- Trang Chủ
- Địa Lý
- Thời tiết và khí hậu - Phần 2 Nước trong khí quyển - Chương 7
Xem mẫu
- Ch ¬ng 7
C¸c qu¸ tr×nh gi¸ng thñy
Chóng ta th êng nghÜ vÒ m a lín v c¸c t¸c ®éng m«i tr êng cña nã nh
nh÷ng sù kiÖn ng¾n ngñi, tho¸ng qua. Mét trËn m a bÊt ngê cã thÓ g©y lôt léi
trong v i phót, nh ng sù nguy hiÓm th êng kÐo d i trong h ng giê hoÆc ®¹i lo¹i
nh vËy. Tuy nhiªn, ®«i khi c¸c ®iÒu kiÖn m«i tr êng tån t¹i tõ tr íc cã thÓ l m cho
mét trËn m a cã mét ¶nh h ëng nghiªm träng h¬n nhiÒu so víi th«ng th êng. TrËn
lôt lín ë miÒn Trung T©y n íc Mü n¨m 1993 l mét vÝ dô ®iÓn h×nh.
Nh÷ng ®iÒu kiÖn g©y lôt lín ®· b¾t ®Çu tõ mïa thu n¨m 1992, khi Êy nh÷ng
trËn m a dai d¼ng ®· l m b·o hßa ®Êt trªn kh¾p miÒn Trung B¾c n íc Mü. Mïa
thu nhiÒu m a l¹i ® îc nèi tiÕp b»ng mét mïa ®«ng tÝch tô ®Çy tuyÕt. Tæ hîp cña
khèi tuyÕt d y ®Æc bªn trªn ®Êt ®· b·o hßa lu«n l biÓu hiÖn cña nguy c¬ lôt óng
®èi víi mïa tuyÕt tan, song n¨m 1993 ®· thùc sù tá ra tåi tÖ h¬n bÊt kú ai cã thÓ
h×nh dung, bëi v× mïa tuyÕt tan l¹i ® îc nèi tiÕp ngay b»ng nh÷ng trËn m a lín
bÊt th êng trong th¸ng 6 v th¸ng 7.
C êng ®é lò lôt lín ch a tõng thÊy. T¹i Saint Louis, Missouri, s«ng Mississippi
®¹t mùc n íc 6 m bªn trªn møc lò. Mét con s«ng, b×nh th êng réng kho¶ng 800 m ë
gÇn Saint Joseph, Missouri, ®· lan réng ra ®Õn 10 km, l m cho gÇn nöa quËn Saint
Charles ngËp trong n íc (h×nh 7.1). T¹i th nh phè Kansas, Missouri, s«ng Missouri
n©ng lªn cao 6,7 m so víi bê. Kh¾p miÒn Trung T©y, h ng chôc ngh×n ng«i nh bÞ
h h¹i hoÆc ph¸ huû do lò lôt, v× to n bé c¸c vïng xung quanh v 77 th nh phè nhá
ch×m trong n íc. Lò lôt thËm chÝ cßn chia sÎ phÇn cay ®¾ng mØa mai cña m×nh: Des
Moines, Iowa bÞ thiÕu n íc uèng trong 12 ng y v× n íc lò « nhiÔm. C d©n Jacki
Meek, 40 tuæi, ë ngo¹i « Saint Louis, ®¹i diÖn cho 85 000 ng êi ph¶i s¬ t¸n khái nh
cña m×nh ®· nãi “T«i c¶m thÊy m×nh b©y giê gi tíi 65 tuæi, t«i thÊy nh cña m×nh
trªn ch ¬ng tr×nh thêi sù, v t«i chØ biÕt kªu khãc”.
M a v c¸c hiÖn t îng gi¸ng thñy kh¸c l mét thùc tÕ cuéc sèng ®èi víi tÊt c¶
mäi ng êi, mÆc dï b×nh th êng th× hËu qu¶ cña nã cßn xa míi b»ng lò lôt n¨m
1993. Thùc tÕ, viÖc t×m kiÕm ®¸p ¸n cho c©u hái c¸i g× l m nªn gi¸ng thñy cã thÓ ®·
l mét trong nh÷ng lý do ®Ó b¹n lËt trang quyÓn s¸ch n y. Trong ch ¬ng 6, chóng
ta ®· biÕt vÒ nh÷ng qu¸ tr×nh dÉn ®Õn h×nh th nh c¸c lo¹i m©y cho gi¸ng thñy v
kh«ng cho gi¸ng thñy. Trong ch ¬ng n y, chóng ta gi¶i thÝch c¸c qu¸ tr×nh m nhê
®ã c¸c giät m©y v c¸c tinh thÓ b¨ng ch a g©y m a lín lªn ®ñ ®Ó r¬i xuèng th nh
gi¸ng thñy.
http://www.ebook.edu.vn 243
- H×nh 7.1. Lò lôt trªn c¸c s«ng Mississippi v Moussouri. ¶nh bªn trªn cho thÊy vÞ trÝ bê
cña hai s«ng n y ë t×nh huèng b×nh th êng. Lò lôt cùc h¹n v ît bê ®· l m ngËp nh÷ng
vïng réng lín cña mét sè bang ë phÇn Trung T©y trong mïa hÌ n¨m 1993 (¶nh d íi)
Sù lín lªn cña c¸c giät m©y
Khi ho¹t ®éng riªng lÎ, träng lùc sÏ l m t¨ng tèc ®é c¸c vËt r¬i xuèng phÝa bÒ
mÆt. Nh ng träng lùc kh«ng ph¶i l lùc duy nhÊt t¸c ®éng lªn mét vËt ®ang r¬i;
trong cïng thêi gian, kh«ng khÝ t¸c ®éng mét lùc c¶n, hay kh¸ng lùc. Khi tèc ®é
t¨ng lªn, lùc c¶n còng t¨ng, cho ®Õn khi lùc c¶n c©n b»ng víi träng lùc v gia tèc bÞ
triÖt tiªu. VËt vÉn r¬i, nh ng víi mét tèc ®é kh«ng ®æi, vËn tèc dõng. NÕu kh«ng cã
g× ®Æc biÖt, tèc ®é dõng phô thuéc v o kÝch th íc, c¸c vËt nhá r¬i chËm h¬n nhiÒu
so víi vËt lín. (Chóng ta sÏ xem xÐt tØ mØ mèi liªn quan gi÷a kÝch th íc v tèc ®é
dõng trong chuyªn môc 7.1: Nh÷ng nguyªn lý VËt lý: V× sao c¸c h¹t m©y kh«ng r¬i).
http://www.ebook.edu.vn
244
- Nh chóng ta ®· nh¾c ®Õn, c¸c giät m©y r¬i chËm do chóng rÊt nhá. C¸c giät m©y
cã kÝch nhá l v× trong thùc tÕ cã rÊt nhiÒu c¸c nh©n ng ng kÕt; do ®ã, n íc trong
m©y ph©n bè cho rÊt nhiÒu h¹t nhá chø kh«ng tËp trung v o mét sè Ýt nh÷ng h¹t
lín h¬n. Víi kÝch th íc nhá, c¸c giät m©y lóc ®Çu cã tèc ®é dõng cùc chËm, chóng
kh«ng thÓ ®¹t tíi bÒ mÆt.
HiÖu øng n y thÓ hiÖn râ trªn h×nh 7.2, h×nh n y biÓu diÔn c¸c tèc ®é dõng cña
c¸c hîp phÇn m©y kh¸c nhau. Nh÷ng h¹t m©y nhá nhÊt l c¸c nh©n ng ng kÕt,
trªn ®ã c¸c giät n íc láng h×nh th nh (®Ó ®¬n gi¶n, h×nh n y chØ ¸p dông ®èi víi
m©y gåm n íc láng, kh«ng cã c¸c tinh thÓ b¨ng). C¸c nh©n ng ng kÕt nhá ®Õn nçi
chóng r¬i xuèng víi mét tèc ®é chËm kh«ng nhËn ra ® îc. Nh÷ng giät m©y lín h¬n
(nh ng kh«ng r¬i xuèng th nh m a) ®iÓn h×nh cã b¸n kÝnh tõ 10 ®Õn 50 μm (h·y
nhí l¹i, 1 μm b»ng mét phÇn triÖu mÐt). C¸c h¹t m©y n y cã tèc ®é r¬i tõ kho¶ng 1
®Õn 25 cm/s. Mét c¸ch t ¬ng ph¶n, nh÷ng h¹t m a lín h¬n nhiÒu, ® îc thÓ hiÖn
trªn h×nh, r¬i víi tèc ®é 650 cm/s, nhanh gÊp 25 lÇn.
H×nh 7.2. C¸c ®Æc tr ng trung b×nh cña c¸c hîp phÇn m©y
Nh÷ng giät m a r¬i xuèng bÒ mÆt khi chóng trë th nh ®ñ lín sao cho träng lùc
v ît qua ® îc hiÖu øng cña c¸c dßng th¨ng. ThÕ n o gäi l ®ñ lín? NÕu xÐt theo
b¸n kÝnh, nh÷ng giät m a lín h¬n c¸c giät m©y ®iÓn h×nh kho¶ng 100 lÇn. Víi kÝch
th íc ®ã, phÇn lín c¸c ph©n tö n íc n»m ë phÇn bªn trong cña giät m©y, chØ mét sè
t ¬ng ®èi Ýt c¸c ph©n tö ë mÐp ngo i tiÕp xóc víi khÝ quyÓn. V× chØ cã mét tØ phÇn
nhá h¬n bÞ lùc c¶n, vËn tèc dõng sÏ ®ñ lín ®Ó giät m©y r¬i th nh m a.
