Hải dương học đại cương - Chương 5 pps

Dѭӟi góc ÿӝ phát sinh rӕi, ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc phân chia thành ba lӟp: a lӟp xáo trӝn bên trên, nѫi ÿây quá trình ÿә nhào sóng mһt giӳ vai trò chính phát sinh rӕi; b BӅ dày chính cӫa ÿҥi dѭѫn

B ҧng 4.2 Các dүn liӋu vӅ qui mô không gian - thӡi gian cӫa các dҥng rӕi chính

Qui mô không gian (m)

R ӕi Qui mô th ӡi gian

Ngang Th ҷng ÿӭng Qui mô l ӟn T ӯ vài chөc ngày

ÿӃn vài tháng

6 5 10

HiӋn nay nhұn thҩy có mӝt sӕ cѫ chӃ chӫ yӃu phát sinh rӕi trong ÿҥi

dѭѫng

1 Bҩt әn ÿӏnh và ÿә vӥ sóng gió trên mһt ÿҥi dѭѫng, gây nên bӣi tác

ÿӝng ÿӝng lӵc cӫa khí quyӇn Rõ ràng ÿây là cѫ chӃ mҥnh mӁ nhҩt phát sinh

rӕi ӣ lӟp trên cӫa ÿҥi dѭѫng, vì sóng gió diӉn ra khҳp nѫi trong ÿҥi dѭѫng

2 Bҩt әn ÿӏnh graÿien thҷng ÿӭng cӫa tӕc ÿӝ trong các dòng chҧy trôi

do gió tác ÿӝng trӵc tiӃp trên mһt gây nên và bao trùm lӟp trên cӫa ÿҥi

dѭѫng Bҩt әn ÿӏnh ÿӝng lӵc ÿѭӧc qui ÿӏnh bӣi chӍ tiêu Reinolds ,

cr

Re

Re!000

2

Recr |

3 Bҩt әn ÿӏnh cӫa sóng nӝi và sӵ ÿә vӥ cӫa nó - diӉn ra khҳp nѫi và có

lӁ là cѫ chӃ chӫ yӃu phát sinh rӕi quy mô nhӓ bên trong bӅ dày cӫa ÿҥi

dѭѫng

4 Bҩt әn ÿӏnh thӫy ÿӝng lӵc cӫa các dòng chҧy phѭѫng ngang không

dӯng qui mô vӯa, chӫ yӃu do các dao ÿӝng triӅu và quán tính (vӟi qui mô

hàng chөc km) gây nên

5 Bҩt әn ÿӏnh graÿien thҷng ÿӭng cӫa vұn tӕc trong các dòng chҧy ÿҥi

dѭѫng qui mô lӟn phân tҫng ChӍ biӇu lӝ ӣ mӝt sӕ vùng, vì vұy chӫ yӃu

mang tính khu vӵc

6 Ĉӕi lѭu trong các lӟp phân tҫng mұt ÿӝ không әn ÿӏnh gây bӣi sӵ

nguӝi lҥnh mһt ÿҥi dѭѫng trong mùa lҥnh và trongtăng ÿӝ muӕi ӣ lӟp mһt trong thӡi kì bӕc hѫi mҥnh

mӝt sӕ trѭӡng hӧp - do

7 Bҩt әn ÿӏnh graÿien thҷng ÿӭng cӫa vұn tӕc dòng chҧy ӣ lӟp biên sát ÿáy Vai trò cӫa nguӗn phát sinh rӕi này tѭѫng ÿӕi nhӓ, ÿһc biӋt so vӟi lӟptrên cӫa ÿҥi dѭѫng

Dѭӟi góc ÿӝ phát sinh rӕi, ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc phân chia thành ba lӟp: a) lӟp xáo trӝn bên trên, nѫi ÿây quá trình ÿә nhào sóng mһt giӳ vai trò chính phát sinh rӕi; b) BӅ dày chính cӫa ÿҥi dѭѫng, ӣ ÿây sӵ bҩt әn ÿӏnh cӫa sóngnӝi góp phҫn chính; c) Lӟp biên sát ÿáy, trong ÿó phҫn ÿóng góp cho rӕi chӫyӃu tӯ sӵ bҩt әn ÿӏnh cӫa các sóng triӅu và các dòng chҧy ÿҥi dѭѫng

Chѭѫng 5 Trao ÿәi nhiӋt và nѭӟc trong hӋ thӕng ÿҥi

Trên cѫ sӣ nhӳng ÿiӅu vӯa nói có thӇ phân chia nhӳng dҥng (kiӇu)

tѭѫng tác sau ÿây: tѭѫng tác nhiӋt (năng lѭӧng), tѭѫng tác thӫy văn (nѭӟc và

hѫi nѭӟc), ÿӝng lӵc, muӕi và khí Mӛi dҥng tѭѫng tác có nhӳng qui luұt ÿһc

thù cӫa mình, song tҩt cҧ chúng liên quan vӟi nhau và hình thành mӝt hӋ

thӕng thӕng nhҩt các vòng tuҫn hoàn (chu trình) hành tinh: chu trình nhiӋt,

nѭӟc và các tính chҩt khác Các chu trình hành tinh cӫa nhiӋt và nѭӟc ÿһc

biӋt liên hӋ mұt thiӃt vӟi nhau Vҩn ÿӅ là ӣ chӛ sӵ bӕc hѫi không chӍ qui ÿӏnh

lѭӧng nѭӟc tham gia vào chu trình hành tinh, mà còn quyӃt ÿӏnh sӵ chi phí

phҫn chӫ yӃu năng lѭӧng mһt trӡi do mһt Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi hҩp thө ÿѭӧc

Ĉӗng thӡi sӵ tӓa nhiӋt trong khí quyӇn trong khi ngѭng tө ҭm là mӝt nhân tӕ

năng lѭӧng quan trӑng cӫa hoàn lѭu

mӍ hѫn vӅ tӯng dҥng tѭѫng tác

Các quá trình tѭѫng tác cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn có dҧi phә không

gian - thӡi gian liên tөc: tҥi vùng tҫn thҩp cӫa phә này ngѭӡi ta nhұn thҩy có

nhӳng quá trình bao trùm toàn Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi và kéo dài nhiӅu thұp

niên và nhiӅu thӃ kӍ, còn tҥi vùng tҫn cao - nhӳng quá trình chӍ ÿѭӧc ÿo bҵng

phҫn cӫa xăngtimét và tӗn tҥi vài phҫn giây Vì lí do ÿó cҫn phҧi phân loҥi

các quá trình tѭѫng tác ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn theo qui mô không gian -

thӡi gian HiӋn nay,

rӝng rãi nhҩt:

a) Tѭѫng tác qui mô nhӓ (vi mô, ÿӏa phѭѫng);

b) Tѭѫng tác qui mô trung bình (qui

c) Tѭѫng tác qui mô lӟn (toàn cҫu)

Tѭѫng tác qui mô nhӓ bao gӗm nhӳng quá trình vӟi chu kì 10-1 - 103 s

và qui mô không gian 10-2 - 103 m, trong ÿó do tính chҩt bҩt ÿҷng hѭӟng (bҩt

ÿӗng nhҩt) qui mô thҷng ÿӭng ÿһc trѭng bҵng 10-2 - 101 m, còn qui mô

phѭѫng ngang 100 - 103 m Trong tѭѫng tác qui mô nhӓ diӉn ra quá trình trao

ÿәi trӵc tiӃp nhiӋt, nѭӟc, ÿӝng lѭӧng qua biên phân cách ÿҥi dѭѫng - khí

quyӇn và hình thành tính chҩt chuyӇn tiӃp rõ rӋt trong các lӟp biên cӫa hai

môi trѭӡng tѭѫng tác Ngoài ra, nhӡ kӃt quҧ cӫa sӵ tѭѫng tác này hình thành các sóng mһt và sóng nӝi, rӕi và mӝt sӕ quá trình khác làm biӃn ÿәi lӟp biên khí quyӇn sát mһt nѭӟc

Tѭѫng tác qui mô vӯaÿһc trѭng bҵng nhӳng quá trình phát triӇn trong các lӟp biên cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn, chúng có kích thѭӟc phѭѫng ngang

tӯ vài trăm mét ÿӃn hàng trăm kilômét và qui mô thӡi gian tӯ mӝt sӕ giӡ ÿӃnvài tháng Loҥi tѭѫng tác này gӗm các quá trình sóng trong các lӟp biên có nguӗn gӕc triӅu và quán tính, xáo trӝn ÿӕi lѭu và xáo trӝn rӕi, nhӳng dao ÿӝng nhiӋt ÿӝ gây bӣi biӃn thiên ngày ÿêm cӫa bӭc xҥ mһt trӡi (thí dө, hoàn lѭu gió ÿҩt, gió biӇn trong khí quyӇn trên vùng bӡ biӇn)

BiӃn ÿӝng synop nҵm ӣ cұn trên cӫa phә các quá trình qui mô vӯa, nó bao gӗm mӝt dҧi rҩt rӝng các qui mô: tӯ nhӳng chi tiӃt cҩu trúc cӫa các thành tҥo khí quyӇn và các front ÿҥi dѭѫng (104 m) ÿӃn các kích thѭӟc cӫa chính

nhӳng thành tҥo ÿó (106 m) và tӯ thӡi gian kéo dài cӫa các front khí quyӇn(104 s) ÿӃn các chu kì tѭѫng tác cӫa nhӳng thành tҥo áp suҩt hoһc cӫa các kiӇu hoàn lѭu khí quyӇn vӟi ÿҥi dѭѫng Cuӕi cùng, biӃn ÿӝng qui mô vӯacòn là ÿһc trѭng cӫa tҩt cҧ các dòng nhiӋt, ҭm và các tính chҩt khác giӳa ÿҥidѭѫng và khí quyӇn

