Thời tiết và khí hậu - Phần 2 Nước trong khí quyển - Chương 7

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Giáo trình Thời tiết và khí hậu của Edward Aguado và James E. Burt, nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội do Đặng Thị Hồng Thủy và Nguyễn Lan Anh biên dịch - Thời tiết và khí hậu - Phần 2 Nước trong khí quyển - Chương 7 Các quá trình giáng thủy

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thời tiết và khí hậu - Phần 2 Nước trong khí quyển - Chương 7

Ch ¬ng 7 C¸c qu¸ tr×nh gi¸ng thñy Chóng ta th êng nghÜ vÒ m a lín v c¸c t¸c ®éng m«i tr êng cña nã nh nh÷ng sù kiÖn ng¾n ngñi, tho¸ng qua. Mét trËn m a bÊt ngê cã thÓ g©y lôt léi trong v i phót, nh ng sù nguy hiÓm th êng kÐo d i trong h ng giê hoÆc ®¹i lo¹i nh vËy. Tuy nhiªn, ®«i khi c¸c ®iÒu kiÖn m«i tr êng tån t¹i tõ tr íc cã thÓ l m cho mét trËn m a cã mét ¶nh h ëng nghiªm träng h¬n nhiÒu so víi th«ng th êng. TrËn lôt lín ë miÒn Trung T©y n íc Mü n¨m 1993 l mét vÝ dô ®iÓn h×nh. Nh÷ng ®iÒu kiÖn g©y lôt lín ®· b¾t ®Çu tõ mïa thu n¨m 1992, khi Êy nh÷ng trËn m a dai d¼ng ®· l m b·o hßa ®Êt trªn kh¾p miÒn Trung B¾c n íc Mü. Mïa thu nhiÒu m a l¹i ® îc nèi tiÕp b»ng mét mïa ®«ng tÝch tô ®Çy tuyÕt. Tæ hîp cña khèi tuyÕt d y ®Æc bªn trªn ®Êt ®· b·o hßa lu«n l biÓu hiÖn cña nguy c¬ lôt óng ®èi víi mïa tuyÕt tan, song n¨m 1993 ®· thùc sù tá ra tåi tÖ h¬n bÊt kú ai cã thÓ h×nh dung, bëi v× mïa tuyÕt tan l¹i ® îc nèi tiÕp ngay b»ng nh÷ng trËn m a lín bÊt th êng trong th¸ng 6 v th¸ng 7. C êng ®é lò lôt lín ch a tõng thÊy. T¹i Saint Louis, Missouri, s«ng Mississippi ®¹t mùc n íc 6 m bªn trªn møc lò. Mét con s«ng, b×nh th êng réng kho¶ng 800 m ë gÇn Saint Joseph, Missouri, ®· lan réng ra ®Õn 10 km, l m cho gÇn nöa quËn Saint Charles ngËp trong n íc (h×nh 7.1). T¹i th nh phè Kansas, Missouri, s«ng Missouri n©ng lªn cao 6,7 m so víi bê. Kh¾p miÒn Trung T©y, h ng chôc ngh×n ng«i nh bÞ h h¹i hoÆc ph¸ huû do lò lôt, v× to n bé c¸c vïng xung quanh v 77 th nh phè nhá ch×m trong n íc. Lò lôt thËm chÝ cßn chia sÎ phÇn cay ®¾ng mØa mai cña m×nh: Des Moines, Iowa bÞ thiÕu n íc uèng trong 12 ng y v× n íc lò « nhiÔm. C d©n Jacki Meek, 40 tuæi, ë ngo¹i « Saint Louis, ®¹i diÖn cho 85 000 ng êi ph¶i s¬ t¸n khái nh cña m×nh ®· nãi “T«i c¶m thÊy m×nh b©y giê gi tíi 65 tuæi, t«i thÊy nh cña m×nh trªn ch ¬ng tr×nh thêi sù, v t«i chØ biÕt kªu khãc”. M a v c¸c hiÖn t îng gi¸ng thñy kh¸c l mét thùc tÕ cuéc sèng ®èi víi tÊt c¶ mäi ng êi, mÆc dï b×nh th êng th× hËu qu¶ cña nã cßn xa míi b»ng lò lôt n¨m 1993. Thùc tÕ, viÖc t×m kiÕm ®¸p ¸n cho c©u hái c¸i g× l m nªn gi¸ng thñy cã thÓ ®· l mét trong nh÷ng lý do ®Ó b¹n lËt trang quyÓn s¸ch n y. Trong ch ¬ng 6, chóng ta ®· biÕt vÒ nh÷ng qu¸ tr×nh dÉn ®Õn h×nh th nh c¸c lo¹i m©y cho gi¸ng thñy v kh«ng cho gi¸ng thñy. Trong ch ¬ng n y, chóng ta gi¶i thÝch c¸c qu¸ tr×nh m nhê ®ã c¸c giät m©y v c¸c tinh thÓ b¨ng ch a g©y m a lín lªn ®ñ ®Ó r¬i xuèng th nh gi¸ng thñy. http://www.ebook.edu.vn 243
H×nh 7.1. Lò lôt trªn c¸c s«ng Mississippi v Moussouri. ¶nh bªn trªn cho thÊy vÞ trÝ bê cña hai s«ng n y ë t×nh huèng b×nh th êng. Lò lôt cùc h¹n v ît bê ®· l m ngËp nh÷ng vïng réng lín cña mét sè bang ë phÇn Trung T©y trong mïa hÌ n¨m 1993 (¶nh d íi) Sù lín lªn cña c¸c giät m©y Khi ho¹t ®éng riªng lÎ, träng lùc sÏ l m t¨ng tèc ®é c¸c vËt r¬i xuèng phÝa bÒ mÆt. Nh ng träng lùc kh«ng ph¶i l lùc duy nhÊt t¸c ®éng lªn mét vËt ®ang r¬i; trong cïng thêi gian, kh«ng khÝ t¸c ®éng mét lùc c¶n, hay kh¸ng lùc. Khi tèc ®é t¨ng lªn, lùc c¶n còng t¨ng, cho ®Õn khi lùc c¶n c©n b»ng víi träng lùc v gia tèc bÞ triÖt tiªu. VËt vÉn r¬i, nh ng víi mét tèc ®é kh«ng ®æi, vËn tèc dõng. NÕu kh«ng cã g× ®Æc biÖt, tèc ®é dõng phô thuéc v o kÝch th íc, c¸c vËt nhá r¬i chËm h¬n nhiÒu so víi vËt lín. (Chóng ta sÏ xem xÐt tØ mØ mèi liªn quan gi÷a kÝch th íc v tèc ®é dõng trong chuyªn môc 7.1: Nh÷ng nguyªn lý VËt lý: V× sao c¸c h¹t m©y kh«ng r¬i). http://www.ebook.edu.vn 244
Nh chóng ta ®· nh¾c ®Õn, c¸c giät m©y r¬i chËm do chóng rÊt nhá. C¸c giät m©y cã kÝch nhá l v× trong thùc tÕ cã rÊt nhiÒu c¸c nh©n ng ng kÕt; do ®ã, n íc trong m©y ph©n bè cho rÊt nhiÒu h¹t nhá chø kh«ng tËp trung v o mét sè Ýt nh÷ng h¹t lín h¬n. Víi kÝch th íc nhá, c¸c giät m©y lóc ®Çu cã tèc ®é dõng cùc chËm, chóng kh«ng thÓ ®¹t tíi bÒ mÆt. HiÖu øng n y thÓ hiÖn râ trªn h×nh 7.2, h×nh n y biÓu diÔn c¸c tèc ®é dõng cña c¸c hîp phÇn m©y kh¸c nhau. Nh÷ng h¹t m©y nhá nhÊt l c¸c nh©n ng ng kÕt, trªn ®ã c¸c giät n íc láng h×nh th nh (®Ó ®¬n gi¶n, h×nh n y chØ ¸p dông ®èi víi m©y gåm n íc láng, kh«ng cã c¸c tinh thÓ b¨ng). C¸c nh©n ng ng kÕt nhá ®Õn nçi chóng r¬i xuèng víi mét tèc ®é chËm kh«ng nhËn ra ® îc. Nh÷ng giät m©y lín h¬n (nh ng kh«ng r¬i xuèng th nh m a) ®iÓn h×nh cã b¸n kÝnh tõ 10 ®Õn 50 μm (h·y nhí l¹i, 1 μm b»ng mét phÇn triÖu mÐt). C¸c h¹t m©y n y cã tèc ®é r¬i tõ kho¶ng 1 ®Õn 25 cm/s. Mét c¸ch t ¬ng ph¶n, nh÷ng h¹t m a lín h¬n nhiÒu, ® îc thÓ hiÖn trªn h×nh, r¬i víi tèc ®é 650 cm/s, nhanh gÊp 25 lÇn. H×nh 7.2. C¸c ®Æc tr ng trung b×nh cña c¸c hîp phÇn m©y Nh÷ng giät m a r¬i xuèng bÒ mÆt khi chóng trë th nh ®ñ lín sao cho träng lùc v ît qua ® îc hiÖu øng cña c¸c dßng th¨ng. ThÕ n o gäi l ®ñ lín? NÕu xÐt theo b¸n kÝnh, nh÷ng giät m a lín h¬n c¸c giät m©y ®iÓn h×nh kho¶ng 100 lÇn. Víi kÝch th íc ®ã, phÇn lín c¸c ph©n tö n íc n»m ë phÇn bªn trong cña giät m©y, chØ mét sè t ¬ng ®èi Ýt c¸c ph©n tö ë mÐp ngo i tiÕp xóc víi khÝ quyÓn. V× chØ cã mét tØ phÇn nhá h¬n bÞ lùc c¶n, vËn tèc dõng sÏ ®ñ lín ®Ó giät m©y r¬i th nh m a. Chóng ta cÇn l u ý r»ng, nÕu xÐt theo thÓ tÝch hay khèi l îng n íc, c¸c giät m a lín h¬n so víi c¸c giät m©y mét triÖu lÇn chø kh«ng ph¶i chØ mét tr¨m lÇn. §ã l v× thÓ tÝch h×nh cÇu tû lÖ víi lËp ph ¬ng cña b¸n kÝnh. NÕu b¸n kÝnh lín h¬n 100 lÇn, th× thÓ tÝch lín h¬n l 100 × 100 × 100 (1 triÖu) lÇn. C¸c giät m a kh«ng ho n to n l h×nh cÇu, nh ng nguyªn t¾c n y vÉn ®óng: c¸c phÇn tö gi¸ng thñy th êng lín h¬n nhiÒu lÇn so víi nh÷ng giät m©y. Ýt ra l d íi gi¸c ®é mét giät m©y, mÆc dï http://www.ebook.edu.vn 245
chóng ta kh«ng cho r»ng m©y l nh÷ng vËt r¬i lín, nh ng thùc sù l nh vËy. Trong c¸c môc tiÕp theo cña ch ¬ng n y, chóng ta sÏ tæng quan nh÷ng qu¸ tr×nh t¹o th nh nh÷ng vËt r¬i “khæng lå” ®ã. h íng xuèng d íi, bÞ chèng l¹i bëi lùc c¶n cña giã (trë kh¸ng). Mét giät n íc võa 7-1 Nh÷ng nguyªn lý vËt lý: míi sinh ra trong khÝ quyÓn r¬i víi tèc ®é t¨ng dÇn, nh ng kh«ng t¨ng v« tËn. DÇn T¹i sao c¸c h¹t m©y kh«ng r¬i? dÇn lùc c¶n ( Fd ) c©n b»ng víi träng lùc ( Fg ) , kÕt qu¶ l kh«ng cßn lùc rßng: B¹n cã lÏ ®· quen thuéc víi truyÒn thuyÕt - thÝ nghiÖm cña Galileo Galilei lùc rßng = Fg − Fd = 0 . cuèi thÕ kû 16, cho hai vËt r¬i, mét nhÑ Kh«ng cã lùc rßng th× kh«ng cã gia v mét nÆng, tõ trªn th¸p nghiªng Pisa. tèc v giät n íc r¬i víi vËn tèc tèc r¬i C¶ hai vËt chÞu cïng mét gia tèc träng dõng cña nã. Giät n íc r¬i nhanh nh thÕ tr êng, ch¹m tíi mÆt ®Êt gÇn nh cïng n o? §Ó tr¶ lêi c©u hái n y, ta cÇn biÕt mét thêi gian. BiÓu diÔn cña Galileo cã vÎ mét chót vÒ ®é lín cña hai lùc. kh«ng phï hîp tr¶i nghiÖm h ng ng y Träng lùc cña chóng ta, v× mét con kiÕn r¬i tõ nãc tßa nh cao tÇng xuèng ®Êt ch¾c ph¶i l©u Träng lùc tû lÖ thuËn víi khèi l îng. h¬n mét qu¶ cÇu. Nã còng kh«ng gièng Khi ta b íc lªn chiÕc c©n, chÝnh l ta ®o víi nhËn ®Þnh cña chóng ta r»ng nh÷ng lùc n y. §èi víi mét giät m©y kh«ng chøa giät m©y nhá th× r¬i chËm. Lêi gi¶i ph¶i g× kh¸c ngo i c¸c ph©n tö n íc, khèi l : cã lùc kh¸c t¸c ®éng lªn c¸c vËt ®ang l îng chÝnh l mËt ®é nh©n víi thÓ tÝch. r¬i ngo i träng lùc, thËt vËy, cã lùc c¶n VËy ta cã Fg b»ng cña giã, hay trë kh¸ng. B»ng c¸ch xem 4 3 xÐt hai lùc n y cïng t¸c ®éng nh thÕ Fg = ρ πr , 3 n o, ta sÏ hiÓu thªm v× sao c¸c h¹t m©y ë ®©y ρ l mËt ®é cña n íc v rl b¸n kh«ng r¬i. §Ó dÔ b n luËn, ta gi¶ thiÕt c¸c h¹t cã h×nh cÇu – khi dïng c¸c h×nh kÝnh giät. d¹ng thùc tÕ h¬n th× còng sÏ kh«ng l m Lùc c¶n thay ®æi nh÷ng kÕt luËn cña chóng ta. Trë kh¸ng gi÷a giät v kh«ng khÝ §Þnh luËt thø hai cña Newton nãi xung quanh phô thuéc v o tèc ®é r¬i v r»ng: nÕu mét lùc rßng t¸c ®éng lªn mét kÝch th íc cña giät. Gièng nh mét « t« khèi l îng, khèi l îng ®ã sÏ cã mét gia ®ang ch¹y trªn ® êng cao tèc, mét giät tèc (hay thay ®æi vËn tèc theo thêi gian). n íc chÞu lùc c¶n m¹nh h¬n khi nã §èi víi mét khèi l îng ®ang xÐt, gia tèc chuyÓn ®éng trong kh«ng khÝ. Thùc tÕ, tû lÖ thuËn víi lùc. D íi d¹ng ph ¬ng mét c¸ch gÇn ®óng, lùc c¶n t¨ng theo tr×nh, ®Þnh luËt n y viÕt th nh: b×nh ph ¬ng cña tèc ®é giã ( v 2 ) . VËy kÝch lùc rßng = khèi l îng × gia tèc . th íc ¶nh h ëng tíi lùc c¶n nh thÕ n o? §èi víi mét h×nh cÇu, ¶nh h ëng cña kÝch H·y l u ý, ®Þnh luËt thø hai cña Newton nãi r»ng ta xÐt lùc rßng tøc l kÕt th íc giät n íc chñ yÕu l do diÖn tÝch qu¶ cña tÊt c¶ c¸c lùc t¸c ®éng lªn vËt. cña bÒ mÆt. Khi diÖn tÝch bÒ mÆt t¨ng, Khi xÐt giät n íc ®ang r¬i, nã cã träng lùc lùc c¶n t¨ng theo mét c¸ch tØ lÖ thuËn. NÕu nhí l¹i l , diÖn tÝch bÒ mÆt h×nh cÇu http://www.ebook.edu.vn 246
cÇu b»ng 4π r 2 , ta cã thÓ kÕt hîp c¸c ¶nh Nhê c«ng thøc n y, ta nhËn ® îc mét kÕt qu¶ quan träng: khi b¸n kÝnh h ëng cña tèc ®é v cña diÖn tÝch bÒ mÆt giät t¨ng, th× vËn tèc dõng t¨ng. Mét c¸ch th nh t ¬ng ® ¬ng, c¸c giät lín r¬i nhanh h¬n 2 2 Fd = kυ 4π r , c¸c h¹t nhá. ý nghÜa vËt lý ë ®©y l : c¶ träng lùc lÉn lùc c¶n ®Òu t¨ng theo b¸n trong ®ã k l mét h»ng sè. Gi¸ trÞ cña k kÝnh, nh ng träng lùc t¨ng nhanh h¬n so kh«ng quan träng ë ®©y; vÊn ®Ò l Fd tØ víi lùc c¶n v v× vËy ®ßi hái mét tèc ®é r¬i lÖ víi b×nh ph ¬ng tèc ®é r¬i ( v 2 ) v b¸n cao h¬n ®Ó bï cho Fg . Chó ý r»ng, ®èi víi kÝnh ( r 2 ) . giät n íc, r¬i víi tèc ®é vt trong khÝ VËn tèc dõng quyÓn ®øng yªn th× còng ho n to n gièng nh nã ®øng yªn trong kh«ng khÝ n©ng §èi víi mét giät n íc r¬i víi vËn tèc lªn víi tèc ®é vt . Nh vËy, c«ng thøc n y dõng, ta ®· nãi r»ng träng lùc v lùc c¶n b»ng nhau. NÕu dïng vt l vËn tèc dõng, nãi r»ng cÇn mét dßng th¨ng m¹nh ®Ó gi÷ mét giät n íc lín ë trªn cao, cßn mét ta cã giät n íc nhá th× dÔ l¬ löng. 4 3 2 2 ρ π r = kv t 4π r Trë l¹i víi tr êng hîp th¸p nghiªng 3 Pisa ®· m« t¶ ë trªn, b©y giê ta cã thÓ ( Fg ) ( Fd ) hiÓu v× sao c¸c vËt cña Galileo ®· r¬i gÇn §Ó x¸c ®Þnh vËn tèc dõng, ta s¾p