Xem mẫu
- KHÍ HẬU HỌC
Chương 5. Chu trình nước
- 5.1 Nước là yếu tố cần thiết cho khí hậu và đời sống
Nước di chuyển liên tục giữa đại dương, khí quyển, băng quyển và
đất liền.
Tổng lượng nước trên trái đất được duy trì gần như không đổi trên
qui mô thời gian cỡ hàng ngàn năm, nhưng nó thay đổi trạng thái
giữa các dạng lỏng, rắn và khí.
Sự di chuyển của nước giữa các đại dương, khí quyển và đất liền
được gọi là chu trình nước.
Lượng nước di chuyển thông qua chu trình nước hàng năm tương
đương với lớp nước lỏng dày khoảng 1m phủ đều trên bề mặt Trái
đất.
Nước được đưa vào khí quyển thông qua bốc hơi và quay trở lại
bề mặt nhờ giáng thuỷ.
Để bốc hơi một lớp nước dày 1m trong một năm đòi hỏi phải có
một lượng năng lượng trung bình khoảng 80 Wm2.
Mặt trời cung cấp năng lượng cần thiết để bốc hơi nước từ bề mặt
- Sự di chuyển hơi nước theo phương ngang và
phương thẳng đứng trong khí quyển là yếu tố quyết
định cân bằng nước trên lục địa
Khoảng 1/3 lượng giáng thuỷ rơi trên lục địa là
nước bốc hơi từ các vùng đại dương.
Lượng giáng thuỷ vượt quá lượng bốc hơi trong các
vùng lục địa được trả về đại dương qua các con
sông.
Nếu tất cả hơi nước trong khí quyển ngưng kết
lại thành dạng lỏng và trải đều trên bề mặt trái
đất thì nó chỉ tương đương với lớp nước dày
khoảng 2.5 cm.
- (Lượng nước bốc hơi và ngưng kết)/Năm ~ lớp nước dày
100cm,
Lượng nước tồn tại trong KQ ~ 2.5cm
Nước trong khí quyển bị lấy đi (remove) do giáng thuỷ ~
40 lần/Năm (=100/2.5), hay 9 ngày một lần.
Vì lượng bốc hơi thuần là phần nhỏ còn lại của quá trình trao
đổi hai chiều xảy ra rất nhanh của các phân tử nước qua bề
mặt tiếp xúc khí quyểnnước, nên thời gian trú ngụ của các
phân tử nước trong khí quyển chỉ khoảng 3 ngày.
Vì lượng nước nằm sát bề mặt trái đất chỉ khoảng gần 3 km
độ sâu (chủ yếu trong các đại dương), và chỉ có lớp nước
dày 2.5 cm có mặt trong khí quyển, nên trung bình mỗi
phân tử nước phải chờ một thời gian rất dài trong đại
dương, trong các tảng băng hoặc trong các tầng ngậm nước,
giữa các lần du ngoạn ngắn ngủi vào trong khí quyển.
- Chu trình nước toàn cầu
(cm/năm phủ đều trên diện tích đất hoặc đại dương)
• Nước từ đại dương vận chuyển vào đất liền trong khí quyển
• Nước từ đất liền trở về đại dương qua các con sông
• Phần lớn lượng giáng thủy trên đất liền tham gia vào chu
trình nước (48/75=64%)
• Yếu tố nào quyết định chu trình nước toàn cầu ?
- Phân bố nước trong hệ thống khí hậu và chu trình nước
- Chu trình nước thứ cấp
- Chu trình nước liên quan đến:
Nguồn bức xạ mặt trời thuần tại bề mặt
Nguồn bức xạ sóng dài thuần tại bề mặt
Thông lượng hiển nhiệt
Thông lượng ẩn nhiệt
Thông lượng nhiệt đi lên từ đất
Độ ẩm tương đối bề mặt
- Phân bố bức xạ sóng dài thuần tại bề mặt
Phụ thuộc vào:
Nhiệt độ bề mặt (Ts4)
Độ phát xạ của khí
quyển (chủ yếu do hơi
nước)
Nhiệt độ khí quyển
- Phân bố thông lượng hiển nhiệt bề mặt
Phụ thuộc vào:
Mức độ nước sẵn có
Hiệu nhiệt độ bề mặt
và nhiệt độ không khí
(Tsfc – Tair)
Bức xạ thuần
- Phân bố Thông lượng ẩn nhiệt
Nói chung lớn hơn SH ở trên
biển
Phụ thuộc lượng nước sẵn
có
Phụ thuộc Tsfc – Tair
Phụ thuộc bức xạ thuần
- Phân bố Thông lượng nhiệt đi lên từ đất
Nhỏ hơn nhiều so với
SH hoặc LE
Tsoil trễ pha so với Tair
- Phân bố độ ẩm tương đối bề mặt (%)
Khác biệt lớn giữa
biển và lục địa
Vai trò của ẩm đất ?
- Phân bố nước trên trái đất
Loại Thể tích (106km3) %
Đại dương 1348.0 97.39
Các chỏm băng cực, núi băng, sông băng 227.8 2.01
Nước ngầm, ẩm trong đất 8.062 0.58*
Sông và hồ 0.225 0.02
Khí quyển 0.013 0.001
Tổng lượng nước 1384 100.0
Nước ngọt 36.0 2.60
Các bể nước ngọt tính theo % tổng lượng nước ngọt
Các chỏm băng cực, núi băng, sông băng 77.2
Nước ngầm cho đến độ sâu 800m 9.8*
Nước ngầm ở độ sâu 800400m 12.3*
Ẩm trong đất 0.17*
Hồ (nước ngọt) 0.35
Sông 0.003
Nước khoáng 0.001
Thực vật, động vật, con người 0.003
Khí quyển 0.040
Tổng 100.000
- Phân bố nước trong hệ thống khí hậu
- Nước ngầm
- Nước trong khí quyển
Trung bình năm lượng nước có thể cho giáng thủy (mm)
Trung bình ~ 25
mm
Cường độ giáng
thủy trung bình
khoảng 2.6
mm/ngày
Thời gian trú
ngụ ~ 9 ngày
Rất ổn định
E ~ P ~ 2.6
mm/ngày
- January
Giáng thủy
(mm/tháng)
• Rất ẩm ở những vùng
nhiệt đới
• Dịch chuyển theo mùa
(Bắc/Nam bán cầu)
July • Các khu vực gió mùa
• Rất khô ở các vĩ độ cao
cận nhiệt đới
• Tại các vĩ độ trung bình
mưa nhiều vào mùa hè
• Bản đồ mưa tháng 7
trông giống như bản đồ
phân bố rừng
- 5.2 Cân bằng nước
Cân bằng nước bề mặt:
gw = P + D E f
tích luỹ nước tại bề
nước ngưng kết
mặt và dưới bề mặt dòng chảy
bề mặt
giáng thuỷ do lượng bốc
mưa và tuyết thoát hơi
• Trung bình trong thời kỳ dài: lượng nước tích luỹ là
nhỏ. Nước do sương cũng thường là nhỏ hoặc có thể
sáp nhập vào giáng thuỷ, nên
f = P E
- • Cân bằng nước bề mặt:
gw = P + D E f
Cân bằng nước khí quyển:
gwa = (P + D E) fa
tích luỹ nước trong khí quyển lượng nước ra khỏi cột khí quyển
• Cân bằng nước cho hệ trái đấtkhí quyển :
gw + gwa = f fa
Trung bình năm: f = fa
Lượng nước mang vào lục địa do sự vận chuyển của
khí quyển bằng lượng dòng chảy từ các con sông
nguon tai.lieu . vn