Tѭѫng tác qui mô lӟn bao gӗm nhӳng quá trình vӟi qui mô không gian tӯ vài nghìn kilômét cho ÿӃn kích thѭӟc cӫa toàn Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi và thӡi gian kéo dài cӥ mùa và tӯ năm này tӟi năm khác Trong ÿҥi dѭѫng, các quá trình tѭѫng tác qui mô lӟn gӗm: nhӳng dao ÿӝng chu kì dài cӫa nhiӋt ÿӝnѭӟc và ÿӝ muӕi, sӵ hình thành nêm nhiӋt chính, biӃn ÿӝng cӫa các dòng chҧy ÿҥi dѭѫng chính, các hiӋn tѭӧng tӵ dao ÿӝng cӫa hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn, sӵ hình thành và biӃn ÿӝng cӫa các cánh ÿӗng băng ӣ các vùng cӵc v.v Sӵ biӃn ÿӝng qui mô lӟn còn ÿһc trѭng cho các dòng nhiӋt, ҭm và các tính chҩt khác, nhӳng dòng này không chӍ có chӏu sӵ biӃn thiên theo mùa

rõ rӋt mà cҧ dao ÿӝng nhiӅu năm

Nhѭ vұy là ÿӕi vӟi tҩt cҧ các dҧi không gian - thӡi gian cӫa sӵ tѭѫngtác, thì sӵ trao ÿәi nhiӋt, ҭm và ÿӝng lѭӧng tӓ ra là mӝt quá trình vұt lý duy nhҩt biӇu lӝ ӣ mӑi tҫn sӕ ĈiӅu này chӭng tӓ rҵng nó có vai trò ÿһc biӋt lӟn

trong sӵ hì

khí quyӇn

nh thành tính chҩt biӃn ÿӝng cӫa quá trình tѭѫng tác ÿҥi dѭѫng và

Sӵ phân hóa không gian cӫa các dòng nhiӋt và ҭm, tӭc sӵ phân bӕ rҩt

không ÿӗng ÿӅu cӫa chúng trên mһt các ÿҥi dѭѫng, có ý nghƭa ÿһc biӋt trong

tѭѫng tác qui mô lӟn Bên cҥnh nhӳng thӫy vӵc rҩt rӝng lӟn, ӣ ÿó trao ÿәi

nhiӋt và ҭm gҫn giӕng vӟi giá trӏ trung bình vƭ tuyӃn, ngѭӡi ta lҥi nhұn thҩy

có nhӳng vùng mà cѭӡng ÿӝ cӫa các quá trình này tӓ ra mҥnh mӁ hѫn nhiӅu

Nhӳng vùng nhѭ vұy ÿѭӧc V.V Timonov gӑi là các ә tѭѫng tác cӫa ÿҥi

dѭѫng và khí quyӇn VӅ sau này G.I Marchuk ÿӏnh nghƭa chúng là các ÿӟi

tích cӵc năng lѭӧng cӫa ÿҥi dѭѫng và hình thành quan niӋm ÿӟi tích cӵc

năng lѭӧng ÿҥi dѭѫng, theo quan niӋm này các ÿӟi tích cӵc năng lѭӧng ÿóng

vai trò then chӕt trong tѭѫng tác qui mô lӟn và, nhѭ mӝt hӋ quҧ, trong vҩn ÿӅ

dӵ báo thӡi tiӃt dài hҥn và nhӳng dao ÿӝng khí hұu chu kì ngҳn

Ĉѭѫng nhiên, trong nghiên cӭu các quá trình tѭѫng tác ÿҥi dѭѫng và

khí quyӇn, thì câu hӓi khí quyӇn tác ÿӝng tӟi ÿҥi dѭѫng và ngѭӧc lҥi ÿҥi

dѭѫng ҧnh hѭӣng tӟi khí quyӇn nhѭ thӃ nào là mӝt câu hӓi quan trӑng Sӵ

tác ÿӝng cӫa khí quyӇn biӇu lӝ chӫ yӃu dѭӟi dҥng ÿӝng lӵc (cѫ hӑc), tӭc ӣ

hình thӭc truyӅn xung lѭӧng cho ÿҥi dѭѫng, và mӝt phҫn ӣ hình thӭc các

dòng nhiӋt và chҩt (giáng thӫy, ngѭng tө trong lӟp sát mһt nѭӟc) Vì vұy,

chuyӇn ÿӝng trong ÿҥi dѭѫng, trӯ mӝt ít ngoҥi lӋ, có thӇ xem là kӃt quҧ

tѭѫng tác ÿӝng lӵc cӫa khí quyӇn Nhӳng chuyӇn ÿӝng ÿó gӗm: sóng gió, rӕi

ӣ các lӟp trên và bên trong ÿҥi dѭѫng, các dòng chҧy trôi

Dòng năng lѭӧng tӯ khí quyӇn cҩp cho các chuyӇn ÿӝng ÿҥi dѭѫng diӉn

ra trong các qui mô khác nhau Ӣ ÿây R.V Ozmiÿov phân chia ra ba dҧi

chính trong ÿó xung lѭӧng cӫa khí quyӇn ÿѭӧc truyӅn cho ÿҥi dѭѫng: sóng

gió (101 m), dao ÿӝng quán tính (104 m), xoáy synop (106 m)

Còn vӅ ҧnh hѭӣng ngѭӧc lҥi cӫa ÿҥi dѭѫng lên khí quyӇn, trѭӟc hӃt ÿó

là tác ÿӝng nhiӋt và sau ÿó mӝt phҫn là tác ÿӝng cѫ hӑc Vì nhiӋt dung nѭӟc

lӟn hѫn nhiӅu so vӟi nhiӋt dung không khí, ÿҥi dѭѫng tích lNJy bӭc xҥ mһt

trӡi sóng ngҳn chӫ yӃu ӣ lӟp dày khoҧng chөc mét bên trên, và cNJng chӫ yӃu

ӣ vùng vƭ ÿӝ thҩp Phҫn lӟn lѭӧng nhiӋt này ÿѭӧc hӋ thӕng dòng chҧy kinh

hѭӟng vұn chuyӇn lên các vƭ ÿӝ trung bình và vƭ ÿӝ cao và ӣ ÿó ÿҥi dѭѫng truyӅn nhiӋt cho khí quyӇn Nhìn chung gҫn 60 % toàn bӝ nhiӋt năng ÿҥidѭѫng cҩp cho khí quyӇn thông qua bӕc hѫi Phҫn còn lҥi thông qua sӵ phát

xҥ hiӋu dөng và trao ÿәi nhiӋt rӕi

Do tính Ǥ cӫa các quá trình thӫy văn, sӵ tác ÿӝng cӫa ÿҥi dѭѫng lên khíquyӇn biӇu lӝ chӫ yӃu thành nhӳng dӏ thѭӡng thӡi tiӃt dài hҥn cNJng nhѭ ӣ sӵhình thành và biӃn ÿәi khí hұu hành tinh VӅ ҧnh hѭӣng quyӃt ÿӏnh cӫa ÿҥidѭѫng tӟi sӵ hình thành khí hұu ÿã ÿѭӧc biӃt tӯ lâu Mӝt thí dө ÿiӇn hình là nhӳng tính chҩt cӫa khí hұu ÿҥi dѭѫng, so vӟi khí hұu lөc ÿӏa khí hұu ÿҥidѭѫng có biên ÿӝ ngày và biên ÿӝ năm cӫa nhiӋt ÿӝ không khí nhӓ, ÿӝ ҭmcao, nhiӅu mây và lѭӧng mѭa tăng Còn vӅ vai trò cӫa ÿҥi dѭѫng trong sӵbiӃn ÿӝng cӫa khí hұu hành tinh thì chúng ta biӃt ít hѫn nhiӅu Rҩt nhiӅunghiên cӭu theo hѭӟng lí thuyӃt và thӵc nghiӋm hiӋn nay chính là nhҵm vào hѭӟng này

5.2 Sѫ ÿӗ trao ÿәi nhiӋt trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn

HӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn là mӝt bӝ phұn hӧp thành và có lӁ là bӝphұn hӧp thành quan trӑng nhҩt cӫa hӋ thӕng khí hұu HӋ thӕng khí hұu là tұp hӧp các quyӇn cӫa hành tinh - khí quyӇn, ÿҥi dѭѫng quyӇn, thҥch quyӇn,băng quyӇn và sinh quyӇn- tѭѫng tác qua lҥi và trao ÿәi vұt chҩt và năng lѭӧng vӟi nhau

Ĉҫu tiên ta xét nhӳng ÿһc ÿiӇm hình thành quá trình trao ÿәi nhiӋt toàn cҫu (lҩy trung bình ÿӕi vӟi Trái Ĉҩt nói chung) trong hӋ thӕng khí hұu Xét theo nghƭa nhiӋt ÿӝng lӵc thì hӋ thӕng khí hұu là hӋ thӕng mӣ, vì nó liên tөctraoÿәi nhiӋt vӟi không gian vNJ trө

Tҥi biên trên cӫa khí quyӇn, thѭӡng qui ѭӟc ÿó là ÿӝ cao H |30km,

có mӝt dòng bӭc xҥ mһt trӡi sóng ngҳn bҵng 1368 W/m2ÿi tӟi và ÿҥi lѭӧng này ÿѭӧc gӑi là hҵng sӕ mһt trӡi Ta chҩp nhұn ÿҥi lѭӧng này làm 100 % và

sӁ ѭӟc lѭӧng tҩt cҧ các dòng nhiӋt trong hӋ thӕng khí hұu thành các bӝ phұn

cӫa hҵng sӕ mһt trӡi (hình 5.1) Tӯ hình này thҩy rҵng, albeÿô cӫa hӋ thӕng

TráiĈҩt - khí quyӇn bҵng 28 %, ÿây chính là lѭӧng phát xҥ sóng ngҳn ÿѭӧc

phҧn xҥ trӣ lҥi khoҧng không vNJ trө (do mây - 19 %, tán xҥ phân tӱ và zôn

khí - 6 %, phát xҥ tӯ mһt ÿӋm - 3 %) Mӝt phҫn bӭc xҥ mһt trӡi ÿi xuӕng (25

%) ÿѭӧc hҩp thө trong khí quyӇn, trong ÿó ôzôn tҫng bình lѭu hҩp thө 3 %,

hѫi nѭӟc và các tҥp chҩt - 17 %, mây - 3 % Phҫn còn lҥi (47 %) ÿѭӧc hҩp

thө bӣi các lӟp mһt cӫa Trái Ĉҩt, trong ÿó hҫu nhѭ chӫ yӃu là Ĉҥi dѭѫng ThӃ

giӟi hҩp thө dѭӟi dҥng các dòng trӵc xҥ và tán xҥ Chính là ӣ ÿây có sӵ khác

biӋt căn bҧn giӳa các lӟp mһt cӫa ÿҥi dѭѫng và cӫa lөc ÿӏa, vì nhiӋt dung cӫa

ÿҥi dѭѫng nhiӅu lҫn cao hѫn so vӟi cӫa lөc ÿӏa

Tҩt cҧ nhӳng dòng nhiӋt ÿã xét ӣ trên tұp trung trong phҫn phә sóng

ngҳn (nhìn thҩy) Trong hӋ thӕng khí hұu cNJng cҫn tính ÿӃn cҧ các dòng bӭc

xҥ sóng dài do ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn tӵ phát xҥ Dòng phát xҥ sóng dài tӯ

