Áp suất khí quyển và gió

1. Áp suất khí quyển và gió • Áp suất khí quyển • Khái niệm • Sự thay đổi của áp suất khí quyển theo độ cao • Phân bố áp suất khí quyển trên mặt đất • Diễn biến của áp suất khí quyển • Gió • Nguyên nhân hình thành gió • Các lực sinh ra và ảnh hưởng đến gió • Các đặc trưng của gió • Các loại gió (các loại hoàn lưu khí quyển)

2. Khái niệm Áp suất khí quyển là trọng lượng của một cột không khí thẳng đứng có tiết diện là 1 đơn vị diện tích và độ cao tính từ mực quan trắc tời giới hạn trên của khí quyển.

3. Khái niệm Áp suất khí quyển ở điều kiện tiêu chuẩn (00C, vĩ độ 450, độ cao ở mực nước biển) là 1013,25 mb 1Atm = 760,0 mmHg = 101,325 kPa = 1013,25 mb

4. Sự thay đổi của áp suất với độ cao Áp suất khí quyển giảm dần theo độ cao.

5. Sự thay đổi của áp suất với độ cao • Hầu hết các phần tử không khí tập trung ở lớp khí quyển sát mặt đất. • Do vậy, áp suất giảm nhanh hơn ở lớp khí quyển sát mặt đất và chậm hơn ở lớp khí quyển trên cao

6. Sự thay đổi của áp suất với độ cao • Sự biến thiên của áp suất khí quyển theo độ cao có thể được tính theo công thức: dP = -.g.dz Trong đó: dp chỉ mức độ chênh lệch của khí áp dz chênh lệch độ cao giữa 2 mực khảo sát  là mật độ không khí g là gia tốc trọng trường Công thức tính áp suất khí quyển ở một độ cao xác định: Trong đó: • P0, P là áp suất tại mực nước biển (độ cao z0) và độ cao z • T là nhiệt độ không khí trung bình giữa mực biển và độ cao z Bậc khí áp: Chênh lệch độ cao khi áp suất khí quyển thay đổi 1 mb h = 8000(1+αt)/P

7. Phân bố áp suất khí quyển trên mặt đất

8. Phân bố khí áp theo phương nằm ngang Đường đẳng áp (isobar): • Là đường nối các điểm có cùng trị số áp suất • Sử dụng trị số áp suất ở mực nước biển với đơn vị millibars (tránh ảnh hưởng của độ cao)

9. Cách quy đổi khí ápvề mực nước biển

10. Trung tâm khí áp cao (xoáy nghịch) Trung tâm khí áp thấp (Xoáy thuận)

11. Vùng Yên

12. Lưỡi (Ridge)

13. Rãnh (Trough)

14. Áp suất khí quyển và nhiệt độ • Nhiệt độ không khí quyết định độ cao của cột khí quyển • Khí áp trên mặt đất nơi có nhiệt độ thấp sẽ cao hơn nơi có nhiệt độ cao và ngược lại đối với lớp khí quyển trên cao

16. Diễn biến áp suất khí quyển • Diễn biến hàng ngày • Diễn biến hàng ngày là diễn biến kép: cực đại của áp suất xảy ra vào 10 giờ và 22 giờ và cực tiểu lúc 4 giờ và 16 giờ. • Thể hiện rõ nhất ở các vĩ độ nhiệt đới, biên độ dao động áp suất 3-4mb, đôi khi đạt tới 10-15mb (thời tiết thay đổi đột ngột). Biên độ hàng ngày của áp suất giảm dần khi vĩ độ tăng, ở vĩ độ 600 biên độ dao động chỉ vào khoảng 0,3 – 0,6 mb. • Diễn biến hàng năm • Kiểu lục địa, cực đại khí áp quan sát thấy vào mùa đông, cực tiểu vào mùa hè, biên độ đạt tới 20 -40 mb. (Tại Lucxtrum, φ=42041’; Λ=89042’; h=-17m khí áp tháng 12 là 1041,3mb, tháng 7 là 1004,0 mb, Δp = 37,3 mb) • Kiểu đại dương và vùng duyên hải, cực đại vào mùa hè, còn cực tiểu vào mùa đông, biên độ 10 – 20 mb.

17. Gió Khái niệm: • Là sự di chuyển của không khí tương đối với mặt đất theo phương nằm ngang. • Nguyên nhân gây ra gió: do sự chênh lệch khí áp trên bề mặt trái đất. Không khí di chuyển từ nơi có khí áp cao đến nơi có khí áp thấp tạo thành gió. • Áp suất khí quyển khác nhau do: • Vĩ độ địa lý (bức xạ mặt trời) • Tính chất mặt đệm (đất liền và đại dương) • Địa hình (hình thế núi đồi và hướng dốc) Các đặc trưng của gió Hướng gió: xác định bằng • Hoa gió (thông dụng nhất) • Theo vòng độ Tốc độ gió: xác định bằng m/s, km/h hoặc cấp gió.

