Sự phân bố nhiệt độ không khí trên trái đất

Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất Nhiệt độ của không khí có sự khác nhau ở khắp nơi trên thế giới, nhiệt độ không khí đợc thể hiện rõ nhất thông qua các đờng đẳng nhiệt trê

Phần I Mở Đầu

Trong các kì thi học sinh giỏi Quốc gia gần đây thờng đa vào đề thi một số câu hỏi liên quan đến học phần khí quyển Đây là một trong những nội dung khó,

đòi hỏi học sinh phải t duy rất nhiều khi trả lời câu hỏi Trong chuyên đề “Sự phân

bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất” tôi xin đa ra một số nội dung kiến thức và

các bài tập liên quan để làm tài liệu trong quá trình giảng dạy Rất mong đợc sự

đóng góp ý kiến của các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp để chuyên đề đợc hoàn thiện hơn

Phần Nội Dung

I Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất

1 Bức xạ và nhiệt độ của không khí

- Bức xạ Mặt Trời là dòng vật chất và năng lợng của Mặt Trời phát ra Đây chính là nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu cho mặt đất, nhiệt cung cấp chủ yếu cho không khí ở tầng đối lu là nhiệt của bề mặt Trái Đất đợc Mặt Trời đốt nóng

- Nhiệt độ của không khí là lợng nhiệt khi mặt đất hấp thụ năng lợng nhiệt Mặt Trời rồi bức xạ lại vào không khí và chính các chất trong không khí hấp thụ

Khi đo nhiệt độ không khí nguời ta dùng nhiệt kế để đo, ở các trạm khí tợng nguời ta thờng đo nhiệt độ không khí mỗi ngày ít nhất 3 lần vào lúc 5 giờ, 13 giờ,

21 giờ Nhiệt độ không khí luôn luôn thay đổi theo từng giờ, giữa các ngày, các tháng, các năm

Do đó, để nghiên cứu nhiệt độ không khí của một địa phơng nào đó ngời ta phải tính nhiệt độ trung bình ngày, nhiệt độ trung bình tháng, nhiệt độ trung bình năm Để tính nhiệt độ trung bình ngày nguời ta phải đo mỗi ngày ít nhất 3 lần rồi cộng lại chia trung bình, nhiệt độ trung bình tháng bằng cách cộng nhiệt độ các ngày trong tháng rồi lấy trung bình, để có nhiệt độ trung bình năm ngời ta lấy nhiệt

độ các tháng cộng lại và chia cho 12

2 Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất

Nhiệt độ của không khí có sự khác nhau ở khắp nơi trên thế giới, nhiệt độ không khí đợc thể hiện rõ nhất thông qua các đờng đẳng nhiệt trên bản đồ thế giới

Để xây dựng bản đồ các đờng đẳng nhiệt, ngời ta lấy nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm của các tháng hay năm đã đợc đo ở các trạm, qui về độ cao

dùng phơng pháp nội suy quy nhiệt độ tại các điểm đo về cùng nhiệt độ ở độ cao mực nớc biển, nối các điểm có cùng một giá trị nhiệt độ lại sẽ đợc những đờng

đẳng nhiệt trên bản đồ

Nhìn vào bản đồ nhiệt độ tháng 1 và tháng 7 ta thấy rằng, nhiệt độ không khí trên Trái Đất nhìn chung giảm dần từ xích đạo về hai cực, điều đó hoàn toàn phù hợp với qui luật phân bố của bức xạ Mặt Trời

Tại xích đạo, nhiệt độ trung bình của tất cả các tháng trong năm đều lớn hơn

250C ở vùng nhiệt đới, những tháng mùa hạ nhiệt độ cao hơn 300C, hớng giảm

Lợc đồ các đờng đẳng nhiệt tháng 1 ở mực nớc biển

Lợc đồ các đờng đẳng nhiệt tháng 7 ở mực nớc biển

nhiệt độ từ xích đạo về hai cực nhng giảm nhanh ở bán cầu mùa đông Ví dụ: tháng

7 vĩ độ 400 Bán cầu Bắc có đờng đẳng nhiệt 16 -200C, còn ở Bán cầu Nam là từ 8 -100C Ngợc lại, ở bản đồ tháng 1, cùng ở vĩ độ 400 Bán cầu Bắc có đờng đẳng nhiệt

