bài 1 thành phần và cấu trúc khí quyển

cấu trúc và thành phần của khí quyển khí quyển trái đất là các lớp khí bao quanh trái đất được giữ lại bởi lực hấp dẫn cả trái đất. nó bao gồm nitơ 78%, ôxi 21% với một lượng nhỏ agon (0,9%), điôxít cacbon (dao động, khoảng 0,035%), hơi nước và một số chất khí khác. Bầu khí quyển bảo vệ cuộc sống trên Trái Đất bằng cách hấp thụ các bức xạ tia cực tím của mặt trời và tạo ra sự thay đổi về nhiệt độ giữa ngày và đêm.

KHÍ TƯỢNG ĐẠI CƯƠNG

Bộ môn Sinh thái Nông nghiệp

Khoa Môi trường

Định nghĩa về ‘Khí tượng học’

•  Khí tượng học là môn khoa học nghiên cứu toàn diện

về khí quyển, hiện tượng khí quyển và các hiệu ứng khí quyển

•  Thuật ngữ tiếng Anh là Meteorology

•  Nghiên cứu đầu tiên về khí quyển xuất hiện vào năm

340 trước công nguyên, nhưng phải đến thế kỷ 17 và 18 những nghiên cứu khí quyển mới có những bước tiến vượt bậc

Mục tiêu của môn học

•  Nắm vững được kiến thức đại cương khí tượng,

•  Nắm vững quy luật hình thành, diễn biến các yếu tố khí tượng; thiên tai khí tượng và những diễn biến bất

thường của thời tiết

•  Biết cách quan trắc và xử lý số liệu khí tượng và đánh giá ảnh hưởng của thiên tai đến môi trường sống

•  Vận dụng được các kiến thức trên vào việc phòng

chống thiên tai và bảo vệ tài nguyên khí hậu

Nội dung môn học

Nội dung

Lý thuyết đại cương khí tượng

1.Giới thiệu, thành phần và cấu trúc khí quyển 4 tiết

5 Áp suất khí quyển và gió 3 tiết

6 Thời tiết và thiên tai khí tượng ở Việt Nam 3 tiết

Thực hành (có thể hướng dẫn bài tập nếu cần)

- Xử lý số liệu (Giảng đường B, tầng 1) 5 tiết

- Xử lý số liệu (Giảng đường B, tầng 1) 5 tiết

- Khảo sát yếu tố khí tượng (trạm khí tượng) 5 tiết

Tài liệu tham khảo

•  Đoàn Văn Điếm (2005) Giáo trình khí tượng nông nghiệp NXB Đại học Nông nghiệp

•  Trần Công Minh (2007) Khí hậu, khí tượng đại

cương NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

•  Phạm Ngọc Hồ và Hoàng Xuân Cơ (1991) Cơ sở khí tượng học (3 tập) NXB Khoa học và Kỹ thuật

Giảng viên giảng dạy: Trần Thanh Vân

•  Giảng dạy Lý thuyết

•  Giảng dạy thực hành

•  Địa chỉ liên hệ

– Điện thoại: 0985 885 098 – Email: tranthanhvan@vnua.edu.vn

THÀNH PHẦN VÀ

CẤU TRÚC KHÍ QUYỂN

Trần Thanh Vân

Bộ môn Sinh thái Nông nghiệp

Khoa Môi trường

BẦU KHÍ QUYỂN

Nội dung bài học

•  Thành phần của lớp khí quyển gần mặt đất

•  Vai trò của các chất khí trong khí quyển

•  Biến đổi của mật độ không khí và áp suất khí quyển

•  Cấu trúc khí quyển theo chiều thẳng đứng

Vai trò của các chất khí trong khí quyển

Nitơ

•  Tham gia cấu tạo nên nhiều cơ quan quan trọng của

cơ thể động thực vật (protein)

•  Nitrogen dạng muối đưa vào đất cung cấp cho thực vật thông qua:

– Vi khuẩn đất (Clostridium và Azobacter), và vi khuẩn cộng sinh với cây họ đậu: đồng hoá Nitơ

phân tử tạo thành hợp chất

– Nước mưa: do quá trình phóng điện trong KQ

– Phân bón: vô cơ và hữu cơ

Ôxi

•  Chiếm gần 21% thể tích khí quyển

•  Tham gia vào quá trình hô hấp của mọi cơ thể sống

•  Hấp thụ chọn lọc một số tia BXMT, điều tiết chế độ nhiệt khí quyển

•  Cần thiết cho quá trình phân giải các chất hữu cơ, chất thải và tàn dư sinh vật (làm sạch môi trường)

•  Đốt cháy nhiên liệu

•  Nguồn cung cấp oxygen: quang hợp

Ôzône (O3)

•  Dạng hình thù của oxy, khí có mùi đặc biệt

•  Nồng độ rất thấp ở lớp khí quyển gần mặt đất

•  Ôzon gây hại cho mắt, cổ họng và cho thực vật

•  Nồng độ cao (97%) ở tầng bình lưu (độ cao 15 -

25 km)