Chóng ta cÇn l u ý r»ng, nÕu xÐt theo thÓ tÝch hay khèi l îng n íc, c¸c giät
m a lín h¬n so víi c¸c giät m©y mét triÖu lÇn chø kh«ng ph¶i chØ mét tr¨m lÇn. §ã
l v× thÓ tÝch h×nh cÇu tû lÖ víi lËp ph ¬ng cña b¸n kÝnh. NÕu b¸n kÝnh lín h¬n 100
lÇn, th× thÓ tÝch lín h¬n l 100 × 100 × 100 (1 triÖu) lÇn. C¸c giät m a kh«ng ho n
to n l h×nh cÇu, nh ng nguyªn t¾c n y vÉn ®óng: c¸c phÇn tö gi¸ng thñy th êng
lín h¬n nhiÒu lÇn so víi nh÷ng giät m©y. Ýt ra l d íi gi¸c ®é mét giät m©y, mÆc dï
http://www.ebook.edu.vn 245
- chóng ta kh«ng cho r»ng m©y l nh÷ng vËt r¬i lín, nh ng thùc sù l nh vËy.
Trong c¸c môc tiÕp theo cña ch ¬ng n y, chóng ta sÏ tæng quan nh÷ng qu¸ tr×nh
t¹o th nh nh÷ng vËt r¬i “khæng lå” ®ã.
h íng xuèng d íi, bÞ chèng l¹i bëi lùc c¶n
cña giã (trë kh¸ng). Mét giät n íc võa
7-1 Nh÷ng nguyªn lý vËt lý: míi sinh ra trong khÝ quyÓn r¬i víi tèc ®é
t¨ng dÇn, nh ng kh«ng t¨ng v« tËn. DÇn
T¹i sao c¸c h¹t m©y kh«ng r¬i?
dÇn lùc c¶n ( Fd ) c©n b»ng víi träng lùc
( Fg ) , kÕt qu¶ l kh«ng cßn lùc rßng:
B¹n cã lÏ ®· quen thuéc víi truyÒn
thuyÕt - thÝ nghiÖm cña Galileo Galilei lùc rßng = Fg − Fd = 0 .
cuèi thÕ kû 16, cho hai vËt r¬i, mét nhÑ
Kh«ng cã lùc rßng th× kh«ng cã gia
v mét nÆng, tõ trªn th¸p nghiªng Pisa.
tèc v giät n íc r¬i víi vËn tèc tèc r¬i
C¶ hai vËt chÞu cïng mét gia tèc träng
dõng cña nã. Giät n íc r¬i nhanh nh thÕ
tr êng, ch¹m tíi mÆt ®Êt gÇn nh cïng
n o? §Ó tr¶ lêi c©u hái n y, ta cÇn biÕt
mét thêi gian. BiÓu diÔn cña Galileo cã vÎ
mét chót vÒ ®é lín cña hai lùc.
kh«ng phï hîp tr¶i nghiÖm h ng ng y
Träng lùc
cña chóng ta, v× mét con kiÕn r¬i tõ nãc
tßa nh cao tÇng xuèng ®Êt ch¾c ph¶i l©u Träng lùc tû lÖ thuËn víi khèi l îng.
h¬n mét qu¶ cÇu. Nã còng kh«ng gièng Khi ta b íc lªn chiÕc c©n, chÝnh l ta ®o
víi nhËn ®Þnh cña chóng ta r»ng nh÷ng lùc n y. §èi víi mét giät m©y kh«ng chøa
giät m©y nhá th× r¬i chËm. Lêi gi¶i ph¶i g× kh¸c ngo i c¸c ph©n tö n íc, khèi
l : cã lùc kh¸c t¸c ®éng lªn c¸c vËt ®ang l îng chÝnh l mËt ®é nh©n víi thÓ tÝch.
r¬i ngo i träng lùc, thËt vËy, cã lùc c¶n VËy ta cã Fg b»ng
cña giã, hay trë kh¸ng. B»ng c¸ch xem
4 3
xÐt hai lùc n y cïng t¸c ®éng nh thÕ Fg = ρ πr ,
3
n o, ta sÏ hiÓu thªm v× sao c¸c h¹t m©y
ë ®©y ρ l mËt ®é cña n íc v rl b¸n
kh«ng r¬i. §Ó dÔ b n luËn, ta gi¶ thiÕt
c¸c h¹t cã h×nh cÇu – khi dïng c¸c h×nh kÝnh giät.
d¹ng thùc tÕ h¬n th× còng sÏ kh«ng l m Lùc c¶n
thay ®æi nh÷ng kÕt luËn cña chóng ta.
Trë kh¸ng gi÷a giät v kh«ng khÝ
§Þnh luËt thø hai cña Newton nãi xung quanh phô thuéc v o tèc ®é r¬i v
r»ng: nÕu mét lùc rßng t¸c ®éng lªn mét kÝch th íc cña giät. Gièng nh mét « t«
khèi l îng, khèi l îng ®ã sÏ cã mét gia ®ang ch¹y trªn ® êng cao tèc, mét giät
tèc (hay thay ®æi vËn tèc theo thêi gian). n íc chÞu lùc c¶n m¹nh h¬n khi nã
§èi víi mét khèi l îng ®ang xÐt, gia tèc chuyÓn ®éng trong kh«ng khÝ. Thùc tÕ,
tû lÖ thuËn víi lùc. D íi d¹ng ph ¬ng mét c¸ch gÇn ®óng, lùc c¶n t¨ng theo
tr×nh, ®Þnh luËt n y viÕt th nh:
b×nh ph ¬ng cña tèc ®é giã ( v 2 ) . VËy kÝch
lùc rßng = khèi l îng × gia tèc .
th íc ¶nh h ëng tíi lùc c¶n nh thÕ n o?
§èi víi mét h×nh cÇu, ¶nh h ëng cña kÝch
H·y l u ý, ®Þnh luËt thø hai cña
Newton nãi r»ng ta xÐt lùc rßng tøc l kÕt th íc giät n íc chñ yÕu l do diÖn tÝch
qu¶ cña tÊt c¶ c¸c lùc t¸c ®éng lªn vËt. cña bÒ mÆt. Khi diÖn tÝch bÒ mÆt t¨ng,
Khi xÐt giät n íc ®ang r¬i, nã cã träng lùc lùc c¶n t¨ng theo mét c¸ch tØ lÖ thuËn.
NÕu nhí l¹i l , diÖn tÝch bÒ mÆt h×nh cÇu
http://www.ebook.edu.vn
246
- cÇu b»ng 4π r 2 , ta cã thÓ kÕt hîp c¸c ¶nh Nhê c«ng thøc n y, ta nhËn ® îc
mét kÕt qu¶ quan träng: khi b¸n kÝnh
h ëng cña tèc ®é v cña diÖn tÝch bÒ mÆt
giät t¨ng, th× vËn tèc dõng t¨ng. Mét c¸ch
th nh
t ¬ng ® ¬ng, c¸c giät lín r¬i nhanh h¬n
2 2
Fd = kυ 4π r , c¸c h¹t nhá. ý nghÜa vËt lý ë ®©y l : c¶
träng lùc lÉn lùc c¶n ®Òu t¨ng theo b¸n
trong ®ã k l mét h»ng sè. Gi¸ trÞ cña k
kÝnh, nh ng träng lùc t¨ng nhanh h¬n so
kh«ng quan träng ë ®©y; vÊn ®Ò l Fd tØ
víi lùc c¶n v v× vËy ®ßi hái mét tèc ®é r¬i
lÖ víi b×nh ph ¬ng tèc ®é r¬i ( v 2 ) v b¸n
cao h¬n ®Ó bï cho Fg . Chó ý r»ng, ®èi víi
kÝnh ( r 2 ) .
giät n íc, r¬i víi tèc ®é vt trong khÝ
VËn tèc dõng quyÓn ®øng yªn th× còng ho n to n gièng
nh nã ®øng yªn trong kh«ng khÝ n©ng
§èi víi mét giät n íc r¬i víi vËn tèc
lªn víi tèc ®é vt . Nh vËy, c«ng thøc n y
dõng, ta ®· nãi r»ng träng lùc v lùc c¶n
b»ng nhau. NÕu dïng vt l vËn tèc dõng, nãi r»ng cÇn mét dßng th¨ng m¹nh ®Ó
gi÷ mét giät n íc lín ë trªn cao, cßn mét
ta cã
giät n íc nhá th× dÔ l¬ löng.
4 3 2 2
ρ π r = kv t 4π r Trë l¹i víi tr êng hîp th¸p nghiªng
3
Pisa ®· m« t¶ ë trªn, b©y giê ta cã thÓ
( Fg ) ( Fd )
hiÓu v× sao c¸c vËt cña Galileo ®· r¬i gÇn
§Ó x¸c ®Þnh vËn tèc dõng, ta s¾p xÕp nh víi cïng mét tèc ®é. §èi víi nh÷ng
v gi¶i ra ®èi víi vt : vËt lín nh thÕ, träng lùc lín h¬n lùc c¶n
rÊt nhiÒu trong suèt qu·ng ® êng r¬i
4
2 3 2
vt = ρ π r / k4π r ng¾n ngñi. NÕu bá qua lùc c¶n, träng lùc
3
l m t¨ng tèc ®é cña c¶ hai vËt gÇn nh
4 3 2
ρ / 4k r / r
= víi cïng mét møc ®é. NÕu nh Galilei
3
dïng c¸c vËt víi kÝch th íc rÊt kh¸c
1 nhau, hoÆc nÕu nh c¸c vËt r¬i ®ñ xa ®Ó
ρ/k r
=
3 ®¹t tíi vËn tèc dõng, th× chªnh lÖch vÒ tèc
®é cã thÓ xuÊt hiÖn. ChuyÖn vÒ søc c¶n
vt = c
hay r,
cña giã còng ho n to n nh vËy, v
nh÷ng cuèn s¸ch gièng nh s¸ch n y sÏ
1
ρ / k l mét h»ng sè.