xÕp nh víi cïng mét tèc ®é. §èi víi nh÷ng v gi¶i ra ®èi víi vt : vËt lín nh thÕ, träng lùc lín h¬n lùc c¶n rÊt nhiÒu trong suèt qu·ng ® êng r¬i 4 2 3 2 vt = ρ π r / k4π r ng¾n ngñi. NÕu bá qua lùc c¶n, träng lùc 3 l m t¨ng tèc ®é cña c¶ hai vËt gÇn nh 4 3 2 ρ / 4k r / r = víi cïng mét møc ®é. NÕu nh Galilei 3 dïng c¸c vËt víi kÝch th íc rÊt kh¸c 1 nhau, hoÆc nÕu nh c¸c vËt r¬i ®ñ xa ®Ó ρ/k r = 3 ®¹t tíi vËn tèc dõng, th× chªnh lÖch vÒ tèc ®é cã thÓ xuÊt hiÖn. ChuyÖn vÒ søc c¶n vt = c hay r, cña giã còng ho n to n nh vËy, v nh÷ng cuèn s¸ch gièng nh s¸ch n y sÏ 1 ρ / k l mét h»ng sè. ë ®©y c = kh«ng cÇn b n vÒ chñ ®Ò n y n÷a. 3 Lín lªn do ng ng kÕt Khi c¸c giät m©y b¾t ®Çu h×nh th nh do sù l¹nh ®i ®o¹n nhiÖt cña kh«ng khÝ th¨ng, chÝnh l chóng h×nh th nh ë trªn c¸c nh©n ng ng kÕt. Nh ng trong ph¹m vi mét v i chôc mÐt bªn trªn mùc ng ng kÕt th¨ng, tÊt c¶ nh÷ng nh©n ng ng kÕt hiÖn cã ®· hót lÊy n íc, cßn sù ng ng kÕt tiÕp theo n o ®ã chØ cã thÓ diÔn ra trªn c¸c giät ®ang tån t¹i Êy. Sù ng ng kÕt cã thÓ l m cho c¸c giät n íc rÊt nhá lín lªn nhanh, nh ng chØ ®Õn khi chóng ®¹t tíi nh÷ng b¸n kÝnh ®Õn kho¶ng 20 μm, b¸n kÝnh ®ã vÉn cßn l rÊt nhá so víi kÝch th íc cÇn thiÕt ®Ó r¬i xuèng th nh m a. Sau thêi ®iÓm n y, sù t¨ng tr ëng tiÕp theo do ng ng kÕt l nhá nhÊt. §Ó hiÓu t¹i sao, h·y nhí l¹i r»ng h¬i n íc trong kh«ng khÝ chØ cßn t ¬ng ®èi Ýt ®Ó ng ng kÕt. Víi nhiÒu giät nh thÕ tranh nhau mét l îng n íc h¹n chÕ th× kh«ng giät n o cã thÓ lín lªn rÊt nhanh http://www.ebook.edu.vn 247
® îc. Râ r ng l nÕu nh t¨ng tr ëng do ng ng kÕt l qu¸ tr×nh t¸c ®éng duy nhÊt, th× chóng ta sÏ thÊy rÊt Ýt m a, nÕu nh cã, trªn Tr¸i §Êt n y. V× vËy, chóng ta cÇn biÕt r»ng qu¸ tr×nh ng ng kÕt chØ l ®iÓm xuÊt ph¸t cña m a v tuyÕt, kh«ng ph¶i l to n bé nguyªn nh©n. Cã hai qu¸ tr×nh kh¸c cã tr¸ch nhiÖm l m cho giät m©y lín lªn tiÕp, tÇm quan träng t ¬ng ®èi cña hai qu¸ tr×nh ®ã tïy thuéc v o c¸c ®Æc tr ng nhiÖt ®é cña m©y. Lín lªn trong m©y Êm PhÇn lín m©y cho m a ë c¸c vïng nhiÖt ®íi v nhiÒu m©y ë c¸c vÜ ®é trung b×nh l nh÷ng ®¸m m©y Êm, lu«n cã nhiÖt ®é lín h¬n 0oC. Trong m©y Êm, qu¸ tr×nh va ch¹m - liªn kÕt g©y nªn gi¸ng thñy, qu¸ tr×nh n y phô thuéc v o tèc ®é r¬i kh¸c nhau cña c¸c giät víi kÝch th íc kh¸c nhau. C¸c giät m©y cã c¸c kÝch th íc kh¸c nhau, v do ®ã, cã c¸c vËn tèc dõng kh¸c nhau. H·y nh×n h×nh 7.3 xem ®iÒu g× sÏ x¶y ra khi giät lín nhÊt (gäi l giät thu l îm) r¬i trong mét ®¸m m©y Êm. Khi giät thu l îm r¬i xuèng, nã v ît qua mét sè giät nhá h¬n trªn ® êng ®i cña m×nh, bëi v× vËn tèc dõng cña nã lín h¬n. §iÒu ®ã mang l¹i c¬ héi cho sù va ch¹m v liªn kÕt. Sù va ch¹m. Khi r¬i, mét giät thu l îm va ch¹m chØ víi mét sè giät trªn ® êng cña nã. X¸c suÊt va ch¹m phô thuéc v o c¶ kÝch th íc tuyÖt ®èi lÉn kÝch th íc t ¬ng ®èi cña giät thu l îm so víi nh÷ng giät n íc phÝa H×nh 7.3. V× h¹t thu l îm cã khèi d íi. NÕu giät thu l îm lín h¬n nhiÒu so víi l îng lín h¬n, nã cã tèc ®é dõng lín h¬n (biÓu diÔn b»ng ®é d i cña c¸c giät n íc ë phÝa d íi, tØ lÖ nh÷ng lÇn va mòi tªn h íng xuèng d íi) so víi ch¹m (hiÖu suÊt va ch¹m) sÏ thÊp. H×nh 7.4 c¸c giät nhá trªn ® êng r¬i cña cho thÊy v× sao. Khi giät thu l îm r¬i, nã m×nh. H¹t thu l îm sÏ v ît qua v nÐn kh«ng khÝ trªn ® êng ®i cña m×nh. va ch¹m víi c¸c h¹t nhá h¬n Kh«ng khÝ bÞ nÐn sÏ t¹o ra mét xung giã giËt yÕu ®Èy c¸c giät nhá d¹t ra khái ® êng ®i. Tuy nhiªn, giã giËt yÕu kh«ng thÓ ®Èy c¸c giät lín h¬n ra ngo i v giät thu l îm cã thÓ va ch¹m víi chóng. KÕt qu¶ l , hiÖu suÊt va ch¹m sÏ lín h¬n ®èi víi nh÷ng giät cã kÝch th íc kh«ng nhá h¬n qu¸ nhiÒu so víi giät thu l îm. B¹n cã thÓ ®· chøng kiÕn mét hiÖn t îng t ¬ng tù ë mét quy m« lín h¬n khi l¸i xe trªn ® êng n«ng th«n v o mïa hÌ, kÝnh ch¾n giã phÝa tr íc dån nh÷ng con c«n trïng lín ®ang bay bÞ kÑt l¹i th nh mét ®èng nhá ë mÐp kÝnh. RÊt khã kh¨n ®Ó d¹t ra bªn c¹nh b»ng kh«ng khÝ bÞ nÐn ë ngay phÝa tr íc kÝnh ch¾n giã, chóng bay tiÕp theo ® êng cña chóng cho ®Õn khi thêi ®iÓm hiÓm nghÌo xuÊt hiÖn. Tr¸i l¹i, nh÷ng con bä nhá h¬n th× bÞ thæi tung ra khái con ® êng tai häa. http://www.ebook.edu.vn 248
HiÖu suÊt va ch¹m còng thÊp ®èi víi c¸c giät gÇn nh b»ng nhau vÒ kÝch th íc so víi giät thu l îm, v× vËn tèc dõng cña chóng gÇn b»ng víi vËn tèc cña giät thu l îm, khi ®ã giät thu l îm khã cã thÓ ®uæi kÞp v va ch¹m víi chóng. L¹i t ¬ng tù víi t×nh huèng « t«, nh÷ng vô ®ông ®é gi÷a c¸c xe Ýt kh¶ n¨ng x¶y ra chõng n o tÊt c¶ c¸c xe ch¹y víi cïng tèc ®é v cïng h íng. Trong nh÷ng t×nh huèng nhÊt ®Þnh, hiÖu suÊt va ch¹m cã thÓ thùc sù v ît qu¸ 100%, v giät thu l îm cã thÓ va ch¹m víi nhiÒu giät h¬n sè l îng giät trªn ® êng ®i cña nã. Mét giät ®ang r¬i t¹o nªn nh÷ng cuén xo¸y rèi cã thÓ thu hót nh÷ng giät nhá ë bªn ngo i ® êng ®i v mang chóng trë l¹i phÝa ®Ønh cña giät thu l îm, ë ®ã sÏ x¶y ra va ch¹m. Nghiªn cøu gÇn ®©y sö dông c¸c m« h×nh to¸n cho biÕt r»ng chuyÓn ®éng rèi d íi d¹ng nh÷ng cuén xo¸y l m t¨ng hiÖu suÊt va ch¹m lªn rÊt nhiÒu. C¸c xo¸y rèi cã t¸c dông nh nh÷ng m¸y ly t©m nhá chia t¸ch c¸c giät theo kÝch th íc khi chóng quay xung quanh t©m. BiÕn thiªn kÕt qu¶ vÒ nång ®é sÏ l m