Array

Chương 5:
áp suất không khí và gió
Nội dung cần nắm
1. áp suất không khí
- Các khái niệm
- Các đơn vị đo
- Biến đổi của áp suất theo chiều cao và chiều ngang.
2. Gió
- Khái niệm và các đặc trưng của gió
- Các lực anh hưởng đến gió
3
???
1. áp suất không khí
1.1. KN, đơn vị đo tính
KN. trọng lượng của cột khí quyển thẳng đứng có tiết diện ngang bằng 1 đơn vị diện tích và chiều cao từ mặt đất đến giới hạn ngoài của khí quyển = áp suất không khí tại mặt đất.
SV liên hệ áp suất không khí tại một độ cao bất kỳ ???
Đơn vị đo khí áp là miliba (mb)
1mb = 1/103 ba(b)
1b = 106 duyn/cm2
tức 1mb = 103 duyn/cm2
SV liên hệ áp suất không khí tại mực nước biển ???
Trong điều kiện tiêu chuẩn tức là ở mặt biển, vĩ độ 45o, g = 9.8 cm/s2, nhiệt độ = 0oC tiết diện đáy = 1 cm2, chiều cao cột Hg = 760mmHg
7
Trọng lượng của cột khí quyển
thay đổi theo độ cao
1.2. Biến đổi của áp suất theo độ cao
xét công thức sau
Pz = Po. e-? g.dz/ R.T

Po là áp suất khí quyển ở mặt đất
Pz là áp suất không khí ở độ cao z.
g- gia tốc trọng trường = 9,8m/s2
R là hằng số khí lý tưởng
và T l� nhiệt độ không khí (oC)
R = 8,314 Jmol-1K-1
Kết luận:
- áp suất không khí là đại lượng luôn giảm theo độ cao.
- Nhiệt độ càng cao thì P càng gần Po (tức là áp suất giảm càng chậm)
b. Gradien khí áp thẳng đứng
- Là đại lượng đặc trưng cho độ giảm của khí áp qua một đơn vị độ cao:
Gd = - dP/ dZ
trong đó dP là chênh lệch khí áp, khi độ cao chênh lệch là dz (m)
Dấu (-) chứng tỏ càng lên cao áp suất càng giảm.
Qua kết quả chứng minh cho thấy:
Gradien khí áp tỉ lệ nghịch với nhiệt độ, vì vậy trong không khí nóng, nhiệt độ lớn thì khí áp giảm đi chậm khi độ cao tăng lên. Trái lại trong không khí lạnh, khí áp giảm nhanh khi độ cao tăng lên.
c) Bậc khí áp
-Đại lượng nghịch đảo Của gradient khí áp thẳng đứng là bậc khí áp. Kí hiệu là h .
h = 1/Gd.
- Bậc khí áp là độ cao phải đi lên để khí áp giảm đi 1mb.
Trong các điều kiện chuẩn ( P = 1000mb, T = 273oK, g =980cm/giây2
R = 287* 104 thì Gd = 1,25mb/100m và h = 8m/mb
d. Ngoài ra sinh viên tham khảo một số công thức tính độ cao khi biết chênh lệch khí áp và ngược lại ???
1 .3 Biến đổi của áp suất không khí theo chiều ngang
gradient khí áp nằm ngang Gn
Là độ giảm áp suất trên một đơn vị khoảng cách theo hướng đường vuông góc với đường đẳng áp.
Gn = dP/dL
Trong đó dL là biến đổi độ dài mặt đất. Gn thường có giá trị rất nhỏ so với Gd, (giá trị xấp xỉ = 1mb/100km).
16
Hình ảnh phản ánh điều gì ?
Một số khái niệm liên quan
Giao tuyến của mặt đẳng áp với một mặt phẳng nằm ngang gọi là đường đẳng áp.
Hoặc đường nối liền các điểm có áp suất giống nhau sau khi đã quy cùng độ cao so với mực biển thì gọi là các đường đẳng áp.
+ Vùng các đường đẳng áp đóng kín với áp suất ở trung tâm thấp nhất gọi là vùng áp thấp hay xoáy thuận.
+ Vùng các đường đẳng áp đóng kín với áp suất ở trung tâm cao nhất gọi là vùng áp cao hay xoáy nghịch.
Vùng áp cao và vùng áp thấp
20
Đây là vùng áp cao hay áp thấp ?
SV đọc ở nhà phần biến trình hàng ngày và hàng năm của áp suất không khí ?
22
Gió là gì ?
5.2 Gió
5.2.1 Khái niệm và các đặc trưng của gió
a. Hướng gió
Hướng gió là hướng từ đó gió thổi tới
b. Tốc độ gió
Số mét mà không khí di chuyển được trong một giây hoặc số km di chuyển được trong một giờ.
Hướng gió có thể được biểu thị
- 16 hướng gió
- Góc phương vị
- Tên địa danh
Tham khảo cấp gió Beafort
5.2.2 Biến đổi hàng ngày và hàng năm của tốc độ gió
Chú ý: Tốc độ gió ở mặt đất và ở trên cao >50m có xu hướng ngược chiều nhau,
Sau khi mặt trời mọc tốc độ gió tăng dần và đạt cực đại vào sau trưa. Trên cao (50m) biến đổi tốc độ gió thường ngược lại.
Hình ảnh này phản ánh điều gì ?
Hàng năm:
Trên lục địa, cực tiểu tốc độ gió thường xuất hiện vào mùa hè, cực đại vào mùa đông.
