Hải dương học đại cương - Chương 5 pps

Bҧng 4.2. Các dүn liӋu vӅ qui mô không gian - thӡi gian cӫa các dҥng rӕi chính
Qui mô không gian (m)
Rӕi Qui mô thӡi gian
Ngang Thҷng ÿӭng
Qui mô lӟnTӯ vài chөc ngày
ÿӃn vài tháng
65
1010 
32
1010 
Qui mô vӯaTӯ vài giӡ
ÿӃn vài ngày
54
1010 
2
1010 
Qui mô nhӓ Tӯ phҫn cӫa giây
ÿӃn vài chөc phút
32
1010  1010
1


HiӋn nay nhұn thҩy có mӝt sӕ cѫ chӃ chӫ yӃu phát sinh rӕi trong ÿҥi
dѭѫng.
1. Bҩt әn ÿӏnh và ÿә vӥ sóng gió trên mһt ÿҥi dѭѫng, gây nên bӣi tác
ÿӝng ÿӝng lӵc cӫa khí quyӇn. Rõ ràng ÿây là cѫ chӃ mҥnh mӁ nhҩt phát sinh
rӕi ӣ lӟp trên cӫa ÿҥi dѭѫng, vì sóng gió diӉn ra khҳp nѫi trong ÿҥi dѭѫng.
2. Bҩt әn ÿӏnh graÿien thҷng
ÿӭng
cӫa tӕc ÿӝ trong các dòng chҧy trôi

do gió tác ÿӝng trӵc tiӃp trên mһt gây nên và bao trùm lӟp trên cӫa ÿҥi
dѭѫng. Bҩt әn ÿӏnh ÿӝng lӵc ÿѭӧc qui ÿӏnh bӣi chӍ tiêu Reinolds ,
trong ÿó.
cr
ReRe !
0002Re |
cr
3. Bҩt әn ÿӏnh
cӫa sóng nӝi và sӵÿә vӥ cӫa nó - diӉn ra khҳp nѫi và có
lӁ là cѫ chӃ chӫ yӃu phát sinh rӕi quy mô nhӓ bên trong bӅ dày cӫa ÿҥi
dѭѫng.
4. Bҩt әn ÿӏnh thӫy ÿӝng lӵc cӫa các dòng chҧy phѭѫng ngang không
dӯng qui mô vӯa, chӫ yӃu do các dao ÿӝng triӅu và quán tính (vӟi qui mô
hàng chөc km) gây nên.
5. Bҩt әn ÿӏnh graÿien thҷng ÿӭng cӫa vұ
n tӕc trong các dòng chҧy ÿҥi
dѭѫng qui mô lӟn phân tҫng. ChӍ biӇu lӝӣ mӝt sӕ vùng, vì vұy chӫ yӃu
mang tính khu vӵc.
6. Ĉӕi lѭu trong các lӟp phân tҫng mұt ÿӝ không әn ÿӏnh gây bӣi sӵ
nguӝi lҥnh mһt ÿҥi dѭѫng trong mùa lҥnh và trong
tăng ÿӝ muӕi ӣ lӟp mһt trong thӡi kì bӕc hѫi mҥnh.
mӝt sӕ trѭӡng hӧp - do
7. Bҩt әn
ÿӏnh
graÿien thҷng ÿӭng cӫa vұn tӕc dòng chҧy ӣ lӟp biên sát
ÿáy. Vai trò cӫa nguӗn phát sinh rӕi này tѭѫng ÿӕi nhӓ, ÿһc biӋt so vӟi lӟp
trên cӫa ÿҥi dѭѫng.
Dѭӟi góc ÿӝ phát sinh rӕi, ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc phân chia thành ba lӟp: a)
lӟp xáo trӝn bên trên, nѫi ÿây quá trình ÿә nhào sóng mһt giӳ vai trò chính
phát sinh rӕi; b) BӅ dày chính cӫa ÿҥi dѭѫng, ӣÿây sӵ bҩt әn ÿӏnh c

ӫa sóng
nӝi góp phҫn chính; c) Lӟp biên sát ÿáy, trong ÿó phҫn ÿóng góp cho rӕi chӫ
yӃu tӯ sӵ bҩt әn ÿӏnh cӫa các sóng triӅu và các dòng chҧy ÿҥi dѭѫng.
Chѭѫng 5
Trao ÿәi nhiӋt và nѭӟc trong hӋ thӕng ÿҥi
dѭѫng - khí quyӇn
5.1. Ĉһc trѭng chung các quá trình tѭѫng tác cӫa ÿҥi
dѭѫng và khí quyӇn
Tѭѫng tác cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn - ÿó là mӝt quá trình rҩt phӭc
tҥp, là biӇu hiӋn cӫa nhiӅu cѫ chӃ qui mô khác nhau phân bӕ lҥi nhiӋt, hѫi
nѭӟc, ÿӝng năng, các chҩt khí và muӕi, kӃt quҧ làm cho các ÿһc trѭng lý -
hóa cӫa ÿҥi dѭѫng thích nghi (phù hӧp) vӟi nhau.
Sӵ tѭѫng tác cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn ÿѭӧc quyӃt ÿӏnh không phҧi
chӍ là do diӋn tích bӅ mһt tiӃp xúc trӵc tiӃp to lӟn giӳ
a ÿҥi dѭѫng và
khí
quyӇn, mà còn do nhӳng ÿһc ÿiӇm cҩu tҥo cӫa chúng (cҩu tҥo nhiӋt, mұt ÿӝ,
ÿӝng hӑc, hóa hӑc v.v ) tҥo ra nhӳng graÿien lӟn tҥi biên phân cách hai môi
195 196
trѭӡ
các khӕi không khí. Dѭӟi ÿây sӁ xem
xét tӍ
hӋ thӕng phân chia ba dҧi không gian - thӡi gian ÿѭӧc sӱ
dөng
mô vӯa);
ng
.
Trên cѫ sӣ nhӳng ÿiӅu vӯa nói có thӇ phân chia nhӳng dҥng (kiӇu)
tѭѫng tác sau ÿây: tѭѫng tác nhiӋt (năng lѭӧng), tѭѫng tác thӫy văn (nѭӟc và
hѫi nѭӟc), ÿӝng lӵc, muӕi và khí. Mӛi dҥng tѭѫng tác có nhӳng qui luұt ÿһc

thù cӫa mình, song t
ҩt cҧ chúng liên quan vӟi nhau và hình thành mӝt hӋ
thӕng thӕng nhҩt các vòng tuҫn hoàn (chu trình) hành tinh: chu trình nhiӋt,
nѭӟc và các tính chҩt khác. Các chu trình hành tinh cӫa nhiӋt và nѭӟc ÿһc
biӋt liê
n hӋ mұt thiӃt vӟi nhau. Vҩn ÿӅ là ӣ chӛ sӵ bӕc hѫi không chӍ qui ÿӏnh
lѭӧng nѭӟc tham gia vào chu trình hành tinh, mà còn quyӃt ÿӏnh sӵ chi phí
phҫn chӫ yӃu năng lѭӧng mһt trӡi do mһt Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi hҩ
p thө ÿѭӧc.
Ĉӗng thӡi sӵ tӓa nhiӋt trong khí quyӇn trong khi ngѭng tөҭm là mӝt nhân tӕ
năng lѭӧng quan trӑng
cӫa hoàn lѭu
mӍ hѫn vӅ tӯng dҥng tѭѫng tác.
Các quá trình tѭѫng tác cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn có dҧi phә không
gian - thӡi gian liên tөc: tҥi vùng tҫn thҩp cӫa phә này ngѭӡi ta nhұn thҩy có
nhӳng quá trình bao trùm toàn Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi và kéo dài nhiӅu thұp
niên và nhiӅu th
Ӄ kӍ, còn tҥi vùng tҫn cao - nhӳng quá trình chӍ ÿѭӧc ÿo bҵng
phҫn cӫa xăn
gtimét và tӗn tҥi vài phҫn giây. Vì lí do ÿó cҫn phҧi phân loҥi
các quá trình tѭѫng tác ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn theo qui mô không gian -
thӡi gian. HiӋn nay,
rӝng rãi nhҩt:
a) Tѭѫng tác qui mô nhӓ (vi mô, ÿӏa phѭѫng);
b) Tѭѫng tác qui mô trung bình (qui
c) Tѭѫng tác qui mô lӟn (toàn cҫu).
Tѭѫng tác qui mô nhӓ bao gӗm nhӳng quá trình vӟi chu kì 10
-1
- 10
3

s
và qui mô không gian 10
-2
- 10
3
m, trong ÿó do tính chҩt bҩt ÿҷng hѭӟng (bҩt
ÿӗng nhҩt) qui mô thҷng ÿӭng ÿһc trѭng bҵng 10
-2
- 10
1
m, còn qui mô
phѭѫng ngang 10
0
- 10
3
m. Trong tѭѫng tác qui mô nhӓ diӉn ra quá trình trao
ÿәi trӵc tiӃp nhiӋt, nѭӟc, ÿӝng lѭӧng qua biên phân cách ÿҥi dѭѫng - khí
quyӇn và hình thành tính chҩt chuyӇn tiӃp rõ rӋt trong các lӟp biên cӫa hai
môi trѭӡng tѭѫng tác. Ngoài ra, nhӡ kӃt quҧ cӫa sӵ tѭѫng tác này hình thành
các sóng mһt và sóng nӝi, rӕi và mӝt sӕ quá trình khác làm biӃn ÿәi lӟp biên
khí quyӇn sát mһt nѭӟc.
Tѭѫng tác qui mô vӯa ÿһc trѭng bҵng nhӳng quá trình phát triӇn trong
các lӟp biên cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn, chúng có kích thѭӟc phѭѫng ngang
tӯ vài trăm mét ÿӃn hàng trăm kilômét và qui mô thӡi gian tӯ mӝt sӕ giӡÿӃn
vài tháng. Loҥi tѭѫng tác này gӗm các quá trình sóng trong các lӟp biên có
nguӗn gӕc triӅu và quán tính, xáo trӝn ÿӕi lѭu và xáo trӝn rӕi, nhӳng dao
ÿӝng nhiӋt ÿӝ gây bӣi biӃn thiên ngày ÿêm cӫa bӭc xҥ mһt trӡi (thí dө, hoàn
lѭu gió ÿҩt
, gió biӇn trong khí quyӇn trên vùng bӡ biӇn).
BiӃn ÿӝng synop nҵm ӣ cұn trên cӫa phә các quá trình qui mô vӯa, nó

bao gӗm mӝt dҧi rҩt rӝng các qui mô: tӯ nhӳng chi tiӃt cҩu trúc cӫa các thành
tҥo khí quyӇn và các front ÿҥi dѭѫng (10
4
m) ÿӃn các kích thѭӟc cӫa chính
nhӳng thành tҥo ÿó (10
6
m) và tӯ thӡi gian kéo dài cӫa các front khí quyӇn
(10
4
s) ÿӃn các chu kì tѭѫng tác cӫa nhӳng thành tҥo áp suҩt hoһc cӫa các
kiӇu hoàn lѭu khí quyӇn vӟi ÿҥi dѭѫng. Cuӕi cùng, biӃn ÿӝng qui mô vӯa
còn là ÿһc trѭng cӫa tҩt cҧ các dòng nhiӋt, ҭm và các tính chҩt khác giӳa ÿҥi
dѭѫng và khí quyӇn.
Tѭѫng tác qui mô lӟn bao gӗm nhӳng quá trình vӟi qui mô không
gian tӯ vài nghìn kilômét cho ÿӃn kích thѭӟc cӫa toàn Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi và
thӡi gian kéo dài cӥ mùa và tӯ năm này tӟi năm khác. Trong ÿҥi dѭѫng, các
quá trình tѭѫng tác qui mô lӟn gӗm: nhӳng dao ÿӝng chu kì dài cӫa nhiӋt ÿӝ
nѭӟc và ÿӝ muӕi, sӵ hình thành nêm nhiӋt chính, biӃn ÿӝng cӫa các dòng
chҧy ÿҥi dѭѫng chính, các hiӋn tѭӧng tӵ dao ÿӝng cӫa hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng -
khí quyӇ
n, sӵ hìn
h thành và biӃn ÿӝng cӫa các cánh ÿӗng băng ӣ các vùng
cӵc v.v Sӵ biӃn ÿӝng qui mô lӟn còn ÿһc trѭng cho các dòng nhiӋt, ҭm và
các tính chҩt khác, nhӳng dòng này không chӍ có chӏu sӵ biӃn thiên theo mùa
rõ rӋt mà cҧ dao ÿӝng nhiӅu năm.
Nhѭ vұy là ÿӕi vӟi tҩt cҧ các dҧi không gian - thӡi gian cӫa sӵ tѭѫng
tác, thì sӵ trao ÿәi nhiӋt, ҭm và ÿӝng lѭӧng tӓ ra là mӝt quá trình vұt lý duy
nhҩt biӇu lӝӣ mӑi tҫn sӕ. ĈiӅu này
chӭng tӓ rҵng nó có vai trò ÿһc biӋt lӟn
197 198

trong sӵ hì
khí quyӇn.
nh thành tính chҩt biӃn ÿӝng cӫa quá trình tѭѫng tác ÿҥi dѭѫng và
Sӵ phân hóa không gian cӫa các dòng nhiӋt và ҭm, tӭc sӵ phân bӕ rҩt
không ÿӗng ÿӅu cӫa chúng trên mһt các ÿҥi dѭѫng, có ý nghƭa ÿһc biӋt trong
tѭѫng tác qui mô lӟn. Bên cҥnh nhӳng thӫy vӵc rҩt rӝng lӟn, ӣÿó trao ÿәi
nhiӋt và ҭm gҫn giӕng vӟi giá trӏ trung bình vƭ tuyӃn, ngѭӡi ta lҥi nh
ұn t
hҩy
có nhӳng vùng mà cѭӡng ÿӝ cӫa các quá trình này tӓ ra mҥnh mӁ hѫn nhiӅu.
Nhӳng vùng nhѭ vұy ÿѭӧc V.V. Timonov gӑi là các ә tѭѫng tác cӫa ÿҥi
dѭѫng và khí quyӇn. VӅ sau này G.I. Marchuk ÿӏnh nghƭa chúng là
các ÿӟi
tích cӵc năng lѭӧng cӫa ÿҥi dѭѫng
và hình thành quan niӋm ÿӟi tích cӵc
năng lѭӧng ÿҥi dѭѫng, theo quan niӋm này các ÿӟi tích cӵc năng lѭӧng ÿóng
vai trò then chӕt trong tѭѫng tác qui mô lӟn và, nhѭ mӝt hӋ quҧ, trong vҩn ÿӅ
dӵ báo thӡi tiӃt dài hҥn và nhӳng dao ÿӝng khí hұu chu kì ngҳn.
Ĉѭѫng nhiên, trong nghiên cӭu các quá trình tѭѫng tác ÿҥi dѭѫng và
khí quyӇn, thì câu hӓi khí quyӇn tác ÿӝng tӟi ÿҥi dѭѫng và ngѭӧc lҥi ÿҥi
dѭѫng ҧnh hѭӣng t
ӟi kh
í quyӇn nhѭ thӃ nào là mӝt câu hӓi quan trӑng. Sӵ
tác ÿӝng cӫa khí quyӇn biӇu lӝ chӫ yӃu dѭӟi dҥng ÿӝng lӵc (cѫ hӑc), tӭc ӣ
hình thӭc truyӅn xung lѭӧng cho ÿҥi dѭѫng, và mӝt phҫn ӣ hình thӭc các
dòng nhiӋt và chҩt (giáng thӫy, ngѭng tө trong lӟp sát mһt nѭӟc). Vì vұy,
chuyӇn ÿӝng trong ÿҥi dѭѫng, trӯ mӝt ít ngoҥi lӋ, có
thӇ xem là kӃt quҧ
tѭѫng tác ÿӝng lӵc cӫa khí quyӇn. Nhӳng chuyӇn ÿӝng ÿó gӗm: sóng gió, rӕi
ӣ các lӟp trên và bên trong ÿҥi dѭѫng, các dòng chҧy trôi.