t¨ng ®¸ng kÓ suÊt va ch¹m trung b×nh. Ngo i ra, sù quay nhanh l m cho c¸c dßng giät n íc t¸ch khái kh«ng khÝ gièng nh mét con thoi v¨ng ra khái d©y nèi. Nh÷ng giät bÞ t¸ch ra cã x¸c suÊt va ch¹m cao víi c¸c giät kh¸c, cho nªn qu¸ tr×nh n y còng l m t¨ng hiÖu suÊt va ch¹m. TÝnh to¸n cho thÊy r»ng, ®Ó cho ly t©m v hiÖu øng d©y nèi cã thÓ xuÊt hiÖn th× chØ cÇn chuyÓn ®éng cuén xo¸y cì nhÑ, cã nghÜa l c¸c qu¸ tr×nh n y t¸c ®éng trong phÇn lín c¸c ®¸m m©y. Sù liªn kÕt. Khi mét giät thu l îm v c¸c giät nhá h¬n va ch¹m, chóng cã thÓ hoÆc kÕt hîp l¹i ®Ó h×nh th nh mét giät duy nhÊt lín h¬n hoÆc v¨ng ra th nh nhiÒu m¶nh. §a sè c¸c giät n íc va ch¹m th êng dÝnh v o nhau. Qu¸ tr×nh n y ® îc gäi l liªn kÕt, v tû lÖ phÇn tr¨m c¸c giät n íc va ch¹m liªn kÕt l¹i H×nh 7.4. Khi mét giät thu l îm r¬i (a), nã nÐn kh«ng khÝ ë phÝa d íi nã víi nhau ® îc gäi l hiÖu suÊt liªn kÕt. V× ®a (b). §iÒu n y t¹o ra mét gra®ien ¸p sè c¸c va ch¹m dÉn tíi kÕt côc liªn kÕt, nªn suÊt v ®Èy nh÷ng giät rÊt nhá ra hiÖu suÊt liªn kÕt th êng ® îc chÊp nhËn khái ® êng (c). C¸c giät nhá bÞ d¹t b»ng gÇn 100 %. Nãi c¸ch kh¸c, chóng ta ho n sang bªn v tr¸nh khái bÞ t¸c ®éng http://www.ebook.edu.vn 249
to n cã thÓ bá qua hiÖu suÊt liªn kÕt cña hai giät cã kÝch th íc t ¬ng tù, bëi v× chóng Ýt kh¶ n¨ng va ch¹m ë vÞ trÝ thø nhÊt. Sù va ch¹m v sù liªn kÕt cïng víi nhau h×nh th nh c¬ chÕ quan träng cho m a ë c¸c vïng nhiÖt ®íi, n¬i nh÷ng ®¸m m©y Êm chiÕm u thÕ. T¹i c¸c vÜ ®é trung b×nh, ®a sè c¸c ®¸m m©y cho gi¸ng thñy cã c¸c nhiÖt ®é ®ãng b¨ng, Ýt ra l t¹i c¸c phÇn phÝa trªn cña chóng. §iÒu ®ã t¹o thuËn lîi cho sù t¨ng tr ëng gi¸ng thñy b»ng mét c¬ chÕ kh¸c liªn quan tíi sù cïng tån t¹i cña c¸c tinh thÓ b¨ng v c¸c giät n íc siªu l¹nh, qu¸ tr×nh Bergeron (cßn ® îc biÕt ®Õn nh qu¸ tr×nh Bergeron- Findeisen hoÆc qu¸ tr×nh tinh thÓ b¨ng) ® îc m« t¶ trong môc tiÕp theo. Lín lªn trong c¸c ®¸m m©y m¸t v l¹nh Kh¸c víi c¸c b¶n sao cña chóng t¹i vïng nhiÖt ®íi, Ýt nhÊt mét phÇn cña ®a sè c¸c ®¸m m©y vïng vÜ ®é trung b×nh cã nhiÖt ®é thÊp h¬n ®iÓm tan b¨ng. Nh trªn h×nh 7.5a, mét sè ®¸m m©y cã nhiÖt ®é thÊp h¬n 0oC v cÊu t¹o ho n to n tõ c¸c tinh thÓ b¨ng, c¸c giät n íc siªu l¹nh hoÆc hçn hîp cña c¶ hai. C¸c ®¸m m©y ®ã gäi l nh÷ng ®¸m m©y l¹nh. Tr¸i l¹i, m©y m¸t (h×nh 7.5b) cã c¸c nhiÖt ®é lín h¬n 0oC t¹i c¸c biªn phÝa d íi v nh÷ng ®iÒu kiÖn cËn ®ãng b¨ng ë phÝa trªn. Nh chóng ta ®· b n luËn ë ch ¬ng 5, sù b·o hßa t¹i nhiÖt ®é gi÷a -4oC v -40oC cã thÓ dÉn ®Õn sù h×nh th nh c¸c tinh thÓ b¨ng nÕu cã nh÷ng nh©n b¨ng hiÖn diÖn hoÆc h×nh th nh c¸c giät láng siªu l¹nh nÕu kh«ng cã nh÷ng nh©n b¨ng hiÖn diÖn. Nh vËy, mét ®¸m m©y tÝch kh¸ ph¸t triÓn cã thÓ cÊu t¹o ho n to n tõ nh÷ng giät n íc ë phÇn thÊp cña nã, mét tæ hîp nh÷ng giät n íc siªu l¹nh v nh÷ng tinh thÓ b¨ng ë phÇn gi÷a v nh÷ng tinh thÓ b¨ng ho n chØnh ë phÇn ®Ønh trªn cïng (h×nh 7.6). C¸c qu¸ tr×nh ® îc m« t¶ trong môc n y ho¹t ®éng bªn trong nh÷ng ®¸m m©y l¹nh v m¸t cã hçn hîp b¨ng v n íc láng. H×nh 7.5. §¸m m©y l¹nh (a) cã nhiÖt ®é thÊp h¬n 0oC tõ ch©n ®Õn ®Ønh m©y. §¸m m©y m¸t (b) cã nhiÖt ®é lín h¬n 0oC ë c¸c phÇn phÝa d íi v cã nhiÖt ®é ®ãng b¨ng ë phÇn phÝa trªn Nh chóng ta sÏ thÊy, sù cïng tån t¹i cña b¨ng v nh÷ng giät n íc siªu l¹nh rÊt quan träng ®èi víi sù ph¸t triÓn cña phÇn lín gi¸ng thñy ë bªn ngo i vïng nhiÖt ®íi. Mét qu¸ tr×nh, trong ®ã nh÷ng giät n íc v tinh thÓ trong c¸c ®¸m m©y vïng vÜ ®é trung b×nh lín lªn tíi kÝch th íc cho gi¸ng thñy ®· ® îc m« t¶ bëi mét trong nh÷ng nh khoa häc lçi l¹c cña khÝ t îng häc hiÖn ®¹i, Tor Bergeron. Qu¸ tr×nh http://www.ebook.edu.vn 250
n y do ®ã th êng ® îc nh¾c ®Õn víi tªn gäi qu¸ tr×nh Bergeron. Nguyªn lý c¬ së cña qu¸ tr×nh Bergeron l ¸p suÊt h¬i b·o hßa xung quanh b¨ng (l îng h¬i n íc cÇn thiÕt ®Ó gi÷ b¨ng ë tr¹ng th¸i c©n b»ng) nhá h¬n ¸p suÊt h¬i n íc b·o hßa xung quanh n íc siªu l¹nh t¹i cïng mét nhiÖt ®é. * Nãi c¸ch kh¸c, nÕu cã võa ®ñ h¬i n íc trong kh«ng khÝ ®Ó gi÷ cho mét giät siªu l¹nh kh«ng bèc th nh h¬i, th× l îng h¬i n íc ®ã thõa ®ñ ®Ó duy tr× mét tinh thÓ b¨ng. Chóng ta sÏ xem xÐt ®iÒu n y dÉn ®Õn gi¸ng thñy nh thÕ n o. _______________ H×nh 7.6. §¸m m©y tÝch. PhÇn bªn d íi cÊu t¹o ho n to n tõ c¸c giät láng, phÇn gi÷a - hçn hîp b¨ng v n íc láng v phÇn trªn - ho n to n l b¨ng. PhÇn ®Ønh m©y cÊu t¹o tõ b¨ng cã ranh giíi mê nh¹t h¬n H·y quan s¸t h×nh 7.7 v xÐt t×nh huèng trong ®ã c¸c tinh thÓ b¨ng v c¸c giät n íc siªu l¹nh cïng tån t¹i, cßn ¸p suÊt h¬i n íc th× b»ng víi ¸p su©t cÇn thiÕt ®Ó gi÷ c¸c giät n íc ë tr¹ng th¸i c©n b»ng. Trªn h×nh 7.7a tèc ®é ng ng kÕt v o giät n íc láng b»ng tèc ®é bèc h¬i. Nh ng khi ¸p suÊt h¬i n íc trong m©y b»ng ¸p suÊt h¬i n íc b·o hßa ®èi víi giät n íc, th× ¸p suÊt ®ã lín h¬n ¸p suÊt h¬i b·o hßa ®èi víi b¨ng. §iÒu n y l m cho mét phÇn h¬i n íc trong kh«ng khÝ bÞ ng ng kÕt trùc tiÕp v o b¨ng. Tr÷ l îng h¬i n íc trong kh«ng khÝ sau ®ã bÞ gi¶m xuèng v sÏ l m cho c¸c giät n íc láng bÞ bèc h¬i v× nã nh êng n íc ®Ó phôc håi tr¹ng th¸i c©n b»ng (b). Nh ng qu¸ tr×nh n y ch a kÕt thóc ë ®©y, bëi v× sù bèc h¬i tõ giät n íc l m t¨ng tr÷ l îng h¬i n íc cña kh«ng