Đề cương môn KHÍ TƯỢNG CƠ SỞ.

Đề cương môn KHÍ TƯỢNG CƠ SỞ.
Họ và tên: La Thị Thùy Linh
Lớp:ĐH3K
A- PHẦN LÝ THUYẾT
CÂU1:
Căn cứ vào sự phân bố nhiệt độ theo phương thẳng đứng , khí quyển được chia
thành 5 tầng.
1- Tầng đối lưu:
* Tầng có bề dày :
Ở vùng vĩ độ trung bình 0 – 11km
Ở vùng vĩ độ cực 0- 9 km
Ở vùng vĩ độ thấp 0 – 17km
* Chiếm ¾ toàn bộ khối lượng khí quyển
* Đặc điểm cơ bản của nó:
- Nhiệt độ giảm theo độ cao với tần suất 6 – 7OC
- Trong tầng này sự xáo trộn của không khí theo chiều thẳng đứng và sự trao đổi
nhiệt với bề mặt xảy ra đặc biệt rõ rệt .
=>Chính các tính chất này là những nhân tố quan trọng làm ảnh hưởng đến các
quá trình vật lý xảy ra ở đây.
- Trong tầng này cũng tập trung hầu như toàn bộ hơi nước của khí quyển và vì
vậy, các quá trình thời tiết chủ yếu cũng xảy ra ở đây.
2- Tầng bình lưu
* Tầng này có bề dày từ 11 – 50km
* Đặc điểm cơ bản:
- Nhiệt độ tăng theo độ cao hoặc hầu như không đổi


- Nhiệt độ thấp nhất của nó cũng như nhiệt độ thấp nhất của đỉnh tầng đối lưu vào
khoảng – 75 o C ( ở xích đạo) và khoảng – 55 oC ( ở cực ) .
- Từ độ cao 35km trở lên, nhiệt độ tăng theo độ cao rất nhanh.
- Tại đỉnh tầng bình lưu hạn nhiệt độ đạt xấp xỉ 0oC => Sự tăng nhiệt độ này là do

quá trình hấp thụ bức xạ mặt trời của ozon nằm trên các độ cao này.
- trong tầng này hầu như k có các dòng không khí thẳng đứng và mức độ xáo trộn
yếu.
3 - Tầng trung quyển
* Tầng này có bề dày 50- 80 km.
* Trong tầng này, nhiệt độ giảm theo độ cao, tại đỉnh tầng trung quyển nhiệt
độ chỉ còn –70oC trong mùa hè vào – 50 oC trong mùa đông
4 - Tầng nhiệt quyển
* Tầng có bề dày từ 80 – 500km
*Đặc điểm cơ bản :
- Trong tầng này nhiệt độ tăng lien tục theo độ cao.
- Nguyên nhân là do các phân tử oxi hấp thu bức xạ cực tím của mặt trời nên bị
ion hóa trở thành các nguyên tử.
5- Tầng ngoại quyển
* Tầng có bề dày từ 500- 3000 km
* Nơi khí quyển tiếp giáp với các chất liên hành tinh.
* Do ảnh hưởng của các tia vũ trụ, tại đây luôn xảy ra các phản ứng kích thích,
phản ứng phân hủy, phản ứng ion hóa và các quá trình ngược lại như phát xạ, liên
kết.


CÂU 2 : SỰ BẤT ĐỒNG THEO PHƯƠNG NGANG TRONG TẦNG ĐỐI LƯU
- Khí quyển không những bất đồng nhất theo phương thẳng đứng mà còn bất đồng
theo phương ngang, đặc biệt, là trong tầng đối lưu tầng chịu ảnh hưởng trược tiếp
của mặt đệm không đồng nhất.
- Do sự khác nhau về tính chất của mặt đệm cũng như về vĩ độ địa lí nên cán cân
bức xạ của mặt đệm ở các vùng các nhau là khác nhau. Tuy nhiên, trong khí
quyển cũng thường tồn tại những khu vực đủ rộng cho không khí ở đó có các yếu
tố khí tượng khá đồng nhất.
=> Những vùng không khí như vậy được gọi là khối không khí ( hay còn được

