) Trong ñó: P là áp su t khí quy n h = 8000 —— (7) t là nhi t ñ c a không khí P α là h s giãn n th tích c a không khí (α = 0,00366 = 1/273) T công th c (7) ta th y b c khí áp t l Nóng L nh ngh ch v i áp su t và t l thu n v i nhi t ñ . 650mb Càng lên cao b c khí áp càng l n và cùng giá tr khí áp thì vùng nóng có b c khí áp l n 780mb hơn vùng l nh. Như v y, nh ng vùng không khí l nh khí áp gi m nhanh hơn, nh ng vùng 800mb 650mb không khí nóng khí áp gi m ch m hơn theo 780mb chi u cao. H qu là khi có 2 c t không khí 900mb 800mb nóng, l nh khác nhau c nh nhau thì trên 900mb cùng m t ñ cao c t không khí nóng có áp 1000mb 1000mb su t cao hơn c t không khí l nh. C t1 C t2 Hình 5.4. Sơ ñ chênh l ch b c khí áp Do chênh l ch khí áp, trên cao, không khí nóng s di chuy n v phía c t không khí l nh. Tuy nhiên, m t ñ t khí áp c t không khí l nh l i cao hơn c t không khí nóng. Do ñó không khí chuy n ñ ng dư i th p và trên cao có chi u ngư c nhau, t o thành nh ng hoàn lưu khép kín. b) Bi n ñ i c a áp su t khí quy n theo phương n m ngang. Các vùng khác nhau trên b m t trái ñ t luôn có s khác nhau v nhi t ñ do v y áp su t khí quy n theo phương n m ngang cũng không ñ ng nh t. ð bi u di n s khác nhau v khí áp theo phương n m ngang ngư i ta dùng m t ñ i lư ng g i là gradient khí áp ngang (G). P1 - P2 dP G = -------- = ------ (8) L1 - L2 dL Trong ñó: dP: là chênh l ch khí áp gi a 2 ñ a ñi m dL: kho ng cách theo phương n m ngang gi a 2 ñ a ñi m. Gradient khí áp theo phương n m ngang thư ng ñư c xác ñ nh cho m i ñ vĩ ñ a lý (1 ñ vĩ kho ng 111km), ñơn v G là mb/111km. ð bi u di n bi n thiên khí áp theo phương n m ngang ngư i ta thư ng v b n ñ các ñư ng ñ ng áp (hình 5.5). ðư ng ñ ng áp là nh ng ñư ng li n nét, khép kín n i li n các ñi m có tr s khí áp như nhau. Do m t ñ các tr m ño khí áp quá ít nên ph i dùng phương pháp n i suy ñ xác ñ nh khí áp trên m t ñ t. Trên b n ñ khí áp, các ñư ng ñ ng áp thư ng ñư c v cách nhau 5mb. Tuỳ theo s phân b khí áp mà trên b n ñ các ñư ng ñ ng áp có nh ng hình d ng khác nhau: • Vùng khí áp cao là vùng có các ñư ng ñ ng áp khép kín, t ngo i vi vào trung tâm áp su t khí quy n tăng d n. Trong vùng khí áp cao, gradient khí áp có hư ng t ngo i vi vào trung tâm. 90 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
• Vùng khí áp th p là vùng có các ñư ng ñ ng áp khép kín, t ngo i vi vào trung tâm áp su t khí quy n gi m d n, gradient khí áp hư ng t trung tâm ra ngo i vi. Hình 5.5. B n ñ các ñư ng ñ ng áp trên m c nư c bi n • Rãnh khí áp là ph n khí áp th p nhô ra, tr c n m gi a hai vùng có khí áp cao hơn. • Lư i khí áp là vùng khí áp cao nhô ra, tr c n m gi a hai vùng có khí áp th p hơn. • Yên khí áp là vùng n m gi a hai vùng khí áp cao và khí áp th p s p x p xen k nhau. ð c ñi m c a gradient khí áp n m ngang là luôn luôn vuông góc v i các ñư ng ñ ng áp và hư ng t nơi có khí áp cao v nơi có khí áp th p. Không khí thư ng di chuy n theo chi u Gradient khí áp n m ngang t o thành gió. Khi gradient khí áp n m ngang càng l n thì gió th i càng m nh. Trên b n ñ ñ ng áp, nh ng vùng mà ñư ng ñ ng áp càng dày thì tr s gradient khí áp càng l n. c) Di n bi n hàng ngày c a áp su t khí quy n Di n bi n hàng ngày c a khí áp có 2 c c ñ i và 2 c c ti u. C c ñ i c a khí áp x y ra vào lúc 10 gi và 22 gi , c c ti u x y ra lúc 4 gi và 16 gi . Hàng ngày, khí áp tăng t 4 gi sáng ñ n 10 gi thì ñ t c c ñ i, sau ñó gi m d n ñ n 16 gi ñ t c c ti u. T 16 gi khí áp l i tăng d n ñ n 22 gi thì ñ t c c ñ i th hai và ti p t c gi m d n ñ n 4 gi sáng hôm sau l i ñ t c c ti u th hai. Di n bi n hàng ngày c a khí áp ñ c bi t th hi n rõ vùng xích ñ o và nhi t ñ i, biên ñ ngày c a khí áp vào kho ng 3 - 4 mb. Càng lên vĩ ñ cao biên ñ dao ñ ng c a khí áp càng gi m d n, vĩ ñ 60o biên ñ khí áp ch vào kho ng 0,3 mb. Khi th i ti t thay ñ i ñ t ng t khí áp có s bi n thiên m nh m , biên ñ ngày ñêm có th ñ t t i 10 - 15 mb. Ví d , khi có m t cơn bão ti n ñ n thì khí áp gi m ñ t ng t và tăng nhanh tr l i khi cơn bão ñi qua. 91 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