khÝ, l îng h¬i n íc ®ã l¹i tiÕp tôc ng ng kÕt v o c¸c tinh thÓ b¨ng (c). KÕt côc dÉn tíi mét qu¸ tr×nh chuyÓn hãa liªn tôc: c¸c giät láng nh êng h¬i n íc, ®Ó råi h¬i n íc ®ã ng ng kÕt v o c¸c tinh thÓ b¨ng. Nãi kh¸c ®i, c¸c tinh thÓ b¨ng liªn tôc lín lªn nhê nh÷ng giät n íc siªu l¹nh tÝch tô thªm v o. MÆc dï h×nh 7.7 diÔn t¶ qu¸ tr×nh n y th nh c¸c b íc riªng biÖt, nh ng bèc h¬i v kÕt tô trong thùc tÕ x¶y ra ®ång thêi. Sù lín lªn cña c¸c tinh thÓ b¨ng nhê qu¸ tr×nh kÕt tô h¬i n íc th êng kh«ng ®ñ ®Ó t¹o ra m a lín, chØ l m a nhÑ. Khi c¸c tinh thÓ b¨ng lín lªn, khèi l îng cña tinh thÓ t¨ng, chóng sÏ r¬i trong m©y v va ch¹m víi nh÷ng giät n íc v nh÷ng tinh thÓ b¨ng kh¸c. Nh÷ng vô va ch¹m nh thÕ g©y nªn hai qu¸ tr×nh quan träng n÷a cã thÓ l m t¨ng rÊt nhanh tèc ®é lín lªn cña c¸c tinh thÓ b¨ng, ®ã l sù båi kÕt * §ã l v× c¸c ph©n tö trong mét tinh thÓ b¨ng liªn kÕt víi nhau chÆt chÏ h¬n so víi c¸c ph©n tö cña n íc láng. RÊt thó vÞ l ®iÒu n y kh«ng ph¶i Bergeron ph¸t hiÖn ra, nã ® îc ph¸t hiÖn nhiÒu n¨m tr íc bëi Alfred Wegener, nh khoa häc næi tiÕng h¬n do nh÷ng ®ãng gãp cña «ng cho häc thuyÕt kiÕn t¹o m¶ng (®«i khi gäi l thuyÕt tr«i lôc ®Þa). §ãng gãp cña Bergeron l ®· ¸p dông nguyªn lý n y v o sù t¨ng tr ëng cña c¸c hîp phÇn m©y v qu¸ tr×nh h×nh th nh gi¸ng thñy. http://www.ebook.edu.vn 251
(phñ s ¬ng muèi) v kÕt côm. H×nh 7.7. Qu¸ tr×nh Bergeron. NÕu l îng h¬i n íc trong kh«ng khÝ võa ®ñ ®Ó gi÷ mét giät n íc siªu l¹nh c©n b»ng, th× l îng ®ã thõa ®ñ ®Ó gi÷ mét tinh thÓ b¨ng c©n b»ng. §iÒu kiÖn n y dÉn ®Õn kÕt tô (tøc chuyÓn pha tõ h¬i n íc sang b¨ng) nhanh h¬n th¨ng hoa (tøc chuyÓn pha tõ b¨ng sang h¬i n íc) v tinh thÓ lín lªn (a). H¬i n íc bÞ Ýt ®i trong kh«ng khÝ l m cho giät n íc ph¶i bèc h¬i (b). Bèc h¬i tõ giät n íc l m cho kh«ng khÝ cã thªm n íc v kÝch thÝch sù t¨ng tr ëng tinh thÓ b¨ng (c). Tuy ë ®©y biÓu diÔn mét chuçi c¸c b íc riªng biÖt, nh ng c¸c qu¸ tr×nh diÔn ra ®ång thêi Båi kÕt v kÕt côm. Chóng ta ®· thÊy r»ng sù h×nh th nh c¸c tinh thÓ b¨ng trong khÝ quyÓn th êng ®ßi hái ph¶i cã mÆt nh÷ng nh©n b¨ng, hay nh÷ng h¹t khëi ®éng sù ®ãng b¨ng. Trong thùc tÕ, b¶n th©n b¨ng chÝnh l mét nh©n b¨ng rÊt hiÖu dông. Nh vËy, khi c¸c tinh thÓ b¨ng r¬i trong m©y v va ch¹m víi c¸c giät siªu l¹nh, n íc láng sÏ ng ng kÕt th nh b¨ng b¸m v o c¸c tinh thÓ b¨ng. Qu¸ tr×nh n y gäi l phñ s ¬ng muèi (hoÆc l båi kÕt), nã l m cho c¸c tinh thÓ b¨ng lín lªn nhanh, tiÕp tôc t¨ng tèc ®é r¬i v kÝch thÝch båi kÕt h¬n n÷a. Mét qu¸ tr×nh quan träng kh¸c trong ph¸t triÓn gi¸ng thñy l sù kÕt côm, liªn kÕt hai tinh thÓ b¨ng ®Ó t¹o th nh mét tinh thÓ ®¬n lín h¬n. Sù kÕt côm xuÊt hiÖn dÔ nhÊt khi c¸c tinh thÓ b¨ng cã mét líp ¸o máng b»ng n íc láng ®Ó l m cho chóng dÔ “dÝnh” h¬n. N íc nh thÕ hay cã nhÊt khi nhiÖt ®é m©y kh«ng thÊp h¬n 0oC qu¸ nhiÒu, vËy sù kÕt côm l quan träng h¬n ë phÇn Êm h¬n cña ®¸m m©y l¹nh. (Cã lÏ http://www.ebook.edu.vn 252
b¹n ®· tõng ®Ó ý thÊy r»ng nh÷ng b«ng tuyÕt rÊt lín th êng hay thÊy h¬n trong thêi gian tuyÕt ®Çu mïa cßn Êm, tr¸i l¹i víi tuyÕt gi÷a ®«ng. Tæ hîp båi kÕt v kÕt côm cho phÐp c¸c tinh thÓ b¨ng lín lªn nhanh h¬n nhiÒu so víi sù kÕt tô h¬i n íc v o b¨ng. Trong thùc tÕ, tèc ®é lín lªn nhê ba qu¸ tr×nh n y cïng kÕt hîp l¹i t¹o ra nh÷ng tinh thÓ b¨ng cã kÝch th íc gi¸ng thñy trong kho¶ng mét nöa giê kÓ tõ khi khëi ®Çu h×nh th nh b¨ng. Khi c¸c tinh thÓ b¨ng b¾t ®Çu r¬i, th× gi¸ng thñy b¾t ®Çu. §iÒu g× x¶y ra víi c¸c tinh thÓ n y khi chóng r¬i sÏ quyÕt ®Þnh kiÓu gi¸ng thñy. C¸c kiÓu gi¸ng thñy ë vïng nhiÖt ®íi, gi¸ng thñy xuÊt hiÖn chñ yÕu nhê qu¸ tr×nh va ch¹m – liªn kÕt, v v× thÕ chØ cã thÓ l m a. ë c¸c vÜ ®é trung b×nh, n¬i c¸c tinh thÓ b¨ng chiÕm u thÕ, gi¸ng thñy l r¾n hay l láng tïy thuéc v o tr¾c diÖn nhiÖt ®é kh«ng khÝ. NÕu gi¸ng thñy ®¹t tíi bÒ mÆt m ch a cã sù tan b¨ng, th× chóng ta thÊy tuyÕt. NÕu nã tan trªn ® êng r¬i xuèng, nã cã thÓ tíi bÒ mÆt d íi d¹ng m a. Nh ng nh÷ng giät m a ®«i khi l¹i bÞ ng ng kÕt lÇn n÷a tr íc khi hoÆc ngay sau khi ®¹t tíi bÒ mÆt, th× khi ®ã chóng ta cã mét kiÓu gi¸ng thñy kh¸c. B©y giê chóng ta xem xÐt c¸c kiÓu gi¸ng thñy. TuyÕt TuyÕt sinh ra do nh÷ng tinh thÓ b¨ng lín lªn trong qu¸ tr×nh kÕt tô, båi tô v kÕt côm. C¸c tinh thÓ b¨ng trong m©y cã thÓ cã rÊt nhiÒu h×nh d¹ng kh¸c nhau: ®Üa 6 c¹nh, trô tuyÕt, kim ®Æc hoÆc rçng v c©y nhiÒu nh¸nh d i v m¶nh (h×nh 7.8). CÊu tróc tuyÕt tïy thuéc v o nh÷ng ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é v ®é Èm tån t¹i trong khi tinh thÓ h×nh th nh. NÕu to n bé qu¸ tr×nh t¨ng tr ëng tinh thÓ diÔn ra trong c¸c ®iÒu kiÖn t ¬ng tù, th× cÊu tróc tuyÕt cã thÓ rÊt ®¬n gi¶n. MÆt kh¸c, nÕu ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é v ®é Èm thay ®æi trong khi t¨ng tr ëng, mét hçn hîp phøc t¹p gåm ®Üa, kim v c©y nhiÒu nh¸nh cã thÓ ph¸t triÓn. VÝ dô, ta xem xÐt mét tinh thÓ xuÊt sinh ë ®Ønh trªn, l¹nh cña m©y v tõ tõ r¬i qua mét m«i tr êng Êm h¬n. V× mçi tæ hîp cña ®é Èm v nhiÖt ®é cã xu thÕ khuyÕn khÝch h×nh th nh mét kiÓu cÊu tróc kh¸c nhau, nªn tinh thÓ cã thÓ cã mét h×nh d¹ng cô thÓ t¹i nh©n cña nã kÕt hîp víi c¸c h×nh d¹ng kh¸c chång lªn trªn. C¸c b«ng tuyÕt gåm rÊt nhiÒu h×nh d¹ng v kÝch tth íc. Chóng cã thÓ nhá bÐ kho¶ng 50 μm hoÆc lín ®Õn 5 mm. NÕu qu¸ tr×nh t¨ng tr ëng chñ yÕu l båi tô (tr êng hîp trong nh÷ng ®¸m m©y t ¬ng ®èi Êm), c¸c tinh thÓ cã xu h íng h×nh th nh m¶ng tuyÕt d y mÒm lý t ëng cho trß ch¬i nÐm tuyÕt nh ng bÊt lîi víi xe c o tuyÕt. Tr¸i l¹i, tuyÕt rÊt l¹nh th êng h×nh th nh nh÷ng b«ng tuyÕt bÐ nhá tÝch tô trªn mÆt ®Êt víi mËt ®é thÊp h¬n. Do nhiÖt ®é cña chóng thÊp, nh÷ng tinh thÓ n y cã ®é dÝnh kÐm v khã kÕt m¶ng. Ng êi tr ît tuyÕt gäi kiÓu tuyÕt n y l bét. H×nh 7.9a l b¶n ®å ph©n bè l îng tuyÕt trung b×nh n¨m ë Cana®a v Mü. Trªn bé phËn phÝa t©y cña B¾c Mü, ph©n bè l îng tuyÕt ® îc quyÕt ®Þnh chñ yÕu http://www.ebook.edu.vn 253