gọi là khí đoàn ).
- Đặc trưng cơ bản của mỗi khối không khí là trạng thái nhiệt ẩm của nó
Căn cứ vào vị trí địa lí, người ta phân chia thành các khối không khí cơ bản
sau:
1: Các khối không khí cực đới hay còn gọi là khối không khí băng dương
2: Các khối không khí ôn đới
3: Các khối không khí nhiệt đới
4: Khối không khí xích đạo.
- Tùy theo mục đích nghiên cứu, người ta còn phân chia các khối không khí
thành khối không khí nóng và khối không khí lạnh theo hai nghĩa: hoặc khối
không khí là nóng ( hay lạnh ) khí nó nóng ( hay lạnh ) hơn khối không khí xung
quanh: hoặc khối không khí là nóng (hay lạnh ) khi nó di chuyển đến trên mặt
đệm lạnh hơn

( hay nóng hơn )

Giữa các khối khí khác thường tồn tại một vùng chuyển tiếp. Trong trường hợp
vùng chuyển tiếp đó hẹp ( nhưng chỉ vài chục đến vài trăm km ), qua vùng đó các
yếu tố khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm, gió biến đổi một cách đáng kể thì được gọi
là vùng front khí quyển


- Mặt ngăn cách ( mặt bất liên tục của không khí ) giữa hai khối không khí được
gọi là mặt front
Khi khói không khí di chuyển thì front sẽ di chuyển theo
Sự phân bố của các dòng không khí hai bên front sẽ quyết định hướng và tốc độ di
chuyển của front.
CÂU 3:ẢNH HƯỞNG CỦA HƠI NƯƠC, XON KHÍ, KHÍ CO2, O3 ĐẾN
TRẠNG THÁI VÀ CÁC QUÁ TRÌNH VẬT LÝ XẢY RA TRONG KHÍ
QUYỂN.

•

Hơi nước: Do quá trình bay hơi từ mặt đệm rồi lan truyền vào khí quyển dưới
ảnh hưởng của quá trình xáo trộn thẳng đứng.Do tính chất bão hòa của hơi
nước mà khí quyển chỉ chứa được một lượng hơi nước nhất định, .Khi đạt đến
trạng thái bão hòa , hơi nước thừa sẽ phải ngưng kết thành những giọt
nước.Hơi nước trong khí quyển có vai trò rất quan trọng đối với sự hấp thụ
bức xạ và phát xạ.Ngoài ra, các quá trình ngưng kết của hơi nước tạo thành
mây và mưa là những đối tượng nghiên cứu cơ bản của khí tượng học

•

Xon khí: Ngoài hơi nước ra trong khí quyển luôn có mặt của những sản phẩm
ngưng kết của hơi nước ( như giọt nước , tinh thể băng), những hạt khói ,bụi,
nhữn ion mang điện,v.v.. Tập hợp tất cả những hạt nhỏ nói trên ở trạng thái
rắn hoặc lỏng, bay lơ lửng trong khí quyển được gọi là các hạt xon khí.Sự có
mặt của xon khí có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với các quá trình và hiện tượng
xảy ra trong khí quyển.Những hạt nước rất nhỏ trong không khí là giảm độ
trong suốt của khí quyển; những giọt nước, hạt băng lớn tạo thành mây,
sương mù.Các xon khí đều hấp thụ, phản xạ các dòng bức xạ trong khí quyển
làm thay đổi nhiệt độ của không khí.Những hạt bụi nhỏ thấm nước còn góp
phần quan trọng đẩy nhanh quá trình ngưng kết hơi nước, nó còn được gọi là
những hạt nhân ngưng kết.

•

Khí CO2: Là một trong số các khí nhà kính chủ yếu.Sự biến đổi của lượng
CO2 trong khí quyển có quan hệ chặt chẽ với sự biến đổi của nhiệt độ trái

đất.Từ sau năm 1950 lượng CO2 tăng mạnh là một trong những nguyên nhân
làm tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu.Ngoài nguồn gốc tự nhiên, sự có mặt
của CO2 còn có nguồn gốc nhân tạo do các hoạt động của con người như: đốt
nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất điện và công nghiệp, giao thông vận tải,
khai thác rừng.
•

Khí O3 : Lượng ozon trong khí quyển chiếm tỉ lệ không lớn nhưng có vai trò
quan trọng đối với quá trình vật lý xảy ra ở lớp khí quyển trên cao .Ở gần mặt
đất lượng O3 không đáng kể và một chất ô nhiễm, theo chiều cao lượng O3
tăng dần, đạt cực đại trong tầng bình lưu ở độ cao 25 – 30 km , ở độ cao hơn
nữa O3 giảm dần và ~ 60km hầu như không còn .O3 hấp thụ mạnh bức xạ mặt
trời, đặc biệt bức xạ cực tím, trong quá trình tạo thành do liên kết O3 không
bền vững nên song song với qus trình tạo thành O3 là quá trình phân hủy O3
xảy ra theo chiều ngược lại nên tạo ra O2.