d) Di n bi n hàng năm c a áp su t khí quy n. Hàng năm, khí áp thay ñ i tuỳ t ng vùng và tuỳ t ng mùa. l c ñ a, c c ñ i áp su t khí quy n quan sát th y vào mùa ñông còn c c ti u vào mùa hè, ngư c l i trên bi n và ñ i dương c c ñ i áp su t quan sát th y vào mùa hè, còn c c ti u vào mùa ñông. S dĩ như v y là vì mùa hè không khí trên l c ñ a nóng hơn so v i không khí trên ñ i dương, còn mùa ñông thì ngư c l i nên trên bi n khí áp cao hơn so v i trên l c ñ a, vào mùa ñông thì khí áp trên l c ñ a l i l n hơn so v i trên bi n. Biên ñ dao ñ ng hàng năm c a khí áp trên l c ñ a thư ng l n hơn nhi u so v i trên ñ i dương, ñôi khi ñ t ñ n 40 mb. Ví d : Luctrum (Trung Á), vĩ ñ 42041’ N; kinh ñ 89042’; ñ cao âm 17 mét có khí áp l n nh t vào tháng 12 là 1041,3mb, khí áp nh nh t vào tháng 7 là 1004,0mb, biên ñ 37,3mb. Tuy nhiên, khí áp trung bình trên ñ i dương luôn l n hơn so v i l c ñ a. Biên ñ dao ñ ng hàng năm c a khí áp tăng d n khi lên vĩ ñ cao, vùng nhi t ñ i dao ñ ng hàng năm c a khí áp không th hi n rõ. 2. Gió 2.1. Nguyên nhân sinh ra gió a) Khái ni m: Gió là s chuy n ñ ng c a không khí theo phương n m ngang so sánh tương ñ i v i m t ñ t. Trong khí quy n không khí có th chuy n ñ ng ñi lên, ñi xu ng, chuy n ñ ng lo n lưu, chuy n ñ ng xoáy, gi t... ho c k t h p nhi u d ng chuy n ñ ng, ch ng h n như v i m t xoáy thu n nó ñ ng th i tham gia c 3 d ng chuy n ñ ng như chuy n ñ ng xoáy tròn t ngoài vào trong, chuy n ñ ng t dư i th p lên cao và chuy n ñ ng t nh ti n. Ch nh ng d ng chuy n ñ ng theo phương n m ngang m i ñư c g i là gió. b) Nguyên nhân sinh ra gió: Nguyên nhân sinh ra gió là do s phân b c a khí áp trên b m t trái ñ t không ñ ng ñ u t i các ñ a ñi m. Khi có s chênh l ch khí áp theo phương n m ngang thì không khí s chuy n d ch t nơi có khí áp cao ñ n nơi có khí áp th p t o thành gió. Có th tóm t t s hình thành gió theo sơ ñ sau: GIÓ Chênh l ch nhi t ñ Chênh l ch khí áp to cao KA th p Gió th i t nơi KA cao v nơi KA th p to th p KA cao Hình 5.6. Sơ ñ gi i thích nguyên nhân sinh ra gió 92 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
Qua sơ ñ trên ta th y, gi a 2 vùng ñ a lý n u có s chênh l ch v nhi t ñ thì d n ñ n chênh l ch v khí áp và sinh ra gió. − Chênh l ch v nhi t ñ d n ñ n chênh l ch v khí áp: Gi s có 2 vùng A và B n m c nh nhau (hình 5.7), ban ñ u nhi t ñ 2 vùng b ng nhau, Ta = Tb và áp su t không khí m t ñ t b ng nhau Pa = Pb. Sau ñó n u vùng A nóng lên thì nhi t ñ vùng A cao hơn vùng B, Ta > Tb. Lúc này áp su t c t không khí vùng A gi m theo ñ Paz Pbz cao s ch m hơn so v i vùng B (xem ph n 1.2.1), k t qu là t m t ñ cao Z nào ñó áp su t khí quy n vùng A là Paz s l n hơn áp su t Pbz vùng B. Vì th ñ cao z, không khí s di chuy n t vùng A sang vùng B và s làm tăng kh i lư ng c a c t không khí vùng B. m t Vùng B (l nh) Vùng A (nóng) ñ t, áp su t c t không khí vùng B s l n hơn Pzoa Pzob vùng A, t c là Pzoa < Pzob. Tóm l i, do có s Hình 5.7. Sơ ñ gi i thích chênh l ch chênh l ch nhi t ñ gi a vùng A và vùng B ñã nhi t ñ d n ñ n chênh l ch khí áp t o ra s chênh l ch khí áp gi a 2 vùng ñó. − Chênh l ch khí áp d n ñ n có gió th i: Ta s xem xét l c phát ñ ng gradient khí áp