bëi sù hiÖn diÖn cña nh÷ng d·y nói h íng b¾c nam (Coast Range, Sierra Nevada, Cascades v Rocky), nh÷ng d·y nói n y t¹o nªn dßng th¨ng ®Þa h×nh v t¨ng c êng gi¸ng thñy khi c¸c hÖ thèng b·o ®i qua. T¹i nh÷ng ®é cao lín, nh÷ng d·y nói n y cã c¸c nhiÖt ®é mïa ®«ng ®ñ thÊp ®Ó phÇn lín gi¸ng thñy xuÊt hiÖn d íi d¹ng tuyÕt. Trªn hai phÇn ba diÖn tÝch phÇn lôc ®Þa phÝa ®«ng, l îng tuyÕt trung b×nh t¨ng theo vÜ ®é, chñ yÕu l do c¸c vÜ ®é cao cã nhiÖt ®é thÊp h¬n thuËn lîi cho sù h×nh th nh tuyÕt h¬n l m a. Ph©n bè l îng tuyÕt n¨m (h×nh 7.9a) kh¸ t ¬ng ph¶n víi ph©n bè l îng gi¸ng thñy – l îng m a céng víi l îng n íc t ¬ng ® ¬ng cña tuyÕt. Gi¸ng thñy trªn 2/3 diÖn tÝch phÇn phÝa ®«ng cña B¾c Mü gi¶m theo vÜ ®é chø kh«ng t¨ng, phÇn nhiÒu l do kho¶ng c¸ch tíi vÞnh Mexico xa h¬n nªn h¬i n íc trong kh«ng khÝ Ýt h¬n. H¬n n÷a, nh÷ng nhiÖt ®é thÊp ®iÓn h×nh gÆp thÊy t¹i c¸c vÜ ®é cao h¬n l m gi¶m l îng h¬i n íc cã thÓ tån t¹i trong kh«ng khÝ. H·y l u ý ®Õn sù gi¶m gi¸ng thñy vÒ phÝa t©y trªn miÒn b×nh nguyªn Great Plains, ®ã l do c¸c d·y nói Rocky g©y nªn mét vïng khuÊt m a ë phÝa khuÊt giã cña chóng. Mét ®Æc ®iÓm ph©n bè tuyÕt kh«ng thÓ hiÖn trªn h×nh 7.9 l vïng l îng tuyÕt t¨ng xuÊt hiÖn ë h íng xu«i giã cña vïng hå lín Great Lakes (v c¸c thñy vùc lín kh¸c). V× kh«ng khÝ l¹nh tõ h íng b¾c hoÆc h íng t©y b¾c thæi bªn trªn c¸c hå, nã gi÷ Êm thËm chÝ ®Õn ®Çu mïa ®«ng, nhiÖt l îng v h¬i n íc ® îc vËn chuyÓn lªn trªn cao v l m cho kh«ng khÝ Èm v bÊt æn ®Þnh. Khi kh«ng khÝ v ît qua bê, c¸c hiÖu øng ®Þa h×nh, th¶m thùc vËt v nh÷ng th nh t¹o kh¸c cña bÒ mÆt ®Êt l m tèc http://www.ebook.edu.vn 254
H×nh 7.9. (a) L îng tuyÕt trung b×nh n¨m, (b) gi¸ng thuû trung b×nh n¨m ë Cana®a v Mü http://www.ebook.edu.vn 255
®é giã chËm l¹i. Gi¶m tèc ®é giã g©y ra héi tô, mét c¬ chÕ l m cho kh«ng khÝ th¨ng v bÞ l¹nh ®i ®o¹n nhiÖt nh ®· m« t¶ ë ch ¬ng 6. Nh vËy, kh«ng khÝ l¹nh ®i qua c¸c hå n íc cung cÊp ba c¬ chÕ thuËn lîi cho gi¸ng thuû: c¬ chÕ th¨ng ban ®Çu, kh«ng khÝ bÊt æn ®Þnh v ®é Èm ®Çy ®ñ. HiÖn t îng n y gäi l hiÖu øng hå n íc (h×nh 7.10), th êng t¹o th nh m a tuyÕt h¹n chÕ trªn mét d¶i ®Êt d i v o kho¶ng tõ 1 ®Õn 80 km v më réng h¬n 100 km v o phÝa trong ®Êt liÒn. (Nã còng cã thÓ l m t¨ng l îng tuyÕt khi c¸c hÖ thèng b·o ®i qua bªn trªn hå). TuyÕt hiÖu øng hå th êng phæ biÕn däc theo phÇn phÝa b¾c cña b¸n ®¶o Upper Peninsula, Michigan, mét phÇn cña b¸n ®¶o Lower Peninsula däc theo hå Michigan v c¸c bê phÝa nam cña hå Erie v Ontario. Nã th êng hay x¶y ra nhÊt v o cuèi thu v ®Çu ®«ng, khi c¸c hå n íc vÉn cßn Êm. H×nh 7.10. TuyÕt nÆng do hiÖu øng hå n íc ë Buffalo, New York Mïa ®«ng n¨m 1976-1977 l mét trong c¸c mïa ®«ng ®¸ng nhí nhÊt vÒ l îng tuyÕt do hiÖu øng hå t¹i vïng hå lín Great Lakes, trong 51 ng y tuyÕt r¬i do hiÖu øng hå l îng tuyÕt ®· tÝch lòy kû lôc trªn to n bang New York. 103 cm tuyÕt r¬i trong thêi gian 4 ng y tõ cuèi th¸ng 11 ®Õn ®Çu th¸ng 12 t¹i Buffalo ®· l mét ®iÒm b¸o tr íc vÒ ®iÒu s¾p x¶y ra. §Õn cuèi th¸ng 1, Buffalo ®· nhËn ® îc 3,6 m tuyÕt trong thêi kú ba th¸ng b¾t ®Çu tõ ng y 1/11. ë phÇn phÝa b¾c New York, n»m ë h íng xu«i giã cña hå Ontario, thËm chÝ tr÷ l îng tuyÕt cßn lín h¬n, 9,5 m tuyÕt ®· r¬i trong mét mïa ®«ng Êy. TuyÕt hiÖu øng hå n íc còng cã thÓ x¶y ra trªn phÇn phÝa b¾c cña hå Ontario. VÝ dô, th¸ng 1 n¨m 1999, Toronto ®· x¶y ra mét chuçi c¸c trËn b·o mang theo hÇu nh 120 cm tuyÕt - kû lôc th¸ng nhiÒu n¨m cña th nh phè n y. L îng tuyÕt n y ®· r¬i tËp trung v o hai tuÇn ®Çu cña th¸ng 1, con sè n y t ¬ng ® ¬ng víi l îng tuyÕt n¨m trung b×nh t¹i ®©y. Cã mét sù hiÓu sai vÒ tuyÕt cÇn ph¶i tr¸nh. MÆc dï mét sè ng êi cho r»ng ph¶i rÊt l¹nh th× míi cã tuyÕt r¬i, kh«ng ph¶i nh vËy. RÊt l¹nh th× cã thÓ tuyÕt r¬i http://www.ebook.edu.vn 256
