Thời tiết và khí hậu - Phần 7 Các chuyên đề và phụ lục - Chương 17

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

113
lượt xem 15
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 7 Các chuyên đề và phụ lục - Chương 17 Quang học khí quyển

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thời tiết và khí hậu - Phần 7 Các chuyên đề và phụ lục - Chương 17

PhÇn 7 - C¸c chuyªn ®Ò v phô lôc Ch ¬ng 17 quang häc khÝ quyÓn H·y t ëng t îng b¹n ®ang l¸i xe trªn mét xa lé cao tèc th¼ng, hai l n ® êng trong chiÒu hÌ nãng d íi ¸nh n¾ng MÆt Trêi. ChiÕc xe h¬i ë phÝa tr íc ch¹y h¬i bÞ chËm khiÕn b¹n liÕc sang l n ® êng ng îc chiÒu v b¹n quyÕt ®Þnh cã thÓ v ît mét c¸ch an to n. Nh ng ®óng lóc b¹n võa l¸ng sang l n ® êng ng îc chiÒu th× mét xe kh¸c xuÊt hiÖn, cã vÎ nh kh«ng biÕt tõ ®©u m ra. MÆc dï b¹n rÊt ng¹c nhiªn bëi sù xuÊt hiÖn bÊt ngê cña chiÕc xe kh¸c, b¹n cã ®ñ thêi gian ®Ó t¹t trë l¹i l n ® êng cña m×nh – ch¾c l b¹n cã h¬i bùc m×nh mét chót, nh ng dï sao th× còng ch a cã g× tåi tÖ l¾m. Tuy nhiªn, b¹n kh«ng thÓ kh«ng tù hái t¹i sao b¹n l¹i kh«ng nh×n thÊy c¸i xe ®ã tr íc lóc b¹n b¾t ®Çu v ît. Ch¶ lÏ m¾t b¹n ®ang bìn cît víi b¹n? HoÆc cã thÓ l tÇm nh×n ch a h¼n tèt nh b¹n ®· nghÜ. C©u tr¶ lêi ®óng nhÊt l khÝ quyÓn ®· l m thay ®æi ® êng ®i cña bøc x¹ nh×n thÊy bÞ ph¶n x¹ l¹i tõ chiÕc xe ng îc chiÒu, nªn c¸c tia ®· ®i chÖch khái m¾t b¹n, v ®iÒu ®ã ®· diÔn ra cho tíi khi b¹n tiÕn ®ñ gÇn tíi chiÕc xe ®Ó ¸nh s¸ng cã thÓ gÆp ® îc m¾t b¹n. §«i khi, khÝ quyÓn cã thÓ l m cho c¸c vËt thÓ xuÊt hiÖn ë mét vÞ trÝ kh¸c víi n¬i chóng thùc sù ®ang ë hoÆc thËm chÝ thay ®æi ho n to n sù hiÖn diÖn cña chóng. Ch ¬ng cuèi cïng n y sÏ m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh m nhê ®ã khÝ quyÓn ¶nh h íng tíi ® êng ®i cña bøc x¹ nh×n thÊy khi bøc x¹ ®i qua khÝ quyÓn v nh÷ng h×nh ¶nh kÕt qu¶ m chóng ta thÊy. Chóng ta gäi tÊt c¶ nh÷ng chñ ®Ò ®ã l quang häc khÝ quyÓn. C¸c hiÖu øng kh«ng khÝ s¹ch Trong ch ¬ng 3, chóng ta ®· thÊy r»ng khÝ quyÓn t¸n x¹ v hÊp thô bøc x¹ tíi tõ MÆt Trêi. C¶ hai qu¸ tr×nh cã ¶nh h ëng quan träng tíi n¨ng l îng m bÒ mÆt v khÝ quyÓn nhËn ® îc. Ngo i t¸n x¹ v hÊp thô, khÝ quyÓn cßn khóc x¹ bøc x¹ MÆt Trêi, ë ®©y khóc x¹ ® îc ®Þnh nghÜa nh sù lÖch h íng cña c¸c tia khi chóng ®i trong khÝ quyÓn. Khóc x¹ xuÊt hiÖn mét khi bøc x¹ ®i qua mét m«i tr êng cã mËt ®é biÕn ®æi hoÆc khi nã di chuyÓn tõ mét m«i tr êng tíi mét m«i tr êng kh¸c cã mËt ®é kh¸c. Khóc x¹ trong kh«ng khÝ xuÊt hiÖn bëi v× tèc ®é bøc x¹ biÕn ®æi theo mËt ®é – khÝ quyÓn c ng ®Ëm ®Æc, th× bøc x¹ truyÒn ®i c ng chËm. §Ó thÊy ® îc mét c¸ch trùc quan c¸c tèc ®é kh¸c nhau l m cho bøc x¹ lÖch h íng ®i nh thÕ n o, h·y h×nh dung hai ng êi trªn mét chiÕc thuyÒn, mét ng êi chÌo ë bªn ph¶i thuyÒn, cßn ng êi kia chÌo ë bªn tr¸i. NÕu ng êi bªn ph¶i chÌo h¨ng h¸i h¬n, thuyÒn sÏ ngoÆt sang http://www.ebook.edu.vn 612
tr¸i. §iÒu t ¬ng tù còng x¶y ra ®èi víi sãng n¨ng l îng ®iÖn tõ khi truyÒn trong khÝ quyÓn. Trong ®a sè t×nh huèng, mËt ®é cña khÝ quyÓn gi¶m theo ®é cao bªn trªn bÒ mÆt. §iÒu ®ã l m cho bøc x¹ bÞ khóc x¹ ®i mét chót, t¹o th nh mét cung víi bÒ lâm h íng xuèng phÝa d íi (h×nh 17.1). Tèc ®é m mËt ®é biÕn ®æi theo ®é cao biÕn ®æi mét c¸ch ®¸ng kÓ theo vÞ trÝ v theo thêi gian do c¸c tr¾c diÖn nhiÖt ®é bªn trªn bÒ mÆt rÊt kh¸c nhau (quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é v mËt ®é ®· ® îc tr×nh b y trong ch ¬ng 4). V× vËy, møc ®é v h íng khóc x¹ biÕn ®æi theo c¸c ®iÒu kiÖn khÝ quyÓn. B©y giê chóng ta xÐt mét sè hÖ qu¶ ®¸ng chó ý cña sù khóc x¹. H×nh 17.1. Sù khóc x¹ do nh÷ng chªnh lÖch mËt ®é kh«ng khÝ l m cho tia s¸ng bÞ uèn cong. ë tr êng hîp n y, ¸nh s¸ng tõ nãc tßa cao èc bÞ lÖch xuèng phÝa d íi, nªn ® êng ®i cña nã cong xuèng d íi. ¸nh s¸ng ®¹t tíi m¾t ng êi quan s¸t t¹i mét gãc h¬i lín h¬n so víi khi kh«ng cã khóc x¹, tßa nh tá ra cao h¬n thùc tÕ Khóc x¹ v MÆt Trêi lÆn hoÆc MÆt Trêi mäc Khóc x¹ bøc x¹ tíi tõ MÆt Trêi l lín nhÊt khi MÆt Trêi thÊp trªn ® êng ch©n trêi, v× ®é cao MÆt Trêi bÐ l m cho c¸c tia ®i qua mét l îng khÝ quyÓn lín h¬n (nh m« tr×nh b y trong ch ¬ng 3). Khi MÆt Trêi lÆn, sù khóc x¹ ®ñ ®Ó l m cho c¸c tia trùc x¹ nh×n thÊy ® îc thËm chÝ sau khi MÆt Trêi ®· lÆn xuèng thÊp h¬n ® êng ch©n trêi (®iÒu n y còng ®óng khi MÆt Trêi mäc ®ang mäc). Trªn h×nh 17.2, MÆt Trêi cã vÞ trÝ ë d íi ® êng ch©n trêi. NÕu kh«ng cã khÝ quyÓn, lóc n y sÏ l ho ng h«n, nh ng khóc x¹ l m cho MÆt Trêi h×nh nh ®ang ë bªn trªn ® êng ch©n trêi. Khi MÆt Trêi n»m ë vÞ trÝ xa h¬n n÷a mét chót bªn d íi ® êng ch©n trêi, c¸c tia trùc x¹ kh«ng thÓ ® îc nh×n thÊy ë trªn bÒ mÆt, nh ng bøc x¹ khuÕch t¸n cã thÓ chiÕu s¸ng bÇu trêi ®Ó t¹o nªn c¸c ®iÒu kiÖn ho ng h«n (tranh tèi tranh s¸ng). Cßn khi MÆt Trêi lÆn xuèng thÊp h¬n n÷a, ®Õn ®é xa võa ®ñ so víi ® êng ch©n trêi, th× ®ã l thêi gian ®ªm tèi ho n to n. Kho¶ng thêi gian ho ng h«n biÕn ®æi; nã d i nhÊt trong mïa MÆt Trêi cao v t¨ng theo vÜ ®é. Ngo i viÖc l m thay ®æi chót Ýt vÞ trÝ biÓu kiÕn cña MÆt Trêi ë gÇn ® êng ch©n trêi, khóc x¹ cã thÓ cßn ¶nh h ëng ®Õn h×nh d¹ng v m u s¾c biÓu kiÕn MÆt Trêi. B¹n cã lÏ ®· tõng nhËn thÊy r»ng trong lóc b×nh minh hoÆc ho ng h«n MÆt Trêi cã http://www.ebook.edu.vn 613
vÎ nh cã c¸c b¨ng m u s¾c kh¸c nhau n»m ngang, m u ®á thÉm h¬n gÇn víi mÐp d íi. §ã l v× c¸c m u b íc sãng lín h¬n (nh c¸c m u ®á v da cam) bÞ khóc x¹ Ýt h¬n so víi nh÷ng b íc sãng ng¾n h¬n (nh xanh lam v xanh lôc). C¸c b íc sãng ng¾n h¬n, bÞ khóc x¹ nhiÒu h¬n, tËp trung ë gÇn mÐp trªn cña MÆt Trêi biÓu kiÕn, cßn c¸c b íc sãng d i h¬n tËp trung ë gÇn mÐp d íi. Trong mét sè ®iÒu kiÖn khÝ quyÓn n o ®ã, MÆt Trêi xuÊt hiÖn nh mét ®èm s¸ng xanh trong mét tho¸ng ng¾n ngñi, ng êi ta gäi ®ã l hiÖn t îng lãe s¸ng xanh (h×nh 17.3). H×nh 17.2. Khi ë thÊp h¬n ® êng ch©n trêi mét chót, MÆt Trêi vÉn cã thÓ ® îc nh×n thÊy tõ bÒ mÆt Tr¸i §Êt do khóc x¹. C¸c b íc sãng kh¸c nhau bÞ khóc x¹ mét c¸ch kh¸c nhau, nªn phÇn d íi cña MÆt Trêi cã vÎ ®á h¬n phÇn trªn H×nh 17.3. HiÖn t îng lãe s¸ng xanh C¸c lo¹i ¶o ¶nh TÊt c¶ chóng ta ®Òu quen víi nh÷ng h×nh t îng trªn phim hoÆc ho¹t h×nh vÒ mét g· tiªu ®iÒu, mÖt mái ®ang lª b íc trªn mét hoang m¹c nãng báng, anh ch ng n y nhËn thÊy mét èc ®¶o ë n¬i ® êng ch©n trêi chØ ®Ó råi thÊt väng bëi mét hiÖn thùc r»ng ®Êy chØ l mét ¶o ¶nh kh«ng h¬n kh«ng kÐm. Nh÷ng ¶o ¶nh nh thÕ kh«ng ph¶i do tÝnh l¹c quan cña chóng ta sinh ra, m do sù khóc x¹ cña ¸nh s¸ng nh×n thÊy khi nhiÖt ®é gi¶m nhanh theo ®é cao. V tr¸i h¼n víi g× m mét sè ng êi nghÜ, èc ®¶o gi¶ t¹o kh«ng ph¶i l mét d¹ng ¶o ¶nh duy nhÊt; thuËt ng÷ ¶o ¶nh ¸p dông ®èi víi bÊt kú sù chuyÓn chç biÓu kiÕn lªn trªn hoÆc xuèng d íi cña mét vËt http://www.ebook.edu.vn 614
do khóc x¹. §Ó hiÓu ¶o ¶nh h×nh th nh nh thÕ n o, tr íc hÕt chóng ta xÐt mét t×nh huèng gi÷a tr a, trong ®ã nhiÖt ®é kh«ng khÝ gÇn bÒ mÆt gi¶m nhanh víi ®é cao, nh trªn h×nh 17.4a. ë gÇn bÒ mÆt, nh÷ng biÕn ®æi vÒ mËt ®é kh«ng khÝ theo chiÒu cao ® îc kiÓm so¸t chñ yÕu bëi gra®ien nhiÖt ®é th¼ng ®øng. Víi nhiÖt ®é rÊt cao ë gÇn bÒ mÆt, nªn mËt ®é thÊp. Gra®ien nhiÖt ®é rÊt lín trong vÝ dô n y dÉn ®Õn mËt ®é t¨ng theo ®é cao, nªn ® êng ®i cña c¸c tia trong khÝ quyÓn cong lªn phÝa trªn, nh ®· thÓ hiÖn trªn h×nh 17.4b. H×nh 17.4. Gi¶m nhanh, æn ®Þnh cña nhiÖt ®é theo ®é cao (a) cã thÓ g©y nªn kiÓu khóc x¹ víi c¸c tia cong lªn phÝa trªn (b). MÆc dï ¶nh cã bÞ biÕn d¹ng mét chót, mét ng êi ®øng ë vÞ trÝ A cã thÓ ® îc nh×n thÊy mét c¸ch ®Çy ®ñ bëi ng êi ë bªn tr¸i. Khi ng êi bªn ph¶i di chuyÓn tíi vÞ trÝ B, ¸nh s¸ng nh×n thÊy ph¶n x¹ tõ ch©n anh ta kh«ng ®¹t tíi ng êi quan s¸t ë bªn tr¸i, v× nã bÞ hÊp thô t¹i mÆt ®Êt. T¹i vÞ trÝ C, ¶nh cña ng êi ®ã biÕn mÊt ho n to n ®èi víi ng êi quan s¸t ë bªn tr¸i Trong h×nh 17.4b ng êi quan s¸t ë bªn tr¸i (gi¶ sö tªn c« ta l Lauren) nhËn thÊy c¸c ®èi t îng ë xa h¬i thÊp h¬n mét chót so víi thùc tÕ. §ã l do c¸c tia s¸ng ph¶n x¹ tõ c¸c vËt xa ®i tíi m¾t Lauren d íi mét gãc h¬i thÊp h¬n so víi ® êng th¼ng n»m ngang. V× vËy, mét ng êi ®øng ë vÞ trÝ A (ta gäi anh ta l William) h×nh nh thÊp h¬n mét chót so víi chiÒu cao thËt cña anh. Cho dï cã mét chót sai lÖch nhá vÒ chiÒu cao biÓu kiÕn cña William, Lauren kh«ng hÒ khã kh¨n g× ®Ó thÊy anh ta mét c¸ch ®Çy ®ñ. B©y giê chóng ta xem mét lo¹i ¶o ¶nh sinh ra nh thÕ n o nÕu William dÞch ra xa h¬n ®Õn vÞ trÝ B. PhÇn phÝa d íi cña c¬ thÓ anh ta h×nh nh bÞ biÕn mÊt, bëi v× ¸nh s¸ng ph¶n x¹ tõ ch©n anh ta bÞ uèn cong xuèng mÆt ®Êt, ë ®ã nã bÞ hÊp thô tr íc khi cã thÓ ®i tíi Lauren. Khi William dÞch ra xa h¬n, c ng nhiÒu phÇn c¬ thÓ anh ta tõ ch©n trë lªn bÞ biÕn mÊt cho tíi khi anh ta ho n to n mÊt hót t¹i vÞ trÝ C. Mét lo¹i ¶o ¶nh kh¸c xuÊt hiÖn do sù ®èt nãng m¹nh