Bài giảng Khí tượng nông nghiệp - Bài 1: Thành phần và cấu trúc khí quyển - Nguyễn Thị Bích Yên

5 trang ngocly 4400

Download

Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Khí tượng nông nghiệp - Bài 1: Thành phần và cấu trúc khí quyển - Nguyễn Thị Bích Yên", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_khi_tuong_nong_nghiep_bai_1_thanh_phan_va_cau_truc.pdf

Nội dung text: Bài giảng Khí tượng nông nghiệp - Bài 1: Thành phần và cấu trúc khí quyển - Nguyễn Thị Bích Yên

Nguyễn Thị Bích Yên Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Thành phần vàc ấu trúc khíquy ển . Thành phần không khí trong khí quyển trái đất . Vai trò của các chất khí trong khí quyển . Cấu trúc khí quyển theo chiều thẳng THÀNH PHẦN VÀC ẤU đứng . Mật độ, khối lượng và sự phân bố TRÚC KHÍQUY ỂN theo chiều thẳng đứng Môi trường khí quyển Thành phần khíquy ển 1. Thành phần không khíg ần mặt đất 2. Thành phần không khítrong đất 3. Thành phần không khítrong quần thể thực vật Đất Tên chất Công Tỷ lệth ể tích Thành thức (%) Ni tơ N2 78,09 Thành phần không khítrong đất phần khí Oxy O2 20,94 quyển Argon A 0,93 Cacbonic CO2 0,039 . Carbon dioxide cao hơn ngoài khí gần mặt Neon Ne 18,18 x 10-4 -4 quyển đất Heli He 5,24 x 10 -4 Metan CH4 1,7 x 10 . Oxygen thấp hơn ngoài khí quyển (khô, Kripton Kr 1,14 x 10-4 sạch) Xenon Xe 0,09 x 10-4 . Có mặt thêm một số các chất khí -4 Hydro H2 0.55x 10 khác: H S NH CH -4 2 , 3, 4 Nitơ Ôxit N2O 0,3 x 10 Cacbon monoxit CO 0.2 x 10-4 . Trao đổi khí trong đất đất và khí -4 Nguồn: Preston- Ô zôn O3 <0,07 x 10 quyển cân bằng động thông qua: -4 Whyte & Tyson Nitơ dioxit NO2 0,02 x 10 1988; Barry & Hơi nước H2O 0.4 (1-4 gần Gió, bức xạm ặt trời, nước mưa, quá Chorley 1992; mặt đất) Schimel 2001); CO2 trình làm đất năm 2011 (NOAA) Bụi khí (bụi, muối,v.v.) 1998 (IPCC) Nước (lỏng, rắn) 1
Nguyễn Thị Bích Yên Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Thành phần không khítrong Vai trò của các chất khítrong khí quần thểth ực vật quyển 1. Ni tơ 2. Oxi . Thay đổi về nồng độ CO2 , O2, H2O 3. Cacbonics Theo thời gian 4. Hơi nước  Ngày đêm 5. Ozon 6. Bụi khói  Thời gian sinh trưởng Theo độ cao của quần thể . Có mặt thêm một số các chất khí khác Nitơ . Tham gia cấu tạo nên nhiều cơ quan trong cơ thể động thực vật (protein) . Thực vật chỉ hấp thụ được nitrogen dưới dạng + - NH4 và NO3 . Nitrogen dạng muối đưa vào đất cung cấp cho thực vật thông qua: Phân bón  Vô cơ  Hữu cơ Quá trình chuyển hóa từ nitrogen dạng phân tử sang dạng muối là nhờ  vi khuẩn đất như Clostridium và Azobacter, và vi khuẩn cộng sinh với cây họ đậu  Nước mưa . Chu trình chuyển hóa nitrogen Ôxi Cácbonic . Điều tiết chế độ nhiệt khí quyển . Tham gia quá trình quang hợp của cây xanh . Tham gia vào quá trình hô hấp của . Chất khí nhà kính sinh vật 6.3 giga tấn/năm được thải ra . Tham gia vào quá trình phân giải các  3.2 giga tấn/năm nằm trong khí quyển chất hữu cơ  1.7 giga tấn/năm tích tụ trong đại dương  1.4 giga tấn trở lại môi trường bề mặt trái đất . Đốt cháy nhiên liệu thông qua quá trình đồng hóa của thực vật . Nguồn cung cấp oxygen: quang hợp . Nguồn cung cấp: hô hấp, hoạt động núi lửa, quá trình phân hủy, đốt cháy 2