ë ®©y c = kh«ng cÇn b n vÒ chñ ®Ò n y n÷a.
3
Lín lªn do ng ng kÕt
Khi c¸c giät m©y b¾t ®Çu h×nh th nh do sù l¹nh ®i ®o¹n nhiÖt cña kh«ng khÝ
th¨ng, chÝnh l chóng h×nh th nh ë trªn c¸c nh©n ng ng kÕt. Nh ng trong ph¹m vi
mét v i chôc mÐt bªn trªn mùc ng ng kÕt th¨ng, tÊt c¶ nh÷ng nh©n ng ng kÕt hiÖn
cã ®· hót lÊy n íc, cßn sù ng ng kÕt tiÕp theo n o ®ã chØ cã thÓ diÔn ra trªn c¸c giät
®ang tån t¹i Êy.
Sù ng ng kÕt cã thÓ l m cho c¸c giät n íc rÊt nhá lín lªn nhanh, nh ng chØ
®Õn khi chóng ®¹t tíi nh÷ng b¸n kÝnh ®Õn kho¶ng 20 μm, b¸n kÝnh ®ã vÉn cßn l
rÊt nhá so víi kÝch th íc cÇn thiÕt ®Ó r¬i xuèng th nh m a. Sau thêi ®iÓm n y, sù
t¨ng tr ëng tiÕp theo do ng ng kÕt l nhá nhÊt. §Ó hiÓu t¹i sao, h·y nhí l¹i r»ng
h¬i n íc trong kh«ng khÝ chØ cßn t ¬ng ®èi Ýt ®Ó ng ng kÕt. Víi nhiÒu giät nh thÕ
tranh nhau mét l îng n íc h¹n chÕ th× kh«ng giät n o cã thÓ lín lªn rÊt nhanh
http://www.ebook.edu.vn 247
- ® îc. Râ r ng l nÕu nh t¨ng tr ëng do ng ng kÕt l qu¸ tr×nh t¸c ®éng duy nhÊt,
th× chóng ta sÏ thÊy rÊt Ýt m a, nÕu nh cã, trªn Tr¸i §Êt n y. V× vËy, chóng ta cÇn
biÕt r»ng qu¸ tr×nh ng ng kÕt chØ l ®iÓm xuÊt ph¸t cña m a v tuyÕt, kh«ng ph¶i
l to n bé nguyªn nh©n. Cã hai qu¸ tr×nh kh¸c cã tr¸ch nhiÖm l m cho giät m©y lín
lªn tiÕp, tÇm quan träng t ¬ng ®èi cña hai qu¸ tr×nh ®ã tïy thuéc v o c¸c ®Æc tr ng
nhiÖt ®é cña m©y.
Lín lªn trong m©y Êm
PhÇn lín m©y cho m a ë c¸c vïng nhiÖt ®íi v nhiÒu m©y ë c¸c vÜ ®é trung
b×nh l nh÷ng ®¸m m©y Êm, lu«n cã nhiÖt ®é lín h¬n 0oC. Trong m©y Êm, qu¸
tr×nh va ch¹m - liªn kÕt g©y nªn gi¸ng thñy, qu¸ tr×nh n y phô thuéc v o tèc ®é
r¬i kh¸c nhau cña c¸c giät víi kÝch th íc kh¸c nhau.
C¸c giät m©y cã c¸c kÝch th íc kh¸c
nhau, v do ®ã, cã c¸c vËn tèc dõng kh¸c
nhau. H·y nh×n h×nh 7.3 xem ®iÒu g× sÏ x¶y
ra khi giät lín nhÊt (gäi l giät thu l îm) r¬i
trong mét ®¸m m©y Êm. Khi giät thu l îm
r¬i xuèng, nã v ît qua mét sè giät nhá h¬n
trªn ® êng ®i cña m×nh, bëi v× vËn tèc dõng
cña nã lín h¬n. §iÒu ®ã mang l¹i c¬ héi cho
sù va ch¹m v liªn kÕt.
Sù va ch¹m. Khi r¬i, mét giät thu l îm
va ch¹m chØ víi mét sè giät trªn ® êng cña
nã. X¸c suÊt va ch¹m phô thuéc v o c¶ kÝch
th íc tuyÖt ®èi lÉn kÝch th íc t ¬ng ®èi cña
giät thu l îm so víi nh÷ng giät n íc phÝa H×nh 7.3. V× h¹t thu l îm cã khèi
d íi. NÕu giät thu l îm lín h¬n nhiÒu so víi l îng lín h¬n, nã cã tèc ®é dõng
lín h¬n (biÓu diÔn b»ng ®é d i cña
c¸c giät n íc ë phÝa d íi, tØ lÖ nh÷ng lÇn va
mòi tªn h íng xuèng d íi) so víi
ch¹m (hiÖu suÊt va ch¹m) sÏ thÊp. H×nh 7.4 c¸c giät nhá trªn ® êng r¬i cña
cho thÊy v× sao. Khi giät thu l îm r¬i, nã m×nh. H¹t thu l îm sÏ v ît qua v
nÐn kh«ng khÝ trªn ® êng ®i cña m×nh. va ch¹m víi c¸c h¹t nhá h¬n
Kh«ng khÝ bÞ nÐn sÏ t¹o ra mét xung giã giËt
yÕu ®Èy c¸c giät nhá d¹t ra khái ® êng ®i. Tuy nhiªn, giã giËt yÕu kh«ng thÓ ®Èy
c¸c giät lín h¬n ra ngo i v giät thu l îm cã thÓ va ch¹m víi chóng. KÕt qu¶ l ,
hiÖu suÊt va ch¹m sÏ lín h¬n ®èi víi nh÷ng giät cã kÝch th íc kh«ng nhá h¬n qu¸
nhiÒu so víi giät thu l îm.
B¹n cã thÓ ®· chøng kiÕn mét hiÖn t îng t ¬ng tù ë mét quy m« lín h¬n khi
l¸i xe trªn ® êng n«ng th«n v o mïa hÌ, kÝnh ch¾n giã phÝa tr íc dån nh÷ng con
c«n trïng lín ®ang bay bÞ kÑt l¹i th nh mét ®èng nhá ë mÐp kÝnh. RÊt khã kh¨n ®Ó
d¹t ra bªn c¹nh b»ng kh«ng khÝ bÞ nÐn ë ngay phÝa tr íc kÝnh ch¾n giã, chóng bay
tiÕp theo ® êng cña chóng cho ®Õn khi thêi ®iÓm hiÓm nghÌo xuÊt hiÖn. Tr¸i l¹i,
nh÷ng con bä nhá h¬n th× bÞ thæi tung ra khái con ® êng tai häa.
http://www.ebook.edu.vn
248
- HiÖu suÊt va ch¹m còng thÊp ®èi víi c¸c giät gÇn nh b»ng nhau vÒ kÝch th íc
so víi giät thu l îm, v× vËn tèc dõng cña chóng gÇn b»ng víi vËn tèc cña giät thu
l îm, khi ®ã giät thu l îm khã cã thÓ ®uæi kÞp v va ch¹m víi chóng. L¹i t ¬ng tù
víi t×nh huèng « t«, nh÷ng vô ®ông ®é gi÷a c¸c xe Ýt kh¶ n¨ng x¶y ra chõng n o tÊt
c¶ c¸c xe ch¹y víi cïng tèc ®é v cïng h íng.
Trong nh÷ng t×nh huèng nhÊt ®Þnh, hiÖu
suÊt va ch¹m cã thÓ thùc sù v ît qu¸ 100%, v
giät thu l îm cã thÓ va ch¹m víi nhiÒu giät
h¬n sè l îng giät trªn ® êng ®i cña nã. Mét
giät ®ang r¬i t¹o nªn nh÷ng cuén xo¸y rèi cã
thÓ thu hót nh÷ng giät nhá ë bªn ngo i ® êng
®i v mang chóng trë l¹i phÝa ®Ønh cña giät
thu l îm, ë ®ã sÏ x¶y ra va ch¹m.
Nghiªn cøu gÇn ®©y sö dông c¸c m« h×nh
to¸n cho biÕt r»ng chuyÓn ®éng rèi d íi d¹ng
nh÷ng cuén xo¸y l m t¨ng hiÖu suÊt va ch¹m
lªn rÊt nhiÒu. C¸c xo¸y rèi cã t¸c dông nh
nh÷ng m¸y ly t©m nhá chia t¸ch c¸c giät theo
kÝch th íc khi chóng quay xung quanh t©m.
BiÕn thiªn kÕt qu¶ vÒ nång ®é sÏ l m t¨ng
®¸ng kÓ suÊt va ch¹m trung b×nh. Ngo i ra, sù
quay nhanh l m cho c¸c dßng giät n íc t¸ch
khái kh«ng khÝ gièng nh mét con thoi v¨ng
ra khái d©y nèi. Nh÷ng giät bÞ t¸ch ra cã x¸c
suÊt va ch¹m cao víi c¸c giät kh¸c, cho nªn
qu¸ tr×nh n y còng l m t¨ng hiÖu suÊt va
ch¹m. TÝnh to¸n cho thÊy r»ng, ®Ó cho ly t©m
v hiÖu øng d©y nèi cã thÓ xuÊt hiÖn th× chØ
cÇn chuyÓn ®éng cuén xo¸y cì nhÑ, cã nghÜa l
c¸c qu¸ tr×nh n y t¸c ®éng trong phÇn lín c¸c
®¸m m©y.