n m ngang (Gn), l c này s làm cho kh i không khí chuy n ñ ng. Gi s ta có m t kh i không khí hình l p phương m i c nh là 1 cm. Kh i không khí này có 2 m t bên song song v i hai ñư ng ñ ng áp, ñư ng th nh t có tr s 1005 mb, ñư ng th hai có tr s 1010 mb. G i các l c F1, F2, F3, F4, F5, F6 tác ñ ng vào l n lư t các m t 1, 2, 3, 4, 5, và 6. M t 2 và m t 5 ch u m t áp su t như nhau nên l c t ng h p c a F2 và F5 b ng 0. M t 4 ch u áp su t l n hơn m t 1 do ch u thêm áp l c tr ng lư ng c a kh i không khí. T ng h p c a hai l c F1 và F4 là m t l c hư ng lên trên và cân b ng v i tr ng lư ng 1005 mb c a kh i không khí. M t 3 ch u áp l c l n F1 hơn m t 6 vì nó b tác ñ ng b i l c F2 gradient khí áp (Gn), t ng h p c a F3 và F6 là m t l c có cùng hư ng v i gradient khí F6 1010 mb áp. Chính l c này là l c ñã làm cho kh i không khí chuy n ñ ng t o thành gió. N u F3 ta v ñư ng ñ ng áp ti p xúc v i m t 3 có P F5 tr s khí áp là P, ñư ng ñ ng áp ti p xúc v i m t 6 có tr s khí áp s là P + dP/dx. Khi ñó F6 = P và F3 = P + dP/dx. T ng h p l c c a F6 và F3 là F: (P+ dp)/dx F4 L c F là l c tác d ng lên m t ñơn v th tích không khí. F = F6 - F3 = P - (P + dP/dx) ình dP/dx ơ ñ gi i thích l c gradient khí áp H = - 5.8. S (9) N u ñem nhân l c này v i kh i lư ng không khí, nghĩa là ñ i lư ng ngh ch ñ o c a m t ñ không khí (ρ), ta s ñư c tr s c a l c gradient khí áp (Gn): 93 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
1 dP Gn = - — x — (10) ρ dx L c Gn g i là l c phát ñ ng gradient khí áp, dư i tác d ng c a l c này s làm cho không khí chuy n ñ ng theo hư ng c a gradient khí áp, hay là l c sinh ra gió. 2.2. Các l c nh hư ng t i gió Khi không khí chuy n ñ ng theo chi u n m ngang thì s ch u tác d ng c a nhi u lo i l c khác nhau như l c Côriôlít, l c ly tâm, l c ma sát... a) L c làm l ch hư ng gió do chuy n ñ ng quay c a trái ñ t. Năm 1838, Côriôlít ñã ch ng minh ñư c r ng, m i v t chuy n ñ ng trên m t ñ t ñ u có khuynh hư ng l ch kh i hư ng chuy n ñ ng ban ñ u c a nó v bên ph i B c bán c u và v bên trái Nam bán c u. Nguyên nhân c a s l ch hư ng là do trái ñ t t quay xung quanh mình nó ñ ng th i m i chuy n ñ ng ñ u có khuynh hư ng duy trì hư ng ban ñ u c a nó theo quán tính. Gi s các ph n t không khí ( B c bán c u) dư i tác d ng c a l c gradient khí áp b t ñ u chuy n ñ ng theo phương kinh tuy n NS, hư ng AC. Vì trái ñ t quay xung quanh tr c c a nó t Tây sang ðông nên kinh tuy n NS, sau m t kho ng th i gian nào ñó s t i v trí NS1, hư ng chuy n ñ ng c a các ph n t A1C1 v n song song v i hư ng ban ñ u AC c a nó. (Hình 5.9). Trên hình v ta th y dòng không khí B c bán c u ñang chuy n ñ ng b l ch kh i kinh tuy n và do ñó l ch kh i hư ng c a gradient N khí áp v bên ph i. Tương t như v y, Nam bán c u các ph n t không khí b l ch v bên c1 C trái hư ng chuy n ñ ng. ð l n c a l c A A1 Côriôlít (CF) tác d ng lên m t ñơn v kh i lư ng ñư c bi u di n b ng công th c: W E CF = 2.ω.V.sinφ (11) Trong ñó: S S1 ω - v n t c góc quay c a trái ñ t V - v n t c c a ph n t chuy n ñ ng Hình 5.9 . Tác d ng c a l c làm l ch φ - vĩ ñ ñ a lý hư ng do s quay c a trái ñ t (ω = 2π/24.60.60 = 7,27.10-5 Rad/giây) o Như v y, xích ñ o (φ = 0 ) nên l c Côriôlít b tri t tiêu, càng lên vĩ ñ cao l c Côriôlít càng l n và ñ t c c ñ i 2 c c (φ = 90o). Trong t nhiên có nhi u hi n tư ng như b sông B c bán c u thì phía ph i là bên l , phía trái là bên b i, còn Nam bán c u thì ngư c l i; trong hai thanh ñư ng ray có m t thanh b mòn nhi u hơn ñ i v i ñư ng tàu ch ch y m t chi u; các cơn bão không th hình thành vùng bi n có vĩ ñ th p (50N ñ n 50S)... ñ u là do ch u nh hư ng c a l c Côriôlít. L c Côriôlít ch nh hư ng ñ n hư ng c a dòng chuy n ñ ng ch không nh hư ng ñ n t c ñ c a dòng chuy n ñ ng ñó. L c này bao gi cũng tác d ng theo phương th ng góc v i hư ng c a dòng chuy n ñ ng. 94 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