ở biển biến trình của tốc độ gió ngược lại, đạt cực đại vào mùa hè, cực tiểu vào mùa đông
5.2.3 Nguyên nhân sinh ra gió
Phân tích ví dụ và kết luận
Nguyên nhân trực tiếp gây ra gió là gradient khí áp nằm ngang
Nguyên nhân gián tiếp: Sự chênh lệch nhiệt độ theo chiều ngang.
5.2.4 Các lực ảnh hưởng đến gió
b. Lực phát động gradient khí áp (lực gradient khí áp nằm ngang)
a. Lực CoriOlist (lực làm lệch do chuyển động tự quay của trái đất)
c. Lực ma sát
d. Lực ly tâm
31
Lực gradient khí áp nằm ngang
Khi có sự chênh lệch khí áp theo chiều nằm ngang, không khí luôn chịu tác dụng của một lực vuông góc với các đường đẳng áp, hướng từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp. Lực này được gọi là là lực phát động gradient khí áp (G).
G = dP/?.dL
trong đó : dP/dL là gradient khí áp nằm ngang
? là mật độ không khí
32
Phương và chiều của lực G
G
33
Lực phát động G
34
Lực CoriOlist: W
Mọi vật chuyển động trên mặt đất đều có khuynh hướng lệch khỏi hướng chuyển động ban đầu của nó vì sự tự quay của qủa đất
Độ lớn: W = 2. ?. v. sin ?
Trong đó: ?. = 0.000073 là tốc độ quay của trái đất tính bằng radian/giây
v- Tốc độ gió,
? là vĩ độ địa phương.
35
Phương và chiều của lực W
ở BBC, phương vuông góc với véc tơ chuyển động, chiều lệch về bên phải so với véc tơ chuyển động
W
36
Lực Coriolist ở BBC
37
ở nam bán cầu thì ngược lại:
Phương vuông góc với véc tơ chuyển động, chiều lệch về phía trái so với véc tơ chuyển động.
38
Gió ở BBC và NBC do ảnh hưởng của lực Coriolist
39
???
40
Lực ma sát
Khi chuyển động khối không khí luôn luôn chịu tác động của lực ma sát R. Lực ma sát gây ra do ma sát bên trong và ma sát bên ngoài.
Giải thích ???
41
Độ lớn: R = k.V
V: tốc độ gió
k là hệ số ma sát của mặt đệm
Phương, chiều của lực ma sát
42
43
Phương và chiều của lực ma sát R
30o
V
R
44
Lực ly tâm
Khi khối không khí chuyển động theo đường cong thì bao giờ cũng xuất hiện lực li tâm
C = V2/R.
Trong đó :V là tốc độ của chuyển động
R là bán kính của quỹ đạo chuyển động
45
Mọi chuyển động theo quỹ đạo cong đều có xu hướng ly tâm
46
5.2.5 Gió trong các vùng áp cao và áp thấp
Sinh viên tự đọc ở nhà,
Tham khảo hình sau đây
Gió trong vùng áp thấp
V� d
5.2.6 Hoàn lưu khí quyển
Đây là một hoàn lưu khí quyển
51
Đây cũng là một hoàn lưu khí quyển
Phân tích các hình ảnh để rút ra kết luận
Hoàn lưu khí quyển là một thuật ngữ chung dùng để chỉ sự vận động của các luồng không khí trong khí quyển .
Phân chia: gồm
- Hoàn lưu chung của khí quyển (mô hình gió hành tinh)
- Hoàn lưu địa phương
gió đất, gió biển, gió núi, gió thung lũng.
- Hoàn lưu gió mùa
a. Mô hình gió hành tinh
Hoàn lưu chung của khí quyển là tập hợp những dòng không khí bao trùm những diện tích rộng lớn và ít thay đổi.
55
Hoàn lưu chung của khí quyển
Khi giả thuyết trái đất đứng yên và đồng nhất
56
Hoàn lưu chung của khí quyển
Khi giả thuyết trái đất tự quay và đồng nhất
57
Hoàn lưu địa phương
Hoàn lưu địa phương là những dòng không khí xuất hiện hoặc có những tính chất điển hình, được hình thành do đặc điểm địa lý, vật lý địa phương. Hoàn lưu địa phương bao gồm bao gồm gió đất, gió biển, gió núi, gió thung lũng.
58
Gió đất- ban đêm
59
Gió biển- ban ngày
60
Gió núi- ban đêm
61
Gió thung lũng- ban ngày
62
Gió núi, thung lũng.
63
Gió núi, gió thung lũng.
64
Hoàn lưu gió mùa
65
KN: Gió mùa là loại gió có hướng thay đổi theo mùa trong năm
Nguyên nhân sinh ra gió mùa
- Do chuyển động biểu kiến nhịp nhàng hàng năm của mặt trời kéo theo sự biến thiên của nhiệt độ và khí áp trên mặt đất
- Do sự không đồng nhất giữa biển và lục địa
66
Do tác dụng của lực Coriolist mà mùa đông có gió mùa Đông bắc và mùa hè có gió mùa Tây Nam.
Đặc điểm thời tiết khi có gió mùa
- Mùa hè khi có gió mùa thổi từ biển vào, sẽ mang hơi nước, sinh ra nhiều mây và mưa rào.
- Gió mùa Đông Bắc thường có ít hơi nước mang theo, cho nên khi tràn về sẽ làm cho thời tiết khô ráo và trong sáng