Thời tiết và khí hậu - Phần 3 Phân bố và chuyển động của không khí - Chương 8

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

130
lượt xem 36
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 3 Phân bố và chuyển động của không khí - Chương 8 Hoàn lưu khí quyển và phân bố áp suất

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thời tiết và khí hậu - Phần 3 Phân bố và chuyển động của không khí - Chương 8

PhÇn 3 - Ph©n bè v chuyÓn ®éng cña kh«ng khÝ Ch ¬ng 8 Ho n l u khÝ quyÓn v ph©n bè ¸p suÊt Trong mïa hÌ n¨m 1999, nh÷ng bé phËn réng lín ë miÒn ®«ng n íc Mü v Cana®a ®· tr¶i qua mét sè tuÇn rÊt nãng, nhiÖt ®é liªn tôc gi÷ cao h¬n 38 oC. NhiÖt ®é cao, céng víi m a Ýt, ®· c ng l m c¨ng th¼ng vÊn ®Ò thiÕu n íc b¾t ®Çu tõ mïa hÌ kh« n¨m 1998 (h×nh 8.1). §Õn gi÷a n¨m 1999, phÇn lín khu vùc, nhÊt l nh÷ng bang trung t©m phÝa §¹i T©y D ¬ng, bÞ trong r¬i v o t×nh tr¹ng kh« h¹n tåi tÖ nhÊt trong nhiÒu thËp niªn. C¸c dßng ch¶y s«ng v mùc n íc hå chøa cùc thÊp, buéc chÝnh quyÒn mét sè bang phÝa ®«ng ph¶i c«ng bè t×nh tr¹ng khÈn cÊp vÒ kh« h¹n, cÊm sö dông n íc phÝ ph¹m nh t íi v ên v röa xe. H×nh 8.1. Hoa m u bÞ kh« hÐo do kh« h¹n kÐo d i ThiÖt h¹i n«ng nghiÖp íc tÝnh kho¶ng 800 triÖu ®« la. Nãng v kh« h¹n ®· l m suy gi¶m nghiªm träng s¶n l îng thu ho¹ch cña nhiÒu n«ng d©n. Nh÷ng ng êi kh¸c l¹i bÞ dÝnh mét vÊn ®Ò kh¸c: s¶n phÈm chÝn sím bÊt th êng g©y nªn d thõa h ng hãa v h¹ gi¸. Nh÷ng ®ît gi¶m gi¸ nh vËy ®· l m cho nh÷ng chñ tr¹i nh Dale Benson ë Delawere kh«ng b¸n næi s¶n phÈm cña m×nh t¹i chî ®Þa ph ¬ng. Kh« h¹n cßn reo r¾c nh÷ng h nh vi bÊt th êng cña ®éng vËt. VÝ dô, nh÷ng con gÊu ®en ®i lang thang ë c¸c vïng ngo¹i « nh÷ng th nh phè lín ®Ó t×m kiÕm thøc ¨n. Mét con gÊu xuÊt hiÖn chØ c¸ch khu trung t©m cña Baltimore 15 km, mét chó kh¸c http://www.ebook.edu.vn
®ét nhËp v o mét phßng ¨n gia ®×nh ë gÇn Stillwater, bang New Jersey. Nh÷ng sù kiÖn kiÓu n y th êng xuÊt hiÖn do c¸c t×nh thÕ ¸p suÊt mét khi ®· h×nh th nh th× gi÷ æn ®Þnh trong nh÷ng kho¶ng thêi gian d i bÊt th êng. T×nh h×nh chØ nhÑ bít khi t×nh thÕ ¸p suÊt thay ®æi kh¸c ®i cho phÐp nh÷ng ®iÒu kiÖn Èm h¬n. Trong ch ¬ng 4 chóng ta ®· thÊy r»ng ¸p suÊt khÝ quyÓn biÕn thiªn tõ n¬i n y ®Õn n¬i kh¸c, nh ng sù ph©n bè cña nã ngÉu nhiªn. Ng îc l¹i, mét sè h×nh thÕ rÊt x¸c ®Þnh thèng trÞ sù ph©n bè cña ¸p suÊt v tr êng giã trªn bÒ mÆt Tr¸i §Êt. Nh÷ng h×nh thÕ quy m« lín nhÊt, gäi l ho n l u chung, cã thÓ xem nh mét nÒn ®Ó trªn ®ã nh÷ng sù kiÖn bÊt th êng xuÊt hiÖn, nh kh« h¹n võa m« t¶ ë trªn. T ¬ng tù, thËm chÝ nh÷ng biÕn thiªn giã v ¸p suÊt h ng ng y th«ng th êng cã thÓ xem nh l c¸c sai kh¸c so víi ho n l u chung. Môc ®Ých tr íc hÕt cña chóng ta trong ch ¬ng n y l m« t¶ nh÷ng chuyÓn ®éng giã thèng trÞ to n h nh tinh v xem xÐt nh÷ng qu¸ tr×nh ph¸t sinh ra chóng. Ch¼ng h¹n, chóng ta xÐt nh÷ng quan hÖ qua l¹i gi÷a tr êng giã víi khÝ quyÓn líp trªn v khÝ quyÓn líp d íi còng nh nh÷ng mèi liªn hÖ kÕt nèi diÔn ra gi÷a biªn ph©n c¸ch cña bÒ mÆt c¸c ®¹i d ¬ng v khÝ quyÓn tÇng thÊp. Sau ®ã chóng ta xem xÐt nh÷ng t×nh thÕ giã v ¸p suÊt ë quy m« kh«ng gian v thêi gian nhá h¬n tiÕp sau. Ch ¬ng n y sÏ kÕt thóc víi vÊn ®Ò t ¬ng t¸c khÝ quyÓn - ®¹i d ¬ng. M« h×nh mét nh©n C¸c nh khoa häc ®· t×m c¸ch m« t¶ nh÷ng s¬ ®å ho n l u chung nhiÒu thÕ kû nay. Ngay tõ n¨m 1735, mét nh vËt lý ng êi Anh, George Hadley (1685-1768) ®· ®Ò xuÊt mét s¬ ®å ho n l u chung ®¬n gi¶n ® îc gäi l m« h×nh mét nh©n (æ) ®Ó m« t¶ chuyÓn ®éng tæng qu¸t cña khÝ quyÓn. Mét trong nh÷ng môc ®Ých chÝnh cña «ng l ®Ó gi¶i thÝch v× sao nh÷ng ng êi ®i biÓn th êng rÊt hay thÊy giã thæi tõ phÝa ®«ng sang phÝa t©y ë c¸c vÜ ®é thÊp. (Ng êi ta gäi giã thæi tõ phÝa ®«ng sang phÝa t©y hoÆc tõ phÝa t©y sang phÝa ®«ng l giã vÜ h íng; cßn giã chuyÓn ®éng tõ phÝa b¾c xuèng phÝa nam hoÆc tõ phÝa nam lªn phÝa b¾c - l giã kinh h íng *). S¬ ®å lý t ëng hãa cña Hadley, ® îc thÓ hiÖn trªn h×nh 8.2a, ®· gi¶ thiÕt mét h nh tinh ® îc bao phñ bëi mét ®¹i d ¬ng duy nhÊt v ® îc ®èt nãng b»ng mét MÆt Trêi cè ®Þnh lu«n n»m trªn ®Ønh ®Çu t¹i xÝch ®¹o. Hadley cho r»ng sù ®èt nãng m¹nh t¹i xÝch ®¹o g©y nªn mét s¬ ®å ho n l u, trong ®ã kh«ng khÝ bÞ gi·n në theo ph ¬ng th¼ng ®øng lªn phÝa khÝ quyÓn tÇng trªn, ph©n kú vÒ phÝa hai cùc, ch×m trë l¹i bÒ mÆt v quay trë l¹i xÝch ®¹o. Tuy nhiªn, Hadley kh«ng nghÜ giã sÏ ®¬n gi¶n chuyÓn ®éng tíi phÝa b¾c v tíi phÝa nam. Ng îc l¹i, «ng tin r»ng sù quay cña Tr¸i §Êt sÏ l m lÖch ® êng kh«ng khÝ sang bªn ph¶i ë B¾c b¸n cÇu v sang bªn tr¸i ë Nam b¸n cÇu, dÉn tíi giã bÒ mÆt h íng ®«ng-t©y ®· thÓ hiÖn trong h×nh vÏ. * * Gió hi m khi là thu n túy v h ng hay thu n túy kinh h ng, mà ng c l i th ng chuy n ng trong m t h ng trung gian. Trong tr ng h p này, chúng ta s xem gió có hai h p ph n, m t h p ph n v h ng và m t h p ph n kinh h ng. Có th hai h p ph n b ng nhau (nh trong gió tây nam), song nói chung m t h p ph n s l n h n h p ph n khác. * Hadley ã s ng trong nh ng n m 1685-1768, tr c khi Gaspard de Coriolis (1792-1843) mô t nh l ng v l ng gia t c do chuy n ng xoay c a Trái t. M c dù v y, Hadley ã có m t nh n th c nh tính v l c Coriolis và áp d ng nó vào mô hình c a ông. http://www.ebook.edu.vn 274
