Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 2

Giáng thủy2.1 Mở đầu và các khái niệmGiáng thủy là một nhân tố quan trọng điều hòa chế độ thủy văn của một vùng. Nó là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho bề mặt Trái đất và những kiến thức về sự phân bố mưa theo không gian và thời gian là rất cần thiết để hiểu được sự trao đổi ẩm trong đất, trao đổi nước ngầm và dòng chảy sông ngòi. Số liệu giáng thủy thu thập dễ dàng hơn, tại nhiều vị trí hơn và có thời gian dài hơn các thành phần khác...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 2 Ch¬ng 2 Gi¸ng thñy2.1 Më ®Çu vµ c¸c kh¸i niÖm Gi¸ng thñy lµ mét nh©n tè quan träng ®iÒu hßa chÕ ®é thñy v¨n cña mét vïng.Nã lµ nguån cung cÊp níc chñ yÕu cho bÒ mÆt Tr¸i ®Êt vµ nh÷ng kiÕn thøc vÒ sùph©n bè ma theo kh«ng gian vµ thêi gian lµ rÊt cÇn thiÕt ®Ó hiÓu ®îc sù trao ®æiÈm trong ®Êt, trao ®æi níc ngÇm vµ dßng ch¶y s«ng ngßi. Sè liÖu gi¸ng thñy thuthËp dÔ dµng h¬n, t¹i nhiÒu vÞ trÝ h¬n vµ cã thêi gian dµi h¬n c¸c thµnh phÇn kh¸ctrong vßng tuÇn hoµn cña níc. ë mét sè n¬i trªn thÕ giíi, sè liÖu gi¸ng thñy lµnh÷ng sè liÖu thñy v¨n duy nhÊt trùc tiÕp ®o ®¹c ®îc. Do ®ã viÖc nghiªn cøu gi¸ngthñy cã tÇm quan träng ®Æc biÖt ®èi víi c¸c nhµ thñy v¨n häc vµ ë ch¬ng nµy tËptrung vµo sù h×nh thµnh vµ ph©n bè cña nã lµ nh÷ng vÊn ®Ò liªn quan trùc tiÕp ®Õnc¸c nhµ thñy v¨n häc. Nh÷ng kiÕn thøc chi tiÕt h¬n vÒ c¬ cÊu h×nh thµnh cña gi¸ngthñy thuéc lÜnh vùc nghiªn cøu cña c¸c nhµ khÝ tîng vµ khÝ hËu häc. Ngêi ®äc cãthÓ tham kh¶o thªm c¸c tµi liÖu chuÈn vÒ khÝ tîng, khÝ hËu. C¸c nhµ khÝ tîng quan t©m ®Õn viÖc ph©n tÝch vµ gi¶i thÝch nh÷ng c¬ chÕ t¸c®éng ®Õn sù ph©n bè cña gi¸ng thñy, mµ kh«ng quan t©m ®Õn c¸c vÊn ®Ò khi gi¸ngthñy r¬i xuèng mÆt ®Êt. Cßn nh÷ng nhµ thñy v¨n häc th× quan t©m ®Õn nã, ®ã lµ sùph©n bè, tæng lîng gi¸ng thñy, khi nµo vµ ë ®©u gi¸ng thñy sÏ xuÊt hiÖn. Do ®ã,nh÷ng híng nghiªn cøu gi¸ng thñy cña thñy v¨n häc liªn quan tíi lo¹i gi¸ng thñy,sù biÕn ®æi theo kh«ng gian vµ thêi gian cña nã, viÖc hiÓu vµ sö dông chÝnh x¸c sèliÖu ®o ®¹c ®îc. Gi¸ng thñy xuÊt hiÖn ë mét sè d¹ng vµ mét sù kh¸c biÖt tuy ®¬n gi¶n nhng c¬b¶n gi÷a chóng lµ d¹ng r¾n vµ láng. Gi¸ng thñy láng bao gåm chñ yÕu lµ ma rµo vµma phïn (cã kÝch thíc h¹t nhá h¬n vµ cêng ®é yÕu h¬n ma rµo). Ngîc l¹i víigi¸ng thñy láng ®ãng vai trß trùc tiÕp trong sù chuyÓn ®éng cña níc trong vßng tuÇnhoµn, gi¸ng thñy r¾n bao gåm chñ yÕu lµ tuyÕt tån t¹i trªn bÒ mÆt ®Êt trong métkho¶ng thêi gian ®¸ng kÓ cho tíi khi nhiÖt ®é t¨ng ®ñ lín lµm nã tan ra. V× lÝ do nµymµ gi¸ng thñy r¾n, ®Æc biÖt lµ tuyÕt, sÏ ®îc tr×nh bµy riªng ë môc 2.7. Ma ®¸ lµmét