SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ CỦA KHÔNG KHÍ TRÊN TRÁI ĐẤT
Phần I. Mở Đầu
Trong các kì thi học sinh giỏi Quốc gia gần đây thường đưa vào đề thi một
số câu hỏi liên quan đến học phần khí quyển. Đây là một trong những nội dung
khó, đòi hỏi học sinh phải tư duy rất nhiều khi trả lời câu hỏi. Trong chuyên đề
“Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất” tôi xin đưa ra một số nội dung
kiến thức và các bài tập liên quan để làm tài liệu trong quá trình giảng dạy. Rất
mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp để chuyên đề
được hoàn thiện hơn .
Phần Nội Dung
I. Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất
1. Bức xạ và nhiệt độ của không khí
- Bức xạ Mặt Trời là dòng vật chất và năng lượng của Mặt Trời phát ra. Đây
chính là nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu cho mặt đất, nhiệt cung cấp chủ yếu cho
không khí ở tầng đối lưu là nhiệt của bề mặt Trái Đất được Mặt Trời đốt nóng.
- Nhiệt độ của không khí là lượng nhiệt khi mặt đất hấp thụ năng lượng nhiệt
Mặt Trời rồi bức xạ lại vào không khí và chính các chất trong không khí hấp thụ.
- Khi đo nhiệt độ không khí nguời ta dùng nhiệt kế để đo, ở các trạm khí
tượng nguời ta thường đo nhiệt độ không khí mỗi ngày ít nhất 3 lần vào lúc 5 giờ,
13 giờ, 21 giờ. Nhiệt độ không khí luôn luôn thay đổi theo từng giờ, giữa các ngày,
các tháng, các năm.
Do đó, để nghiên cứu nhiệt độ không khí của một địa phương nào đó người
ta phải tính nhiệt độ trung bình ngày, nhiệt độ trung bình tháng, nhiệt độ trung bình
năm. Để tính nhiệt độ trung bình ngày nguời ta phải đo mỗi ngày ít nhất 3 lần rồi
cộng lại chia trung bình, nhiệt độ trung bình tháng bằng cách cộng nhiệt độ các
ngày trong tháng rồi lấy trung bình, để có nhiệt độ trung bình năm người ta lấy
nhiệt độ các tháng cộng lại và chia cho 12.
2. Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên Trái Đất
Nhiệt độ của không khí có sự khác nhau ở khắp nơi trên thế giới, nhiệt độ
không khí được thể hiện rõ nhất thông qua các đường đẳng nhiệt trên bản đồ thế
giới.
1
Để xây dựng bản đồ các đường đẳng nhiệt, người ta lấy nhiệt độ không khí
trung bình nhiều năm của các tháng hay năm đã được đo ở các trạm, qui về độ cao
mặt nước biển ghi các số này lên bản đồ, số liệu của trạm nào ghi đúng trạm đó,
dùng phương pháp nội suy quy nhiệt độ tại các điểm đo về cùng nhiệt độ ở độ cao
mực nước biển, nối các điểm có cùng một giá trị nhiệt độ lại sẽ được những đường
đẳng nhiệt trên bản đồ.
Lược đồ các đường đẳng nhiệt tháng 1 ở mực nước biển
Lược đồ các đường đẳng nhiệt tháng 7 ở mực nước biển
2
Nhìn vào bản đồ nhiệt độ tháng 1 và tháng 7 ta thấy rằng, nhiệt độ không khí
trên Trái Đất nhìn chung giảm dần từ xích đạo về hai cực, điều đó hoàn toàn phù
hợp với qui luật phân bố của bức xạ Mặt Trời.
Tại xích đạo, nhiệt độ trung bình của tất cả các tháng trong năm đều lớn hơn
250C. Ở vùng nhiệt đới, những tháng mùa hạ nhiệt độ cao hơn 300C, hướng giảm
nhiệt độ từ xích đạo về hai cực nhưng giảm nhanh ở bán cầu mùa đông. Ví dụ:
tháng 7 vĩ độ 400 Bán cầu Bắc có đường đẳng nhiệt 16 -200C, còn ở Bán cầu Nam
là từ 8 -100C. Ngược lại, ở bản đồ tháng 1, cùng ở vĩ độ 400 Bán cầu Bắc có đường
đẳng nhiệt 120C, Bán cầu Nam là 16 -200C.
