Khái quát chung về Khí quyển

CHƯƠNG 3: KHÍ QUYỂN
1: THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA
KHÍ QUYỂN
2: BỨC XẠ
3: NHIỆT ĐỘ
4: KHÍ ÁP VÀ GIÓ
5: NƯỚC TRONG KHÍ QUYỂN
Trái Đất nhìn từ không gian vũ trụ

1

III.1. Thành phần và cấu trúc của khí quyển
Khí quyển – là lớp không khí bao quanh Trái
Đất, tham gia vào sự vận động của Trái Đất,
thường xuyên chịu ảnh hưởng của vũ trụ,
trước hết là Mặt Trời.
1. Thành phần của khí quyển
2. Cấu trúc của khí quyển
3. Một số khái niệm cơ bản

2

1


1. Thành phần của khí quyển
• Thành phần của khí quyển bao gồm không
khí sạch và khô, hơi nước và tạp chất.
– Nhóm khí có thành phần hầu như không
biến đổi và
– Nhóm khí có thành phần biến đổi.

3

Bảng 1.1 Thành phần không khí gần bề mặt Trái Đất
Khí có thành phần hầu như không
biến đổi

Khí có thành phần khí biến đổi

Tên khí

Công
thức

Phần trăm
(Theo thể
tích )
Không khí
khô

Nitơ

N2

78.08

Hơi nước

H2O

0 đến 4

Oxi

O2

20.95

Cacbon đioxit

CO2

0.036

365

Agon

0.93

Metan

CH4

0.00017

1.7

Neon

0.0018

Nitơ đioxit

NO2

0,00003

0.3

Heli

0.0005

Ozon

O3

0.000004

0.041

0.00006

Cloroflorocacb
on (CFCs)

0.00000002

4

0.0002

Hiđro

H2

Tên khí

Công
thức

Phần trăm
(Theo thể
tích )

Phần triệu
(Theo thể tích)
(ppm)

2


2. Cấu trúc của khí quyển
A. Cấu trúc thẳng đứng của khí quyển.
•
•

Phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu mà có nhiều
cách phân lớp trong khí quyển.
Dựa vào sự phân bố nhiệt độ không khí theo độ

cao người ta chia khí quyển thành 5 tầng.

B. Cấu trúc nằm ngang

5

Tầng nhiệt
quyển (ion)

Tầng giữa
(trung lưu)

Tầng bình lưu

Tầng đối lưu

6

3


1) Tầng đối lưu
• Tầng đối lưu là tầng dưới cùng của khí quyển.
• Giới hạn trên của tầng đối lưu phụ thuộc vào vĩ độ địa lý
(16-17 km ở xích đạo, 10-12 km ở vĩ độ ôn đới và 8-10
km ở vĩ độ cực).
• Tầng đối lưu tập trung hơn 3/4 khối lượng khí quyển.
• Tầng đối lưu chịu ảnh hưởng trực tiếp của mặt đất.
• Nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu: nhiệt bề mặt Trái Đất
được Mặt Trời đốt nóng.

• Tầng đối lưu có hiện tượng nhiệt độ giảm theo độ cao,
trung bình là 0,650C /100m.
• Giới hạn trên của khí quyển nhiệt độ không khí còn -80
đến -70 độ C.
• Trong tầng đối lưu, đối lưu phát triển mạnh, đồng thời
cũng
thường
gặp
các
lớp
nghịch
nhiệt.
7

2) Tầng bình lưu
• Tầng bình lưu nằm từ giới hạn trên của tầng đối
lưu đến độ cao 50 - 60 km.
• Nhiệt độ tăng theo độ cao. Đến đỉnh tầng đối lưu
nhiệt độ đạt khoảng 00C
• Có màn ozon nằm trong tầng, hấp thụ năng
lượng của tia tử ngoại nên tích luỹ được năng
lượng.
• Tầng bình lưu không có sự phát triển của không
khí theo chiều thẳng đứng, sự xáo trộn của
không khí hầu như không đáng kể
8

4

3) Tầng trung lưu
• Từ giới hạn trên của tầng bình lưu đến độ cao 75 - 80
km.
• Nhiệt độ giảm mạnh theo chiều cao, từ 00C ở giới hạn
dưới giảm xuống -750C đến -900C ở giới hạn trên của
tầng này.

4) Tầng nhiệt quyển (tầng ion):
– nằm từ giới hạn trên của tầng giữa đến độ cao
khoảng 500-1000 km.
– Các chất khí bị phân ly mạnh thành các ion.
– Tầng nhiệt lại có khả năng hấp thụ, khúc xạ và phản
hồi sóng điện từ.
– Nhiệt độ tầng nhiệt quyển tăng theo độ cao do sự hấp
thụ tia mặt trời ở những bước sóng <= 0.175 m của
Oxy để phân hủy thành Oxy nguyên tử.
9

5) Tầng ngoại quyển (tầng khuếch tán)
– ở độ cao trên 500 km,
– là tầng chuyển tiếp vào vũ trụ.
– Có khả năng làm khuếch tán các chất khí vào không
gian vũ trụ, tốc độ chuyển động của các chất khí rất lớn.
– Mật độ không khí loãng, Nhiệt độ không khí tăng chậm,
dần dần không tăng theo độ cao, TB đạt 1500 độ K.

