Tầng đối lưu là phần thấp nhất của khí quyển của một số hành tinh. Phần lớn các hiện tượng mà con người gắn với thời tiết hàng ngày diễn ra ở tầng đối lưu[1]. Đặc trưng của tầng này thể hiện ở các dòng đối lưu của không khí nóng từ bề mặt bốc lên cao và lạnh đi. Hiện tượng đối lưu đã mang lại tên gọi cho tầng này.
Tầng đối lưu mở màn từ mặt phẳng Trái Đất lan rộng ra ra đến cao độ 20 km ( 12 dặm ) ở những vùng nhiệt đới gió mùa, giảm tới khoảng chừng 11 km ở những vĩ độ trung bình, ít hơn 7 km ( 4 dặm ) ở những vùng cực về mùa hè còn trong mùa đông là không rõ ràng. Lớp khí quyển này chiếm khoảng chừng 80 % tổng khối lượng của hàng loạt khí quyển, gần như là hàng loạt hơi nước và xon khí ( aerosol ). Trong khu vực tầng đối lưu thì không khí liên tục luân chuyển và tầng này là tầng có tỷ lệ không khí lớn nhất của khí quyển Trái Đất. Nitơ và oxy là những chất khí hầu hết xuất hiện trong tầng này. Tầng đối lưu nằm ngay phía dưới tầng bình lưu. Phần thấp nhất của tầng đối lưu, nơi ma sát với bề mặt Trái Đất tác động ảnh hưởng tới luồng không khí, là lớp ranh giới hành tinh. Lớp này thường thì chỉ dày từ vài trăm mét tới 2 km ( 1,2 dặm ), nhờ vào vào địa mạo và thời hạn của ngày. Ranh giới giữa tầng đối lưu và tầng bình lưu, được gọi là khoảng chừng lặng đối lưu, là nghịch chuyển nhiệt độ [ 1 ] .
Tầng đối lưu được chia thành 6 khu vực luồng luân chuyển theo đới, gọi là các quyển hoàn lưu. Các quyển hoàn lưu này chịu trách nhiệm cho hoàn lưu khí quyển và tạo ra các hướng gió thịnh hành.
Bạn đang đọc: Tầng đối lưu – Wikipedia tiếng Việt
Nội dung chính
Áp suất và cấu trúc nhiệt độ.
Thành phần hóa học của tầng đối lưu về cơ bản là như nhau, với ngoại lệ đáng quan tâm nhất là hơi nước. Nguồn hơi nước nằm tại mặt phẳng trải qua quy trình bốc hơi nước và thoát hơi nước. Bên cạnh đó, do nhiệt độ không khí trong tầng đối lưu giảm đi theo độ cao và áp suất hơi bão hòa giảm mạnh theo nhiệt độ nên lượng hơi nước hoàn toàn có thể sống sót trong không khí cũng giảm mạnh theo độ cao. Vì thế tỷ suất hơi nước thường thì là lớn nhất ở gần mặt phẳng và giảm theo độ cao .
Áp suất khí quyển là cao nhất tại mực nước biển và giảm theo độ cao. Điều này là do khí quyển rất gần với trạng thái cân đối thủy tĩnh, do đó áp suất là tương tự với khối lượng của không khí phía trên điểm đang xét. Thay đổi về áp suất theo độ cao cho nên vì thế hoàn toàn có thể đo lường và thống kê theo tỷ lệ bằng phương trình thủy tĩnh : [ 2 ]
- d p d z = − ρ g n = − m p g R T { \ displaystyle { \ frac { dp } { dz } } = – \ rho g_ { n } = – { \ frac { mpg } { RT } } }
trong đó :
-
- gn là gia tốc trọng trường (9,80665 m/s2)
- ρ là mật độ
- z là cao độ
- p là áp suất
- R là hằng số khí (8,314472(15) J • K−1 • mol−1)
- T là nhiệt độ, tính theo kelvin
- m là phân tử gam (trung bình)
Do nhiệt độ về nguyên tắc cũng phụ thuộc vào vào độ cao, nên người ta cũng cần một phương trình nữa để xác lập áp suất theo độ cao, như đề cập trong phần tiếp nối dưới đây .
Nhiệt độ trong tầng đối lưu nói chung giảm khi độ cao tăng lên. Mức độ suy giảm nhiệt độ
−
d
T
/
d
z
{\displaystyle -dT/dz}
Khi khối khí bốc lên, nó co và giãn, do áp suất thấp hơn tại những cao độ lớn hơn. Do khối khí co và giãn, nó ép vào không khí bao quanh nó, triển khai công cơ học ; nhưng nói chung nó không thu được nhiệt trong trao đổi từ thiên nhiên và môi trường của nó, do nó có tính dẫn nhiệt kém ( quy trình như thế được gọi là quy trình đoạn nhiệt ). Do khối khí sinh công nhưng không thu được nhiệt nên nó mất nguồn năng lượng và vì vậy nhiệt độ của nó giảm xuống. Trật tự ngược lại cũng là đúng cho những khối khí chìm xuống [ 1 ] .Do trao đổi nhiệt dQ có tương quan tới đổi khác entropy dS theo phương trình dQ = T • dS, nên phương trình của nhiệt độ như một hàm số của độ cao cho khí quyển được trộn kỹ là
- d S d z = 0 { \ displaystyle { \ frac { dS } { dz } } = 0 }
trong đó S là entropy. Tỷ lệ mà nhiệt độ giảm theo độ cao trong những điều kiện như thế được gọi là tỷ lệ giảm nhiệt độ đoạn nhiệt.