Nguyễn Thị Bích Yên Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Một sốqua bầu khí quyển, một sốh ấp thụ bởi khí nhà kính và phát xạ một phần trở lại mặt đất Hầu hết hấp thụb ởi mặt đất Bức xạ sóng dài phát xạ từ mặt đất Hơi nước Ozone . Mắt xích vòng tuần hoàn nước . Nồng độ rất thấp ở lớp khí quyển . Duy nhất có thể tồn tại ở dạng gần mật đất khí, lỏng và hơi ở điều kiện nhiệt . Nồng độ đạt cao nhất ở tầng bình độ khí quyển lưu (độ cao15-25 km) . Điều tiết chế độ nhiệt khí quyển . Hấp thụ tia cực tím bảo vệ sự sống . Quyết định độ ẩm không khí nên có trên trái đất vai trò quan trọng đối với sinh vật . Chất khí nhà kính Đơn vị Dobson (DU) Sựsuy thoái tầng ozone . Tập hợp tất cả ozon trong khí quyển cột khí ozon cao 0,3 cm (0o C; 1 atm) . Đặt 0,001 cm = 1 DU . Tổng khí ozon trong khí quyển là 300 DU 3
Nguyễn Thị Bích Yên Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Sựsuy thoái tầng ozone Bụi khói (aerosols) 12/2011 23/08/2012 . Các phần tử vật chất vô cùng nhỏ bé bay lơ lửng trong không khí . Điều tiết chế độ nhiệt không khí . Hạt nhân ngưng kết hơi nước . Với mật độ cao sẽ làm giảm cường độ quang hợp của cây xanh, bịt kín khí khổng, cản trở việc thoát hơi nước. . Mật độ cao trong khí quyển thường xẩy ra từ tháng 4 đến tháng 10 Approx. Cấu trúc tầng khíquy ển Cấu trúc khí 700 km Thermosphere E R E H P hP a S O R E E quyển R T 1 0 0 E E H H P -3 S 10 O 1. Tầng đối lưu N O 9 0 I 2. Tầng bình lưu -2 Mesopause 8 0 10 3. Tầng trung gian 7 0 -1 10 Mesosphere 4. Tầng nhiệt quyển 6 0 5 0 1 Stratopause E R E E H R P E 4 0 S H O P M S O O H 10 N 3 0 O Stratosphere Z O 25 2 0 50 10 0 20 0 Tropopause 1 0 30 0 50 0 Troposphere 70 0 85 0 ) K 1 80 1 9 0 20 0 2 1 0 2 2 0 23 0 2 4 0 2 5 0 2 60 2 7 0 2 80 m e k r ( u t 0 ) C -9 0 -8 0 -7 0 -60 -5 0 -4 0 -30 -2 0 -1 0 1 0 s h a s g e Te m pe rat ure i P r e h P ( H Figure 2.1 Vertical structure of the atmosphere (modified after Tapper & Hurry 1993). Tầng đối lưu Tầng bình lưu . Độ cao TB 11 km (8 – 18 km: nhiệt độ -theo vĩ . Từ giới hạn tầng đối lưu lên tới độ cao 50 km độ và mùa) . Không khí ít xáo trộn theo chiều thẳng đứng . Tầng ozone: 90% ozone nằm ở tầng bình lứu, tập trung . 80% khối lượng không khí và 90% lượng hơi nồng độ cao nhất ở độ cao 15-25 km nước . Nhiệt độ: o -1 . Nhiệt độ giảm dần (6.5 C km ) Lớp đẳng nhiệt: lên đến độ cao 25 km, nhiệt độ TB -55oC TB gần mặt đất: 15oC (288.15 K) Lớp nghịch nhiệt Nhiệt độ ở giới hạn trên tầng đối lưu khoảng 0oC Giới hạn trên (tropospause): -56oC Ozone đóng vai trò quyết định chế độ nhiệt . Xẩy ra dòng đối lưu Đoạn nhiệt: đoạn nhiệt khô và đoạn nhiệt ẩm . Tất cả các hiện tượng thời tiết chỉ xảy ra trong phạm vi tầng này 4
Nguyễn Thị Bích Yên Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Tầng trung gian Tầng nhiệt quyển . 50-80 km so với mặt đất . Tầng dầy nhất o -1 . Nhiệt độ giảm dần (3 C Km ) . Phân ly và ion hóa mạnh do sự hấp thụ . Nhiệt độ thấp nhất trên trái đất ở giới BXMT hạn trên tầng này (mesopause) – (-95 không khí có độ dẫn điện cao oC) . Nhiệt độ tăng dần, có thể lên tới 600- . Ít được nghiên cứu nhất (ignorosphere 2000 oC (phụ thuộc vào BXMT mặt trời) Mật độ, khối lượng vàs ự phân bố Mật độkhông khí theo chiều thẳng đứng . Khối lượng không khí có trong một đơn vị thể tích (kg m-3) ρ = m/V . Phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và độ ẩm không khí . Mật độ không khí giảm nhanh theo độ cao của khí quyển Mật độkhông khí giảm theo độcao Phân bốkh ối lượng khíquy ển theo độcao . Khối lượng khí quyển bằng 5,26. 1018 kg Từ mặt đất lên tới độ cao 5 km: 50% Từ mặt đất lên tới độ cao 10 km: 75% Từ mặt đất lên tới độ cao 20 km: 95% csa.gc.ca/eng/educators/resources/scisat/grade9-factsheet2.asp 5