Một điều dễ thấy thông qua bản đồ, đó là các đường đẳng nhiệt thường
không trùng với vòng tròn vĩ tuyến, nguyên nhân chính là do không có sự đồng
nhất của bề mặt Trái Đất, sự khác nhau giữa lục địa và đại dương dẫn đến sự phản
hồi và bức xạ của chúng khác nhau, nhiệt dung khác nhau nên sự nóng lên và lạnh
địa cũng khác nhau. Vì thế, trên cùng một vĩ tuyến các địa điểm khác nhau có nhiệt
độ khác nhau rất lớn chính điều này mà người ta phân ra làm hai kiểu khí hậu lục
địa và khí hậu đại dương.
Ở bán cầu Nam, biển và đại dương chiếm ưu thế, đặc biệt ở các vĩ tuyến
vùng ôn đới lục địa hầu như không có, nên ở đây mùa hạ cũng như mùa đông, các
đường đẳng nhiệt gần như không lệch ra khỏi vòng tròn vĩ tuyến, tại các vĩ tuyến
nhiệt đới trên các lục địa Nam Phi, Nam Mĩ các đường đẳng nhiệt lệch khỏi vòng
vĩ tuyến tạo thành những lưỡi nóng mùa hạ, lưỡi lạnh mùa đông
Ở bán cầu Bắc những đường đẳng nhiệt lệch khỏi hướng vĩ tuyến rất lớn,
đặc biệt vào tháng 1, trên các lục địa lạnh các đường đẳng nhiệt có xu hướng
xuống phía nam nhất là các vĩ tuyến ôn đới, còn trên các đại dương ấm hơn thì các
đường đẳng nhiệt lại được đẩy lên phía bắc. Trên các lục địa châu Á, Bắc Mĩ, tạo
thành những vùng có đường đẳng nhiệt khép kín như những “đảo lạnh”.
Bản đồ tháng 7 thì ngược lại, trên các lục địa nóng những đường đẳng nhiệt
được đẩy lên phía bắc, còn trên các đại dương lạnh thì chúng lại lùi xuống phía
nam tạo thành các “đảo ấm” ở Bắc Phi, Tiểu Á...
3. Các nhân tố ảnh hưởng tới sự phân bố nhiệt độ của không khí
- Vĩ độ
3
+ Nhiệt độ trung bình năm giảm dần từ xích đạo về hai cực
+ Biên độ nhiệt trong năm tăng dần từ xích đạo đến cực
- Lục địa và đại dương
+ Đại dương có biên độ nhiệt nhỏ, lục địa có biên độ nhiệt lớn
+ Nhiệt độ trung bình năm cao nhất và thấp nhất đều ở lục địa
- Địa hình
+ Trong tầng đối lưu, càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm, trung bình
cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm 0,60C
+ Hướng sườn: nhiệt độ khác nhau giữa hướng của sườn núi, sườn phơi
nắng có nhiệt độ cao hơn sườn khuất nắng
+ Độ dốc khác nhau có nhiệt độ khác nhau. Nơi có độ dốc nhỏ sẽ có nhiệt độ
cao hơn nơi có độ dốc lớn vì lớp không khí được đốt nóng có độ dày lớn hơn.
+ Bề mặt địa hình: bề mặt địa hình bằng phẳng nhiệt độ thay đổi ít hơn nơi
có bề mặt thấp vì ở nơi đất trũng ban ngày ít gió, nhiệt độ cao, ban đêm khí lạnh
trên cao dồn xuống làm cho nhiệt độ thấp. Trên các cao nguyên, không khí loãng
hơn ở đồng bằng nên nhiệt độ thay đổi nhanh hơn đồng bằng.