Dòng năng lѭӧng tӯ khí quyӇn cҩp cho các chuyӇn ÿӝng ÿҥi dѭѫng diӉn
ra trong các qui mô khác nhau. Ӣÿây R.V. Ozmiÿov phân chia ra ba dҧi
chính trong ÿó xung lѭӧng cӫa khí quyӇn ÿѭӧc truyӅn cho ÿҥi dѭѫng: sóng
gió (10
1
m), dao ÿӝng quán tính (10
4
m), xoáy synop (10
6
m).
Còn vӅҧnh hѭӣng ngѭӧc lҥi cӫa ÿҥi dѭѫng lên khí quyӇn, trѭӟc hӃt ÿó
là tác ÿӝng nhiӋt và sau ÿó mӝt phҫn là tác ÿӝng cѫ hӑc. Vì nhiӋt dung nѭӟc
lӟn hѫn nhiӅu so vӟi nhiӋt dung không khí, ÿҥi dѭѫng tích lNJy bӭc xҥ mһt
trӡi sóng ngҳn chӫ yӃu ӣ lӟp dày khoҧng chөc mét bên trên, và cNJng chӫ yӃu
ӣ vùng vƭÿӝ thҩp. Phҫn lӟn l
ѭӧng
nhiӋt này ÿѭӧc hӋ thӕng dòng chҧy kinh
hѭӟng vұn chuyӇn lên các vƭÿӝ trung bình và vƭÿӝ cao và ӣÿó ÿҥi dѭѫng
truyӅn nhiӋt cho khí quyӇn. Nhìn chung gҫn 60 % toàn bӝ nhiӋt năng ÿҥi
dѭѫng cҩp cho khí quyӇn thông qua bӕc hѫi. Phҫn còn lҥi thông qua sӵ phát
xҥ hiӋu dөng và trao ÿәi nhiӋt rӕi.
Do tính Ǥ cӫa các quá trình thӫy văn, sӵ tác ÿӝng cӫa ÿҥi dѭѫng lên khí
quyӇn biӇu l
ӝ chӫ yӃu thành nhӳng dӏ thѭӡng thӡi tiӃt dài hҥn cNJng nhѭӣ sӵ
hình thành và biӃn ÿәi khí hұu hành tinh. VӅҧnh hѭӣng quyӃt ÿӏnh cӫa ÿҥi
dѭѫng tӟi sӵ hình thành khí hұu ÿã ÿѭӧc biӃt tӯ lâu. Mӝt thí dөÿiӇn hình là
nhӳng tính chҩt cӫa khí hұu ÿҥi dѭѫng, so vӟi khí hұu lөc ÿӏa khí hұu ÿҥi
dѭѫng c
ó biên ÿӝ ngày và biên ÿӝ năm cӫ
a nhiӋt ÿӝ không khí nhӓ, ÿӝ ҭm

cao, nhiӅu mây và lѭӧng mѭa tăng. Còn vӅ vai trò cӫa ÿҥi dѭѫng trong sӵ
biӃn ÿӝng cӫa khí hұu hành tinh thì chúng ta biӃt ít hѫn nhiӅu. Rҩt nhiӅu
nghiên cӭu theo hѭӟng lí thuyӃt và thӵc nghiӋm hiӋn nay chính là nhҵm vào
hѭӟng này.
5.2. Sѫÿӗ trao ÿәi nhiӋt trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí
quyӇn
HӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn là mӝt bӝ phұn hӧp thành và có lӁ là bӝ
phұn hӧp thành quan trӑng nhҩt cӫa
hӋ thӕng khí hұu. HӋ thӕng khí hұu là
tұp hӧp các quyӇn cӫa hành tinh - khí quyӇn, ÿҥi dѭѫng quyӇn, thҥch quyӇn,
băng quyӇn và sinh quyӇn- tѭѫng tác qua lҥi và trao ÿәi vұt chҩt và năng
lѭӧng vӟi nhau.
Ĉҫu tiên ta xét nhӳng ÿһc ÿiӇm hình thành quá trình trao ÿәi nhiӋt toàn
cҫu (lҩy trung bình ÿӕi vӟi Trái Ĉҩt nói chung) trong hӋ thӕng khí hұu. Xét
theo nghƭa nhiӋt ÿӝng lӵc thì hӋ thӕng khí hұu là hӋ thӕ
ng mӣ, vì nó liên
tөc
trao ÿәi nhiӋt vӟi không gian vNJ trө.
Tҥi biên trên cӫa khí quyӇn, thѭӡng qui ѭӟc ÿó là ÿӝ cao
km 30
|H
,
có mӝt dòng bӭc xҥ mһt trӡi sóng ngҳn bҵng 1368 W/m
2
ÿi tӟi và ÿҥi lѭӧng
này ÿѭӧc gӑi là
hҵng sӕ mһt trӡi. Ta chҩp nhұn ÿҥi lѭӧng này làm 100 % và
199 200
sӁѭӟc lѭӧng tҩt cҧ các dòng nhiӋt trong hӋ thӕng khí hұu thành các bӝ phұn
cӫa hҵng sӕ mһt trӡi (hình 5.1). Tӯ hình này thҩy rҵng, albeÿô cӫa hӋ thӕng

Trái Ĉҩt - khí quyӇn bҵng 28 %, ÿây chính là lѭӧng phát xҥ sóng ngҳn ÿѭӧc
phҧn xҥ trӣ lҥi khoҧng không vNJ trө (do mây - 19 %, tán xҥ phân tӱ và zôn
khí - 6 %, phát xҥ tӯ mһt ÿӋm - 3 %). Mӝt phҫn bӭc xҥ mһt tr
ӡi ÿi xuӕng
(25
%) ÿѭӧc hҩp thө trong khí quyӇn, trong ÿó ôzôn tҫng bình lѭu hҩp thө 3 %,
hѫi nѭӟc và các tҥp chҩt - 17 %, mây - 3 %. Phҫn còn lҥi (47 %) ÿѭӧc hҩp
thө bӣi các lӟp mһt cӫa Trái Ĉҩt, trong ÿó hҫu nhѭ chӫ yӃu là Ĉҥi dѭѫng ThӃ
giӟi hҩp thө dѭӟi dҥng các dòng trӵc xҥ và tán xҥ. Chính là ӣÿây có sӵ khác
biӋt căn bҧn g
iӳ
a các lӟp mһt cӫa ÿҥi dѭѫng và cӫa lөc ÿӏa, vì nhiӋt dung cӫa
ÿҥi dѭѫng nhiӅu lҫn cao hѫn so vӟi cӫa lөc ÿӏa.
Tҩt cҧ nhӳng dòng nhiӋt ÿã xét ӣ trên tұp trung trong phҫn phә sóng
ngҳn (nhìn thҩy). Trong hӋ thӕng khí hұu cNJng cҫn tính ÿӃn cҧ các dòng bӭc
xҥ sóng dài do ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn tӵ phát xҥ. Dòng phát xҥ sóng dài tӯ
mһt ÿӋm t
r
ӵc tiӃp vào khoҧng không vNJ trө bҵng 5 %, còn vào khí quyӇn -
110 %, trong ÿó phҫn áp ÿҧo (105 %) bӏ hҩp thө bӣi hѫi nѭӟc, khí cacbonic,
mây và các tҥp chҩt khác. Ĉӗng thӡi khí quyӇn cNJng phát xҥ cҧ vào vNJ trө
(67 %) và xuӕng mһt ÿҩt (96 %). Tӯÿây thҩy rҵng dòng bӭc xҥ sóng dài
tәng cӝng vào khoҧng không vNJ trө bҵng 72 %, còn tҥi biên phân cách cӫa hӋ
thӕng Trái Ĉҩt - khí quyӇn nó bҵng
14 % và hѭӟng lên trên.
Nh
ѭ vұy, dӉ dàng thҩy rҵng tҥi biên trên cӫa khí quyӇn quan sát thҩy sӵ
cân bҵng: tәng các dòng bӭc xҥÿi tӟi và ÿi khӓi bҵng không và do ÿó, hӋ
thӕng khí hұu nҵm trong trҥng thái cân bҵng nhiӋt. Dƭ nhiên, ranh giӟi phân
cách giӳa khí quyӇn và mһt ÿӋm cNJng phҧi nҵm trong trҥng thái cân bҵng

nhiӋt. Nhѭng muӕn vұy cҫn phҧi sao cho tӯ mһt ÿӋm có
33 % nhiӋt năng
ÿѭӧc truy
Ӆn vào khí quyӇn dѭӟi dҥng các dòng nhiӋt và hѫi nѭӟc do rӕi.
Ĉһc ÿiӇm quan trӑng nhҩt cӫa sѫÿӗ trao ÿәi nhiӋt toàn cҫu ÿã xét ӣ trên
là tҩt cҧ các dòng năng lѭӧng chӍ có hѭӟng thҷng ÿӭng: mӝt sӕ dòng hѭӟng
xuӕng dѭӟi, mӝt sӕ dòng khác hѭӟng lên trên. Vì vұy khi chuyӇn tӯ qui mô
lҩy trung bình toàn cҫu sang qui mô ÿӏa phѭѫng thì sѫÿӗ trao ÿәi n
hiӋt sӁ
phӭc tҥ
p hѫn rҩt nhiӅu.
Hình 5.1. Sѫÿӗ cân bҵng nhiӋt năm trung bình cӫa hӋ thӕng khí hұu Trái Ĉҩt
Bây giӡ trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn ta tách ra mӝt thӇ tích tùy
ý (hình 5.2) giӟi hҥn phía dѭӟi bӣi ÿáy ÿҥi dѭѫng, phía trên bӣi ranh giӟi
trên cӫa khí quyӇn. Ký hiӋu dòng bӭc xҥ sóng ngҳn ÿi tӟi ranh giӟi trên cӫa
khí quyӇn là , dòng phҧn xҥ là , còn phát xҥ só
ng dài thoát vào
khoҧng không vNJ trө là . Khi ÿó, dòng bӭc xҥ kӃt quҧ bҵng
a
Q
a
C
a
J
aaaa
CJQR  .
Tѭѫng tӵ nhѭ vұy, có thӇ biӇu diӉn các dòng bӭc xҥ tҥi mһt ÿҥi dѭѫng:
dòng bӭc xҥ só
ng ngҳn ÿi tӯ trên xuӕng tӟi mһt ÿҥi dѭѫng, dòng
phҧn xҥ tӯ mһt ÿҥi dѭѫng,


0
Q 
0
C

0
J phát xҥ sóng dài, gӑi là phát xҥ hiӋu dөng.
Dòng bӭc xҥ tәng cӝng bҵng
0000
CJQR 
.
201 202
Do hiӋu nhiӋt ÿӝ giӳa các lӟp nѭӟc và không khí tiӃp xúc, khi có gió sӁ
xuҩt hiӋn mӝt dòng nhiӋt tiӃp xúc (dòng hiӇn nhiӋt), ÿһc trѭng cho trao ÿәi
nhiӋt rӕi
ĭ . NӃu nhiӋt ÿӝ nѭӟc cao hѫn nhiӋt ÿӝ không khí ( 0!'T ), thì
dòng nhiӋt hѭӟng lên khí quyӇn, trѭӡng hӧp ngѭӧc lҥi - hѭӟng xuӕng ÿҥi
dѭѫng.
Hình 5.2. Sѫÿӗ trao ÿәi
nhiӋt ÿӕi vӟi mӝt thӇ tích
bҩt kì trong hӋ thӕng ÿҥi
dѭѫng - khí quyӇn
Ngoài ra, do chênh lӋch ÿӝ ҭm giӳa mһt ÿҥi dѭѫng và lӟp khí quyӇn sát
mһt nѭӟc, sӁ xuҩt hiӋn mӝt dòng ҭn nhiӋt liên quan tӟi sӵ chuyӇn pha ҭm ӣ
mһt ÿҥi dѭѫng. Trong trѭӡng hӧp chênh lӋch ÿӝ ҭm dѭѫng (
0!'q ) dòng ҭn
nhiӋt sӁ hѭӟng lên khí quyӇn và ÿѭӧc gӑi là mҩt nhiӋt cho bӕc hѫi
L
E

. NӃu
chênh lӋch ÿӝ ҭm âm (
0'q ) sӁ xҧy ra ngѭng tө hѫi nѭӟc tӯ không khí và
dòng ҭm sӁ hѭӟng xuӕng mһt ÿҥi dѭѫng. Thí dөÿiӇn hình vӅ sӵ ngѭng tө là
sѭѫng mù. Tuy nhiên, hiӋu ӭng này mang ÿһc ÿiӇm ÿӏa phѭѫng. NӃu ÿem
chia
L
E
cho nhiӋt lѭӧng hóa hѫi L , ta nhұn ÿѭӧc giá trӏ cӫa lѭӧng bӕc hѫi.
NӃu thӇ tích ÿѭӧc tách ra nҵm ӣ các vùng cӵc, thì tҥi mһt ÿҥi dѭѫng có
thӇ xҧy ra sӵ chuyӇn pha nѭӟc thành băng và ngѭӧc lҥi. Lѭӧng nhiӋt tӓa ra
khi tҥo băng (khi tan băng cùng mӝt lѭӧng nhiӋt này bӏ hҩp thө) bҵng
ML
, trong ÿó

nhiӋt lѭӧng tinh thӇ hóa,
cb
)
c
L

M
khӕi lѭӧng băng
ÿѭӧc tҥo thành hay bӏ tan.
Vì tәng ÿҥi sӕ các dòng nhiӋt qua mһt ÿҥi dѭѫng thѭӡng không bҵng
không, nên phҧi tӗn tҥi mӝt dòng nhiӋt thҷng ÿӭng
B
giӳa mһt ÿҥi dѭѫng và
các lӟp sâu hѫn cӫa nó. Trong ÿó nӃu lӟp mһt ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc sѭӣi ҩm, thì
dòng nhiӋt hѭӟng xuӕng sâu và ngѭӧc lҥi.

Cuӕi cùng, tӯ bên trong Trái Ĉҩt luôn có mӝt dòng nhiӋt (ÿӏa nhiӋt)
D
ÿi qua ÿáy vào ÿҥi dѭѫng. Tҩt cҧ nhӳng dòng này có hѭӟng thҷng ÿӭng. Tuy
nhiên ÿӗng thӡi vӟi chúng còn quan sát thҩy nhӳng dòng năng lѭӧng theo
phѭѫng ngang. Thí dө, trong khí quyӇn có sӵ vұn chuyӇn nhiӋt qua các mһt
bên bӣi hoàn lѭu khí quyӇn trung bình (dòng nhiӋt bình lѭu) và bӣi quá trình
xáo trӝn cuӝn xoáy (dòng nhiӋt rӕi).
Cѫ chӃ trao ÿәi nhiӋt qua các mһt bên tѭѫng tӵ nhѭ vұy cNJng diӉn ra
trong ÿҥi dѭѫ
ng. Ĉó là
sӵ vұn chuyӇn (bình lѭu) nhiӋt bӣi các dòng chҧy và
sӵ trao ÿәi nhiӋt rӕi trong phѭѫng ngang.
Sӵ tѭѫng tác cӫa các dòng nhiӋt theo phѭѫng ngang và phѭѫng thҷng
ÿӭng dүn tӟi nhӳng biӃn ÿәi theo thӡi gian cӫa enthalpy (trӳ lѭӧng nhiӋt) cӫa
khí quyӇn và ÿҥi dѭѫng, ngoài ra nhӳng biӃn ÿәi này ÿѭӧc xem là dѭѫng khi
khí quyӇn và ÿҥi dѭѫng nóng lên và âm khi khí quyӇn và ÿҥi dѭѫng bӏ lҥ
nh
ÿi.
Dƭ nh
iên, trong sӕ nhӳng dòng nhiӋt ÿã liӋt kê không phҧi tҩt cҧ có
cùng ý nghƭa nhѭ nhau. Thí dө, thѭӡng ngѭӡi ta bӓ qua dòng qua ÿáy ÿҥi
dѭѫng. Nhӳng quá trình tӓa và thu nhiӋt trong hoҥt ÿӝng sinh hóa, sӵ tiêu tán
cѫ năng cӫa các dòng chҧy thành nhiӋt và mӝt sӕ quá trình khác thѭӡng có
tính chҩt ÿӏa phѭѫng, vì thông thѭӡng giá trӏ cӫa các dòng này nҵm trong
phҥm vi sai sӕ phép ÿo hoһc tính toán các thành phҫn chính cӫa cân bҵ
ng
nhiӋt.
5.3. Cân bҵng bӭc xҥ cӫa ÿҥi dѭѫng
5.3.1. Phѭѫng trình cân bҵ pháp ng bӭc xҥ và nhӳng phѭѫng
ѭӟc lѭӧng các thành phҫn cӫa nó

Bӭc xҥ mһt trӡi - thӵc tӃ là nguӗn năng lѭӧng duy nhҩt ÿӕi vӟi phҫn
lӟn các quá trình xҧy ra trong khí quyӇn, thӫy quyӇn và ӣ các lӟp trên cӫa
203 204
thҥch quyӇn. Nѭӟc Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi tích lNJy mӝt lѭӧng nhiӋt lӟn nhӡ hҩp
thө bӭc xҥ mһt rӡi. Sau ÿó nó cҩp nhiӋt cho khí quyӇn dѭӟi dҥng phát xҥ
sóng dài, các dòng nhiӋt hiӋn và nhiӋt ҭn và bҵng cách ÿó nó ÿiӅu chӍnh sӵ
hình thành khí hұu cӫa hành tinh.
Cân bҵng bӭc xҥ cӫa ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc hiӇu là tәng tҩt cҧ các dòng
nhiӋt dҥng tia do ÿҥi dѭѫng hҩp thө và phát xҥ. Vì vұy phѭѫng trình cân
bҵng bӭc xҥ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng có thӇ viӃt dѭӟi dҥng nhѭ sau:
000
)1( IQR 
D
, (5.1)
trong ÿó

0
Q

bӭc xҥ sóng ngҳn tәng cӝng (trӵc xҥ và tán xҥ) tӟi mһt ÿҥi
dѭѫng,
D
albeÿo mһt ÿҥi dѭѫng, phát xҥ hiӋu dөng (cân bҵng bӭc xҥ
sóng dài),