•  Hấp thụ tia cực tím bảo vệ sự sống trên trái đất

‘lá chắn’ hay chiếc ‘ô bảo vệ’ trái đất

Sự suy thoái tầng ozône

http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/

Cácbonic

•  Nguồn cung cấp: hô hấp, hoạt động núi lửa, quá trình phân

hủy, đốt cháy

•  Nước biển chứa lượng CO2 gấp 50 lần so với không khí

•  Tham gia quá trình quang hợp của cây xanh

•  Là nguyên liệu tổng hợp các chất hữu cơ đảm bảo sự sinh

trưởng phát triển, tạo năng suất cây trồng

•  Đối với cây trồng: một số cây khi nồng độ CO2 tăng, cường

độ quang hợp tăng sinh trưởng, phát triển tốt

•  Lượng CO2 thích hợp cho người và động vật là 0,02%-0,03%; nếu tăng trên 0,2% gây ngộ độc, có thể chết

•  Chất khí nhà kính (do hấp thụ sóng dài từ mặt đất)

Chu trình cácbon

Hiệu ứng nhà kính

Hơi nước

•  Là mắt xích trong vòng tuần hoàn nước

•  Tồn tại ở dạng khí, lỏng và hơi ở điều kiện

nhiệt độ khí quyển

•  Điều tiết chế độ nhiệt khí quyển

•  Quyết định độ ẩm không khí nên có vai trò quan trọng đối thực vật, động vật và con người

•  Chất khí nhà kính

•  Hạt nhân ngưng kết hơi nước giọt nước mưa

•  Điều tiết chế độ nhiệt không khí (hấp thụ và bức xạ nhiệt)

•  Biện pháp hun khói chống sương giá bảo vệ cây trồng trong mùa đông

Bụi khói (tiếp theo)

•  Phần tử bụi khói có hại cho con người: chất gây ô nhiễm (NO2, CO, CO2);

•  Phân loại bụi khói:

–  Theo kích thước

–  Theo nguồn gốc

–  Theo tính xâm nhập vào đường hô hấp,

–  Theo các đặc điểm khác nhau

Cấu trúc theo chiều thẳng đứng của tầng khí quyển

1.  Biến đổi của mật độ và áp suất khí quyển

theo chiều thẳng đứng

2.  Cấu trúc tầng khí quyển

Biến đổi của mật độ không khí theo chiều thẳng đứng

•  Lực trọng trường giữ các phần tử không khí gần mặt đất

•  Mật độ không khí là khối lượng chất khí có trong

Khối lượng khí quyển và sự phân bố theo độ cao

•  Khối lượng khí quyển phân bố như sau:

– Từ mặt đất lên tới độ cao 5 km: 50%

– Từ mặt đất lên tới độ cao 10 km: 75%

– Từ mặt đất lên tới độ cao 20 km: 95%

•  Chưa xác định chính xác được độ cao của khí quyển (do khí quyển càng lên cao càng loãng)

Biến đổi của áp suất khí quyển theo chiều thẳng đứng

•  Lực đẩy này tác động trên một đơn vị diện tích gọi là

Mật độ không khí và áp suất khí giảm theo độ cao

Sự giảm nhanh của áp suất theo độ cao

Cấu trúc khí quyển

Tầng đối lưu

•  Tầng khí quyển gần mặt đất nhất: Độ cao TB 11 km (8 – 18 km): thay đổi theo mùa và vĩ độ

•  Chiếm 80% khối lượng KQ và 90% lượng hơi nước;

•  Dòng không khí đi lên và đi xuống đoạn nhiệt (dòng đối lưu)

•  Các hiện tượng thời tiết chỉ xảy ra ở tầng này

Tầng bình lưu

•  Từ đối lưu hạn lên tới độ cao 50 km

•  Không khí ít xáo trộn theo chiều thẳng đứng

•  Gồm hai lớp (theo nhiệt độ):

–  Lớp đẳng nhiệt: lên đến độ cao 25 km, nhiệt độ TB -55 o C –  Lớp nghịch nhiệt: từ 25 đến 50km; nhiệt độ tăng dần

Tầng trung gian

•  Ở độ cao 50 - 80 km so với mặt đất

•  Mật độ không khí ở tầng này cực kỳ loãng và áp suất khí

quyển nhỏ:

–  Đói oxy - giảm ôxy huyết (hypoxia) trong y học

–  Cơ thể bị đốt cháy (bị tia tử ngoại chiếu vào)

•  Đối lưu và loạn phát triển mạnh: mây bạc (vùng cực vào mùa hè); có thể quan sát bằng mắt thường vào lúc nửa đêm trong thời gian mùa hè từ vĩ độ 50 trở lên vùng cực

•  Phân ly và ion hóa mạnh do sự hấp thụ BXMT: không khí có

độ dẫn điện cao còn gọi là tầng ion hay tầng điện ly

•  Phản hồi các sóng vô tuyến phát đi từ mặt đất giúp các thiết bị

vô tuyến điện ở mặt đất, vệ tinh nhân tạo hoạt động bình

thường

Tầng ngoại quyển (Exosphere)

•  Giới hạn trên: 2000-3000km: không khí thưa loãng (chủ yếu là hydro và hêli)

•  Phần tử nhẹ, chuyển động nhanh thoát khỏi lực trọng

trường và phát tán vào khoảng không vũ trụ

•  Có thể phân tầng khí quyển dựa vào thành phần không khí: tầng đồng quyển (hemosphere, từ mặt đất tới 80km)

và tầng dị quyển (heterosphere, độ cao từ 80km tới giới hạn trên của khí quyển)