|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Khí quyển và chuyển động của nó. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế Trái đất được bao quanh bởi một lớp không khí dày - bầu khí quyển. Với chiều cao, không khí ngày càng trở nên loãng hơn, ít đậm đặc hơn. Ở bề mặt Trái đất, ở mực nước biển, một mét khối không khí nặng khoảng 0 kg ở 1,3 độ; và ở độ cao 25 km so với bề mặt trái đất, một mét khối không khí đã nặng hơn ba mươi lần. Mặc dù độ dày của bầu khí quyển trái đất lên tới hàng trăm km, nhưng so với thể tích của địa cầu, nó không lớn chút nào. Tầng dưới của khí quyển, cách bề mặt Trái đất từ 9 đến 18 km, được gọi là tầng đối lưu. Lớp này chứa hơn 3/4 trọng lượng là không khí. Các lớp trên được gọi là tầng bình lưu và tầng điện ly. Không khí, giống như tất cả các vật thể, có trọng lượng; nó đè lên Trái đất và tất cả những người sống trên đó với một lực rất lớn; lực này ở bề mặt Trái đất tương đương với khoảng một kilôgam cho mỗi cmXNUMX diện tích cơ thể. Khí áp giảm dần theo độ cao. Nhưng ngay cả trên bề mặt Trái đất, như chúng ta sẽ thấy ở phần sau, áp suất khí quyển không bao giờ là cố định, nó luôn thay đổi. Áp suất không khí bằng với áp suất do cột thủy ngân cao 0 milimét tác dụng ở 760 độ được gọi là áp suất khí quyển bình thường. Áp suất này bằng 1,0336 kilôgam trên mỗi cm vuông. Trong khí tượng học, áp suất không khí thường được đo bằng milibar. Một milibar xấp xỉ bằng áp suất do một gam tác dụng lên bề mặt của một centimet vuông. Áp suất khí quyển bình thường là khoảng 1000 milibar. Khí tượng học là khoa học về khí quyển và các hiện tượng xảy ra trong đó, chủ yếu là vật lý. Theo nghĩa hẹp hơn, đó là khoa học về thời tiết và những thay đổi của nó. Bầu không khí không bao giờ nghỉ ngơi. Ở mọi nơi - ở các cực và dưới vùng nhiệt đới, bên dưới, trên bề mặt Trái đất và bên trên, nơi các đám mây trôi nổi - không khí đang chuyển động. Chuyển động của không khí xung quanh trái đất được gọi là gió. Nguyên nhân nào gây ra sự chuyển động của không khí trong khí quyển? Tại sao gió thổi? Để hiểu rõ hơn về nguyên nhân của gió, hãy nhớ lại hiện tượng nổi tiếng. Vào mùa đông, khi bạn mở cửa từ một căn phòng được sưởi ấm ra đường hoặc đến một căn phòng lạnh hơn, không khí lạnh từ bên dưới tràn vào căn phòng ấm áp. Đồng thời, không khí ấm áp trong phòng sẽ thoát ra từ phía trên. Thật dễ dàng để xác minh điều này. Thắp một ngọn nến hoặc một que diêm và đặt nó ở cửa đang mở - đầu tiên ở dưới cùng, ở ngưỡng cửa, sau đó ở trên cùng (Hình 1). Ở phía dưới, ngọn nến sẽ bị luồng không khí lạnh vào phòng làm lệch hướng rõ rệt, còn ở phía trên, ngược lại, luồng không khí ấm từ trong phòng sẽ làm lệch ngọn lửa nến ra ngoài, ra khỏi phòng .