II. Hướng dẫn trả lời một số câu hỏi và bài tập liên quan đến nhiệt độ
của không khí trên Trái Đất
Câu 1. Cho bảng số liệu
Bảng phân phối tổng lượng bức xạ Mặt Trời ở các vĩ độ
(Đơn vị: cal/cm2/ngày)
ngày
00
100
200
500
700
900
21/3
672
659
556
367
132
0
22/6
577
649
728
707
624
634
23/9
663
650
548
361
130
0
22/12
616
519
286
66
0
0
a. Cho biết bảng số liệu trên nói về tổng bức xạ Mặt trời phân phối ở bán cầu
nào? Vì sao
b. Nhận xét và giải thích sự phân phối tổng lượng bức xạ trên các vĩ độ đã cho
Trả lời
a. Bảng số liệu thuộc Bán cầu Bắc
- Giải thích
4
+ Ngày 22/6 tổng bức xạ ở vĩ độ 200 cao nhất, góc nhập xạ lớn (Mặt Trời lên
thiên đỉnh ở chí tuyến Bắc)
+Ngày 22/6 tổng xạ ở 900 cao còn các ngày khác dều bằng 0
+ Ngày 22/12 từ 700 – 900 tổng xạ bằng 0, góc nhập xạ bằng 0 ( Mặt Trời lên
thiên đỉnh ở chí tuyến Nam)
+ Dẫn chứng khác
b. Nhận xét, giải thích
- Tổng bức xạ Mặt Trời thay đổi theo vĩ độ và theo thời gian
- Nhìn chung tổng xạ giảm dần từ xích đạo về cực (trừ ngày 22/6), góc nhập
xạ giảm dần
+ Ngày 22/6 tổng xạ lớn nhất ở 200 do Mặt Trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến
23027’, các vĩ độ 500, 700, 900 có tổng xạ cao hơn xích đạo do thời gian chiếu
sáng Mặt Trời nhiều hơn.
+ Ngày 22/12 tổng xạ mặt trời thấp nhất ở các vĩ độ 100, 20, 500, 700, 900 thấp
hơn ở xích đạo, thấp nhất các ngày do góc nhập xạ nhỏ, thời gian chiếu sáng
ngắn.
+ Tại xích đạo: ngày 21/3 và 23/9 tổng xạ cao nhất do Mặt Trời lên thiên đỉnh
tại đây, ngày 22/6 và 22/12 tổng xạ thấp nhất do vị trí Mặt Trời ở thấp nhất so
với mặt phẳng xích đạo.
Câu 2. Phân tích tác động của địa hình đến nhiệt độ
Trả lời
+ Trong tầng đối lưu, càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm, trung bình
cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm 0,60C
+ Hướng sườn: nhiệt độ khác nhau giữa hướng của sườn núi, sườn phơi
nắngcó nhiệt độ cao hơn sườn khuất nắng
+ Độ dốc khác nhau có nhiệt độ khác nhau. Nơi có độ nhỏ sẽ có nhiệt độ cao
hơn nơi có độ dốc lớn vì lớp không khí được đốt nóng có độ dày lớn hơn.
+ Bề mặt địa hình: bề mặt địa hình bằng phẳng nhiệt độ thay đổi ít hơn nơi
có bề mặt thấp . Trên các cao nguyên không khí loãng hơn ở đồng bằng nên nhiệt
độ thay đổi nhanh hơn đồng bằng.
5
Câu 3. Dựa vào bản đồ đường đẳng nhiệt dưới đây, hãy nêu nhận xét và giải thích
sự phân bố nhiệt dọc theo vĩ tuyến 450B
Trả lời
- Đường đẳng nhiệt 00C và 100C vồng lên cao về phía cực trên các đại dương
và võng về xích đạo trên các lục địa, chứng tỏ đại dương có nhiệt độ cao hơn lục
địa. Nguyên nhân do nước nhận nhiệt chậm hơn nhưng toả nhiệt chậm hơn đất
liền, vì vậy đại dương mùa hạ mát hơn mùa đông ấm hơn đất liền.
- Đường đẳng nhiệt 00C và 100C ở bờ đông đại dương vồng lên cao về phía
cực hơn bờ tây chứng tỏ bờ đông đại dương ấm hơn bờ tây.
Nguyên nhân do dòng biển nóng chảy từ chí tuyến về cực làm nhiệt độ bờ
đông cao hơn.
Câu 4. Sự phân hoá nhiệt độ theo độ cao đã gây ra hiện tượng chênh lệch nhiệt độ
giữa chân và đỉnh của một địa hình là 1,80C.
a. Hãy tìm độ cao tương đối của hình này
b. Khí áp ở chân đỉnh thường xuyên đo được là 710mm Hg. Vậy khí áp ở đỉnh
địa hình này là bao nhiêu biết rằng cứ lên cao 100m khí áp giảm 10mm Hg.
c. Với các điểm đã xác định ở trên địa hình này được xếp vào địa hình gì?
Trả lời
a. Trong tầng đối lưu càng lên cao nhiệt độ càng giảm với 0,60/100m, biết nhiệt
độ chênh lệch giữa chân núi và đỉnh là 1,80C nên độ cao địa hình = 100 x 1,8/0,6 =
300m.