b)L c ma sát: Khi không khí chuy n ñ ng nó luôn luôn ch u nh hư ng c a l c ma sát (Friction). L c ma sát làm gi m t c ñ c a chuy n ñ ng. Có hai lo i ma sát là ma sát trong và ma sát ngoài Ma sát trong xu t hi n gi a các l p không khí và các phân t không khí chuy n ñ ng, vì các l p và các phân t không khí thư ng có v n t c và hư ng chuy n ñ ng không hoàn toàn như nhau. Ma sát trong là lo i o l c, nó r t l n khi các phân t không khí có s trao ñ i năng lư ng. Ma sát ngoài xu t hi n khi không khí chuy n ñ ng c sát, ti p xúc v i m t ñ m như m t ñ t, th m th c v t, nhà c a... ð l n c a l c ma sát ngoài (F) có th bi u th như sau: F = - kV (12) Trong ñó: V: là v n t c chuy n ñ ng c a không khí 1010 mb k: là h s ma sát. V H s ma sát ph thu c vào ñ cao 1015 mb Gn CF c a l p không khí chuy n ñ ng so v i m t ñ t và m c ñ g gh c a m t ñ t. L p không khí chuy n ñ ng càng cao h s ma F sát càng gi m, m t ñ t càng g gh thì h s ma sát càng tăng. Ta d dàng gi i thích vì sao v n t c gió các l p không khí trên cao thư ng l n hơn các l p không khí dư i th p và trên m t bi n gió thư ng có v n t c l n Hình 5.10. Hư ng c a l c ma sát và hơn trong ñ t li n. hư ng chuy n ñ ng c a không khí Trong trư ng h p các ñư ng ñ ng áp song song, hư ng c a l c ma sát, nhìn chung ph thu c vào vĩ ñ và h s ma sát, nó không h n ngư c v i hư ng chuy n ñ ng mà l ch so v i hư ng ñó m t góc ch ng 145o. Song ñ ñơn gi n nhi u khi ngư i ta coi hư ng c a l c ma sát ngư c chi u hoàn toàn v i hư ng c a chuy n ñ ng. Hình 5.10 cho th y tác d ng c a các l c gradient, l c Côriôlít, l c ma sát lên ph n t không khí trong trư ng h p trư ng khí áp có các ñư ng ñ ng áp là các ñư ng th ng song song. Trư ng h p không khí chuy n ñ ng trong các ñư ng ñ ng áp tròn, do tác d ng t ng h p c a l c Côriôlít và l c ma sát, không khí thư ng chuy n ñ ng theo các ñư ng cong phân kỳ ho c h i t . c) L c ly tâm FC L c ly tâm (Centrifugal force) xu t hi n khi các ph n t không khí chuy n ñ ng theo qu ñ o cong. ð l n c a l c ly tâm (Fc) ñư c bi u di n b ng công th c: V2 V Fc = — (13) r Trong ñó: V - v n t c chuy n ñ ng c a không khí r - bán kính c a qu ñ o chuy n ñ ng Hình 5.11. Sơ ñ gi i thích l c ly tâm 95 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
L c ly tâm bao gi cũng hư ng t tâm ra ngoài theo bán kính qu ñ o chuy n ñ ng và có xu th làm du i th ng qu ñ o chuy n ñ ng. 2.3. Các ñ c trưng c a gió Gió có 2 ñ c trưng cơ b n là hư ng gió và v n t c gió. a) Hư ng gió Hư ng gió là hư ng chuy n ñ ng c a dòng không khí. Ngư i ta có th xác ñ nh hư ng gió theo 3 cách sau: • Ch n hư ng gió b ng hoa gió: ðây là cách dùng ph bi n nh t, theo cách này gió có th xác ñ nh 16 hư ng chính (Hình 5.12.) Ngư i ta ký hi u tên g i các hư ng gió theo ch cái ñ u c a t ti ng Anh ho c ti ng Vi t: hư ng B c (N), hư ng Nam (S), hư ng ðông (E), hư ng Tây (W). Hư ng ðông B c (NE), hư ng ðông Nam (SE), hư ng Tây B c N (NW) và hư ng Tây Nam (SW). b c NW NE ðông B c (NNE), ðông ðông B c NNW NNE (ENE), ðông ðông Nam (ESE), Nam ðông Nam (SSE), Nam Tây Nam WNW ENE (SSW), Tây Tây Nam (WSW), Tây Tây B c (WNW) và B c Tây B c (NNW). W E ðôi khi không c n bi t chi ti t hư ng gió WSW ESE ngư i ta ch dùng ñ n 8 hư ng, 4 hư ng SSW SSE chính và 4 hư ng ph . SW SE • Bi u th hư ng gió b ng góc ñ : S Dùng vòng tròn chân tr i ñ bi u di n hư ng gió theo ñ l n c a Hình 