H×nh 8.2. M« h×nh mét nh©n (a) v m« h×nh ba nh©n (b) cña ¸p suÊt khÝ quyÓn v giã. Trong m« h×nh mét nh©n kh«ng khÝ në lªn trªn, ph©n kú tíi c¸c cùc, h¹ xuèng v tr«i trë vÒ xÝch ®¹o ë gÇn bÒ mÆt. Trong m« h×nh ba nh©n ho n l u Hadley do nhiÖt ®iÒu khiÓn chØ giíi h¹n ë c¸c vÜ ®é thÊp. Hai nh©n kh¸c (cã vÎ lý thuyÕt h¬n hiÖn thùc) tån t¹i ë mçi b¸n cÇu, ®ã l nh©n Ferrel v nh©n cùc Nh÷ng cèng hiÕn chÝnh cña Hadley l ®· chØ ra r»ng nh÷ng chªnh lÖch vÒ ®èt nãng l nguyªn nh©n cña c¸c chuyÓn ®éng vÜ m« æn ®Þnh (gäi l nh÷ng ho n l u do chÕ ®é nhiÖt quyÕt ®Þnh) v r»ng giã vÜ h íng cã thÓ l do sù lÖch h íng cña giã kinh h íng. Tuy nhiªn, ý t ëng cña «ng vÒ mét nh©n lín duy nhÊt trong mçi b¸n cÇu kh«ng ® îc h÷u Ých cho l¾m. Mét m« h×nh cã phÇn ho n thiÖn h¬n ®· diÔn ®¹t ho n l u chung mét c¸ch kh¸ h¬n - mÆc dï vÉn rÊt ®¬n gi¶n hãa. §ã l m« h×nh ba nh©n (h×nh 8.2b), do nh http://www.ebook.edu.vn 275
khÝ t îng häc ng êi Mü William Ferrel (1817-1891) ®Ò xuÊt n¨m 1865. M« h×nh ba nh©n M« h×nh ba nh©n ph©n chia ho n l u cña mçi b¸n cÇu th nh ba nh©n riªng biÖt: nh©n Hadley do nhiÖt ®iÒu khiÓn l m cho kh«ng khÝ ho n l u gi÷a vïng nhiÖt ®íi v c¸c vïng cËn nhiÖt ®íi, mét nh©n Ferrel n»m ë c¸c vÜ trung b×nh v mét nh©n cùc. * Tuy l hiÖn thùc h¬n m« h×nh mét nh©n, m« h×nh ba nh©n vÉn cßn chung chung ®Õn nçi chØ cã nh÷ng bé phËn cña nã thùc sù xuÊt hiÖn trªn thÕ giíi thùc. MÆc dï vËy, c¸c tªn cña nhiÒu ®ai giã v ¸p suÊt cña m« h×nh n y ®· trë nªn x¸c ®Þnh h¬n trong hÖ thèng thuËt ng÷ hiÖn ®¹i cña chóng ta, v ®iÒu quan träng l chóng ta hiÓu ® îc nh÷ng ®ai gi¶ ®Þnh ®ã n»m ë ®©u. Nh©n Hadley Däc theo xÝch ®¹o, sù ®èt nãng m¹nh cña MÆt Trêi l m cho kh«ng khÝ në ra lªn phÝa trªn v ph©n kú vÒ phÝa c¸c cùc. §iÒu ®ã t¹o nªn mét ®íi ¸p suÊt thÊp t¹i xÝch ®¹o gäi l ¸p thÊp xÝch ®¹o, hay ®íi héi tô néi chÝ tuyÕn (ITCZ). Nh÷ng chuyÓn ®éng th¨ng thèng trÞ trong khu vùc n y thuËn lîi cho sù h×nh th nh nh÷ng trËn m a r o m¹nh, ®Æc biÖt v o buæi chiÒu. Gi¸ng thñy m¹nh g¾n liÒn víi ®íi héi tô néi chÝ tuyÕn ® îc quan s¸t thÊy trªn c¸c b¶n ®å thêi tiÕt v ¶nh vÖ tinh (h×nh 8.3). H·y ®Ó ý trªn h×nh r»ng ¸p thÊp xÝch ®¹o tån t¹i kh«ng ph¶i nh mét d¶i phñ m©y ®ång nhÊt, m nh mét ®íi chøa nhiÒu ®¸m m©y ®èi l u. D¶i héi tô néi chÝ tuyÕn l mét ®íi vÜ ®é m a nhiÒu nhÊt trªn to n thÕ giíi, nhiÒu n¬i cã ®Õn h¬n 200 ng y m a mçi n¨m. H·y h×nh dung b¹n sÏ c¶m thÊy buån ch¸n nh thÕ n o trong mét m«i tr êng nh vËy, nh÷ng buæi chiÒu nãng, Èm víi nh÷ng trËn m a r o suèt c¶ n¨m. ChÝnh v× lÏ ®ã m d¶i héi tô néi chÝ tuyÕn ®«i khi bÞ gäi l nh÷ng n¬i u ¸m. Trong ph¹m vi nh©n Hadley, kh«ng khÝ ë tÇng ®èi l u trªn chuyÓn ®éng vÒ phÝa cùc tíi vïng cËn nhiÖt ®íi, ®Õn kho¶ng vÜ ®é tõ 20o ®Õn 30o. Khi di chuyÓn, kh«ng khÝ ®ßi hái ph¶i t¨ng chuyÓn ®éng tõ t©y sang ®«ng, chñ yÕu bëi v× b¶o to n ®éng l îng gãc (xem chuyªn môc 8-1: Nh÷ng nguyªn lý vËt lý: Nh÷ng vÊn ®Ò víi m« h×nh mét nh©n). Hîp phÇn h íng t©y n y tá ra m¹nh ®Õn nçi kh«ng khÝ tr«i vßng quanh Tr¸i §Êt hai lÇn tr íc khi ®¹t tíi ®iÓm ®Õn cuèi cïng ë c¸c vïng cËn nhiÖt ®íi. Nãi c¸ch kh¸c, kh«ng khÝ mùc trªn ®i theo mét ® êng xo¾n lín ra khái c¸c vïng nhiÖt ®íi, trong ®ã chuyÓn ®éng vÜ h íng m¹nh h¬n nhiÒu so víi hîp phÇn kinh h íng. Ngo i nh÷ng thø kh¸c, ®iÒu n y gi¶i thÝch v× sao vËt chÊt gi¶i phãng tõ nh÷ng vô phun tr o nói löa vïng nhiÖt ®íi lan táa nhanh trªn mét kho¶ng c¸ch réng theo kinh ®é. * B n có th phân vân, “T i sao ba nhân mà không ph i m t con s khác?” Nh ng ai gió này xu t hi n nh s t ng tác gi a t c chuy n ng xoay c a Trái t và gra ien n ng l ng gi a xích o và các c c. N u Trái t xoay nhanh h n, chúng ta có th k v ng nhi u ai h n. Nh sao M c, xoay quanh tr c c a nó trong 11 gi , có nhi u ai, ch không ph i ch có ba trong m i bán c u. http://www.ebook.edu.vn 276
H×nh 8.3. D¶i héi tô néi chÝ tuyÕn (nhiÖt ®íi) ® îc nh×n thÊy nh mét b¨ng m©y ®èi l u v m a r o tr¶i réng tõ phÝa b¾c Nam Mü ra ngo i Th¸i B×nh D ¬ng trªn tÊm ¶nh vÖ tinh n y Khi ®¹t tíi vÜ ®é kho¶ng 20o ®Õn 30o, kh«ng khÝ trong nh©n Hadley ch×m xuèng phÝa bÒ mÆt ®Ó h×nh th nh c¸c cao ¸p cËn nhiÖt ®íi, ®ã l nh÷ng ®íi ¸p suÊt bÒ mÆt cao. V× kh«ng khÝ gi¸ng bÞ nãng lªn ®o¹n nhiÖt, sù h×nh th nh m©y rÊt bÞ c¶n trë v nh÷ng ®iÒu kiÖn hoang m¹c rÊt phæ biÕn ë nh÷ng vïng cËn nhiÖt ®íi. C¸c cao ¸p cËn nhiÖt ®íi nãi chung cã gra®ien ¸p suÊt bÐ v giã yÕu. Nh÷ng ®iÒu kiÖn nh vËy cã ¶nh h ëng cùc tiÓu tíi giao th«ng kho¶ng c¸ch xa ng y nay. Nh ng ë thêi kú tiÒn c«ng nghiÖp, khi m c¸c t u viÔn d ¬ng phô thuéc v o giã th× thiÕu v¾ng giã l mét th¶m häa. Nh÷ng con t u c¾t ngang qua §¹i T©y D ¬ng tõ ch©u ¢u ®Õn ThÕ giíi míi rÊt ng¹i bÞ dõng gi÷a ®¹i d ¬ng trong khi ®i ngang qua vïng nhiÖt ®íi. NhiÒu khi h ng hãa trªn t u l gia sóc v ngùa ®Ó mang b¸n cho ThÕ giíi míi v nhiÒu chuyÖn kÓ r»ng thñy thñ cña c¸c t u bÞ trÔ ph¶i qu¼ng c¶ ngùa cña m×nh xuèng ®¹i d ¬ng. Con t u bÞ qu¼ng h ng hãa ®· vay m în c¸i tªn cña m×nh b»ng thø tªn gäi theo kiÓu nãi lãng l nh÷ng vÜ ®é ngùa. ë B¾c ban cÇu, khi gra®ien ¸p suÊt h íng kh«ng khÝ bÒ mÆt tõ vïng ¸p cao