0
I

0
R cân bҵng bӭc xҥ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng, hay nói ÿúng hѫn, dòng

bӭc xҥ kӃt quҧ tӟi mһt ÿҥi dѭѫng.
Ĉһc ÿiӇm quan trӑng cӫa phѭѫng trình (5.1) là ӣ chӛ nó chӭa nhӳng sӕ
hҥng mô tҧ các dòng bӭc xҥӣ nhӳng phҫn phә khác nhau. Trong ÿó sӵ hҩp
thө bӭc xҥ diӉn ra ӣ phҫn phә sóng ngҳn, còn phát xҥ thì ӣ phҫn ph
ә só
ng dài
(hӗng ngoҥi).
Nhӳng dòng bӭc xҥ có thӇÿo ÿѭӧc nhӡ các loҥi cҧm biӃn trҳc xҥÿһt
trên boong tҫu nghiên cӭu khoa hӑc. Ĉӝ chính xác phép ÿo các thành phҫn
cӫa phѭѫng trình (5.1) không nhѭ nhau. Thí dө, ngѭӡi ta ÿo trӵc xҥ vӟi sai
sӕ không lӟn hѫn 2-3 % trong mӑi thӡi tiӃt nӃu thӓa mãn ÿiӅu kiӋn Mһt Trӡi
không bӏ mây che khuҩt. Sai sӕ phé
p ÿo bӭ
c xҥ phҧn xҥ lӟn hѫn nhiӅu và
bҵng 10-25%. Tuy nhiên nӃu lѭu ý rҵng giá trӏ cӫa bӭc xҥ phҧn xҥ nhӓ hѫn
nhiӅu so vӟi trӵc xҥ, thì sai sӕ phép ÿo tәng xҥ bҵng khoҧng 5 %.
Sai sӕÿo cân bҵng bӭc xҥ sóng dài vào các giӡ ban ÿêm trên tҫu
thѭӡng không quá 15 %.
Chҩt lѭӧng ÿo cân bҵng bӭc xҥ bҵng các máy cân bҵng kӃ th
ì kém hѫn
nhiӅ
u. KӃt quҧ so sánh các loҥi máy cân bҵng kӃ trên thӃ giӟi ÿã xác lұp
ÿѭӧc rҵng sӕÿo cӫa các dөng cө này có thӇ khác biӋt nhau tӟi vài chөc phҫn
trăm, ÿһc biӋt vào ban ngày và hiӋn nay không có mӝt máy cân bҵng kӃ tiêu
chuҭn, mà thiӃu cái ÿó thì không thӇ chuҭn hóa và nâng cao ÿӝ chính xác
quan trҳc.
Phҧi lѭu ý rҵng nhӳng quan trҳc ÿѭӧc thӵc hiӋn trên mӝt sӕ không
nhiӅu các tҫu thӡi tiӃ
t và trong nhӳng chuyӃn khҧo sát chuyên không ÿӏnh kì
không cho phép có ÿѭӧc quan niӋm toàn vҽn vӅ các thành phҫn cân bҵng bӭc

xҥ và biӃn thiên cӫa chúng trên nhӳng không gian ÿҥi dѭѫng rӝng lӟn.
Rõ ràng giҧi quyӃt vҩn ÿӅ xác ÿӏnh các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ cho
các ÿҥi dѭѫng chӍ có thӇ dӵa trên quan trҳc vӋ tinh. Tuy nhiên, tӯ các vӋ tinh
các dòng bӭc xҥ chӍÿo ÿѭӧc vӟi ÿӝ chính xác cao tҥi r
anh giӟi trên cӫa khí
quyӇ
n. ĈӇ ѭӟc lѭӧng các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ mһt ÿҥi dѭѫng thѭӡng
dùng nhӳng mӕi phө thuӝc thӵc nghiӋm liên hӋ giӳa các dòng bӭc xҥ tҥi mһt
ranh giӟi trên cӫa khí quyӇn và mһt ÿҥi dѭѫng. Ĉѭѫng nhiên, nhӳng giá trӏ
cân bҵng bӭc xҥ nhұn ÿѭӧc nhѭ vұy sӁ có sai sӕ lӟn so vӟi nhӳng ѭӟc lѭӧng

tѭѫng tӵ tҥi biên trên c
ӫa khí quyӇn.
Vì vұy, cho ÿӃn ngày nay vүn sӱ dөng rӝng rãi nhӳng phѭѫng pháp tính
toán ѭӟc lѭӧng các thành phҫn cân bҵng nhiӋt, trong ÿó ÿӝ chính xác ÿѭӧc
nâng cao hѫn bҵng cách tăng thӡi kì lҩy trung bình cӫa các dӳ liӋu xuҩt phát.
Bây giӡ ta xét các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ. Nhѭÿã nói ӣ trên, bӭc
xҥ tәng cӝng là tәng cӫa trӵc xҥ và tán xҥ. ViӋc kӃt hӧp ch
úng thành mӝt
dòng chung là do trong các tính toán n
ăng lѭӧng thì hiӋu ӭng kӃt quҧ cӫa các
dòng ÿó là quan trӑng.
Sӵ nhұp bӭc xҥ mһt trӡi vào mһt ÿҥi dѭѫng bӏÿiӅu tiӃt bӣi mây. Khi
không có mây (
0 n ) bӭc xҥ mһt trӡi tәng cӝng trong ÿiӅu kiӋn bҫu trӡi
không mây, gӑi là bӭc xҥ có thӇ có, bҵng
.Ĉӝ lӟn cӫa ÿѭӧc xác
ÿӏnh phө thuӝc vào ÿӝ cao Mһt Trӡi biӇu diӉn bҵng nhӳng khoҧng giá trӏ cӫa
hӋ sӕ trong suӕt ÿһc trѭng cho mӭc ÿӝ ÿөc zôn khí cӫa khí quyӇn. Vӟi khí
quyӇn “trong suӕt” hӋ sӕ này ÿѭӧc xem là b

ҵng mӝt ÿѫn vӏ.
m
Q
0
Q
m
Q
Trong
trѭӡng hӧp tәng quát chҩp nhұn rҵng
)(
0
nf
Q
Q
m
. (5.2)
205 206
Tӗn tҥi rҩt nhiӅu công thӭc do các tác giҧÿӅ xuҩt và liên hӋ tӍ sӕ
vӟi cҩp lѭӧng mây. Thí dө, công thӭc sau ÿây thѭӡng hay ÿѭӧc sӱ
dөng
0
/ QQ
m
2
21
0
1 nbnb
Q
Q
m

 , (5.3)
trong ÿó và là nhӳng
hӋ sӕ thӵc nghiӋm. Nhұn thҩy rҵng trong nhӳng
mӕi phө thuӝc phӭc tҥp hѫn ngѭӡi ta có thӇ tính tӟi ÿһc ÿiӇm nhiӅu tҫng cӫa
mây.
1
b
2
b
Còn vӅ al
beÿô, vҩn ÿӅ này ÿã xét ӣ chѭѫng 3, vì vұy ӣÿây chӍ nhҳc lҥi
rҵng albeÿô phө thuӝc vào mӝt loҥt nhӳng nhân tӕ khí tѭӧng thӫy văn: lѭӧng

mây, sóng gió v.v Tuy nhiên, trong nhӳng tính toán sӕ thѭӡng sӱ dөng các
giá trӏѭӟc lѭӧng khí hұu cӫa albeÿô (xem bҧng 3.2). Ĉҥi lѭӧng
)1(
0
D
Q
biӇu diӉn lѭӧng bӭc xҥ thâm nhұp vào bên trong ÿҥi dѭѫng và ÿѭӧc gӑi là
bͱc x̩ h̭p thͭ. Nhӳng dӳ liӋu quan trҳc cho thҩy thӵc tӃ tҩt cҧ bӭc xҥ ÿѭӧc
hҩp thөӣ mӝt lӟp nѭӟc dày khoҧng chөc mét bên trên.
Bӭc xҥ hiӋu dөng là hiӋu giӳa phát xҥ sóng dài cӫa bҧn thân ÿҥi dѭѫng
( ) xác ÿӏn
h theo nhiӋt ÿӝ mһt nѭӟc và phát xҥ ngѭӧc lҥi cӫa khí quyӇn
() phө thuӝc vào phân bӕ thҷng ÿӭng cӫa nhiӋt ÿӝ, ÿӝ ҭm không khí và
lѭӧng mây, tӭc
n0
I
p0

I
pn

00
0
III .
Trong trѭӡng hӧp tәng quát, phát xҥ hiӋu dөng là mӝt hiӋu sӕ nhӓ cӫa
hai ÿҥi lѭӧng lӟn và . Vì vұy vӟi nhӳng thӡi ÿoҥn lҩy trung bình
ngҳn sӁ xuҩt hiӋn nhӳng sai sӕ lӟn so sánh ÿѭӧc vӟi chính ÿҥi lѭӧng và
chӍ vӟi nhӳng
thӡi ÿoҥn lҩy trung bình lӟn thì ÿӝ chính xác cӫa ѭӟc lѭӧng
phát xҥ hiӋu dөng m
ӟi có thӇ trӣ nên tѭѫng ÿӕi cao.
n0
I
p0
I
0
I
Cho rҵng
ÿҥi dѭѫng phát xҥ nhѭ mӝt vұt xám, tӭc sӵ phát xҥ cӫa nó tҥi
tҩt cҧ các vùng phә khác vӟi phát xҥ cӫa vұt ÿen tuyӋt ÿӕi bӣi cùng mӝt nhân
tӱ
G
, tӭc
4
0
0
TI
GV

n
, (5.4)
trong ÿó

V
hҵng sӕ Stephan-Bolzman, 
0
T nhiӋt ÿӝ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng
tính bҵng ÿӝ K. Vӟi mһt ÿҥi dѭѫng bҵng phҷng chҩp nhұn
983,0
G
. Khi
xuҩt hiӋn sóng biӇn khҧ năng phát xҥ cӫa ÿҥi dѭѫng giҧm. Vì vұy, vӟi nhӳng
ÿiӅu kiӋn sóng trung bình (4-5 cҩp) ngѭӡi ta cho rҵng
91,0
G
. Giá trӏ
G
này thѭӡng ÿѭӧc dùng trong các tính toán sӕ.
ViӋc ѭӟc lѭӧng phát xҥ ngѭӧc lҥi cӫa khí quyӇn phӭc tҥp hѫn, nó phө
thuӝc vào nhiӅu nhân tӕ. Vì vұy trong nhӳng trѭӡng hӧp không cҫn thiӃt tính
riêng các ÿҥi lѭӧng và , ngѭӡi ta sӱ dөng
nhӳng công thӭc tích phân
ÿӇ ѭӟc lѭӧng phát xҥ hiӋu dөng. Vӟi tѭ cách là thí dө, chúng tôi dүn công
thӭc thӵc nghiӋm do Andersen nhұn ÿѭӧc:
n0
I
p0
I

^


)0584,0(exp025,026,01055,0
0
4
0
10
0
HnTI
>@
`
)06,0(exp0054,00049,0
0 z
eHn  , (5.5)
trong ÿó
n tính bҵng phҫn cӫa ÿѫn vӏ, 
0
H ÿӝ cao trung bình cӫa mây
tính bҵng nghìn bӝ (1 bӝ = 0,305 m),

z
e áp suҩt riêng phҫn cӫa hѫi nѭӟc
trong lӟp sát mһt nѭӟc.
Phҫn ÿóng góp chính tҥo nên cân bҵng bӭc xҥ là bӭc xҥ tәng cӝng.
ĈiӅu này cho phép trong các tính toán gҫn ÿúng xác ÿӏnh nhӳng giá trӏ
lҩy
trung bình trong mӝt thӡi khoҧng ÿӫ dài nhѭ là
0
R

00
QaR vӟi hӋ sӕ
tӍ lӋ biӃn ÿәi tӯ 0,5 ӣ các vƭÿӝ cao ÿӃn 0,79 tҥi xích ÿҥo. Nhѭ N.A.
Timopheev ÿã cho biӃt, khi tính thêm lѭӧng mây thì nhӳng giá trӏ khí hұu
trung bình tháng cӫa cân bҵng bӭc xҥ có thӇ ÿѭӧc xác ÿӏnh vӟi ÿӝ chính xác
khá cao theo công thӭc
a
PMP
)052,031,3(22,2
2
00
 QR ,
trong ÿó

P
chӍ sӕ lѭӧng mây liên hӋ vӟi cҩp lѭӧng mây bҵng mӝt biӇu
thӭc phө thuӝc phi tuyӃn
2
40,0130,01 nn 
P
.
Do ÿó, khi không mây
1
P
, còn khi 1 n 47,0
P
, tӭc giá trӏ
P
biӃn thiên gҫn hai lҫn.
207 208

5.3.2. Phân bӕ các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ trên ÿҥi dѭѫng
Trên hình 5.3 dүn phân bӕ nhӳng giá trӏ năm trung bình cӫa bӭc xҥ
tәng cӝng trên mһt các ÿҥi dѭѫng. ĈӇ chuyӇn chúng tӯ cal/(cm
2
.ngày) vӅ
ÿѫn vӏ SI (MJ/(m
2
.ngày) phҧi chia cho 23,885.
Nhѭÿã thҩy tӯ hình 5.3, nhӳng giá trӏ cӵc ÿҥi cӫa tәng xҥ luôn luôn
nhұn thҩy ӣ các vƭÿӝ gҫn xích ÿҥo. Cӵc ÿҥi tuyӋt ÿӕi lӟn hѫn 550
cal/(cm
2
.ngày) thҩy ӣ trung phҫn Thái Bình Dѭѫng gҫn quҫn ÿҧo Marquiz.
Trên hѭӟng tӯ các vƭÿӝ xích ÿҥo vӅ cӵc tәng xҥ giҧm hѫn ba lҫn và ӣ các
cӵc bҵng 150 cal/(cm
2
.ngày).
Qui luұt phân bӕ quan trӑng nhҩt cӫa tәng xҥ là sӵ biӃn thiên cӫa nó
biӇu lӝ chӫ yӃu trên hѭӟng kinh tuyӃn, trong khi biӃn thiên dӑc vòng tròn vƭ
ÿӝ không ÿáng kӇ. ĈiӅu này có nghƭa rҵng sӵ phân bӕ tәng xҥ mang ÿһc
ÿiӇm ÿӟi. Thұt vұy, phө thuӝc giӳa các giá trӏ trung bình ÿӟi cӫa tәng xҥ và
vƭÿӝ là phө thuӝc tuyӃn tính và ÿһc t
rѭng bҵng hӋ sӕ tѭѫng quan bҵng 0,95.
Có mӝt vài biӇu lӝ vi phҥm tính ÿӏa ÿӟi ÿѭӧc nhұn thҩy ӣ các vƭÿӝ thҩp
(thí dө, ӣ Thái Bình Dѭѫng, gҫn quҫn ÿҧo Marshall
400 cal/(cm
2
.ngày)) và ӣ các vùng phía ÿông ÿӟi chí tuyӃn cӫa các ÿҥi
dѭѫng. Trong trѭӡng hӧp thӭ nhҩt sӵ vi phҥm tính ÿӏa ÿӟi liên quan tӟi vӏ trí
cӫa dҧi hӝi tө nӝi nhiӋt ÿӟi ÿһc trѭng bӣi sӵ tӗn tҥi các lӟp mây dày. Trѭӡng

hӧp thӭ hai liên quan tӟi ҧnh hѭӣng cӫa các ÿӟi nghӏch nhiӋt tín phong và
nhӳng hҧi lѭu lҥnh.
0
|Q
Phân bӕ c
ác giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ tru
ng bình năm thӇ hiӋn trên hình
5.4. Tҥi các vƭÿӝ thҩp dòng kӃt quҧ cӫa năng lѭӧng bӭc xҥÿҥt tӟi 400-440
cal/(cm
2
.ngày), hѫn nӳa nhӳng giá trӏ cӵc ÿҥi tұp trung ӣ các vùng phía tây
cӫa Ĉҥi Tây Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ Dѭѫng và phҫn trung tâm cӫa Thái Bình
Dѭѫng. Phân bӕ các giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ thӵc tӃÿӗng nhҩt vӟi phân bӕ
các giá trӏ bӭc xҥ tәng cӝng. Ĉó là vì biӃn ÿәi không gian cӫa phát xҥ hiӋu
dөng và bӭc xҥ phҧn xҥ nhӓ so vӟi biӃn ÿәi không gian cӫa tә
ng
xҥ. Tӯÿây
tҩt cҧ nhӳng qui luұt trong phân bӕ cӫa cNJng là ÿһc t
rѭng cӫa.
0
Q
0
R
Hình 5.3. Phân bӕ giá trӏ trung bình năm cӫa tәng xҥ trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi, cal/(cm
2
.ngày) (theo N.A.
Timo
p
heev
)

209 210
Hình 5.4. Phân bӕ giá trӏ trung bình năm cân bҵng bӭc xҥ trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi, cal/(cm
2
.ngày) (theo N.A.
Timopheev)
Nhӳng khác biӋt lӟn trong phân bӕ bӭc xҥ mһt trӡi giӳa xích ÿҥo và các
vƭÿӝ cӵc là nhân tӕ chính qui ÿӏnh nhӳng ÿһc ÿiӇm quan trӑng nhҩt cӫa ÿiӅu
kiӋn khí tѭӧng thӫy văn hành tinh. Chính là graÿien xích ÿҥo - cӵc quyӃt
ÿӏnh sӵ tӗn tҥi cӫa vùng vұn chuyӇn ÿӟi ngӵ trӏ trong khí quyӇn Trái Ĉҩt.
Mӝt nhân tӕ quan trӑng khác - sӵ biӃn ÿӝ
ng tron
g năm gây bӣi biӃn
trình mùa cӫa dòng bӭc xҥ tӟi mһt ÿҥi dѭѫng và lөc ÿӏa. Tҥi nhӳng vùng
không có biӃn ÿӝng trong năm (chӫ yӃu là các vƭÿӝ thҩp) thì cNJng không có
biӃn trình năm cӫa các quá trình và hiӋn tѭӧng khí tѭӧng thӫy văn.
Trong bҧng 5.1 dүn các giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ trung bình vƭÿӝ trên
mһt ÿҥi dѭѫng và lөc ÿӏa. DӉ thҩy rҵng
ÿҥi dѭѫ
ng hҩp thө năng lѭӧng tia
mҥnh hѫn nhiӅu so vӟi các lөc ÿӏa, ngoài ra, sӵ khác biӋt lӟn nhҩt quan sát
thҩy ӣ các vƭÿӝ nhiӋt ÿӟi.
Bҧng 5.1. Phân bӕ giá trӏ trung bình vƭÿӝ cӫa tәng xҥ và cân bҵng bӭc xҥ trên
mһt ÿҥi dѭѫng và lөc ÿӏa, Kcal/(cm
2
.năm) (theo M.I. Buÿѭkô và nnk.)
Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟiLөc ÿӏa
Ĉӟi vƭÿӝ
0
Q
0