120C, Bán cầu Nam là 16 -200C

Một điều dễ thấy thông qua bản đồ, đó là các đờng đẳng nhiệt thờng không trùng với vòng tròn vĩ tuyến, nguyên nhân chính là do không có sự đồng nhất của

bề mặt Trái Đất, sự khác nhau giữa lục địa và đại dơng dẫn đến sự phản hồi và bức xạ của chúng khác nhau, nhiệt dung khác nhau nên sự nóng lên và lạnh địa cũng khác nhau Vì thế, trên cùng một vĩ tuyến các địa điểm khác nhau có nhiệt độ khác nhau rất lớn chính điều này mà ngời ta phân ra làm hai kiểu khí hậu lục địa và khí hậu đại dơng

ở bán cầu Nam, biển và đại dơng chiếm u thế, đặc biệt ở các vĩ tuyến vùng

ôn đới lục địa hầu nh không có, nên ở đây mùa hạ cũng nh mùa đông, các đờng

đẳng nhiệt gần nh không lệch ra khỏi vòng tròn vĩ tuyến, tại các vĩ tuyến nhiệt đới trên các lục địa Nam Phi, Nam Mĩ các đờng đẳng nhiệt lệch khỏi vòng vĩ tuyến tạo thành những lỡi nóng mùa hạ, lỡi lạnh mùa đông

ở bán cầu Bắc những đờng đẳng nhiệt lệch khỏi hớng vĩ tuyến rất lớn, đặc biệt vào tháng 1, trên các lục địa lạnh các đờng đẳng nhiệt có xu hớng xuống phía nam nhất là các vĩ tuyến ôn đới, còn trên các đại dơng ấm hơn thì các đờng đẳng nhiệt lại đợc đẩy lên phía bắc Trên các lục địa châu á, Bắc Mĩ, tạo thành những vùng có đờng đẳng nhiệt khép kín nh những “đảo lạnh”

Bản đồ tháng 7 thì ngợc lại, trên các lục địa nóng những đờng đẳng nhiệt đợc

đẩy lên phía bắc, còn trên các đại dơng lạnh thì chúng lại lùi xuống phía nam tạo thành các “đảo ấm” ở Bắc Phi, Tiểu á

3 Các nhân tố ảnh hởng tới sự phân bố nhiệt độ của không khí

- Vĩ độ

+ Nhiệt độ trung bình năm giảm dần từ xích đạo về hai cực

+ Biên độ nhiệt trong năm tăng dần từ xích đạo đến cực

- Lục địa và đại dơng

+ Đại dơng có biên độ nhiệt nhỏ, lục địa có biên độ nhiệt lớn

+ Nhiệt độ trung bình năm cao nhất và thấp nhất đều ở lục địa

- Địa hình

+ Trong tầng đối lu, càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm, trung bình

cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm 0,60C

+ Hớng sờn: nhiệt độ khác nhau giữa hớng của sờn núi, sờn phơi nắng có nhiệt độ cao hơn sờn khuất nắng

+ Độ dốc khác nhau có nhiệt độ khác nhau Nơi có độ dốc nhỏ sẽ có nhiệt độ cao hơn nơi có độ dốc lớn vì lớp không khí đợc đốt nóng có độ dày lớn hơn

+ Bề mặt địa hình: bề mặt địa hình bằng phẳng nhiệt độ thay đổi ít hơn nơi

có bề mặt thấp vì ở nơi đất trũng ban ngày ít gió, nhiệt độ cao, ban đêm khí lạnh trên cao dồn xuống làm cho nhiệt độ thấp Trên các cao nguyên, không khí loãng hơn ở đồng bằng nên nhiệt độ thay đổi nhanh hơn đồng bằng

II Hớng dẫn trả lời một số câu hỏi và bài tập liên quan đến nhiệt độ của không khí trên Trái Đất

Câu 1 Cho bảng số liệu

Bảng phân phối tổng lợng bức xạ Mặt Trời ở các vĩ độ

(Đơn vị: cal/cm 2 /ngày)

a Cho biết bảng số liệu trên nói về tổng bức xạ Mặt trời phân phối ở bán cầu nào? Vì sao?

b Nhận xét và giải thích sự phân phối tổng lợng bức xạ trên các vĩ độ đã cho

Trả lời

a Bảng số liệu thuộc Bán cầu Bắc

- Giải thích

+ Ngày 22/6 tổng bức xạ ở vĩ độ 200 cao nhất, góc nhập xạ lớn (Mặt Trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến Bắc)

+Ngày 22/6 tổng xạ ở 900 cao còn các ngày khác đều bằng 0

+ Ngày 22/12 từ 700 – 900 tổng xạ bằng 0, góc nhập xạ bằng 0 ( Mặt Trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến Nam)