5.12. Hoa gió xác ñ nh hư ng gió góc chia ñ (Hình 5.13). (N) • Xác ñ nh hư ng gió theo 0o ñ a danh: l y ngay ñ a danh ñ 315o 45o g i tên hư ng gió. Ví d , gió t Lào th i sang g i là gió Lào, gió t ñ t th i ñ n g i là gió ñ t, gió (W) 270o 90o(E) t bi n th i t i g i là gió bi n, gió t núi th i xu ng g i là gió núi, gió t thung lũng th i lên 225o 135o g i là gió thung lũng... o 180 (S) Hình 5.13. Xác ñ nh hư ng gió b ng góc ñ b) V n t c gió V n t c gió là ñ dài quãng ñư ng mà kh i không khí ñi ñư c trong m t ñơn v th i gian. ðơn v ño t c ñ gió có th là m/s, km/h, h i lý/gi ... 96 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
1 h i lý = 1,852 km; 1 km = 0,6214 h i lý. Trong th c ti n, t c ñ gió thư ng ñư c bi u th b ng c p gió theo thang ñ do Beaufort ñưa ra. (b ng 5.1). 3. Hoàn lưu khí quy n 3.1. Phân b khí áp trên m t ñ t S phân b khí áp trên m t ñ t có liên quan ch t ch v i tr ng thái khí quy n, khí áp thay ñ i kéo theo s bi n thiên m nh m c a các y u t khí tư ng như nhi t ñ , t c ñ gió, ñ m, lư ng mây,... Như v y,phân b khí áp là m t y u t r t căn b n ñ d báo th i ti t. ð kh o sát s phân b khí áp trên m t ñ t và các ñ cao khác nhau trong khí quy n ngư i ta thư ng dùng phương pháp bi u di n tr s khí áp ño ñư c t t c các tr m khí tư ng lên b n ñ . Vì các tr m khí tư ng có ñ cao so v i m c nư c bi n khác nhau, ngư i ta quy ñ nh tr s khí áp ño các tr m ph i ñư c quy v khí áp m c nư c bi n. N u dùng tr s trung bình c a khí áp ñ v b n ñ các ñư ng ñ ng áp thì s phân b khí áp trên m t ñ t như sau: • T i xích ñ o có m t vùng khí áp th p bao quanh qu ñ a c u ñó là vành ñai khí áp th p xích ñ o. Nguyên nhân hình thành vành ñai khí áp th p này là do vùng xích ñ o b c x m t tr i và nhi t ñ không khí luôn luôn cao hơn so v i các vùng khác. • Hai vành ñai khí áp cao n m d c theo vĩ tuy n 30o - 35o B c và Nam bán c u g i là 2 vành ñai khí áp cao c n chí tuy n. Nguyên nhân hình thành 2 vành ñai khí áp cao này là do không khí nóng vùng xích ñ o b c lên cao r i di chuy n v vùng chí tuy n (23027’ B c và Nam bán c u). Do ch u nh hư ng c a l c Côriôlít nên dòng không khí l ch v bên ph i c a hư ng chuy n ñ ng B c bán c u, v bên trái Nam bán c u, ñ n kho ng vĩ ñ 30-35o ñ l ch ñ t ñ n 900, gió th i theo hư ng Tây B c bán c u và hư ng ðông Nam bán c u. T i ñây không khí không ti n lên vĩ ñ cao n a mà tích t l i r i ñi xu ng vùng c n nhi t ñ i ñ hình thành nên 2 vành ñai áp cao c n chí tuy n trên m t ñ t. Trên th c t , 2 vành ñai áp cao này không t n t i liên t c mà b c t v n ra thành nhi u trung tâm khí áp cao do nh hư ng c a ñ a hình và s trái ngư c c a ñ t và bi n. • T 2 vành ñai khí áp cao c n chí tuy n ñ n vĩ ñ 66033’, khí áp gi m d n. Giá tr khí áp c c ti u kho ng vĩ tuy n 66033’ B c và Nam bán c u. Vùng này hình thành 2 vùng khí áp th p ñư c g i là 2 vành ñai khí áp th p c n ñ a c c. B c bán c u vành ñai khí áp th p này cũng b chia nh thành các trung tâm khí áp th p do nh hư ng khác nhau c a ñ t li n và ñ i dương. Trái l i, Nam bán c u vì không có l c ñ a nên các ñư ng ñ ng áp là các ñư ng liên t c bao quanh qu ñ t v n duy trì vành ñai khí áp th p c n ñ a c c. 2 ñ a c c do nhi t ñ quanh năm r t th p nên khí áp khá cao. ðây là 2 trung tâm khí áp • cao ñ a c c. 3.2. Hoàn lưu khí quy n Hoàn lưu khí quy n là m t thu t ng dùng ñ ch s v n ñ ng nói chung c a các lu ng không khí trong khí quy n. Nh có hoàn lưu khí quy n mà có s trao ñ i không khí gi a các vùng khác nhau trên trái ñ t và do v y, tính ch t nhi t, m c a không khí cũng ñư c trao ñ i. Có th phân bi t 2 lo i hoàn lưu khí quy n là hoàn lưu ñ a c u, hoàn lưu gió mùa. a) Hoàn lưu ñ a c u (gió hành tinh) Hoàn lưu ñ a c u là t p h p nh ng lu ng không khí bao trùm nh ng khu v c ñ a lý r ng l n trên trái ñ t và tương ñ i n ñ nh. Hoàn lưu ñ a c u ñư c hình thành do tác ñ ng c a 3 97 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
