chương 1 đối tượng và phương pháp nghiên cứu của khí tượng học 1.1 Đối tượng của khí tượng học Lớp vỏ khí bao quanh Trái đất - Khí quyển - Bề mặt trái đất được bao phủ bởi một lớp vỏ hơi khí quyển, cùng tham gia vào chuyển động quay của trái đất - Không khí có thể nén được mật độ giảm theo chiều cao và khí quyển dần mất hẳn, không có ranh giới rõ rệt - 1/2 khí quyển tập trung ở tầng 5km, 3/4 ở tầng 10km và 9/10 ở tầng 20km dưới cùng - Căn cứ vào tài liệu quan trắc từ vệ tinh, khí quyển lan tới độ cao hơn 20 nghìn km với mật độ giảm dần - Bán kính trái đất = 6378,16km (bán kính ở xích đạo) & = 6356,78km (bán kính ở địa cực) 1.1 Đối tượng của khí tượng học (tiếp) Khí tượng học là gì? Đối tượng nghiên cứu? - Là khoa học về khí quyển-vỏ không khí của trái đất - Nghiên cứu các quá trình vật lý đặc trưng cho Trái đất thuộc khoa học vật lý - Các hiện tượng, quá trình khí quyển phát sinh, phát triển do tác động trực tiếp/gián tiếp của năng lượng mặt trời dẫn tới xuất hiện sự chuyển động của không khí và các hiện tượng khác trong khí quyển - Các hiện tượng, quá trình trong khí quyển quan hệ chặt chẽ với quá trình xảy ra trên bề mặt trái đất nghiên cứu cả các quá trình xảy ra ở lớp đất (nước) sát bề mặt: sự thay đổi nhiệt độ bề mặt, tương tác biển-khí, sự truyền nhiệt vào đất/nước Khí tượng học xác định mối quan hệ giữa các hiện tượng với nhau và với các hiện tượng khác trong tự nhiên tìm ra các quy luật chung Các vấn đề chính của Khí tượng học: 1. Thu thập chính xác số liệu thực tế đặc trưng cho khí quyển và các hiện tượng xảy ra. Mô tả chung về số lượng và chất lượng. 2. Phân tích số liệu thực tế, tìm cách giải thích đúng đắn các hiện tư ợng và xác lập quy luật phát triển của chúng. 3. Sử dụng các quy luật tìm được, nghiên cứu các phương pháp chỉ ra sự phát triển của quá trình ở thời đoạn tiếp theo. 4. Sử dụng các quy luật tìm được để sử dụng sức mạnh tự nhiên phục vụ hoạt động thực tiễn của con người. 1.1 Đối tượng của khí tượng học (tiếp) 1.1 Đối tượng của khí tượng học (tiếp) Khí hậu học là gì? - là khoa học về khí hậu - tập hợp các điều kiện khí quyển đặc trư ng cho một nơi nào đó, phụ thuộc hoàn cảnh địa lý của địa phương - Là khoa học địa lý và môi trường - Liên quan chặt chẽ với khí tượng học. Sự hiểu biết các quy luật khí hậu học chỉ có thể dựa trên cơ sở các quá trình khí quyển Khái niệm thời tiết Trạng thái của khí quyển ở gần mặt đất và ở những tầng thấp (môi trư ờng hoạt động của hàng không) gọi là thời tiết Những đặc trưng của thời tiết như: nhiệt độ không khí, khí áp, độ ẩm, lượng mây, giáng thuỷ, gió, . được gọi là những yếu tố khí tượng Mô tả theo các trị số tức thời của các yếu tố khí tượng. Khoảng thời gian từ vài phút đến tối đa là vài giờ Sự biến đổi của thời tiết ở gần mặt đất có ý nghĩa lớn đối với nông nghiệp và các lĩnh vực kinh tế khác của con người Những quá trình khí quyển ở các độ cao khác nhau có liên quan với nhau một cách toàn diện cần nghiên cứu các tầng khí quyển trên cao Trạng thái khí quyển tầng cao là đối tượng của cao không học 1.1 Đối tượng của khí tượng học (tiếp) Khái niệm khí hậu Khí hậu là tập hợp của những điều kiện khí quyển đặc trưng cho mỗi địa phương và phụ thuộc hoàn