mһt ÿӋm trӵc tiӃp vào khoҧng không vNJ trө bҵng 5 %, còn vào khí quyӇn -

110 %, trong ÿó phҫn áp ÿҧo (105 %) bӏ hҩp thө bӣi hѫi nѭӟc, khí cacbonic,

mây và các tҥp chҩt khác Ĉӗng thӡi khí quyӇn cNJng phát xҥ cҧ vào vNJ trө

(67 %) và xuӕng mһt ÿҩt (96 %) Tӯ ÿây thҩy rҵng dòng bӭc xҥ sóng dài

tәng cӝng vào khoҧng không vNJ trө bҵng 72 %, còn tҥi biên phân cách cӫa hӋ

thӕng Trái Ĉҩt - khí quyӇn nó bҵng 14 % và hѭӟng lên trên

Nhѭ vұy, dӉ dàng thҩy rҵng tҥi biên trên cӫa khí quyӇn quan sát thҩy sӵ

cân bҵng: tәng các dòng bӭc xҥ ÿi tӟi và ÿi khӓi bҵng không và do ÿó, hӋ

thӕng khí hұu nҵm trong trҥng thái cân bҵng nhiӋt Dƭ nhiên, ranh giӟi phân

cách giӳa khí quyӇn và mһt ÿӋm cNJng phҧi nҵm trong trҥng thái cân bҵng

nhiӋt Nhѭng muӕn vұy cҫn phҧi sao cho tӯ mһt ÿӋm có 33 % nhiӋt năng

ÿѭӧc truyӅn vào khí quyӇn dѭӟi dҥng các dòng nhiӋt và hѫi nѭӟc do rӕi

Ĉһc ÿiӇm quan trӑng nhҩt cӫa sѫ ÿӗ trao ÿәi nhiӋt toàn cҫu ÿã xét ӣ trên

là tҩt cҧ các dòng năng lѭӧng chӍ có hѭӟng thҷng ÿӭng: mӝt sӕ dòng hѭӟng

xuӕng dѭӟi, mӝt sӕ dòng khác hѭӟng lên trên Vì vұy khi chuyӇn tӯ qui mô

lҩy trung bình toàn cҫu sang qui mô ÿӏa phѭѫng thì sѫ ÿӗ trao ÿәi nhiӋt sӁ

phӭc tҥp hѫn rҩt nhiӅu

Hình 5.1 Sѫ ÿӗ cân bҵng nhiӋt năm trung bình cӫa hӋ thӕng khí hұu Trái Ĉҩt

Bây giӡ trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn ta tách ra mӝt thӇ tích tùy

ý (hình 5.2) giӟi hҥn phía dѭӟi bӣi ÿáy ÿҥi dѭѫng, phía trên bӣi ranh giӟitrên cӫa khí quyӇn Ký hiӋu dòng bӭc xҥ sóng ngҳn ÿi tӟi ranh giӟi trên cӫakhí quyӇn là , dòng phҧn xҥ là , còn phát xҥ sóng dài thoát vào khoҧng không vNJ trө là Khi ÿó, dòng bӭc xҥ kӃt quҧ bҵng

Tѭѫng tӵ nhѭ vұy, có thӇ biӇu diӉn các dòng bӭc xҥ tҥi mһt ÿҥi dѭѫng: dòng bӭc xҥ sóng ngҳn ÿi tӯ trên xuӕng tӟi mһt ÿҥi dѭѫng, dòng phҧn xҥ tӯ mһt ÿҥi dѭѫng,

Do hiӋu nhiӋt ÿӝ giӳa các lӟp nѭӟc và không khí tiӃp xúc, khi có gió sӁ

xuҩt hiӋn mӝt dòng nhiӋt tiӃp xúc (dòng hiӇn nhiӋt), ÿһc trѭng cho trao ÿәi

nhiӋt rӕi ĭ NӃu nhiӋt ÿӝ nѭӟc cao hѫn nhiӋt ÿӝ không khí ('T !0), thì

dòng nhiӋt hѭӟng lên khí quyӇn, trѭӡng hӧp ngѭӧc lҥi - hѭӟng xuӕng ÿҥi

dѭѫng

Hình 5.2 Sѫ ÿӗ trao ÿәi nhiӋt ÿӕi vӟi mӝt thӇ tích bҩt kì trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn

Ngoài ra, do chênh lӋch ÿӝ ҭm giӳa mһt ÿҥi dѭѫng và lӟp khí quyӇn sát

mһt nѭӟc, sӁ xuҩt hiӋn mӝt dòng ҭn nhiӋt liên quan tӟi sӵ chuyӇn pha ҭm ӣ

mһt ÿҥi dѭѫng Trong trѭӡng hӧp chênh lӋch ÿӝ ҭm dѭѫng ('q!0) dòng ҭn

nhiӋt sӁ hѭӟng lên khí quyӇn và ÿѭӧc gӑi là mҩt nhiӋt cho bӕc hѫi LE NӃu

chênh lӋch ÿӝ ҭm âm ('q0) sӁ xҧy ra ngѭng tө hѫi nѭӟc tӯ không khí và

dòng ҭm sӁ hѭӟng xuӕng mһt ÿҥi dѭѫng Thí dө ÿiӇn hình vӅ sӵ ngѭng tө là

sѭѫng mù Tuy nhiên, hiӋu ӭng này mang ÿһc ÿiӇm ÿӏa phѭѫng NӃu ÿem

chia LE cho nhiӋt lѭӧng hóa hѫi L, ta nhұn ÿѭӧc giá trӏ cӫa lѭӧng bӕc hѫi

NӃu thӇ tích ÿѭӧc tách ra nҵm ӣ các vùng cӵc, thì tҥi mһt ÿҥi dѭѫng có

thӇ xҧy ra sӵ chuyӇn pha nѭӟc thành băng và ngѭӧc lҥi Lѭӧng nhiӋt tӓa ra

khi tҥo băng (khi tan băng cùng mӝt lѭӧng nhiӋt này bӏ hҩp thө) bҵng

M

L c , trong ÿó  nhiӋt lѭӧng tinh thӇ hóa,

b

ÿѭӧc tҥo thành hay bӏ tan

Vì tәng ÿҥi sӕ các dòng nhiӋt qua mһt ÿҥi dѭѫng thѭӡng không bҵng

không, nên phҧi tӗn tҥi mӝt dòng nhiӋt thҷng ÿӭng B giӳa mһt ÿҥi dѭѫng và

các lӟp sâu hѫn cӫa nó Trong ÿó nӃu lӟp mһt ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc sѭӣi ҩm, thì

dòng nhiӋt hѭӟng xuӕng sâu và ngѭӧc lҥi

Cuӕi cùng, tӯ bên trong Trái Ĉҩt luôn có mӝt dòng nhiӋt (ÿӏa nhiӋt) D

ÿi qua ÿáy vào ÿҥi dѭѫng Tҩt cҧ nhӳng dòng này có hѭӟng thҷng ÿӭng Tuy nhiên ÿӗng thӡi vӟi chúng còn quan sát thҩy nhӳng dòng năng lѭӧng theo phѭѫng ngang Thí dө, trong khí quyӇn có sӵ vұn chuyӇn nhiӋt qua các mһtbên bӣi hoàn lѭu khí quyӇn trung bình (dòng nhiӋt bình lѭu) và bӣi quá trình xáo trӝn cuӝn xoáy (dòng nhiӋt rӕi)

Cѫ chӃ trao ÿәi nhiӋt qua các mһt bên tѭѫng tӵ nhѭ vұy cNJng diӉn ra trong ÿҥi dѭѫng Ĉó là sӵ vұn chuyӇn (bình lѭu) nhiӋt bӣi các dòng chҧy và

sӵ trao ÿәi nhiӋt rӕi trong phѭѫng ngang

Sӵ tѭѫng tác cӫa các dòng nhiӋt theo phѭѫng ngang và phѭѫng thҷng ÿӭng dүn tӟi nhӳng biӃn ÿәi theo thӡi gian cӫa enthalpy (trӳ lѭӧng nhiӋt) cӫakhí quyӇn và ÿҥi dѭѫng, ngoài ra nhӳng biӃn ÿәi này ÿѭӧc xem là dѭѫng khi khí quyӇn và ÿҥi dѭѫng nóng lên và âm khi khí quyӇn và ÿҥi dѭѫng bӏ lҥnhÿi

Dƭ nhiên, trong sӕ nhӳng dòng nhiӋt ÿã liӋt kê không phҧi tҩt cҧ có cùng ý nghƭa nhѭ nhau Thí dө, thѭӡng ngѭӡi ta bӓ qua dòng qua ÿáy ÿҥidѭѫng Nhӳng quá trình tӓa và thu nhiӋt trong hoҥt ÿӝng sinh hóa, sӵ tiêu tán

cѫ năng cӫa các dòng chҧy thành nhiӋt và mӝt sӕ quá trình khác thѭӡng có tính chҩt ÿӏa phѭѫng, vì thông thѭӡng giá trӏ cӫa các dòng này nҵm trong phҥm vi sai sӕ phép ÿo hoһc tính toán các thành phҫn chính cӫa cân bҵng nhiӋt

5.3 Cân b ҵng bӭc xҥ cӫa ÿҥi dѭѫng

5.3.1 Phѭѫng trình cân bҵ pháp ng bӭc xҥ và nhӳng phѭѫng ѭӟc lѭӧng các thành phҫn cӫa nó

Bӭc xҥ mһt trӡi - thӵc tӃ là nguӗn năng lѭӧng duy nhҩt ÿӕi vӟi phҫnlӟn các quá trình xҧy ra trong khí quyӇn, thӫy quyӇn và ӣ các lӟp trên cӫa

thҥch quyӇn Nѭӟc Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi tích lNJy mӝt lѭӧng nhiӋt lӟn nhӡ hҩp

thө bӭc xҥ mһt rӡi Sau ÿó nó cҩp nhiӋt cho khí quyӇn dѭӟi dҥng phát xҥ

sóng dài, các dòng nhiӋt hiӋn và nhiӋt ҭn và bҵng cách ÿó nó ÿiӅu chӍnh sӵ

hình thành khí hұu cӫa hành tinh

Cân bҵng bӭc xҥ cӫa ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc hiӇu là tәng tҩt cҧ các dòng

nhiӋt dҥng tia do ÿҥi dѭѫng hҩp thө và phát xҥ Vì vұy phѭѫng trình cân

bҵng bӭc xҥ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng có thӇ viӃt dѭӟi dҥng nhѭ sau:

