Các yếu tố vi khí hậu trong môi trường (tiếp theo)

3. Tiểu khí hậu: Là khí hậu một vùng

lãnh thổ nào đó( một tỉnh hoặc một

thành phố). Tiểu khí hậu có thể cải tạo

bằng giải pháp nhân tạo, tạo hệ sinh

thái (rừng cây, hồ nước)

4. Vi khí hậu (micro climate): là khí hậu

bao quanh một không gian hẹp của nơi

làm việc và sinh hoạt của con người,

sinh vật ảnh hưởng trực tiếp đến trạng

thái cảm giác nhiệt của con người, môi

trường sống của sinh vật. Phạm vi của

vi khí hậu có tính quy ước như: trong

một bộ quần áo, trong một phòng làm

việc, trong cabin xe...

Đặc điểm của vi khí hậu là phụ thuộc

vào thời tiết và khí hậu của nơi đó. Vi

khí hậu có thể cải tạo và thay đổi được.



Đối tượng nghiên cứu của vi khí hậu bao gồm

- Y học lao động: nghiên cứu bảo vệ con người

- Sinh thái học: nghiên cứu sự sinh trưởng của

các loài sinh vật

- Khoa học công nghệ: nghiên cứu về độ bền

của các vật liệu...

5. Các yếu tố của vi khí hậu:

- Nhiệt độ của không khí (t)

- Độ ẩm không khí (r)

- Chuyển động của không khí (v)

- Bức xạ nhiệt(R)

Các yếu tố này tác động lên trạng thái nhiệt

của cơ thể. Nhưng là tác động đồng thời và chi

phối lẫn nhau.



II. Các yếu tố vi khí hậu

1. Nhiệt độ không khí



.



a. Định nghĩa.

Nhiệt độ là thông số trạng thái trạng thái vật lý của

không khí,về định tính biểu thị sự nóng lạnh của vật

chất. Về bản chất biểu thị sự tiềm tàng năng lượng

của vật chất, năng lượng đó tỷ lệ với động năng của

các phân tử.

b. Nguyên nhân hình

thành nhiệt độ không khí:

Năng

lượng mặt trời chiếu xuống sẽ đốt nóng bề mặt trái

đất, bề mặt trái đất nóng lên bức xạ trở lại đốt nóng

không khí trên nó. Nhệt độ không khí ở mỗi khu vực

phụ thuộc 3 nhân tố chính: Chế độ mặt trời; Trạng

thái của địa hình mặt đất và hoàn lưu khí quyển.

Trong tầng khí quyển dưới thấp, gọi là tầng đối

lưu (11km trở xuống ), nhiệt độ giảm dần theo chiều

cao, giảm 0,6oc/100m lên cao. Ở vùng núi cao bức xạ

nhiệt vào ban đêm lớn nên nhiệt độ thường thâp hơn

so với địa điểm thấp hơn ở cùng một địa phương.



Tầng ngoài



Tầng nhiệt



Tầng trung lưu

Tầng bình lưu

Biểu đồ chiếu khí quyển trái đất



Tầng đối lưu

Minh hoạ các tầng khí quyển





















Trên Trái Đất ( Tham khảo)

Tầng đối lưu bắt đầu từ bề mặt Trái Đất mở rộng ra đến cao độ 16-18 km

ở các vùng nhiệt đới, nhưng ít hơn 10 km ở các vùng cực. Lớp khí quyển

này chiếm khoảng 80% tổng khối lượng của toàn bộ khí quyển. Trong

khu vực tầng đối lưu thì không khí liên tục luân chuyển và tầng này là

tầng có mật độ không khí lớn nhất của khí quyển Trái Đất. Nitơ và ôxy là

các chất khí chủ yếu có mặt trong tầng này. Tầng đối lưu nằm ngay phía

dưới tầng bình lưu.

Tầng đối lưu được chia thành 6 khu vực luồng luân chuyển theo đới, gọi

là các ngăn. Các ngăn này chịu trách nhiệm cho lưu thông khí quyển và

tạo ra các hướng gió thịnh hành.

Trong tầng đối lưu, nhiệt độ giảm theo độ cao, tại các vĩ độ trung bình,

từ khoảng +17°C tại mực nước biển tới khoảng -52 °C tại đỉnh tầng đối

lưu. Tại các cực thì tầng đối lưu mỏng hơn và nhiệt độ chỉ giảm xuống tới

-45 °C, trong khi tại vùng xích đạo thì nhiệt độ có thể xuống tới -75 °C.

Nguyên nhân các biến đổi nhiệt độ trong tầng đối lưu là do nhiệt độ được

xác định bởi bức xạ nhiệt từ mặt đất ngược trở lại không khí. Mặc dù tia

nắng Mặt Trời tiếp xúc với phần không khí ở trên cao trước, nhưng không

khí khá trong suốt nghĩa là nó hấp thụ rất ít năng lượng của tia nắng. Đa

phần năng lượng Mặt Trời rơi xuống mặt đất, tại đây, nó bị hấp thụ mạnh

bởi mặt đất, và làm mặt đất nóng lên (nóng hơn không khí trên cao).