toàn vào hoàn cảnh địa lí của địa phương. Hoàn cảnh địa lí: vĩ độ, kinh độ, độ cao trên mực biển, đặc điểm của mặt đất, địa hình, lớp phủ thổ nhưỡng, lớp phủ thực vật . ảnh hưởng đến nông nghiệp, giao thông, hoạt động sống của con người Khí hậu là trạng thái dài hạn của thời tiết. Nghiên cứu giống như đối với thời tiết nhưng thời hạn lấy trung bình là nhiều ngày, nhiều tháng, nhiều năm hoặc nhiều thế kỷ. 1.1 Đối tượng của khí tượng học (tiếp) Khái niệm khí hậu (tiếp) Tập hợp những điều kiện khí quyển biến đổi từ năm này qua năm khác, tuy nhiên dao động lân cận giá trị trung bình nhiều năm có đặc tính ổn định Khí hậu là một trong những đặc trưng địa lí tự nhiên của địa phư ơng, một trong những thành phần cảnh quan của địa lí 1.1 Đối tượng của khí tượng học (tiếp) 1.2 Những mối liên quan của khí quyển với mặt trời và mặt đất Quá trình khí quyển chịu ảnh hưởng của vũ trụ ở phía trên và từ mặt đất từ phía dưới. Nguồn năng lượng chủ yếu của các quá trình khí quyển là BXMT. Bức xạ này truyền tới trái đất qua không gian vũ trụ BXMT biến thành nhiệt trong khí quyển và trên mặt đất, thành động năng và các dạng năng lượng khác. Tia mặt trời đốt nóng mặt đất nhiều hơn là đốt nóng không khí, sau đó giữa mặt đất và khí quyển xảy ra quá trình trao đổi nhiệt/trao đổi nước mạnh mẽ Cấu trúc và hình dạng của mặt đất cũng ảnh hưởng đến chuyển động không khí. 1.2 Những mối liên quan của khí quyển với mặt trời và mặt đất (tiếp) Tính chất quang học và trạng thái điện của KQ cũng chịu ảnh hư ởng của mặt đất (hiện tượng đốt nóng, nhiễm bụi) Sự tồn tại của KQ là nhân tố quan trọng đối với những quá trình vật lí xảy ra trên mặt đất (trong thổ nhưỡng) và các lớp trên cùng của vùng chứa nước (chẳng hạn: hiện tượng xói mòn do gió, các dòng biển và sóng biển do gió, sự hình thành và tan đi của lớp tuyết phủ .) Bức xạ cực tím, bức xạ hạt gây nên tác động quang hoá mạnh mẽ nhất trong các tầng cao của KQ Trạng thái của khí quyển tầng cao (lượng ozon, tính ion hoá, độ dẫn điện, .) biến đổi ảnh hưởng đến trạng thái của các tầng khí quyển nằm dưới, tức là ảnh hưởng đến thời tiết và khí hậu [...]... quang học khí quyển: nghiên cứu các hiện tượng quang học xảy ra trong khí quyển - điện khí quyển: nghiên cứu các hiện tượng điện trong khí quyển - vật lý mây và giáng thủy: nghiên cứu các quá trình tạo thành mây, mưa 1.4 Các phương pháp quan trắc, thực nghiệm và xử lý số liệu trong khí tượng và khí hậu học 1.4.1 Quan trắc và thực nghiệm trong khí tượng học Tài liệu về khí quyển, thời tiết và khí hậu thu... trong khí hậu học Để có thể hình dung đầy đủ về khí hậu, tài liệu quan trắc khí tư ợng trong một thời gian dài cần phải lấy trung bình trong thời kỳ nhiều năm Để rút ra các kết luận phải phân tích các kết quả quan trắc bằng phương pháp thống kê những đặc trưng khí hậu học là những kết luận thống kê rút ra từ dãy số liệu 1.4 Các phương pháp quan trắc, thực nghiệm và xử lý số liệu trong khí tượng và khí. .. sau: - khí tượng synôp: nghiên cứu qui luật phát triển của quá trình khí tượng trên không gian địa lý rộng để dự đoán thời tiết - khí tượng động lực: nghiên cứu cơ cấu và tính chất của quá trình khí quyển bằng phương pháp lý thuyết dựa trên các định