Chương 2. Cấu trúc và thành phần khí quyển

Trái đất, bằng lực hút của mình đã tập trung xung quanh nó một lớp các chất khíđược gọi là khí quyển. Lớp khí quyển gần mặt đất có vai trò hết sức lớn lao đối với sựsống trên trái đất, là môi trường quan trọng của nền sản xuất nông nghiệp.Hỗn hợp các chất khí tạo nên khí quyển được gọi là không khí. Trong khí quyểnliên tục xẩy ra các quá trình và hiện tượng vật lý: sự tuần hoàn nước, các hiện tượngquang học, điện học. Tập hợp các hiện tượng và quá trình vật lý đó...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 2. Cấu trúc và thành phần khí quyển Chương II. CÁC KIẾN THỨC CHUNG VỀ KHÍ QUYỂN TRÁI ÐẤT Trái đất, bằng lực hút của mình đã tập trung xung quanh nó một lớp các chất khí được gọi là khí quyển. Lớp khí quyển gần mặt đất có vai trò hết sức lớn lao đối với sự sống trên trái đất, là môi trường quan trọng của nền sản xuất nông nghiệp. Hỗn hợp các chất khí tạo nên khí quyển được gọi là không khí. Trong khí quyển liên tục xẩy ra các quá trình và hiện tượng vật lý: sự tuần hoàn nước, các hiện tượng quang học, điện học. Tập hợp các hiện tượng và quá trình vật lý đó chính là chế độ thời tiết của một vùng. Ở một chừng mực nào đó sự biến đối của thời tiết đã tạo nên những điều kiện cần thiết cho sự sống nói chung và cho ngành sản xuất nông nghiệp nói riêng. Sự biến động thái quá của nó có thế dẫn đến những thiên tai đe dọa cuộc sống và các hoạt động sản xuất của con người. Giữa khí quyển, sinh quyển, thủy quyển và địa quyển luôn luôn trao đổi tương tác lẫn nhau trong suốt quá trình lịch sử hình thành trái đất đă tạo nên những cân bằng động. Những cân bằng này có tác dụng duy trì, tái tạo các pha của cân bằng tư nhiên. Nếu một điều kiện nào đó trong cân bằng bị phá vỡ sẽ gây ra những tổn thất không lường trước được. Sự hoạt động thiếu ý thức bảo vệ thiên nhiên của con người ngày càng xâm phạm cân bằng sinh thái, làm cho nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt. Hàng năm 17 triệu hecta rừng nhiệt đới, 300.000 ha rừng thưa bị khai thác quá mức. Một phần ba diện tích đất đai bị đe doạ bởi nạn hoang mạc hóa. Nạn ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước đã làm mất đi ước chừng 5 - 10% số loài sinh vật từ nay đến năm 2020; và đến năm 2050 số loài sinh vật bị diệt chủng sẽ lên đến 25%. Sinh quyển bị phá vỡ sẽ gây ra sự biến động khí hậu và khô hạn, lũ lụt trên trái đất ngày một gia tăng. Việc bảo vệ cân bằng sinh thái là vấn đề quyết định sự tồn vong của loài người. Mọi người cần có ý thức bảo vệ nó. Ðể làm cơ sở cho những hiểu biết chúng ta lần lượt xem xét những vấn đề sau đây:1. CẤU TRÚC THEO CHIỀU THẰNG ÐỨNG CỦA KHÍ QUYỂN Dựa trên những đặc tính vật lý và tính chất hoạt động, khí quyển trái đất được chiathành 5 tầng mỗi tầng có những đặc trưng vật lý khác nhau (xem sơ đồ hình 2.1).1.1. Tầng đối lưu (Troposphere) Là tầng không khí gần mặt đất nhất, độ cao trung bình của nó vào khoảng 11 km: ởhai cực trái đất chỉ cao từ 8 - 10 km, còn ở vùng xích đạo là 15 - 18 km. Ðộ cao của tầngkhí quyển này do độ cao của các dòng đối lưu quyết định, bởi vậy nó thay đổi theo mùatrong năm và thay đổi theo vĩ độ địa lý, do tính chất nhiệt lực quyết định. Tầng đối lưu là tầng khí quyền hoạt động nhất. Các hiện tượng thời tiết, mưa,nắng, mây, dông bão... đều xảy ra ở tầng khí quyển này. Tầng đối lưu cũng là môi trườngsống của tất cả các sinh vật trên trái đất. Ðặc điểm quan trọng của tầng đối lưu là nhiệt độ giảm dần theo độ cao. Trung bìnhcứ lên cao 100m nhiệt độ giảm xuống 0,640C. Nhiệt độ ở giới hạn trên của nó xuống rấtthấp, có thể đạt - 700C ở vùng xích đạo của trái đất. Ở tầng này thường xảy ra hiện tượng các dòng không khí đi lên hoặc đi xuống (docác trung tâm khí áp cao, khí áp thấp..., do gặp các chướng ngại vật trên mặt đất, do sự 27tranh chấp giữa các khối không khí...). Hiện tượng thăng giáng của các khối không khí đãlàm thay đổi chế độ nhiệt, ẩm của không khí. (Khảo sát khí quyển, Oklahoma - 1997) Chúng ta biết rằng các chất khí đều chứa đựng năng lượng được gọi là động năng.Ðộng năng của chất khí phụ thuộc vào áp suất khí quyển, nó điều khiển trạng thái nhiệt:khi bị nén chúng nóng lên, khi giãn nở chúng bị lạnh đi. Từ nguyên lý đó ta có thể suy rarằng: Khối không khí khi chuyển động đi lên, áp suất giảm dần và giãn ra do dó chúnglạnh đi. Ngược lại, sự vận chuyển từ cao xuống thấp, không khí ở trạng thái bị nén và làmnhiệt độ của nó tăng lên. Giả thiết rằng khối không khí chuyển động nhanh, không có sựtrao đổi nhiệt hoặc sự xáo trộn với khối không khí xung quanh. Hiện tượng đó được gọi làđoạn nhiệt, có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt với xung quanh. 28 Các khối không khí đi lên bao giờ cũng có hiện tượng đoạn nhiệt lạnh; các khốikhông khí đi xuống thường kèm theo hiện tượng đoạn nhiệt nóng. Ở các khối không khíkhô (chưa bão hòa hơi nước) mức độ tăng hoặc giảm nhiệt độ là 1 0C cho 100m gọi là đoạnnhiệt khô. Ở khối không khí bão hòa hơi nuớc thì mức độ tăng hoặc giảm nhiệt độ là0,50C/100m gọi là đoạn nhiệt ẩm. Ðối với khối không khí bốc lên cao lúc đầu lạnh đi theomức đoạn nhiệt khô bởi vì nó chưa bão hòa hơi nước, đến một độ cao nhất định nhiệt độkhông khí đã giảm đến điểm sương, và trở nên bão hòa hơi nư ...