h¬n n÷a ë gÇn bÒ mÆt, nh tr êng hîp trªn mÆt ® êng phñ nhù ® êng v o mét buæi chiÒu nãng. Kh«ng khÝ bÞ nung nãng trong líp máng ngay bªn trªn bÒ mÆt cã mét tr¾c diÖn nhiÖt ®é cùc dèc, trong khi kh«ng khÝ ë ngay bªn trªn líp máng n y phÇn n o l¹nh h¬n v cã mét tr¾c diÖn nhiÖt ®é th¼ng ®øng Ýt dèc h¬n (h×nh 17.5a). Gra®ien nhiÖt ®é cña líp bªn d íi dèc h¬n l m cho nã khóc x¹ m¹nh h¬n so víi kh«ng khÝ ë bªn trªn nã. Khi ®iÒu n y x¶y ra, cã thÓ nh×n thÊy mét ¶o ¶nh phô gåm hai ¶nh, lóc ®ã ng êi quan s¸t nhËn thÊy kh«ng chØ mét ¶nh thËt cña vËt, m c¶ mét ¶nh ng îc ë ngay bªn d íi. §iÒu n y cã thÓ thÊy trªn h×nh 17.5b, ë ®©y ¸nh s¸ng ph¶n x¹ tõ ngän c©y http://www.ebook.edu.vn 615
trªn tÊt c¶ c¸c h íng. Mét Ýt tia ¸nh s¸ng h íng vÒ phÝa m¾t ng êi quan s¸t sau khi chØ bÞ khóc x¹ t ¬ng ®èi Ýt. Nh÷ng tia s¸ng ®ã t¹o nªn ¶nh thùc cña c©y. Nh ng mét sè tia s¸ng ph¶n x¹ cßn h íng tíi mÆt ®Êt, n¬i ®©y gra®ien nhiÖt ®é rÊt dèc g©y nªn khóc x¹ rÊt m¹nh. Nh÷ng tia s¸ng n y ® îc khóc x¹ lªn trªn v ®¹t ®Õn m¾t ng êi quan s¸t tõ phÝa d íi, l m cho ngän c©y xuÊt hiÖn ë bªn d íi mÆt ®Êt v lén ng îc trªn xuèng d íi cø nh thÓ ng êi quan s¸t ®ang nh×n bãng ph¶n x¹ cña c©y trªn mÆt n íc ph¼ng l¹ng cña c¸i hå. ¸nh s¸ng ph¶n x¹ tõ tÊt c¶ c¸c phÇn cña c©y bÞ kiÓu khóc x¹ n y ®Ó t¹o ra mét ¶nh g ¬ng trong “hå n íc”. H×nh 17.5. NÕu trong líp máng s¸t bÒ mÆt nhiÖt ®é gi¶m rÊt nhanh, cßn gra®ien nhiÖt ®é ngay bªn trªn nhá h¬n (a), th× ¶nh phô hai ¶nh cã thÓ xuÊt hiÖn (b). Bøc x¹ t¸n x¹ nh×n thÊy tõ ngän c©y ®i theo nhiÒu h íng. Mét sè tia s¸ng ®i trôc tiÕp tíi m¾t ng êi quan s¸t, bÞ khóc x¹ Ýt (cung phÝa trªn tõ ngän c©y tíi ng êi quan s¸t). Mét sè tia ®i tíi bÒ mÆt, ë ®ã khóc x¹ m¹nh (cung phÝa d íi) cho ¶nh thø hai cña c©y. §iÒu n y t¹o ra mét ¶nh lén ng îc ë bªn d íi ¶nh thËt VËy chuyÖn g× thùc sù diÔn ra khi ng êi ta thÊy mét ¶o ¶nh gièng víi mét ®Çm n íc? Trong tr êng hîp ®ã, ng êi quan s¸t nhËn thÊy ¶o ¶nh phô cña bÇu trêi, nã rÊt gièng nh mét bÒ mÆt n íc. TÊm ¶nh më ®Çu ch ¬ng n y vÒ chiÕc xe h¬i trªn mét xa lé trong hoang m¹c nãng báng cho thÊy mét ¶nh lén ng îc cña chiÕc xe tho¹t nh×n nh bÞ ng©m trong vòng n íc. H·y chó ý r»ng ¸nh s¸ng ®i ra tõ ®Ønh v tõ ch©n cña vËt kh«ng thÓ cïng bÞ khóc x¹ nh nhau. NÕu ¸nh s¸ng ph¶n x¹ bëi ch©n vËt bÞ khóc x¹ m¹nh h¬n, th× ¶nh sÏ tá ra tr¶i d i theo ph ¬ng th¼ng ®øng, hay cao h¬n thùc tÕ. Nh ng nÕu sù khóc x¹ t¨ng lªn thep chiÒu th¼ng ®óng, vËt sÏ bÞ ng¾n l¹i. Râ r ng, c©u hái vÒ mét vËt bÞ kÐo d i ra hay l thu ng¾n l¹i l tïy thuéc v o kho¶ng c¸ch di dÞch, ¶nh phô th êng lu«n bÞ thu ng¾n. Mét siªu ¶o ¶nh h×nh th nh khi c¸c ¶nh ® îc di dÞch lªn phÝa trªn. C¸c tia s¸ng bÞ uèn cong bÒ lâm h íng xuèng d íi do hÖ qu¶ mËt ®é gi¶m theo ®é cao. §©y l t×nh huèng b×nh th êng ®· ® îc m« t¶ tr íc ®©y l m cho MÆt Trêi h×nh nh ë cao h¬n bªn trªn ® êng ch©n trêi so víi thùc tÕ. Tuy nhiªn, ®Ó cho mét ¶o ¶nh ® îc nhËn thÊy, th× gra®ien mËt ®é b×nh th êng ph¶i ® îc t¨ng lªn n÷a b»ng mét tr¾c http://www.ebook.edu.vn 616
diÖn nhiÖt ®é cã kh«ng khÝ nãng (nhÑ h¬n) n»m ë bªn trªn kh«ng khÝ l¹nh. Gièng nh víi c¸c ¶o ¶nh phô, ë ®©y cã thÓ l ¶nh bÞ kÐo d i ra hoÆc co l¹i ng¾n l¹i, tïy thuéc v o sù khóc x¹ biÕn ®æi víi ®é cao ra sao. Tuy nhiªn, ë ®©y sÏ l thu ng¾n l¹i khi khóc x¹ gi¶m theo ®é cao, v kÐo d i ra khi khóc x¹ t¨ng theo chiÒu th¼ng ®óng. Trong c¸c t×nh huèng th¸i cùc, c¸c vËt nhá (t u thuyÒn, nh cöa, v.v..) cã thÓ bÞ n©ng cao lªn v kÐo d i ra, t¹o nªn vÎ biÓu kiÕn vÒ c¸c th nh phè hay d·y nói ®ang tr«i, nh trªn h×nh 17.6. H×nh 17.6. Mét siªu ¶o ¶nh Quang häc m©y v gi¸ng thñy Sù khóc x¹ kh«ng chØ giíi h¹n ë kh«ng khÝ s¹ch, nã còng kh«ng ph¶i l qu¸ tr×nh duy nhÊt cã thÓ t¹o ra nh÷ng hiÖu øng quang häc thó vÞ. Trong phÇn cßn l¹i cña ch ¬ng n y, chóng ta sÏ xem xÐt sù khóc x¹ v hai qu¸ tr×nh kh¸c t¹o nªn mét sè hiÖu øng quang häc quen thuéc (hoÆc ch a h¼n quen thuéc) nh thÕ n o. CÇu vång Mét trong nh÷ng th nh t¹o Ên t îng nhÊt xuÊt hiÖn trong khÝ quyÓn l cÇu vång rÊt quen thuéc (h×nh 17.7). CÇu vång l mét d¶i c¸c ® êng vßng cung ¸nh s¸ng, cã m u s¾c thay ®æi tõ phÇn bªn trong cña vßng ra tíi phÇn bªn ngo i. CÇu vång chØ xuÊt hiÖn khi m a ®ang r¬i trªn ë mét kho¶ng c¸ch xa xa, v víi mét bÇu trêi trong s¸ng bªn trªn v bªn d íi ng êi quan s¸t cho phÐp ¸nh s¸ng MÆt Trêi ®¹t tíi bÒ mÆt mét c¸ch tù do. B¹n cã thÓ ®· quan s¸t thÊy r»ng cÇu vång bao giê còng xuÊt hiÖn ë ®óng vÞ trÝ ®èi ng îc l¹i víi h íng cña MÆt Trêi. Nãi kh¸c ®i, nÕu MÆt Trêi ë sau l ng ë phÝa t©y nam, th× bãng cña b¹n sÏ chiÕu vÒ phÝa t©m cña cÇu vång vÒ phÝa ®«ng b¾c. http://www.ebook.edu.vn 617