B ng 5.1. C p gió BEAUFORT Cp Tên c p gió T c ñ gió D u hi u nh n bi t ð cao sóng bi n (m) gió m/s h i lý/h km/h 0 L ng gió 0 - 0,2
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p--------------------------------------------- 99
y u t là s phân b b c x m t tr i, tính ñ i l p c a l c ñ a và ñ i dương và l c Côriôlít. Theo sơ ñ hình 5.14, hoàn lưu ñ a c u g m có các ñ i gió như sau: + ð i tín phong: Gió th i t 2 vành ñai khí áp cao c n chí tuy n v xích ñ o, ch u nh hư ng c a l c Côriôlít nên B c bán c u có hư ng ðông B c, Nam bán c u có hư ng ðông Nam. Lo i gió này g i là tín phong. trên cao gió có hư ng ngư c l i g i là ph n tín phong. + ð i gió Ôn ñ i: m t ñ t gió t 2 vành ñai khí áp cao c n chí tuy n th i v 2 vành ñai khí áp th p c n ñ a c c. Hình 5.14. Sơ ñ hoàn lưu ñ a c u. Do nh hư ng c a l c Coriolit gió này b l ch hư ng thành gió Tây Nam B c bán c u và Tây B c Nam bán c u. + ð i gió ðông ñ a c c: Gió t trung tâm khí áp cao ñ a c c th i xu ng vành ñai khí áp th p c n ñ a c c, b l ch hư ng thành hư ng ðông, ngư i ta g i là gió ðông ñ a c c. + ð i l ng gió xích ñ o: Trong vùng xích ñ o nhi t ñ ít chênh l ch, l c gradient khí áp và l c Côriôlít r t nh nên gió r t y u, t o thành ñ i l ng gió xích ñ o. Tuy nhiên, trong th c t hư ng gió các ñ i gió ñ a c u không hoàn toàn n ñ nh như ñã v trong hình 5.14. b) Hoàn lưu gió mùa Gió mùa là lo i gió có hư ng thay ñ i theo mùa, t o thành quy lu t xu t hi n trong m i năm. Mùa hè gió th i t bi n, ñ i dương vào l c ñ a, mùa ñông gió th i t l c ñ a ra bi n, ñ i dương. Nguyên nhân hình thành gió mùa là do mùa hè l c ñ a nóng hơn bi n, ñ i dương nên hình thành các trung tâm khí áp th p còn trên bi n, ñ i dương hình thành các trung tâm khí áp cao. Ngư c l i trong mùa ñông, l c ñ a l i l nh hơn bi n và ñ i dương nên hình thành các trung tâm khí áp cao, còn trên bi n, ñ i dương hình thành các trung tâm khí áp th p. Do v y, vào 100 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
mùa hè gió th i t bi n, ñ i dương vào l c ñ a còn mùa ñông gió th i t l c ñ a ra bi n, ñ i dương. (Chương VIII s trình bày chi ti t các khu v c gió mùa vùng ðông Nam Á) 3.3. M t s lo i gió ñ a phương Gió ñ a phương là nh ng dòng không khí ñư c hình thành do ñ c ñi m ñ a hình và v t lý riêng m i ñ a phương. M t s lo i gió ñ a phương thư ng g p g m có gió ñ t - bi n, gió núi - thung lũng, gió fonh ... a) Gió ñ t - bi n Gió ñ t - bi n còn g i là gió Breeze quan sát th y vùng ven bi n, ban ngày gió th i t bi n vào ñ t li n (gió bi n), ban ñêm gió th i t ñ t ra bi n (gió ñ t). Nguyên nhân hình thành gió ñ t bi n là do s nóng lên không ñ u gi a nư c bi n và m t ñ t ven bi n vào ban ngày và ban ñêm. Ban ngày, m t ñ t ven bi n h p thu nhi u b c x m t tr i hơn so v i nư c bi n, do v y vùng ñ t ven bi n có nhi t ñ cao hơn so v i nư c bi n ñã hình thành vùng khí áp th p còn trên m t bi n là vùng khí áp cao. Không khí t bi n di chuy n vào trong ñ t li n t o nên gió bi n. Ban ñêm, m t ñ t ven bi n b c x m t nhi t, l nh ñi nhanh hơn so v i nư c bi n nên vùng ñ t ven bi n có khí áp cao hơn so v i không khí trên m t bi n. Không khí di chuy n t vùng ñ t li n ra bi n t o thành gió ñ t. ☼ L nh Nóng L nh Nóng Gió ñ t th i ban ñêm Gió bi n th i ban ngày Hình 5.15. Sơ ñ gi i thích s hình thành gió ñ t - bi n Gió ñ t bi n ch xu t hi n rõ khi