luật vật lý, cơ chất lỏng, nhiệt động học 1.3 Quan hệ giữa khí tượng học với các khoa học khác (tiếp) - bức xạ học: nghiên cứu bức xạ mặt trời tới khí quyển... nghiệm Mục đích là làm sáng tỏ những mối liên quan nhân quả giữa các hiện tượng Do quá trình khí quyển diễn ra trên quy mô lớn nên phương pháp thực nghiệm ít được sử dụng 1.4 Các phương pháp quan trắc, thực nghiệm và xử lý số liệu trong khí tượng và khí hậu học (tiếp) 1.4.1 Quan trắc và thực nghiệm trong khí tượng học (tiếp) Ví dụ thực nghiệm: tạo mưa từ mây, làm tan sương mù bằng những phương pháp... xây dựng hồ chứa nước, việc tưới nước từng vùng gây biến đổi trạng thái của lớp không khí sát đất 1.4 Các phương pháp quan trắc, thực nghiệm và xử lý số liệu trong khí tượng và khí hậu học (tiếp) 1.4.2 Phương pháp phân tích thống kê và phân tích toán lý Những kết quả quan trắc được phân tích để tìm ra các quá trình khí quyển Phương pháp phân tích thống kê khối lượng tài liệu quan trắc lớn, lấy trung... thực nghiệm và xử lý số liệu trong khí tượng và khí hậu học (tiếp) 1.4.1 Quan trắc và thực nghiệm trong khí tượng học (tiếp) Mạng lưới quan trắc theo quy mô quốc gia và quốc tế Số liệu tại các điểm quan trắc được thông báo trên sóng vô tuyến Thời điểm quan trắc được quy định có tính quốc tế để đảm bảo quan trắc đồng thời Phương pháp thực nghiệm: một số hiện tượng khí tượng được mô hình hóa hay đơn... chiếu các bản đồ synôp lập vào những thời điểm liên tiếp nhau dự báo Điền lên bản đồ những kết quả qui toán thống kê tài liệu quan trắc nhiều năm bản đồ khí hậu học Bản đồ khí hậu biểu diễn phân bố lượng mưa trung bình năm Bản đồ thời tiết tại các mực khí áp ... là những kết luận thống kê rút ra từ dãy số liệu 1.4 Các phương pháp quan trắc, thực nghiệm và xử lý số liệu trong khí tượng và khí hậu học (tiếp) 1.4.3 ứng dụng bản đồ Quá trình khí quyển thường phát triển trong không gian rộng lớn và những điều kiện thời tiết, khí hậu nhất định cũng xảy ra trên qui mô lớn đối chiếu kết quả quan trắc trên các bản đồ địa lí Việc phân tích các kết quả quan trắc được...1.3 Quan hệ giữa khí tượng học với các khoa học khác Liên quan với khoa học địa vật lý: nghiên cứu các tính chất vật lý của trái đất và các quá trình xảy ra trên đó Quan hệ với khoa học địa lý, vật lý, môi trường, thiên văn Theo mức độ tác động của mặt đất, chia thành các chuyên ngành: vật lý lớp khí quyển sát đất, vật lý lớp khí quyển tự do, vật lý khí quyển tầng cao Theo phương... do quan trắc trực tiếp trong điều kiện tự nhiên Quan trắc khí tượng là việc đo và đánh giá một cách định lượng các yếu tố khí tượng: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, gió, mây, tầm nhìn xa, giáng thủy, sương mù, dông Các dụng cụ đo đơn giản như nhiệt kế, ẩm kế, áp kế hay phức tạp như bóng thám không, máy bay, tên lửa, vệ tinh, rađa Các quá trình khí quyển xảy ra trong không gian rộng lớn, tồn tại trong . Đối tượng của khí tượng học (tiếp) 1.1 Đối tượng của khí tượng học (tiếp) Khí hậu học là gì? - là khoa học về khí hậu - tập hợp các điều kiện khí quyển đặc. tượng của khí tượng học (tiếp) Khái niệm khí hậu Khí hậu là tập hợp của những điều kiện khí quyển đặc trưng cho mỗi địa phương và phụ thuộc hoàn toàn vào