Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 1 - CHUYÊN ĐỀ: Nhiệt độ không khí A. PHẦN MỞ ĐẦU I. ĐẶT VẤN ĐỀ Nhiệt độ không khí một yếu tố khí tượng – khí hậu có ảnh hưởng đến các quá trình tự nhiên cũng như hoạt động kinh tế - xã hội và sức khỏe con người. Về tự nhiên, nhiệt độ là một yếu tố trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra các hiện tượng gió, mưa, bão, ảnh hưởng đến các quá trình phong hóa, sự sinh trưởng và phát triển cũng như phân bố của sinh vật … Về kinh tế - xã hội, nhiệt độ không khí được nghiên cứu vận dụng trong các ngành kinh tế như du lịch, sản xuất nông nghiệp… Nhiệt độ không khí trên Trái Đất phân bố rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Có thể nói đây là nội dung rất khó nghiên cứu chuyên sâu, đòi hỏi phải có tham vấn của các chuyên gia, các tài liệu chuyên ngành. Đối với học sinh và giáo viên các trường chuyên ngoài việc nắm vững kiến thức về nhiệt độ không khí, còn yêu cầu vận dụng kiến thức đã học để giải quyết được các vấn đề đặt ra ở từng điều kiện cụ thể. Ví dụ: Giải thích được sự hình thành hiện tượng Biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay… Chúng tôi xây dựng Chuyên đề nhiệt độ không khí nhằm cung cấp thêm tư liệu và các cách tiếp cận khi học tập, nghiên cứu và giảng dạy phần này, để phục vụ cho thi HSG. Tuy nhiên, như đã trình bày ở trên đây là nội dung rất khó nghiên cứu chuyên sâu, nên tài liệu này không tránh khỏi thiếu sót, rất mong được các đồng nghiệp và các bạn đọc quan tâm bổ sung để Chuyên đề này hoàn thiện. II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đề tài này được xây dựng bao gồm cả kiến thức cơ bản, chuyên sâu và có bài tập liên quan để học sinh và giáo viên thuận tiện trong tham khảo kiến thức, nâng cao hiệu quả dạy học và thi HSG. Đề tài cũng gợi ý các hướng tiếp cận khi nghiên cứu về nhiệt độ không khí, đồng thời có đưa vào một số nội dung mới mang tính thời sự, giúp chúng ta có cách nhìn tổng thể và toàn diện về nhiệt độ trên Trái Đất hiện nay. Thông qua đề tài này góp phần định hướng dạy học theo hướng phát huy năng lực của học sinh trung học. B. PHẦN NỘI DUNG Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 2 - 1. Một số khái niệm liên quan: 1.1.Nhiệt độ: Nhiệt độ là tính chất vật lý của vật chất hiểu nôm na là thang đo độ "nóng" và "lạnh". Vật chất có nhiệt độ cao hơn thì nóng hơn. (Ngoài ra, còn có định nghĩa chính xác của nhiệt độ trong nhiệt động lực học dựa vào các định luật nhiệt động lực học, thuộc chuyên ngành chuyên sâu chúng tôi không trình bày ở đây). Nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế. Nhiệt độ được đo bằng các đơn vị khác nhau và có thể biến đổi bằng các công thức. Trong hệ đo lường quốc tế, nhiệt độ được đo bằng đơn vị Kelvin, kí hiệu là K. Trong đời sống ở Việt Nam và nhiều nước, nó được đo bằng độ C (1 độ C trùng 274,15 K)(Chú thích: 1 độ C bằng 1 K, hai thang đo này cùng mức chia, chỉ có vạch xuất phát cách nhau 273.15 độ, CHÚ Ý là không dùng chữ "độ K" (hoặc "⁰K") khi ghi kèm số, chỉ kí hiệu K , ví dụ 45K, 779K, chứ không ghi 45 độ K (hoặc 45⁰K), và đọc là 45 Kelvin, 779 Kelvin, chứ không phải "45 độ Kelvin", ). Trong đời sống ở nước Anh, Mỹ và một số nước, nó được đo bằng độ F (1 độ F trùng 255,927778 K)(xin chú thích: ⁰F = (1,8 x ⁰C) + 32, hay 1 độ C bằng 1.8 độ F, nhưng mức xuất phát thang đo khác nhau, tính ra nhiệt độ cơ thể người khoảng hơn 98 ⁰F). 1.2. Nhiệt độ tối cao - tối thấp Nhiệt độ không khí cao hoặc thấp có ảnh hưởng lớn đến đời sống con người, gia súc và cây trồng. Tổ chức Khí tượng Thế giới có định ra ngưỡng nhiệt độ gây khó chịu đối với con người đó là khi nhiệt độ không khí lớn hơn hoặc bằng 33 0 C, nếu nhiệt độ càng tăng thì càng gây nguy hiểm đến sức khoẻ, và có thể dẫn đến chết người. Nhiệt độ không khí trung bình ngày cao liên quan đến hiện tượng thời tiết nắng nóng. Mức độ nắng nóng được căn cứ theo nhiệt độ cao nhất. Khi nhiệt độ tối cao trong ngày lớn hơn hoặc bằng 35 0 C thì ngày đó được coi là nắng nóng; khi nhiệt độ tối cao trong ngày lớn hơn hoặc bằng 38 0 C thì ngày đó được coi là nắng