cËn nhiÖt ®íi vÒ phÝa d¶i héi tô nhiÖt ®íi, lùc Coriolis yÕu l m lÖch kh«ng khÝ mét chót sang phÝa bªn ph¶i ®Ó h×nh th nh ®íi giã mËu dÞch ®«ng b¾c (hay ®¬n gi¶n l tÝn phong ®«ng b¾c). ë Nam b¸n cÇu, kh«ng khÝ chuyÓn ®éng vÒ h íng b¾c tõ cao ¸p cËn nhiÖt ®íi bÞ lÖch sang bªn tr¸i ®Ó t¹o th nh giã mËu dÞch ®«ng nam. H·y chó ý r»ng giã mËu dÞch tån t¹i trong mét líp khÝ quyÓn kh¸ máng. NÕu lªn cao dÇn trong ®èi l u quyÓn, nh÷ng chuyÓn ®éng h íng ®«ng suy yÕu dÇn v cuèi cïng bÞ thay thÕ bëi chuyÓn ®éng h íng t©y ë bªn trªn. TÊt c¶ c¸c ¸p cao cËn nhiÖt ®íi, ¸p thÊp xÝch ®¹o, giã tÝn phong v chuyÓn ®éng h íng t©y ë mùc trªn cïng nhau h×nh th nh nªn c¸c nh©n Hadley. V× do nhiÖt sinh ra, ho n l u Hadley m¹nh nhÊt v o mïa ®«ng, khi gra®ien nhiÖt ®é lín nhÊt. http://www.ebook.edu.vn 277
ng êi l¹i, Ðp ch©n tay v o s¸t t©m khèi, ng êi ta sÏ quay rÊt nhanh. Lóc kÕt thóc có nh¶y, ng êi ta duçi th¼ng ng êi ra, 8-1 Nh÷ng nguyªn lý vËt lý: gi¶m tèc ®é xoay ®Ó tiÕp n íc th¼ng ®øng Nh÷ng vÊn ®Ò víi m« h×nh mét nh©n kh«ng quay v nhËn ® îc ®iÓm cao. §iÒu ®¸ng chó ý l ng êi nh¶y kh«ng thÓ ®iÒu M« h×nh ho n l u mét nh©n cña chØnh m« men gãc cña hä trong kh«ng Hadley l mét m« h×nh ®¬n gi¶n dùa trªn khÝ, m ph¶i rêi v¸n víi m« men chÝnh sù ®èt nãng bÒ mÆt Tr¸i §Êt kh«ng ®Òu. x¸c cÇn thiÕt cho mét có nh¶y cô thÓ. Tr¸i ng îc víi m« t¶ cña Hadley, ho n B©y giê xÐt chuyÓn ®éng xoay cña l u do chÕ ®é nhiÖt chÕ ngù chØ chiÕm cø mét d¶i vÜ ®é gi÷a kho¶ng 30oN v 30oS. Tr¸i §Êt. T¹i xÝch ®¹o, mçi ®iÓm cè ®Þnh T¹i sao m« h×nh mét nh©n kh«ng phñ trªn bÒ mÆt ®i ® îc mét kho¶ng c¸ch kh¾p tõng b¸n cÇu thay v× chØ mét ®íi b»ng chu vi cña h nh tinh l 40000 km gÇn nhiÖt ®íi? C©u tr¶ lêi l quy vÒ tÝnh trong chu kú 24 giê. §iÒu n y còng ¸p chÊt b¶o to n cña m« men gãc. dông cho mét phÇn tö kh«ng khÝ cè ®Þnh Gièng nh mét mét vËt chuyÓn ®éng so víi bÒ mÆt. T¹i c¸c vÜ ®é cao h¬n, chu trªn mét ® êng th¼ng cã m« men “th¼ng”, vi bÐ h¬n, nªn phÇn tö dõng ®i ® îc mét vËt chuyÓn ®éng theo mét quü ®¹o kho¶ng c¸ch ng¾n h¬n trong thêi gian mét ng y. VÝ dô, t¹i 40o th× tèc ®é v o trßn cã m« men “gãc”. NÕu chóng ta khëi ®éng mét träng vËt quay ë ®Çu d©y nh kho¶ng 31000 km/ng y. trªn h×nh 1, ta thÊy sîi d©y quÐt mét gãc B©y giê ta xem ®iÒu g× x¶y ra khi lËp thÓ t¨ng dÇn, tõ ®ã cã thuËt ng÷ m« mét khèi l îng kh«ng khÝ x¸c ®Þnh di men gãc. Gi¸ trÞ m« men gãc râ r ng t¨ng chuyÓn tõ xÝch ®¹o vÒ phÝa cùc B¾c. Khi theo khèi l îng cña vËt (h·y h×nh dung ®i vÒ phÝa cùc, r gi¶m, nªn v ph¶i t¨ng ta muèn dõng mét vËt rÊt nÆng ®ang nÕu m« men gãc b¶o to n. T¹i vÜ ®é 40o, chuyÓn ®éng). M« men gãc còng t¨ng v lín h¬n kho¶ng 30 %, hay 52000 theo tèc ®é, bëi v× nÕu quay nhanh h¬n km/ng y. Nãi c¸ch kh¸c, phÇn tö ®ang th× mçi gi©y sÏ quÐt ® îc mét diÖn tÝch chuyÓn ®éng vÒ phÝa ®«ng víi tèc ®é lín h¬n. Cuèi cïng, m« men gãc t¨ng lªn 52000 km/ng y khi nã di chuyÓn vßng theo b¸n kÝnh, còng l v× mét diÖn tÝch quanh trôc xoay. T¹i vÜ ®é ®ã, bÒ mÆt chØ lín h¬n sÏ ® îc quÐt trong mét ®¬n vÞ di chuyÓn víi tèc ®é 31000 km/ng y, cho thêi gian. nªn phÇn tö ®ang chuyÓn ®éng bªn trªn Tãm l¹i, ta cã thÓ nãi r»ng m« men bÒ mÆt. §øng trªn mÆt ®Êt, chóng ta sÏ gãc b»ng tÝch cña khèi l îng, tèc ®é v thÊy tèc ®é giã b»ng 21000 km/ng y b¸n kÝnh, hay (52000 trõ ®i 31000). §ã l mét gi¸ trÞ rÊt A = mvr , lín, t ¬ng ® ¬ng víi mét tèc ®é giã 243 m/s! ë ®©y A − m« men gãc, m − khèi l îng v r − b¸n kÝnh quay. Theo m« h×nh mét nh©n, kh«ng khÝ ë mùc cao thæi liªn tôc tõ vïng xÝch ®¹o NÕu m« men gãc ® îc b¶o to n, th× tíi c¸c cùc. Nh ng nÕu nh vËy, sù b¶o A = const . MÖnh ®Ò ®¬n gi¶n n y cã mét to n m« men gãc sÏ mang l¹i cho kh«ng sè hÖ qu¶ quan träng. VÝ dô, gi¶ sö ta khÝ di chuyÓn h íng vÒ cùc mét tèc ®é gi¶m b¸n kÝnh b»ng c¸ch rót ng¾n sîi cao kh«ng t ëng t îng næi - lín h¬n d©y l¹i. V× r gi¶m, tèc ®é ph¶i t¨ng lªn, nhiÒu so víi tèc ®é chóng ta tõng thÊy ngay c¶ khi ta kh«ng quay m¹nh h¬n. trong c¸c vßi rång thËm chÝ m¹nh nhÊt. ChÝnh hiÖn t îng n y gióp cho vËn ®éng Nh÷ng lý do vËt lý ng¨n c¶n kh«ng cho viªn nh¶y cÇu xoay v nh o lén trong kh«ng khÝ duy tr× ® îc nh÷ng dßng giã kh«ng khÝ. Sau khi rêi v¸n nh¶y, m« men lín nh vËy, bëi v× thËm chÝ chØ mét gãc cña ng êi nh¶y ® îc cè ®Þnh. Khi gËp nhiÔu ®éng nhá ngÉu nhiªn sÏ cã thÓ l m http://www.ebook.edu.vn 278
H×nh 1. ChuyÓn ®éng quay cña mét vËt ë ®Çu d©y (a) minh häa cho sù b¶o to n m« men gãc. Khi sîi d©y bÞ kÐo ng¾n l¹i (b), tèc ®é quay cña nã t¨ng lªn ®Ó duy tr× m« men gãc kh«ng ®æi cho giã bÞ ph¸ vì th nh nhiÒu cuén xo¸y Tr¸i §Êt. T ¬ng tù, ®èi víi tr êng hîp giã víi c¸c chuyÓn ®éng b¾c-nam rÊt m¹nh. ®«ng, m« men ® îc truyÒn tõ bÒ mÆt Tr¸i §Êt v o khÝ quyÓn. M« h×nh mét nh©n cßn gÆp ph¶i mét th¸ch thøc kh¸c, còng liªn quan tíi sù Trong m« h×nh mét vßng ®¬n, giã b¶o to n m« men gãc. Nh×n mét c¸ch tæng §«ng sÏ ® îc t¹o ra ë kh¾p mäi ®iÓm trªn thÓ, tæng m« men cña c¶ Tr¸i §Êt l mét Tr¸i §Êt. NÕu nh ®iÒu n y x¶y ra, Tr¸i h»ng sè - kh«ng cã bÊt kú mét ngäai lùc §Êt sÏ truyÒn westerly m« men v o khÝ n o ë ngo i h nh tinh cña chóng ta t¸c quyÓn t¹i mäi ®iÓm, v ®iÒu n y sÏ dÉn ®éng ®Ó l m t¨ng hay gi¶m