Tại sao chuyện này đang xảy ra? Đây là lý do tại sao. Nếu chúng ta lấy hai thể tích không khí giống hệt nhau, nhưng được làm nóng khác nhau, thì thể tích không khí lạnh hơn sẽ luôn đặc hơn và do đó nặng hơn. Khi được làm nóng, không khí, giống như tất cả các vật thể, nở ra, trở nên ít đậm đặc hơn và nhẹ hơn. Khi chúng ta mở cửa ra đường, không khí bên ngoài lạnh hơn và đậm đặc hơn sẽ tràn vào căn phòng ấm áp, đẩy không khí trong nhà ít đậm đặc hơn và nhẹ hơn lên trên. Khi nặng hơn, không khí bên ngoài đi vào phòng từ bên dưới, nằm trong phòng ở các lớp thấp hơn, gần sàn nhà. Bị không khí nặng và lạnh thay thế, không khí ấm bốc lên và rời khỏi phòng ra bên ngoài qua đỉnh của các cửa đang mở. Ví dụ này sẽ cho phép chúng ta hiểu lý do cho sự chuyển động của không khí trong khí quyển. Sức nóng của mặt trời chiếu xuống Trái đất chủ yếu làm nóng bề mặt của nó. Khí quyển chỉ hấp thụ một phần nhỏ năng lượng nhiệt mặt trời. Từ bề mặt được làm nóng của quả cầu, các lớp không khí bên dưới tiếp xúc với nó được làm nóng. Các lớp không khí ấm trộn với các lớp không khí lạnh, truyền nhiệt cho chúng; đây là cách không khí được làm nóng. Do đó, bề mặt trái đất càng bị Mặt trời làm nóng thì không khí bên trên nó càng nóng lên. Nhưng bề mặt Trái đất được Mặt trời làm nóng như thế nào? Xa như nhau. Điều này chủ yếu là do thực tế là vào các thời điểm khác nhau trong năm và ở các vùng khí hậu khác nhau.
Trái đất Mặt trời mọc phía trên đường chân trời theo những cách khác nhau. Mặt trời càng ở phía trên đường chân trời, nhiệt lượng mặt trời càng nhiều trên cùng một diện tích bề mặt Trái đất (Hình 2). Do hình dạng hình cầu của Trái đất ở xích đạo và gần nó, các tia sáng Mặt trời rơi dốc, vào buổi trưa gần như thẳng đứng. Ở những nước có khí hậu ôn đới, tia nắng mặt trời chiếu xuống bề mặt trái đất nhẹ nhàng hơn nhiều. Và ở các quốc gia vùng cực và ở các cực, tia nắng mặt trời dường như chỉ lướt qua bề mặt trái đất - Mặt trời mọc tương đối thấp so với đường chân trời. Hơn nữa, vào mùa đông, Mặt trời hoàn toàn không xuất hiện phía trên đường chân trời: có một đêm cực dài. Vì lý do tương tự, nhiệt độ bề mặt Trái đất thay đổi trong ngày. Vào ban ngày, khi Mặt trời lên cao trên bầu trời, bề mặt Trái đất nóng lên nhiều nhất, vào buổi tối, khi Mặt trời lặn xuống dưới đường chân trời, Trái đất bắt đầu nguội đi, vào ban đêm và buổi sáng, nhiệt độ của nó giảm xuống thấp hơn nữa.
Ngoài ra, sự nóng lên không đều của bề mặt trái đất được giải thích là do các phần khác nhau của bề mặt được Mặt trời làm nóng và làm mát khác nhau. Đặc biệt quan trọng là khả năng nước và đất nóng lên và hạ nhiệt khác nhau. Trái đất nhanh chóng nóng lên đến nhiệt độ cao hơn, nhưng nhanh chóng nguội đi. Mặt khác, nước (đặc biệt là ở biển và đại dương) do được trộn liên tục nên nóng lên rất chậm, nhưng giữ nhiệt lâu hơn nhiều so với đất liền. Điều này được giải thích là do nhiệt dung của nước và đất là khác nhau (nhiệt dung là lượng nhiệt cần thiết để làm nóng cơ thể thêm một độ). Các phần khác nhau của đất được làm nóng khác nhau dưới các tia Mặt trời. Ví dụ, mặt đất trống màu đen nóng lên nhiều hơn so với cánh đồng màu xanh lá cây. Cát và đá bị Mặt trời đốt nóng mạnh, rừng và cỏ yếu hơn nhiều. Khả năng các phần khác nhau của trái đất nóng lên khác nhau dưới các tia nắng mặt trời cũng phụ thuộc vào tỷ lệ các tia tới trên bề mặt được hấp thụ bởi bề mặt và những gì bị phản xạ. Các cơ thể khác nhau có phản xạ khác nhau. Do đó, tuyết chỉ hấp thụ 15% năng lượng mặt trời, cát - 70% và nước chỉ phản xạ 5% và hấp thụ 95 (Hình 4). Các phần được làm nóng khác nhau của quả địa cầu làm nóng không khí theo những cách khác nhau. Có thể thấy lượng nhiệt mà không khí nhận được ở những nơi khác nhau như thế nào từ ví dụ này. Ở sa mạc, không khí nhận nhiệt từ cát nóng gấp 130 lần so với không khí nhận từ nước ở biển, nơi có cùng vĩ độ với sa mạc. Nhưng không khí được làm nóng khác nhau, như đã đề cập, có mật độ khác nhau. Điều này tạo ra áp suất khí quyển khác nhau ở những nơi khác nhau: nơi không khí ít nóng hơn và do đó đặc hơn, áp suất khí quyển cao hơn; ngược lại, nơi không khí bị đốt nóng nhiều hơn và do đó loãng hơn, áp suất không khí sẽ thấp hơn. Và không khí có áp suất cao hơn luôn có xu hướng di chuyển đến nơi có áp suất khí quyển thấp hơn, giống như nước luôn chảy từ nơi cao hơn đến nơi thấp hơn. Đây là cách gió xảy ra trong tự nhiên. Sự chuyển động liên tục của không khí tạo ra sự khác biệt về nhiệt độ và áp suất trong khí quyển, điều này có liên quan đến sự nóng lên không đều của địa cầu bởi Mặt trời.