0 0

R D  , (5.1) trong ÿó Q0 

R cân bҵng bӭc xҥ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng, hay nói ÿúng hѫn, dòng

bӭc xҥ kӃt quҧ tӟi mһt ÿҥi dѭѫng

Ĉһc ÿiӇm quan trӑng cӫa phѭѫng trình (5.1) là ӣ chӛ nó chӭa nhӳng sӕ

hҥng mô tҧ các dòng bӭc xҥ ӣ nhӳng phҫn phә khác nhau Trong ÿó sӵ hҩp

thө bӭc xҥ diӉn ra ӣ phҫn phә sóng ngҳn, còn phát xҥ thì ӣ phҫn phә sóng dài

(hӗng ngoҥi)

Nhӳng dòng bӭc xҥ có thӇ ÿo ÿѭӧc nhӡ các loҥi cҧm biӃn trҳc xҥ ÿһt

trên boong tҫu nghiên cӭu khoa hӑc Ĉӝ chính xác phép ÿo các thành phҫn

cӫa phѭѫng trình (5.1) không nhѭ nhau Thí dө, ngѭӡi ta ÿo trӵc xҥ vӟi sai

sӕ không lӟn hѫn 2-3 % trong mӑi thӡi tiӃt nӃu thӓa mãn ÿiӅu kiӋn Mһt Trӡi

không bӏ mây che khuҩt Sai sӕ phép ÿo bӭc xҥ phҧn xҥ lӟn hѫn nhiӅu và

bҵng 10-25% Tuy nhiên nӃu lѭu ý rҵng giá trӏ cӫa bӭc xҥ phҧn xҥ nhӓ hѫn

nhiӅu so vӟi trӵc xҥ, thì sai sӕ phép ÿo tәng xҥ bҵng khoҧng 5 %

Sai sӕ ÿo cân bҵng bӭc xҥ sóng dài vào các giӡ ban ÿêm trên tҫu

thѭӡng không quá 15 %

Chҩt lѭӧng ÿo cân bҵng bӭc xҥ bҵng các máy cân bҵng kӃ thì kém hѫn

nhiӅu KӃt quҧ so sánh các loҥi máy cân bҵng kӃ trên thӃ giӟi ÿã xác lұp

ÿѭӧc rҵng sӕ ÿo cӫa các dөng cө này có thӇ khác biӋt nhau tӟi vài chөc phҫn

trăm, ÿһc biӋt vào ban ngày và hiӋn nay không có mӝt máy cân bҵng kӃ tiêu

chuҭn, mà thiӃu cái ÿó thì không thӇ chuҭn hóa và nâng cao ÿӝ chính xác quan trҳc

Phҧi lѭu ý rҵng nhӳng quan trҳc ÿѭӧc thӵc hiӋn trên mӝt sӕ không nhiӅu các tҫu thӡi tiӃt và trong nhӳng chuyӃn khҧo sát chuyên không ÿӏnh kì không cho phép có ÿѭӧc quan niӋm toàn vҽn vӅ các thành phҫn cân bҵng bӭc

xҥ và biӃn thiên cӫa chúng trên nhӳng không gian ÿҥi dѭѫng rӝng lӟn

Rõ ràng giҧi quyӃt vҩn ÿӅ xác ÿӏnh các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ cho cácÿҥi dѭѫng chӍ có thӇ dӵa trên quan trҳc vӋ tinh Tuy nhiên, tӯ các vӋ tinh các dòng bӭc xҥ chӍ ÿo ÿѭӧc vӟi ÿӝ chính xác cao tҥi ranh giӟi trên cӫa khí quyӇn ĈӇ ѭӟc lѭӧng các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ mһt ÿҥi dѭѫng thѭӡng dùng nhӳng mӕi phө thuӝc thӵc nghiӋm liên hӋ giӳa các dòng bӭc xҥ tҥi mһtranh giӟi trên cӫa khí quyӇn và mһt ÿҥi dѭѫng Ĉѭѫng nhiên, nhӳng giá trӏcân bҵng bӭc xҥ nhұn ÿѭӧc nhѭ vұy sӁ có sai sӕ lӟn so vӟi nhӳng ѭӟc lѭӧng

tѭѫng tӵ tҥi biên trên cӫa khí quyӇn

Vì vұy, cho ÿӃn ngày nay vүn sӱ dөng rӝng rãi nhӳng phѭѫng pháp tính toán ѭӟc lѭӧng các thành phҫn cân bҵng nhiӋt, trong ÿó ÿӝ chính xác ÿѭӧcnâng cao hѫn bҵng cách tăng thӡi kì lҩy trung bình cӫa các dӳ liӋu xuҩt phát Bây giӡ ta xét các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ Nhѭ ÿã nói ӣ trên, bӭc

xҥ tәng cӝng là tәng cӫa trӵc xҥ và tán xҥ ViӋc kӃt hӧp chúng thành mӝtdòng chung là do trong các tính toán năng lѭӧng thì hiӋu ӭng kӃt quҧ cӫa các dòng ÿó là quan trӑng

Sӵ nhұp bӭc xҥ mһt trӡi vào mһt ÿҥi dѭѫng bӏ ÿiӅu tiӃt bӣi mây Khi không có mây (n 0) bӭc xҥ mһt trӡi tәng cӝng trong ÿiӅu kiӋn bҫu trӡikhông mây, gӑi là bӭc xҥ có thӇ có, bҵng Ĉӝ lӟn cӫa ÿѭӧc xác ÿӏnh phө thuӝc vào ÿӝ cao Mһt Trӡi biӇu diӉn bҵng nhӳng khoҧng giá trӏ cӫa

hӋ sӕ trong suӕt ÿһc trѭng cho mӭc ÿӝ ÿөc zôn khí cӫa khí quyӇn Vӟi khí quyӇn “trong suӕt” hӋ sӕ này ÿѭӧc xem là bҵng mӝt ÿѫn vӏ

m

Trong trѭӡng hӧp tәng quát chҩp nhұn rҵng

)(

0

n f Q

Q m

(5.2)

Tӗn tҥi rҩt nhiӅu công thӭc do các tác giҧ ÿӅ xuҩt và liên hӋ tӍ sӕ

vӟi cҩp lѭӧng mây Thí dө, công thӭc sau ÿây thѭӡng hay ÿѭӧc sӱ

1 b n b n Q

Q m



 , (5.3) trong ÿó và là nhӳng hӋ sӕ thӵc nghiӋm Nhұn thҩy rҵng trong nhӳng

mӕi phө thuӝc phӭc tҥp hѫn ngѭӡi ta có thӇ tính tӟi ÿһc ÿiӇm nhiӅu tҫng cӫa

mây

1

Còn vӅ albeÿô, vҩn ÿӅ này ÿã xét ӣ chѭѫng 3, vì vұy ӣ ÿây chӍ nhҳc lҥi

rҵng albeÿô phө thuӝc vào mӝt loҥt nhӳng nhân tӕ khí tѭӧng thӫy văn: lѭӧng

mây, sóng gió v.v Tuy nhiên, trong nhӳng tính toán sӕ thѭӡng sӱ dөng các

giá trӏ ѭӟc lѭӧng khí hұu cӫa albeÿô (xem bҧng 3.2) Ĉҥi lѭӧng Q0(1D)

biӇu diӉn lѭӧng bӭc xҥ thâm nhұp vào bên trong ÿҥi dѭѫng và ÿѭӧc gӑi là

bͱc x̩ h̭p thͭ Nhӳng dӳ liӋu quan trҳc cho thҩy thӵc tӃ tҩt cҧ bӭc xҥ ÿѭӧc

hҩp thө ӣ mӝt lӟp nѭӟc dày khoҧng chөc mét bên trên

Bӭc xҥ hiӋu dөng là hiӋu giӳa phát xҥ sóng dài cӫa bҧn thân ÿҥi dѭѫng

( ) xác ÿӏnh theo nhiӋt ÿӝ mһt nѭӟc và phát xҥ ngѭӧc lҥi cӫa khí quyӇn

( ) phө thuӝc vào phân bӕ thҷng ÿӭng cӫa nhiӋt ÿӝ, ÿӝ ҭm không khí và

Trong trѭӡng hӧp tәng quát, phát xҥ hiӋu dөng là mӝt hiӋu sӕ nhӓ cӫa

hai ÿҥi lѭӧng lӟn và Vì vұy vӟi nhӳng thӡi ÿoҥn lҩy trung bình

ngҳn sӁ xuҩt hiӋn nhӳng sai sӕ lӟn so sánh ÿѭӧc vӟi chính ÿҥi lѭӧng và

chӍ vӟi nhӳng thӡi ÿoҥn lҩy trung bình lӟn thì ÿӝ chính xác cӫa ѭӟc lѭӧng

phát xҥ hiӋu dөng mӟi có thӇ trӣ nên tѭѫng ÿӕi cao

n 0

0

I

Cho rҵng ÿҥi dѭѫng phát xҥ nhѭ mӝt vұt xám, tӭc sӵ phát xҥ cӫa nó tҥi

tҩt cҧ các vùng phә khác vӟi phát xҥ cӫa vұt ÿen tuyӋt ÿӕi bӣi cùng mӝt nhân

tӱG, tӭc

4 0

I n GV , (5.4)

trong ÿó V  hҵng sӕ Stephan-Bolzman, T0  nhiӋt ÿӝ cӫa mһt ÿҥi dѭѫngtính bҵng ÿӝ K Vӟi mһt ÿҥi dѭѫng bҵng phҷng chҩp nhұn G 0,983 Khi xuҩt hiӋn sóng biӇn khҧ năng phát xҥ cӫa ÿҥi dѭѫng giҧm Vì vұy, vӟi nhӳng ÿiӅu kiӋn sóng trung bình (4-5 cҩp) ngѭӡi ta cho rҵng G 0,91 Giá trӏ G

này thѭӡng ÿѭӧc dùng trong các tính toán sӕ

ViӋc ѭӟc lѭӧng phát xҥ ngѭӧc lҥi cӫa khí quyӇn phӭc tҥp hѫn, nó phөthuӝc vào nhiӅu nhân tӕ Vì vұy trong nhӳng trѭӡng hӧp không cҫn thiӃt tính riêng các ÿҥi lѭӧng và , ngѭӡi ta sӱ dөng nhӳng công thӭc tích phân