vËn tèc quay KhÝ quyÓn ®Õn chç bÞ ph¸ hñy trong vßng cña nã. (Chóng ta bá qua sù biÕn ®æi lùc 1 hoÆc 2 tuÇn lÔ. §Ó tr¸nh ® îc vÊn ®Ò hÊp dÉn g©y ra do sù dÞch chuyÓn cña c¸c n y, ë ®©u ®ã cÇn ph¶i cã giã T©y dung h nh tinh, hay nh÷ng yÕu tè thø yÕu hßa ®íi giã §«ng. Nãi mét c¸ch cô thÓ, kh¸c). Mét m« men gãc ® îc trao ®æi gi÷a tæng m« men chuyÓn tõ mÆt ®Êt v o khÝ Tr¸i §Êt víi khÝ quyÓn, do lùc ma s¸t, khi quyÓn (tÝnh trung b×nh cho to n bé Tr¸i kh«ng khÝ chuyÓn ®éng tr ît trªn bÒ mÆt §Êt) ph¶i b»ng tæng m« men ® îc chuyÓn Tr¸i §Êt. §èi víi tr êng hîp giã t©y, m« tõ khÝ quyÓn trë l¹i líp bÒ mÆt. Do vËy, men ® îc truyÒn tõ khÝ quyÓn ®Õn bÒ m« h×nh mét ho n l u duy nhÊt l kh«ng mÆt Tr¸i §Êt, do kh«ng khÝ ® îc “®Èy” kh¶ thi ¸p dông cho Tr¸i §Êt còng nh theo h íng cña chuyÓn ®éng quay cña cho bÊt kú mét h nh tinh n o chuyÓn ®éng xoay. C¸c nh©n Ferrel v nh©n cùc Theo m« h×nh ba nh©n, nh©n Hadley chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ chuyÓn ®éng v ph©n bè kh«ng khÝ bªn trªn kho¶ng mét nöa bÒ mÆt Tr¸i §Êt. Trùc tiÕp ¸n ng÷ bªn c¹nh nh©n Hadley ë mçi b¸n cÇu l nh©n Ferrel, nã l u chuyÓn kh«ng khÝ gi÷a c¸c ¸p cao cËn nhiÖt ®íi v c¸c ¸p thÊp cËn cùc, hay nh÷ng khu vùc ¸p suÊt thÊp. ë http://www.ebook.edu.vn 279
c¹nh phÝa xÝch ®¹o cña nh©n Ferrel, kh«ng khÝ tõ cao ¸p cËn nhiÖt ®íi B¾c b¸n cÇu thæi vÒ phÝa cùc bÞ lÖch h íng mét c¸ch ®¸ng kÓ vÒ bªn ph¶i, t¹o nªn mét ®ai giã gäi l ®ai giã t©y. ë Nam b¸n cÇu, lùc gra®ien ¸p suÊt dån kh«ng khÝ vÒ phÝa nam, nh ng lùc Coriolis l m lÖch nã sang bªn tr¸i - do ®ã còng t¹o nªn mét ®íi giã t©y ë b¸n cÇu n y. Kh«ng gièng nh©n Hadley, nh©n Ferrel ® îc t ëng t îng nh mét nh©n kh«ng trùc tiÕp, nghÜa l nã kh«ng sinh ra tõ nh÷ng chªnh lÖch vÒ ®é ®èt nãng, m ng îc l¹i, ® îc g©y nªn bëi sù chuyÓn tiÕp cña hai nh©n kÕ cËn. H·y h×nh dung ba con b i ® îc ®Æt liÒn nhau, tõng con b i ch¹m víi con b i kh¸c. NÕu hai con b i phÝa ngo i cïng xoay trong mét h íng, th× ma s¸t sÏ l m cho con b i ë gi÷a chuyÓn ®éng. VËy, nh©n Ferrel thÓ hiÖn cïng mét kiÓu quay khÐp kÝn nh c¸c nh©n kh¸c, nh ng v× nh÷ng nguyªn nh©n kh¸c. Trong c¸c nh©n cùc cña m« h×nh ba nh©n, kh«ng khÝ t¹i bÒ mÆt di chuyÓn tõ c¸c ¸p cao cùc tíi c¸c ¸p thÊp cËn cùc. Gièng nh c¸c nh©n Hadley, c¸c nh©n cùc ® îc xem l nh÷ng ho n l u ®iÒu khiÓn bëi nhiÖt. So víi c¸c cùc, kh«ng khÝ t¹i c¸c ®Þa ®iÓm cËn cùc h¬i Êm h¬n, nã l kh«ng khÝ n©ng lªn ë trong vïng ¸p suÊt bÒ mÆt thÊp. Nh÷ng ®iÒu kiÖn rÊt l¹nh ë c¸c cùc t¹o ra ¸p suÊt bÒ mÆt cao v chuyÓn ®éng ë mùc thÊp vÒ phÝa xÝch ®¹o. Trong c¶ hai b¸n cÇu, lùc Coriolis l m lÖch h íng kh«ng khÝ ®Ó h×nh th nh mét ®íi giã ®«ng cùc ë trong khÝ quyÓn tÇng thÊp. §èi chiÕu m« h×nh ba nh©n víi hiÖn thùc: nh÷ng ®iÓm chñ yÕu nhÊt C¸c ®ai giã v ¸p suÊt cña m« h×nh ba nh©n cã m« t¶ ®óng nh÷ng h×nh thÕ trong thÕ giíi hiÖn thùc kh«ng? C©u tr¶ lêi l : cã vÎ nh vËy. Chóng ta ®· thÊy r»ng gi¶i héi tô nhiÖt ®íi l hiÖn thùc ®ñ ®Ó cã thÓ quan tr¾c ® îc tõ vò trô v r»ng nhiÒu vïng hoang m¹c ®ang tån t¹i ë nh÷ng vÞ trÝ dù b¸o cña chóng. H¬n n÷a, c¸c dßng giã mËu dÞch l nh÷ng dßng æn ®Þnh nhÊt trªn Tr¸i §Êt. Ph¶i nãi r»ng ho n l u Hadley cung cÊp mét b»ng chøng rÊt tèt vÒ nh÷ng chuyÓn ®éng vÜ ®é thÊp. MÆt kh¸c, c¸c nh©n Ferrel v c¸c nh©n cùc kh«ng ho n to n thÓ hiÖn tèt trong thùc tÕ, mÆc dï chóng cã mét sè biÓu lé trong khÝ hËu thùc tÕ. NÕu xÐt theo c¸c tr êng giã bÒ mÆt, nhiÒu vÜ ®é trung b×nh ® îc tr¶i nghiÖm c¸c giã t©y m¹nh m m« h×nh ®· m« t¶, ®acù biÖt ë Nam b¸n cÇu. DÜ nhiªn, c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa ph ¬ng th êng hay l m lu mê mÊt xu thÕ (thùc tÕ, nhiÒu vïng ë phÇn trung t©m n íc Mü bÞ thèng trÞ bëi mét dßng giã nam trong thêi gian mïa hÌ). §Ó thÊy ® îc mét h×nh thÕ æn ®Þnh cña c¸c dßng giã ®«ng cùc trong chÕ ®é giã tæng céng thËm chÝ cßn khã h¬n. Chóng xuÊt hiÖn trong c¸c gi¸ trÞ trung b×nh h¹n d i, nh ng kh«ng ph¶i l mét ®ai giã thÓ hiÖn râ rÖt nh c¸c ®ai giã mËu dÞch. NÕu xÐt theo c¸c chuyÓn ®éng mùc cao, m« h×nh ba nh©n l ho n to n kh«ng hiÖn thùc. Ch¼ng h¹n, ë n¬i m nh©n Ferrel ®Ò xuÊt chuyÓn ®éng ®«ng trong ®èi l u quyÓn tÇng cao th× ë n¬i ®ã l¹i ngù trÞ giã t©y. H¬n n÷a, nh÷ng nh©n ®æi h íng lín kh«ng tån t¹i ë bªn ngo i c¸c ®íi Hadley. Do ®ã, m« h×nh ba nh©n chñ yÕu chØ cung cÊp mét ®iÓm khëi ®Çu cho viÖc xem xÐt mét c¸ch chi tiÕt h¬n. Nh ng cã lÏ nh÷ng nh îc ®iÓm cña nã kh«ng cã g× ng¹c nhiªn, nÕu biÕt r»ng nã ch a tÝnh ®Õn nh÷ng t ¬ng ph¶n lôc ®Þa - ®¹i d ¬ng hay ¶nh h ëng cña ®Þa h×nh bÒ mÆt, hai nh©n tè ch¾c ch¾n ph¶i ¶nh h ëng tíi tr êng giã v ¸p suÊt h nh tinh. http://www.ebook.edu.vn 280