CÂU 4: CÁC PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI
Phương trình trạng thái của không khí khô
P = RTρk
Với R= R*/µ ( J/gK), µ= 28,966 ( g/mol)
Phương trình trạng thái của hơi nước
ρh = e/( Rh.Th)
Với Rh = R*/ µh ( J/kg.K) µh= 18,016.10-3 ( kg/mol)
Phương trình trạng thái không khí ẩm
ρa = ρk + ρh = P/( RT(1 + 0,608q))
Ý nghĩa của các phương trình trạng thái là xác định được mối liên hệ giữa các
thông số trạng thái.Tính được mật độ, áp suất, nhiệt độ
CÂU 5:

Nhiệt độ ảo
Khái niệm : Là nhiệt độ không khí khô cần phải có để có mật độ của nó bằng mật
độ của không khí ẩm trong cùng điều kiện khí áp.
Ý nghĩa: để xác định độ ẩm của khối không khí
Công thức: Tv = T( 1 + 0,608q)
Bậc khí áp
Bậc khí áp là độ cao cần phải tăng lên hay giảm đi để khí áp giảm đi hay tăng lên
1mb
Ý nghĩa: là để xác định gần đúng độ cao theo hiệu các giá trị khí áp và ngược lại
Công thức: h = dz/dp = (H0(1 + α tv))/p
CÂU 6:
* Phương trình tĩnh học của khí quyển:
dp = - ρ.g.dz
* Các công thức khí áp :
- Công thức khí áp tổng quát: công thức khsi áp tổng quát để xác định khí áp giảm
theo độ cao bao nhiêu
+ Khí quyển đồng nhất: p2= p0 - g ρ0z
+

Khí quyển đẳng nhiệt : z2 – z1 = (RT/g)ln(p1/p2)

+ Khí quyển đa nguyên: z = T0[1-(pz /p0) Rγt /g]/ γ
Ưu điểm : Công thức khí áp tổng quá đơn giản, dễ dang tính toán
Nhược điểm: không chính xác, vì công thức này coi gia tốc là gia tốc trọng
trường là hằng số,nhiệt độ là hằng số, không khí là không khí khô trong thực tế thì
nhiệt độ , gia tốc trọng trường luôn biến thiên còn không khí thì là không khí ẩm


- Công thức khí áp toàn phần: z2 – z1 = 8000( 1+ α t)(1 + 0,608q)(1 + a1cos2φ)(1 +
a2z)ln(p1/p2)

Ưu điểm: Chính xác hơn công thức khí áp tổng quát do có xét đến sự thay đổi độ
cao của nhiệt độ,gia tốc trọng trường biến thiên, không khí là không khí ẩm.
Nhược điểm : Công thức dài, khó nhớ .
- Công thức khí áp rút gọn: z2 – z1 = 8000(1 + αTv).(p1 – p2)/p1
Ưu điểm: Vì vẫn coi không khí là không khí ẩm, nhiệt độ thay đổi theo độ cao,
gia tốc trọng trường không đổi nên vẫn chính xác hơn công thức khí áp tổng quát,
ngắn gọn, dễ nhớ hơn công thức khí áp toàn phần
Nhược điểm: không xét đến vĩ độ, sự biến thiên của gia tốc trọng trường nên chưa
chính xác bằng công thức khí áp toàn phần.
CÂU 7: BIẾN TRÌNH NGÀY VÀ NĂM
a) Biến thiên ngày của khí áp
Biến thiên ngày của khí áp có hai cực đại và hai cực tiểu. Hai cực đại xảy ra lúc
10 giờ và 22 giờ, còn hai cực tiểu xảy ra lúc 4 giờ và 16 giờ. Sự biến thiên này
được gọi là áp triều.
Áp triều được gây ra bởi lực hấp dẫn của mặt trời, mặt trăng lên trái đất
cũng như dao động của chính khí quyển. Tuy nhiên, sự nóng lên hay lạnh đi của
khí quyển chủ yếu là khí quyển tầng thấp, có ý nghĩa rất lớn đến sự dao động của
khí áp bề mặt.
Do đó, trạng thái của mặt đệm và lượng hơi nước có trong khí quyển tầng thấp
đều có ảnh hưởng rõ rệt đến đặc điểm của áp triều và và biên độ dao động ngày
của khí áp có quan hệ mật thiết với biến trình ngày và đêm của nhiệt độ.
Sự biến thiên của khí áp thể hiện rõ nhất ở các vĩ độ thấp. Ở vùng nhiệt
đới, biên độ dao động của khí áp có thể lên tới 3-4 mb. Càng lên vùng vĩ độ cao