19. Bảng quy đổi tốc độ gió theo Beaufort (m/s và km/h)

20. Hình 5.23. Vườn chôm chôm sau bão

21. Hình 5.24. Sức gió mạnh cấp 8

22. Hình 5.26. Hoạt động của bão Uto (12/2006)

23. Hình 5.25. Miệt vườn sau cơn bão (2006)

24. Các lực sinh ra và ảnh hưởng đến gió • Lực phát động gradient khí áp (Pressure Gradient Force - PGF) • Gradient khí áp nằm ngang là độ giảm của áp suất trên một đơn vị khoảng cách theo phương thẳng, góc với đường đẳng áp (P/n) • Lực phát động gradient khí áp tạo ra gió, không khí chuyển động từ nơi khí áp cao đến nơi có khí áp thấp. • Lực Coriolis Là lực làm lệch hướng chuyển động của các phần tử không khí do sự tự quay của trái đất. Phần tử chuyển động lệch về phía tay phải ở BBC và tay trái ở NBC CF = 2..v. sin Trong đó: - tốc độ quay của trái đất (15o/giờ) v- tốc độ của phân tử chuyển động - vĩ độ địa lý

26. Lực Coriolis

27. Gió địa chuyển (Geostrophic wind)(Hướng gió do sự cân bằng giữa lực Coriolis và PGF) Khi các đường đẳng áp là những đường thẳng song song, lực Coriolis cân bằng với PGF (không có lực khác tham gia): • Hướng gió thổi song song với đường đẳng áp • Rất ít xảy ra trong tự nhiên • Có thể tìm thấy ở giới hạn trên của tầng đối lưu

28. Gió Gradient khi chịu lực ly tâm • Khi đường đẳng áp là những đường cong, hướng gió vẫn song song với đường đẳng áp • Nhưng vận tốc gió thay đổi so với gió địa chuyển • Do có một lực khác tham gia – lực ly tâm (Centrifugal Force) • Thường tìm thấy ở lớp khí quyển trên cao hoặc trên mặt biển

29. Gió ở lớp khí quyển gần mặt đất • Do bị tác động bởi lực ma sát (Friction force) làm thay đổi hướng chuyển động và giảm vận tốc gió • Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào điều kiện địa hình (đồi núi hay mặt biển)

31. Gió trong vùng khí áp thấp và khí áp cao Xoáy nghịch Xoáy thuận

35. Các loại gió Hoàn lưu khí quyển • Gió hành tinh (Global wind) • Gió mùa (Monsoon) Gió địa phương (Local wind) • Gió đất, biển (Breeze) • Gió núi, thung lũng • Gió foehn

36. Lượng bức xạ sóng dài đi ra khỏi bầu khí quyển hàng năm B<0 Lượng bức xạ sóng ngắn mặt đất nhận được hàng năm B>0

38. Gió hành tinh (Global wind – General circulation) Đới lặng gió xích đạo

39. Gió mùa (monsoon) • Hướng gió thay đổi theo mùa • Nguyên nhân là do sự chênh lệch về nhiệt độ trên lục địa và đại dương • Mùa hè: gió thổi từ biển vào lục địa • Mùa đông: gió thổi từ lục địa ra biển

40. Sự xê dịch các vành đai khí áp theo mùa

41. Sự xê dịch các vành đai khí áp theo mùa

42. Gió đất và gió biển • Thường gặp ở những vùng ven biển, ven hồ lớn • Nguyên nhân: do sự chênh lệch nhiệt độ giữa biển và đất liền dẫn đến chênh lệch về khí áp. • Ban ngày gió thổi từ biển vào đất liền, gọi là gió biển do đất liền nóng hơn, khí áp thấp trở thành nơi hút gió. • Gió biển tốc độ khoảng 2,5m/s, thổi từ 8h đến khi mặt trời lặn, cực đại vào lúc 12-13h, ảnh hưởng vào tới 40-50km trong đất liên. • Ban đêm gió thổi từ đất liền ra biển, gọi là gió đất vì biển ấm hơn đất liền lại trở thành nơi hút gió. • Gió đất yếu hơn gió biển vì sự đối lập về nhiệt thấp hơn, ảnh hưởng ra ngoài biển tới 10 km. • Gió đất - biển thường xuất hiện vào những ngày trời quang mây, trong vùng khí áp cao vào mùa hè.

43. Sự hình thành gió biển Chênh lệch về khí áp dẫn đến gió thổi từ biển vao đất liền Đất (nong) Nước (lanh)

44. Sự hình thành gió biển Lượng không khí được gia tăng ở bề mặt bốc lên cao Không khí trên cao chìm xuống thay thế không khí thổi đi trên mặt đất Đất (nóng) Nước (lanh)

45. Sự hình thành gió đất Sự chênh lệch áp suất dẫn đến gió thổi từ đất liền ra biển Đất (lạnh) Nước (ấm)

46. Sự hình thành gió đất Lượng không khí được gia tăng ở bề mặt biển bốc lên cao Không trên mặt đất khí thổi đi, không khí ở lớp khí quyển trên cao chìm xuống thay thế. Đất (lạnh) Nước (ấm)

47. Gió núi và gió thung lũng • Hình thành ở trung do, miền núi, thay đổi hướng theo nhịp điệu ngày đêm. • Ban ngày gió thổi từ thung lũng theo sườn núi đi lên do không khí trên thung lũng hấp thu nhiều bức xạ mặt trời, nóng lên (gió thung lũng). • Ban đêm gió thổi từ sườn núi xuống thung lũng do sự tích tụ không khí lạnh, gọi là gió núi • Xuất hiện vào những ngày thời tiết đẹp, không bị ảnh hưởng bởi gió mùa.

48. Gió thung lũng

49. Gió núi

50. Gió foehn Nếu dãy núi cao 2 km, độ ẩm tại chân núi bên sườn đón gió là 80%, nhiệt độ 200C thì nhiệt độ và độ ẩm tại chân núi bên sườn khuất gió là bao nhiêu ? Độ cao so với mực nước biển(km)