ÿӇ ѭӟc lѭӧng phát xҥ hiӋu dөng Vӟi tѭ cách là thí dө, chúng tôi dүn công

thӭc thӵc nghiӋm do Andersen nhұn ÿѭӧc:

n 0

˜10 0,26 0,025 exp( 0,0584 )55

Phҫn ÿóng góp chính tҥo nên cân bҵng bӭc xҥ là bӭc xҥ tәng cӝng ĈiӅu này cho phép trong các tính toán gҫn ÿúng xác ÿӏnh nhӳng giá trӏlҩy trung bình trong mӝt thӡi khoҧng ÿӫ dài nhѭ là



a

P M

22,

1 n n

Do ÿó, khi không mây P 1, còn khi n 1 P 0,47, tӭc giá trӏ P

biӃn thiên gҫn hai lҫn

5.3.2 Phân bӕ các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ trên ÿҥi dѭѫng

Trên hình 5.3 dүn phân bӕ nhӳng giá trӏ năm trung bình cӫa bӭc xҥ

tәng cӝng trên mһt các ÿҥi dѭѫng ĈӇ chuyӇn chúng tӯ cal/(cm2.ngày) vӅ

ÿѫn vӏ SI (MJ/(m2.ngày) phҧi chia cho 23,885

Nhѭ ÿã thҩy tӯ hình 5.3, nhӳng giá trӏ cӵc ÿҥi cӫa tәng xҥ luôn luôn

nhұn thҩy ӣ các vƭ ÿӝ gҫn xích ÿҥo Cӵc ÿҥi tuyӋt ÿӕi lӟn hѫn 550

cal/(cm2.ngày) thҩy ӣ trung phҫn Thái Bình Dѭѫng gҫn quҫn ÿҧo Marquiz

Trên hѭӟng tӯ các vƭ ÿӝ xích ÿҥo vӅ cӵc tәng xҥ giҧm hѫn ba lҫn và ӣ các

cӵc bҵng 150 cal/(cm2.ngày)

Qui luұt phân bӕ quan trӑng nhҩt cӫa tәng xҥ là sӵ biӃn thiên cӫa nó

biӇu lӝ chӫ yӃu trên hѭӟng kinh tuyӃn, trong khi biӃn thiên dӑc vòng tròn vƭ

ÿӝ không ÿáng kӇ ĈiӅu này có nghƭa rҵng sӵ phân bӕ tәng xҥ mang ÿһc

ÿiӇm ÿӟi Thұt vұy, phө thuӝc giӳa các giá trӏ trung bình ÿӟi cӫa tәng xҥ và

vƭ ÿӝ là phө thuӝc tuyӃn tính và ÿһc trѭng bҵng hӋ sӕ tѭѫng quan bҵng 0,95

Có mӝt vài biӇu lӝ vi phҥm tính ÿӏa ÿӟi ÿѭӧc nhұn thҩy ӣ các vƭ ÿӝ thҩp

400cal/(cm2.ngày)) và ӣ các vùng phía ÿông ÿӟi chí tuyӃn cӫa các ÿҥi

dѭѫng Trong trѭӡng hӧp thӭ nhҩt sӵ vi phҥm tính ÿӏa ÿӟi liên quan tӟi vӏ trí

cӫa dҧi hӝi tө nӝi nhiӋt ÿӟi ÿһc trѭng bӣi sӵ tӗn tҥi các lӟp mây dày Trѭӡng

hӧp thӭ hai liên quan tӟi ҧnh hѭӣng cӫa các ÿӟi nghӏch nhiӋt tín phong và

nhӳng hҧi lѭu lҥnh

0 |

Q

Phân bӕ các giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ trung bình năm thӇ hiӋn trên hình

5.4 Tҥi các vƭ ÿӝ thҩp dòng kӃt quҧ cӫa năng lѭӧng bӭc xҥ ÿҥt tӟi 400-440

cal/(cm2.ngày), hѫn nӳa nhӳng giá trӏ cӵc ÿҥi tұp trung ӣ các vùng phía tây

cӫa Ĉҥi Tây Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ Dѭѫng và phҫn trung tâm cӫa Thái Bình

Dѭѫng Phân bӕ các giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ thӵc tӃ ÿӗng nhҩt vӟi phân bӕ

các giá trӏ bӭc xҥ tәng cӝng Ĉó là vì biӃn ÿәi không gian cӫa phát xҥ hiӋu

dөng và bӭc xҥ phҧn xҥ nhӓ so vӟi biӃn ÿәi không gian cӫa tәng xҥ Tӯ ÿây

tҩt cҧ nhӳng qui luұt trong phân bӕ cӫa Q0 cNJng là ÿһc trѭng cӫa R0

Nhӳng khác biӋt lӟn trong phân bӕ bӭc xҥ mһt trӡi giӳa xích ÿҥo và các

vƭ ÿӝ cӵc là nhân tӕ chính qui ÿӏnh nhӳng ÿһc ÿiӇm quan trӑng nhҩt cӫa ÿiӅukiӋn khí tѭӧng thӫy văn hành tinh Chính là graÿien xích ÿҥo - cӵc quyӃtÿӏnh sӵ tӗn tҥi cӫa vùng vұn chuyӇn ÿӟi ngӵ trӏ trong khí quyӇn Trái Ĉҩt.Mӝt nhân tӕ quan trӑng khác - sӵ biӃn ÿӝng trong năm gây bӣi biӃntrình mùa cӫa dòng bӭc xҥ tӟi mһt ÿҥi dѭѫng và lөc ÿӏa Tҥi nhӳng vùng không có biӃn ÿӝng trong năm (chӫ yӃu là các vƭ ÿӝ thҩp) thì cNJng không có biӃn trình năm cӫa các quá trình và hiӋn tѭӧng khí tѭӧng thӫy văn

Trong bҧng 5.1 dүn các giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ trung bình vƭ ÿӝ trên

mһt ÿҥi dѭѫng và lөc ÿӏa DӉ thҩy rҵng ÿҥi dѭѫng hҩp thө năng lѭӧng tia mҥnh hѫn nhiӅu so vӟi các lөc ÿӏa, ngoài ra, sӵ khác biӋt lӟn nhҩt quan sát thҩy ӣ các vƭ ÿӝ nhiӋt ÿӟi

Bҧng 5.1 Phân bӕ giá trӏ trung bình vƭ ÿӝ cӫa tәng xҥ và cân bҵng bӭc xҥ trên

mһt ÿҥi dѭѫng và lөc ÿӏa, Kcal/(cm2.năm) (theo M.I Buÿѭkô và nnk.)

Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi Lөc ÿӏa Ĉӟi vƭ ÿӝ

Theo sӕ liӋu ӣ bҧng 5.1, giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ trung bình toàn cҫu (lҩy

trung bình toàn thӫy vӵc Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi) bҵng 91 Kcal/(cm2.năm), trong

khi ÿó ÿӕi vӟi mһt lөc ÿӏa - bҵng 50 Kcal/(cm2.năm) Còn nӃu so sánh các

giá trӏ bӭc xҥ tәng cӝng, thì nhӳng khác biӋt giӳa ÿҥi dѭѫng và lөc ÿӏa không

nhiӅu ĈiӅu này có nghƭa rҵng hӋ sӕ hiӋu suҩt (KPD) cӫa ÿҥi dѭѫng, tӭc phҫn

thông lѭӧng nhiӋt bӭc xҥ nó chiӃm ÿѭӧc, cao hѫn nhiӅu so vӟi KPD lөc ÿӏa

(tuҫn tӵ là 63 và 36 %) NӃu xem xét biӃn thiên kinh hѭӟng cӫa tӍ sӕ

, thì KPD cao nhҩt ÿѭӧc nhұn thҩy ӣ các vƭ ÿӝ thҩp, nѫi ÿây nó ÿҥt

tӟi 70 % trong ÿӟi 0-20oS

0

0/ Q

R

5.4 Cân bҵng nhiӋt cӫa ÿҥi dѭѫng

5.4.1 Phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt cӫa ÿҥi dѭѫng

Dѭӟi dҥng tәng quát phѭѫng trình cân bҵng cӫa mӝt tính chҩt bҩt kì

(nhiӋt, nѭӟc v.v ) có thӇ viӃt dѭӟi dҥng

¦

¦

¦'X i 'X i  'X i , (5.6) trong ÿó tәng các thành phҫn tích lNJy cӫa cân bҵng, ÿһc trѭng cho

sӵ biӃn thiên cӫa chúng theo thӡi gian; tәng các hӧp phҫn ÿӃn

cӫa cân bҵng có nghƭa làm tăng tính chҩt ÿang xét; tәng các hӧp

phҫn mҩt ÿi cӫa cân bҵng ÿһc trѭng cho sӵ giҧm tính chҩt ÿang xét

'

¦ X i

¦'X i 

¦'X i 

Nhѭ vұy, phѭѫng trình (5.6) biӇu diӉn ÿӏnh luұt bҧo toàn năng lѭӧng

hay vұt chҩt Tùy thuӝc các qui mô không gian - thӡi gian cӫa phép lҩy trung

bình ÿӕi vӟi các dӳ liӋu xuҩt phát, phѭѫng trình này có thӇ có dҥng rҩt khác

nhau, bӣi vì tѭѫng quan giӳa các dòng và nhӳng biӃn thiên cӫa chúng không

giӳ nguyên không ÿәi trong không gian cNJng nhѭ thӡi gian

Qui mô không gian lӟn nhҩt là thӇ tích Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi nói chung,

còn qui mô nhӓ nhҩt - là thӇ tích ÿѫn vӏ cӫa nó Còn vӅ qui mô thӡi gian, thì

cұn trên cӫa nó có thӇ bҵng hàng trăm, thұm chí hàng nghìn năm, vì thӡi gian

kéo dài cӫa các chu trình khí hұu trên Trái Ĉҩt nói chung cùng cӥ vӟi thӡigian kéo dài cӫa các kӍ nguyên ÿӏa chҩt Nhұn thҩy rҵng khi giҧm qui mô lҩytrung bình, ÿһc biӋt qui mô thӡi gian, phѭѫng trình cân bҵng thѭӡng phӭc tҥplên, vì trong trѭӡng hӧp này xuҩt hiӋn nhu cҫu phҧi tính tӟi nhӳng sӕ hҥng có