+ Dẫn chứng khác

b Nhận xét, giải thích

- Tổng bức xạ Mặt Trời thay đổi theo vĩ độ và theo thời gian

- Nhìn chung tổng xạ giảm dần từ xích đạo về cực (trừ ngày 22/6), góc nhập xạ giảm dần

+ Ngày 22/6 tổng xạ lớn nhất ở 200 do Mặt Trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến

23027’, các vĩ độ 500, 700, 900 có tổng xạ cao hơn xích đạo do thời gian chiếu sáng Mặt Trời nhiều hơn

+ Ngày 22/12 tổng xạ mặt trời thấp nhất ở các vĩ độ 100, 20, 500, 700, 900 thấp hơn ở xích đạo, thấp nhất các ngày do góc nhập xạ nhỏ, thời gian chiếu sáng ngắn

+ Tại xích đạo: ngày 21/3 và 23/9 tổng xạ cao nhất do Mặt Trời lên thiên đỉnh tại đây, ngày 22/6 và 22/12 tổng xạ thấp nhất do vị trí Mặt Trời ở thấp nhất so với mặt phẳng xích đạo

Câu 2 Phân tích tác động của địa hình đến nhiệt độ

Trả lời

+ Trong tầng đối lu, càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm, trung bình

cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm 0,60C

+ Hớng sờn: nhiệt độ khác nhau giữa hớng của sờn núi, sờn phơi nắngcó nhiệt độ cao hơn sờn khuất nắng

+ Độ dốc khác nhau có nhiệt độ khác nhau Nơi có độ nhỏ sẽ có nhiệt độ cao hơn nơi có độ dốc lớn vì lớp không khí đợc đốt nóng có độ dày lớn hơn

+ Bề mặt địa hình: bề mặt địa hình bằng phẳng nhiệt độ thay đổi ít hơn nơi

có bề mặt thấp Trên các cao nguyên không khí loãng hơn ở đồng bằng nên nhiệt

độ thay đổi nhanh hơn đồng bằng

Câu 3 Dựa vào bản đồ đờng đẳng nhiệt dới đây, hãy nêu nhận xét và giải thích sự phân bố nhiệt dọc theo vĩ tuyến 45 0 B

Trả lời

- Đờng đẳng nhiệt 00C và 100C vồng lên cao về phía cực trên các đại dơng và võng về xích đạo trên các lục địa, chứng tỏ đại dơng có nhiệt độ cao hơn lục địa Nguyên nhân do nớc nhận nhiệt chậm hơn nhng toả nhiệt chậm hơn đất liền, vì vậy

đại dơng mùa hạ mát hơn mùa đông ấm hơn đất liền

- Đờng đẳng nhiệt 00C và 100C ở bờ đông đại dơng vồng lên cao về phía cực hơn bờ tây chứng tỏ bờ đông đại dơng ấm hơn bờ tây

Nguyên nhân do dòng biển nóng chảy từ chí tuyến về cực làm nhiệt độ bờ đông cao hơn

Câu 4 Sự phân hoá nhiệt độ theo độ cao đã gây ra hiện tợng chênh lệch nhiệt độ giữa chân và đỉnh của một địa hình là 1,8 0 C.

a Hãy tìm độ cao tơng đối của hình này

b Khí áp ở chân đỉnh thờng xuyên đo đợc là 710mm Hg Vậy khí áp ở đỉnh địa hình này là bao nhiêu biết rằng cứ lên cao 100m khí áp giảm 10mm Hg

c Với các điểm đã xác định ở trên địa hình này đợc xếp vào địa hình gì?

Trả lời

a Trong tầng đối lu càng lên cao nhiệt độ càng giảm với 0,60/100m, biết nhiệt

độ chênh lệch giữa chân núi và đỉnh là 1,80C nên độ cao địa hình = 100 x 1,8/0,6 = 300m

b Càng lên cao không khí càng loãng nên sức nén càng nhỏ, khí áp giảm trung bình 100 mm Hg/100m Từ chân lên đỉnh khí áp giảm 30 mm Hg, vậy khí áp ở

đỉnh là 680 mm Hg Trên mặt biển khí áp trung bình là 760 mm Hg Vậy độ chênh cao giữa đỉnh và mực nớc biển là 50 x10 = 500 m

Vậy độ cao tuyệt đối địa hình là 800 m

c Địa hình trên đợc xếp vào địa hình núi

Câu 5 Cho bảng số liệu sau

Biên độ năm của nhiệt độ không khí ở các vĩ độ

(đơn vị: 0 C)