R
L
R
L
Q
70  60
o
N75238422
60  50 90 43 100 32
50  40 113 64 127 45
40  30 142 90 155 58
30  20 168 111 175 64
20  10 177 121 181 74
10  0 177 124 158 79
0  10
o
S 181 127 150 79
10  20 177 122 165 75
20  30 165 109 173 71
30  40 144 92 161 62
40  50 116 72 122 44
50  60 87 46 86 35
Trung bìnhTrái Ĉҩt
144 91 138 50
211 212
Theo sӕ liӋu ӣ bҧng 5.1, giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ trung bình toàn cҫu (lҩy
trung bình toàn thӫy vӵc Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi) bҵng 91 Kcal/(cm
2
.năm), trong
khi ÿó ÿӕi vӟi mһt lөc ÿӏa - bҵng 50 Kcal/(cm

2
.năm). Còn nӃu so sánh các
giá trӏ bӭc xҥ tәng cӝng, thì nhӳng khác biӋt giӳa ÿҥi dѭѫng và lөc ÿӏa không
nhiӅu. ĈiӅu này có nghƭa rҵng hӋ sӕ hiӋu suҩt (KPD) cӫa ÿҥi dѭѫng, tӭc phҫn
thông lѭӧng nhiӋt bӭc xҥ nó chiӃm ÿѭӧc, cao hѫn nhiӅu so vӟi KPD lөc ÿӏa
(tuҫn tӵ là 63 và 36 %). NӃu xem xét biӃn thiên kinh hѭӟng cӫa tӍ sӕ
, thì KPD cao nhҩt
ÿѭ
ӧc nhұn thҩy ӣ các vƭÿӝ thҩp, nѫi ÿây nó ÿҥt
tӟi 70 % trong ÿӟi 0-20
o
S.
00
/ QR
5.4. Cân bҵng nhiӋt cӫa ÿҥi dѭѫng
5.4.1. Phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt cӫa ÿҥi dѭѫng
Dѭӟi dҥng tәng quát phѭѫng trình cân bҵng cӫa mӝt tính chҩt bҩt kì
(nhiӋt, nѭӟc v.v ) có thӇ viӃt dѭӟi dҥng
¦¦¦

'' '
iii
XXX , (5.6)
trong ÿó tәng các thà
nh phҫn tích lNJy cӫa cân bҵng, ÿһc trѭng cho
sӵ biӃn thiên cӫa chúng theo thӡi gian; tәng cá
c hӧp phҫn ÿӃn
cӫa cân bҵng có nghƭa làm tăng tính chҩt ÿang xét; tәng cá
c hӧp
phҫn mҩt ÿi cӫa cân bҵng ÿһc trѭng cho sӵ giҧm tính chҩt ÿang xét.

'
¦
i
X
¦
'

i
X
¦
'

i
X
Nhѭ vұy, p
hѭѫng trình (5.6) biӇu diӉn ÿӏnh luұt bҧo toàn năng lѭӧng
hay vұt chҩt. Tùy thuӝc các qui mô không gian
-thӡi gian cӫa phép lҩy trung
bình ÿӕi vӟi các dӳ liӋu xuҩt phát, phѭѫng trình này có thӇ có dҥng rҩt khác
nhau, bӣi vì tѭѫng quan giӳa các dòng và nhӳng biӃn thiên cӫa chúng không
giӳ nguyên không ÿәi trong không gian cNJng nhѭ thӡi gian.
Qui mô không gian lӟn nhҩt là thӇ tích Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi nói chung,
còn qui mô nhӓ nhҩt - là thӇ tích
ÿѫn vӏ cӫa nó. Còn vӅ qui mô thӡi gian, thì
cұn trên cӫa nó có thӇ bҵng hàng trăm, thұm chí hàng nghìn năm, vì thӡi gian
kéo dài cӫa các chu trình khí hұu trê
n Trái Ĉҩt nói chung cùng cӥ vӟi thӡi
gian kéo dài cӫa các kӍ nguyên ÿӏa chҩt. Nhұn thҩy rҵng khi giҧm qui mô lҩy
trung bình, ÿһc biӋt qui mô thӡi gian, phѭѫng trình cân bҵng thѭӡng phӭc tҥp
lên, vì trong trѭӡng hӧp này xuҩt hiӋn nhu cҫu phҧi tính tӟi nhӳng sӕ hҥng có

ý nghƭa
ÿӏa phѭѫng.
Thí dө, ta xét phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt lҩy trung bình tháng ÿӕi vӟi
mӝt cӝt nѭӟc ÿҥi dѭѫng diӋn tí
ch ÿáy ÿѫn vӏ trҧi dài tӯ mһt phân cách vӟi khí
quyӇn tӟi ÿáy. Khi ÿó phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt có thӇ viӃt dѭӟi dҥng sau:
ĭLER
t
S
 
w
w
0TA
)(div FF . (5.7)
Ӣÿây
S enthalpy cӫa cӝt nѭӟc thҷng ÿӭng, xác ÿӏnh bҵng
³

0

Z
Z
K
zTdcS
U
,
trong ÿó mһt ÿҥi dѭѫng
(), ÿӝ sâu ÿҥi dѭѫng.
F
A

và F
T
tuҫn tӵ là dòng nhiӋt toàn phҫn (tích phân) do các dòng chҧy và trao ÿәi rӕi
(cuӝn xoáy), tӭc

0
Z 0
0
Z 
K
Z
zdTc
Z
Z
K

0
A
³
VF
U
, zdTc
Z
Z
T
K

0
³
cc

VF
U
,
trong ÿó
V vectѫ tӕc ÿӝ theo phѭѫng ngang, còn dҩu gҥch ngang bên trên
chӍ phép lҩy trung bình theo thӡi gian. Khi lҩy trung bình tháng, phҫn ÿóng
góp chính vào trao ÿәi rӕi vƭ mô là tӯ các xoáy synop, qui mô không gian ÿһc
trѭng cӫa chúng bҵng vài trăm kilômét, còn thӡi gian tӗn tҥi tӯ mӝt sӕ ngày
ÿӃn mӝt sӕ tháng. KӃt quҧ dòng nhiӋt toàn phҫn tәng cӝng ÿѭӧc viӃt bҵng

zdTczdTTc
Z
Z
Z
Z
KK

00
0
³³

cc
 VVVF
UU
.
Nhѭ vұy, trong phѭѫng trình (5.7) sӕ hҥng thӭ nhҩt vӃ trái chӍ sӵ biӃn
thiên enthalpy cӫa cӝt nѭӟc thҷng ÿӭng trong thӡi gian, trong ÿó giá trӏ
213 214
dѭѫn
huyӇn ÿӝnt nѭӟ

g sӁ tѭѫng ӭng vӟi tăng enthalpy.
Sӕ hҥng thӭ hai vӃ trái, cө thӇ là phân kì cӫa dòng toàn phҫn chӍ dòng
nhiӋt kӃt quҧ mҩt (hay dòng nhiӋt ÿӃn) do c g ngang trong cӝ c
thҷng ÿӭng. Trong nhӳng trѭӡng hӧp khi
0/ oww tS nhӳng giá trӏ
0
div F
có thӇѭ là các dòng nhiӋt mҩt (hay nguӗn) trong ÿҥi d ng
vùng 0 div
0
!F là nhӳn ӗn nhiӋt, ngѭӧc lҥi nhӳng vùng 0 div
0
F là
dòng nhiӋt mҩt. Giá trӏ
0
divF d
lí
giҧi nh ѭѫng.
g ngu
ѭѫn
g tron p dòng nh
vѭӧt
rao ÿәi rӕi, t
khi
ҥi dѭѫng và âm khi i dѭѫng cҩp
nhiӋt
chênh lӋch giӳa nhiӋt ÿӝ cӫa giáng thӫy và
nhiӋ
gѭӧc lҥi. Trong trѭӡng hӧp này phѭѫng trình (5.7) có thӇ biӇu diӉn
nhѭ sau:

Nhӳ
ӓa ra
g trѭӡng hӧ iӋt t
trӝi so vӟi dòng nhiӋt ÿi ÿӃn.
VӃ phҧi cӫa phѭѫng trình (5.7) là tәng ÿҥi s
ӕ cӫa cân bҵng bӭc xҥ,
nhiӋt lѭӧng chi phí cho bӕc hѫi và nhiӋt lѭӧng t hѭӡng ÿѭӧc gӑi
là cân bҵng nhiӋt tӯ bên ngoài. Nó dѭѫng
ĭ , tӭc khi ÿó có
dòng nhiӋt tӟi mһt ÿ
LER !
0
ĭLE  , tӭc ÿҥR 
0
và
o khí quyӇn.
Trong phѭѫng trình (5.7) chѭa tính ÿӃn mӝt loҥt các sӕ hҥng mà nhѭÿã
nói ӣ trên thѭӡng chӍ có ý nghƭa ÿӏa phѭѫng. Ĉó là dòng ÿӏa nhiӋt, sӵ làm
lҥnh (làm ҩm) lӟp nѭӟc mһt do có
t ÿӝ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng v.v
NӃu vùng ÿҥi dѭѫng ÿang xét nҵm ӣ các vƭÿӝ c
ao, thì không nên bӓ
qua nhiӋt lѭӧng tӓa ra (hay hҩp thө) trong quá trình chuyӇn pha nѭӟc thành
băng và n
MLĭLER
t
C
w
S
r 

w
00
Ӭng vӟi n
hӳng ÿiӅu kiӋn trung bình năm nhiӅu năm (khí hұu
div
F . (5.8)
) phѭѫng
trình (5.7) không kӇ tӟi nhӳng biӃn ÿәi pha nѭӟc ÿ
dòng nhiӋt trong ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc bù trӯ bҵng cân bҵng
nhiӋt
Khi lҩy trung bình ÿӟi, phѭѫng trình (5.9) trӣ
ѭӧc viӃt nhѭ sau
ĭLER 
00
div F , (5.9)
tӭc là phân kì cӫa
tӯ bên ngoài.
thành
>
@
>@
ĭLERF 
00y
div , (5.10)
trong ÿó dҩu ngoһc vuông chӍ phép lҩy trung bình dӑc theo vòng tròn vƭÿӝ,
còn dòng nhiӋt kinh hѭӟng ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng
zdvTcF
Z
Z
y

K
0

0
³

U
,
trong ÿó
v thành phҫn tӕc ÿӝ kinh hѭӟng cӫa dòng chҧy.
5.4.
ng (
2. BiӃn thiên cӫa enthalpy ÿҥi dѭѫng
Thông thѭӡng, phҫn ÿóng góp cӫa ÿҥo hàm ÿӏa phѭѫ ÿҥo hàm riêng)
tS / ww vào phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt nhӓ hѫn so vӟi
0
div F tuy nhiên nó
tùy th Ӆu vào thӡi khoҧng lҩy trung bình
,
c nhiuӝ
W
: khi giҧm
W
phҫn ÿóng
góp
tS / ww vào phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt thѭӡng tăng lên. Nhӳng biӃn
thiên cӫa enthalpy ÿҥi dѭѫng có thӇÿҥt tӟi nhӳng giá trӏ lӟn trong quá trình
biӃn c hӃt ÿ
t, ÿҥi lѭӧng
tính nhiӋt ÿӝt xuҩt cӫa các khӕi nѭӟc, trѭӟ ӕi vӟi các ÿӟi front.

Trong trѭӡng hӧp tәng quá
tS / ww có thӇ xác ÿӏnh thông
qua nhӳng sai phân hӳu hҥn, tӭc
W
t

w
,
ong ÿó
k
S và 
n
S enthalpy vào lúc cuӕi và lúc ÿҫu cӫa khoҧng tính toán
nk
SS
S

w
tr
W
. Thí d ѭӟc lѭӧng nhӳng biӃn thiên bên trong tháng cӫa enthalpy ÿҥi
dѭѫng ( 1
ө, khi

W
tháng) chúng t ҩt m n sӱ dөng các giá trӏ enthalpy ӣ ngày
cuӕi và ngày ÿҫu tháng làm
k
S và
n

S . Trong thӵc tӃÿiӅu này thѭӡng tӓ ra
không thӇ, vì vұy buӝc phҧi dùn
a r
uӕ
g tӟi nhӳng thӫ tөc tính toán nào ÿó, thí dө
sӱ dөng các sai phân trung tâm:
2

wt
,
tӭc nhӳng biӃn thiên cӫa enthalpy ÿҥi dѭѫng trong tháng
i bҵng mӝt nӱa
hiӋu các trӏ sӕ enthalpy trong tháng sau và tháng trѭӟc. Nên lѭu ý rҵng
11 

w
ii
SS
S
215 216
phѭѫng pháp này chӍ cho nhӳng kӃt quҧÿúng vӟi biӃn thiên tuyӃn tính cӫa
enthalpy ÿҥi dѭѫng. Vӟi dao ÿӝng không tuyӃn tính phѭѫng pháp sӁ làm sai
lӋch ÿáng kӇ giá trӏ cӫa
tS / ww .
Enthalpy ÿҥi dѭѫng dӉ dàng tính ÿѭӧc theo các sӕ liӋu vӅ phân bӕ
thҷng ÿӭng nhiӋt ÿӝ và ÿӝ muӕi. Nhѭng vì nhiӋt dung và mұt ÿӝ nѭӟc phө
thuӝc nhiӅu hѫn vào nhiӋt ÿӝ và phө thuӝc ít hѫn vào ÿӝ muӕi, nên trong
phép xҩp xӍ bѭӟc mӝt enthalpy ÿҥi dѭѫng có thӇ xác ÿӏnh chӍ theo sӕ liӋu vӅ
phân bӕ thҷng ÿӭng cӫa nhiӋt ÿӝ. Ngoài ra, nӃu nh
ѭÿӇ ý rҵng

bên dѭӟi lӟp
hoҥt ÿӝng nhӳng biӃn thiên nhiӋt ÿӝ thѭӡng không ÿáng kӇ, thì có thӇ giӟi
hҥn ӣÿӝ sâu ÿҥi dѭѫng khoҧng 200-300 m.
Trong rҩt nhiӅu nghiên cӭu ngѭӡi ta ÿã xác lұp ÿѭӧc rҵng nhӳng biӃn
thiên vƭ mô cӫa enthalpy lӟp hoҥt ÿӝng rҩt tѭѫng quan vӟi nhiӋt ÿӝ mһt ÿҥi
dѭѫng. Mӝt mһt ÿiӅu này
cho phép
ÿѫn giҧn hóa hѫn nӳa thӫ tөc tính trong
nhӳng trѭӡng hӧp không ÿòi hӓi ÿӝ chính xác cao, mһt khác - xem xét biӃn
thiên thӡi gian cӫa nhiӋt ÿӝ mһt ÿҥi dѭѫng nhѭ là mӝt chӍ thӏ vӅ nhӳng dao
ÿӝng vƭ mô cӫa enthalpy ÿҥi dѭѫng.
Trên hình 5.5 dүn nhӳng giá trӏ biӃn thiên trung bình cӫa enthalpy lӟp
hoҥt ÿӝng theo các ÿӟi 10
o
cӫa Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi. Nhѭÿã nhұn xét ӣ trên,
nhӳng giá trӏ này ÿһc trѭng cho tӕc ÿӝ sѭӣi nóng (làm lҥnh) các khӕi nѭӟc
ÿҥi dѭѫng. Tӯ hình 5.5 thҩy rҵng biӃn thiên enthalpy có biӃn trình vƭÿӝ thӇ
hiӋn khá rõ. Trong ÿó cӵc ÿҥi tích lNJy nhiӋt nҵm ӣ cұn nhiӋt ÿӟi bҳc bán cҫu
và quan sát thҩy vào các tháng 7-8. ĈiӅu lý thú là cӵc ÿҥi làm lҥnh ÿҥi dѭѫng
cNJ
ng
nҵm ӣ chính ÿӟi này và gһp thҩy vào tháng 12. Nhѭ vұy chính ӣ nѫi
ÿây quan sát thҩy biên ÿӝ cӵc ÿҥi cӫa các dao ÿӝng năm cӫa ÿҥi lѭӧng
ҵng
khoҧng 470 W/m
2
.
tS / ww
, b
Trong m