C¸c cÇu vång s¸ng nhÊt v phæ biÕn nhÊt l c¸c cÇu vång chÝnh. Nh÷ng cÇu vång n y lu«n cã cïng kÝch th íc sao cho t¹i ® êng ch©n trêi kho¶ng c¸ch theo gãc tõ mét ®Çu n y ®Õn ®Çu kia b»ng kho¶ng 85o (®Ó dÔ h×nh dung, h·y xem nh gãc ®ã gÇn réng b»ng kho¶ng c¸ch tõ h íng chÝnh b¾c ®Õn chÝnh ®«ng). Trªn mét cÇu vång chÝnh, c¸c b íc sãng nh×n thÊy ng¾n nhÊt (tÝm v xanh) xuÊt hiÖn ë phÇn trong cïng cña cÇu vång, cßn c¸c b íc sãng d i h¬n (da cam v ®á) tËp trung ë phÇn ngo i cïng. Mét cÇu vång chÝnh th êng ® îc bao quanh bëi mét cÇu vång thø hai mê nh¹t h¬n, phñ quanh mét cung kho¶ng 100o trªn ® êng ch©n trêi v cã thang m u ng îc l¹i so víi cÇu vång chÝnh (nghÜa l , c¸c m u ®á xuÊt hiÖn ë phÇn bªn trong cña cÇu vång, cßn m u xanh ë phÇn bªn ngo i). TÊt nhiªn, nÕu vïng trêi m a m kh«ng ®ñ lín hoÆc m a ë mét kho¶ng c¸ch qu¸ xa, sÏ chØ cã mét phÇn cÇu vång xuÊt hiÖn. H×nh 17.7. CÇu vång. H·y chó ý l cã mét cÇu vång chÝnh s¸ng râ h¬n bÞ bao bëi mét cÇu vång thø hai mê nh¹t h¬n TÊt nhiªn, mét c©u hái lín l tÊt c¶ nh÷ng c¸i ®ã ® îc h×nh th nh nh thÕ n o? C©u tr¶ lêi n»m ë trong c¸c c¸ch m ¸nh s¸ng MÆt Trêi bÞ khóc x¹ (bÞ uèn cong) v bÞ ph¶n x¹ khi nã chiÕu v o v ®i xuyªn qua mét h¹t m a. Khi ¸nh s¸ng ®i qua mét m«i tr êng cã mËt ®é biÕn ®æi, th× nã bÞ khóc x¹. HiÖn t îng t ¬ng tù xuÊt hiÖn khi ¸nh s¸ng xuyªn qua mét biªn ph©n c¸ch c¸c chÊt cã mËt ®é kh«ng nh nhau, nh kh«ng khÝ bao quanh h¹t m a. Tr íc hÕt chóng ta h·y xem ®iÒu n y t¹o nªn mét cÇu vång chÝnh ra sao. Khi ¸nh s¸ng ®i v o mét h¹t m a, nã bÞ khóc x¹, trong ®ã c¸c b íc sãng d i h¬n bÞ khóc x¹ Ýt h¬n so víi c¸c b íc sãng ng¾n. ¸nh s¸ng khóc x¹ ®i xuyªn v o h¹t m a, phÇn chÝnh ¸nh s¸ng ®i ra ë phÝa ng îc l¹i víi phÝa m ¸nh s¸ng ®i tíi. Tuy nhiªn, mét phÇn nhá cña ¸nh s¸ng gÆp mÆt phÝa sau l ng cña h¹t m a bÞ ph¶n x¹ ng îc trë l¹i tõ mÆt phÝa trong cña bÒ mÆt, l¹i ®i xuyªn v o h¹t http://www.ebook.edu.vn 618
m a mét lÇn n÷a v bÞ khóc x¹ mét lÇn thø hai khi nã ®i ra ë mÆt phÝa tr íc cña h¹t t¹i mét vÞ trÝ thÊp h¬n mét chót so víi vÞ trÝ m nã ®· tõng ®i v o h¹t m a. Qu¸ tr×nh n y ® îc thÓ hiÖn ®èi víi hai h¹t m a gi¶ ®Þnh trªn h×nh 17.8a. V× mçi b íc sãng bÞ khóc x¹ mét c¸ch kh¸c nhau, chØ cã mét b íc sãng cô thÓ cña ¸nh s¸ng ®i ra khái mét h¹t m a l h íng vÒ phÝa mét ng êi quan s¸t cô thÓ ë mét n¬i cô thÓ. VËy l h¹t m a ë cao h¬n h íng ¸nh s¸ng ®á vÒ phÝa ng êi quan s¸t, trong khi h¹t ë thÊp h¬n h íng ¸nh s¸ng tÝm tíi ng êi ®ã. V× h¹t m a ë thÊp h¬n xuÊt hiÖn t¹i mét gãc thÊp h¬n bªn trªn ® êng ch©n trêi, ¸nh s¸ng tÝm cña nã h×nh th nh phÇn thÊp h¬n (phÇn bªn trong) cña vßng cÇu vång, cßn ¸nh s¸ng ®á tõ h¹t m a ë cao h¬n xuÊt hiÖn t¹i phÇn cao h¬n (phÇn bªn ngo i). ¸nh s¸ng ®á bÞ khóc x¹ 42,3o v ¸nh tÝm bÞ khóc x¹ 40,6o. KÕt qu¶ l , vßng cÇu vång chØ réng 1,7o. H×nh 17.8. ¸nh s¸ng MÆt Trêi tõ phÝa sau l ng ng êi quan s¸t bÞ ph¶n x¹ v khóc x¹ (a) ®Ó t¹o th nh mét cÇu vång chÝnh. Sè l îng khóc x¹ tæng céng kh¸c nhau ®èi víi mçi b íc sãng, g©y nªn sù chia t¸ch m u cña mét cÇu vång. Ng êi quan s¸t t¹i mùc mÆt ®Êt nh×n thÊy hai vßm cung trßn ®ång t©m t¹o th nh mét cÇu vång chÝnh v mét cÇu vång thø hai (b) C¸c cÇu vång thø hai ® îc h×nh th nh theo mét c¸ch rÊt gièng nh c¸c cÇu vång chÝnh, ngo¹i trõ hai ph¶n x¹ x¶y ra t¹i phÝa sau l ng cña h¹t m a, nh thÓ hiÖn trªn h×nh 17.9. §iÒu n y dÉn ®Õn mét thang m u ng îc l¹i so víi m u cña cÇu vång chÝnh, víi c¸c b íc sãng ¸nh s¸ng d i h¬n n»m ë phÇn bªn trong cña b¨ng v c¸c b íc sãng ng¾n h¬n ë phÇn bªn ngo i. ¸nh s¸ng MÆt Trêi ®i ra ë cïng mét phÝa cña h¹t m a khi nã ®i v o nh ng h íng xuèng phÝa d íi t¹i mét gãc 50o, do ®ã l m cho ®Ønh cña cÇu vång ë 50o bªn trªn ® êng ch©n trêi (h×nh 17.8b). http://www.ebook.edu.vn 619