biên độ dao động càng giảm. Ở vĩ độ trung bình, biên độ dao động chỉ vào khoảng
0,3-0,6 m.
Biến thiên không tuần hoàn của khí áp 24 giờ (∆p24) thường tăng theo vĩ
độ. Ở vùng nhiệt đới yếu tố này chỉ vào khoảng 1 mb, ở vùng vĩ độ trung bình là
5-7 mb, còn ở vùng vĩ độ cao là 9-10 mb. Đặc biệt khi các hệ thống khống chế

khu vực thay đổi đột ngột thì biên độ dao động ngày đêm có thể lên tới 10-15 mb.
Trong khí tượng, việc nghiên cứu những biến thiên khí áp có tầm quan
trọng rất lợn, đặc biệt với việc dự báo thời tiết.
b) Biến thiên năm của khí áp
Biên độ dao động năm của khí áp cũng phụ thuộc vào vĩ độ địa lí. Ở vùng
xích đạo, biến thiên năm của khí áp không đáng kể, biên độ dao động chỉ vào
khoảng từ 2-3 mb, nhưng ở vùng vĩ độ trung bình, biên độ dao động năm có thể
lên tới 20-30 mb.
Có thể chia biến thiên năm của khí áp thành ba kiểu cơ bản sau:
Kiểu lục địa: Trên lục địa, khí áp đạt cực tiểu vào mùa hè và đạt cực đại vào mùa
đông. Nó biểu hiện rõ nhất ở các vĩ độ trung bình trên các đại lục lớn, đặc biệt là
trên đại lục châu Á.
Kiểu đại dương: Trên đại dương, khí áp đạt cực đại vào mùa hè và đạt cực tiểu
vào mùa đông. Ở vùng vĩ độ trung bình, biên độ dao động năm của khí áp từ 5-6
mb, còn ở vùng nhiệt đới, biên độ dao động chỉ khoảng từ 2-3 mb.
Nguyên nhân gây ra hai kiểu biến thiên này là do sự nóng lên và lạnh đi không
đều giữa lục địa và đại dương.
Kiểu cực đới và cận cực đới: Trên những vùng này, khí áp đạt cực đại vào khoảng
từ tháng 4-5 và đạt cực tiểu vào khoảng từ tháng 1-2.
Nguyên nhân của biến thiên này là do vào thời kì từ tháng 4-5 trên lục địa và đại
dương, nói chung, có nhiệt độ gần xấp xỉ nhau, song trên các vùng cực và cận cực


đới, đặc biệt là vùng Bắc Băng Dương, nhiệt độ vẫn còn tương đối thấp. Do đó,
khí áp ở đây đạt cực đại vào thời kì này. Còn vào thời kì từ tháng 1-2, trên một
diện tích lớn của Bắc Băng Dương, luôn có các xoáy thuận đi qua nên khí áp ở
đây đạt cực tiểu.
Trong các lớp khí quyển trên cao, biến thiên năm của khí áp ngược với
biến thiên ở gần mặt đất.
CÂU 8: ĐỊA THẾ VỊ

-

Khái niệm: Thế năng của trọng trường còn được gọi là địa thế vị

-

Ý nghĩa của địa thế vị: Các công thức khí xây dựng trên cơ sở coi khí quyển
tĩnh mà trong thực tế không khí chuyển động liên tục.Thực tế càng lên cao cấp
độ gió càng lớn, không khí chuyển động từ nơi này sang nơi khác dẫn tới khí
áp biến đổi vì thế địa thế vị xác định biến đổi khí áp theo độ cao.Nó có nhược
điểm đó là vẫn chưa xác định được theo phương ngang.