ùa ÿông hҫu nhѭ khҳp nѫi diӉn ra sӵ làm lҥnh lӟp nѭӟc ÿҥi
dѭѫng, còn mùa hè - sѭӣi ҩm, tӭc là biӃn trình năm cӫa ÿҥi lѭӧng
tS / ww thӇ
hiӋn khá rõ. ChӍ ngoҥi trӯÿӟi xích ÿҥo và các vƭÿӝ cұn cӵc ӣ bҳc bán cҫu,
nѫi ÿây thӵc tӃ không có biӃn trình.
Hình 5.5. BiӃn trình năm cӫa biӃn thiên enthalpy (W/m
2
) lӟp hoҥt ÿӝng Ĉҥi
dѭѫng ThӃ giӟi (theo B.A. Kagan, I. Sankova)
CNJng cҫn lѭu ý rҵng nӃu ӣ bҳc bán cҫu nhұn thҩy thӡi kì tích nhiӋt và
thӡi kì nguӝi lҥnh kéo dài khác nhau, thì ӣ nam bán cҫu các thӡi kì ÿó xҩp xӍ
bҵng nhau. Cuӕi cùng, biên ÿӝ dao ÿӝng năm cӫa
tS / ww ӣ bҳc bán cҫu lӟn
hѫn rõ rӋt so vӟi nam bán cҫu, ӣÿó biên ÿӝ cӵc ÿҥi chӍ bҵng gҫn 190 W/m
2
.
ĈiӅu này có nghƭa cѭӡng ÿӝ nhұp và tӓa nhiӋt trong ÿҥi dѭѫng bҳc bán cҫu
cao hѫn hѫn hai lҫn so vӟi nam bán cҫu.
5.4.3. Sӵ vұn chuyӇn hiӇn nhiӋt trong ÿҥi dѭѫng
Ѭӟc lѭӧng các dòng nhiӋt phѭѫng ngang trong ÿҥi dѭѫng là mӝt vҩn ÿӅ
phӭc tҥp nhҩt trong khi xác ÿӏnh cân bҵng nhiӋt. Chӫ yӃu có thӇ sӱ dөng ba
217 218
cách tiӃp cұn ÿӇ ѭӟc lѭӧng các dòng ÿó:
- Cách tiӃp cұn I - ѭӟc lѭӧng vұn chuyӇn nhiӋt trên cѫ sӣ tính tӕc ÿӝ
dòng chҧy theo dӳ liӋu thӫy văn;
- Cách tiӃp cұn II - ѭӟc lѭӧng vұn chuyӇn nhiӋt theo kӃt quҧ mô hình
hóa sӕ trӏ hoàn lѭu ÿҥi dѭѫng;
- Cách tiӃp cұn III - ѭӟc lѭӧng vұn chuyӇn nhiӋt nhѭ là sӕ hҥng dѭ tӯ
phѭѫn
g trình cân bҵng nhiӋt cӫa ÿҥi dѭѫng hoһc cӫa hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng -

khí quyӇn.
Dƭ nhiên, mӛi cách tiӃp cұn nêu trên có nhӳng ѭu ÿiӇm và nhѭӧc ÿiӇm
cӫa mình, nhѭng chúng có mӝt nhѭӧc ÿiӇm chung: ÿӝ chính xác ѭӟc lѭӧng
vұn chuyӇn nhiӋt rҩt thҩp. Hѫn nӳa, thұm chí ta không kiӇm soát ÿѭӧc ÿӝ
chính xác cӫa các ѭӟc lѭӧng ÿó. Có
thӇ
nói rҵng các dòng nhiӋt phѭѫng
ngang trong ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc biӃt ÿӃn chӍӣ mӭc ÿӝ ÿӏnh tính.
Trong bҧng 5.2 dүn phân bӕ các dòng nhiӋt kinh hѭӟng trung bình theo
ÿӟi ӣ tӯng ÿҥi dѭѫng và Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi nói chung. Ĉһc trѭng ÿӕi vӟi
toàn Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi là vұn chuyӇn kinh hѭӟng ӣ cҧ hai bán cҫu có
hѭӟng ÿӃn các cӵc, trong ÿó các giá trӏ vұn chuyӇn kin
h hѭӟng cӵ
c ÿҥi xҧy
ra ӣÿӟi chí tuyӃn và bҵng gҫn
15
W. Trѭӟc hӃt ÿó là do sӵ hiӋn diӋn
cӫa nhӳng dòng chҧy lӟp mһt mҥnh nhѭ Gѫnstrim, Kurosyo ӣ bҳc bán cҫu
và dòng chҧy Brazil, Môzămbic ӣ nam bán cҫu.
100,2 
N
goài ra, nhѭÿã thҩy tӯ hình 5.2, vұn chuyӇn nhiӋt qua xích ÿҥo gҫn
bҵng không. ĈiӅu này cho phép nhұn ÿӏnh rҵng các quá trình trao ÿәi nhiӋt ӣ
bҳc bán cҫu và nam bán cҫu có lӁ khá ÿӝc lұp vӟi nhau.
Tuy nhiên, nӃu xét riêng trong tӯng
ÿҥi dѭѫng, thì thҩy rҵng có vұn
chuyӇn nhiӋt qua xích ÿҥo. Thұt vұy, ӣĈҥi Tây Dѭѫng vұn chuyӇn nhiӋt
hѭӟng tӯ nam bán cҫu tӟi bҳc bán cҫu, còn
ӣ Thái Bình Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ
Dѭѫng, ngѭӧc lҥi, tӯ bҳc bán cҫu tӟi nam bán cҫu. VӅ cѫ bҧn vұn chuyӇn

nhiӋt ӣ Thái Bình Dѭѫng, ÿһc biӋt ӣ phía nam xích ÿҥo, tѭѫng tӵ nhѭ vұn
chuyӇn nhiӋt tro
ng Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi. ӢĈҥi Tây Dѭѫng dòng nhiӋt kinh
hѭӟng tҥi tҩt cҧ các vƭÿӝ hѭӟng vӅ phía Bҳc Cӵc, trong khi ӣҨn Ĉӝ Dѭѫ
ng
dòng nhiӋt có hѭӟng ngѭӧc lҥi - vӅ phía Nam Cӵc. Nhѭ vұy, ÿӕi vӟi Ĉҥi Tây
Dѭѫng ÿһc trѭng nәi bұt là tính chҩt dӏ thѭӡng cӫa vұn chuyӇn nhiӋt ki
nh
hѭӟng. Ĉáng tiӃc, cho ÿӃn nay hiӋn tѭӧng này vүn chѭa ÿѭӧc giҧi thích mӝt
cách thӓa ÿáng.
Bҧng 5.2. Vұn chuyӇn kinh hѭӟng cӫa dòng hiӇn nhiӋt trung bình ÿӟi
trong ÿҥi dѭѫng và trong khí quyӇn, 10
15
W (theo S.S. Lappo và nnk.)
Vƭÿӝ
Ĉҥi Tây Dѭѫng
Thái Bình Dѭѫng
Ҩn Ĉӝ Dѭѫng
Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi
Khí quyӇn
Phҫn cӫa vұn chuyӇn
ÿҥi dѭѫng (%)
70
o
N 0,11
60 0,42 0,01 0,43 2,79 13
50 0,71 0,03 0,74 3,86 16
40 0,90 0,05 0,85 4,63 16
30 1,21 0,40 1,61 3,93 29
20 1,44 0,96 0,02 2,38 2,45 49

10 1,30 0,49 0,03 1,76 1,16 34
0 1,06 0,47 0,28 0,31 0,04 115
10
o
S 0,75 1,56 0,64 1,45 0,11 93
20 0,69 1,84 0,75 1,90 2,44 44
30 0,67 1,79 0,66 1,78 4,59 33
40 0,72 1,61 0,52 1,41 4,22 25
50 0,64 1,48 0,44 1,28 2,96 30
60 0,70 1,61 0,16 0,62 2,20 22
Trong khí quyӇn, vұn chuyӇn nhiӋt ӣ tӯng bán cҫu hѭӟng tӟi các cӵc và
ÿҥt cӵc ÿҥi ӣ gҫn 40
o
. Vì cӵc ÿҥi cӫa vұn chuyӇn ÿҥi dѭѫng dӏch vӅ phía xích
ÿҥo mӝt ít, nên nói chung ÿҥi dѭѫng ÿҧm nhұn vұn chuyӇn nhiӋt tӯ các vƭÿӝ
xích ÿҥo - chí tuyӃn vӅ các vƭÿӝ cao, ӣÿó nhiӋt ÿѭӧc cҩp cho khí quyӇn
bҵng con ÿѭӡng bӕc hѫi. Sau ÿó nhiӋt ÿѭӧc vұn chuyӇn tiӃp tөc vӅ phía các
219 220
cӵc chӫ yӃu theo con ÿѭӡng khí quyӇn.
Bây giӡ ta xem xét sӵ phân bӕ cӫa ÿҥi lѭӧng phân kì dòng nhiӋt kinh
hѭӟng trung bình ÿӟi, ÿҥi lѭӧng này có thӇ tính tӯ phѭѫng trình (5.10) thông
qua cân bҵng nhiӋt tӯ bên ngoài theo ÿiӅu kiӋn trung bình khí hұu.
DӉ nhұn thҩy rҵng phân bӕ cӫa hӧp phҫn cân bҵng nhiӋt này mang ÿһc
ÿiӇm “lӝn xӝn” hѫn nhiӅu so vӟi dòng nhiӋt kinh hѭӟng. Nhìn chung nhӳng
vƭÿӝ
thҩp cӫa cҧ hai
bán cҫu là nhӳng nguӗn nhiӋt, vì ӣÿây cân bҵng nhiӋt
tӯ bên ngoài mang dҩu dѭѫng. Tҩt cҧ nhӳng vƭÿӝ còn lҥi là nhӳng vùng tiêu
nhiӋt, vì tәng nhiӋt cҩp vào khí quyӇn vѭӧt trӝi dòng nhiӋt bӭc xҥ tӟi. Ĉҥi
Tây Dѭѫng tӓ ra là mӝt ngoҥi lӋ: tҩt cҧ phҫn phía nam cӫa nó là vùng tích

nhiӋt. Ĉó là vì lѭӧng nhiӋt chi phí cho bӕc hѫi thҩp hѫ
n so
vӟi các ÿҥi dѭѫng
khác và trѭӟc hӃt so vӟi Thái Bình Dѭѫng. KӃt quҧ là vùng cӵc ÿҥi tích nhiӋt
tuyӋt ÿӕi ӣĈҥi Tây Dѭѫng nhұn thҩy tҥi ÿӟi 60-50
o
S, cӵc ÿҥi tiêu phí nhiӋt -
cNJng ӣĈҥi Tây Dѭѫng và tҥi ÿӟi 60-50
o
N. ӢҨn Ĉӝ Dѭѫng sӵ khác biӋt vӅ
ÿiӅu kiӋn tích và tiêu nhiӋt giӳa các vƭÿӝ tӓ ra ít hѫn, ÿó là do hoҥt ÿӝng cӫa
các dòng chҧy.
Phҧi lѭu ý rҵng phép lҩy trung bình ÿӟi cho bӭc tranh rҩt sѫ lѭӧc, bӣi vì
chѭa tính tӟi sӵ biӃn thiên không gian cӫa các ÿһc trѭng dӑc theo vòng tròn
vƭÿӝ, sӵ biӃn thiên này có thӇ rҩt ÿáng kӇ vì kích thѭӟc to lӟn cӫa ÿҥi dѭѫ
ng,
sӵ hiӋn diӋn cӫa các lөc ÿӏa và các ÿҧo v.v ĈiӅu này có thӇ dӉ dàng khҷng
ÿӏnh nӃu chú ý tӟi hình 5.6. Trên hình này thӇ hiӋn phân bӕ cӫa ÿҥi lѭӧng
phân kì dòng nhiӋt ӣĈҥi dѭѫng ThӃ giӟi ÿӕi vӟi nhӳng ÿiӅu kiӋn giá trӏ năm
trung bình. Thұt vұy, tҥi cùng mӝt vƭÿӝ có thӇ có các vùng tích cNJng nhѭ có
các vùng tiêu nhiӋt. Thí dө, tҥi vƭÿӝ 40
o
N ӣ các bӡ lөc ÿӏa phía ÿông trong
ÿӟi các dòng chҧy ҩm Gѫnstrim và Kurosyo quan sát thҩy nhӳng ә tiêu nhiӋt
lӟn, trong khi ӣ các bӡ phía tây ta nhìn thҩy nhӳng vùng tích nhiӋt cho ÿҥi
dѭѫng.
Tính bҩt ÿӗng nhҩt không gian trong phân bӕ các ÿҥi lѭӧng
trѭӟc hӃt liê
n quan tӟi ҧnh hѭӣng cӫa các dòng chҧy. Ӣ nhӳng vùng hoҥt
ÿӝng cӫa các dòng chҧy ҩm thì tiêu phí nhiӋt vào khí quyӇn thѭӡng lӟn hѫn

tích lNJy nhi
Ӌt, ÿiӅu này dүn tӟi chӛ lѭӧng nhiӋt do các dòng chҧy mang ÿi
(dòng ÿi) ít hѫn lѭӧng nhiӋt do chúng mang ÿӃn (dòng ÿӃn). KӃt quҧ là ta
nhìn thҩy nhӳng giá trӏ dҩu âm cӫa trên bҧn ÿӗ.
0
div F
0
div F
Hình 5.6. Phân bӕÿҥi lѭӧng phân kì dòng nhiӋt toàn phҫn (W/m
2
) trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi
221 222
Bӭc tranh ngѭӧc lҥi thѭӡng quan sát thҩy ӣ nhӳng vùng hoҥt ÿӝng cӫa
các dòng chҧy lҥnh, thí dө dòng Kanarѫ, Caliphocnia, Benghel, Pêru, ӣÿây
các giá trӏ
mang dҩu dѭѫng. Tuy nhiên, tҥi các vƭÿӝ cao, do dòng bӭc
xҥ mһt trӡi giҧm mҥnh, nhiӋt ÿӝ nѭӟc và không khí rҩt tѭѫng phҧn nhau, ta
có thӇ lҥi nhìn thҩy nhӳng giá trӏ âm ӣ nhӳng vùng hoҥt ÿӝng cӫa
dòng chҧy lҥnh, tӭc các vùng này là nhӳng ә tiêu phí nhi
Ӌt cӫa ÿҥi dѭѫng
(dòng Ĉông Grinlan, Labraÿo).
0
div F
0
div F
5.4.4. Mҩt nhiӋt do bӕc hѫi và nhiӋt trao ÿәi rӕi cӫa ÿҥi dѭѫng
vӟi khí quyӇn
HiӋn nay ÿӇ tính các dòng nhiӋt hiӋn và ҭn tӗn tҥi rҩt nhiӅu phѭѫng
pháp dӵa trên nhӳng giҧ thiӃt khác nhau. Nhӳng phѭѫng pháp phә biӃn nhҩt
là: phѭѫng pháp thăng giáng (tѭѫng quan), phѭѫng pháp graÿien (trҳc diӋn)

và phѭѫng pháp sai phân (khí ÿӝng lӵc).
Thӵc chҩt cӫa
phѭѫng pháp thăng giáng có thӇ biӇu diӉn bҵng nhӳng
công thӭc sau:
qwLLETwcĭ
AaAP
cc

cc

UU
, , (5.11)
trong ÿó mұt ÿӝ kh
ông khí, thành phҫn thҷng ÿӭng cӫa tӕc ÿӝ
gió, nhiӋt ÿӝ kh
ông khí, tӍ phҫn khӕi lѭӧng hѫi nѭӟc. Phѭѫng
pháp này là căn cӭÿӇ ngѭӡi ta quan trҳc các dòng rӕi bҵng các thiӃt bӏ vӟi
quán tính nhӓÿһt trên boong tҫu hay các bӋ quan trҳc thҧ trôi tӵ do.

A
U
w

a
T q
Phѭѫn
g pháp graÿien dӵa trên viӋc ÿo các trҳc diӋn (graÿien thҷng
ÿӭng) cӫa tӕc ÿӝ gió, nhiӋt ÿӝ, ÿӝ ҭm không khí và sau ÿó ѭӟc lѭӧng các
dòng nhiӋt bҵng nhӳng công thӭc có dҥng
:

z
q
kLLE
z
T
kcĭ
EA
a
TAP
,
w
w

w
w

UU
, (5.12)
trong ÿó và tuҫn tӵ là n
hӳng hӋ sӕ khuӃch tán rӕi cӫa nhiӋt ÿӝ và cӫa
hѫi nѭӟc, thѭӡng ÿѭӧc tính theo dӳ liӋu vӅ trҳc diӋn thҷng ÿӭng cӫa tӕc ÿӝ
gió.
T
k
E
k
Cҧ ha
i phѭѫng pháp (thăng giáng và graÿien) ÿӅu khá phӭc tҥp, rҩt
nhҥy cҧm vӟi nhӳng ÿiӅu kiӋn bên ngoài và thѭӡng ÿѭӧc dùng trong khi thӵc
hiӋn nhӳng thí nghiӋm hiӋn trѭӡng chuyên dөng

trên tҫu nghiên cӭu khoa
hӑc. Vì vұy, sӕ lѭӧng quan trҳc trӵc tiӃp vӅ các dòng rҩt ít và chӫ yӃu chӍ
thӵc hiӋn ÿӕi vӟi nhӳng trѭӡng hӧp tӕc ÿӝ gió nhӓ
và tӕc ÿӝ gió trung bình.
Phѭѫng pháp khí ÿӝng lӵc ÿѭӧc dùng rӝng rãi nhҩt trong các tính toán
ÿҥi trà, nó có ѭu ÿiӇm ӣ chӛ chӍÿòi hӓi thông tin ban ÿҫu tӕi thiӇu, tӭc chӍ
cҫn nhӳng dӳ liӋu vӅ tӕc ÿӝ gi
ó trung bình, nhiӋt ÿӝ và ÿӝ ҭm không khí tҥi
ÿӝ cao 10 m ( ) và nhiӋt ÿӝ cӫa mһt biӇn. Các cô
ng thӭc tính
toán có dҥng:
101010
, , qTU
, ))((
, )(
1010
1010
UqTqCLLE
UTTCcĭ
WEA
WTAP


U
U
(5.13)
trong ÿó và tuҫn tӵ là
nhӳng hӋ sӕ trao ÿәi nhiӋt và trao ÿәi ҭm (sӕ
Stenton và sӕ Dalton), tӍ phҫn khӕi lѭӧng
cӫa ҭm lѭӧng ÿѭӧc xác

ÿӏnh theo nhiӋt ÿӝ nѭӟc có tính tӟi ÿӝ muӕi.
T
C
E
C

)(
W
Tq
Ta nhұn thҩy
trong các công thӭc trên ÿây ÿã giҧ thiӃt rҵng các dòng
nhiӋt không ÿәi theo ÿӝ cao. Lӟp không khí trong ÿó các dòng thҷng ÿӭng
xҩp xӍ không biӃn ÿәi theo ÿӝ cao ÿѭӧc gӑi là
lӟp khí quyӇn sát mһt nѭӟc.
BӅ dày cӫa lӟp này thѭӡng bҵng mӝt sӕ chөc mét và phө thuӝc vào nhiӅu
nhân tӕ bên ngoài, trong ÿó có cѭӡng ÿӝ cӫa các dòng xung lѭӧng, nhiӋt và
ҭm.
Ngoài ra, nhѭÿã thҩy tӯ (5.13), khi thì 0
10
U 0 ĭ và , ÿiӅu
này không phù hӧp vӟi thӵc tӃ, bӣi vì trong trѭӡng hӧp ÿó vӟi phân tҫng bҩt
әn ÿӏnh cӫa lӟp sát mһt nѭӟc (
0 LE
0!'T
) vұn chuyӇn nhiӋt và ҭm lên trên sӁ
ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng cѫ chӃÿӕi lѭu tӵ do. Vì vұy tҥi nhӳng tӕc ÿӝ gió nhӓ
m/s) thay vì công thӭc (5.13) ÿӇ tính các dòng có thӇ sӱ dөng, thí
dө, nhӳng mӕi phө thuӝc ÿѫn giҧn sau ÿây cӫa R.S. Bortkovski:
(3
10

U
,)(101,15
,)(1015,1
10
3/1
10
3
10
3/1
10
3
eTCLLE
TTCĭ
e
EA
e
TA
'
'


U
U
(5.14)
223 224
trong ÿólѭӧng hөt nhiӋt ÿӝ hiӋu dөng ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng '
e
T
10
)( 108,0)(

101010
eeTTT
WW
e
 ' . (5.15)
Sӕ hҥng thӭ hai cӫa công thӭc này ( áp suҩt riê
ng phҫn bão hòa
cӫa hѫi nѭӟc tҥi nhiӋt ÿӝ mһt biӇn, áp suҩt riên
g phҫn cӫa hѫi nѭӟc tҥi
ÿӝ cao 10 m) thӇ hiӋn hiӋu chӍnh do phân tҫng ÿӝ ҭm cӫa lӟp không khí sát
mһt nѭӟc.