H×nh 17.9. CÇu vång thø hai cÇn hai lÇn ph¶n x¹ bªn trong c¸c h¹t m a H o quang, mÆt trêi gi¶ v trô mÆt trêi C¸c ®¸m m©y ti tÇng t¹o nªn nh÷ng b¨ng ¸nh s¸ng bao quanh MÆt Trêi hay MÆt Tr¨ng, gäi l h o quang (h×nh 17.10) víi c¸c b¸n kÝnh 22o v 46o (c¸c h o quang 46o Ýt phæ biÕn h¬n v kh«ng s¸ng chãi nh c¸c h o quang 22o). Kh¸c víi cÇu vång khi xuÊt hiÖn ®ßi hái MÆt Trêi n»m trùc tiÕp ë ®»ng sau ng êi quan s¸t, c¸c h o quang xuÊt hiÖn khi nh÷ng tinh thÓ b¨ng n»m ë gi÷a ng êi quan tr¾c v MÆt Trêi hay MÆt Tr¨ng. H×nh 17.10a thÓ hiÖn sù khóc x¹ bªn trong c¸c tinh thÓ b¨ng ®Ó t¹o nªn mét h o quang 22o. ¸nh s¸ng MÆt Trêi (hay ¸nh s¸ng MÆt Tr¨ng) ®i qua c¸c mÆt cña nh÷ng tinh thÓ b¨ng h×nh d¹ng cét v h×nh d¹ng tÊm, trong ®ã mçi mÆt trong sè s¸u mÆt h×nh th nh mét gãc 60o. Tinh thÓ b¨ng t¸c ®éng nh mét l¨ng kÝnh, nã khóc x¹ ¸nh s¸ng 22o. Nh÷ng tinh thÓ cã gãc 22o so víi ® êng ®i¸nh s¸ng cña MÆt Trêi hay MÆt Tr¨ng v cã ®Þnh h íng cÇn thiÕt sÏ khóc x¹ ¸nh s¸ng vÒ phÝa ng êi quan s¸t. V× c¸c tinh thÓ b¨ng cã rÊt nhiÒu v s¾p xÕp ngÉu nhiªn trong m©y, mét sè ®¸ng kÓ sÏ h íng ¸nh s¸ng vÒ phÝa ng êi quan s¸t ®Ó t¹o th nh h o quang ®ñ s¸ng ®Ó nh×n thÊy tõ mÆt ®Êt. H×nh 17.10b thÓ hiÖn nh÷ng tinh thÓ b¨ng h×nh d¹ng cét khóc x¹ ¸nh s¸ng 46o nh thÕ n o khi tinh thÓ ®Þnh h íng chiÒu d i vÒ phÝa ¸nh s¸ng tíi. H×nh 17.10. C¸c tinh thÓ b¨ng d¹ng cét v d¹ng tÊm khóc x¹ ¸nh s¸ng t¹o th nh h o quang 22o (a). Sù khóc x¹, trong ®ã c¸c tinh thÓ b¨ng cã c¸c gãc 90o, t¹o th nh h o quang 46o (b) http://www.ebook.edu.vn 620
C¸c tinh thÓ b¨ng d¹ng tÊm lín h¬n kho¶ng 30 μm bÒ réng cã xu thÕ tù s¾p xÕp theo ph ¬ng ngang. NÕu MÆt Trêi h¬i ë cao h¬n ® êng ch©n trêi v thÊp h¬n nh÷ng tinh thÓ Êy, th× c¸c vÕt s¸ng xuÊt hiÖn 22o vÒ ph¶i v bªn tr¸i cña MÆt Trêi (h×nh 17.11). Nh÷ng mÆt trêi gi¶ n y (hay parhelia) th êng xuÊt hiÖn nh nh÷ng ®èm tr¨ng tr¾ng trong bÇu trêi, nh ng ®«i khi chóng thÓ hiÖn sù ph©n hãa m u víi c¸c m u ®á thÉm h¬n n»m ë phÝa cña c¸c mÆt trêi gi¶ gÇn MÆt Trêi nhÊt, cßn c¸c m u xanh v tÝm n»m ë phÝa bªn ngo i. Nh÷ng tinh thÓ d¹ng tÊm ë gi÷a MÆt Trêi thÊp v mét ng êi quan s¸t cã thÓ cßn ph¶n x¹ (ng îc l¹i víi khóc x¹) ¸nh s¸ng MÆt Trêi tõ ®Ønh v ch©n ®Ó t¹o th nh trô mÆt trêi (h×nh 17.12). NhiÒu tinh thÓ b¨ng s¾p xÕp hÇu nh , nh ng kh«ng ho n to n, theo ph ¬ng ngang, mçi tinh thÓ ph¶n x¹ mét phÇn cña ¸nh s¸ng tíi mét c¸ch kh¸c nhau ®Ó t¹o nªn nh÷ng cét biÓu kiÕn kÐo d i lªn phÝa trªn v xuèng phÝa d íi cña MÆt Trêi. H×nh 17.11. C¸c tinh thÓ ®Þnh h íng ngang khóc x¹ ¸nh s¸ng tõ MÆt Trêi ®ang lÆn hay ®ang mäc ®Ó t¹o nªn nh÷ng mÆt trêi gi¶ (a), gäi nh vËy do c¸c mÆt trêi gi¶ ®i kÌm theo MÆt Trêi (b) H×nh 17.12. Trô mÆt trêi QuÇng s¸ng v quÇng h o quang C¸c quÇng s¸ng v quÇng h o quang l nh÷ng hiÖn t îng quang häc g©y nªn bëi sù thay ®æi h íng cña ¸nh s¸ng khi nã ®i qua c¸c h¹t n íc (t¸n x¹). QuÇng s¸ng http://www.ebook.edu.vn 621
(h×nh 17.13) l sù chiÕu s¸ng d¹ng h×nh trßn cña bÇu trêi ngay xung quanh MÆt Tr¨ng - hoÆc hiÕm h¬n, xung quanh MÆt Trêi. C¸c ®¸m m©y cã kÝch th íc h¹t ®ång nhÊt g©y nªn nh÷ng quÇng s¸ng trßn lín tËp trung nh÷ng m u b íc sãng ng¾n h¬n (xanh) ë c¸c phÇn bªn trong nhÊt cña chóngv nh÷ng b íc sãng d i h¬n (®á) ë c¸c r×a cña chóng. Khi m©y chøa nhiÒu kÝch cì h¹t h¬n, th× sù chiÕu s¸ng trë th nh ¸nh s¸ng tr¾ng v h×nh d¹ng kh«ng ®Òu ®Æn. KÝch th íc cña quÇng s¸ng cßn liªn quan víi kÝch th íc h¹t m a, c¸c h¹t lín h¬n t¹o ra nh÷ng quÇng s¸ng nhá h¬n. NÕu b¹n mét khi n o ®ã ë trong mét chiÕc m¸y bay bay bªn trªn mét trÇn m©y, h·y t×m bãng cña m¸y bay trªn m©y. B¹n cã thÓ thÊy mét chuçi c¸c vßng trßn ® îc gäi l quÇng h o quang (h×nh 17.14). C¸c quÇng h o quang xuÊt hiÖn khi ¸nh s¸ng MÆt Trêi ®i v o r×a cña mét h¹t n íc (h×nh 17.15) tr íc hÕt bÞ khóc x¹, sau ®ã bÞ ph¶n x¹ tõ mÆt phÝa bªn trong cña mÆt sau cña giät v bÞ khóc x¹ lÇn n÷a khi nã ®i ra khái giät. VÒ ph ¬ng diÖn n y, qu¸ tr×nh t¹o th nh mét quÇng h o quang t ¬ng tù víi qu¸ tr×nh t¹o th nh mét cÇu vång chÝnh. Tuy nhiªn, quÇng h o quang ®ßi hái tæ hîp c¸c qu¸ tr×nh n y ph¶i l m ®æi h íng ¸nh s¸ng tíi ®óng 180o, sao cho ng êi H×nh 17.13. QuÇng s¸ng quan s¸t nh×n thÊy ¸nh s¸ng quay trë l¹i tõ ®Ønh m©y trong khi MÆt Trêi ë bªn trªn ®Ønh ®Çu c« ta. §Ó thùc hiÖn sù ®æi h íng bæ sung, sù t¸n x¹ ph¶i x¶y ra ë quanh r×a cña h¹t n íc khi ¸nh s¸ng trªn ® êng quay trë l¹i phÝa MÆt Trêi. H×nh 17.15. QuÇng h o quang ®ßi hái sù t¸n x¹ ë r×a h¹t m©y khi ¸nh s¸ng H×nh 17.14. QuÇng h o quang MÆt Trêi ®i ra khái h¹t. Sau khi bÞ ®æi h íng do khóc x¹ ¸nh s¸ng quay trë l¹i MÆt Trêi víi gãc gÇn 180o http://www.ebook.edu.vn 622