nóng gay gắt. Khi nhiệt độ không khí xuống thấp cũng gây thiệt hại cho đời sống con người, gia súc và cây trồng. Các đợt rét đậm, rét hại liên quan đến các đợt không khí lạnh, được đặc trưng bởi nhiệt độ tối thấp trong ngày. Đối với vùng đồng bằng rét đậm xảy ra khi nhiệt độ trung bình ngày nhỏ hơn hoặc bằng 13 0 C; rét hại xảy ra khi nhiệt độ trung bình ngày nhỏ hơn 11 0 C. Đối với vùng miền núi các giá trị trên còn thấp hơn. 1.3. Biên độ nhiệt và cách tính - Biên độ nhiệt độ: Sự trên lệch giữa nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất tại một khu vực trong một khoảng thời gian.VD : trong ngày thì gọi là biên độ nhiệt trong ngày , trong năm thì gọi là biên độ nhiệt trong năm - Cách tính: + Biên độ nhiệt trong ngày: lấy nhiệt độ cao nhất trong ngày trừ nhiệt độ thấp nhất trong ngày. + Biên độ nhiệt trong tháng: lấy nhiệt độ cao nhất trong tháng trừ nhiệt độ thấp nhất Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 3 - trong tháng. + Biên độ nhiệt trong năm: lấy nhiệt độ cao nhất trong năm trừ nhiệt độ thấp nhất trong năm. 1.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ 1.4.1. Vị trí địa lý Vị trí địa lý có ảnh hưởng đến nhiệt độ thông qua các phương diện như gần hay xa đại dương, nằm trong khoảng vĩ độ nào và liên quan đến góc nhập xạ … 1.4.2. Hoàn lưu khí quyển: Các loại gió trên Trái Đất cũng là nguyên nhân tạo nên sự phân hóa nhiệt độ, như gió Mậu dịch, gió Tây ôn đới, gió mùa. Ví dụ: ở Việt Nam gió mùa mùa đông là nguyên nhân làm cho nhiệt độ miền Bắc hạ thấp. 1.4.3. Địa hình Địa hình có ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ ở các mặt như độ cao, hướng phơi và hướng địa hình. 1.4.4. Các nhân tố khác: Thảm thực vật, sông ngòi, hồ đầm, đặc điểm địa chất, mây mưa… Trong thực tiễn các nhân tố trên tác động đồng thời hoặc trong mối qua hệ tổng hợp, tuy nhiên tùy vào từng thời gian và không gian mà có những yếu tố mang tính chất quyết định. Việc chia ra từng nhân tố chỉ thuận lợi cho việc nghiên cứu, chứ không có ý nghĩa về tính khoa học. 2. NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRÊN TRÁI ĐẤT 2.1. Nhiệt độ ở các tầng khí quyển Nhiệt độ của khí quyển Trái Đất biến đổi theo độ cao so với mực nước biển; mối quan hệ toán học giữa nhiệt độ và độ cao so với mực nước biển biến đổi giữa các tầng khác nhau của khí quyển: - Tầng đối lưu: từ bề mặt Trái Đất tới độ cao 7-17 km, phụ thuộc theo vĩ độ (ở 2 vùng cực là 7–10 km) và các yếu tố thời tiết, nhiệt độ giảm dần theo độ cao đạt đến - 50 °C. Không khí trong tầng đối lưu chuyển động theo chiều thẳng đứng và nằm ngang rất mạnh làm cho nước thay đổi cả 3 trạng thái, gây ra hàng loạt quá trình thay đổi vật lý. Những hiện tượng mưa, mưa đá, gió, tuyết, sương giá, sương mù, đều diễn ra ở tầng đối lưu. - Tầng bình lưu: từ độ cao trên tầng đối lưu đến khoảng 50 km, nhiệt độ tăng theo độ cao đạt đến 0 °C. Ở đây không khí loãng, nước và bụi rất ít, không khí chuyển động theo chiều ngang là chính, rất ổn định. - Tầng trung lưu: từ khoảng 50 km đến 80–85 km, nhiệt độ giảm theo độ cao đạt đến -75 °C. Phần đỉnh tầng có một ít hơi nước, thỉnh thoảng có một vài vệt mây bạc gọi là mây dạ quang. - Tầng điện li: từ 80–85 km đến khoảng 640 km, nhiệt độ tăng theo độ cao có thể lên đến 2.000 °C hoặc hơn. Ôxy và nitơ ở tầng này ở trạng thái ion, vì thế gọi là tầng điện li. Sóng vô tuyến phát ra từ một nơi nào đó trên vùng bề mặt Trái Đất phải Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 4 - qua sự phản xạ của tầng điện li mới truyền đến các nơi trên thế giới. Tại đây, do bức xạ môi trường, nhiều phản ứng hóa học xảy ra đối với ôxy, nitơ, hơi nước, CO2 chúng bị phân tách thành các nguyên tử và sau đó ion hóa thành các ion như NO+, O+, O2+, NO3-, NO2 và nhiều hạt bị ion hóa phát xạ sóng điện từ khi hấp thụ các tia mặt trời vùng tử ngoại xa. - Tầng ngoài: từ 500–1.000 km đến 10.000 km, nhiệt độ tăng theo độ cao có thể lên đến 2.500 °C. Đây là vùng quá độ giữa khí quyển Trái Đất với khoảng không vũ trụ. Vì không khí ở đây rất loãng, nhiệt độ lại rất cao, một số phân tử và nguyên tử chuyển động với