d¹ng gi¸ng thñy kh¸ ®Æc biÖt v× mÆc dï r¬i xuèng mÆt ®Êt díi d¹ng r¾n nhngnã thêng tan nhanh trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é thóc ®Èy sù tan ch¶y do ®ã nãcã xu híng t¸c ®éng ®Õn chÕ ®é thñy v¨n nh mét trËn ma nÆng h¹t. Mét sè d¹ng kh¸c cña gi¸ng thñy cã thÓ quan träng víi tõng khu vùc. VÝ dô, ëmét sè khu vùc nöa kh« h¹n, nguån Èm chÝnh lµ s¬ng ®îc t¹o thµnh khi kh«ng khÝbÞ l¹nh ®i vÒ ®ªm. ë vïng ven biÓn hoÆc vïng nói, nh÷ng giät níc nhá trong nh÷ng®¸m m©y thÊp hay s¬ng mï cã thÓ ®äng l¹i trªn cá c©y vµ nh÷ng bÒ mÆt kh¸c. Trongthùc tÕ, mÆc dï kh«ng hoµn toµn ®óng nhng thuËt ng÷ “gi¸ng thñy” vµ “ma” 24thêng ®îc dïng tïy tiÖn vµ cã thÓ thay thÕ cho nhau trong bÊt kú hay tÊt c¶ c¸cd¹ng cña chóng.2.1.1 H¬i níc Dï kh«ng khÝ cã kh« ®Õn ®©u ®i ch¨ng n÷a, nã còng lu«n chøa h¬i Èm díid¹ng nh÷ng ph©n tö h¬i níc. Mét ph©n tö h¬i níc lµ mét ph©n tö khÝ ë díi “nhiÖt®é tíi h¹n” vµ do ®ã dÔ dµng ngng tô hoÆc hãa láng khi cã mét sù thay ®æi t¬ng ®èinhá cña nhiÖt ®é hoÆc ¸p suÊt. Lîng h¬i níc trong kh«ng khÝ lu«n lu«n biÕn ®æitheo thêi gian vµ cã thÓ ®îc biÓu diÔn b»ng søc tr¬ng h¬i níc - ¸p suÊt riªng phÇncña h¬i níc. §©y lµ mét phÇn rÊt nhá trong toµn bé ¸p suÊt kh«ng khÝ, thêng b»ng2.5 hPa trong khi ¸p suÊt khÝ quyÓn kho¶ng 985 hPa (Trenberth, 1992). Kh«ng khÝ cã thÓ gi÷ ®îc mét lîng tèi ®a h¬i níc tríc khi nã b·o hßa vµlîng h¬i níc nµy t¨ng theo quy luËt hµm logarit cïng víi sù t¨ng cña nhiÖt ®é.NhiÖt ®é kh«ng khÝ cµng cao th× nã cµng cã kh¶ n¨ng gi÷ ®îc nhiÒu h¬i níc h¬n.Mét khi lîng h¬i níc vît qu¸ giíi h¹n, ch¼ng h¹n b»ng c¸ch lµm l¹nh, th× sùngng tô xuÊt hiÖn. NhiÖt ®é x¶y ra sù ngng tô gäi lµ “nhiÖt ®é ®iÓm s¬ng”. §é b·ohßa cña kh«ng khÝ cã thÓ ®îc biÓu diÔn b»ng “®é Èm t¬ng ®èi” cña kh«ng khÝ (lµ tØlÖ gi÷a ¸p suÊt h¬i níc thùc tÕ so víi ¸p suÊt h¬i níc b·o hßa). Do ¸p suÊt h¬i b·ohßa phô thuéc nhiÖt ®é nªn ®é Èm t¬ng ®èi gi¶m khi nhiÖt ®é t¨ng vµ ngîc l¹i, khikh«ng khÝ l¹nh ®i th× ®é Èm t¬ng ®èi t¨ng. ë ¸p suÊt h¬i díi ¸p suÊt h¬i b·o hßa,kh«ng khÝ cha b·o hßa vµ nÕu c¸c ®iÒu kiÖn phï hîp (xem ch¬ng 4), nã cã thÓ hótthªm h¬i Èm tõ qu¸ tr×nh bay h¬i. Lîng h¬i Èm cña khÝ quyÓn, hay ®é Èm, cã thÓ ®o b»ng mét sè dông cô. Èm kÕ®iÓm s¬ng lÇn lît ®èt nãng råi lµm l¹nh mét chiÕc g¬ng vµ ®o nhiÖt ®é ®iÓm s¬ngb»ng c¸ch ghi l¹i sù thay ®æi n¨ng suÊt ph¸t x¹ cña bÒ mÆt g¬ng do qu¸ tr×nh h×nhthµnh sù ngng tô. Èm biÓu gåm 2 nhiÖt kÕ, mét chiÕc ®o nhiÖt ®é kh«ng khÝ cßnchiÕc thø hai ®îc gi÷ Èm b»ng mét miÕng v¶i nhóng trong mét cèc níc. BÇu Èm bÞlµm l¹nh bëi níc bay h¬i (nªn cÇn Èn nhiÖt bay h¬i) vµ sù gi¶m nhiÖt ®é t¬ng øngvíi nhiÖt kÕ kh« cho biÕt ...