Như vậy, gió trong tự nhiên sinh ra do năng lượng của tia nắng mặt trời. Trong Hình 5, chúng tôi trình bày một sơ đồ đơn giản hóa các luồng không khí chính. Như có thể thấy từ biểu đồ, ngay cả ở dạng đơn giản nhất, sự chuyển động của các khối không khí trên Trái đất là một bức tranh khá phức tạp. Tại đường xích đạo, do bề mặt nóng lên mạnh mẽ, người ta quan sát thấy áp suất không khí giảm liên tục. Các luồng không khí chảy vào đây từ phía bắc và từ phía nam và tạo ra những cơn gió liên tục - gió mậu dịch. Những cơn gió này bị lệch bởi sự quay của Trái đất. Ở bắc bán cầu, nếu nhìn theo hướng gió mậu dịch thổi thì gió lệch sang phải, ở nam bán cầu lệch trái. Ở độ cao 3-7 km, gió nghịch lưu thổi ở những khu vực này - gió ngược hướng. Gần xích đạo có một vùng yên tĩnh. Khi chúng di chuyển ra khỏi đường xích đạo, những cơn gió nghịch lưu ngày càng lệch khỏi hướng của chúng về phía các cực. Ở vĩ độ xấp xỉ 30 độ, có các dải yên tĩnh ở cả hai phía của đường xích đạo; ở những khu vực này, các khối không khí thổi từ xích đạo (gió nghịch lưu) đi xuống và tạo ra những vùng có áp suất cao. Chính tại đây, những cơn gió mậu dịch được sinh ra. Từ đây gió thổi về phía các cực bên dưới. Những cơn gió này là gió tây thịnh hành; so với gió mậu dịch, chúng biến đổi nhiều hơn. Các thủy thủ cũ gọi các khu vực từ 30 đến 60 độ là khu vực "bão tố phía Tây". Vùng bình tĩnh xung quanh vĩ độ 30 độ đôi khi được gọi là vĩ độ ngựa. Thời tiết rõ ràng chiếm ưu thế ở đây với áp suất khí quyển cao. Cái tên kỳ lạ này đã được bảo tồn kể từ thời các thủy thủ đi thuyền và chỉ đề cập đến khu vực xung quanh Bermuda. Nhiều con tàu chở ngựa từ châu Âu đến Tây Ấn. Khi đang trong thời kỳ yên tĩnh, thuyền buồm mất khả năng di chuyển. Đồng thời, các thủy thủ thường thấy mình trong điều kiện khó khăn. Nguồn nước cạn kiệt, ngựa chết khát đầu tiên. Xác của những con ngựa bị ném xuống biển được mang theo sóng trong một thời gian dài. Gió thổi từ các cực thường được gọi là gió đông cực (xem Hình 5).