tốc độ cao cố "vùng vẫy" thoát ra khỏi sự trói buộc của sức hút Trái Đất lao ra khoảng không vũ trụ. Do đó tầng này còn gọi là tầng thoát ly. Tuy nhiêt, các nhiệt kế, nếu có thể, lại chỉ các nhiệt độ thấp dưới 0 °C do mật độ khí là cực kỳ thấp nên sự truyền nhiệt ở mức độ có thể đo đạc được là rất khó xảy ra. Ranh giới giữa các tầng được gọi là ranh giới đối lưu hay đỉnh tầng đối lưu, ranh giới bình lưu hay đỉnh tầng bình lưu và ranh giới trung lưu hay đỉnh tầng trung lưu v.v. ở tầng này có mặt các ion O+ (<1500 km), He+(<1500km), H+(>1500 km). Một phần hiđrô của Trái Đất (khoảng vài nghìn tấn/năm) được tách ra đi vào vũ trụ đồng thời các dòng plasma do môi trường thải ra là bụi vũ trụ (khoảng 2g/ km²) cũng đi vào Trái Đất. Giới hạn trên của đoạn khí quyển và đoạn chuyển tiếp với vũ trụ rất khó xác định, ước đoán khoảng 1.000 km. Nhiệt độ trung bình của khí quyển tại bề mặt Trái Đất là khoảng 14 °C. 2.2. Sự phân bố nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất Ở mỗi nơi trên mặt Trái Đất mà có nóng, có lạnh, nhiệt độ khi thấp, khi cao, là do tác động của bức xạ Mặt trời và bề mặt đệm ở nơi ấy, vì thế nhiệt độ và chế độ lên xuống của nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất phân phối theo vĩ độ. Nhưng nếu cùng vĩ độ với nhau thì trên lục địa và trên đại dương thì chế độ nhiệt không giống nhau; mà cùng một lục địa hay đại dương thì trên bờ Đông và bờ Tây chế độ nhiệt lại càng khác nhau. 2.2.1. Nhiệt độ 2.2.1.1. Nhiệt độ của không khí chịu ảnh hưởng của mặt Trái Đất a) Tác động của bức xạ làm sinh ra ở mỗi nơi một nhiệt trường bền vững. Nhưng các khối không khí chuyển động, mang theo nhiệt nơi vày đến nơi khác; chẳng hạn khối không khí lạnh và gió mùa đông bắc đem nhiệt độ thấp đến đất nước ta, những chuyển động ấy làm sinh ra ở mỗi nơi trên Trái Đất một nhiệt trường chuyển động. Nhiệt trường này chồng lên nhiệt trường bền vững, phối hợp với nhau quyết định nhiệt độ thực tế của mỗi một nơi. b) Nói nhiệt độ một nơi là nói nhiệt độ của không khí nơi ấy, nhưng của lớp không khí ở cách mặt đất 2 m, tức là không khí mà ta thở. Lớp không khí ấy chịu ảnh hưởng rất lớn và rất rõ có thể nói là chủ yếu, của nhiệt độ mặt Trái Đất bức xạ lên bằng sóng dài; bề mặt của phần đó có thể là đất hay nước. Về phương diện hấp thụ nhiệt và giữ nhiệt thì đất và nước khác nhau. Lượng nhiệt mà 1 kg đất phải hút vào để tăng 1 o C, chỉ bằng một nửa hay một phần ba lượng nhiệt Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 5 - mà nước phải hút vào để đạt được kết quả như thế; người ta nói tỉ nhiệt của nước gấp hai hay ba lần tỉ nhiệt của đất. Ngoài ra, trong các khối nước còn có những luồng lên xuống, đặc biệt là 200 m lên trên mặt; những luồng ấy xáo trộn các lớp nước làm cho nhiệt độ chậm thay đổi. Nước hút nhiệt chậm, nhưng giữ nhiệt lâu hơn đất, nên nước nóng lên và nguội đi chậm hơn đất. Kết quả là nhiệt độ trung bình của mặt nước bao giờ cũng dịu hơn mặt đất. 2.2.1.2. Nhiệt độ thay đổi trong ngày đêm và trong một năm. a) Ban ngày, Mặt trời càng lên cao, cường độ bức xạ càng lớn, nhất là lúc 12 giờ; và sau đó thì cường độ bức xạ mặt đất lên cao nhất, vào quãng từ 14 đến 16 giờ. Ban đêm, bức xạ Mặt trời không có thì bức xạ mặt đất cũng yếu dần; cường độ bức xạ mặt đất thấp nhất vào quãng từ 4 đến 6 giờ. Nhiệt độ khí quyển gần mặt đất chịu ảnh hưởng của cả bức xạ Mặt trời lẫn bức xạ mặt đất, nên trong một ngày đêm, nhiệt độ lên cao nhất là vào quãng từ 14 đến 16 giờ, và xuống thấp nhất vào quãng từ 4 đến 6 giờ. Mùa đông, nhiệt độ lên cao nhất vào quãng từ 14 đến 16 giờ, nhưng xuống thấp nhất vào lúc bắt đầu sáng, từ 6 đến 8 giờ sáng. Nhiệt độ lên xuống theo độ cao của Mặt trời, nên mùa lạnh lên xuống ít hơn mùa nóng. Nhiệt độ lên xuống trong ngày đêm nhiều ít lại tùy theo vĩ độ. Ở nhiệt đới nhiệt độ lên xuống nhiều; trong các hoang mạc có khi lên xuống 30 o C hay hơn; ở ôn đới chỉ từ 10 o C đến 15 o C, ở cực đới chỉ vào khoảng 2 o C. Nhiệt độ lên xuống lại còn tùy theo địa hình và tùy theo độ cao của mặt đất. Nơi mặt đất bằng, nhiệt độ lên xuống ít hơn mặt đất trũng, vì nơi