nhiÒu, nh ng kh«ng bao giê rÊt l¹nh th× míi cã tuyÕt nãi chung. Bëi v× khèi l îng ® îc b¶o to n, nh÷ng tinh thÓ b¨ng bÊt kú n o h×nh th nh th× ph¶i h×nh th nh g¾n liÒn víi sù tiªu phÝ mét dung l îng h¬i n íc cña kh«ng khÝ. Tuy nhiªn, chØ cã mét l îng nhá h¬i n íc cã thÓ tån t¹i trong kh«ng khÝ ë nh÷ng nhiÖt ®é rÊt thÊp. V khi kh«ng ® îc cung cÊp ®ñ h¬i n íc, sù l¹nh ®i cña kh«ng khÝ chØ cã thÓ l m kÕt tô mét l îng b¨ng rÊt h¹n chÕ. MÆc dï vËy, vÉn cã thÓ cã mét Ýt tuyÕt xuÊt hiÖn, bÊt chÊp nhiÖt ®é thÊp nh thÕ n o. Ma Nh chóng ta ®· thÊy, phÇn lín gi¸ng thuû ë vïng nhiÖt ®íi xuÊt hiÖn l do nh÷ng ®¸m m©y Êm, nhiÖt ®é cña chóng cao h¬n ®iÓm tan b¨ng mét chót. H¬n n÷a, nhiÖt ®é kh«ng khÝ ë phÝa d íi m©y lín h¬n nhiÖt ®é ®ãng b¨ng nhiÒu, v× vËy m a kh«ng bÞ ®ãng b¨ng sau khi rêi khái ch©n ®¸m m©y. Nh vËy, thùc tÕ tÊt c¶ gi¸ng thñy ë vïng nhiÖt ®íi l m a, ngo¹i trõ trªn c¸c nói cao nh Kilimanjaro ë Tanzania. T¹i c¸c vÜ ®é trung b×nh, gi¸ng thñy th êng b¾t ®Çu b»ng qu¸ tr×nh Berbegon, nªn phÇn lín m a r¬i l do tan tuyÕt r¬i. M a r o. §èi l u cã thÓ dÉn ®Õn ph¸t triÓn c¸c m©y tÝch v gi¸ng thñy trong vßng v i phót. Gi¸ng thñy theo c¬n tõ nh÷ng ®¸m m©y ph¸t triÓn nhanh ®ã gäi l gi¸ng thñy m a r o. Gi¸ng thuû m a r o cã thÓ x¶y ra hoÆc th nh m a hoÆc th nh tuyÕt, nh ng v× ®èi l u th êng m¹nh nhÊt trong mïa Êm, gi¸ng thñy r o th êng hay xuÊt hiÖn th nh m a r o. Trong mét trËn m a æ ®Þnh, c¸c giät m a cã rÊt nhiÒu kÝch th íc. Trong mét trËn m a r o, nh÷ng h¹t m a ®Çu tiªn cã xu thÕ l nh÷ng h¹t lín v r¬i xa c¸ch nhau, nh ng sau mét thêi gian ng¾n nh÷ng giät n íc lín nh êng chç cho nhiÒu giät n íc nhá h¬n. §iÒu x¶y ra rÊt ®¬n gi¶n: nh÷ng giät n íc lín v nhá cïng b¾t ®Çu r¬i tõ ch©n ®¸m m©y, nh ng c¸c giät lín h¬n cã vËn tèc dõng lín h¬n v ®¹t tíi bÒ mÆt, trong khi c¸c giät nhá h¬n vÉn cßn ®ang r¬i trong kh«ng khÝ. Cã mét nh©n tè kh¸c thuËn lîi cho c¸c giät n íc lín xuÊt hiÖn ë lóc b¾t ®Çu cña trËn m a r o. V× mÊt nhiÒu thêi gian h¬n ®Ó r¬i qua kh«ng khÝ ch a b·o hßa, c¸c giät n íc nhá dÔ d ng bèc h¬i tr íc khi tíi bÒ mÆt. (Tuy nhiªn, sù bèc h¬i sÏ gi¶m sau mét Ýt phót, khi c¸c giät n íc ®Çu tiªn ®· l m t¨ng ®¸ng kÓ dung l îng Èm cña kh«ng khÝ). H×nh d¹ng giät m a. Mét trong nh÷ng chuyÖn hoang ® êng thÞnh h nh vÒ thêi tiÕt l nãi r»ng nh÷ng h¹t m a cã d¹ng giät n íc m¾t. Trong thùc tÕ, c¸c giät n íc m a ®Çu tiªn cã d¹ng h×nh cÇu (h×nh 7.11a). Khi chóng lín lªn nhê sù va ch¹m v liªn kÕt, vËn tèc cña chóng t¨ng v lùc c¶n cña giã m¹nh h¬n l m ph¼ng chóng ë phÝa mÆt d íi ®Ó t¹o cho chóng cã h×nh d¹ng c¸i dï hoÆc c©y nÊm (h×nh 7.11b). V× mÆt ®¸y cña c¸c giät n íc bÞ ph¼ng, diÖn tÝch bÒ mÆt lín h¬n l m t¨ng ®é c¶n cña giã v dÉn ®Õn thËm chÝ ph¼ng h¬n n÷a (h×nh 7.11c). DÇn dÇn, lùc c¶n cña giã lín h¬n søc c¨ng bÒ mÆt (søc c¨ng bÒ mÆt gi÷ c¸c giät n íc víi nhau) v c¸c giät bÞ vì th nh c¸c giät nhá (h×nh 7.11d). Nh÷ng giät n íc nhá sau ®ã l¹i b¾t ®Çu lín lªn nhê sù va ch¹m v liªn kÕt. http://www.ebook.edu.vn 257
C¸c giät n íc ®ang r¬i bÞ vì gi¶i thÝch t¹i sao sù va ch¹m v liªn kÕt kh«ng t¹o ra nh÷ng giät n íc rÊt lín. NÕu nh c¸c giät n íc lín lªn liªn tôc trªn ® êng r¬i xuèng, ch¾c chóng cã thÓ cã kÝch th íc cña qu¶ bãng b n! Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Æc biÖt, c¸c giät n íc cã thÓ cã ® êng kÝnh tíi 5 mm hoÆc h¬n n÷a, nh ng hiÕm khi lín h¬n. H×nh 7.11. C¸c giät n íc m a kh«ng cã h×nh giät n íc m¾t. Tho¹t ®Çu chóng cã d¹ng h×nh cÇu (a), nh ng bÞ dÑt ë phÝa d íi trong khi r¬i (b). V× bÞ dÑt v diÖn tÝch bÒ mÆt phÝa d íi lín h¬n l m cho lùc c¶n lín h¬n v tiÕp tôc bÞ dÑt (c). DÇn dÇn, giät n íc bÞ vì th nh nh÷ng giät nhá (d) M a tuyÕt v m a ®¸ Khi mét tinh thÓ b¨ng ® îc bæ sung khèi l îng do båi kÕt, cÊu tróc s¸u c¹nh ban ®Çu cña nã trë nªn mê nh¹t v c¸c c¹nh râ rÖt s¾c nÐt cña nã bÞ m i mßn. B¨ng míi cã thÓ chøa nh÷ng bät khÝ rÊt bÐ nhá l m cho nã cã mét kiÕn tróc xèp v vÎ ngo i m u tr¾ng s÷a. KiÓu tinh thÓ b¨ng ®· thay ®æi n y ® îc gäi l b«ng tuyÕt. C¸c b«ng tuyÕt tr¾ng cã ® êng kÝnh ®Õn 5 mm l m cho chóng cã vËn tèc dõng b»ng kho¶ng 2,5 m/s. Nh÷ng viªn tuyÕt cã thÓ r¬i tíi mÆt ®Êt th nh gi¸ng thñy, nh ng trong nh÷ng ho n c¶nh kh¸c chóng cã thÓ bÞ gi÷ ë trong m©y v trë th nh c¸c nh©n ®Ó h¹t m a ®¸ h×nh th nh. M a ®¸ cÊu t¹o tõ nh÷ng viªn b¨ng ® îc h×nh th nh th nh c¸c líp vá cã h×nh mét vßng trßn gÇn nh ®ång t©m (h×nh 7.12). H×nh 7.12 minh häa nh÷ng qu¸ tr×nh dÞnh d¹ng h¹t m a ®¸ trong mét ®¸m m©y vò tÝch. §Çu tiªn, mét dßng th¨ng mang mét viªn tuyÕt hay giät n íc lªn cao trªn mùc ®ãng b¨ng ®Ó t¹o ra mét nh©n cña mét h¹t m a ®¸. T¹i mét ®iÓm n o ®ã, viªn tuyÕt r¬i khái H×nh 7.12. C¸c h¹t m a ®¸ lín. Mçi vßng dßng th¨ng v va ch¹m víi c¸c giät láng ®ång t©m ® îc h×nh th nh trong mét lÇn bao bäc nã víi mét m ng máng n íc ®i lªn phÝa trªn mùc ®ãng b¨ng trong m©y láng. NÕu viªn tuyÕt l¹i bÞ n©ng lªn mét lÇn n÷a lªn trªn mùc ®ãng b¨ng bëi mét dßng th¨ng, th× n íc láng l¹i bÞ ng ng kÕt th nh b¨ng v sinh ra líp vá b¨ng thø hai. HiÖn t îng n y cã thÓ lÆp l¹i rÊt nhiÒu lÇn, víi mçi lÇn viªn tuyÕt n©ng lªn http://www.ebook.edu.vn 258