C¸c nh©n ¸p suÊt b¸n vÜnh cöu M« h×nh ba nh©n cho chóng ta mét xuÊt ph¸t ®iÓm tèt ®Ó m« t¶ ph©n bè chung cña giã v ¸p suÊt, nh ng thÕ giíi thùc kh«ng bÞ bao phñ bëi mét lo¹t c¸c ®ai ho n to n khÐp kÝn vßng quanh ®Þa cÇu. Ng îc l¹i, chóng ta thÊy mét sè nh©n ¸p suÊt cao v thÊp b¸n vÜnh cöu thay ®æi, nh ®· thÓ hiÖn trªn h×nh 8.4. Chóng ® îc gäi l b¸n vÜnh cöu bëi v× chóng tr¶i qua nh÷ng biÕn ®æi mïa vÒ vÞ trÝ v c êng ®é trong qu¸ tr×nh mét n¨m. Mét sè trong nh÷ng nh©n ®ã xuÊt hiÖn do nh÷ng chªnh lÖch nhiÖt ®é, mét sè kh¸c do c¸c qu¸ tr×nh ®éng lùc häc (cã nghÜa r»ng chóng liªn quan tíi nh÷ng chuyÓn ®éng cña khÝ quyÓn). Trong sè nh÷ng th nh t¹o næi bËt nhÊt ë B¾c b¸n cÇu trong mïa ®«ng (h×nh 8.4a) cã: c¸c ¸p thÊp Aleut v Icelandia - tuÇn tù ë trªn Th¸i B×nh D ¬ng v §¹i T©y D ¬ng, ¸p cao Siberia trªn phÇn trung t©m ch©u ¸. Trong mïa hÌ (h×nh 8.4b), nh÷ng nh©n ph¸t triÓn nhÊt l : c¸c ¸p cao Hawaii v Bermuda-Azores cña Th¸i B×nh D ¬ng v §¹i T©y D ¬ng, ¸p thÊp Tibet ë Nam ¸. KÝch th íc, c êng ®é v vÞ trÝ cña c¸c nh©n b¸n vÜnh cöu biÕn ®æi mét c¸ch ®¸ng kÓ tõ mïa hÌ tíi mïa ®«ng. Trong thêi gian mïa ®«ng, mét ¸p thÊp Icelandia m¹nh chiÕm cø mét phÇn réng lín cña B¾c §¹i T©y D ¬ng, cßn ¸p cao Bermuda- Azores xuÊt hiÖn th nh mét xo¸y nghÞch nhá, yÕu. Trong mïa hÌ, ¸p thÊp Icelandia suy yÕu ®i v gi¶m thiÓu vÒ kÝch th íc, nh ng ¸p cao Bermuda-Azores m¹nh lªn v më réng. ThËm chÝ mét c¸ch kÞch tÝnh h¬n, ¸p cao Siberia cña mïa ®«ng ë phÇn phÝa trong cña ch©u ¸ nh êng chç cho ¸p thÊp Tibet cña mïa hÌ. Nh chóng ta sÏ thÊy sau trong ch ¬ng n y, sù chuyÓn ®æi mïa trong ph©n bè cña c¸c nh©n b¸n vÜnh cöu ®ãng vai trß quan träng ®èi víi c¸c h×nh thÕ ho n l u quan träng nhÊt cña Tr¸i §Êt - giã mïa cña miÒn nam v ®«ng nam ch©u ¸. Chóng ta ®· nh¾c tíi tr íc ®©y r»ng nh©n Hadley dÔ d ng thÊy trong thÕ giíi thùc, víi d¶i héi tô nhiÖt ®íi xuÊt hiÖn bªn trªn phÇn lín c¸c vïng xÝch ®¹o v nh÷ng cao ¸p cËn nhiÖt ®íi tån t¹i ë nhiÒu vïng nhiÖt ®íi. Nh ng nh c¸c b¹n cã thÓ cßn thÊy trªn h×nh 8.4, c¸c ¸p cao cËn nhiÖt ®íi tån t¹i chñ yÕu trªn c¸c ®¹i d ¬ng (nh c¸c ¸p cao Hawaii v Bermuda-Azores trªn B¾c b¸n cÇu) v kh«ng ë trªn ®Êt liÒn. MÆc dï kh«ng cã ¸p suÊt mùc n íc biÓn cao mét c¸ch ®¸ng kÓ bªn trªn c¸c khèi lôc ®Þa cËn nhiÖt ®íi, nh ng kh«ng khÝ trong ®èi l u quyÓn tÇng trung tr¶i qua c¸c chuyÓn ®éng gi¸ng, nã h¹n chÕ sù h×nh th nh m©y v thuËn lîi cho nh÷ng ®iÒu kiÖn hoang m¹c. Hoang m¹c Sahara cña B¾c Phi, hoang m¹c trung t©m néi ®Þa n íc óc v c¸c hoang m¹c cña miÒn t©y nam Hoa Kú v t©y b¾c Mexico ph¶n ¸nh râ rÖt vÒ c¸c qu¸ tr×nh gi¸ng. V× ®é nghiªng cña MÆt Trêi biÕn ®æi theo mïa, nªn d¶i bÞ ®èt nãng m¹nh nhÊt còng biÕn ®æi. BiÕt r»ng c¸c nh©n Hadley l nh÷ng nh©n nhiÖt, chóng ta cã thÓ kú väng c¸c ®ai ¸p suÊt v giã liªn quan di chuyÓn theo mïa, v thùc sù l nh vËy. MÆc dï víi mét kho¶ng thêi gian trÔ mét sè tuÇn, d¶i héi tô nhiÖt ®íi, c¸c cao ¸p cËn nhiÖt ®íi v giã tÝn phong tÊt c¶ ®Òu ®i theo “MÆt Trêi di c ”. Sù di chuyÓn n y cã mét ¶nh h ëng to lín tíi nhiÒu vïng khÝ hËu cña thÕ giíi - v tíi nh÷ng ng êi sèng trong ®ã. http://www.ebook.edu.vn 281
(a) Th¸ng 1 (b) Th¸ng 7 H×nh 8.4. Ph©n bè ¸p suÊt mùc mÆt biÓn trong mïa ®«ng (a) v mïa hÌ (b) VÝ dô, nhiÒu khu vùc gÇn xÝch ®¹o bÞ d¶i héi tô nhiÖt ®íi thèng trÞ trong suèt n¨m v kh«ng tr¶i qua mïa kh«. Tuy nhiªn, nh÷ng khu vùc n»m gÇn c¸c r×a phÝa cùc cña d¶i héi tô nhiÖt ®íi cã nh÷ng mïa kh« ng¾n ngñi khi d¶i n y di chuyÓn vÒ phÝa xÝch ®¹o. VÝ dô, h·y so s¸nh nh÷ng h×nh thÕ m a trung b×nh cña Iquitos, Peru http://www.ebook.edu.vn 282
(vÜ ®é 3 oS) v San Jose, Costa Rica (vÜ ®é 9 oN). Iquitos n»m s¸t xÝch ®¹o h¬n cho nªn nã bÞ ¶nh h ëng suèt c¶ n¨m bëi d¶i héi tô nhiÖt ®íi, cßn San Jose cã mét thêi kú kh« t ¬ng ®èi tõ th¸ng 1 ®Õn th¸ng 3, khi hÖ thèng ¸p suÊt thÊp dÞch chuyÓn vÒ phÝa nam. T ¬ng tù nh vËy, mét sè khu vùc n»m ë r×a phÝa xÝch ®¹o cña c¸c cao ¸p cËn nhiÖt ®íi th× kh« trong gÇn hÕt n¨m, ngo¹i trõ mét thêi kú ng¾n khi hÖ thèng dÞch chuyÓn vÒ phÝa cùc trong thêi gian mïa hÌ. §iÒu kiÖn n y tån t¹i ë Sahel cña ch©u Phi, khu vùc tiÕp gi¸p víi r×a phÝa nam cña hoang m¹c Sahara (h×nh 8.5a). Kh«ng gièng nh Sahara kh« trong suèt n¨m, Sahel th êng tr¶i qua mét thêi kú cã m a ng¾n trong mçi mïa hÌ khi d¶i héi tô nhiÖt ®íi lan tíi khu vùc (h×nh 8.5b). Trong thêi gian cßn l¹i cña n¨m, kh«ng khÝ gi¸ng cña nh©n Hadley dÉn ®Õn nh÷ng ®iÒu kiÖn kh« (h×nh 8.5c). Sù di chuyÓn cña nh©n Hadley ®· tõ l©u hç trî cho mét lèi sinh ho¹t truyÒn thèng, trong ®ã nh÷ng ng êi ch¨n th¶ gia sóc ch©u Phi thÝch øng theo nh÷ng trËn m a di chuyÓn lªn phÝa b¾c v xuèng phÝa nam. Trong nh÷ng n¨m 1960 v 1970 d©n sè cña khu vùc ®· t¨ng lªn mét c¸ch ngo¹n môc, dÉn tíi t×nh tr¹ng thiÕu thøc ¨n cho vËt nu«i v g©y nªn t×nh tr¹ng ë møc th¶m häa khi n¹n kh« h¹n nhiÒu n¨m tÊn c«ng khu vùc n y. H ng triÖu con vËt nu«i chÝnh bÞ chÕt bëi thiÕu thøc ¨n v n íc, vÒ phÝa m×nh chuyÖn n y dÉn ®Õn c¸i chÕt cña h ng chôc ngh×n ng êi. Trong nh÷ng n¨m 1990, t×nh tr¹ng m a Ýt l¹i x¶y ra víi Sahel, kh« h¹n ®· dÉn tíi n¹n chÕt ®ãi íc tÝnh cña 300000 ng êi. Nh vËy, sù hiÖn diÖn cña c¸c nh©n n y - v nh÷ng biÕn ®éng trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña chóng ë nh÷ng n¨m bÊt th êng - kh«ng cßn l nh÷ng g× triÒu t îng n÷a. Chóng cã nh÷ng biÓu hiÖn ë trong thÕ giíi thùc ®èi víi h ng triÖu con ng êi. §èi l u quyÓn tÇng cao ë ch ¬ng 4 chóng ta ®· thÊy r»ng ¸p suÊt gi¶m nhanh h¬n víi ®é cao ë n¬i n o m kh«ng khÝ l¹nh. Chóng ta cßn biÕt r»ng nhiÖt ®é ë trong ®èi l u quyÓn tÇng thÊp nãi chung gi¶m tõ phÝa c¸c vïng cËn nhiÖt ®íi tíi c¸c khu vùc cùc. Hai nguyªn lý n y cùc kú quan