trũng ban ngày gió ít, nhiệt độ cao, mà ban đêm khí lạnh trên cao dồn xuống làm cho nhiệt độ thấp. Trên các mặt cao nguyên rộng,không khí loãng hơn ở ngang mặt biển, nên nhiệt độ tăng lên và giảm xuống đều, giữa ngày và đêm nhiệt độ lên xuống nhiều hơn ở miền đất thấp. Trên mặt đất và trên mặt nước, nhiệt độ lên xuống cũng khác nhau; thường trên mặt nước, độ chênh chỉ từ 2 o C đến 3 o C, mà trên mặt đất có khi lên đến 30 o C, vì mặt đất nóng lên nhanh và cũng nguội đi nhanh hơn mặt nước. Hơi nước trong không khí cũng ảnh hưởng đến sự lên xuống của nhiệt độ. Trời nhiều mây thì ban ngày ít nóng và ban đêm ít lạnh; trời ít mây thì từ ngày sang đêm, nóng lạnh thay đổi cực đoan. Vì vậy ở các hoang mạc, nhiệt độ từ ngày sang đêm chênh nhau nhiều. Lấy nhiệt độ trong 24 giờ trong một ngày đêm chia trung bình, ta có nhiệt độ trung bình hàng ngày. Lấy nhiệt độ trung bình của tất cả các ngày trong một tháng cộng lại rồi chia trung bình, ta có nhiệt độ trung bình hàng tháng. b) Nhiệt độ một nơi lại lên xuống liên tục từ mùa này sang mùa khác, tùy theo lượng nhiệt nhận được qua bức xạ. Nhiệt độ trung bình của 12 tháng cho ta biết sự lên xuống của nhiệt độ trong một năm. Ở nửa cầu Bắc, từ 21 tháng 3 đến 22 tháng 6, Mặt trời lên cao dần, ngày dài dần, mặt đất càng ngày càng thu nhiều nhiệt và càng bức xạ nhiều; đến tháng 7 nhiệt độ lên cao nhất. Từ 23 tháng 9 đến 22 tháng 12 trái lại ngày ngắn dần. Mặt trời thấp dần, đất thu ít nhiệt dần và bức xạ ngày càng kém; đến tháng 1 nhiệt độ xuống thấp nhất. Ở nửa cầu Nam, ngược lại, tháng 1 nhiệt độ lên cao nhất, tháng 7 xuống thấp nhất. Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 6 - Đem nhiệt độ thung bình 12 tháng cộng lại, rồi chia trung bình, ta có nhiệt độ trung bình hàng năm. Nhiệt độ ấy cho biết khí hậu một nơi là nóng, ôn hòa hay lạnh. c) Nhiệt độ cao nhất ghi được ở một nơi nào cho đến ngày nay gọi là nhiệt độ tối cao tuyệt đối. nhiệt độ thấp nhất gọi là nhiệt độ tối thấp tuyệt đối. Những nhiệt độ tối cao tuyệt đối ghi được trên Trái Đất là 56 o C, ở thung lũng Chết (36 o B ở Hoa Kỳ) và Ti-mi-mun (29 o B ở An-jê-ri) và 58 o C ở Tơ-ri-pơ-li (Bắc Phi) ngày 13-9-1922, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối ghi được ở nửa cầu Bắc là -71 o C ở Ôi-mi- a-kôn (Đông Xi-bia), ở trên toàn Trái Đất là tại Nam cực trong tháng 7-1965, độ cao 3000m, là -94,5 o C. d) Nhiệt độ của một nơi nào phải chịu ảnh hưởng của độ cao của Mặt trời nơi ấy. Vậy muốn so sánh chính xác nhiệt độ trung bình của nhiều trạm ở những độ cao khác nhau, người ta lấy nhiệt độ trung bình thật của từng trạm, rồi tính ra trị số của các nhiệt độ ấy, xem như tất cả các trạm đều ở ngang mặt biển. Chẳng hạn ở Đà Lạt trên mặt biển 1500m, tháng 7 nhiệt độ trung bình là 20 o C. Vậy nhiệt độ trung bình tính lại ngang mặt biển là: 20 o + 0 o 6 x 1500 ∕100= 20 + 9 =29 o So sánh nhiệt độ các nơi, ta nối liền những trạm cùng nhiệt độ trung bình thành những đường đẳng nhiệt. Người ta thường lập bản đồ đẳng nhiệt từng tháng, căn cứ vào nhiệt độ trung bình mỗi tháng; và bản đồ hằng nhiệt hàng năm, căn cứ vào nhiệt độ trung bình hàng năm. Cần cho việc nghiên cứu khí hậu hơn cả là bản đồ tháng 1 và tháng 7. 2.2.1.3. Phân bố nhiệt độ trung bình hàng năm trên Trái Đất là do vĩ độ, lục địa, hải dương, bờ đông và bờ tây quyết định. - Những nhiệt độ trung bình năm thấp hơn cả là ở trong những miền địa cực, đặc biệt ở giữa các địa cực; đường -20 o C ở trung tâm Grơn-lan; Vec-khôi-an-xcơ có nhiệt độ trung bình hàng năm là – 16 o C, người ta gọi đó là hàn cực, vì lạnh hơn Bắc cực. Một hàn cực nữa ở trung tâm Grơn-lan, cao 3030m, nhiệt độ trung bình năm -30,2 o C. - Những nhiệt độ cao hơn cả không phải ở dọc xích đạo, mà ở ven các chí tuyến, trên các lục địa. Đường 30 o C bao quanh Xa-ha-ra và miền nam Đê-can. Sở dĩ như vậy là vì ở xích đạo chủ yếu là biển, nếu không thì là rừng rậm, hơi nước bốc lên nhiều, làm không khí kém trong và mặt Trái Đất với các lớp không khí ở thấp tiếp nhận ít nhiệt hơn ở các hoang mạc. - Nối liền những điểm có nhiệt độ cao nhất trên Trái Đất thành một đường, ta có nhiệt đạo. Đường ấy ở nửa cầu Bắc, vào khoảng trên 10 0 vĩ và phần lớn đi qua các lục địa; thành phố Ma-xa-u-a của Ê-ryt-rê-a ở Đông phi, vào khoảng 16 0 B, có nhiệt độ trung bình năm cao nhất Trái Đất là 30,2 o C. - Theo dõi các đường đẳng nhiệt ở các vĩ độ cao của nửa cầu Bắc, ta thấy ở bờ Đông các đại dương tức là bờ Tây các lục địa, các đường đẳng nhiệt lên cao về phía địa cực, mà ở bờ Tây các đại dương tức là bờ Đông các lục địa, thì các đường lại xuống thấp phóa xích đạo. Cụ thể là nhiệt độ ghi được của vài trạm khí hậu cùng độ vĩ với nhau ở trên hai bờ Đại Tây Dương như Bảng 2.1. Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 7 - Bảng 2.1: Nhiệt độ cùng độ vĩ với nhau ở trên hai bờ Đại Tây Dương (Đơn vị: 0 C) Độ vĩ Bờ Tây Bờ Đông Ch ênh nhau Trạm Nhiệt Độ Trạm Nhiệt độ 57 o B Nên (Ca-na-đa) -3,8 A-bơ-đin (Anh) +8,2 12 45 o B Ha-li-fax (Ca-na- đa) + 6,3 Booc-đô (Pháp) +12,8 6,5 Như thế, ở các vĩ độ cao, bờ đông các đại dương ấm hơn bờ tây, hay bờ tây các lục địa ấm hơn bờ đông. Nhưng theo dõi ở gần xích đạo các đường đẳng nhiệt 25 o C và 20 o C, ta thấy ngược lại; ở bờ Đông các đại dương tức là bờ Tây các lục địa, các đường xuống thấp về phía xích đạo, mà ở bờ Tây các đại dương tức bờ Đông các lục địa thì các đường lên cao về phía cực địa. Như thế là ở các độ vĩ thấp, bờ Đông các đại dương lạnh hơn bờ Tây, hay bờ Tây các lục địa lạnh hơn bờ Đông. Nguyên nhân của những sự kiện này là sự chuyển động của nước đại dương. Dương lưu chảy dọc xích đạo sang phía Tây mang theo nước nóng, làm ấm bờ Tây các đại dương hay bờ Đông các lục địa; chảy lên các độ vĩ cao thì hướng sang đông, làm ấm bờ Đông các đại dương hay bờ tây các lục địa. Chảy từ chí tuyến về xích đạo là các dương lưu lạnh, làm giảm nhiệt độ của bờ Đông các đại dương và bờ Tây các lục địa ở gần xích đạo. 2.2.2. Biên độ nhiệt: Biên độ nhiệt độ hàng năm ở các độ vĩ mà khác nhau cũng do ảnh hưởng của lục đia, hải dương và bờ Đông, bờ Tây. - Càng lên vĩ độ cao, biên độ nhiệt trong năm càng lớn vì chênh lệch góc nhập xạ và độ dài ngày đêm trong năm càng lớn. Cùng một vĩ độ, biên độ nhiệt có sự khác nhau giữa bán cầu Bắc và bán cầu Nam do tương quan tỉ lệ lục địa - đại dương giữa 2 bán cầu khác nhau. Tỉ lệ này càng lớn, biên độ nhiệt càng cao và ngược lại. - Nhiệt độ ở trên các lục địa trong một năm lên cao hơn và xuống thấp hơn trên các hải dương; càng vào giữa các lục địa, độ chênh càng lớn; Chẳng hạn cùng trên vĩ tuyến 52 o B đi từ Tây Âu vào Trung Á, độ chênh cứ tăng dần; ở Va-len-xi-a (Ai-rơ-lan) 0 C, Mun-xtơ (Đức) 16 o C, Pôz-nan (Ba-lan) 21 o C, Vac-sa-va (Ba-lan) 23 o C, Cuốc-xcơ (Liên xô) 29,2 o C. - Các địa điểm ở giữa lục địa có chế độ nhiệt lên xuống cực đoan, Vec-khôi-an- xcơ là nơi nhiệt độ lên xuống cực đoan nhất Trái Đất (+ 2 o C và – 69 o C); các địa điểm ở ven hải dương có chế độ nhiệt điều hòa, ở các đảo lại càng điều hòa hơn; ở quần đảo Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 8 - Mac-san trong Thái bình dương, trong năm nhiệt độ chỉ lên xuống có 0,4 o C ít nhất trên Trái Đất. - Cùng ở ven hải dương, thì trên bờ đông và bờ tây, nhiệt độ lên xuống trong năm cũng khác nhau, cụ thể như ở bảng 2.2. Bảng 2.2: Nhiệt độ lên xuống trong năm trên bờ Đông và bờ Tây của Đại Tây Dương (Đơn vị: 0 C) Độ vĩ Bờ Tây Bờ Đông Trạm Tháng 1 Tháng 7 Chên h Trạm Tháng 1 Tháng 7 Chên h 57 0 B Nên (Ca- na-đa) -19,9 10,6 30,5 A-bơ- đin (Anh) 2,9 14,3 11,4 45 0 B Ha- li-fax (Ca- na-đa) -5,2 18,6 23,8 Booc- đô (Pháp) 5,8 20,6 14,8 Nguyên nhân của tình trạng chênh lệch này cũng là ảnh hưởng của dòng biển nóng chảy sang bờ đông Đại Tây Dương. 