Bức tranh về các luồng không khí chính trên Trái đất mà chúng tôi đã mô tả còn phức tạp hơn bởi những cơn gió liên tục phát sinh do sự nóng lên không đều của nước và đất. Chúng ta đã nói rằng đất nóng lên và nguội đi nhanh hơn nước. Do đó, vào ban ngày, đất có thời gian nóng lên nhiều hơn so với nước: ngược lại, vào ban đêm, nước nguội đi chậm hơn so với đất. Do đó, vào ban ngày trên đất liền, không khí nóng lên nhiều hơn; không khí nóng lên và làm tăng áp suất khí quyển ở đó. Các luồng không khí (ở độ cao khoảng 1 km) lao xuống nước và áp suất khí quyển tăng lên được thiết lập trên mặt nước. Kết quả là, một làn gió trong lành bắt đầu thổi từ mặt nước bên dưới (Hình 6).
Nhưng ở đây đến đêm. Đất đang nguội đi nhanh chóng; không khí xung quanh cũng được làm mát. Không khí lạnh, ngưng tụ, hạ xuống. Áp suất của nó ở các lớp trên giảm. Đồng thời, nước giữ ấm lâu và làm nóng không khí phía trên. Người ta đã tính toán rằng việc làm mát 1 mét khối nước biển đi một độ sẽ tạo ra một lượng nhiệt đủ để làm nóng hơn 3 nghìn mét khối không khí thêm một độ! Khi được làm nóng, không khí tăng lên và tạo ra áp suất khí quyển tăng lên ở đó. Kết quả là, gió bắt đầu thổi từ bờ biển phía trên và gió lục địa thổi từ dưới lên - từ đất liền ra nước (Hình 7).
Những cơn gió ven biển như vậy được mọi người sống trên bờ hồ hoặc biển lớn biết đến. Ví dụ, nổi tiếng là những làn gió trên Biển Đen, Azov và Caspian; vì vậy, ở Sukhumi có gió quanh năm. Gió cũng thổi vào các hồ lớn, chẳng hạn như Sevan, Issyk-Kul, Onega và những hồ khác. Các làn gió cũng được quan sát thấy ở bờ các con sông lớn, chẳng hạn như trên sông Volga gần Saratov, trên bờ phải cao của nó. Những cơn gió không đi xa. Đây hoàn toàn là những cơn gió địa phương. Sự nóng lên không đều của nước và đất ở các vùng ven biển và đại dương tạo ra gió tương tự như gió nhẹ. Đây là những cái gọi là gió mùa. Gió mùa là gió theo mùa, chúng thổi nửa năm theo hướng này, nửa năm theo hướng khác. Chúng thổi do sự nóng lên và làm mát khác nhau của biển và lục địa vào mùa đông và mùa hè. Vào mùa hè, không khí trên đất liền nóng hơn nhiều so với trên biển. Ngược lại, vào mùa đông, không khí trên biển (đại dương) ấm hơn không khí trên đất liền. Điều này được giải thích là do vào mùa hè, các lục địa nóng lên nhiều hơn và vào mùa đông, chúng mát hơn nước, trong khi biển lạnh hơn vào mùa hè lại ấm hơn đất liền vào mùa đông. Nhiệt dung lớn của nước cho phép đại dương tích trữ nguồn nhiệt khổng lồ từ mùa hè. Do đó, vào mùa hè, các lục địa dường như làm nóng bầu khí quyển, trong khi biển và đại dương làm mát nó. Vào mùa đông, tình hình thay đổi: biển trở thành "bếp khí quyển" và các lục địa trở thành "tủ lạnh". Vì lý do này, gió mùa thổi; vào mùa đông - từ đất liền ra biển, và vào mùa hè từ biển vào đất liền. Gió mùa được quan sát thấy ở tất cả các vùng khí hậu, ngay cả trên bờ Bắc Băng Dương. Hướng của gió mùa cũng bị ảnh hưởng bởi sự quay của Trái đất. Gió mùa rõ rệt nhất ở Ấn Độ. Cuối cùng, để mô tả chung về các luồng không khí, cần phải nói về các xoáy khí quyển - lốc xoáy. Các dòng không khí mà chúng ta đã nói ở trên có liên quan đến sự chuyển động của một khối lượng không khí khổng lồ trong khí quyển - các khối không khí. Người ta thường gọi một khối không khí là những khối không khí giữ được các đặc tính cụ thể của chúng trong một thời gian. Vì vậy, ví dụ, khối không khí đến từ Bắc Cực mang theo nhiệt độ thấp và không khí khô, trong suốt. Mặt phân cách giữa hai khối không khí khác nhau được gọi là mặt phân cách. Ở hai bên front nhiệt độ không khí, tốc độ gió,… thường chênh lệch nhau rõ rệt nên khi một front đi qua một nơi thì thời tiết khu vực này thường thay đổi đột ngột. Khi hai khối không khí lân cận có nhiệt độ khác nhau (và do đó mật độ không khí khác nhau) di chuyển với tốc độ khác nhau hoặc khi chúng di chuyển tương đối với nhau dọc theo mặt trước (Hình 8 ở trên) trên bề mặt ranh giới của các khối không khí, do sự tương tác của các khối không khí ấm và lạnh, một sự xáo trộn sóng phát sinh - một làn sóng không khí dường như hình thành ở phía trước. Trong trường hợp này, không khí lạnh di chuyển dưới không khí ấm và đến lượt không khí ấm bắt đầu đẩy không khí lạnh. Các luồng không khí bắt đầu xoáy. Sự xáo trộn sóng ở phía trước tăng lên, mặt phân cách giữa hai khối không khí ngày càng uốn cong dốc hơn: do đó, chuyển động không khí xoáy ngày càng mạnh - lốc xoáy - dần dần phát sinh (xem Hình 8).