Tãm t¾t Khi ®i trong khÝ quyÓn, c¸c tia s¸ng bÞ mét sè lÇn ®æi h íng, hay khóc x¹, do mËt ®é kh«ng khÝ chªnh lÖc so víi mËt ®é t¹i bÒ mÆt. Sù khóc x¹ g©y nªn mét sè hiÖu øng MÆt Trêi mäc v MÆt Trêi lÆn rÊt thó vÞ. Thø nhÊt, sù ®æi h íng bøc x¹ MÆt Trêi l m cho nã ® îc “nh×n thÊy” ngay c¶ khi nã thùc sù n»m ë bªn d íi ® êng ch©n trêi. Ngo i ra, c¸c b íc sãng kh¸c nhau cña ¸nh s¸ng MÆt Trêi bÞ khóc x¹ mét c¸ch cã ph©n hãa l m cho MÆt Trêi ®ang lÆn hay ®ang mäc hiÓn thÞ mét chuçi c¸c b¨ng n»m ngang víi nh÷ng m u kh¸c nhau. Tr êng hîp th¸i cùc nhÊt, sù khóc x¹ cã thÓ l m cho chØ cã mét ¸nh s¸ng m u lôc duy nhÊt tõ MÆt Trêi ®ang ë bªn d íi ® êng ch©n trêi ®¹t tíi ng êi quan s¸t, ®ã l lãe s¸ng xanh. Nh÷ng giät m©y v tinh thÓ b¨ng, cïng víi g©y m a, cßn cã thÓ t¹o nªn c¸c hiÖn t îng quang häc ®éc ®¸o. CÇu vång h×nh th nh bëi tæ hîp cña khóc x¹ v ph¶n x¹ ë trong c¸c h¹t m a, t¹o nªn nh÷ng b¨ng nhiÒu m u s¾c m ng êi quan s¸t nh×n thÊy khi ®øng gi÷a MÆt Trêi v nh÷ng h¹t m a. Sù khóc x¹ bªn trong c¸c tinh thÓ b¨ng t¹o th nh nh÷ng h o quang v nh÷ng mÆt trêi gi¶, cßn sù ph¶n x¹ ë c¸c bÒ mÆt tinh thÓ b¨ng cã thÓ t¹o th nh nh÷ng trô mÆt trêi trong thêi giam MÆt Trêi lÆn hay mäc. Sù t¸n x¹ bëi c¸c h¹t n íc t¹o th nh mét quÇng s¸ng xung quanh MÆt Trêi hay MÆt Tr¨ng, cßn sù kÕt hîp cña khóc x¹, ph¶n x¹ v t¸n x¹ th× t¹o nªn nh÷ng quÇng h o quang. C©u hái «n tËp 1. Khóc x¹ l g× v v× sao nã liªn quan víi nh÷ng biÕn thiªn vÒ mËt ®é khÝ quyÓn? 2. H·y m« t¶ c¸ch m khóc x¹ l m thay ®æi vÞ trÝ biÓu kiÕn cña MÆt Trêi ®ang lÆn hay ®ang mäc. 3. C¸c b íc sãng d i h¬n hay ng¾n h¬n bÞ khóc x¹ m¹nh h¬n khi ®i qua khÝ quyÓn? Sù khóc x¹ cã ph©n hãa g©y nªn mét b¨ng biÓu kiÕn cña MÆt Trêi ë gÇn ® êng ch©n trêi nh thÕ n o? 4. KiÓu gra®ien nhiÖt ®é th¼ng ®øng n o thuËn lîi cho sù xuÊt hiÖn cña c¸c siªu ¶o ¶nh v ¶o ¶nh phô? 5. C¸c ¶o ¶nh t¹o nªn sù xuÊt hiÖn biÓu kiÕn cña mét vòng n íc trong nh÷ng ng y nãng lùc nh thÕ n o? 6. H·y gi¶i thÝch v× sao MÆt Trêi ph¶i ë ®»ng sau l ng m×nh trong lóc b¹n nh×n thÊy cÇu vång. 7. H·y m« t¶ sù kh¸c nhau vÒ c¸ch thøc m cÇu vång chÝnh v cÇu vång thø hai h×nh th nh. 8. Thang m u cña cÇu vång thø hai kh¸c thang m u cña cÇu vång chÝnh nh thÕ n o? 9. Ngo i khóc x¹, qu¸ tr×nh n o ph¶i diÔn ra ë bªn trong c¸c h¹t m a ®Ó t¹o th nh mét cÇu vång? 10. T¹i sao mét sè h o quang cã b¸n kÝnh 22o v mét sè kh¸c cã b¸n kÝnh 60o? http://www.ebook.edu.vn 623
11. C¸c mÆt trêi gi¶ h×nh th nh nh thÕ n o? H·y m« t¶ c¸c thang m u g¾n liÒn víi chóng. 12. H·y m« t¶ sù h×nh th nh cña c¸c trô mÆt trêi. Khóc x¹ cã ®ãng vai trß trong sù h×nh th nh cña chóng kh«ng? 13. H·y gi¶i thÝch c¸c quÇng s¸ng ® îc t¹o th nh xung quanh MÆt Trêi hay MÆt Tr¨ng nh thÕ n o? Nh©n tè hoÆc nh÷ng nh©n tè n o quyÕt ®Þnh kÝch th íc cña chóng? 14. C¸c quÇng h o quang l g× v chóng ® îc t¹o th nh nh thÕ n o? Chóng cã ph¶i l kÕt qu¶ cña chØ riªng khóc x¹ hay cßn cã qu¸ tr×nh kh¸c tham gia? NhËn xÐt suy luËn 1. XÐt c¸ch thøc m vÞ trÝ biÓu kiÕn cña MÆt Trêi quÐt qua bÇu trêi trong thêi gian mét ng y (xem ch ¬ng 2). Thêi gian ho ng h«n sÏ biÕn thiªn nh thÕ n o gi÷a mïa hÌ v mïa ®«ng ë n¬i b¹n sèng? Nh÷ng ®iÒu kiÖn ho ng h«n th«ng th êng sÏ kÐo d i l©u h¬n ë nhiÖt ®íi hay ë c¸c vÜ ®é cao? Sau khi tr¶ lêi c©u hái n y, h·y thùc hiÖn c©u hái sè 1 ë trong phÇn b i tËp luyÖn v kiÓm tra xem ®¸p ¸n cña b¹n cã ®óng kh«ng. 2. Nh÷ng tinh thÓ b¨ng ®ang r¬i cã thÓ t¹o th nh cÇu vång kh«ng? Gi¶i thÝch v× sao cã hay v× sao kh«ng. 3. Nh÷ng ®¸m m©y tÇng cao (altostratus) cã thÓ t¹o th nh h o quang kh«ng? Gi¶i thÝch v× sao cã hay v× sao kh«ng. 4. Nh÷ng hiÖn t îng quang häc n o ® îc m« t¶ trong ch ¬ng n y th êng hay xuÊt hiÖn nhÊt ë n¬i b¹n sèng? Chóng cã xuÊt hiÖn ®Òu ®Æn nh nhau t¹i mäi thêi gian cña n¨m kh«ng? 5. Trong ch ¬ng 3 chóng ta ®· b n luËn vÒ c¸c qu¸ tr×nh t¶n m¸t Rayleigh, Mie v kh«ng chän läc. Nh÷ng nÐt gièng nhau v kh«ng gièng nhau n o tån t¹i gi÷a c¸c qu¸ tr×nh t¶n m¸t ®ã v c¸c hiÖu øng quang häc g©y nªn bëi khóc x¹, ph¶n x¹ v t¸n x¹ ®· ® îc b n luËn trong ch ¬ng n y? 6. H·y gi¶i thÝch v× sao c¸c siªu ¶o ¶nh kh«ng xuÊt hiÖn trªn ®Êt v o nh÷ng ng y trêi n¾ng nãng lùc. B i tËp luyÖn 1. V o trang http://aa.usno.navy.mil/fag/docs/RST_defs.html#top v xem c¸c ®Þnh nghia vÒ thêi gian ho ng h«n d©n sù, h ng h¶i v thiªn v¨n. Sau ®ã dïng c¸c b¶ng hiÖn cã ®Ó x¸c ®Þnh ®é d i ng y ë n¬i b¹n sèng cho ng y 21/3, 21/6, 21/7 v 21/12. §é d i ng y cã thÓ hiÖn nh÷ng kh¸c biÖt ®¸ng kÓ kh«ng nÕu sö dông mçi ®Þnh nghÜa trong ba ®Þnh nghÜa vÒ thêi gian ho ng h«n? T¹i sao nh÷ng kh¸c biÖt Êy biÕn ®æi trong n¨m? 2. V o nh÷ng ng y trêi n¾ng nãng lùc, h·y t×m kiÕm sù hiÖn diÖn cña ¶o ¶nh. http://www.ebook.edu.vn 624