2.2.3. Phân chia các đới khí hậu Nhiệt độ lên xuống trong một năm và thời gian có nhiệt độ cao là cơ sở để phân biệt các chế độ nhiệt và chia bề mặt Trái Đất ra các đới nhiệt độ như sau: - Đới nhiệt đới: Nằm giữa hai chí tuyến, có nhiệt độ cao suốt năm, không có tháng nào lạnh dưới 18 0 C, nghĩa là không có mùa lạnh, nhiệt độ ngày đêm chênh lệch nhiều có thể lên 10 - 12 0 C, trong năm thì chênh lệch ít, trong lục địa từ 6- 10 0 C, ở bờ biển 1-3 0 C, nhiệt độ lên tối cao hai lần trong năm vào hai thời kỳ Mặt trời lên thiên đỉnh. - Đới cận nhiệt : Gồm những miền nằm từ giới hạn nội chí tuyến lên đến đường đẳng nhiệt mà nhiệt độ trung bình không có tháng nào dưới 6 0 C. Chênh lệch nhiệt độ trong đới này khá lớn từ 10 – 20 0 C ở giữa lục địa, và khoảng 5 0 C ở gần bờ biển. Một năm chỉ có một lần nhiệt độ tối cao sau ngày hạ chí (BBC),nhưng nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ tối cao ở xích đạo. Điển hình chế độ nhiệt cận chí tuyến là ở An Ca-hi-ra(Cai- rô) 30 0 05’B. - Đới ôn đới: Gồm những miền nằm giữa giới hạn của đới cận nhiệt với đường đẳng nhiệt mà một năm có 6 tháng nhiệt độ trung bình trên 6 0 C, ở đây bốn mùa phân biệt rõ rệt. Trong đới này, phía Tây các lục địa có chế độ hải dương, chênh lệch nhiệt độ ít, mùa xuân và mùa thu rất dài, ít nhất là nửa năm, điển hình là chế độ nhiệt của Va- len-xi-a ở 51 0 51’B. Càng vào sâu lục địa thì chế độ lục địa rõ rệt, hai mùa hạ và mùa Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 9 - đông rất dài, nhiệt độ chênh lệch cực đoan, điển hình là chế độ của Vac-sa-va mà biên độ nhiệt hàng năm 22,3 0 C. - Đới hàn đới: Từ giới hạn ôn đới lên đến đường đẳng nhiệt mà mỗi năm có 3 tháng nhiệt độ trung bình trên 6 0 C, thường chỉ có 4 tháng nhiệt độ trung bình trên 10 0 C, gần như không có mùa hè, nhiệt độ trong ngày và trong năm đều lên xuống cực đoan, điển hình chế độ nhiệt của I-a-cut ở 62 0 B. - Cực đới: Từ đới hàn đới lên tới cực, suốt năm không mấy lúc nhiệt độ trên 10 0 C, thường là 0 0 C, như chỉ có một mùa đông vĩnh viễn, mặt đất toàn là băng tuyết. Ở trung tâm Grơn-lan một trạm cao 3030m có nhiệt độ trung bình tháng 1 là – 47,2 0 C, tháng 7 -11,2 0 C và cả năm -30,2 0 C. - Ở những miền núi cao ôn đới cũng có chế độ nhiệt như cực đới, tùy theo độ cao, điển hình là chế độ nhiệt miền núi Châu Âu. Ở đới nhiệt đới, núi cao lại có nhiệt độ trung bình thấp như mùa xuân ở ôn đới, nhưng chênh lệch nhiệt độ ít, khí hậu vì thế rất dễ chịu, xem như chỉ có mùa xuân vĩnh viễn, điển hình là chế độ nhiệt ở Đà Lạt (11 0 57’B, cao 1500m), Sa Pa(22 0 22’B, cao 1640m), Mê-hi-cô(19 0 26’, cao 2278m) 2.2.4. Tác động của nhiệt độ đến các yếu tố tự nhiên và KT-XH - Nhiệt độ không khí tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến các yếu tự nhiên như: mưa, khí áp, gió, các quá trình phong hóa… - Nhiệt độ không khí tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến KT-XH, sức khỏe con người… Ở phần này đã có nhiều chuyên đề đề cập đến nên chúng tôi không phân tích thêm. III. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Liên quan đến nhiệt độ không khí trên Trái Đất chúng tôi đưa thêm nội dung BĐKH, cho thấy nhiệt độ không khí không chỉ thay đổi theo không gian mà còn thay đổi theo thời gian, cũng như các nguyên nhân làm biến đổi nhiệt độ trên Trái Đất. Biến đổi khí hậu đã và đang là vấn đề thời sự nóng bỏng nhất, nó không chỉ đơn thuần là vấn đề về môi trường mà còn là vấn đề về phát triển, thu hút sự quan tâm của nhiều quốc gia, nhiều nhà khoa học, nhiều nhà quản lý và các chính khách trên thế giới. Kofi Annan đã ví biến đổi khí hậu như một mối đe doạ đối với hoà bình và an ninh toàn cầu, có mức độ nguy hiểm xếp ngang hàng với xung đột vũ trang, buôn lậu vũ khí hay nghèo đói. Biến đổi khí hậu đang đe doạ nghiêm trọng đến lợi ích sống còn của nhiều dân tộc, nhiều quốc gia trên khắp hành tinh này, trong đó có Việt Nam. - Biểu hiện rõ nét nhất là hiện tượng thời tiết bất thường, Trái Đất đang nóng lên; hậu quả làm băng tan, mực nước biển dâng cao, mưa lũ, bão lốc, giông tố gia tăng. Con người đã và đang phải đối mặt với những tác động khôn lường của biến đổi khí hậu như dịch bệnh, đói nghèo, mất nơi ăn chốn ở, thiếu đất canh tác, sự suy giảm đa dạng sinh học Báo cáo phát triển con người 2007/2008 của Chương trình phát triển Liên Hiệp Quốc (UNDP) nhận định: Biến đổi khí hậu gây ra cho nhân loại 5 bước thụt lùi: (1) Biến đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng đến lượng mưa, nhiệt độ và nước Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 10 - dùng cho nông