10

5

B. Cấu trúc nằm ngang của khí
quyển
Các khối khí và phờ - rông.
Các khối khí: Khối khí là những bộ phận không khí có
quy mô lớn (quy mô của khối khí có thể tới hàng ngàn
km) trong đó nhiệt độ, độ ẩm, áp suất,… và một số yếu
tố khác tương đối đồng đều theo phương nằm ngang.
• Có 2 yếu tố ảnh hưởng tới đặc tính của khối khí, đó là:
– Tính chất nơi bắt nguồn của khối khí.
– Sự biến tính mà khối khí gặp phải khi di chuyển.

• Các khối không khí thường được mang tên tương ứng
với khu vực địa lý mà ở đó chúng thu được những đặc
điểm điển hình.

11

Các khối khí phát sinh và ngự trị trên các đới:
- Khối khí xích đạo,
- Khối khí nhiệt đới: T (tropic),
- Khối khí ôn đới: P (Pole),
- Khối khí cực đới: A (Arctic, Antarctic)
Căn cứ vào tính trội về nhiệt người ta chia ra:
- Khối không khí nóng: thổi từ xích đạo về hai cực.
- Khối không khí lạnh: thổi từ cực về xích đạo.
Cùng trong khối khí phân biệt:
- Khối khí lục địa.
- Khối khí đại dương.
Một số khối khí đáng chú ý:

Khối khí cực đới lục địa có trung tâm ở vùng Xibiri
Khối khí nhiệt đới biển Đông Trung Hoa
Khối khí áp cao cận nhiệt đới Thái Bình Dương
Khối khí nhiệt đới biển Bengan
Khối khí Xích đạo

12

6


Các frông (front)
Giữa hai khối khí được ngăn cách với nhau bởi
một lớp không khí chuyển tiếp, lớp này nghiêng
trên mặt đất và tạo với bề mặt đất một góc nhỏ
khoảng 0,5 độ, gọi là frông.
Đặc điểm của frông:
• Sự thay đổi đột ngột của các yếu tố khí tượng
theo chiều ngang.
• Khối không khí nóng bao giờ cũng ở phía trên
(nhẹ hơn), do đó mặt frông bao giờ cũng
nghiêng về phía không khí lạnh và tạo ra một
góc nghiêng với bề mặt mặt đất rất nhỏ ~ 1độ.
13

frông nóng

14

7

Phân loại frông
Dựa vào tính chủ động của hai khối khí ở hai bên
frông khi di chuyển người ta chia ra

• Frông nóng: Khi khối khí nóng chiếm ưu thế, đẩy lùi
không khí lạnh giữa 2 khối không khí hình thành Frông
nóng.
• Frông lạnh: Khi khối không lạnh chiếm ưu thế, đẩy lùi
không khí nóng giữa 2 khối không khí hình thành Frông
lạnh.
• Frông tĩnh: Gần mặt frông không khí nóng, lạnh không
đẩy nhau một cách rõ ràng hay chỉ xê dịch trong phạm vi
nhỏ.

15

Frông lạnh

16

8


3. Một số khái niệm cơ bản.
Khái niệm về khí tượng và khí hậu
Các yếu tố khí tượng cơ bản
Quan trắc khí tượng
Dự báo thời tiết

17

Khái niệm chung về khí tượng
và khí hậu
•

Các khái niệm về khí tượng và khí hậu
– Khí tượng học: nghiên cứu về khí quyển
nhằm theo dõi và dự báo thời tiết.
– Thời tiết:
• Trạng thái của khí quyển tại một nơi
nào đó tại thời điểm xác định.
• Có tính chất không ổn định, hay thay
đổi bất thường
18

9


- Khí hậu:
• Khí hậu là trị số trung bình nhiều năm của
thời tiết và các giá trị cực trị của nó. Khí
hậu có tính chất ổn định, ít thay đổi.
• Khí hậu là một thành phần địa lý quan
trọng, là nhân tố động lực chủ đạo hình
thành lớp phủ bề mặt Trái đất

19

Các yếu tố khí tượng cơ bản
•
•
•
•
•
•
•
•

Nhiệt độ không khí
Khí áp
Độ ẩm không khí
Gió
Mây
Mưa
Tầm nhìn xa
Các hiện tượng thời tiết đặc biệt
20

10


Các hiện tượng thời tiết đặc biệt
•
•

•
•

Thuỷ hiện tượng: các loại mưa, sương, sương
muối, băng, vòi rồng.
Thạch hiện tượng: khói, bụi cuốn, lốc bụi, bão
cát.
Điện hiện tượng: Dông, Sấm chớp, cực quang
Quang hiện tượng: quầng, tán, vân ngũ sắc,
cầu vồng, dải hoàng hôn...

21

Quan trắc khí tượng
• Trạm khí tượng
– Dụng cụ quan trắc
– Thời gian quan trắc: 4 ốp: 1giờ; 7 giờ; 13giờ; 19 giờ

• Khí tượng cao không
– Bóng thám không
– Vô tuyến thám không
– Rađa thời tiết

• Vệ tinh

22

11


Dự báo thời tiết
Phương pháp
– Dự báo synop

– Dự báo số trị
 du
1 p
1
 dt   ρ x  lv  ρ Fx

1 p
1
 dv
 lu  F
 
ρ y
ρ y
 dt
 dw
1 p
g 0
 
ρ z
 dt

23

Dự báo Synop
• Muốn có số liệu cụ thể để phục vụ cho
công tác nghiên cứu khí tượng, khí hậu,
người ta đã tổ chức quan trắc khí tượng,
khí hậu.
• Bản đồ thời tiết
• Giản đồ thiên khí: thông qua giản đồ thiên

khí để xác định độ cao chân mây và sự
bất ổn định trong không khí.
• Các phương tiện phụ trợ khác.
24

12