Chóng cã xuÊt hiÖn nh nhau trong tÊt c¶ c¸c h íng kh«ng? NÕu kh«ng, v× sao b¹n nghÜ r»ng ph¶i nh vËy? TiÕp n÷a, h·y xem chóng duy tr× nh×n thÊy trong bao l©u? Chóng cã vÉn tån t¹i lóc MÆt Trêi lÆn kh«ng? C¸c trang Web h÷u Ých http://aa.usno.navy.mil/fag/docs/RST_defs.html#top Cung cÊp nhiÒu b¶ng vÒ b×nh minh v ho ng h«n ®èi víi ®Þa ph ¬ng bÊt kú, kÕt hîp víi nh÷ng hiÖu øng cña ho ng h«n. C¸c ®Þnh nghÜa vÒ ba lo¹i ho ng h«n. http://www.weather-photography.com/gallery.php?cat=optics Cung cÊp ¶nh thÓ hiÖn nhiÒu hiÖn t îng quang häc kh¸c nhau. http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/opt/home.rxml Mét trang thó vÞ cña §¹i häc Illinois víi nhiÒu th«ng tin vÒ c¸c khÝa c¹nh kh¸c nhau cña quang häc khÝ quyÓn. http://www.sundog.clara.co.uk/atoptics/phenom.htm Th«ng tin réng vÒ nh÷ng hiÖu øng cña tinh thÓ b¨ng, h¹t n íc v c¸c chñ ®Ò kh¸c. http://virtual.finland.fi/finfo/english/mirage.html#refr Trang Web PhÇn Lan víi nh÷ng gi¶i thÝch v ¶nh vÒ c¸c lo¹i ¶o ¶nh. http://www.polarimage.fi/ Chøa nhiÒu vÝ dô ¶nh vÒ c¸c hiÖn t îng ®· th¶o luËn trong ch ¬ng n y v nhiÒu h×nh ¶nh kh¸c. http://www.ebook.edu.vn 625
Phô lôc A Mét sè ®¬n vÞ ®o v chuyÓn ®æi 1. C¬ b¶n §¬n vÞ SI §é d i mÐt (m) Khèi l îng kil«gam (kg) Thêi gian gi©y (s) Dßng ®iÖn ampe (A) NhiÖt ®é kelvin (K) _____________________________________________________________________________ 2. DÉn suÊt newton ( N = kg m/s 2 ) Lùc pascal ( Pa = N/m 2 ) ¸p suÊt jun ( J = N m ) N¨ng l îng o¸t ( W = J/s ) C«ng v«n ( V = J/C ) HiÖu ®iÖn thÕ §iÖn thÕ cul«ng (C) _____________________________________________________________________________ 3. Mét sè c«ng thøc chuyÓn ®æi h÷u Ých §é d i Tèc ®é 1 cm = 0,39 inh 1 m/s = 2,24 dÆm/giê = 3,60 km/h 1 m = 3,281 ft = 39,37 inh 1 dÆm/giê = 0,45 m/s = 1,61 km/h 1 km = 0,62 dÆm NhiÖt ®é 1 inh = 2,54 cm NhiÖt § é C = ( o F − 32)/1,8 = K − 273,15 1 ft (phót) = 30,48 cm = 0,305 m NhiÖt § é F (Fahrenheit) = 1,8 o C + 32 1 dÆm = 1,61 km NhiÖt § é Kelvin = o C + 273,15 Khèi l îng/Träng l îng N¨ng l îng 1 g = 0,035 aux 1 J = 0,239 calo 1 aux = 28,35 gam 1 calo = 4,186 J 1 pao = 0,454 kg http://www.ebook.edu.vn 626
Phô lôc B KhÝ quyÓn tiªu chuÈn §é cao NhiÖt ®é MËt ®é ρ / ρ 0 ** ¸p suÊt (mb) p / p0 * (oC) (kg/m2) (km) 30,00 -46,60 11,97 0,01 0,02 0,02 25,00 -51,60 25,49 0,03 0,04 0,03 20,00 -56,50 55,29 0,05 0,09 0,07 19,00 -56,50 64,67 0,06 0,10 0,08 18,00 -56,50 75,65 0,07 0,12 0,09 17,00 -56,50 88,49 0,09 0,14 0,12 16,00 -56,50 103,52 0,10 0,17 0,14 15,00 -56,50 121,11 0,12 0,20 0,16 14,00 -56,50 141,70 0,14 0,23 0,19 13,00 -56,50 165,79 0,16 0,27 0,22 12,00 -56,50 193,99 0,19 0,31 0,25 11,00 -56,40 226,99 0,22 0,37 0,30 10,00 -49,90 264,99 0,26 0,41 0,34 9,50 -46,70 285,84 0,28 0,44 0,36 9,00 -43,40 308,00 0,30 0,47 0,38 8,50 -40,20 331,54 0,33 0,50 0,40 8,00 -36,90 356,51 0,35 0,53 0,43 7,50 -33,70 382,99 0,38 0,56 0,45 7,00 -30,50 411,05 0,41 0,59 0,48 6,50 -27,20 440,75 0,43 0,62 0,50 6,00 -23,90 472,17 0,47 0,66 0,54 5,50 -20,70 505,39 0,50 0,70 0,57 5,00 -17,50 540,48 0,53 0,74 0,60 4,50 -14,20 577,52 0,57 0,78 0,63 4,00 -11,00 616,60 0,61 0,82 0,67 3,50 -7,70 657,80 0,65 0,86 0,70 3,00 -4,50 701,21 0,69 0,91 0,74 2,50 -1,20 746,91 0,74 0,96 0,78 2,00 2,00 795,01 0,78 1,01 0,82 1,50 5,30 845,59 0,83 1,06 0,86 1,00 8,50 898,76 0,89 1,11 0,91 0,50 11,80 954,61 0,94 1,17 0,95 15,00 0,00 1043,25 1,00 1,23 1,00 * p / p0 là t s c a áp su t không khí so v i giá tr t i m c n c b i n. ** ρ / ρ 0 - t s m t không khí so v i giá tr t i m c n c bi n. http://www.ebook.edu.vn 627
Phô lôc C C¸c ký hiÖu b¶n ®å thêi tiÕt N Th¶m m©y tæng céng h §é cao ch©n m©y cña m©y thÊp nhÊt dd H íng giã CM M©y tÇng trung ff Tèc ®é giã CH M©y tÇng cao NhiÖt ®é ddieemr s ¬ng b»ng oF VV TÇm nh×n xa b»ng dÆm TdTd ww Thêi tiÕt hiÖn t¹i a Xu thÕ ¸p suÊt W Thêi tiÕt qu¸ khø PP BiÕn ®æi ¸p suÊt b»ng mb trong 3 giê tr íc (+28 = +2,8) ¸p suÊt quy vÒ mùc n íc biÓn (h·y PPP céng 9 hoÆc 10 v chuyÓn dÊu ph¶y tíi RR L îng gi¸ng thñy trong 6 giê sau cïng bªn tr¸i sè cuèi cïng) Rt Thêi gian gi¸ng thñy b¾t ®Çu hoÆc kÕt thóc (0 = kh«ng; 1 = 12 giê tr íc; th¼ng ®øng 9 = kh«ng biÕt) http://www.ebook.edu.vn 628