Sù liªn kÕt. Khi mét giät thu l îm v c¸c
giät nhá h¬n va ch¹m, chóng cã thÓ hoÆc kÕt
hîp l¹i ®Ó h×nh th nh mét giät duy nhÊt lín
h¬n hoÆc v¨ng ra th nh nhiÒu m¶nh. §a sè
c¸c giät n íc va ch¹m th êng dÝnh v o nhau.
Qu¸ tr×nh n y ® îc gäi l liªn kÕt, v tû lÖ
phÇn tr¨m c¸c giät n íc va ch¹m liªn kÕt l¹i H×nh 7.4. Khi mét giät thu l îm r¬i
(a), nã nÐn kh«ng khÝ ë phÝa d íi nã
víi nhau ® îc gäi l hiÖu suÊt liªn kÕt. V× ®a
(b). §iÒu n y t¹o ra mét gra®ien ¸p
sè c¸c va ch¹m dÉn tíi kÕt côc liªn kÕt, nªn suÊt v ®Èy nh÷ng giät rÊt nhá ra
hiÖu suÊt liªn kÕt th êng ® îc chÊp nhËn khái ® êng (c). C¸c giät nhá bÞ d¹t
b»ng gÇn 100 %. Nãi c¸ch kh¸c, chóng ta ho n sang bªn v tr¸nh khái bÞ t¸c ®éng
http://www.ebook.edu.vn 249
- to n cã thÓ bá qua hiÖu suÊt liªn kÕt cña hai giät cã kÝch th íc t ¬ng tù, bëi v×
chóng Ýt kh¶ n¨ng va ch¹m ë vÞ trÝ thø nhÊt.
Sù va ch¹m v sù liªn kÕt cïng víi nhau h×nh th nh c¬ chÕ quan träng cho
m a ë c¸c vïng nhiÖt ®íi, n¬i nh÷ng ®¸m m©y Êm chiÕm u thÕ. T¹i c¸c vÜ ®é trung
b×nh, ®a sè c¸c ®¸m m©y cho gi¸ng thñy cã c¸c nhiÖt ®é ®ãng b¨ng, Ýt ra l t¹i c¸c
phÇn phÝa trªn cña chóng. §iÒu ®ã t¹o thuËn lîi cho sù t¨ng tr ëng gi¸ng thñy
b»ng mét c¬ chÕ kh¸c liªn quan tíi sù cïng tån t¹i cña c¸c tinh thÓ b¨ng v c¸c giät
n íc siªu l¹nh, qu¸ tr×nh Bergeron (cßn ® îc biÕt ®Õn nh qu¸ tr×nh Bergeron-
Findeisen hoÆc qu¸ tr×nh tinh thÓ b¨ng) ® îc m« t¶ trong môc tiÕp theo.
Lín lªn trong c¸c ®¸m m©y m¸t v l¹nh
Kh¸c víi c¸c b¶n sao cña chóng t¹i vïng nhiÖt ®íi, Ýt nhÊt mét phÇn cña ®a sè
c¸c ®¸m m©y vïng vÜ ®é trung b×nh cã nhiÖt ®é thÊp h¬n ®iÓm tan b¨ng. Nh trªn
h×nh 7.5a, mét sè ®¸m m©y cã nhiÖt ®é thÊp h¬n 0oC v cÊu t¹o ho n to n tõ c¸c
tinh thÓ b¨ng, c¸c giät n íc siªu l¹nh hoÆc hçn hîp cña c¶ hai. C¸c ®¸m m©y ®ã gäi
l nh÷ng ®¸m m©y l¹nh.
Tr¸i l¹i, m©y m¸t (h×nh 7.5b) cã c¸c nhiÖt ®é lín h¬n 0oC t¹i c¸c biªn phÝa d íi
v nh÷ng ®iÒu kiÖn cËn ®ãng b¨ng ë phÝa trªn. Nh chóng ta ®· b n luËn ë ch ¬ng
5, sù b·o hßa t¹i nhiÖt ®é gi÷a -4oC v -40oC cã thÓ dÉn ®Õn sù h×nh th nh c¸c tinh
thÓ b¨ng nÕu cã nh÷ng nh©n b¨ng hiÖn diÖn hoÆc h×nh th nh c¸c giät láng siªu
l¹nh nÕu kh«ng cã nh÷ng nh©n b¨ng hiÖn diÖn. Nh vËy, mét ®¸m m©y tÝch kh¸
ph¸t triÓn cã thÓ cÊu t¹o ho n to n tõ nh÷ng giät n íc ë phÇn thÊp cña nã, mét tæ
hîp nh÷ng giät n íc siªu l¹nh v nh÷ng tinh thÓ b¨ng ë phÇn gi÷a v nh÷ng tinh
thÓ b¨ng ho n chØnh ë phÇn ®Ønh trªn cïng (h×nh 7.6). C¸c qu¸ tr×nh ® îc m« t¶
trong môc n y ho¹t ®éng bªn trong nh÷ng ®¸m m©y l¹nh v m¸t cã hçn hîp b¨ng
v n íc láng.
H×nh 7.5. §¸m m©y l¹nh (a) cã nhiÖt ®é thÊp h¬n 0oC tõ ch©n ®Õn ®Ønh m©y. §¸m m©y m¸t (b) cã
nhiÖt ®é lín h¬n 0oC ë c¸c phÇn phÝa d íi v cã nhiÖt ®é ®ãng b¨ng ë phÇn phÝa trªn
Nh chóng ta sÏ thÊy, sù cïng tån t¹i cña b¨ng v nh÷ng giät n íc siªu l¹nh
rÊt quan träng ®èi víi sù ph¸t triÓn cña phÇn lín gi¸ng thñy ë bªn ngo i vïng nhiÖt
®íi. Mét qu¸ tr×nh, trong ®ã nh÷ng giät n íc v tinh thÓ trong c¸c ®¸m m©y vïng vÜ
®é trung b×nh lín lªn tíi kÝch th íc cho gi¸ng thñy ®· ® îc m« t¶ bëi mét trong
nh÷ng nh khoa häc lçi l¹c cña khÝ t îng häc hiÖn ®¹i, Tor Bergeron. Qu¸ tr×nh
http://www.ebook.edu.vn
250
- n y do ®ã th êng ® îc nh¾c ®Õn víi tªn gäi qu¸ tr×nh Bergeron.
Nguyªn lý c¬ së cña qu¸ tr×nh Bergeron l ¸p
suÊt h¬i b·o hßa xung quanh b¨ng (l îng h¬i n íc
cÇn thiÕt ®Ó gi÷ b¨ng ë tr¹ng th¸i c©n b»ng) nhá
h¬n ¸p suÊt h¬i n íc b·o hßa xung quanh n íc
siªu l¹nh t¹i cïng mét nhiÖt ®é. * Nãi c¸ch kh¸c,
nÕu cã võa ®ñ h¬i n íc trong kh«ng khÝ ®Ó gi÷ cho
mét giät siªu l¹nh kh«ng bèc th nh h¬i, th× l îng
h¬i n íc ®ã thõa ®ñ ®Ó duy tr× mét tinh thÓ b¨ng.
Chóng ta sÏ xem xÐt ®iÒu n y dÉn ®Õn gi¸ng thñy
nh thÕ n o.
_______________
H×nh 7.6. §¸m m©y tÝch. PhÇn bªn d íi cÊu t¹o ho n
to n tõ c¸c giät láng, phÇn gi÷a - hçn hîp b¨ng v
n íc láng v phÇn trªn - ho n to n l b¨ng. PhÇn
®Ønh m©y cÊu t¹o tõ b¨ng cã ranh giíi mê nh¹t h¬n
H·y quan s¸t h×nh 7.7 v xÐt t×nh huèng trong ®ã c¸c tinh thÓ b¨ng v c¸c giät
n íc siªu l¹nh cïng tån t¹i, cßn ¸p suÊt h¬i n íc th× b»ng víi ¸p su©t cÇn thiÕt ®Ó
gi÷ c¸c giät n íc ë tr¹ng th¸i c©n b»ng. Trªn h×nh 7.7a tèc ®é ng ng kÕt v o giät
n íc láng b»ng tèc ®é bèc h¬i. Nh ng khi ¸p suÊt h¬i n íc trong m©y b»ng ¸p suÊt
h¬i n íc b·o hßa ®èi víi giät n íc, th× ¸p suÊt ®ã lín h¬n ¸p suÊt h¬i b·o hßa ®èi víi
b¨ng. §iÒu n y l m cho mét phÇn h¬i n íc trong kh«ng khÝ bÞ ng ng kÕt trùc tiÕp
v o b¨ng. Tr÷ l îng h¬i n íc trong kh«ng khÝ sau ®ã bÞ gi¶m xuèng v sÏ l m cho
c¸c giät n íc láng bÞ bèc h¬i v× nã nh êng n íc ®Ó phôc håi tr¹ng th¸i c©n b»ng (b).
Nh ng qu¸ tr×nh n y ch a kÕt thóc ë ®©y, bëi v× sù bèc h¬i tõ giät n íc l m
t¨ng tr÷ l îng h¬i n íc cña kh«ng khÝ, l îng h¬i n íc ®ã l¹i tiÕp tôc ng ng kÕt v o
c¸c tinh thÓ b¨ng (c). KÕt côc dÉn tíi mét qu¸ tr×nh chuyÓn hãa liªn tôc: c¸c giät
láng nh êng h¬i n íc, ®Ó råi h¬i n íc ®ã ng ng kÕt v o c¸c tinh thÓ b¨ng. Nãi kh¸c
®i, c¸c tinh thÓ b¨ng liªn tôc lín lªn nhê nh÷ng giät n íc siªu l¹nh tÝch tô thªm
v o. MÆc dï h×nh 7.7 diÔn t¶ qu¸ tr×nh n y th nh c¸c b íc riªng biÖt, nh ng bèc
h¬i v kÕt tô trong thùc tÕ x¶y ra ®ång thêi.