träng ®Ó hiÓu sù ph©n bè cña giã v ¸p suÊt trong ®èi l u quyÓn tÇng cao. H×nh 8.6 l b¶n ®å ph©n bè to n cÇu cña ®é cao trung b×nh cña mÆt 500 mb (mét mÆt quy íc thÓ hiÖn nh÷ng ®iÒu kiÖn ë trong ®èi l u quyÓn tÇng trung) cho c¸c th¸ng 1 v 7. Trong c¶ hai th¸ng, ®é cao cña mùc 500 mb thÓ hiÖn mét xu thÕ gi¶m vÒ phÝa c¸c vïng cùc, tu©n theo c¸c nhiÖt ®é thÊp h¬n t¹i c¸c vÜ ®é cao. Trong th¸ng 1, ®é cao trung b×nh cña mÆt 500 mb bªn trªn phÇn lín miÒn nam Hoa Kú b»ng kho¶ng 5670 m, cßn bªn trªn miÒn b¾c Cana®a nã gi¶m ®Õn d íi 5300 m. T×nh h×nh gi¶m t ¬ng tù nh ng Ýt cùc ®oan h¬n còng diÔn ra trong th¸ng 7. Cã ba ®Æc ®iÓm quan träng thÓ hiÖn trªn c¸c b¶n ®å ë h×nh 8.6. Thø nhÊt, c¶ th¸ng 1 v th¸ng 7 c¸c ®é cao cña mùc 500 mb lín nhÊt bªn trªn c¸c vïng chÝ tuyÕn v gi¶m theo vÜ ®é. Thø hai, gra®ien ®é cao lín h¬n ë b¸n cÇu ®ang tr¶i qua mïa ®«ng (Nam b¸n cÇu trong th¸ng 7 v B¾c b¸n cÇu trong th¸ng 1). Thø ba, t¹i tÊt c¶ http://www.ebook.edu.vn 283
c¸c vÜ ®é, ®é cao cña mùc 500 mb trong mïa hÌ lín h¬n so víi trong mïa ®«ng. TÊt c¶ ba ®Æc ®iÓm n y l kÕt qu¶ cña sù ph©n bè chung cña nhiÖt ®é trong khÝ quyÓn tÇng thÊp v tÇng trung; c¸c vïng kh«ng khÝ nãng th× cã c¸c ®é cao cña mùc 500 mb lín h¬n. H×nh 8.5. Sahel l mét khu vùc cña ch©u Phi tiÕp gi¸p víi phÝa nam cña hoang m¹c Sahara (a). Trong mïa hÌ (b), d¶i héi tô nhiÖt ®íi th êng chuyÓn lªn phÝa b¾c v mang m a cho khu vùc. PhÇn lín thêi gian cña n¨m d¶i héi tô nhiÖt ®íi n»m ë phÝa nam Sahel v khu vùc nhËn ® îc Ýt hoÆc kh«ng m a http://www.ebook.edu.vn 284
Hình 8.6. cao trung bình c a m c 500 mb trong tháng 1 (a) và tháng 7 (b). Hình th ch y u là v h ng v i các cao gi m v phía các c c C¸c dßng giã t©y trong khÝ quyÓn mùc cao Nhí l¹i tõ ch ¬ng 4 r»ng nh÷ng chªnh lÖch vÒ ®é cao t ¬ng øng víi nh÷ng chªnh lÖch ¸p suÊt, v khi mÆt 500 mb cã ®é nghiªng lín th× sÏ tån t¹i mét lùc http://www.ebook.edu.vn 285
gra®ien ¸p suÊt lín. Tõ ®ã, chóng ta cã thÓ suy ra tõ b¶n ®å 500 mb r»ng lu«n lu«n cã mét lùc gra®ien ¸p suÊt ë gÇn c¸c vÜ ®é trung b×nh t¸c ®éng ®Èy kh«ng khÝ vÒ phÝa c¸c cùc. DÜ nhiªn, nÕu kh«ng cã ma s¸t, th× giã kh«ng thæi vÒ phÝa cùc, m thæi song song víi c¸c ® êng ®ång møc ®é cao, tõ phÝa t©y sang phÝa ®«ng. Lùc gra®ien ¸p suÊt m¹nh nhÊt v o mïa ®«ng (c¸c ® êng ®ång møc ®é cao ph©n bè xÝt v o nhau), cho nªn c¸c dßng giã t©y mùc cao m¹nh nhÊt xuÊt hiÖn v o mïa ®«ng. §iÒu ®ã theo b¹n cã nghÜa g×? Thø nhÊt, nã gi¶i thÝch v× sao hÇu hÕt c¸c hÖ thèng thêi tiÕt ë vÜ ®é trung b×nh ®Òu di chuyÓn tõ phÝa t©y sang phÝa ®«ng. Nãi c¸ch kh¸c, nã cho ta biÕt v× sao sau 1 hoÆc 2 ng y mét trËn b·o ë Chicago ph¶i di chuyÓn tíi miÒn bê phÝa ®«ng, chø Ýt khi mét c¬n b·o nh vËy di chuyÓn theo h íng ng îc l¹i. Sù ¸p ®¶o cña tr êng giã t©y trong ®èi l u quyÓn tÇng cao còng ¶nh h ëng tíi ng nh h ng kh«ng. VÝ dô, mét m¸y bay d©n dông bay tõ Chicago ®Õn London cã thêi gian bay íc tÝnh 7,5 giê, trong khi chuyÕn bay ng îc l¹i ph¶i l©u h¬n 1 giê, v× ph¶i chèng l¹i giã thæi ng îc. Chªnh lÖch vÒ thêi gian bay cã thÓ thËm chÝ cßn lín h¬n nÕu nh ® êng bay kh«ng tËn dông c¸c dßng giã xu«i v tr¸nh giã ng îc. H×nh 8.7. Gra®ien nhiÖt ®é theo vÜ ®é l m cho c¸c bÒ mÆt nghiªng vÒ phÝa cùc. Trong vÝ dô n y, chóng ta gi¶ sö nhiÖt ®é gi¶m dÇn ®Òu theo vÜ ®é. §é lín cña lùc gra®ien ¸p suÊt gi÷ nguyªn kh«ng ®æi theo vÜ ®é, nh ng t¨ng theo ®é cao Tèc ®é giã nãi chung t¨ng lªn theo ®é cao tõ bÒ mÆt tíi ®Ønh ®èi l u quyÓn. Mét phÇn ®ã l do sù gi¶m ma s¸t, nh ng quan träng h¬n, ®ã l do lùc gra®ien ¸p suÊt th êng t¨ng lªn theo ®é cao. Nh ®· thÊy trªn h×nh 8.7, tÊt c¶ c¸c mÆt thÓ hiÖn mùc 900, 800 v 700 mb ®Òu nghiªng dÇn vÒ phÝa b¾c, nh ng ®é nghiªng kh«ng nh nhau. C ng lªn cao ®é nghiªng c ng dèc h¬n, cã nghÜa l lùc gra®ien ¸p suÊt c ng lín. B¹n cã thÓ nhí l¹i tõ ch ¬ng 4 r»ng lùc gra®ien ¸p suÊt tØ lÖ thuËn víi ®é nghiªng cña c¸c mÆt ®¼ng ¸p, bÊt chÊp mËt ®é kh«ng khÝ. Nh ng t¹i sao c¸c bÒ mÆt cao h¬n l¹i cã ®é nghiªng lín h¬n? T¹i ®iÓm B , kh«ng khÝ nãng h¬n, nªn líp kh«ng khÝ tõ mùc 900 mb ®Õn 1000 mb d y h¬n so víi http://www.ebook.edu.vn 286
t¹i ®iÓm A . T ¬ng tù nh vËy, ®é d y tõ mùc 800 mb ®Õn 900 mb t¹i ®iÓm B lín h¬n. Nãi c¸ch kh¸c, biÕn thiªn ®é cao tõ B′ ®Õn B′′ lín h¬n so víi biÕn thiªn tõ A ′ ®Õn A ′′ . Do ®ã mÆt 800 mb ph¶i cã ®é nghiªng dèc h¬n mÆt 900 mb ( B′′ − A ′′ lín h¬n B′ − A ′ ). Chªnh lÖch vÒ ®é cao gi÷a c¸c mÆt nèi tiÕp tiÕp tôc t¨ng lªn cao, dÉn tíi giã m¹nh h¬n. Front cùc ®íi v c¸c dßng xiÕt Sù biÕn thiªn dÇn dÇn cña nhiÖt ®é theo vÜ ®é ® îc minh häa ë h×nh 8.7 kh«ng ph¶i bao giê còng xuÊt hiÖn trong hiÖn thùc. Ng îc l¹i, c¸c vïng biÕn thiªn nhiÖt ®é tõ tõ th êng nh êng chç cho nh÷ng d¶i biªn hÑp, cã ®é nghiªng lín gi÷a kh«ng khÝ nãng v kh«ng khÝ l¹nh. Mét trong nh÷ng vïng biªn nh thÕ chÝnh l front cùc ®íi, ® îc thÓ hiÖn trªn h×nh 8.8. H×nh 8.8. Dßng xiÕt cùc n»m bªn trªn front cùc ®íi gÇn ®Ønh ®èi l u quyÓn Bªn ngo i ®íi front, nh÷ng biÕn thiªn nhiÖt ®é theo vÜ ®é th× tõ tõ (nh trªn h×nh 8.7), v c¸c ®é nghiªng cña nh÷ng mÆt mùc 900, 800 v 700 mb thÝch øng theo. Nh ng trong ph¹m vi front, ®é nghiªng cña mÆt ¸p suÊt t¨ng lªn