ý nghƭa ÿӏa phѭѫng

Thí dө, ta xét phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt lҩy trung bình tháng ÿӕi vӟimӝt cӝt nѭӟc ÿҥi dѭѫng diӋn tích ÿáy ÿѫn vӏ trҧi dài tӯ mһt phân cách vӟi khí quyӇn tӟi ÿáy Khi ÿó phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt có thӇ viӃt dѭӟi dҥng sau:

ĭ LE R t

w

0 T

tuҫn tӵ là dòng nhiӋt toàn phҫn (tích phân) do các dòng chҧy và trao ÿәi rӕi(cuӝn xoáy), tӭc



0

z d T c

c

Z

Z Z

0 0

Nhѭ vұy, trong phѭѫng trình (5.7) sӕ hҥng thӭ nhҩt vӃ trái chӍ sӵ biӃnthiên enthalpy cӫa cӝt nѭӟc thҷng ÿӭng trong thӡi gian, trong ÿó giá trӏ

g sӁ tѭѫng ӭng vӟi tăng enthalpy

Sӕ hҥng thӭ hai vӃ trái, cө thӇ là phân kì cӫa dòng toàn phҫn chӍ dòng

nhiӋt kӃt quҧ mҩt (hay dòng nhiӋt ÿӃn) do c g ngang trong cӝ c

thҷng ÿӭng Trong nhӳng trѭӡng hӧp khi wS/wto0 nhӳng giá trӏ divF0

vùng 0divF0 ! là nhӳn ӗn nhiӋt, ngѭӧc lҥi nhӳng vùng divF0 0 là

dòng nhiӋt mҩt Giá trӏ divF d0

trӝi so vӟi dòng nhiӋt ÿi ÿӃn

VӃ phҧi cӫa phѭѫng trình (5.7) là tәng ÿҥi sӕ cӫa cân bҵng bӭc xҥ,

nhiӋt lѭӧng chi phí cho bӕc hѫi và nhiӋt lѭӧng t hѭӡng ÿѭӧc gӑi

Trong phѭѫng trình (5.7) chѭa tính ÿӃn mӝt loҥt các sӕ hҥng mà nhѭ ÿã

nói ӣ trên thѭӡng chӍ có ý nghƭa ÿӏa phѭѫng Ĉó là dòng ÿӏa nhiӋt, sӵ làm

lҥnh (làm ҩm) lӟp nѭӟc mһt do có

tÿӝ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng v.v

NӃu vùng ÿҥi dѭѫng ÿang xét nҵm ӣ các vƭ ÿӝ cao, thì không nên bӓ

qua nhiӋt lѭӧng tӓa ra (hay hҩp thө) trong quá trình chuyӇn pha nѭӟc thành

băng và n

M L ĭ LE R

Ӭng vӟi nhӳng ÿiӅu kiӋn trung bình năm nhiӅu năm (khí hұu

) phѭѫng trình (5.7) không kӇ tӟi nhӳng biӃn ÿәi pha nѭӟc ÿ

dòng nhiӋt trong ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc bù trӯ bҵng cân bҵng nhiӋt

Khi lҩy trung bình ÿӟi, phѭѫng trình (5.9) trӣ

ѭӧc viӃt nhѭ sau

ĭ LE

R0  

0

divF , (5.9) tӭc là phân kì cӫa

tӯ bên ngoài

thành

> @F0y >R0 LEĭ@div , (5.10) trong ÿó dҩu ngoһc vuông chӍ phép lҩy trung bình dӑc theo vòng tròn vƭ ÿӝ,còn dòng nhiӋt kinh hѭӟng ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng

z d v T c F

Z

Z y

2 BiӃn thiên cӫa enthalpy ÿҥi dѭѫng

Thông thѭӡng, phҫn ÿóng góp cӫa ÿҥo hàm ÿӏa phѭѫ ÿҥo hàm riêng)

t

S /w

w vào phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt nhӓ hѫn so vӟi divF tuy nhiên nó 0

tùy th Ӆu vào thӡi khoҧng lҩy trung bình

,

c nhi

góp wS /wt vào phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt thѭӡng tăng lên Nhӳng biӃnthiên cӫa enthalpy ÿҥi dѭѫng có thӇ ÿҥt tӟi nhӳng giá trӏ lӟn trong quá trình

t, ÿҥi lѭӧng

tính nhiӋt ÿӝt xuҩt cӫa các khӕi nѭӟc, trѭӟ ӕi vӟi các ÿӟi front

Trong trѭӡng hӧp tәng quá wS /wt có thӇ xác ÿӏnh thông qua nhӳng sai phân hӳu hҥn, tӭc

g tӟi nhӳng thӫ tөc tính toán nào ÿó, thí dө

sӱ dөng các sai phân trung tâm:

phѭѫng pháp này chӍ cho nhӳng kӃt quҧ ÿúng vӟi biӃn thiên tuyӃn tính cӫa

enthalpyÿҥi dѭѫng Vӟi dao ÿӝng không tuyӃn tính phѭѫng pháp sӁ làm sai

lӋch ÿáng kӇ giá trӏ cӫa wS /wt

Enthalpy ÿҥi dѭѫng dӉ dàng tính ÿѭӧc theo các sӕ liӋu vӅ phân bӕ

thҷng ÿӭng nhiӋt ÿӝ và ÿӝ muӕi Nhѭng vì nhiӋt dung và mұt ÿӝ nѭӟc phө

thuӝc nhiӅu hѫn vào nhiӋt ÿӝ và phө thuӝc ít hѫn vào ÿӝ muӕi, nên trong

phép xҩp xӍ bѭӟc mӝt enthalpy ÿҥi dѭѫng có thӇ xác ÿӏnh chӍ theo sӕ liӋu vӅ

phân bӕ thҷng ÿӭng cӫa nhiӋt ÿӝ Ngoài ra, nӃu nhѭ ÿӇ ý rҵng bên dѭӟi lӟp

hoҥt ÿӝng nhӳng biӃn thiên nhiӋt ÿӝ thѭӡng không ÿáng kӇ, thì có thӇ giӟi

hҥn ӣ ÿӝ sâu ÿҥi dѭѫng khoҧng 200-300 m

Trong rҩt nhiӅu nghiên cӭu ngѭӡi ta ÿã xác lұp ÿѭӧc rҵng nhӳng biӃn

thiên vƭ mô cӫa enthalpy lӟp hoҥt ÿӝng rҩt tѭѫng quan vӟi nhiӋt ÿӝ mһt ÿҥi

dѭѫng Mӝt mһt ÿiӅu này cho phép ÿѫn giҧn hóa hѫn nӳa thӫ tөc tính trong

nhӳng trѭӡng hӧp không ÿòi hӓi ÿӝ chính xác cao, mһt khác - xem xét biӃn

thiên thӡi gian cӫa nhiӋt ÿӝ mһt ÿҥi dѭѫng nhѭ là mӝt chӍ thӏ vӅ nhӳng dao

ÿӝng vƭ mô cӫa enthalpy ÿҥi dѭѫng

Trên hình 5.5 dүn nhӳng giá trӏ biӃn thiên trung bình cӫa enthalpy lӟp

hoҥt ÿӝng theo các ÿӟi 10o cӫa Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi Nhѭ ÿã nhұn xét ӣ trên,

nhӳng giá trӏ này ÿһc trѭng cho tӕc ÿӝ sѭӣi nóng (làm lҥnh) các khӕi nѭӟc

ÿҥi dѭѫng Tӯ hình 5.5 thҩy rҵng biӃn thiên enthalpy có biӃn trình vƭ ÿӝ thӇ

hiӋn khá rõ Trong ÿó cӵc ÿҥi tích lNJy nhiӋt nҵm ӣ cұn nhiӋt ÿӟi bҳc bán cҫu

và quan sát thҩy vào các tháng 7-8 ĈiӅu lý thú là cӵc ÿҥi làm lҥnh ÿҥi dѭѫng

cNJng nҵm ӣ chính ÿӟi này và gһp thҩy vào tháng 12 Nhѭ vұy chính ӣ nѫi

ÿây quan sát thҩy biên ÿӝ cӵc ÿҥi cӫa các dao ÿӝng năm cӫa ÿҥi lѭӧng

ҵng khoҧng 470 W/m2

t

S /w

Trong mùa ÿông hҫu nhѭ khҳp nѫi diӉn ra sӵ làm lҥnh lӟp nѭӟc ÿҥi

dѭѫng, còn mùa hè - sѭӣi ҩm, tӭc là biӃn trình năm cӫa ÿҥi lѭӧng wS /wt thӇ

hiӋn khá rõ ChӍ ngoҥi trӯ ÿӟi xích ÿҥo và các vƭ ÿӝ cұn cӵc ӣ bҳc bán cҫu,

nѫi ÿây thӵc tӃ không có biӃn trình

Hình 5.5 BiӃn trình năm cӫa biӃn thiên enthalpy (W/m2) lӟp hoҥt ÿӝng Ĉҥi

d ѭѫng ThӃ giӟi (theo B.A Kagan, I Sankova)

CNJng cҫn lѭu ý rҵng nӃu ӣ bҳc bán cҫu nhұn thҩy thӡi kì tích nhiӋt và thӡi kì nguӝi lҥnh kéo dài khác nhau, thì ӣ nam bán cҫu các thӡi kì ÿó xҩp xӍbҵng nhau Cuӕi cùng, biên ÿӝ dao ÿӝng năm cӫa wS /wt ӣ bҳc bán cҫu lӟnhѫn rõ rӋt so vӟi nam bán cҫu, ӣ ÿó biên ÿӝ cӵc ÿҥi chӍ bҵng gҫn 190 W/m2.ĈiӅu này có nghƭa cѭӡng ÿӝ nhұp và tӓa nhiӋt trong ÿҥi dѭѫng bҳc bán cҫucao hѫn hѫn hai lҫn so vӟi nam bán cҫu

5.4.3 Sӵ vұn chuyӇn hiӇn nhiӋt trong ÿҥi dѭѫng

Ѭӟc lѭӧng các dòng nhiӋt phѭѫng ngang trong ÿҥi dѭѫng là mӝt vҩn ÿӅphӭc tҥp nhҩt trong khi xác ÿӏnh cân bҵng nhiӋt Chӫ yӃu có thӇ sӱ dөng ba

cách tiӃp cұn ÿӇ ѭӟc lѭӧng các dòng ÿó:

