Chương 4 NƯỚC TRONG KHÍ QUYỂN
4.3. Ngưng kết hơi nước trong khí quyển
4.3.2. Các sản phẩm ngưng kết
a) Sương
Lớp không khí tiếp xúc với mặt đất hoặc với các vật thể lạnh trên mặt đất, có thể bị giảm nhiệt độ xuống tới điểm sương, vì thế lớp không khí này trở nên bão hòa hơi nước; nếu chúng lạnh đi thêm nữa thì lượng hơi ẩm dư thừa sẽ bắt đầu ngưng kết. Khi đó tùy theo những điều kiện lạnh mà hình thành những sản phẩm ngưng kết: sương, sương muối. đông kết hoặc váng nước...
Sương là lớp nước mỏng hoặc những giọt nước nhỏ, thường bao phủ trên mặt đất, lá cây, ngọn cỏ hoặc các vật thể. Sương hình thành trong điều kiện nhiệt độ không khí > 00C. Sương thường xuất hiện vào buổi chiều hoặc ban đêm, khi mặt đất
47
và các vật thể trên mặt đất lạnh đi vì phát xạ, nhiệt độ hạ xuống dưới điểm sương.
Lúc đó, quá trình ngưng kết hơi nước xảy ra ngay trên mặt đất và trên bề mặt các vật thể.
Khi mặt đất lạnh, sương cũng có thể hình thành khi hơi ẩm từ các lớp đất sâu bốc lên. Vì thế các giọt sương bám ở bề mặt dưới các vật thể.
Sương có tác dụng tốt đối với cây trồng vì nó cung cấp một lượng ẩm cho cây trồng, rất có ý nghĩa trong thời kỳ khô hạn. Hàng năm sương cung cấp một lượng nước từ 30 - 40mm cho cây trồng. Ngoài ra, sự hình thành sương kèm theo sự toả nhiệt làm cho môi trường đỡ lạnh do đó ngăn cản sự hình thành sương muối.
b) Sương muối
Sương muối có kiến trúc hạt trắng, xốp, được hình thành trong điều kiện tương tự những điều kiện hình thành sương trong điều kiện nhiệt độ mặt đất và các vật thể rất thấp, dưới 00C. Sương muối có thể hình thành ngay cả khi không khí có nhiệt độ >00C nhưng mặt đất có nhiệt độ rất thấp.
Những đêm trời quang, gió nhẹ là những điều kiện thích hợp nhất cho sự hình thành sương muối. Những đêm trời quang làm tăng thêm sự lạnh đi vì bức xạ của mặt đất; còn gió nhẹ sẽ đưa các lớp không khí mới tiếp xúc với mặt đất, và mang đi nơi khác những lớp không khí đã mất hơi ẩm vì đã bị ngưng kết. Trời gió to gây cản trở sự hình thành sương muối. Sương muối thường thấy nhiều ở những nơi có độ ẩm không khí không cao lắm, nhất là trong các thung lũng, bồn địa và các vùng đất khô, thấp, trũng.
Sương muối gây nhiều tác hại cho cây trồng, lá cây bị héo rũ do nhiệt độ thấp gây ra. Lá cây tiếp xúc với sương muối, nước trong các mô lá bị đóng băng lại, tế bào bị biến dạng, các hoạt động sinh lý bị tê liệt. Nếu không có biện pháp phòng chống cây trồng sẽ bị chất hàng loạt, không cho thu hoạch
c) Sương mù
Sương mù là hiện tượng ngưng kết hơi nước ở lớp khí quyển dưới thấp, làm giảm tầm nhìn xa.
Khi nhiệt độ dương, sương mù là những hạt nước nhỏ, lơ lửng có bán kính từ 2-5. Khi nhiệt độ âm, sương mù là những tinh thể băng rất lạnh. Sương mù làm giảm bức xạ mặt trời, cây trồng thiếu ánh sáng để quang hợp. Mặt khác còn là điều kiện tốt cho sâu, bệnh phát triển.
Tuỳ theo điều kiện hình thành, người ta chia sương mù ra nhiều loại: sương mù bức xạ, sương mù bình lưu, sương mù bốc hơi, sương mù hỗn hợp và sương mù front. Phổ biến nhất trong các loại sương mù là sương mù bức xạ và sương mù bình lưu.
48 d) Mây
Mây là sản phẩm ngưng kết hơi nước trong khí quyển tự do, có độ cao vài trăm mét trở lên. Mây là tập hợp các giọt nước nhỏ li ti hoặc các tinh thể băng có kích thước rất nhỏ. Mây được hình thành chủ yếu do không khí bị lạnh đi đoạn nhiệt khi bốc lên cao hoặc lạnh đi do bức xạ
- Do hiện tượng đối lưu nhiệt (đối lưu chỉ chuyển động của các dòng không khí di chuyển ngược chiều nhau theo phương thẳng đứng). Kết quả của các chuyển động đối lưu trong khí quyển đã sinh ra nhiều dạng mây. Dạng và độ dày của mây đối lưu phụ thuộc vào tốc độ dòng thăng của không khí.
- Khi có bức xạ trong điều kiện thời tiết ổn định, mây hình thành do kết quả của lớp không khí chứa nhiều hơi nước và bụi bức xạ mất nhiệt (thường là mây tằng - St).
- Kết quả trượt lên của khối không khí trên bề mặt front nóng. Thường khi không khí nóng chuyển động trượt lên bề mặt tiếp xúc dốc của khối không khí lạnh đã sinh ra nhiều loại mây như NS, AS, CS, Ci
Trên bề mặt khối không khí lạnh tiếp xúc với khối không khí nóng khi có front lạnh mây cũng được hình thành.