W
e

10
e
Vӟi n
hӳng tӕc ÿӝ gió lӟn ( m/s) ӭng vӟi ÿiӅu k
iӋn bão, ngѭӡi
ta thҩy có thêm sӵ bӕc hѫi và trao ÿәi nhiӋt trӵc tiӃp tӯ mһt lӟp bөi nѭӟc tҥo
thành trên ÿӍnh sóng gió bә sung vào cѫ chӃ hình thành trao ÿәi nhiӋt và ҭm
do rӕi. Do ÿó dòng nhiӋt hiӋn và ÿһc biӋt dòng nhiӋt ҭn sӁ tăng mҥnh.
14
10
!U
Bài toán ѭӟc lѭӧng sӵÿóng góp cӫa bão vào tәng lѭӧng mҩt nhiӋt ÿӃn
nay vүn
còn mang tính chҩt tranh cãi. ĈiӅu này liên quan tӟi nhӳng khó khăn
khi tiӃn hành quan trҳc khí tѭӧng thӫy văn trong ÿiӅu kiӋn bão. Theo mӝt sӕ

ÿánh giá thì phҫn ÿóng góp cӫa bão (tәng thӡi gian kéo dài bão trong tháng
thѭӡng chӍ bҵng mӝt sӕ ngày) có thӇ tѭѫng ÿѭѫng vӟi lѭӧng mҩt nhiӋt trung
bình tháng. Nhѭ vұy, tùy thuӝc tӕc
ÿӝ gió, chúng ta có ba cѫ chӃ hình thành
trao ÿәi nhiӋt và ҭm: cѫ chӃ trao ÿәi thөÿӝng
(trong gió lһng), cѫ chӃ trao
ÿәi rӕi (trong gió trung bình), cѫ chӃ trao ÿәi rӕi - bөi nѭӟc (trong bão).
Trӣ ngҥi lӟn nhҩt khi ѭӟc lѭӧng các giá trӏ và
ĭ L
E
liên quan tӟi viӋc
xác ÿӏnh các sӕ Stenton và Dalton. Thѭӡng ngѭӡi ta chҩp nhұn rҵng
, mһc dù chѭa
có chӭng minh chһt chӁ vӅ sӵ bҵng nhau cӫa các sӕ
ÿó. Tuy nhiên, vҩn ÿӅ vӅ sӵ liên hӋ cӫa các sӕ Stenton và Dalton vӟi các
tham sӕ quyӃt ÿӏnh còn phӭc tҥp hѫn. Vì cho ÿӃn nay chѭa tìm ÿѭӧc nhӳng
mӕi phө thuӝc vҥn năng, nên trong các tính toán sӱ dөng nhӳng phѭѫng án
rҩ
t khác nhau: tӯ chҩp nhұn chúng bҵng nhӳng hҵng sӕ cho ÿӃn nhӳng mӕi
phө thuӝc phӭc tҥp ÿa tham sӕ cӫa và vào các ÿһc trѭng cӫa lӟp
kh
ông khí sát mһt nѭӟc. Thí dө, trong mӝt mô hình bán thӵc nghiӋm, do R.S.
Bortkovski và các ÿӗng nghiӋp ÿӅ xuҩt cho các tӕc ÿӝ gió trung bình, ÿã
chҩp nhұn
ET
CC
E
C
T
C

) ,(
1010
e
TE
TUfCC ' .
Trӏ sӕ cӫa các hӋ sӕ trao ÿәi nhiӋt và ҭm ÿѭӧc cho dѭӟi dҥng bҧng hoһc
bҵng các toán ÿӗ chuyên dөng. Trên hình 5.7 dүn mӝt toán ÿӗ nhѭ vұy, tӯ
ÿây thҩy rҵng vӟi nhӳng tӕc ÿӝ gió nhӓ thì phân tҫng cӫa lӟp sát mһt nѭӟc
ÿѭӧc ÿһc trѭng bҵng
e
T có ҧnh hѭӣng quyӃt ÿӏnh tӟi giá trӏ cӫa các sӕ
Stenton và Dalton. Khi tӕc ÿӝ gió tăng thì vai trò cӫa bҳt ÿҫu giҧm
, còn
vai trò cӫa tӕc ÿӝ gió tăng lên.
10
'
e
T
10
'
Hình 5.7. Toán ÿӗ ÿӇ xác ÿӏnh các hӋ sӕ trao ÿәi nhiӋt và ҭm ( và ) phө thuӝc
vào lѭӧng hөt nhiӋt ÿӝ hiӋu dөng và tӕc ÿӝ gió (theo N.Z. Ariel, A.V. Murasova)
T
C
E
C
225 226
Phѭѫng pháp khí ÿӝng lӵc có thӇÿѭӧc giiҧn ѭӟc mà không làm giҧm
nhiӅu vӅÿӝ chính xác cӫa tính toán. Thí dө, trong khi tính
L

E
trong công
thӭc (5.13) nӃu chuyӇn tӯ tӍ phҫn khӕi cӫa ҭm lѭӧng sang áp suҩt riêng phҫn
và sau ÿó lӧi dөng phѭѫng trình trҥng thái cӫa không khí khô (hiӋu chӍnh do
ÿӝ ҭm không khí bҵng dѭӟi 1 %), ta có
1
10

'
zE
TeULMCLE , (5.16)
trong ÿó
M hӋ sӕ thӭ nguyên phө thuӝc vào qui mô lҩy trung bình các sӕ
liӋu xuҩt phát,
 nhiӋt ÿӝ không khí (ÿӝ K). HӋ sӕ trao ÿәi ҭm là hàm cӫa
lѭӧng hөt nhiӋt ÿӝ và tӕc ÿӝ gió tҥi ÿӝ cao 10 m và ÿѭӧc xác ÿӏnh vӟi ÿӝ
chính xác thӓa mãn các mөc ÿích thӵc tӃ theo công thӭc sau:
z
T
'

10
4
10
43
10882,010762,01088,0 TUC
E
1010
52
10

52
10
6
10191,01011,010591,0 TUTU ''

.
Nhӳng sai khác vӅ các giá trӏ bӕc hѫi trung bình tháng tính theo công
thӭc (5.16) và mô hình bán thӵc nghiӋm lӟp sát mһt nѭӟc thѭӡng không vѭӧt
quá 5 %.
NӃu xét nhӳng giá trӏ năm trung bình ÿӟi cӫa lѭӧng mҩt nhiӋt do bӕc
hѫi (xem bҧng 5.3), có thӇ nhұn thҩy biӃn thiên kinh hѭӟng biӇu lӝ rõ nét vӟi
mӝt cӵc ÿҥi ӣ tӯng bán cҫu trong ÿӟi chí tuyӃn (10-20
o
). Trong ÿó graÿien
kinh hѭӟng chí tuyӃn - cӵc ӣ cҧ hai bán cҫu xҩp xӍ nhѭ nhau. Phân tích các
nhân tӕ quyӃt ÿӏnh ÿã chӭng tӓ rҵng sӵ phân bӕ nhѭ vұy cӫa các giá trӏ
L
E
trѭӟc hӃt là do phân bӕ kinh hѭӟng cӫa lѭӧng hөt ÿӝ ҭm trong lӟp sát mһt
nѭӟc và rҩt ít phө thuӝc vào tӕc ÿӝ gió, phân bӕ tӕc ÿӝ gió mang tính chҩt rҩt
không ÿӅu ÿһn.
Phân bӕ dòng nhiӋt rӕi giӳa các vƭÿӝ phӭc tҥp hѫn (xem bҧng 5.3).
Nhìn chung, cѭӡng ÿӝ trao ÿәi nhiӋt tăng khi xa dҫn khӓi ÿѭӡng xích ÿҥo.
Trong ÿó ӣ bҳc bán cҫu nó ÿҥt cӵc ÿҥ
i tҥi
các vƭÿӝ cұn cӵc (70 -60
o
N), tҥi
ÿây quan sát thҩy chênh lӋch cӵc ÿҥi giӳa nhiӋt ÿӝ nѭӟc và không khí. VӅ
phân bӕ các giá trӏ

ĭ ӣ nam bán cҫu nәi lên mӝt ÿӟi 4050
o
S, tҥi ÿó dòng
nhiӋt rӕi yӃu hѫn nhiӅu so vӟi các vƭÿӝ lân cұn. Bӣi vì trong phҥm vi ÿӟi
này ӣĈҥi Tây Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ Dѭѫng nhiӋt ÿӝ nѭӟc trung bình năm hҫu
nhѭ tѭѫng ÿѭѫng vӟi nhiӋt ÿӝ không khí, và dòng nhiӋt rӕi gҫn bҵng không.
227 228
Muӕn so sánh lѭӧng mҩt nhiӋt do bӕc hѫi và trao ÿәi nhiӋt rӕi có thӇ
tính tӍ sӕ Bowen
AW
AW
ee
TT
LE
ĭ
B



)( 65,0
o
.
Áp suҩt riêng phҫn bão hòa cӫa hѫi nѭӟc liên hӋ vӟi nhiӋt ÿӝ nѭӟc
bҵng cô
ng thӭc thӵc nghiӋm cӫa Magnus
W
e
W
T
¸

¹
·
¨
©
§


)235(
45,7
101,6
W
W
T
T
W
e ,
còn ÿӝ ҭm không khí tѭѫng quan dѭѫng vӟi nhiӋt ÿӝ không khí. Tӯÿây trӣ
nên rõ rҵng nhiӋt ÿӝ nѭӟc và không khí là nhӳng nhân tӕ quyӃt ÿӏnh ÿӕi vӟi
tӍ sӕ Bowen.
Trong phân bӕ các giá trӏ trung bình vƭÿӝ cӫa nhұn thҩy sӵ biӃn
thi
ên kinh hѭӟng biӇu hiӋn rõ nét, ÿһc biӋt ӣ bҳc bán cҫu: các giá trӏ tăng

dҫn tӯ các vƭÿӝ thҩp lên phía các vƭÿӝ cao (bҧng 5.4). Nhѭ vұy, phҫ
n ÿóng
góp lӟn nhҩt cӫa dòng nhiӋt rӕi vào tәng lѭӧng mҩt nhiӋt tӯÿҥi dѭѫng vào
khí quyӇn sӁ xҧy ra ӣ nhӳng vùng cұn cӵc (trѭӟc hӃt ӣ các biӇn Grinlan và
Na Uy), nѫi ÿây hình thành chênh lӋch cӵc ÿҥi giӳa nhiӋt ÿӝ nѭӟc và nhiӋt
ÿӝ không khí. Hѫn nӳa các
dòng và

o
B
o
B
ĭ L
E
khác nhau không nhӳng vӅÿӏnh
lѭӧng mà còn vӅÿӏnh tính, tӭc vӅ xu hѭӟng ҧnh hѭӣng cӫa chúng lên khí
quyӇn. Thұt vұy, dòng nhiӋt rӕi là nguӗn chính sѭӣi ҩm các lӟp không khí
thҩp bên trên ÿҥi dѭѫng. Ĉһc biӋt hiӋu ӭng này lӝ rõ ӣ các vƭÿӝ trung bình
và cao trong mùa ÿông, khi sӵ khác biӋt giӳa nhiӋt ÿӝ không khí bên trên ÿҥi
dѭѫng và trên lөc ÿӏa tҥi cùng mӝt vƭÿӝ có thӇ tӟi vài chөc ÿӝ.
Ӣ các vƭÿӝ
thҩp
quan sát thҩy hiӋu ӭng ngѭӧc lҥi, vì nhiӋt ÿӝ không
khí trên ÿҩt liӅn thѭӡng cao hѫn nhiӋt ÿӝ không khí trên ÿҥi dѭѫng. Rút cөc,
qui luұt cѫ bҧn cӫa trao ÿәi nhiӋt rӕi là nó có tác ÿӝng làm dӏu khí hұu hành
tinh: ӣ các vƭÿӝ thҩp nhӳng khӕi không khí lҥnh hѫn ÿѭӧc mang vào ÿҩt
liӅn, còn ӣ các vƭÿӝ trung bình và cao - nhӳng khӕi không khí ҩm hѫn ÿѭ
ӧc
mang vào lөc ÿӏa.
Bҧng 5.4. Giá trӏ trung bình ÿӟi cӫa tӍ sӕ Bowen ÿӕi vӟi các ÿҥi dѭѫng
(theo L.A. Strokina)
Ĉӟi vƭÿӝ
Ĉҥi Tây
Dѭѫng
Thái Bình
Dѭѫng
Ҩn Ĉӝ
Dѭѫng

Ĉҥi dѭѫng
ThӃ giӟi
70  60
o
N 0,75
60  50 0,37 0,44 0,39
50  40 0,24 0,23 0,24
40  30 0,15 0,15 0,15
30  20 0,09 0,07 0,04 0,07
20  10 0,05 0,06 0,04 0,05
10  0 0,07 0,07 0,06 0,07
0  10
o
S 0,06 0,05 0,06 0,04
10  20 0,06 0,07 0,06 0,05
20  30 0,09 0,12 0,09 0,10
30  40 0,11 0,17 0,10 0,14
40  50 0,02 0,17 0,00 0,09
50  60 0,18 0,24 0,34 0,25
Cѫ chӃҧnh hѭӣng cӫa nhiӋt ҭn tӟi các quá trình khí quyӇn khác vӅ căn
bҧn. Ĉһc ÿiӇm ÿiӇn hình cӫa hѫi nѭӟc là nó có thӇ bӏ hoàn lѭu khí quyӇn
mang ÿi xa hàng trăm và hàng nghìn kilômét chӯng nào có chѭa bӏ ngѭng tө
và chѭa tҥo thành mây. Khi ngѭng tө mӝt nhiӋt lѭӧngkhәng lӗÿѭӧc tӓa ra là
nguӗn chính ÿӇ duy trì các quá trình hoàn lѭu khí quyӇn và các xoáy synop
vƭ mô (xoáy thuұn, bão v.v ). Vì vұy, khác vӟi tra
o ÿәi nhiӋt rӕi, ҧnh hѭӣng
cӫa bӕc hѫi ÿӃn khí quyӇn ÿѭӧc thӵc hiӋn mӝt cách không trӵc tiӃp và có thӇ
biӇu lӝ trên nhӳng khoҧng cách xa hѫn kӇ tӯ nѫi bӕc hѫi.
Bây giӡ ta xét nhӳng ÿһc ÿiӇm phân bӕÿӏa lý cӫa các dòng nhiӋt hiӋn
và ҭn (hình 5.8 và 5.9). Trong phân bӕ cӫa lѭӧng nhiӋt mҩt do bӕc hѫi thӇ

hiӋn rõ tác ÿӝng cӫa hai
nhân t
ӕ: nhân tӕÿӏa ÿӟi liên quan vӟi dòng nhiӋt
bӭc xҥÿӃn và nhân tӕ phi ÿӏa ÿӟi do tác ÿӝng cӫa các hҧi lѭu. Ҧnh hѭӣng
229 230
cӫa nhân tӕÿӏa ÿӟi thӇ hiӋn ӣ sӵ giҧm khá ÿӅu giá trӏ L
E
tӯ chí tuyӃn vӅ
phía các vƭÿӝ cӵc. Và chӍ có ӣ nhӳng vƭÿӝ cұn xích ÿҥo thì ҧnh hѭӣng cӫa
nhân tӕÿӏa ÿӟi lên sӵ hình thành
L
E
mӟi tӓ ra suy giҧm. Ĉó là vì ӣÿây
lѭӧng mѭa lӟn nhҩt, ÿѭѫng nhiên dүn tӟi làm tăng ÿӝ ҭm không khí và nhѭ
là hӋ quҧ, làm giҧm bӕc hѫi so vӟi ӣ chí tuyӃn.
Các dòng chҧy phá vӥ tính ÿӏa ÿӟi là vì chúng ҧnh hѭӣng tӟi nhiӋt ÿӝ
cӫa mһt bӕc hѫi. Hoҥt ÿӝng cӫa các dòng chҧy ҩm có tác dөng làm tăng
mҥnh cѭӡng ÿӝ bӕc hѫi tr
ong vùng các h
ҧi lѭu Gѫnstrim, Bҳc Ĉҥi Tây
Dѭѫng, Kurosyo, Môzămbic, Brazin và các hҧi lѭu khác. Trong vùng hoҥt
ÿӝng cӫa nhӳng dòng chҧy lҥnh sӵ bӕc hѫi thѭӡng giҧm ÿáng kӇ, ÿólà nhӳng
vùng hoҥt ÿӝng cӫa hҧi lѭu Labraÿo, Kanarѫ, Kaliphocnia, Pêru, Pholklan và
Benghel.
Nhӳng cӵc ÿҥi tuyӋt ÿӕi cӫa lѭӧng nhiӋt mҩt do bӕc hѫi (hѫn 200
W/m
2
) ÿѭӧc ghi nhұn ӣ bҳc bán cҫu trong vùng hoҥt ÿӝng cӫa Gѫnstrim và
Kurosyo. Ӣ nhӳng vùng này lѭӧng hөt ÿӝ ҭm trong lӟp sát mһt nѭӟc tӓ ra
trӝi hѫn không chӍ do nhiӋt ÿӝ nѭӟc cao, mà còn do không khí tѭѫng ÿӕi khô