- Cách tiӃp cұn I - ѭӟc lѭӧng vұn chuyӇn nhiӋt trên cѫ sӣ tính tӕc ÿӝ

dòng chҧy theo dӳ liӋu thӫy văn;

- Cách tiӃp cұn II - ѭӟc lѭӧng vұn chuyӇn nhiӋt theo kӃt quҧ mô hình

hóa sӕ trӏ hoàn lѭu ÿҥi dѭѫng;

- Cách tiӃp cұn III - ѭӟc lѭӧng vұn chuyӇn nhiӋt nhѭ là sӕ hҥng dѭ tӯ

phѭѫng trình cân bҵng nhiӋt cӫa ÿҥi dѭѫng hoһc cӫa hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng -

khí quyӇn

Dƭ nhiên, mӛi cách tiӃp cұn nêu trên có nhӳng ѭu ÿiӇm và nhѭӧc ÿiӇm

cӫa mình, nhѭng chúng có mӝt nhѭӧc ÿiӇm chung: ÿӝ chính xác ѭӟc lѭӧng

vұn chuyӇn nhiӋt rҩt thҩp Hѫn nӳa, thұm chí ta không kiӇm soát ÿѭӧc ÿӝ

chính xác cӫa các ѭӟc lѭӧng ÿó Có thӇ nói rҵng các dòng nhiӋt phѭѫng

ngang trong ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc biӃt ÿӃn chӍ ӣ mӭc ÿӝ ÿӏnh tính

Trong bҧng 5.2 dүn phân bӕ các dòng nhiӋt kinh hѭӟng trung bình theo

ÿӟi ӣ tӯng ÿҥi dѭѫng và Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi nói chung Ĉһc trѭng ÿӕi vӟi

toàn Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi là vұn chuyӇn kinh hѭӟng ӣ cҧ hai bán cҫu có

hѭӟng ÿӃn các cӵc, trong ÿó các giá trӏ vұn chuyӇn kinh hѭӟng cӵc ÿҥi xҧy

raӣ ÿӟi chí tuyӃn và bҵng gҫn 15 W Trѭӟc hӃt ÿó là do sӵ hiӋn diӋn

cӫa nhӳng dòng chҧy lӟp mһt mҥnh nhѭ Gѫnstrim, Kurosyo ӣ bҳc bán cҫu

và dòng chҧy Brazil, Môzămbic ӣ nam bán cҫu

100,

Ngoài ra, nhѭ ÿã thҩy tӯ hình 5.2, vұn chuyӇn nhiӋt qua xích ÿҥo gҫn

bҵng không ĈiӅu này cho phép nhұn ÿӏnh rҵng các quá trình trao ÿәi nhiӋt ӣ

bҳc bán cҫu và nam bán cҫu có lӁ khá ÿӝc lұp vӟi nhau

Tuy nhiên, nӃu xét riêng trong tӯng ÿҥi dѭѫng, thì thҩy rҵng có vұn

chuyӇn nhiӋt qua xích ÿҥo Thұt vұy, ӣ Ĉҥi Tây Dѭѫng vұn chuyӇn nhiӋt

hѭӟng tӯ nam bán cҫu tӟi bҳc bán cҫu, còn ӣ Thái Bình Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ

Dѭѫng, ngѭӧc lҥi, tӯ bҳc bán cҫu tӟi nam bán cҫu VӅ cѫ bҧn vұn chuyӇn

nhiӋt ӣ Thái Bình Dѭѫng, ÿһc biӋt ӣ phía nam xích ÿҥo, tѭѫng tӵ nhѭ vұn

chuyӇn nhiӋt trong Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi Ӣ Ĉҥi Tây Dѭѫng dòng nhiӋt kinh

hѭӟng tҥi tҩt cҧ các vƭ ÿӝ hѭӟng vӅ phía Bҳc Cӵc, trong khi ӣ Ҩn Ĉӝ Dѭѫng

dòng nhiӋt có hѭӟng ngѭӧc lҥi - vӅ phía Nam Cӵc Nhѭ vұy, ÿӕi vӟi Ĉҥi Tây Dѭѫng ÿһc trѭng nәi bұt là tính chҩt dӏ thѭӡng cӫa vұn chuyӇn nhiӋt kinh hѭӟng Ĉáng tiӃc, cho ÿӃn nay hiӋn tѭӧng này vүn chѭa ÿѭӧc giҧi thích mӝtcách thӓa ÿáng

Bҧng 5.2 Vұn chuyӇn kinh hѭӟng cӫa dòng hiӇn nhiӋt trung bình ÿӟi

trong ÿҥi dѭѫng và trong khí quyӇn, 1015 W (theo S.S Lappo và nnk.)

cӵc chӫ yӃu theo con ÿѭӡng khí quyӇn.

Bây giӡ ta xem xét sӵ phân bӕ cӫa ÿҥi lѭӧng phân kì dòng nhiӋt kinh

hѭӟng trung bình ÿӟi, ÿҥi lѭӧng này có thӇ tính tӯ phѭѫng trình (5.10) thông

qua cân bҵng nhiӋt tӯ bên ngoài theo ÿiӅu kiӋn trung bình khí hұu

DӉ nhұn thҩy rҵng phân bӕ cӫa hӧp phҫn cân bҵng nhiӋt này mang ÿһc

ÿiӇm “lӝn xӝn” hѫn nhiӅu so vӟi dòng nhiӋt kinh hѭӟng Nhìn chung nhӳng

vƭ ÿӝ thҩp cӫa cҧ hai bán cҫu là nhӳng nguӗn nhiӋt, vì ӣ ÿây cân bҵng nhiӋt

tӯ bên ngoài mang dҩu dѭѫng Tҩt cҧ nhӳng vƭ ÿӝ còn lҥi là nhӳng vùng tiêu

nhiӋt, vì tәng nhiӋt cҩp vào khí quyӇn vѭӧt trӝi dòng nhiӋt bӭc xҥ tӟi Ĉҥi

Tây Dѭѫng tӓ ra là mӝt ngoҥi lӋ: tҩt cҧ phҫn phía nam cӫa nó là vùng tích

nhiӋt Ĉó là vì lѭӧng nhiӋt chi phí cho bӕc hѫi thҩp hѫn so vӟi các ÿҥi dѭѫng

khác và trѭӟc hӃt so vӟi Thái Bình Dѭѫng KӃt quҧ là vùng cӵc ÿҥi tích nhiӋt

tuyӋt ÿӕi ӣ Ĉҥi Tây Dѭѫng nhұn thҩy tҥi ÿӟi 60-50oS, cӵc ÿҥi tiêu phí nhiӋt -

cNJng ӣ Ĉҥi Tây Dѭѫng và tҥi ÿӟi 60-50oN.Ӣ Ҩn Ĉӝ Dѭѫng sӵ khác biӋt vӅ

ÿiӅu kiӋn tích và tiêu nhiӋt giӳa các vƭ ÿӝ tӓ ra ít hѫn, ÿó là do hoҥt ÿӝng cӫa

các dòng chҧy

Phҧi lѭu ý rҵng phép lҩy trung bình ÿӟi cho bӭc tranh rҩt sѫ lѭӧc, bӣi vì

chѭa tính tӟi sӵ biӃn thiên không gian cӫa các ÿһc trѭng dӑc theo vòng tròn

vƭ ÿӝ, sӵ biӃn thiên này có thӇ rҩt ÿáng kӇ vì kích thѭӟc to lӟn cӫa ÿҥi dѭѫng,

sӵ hiӋn diӋn cӫa các lөc ÿӏa và các ÿҧo v.v ĈiӅu này có thӇ dӉ dàng khҷng

ÿӏnh nӃu chú ý tӟi hình 5.6 Trên hình này thӇ hiӋn phân bӕ cӫa ÿҥi lѭӧng

phân kì dòng nhiӋt ӣ Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi ÿӕi vӟi nhӳng ÿiӅu kiӋn giá trӏ năm

trung bình Thұt vұy, tҥi cùng mӝt vƭ ÿӝ có thӇ có các vùng tích cNJng nhѭ có

các vùng tiêu nhiӋt Thí dө, tҥi vƭ ÿӝ 40oNӣ các bӡ lөc ÿӏa phía ÿông trong

ÿӟi các dòng chҧy ҩm Gѫnstrim và Kurosyo quan sát thҩy nhӳng ә tiêu nhiӋt

lӟn, trong khi ӣ các bӡ phía tây ta nhìn thҩy nhӳng vùng tích nhiӋt cho ÿҥi

dѭѫng

Tính bҩt ÿӗng nhҩt không gian trong phân bӕ các ÿҥi lѭӧng

trѭӟc hӃt liên quan tӟi ҧnh hѭӣng cӫa các dòng chҧy Ӣ nhӳng vùng hoҥt

ÿӝng cӫa các dòng chҧy ҩm thì tiêu phí nhiӋt vào khí quyӇn thѭӡng lӟn hѫn

tích lNJy nhiӋt, ÿiӅu này dүn tӟi chӛ lѭӧng nhiӋt do các dòng chҧy mang ÿi

(dòng ÿi) ít hѫn lѭӧng nhiӋt do chúng mang ÿӃn (dòng ÿӃn) KӃt quҧ là ta

nhìn thҩy nhӳng giá trӏ dҩu âm cӫa trên bҧn ÿӗ

Bӭc tranh ngѭӧc lҥi thѭӡng quan sát thҩy ӣ nhӳng vùng hoҥt ÿӝng cӫa

các dòng chҧy lҥnh, thí dө dòng Kanarѫ, Caliphocnia, Benghel, Pêru, ӣ ÿây

các giá trӏ mang dҩu dѭѫng Tuy nhiên, tҥi các vƭ ÿӝ cao, do dòng bӭc

xҥ mһt trӡi giҧm mҥnh, nhiӋt ÿӝ nѭӟc và không khí rҩt tѭѫng phҧn nhau, ta

có thӇ lҥi nhìn thҩy nhӳng giá trӏ âm ӣ nhӳng vùng hoҥt ÿӝng cӫa

dòng chҧy lҥnh, tӭc các vùng này là nhӳng ә tiêu phí nhiӋt cӫa ÿҥi dѭѫng

(dòng Ĉông Grinlan, Labraÿo)