-

Công thức của độ cao địa thế vị: H= 29,2887Tvln(p0/pz)

CÂU 9: NHỮNG ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CHO TRƯỜNG BỨC XẠ
a) Thông lượng bức xạ:
-

Thông lượng bức xạ đi qua một bề mặt nào đó là năng lượng của dòng bức xạ
đi qua bề mặt đó trong một đơn vị thời gian.

-

Công thức: Ф = dE/dt ( calo/phút hay J/s)

b) Cường độ bức xạ
-

Là năng lượng bức xạ truyền tới trong một đơn vị góc khối quanh hướng đang
xét qua một đơn vị diên tích bề mặt đặt vuông góc với tia bức xạ tới điểm
đang xét sau một đơn vị thời gian.

-

Công thức: I = dF/(dω cosϴ) ( calo/cm.phút hay J/ms)

c) Hệ số hấp thụ, phát xạ,phản xạ


-

hệ số phát xạ khối (e)

+ Vì năng lượng do vật thể phát ra phải đi qua bề mặt của nó nên người ta thường
dùng khái niệm năng suất phát xạ của bề mặt vật thể.
Năng suất phát xạ của bề mặt vật thể nào đó là năng lượng bức xạ ra từ một đơn
vị diện tích bề mặt vật thể đó trong một đơn vị thời gian.
+ Công thức: dE = e.dm. dω.dt
-Hệ số hấp thụ
+ Là tỉ số giữa phần năng lượng hấp thụ ở bề mặt và phần năng lượng tổng cộng
tới nó.
+ Công thức: a = F/F0
Hệ số hấp thụ mặt đất 0,85 < ađ < 0,99
d) Hệ số phản xạ
-

Là tỉ số giữa cường độ bức xạ phản xạ bở mặt hoạt động ( I0 – I) với cường độ
bức xạ tổng cộng chiếu tới nó I0.

-

Công thức: R = (I0 – I) / I0

CÂU 10: NHỮNG ĐỊNH LUẬT BỨC XẠ
a) Định luật Kirchhoff
-

Trong điều kiện cân bằng nhiệt động , tỉ số giữa năng suất phát xạ và hệ số
hấp thụ đơn sắc của bề mặt vật thể là hàm vạn năng của nhiệt độ và bước
sóng chứ không phụ thuộc vào bản chất của bề mặt đó

-

Biểu thức ηλT = FλT.aλT

-

Ý nghĩa: Cho ta biết mối quan hệ giữa khả năng phát xạ với khả năng hấp thụ
của vật


b) Định luật Wien
-

Theo định luật này , độ dài bước sóng mà ứng với nó cường độ bức xạ phát ra
của vật đen tuyệt đối có giá trị cực đại tỉ lệ nghịch với nhiệt độ của vật thể.

-

Biểu thức λmax T = 2897µm oK

-

Ý nghĩa: Thiết lập mối quan hệ giữa λmax và T

c) Định luật Stefan – Boltzmann
-

Khả năng phát xạ của vật đen tuyệt đối tỉ lệ với lũy thừa bậc 4 của nhiệt độ.

-

Biểu thức: F = σ.T4

-

Ý nghĩa : biểu hiện khả năng phát xạ của vật đen tuyệt đối.

CÂU 11 : Sự suy yếu của các dòng bức xạ mặt trời đi từ giới hạn trên của khí
quyển đến mặt đất, như đá nói, chủ yếu là do quá trình tán xạ cà hấp thụ bức xạ
do môi trường khí quyển gây ra.
a)Sự hấp thụ bức xạ mặt trời.
- Sự suy yếu của bức xạ mặt trời trong khí quyển, ngoài nguyên nhân tán xạ còn
do sự hấp thụ bức xạ bợi một số chất thành phần có trong khí quyển. Tuy nhiên sự
hấp thụ của mọi chấtđều có tính chọn lọc,nghĩa là mỗi chất khí chỉ hấp thụ những
tia bức xạ có bước sóng nhất định.
- Qua đường cong phân bố quang phổ này ta có thể nhận thấy :
1. Oxy hấp thụ bức xạ có bước sóng trong khoảng phổ nhìn thấy và phổ cực tím.