trªn mùc ®ãng b¨ng th× l¹i h×nh th nh thªm mét líp vá bao cho h¹t m a ®¸. KÝch th íc cuèi cïng cña viªn m a ®¸ ® îc quyÕt ®Þnh bëi c êng ®é cña c¸c dßng th¨ng – nh÷ng chuyÓn ®éng th¼ng ®øng m¹nh h¬n cã kh¶ n¨ng n©ng lªn nh÷ng viªn ®¸ lín h¬n. MÆc dï ®a sè c¸c h¹t ®¸ cã kÝch th íc b»ng h¹t ®Ëu, chóng cã thÓ trë nªn lín nh nh÷ng viªn ngäc lam, qu¶ bãng khóc c«n cÇu hoÆc trong nh÷ng ®iÒu kiÖn d÷ déi nhÊt cã thÓ l qu¶ bãng ch y. H×nh 7.13. Sù h×nh th nh m a ®¸. C¸c dßng th¨ng mang mét phÇn tö ®i lªn ®é cao l¹nh h¬n cña mét ®¸m m©y v líp vá n íc láng bao quanh viªn b¨ng bÞ ®ãng b¨ng. Khi viªn ®¸ ra khái dßng th¨ng v r¬i xuèng, nã trë nªn ít do va ch¹m víi c¸c giät n íc láng. Viªn ®¸ cã bÉy mét lÇn n÷a bëi mét dßng th¨ng v líp vá n íc bao quanh l¹i ®ãng b¨ng. Khi qu¸ tr×nh n y diÔn ra liªn tôc th× h×nh th nh m a ®¸ lín C¸c h¹t m a ®¸ vÒ c¬ b¶n cÊu t¹o tõ b¨ng víi mét l îng nhá kh«ng khÝ ® îc trén lÉn trong ®ã. Do b¨ng t ¬ng ®èi ®Ëm ®Æc – b»ng 90 % l n íc láng – c¸c h¹t m a ®¸ cã thÓ trë nªn rÊt nÆng. H·y so s¸nh h¹t m a ®¸ v b«ng tuyÕt, phÇn lín kh«ng khÝ cã trong thÓ tÝch cña chóng. C¸c b«ng tuyÕt cã khèi l îng t ¬ng ®èi nhá v vËn tèc dõng chËm, nªn chóng r¬i ®ong ® a ®Õn tíi mÆt ®Êt v ph¸t ra tiÕng ®éng nhÑ. Ng îc l¹i, m a ®¸ cã tiÕng ®éng nh b¾n hßn bi tíi bÒ mÆt. B¶ng 7.1 liÖt kª c¸c vËn tèc dõng cña nh÷ng h¹t m a ®¸ cã kÝch th íc kh¸c nhau. B¶ng 7.1. C¸c vËn tèc dõng cña h¹t m a ®¸ 1 ρ vt = r = 20 r ( r (cm); v t ( m/s) 3 B¸n kÝnh (cm) VËn tèc dõng (m/s) 0,1 6 1,0 20 2,0 28 3,0 35 H¹t m a ®¸ cã kÝch th íc cña qu¶ bãng b n (b¸n kÝnh kho¶ng 3,5 cm) chøa kho¶ng 160 g ®¸ v r¬i xuèng víi vËn tèc 40 m/s! Kh«ng ng¹c nhiªn khi chóng cã http://www.ebook.edu.vn 259
kh¶ n¨ng g©y thiÖt h¹i rÊt to lín. M a ®¸ l mét nçi ®e däa lín ®èi víi vïng ®ång b»ng Great Plains cña n íc Mü (h×nh 7.14), ë ®Êy cã thÓ ph¸ hñy to n bé ®ång ruéng, mïa m ng trong vßng v i phót. Do chóng rÊt phæ biÕn v o mïa xu©n v mïa hÌ, nªn sau m a ®¸ ph¸ ho¹i th êng rÊt muén ®Ó thay thÕ b»ng mét vô gieo trång míi. H×nh 7.14. Sè trËn m a ®¸ trung b×nh n¨m cña n íc Mü M a tuyÕt M a tuyÕt h×nh th nh khi c¸c giät n íc m a bÞ ®ãng b¨ng trong kh«ng khÝ khi r¬i xuèng bÒ mÆt. V× ®a sè m a r¬i bªn ngo i vïng nhiÖt ®íi ® îc h×nh th nh tõ qu¸ tr×nh t¹o tinh thÓ b¨ng, m a tuyÕt b¾t ®Çu l c¸c tinh thÓ b¨ng hay b«ng tuyÕt r¬i xuèng. Khi m a r¬i qua kh«ng khÝ, nã gÆp líp kh«ng khÝ Êm h¬n v tan ra th nh c¸c giät n íc m a. NÕu giät n íc m a ®ang r¬i sau ®ã gÆp mét líp kh«ng khÝ thÊp h¬n cã nhiÖt ®é thÊp h¬n 0oC, nã cã thÓ ®ãng b¨ng ®Ó t¹o th nh m a tuyÕt. Qu¸ tr×nh n y, ® îc thÓ hiÖn trªn h×nh 7.15, t¹o th nh nh÷ng viªn b¨ng tùa trong suèt cã ® êng kÝnh kho¶ng 5 mm. V× sù h×nh th nh m a tuyÕt ®ßi hái giät n íc ph¶i r¬i xuyªn qua kh«ng khÝ l¹nh h¬n ë gÇn bÒ mÆt h¬n l bªn trªn, nªn cÇn ph¶i cã mét nghÞch nhiÖt, th êng g¾n liÒn víi mét fromt nãng (chóng ta sÏ xem xÐt trong ch ¬ng 9). TÊt nhiªn, mét giät n íc m a sÏ kh«ng ®«ng kÕt ngay lËp tøc, ph¶i cã sù l¹nh ®i ®ñ khi nã r¬i trong kh«ng khÝ xung quanh. V× vËy, ®Ó m a tuyÕt ph¸t triÓn, líp kh«ng khÝ l¹nh bªn d íi mét nghÞch nhiÖt ph¶i kh¸ d y. NÕu nã qu¸ máng mét d¹ng m a l¹nh kh¸c sÏ x¶y ra, m a ®«ng kÕt. http://www.ebook.edu.vn 260
H×nh 7.15. M a tuyÕt x¶y ra nh m a r¬i xuèng tõ ®¸m m©y, ®i qua mét líp l¹nh v bÞ ®ãng b¨ng th nh nh÷ng viªn b¨ng. HiÖn t îng n y phæ biÕn däc theo c¸c front nãng M a kÕt b¨ng M a kÕt b¨ng (h×nh 7.16) l mét trong nh÷ng sù kiÖn thêi tiÕt dÔ bÞ nhÇm lÉn h¬n c¶. Nã th êng gièng nh mét trËn m a nhÑ – kh«ng cã g× ®Ó g©y ra phiÒn phøc lín. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ m a kÕt b¨ng cã thÓ thùc sù l m tª liÖt giao th«ng v liªn l¹c ®èi víi h ng tr¨m km2. H×nh 7.16. M a kÕt b¨ng M a kÕt b¨ng b¾t ®Çu khi cã m a nhÑ hoÆc m a phïn gåm c¸c giät n íc siªu l¹nh r¬i v o kh«ng khÝ víi nhiÖt ®é h¬i thÊp h¬n 0oC mét chót. Khi giät n íc m a ch¹m bÒ mÆt, chóng l m th nh mét m ng n íc máng, nh ng chØ trong kho¶nh kh¾c. Ngay sau ®ã, n íc ®«ng kÕt l¹i t¹o th nh líp vá b¨ng máng liªn tôc. Khi m a kÕt b¨ng r¬i xuèng c¸c xa lé, mÊt ma s¸t l m cho ®iÒu kiÖn giao th«ng v« cïng nguy hiÓm. Søc nÆng cña b¨ng tÝch lòy còng cã thÓ l m cho c©y cèi bÞ gÉy v ® êng d©y ®iÖn v ®iÖn tho¹i bÞ nghiªng ng¶ hoÆc ®æ. Khi b¹n h×nh dung nh÷ng http://www.ebook.edu.vn 261
® êng d©y bÞ ®æ, ® êng bÞ nghÏn, m¶nh vì tung tãe xung quanh, th× sÏ dÔ thÊy v× sao m a kÕt b¨ng cã thÓ ¶nh h ëng nÆng nÒ ®Õn sinh ho¹t cña con ng êi. Khi m a kÕt b¨ng g¾n liÒn víi nh÷ng hÖ thèng b·o di chuyÓn chËm v do ®ã cã thÓ kÐo d i trong v i ng y, th× vÊn ®Ò cßn tåi tÖ h¬n n÷a. 1 2 KE = mv . 2 7-2 Nh÷ng nguyªn lý vËt lý: Khèi l îng cña mét viªn ®¸ b»ng mËt ®é ( ρ ) nh©n víi thÓ tÝch cña nã: KÝch th íc h¹t m a ®¸ v thiÖt h¹i 4 3 πr . B¹n cã thÓ ph©n v©n t¹i sao nh÷ng 3 h¹t m a ®¸ to g©y thiÖt h¹i nhiÒu h¬n so VËn tèc cã thÓ t×m ® îc b»ng c¸ch víi h¹t nhá. TÊt c¶ chØ l ë chç bao nhiªu dïng c«ng thøc ë b¶ng 7.1. VËy ta cã thÓ ®¸ r¬i xuèng mÆt ®Êt v nhiÒu viªn ®¸ viÕt nh sau: nhá th× cã t ¬ng ® ¬ng víi mét sè Ýt h¬n (20 r ). 1 4 c¸c viªn ®¸ lín h¬n hay kh«ng? Nh ®· 3 2 ρ πr KE = thÊy, ®iÒu n y kh¸c xa víi sù thËt. ThiÖt 2 3 h¹i do m a ®¸ g©y nªn t¨ng rÊt nhanh ThÊy r»ng, ®éng n¨ng cña mét viªn theo kiÓu phi tuyÕn víi kÝch th íc c¸c h¹t ®¸ tû lÖ víi lòy thõa bËc bèn cña b¸n m a ®¸. VÊn ®Ò l l îng ®éng n¨ng m kÝnh. Nh vËy, mét viªn ®¸ víi b¸n kÝnh viªn ®¸ mang theo khi nã r¬i tíi bÒ mÆt. 1 cm t¸c dông va ®Ëp m¹nh kh«ng ph¶i §éng n¨ng phô thuéc v o khèi l îng gÊp ®«i, m l gÊp 16 lÇn so víi viªn ®¸ (m) v tèc ®é (v) theo c«ng thøc b¸n kÝnh 0,5 cm. H×nh 7.17. L îng gi¸ng thñy trung b×nh n¨m cña thÕ giíi §o gi¸ng thñy V× tÇm quan trong cña gi¸ng thñy ®èi víi nh÷ng ho¹t ®éng h ng ng y, nªn http://www.ebook.edu.vn 262