Sù lín lªn cña c¸c tinh thÓ b¨ng nhê qu¸ tr×nh kÕt tô h¬i n íc th êng kh«ng
®ñ ®Ó t¹o ra m a lín, chØ l m a nhÑ. Khi c¸c tinh thÓ b¨ng lín lªn, khèi l îng cña
tinh thÓ t¨ng, chóng sÏ r¬i trong m©y v va ch¹m víi nh÷ng giät n íc v nh÷ng
tinh thÓ b¨ng kh¸c. Nh÷ng vô va ch¹m nh thÕ g©y nªn hai qu¸ tr×nh quan träng
n÷a cã thÓ l m t¨ng rÊt nhanh tèc ®é lín lªn cña c¸c tinh thÓ b¨ng, ®ã l sù båi kÕt
*
§ã l v× c¸c ph©n tö trong mét tinh thÓ b¨ng liªn kÕt víi nhau chÆt chÏ h¬n so víi c¸c
ph©n tö cña n íc láng. RÊt thó vÞ l ®iÒu n y kh«ng ph¶i Bergeron ph¸t hiÖn ra, nã ® îc
ph¸t hiÖn nhiÒu n¨m tr íc bëi Alfred Wegener, nh khoa häc næi tiÕng h¬n do nh÷ng ®ãng
gãp cña «ng cho häc thuyÕt kiÕn t¹o m¶ng (®«i khi gäi l thuyÕt tr«i lôc ®Þa). §ãng gãp cña
Bergeron l ®· ¸p dông nguyªn lý n y v o sù t¨ng tr ëng cña c¸c hîp phÇn m©y v qu¸
tr×nh h×nh th nh gi¸ng thñy.
http://www.ebook.edu.vn 251
- (phñ s ¬ng muèi) v kÕt côm.
H×nh 7.7. Qu¸ tr×nh Bergeron. NÕu l îng h¬i n íc trong kh«ng khÝ võa ®ñ ®Ó gi÷ mét giät n íc
siªu l¹nh c©n b»ng, th× l îng ®ã thõa ®ñ ®Ó gi÷ mét tinh thÓ b¨ng c©n b»ng. §iÒu kiÖn n y dÉn ®Õn
kÕt tô (tøc chuyÓn pha tõ h¬i n íc sang b¨ng) nhanh h¬n th¨ng hoa (tøc chuyÓn pha tõ b¨ng sang
h¬i n íc) v tinh thÓ lín lªn (a). H¬i n íc bÞ Ýt ®i trong kh«ng khÝ l m cho giät n íc ph¶i bèc h¬i
(b). Bèc h¬i tõ giät n íc l m cho kh«ng khÝ cã thªm n íc v kÝch thÝch sù t¨ng tr ëng tinh thÓ
b¨ng (c). Tuy ë ®©y biÓu diÔn mét chuçi c¸c b íc riªng biÖt, nh ng c¸c qu¸ tr×nh diÔn ra ®ång thêi
Båi kÕt v kÕt côm. Chóng ta ®· thÊy r»ng sù h×nh th nh c¸c tinh thÓ b¨ng
trong khÝ quyÓn th êng ®ßi hái ph¶i cã mÆt nh÷ng nh©n b¨ng, hay nh÷ng h¹t khëi
®éng sù ®ãng b¨ng. Trong thùc tÕ, b¶n th©n b¨ng chÝnh l mét nh©n b¨ng rÊt hiÖu
dông. Nh vËy, khi c¸c tinh thÓ b¨ng r¬i trong m©y v va ch¹m víi c¸c giät siªu
l¹nh, n íc láng sÏ ng ng kÕt th nh b¨ng b¸m v o c¸c tinh thÓ b¨ng. Qu¸ tr×nh n y
gäi l phñ s ¬ng muèi (hoÆc l båi kÕt), nã l m cho c¸c tinh thÓ b¨ng lín lªn nhanh,
tiÕp tôc t¨ng tèc ®é r¬i v kÝch thÝch båi kÕt h¬n n÷a.
Mét qu¸ tr×nh quan träng kh¸c trong ph¸t triÓn gi¸ng thñy l sù kÕt côm, liªn
kÕt hai tinh thÓ b¨ng ®Ó t¹o th nh mét tinh thÓ ®¬n lín h¬n. Sù kÕt côm xuÊt hiÖn
dÔ nhÊt khi c¸c tinh thÓ b¨ng cã mét líp ¸o máng b»ng n íc láng ®Ó l m cho chóng
dÔ “dÝnh” h¬n. N íc nh thÕ hay cã nhÊt khi nhiÖt ®é m©y kh«ng thÊp h¬n 0oC qu¸
nhiÒu, vËy sù kÕt côm l quan träng h¬n ë phÇn Êm h¬n cña ®¸m m©y l¹nh. (Cã lÏ
http://www.ebook.edu.vn
252
- b¹n ®· tõng ®Ó ý thÊy r»ng nh÷ng b«ng tuyÕt rÊt lín th êng hay thÊy h¬n trong
thêi gian tuyÕt ®Çu mïa cßn Êm, tr¸i l¹i víi tuyÕt gi÷a ®«ng.
Tæ hîp båi kÕt v kÕt côm cho phÐp c¸c tinh thÓ b¨ng lín lªn nhanh h¬n nhiÒu
so víi sù kÕt tô h¬i n íc v o b¨ng. Trong thùc tÕ, tèc ®é lín lªn nhê ba qu¸ tr×nh
n y cïng kÕt hîp l¹i t¹o ra nh÷ng tinh thÓ b¨ng cã kÝch th íc gi¸ng thñy trong
kho¶ng mét nöa giê kÓ tõ khi khëi ®Çu h×nh th nh b¨ng. Khi c¸c tinh thÓ b¨ng b¾t
®Çu r¬i, th× gi¸ng thñy b¾t ®Çu. §iÒu g× x¶y ra víi c¸c tinh thÓ n y khi chóng r¬i sÏ
quyÕt ®Þnh kiÓu gi¸ng thñy.
C¸c kiÓu gi¸ng thñy
ë vïng nhiÖt ®íi, gi¸ng thñy xuÊt hiÖn chñ yÕu nhê qu¸ tr×nh va ch¹m – liªn
kÕt, v v× thÕ chØ cã thÓ l m a. ë c¸c vÜ ®é trung b×nh, n¬i c¸c tinh thÓ b¨ng chiÕm
u thÕ, gi¸ng thñy l r¾n hay l láng tïy thuéc v o tr¾c diÖn nhiÖt ®é kh«ng khÝ.
NÕu gi¸ng thñy ®¹t tíi bÒ mÆt m ch a cã sù tan b¨ng, th× chóng ta thÊy tuyÕt.
NÕu nã tan trªn ® êng r¬i xuèng, nã cã thÓ tíi bÒ mÆt d íi d¹ng m a. Nh ng
nh÷ng giät m a ®«i khi l¹i bÞ ng ng kÕt lÇn n÷a tr íc khi hoÆc ngay sau khi ®¹t tíi
bÒ mÆt, th× khi ®ã chóng ta cã mét kiÓu gi¸ng thñy kh¸c. B©y giê chóng ta xem xÐt
c¸c kiÓu gi¸ng thñy.
TuyÕt
TuyÕt sinh ra do nh÷ng tinh thÓ b¨ng lín lªn trong qu¸ tr×nh kÕt tô, båi tô v
kÕt côm. C¸c tinh thÓ b¨ng trong m©y cã thÓ cã rÊt nhiÒu h×nh d¹ng kh¸c nhau: ®Üa
6 c¹nh, trô tuyÕt, kim ®Æc hoÆc rçng v c©y nhiÒu nh¸nh d i v m¶nh (h×nh 7.8).
CÊu tróc tuyÕt tïy thuéc v o nh÷ng ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é v ®é Èm tån t¹i trong khi
tinh thÓ h×nh th nh.
NÕu to n bé qu¸ tr×nh t¨ng tr ëng tinh thÓ diÔn ra trong c¸c ®iÒu kiÖn t ¬ng
tù, th× cÊu tróc tuyÕt cã thÓ rÊt ®¬n gi¶n. MÆt kh¸c, nÕu ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é v ®é
Èm thay ®æi trong khi t¨ng tr ëng, mét hçn hîp phøc t¹p gåm ®Üa, kim v c©y
nhiÒu nh¸nh cã thÓ ph¸t triÓn. VÝ dô, ta xem xÐt mét tinh thÓ xuÊt sinh ë ®Ønh
trªn, l¹nh cña m©y v tõ tõ r¬i qua mét m«i tr êng Êm h¬n. V× mçi tæ hîp cña ®é
Èm v nhiÖt ®é cã xu thÕ khuyÕn khÝch h×nh th nh mét kiÓu cÊu tróc kh¸c nhau,
nªn tinh thÓ cã thÓ cã mét h×nh d¹ng cô thÓ t¹i nh©n cña nã kÕt hîp víi c¸c h×nh
d¹ng kh¸c chång lªn trªn.