Ngoài các nguyên nhân trên, nguyên nhân hình thành mây còn do chuyển động dạng sóng của không khí trong khí quyển, quá trình chuyển động loạn lưu (chuyển động không theo phương nhất định) của không khí, do khối không khí bị nâng lên bởi địa hình dốc.
Tóm lại khi xảy ra các nhiễu động khí quyển thì mây sẽ được hình thành trong tầng đối lưu. Vì thế các nhiễu động khí quyển là nguyên nhân trực tiếp làm thay đổi thời tiết ở mỗi khu vực. Các nhiễu động khí quyển có thể được liệt kê gồm:
giông nhiệt, áp thấp nhiệt đới, bão, hội tụ nội chí tuyến, front nóng, front lạnh, bình lưu, đường đứt, tố, vòi rồng…
Phân loại mây:
Người ta thường dựa trên hình dạng và độ cao của mây để phân loại.
Để mô tả hình dạng có các loại mây như
Cirrus (Ci) - mây ti là mây có dạng tơ sợi, hay lông chim;
Cumulus (Cu) -mây tích là mây có dạng đống, có ngọn tròn chân ngang;
Stratus (St) - mây tầng là mây có dạng màn, dạng tầng ; Nimbus (Nb) -mây vũ là mây đen dầy, ẩm ướt có mưa.
Căn cứ vào độ cao chân mây người ta chia mây theo 4 họ sau:
1/ Họ mây tầng cao: Chân mây cao trên 6 km, mây cấu tạo bởi tinh thể băng, không cho mưa. Mây này gôm có các loại mây sau:
49
Mây ti-Cirrus (Ci) ở cao nhất trong các loại mây, có dạng tơ sợi không in bóng trên mặt đất
Mây ti tích - Cirrocumulus (Cc) hình thành từng đám, hoặc thành dải, thành khối hình kén nhỏ, không in bóng trên mặt đất .
Mây ti tằng - Cirrostratus (Cs) mây màu trắng mờ, xanh mờ, có kiến trúc tơ sợi, có đường viền của mặt trời hoặc mặt trăng, màn mây bao phủ khắp trời .
2/ Họ mây tầng giữa: Chân mây cao từ 2-6 km, các phần tử mây lớn hơn, dầy đặc hơn. Mấy cấu tạo bởi những giọt nước vă tinh thể băng, mây thường có màu xám và in bóng trên mặt đất
- Mây trung tích - Altocumulus (Ac) là mây có dạng sóng họp bởi dải hoặc cuộn, phần lớn có màu trắng đôi khi xanh mờ hoặc xám mờ. Mây cho hiện tượng tán và ánh sáng ngũ sắc. Mây Ac cho mưa hoặc mưa rào nhỏ.
- Mây trung tằng - Altostratus (As) mây có dạng tơ sợi có màu xám hơi xanh;
Ac dầy cho mưa.
3/H mây tầng thấp: Chân mây dưới 2 km, gồm các phần tử mây lớn, chủ yếu là các giọt nước, mây không có đường viền rõ rệt.
- Mây tầng - Stratus (St) lớp mây giống như sương mù, có mầu xanh hoặc vàng mây có thể cho mưa bụi hoặc mưa phùn.
- Mây vũ tầng - Nimbostratus (Ns) là mây màu xám, xám đen mây thấp phủ khắp bầu trời, cho mưa liên tục.
- Mây tầng tích - Stratocumulus (Sc) là mây thấp phân chia thành mảng khá to, màu xám đen mây phân bố theo từng hàng từng cuộn một hoặc hai chiều
4/ Họ mây phát triển theo chiều thẳng đứng: Là họ mây có chân mây dưới 2 km nhưng đỉnh mây cao tới 6-8 km. Mây luôn có bóng râm trên mặt đất.
Tuỳ theo mức độ phát triển mây này được chia thành hai dạng chính.
Mây tích- Cumulus (Cu): là mây dầy, biệt lập, đỉnh lồi lên màu trắng, chân mây bằng màu xám. Cu mỏng, ít là trời tốt; Cu dầy, hình tháp cho mưa rào hoặc tuyết.
Mây tích vũ -Cumulonimbus (Cb) Khi mây tích phát triển, đỉnh mây cao đến đỉnh tầng đối lưu và lan ra theo chiều ngang làm cho đám mây có dạng đe, lúc này mây tích đã trở thành mây vũ tích. Mây tích vũ là khối mây có hình thù dữ tợn, chân màu thẫm phát triển mạnh theo chiều cao, mây có dạng quả núi hoặc ngọn tháp.
Mây Cb thường đi kèm với sấm chớp, mưa rào, mưa đá.
50
Hình 4.2: Mây ti - Ci (Cirrus) Hình 4.3. Mây ti tằng - Cs (Cirro - stratus)
Hình 4.4. Mây ti tích - Cc ( Cirro - cumulus) Hình 4.5. Mây trung tằng - As (Alto - stratus)
Hình 4.6. Mây trung tích - Ac (Alto - cumulus) Hình 4.7. Mây tằng - St (Stratus)
51
Hình 4.8. Mây tằng tích - Sc (Strato-cumulus) Hình 4.9. Mây vũ tằng - Ns (Nimbo - stratus)
Hình 4.10. Mây tích - Cu (Cumulus) Hình 4.11. Mây vũ tích - Cb (Cumulo -nimbus) Ngoài các họ mây còn có dạng mây, dạng phụ... Vì thế mây có đến mấy tram
tên gọi khác nhau.