Có ba mặt trận chính nơi lốc xoáy xảy ra: bắc cực, cực và nhiệt đới. Mặt trận Bắc Cực là đường phân chia giữa Bắc Cực và không khí vùng cực (các vĩ độ phía bắc). Front cực ngăn cách không khí vùng cực và nhiệt đới (các vĩ độ ôn đới). Frăng nhiệt đới là đường phân chia giữa không khí chí tuyến và xích đạo (các vĩ độ nam). Áp suất khí quyển trong một cơn bão giảm dần về phía trung tâm của nó. Ở tâm lốc áp suất không khí thấp nhất. Nếu trên bản đồ khu vực nơi lốc xoáy phát triển, tất cả các điểm có cùng áp suất được nối với nhau bằng các đường - ví dụ: một đường nối tất cả các điểm có áp suất 990 milibar, điểm còn lại có áp suất 995 milibar, v.v. thì hóa ra tất cả các đường như vậy nằm trong khu vực lốc xoáy sẽ là các đường cong khép kín (Hình 9). Những dòng như vậy được gọi là isobar. Isobar ở trung tâm của khu vực này sẽ kết nối các điểm áp suất thấp nhất. Do sự phân bố áp suất này trong lốc xoáy, gió thổi vào nó từ các cạnh vào tâm, do đó một vòng gió ngược chiều kim đồng hồ được hình thành.
Lốc xoáy di chuyển trong bầu khí quyển; nó mang theo sự thay đổi đột ngột về hướng và tốc độ gió. Tốc độ trung bình của lốc xoáy là 25-40 km một giờ. Ngoài lốc xoáy, tức là, nói cách khác, các khu vực có áp suất thấp, các khu vực có áp suất cao cũng xuất hiện trong khí quyển - anticyclone. Tại đây áp suất không khí tăng dần về phía trung tâm. Lốc xoáy và áp thấp thường chiếm các khu vực rất rộng lớn kéo dài hàng nghìn km. Do đó, những xáo trộn khí quyển này có ảnh hưởng rõ rệt đến sự lưu thông chung của không khí trong khí quyển, thậm chí còn làm phức tạp thêm. Sự xuất hiện và thay đổi của các loại gió khác nhau ở các vĩ độ ôn đới chủ yếu liên quan đến sự di chuyển của các cơn lốc xoáy và anticyclone. Gió bão rất mạnh phát sinh trong các nhiễu động xoáy thuận bắt nguồn từ mặt trận nhiệt đới, trên các vùng biển phía nam. Những cơn lốc xoáy này được gọi là xoáy thuận nhiệt đới. Tác giả: Karmishin A.V.
Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
▪ Tích hợp bốn kênh ULF Toshiba TCB701FNG ▪ Lá nhân tạo có chức năng sống ▪ Vi khuẩn trên điện cực sợi nano có thể làm sạch nước thải ▪ Hoài niệm rất tốt cho tâm hồn
▪ phần của trang web Thí nghiệm hóa học. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Những chú chó chiến. biểu thức phổ biến ▪ bài viết Làm thế nào để những đám mây quản lý để ở lại trên bầu trời? đáp án chi tiết ▪ bài báo Lắp vào nắp bình xăng. phương tiện cá nhân
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này