C¸c b«ng tuyÕt gåm rÊt nhiÒu h×nh d¹ng v kÝch tth íc. Chóng cã thÓ nhá bÐ
kho¶ng 50 μm hoÆc lín ®Õn 5 mm. NÕu qu¸ tr×nh t¨ng tr ëng chñ yÕu l båi tô
(tr êng hîp trong nh÷ng ®¸m m©y t ¬ng ®èi Êm), c¸c tinh thÓ cã xu h íng h×nh
th nh m¶ng tuyÕt d y mÒm lý t ëng cho trß ch¬i nÐm tuyÕt nh ng bÊt lîi víi xe c o
tuyÕt. Tr¸i l¹i, tuyÕt rÊt l¹nh th êng h×nh th nh nh÷ng b«ng tuyÕt bÐ nhá tÝch tô
trªn mÆt ®Êt víi mËt ®é thÊp h¬n. Do nhiÖt ®é cña chóng thÊp, nh÷ng tinh thÓ n y
cã ®é dÝnh kÐm v khã kÕt m¶ng. Ng êi tr ît tuyÕt gäi kiÓu tuyÕt n y l bét.
H×nh 7.9a l b¶n ®å ph©n bè l îng tuyÕt trung b×nh n¨m ë Cana®a v Mü.
Trªn bé phËn phÝa t©y cña B¾c Mü, ph©n bè l îng tuyÕt ® îc quyÕt ®Þnh chñ yÕu
http://www.ebook.edu.vn 253
- bëi sù hiÖn diÖn cña nh÷ng d·y nói h íng b¾c nam (Coast Range, Sierra Nevada,
Cascades v Rocky), nh÷ng d·y nói n y t¹o nªn dßng th¨ng ®Þa h×nh v t¨ng c êng
gi¸ng thñy khi c¸c hÖ thèng b·o ®i qua. T¹i nh÷ng ®é cao lín, nh÷ng d·y nói n y cã
c¸c nhiÖt ®é mïa ®«ng ®ñ thÊp ®Ó phÇn lín gi¸ng thñy xuÊt hiÖn d íi d¹ng tuyÕt.
Trªn hai phÇn ba diÖn tÝch phÇn lôc ®Þa phÝa ®«ng, l îng tuyÕt trung b×nh t¨ng
theo vÜ ®é, chñ yÕu l do c¸c vÜ ®é cao cã nhiÖt ®é thÊp h¬n thuËn lîi cho sù h×nh
th nh tuyÕt h¬n l m a.
Ph©n bè l îng tuyÕt n¨m (h×nh 7.9a) kh¸ t ¬ng ph¶n víi ph©n bè l îng gi¸ng
thñy – l îng m a céng víi l îng n íc t ¬ng ® ¬ng cña tuyÕt. Gi¸ng thñy trªn 2/3
diÖn tÝch phÇn phÝa ®«ng cña B¾c Mü gi¶m theo vÜ ®é chø kh«ng t¨ng, phÇn nhiÒu
l do kho¶ng c¸ch tíi vÞnh Mexico xa h¬n nªn h¬i n íc trong kh«ng khÝ Ýt h¬n. H¬n
n÷a, nh÷ng nhiÖt ®é thÊp ®iÓn h×nh gÆp thÊy t¹i c¸c vÜ ®é cao h¬n l m gi¶m l îng
h¬i n íc cã thÓ tån t¹i trong kh«ng khÝ. H·y l u ý ®Õn sù gi¶m gi¸ng thñy vÒ phÝa
t©y trªn miÒn b×nh nguyªn Great Plains, ®ã l do c¸c d·y nói Rocky g©y nªn mét
vïng khuÊt m a ë phÝa khuÊt giã cña chóng.
Mét ®Æc ®iÓm ph©n bè tuyÕt kh«ng thÓ hiÖn trªn h×nh 7.9 l vïng l îng tuyÕt
t¨ng xuÊt hiÖn ë h íng xu«i giã cña vïng hå lín Great Lakes (v c¸c thñy vùc lín
kh¸c). V× kh«ng khÝ l¹nh tõ h íng b¾c hoÆc h íng t©y b¾c thæi bªn trªn c¸c hå, nã
gi÷ Êm thËm chÝ ®Õn ®Çu mïa ®«ng, nhiÖt l îng v h¬i n íc ® îc vËn chuyÓn lªn
trªn cao v l m cho kh«ng khÝ Èm v bÊt æn ®Þnh. Khi kh«ng khÝ v ît qua bê, c¸c
hiÖu øng ®Þa h×nh, th¶m thùc vËt v nh÷ng th nh t¹o kh¸c cña bÒ mÆt ®Êt l m tèc
http://www.ebook.edu.vn
254
- H×nh 7.9. (a) L îng tuyÕt trung b×nh n¨m, (b) gi¸ng thuû trung b×nh n¨m ë Cana®a v Mü
http://www.ebook.edu.vn 255
- ®é giã chËm l¹i. Gi¶m tèc ®é giã g©y ra héi tô, mét c¬ chÕ l m cho kh«ng khÝ th¨ng
v bÞ l¹nh ®i ®o¹n nhiÖt nh ®· m« t¶ ë ch ¬ng 6. Nh vËy, kh«ng khÝ l¹nh ®i qua
c¸c hå n íc cung cÊp ba c¬ chÕ thuËn lîi cho gi¸ng thuû: c¬ chÕ th¨ng ban ®Çu,
kh«ng khÝ bÊt æn ®Þnh v ®é Èm ®Çy ®ñ.
HiÖn t îng n y gäi l hiÖu øng hå n íc (h×nh 7.10), th êng t¹o th nh m a
tuyÕt h¹n chÕ trªn mét d¶i ®Êt d i v o kho¶ng tõ 1 ®Õn 80 km v më réng h¬n 100
km v o phÝa trong ®Êt liÒn. (Nã còng cã thÓ l m t¨ng l îng tuyÕt khi c¸c hÖ thèng
b·o ®i qua bªn trªn hå). TuyÕt hiÖu øng hå th êng phæ biÕn däc theo phÇn phÝa b¾c
cña b¸n ®¶o Upper Peninsula, Michigan, mét phÇn cña b¸n ®¶o Lower Peninsula
däc theo hå Michigan v c¸c bê phÝa nam cña hå Erie v Ontario. Nã th êng hay
x¶y ra nhÊt v o cuèi thu v ®Çu ®«ng, khi c¸c hå n íc vÉn cßn Êm.
H×nh 7.10. TuyÕt nÆng do hiÖu øng hå n íc ë Buffalo, New York
Mïa ®«ng n¨m 1976-1977 l mét trong c¸c mïa ®«ng ®¸ng nhí nhÊt vÒ l îng
tuyÕt do hiÖu øng hå t¹i vïng hå lín Great Lakes, trong 51 ng y tuyÕt r¬i do hiÖu
øng hå l îng tuyÕt ®· tÝch lòy kû lôc trªn to n bang New York. 103 cm tuyÕt r¬i
trong thêi gian 4 ng y tõ cuèi th¸ng 11 ®Õn ®Çu th¸ng 12 t¹i Buffalo ®· l mét
®iÒm b¸o tr íc vÒ ®iÒu s¾p x¶y ra. §Õn cuèi th¸ng 1, Buffalo ®· nhËn ® îc 3,6 m
tuyÕt trong thêi kú ba th¸ng b¾t ®Çu tõ ng y 1/11. ë phÇn phÝa b¾c New York, n»m
ë h íng xu«i giã cña hå Ontario, thËm chÝ tr÷ l îng tuyÕt cßn lín h¬n, 9,5 m tuyÕt
®· r¬i trong mét mïa ®«ng Êy.
TuyÕt hiÖu øng hå n íc còng cã thÓ x¶y ra trªn phÇn phÝa b¾c cña hå Ontario.
VÝ dô, th¸ng 1 n¨m 1999, Toronto ®· x¶y ra mét chuçi c¸c trËn b·o mang theo hÇu
nh 120 cm tuyÕt - kû lôc th¸ng nhiÒu n¨m cña th nh phè n y. L îng tuyÕt n y ®·
r¬i tËp trung v o hai tuÇn ®Çu cña th¸ng 1, con sè n y t ¬ng ® ¬ng víi l îng tuyÕt
n¨m trung b×nh t¹i ®©y.
Cã mét sù hiÓu sai vÒ tuyÕt cÇn ph¶i tr¸nh. MÆc dï mét sè ng êi cho r»ng ph¶i
rÊt l¹nh th× míi cã tuyÕt r¬i, kh«ng ph¶i nh vËy. RÊt l¹nh th× cã thÓ tuyÕt r¬i
http://www.ebook.edu.vn
256
- nhiÒu, nh ng kh«ng bao giê rÊt l¹nh th× míi cã tuyÕt nãi chung. Bëi v× khèi l îng
® îc b¶o to n, nh÷ng tinh thÓ b¨ng bÊt kú n o h×nh th nh th× ph¶i h×nh th nh g¾n
liÒn víi sù tiªu phÝ mét dung l îng h¬i n íc cña kh«ng khÝ. Tuy nhiªn, chØ cã mét
l îng nhá h¬i n íc cã thÓ tån t¹i trong kh«ng khÝ ë nh÷ng nhiÖt ®é rÊt thÊp. V khi
kh«ng ® îc cung cÊp ®ñ h¬i n íc, sù l¹nh ®i cña kh«ng khÝ chØ cã thÓ l m kÕt tô
mét l îng b¨ng rÊt h¹n chÕ. MÆc dï vËy, vÉn cã thÓ cã mét Ýt tuyÕt xuÊt hiÖn, bÊt
chÊp nhiÖt ®é thÊp nh thÕ n o.