Trong khoảng phổ nhìn thấy ôxy hấp thụ mạnh dòng bức xạ có bức sóng 0.76 um
và 0.69 um, còn trong khoảng phổ cực tím nó hấp thụ mạnh dòng bức xạ có bức
sóng < 0.2 um. Sự hấp thụ này chủ yếu diễn ra ở các lớp khí quyển trên cao dẫn
đến sự phân li phân tử ooxxy và tạo thành ozon.
2. Hơi nước có ý nghĩa rất lớn trong việc hấp thụ bức xạ của khí quyển
- Bởi vì lượng hơi nước có trong khí quyển rất lớn và nó hấp thụ bức xạ ở nhiều
khoảng phổ khác nhau. Trong khoảng phổ nhìn thấy hơi nước hấp thụ mạnh bức
xạ có bức sóng từ 0.55=-0.73 um. Trong khoảng phổ hồng ngoại hơi nước hấp


thụ hoàn toàn bức xạ có bức sóng từ 5.5-7 um và bức xạ có bước sóng lớn hơn 14
um. Trái lại, hơi nước hấp thụ bức xạ có bước sóng từ 8.5-11 um ( khoảng phổ
này được gọi là của sổ khí quyển )
- Sự hấp thụ bức xạ của hơi nước có ý nghĩa quan trọng đối với, bức xạ sóng dài
từ mặt đất, chứ không có ý nghĩa đối với bức xa mặt trời vì năng lượng bức xạ
mặt trời ở khoảng phổ đó rất nhỏ.
3. Khí cacbonic hấp thụ bức xạ trong khoảng hồng ngoại, trong đó khoảng phổ bị
hấp thụ mạnh nhất là khoảng bước sóng 4.3 um và 14.7 um.
4. Ozon có khả năng hấp thụ bức xạ trong một số khoảng phổ, đặc biệt là khoảng
phổ bức xạ cực tím từ 0,20-0,32 um.
b) Tán xạ phân tử: Sự tán xạ bức xạ mặt trời có thể được phân thành hai loại: tán
xạ phân từ và tán xạ xon khí
- Bức xạ tán xạ lan truyền về mọi phía cũng dưới dạng sóng.
- Kích thước của các phân từ gây khuyếch tán nhỏ hơn bước sóng của dòng bức
xạ tới;
- Các phần tử gây khuyếch tán có đối xứng dạng cầu về tính chất quang học;
Môi trường gây khuyếch tán không dẫn điện;
- Các phân từ gây khuyếch tán không phụ thuộc vào nhau và khoảng cách giữa
chúng lớn hơn độ dài bước sóng của dòng bức xạ tới.
CÂU 12: BỨC XẠ MẶT ĐẤT, BỨC XẠ NGHỊCH CỦA KHÍ QUYỂN, BỨC

XẠ HIỆU DỤNG.
a) Bức xạ mặt đất
Mặt đất , khí quyển cũng như bất kì một vật thể nào khác có nhiệt độ lớn hơn 0oK
đề có khả năng phát xạ.So với mặt trời thì mặt đất và khí quyển đề có nhiệt độ
nhỏ hơn rất nhiều nên nó chỉ phát ra bức xạ sóng dài.
Mật độ thông lượng của mặt đất được biểu diễn dưới dang: Fd = adσT4.Trong đó ad
là hệ số hấp thụ của mặt đất.


b) Bức xạ khí quyển
-

Khí quyển luôn nhận được các năng lượng sóng ngắn từ mặt trời và sóng dài
từ trái đất. Năng lượng thu được này làm khí quyển nóng lên và nó trở thành
nguồn nhiệt phát xạ đi mọi hướng vào không gian vũ trụ và xuống mặt
đất.Nếu chỉ xét đến mối quan hệ tương tác giữa mặt đất và khí quyển thì năng
lượng bưc xạ sóng dài mà khí quyển phát về mặt đất giữ vai trò hết sức quan
trọng đối với chế độ nhiệt của mặt đất.Dòng bức xạ mà khí quyển phát trở lại
mặt đất mà mặt đất hấp thụ được gọi là bức xạ nghịch của khí quyển.