rÊt m¹nh bëi v× biÕn thiªn vÒ nhiÖt ®é theo ph ¬ng ngang ®ét ngét. Víi c¸c mÆt ¸p suÊt nghiªng rÊt dèc th× lùc gra®ien ¸p suÊt còng rÊt lín, dÉn ®Õn dßng giã xiÕt cùc ®íi. VËy, chóng ta xem c¸c dßng xiÕt nh l mét hÖ qu¶ cña front cùc ®íi, xuÊt hiÖn do gra®ien nhiÖt ®é lín. Nh ng ®ång thêi, dßng xiÕt còng c êng hãa front cùc ®íi. Trong ch ¬ng 10 chóng ta sÏ thÊy r»ng mét dßng xiÕt l cÇn thiÕt ®Ó duy tr× sù t ¬ng ph¶n nhiÖt ®é trong front. Dßng xiÕt cùc ®íi cã ¶nh h ëng to lín ®Õn thêi tiÕt h ng ng y ë c¸c vÜ ®é trung b×nh. ë gÇn xÝch ®¹o h¬n, cã mét dßng xiÕt næi tiÕng kh¸c, dßng xiÕt cËn nhiÖt ®íi, g¾n liÒn víi nh©n Hadley. Khi kh«ng khÝ mùc cao tr«i ra tõ d¶i héi tô nhiÖt ®íi, sù b¶o to n m« men gãc gãp phÇn t¹o nªn chuyÓn ®éng h íng t©y m¹nh dÇn. Khi chuyÓn ®éng vÒ phÝa ®«ng b¾c, dßng xiÕt cËn nhiÖt ®íi cã thÓ mang theo nh÷ng ®iÒu kiÖn nãng, Èm. H×nh 8.9 thÓ hiÖn dßng h¬i n íc liªn quan tíi mét dßng xiÕt cËn nhiÖt ®íi. http://www.ebook.edu.vn 287
H×nh 8.9. Dßng xiÕt cËn nhiÖt ®íi xuÊt hiÖn trªn ¶nh vÖ tinh hång ngo¹i th nh mét ®ai m©y më réng tõ Mexico ®Õn Florida C¸c r·nh ¸p thÊp v c¸c sèng ¸p cao MÆc dï vÒ trung b×nh c¸c ®é cao mùc 500 mb gi¶m vÒ phÝa c¸c cùc, song lu«n lu«n cã nh÷ng dung sai ®¸ng kÓ so víi xu thÕ chung. §iÓn h×nh l cã nh÷ng dao ®éng, hay c¸c sãng, xÕp chång lªn h×nh thÕ gi¶m chung vÒ ®é cao vÒ phÝa c¸c cùc. H×nh 8.10 l mét bøc tranh ®¹i thÓ vÒ hiÖn t îng n y, nã thÓ hiÖn mét trôc ®é cao nhá ë Trung Mü, bÞ ¸n ng÷ bëi “c¸c nói” ®é cao lín ë c¶ hai bªn. Thung lòng cña c¸c ®é cao nhá ® îc gäi l mét r·nh, cßn c¸c gê cao lªn ® îc gäi l c¸c sèng. Trªn h×nh còng thÓ hiÖn c¸c ® êng ®ång møc ®é cao - h·y chó ý r»ng c¸c ® êng ®ã còng cã mét ®Æc ®iÓm d¹ng sãng l în. Kh«ng khÝ thæi song song víi c¸c ® êng ®ång møc ®é cao, cho nªn dßng giã còng cã d¹ng sãng. H×nh 8.11 thÓ hiÖn c¸c b¶n ®å ® êng ®ång møc ®¬n gi¶n hãa diÔn t¶ quan hÖ gi÷a c¸c ®é cao cña mùc 500 mb víi c¸c sèng v r·nh. Trªn h×nh 8.11a kh«ng xuÊt hiÖn nh÷ng biÕn ®æi ®é cao theo h íng ®«ng-t©y (kh«ng cã r·nh, kh«ng cã sèng) v dßng giã ho n to n vÜ h íng. Ng îc l¹i, trªn h×nh 8.11b, cã mét r·nh ë phÇn gi÷a cña n íc Mü. Khi di chuyÓn tõ ®iÓm 1 ®Õn ®iÓm 2, ®é cao gi¶m tõ 5610 m xuèng 5580 m. Tõ ®iÓm 2 ®Õn ®iÓm 3 c¸c ®é cao l¹i t¨ng lªn. Nãi kh¸c ®i, tõ ®iÓm 1 ®Õn ®iÓm 3 ®ßi hái chóng ta ph¶i v ît qua mét thung lòng (r·nh) c¸c ®é cao nhá. Chóng ta thÊy r»ng c¸c ® êng ®ång møc ®é cao bÞ di dÞch vÒ phÝa xÝch ®¹o ë c¸c r·nh v vÒ phÝa cùc ë c¸c sèng. Chóng ta còng thÊy r»ng kh«ng khÝ ®æi h íng cña nã vÒ phÝa cùc ë gÇn c¸c sèng v vÒ phÝa xÝch ®¹o ë gÇn c¸c r·nh sÏ cã mét hîp phÇn kinh h íng v mét hîp phÇn vÜ h íng. ThËt vËy, khi cã mÆt c¸c sãng biÓu lé râ nÐt, chóng ta nãi r»ng dßng l “kinh h íng”, cßn ng îc l¹i, khi dßng rÊt gièng víi dßng giã t©y, chóng ta nãi nã cã tÝnh chÊt vÜ h íng. http://www.ebook.edu.vn 288
H×nh 8.10. B¶n vÏ gi¶ ®Þnh vÒ mÆt 500 mb. C¸c ®é cao gi¶m tõ phÝa nam lªn phÝa b¾c, song còng t¨ng lªn v gi¶m ®i ë gÇn c¸c sèng v c¸c r·nh. Nh÷ng biÕn thiªn th¼ng ®øng ® îc phãng ®¹i trong h×nh vÏ. Nh÷ng biÕn thiªn ®é cao thùc tÕ rÊt nhá so víi kÝch th íc cña lôc ®Þa C¸c sãng Rossby Chóng ta ®· thÊy sèng v r·nh t¹o nªn chuyÓn ®éng d¹ng sãng trong khÝ quyÓn líp trªn t¹i c¸c vÜ ®é trung b×nh. Sãng lín nhÊt trong nh÷ng sãng ®ã ® îc gäi l sãng d i, hay sãng Rossby. * Th«ng th êng cã kho¶ng tõ ba ®Õn b¶y sãng Rossby bao xung quanh Tr¸i §Êt. Gièng nh c¸c sãng kh¸c, mçi sãng cã mét b íc sãng cô thÓ (kho¶ng c¸ch ph©n c¸ch gi÷a c¸c sèng hoÆc c¸c r·nh liªn tiÕp nhau) v biªn ®é cô thÓ (kÝch th íc theo chiÒu b¾c-nam). MÆc dï c¸c sãng Rossby th êng hay tån t¹i æn ®Þnh ë nh÷ng vÞ trÝ nhÊt ®Þnh, chóng còng di chuyÓn tõ t©y sang ®«ng (h×nh 8.12), hoÆc hiÕm h¬n- tõ ®«ng sang t©y. C¸c sãng Rossby cã nh÷ng biÕn thiªn mïa kh¸c nhau tõ mïa hÌ tíi mïa ®«ng. Chóng cã xu h íng Ýt h¬n v o mïa hÌ, cã b íc sãng d i h¬n v duy tr× tèc ®é giã m¹nh nhÊt v o mïa ®«ng. Hai ®Æc tr ng sau cïng - tèc ®é giã v b íc sãng - cã ¶nh h ëng tíi tèc ®é m sãng Rossby di chuyÓn xu«i theo giã (xem chuyªn môc 8-2: Nh÷ng nguyªn lý vËt lý: ChuyÓn ®éng cña c¸c sãng Rossby). C¸c sãng Rossby cã mét ¶nh h ëng to lín tíi thêi tiÕt h ng ng y, ®Æc biÖt khi chóng cã biªn ®é lín. Chóng cã kh¶ n¨ng vËn chuyÓn kh«ng khÝ nãng tõ nh÷ng vïng cËn nhiÖt ®íi lªn c¸c vÜ ®é cao, hoÆc kh«ng khÝ cùc ®íi l¹nh xuèng c¸c vÜ ®é thÊp. Bëi v× kh«ng khÝ mùc cao cã xu h íng biÕn ®æi nhiÖt ®é rÊt chËm trong khi thiÕu v¾ng c¸c chuyÓn ®éng th¼ng ®øng, c¸c sãng Rossby cã thÓ mang nh÷ng nhiÖt ®é dÞ th êng tíi bÊt kú n¬i n o thuéc c¸c vÜ ®é trung b×nh v vÜ ®é cao. §iÒu n y * t tên theo Carl Gustov Rossby, ng i có óng góp nhi u vào công cu c nghiên c u ban u v dòng không khí t ng cao u nh ng n m 1990. http://www.ebook.edu.vn 289