Ma
Nh chóng ta ®· thÊy, phÇn lín gi¸ng thuû ë vïng nhiÖt ®íi xuÊt hiÖn l do
nh÷ng ®¸m m©y Êm, nhiÖt ®é cña chóng cao h¬n ®iÓm tan b¨ng mét chót. H¬n n÷a,
nhiÖt ®é kh«ng khÝ ë phÝa d íi m©y lín h¬n nhiÖt ®é ®ãng b¨ng nhiÒu, v× vËy m a
kh«ng bÞ ®ãng b¨ng sau khi rêi khái ch©n ®¸m m©y. Nh vËy, thùc tÕ tÊt c¶ gi¸ng
thñy ë vïng nhiÖt ®íi l m a, ngo¹i trõ trªn c¸c nói cao nh Kilimanjaro ë
Tanzania. T¹i c¸c vÜ ®é trung b×nh, gi¸ng thñy th êng b¾t ®Çu b»ng qu¸ tr×nh
Berbegon, nªn phÇn lín m a r¬i l do tan tuyÕt r¬i.
M a r o. §èi l u cã thÓ dÉn ®Õn ph¸t triÓn c¸c m©y tÝch v gi¸ng thñy trong
vßng v i phót. Gi¸ng thñy theo c¬n tõ nh÷ng ®¸m m©y ph¸t triÓn nhanh ®ã gäi l
gi¸ng thñy m a r o. Gi¸ng thuû m a r o cã thÓ x¶y ra hoÆc th nh m a hoÆc th nh
tuyÕt, nh ng v× ®èi l u th êng m¹nh nhÊt trong mïa Êm, gi¸ng thñy r o th êng
hay xuÊt hiÖn th nh m a r o.
Trong mét trËn m a æ ®Þnh, c¸c giät m a cã rÊt nhiÒu kÝch th íc. Trong mét
trËn m a r o, nh÷ng h¹t m a ®Çu tiªn cã xu thÕ l nh÷ng h¹t lín v r¬i xa c¸ch
nhau, nh ng sau mét thêi gian ng¾n nh÷ng giät n íc lín nh êng chç cho nhiÒu
giät n íc nhá h¬n. §iÒu x¶y ra rÊt ®¬n gi¶n: nh÷ng giät n íc lín v nhá cïng b¾t
®Çu r¬i tõ ch©n ®¸m m©y, nh ng c¸c giät lín h¬n cã vËn tèc dõng lín h¬n v ®¹t tíi
bÒ mÆt, trong khi c¸c giät nhá h¬n vÉn cßn ®ang r¬i trong kh«ng khÝ.
Cã mét nh©n tè kh¸c thuËn lîi cho c¸c giät n íc lín xuÊt hiÖn ë lóc b¾t ®Çu cña
trËn m a r o. V× mÊt nhiÒu thêi gian h¬n ®Ó r¬i qua kh«ng khÝ ch a b·o hßa, c¸c
giät n íc nhá dÔ d ng bèc h¬i tr íc khi tíi bÒ mÆt. (Tuy nhiªn, sù bèc h¬i sÏ gi¶m
sau mét Ýt phót, khi c¸c giät n íc ®Çu tiªn ®· l m t¨ng ®¸ng kÓ dung l îng Èm cña
kh«ng khÝ).
H×nh d¹ng giät m a. Mét trong nh÷ng chuyÖn hoang ® êng thÞnh h nh vÒ
thêi tiÕt l nãi r»ng nh÷ng h¹t m a cã d¹ng giät n íc m¾t. Trong thùc tÕ, c¸c giät
n íc m a ®Çu tiªn cã d¹ng h×nh cÇu (h×nh 7.11a). Khi chóng lín lªn nhê sù va
ch¹m v liªn kÕt, vËn tèc cña chóng t¨ng v lùc c¶n cña giã m¹nh h¬n l m ph¼ng
chóng ë phÝa mÆt d íi ®Ó t¹o cho chóng cã h×nh d¹ng c¸i dï hoÆc c©y nÊm (h×nh
7.11b). V× mÆt ®¸y cña c¸c giät n íc bÞ ph¼ng, diÖn tÝch bÒ mÆt lín h¬n l m t¨ng ®é
c¶n cña giã v dÉn ®Õn thËm chÝ ph¼ng h¬n n÷a (h×nh 7.11c). DÇn dÇn, lùc c¶n cña
giã lín h¬n søc c¨ng bÒ mÆt (søc c¨ng bÒ mÆt gi÷ c¸c giät n íc víi nhau) v c¸c giät
bÞ vì th nh c¸c giät nhá (h×nh 7.11d). Nh÷ng giät n íc nhá sau ®ã l¹i b¾t ®Çu lín
lªn nhê sù va ch¹m v liªn kÕt.
http://www.ebook.edu.vn 257
- C¸c giät n íc ®ang r¬i bÞ vì gi¶i thÝch t¹i sao sù va ch¹m v liªn kÕt kh«ng t¹o
ra nh÷ng giät n íc rÊt lín. NÕu nh c¸c giät n íc lín lªn liªn tôc trªn ® êng r¬i
xuèng, ch¾c chóng cã thÓ cã kÝch th íc cña qu¶ bãng b n! Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn
®Æc biÖt, c¸c giät n íc cã thÓ cã ® êng kÝnh tíi 5 mm hoÆc h¬n n÷a, nh ng hiÕm khi
lín h¬n.
H×nh 7.11. C¸c giät n íc m a kh«ng cã h×nh giät n íc m¾t. Tho¹t ®Çu chóng cã d¹ng h×nh cÇu
(a), nh ng bÞ dÑt ë phÝa d íi trong khi r¬i (b). V× bÞ dÑt v diÖn tÝch bÒ mÆt phÝa d íi lín h¬n
l m cho lùc c¶n lín h¬n v tiÕp tôc bÞ dÑt (c). DÇn dÇn, giät n íc bÞ vì th nh nh÷ng giät nhá (d)
M a tuyÕt v m a ®¸
Khi mét tinh thÓ b¨ng ® îc bæ sung khèi l îng do båi kÕt, cÊu tróc s¸u c¹nh
ban ®Çu cña nã trë nªn mê nh¹t v c¸c c¹nh râ rÖt s¾c nÐt cña nã bÞ m i mßn. B¨ng
míi cã thÓ chøa nh÷ng bät khÝ rÊt bÐ nhá l m cho nã cã mét kiÕn tróc xèp v vÎ
ngo i m u tr¾ng s÷a. KiÓu tinh thÓ b¨ng ®· thay ®æi n y ® îc gäi l b«ng tuyÕt.
C¸c b«ng tuyÕt tr¾ng cã ® êng kÝnh ®Õn 5 mm l m cho chóng cã vËn tèc dõng b»ng
kho¶ng 2,5 m/s. Nh÷ng viªn tuyÕt cã thÓ r¬i tíi mÆt ®Êt th nh gi¸ng thñy, nh ng
trong nh÷ng ho n c¶nh kh¸c chóng cã thÓ bÞ gi÷ ë trong m©y v trë th nh c¸c nh©n
®Ó h¹t m a ®¸ h×nh th nh.
M a ®¸ cÊu t¹o tõ nh÷ng viªn b¨ng
® îc h×nh th nh th nh c¸c líp vá cã
h×nh mét vßng trßn gÇn nh ®ång t©m
(h×nh 7.12). H×nh 7.12 minh häa nh÷ng
qu¸ tr×nh dÞnh d¹ng h¹t m a ®¸ trong
mét ®¸m m©y vò tÝch. §Çu tiªn, mét
dßng th¨ng mang mét viªn tuyÕt hay
giät n íc lªn cao trªn mùc ®ãng b¨ng ®Ó
t¹o ra mét nh©n cña mét h¹t m a ®¸.
T¹i mét ®iÓm n o ®ã, viªn tuyÕt r¬i khái
H×nh 7.12. C¸c h¹t m a ®¸ lín. Mçi vßng
dßng th¨ng v va ch¹m víi c¸c giät láng ®ång t©m ® îc h×nh th nh trong mét lÇn
bao bäc nã víi mét m ng máng n íc ®i lªn phÝa trªn mùc ®ãng b¨ng trong m©y
láng. NÕu viªn tuyÕt l¹i bÞ n©ng lªn mét
lÇn n÷a lªn trªn mùc ®ãng b¨ng bëi mét
dßng th¨ng, th× n íc láng l¹i bÞ ng ng kÕt th nh b¨ng v sinh ra líp vá b¨ng thø
hai. HiÖn t îng n y cã thÓ lÆp l¹i rÊt nhiÒu lÇn, víi mçi lÇn viªn tuyÕt n©ng lªn
http://www.ebook.edu.vn
258
- trªn mùc ®ãng b¨ng th× l¹i h×nh th nh thªm mét líp vá bao cho h¹t m a ®¸.
KÝch th íc cuèi cïng cña viªn m a ®¸ ® îc quyÕt ®Þnh bëi c êng ®é cña c¸c
dßng th¨ng – nh÷ng chuyÓn ®éng th¼ng ®øng m¹nh h¬n cã kh¶ n¨ng n©ng lªn
nh÷ng viªn ®¸ lín h¬n. MÆc dï ®a sè c¸c h¹t ®¸ cã kÝch th íc b»ng h¹t ®Ëu, chóng
cã thÓ trë nªn lín nh nh÷ng viªn ngäc lam, qu¶ bãng khóc c«n cÇu hoÆc trong
nh÷ng ®iÒu kiÖn d÷ déi nhÊt cã thÓ l qu¶ bãng ch y.
H×nh 7.13. Sù h×nh th nh m a ®¸. C¸c dßng th¨ng mang mét phÇn tö ®i lªn ®é cao
l¹nh h¬n cña mét ®¸m m©y v líp vá n íc láng bao quanh viªn b¨ng bÞ ®ãng b¨ng.