ÿѭӧc mang tӟi ÿây tӯ các lөc ÿӏa trong mùa lҥnh. Nhӳng giá trӏ mҩt nhiӋt do
bӕc hѫi thҩp nhҩt quan sát thҩy tҥi các vƭÿӝ trung bình cӫa nam bán cҫu ӣ
Ĉҥi Tây
Dѭѫ
ng và Ҩn Ĉӝ Dѭѫng, nѫi ÿây diӉn ra sӵ tѭѫng tác cӫa các khí
ÿoàn nóng và ҭm tӯ nhӳng vƭÿӝ chí tuyӃn tӟi vӟi mһt ÿҥi dѭѫng tѭѫng ÿӕi
lҥnh ӣ vùng hoҥt ÿӝng cӫa hҧi lѭu Gió Tây.
Hҫu nhѭ trên toàn bӅ mһt Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi dòng nhiӋt rӕi hѭӟng lên
khí quyӇn. ChӍ ngoҥi trӯ nhӳng vùng hҧi lѭu lҥnh Kalifornia và hҧ
i lѭu G
ió
Tây và ÿӟi nѭӟc trӗi phía nam xích ÿҥo ӣÿông phҫn Thái Bình Dѭѫng. Ӣ
ÿây lӟp khí quyӇn sát mһt nѭӟc ҩm hѫn mһt ÿҥi dѭѫng, vì vұy dòng nhiӋt
hiӋn hѭӟng xuӕng ÿҥi dѭѫng.
Hình 5.8. Phân bӕ giá trӏ năm trung bình mҩt nhiӋt do bӕc hѫi (W/m
2
) trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi (theo L.A. Strokina)
231 232
Hình 5.9. Phân bӕ giá trӏ năm trung bình dòng nhiӋt rӕi giNJa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn (W/m
2
) (theo L.A. Strokina)
Các giá trӏ cӵc ÿҥi quan sát thҩy ӣ bҳc bán cҫu tҥi nhӳng vùng có
tѭѫng phҧn lӟn giӳa nhiӋt ÿӝ nѭӟc và nhiӋt ÿӝ không khí. Trong ÿó vai trò
quan trӑng hѫn thѭӡng không thuӝc vӅ nhiӋt ÿӝ mһt ÿҥi dѭѫng, mà là nhiӋt
ÿӝ cӫa các khí ÿoàn tӯ nhӳng vùng lөc ÿӏa hoһc tӯ thӫy vӵc Bҳc Băng
Dѭѫng ÿi tӟi. Thí dө, ӣ biӇn Grinlan, bên trên hҧi lѭu lҥnh
Ĉông Grinlan
dòng hiӋn nhiӋt ÿҥt tӟi 90 W/m
2
. Ngoài ra, nhұn thҩy nhӳng ә giá trӏ ĭ cao

ӣ nhӳng vùng hoҥt ÿӝng cӫa Gѫnstrim và Kurosyo, nhӳng nѫi này cNJng liên
quan mұt thiӃt vӟi các khí ÿoàn lөc ÿӏa lҥnh tiӃn ra ÿҥi dѭѫng vào mùa ÿông.
Tuy nhiên trên phҫn lӟn mһt Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi, ÿһc biӋt ӣ các vƭÿӝ nhiӋt
ÿӟi và cұn xích ÿҥo, trao ÿәi nhiӋt rӕi không lӟn.
ĭ
Trong cá
c tính toán sӕ, ÿһc biӋt liên quan tӟi nghiên cӭu tѭѫng tác vƭ
mô ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn, ngѭӡi ta thѭӡng hay xét lѭӧng mҩt nhiӋt tәng
cӝng - tәng cӫa các dòng
L
E
và ĭ . Chính là trên các bҧn ÿӗ lѭӧng mҩt
nhiӋt tәng cӝng cӫa thӡi kì mùa ÿông biӇu lӝ rҩt rõ sӵ phân hóa không gian
trong phân bӕ cӫa ÿҥi lѭӧng này và nәi lên các ÿӟi tích cӵc năng lѭӧng ÿҥi
dѭѫng tұp trng trѭӟc hӃt ӣ hӋ thӕng các hҧi lѭu nóng. Thí dө, trong hӋ thӕng
Gѫnstrim, ngѭӡi ta thѭӡng phân biӋt ba ÿӟi tích cӵc năng lѭӧng: ÿӟi
Bermuÿa nҵm phía nam mNJ
i Gatteras giӳa châu
Mӻ và quҫn ÿҧo Bermuÿa,
ÿӟi Niuphѫnlan và ÿӟi Na Uy. Nhӳng năm gҫn ÿây ngѭӡi ta ÿһc biӋt chú ý
nghiên cӭu các ÿӟi tích cӵc năng lѭӧng do vai trò then chӕt cӫa chúng trong
sӵ hình thành các dao ÿӝng hҥn ngҳn cӫa khí hұu hành tinh.
BiӃn trình trong năm cӫa các dòng nhiӋt hiӋn và ҭn ÿѭӧc gây nên bӣi
nhӳng biӃn ÿәi mùa cӫa lѭӧng hөt nhiӋt ÿӝ và ÿӝ ҭm trong lӟp sát mһt nѭӟ
c.

Theo ÿó, ӣ các vƭÿӝ trung bình và cao, biӃn trình năm
L
E
và ĭ thӇ hiӋn rҩt

rõ, trong khi ӣ các vƭÿӝ thҩp (ÿһc biӋt trong Ҩn Ĉӝ Dѭѫng và Thái Bình
Dѭѫng) nó biӇu lӝ yӃu. Các giá trӏ dòng nhiӋt hiên và ҭn cӵc ÿҥi nhұn thҩy
vào mùa ÿông, còn giá trӏ cӵc tiӇu - mùa hè. ĈiӅu này ÿѭӧc thҩy trӵc quan
trên hình 5.5, ӣÿó thӇ hiӋn biӃn trình năm cӫa các dòng
L
E
và ĭ lҩy trung
bình theo bán cҫu ÿӕi vӟi tӯng ÿҥi dѭѫng. Nhѭ chúng ta mong ÿӧi, ӣ nam
bán cҫu biӃn trình năm thӇ hiӋn yӃu hѫn nhiӅu so vӟi ӣ bҳc bán cҫu. Ngoҥi
trӯҨn Ĉӝ Dѭѫng, phҫn phía bҳc cӫa nó nҵm trong ÿӟi tác ÿӝng cӫa gió mùa
233 234
Ҩn Ĉӝ Dѭѫng. Chính là vào thӡi kì mùa hè mҩt nhiӋt do bӕc hѫi ӣÿây ÿҥt
cӵc ÿҥi.
5.5. Khái niӋm vӅ chu trình thӫy văn
Sӵ quay vòng cӫa nѭӟc trong tӵ nhiên (chu trình thӫy văn) là mӝt
quá trình liên tөc tuҫn hoàn và biӃn ÿәi trӳ lѭӧng nѭӟc dѭӟi tҩt cҧ các dҥng
cӫa nó trong phҥm vi thӫy quyӇn cӫa Trái Ĉҩt. Vì thӫy quyӇn là lӟp vӓ nѭӟc
di ÿӝng thӕng nhҩt cӫa hành tinh, tӭc tҩt cҧ các dҥng nѭӟc tӵ nhiên nҵm
trong ÿҥi dѭѫng, khí quyӇn, thҥch quyӇn và băng quyӇn, cho nên tӯÿây trӣ
nên dӉ hiӇu sӵ phӭc tҥp c
ӫa vҩn ÿӅ ng
hiên cӭu chu trình thӫy văn; vҩn ÿӅ
này mӝt mһt vѭӧt ra khӓi khuôn khә cӫa tӯng bӝ môn khoa hӑc riêng lҿ,
nhѭng mһt khác lҥi là sӧi dây kӃt nӕi giӳa chúng.
Chu trình thӫy văn có vai trò ÿһc biӋt quan trӑng trong sӵ hình thành
khí hұu hành tinh, nó quyӃt ÿӏnh nhӳng qui mô dao ÿӝng khí hұu, bҳt ÿҫu tӯ
các dao ÿӝng vi mô và kӃt thúc bҵng các ÿҥi băng hà. Nghiên cӭu chu trình
thӫy văn c
ó ý nghƭa thӵc tiӉn to lӟn. Khó có thӇ kӇ ra mӝt loҥi nѭӟc tӵ nhiên
nào ÿó (có thӇ là ngoҥi trӯ nhӳng tҧng băng hà bӏ vùi phӫ) mà không mang

trong mình dҩu tích hoҥt ÿӝng cӫa con ngѭӡi. Hѫn nӳa, tác ÿӝng nhân sinh
lên môi trѭӡng tӵ nhiên và trѭӟc hӃt là hoҥt ÿӝng sҧn xuҩt, rҩt thѭӡng hay
phá vӥ chӃÿӝ tӵ nhiên cӫa các ÿӕi tѭӧng nѭӟc theo hѭӟng không mong ÿӧi.
Tình trҥng
ÿһ
c biӋt nһng nӅÿã xҧy ra ÿӕi vӟi nѭӟc lөc ÿӏa, sӵ ô nhiӉm
nѭӟc ӣ mӝt sӕ vùng ÿã tӟi mӭc tàn khӕc. ChӍ cҫn nói rҵng Vônga - mӝt thӫy
vӵc sông lӟn nhҩt ӣ châu Âu, thӵc chҩt ÿã trӣ thành mӝt vùng thҧm hӑa sinh
thái. Tình hình ÿӕi vӟi nhӳng bӗn nѭӟc lӟn nhѭ biӇn Kaspi, biӇn Azov, biӇn
Baltic, hӗ Laÿôga
cNJ
ng không khá hѫn là mҩy.
Ngoài ra, sӵ ô nhiӉm Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi bӣi các sҧn phҫm dҫu ÿang
diӉn ra vӟi qui mô càng ngày càng lӟn, có thӇ rҩt ҧnh hѭӣng tӟi diӉn biӃn cӫa
quá trình bӕc hѫi, và do ÿó, tӟi toàn bӝ chu trình thӫy văn.
Mô hình toán hӑc cӫa chu trình thӫy văn là phѭѫng trình cân bҵng nѭӟc
thӇ hiӋn ÿӏnh luұt vҥn năng bҧo toàn vұt chҩt và tron
g tr
ѭӡng hӧp tәng quát
nhҩt có thӇ diӉn ÿҥt dѭӟi dҥng biӇu thӭc (5.6). Khác vӟi cân bҵng nhiӋt cӫa
hӋ thӕng Trái Ĉҩt - khí quyӇn, thӫy quyӇn có thӇ xem là mӝt hӋ thӕng kín,
trong giai ÿoҥn phát triӇn hiӋn nay thӵc tӃ không trao ÿәi nѭӟc vӟi vNJ trө
cNJng nhѭ vӟi lòng ÿҩt. ĈiӅu này có nghƭa rҵng
const
0

alc
VVVV , (5.17)
trong ÿó và tuҫn tӵ là nhӳng tәng
trӳ lѭӧng nѭӟc trong Ĉҥi

dѭѫng ThӃ giӟi, trong băng quyӇn, trong thҥch quyӇn và trong khí quyӇn.
Trӳ lѭӧng nѭӟc trong sinh quyӇn ӣÿây không tính ÿӃn, vì nó nhӓ không
ÿáng kӇ thұm chí so vӟi trӳ lѭӧng nѭӟc trong khí quyӇn.
lc
VVV , ,
0 a
V
Ta xét mô hình bӗn chӭa cӫa chu trình thӫy văn (hình 5.10). Rõ ràng,
mӛi bӗn chӭa cùng vӟi tҩt cҧ các dҥng nѭӟc chӭa trong nó cùng vӟi các dòng
nѭӟc bên trong và trên các biên cӫa nó dӉ dàng biӇu diӉn thành mӝt khâu cӫa
chu trình thӫy văn. Nhѭ vұy ta có bӕn khâu: ÿҥi dѭѫng, lөc ÿӏa (trên ÿҩt
liӅn), băng quyӇn và khí quyӇn. Do ÿó có thӇ lұp hӋ gӗm bӕn phѭѫng trình
cân bҵng dҥng (5.6), chúng sӁ mô tҧ các quá trình thӫ
y văn vӟi nhӳng qui mô
lҩy trung bình bé hѫn qui mô toàn cҫu. Tuy nhiên phҧi lѭu ý rҵng dҥng cө thӇ
cӫa phѭѫng trình sӁ phө thuӝc
vào các qui mô lҩy trung bình không gian -
thӡi gian, vì tѭѫng quan giӳa các thành phҫn cân bҵng nѭӟc không phҧi
không ÿәi trong không gian và thӡi gian.
Tӯ khí quyӇn rѫi xuӕng mһt lӟp băng hà km
3
giáng thӫy và
thӵc tӃ hҫu nhѭ cùng lѭӧng ÿó dѭӟi dҥng băng trôi và dòng nѭӟc ÿi vào ÿҥi
dѭѫng. Sӵ bӕc hѫi tӯ mһt tuyӃt vô cùng nhӓ so vӟi lѭӧng giáng thӫy. Tӯÿây
dӉ thҩy rҵng sӵ trao nѭӟc ÿәi giӳa các bӗn khác nhau vӅ lѭӧng lӟn nhѭ thӃ
nào. Ta cNJng nhұn thҩy rҵng ÿӝ chính xác cӫa các ѭӟc lѭӧng ÿã dүn rҩ
t
kh
ông nhѭ nhau. Ĉһc trѭng ÿѭӧc xác ÿӏnh chính xác nhҩt là dòng nѭӟc sông
toàn cҫu, còn ít chính xác nhҩt là mѭa trên ÿҥi dѭѫng, sai sӕ xác ÿӏnh mѭa

không thӇѭӟc lѭӧng ÿӏnh lѭӧng ÿѭӧc.
3
109,2 
Ĉѭѫng
nhiên phҧi hiӇu rҵng mô hình bӗn chӭa là mô hình rҩt giҧn lѭӧc,
dù sao phân tích nó cNJng cho phép rút ra kӃt luұn vӅ vai trò trung tâm cӫa
235 236
khâu khí quyӇn trong sӵ hình thành cân bҵng nѭӟc toàn cҫu. Và ÿiӅu này
không pҧi ngүu nhiên, bӣi vì khí quyӇn là nguӗn duy nhҩt tái tҥo nѭӟc ngӑt
(bӕc hѫi) và nguӗn chính bә sung và phân bӕ lҥi trӳ lѭӧng nѭӟc (giáng thӫy)
giӳa các bӗn cNJng nhѭ giӳa các bӝ phұn cӫa cùng mӝt bӗn.
Hình 5.10. Mô hình bӗn chӭa
cӫa chu trình thӫy văn
Ngoài ra, khí quyӇn là nѫi tұp trung duy nhҩt tҩt cҧ ba trҥng thái nѭӟc,
trong ÿó trҥng thái khí là quan trӑng nhҩt và không ӣÿâu khác có. Cuӕi
cùng, khí quyӇn là hӧp phҫn năng ÿӝng nhҩt cӫa chu trình thӫy văn. Thұt
vұy, tӕc ÿӝ vұn chuyӇn nѭӟc khí quyӇn ÿiӇn hình vѭӧt trӝi mӝt bұc so vӟi
tӕc ÿӝ chuyӇn ÿӝng nѭӟc sông và hai bұc lӟn hѫn tӕc ÿӝ ÿi
Ӈn
hình cӫa dòng
chҧy ÿҥi dѭѫng. Chu kì thay mӟi hoàn toàn cӫa nѭӟc khí quyӇn bҵng 8-9
ngày ÿêm và bé hѫn nhiӅu lҫn các chu kì thay mӟi trӳ lѭӧng nѭӟc trong
nhӳng bӗn chӭa khác.
Ĉӗng thӡi không thӇ không nhұn thҩy vai trò to lӟn cӫa ÿҥi dѭѫng
trong sӵ duy trì chu trình thӫy văn. Nó là bӗn chӭa nѭӟc tӵ nhiên lӟn nhҩt, là
nguӗn chӫ yӃu cӫa vòng chu chuyӇn nѭӟc và cung cҩp năng
l
ѭӧng chính cho
khí quyӇn (thông qua bӕc hѫi). Ngoài ra, do bӕc hѫi vѭӧt trӝi giáng thӫy ÿҥi
dѭѫng quyӃt ÿӏnh sӵ tӗn tҥi nguӗn nѭӟc (dòng sông) trên các lөc ÿӏa và dòng