® îc thÓ hiÖn b»ng h×nh 8.13, trªn ®ã biÓu diÔn mét sãng Rossby m¹nh bªn trªn B¾c Mü v o ng y 22/9/1995. C¸c nhiÖt ®é thÊp ph¸ kû lôc ® îc quan tr¾c thÊy trªn hÇu kh¾p phÇn trung t©m cña n íc Mü khi sãng n y mang kh«ng khÝ l¹nh tõ xa ë phÝa b¾c tíi. Xa h¬n vÒ phÝa tr íc giã, mét dßng t©y nam ®· mang kh«ng khÝ «n hßa tíi cùc t©y b¾c cña B¾c Mü, cho nªn Fairbanks, Alaska ® îc Êm h¬n víi nhiÖt ®é kho¶ng -20oC. H×nh 8.11. R·nh xuÊt hiÖn trong ®èi l u quyÓn tÇng trung, ë ®©y c¸c ® êng ®ång møc ®é cao lÊn vÒ phÝa xÝch ®¹o. Trong (a) c¸c vÞ trÝ 1-3 cã mùc 500 mb t¹i ®é cao 5610 m. Xa h¬n vÒ phÝa nam, ë c¸c vÞ trÝ 4-6, mùc 500 mb n»m t¹i 5640 m. Trong (b) c¸c ® êng ®ång møc ë phÝa bê ®«ng v bê t©y vÉn n»m ë vÞ trÝ nh trong (a), nh ng ë phÇn trung t©m cña lôc ®Þa chóng ®· di dÞch xuèng phÝa xÝch ®¹o. Do ®ã, c¸c vÞ trÝ 2 v 5 cã ¸p suÊt thÊp h¬n so víi c¸c vïng phÝa ®«ng v phÝa t©y cña chóng. Vïng ¸p suÊt thÊp ë phÇn trung t©m cña lôc ®Þa l mét r·nh thÊp http://www.ebook.edu.vn 290
H×nh 8.12. Mét chuçi b¶n ®å mùc 300 mb cho thÊy sù di chuyÓn cña sãng Rossby tõng 24 giê mét Ngo i viÖc ph©n bè l¹i kh«ng khÝ l¹nh v nãng, c¸c h×nh thÕ sãng Rossby cã mét t¸c ®éng kh«ng kÐm phÇn quan träng, tuy Ýt biÓu kiÕn h¬n, tíi thêi tiÕt khu vùc. Nh÷ng biÕn thiªn cña dßng giã däc theo sãng dÉn tíi sù ph©n kú v héi tô. Khi kh«ng khÝ trong khÝ quyÓn tÇng cao ph©n kú (hay lan táa ra), nã thu hót kh«ng khÝ tõ phÝa d íi lªn, t¹o ra qu¸ tr×nh l¹nh ®i ®o¹n nhiÖt. Nh vËy, sù ph©n kú trong khÝ quyÓn tÇng trªn cã thÓ l mét c¬ chÕ quan träng cho ph¸t triÓn m©y v gi¸ng thñy. Héi tô trong khÝ quyÓn tÇng trªn cã hiÖu øng ng îc l¹i, nã c ìng bøc kh«ng khÝ gi¸ng xuèng v ng¨n c¶n qu¸ tr×nh h×nh th nh m©y. Chóng ta sÏ trë l¹i kh¸i niÖm quan träng n y ë ch ¬ng 10. ®é giã bªn trong sãng, (2) vÞ trÝ vÜ ®é cña sãng v (3) b íc sãng. Cô thÓ, c¸c sãng Rossby n o cã giã m¹nh v c¸c b íc sãng 8-2 Nh÷ng nguyªn lý vËt lý: ng¾n h¬n sÏ di chuyÓn nhanh nhÊt; tèc ®é Sù di chuyÓn cña c¸c sãng Rossby ® îc tÝnh theo c«ng thøc sau: C = u − bL2 , Còng nh nh÷ng hiÖn t îng khÝ trong ®ã C − tèc ®é truyÒn cña sãng xu«i quyÓn kh¸c, sù di chuyÓn cña sãng theo giã (m/s); u − hîp phÇn tèc ®é giã Rossby kh«ng ph¶i do ngÉu nhiªn ®¬n h íng t©y trong ph¹m vi sãng (m/s); b − thuÇn, m do t¸c ®éng tæng hîp cña mét h m cña vÜ ®é, b»ng 1,6 × 10 −11 m −1s −1 nhiÒu yÕu tè vËt lý. Cã 3 nh©n tè quyÕt L − b íc sãng (m). ®Þnh tèc ®é truyÒn ®i cña mét sãng t¹i 45o v Rossby: (1) th nh phÇn h íng t©y cña tèc http://www.ebook.edu.vn 291
VÝ dô, ë vÜ ®é 45o mét sãng Rossby Tèc ®é di chuyÓn xu«i giã cña c¸c sãng Rossby ë vÜ ®é 45o víi nh÷ng b íc víi tèc ®é dßng giã xiÕt 40 m/s sÏ di sãng v tèc ®é giã kh¸c nhau ® îc dÉn chuyÓn ng îc giã nÕu nã cã b íc sãng lín trong b¶ng 1. Nh ta thÊy, mét sãng cã h¬n 10000 km. Tuy nhiªn, ®©y l mét tèc ®é giã t©y b»ng 20 m/s v b íc sãng buíc sãng d i ®Æc biÖt. VËy, khi tèc ®é giã b»ng 3000 km sÏ chuyÓn ®éng nhanh h¬n lín, chuyÓn ®éng lïi chØ x¶y ra víi c¸c 60 % so víi sãng cã cïng tèc ®é giã nh ng sãng d i ngo¹i lÖ, ho n to n hiÕm. Víi tèc b íc sãng b»ng 5000 km. ®é nhá h¬n th× b íc sãng tíi h¹n nhá h¬n (chØ 5000 km víi giã 10 m/s). Trªn thùc Chó ý r»ng víi mét tèc ®é giã v vÜ tÕ, c¸c sãng ng¾n h¬n (v tèc ®é giã nhá ®é nhÊt ®Þnh, cã thÓ cã mét b íc sãng ®Æc h¬n) th êng phæ biÕn h¬n. Nh vËy, sãng biÖt Lc m c¸c sãng ho n to n kh«ng di di chuyÓn vÒ phÝa t©y th êng chØ x¶y ra chuyÓn. Nh÷ng sãng n o d i h¬n gi¸ trÞ khi giã mùc cao yÕu chø kh«ng m¹nh. tíi h¹n n y trªn thùc tÕ di chuyÓn tõ ®«ng sang t©y v ® îc gäi l c¸c sãng thôt B¶ng 1. Tèc ®é di chuyÓn xu«i giã (m/s) cña sãng Rossby t¹i vÜ ®é 45oN hoÆc 45oS lïi. B»ng c¸ch s¾p xÕp l¹i ph ¬ng tr×nh v cho C = 0 (gi¶ thiÕt sãng dõng), ta cã Tèc ®é giã (m/s) B íc sãng (km) thÓ tÝnh ® îc b íc sãng tíi h¹n: 20 40 3000 16 36 Lc = . u/b 5000 10 30 C¸c ®¹i d ¬ng Nh chóng ta ®· thÊy, chuyÓn ®éng cña khÝ quyÓn chÞu ¶nh h ëng rÊt lín cña dßng nhiÖt tõ bÒ mÆt. Chóng ta cßn biÕt r»ng lôc ®Þa v ®¹i d ¬ng cã tèc ®é nãng lªn v l¹nh ®i kh¸c nhau, mét phÇn ®ã l do nh÷ng chuyÓn ®éng trong ph ¬ng th¼ng ®øng v ph ¬ng ngang cña n íc. Trong môc n y, chóng ta xem xÐt kü h¬n vÒ ¶nh h ëng cña khÝ quyÓn tíi chuyÓn ®éng cña n íc trong ®¹i d ¬ng. Sau n÷a, chóng ta sÏ xem xÐt mét sè qu¸ tr×nh t ¬ng t¸c lÉn nhau gi÷a c¸c hÖ thèng ®¹i d ¬ng v khÝ quyÓn. C¸c dßng biÓn C¸c dßng biÓn l nh÷ng chuyÓn ®éng theo ph ¬ng ngang cña n íc bÒ mÆt, th êng thÊy ë c¸c vïng bªn r×a cña nh÷ng thñy vùc lín. Nh÷ng dßng ch¶y n y, ®· ® îc giíi thiÖu tãm t¾t ë ch ¬ng 3, cã mét ¶nh h ëng rÊt lín ®Õn sù trao ®æi n¨ng l îng v h¬i n íc gi÷a c¸c ®¹i d ¬ng v khÝ quyÓn tÇng thÊp. Trong nhiÒu tr êng hîp, sù ¶nh h ëng n y rÊt râ rÖt, vÝ dô, nh÷ng h¶i l u nãng th× thuËn lîi cho sù hiÖn diÖn cña kh«ng khÝ nãng, Èm trªn khÝ quyÓn. C¸c h¶i l u ® îc h×nh th nh do giã ë líp kh«ng khÝ tÇng thÊp, nã t¸c ®éng mét lùc kÐo lªn líp n íc bÒ mÆt. Tr¸i l¹i víi g× chóng ta cã thÓ nghÜ, n íc bÒ mÆt kh«ng chuyÓn ®éng cïng h íng víi giã, m lÖch mét gãc 45o vÒ bªn ph¶i cña dßng kh«ng khÝ ë B¾c b¸n cÇu (vÒ bªn tr¸i ë Nam b¸n cÇu). Nog i ra, c¶ h íng v tèc ®é cña dßng ch¶y ®Òu thay ®æi theo ®é s©u. C ng xuèng s©u, gãc lÖch vÒ bªn ph¶i c ng t¨ng dÇn (ë B¾c b¸n cÇu), cßn tèc ®é gi¶m dÇn. ë ®é s©u kho¶ng 100 m, h íng dßng ch¶y gÇn b»ng 180o so víi h íng giã v dßng ch¶y kh«ng cßn n÷a. H×nh thÕ dßng ch¶y nh vËy, gäi l h×nh xo¾n Ekman, ® îc thÓ hiÖn trªn h×nh 8.14. http://www.ebook.edu.vn 292