HiӋn nay ÿӇ tính các dòng nhiӋt hiӋn và ҭn tӗn tҥi rҩt nhiӅu phѭѫng

pháp dӵa trên nhӳng giҧ thiӃt khác nhau Nhӳng phѭѫng pháp phә biӃn nhҩt

là: phѭѫng pháp thăng giáng (tѭѫng quan), phѭѫng pháp graÿien (trҳc diӋn)

và phѭѫng pháp sai phân (khí ÿӝng lӵc)

Thӵc chҩt cӫa phѭѫng pháp thăng giáng có thӇ biӇu diӉn bҵng nhӳng

công thӭc sau:

q w L LE T

w c

ĭ PUA c ac, UA c c, (5.11) trong ÿó mұt ÿӝ không khí, thành phҫn thҷng ÿӭng cӫa tӕc ÿӝ

gió, nhiӋt ÿӝ không khí, tӍ phҫn khӕi lѭӧng hѫi nѭӟc Phѭѫng

pháp này là căn cӭ ÿӇ ngѭӡi ta quan trҳc các dòng rӕi bҵng các thiӃt bӏ vӟi

quán tính nhӓ ÿһt trên boong tҫu hay các bӋ quan trҳc thҧ trôi tӵ do

Phѭѫng pháp graÿien dӵa trên viӋc ÿo các trҳc diӋn (graÿien thҷng

ÿӭng) cӫa tӕc ÿӝ gió, nhiӋt ÿӝ, ÿӝ ҭm không khí và sau ÿó ѭӟc lѭӧng các

dòng nhiӋt bҵng nhӳng công thӭc có dҥng:

z

q k L LE z

T k c

T A

w

ww

w

U

trong ÿó và tuҫn tӵ là nhӳng hӋ sӕ khuӃch tán rӕi cӫa nhiӋt ÿӝ và cӫa

hѫi nѭӟc, thѭӡng ÿѭӧc tính theo dӳ liӋu vӅ trҳc diӋn thҷng ÿӭng cӫa tӕc ÿӝ

toán có dҥng:

10 10

10 T ,q U

,))((

,)(

10 10

10 10

U q T q C L LE

U T T C c ĭ

W E A

W T A P

T

)(T W q

Ta nhұn thҩy trong các công thӭc trên ÿây ÿã giҧ thiӃt rҵng các dòng nhiӋt không ÿәi theo ÿӝ cao Lӟp không khí trong ÿó các dòng thҷng ÿӭng xҩp xӍ không biӃn ÿәi theo ÿӝ cao ÿѭӧc gӑi là lӟp khí quyӇn sát mһt nѭӟc

BӅ dày cӫa lӟp này thѭӡng bҵng mӝt sӕ chөc mét và phө thuӝc vào nhiӅunhân tӕ bên ngoài, trong ÿó có cѭӡng ÿӝ cӫa các dòng xung lѭӧng, nhiӋt và

1,15

,)(10

15,1

10 3 / 1 10 3

10 3 / 1 10 3

e T C L LE

T T C ĭ

e E A

e T A

(5.14)

trong ÿó 'T10 lѭӧng hөt nhiӋt ÿӝ hiӋu dөng ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng

)(

108,0)

Sӕ hҥng thӭ hai cӫa công thӭc này ( áp suҩt riêng phҫn bão hòa

cӫa hѫi nѭӟc tҥi nhiӋt ÿӝ mһt biӇn, áp suҩt riêng phҫn cӫa hѫi nѭӟc tҥi

ÿӝ cao 10 m) thӇ hiӋn hiӋu chӍnh do phân tҫng ÿӝ ҭm cӫa lӟp không khí sát

Vӟi nhӳng tӕc ÿӝ gió lӟn ( m/s) ӭng vӟi ÿiӅu kiӋn bão, ngѭӡi

ta thҩy có thêm sӵ bӕc hѫi và trao ÿәi nhiӋt trӵc tiӃp tӯ mһt lӟp bөi nѭӟc tҥo

thành trên ÿӍnh sóng gió bә sung vào cѫ chӃ hình thành trao ÿәi nhiӋt và ҭm

do rӕi Do ÿó dòng nhiӋt hiӋn và ÿһc biӋt dòng nhiӋt ҭn sӁ tăng mҥnh

14

10!

U

Bài toánѭӟc lѭӧng sӵ ÿóng góp cӫa bão vào tәng lѭӧng mҩt nhiӋt ÿӃn

nay vүn còn mang tính chҩt tranh cãi ĈiӅu này liên quan tӟi nhӳng khó khăn

khi tiӃn hành quan trҳc khí tѭӧng thӫy văn trong ÿiӅu kiӋn bão Theo mӝt sӕ

ÿánh giá thì phҫn ÿóng góp cӫa bão (tәng thӡi gian kéo dài bão trong tháng

thѭӡng chӍ bҵng mӝt sӕ ngày) có thӇ tѭѫng ÿѭѫng vӟi lѭӧng mҩt nhiӋt trung

bình tháng Nhѭ vұy, tùy thuӝc tӕc ÿӝ gió, chúng ta có ba cѫ chӃ hình thành

traoÿәi nhiӋt và ҭm: cѫ chӃ trao ÿәi thө ÿӝng (trong gió lһng), cѫ chӃ trao

ÿәi rӕi (trong gió trung bình), cѫ chӃ trao ÿәi rӕi - bөi nѭӟc (trong bão)

Trӣ ngҥi lӟn nhҩt khi ѭӟc lѭӧng các giá trӏ ĭ và LE liên quan tӟi viӋc

xác ÿӏnh các sӕ Stenton và Dalton Thѭӡng ngѭӡi ta chҩp nhұn rҵng

, mһc dù chѭa có chӭng minh chһt chӁ vӅ sӵ bҵng nhau cӫa các sӕ

ÿó Tuy nhiên, vҩn ÿӅ vӅ sӵ liên hӋ cӫa các sӕ Stenton và Dalton vӟi các

tham sӕ quyӃt ÿӏnh còn phӭc tҥp hѫn Vì cho ÿӃn nay chѭa tìm ÿѭӧc nhӳng

mӕi phө thuӝc vҥn năng, nên trong các tính toán sӱ dөng nhӳng phѭѫng án

rҩt khác nhau: tӯ chҩp nhұn chúng bҵng nhӳng hҵng sӕ cho ÿӃn nhӳng mӕi

phө thuӝc phӭc tҥp ÿa tham sӕ cӫa và vào các ÿһc trѭng cӫa lӟp

không khí sát mһt nѭӟc Thí dө, trong mӝt mô hình bán thӵc nghiӋm, do R.S

Bortkovski và các ÿӗng nghiӋp ÿӅ xuҩt cho các tӕc ÿӝ gió trung bình, ÿã

Stenton và Dalton Khi tӕc ÿӝ gió tăng thì vai trò cӫa bҳt ÿҫu giҧm, còn vai trò cӫa tӕc ÿӝ gió tăng lên

Phѭѫng pháp khí ÿӝng lӵc có thӇ ÿѭӧc giiҧn ѭӟc mà không làm giҧm

nhiӅu vӅ ÿӝ chính xác cӫa tính toán Thí dө, trong khi tính LE trong công

thӭc (5.13) nӃu chuyӇn tӯ tӍ phҫn khӕi cӫa ҭm lѭӧng sang áp suҩt riêng phҫn

và sau ÿó lӧi dөng phѭѫng trình trҥng thái cӫa không khí khô (hiӋu chӍnh do

liӋu xuҩt phát,  nhiӋt ÿӝ không khí (ÿӝ K) HӋ sӕ trao ÿәi ҭm là hàm cӫa

lѭӧng hөt nhiӋt ÿӝ và tӕc ÿӝ gió tҥi ÿӝ cao 10 m và ÿѭӧc xác ÿӏnh vӟi ÿӝ

chính xác thӓa mãn các mөc ÿích thӵc tӃ theo công thӭc sau:

z

T

'

3 0,762 10 0,882 1010

88,

C E

10 10 5 2

10 5 2

10 6

10191,010

11,010

591

,

Nhӳng sai khác vӅ các giá trӏ bӕc hѫi trung bình tháng tính theo công

thӭc (5.16) và mô hình bán thӵc nghiӋm lӟp sát mһt nѭӟc thѭӡng không vѭӧt

quá 5 %

NӃu xét nhӳng giá trӏ năm trung bình ÿӟi cӫa lѭӧng mҩt nhiӋt do bӕc

hѫi (xem bҧng 5.3), có thӇ nhұn thҩy biӃn thiên kinh hѭӟng biӇu lӝ rõ nét vӟi

mӝt cӵc ÿҥi ӣ tӯng bán cҫu trong ÿӟi chí tuyӃn (10-20o) Trong ÿó graÿien

kinh hѭӟng chí tuyӃn - cӵc ӣ cҧ hai bán cҫu xҩp xӍ nhѭ nhau Phân tích các

nhân tӕ quyӃt ÿӏnh ÿã chӭng tӓ rҵng sӵ phân bӕ nhѭ vұy cӫa các giá trӏ LE

trѭӟc hӃt là do phân bӕ kinh hѭӟng cӫa lѭӧng hөt ÿӝ ҭm trong lӟp sát mһt

nѭӟc và rҩt ít phө thuӝc vào tӕc ÿӝ gió, phân bӕ tӕc ÿӝ gió mang tính chҩt rҩt

không ÿӅu ÿһn

Phân bӕ dòng nhiӋt rӕi giӳa các vƭ ÿӝ phӭc tҥp hѫn (xem bҧng 5.3)

Nhìn chung, cѭӡng ÿӝ trao ÿәi nhiӋt tăng khi xa dҫn khӓi ÿѭӡng xích ÿҥo

Trong ÿó ӣ bҳc bán cҫu nó ÿҥt cӵc ÿҥi tҥi các vƭ ÿӝ cұn cӵc (70 -60 oN), tҥi

ÿây quan sát thҩy chênh lӋch cӵc ÿҥi giӳa nhiӋt ÿӝ nѭӟc và không khí VӅ

phân bӕ các giá trӏ ĭ ӣ nam bán cҫu nәi lên mӝt ÿӟi 4050oS, tҥi ÿó dòng

nhiӋt rӕi yӃu hѫn nhiӅu so vӟi các vƭ ÿӝ lân cұn Bӣi vì trong phҥm vi ÿӟi

này ӣ Ĉҥi Tây Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ Dѭѫng nhiӋt ÿӝ nѭӟc trung bình năm hҫu

nhѭ tѭѫng ÿѭѫng vӟi nhiӋt ÿӝ không khí, và dòng nhiӋt rӕi gҫn bҵng không