-

Mật độ thông lượng của bức xạ nghịch của khí quyển: Fn = adFk = adakσT4k
.Trong đó ad và ak lần lượt là hệ số hấp thụ của mặt đất và hệ số hấp thụ của
khí quyển.

c) Bức xạ hiệu dụng
-

Bức xạ hiệu dụng là đại lượng biểu thị mối quan hệ giữa năng lượng bức xạ

của mặt đát và năng lượng bức xạ của khí quyển

-

Mật độ thông lượng của bức xạ hiệu dụng: Fhd = Fd – Fk = adσ( akT4d – akT4k)

CÂU 13: CÁN CÂN BỨC XẠ
Tổng cộng các dòng bức xạ mà bề bặt trái đất . khí quyển hoặc của hệ mặt đất –
khí quyển do hấp thụ , phát xạ , phản xạ trên một đơn vị diện tích ( thường là 1
cm2 ) , trong một khoảng thời gian nhất định ( phút , giờ , ngày , đêm , năm …. )
được gọi là cán cân bức xạ của mặt đất , khí quyển hoặc hệ mặt đất – khí quyển
trong khoảng thời gian đó .
a) Cán cân bức xạ mặt đất
* Phần thu gồm có :
Bức xạ mặt trời trực tiếp D và bức xạ tán xạ I ,
Bức xạ nghịch En của khí quyển mà mặt đất hấp thụ được


*Phân chi gồm có :
Bức xạ phản xạ sóng ngắn từ mặt đất R
Bức phản xạ sóng dài của mặt đất vào khí quyển N
Theo định nghĩa về cán cân bức xạ ta có:
Bđ = I + D + En – R – Eđ
Cán cân bức xạ của mặt đất có thể được xác định bằng các thành phần tạo nên
hoặc đo trực tiếp bằng máy thụ xạ kế . Ngoài ra có thể xác định hoàn toàn bằng
tính toán.
Do cán cân bức xạ bao gồm nhiều thành phần này lại thay đổi phụ thuộc nhiều
yếu tố nên cán cân bức xạ phụ thuộc nhiều yếu tố , đặc biệt là độ cao mặt trời , độ
vẩn đục khí quyển , lượng hơi nước và lượng mây .
Cán cân bức xạ mặt đất có giá trị dương nếu phần thu lớn hơn phần chi và

ngược lại . Cán cân bức xạ ngày đêm biến đổi trong giới hạn khá lớn từ giá trị âm
mùa đông đến giá trị dương trong mùa hè .
Cân bằng bức xạ tháng và biến trình năm của nó ta thấy . Chúng phụ thuộc vào vĩ
độ 1 cách rõ rệt . Càng lên vĩ độ cao , số tháng có cán cân bức xạ âm càng tăng
lên .

b) Cán câm bức xạ của khí quyển
* Phần thu gồm có:
Bức xạ trực tiếp và của mặt trời mà khí quyển hấp thụ được I’ + D’ = Q
Bức xạ của mặt đất vào khí quyển mà khí quyển hấp thụ đước Ud .
Phần chi gồm có :
Bức xạ vào không gian vũ trụ E∞


Bức xạ nghịch xuống mẳ đất mà mặt đất hấp thụ được En
Phương trình cân bằng bức xạ của khí quyển được viết :
Bk = Q + Ud + Ud - E∞ - En
Những kết quả tính toán Bk chính tỏ rằng cân bằng bức xạ trong khí quyển trong
năm tại tất cả các điểm có giá trị âm .
c) Cán cân bức xạ của hệ mặt đất – khí quyển được xác định như là tổng của Bđ và
Bk . Do đó phương trình cân bằng của hệ mặt đất có thể được biểu diễn như sau :
Bdk = Bd + Bk = I + D + Q – U∞
Cân bằng của hệ bặt đất khí quyển không thể đo được 1 cách trực tiếp mà chỉ có
thể tính toán được . Tại những khu vực khác nhau , cán cân này cỏ thể âm hoặc
dương khác nhau nhưng xét toàn bộ trái đất có cán cân Bdk = 0 vì trạng thái nhiệt
của trái đất cơ bản là ổn định .
Phụ thuộc vào vĩ độ cán cân của bức xạ năm của hệ mặt đất - khí quyển . Cán cân
bức xạ năm của hệ mặt đất – khí quyển có giá trị dương từ 400N – 400S . Ngoài
vùng này , cán cân bức xạ luôn luôn âm .