có th i ti t t t, t c là khi có s chênh l ch ñáng k gi a nhi t ñ c a m t ñ t ven bi n và nư c bi n. Hàng ngày gió bi n b t ñ u ho t ñ ng t 8 gi sáng, sau ñó m nh d n ñ n kho ng 14 - 15 gi thì ñ t c c ñ i, v chi u gió y u d n và ñ n ñêm thì s ñ i chi u (Hình 5.15). Gió bi n thư ng m nh hơn gió ñ t vì s tương ph n nhi t ñ gi a m t ñ t ven bi n và nư c bi n v ban ngày thư ng rõ hơn. Gió bi n có t c ñ kho ng 2,5 m/giây và th i vào sâu trong ñ t li n t i 40 - 50 km. Gió ñ t ch th i ra xa khơi kho ng 10 - 15 km. b) Gió núi - thung lũng: Thư ng ñư c hình thành hàng ngày và ñ i chi u gi a ban ngày và ban ñêm mi n núi, trong các thung lũng và sư n núi. Ban ngày gió th i t thung lũng lên sư n núi g i là gió thung lũng, ban ñêm gió th i t sư n núi xu ng thung lũng g i là gió sư n núi. 101 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
Nguyên nhân hình thành gió núi - thung lũng là s chênh l ch nhi t ñ c a kh i không khí sát sư n núi và kh i không khí trên thung lũng có cùng ñ cao. Ban ngày dư i s c ñ t nóng c a b c x m t tr i, kh i không khí sát sư n núi b nóng lên m nh hơn không khí xa sư n núi, trong khi ñó kh i không khí có cùng ñ cao phía trên thung lũng có nhi t ñ th p hơn. Do ñó không khí sát sư n núi n ☼ ra, nh hơn b c lên cao t o thành gió L nh thung lúng còn không khí phía trên thung lũng n ng hơn l i chìm xu ng dư i. Ban ñêm ngư c l i, sư n núi b b c x m t nhi t nên kh i không khí ti p xúc v i nó b l nh ñi nhanh chóng còn không khí phía trên thung lũng tr nên nóng hơn. Do ñó không khí t sư n núi chìm xu ng và ñ y không khí phía trên thung lũng b c lên cao, t o thành gió Nóng sư n núi (xem hình 5.16) Gió núi - thung lũng ch xu t hi n khi tr i quang mây, th i ti t t t, nghĩa là khi có s chênh l ch nhi t ñ ñáng k gi a không khí phía trên thung lũng và không khí sát sư n núi. Hình 5.16. Gió núi - thung lũng (ban ngày) (P: gradient khí áp; V : gradient th tích riêng ) Thông thư ng 9-10 gi sáng b t ñ u xu t hi n gió thung lũng, ñ n 14 - 15 gi thì m nh nh t, sau ñó y u d n. Vào ban ñêm gió ñ i chi u t o thành gió sư n núi. Nh ng ngày th i ti t ch u nh hư ng c a hoàn lưu ñ a c u ho c hoàn lưu gió mùa thì không xu t hi n gió núi - thung lũng. c) Gió phơn (Fohn) Gió phơn là lo i gió khô và nóng do quá trình bi n tính c a kh i không khí khi ñi qua các dãy núi cao. Khi có m t lu ng không khí th i ñ n m t dãy núi cao, kh i không khí cư ng b c ñi lên theo sư n núi. Càng lên cao, không khí b l nh ñi Hình 5.17. Sơ ñ gi i thích s hình thành gió fohn 102 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
theo quá trình ño n nhi t m, c lên cao 100 mét thì nhi t ñ gi m ñi 0,50C (kho ng 3,30F/1000ft). Do nhi t ñ gi m, hơi nư c trong kh i không khí s ngưng k t t o thành mây và gây mưa bên sư n ñón gió. ñ nh núi, nhi t ñ không khí r t th p và bão hòa hơi nư c. ð m tuy t ñ i ch còn l i khá th p. Khi kh i không khí ñi xu ng bên sư n khu t gió, nhi t ñ c a kh i không khí tăng lên theo quá trình ño n nhi t khô, c h xu ng 100 mét nhi t ñ tăng lên 10C (kho ng 5,40F/1000ft). K t qu là khi xu ng ñ n chân núi sư n khu t gió, kh i không khí tr nên r t nóng. Do lư ng ch a m tuy t ñ i còn l i r t th p nên di u ki n nhi t ñ cao không khí tr nên r t khô. Hi n tư ng kh i không khí m khi vư t qua các dãy núi cao tr nên khô và nóng g i là hi u ng phơn (Fohnstadium). nư c ta, gió fohn xu t hi n vào mùa hè, nh hư ng nhi u nh t vùng ven bi n mi n Trung. Gió fohn th i kỳ này thư ng có hư ng Tây t Lào th i qua dãy Trư ng Sơn nên thư ng ñư c g i là gió Lào. (xem hình 5.17) ð hi u hơn v cơ ch hình thành gió fohn chúng ta tìm hi u ví d sau: Ví d : Có 1 kh i không khí ban ñ u nhi t ñ 200C, ñ m 80%, khi th i qua dãy núi cao 2000 mét. V y bên sư n khu t gió nhi t ñ và ñ m là bao nhiêu ? Gi i: sư n ñón gió: t = 200C nên có th tính ñư c (các công th c tính toán chương IV): E = 6,1 . 