6
b. Càng lên cao không khí càng loãng nên sức nén càng nhỏ, khí áp giảm trung
bình 100 mm Hg/100m. Từ chân lên đỉnh khí áp giảm 30 mm Hg, vậy khí áp ở
đỉnh là 680 mm Hg. Trên mặt biển khí áp trung bình là 760 mm Hg. Vậy độ
chênh cao giữa đỉnh và mực nước biển là 50 x10 = 500 m
Vậy độ cao tuyệt đối địa hình là 800 m
c. Địa hình trên được xếp vào địa hình núi
Câu 5. Cho bảng số liệu sau
Biên độ năm của nhiệt độ không khí ở các vĩ độ
(đơn vị: 0C)
Vĩ độ bán cầu Bắc bán cầu Nam
vĩ độ
bán cầu Bắc
bán cầu Nam
0
0
80
31
28,7
40
17,7
4,9
0
0
70
32,2
19,5
30
13,3
7,0
0
0
60
29
11,8
20
7,4
5,9
0
0
50
23,8
4,3
0
1,8
1,8
Dựa vào bảng số liệu trên và những kiến thức đã học, nhận xét và giải thích
sự thay đổi về biên độ nhiệt năm ở các vĩ độ trên.
Trả lời
- Từ 00-300 cả hai bán cầu diện tích lục địa đều tăng nên biên độ nhiệt tăng,
bán cầu Bắc có biên độ nhiệt tăng nhanh hơn vì diện tích lục địa tăng nhanh hơn
- Từ 300 – 500 Bắc và Nam
+ Diện tích lục địa ở bán cầu Bắc tiếp tục tăng nhanh, biên độ nhiệt độ tăng
nhanh
+ Diện tích lục địa bán cầu Nam giảm nhanh nên biên độ nhiệt giảm nhanh
- Tư 500 – 700 Bắc và Nam
+ Diện tích lục địa ở bán cầu Bắc tăng dần tới mức cao nhất nên biên dộ nhiệt
tiếp tục tăng
+ Chênh lệch ngày đêm và góc chiếu ngày càng lớn do xuất hiện các đảo và bán
đảo ở Nam Cực
- Từ 70 – 80 0 Bắc và Nam
+ Bán cầu Bắc xuất hiện Bắc Băng Dương nên biên độ nhiệt giảm
+ Bán cầu Nam gặp lục địa Nam cực nên biên độ nhiệt tăng
Câu 6. Dựa vào bảng số liệu sau.
7
Vĩ độ
bờ Tây đại dương
bờ Đông đại dương
Chênh
nhau
0
57 B
0
29 B
Trạm
Nên
(Canađa)
Kennơđi
Nhiệt độ
-308
+15
0
Trạm
Abớc-đin
Nhiệt độ
+802
120
(Anh)
Tar-Fay-a
+120
30
(Hoa Kì0
(Maroc)
Nhận xét và giải thích về nhiệt độ trung bình và chênh lệch nhiệt độ của 4
trạm khí tượng trên.
Trả lời
- Các trạm năm ở vùng ôn đới ( trạm Nên, Abớc-đin), cận nhiệt đới (Kennơđi,
Tar-Fay-a)
- Vùng vĩ độ cao;
Nhiệt độ trung bình ở bờ đông Đại Tây Dương ấm hơn bờ Tây Đại Tây Dương,
nhiệt độ trạm Abớc-đin cao hơn trạm Nên.
* Nguyên nhân do dòng biển nóng bắc Đại Tây Dương làm ấm bờ đông Đại
Tây Dương, dòng biển lạnh Labrado làm lạnh bờ Tây Đại tây Dương.
- Vùng vĩ độ thấp
Nhiệt độ trung bình của bờ đông Đại Tây Dương lạnh hơn bờ tây Đại Tây
Dương, nhiệt độ trạm Tar-Fay-a thấp hơn trạm Kennơđi.
* Nguyên nhân do dòng biển lạnh Canary làm giảm nhiệt độ bờ đông Đại Tây
Dương, dòng biển nóng Gơn-xtrim làm ấm bờ tây Đại Tây Dương.
Phần Kết Luận
Trong thời gian ngắn, chuyên đề “Sự phân bố nhiệt độ của không khí trên
Trái Đất” chắc chắn sẽ có nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của
các thầy cô giáo để chuyên đề được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn!
8
- Xem thêm -