băng tӯ Nam Cӵc và Grinlan. Cuӕi cùng, ÿҥi dѭѫng hình thành phә biӃn
ÿӝng thӡi gian cӫa các quá trình thӫy văn ӣ mӭc ÿӝ ÿáng kӇ nhҩt.
Nhѭ vұy chҳc chҳn nghiên cӭu sӵ trao ÿәi nѭӟc trong hӋ thӕng ÿҥ
i
dѭѫn
g - khí quyӇn có ý nghƭa quan trӑng nhҩt trong khi khҧo sát nhӳng qui
luұt hình thành chu trình thӫy văn.
5.6. Trao ÿәi nѭӟc trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn
5.6.1. Giáng thӫy
Nhѭÿã nói ӣ trên, lѭӧng giáng thӫy rѫi xuӕng ÿҥi dѭѫng là hӧp phҫn
khó xác ÿӏnh nhҩt cӫa chu trình thӫy văn. Ĉó là vì cho ÿӃn nay chúng ta chѭa
biӃt ÿo lѭӧng mѭa trên tҫu. Thӵc vұy, ÿӝ chính xác ÿo lѭӧng mѭa không cao
do mӝt loҥt nguyên nhân:
1) Sai sӕ dөng cө do thiӃt kӃ;
2) Ҧnh hѭӣng làm sai lӋch cӫa gió do sӭc cҧn cӫa phҫn boong tҫu và
các cҩu kiӋn c
ӫa tҫu g
ây nên;
3) Bөi nѭӟc biӇn, nѭӟc và bөi nѭӟc tӯ các cҩu kiӋn tҫu và cӝt buӗm rѫi
vào khe tiӃp nhұn cӫa dөng cө;
4) Sӵ sai lӋch cӫa mһt phҷng khe tiӃp nhұn khӓi phѭѫng ngang do lҳc
tҫu.
Tә hӧp sai sӕ có thӇ có gây bӣi nhӳng nhân tӕÿã nêu trong ÿiӅu kiӋn
thӵc rҩt ÿa dҥng và thӵc tӃ kh
ông kiӃm soát ÿӏnh lѭӧng ÿѭӧc. Vì vұy sai sӕ
tәng cӝng ѭӟc lѭӧng giáng thӫy có thӇ biӃn thiên trong giӟi hҥn rӝng, rҩt khó
xác ÿӏnh.
Rõ ràng, con ÿѭӡng triӇn vӑng nhҩt ÿӇ nâng cao ÿӝ chính xác và ÿӝ tin
cұy ѭӟc lѭӧng giáng thӫy trên ÿҥi dѭѫng liên quan tӟi tiӃn bӝ trong lƭnh vӵc
viӉn thám khí quyӇn tӯ vӋ tính nhân tҥo. Nhӳng thành tӵu trong hѭӟng này

ÿã có, song các tính toán ÿҥi trà (trong ÿó có các bҧn
ÿӗ kh
í hұu) hiӋn nay
ÿang ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng các phѭѫng pháp gián tiӃp. Cѫ sӣ cӫa ÿҥi ÿa sӕ
các phѭѫng pháp gián tiӃp là quan hӋ sau ÿây:
237 238
W
IP
,
trong ÿó

I
cѭӡng ÿӝ giáng thӫy trung bình,

W
thӡi gian giáng thӫy
thѭӡng ÿѭӧc tính toán theo ÿӝ lһp lҥi cӫa giáng thӫy. Các giá trӏ cѭӡng ÿӝ
bҵng cách này hay cách khác ÿѭӧc ngoҥi suy trên mһt ÿҥi dѭѫng theo nhӳng
dӳ liӋu nhұn ÿѭӧc trên mӝt sӕÿҧo và vùng ven các lөc ÿӏa. Các giá trӏÿӝ lһp
lҥi cNJng ÿѭӧc hoһc là ngoҥi suy tӯ các ÿҧo và vùng bӡ, hoһc là tính toán theo
nhӳng công thӭc thӵc nghiӋm liên hӋÿӝ lһp lҥi vӟi nhӳng ÿһc tr
ѭng k
hí
tѭӧng.
Trên hình 5.11 dүn bҧn ÿӗ phân bӕ giáng thӫy năm trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ
giӟi. DӉ dàng thҩy rҵng lѭӧng mѭa lӟn nhҩt rѫi ӣ các vùng xích ÿҥo nҵm
dѭӟi tác ÿӝng cӫa
dҧi hӝi tө nӝi nhiӋt ÿӟi, ÿó là dҧi hӝi tө các gió mұu dӏch
cӫa bҳc và nam bán cҫu. Thông thѭӡng ÿӝ rӝng cӫa dҧi hӝi tө nӝi nhiӋt ÿӟi
bҵng mӝt sӕÿӝ vƭ tuyӃn. Trong ÿa sӕ trѭӡng hӧp nó nҵm ӣ bán cҫu mùa hè,

tuy nhiên trên Ĉҥi Tây Dѭѫng và phía ÿông Thái Bình Dѭѫng dҧi hӝi tө nӝi
nhiӋt ÿӟi ӣ lҥi bҳc bán cҫu suӕt cҧ năm.

Thҩy rҵng thұm chí trong ÿӟi xích ÿҥo cNJng nhұn thҩy tính bҩt ÿӗng
nhҩt không gian mҥnh trong phân bӕ luӧng mѭa. Thí dө, ӣÿông phҫn Ҩn Ĉӝ
Dѭѫng, phía tây quҫn ÿҧo Zonÿ, lѭӧng mѭa vѭӧt trên 4
000 mm, trong khi ӣ
phҫn ÿӕi diӋn cӫa ÿҥi dѭѫng, vùng dòng chҧy lҥnh Sômali chӍ bҵng dѭӟi 200
mm. Tҥi các vƭÿӝ chí tuyӃn nҵm dѭӟi tác ÿӝng cӫa ÿai khí áp cao, lѭӧng
mѭa hҫu nhѭ cӵc tiӇu khҳp mӑi nѫi.
Phân bӕ lѭӧng mѭa trung bình ÿӟi nhұn ÿѭӧc bҵng cách lҩy trung bình
các sӕ liӋu cӫa E.G. Bogÿanova ÿѭӧc biӇu diӉn trong bҧng 5.6.
Profil lѭӧng mѭa kinh
hѭӟng cNJng khҷng ÿӏnh nhӳng qui luұt ÿã nhұn
xét ӣ trên, thӇ hiӋn rõ nhҩt ӣ bҳc bán cҫu: cӵc ÿҥi ӣÿӟi xích ÿҥo, giҧm mҥnh
v
Ӆ phía chí tuyӃn (30-20
o
N), sau ÿó tăng ӣ các vƭÿӝ trung bình và cuӕi cùng
giҧm ӣ các vùng cӵc. Ӣ nam bán cҫu nhұn thҩy biӃn trình kinh hѭӟng cӫa
giáng thӫy có ÿһc ÿiӇm trѫn hѫn. CNJng có thӇ nhұn thҩy rҵng lѭӧng mѭa lӟn
nhҩt thuӝc vӅ Thái Bình Dѭѫng, bé nhҩt - ӣĈҥi Tây Dѭѫng, và khác biӋt
trung bình bҵng 1,5 lҫn, ÿiӅu này ÿѭӧc giҧi thích bҵng kích thѭӟc ngang (vƭ
hѭӟng) cӫa
các ÿҥi dѭѫng: hҫu nhѭ tҩt cҧ lѭӧng nѭӟc bӕc hѫi tӯ bӅ mһt Thái
Bình Dѭѫng ÿѭӧc chuyӇn thành mѭa ngay tҥi ÿây, trong khi phҫn ÿáng kӇ
nѭӟc bӕc hѫi tӯ bӅ mһt Ĉҥi Tây Dѭѫng ÿѭӧc mang vào các lөc ÿӏa, còn ӣ
vùng biӇn Karibê - mang sang Thái Bình Dѭѫng. Nhѭ vұy Ĉҥi Tây Dѭѫng
ÿóng vai trò quan trӑng hѫn trong sӵ hình thành trӳ lѭӧng nѭӟc lөc ÿӏa. KӃ
t

luұn
này ÿѭӧc trӵc quan khҷng ÿӏnh bҵng nhӳng sӕ liӋu cӫa bҧng 5.7. Thӵc
vұy, bӕc hѫi hiӋu dөng ӣ Thái Bình Dѭѫng, ÿһc trѭng cho dòng ҭm kӃt quҧ
ÿi ra khӓi phҥm vi ÿҥi dѭѫng này, gҫn bҵng không.
Bҧng 5.6. Phân bӕ giáng thӫy trung bình ÿӟi trên ÿҥi dѭѫng, cm/năm
(theo E.G. Bogÿanova)
Ĉӟi vƭÿӝ
Ĉҥi Tây
Dѭѫng
Thái Bình
Dѭѫng
Ҩn Ĉӝ
Dѭѫng
Ĉҥi dѭѫng
ThӃ giӟi
70  60
o
N 110 66 101
60  50 123 92 108
50  40 120 100 109
40  30 89 113 102
30  20 54 98 30 79
20  10 81 169 70 130
10  0 252 297 113 255
0  10
o
S 93 168 193 159
10  20 29 141 125 115
20  30 104 152 99 126
30  40 119 152 117 132

40  50 110 158 145 142
50  60 106 154 129 134
60  70 74 106 73 89
239 240
Hình 5.11. Phân bӕ lѭӧng mѭa năm trung bình (mm/năm) trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi (theo E.G. Bogÿanova)
Bҧng 5.7. Phân bӕ nhӳng hӧp phҫn trao ÿәi nѭӟc qua mһt các ÿҥi dѭѫng
ӣ phҫn nѭӟc thoáng băng cm/năm
Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi
Thái Bình Dѭѫng
Hӧp phҫn trao ÿәi
nѭӟc
Ĉҥi Tây Dѭong
Ҩn Ĉӝ Dѭѫng
Bҳc
bán
cҫu
Nam
bán
cҫu
Chung
Giáng thӫy 142 131 135
Bӕc hѫi 146 156 157 164 144 153
Bӕc hѫi hiӋu dөng 42 2 35 22 13 18
5.6.2. Bӕc hѫi hiӋu dөng
Bӕc hѫi hiӋu dөng
, tӭc hiӋu giӳa bӕc hѫi và lѭӧng giáng thӫy, là mӝt
yӃu tӕ quan trӑng nhҩt cӫa cân bҵng nѭӟc ngӑt và cân bҵng muӕi ÿҥi dѭѫng,
hѫn nӳa ӣ các vùng khѫi ÿҥi dѭѫng ÿҥi lѭӧng này là dòng thҷng ÿӭng kӃt
quҧ cӫa khӕi lѭӧng qua bӅ mһt ÿҥi dѭѫng. Dòng này có ҧnh hѭӣng mҥnh tӟi
sӵ hình thành các trѭӡng nhiӋt ÿӝ và ÿӝ mu

ӕi lӟp nѭӟc mһt và do ÿó, tӟi sӵ
h
ình thành trѭӡng mұt ÿӝ.
Tӗn tҥi mӝt sӕ phѭѫng pháp xác ÿӏnh bӕc hѫi hiӋu dөng. Trѭӟc hӃt dó
là phѭѫng pháp truyӅn thӕng dӵa trên viӋc xây dӵng các bҧn ÿӗ bӕc hѫi và
lѭӧng mѭa ÿӇ sau ÿó xác ÿӏnh hiӋu hai ÿҥi lѭӧng. Dƭ nhiên, trong trѭӡng hӧp
này bӕc hѫi hiӋu dөng ÿӕi v
ӟi n
hiӅu vùng ÿҥi dѭѫng là hiӋu cӫa các ÿҥi
lѭӧng lӟn, do ÿó rҩt có thӇ là cùng cӥ vӟi sai sӕÿo bӕc hѫi và ÿһc biӋt là
lѭӧng mѭa. Vì trong tӯng trѭӡng hӧp cө thӇ không biӃt ÿѭӧc dҩu cӫa các sai
sӕ này, nên nhӳng giá trӏ bӕc hѫi hiӋu dөng có thӇ là khá chính xác nӃu nhѭ
các sai sӕ sӁ có dҩu khác nhau và có nhӳng giá trӏ gҫn nhѭ nhau, hoһc là có
th
Ӈ trӣ nê
n vô nghƭa khi các sai sӕ lӟn và cùng dҩu.
Phѭѫng pháp khác ÿӇ tìm ѭӟc lѭӧng bӕc hѫi hiӋu dөng dӵa trên
phѭѫng trình cân bҵng nѭӟc cӫa khí quyӇn; vӟi khoҧng lҩy trung bình không
241 242
gian - thi gian khỏ ln phng trỡnh ny cú th biu din nh sau:
PE
t
W
V

w
w
F div
. (5.18)
õy hm lng

nc tớch phõn ca khớ quyn c xỏc nh nh sau:
W


0
1
P
P
K
qdp
g
W ,
trong ú v tun t l
ỏp sut ti mt i dng v ti mt ng ỏp
ni cú th b qua m ca khụng khớ;
0
P
K
P
q
t phn khi lng ca hi
nc; dũng hi nc phn
g ngang ton phn c tớch phõn theo
chiu thng ng, tc

V
F
pdq
g
P

P
V
K
0

1

VF ,
trong ú
V vect giú phng ngang.
Nh vy, theo s liu cao khụng d dng tớnh v trỏi ca phng trỡnh
(5.18) v do ú, c lng bc hi hiu dng. Tuy nhiờn, nu lu ý rng ch
cú cỏc trm cao khụng mt s ớt o v cỏc vựng b lc a, nờn chớnh
xỏc ca nhng c lng bc hi hiu dng nh th chc gỡ ó cao, ngoi tr
nhng trng hp thớ nghim th
c ac t chc c b
it.
Cui cựng, cũn mt phng phỏp xỏc nh bc hi hiu dng - ú l
phỏt trin cỏc phng phỏp tớnh da trờn nhng quan nim vt lý vc
im hỡnh thnh thụng lng thng ng ca nc ngt qua b mt i
dng. Thớ d, xut phỏt t phõn tớch quan h tng h gia bc hi, giỏng
thy v mui, cú th vi
t biu t
hc sau õy:
][ ][
0
PESS
gl

E

, (5.19)
trong ú mui lp mt, giỏ tr mui tr
ung bỡnh ton cu,
, din t
ớch i dng bờn trong mt i v,
din tớch i v, cũn du ngoc vuụng ch phộp ly trung bỡnh dc theo
vũng trũn v tuyn. Ph thuc ca

0
S
)/
0 ii
A

gl
S
(Af
E

i
A
0

i
A
E
vo cp i dng cú th
c th hin bng cụng thc thc nghim
)( /
0 ii

AA



đ



á
á
ạ
ã
ă
ă
â
Đ

á
á
ạ
ã
ă
ă
â
Đ


khi 0,0016
khi 0 0392,00161,0
2

0 0
M
M
E
i
i
i
i
A
A
A
A
0243,
P


S,700
N700
$
$
tc bỏn cu nam thc t khụng cú nh hng gỡ ti tớnh cht liờn h ca cỏc
quỏ trỡnh bc hi, giỏng thy v hỡnh thnh mui.
Trong bng 5.8 dn cỏc giỏ tr trung bỡnh i ca bc hi hiu dng i
vi tng i dng v i dng Th gii núi chung. cỏc v thp, tr
i xớch o bc bỏn cu, bc hi vt tri nhiu so vi giỏng thy. Cc
i
ca vt tri bc hi trờn giỏng thy nhn thy vựng chớ tuyn (30-20
o
N).
cỏc v trung bỡnh v cao giỏng thy ỏp o so vi bc hi, trong ú giỏ

tr õm cc i ca bc hi hiu dng xy ra gn b Nam Cc (60
50
o
S).
Vic ỏnh giỏ chớnh xỏc ca cỏc giỏ tr bc hi hiu dng cú th
thc hin trờn c s phng trỡnh cõn bng nc ngt ca i dng Th
gii cú dng:


gl
QMdE )( , (5.20)
trong ú
M din tớch i dng Th gii, dũng nc lc a ton
cu gm tng dũng nc mt (nc sụng), dũng nc di t v dũng bng
trụi (dũng rn) vo i dng. c im quan trng ca phng trỡnh ny l
ch
Q c xỏc nh vi mc chớnh xỏc cao hn so vi bc hi hiu
dng. Vỡ vy lng thiu ht (bt cõn bng) ca phng trỡnh (5.20) s ch
yu c trng cho sai s tớnh bc hi hiu dng. Kt qu tớch phõn cỏc s liu
ca bng 5.8 ó nhn c rng c lng ton cu bc hi hiu dng bng
3
km
3
/nm. Con s ny ỳng bng dũng nc lc a ton cu vo i
dng Th gii. Nh vy, sai s tng cng ca cỏc giỏ tr bc hi hiu dng
bộ, trong khi i vi cỏc i v riờng bit nú cú th cao hn nhiu, nhng
khụng th no kim soỏt c iu ú.

gl
Q

gl
1048
243 244