nghiệp. Năm 2008, thế giới sẽ có thêm khoảng 600 triệu người bị suy dinh dưỡng. (2) đến năm 2080, sẽ có khoảng 1,8 tỉ người sống trong tình trạng khan hiếm nước, đặc biệt là Bắc Trung Quốc, Trung Đông, Nam Mỹ và Bắc Nam Á. (3) Khoảng 330 triệu người sẽ mất chỗ ở tạm thời hoặc vĩnh viễn do lũ lụt nếu nhiệt độ Trái Đất tăng thêm 3 0 C – 4 0 C. (4) Tốc độ tuyệt chủng của các loài sẽ tăng lên nếu nhiệt độ ấm lên khoảng 2 0 C. (5) Các căn bệnh chết người sẽ lan rộng. Có thể có thêm 400 triệu người bị bệnh sốt rét. - Các số liệu quan trắc cho thấy nhiệt độ Trái Đất đã tăng lên 1 0 C từ năm 1920 đến năm 2005. Dự báo đến năm 2035 nhiệt độ Trái Đất sẽ tăng thêm 2 0 C và đến thế kỷ XXI sẽ tăng thêm từ 1,4 0 C – 4 0 C. Nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng lên sẽ làm tan băng và mực nước biển dâng cao. Hệ quả là nhiều vùng sản xuất lương thực trù phù, các khu vực đông dân cư, các đồng bằng lớn, các đảo thấp trên Trái Đất có thể bị ngập chìm trong nước biển. Theo đánh giá của UNDP, Việt Nam nằm trong tốp 5 nước đứng đầu thế giới dễ bị tổn thương nhất và tổn thương trực tiếp do quá trình biến đổi khí hậu: nếu mực nước biển tăng 1m thì Việt Nam sẽ mất 5% diện tích đất đai, khoảng 11% dân số mất nhà cửa, giảm 7% sản lượng nông nghiệp và 10% thu nhập quốc nội, gần 50% đất nông nghiệp vùng đồng bằng sông Cửu Long bị ngập chìm không còn khả năng canh tác. Vùng đồng bằng sông Hồng và toàn bộ dân cư sống dọc theo 3260 km bờ biển cũng bị ảnh hưởng lớn. Bộ Tài nguyên và Môi trường tổng kết: khoảng 10 năm trở lại đây, Việt Nam đã phải gánh chịu tác động lớn của biến đổi khí hậu, bằng chứng là các hiện tượng thời tiết cực đoan: thiên tai liên tục xảy ra, gia tăng về cường độ, quy mô và mức độ, gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Tính riêng năm 2006, thiệt hại do bão gây ra ở Việt Nam lên đến 1,2 tỉ USD. Đặc biệt, mùa đông năm 2007-2008, thời tiết rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày đã làm chết hơn 53.000gia súc, khoảng 34.000 hécta lúa xuân đã cấy và hàng chục nghìn hécta mạ ở tất cả miền núi phía Bắc và Bắc Trung bộ bị mất trắng. Thiệt hại ước tính hơn 11.600 tỉ đồng và 723.900 lượt hộ với hơn 3triệu nhân khẩu rơi vào cảnh thiếu ăn. Dịch cúm gia cầm, bệnh lợn tai xanh đã bùng phát ở nhiều nơi và tái diễn dai dẳng. - Nguyên nhân BĐKH: Có hai nguyên nhân tự nhiên và con người nhưng các nhà khoa học khẳng định: nguyên nhân của sự biến đổi khí hậu hiện nay là 90% do con người với việc phát thải quá mức khí nhà kính, đặc biệt là CO2 từ việc đốt một khối lượng lớn chưa từng có các nhiên liệu hoá thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt trong quá trình phát triển công nghiệp. Tình trạng phá rừng và khai thác gỗ thiếu bền vững cũng là nguyên nhân tạo ra hơn 20% phát thải khí nhà kính trên toàn cầu. Một số hình thức canh tác, chăn nuôi, giao thông vận tải, thói quen sử dụng năng lượng nhiên liệu không tái tạo và các sản phẩm từ rừng đã làm tăng đáng kể lượng khí nhà kính, làm cho nhiệt độ Trái Đất nóng lên tạo ra các biến đổi khí hậu trên toàn cầu. - Trước các nguy cơ của sự biến đổi khí hậu toàn cầu mà nguyên nhân chủ yếu là do các hoạt động của con người gây ra, tại Hội nghị Thượng đỉnh về môi trường và phát triển họp tại Rio de Janero, Braxin năm 1992, các Quốc gia trên Thế giới đã thông qua Công ước khung của Liên hiệp Quốc về biến đổi khí hậu. Đến năm 1997, các Quốc gia đã nhất trí thông qua Nghị định thư Kyoto về cắt giảm khí thải nhà kính. [...]