Khi viªn ®¸ ra khái dßng th¨ng v r¬i xuèng, nã trë nªn ít do va ch¹m víi c¸c giät
n íc láng. Viªn ®¸ cã bÉy mét lÇn n÷a bëi mét dßng th¨ng v líp vá n íc bao
quanh l¹i ®ãng b¨ng. Khi qu¸ tr×nh n y diÔn ra liªn tôc th× h×nh th nh m a ®¸ lín
C¸c h¹t m a ®¸ vÒ c¬ b¶n cÊu t¹o tõ b¨ng víi mét l îng nhá kh«ng khÝ ® îc
trén lÉn trong ®ã. Do b¨ng t ¬ng ®èi ®Ëm ®Æc – b»ng 90 % l n íc láng – c¸c h¹t
m a ®¸ cã thÓ trë nªn rÊt nÆng. H·y so s¸nh h¹t m a ®¸ v b«ng tuyÕt, phÇn lín
kh«ng khÝ cã trong thÓ tÝch cña chóng. C¸c b«ng tuyÕt cã khèi l îng t ¬ng ®èi nhá
v vËn tèc dõng chËm, nªn chóng r¬i ®ong ® a ®Õn tíi mÆt ®Êt v ph¸t ra tiÕng
®éng nhÑ. Ng îc l¹i, m a ®¸ cã tiÕng ®éng nh b¾n hßn bi tíi bÒ mÆt. B¶ng 7.1 liÖt
kª c¸c vËn tèc dõng cña nh÷ng h¹t m a ®¸ cã kÝch th íc kh¸c nhau.
B¶ng 7.1. C¸c vËn tèc dõng cña h¹t m a ®¸
1
ρ
vt = r = 20 r ( r (cm); v t ( m/s)
3
B¸n kÝnh (cm) VËn tèc dõng (m/s)
0,1 6
1,0 20
2,0 28
3,0 35
H¹t m a ®¸ cã kÝch th íc cña qu¶ bãng b n (b¸n kÝnh kho¶ng 3,5 cm) chøa
kho¶ng 160 g ®¸ v r¬i xuèng víi vËn tèc 40 m/s! Kh«ng ng¹c nhiªn khi chóng cã
http://www.ebook.edu.vn 259
- kh¶ n¨ng g©y thiÖt h¹i rÊt to lín. M a ®¸ l mét nçi ®e däa lín ®èi víi vïng ®ång
b»ng Great Plains cña n íc Mü (h×nh 7.14), ë ®Êy cã thÓ ph¸ hñy to n bé ®ång
ruéng, mïa m ng trong vßng v i phót. Do chóng rÊt phæ biÕn v o mïa xu©n v
mïa hÌ, nªn sau m a ®¸ ph¸ ho¹i th êng rÊt muén ®Ó thay thÕ b»ng mét vô gieo
trång míi.
H×nh 7.14. Sè trËn m a ®¸ trung b×nh n¨m cña n íc Mü
M a tuyÕt
M a tuyÕt h×nh th nh khi c¸c giät n íc m a bÞ ®ãng b¨ng trong kh«ng khÝ khi
r¬i xuèng bÒ mÆt. V× ®a sè m a r¬i bªn ngo i vïng nhiÖt ®íi ® îc h×nh th nh tõ
qu¸ tr×nh t¹o tinh thÓ b¨ng, m a tuyÕt b¾t ®Çu l c¸c tinh thÓ b¨ng hay b«ng tuyÕt
r¬i xuèng. Khi m a r¬i qua kh«ng khÝ, nã gÆp líp kh«ng khÝ Êm h¬n v tan ra
th nh c¸c giät n íc m a. NÕu giät n íc m a ®ang r¬i sau ®ã gÆp mét líp kh«ng khÝ
thÊp h¬n cã nhiÖt ®é thÊp h¬n 0oC, nã cã thÓ ®ãng b¨ng ®Ó t¹o th nh m a tuyÕt.
Qu¸ tr×nh n y, ® îc thÓ hiÖn trªn h×nh 7.15, t¹o th nh nh÷ng viªn b¨ng tùa trong
suèt cã ® êng kÝnh kho¶ng 5 mm. V× sù h×nh th nh m a tuyÕt ®ßi hái giät n íc
ph¶i r¬i xuyªn qua kh«ng khÝ l¹nh h¬n ë gÇn bÒ mÆt h¬n l bªn trªn, nªn cÇn ph¶i
cã mét nghÞch nhiÖt, th êng g¾n liÒn víi mét fromt nãng (chóng ta sÏ xem xÐt trong
ch ¬ng 9).
TÊt nhiªn, mét giät n íc m a sÏ kh«ng ®«ng kÕt ngay lËp tøc, ph¶i cã sù l¹nh
®i ®ñ khi nã r¬i trong kh«ng khÝ xung quanh. V× vËy, ®Ó m a tuyÕt ph¸t triÓn, líp
kh«ng khÝ l¹nh bªn d íi mét nghÞch nhiÖt ph¶i kh¸ d y. NÕu nã qu¸ máng mét
d¹ng m a l¹nh kh¸c sÏ x¶y ra, m a ®«ng kÕt.
http://www.ebook.edu.vn
260
- H×nh 7.15. M a tuyÕt x¶y ra nh m a r¬i xuèng tõ ®¸m m©y, ®i qua mét líp l¹nh v bÞ
®ãng b¨ng th nh nh÷ng viªn b¨ng. HiÖn t îng n y phæ biÕn däc theo c¸c front nãng
M a kÕt b¨ng
M a kÕt b¨ng (h×nh 7.16) l mét trong nh÷ng sù kiÖn thêi tiÕt dÔ bÞ nhÇm lÉn
h¬n c¶. Nã th êng gièng nh mét trËn m a nhÑ – kh«ng cã g× ®Ó g©y ra phiÒn phøc
lín. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ m a kÕt b¨ng cã thÓ thùc sù l m tª liÖt giao th«ng v
liªn l¹c ®èi víi h ng tr¨m km2.
H×nh 7.16. M a kÕt b¨ng
M a kÕt b¨ng b¾t ®Çu khi cã m a nhÑ hoÆc m a phïn gåm c¸c giät n íc siªu
l¹nh r¬i v o kh«ng khÝ víi nhiÖt ®é h¬i thÊp h¬n 0oC mét chót. Khi giät n íc m a
ch¹m bÒ mÆt, chóng l m th nh mét m ng n íc máng, nh ng chØ trong kho¶nh
kh¾c. Ngay sau ®ã, n íc ®«ng kÕt l¹i t¹o th nh líp vá b¨ng máng liªn tôc.
Khi m a kÕt b¨ng r¬i xuèng c¸c xa lé, mÊt ma s¸t l m cho ®iÒu kiÖn giao th«ng
v« cïng nguy hiÓm. Søc nÆng cña b¨ng tÝch lòy còng cã thÓ l m cho c©y cèi bÞ gÉy
v ® êng d©y ®iÖn v ®iÖn tho¹i bÞ nghiªng ng¶ hoÆc ®æ. Khi b¹n h×nh dung nh÷ng
http://www.ebook.edu.vn 261
- ® êng d©y bÞ ®æ, ® êng bÞ nghÏn, m¶nh vì tung tãe xung quanh, th× sÏ dÔ thÊy v×
sao m a kÕt b¨ng cã thÓ ¶nh h ëng nÆng nÒ ®Õn sinh ho¹t cña con ng êi. Khi m a
kÕt b¨ng g¾n liÒn víi nh÷ng hÖ thèng b·o di chuyÓn chËm v do ®ã cã thÓ kÐo d i
trong v i ng y, th× vÊn ®Ò cßn tåi tÖ h¬n n÷a.
1 2
KE = mv .
2
7-2 Nh÷ng nguyªn lý vËt lý: Khèi l îng cña mét viªn ®¸ b»ng
mËt ®é ( ρ ) nh©n víi thÓ tÝch cña nã:
KÝch th íc h¹t m a ®¸ v thiÖt h¹i
4 3
πr .
B¹n cã thÓ ph©n v©n t¹i sao nh÷ng
3
h¹t m a ®¸ to g©y thiÖt h¹i nhiÒu h¬n so
VËn tèc cã thÓ t×m ® îc b»ng c¸ch
víi h¹t nhá. TÊt c¶ chØ l ë chç bao nhiªu
dïng c«ng thøc ë b¶ng 7.1. VËy ta cã thÓ
®¸ r¬i xuèng mÆt ®Êt v nhiÒu viªn ®¸
viÕt nh sau:
nhá th× cã t ¬ng ® ¬ng víi mét sè Ýt h¬n
(20 r ).
1 4
c¸c viªn ®¸ lín h¬n hay kh«ng? Nh ®· 3 2
ρ πr
KE =
thÊy, ®iÒu n y kh¸c xa víi sù thËt. ThiÖt 2 3
h¹i do m a ®¸ g©y nªn t¨ng rÊt nhanh
ThÊy r»ng, ®éng n¨ng cña mét viªn
theo kiÓu phi tuyÕn víi kÝch th íc c¸c h¹t
®¸ tû lÖ víi lòy thõa bËc bèn cña b¸n
m a ®¸. VÊn ®Ò l l îng ®éng n¨ng m
kÝnh. Nh vËy, mét viªn ®¸ víi b¸n kÝnh
viªn ®¸ mang theo khi nã r¬i tíi bÒ mÆt.
1 cm t¸c dông va ®Ëp m¹nh kh«ng ph¶i
§éng n¨ng phô thuéc v o khèi l îng
gÊp ®«i, m l gÊp 16 lÇn so víi viªn ®¸
(m) v tèc ®é (v) theo c«ng thøc
b¸n kÝnh 0,5 cm.
H×nh 7.17. L îng gi¸ng thñy trung b×nh n¨m cña thÕ giíi
§o gi¸ng thñy
V× tÇm quan trong cña gi¸ng thñy ®èi víi nh÷ng ho¹t ®éng h ng ng y, nªn
http://www.ebook.edu.vn
262
nguon tai.lieu . vn