10(7,6.20/242 + 20) = 23,4 mb e = 23,4 x 80/100 = 18,72 mb a = 0,81 x 18.72/(1 + 0,00366 x 20) = 14,13 g/m3. ñ nh núi: Do ñi lên theo quá trình ño n nhi t m nên nhi t ñ gi m ñi so v i ban ñ u 100C: t = 200C - 100C = 100C E = 12,3 mb. ñây e = E hay r = 100%. a = 0,81 x 12,3/ (1 + 0,00366 x 10) = 9,6 g/m3. Lư ng ch a m tuy t ñ i gây mưa là: 14,13 - 9,6 = 4,53 g/m3 chân núi sư n khu t gió: Do không khí ñi xu ng theo quá trình ño n nhi t khô nên nhi t ñ s tăng lên so v i ñ nh núi là 200C hay nhi t ñ chân núi là: t = 100C + 200C 0 = 30 C. E = 6,1 . 10(7,6.30/242 + 30) = 42,05 mb. S c trương hơi nư c th c t khi t = 300C và a = 9,6 g/m3 là: e = 9,6 x (1 + 0,00366 x 30)/0,81 = 13,15 mb. r % = (13,15/42,05) x 100 = 31,28% sư n khu t gió t = 300C và ñ m r = 31,28%. V y nhi t ñ Không khí như v y là r t khô và nóng. 3.4. Gió trong các vùng khí áp cao và khí áp th p Các ñư ng ñ ng áp trong vùng khí áp cao hay th p thư ng có hư ng gradient khí áp t ngoài vào trung tâm hay ngư c l i. Khi có s chênh l ch khí áp gi a các vùng s xu t hi n gió. Hư ng và t c ñ gió ñư c quy t ñ nh b i hư ng và ñ l n c a gradient khí áp. a) Gió trong vùng khí áp cao Trong vùng khí áp cao, hư ng gradient khí áp t ngo i vi vào trung tâm vì v y hư ng gió th i t trung tâm ra xung quanh. Khi không khí chuy n ñ ng, vì ch u nh hư ng c a l c Côriôlít nên b l ch v bên ph i c a hư ng chuy n ñ ng B c bán c u, gió t o thành ñư ng cong phân kỳ thu n chi u kim ñ ng h (hình 5. 18). Gió trong vùng khí áp cao luôn ñ oc duy trì vì n ñ nh, trung tâm có dòng không khí t trên cao ñi xu ng r i t n ra xung quanh. Do luôn luôn có các dòng không khí ñi xu ng v i 103 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------
lư ng ch a m th p nên hơi nư c không có ñi u ki n ngưng k t t o thành mây ñư c. Trong vùng khí áp cao th i ti t thư ng r t n ñ nh, b u tr i trong sáng, không có mây, t c ñ gió thư ng không l n. S dĩ t c ñ gió không cao là vì l c ly tâm ñã làm gi m m t ph n l c Côriôlít, qu ñ o chuy n ñ ng c a không khí có ñ cong không nhi u. Không khí nhanh chóng t n t trung tâm ra xung quanh. Gió ngoài rìa vùng cao khí áp thư ng l n hơn trung tâm. 1 ② Hình 5.18. Hư ng gió trong Hình 5.19. Hư ng gió trong vùng khí áp cao vùng khí áp th p b) Gió trong vùng khí áp th p: Vùng khí áp th p là vùng có các ñư ng ñ ng áp ñóng kín có hư ng gradient khí áp t trung tâm ra ngo i vi. Khi gió th i t ngoài vào trung tâm, B c bán c u do nh hư ng c a l c Côriôlít không khí chuy n ñ ng theo nh ng ñư ng cong h i t ngư c chi u kim ñ ng h (hình 5.19). Không khí t b n phía d n vào trung tâm r i b c lên cao và to ra xung quanh. Gió trong vùng khí áp th p ñư c duy trì liên t c su t th i gian dài v i t c ñ tăng d n. Các kh i không khí nóng, m b c lên cao b l nh ñi theo quá trình ño n nhi t. trên cao hơi nư c ngưng k t t o thành mây và có th gây ra mưa. Nói chung, th i ti t trong vùng khí áp th p thư ng x u và bi n ñ ng nhi u. Gió trong vùng khí áp th p có th ñ t t c ñ r t l n như các tr n bão. ñây l c ly tâm cùng chi u tác ñ ng v i l c Côriôlít, nên chúng thúc ñ y chuy n ñ ng c a không khí theo qu ñ o có ñ cong l n trư c khi v ñ n trung tâm. Chênh l ch khí áp ñư c duy trì và tăng cư ng trong th i gian dài, do ñó gió cũng ñư c duy trì và tăng cư ng. 104 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p---------------------------------------------