... liệu về nhiệt độ: yêu cầu HS nhận xét, giải thích Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 12 - - Phân tích mối quan hệ giữa nhiệt độ với các yếu tố khác - Kỹ năng vẽ biểu đồ khí hậu, đường biểu diễn nhiệt độ 2 Một số câu hỏi bài tập Câu 1 Dựa vào bảng số liệu sau: Bán cầu A Bán cầu B Nhiệt độ TB Nhiệt độ tháng 1 (0C) TB tháng 7 (0C) Vĩ độ (0C) Nhiệt độ TB tháng 1 (0C) Nhiệt độ TB... núi rừng và của lòng người IV CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VẬN DỤNG 1 Các hướng phát triển bài tập phần nhiệt độ không khí Trái Đất - Các dạng tính nhiệt độ theo độ cao, biên độ nhiệt độ - Phân tích các dạng biểu đồ khí hậu, rút ra kết luận về kiểu khí hậu - Sử dụng bản đồ khí hậu, các bản đồ về nhiệt độ tháng 1, tháng 7, cả năm để khai thác phân bố nhiệt độ theo thời gian và không gian… - Khai thác các bảng... Bắc Băng Dương Câu 2 Dựa vào các bảng số liệu sau, hãy: 1 Nêu tên các kiểu khí hậu tại các địa điểm A, B, C, D 2 Tính biên độ nhiệt năm và nhận xét, giải thích đặc điểm khí hậu của các địa điểm trên ĐỊA ĐIỂM A Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Nhiệt độ (0C) -3,7 -2,5 2,3 8,6 14,7 19,9 23,1 22,7 19,0 12,8 5,1 -1,0 - 14 - Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan Lượng mưa (mm) 47... 0 0 10 0,7 1,6 Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan 20 5,5 5,1 30 13,1 7,6 40 19,3 6,5 50 25,8 5,4 60 30,4 11,2 70 34,1 26,5 80 35,2 50,3 90 36,0 - 13 - 60,1 b) Nhận xét và giải thích * Nhận xét và giải thích khái quát - Càng lên vĩ độ cao, biên độ nhiệt trong năm càng lớn vì chênh lệch góc nhập xạ và độ dài ngày đêm trong năm càng lớn - Cùng một vĩ độ, biên độ nhiệt có sự khác... sinh giỏi Quốc gia Đề tài này đã làm rõ thêm chế độ nhiệt trên Trái Đất, cung cấp thêm thông tin cho quá trình dạy học đạt hiệu quả cao Đề tài xây dựng một cách có hệ thống trên cơ sở khoa học từ các khái niệm, các nhân tố liên quan, các mối quan hệ nhiệt độ với các yếu tố khác, cũng như quá trình diễn biến nhiệt độ đến hiện nay Đồng thời thông qua các bài tập, câu hỏi vận dụng ở mức độ từ thấp đến cao.. .Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 11 - Đến nay, đã có 165 quốc gia phê chuẩn Nghị định thư này, trong đó có Việt Nam Sự cam kết ghi rõ rằng tất cả các bên ký vào Nghị định thư phải tuân thủ một số bước bao gồm: Thiết kế và triển khai các chương trình giảm thiểu và thích nghi với sự thay đổi khí hậu Chuẩn bị một số liệu thống kê quốc gia về loại bỏ các phát thải... nhẹ và phòng chống và cả thích nghi Nhằm giải quyết vấn đề cấp bách nêu trên, Hội thảo:"Biến đổi khí hậu toàn cầu và giải pháp ứng phó của Việt Nam" đã được tổ chức vào tháng 2 năm 2008 và đề ra một số giải pháp giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu như sau: + Tăng cường thực thi và phê duyệt các dự án và các hoạt động nhằm giảm phát thải khí nhà kính + Đánh giá che phủ rừng về mặt hấp thụ cacbon và. .. mùa đông? Câu 3 Trình bày sự phân bố các vành đai khí áp bằng hình vẽ Từ đó hãy giải thích sự phân bố của các đai khí áp trên Trái Đất C KẾT LUẬN Nhiệt độ không khí là một yếu tố quan trọng có mối quan hệ đa chiều đến các yếu tố và thành phần tự nhiên khác cũng như kinh tế - xã hội và sức khỏe con người Trong quá trình nghiên cứu và giảng dạy của giáo viên hay học tập của học sinh cũng gặp rất nhiều... Khí hậu cận nhiệt gió mùa (bán cầu Bắc) Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 15 - + Đặc điểm: Mùa hạ nóng, ẩm Nhiệt độ cao nhất trong mùa hạ lên tới 27,10C (tháng 7) Có 4 tháng lượng mưa trên 100mm Mùa đông lạnh, ít mưa Nhiệt độ thấp nhất trong mùa đông xuống tới - 3,20C Biên độ nhiệt năm tương đối lớn 30,30C Ngoài ra còn có các bài tập vận dụng... sinh hứng thú học tập, phát triển năng lực cá nhân, đáp ứng mục tiêu dạy học và cho các kỳ thi Quốc gia Tuy nhiên, đây là đề tài có nội dung rộng và mang tính chất chuyên ngành khí tượng – khí hậu, đòi hỏi phải có chuyên môn sâu mới làm rõ được vấn đề Vì thế, đề tài còn nhiều hạn chế, chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các chuyên gia, các đồng nghiệp và học sinh để đề tài hoàn thiện . Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 1 - CHUYÊN ĐỀ: Nhiệt độ không khí A. PHẦN MỞ ĐẦU I. ĐẶT VẤN ĐỀ Nhiệt độ không khí một yếu tố khí tượng – khí hậu có ảnh hưởng đến các. NỘI DUNG Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài tập liên quan - 2 - 1. Một số khái niệm liên quan: 1.1 .Nhiệt độ: Nhiệt độ là tính chất vật lý của vật chất hiểu nôm na là thang đo độ "nóng". nhiệt độ cao nhất trong ngày trừ nhiệt độ thấp nhất trong ngày. + Biên độ nhiệt trong tháng: lấy nhiệt độ cao nhất trong tháng trừ nhiệt độ thấp nhất Chuyên đề: Nhiệt độ không khí và các bài