http://www.ebook.edu.vn 629
§é cao ch©n m©y thÊp nhÊt §é phñ m©y Tèc ®é giã M· Ft MÐt DÆm/h km/h 0 0-149 0-49 Kh«ng m©y LÆng LÆng 1 150-299 50-99 1/10 hay Ýt h¬n 1-2 1-3 2 300-599 100-199 2/10 hay 3/10 3-8 4-13 3 600-999 200-299 4/10 9-14 14-19 4 1000-1999 300-599 5/10 15-20 20-32 5 2000-3499 600-999 6/10 21-25 33-40 6 3500-4999 1000-1499 7/10 hay 8/10 26-31 41-50 7 5000-6499 1500-1999 9/10 hay ®Çy m©y cã 32-37 51-60 kho¶ng trèng 8 6500-7999 2000-2499 38-43 61-69 9 8000 hoÆc 2500 hoÆc 10/10 ®Çy m©y 44-49 70-79 cao h¬n cao h¬n BÇu trêi tèi t¨m 50-54 80-87 hoÆc hoÆc 55-60 88-96 kh«ng m©y kh«ng m©y 61-66 97-106 67-71 107-114 72-77 115-124 78-83 125-134 84-89 135-143 Front 119-123 192-198 C¸c front ® îc thÓ hiÖn trªn b¶n ®å thêi tiÕt bÒ mÆt b»ng c¸c ký hiÖu d íi ®©y. (c¸c mòi tªn kh«ng thÓ hiÖn trªn b¶n ®å) Front l¹nh (bÒ mÆt) Front nãng (bÒ mÆt) Front xãi mßn (bÒ mÆt) Front dõng (bÒ mÆt) Front nãng (trªn cao) Front l¹nh (trªn cao) http://www.ebook.edu.vn 630
Nh÷ng ®iÒu kiÖn thêi tiÕt Kh«ng quan M©y nãi Tr¹ng th¸i M©y nãi TÇm nh×n suy s¸t thÊy ph¸t chung ®ang to n thÓ bÇu chung ®ang gi¶m do khãi triÓn m©y tan ®i hoÆc trë trêi kh«ng h×nh th nh v hoÆc kh«ng nªn Ýt ph¸t thay ®æi ë giê ph¸t triÓn ë quan s¸t ® îc triÓn ë giê qu¸ qu¸ khø giê qu¸ khø ë giê qu¸ khø khø S ¬ng mï C¸c vÕt S ¬ng mï Ýt ThÊy ¸nh Gi¸ng thñy nhÑ (khãi) s ¬ng mï nhiÒu liªn tôc chíp, kh«ng trong tÇm thÊp ë tr¹m, t¹i tr¹m, nghe tiÕng nh×n, nh ng kh«ng cao kh«ng cao sÊm kh«ng ®¹t tíi qu¸ 6 ft trªn qu¸ 6 ft trªn mÆt ®Êt mÆt ®Êt mÆt ®Êt M a nhá M a (kh«ng TuyÕt (kh«ng M a v tuyÕt M a nhá kÕt (kh«ng kÕt kÕt tô v r¬i th nh m a hay viªn b¨ng b¨ng hoÆc b¨ng) hay kh«ng th nh r o) trong giê (kh«ng r¬i m a kÕt b¨ng tuyÕt h¹t m a r o) qu¸ khø, th nh m a (kh«ng r¬i (kh«ng r¬i trong giê qu¸ nh ng kh«ng r o) ë giê qu¸ th nh m a m a r o) khø, nh ng cã lóc quan khø, nh ng r o) ë giê qu¸ trong giê qu¸ kh«ng cã lóc tr¾c kh«ng cã lóc khø, nh ng khø, nh ng quan tr¾c quan tr¾c kh«ng cã lóc kh«ng cã lóc quan tr¾c quan tr¾c B·o bôi nhÑ B·o bôi nhÑ B·o bôi nhÑ B·o bôi nÆng ·o bôi nÆng hoÆc võa hay hoÆc võa hay hoÆc võa hay hay b·o c¸t, hay b·o c¸t, b·o c¸t, ®· b·o c¸t, b·o c¸t®· b¾t ®· suy gi¶m ë kh«ng biÕn ®æi gi¶m ®i ë giê kh«ng biÕn ®Çu hoÆc t¨ng giê qu¸ khø nhËn thÊy ë qu¸ khø ®æi nhËn thÊy lªn ë giê qu¸ giê qu¸ khø ë giê qu¸ khø khø S ¬ng mï S ¬ng mï S ¬ng mï S ¬ng mï S ¬ng mï hay hay s ¬ng mï hay s ¬ng mï hay s ¬ng mï hay s ¬ng mï s ¬ng mï b¨ng ë b¨ng th nh b¨ng, bÇu trêi b¨ng, bÇu trêi b¨ng, bÇu trêi kho¶ng c¸ch nh÷ng ®¸m cßn nhËn ra, kh«ng cßn cßn nhËn ra, lóc quan tr¾c, ®· trë nªn nhËn ra, ®· kh«ng biÕn ®æi nh ng kh«ng máng h¬n ë trë nªn máng ®¸ng kÓ ë giê cã t¹i tr¹m ë giê qu¸ khø h¬n ë giê qu¸ qu¸ khø giê qu¸ khø khø M a nhá r¶i M a nhá liªn M a nhá r¶i M a nhá liªn M a nhá r¶i r¸c (kh«ng kÕt tôc (kh«ng kÕt r¸c (kh«ng kÕt tôc (kh«ng kÕt r¸c (kh«ng kÕt b¨ng), trêi b¨ng), trêi b¨ng), m a b¨ng), m a b¨ng), m a s¸ng trong lóc s¸ng trong lóc võa trong lóc võa trong lóc nÆng trong lóc quan tr¾c quan tr¾c quan tr¾c quan tr¾c quan tr¾c M a r¶i r¸c M a liªn tôc M a r¶i r¸c M a liªn tôc M a r¶i r¸c (kh«ng kÕt (kh«ng kÕt (kh«ng kÕt (kh«ng kÕt (kh«ng kÕt b¨ng), trêi b¨ng), trêi b¨ng), m a b¨ng), m a b¨ng), m a s¸ng lóc quan s¸ng lóc quan võa lóc quan võa lóc quan nÆng lóc quan tr¾c tr¾c tr¾c tr¾c tr¾c TuyÕt b«ng TuyÕt b«ng TuyÕt b«ng TuyÕt b«ng TuyÕt b«ng r¬i r¬i r¶i r¸c, trêi r¬i liªn tôc, r¬i r¶i r¸c, r¬i liªn tôc, r¶i r¸c, tuyÕt s¸ng lóc quan trêi s¸ng lóc tuyÕt võa lóc tuyÕt võa lóc nÆng lóc quan tr¾c quan tr¾c quan tr¾c quan tr¾c tr¾c M a r o nhÑ M a r o võa M a r o d÷ M a r o lÉn M a r o võa v nÆng déi tuyÕt v n íc v nÆng v lÉn tuyÕt M a r o võa M a nhÑ lóc M a võa hoÆc TuyÕt nhÑ TuyÕt võa v nÆng, m a quan tr¾c; giã nÆng lóc quan hoÆc m a v hoÆc nÆng, ®¸, kÌm theo lèc ë giê qu¸ tr¾c; giã lèc ë tuyÕt lÉn lén, hay m a v kh«ng kh«ng khø, nh ng giê qu¸ khø, hoÆc m a ®¸ tuyÕt lÉn lén, kÌm theo m a kh«ng cã lóc nh ng kh«ng lóc quan tr¾c; hay m a ®¸ hoÆc m a v quan tr¾c cã lóc quan giã lèc ë giê lóc quan tr¾c; tuyÕt lÉn lén, tr¾c qu¸ khø, giã lèc ë giê kh«ng kÌm nh ng kh«ng qu¸ khø, sÊm chíp cã lóc quan nh ng kh«ng tr¾c cã lóc quan tr¾c http://www.ebook.edu.vn 631