Vĩ độ bán cầu Bắc bán cầu Nam vĩ độ bán cầu Bắc bán cầu Nam

Dựa vào bảng số liệu trên và những kiến thức đã học, nhận xét và giải thích

sự thay đổi về biên độ nhiệt năm ở các vĩ độ trên

Trả lời

- Từ 00-300 cả hai bán cầu diện tích lục địa đều tăng nên biên độ nhiệt tăng, bán cầu Bắc có biên độ nhiệt tăng nhanh hơn vì diện tích lục địa tăng nhanh hơn

- Từ 300 – 500 Bắc và Nam

+ Diện tích lục địa ở bán cầu Bắc tiếp tục tăng nhanh, biên độ nhiệt độ tăng nhanh

+ Diện tích lục địa bán cầu Nam giảm nhanh nên biên độ nhiệt giảm nhanh

- T 500 – 700 Bắc và Nam

+ Diện tích lục địa ở bán cầu Bắc tăng dần tới mức cao nhất nên biên dộ nhiệt tiếp tục tăng

+ Chênh lệch ngày đêm và góc chiếu ngày càng lớn do xuất hiện các đảo và bán

đảo ở Nam Cực

- Từ 70 – 80 0 Bắc và Nam

+ Bán cầu Bắc xuất hiện Bắc Băng Dơng nên biên độ nhiệt giảm

+ Bán cầu Nam gặp lục địa Nam cực nên biên độ nhiệt tăng

Câu 6 Dựa vào bảng số liệu sau.

570B Nên

(Canađa)

-308 Abớc-đin

(Anh)

290B Kennơđi

(Hoa Kì)

+150 Tar-Fay-a

(Maroc)

Nhận xét và giải thích về nhiệt độ trung bình và chênh lệch nhiệt độ của 4 trạm khí tợng trên

Trả lời

- Các trạm năm ở vùng ôn đới ( trạm Nên, Abớc-đin), cận nhiệt đới (Kennơđi, Tar-Fay-a)

- Vùng vĩ độ cao;

Nhiệt độ trung bình ở bờ đông Đại Tây Dơng ấm hơn bờ Tây Đại Tây Dơng, nhiệt độ trạm Abớc-đin cao hơn trạm Nên

* Nguyên nhân do dòng biển nóng bắc Đại Tây Dơng làm ấm bờ đông Đại Tây Dơng, dòng biển lạnh Labrado làm lạnh bờ Tây Đại tây Dơng

- Vùng vĩ độ thấp

Nhiệt độ trung bình của bờ đông Đại Tây Dơng lạnh hơn bờ tây Đại Tây Dơng, nhiệt độ trạm Tar-Fay-a thấp hơn trạm Kennơđi

* Nguyên nhân do dòng biển lạnh Canary làm giảm nhiệt độ bờ đông Đại Tây Dơng, dòng biển nóng Gơn-xtrim làm ấm bờ tây Đại Tây Dơng

Cõu 7 Giải thớch tại sao cỏn cõn bức xạ Mặt Trời trung bỡnh năm của mặt đất giảm dần từ xớch đạo về hai cực?

Trả lời:

- Cỏn cõn bức xạ Mặt Trời của mặt đất là biểu thị tương quan giữa năng lượng bức xạ mà bề mặt Trỏi Đất thu được và chi ra

- Cỏc nhõn tố tỏc động đến cỏn cõn bức xạ Mặt Trời của mặt đất: Tổng lượng bức xạ của Mặt Trời, tớnh chất của bề mặt đất

- Từ xớch đạo về cực tổng lượng bức xạ Mặt trời giảm do gúc tới giảm dần

- Ở khu vực nội chớ tuyến cú hai lần Mặt Trời lờn thiờn đỉnh nờn tổng lượng bức xạ Mặt Trời lớn hơn khu vực ngoại chớ tuyến

- Ở cực chủ yếu là băng tuyết nờn hầu hết nhiệt nhận được bị phản hồi hoặc làm băng tan, cũn ở xớch đạo chủ yếu là đại dương nờn hấp thụ nhiệt lớn

Phần Kết Luận

Trong thời gian ngắn, chuyên đề “Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất” chắc chắn sẽ có nhiều thiếu sót Rất mong đợc sự đóng góp ý kiến của

các thầy cô giáo, bạn bố và đồng nghiệp để chuyên đề đợc hoàn thiện hơn Xin chân thành cảm ơn!