Mặt đất nóng truyền nhiệt trực tiếp cho lớp không khí gần mặt đất;

không khí gần mặt đất nóng lên và nở ra, nhẹ hơn phần không khí lạnh ở

trên và bay lên cao nhờ lực đẩy Ácsimét. Khi không khí nóng bay lên cao,

nó giãn nở đoạn nhiệt nghĩa là thể tích tăng và nhiệt độ giảm (giống như

cách hoạt động của một số tủ lạnh, máy điều hòa). Càng lên cao, không

khí càng nguội dần. Khi ra xa khỏi bề mặt Trái Đất thì nhiệt đối lưu có

các hiệu ứng nhỏ hơn và không khí lạnh hơn. Ở các cao độ lớn hơn thì

không khí loãng hơn và giữ nhiệt kém hơn, khiến cho nhiệt bị tản đi hết.

Cứ mỗi khi độ cao tăng lên 1.000 mét thì nhiệt độ lại giảm trung bình

khoảng 6,4°C.















Mặc dù việc nhiệt độ giảm theo độ cao là xu hướng

chung trong tầng đối lưu, thực tế đôi khi có ngoại lệ, gọi

là hiện tượng nghịch nhiệt. Ví dụ ở châu Nam Cực, nhiệt

độ tăng khi lên cao. Một ví dụ khác, hàng năm, xung

quanh Hà Nội, Việt Nam, về đầu mùa đông có những đợt

nghịch nhiệt về ban đêm, thường xảy ra vài ngày sau khi

gió mùa đông bắc tràn về và kéo dài cho đến khi gió

thịnh hành chuyển sang hướng đông nam và lặp lại khi

có đợt gió mùa mới. Trong điều kiện nghịch nhiệt, khí

thải từ hoạt động công nghiệp và nông nghiệp bị ứ đọng

ở tầng thấp, không tỏa đi được, do chúng lạnh và nặng

hơn các lớp khí bên trên.

Đỉnh tầng đối lưu đánh dấu giới hạn của tầng đối lưu và

nó được nối tiếp bằng tầng bình lưu. Nhiệt độ ở phía trên

đỉnh tầng đối lưu lại tăng lên chậm cho tới cao độ

khoảng 50 km. Nói chung, các máy bay phản lực bay ở

gần phần trên cùng của tầng đối lưu. Hiệu ứng nhà kính

cũng diễn ra trong lớp trên cùng tầng đối lưu.

















Trên Sao Hỏa

Trên Sao Hỏa, tầng đối lưu cao đến 40 km với

nhiệt độ giảm dần theo độ cao. Tại ranh giới giữa

tầng đối lưu và bình lưu, nhiệt độ tương đối ổn

định khoảng 120K. Lượng bụi lớn trong khí quyển

Sao Hỏa đã đẩy cao tầng đối lưu lên như vậy (so

với khí quyển Trái Đất chỉ khoảng 10 đến 18 km).

Ở tầng đối lưu, hai thành phần chính quyết định

cấu trúc khí quyển là CO2 và bụi khí quyển. CO2

bức xạ nhanh nhiệt ra không trung, tại điều kiện

nhiệt độ của Sao Hỏa, làm nguội nhanh khí quyển

vào ban đêm. Các hạt bụi hấp thụ tốt năng lượng

Mặt Trời và phân phối đều nhiệt lượng trong tầng

đối lưu. Trong những đợt bão bụi, ảnh hưởng của

bụi càng rõ, làm thay đổi nhiệt độ ngày đêm đáng

kể.

Sự thay đổi nhiệt độ ở tầng đối lưu, trên phạm vi

toàn Sao Hỏa, tuân theo dao động ngày đêm đều

đặn, đồng bộ với vị trí Mặt Trời, đôi khi gọi là

"thủy triều nhiệt".



Nhiệt độ biến thiên theo giờ trong ngày do

bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất cũng

theo chu kì trong ngày Tuy mặt trời bức xạ

xuống mặt đất cực đại là 12 giờ trưa nhưng bề

mặt trái đất cũng như không khí có tính ổn

định về nhiệt nên nhiệt độ không khí cực đại

lại xuất hiện chậm vào lúc 1-3 giờ. Nhìn chung

vĩ độ càng thấp thì lượng bức xạ ban ngày

càng lớn. Tuy nhiên không phải nơi nào cũng

tuân theo quy luật này. ở miền núi cao về ban

đêm lượng nhiệt phát xạ của mặt đất lớn,

nhiệt độ mặt đất giảm đi nhanh,nên biến thiên

nhiệt trong ngày lớn hơn vùng đồng bằng,

nhất là so với vùng ven biển.