Xem mẫu
- KHÍ HẬU HỌC
Chương 7. Hoàn lưu chung đại
dương và khí hậu
- 7.1 Vai trò của đại dương đối với khí hậu
Là nguồn chính cung cấp hơi nước và nhiệt cho khí
quyển
Là cái “nồi hơi” điều khiển chu trình nước toàn cầu
Tạo ra tính quán tính nhiệt lớn cho hệ thống khí hậu trên
quy mô thời gian từ hàng tuần đến hàng thế kỷ
Khả năng tích luỹ nhiệt lớn của đại dương làm giảm biên
độ chu trình mùa của nhiệt độ bề mặt
Sự vận chuyển năng lượng từ xích đạo về cực, làm giảm
gradient nhiệt độ từ cực đến xích đạo
Vận chuyển năng lượng theo phương ngang và phương
thẳng đứng có thể điều chỉnh nhiệt độ bề mặt biển địa
phương
Tác động gián tiếp tới khí hậu thông qua những quá trình
hoá học và sinh học
- Địa hình và độ sâu biển
- Nước trên Trái đất
- Nước trên Trái đất
Khí quyển chỉ lưu trữ một lượng nước rất nhỏ
Nguồn nước chủ yếu của hệ thống khí hậu là đại
dương
- Nhiệt độ bề mặt biển (SST)
Đại dương là “kho” dự trữ nhiệt khổng lồ cho hệ thống khí hậu
- SST May-Dec
- Thủy triều
- Các dòng chảy biển
Các dòng chảy trong đại dương góp phần làm “san bằng” hiệu ứng gradient nhiệt độ
- Các dòng chảy biển
- Dòng chảy biển và khí hậu
- 7.2 Các tính chất của nước biển
Trạng thái vật lý của
nước biển được xác
định bởi:
Áp suất,
Nhiệt độ (trung bình
toàn cầu ~ 3,6C)
Độ muối (khối lượng
các muối hoà tan trong
1 kg nước biển, ‰,
trung bình toàn cầu ~
34,7‰)
Chỉ khoảng một km
trên cùng của biển từ
50oN đến 50oS là ấm
hơn 5oC
Phần lớn nước biển có
Trung bình vĩ hướng của nhiệt độ thế vị nhiệt độ trong khoảng
trung bình năm đại dương toàn cầu (C) từ 2oC đến 5oC
- Lớp dưới sâu, nhiệt độ giảm chậm hơn
theo độ sâu, đạt nhiệt độ khoảng 2oC ở
lớplớp
sâu xáo
nhấttrộn
trongbềđại
mặt,
dương, nhiệt độ,
~20200m,
độ muối
thườngvà có
mậtnhiệt
độ hầu
độnhư
hầuđồng
như nhất
đồng
nhất
nêm nhiệt cố định, nhiệt độ giảm tương
đối nhanh theo độ sâu cho đến khoảng
1000m, được duy trì bởi sự đốt nóng từ
phía trên cộng với sự chuyển động đi
lên chậm chạp của nước lạnh hơn từ
phía dưới
Profile nhiệt độ đại dương trung bình năm đối với các vĩ độ khác
nhau
- Sự phụ thuộc của mật độ vào nhiệt độ và độ muối
Mật độ nước biển
phụ thuộc vào độ
muối gần như
tuyến tính
Nước biển hầu như
không nén (phụ
thuộc yếu ớt vào
mật độ trên các
mặt đẳng áp)
Nhiệt độ ảnh
hưởng đến mật độ
ít hơn độ muối
Mật độ (kg/m3 trừ 1000)
- Trung bình vĩ hướng của trung bình năm của nhiệt độ thế (~T)
Hầu hết đại
dương là lạnh
Líp nªm nhiÖt
và tối đen
Đốt nóng bề
mặt ở nhiệt đới
tạo ra một lớp
mỏng ổn định
Đáy biển “lộ
BiÓn s©u
thiên” ở các vĩ
độ cao (đáy
biển nâng lên
cao hơn – biển
nông hơn)
Địa hình đáy biển
- Trung bình vĩ hướng của trung bình năm của
độ muối
Gần như không
đổi theo độ sâu
Biến động
nhiều ở lớp bề
Líp nªm
mặt (do giáng
nhiÖt
thủy, bốc hơi)
Đạt cực đại ở
cận nhiệt đới
Các tâm cực
BiÓn
tiểu là do ảnh
s©u
hưởng của mật
độ
- Profile độ muối trung bình năm đối với trung bình toàn cầu
và các vĩ độ khác nhau
- Mật độ thế (~ r)
• Tăng nhanh nhất
theo độ sâu ở lớp
vài trăm mét trên
cùng ở nhiệt đới
và vĩ độ trung bình
• Phân tầng mật độ
mạnh bị giảm đi ở
các vĩ độ cao
• Phân bố của mật
độ thế vị gợi lên
rằng nước khu trú
ở dưới sâu đại
dương được mang
đến từ các vùng
Phản ánh những tác động kết hợp của T và S cực
- 7.3 Lớp xáo trộn
• Phân tầng
do đốt
nóng
• Làm lạnh
gây nên
đối lưu
• Xáo trộn
rối chống
lại lực nổi
Các quá trình quan trọng trong lớp xáo trộn
- Trong điều kiện trung bình thông lượng mặt trời và tốc độ đốt nóng
ở độ sâu khoảng 1 m bị giảm đi còn khoảng một nửa giá trị bề mặt
của chúng, nhưng sự đốt nóng đáng kể có thể vẫn còn xảy ra ở độ
sâu sâu hơn 100m
Vì nhiệt mặt trời chỉ tích tụ ở vài chục mét trên cùng, và sự làm lạnh
do bốc hơi và hiển nhiệt xảy ra tại bề mặt, nên cần phải có dòng
năng lượng đi lên để duy trì cân bằng năng lượng
Khuyếch tán phân tử là cơ chế truyền nhiệt quan trọng chỉ trong lớp
một cm trên cùng. Tại một số nơi, dòng nhiệt được mang đến hoặc
mang đi nhờ xáo trộn rối, thăng giáng đối lưu, và chuyển động thẳng
đứng trung bình (nước trồi (upwelling) và nước chìm
(downwelling))
Xáo trộn rối lớp bề mặt được tăng cường đáng kể bởi nguồn cơ năng
do gió và sự tương tác giữa gió với sóng trên bề mặt nước.
Trong lớp xáo trộn, sự vận chuyển nhiệt bởi đối lưu và xáo trộn rối
mạnh đến mức nhiệt độ, độ muối và các tính chất khác của nước
biển hầu như không phụ thuộc vào độ sâu
nguon tai.lieu . vn
