Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Môn Biến Đổi Khí Hậu Là tài liệu học tập tham khảo có các bạn chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường Nguồn: Ts. Trần Trí Dũng Bài giảng làm rõ các công thức sau: Công thức chuyển đổi giữa độ K và độ C Công thức tính áp suất khí quyển Công tính tính độ ẩm không khí (độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tương đối) Công thức tính phát xạ Phương trình tĩnh học khí quyển Mô hình biến đổi tốc độ gió theo quy luật logarit, quy luật lũy thừa Công thức tính tốc độ gió
CƠ SỞ VỀ KHÍ TƯỢNG HỌC 2.1 Các yếu tố khí tượng Các yếu tố khí tượng -Khí tượng học: mơn khoa học chun nghiên cứu khí nhằm theo dõi dự báo thời tiết -Định nghĩa yếu tố khí tượng : Các đặc trưng định tính định lượng trạng thái khí nhận quan trắc liên tục mạng lưới đài, trạm khí tượng Các yếu tố khí tượng -Nhiệt độ khơng khí: đặc trưng cho mức nóng hay lạnh khơng khí + Liên quan thang Kelvin thang Celsius: 𝑇 = 273,16 + 𝑡 ≈ 273 (1 + α𝑡) đó: T - nhiệt độ theo thang Kelvin; t - nhiệt độ theo thang Celsius; α - hệ số giãn nở thể tích chất khí (≈ 1/273) + Liên quan thang Fahrenheit (F) thang Celsius: t= (𝐹 − 32) Các yếu tố khí tượng Các yếu tố khí tượng -Áp suất khí quyển: áp lực thủy tĩnh khơng khí tác động lên đơn vị diện tích + Đơn vị đo: mbar = 10-3 bar = 103 đyn/cm2 = 102 N/m2 mbar = 0,75 mm Hg + Áp suất khí trung bình nơi có cao độ mực nước biển 1013 mbar hay 101,3 kN/m2 hay 760 mm Hg Các yếu tố khí tượng Các yếu tố khí tượng Áp suất khí (nguồn: http://vobmapping.vn) Các yếu tố khí tượng +Áp suất khí (giả sử nhiệt độ khí tiêu chuẩn 20 0C) theo độ cao tính theo cơng thức (theo FAO): 293 - 0,0065z P = 101,3 × 293 đó: P - áp suất khí (kPa); z - độ cao mực nước biển (m) 5,26 Các yếu tố khí tượng -Độ ẩm khơng khí: đặc trưng cho mức độ tồn lượng nước chứa khơng khí +Áp suất nước (e): phần áp suất nước chứa khơng khí gây Đơn vị: mm Hg mb +Độ ẩm tuyệt đối (a): lượng nước có đơn vị thể tích khơng khí, thường đo g/m3 hay g/cm3 Liên hệ với áp suất nước sau: 1,06 a= e + α.t đó: a - độ ẩm tuyệt đối (g/m3); t - nhiệt độ khơng khí (°C); α - hệ số dãn nở khơng khí (α = 0,0036); e - áp suất nước đo mm Hg (nếu e tính mb hệ số trước e (1,06) thay giá trị 0,8) 2.2 Quy luật biến đổi nhiệt độ theo độ cao Quy luật biến đổi nhiệt độ theo độ cao -Phương trình biểu diễn nguyên lý thứ nhiệt động học khí quyển: dp δQ = Cp dT - RT p đó: Q - nhiệt lượng; p - áp suất phần tử khí; Cp - nhiệt dung đẳng áp; R - số khí; T - nhiệt độ khơng khí Quy luật biến đổi nhiệt độ theo độ cao -Gradien đoạn nhiệt khơng khí khơ: nhiệt độ riêng khơng khí khơ T* thì: g T* a = Cp T T* T nên: g γa = = -0,98 C/100m Cp Tức không khí khơ di chuyển lên cao nhiệt độ giảm 0,98 0C/100 m -Gradien đoạn nhiệt khơng khí ẩm chưa bão hòa: tương tự khơng khí khơ, khơng khí ẩm chưa bão hòa di chuyển lên cao nhiệt độ giảm 0,98 0C/100 m Quy luật biến đổi nhiệt độ theo độ cao -Gradien đoạn nhiệt khơng khí bão hòa nước: am g p+a = C p p+b LE L dE khi: a = 0,622 ; b = 0,622 RT C p dT* đó: E - sức trương nước bão hòa; L - ẩn nhiệt hóa ngưng kết Gradien đoạn nhiệt khơng khí bão hòa nước đạt: -Giá trị lớn điều kiện áp suất cao nhiệt độ thấp; -Giá trị nhỏ nhiệt độ cao áp suất thấp Các yếu tố khí tượng Nhiệt độ khí thay đổi theo độ cao (nguồn: http://www.richhoffmanclass.com) 2.3 Biến đổi áp suất khối lượng riêng lớp sát đất Biến đổi áp suất khối lượng riêng lớp sát đất -Phương trình tĩnh học khí quyển: Áp suất phần tử khơng khí mặt cắt qua độ cao z z + dz là: -dp = ρ × g × dz đó: g - gia tốc trọng trường; ρ - khối lượng riêng khơng khí Kết hơp phương trình tĩnh học khí với phương trình trạng thái: dp g =× dz p RT Biến đổi áp suất khối lượng riêng lớp sát đất Giả thiết T không đổi : ρz = ρ0 × e gz R ρz = ρ0 × e 0,279z 3048 đó: ρ0 - khối lượng riêng khơng khí bề mặt; ρz - khối lượng riêng khơng khí độ cao z 2.4 Biến đổi tốc độ gió theo độ cao lượng gió Biến đổi tốc độ gió theo độ cao lượng gió - Mơ hình biến đổi tốc độ gió theo quy luật logarit: * z V= ln z0 đó: V - vận tốc gió độ cao z; ν* - tốc độ động lượng; z0 - độ cao mực gồ ghề (mà bên tồn nhiễu động gió); χ - số Karman (thường lấy 0,4) Biến đổi tốc độ gió theo độ cao lượng gió Tốc độ gió độ cao tính theo tốc độ gió độ cao biết: z Vz1 ln z0 Vz = z1 ln z0 đó: Vz - vận tốc gió độ cao z; Vz1 - vận tốc gió độ cao z1; z0 - độ cao mực gồ ghề (mà bên tồn nhiễu động gió) Lưu ý: quy luật biến đổi logarit tốc độ gió nói chung áp dụng giới hạn phần thấp 100 m khí Biến đổi tốc độ gió theo độ cao lượng gió Hệ số z0 phụ thuộc vào điều kiện mặt đệm: Loại mặt đệm Z0 (cm) Cánh đồng thực vật cao 5,0 Cánh đồng cỏ 1,0 Đất phẳng, mặt tuyết phủ 0,5 Biến đổi tốc độ gió theo độ cao lượng gió - Mơ hình biến đổi tốc độ gió theo quy luật lũy thừa: z V10m z < 200 m Vz = 10 n z 200 m V10m n đó: Vz - vận tốc gió độ cao z; V10m - vận tốc gió độ cao 10 m; n - tham số liên hệ với cấp ổn định Pasquill - Hana Biến đổi tốc độ gió theo độ cao lượng gió Sự thay đổi gió theo khu vực (nguồn: http://www.cleanenergybrands.com) Tài liệu tham khảo - Lương Văn Việt (2017) Biến đổi khí hậu Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh - Lê Văn Mai (2001) Vi khí hậu học NXB Đại học Quốc gia Hà Nội - Trần Cơng Minh (2007) Khí hậu khí tượng đại cương NXB Đại học quốc gia Hà Nội - Edward Aguado James E Burt (2003) Understanding Weather and Climate Prentice Hall (Người dịch: Đặng Thị Hồng Thủy Nguyễn Thị Lan Oanh) - http://www.fao.org - Một số tư liệu khác .. .2.1 Các yếu tố khí tượng Các yếu tố khí tượng -Khí tượng học: mơn khoa học chun nghiên cứu khí nhằm theo dõi dự báo thời tiết -Định nghĩa yếu tố khí tượng : Các đặc trưng... suất khí trung bình nơi có cao độ mực nước biển 1013 mbar hay 101,3 kN/m2 hay 760 mm Hg Các yếu tố khí tượng Các yếu tố khí tượng Áp suất khí (nguồn: http://vobmapping.vn) Các yếu tố khí tượng. .. nở thể tích chất khí (≈ 1/273) + Liên quan thang Fahrenheit (F) thang Celsius: t= (