Đối với không khí khô, là gần giống như khí lý tưởng nên phương trình đoạn nhiệt cho khí lý tưởng[3]
Xem thêm: Đầu số 0127 đổi thành gì? Chuyển đổi đầu số VinaPhone có ý nghĩa gì? – http://139.180.218.5
- p ( z ) T ( z ) − γ γ − 1 = h a n g s o { \ displaystyle p ( z ) T ( z ) ^ { – { \ frac { \ gamma } { \ gamma – 1 } } } = hangso }
trong đó
γ
{\displaystyle \gamma }
γ
{\displaystyle \gamma }
=1,4 cho không khí) có thể áp dụng được. Kết hợp với phương trình cho áp suất, đưa ra Tỷ lệ giảm nhiệt độ đoạn nhiệt khô[4]
- d T d z = − m g R γ − 1 γ = − 9, 8 ∘ C / k m { \ displaystyle { \ frac { dT } { dz } } = – { \ frac { mg } { R } } { \ frac { \ gamma – 1 } { \ gamma } } = – 9,8 ^ { \ circ } \ mathrm { C } / \ mathrm { km } }
Nếu không khí chứa hơi nước thì sự làm lạnh không khí hoàn toàn có thể gây ra ngưng tụ nước và trạng thái của nó không còn giống như của khí lý tưởng nữa. Nếu không khí là bão hòa áp suất hơi thì tỷ suất mà theo đó nhiệt độ giảm theo độ cao được gọi là Tỷ lệ giảm nhiệt độ đoạn nhiệt bão hòa. Tổng quát hơn, tỷ suất thật sự mà nhiệt độ giảm theo độ cao được gọi là Tỷ lệ giảm nhiệt độ thiên nhiên và môi trường .Trên thực tiễn, trong tầng đối lưu tỷ suất giảm nhiệt độ thiên nhiên và môi trường trung bình là khoảng chừng 6,5 °C cho mỗi km ( 1.000 m hay 3,567 °F trên mỗi 1.000 ft ) ngày càng tăng thêm về độ cao [ 1 ] .
Tỷ lệ giảm nhiệt độ môi trường (
d
T
/
d
z
{\displaystyle dT/dz}
d
S
/
d
z
≠
0
{\displaystyle dS/dz\neq 0}
d
S
/
d
z
>
0
{\displaystyle dS/dz>0}
Nhiệt độ giảm tại những vĩ độ trung bình từ trung bình khoảng chừng 15 °C ở mực nước biển tới khoảng chừng – 55 °C ở cao độ khởi đầu khoảng chừng lặng đối lưu. Tại những vùng cực, tầng đối lưu là mỏng dính hơn và nhiệt độ chỉ giảm tới khoảng chừng – 45 °C trong khi tại xích đạo thì nhiệt độ tại đỉnh tầng đối lưu hoàn toàn có thể đạt tới – 75 °C .
Khoảng lặng đối lưu.
Khoảng lặng đối lưu là khu vực ranh giới giữa tầng đối lưu và tầng bình lưu .Việc đo sự biến hóa nhiệt độ theo độ cao trong tầng đối lưu và tầng bình lưu giúp nhận ra vị trí của khoảng chừng lặng đối lưu. Tại tầng đối lưu thì nhiệt độ giảm theo độ cao nhưng ngược lại, trong tầng bình lưu thì nhiệt độ bắt đầu giữ ở mức không đổi rồi sau đó lại tăng lên theo độ cao. Khu vực của khí quyển mà tỷ suất giảm nhiệt biến hóa dấu từ dương ( tầng đối lưu ) sang âm ( tầng bình lưu ) được xác lập như là khoảng chừng lặng đối lưu [ 1 ]. Vì thế, khoảng chừng lặng đối lưu là lớp nghịch nhiệt và ở đây chỉ có rấtít sự trộn lẫn giữa hai tầng của khí quyển .
Trên Sao Hỏa.
Trên Sao Hỏa, tầng đối lưu cao đến 40 km với nhiệt độ giảm dần theo độ cao. Tại ranh giới giữa tầng đối lưu và bình lưu, nhiệt độ tương đối không thay đổi khoảng chừng 120 K. Lượng bụi lớn trong khí quyển Sao Hỏa đã đẩy cao tầng liền kề đối lưu lên như vậy ( so với khí quyển Trái Đất chỉ khoảng chừng 10 đến 20 km ) .Ở tầng đối lưu, hai thành phần chính quyết định hành động cấu trúc khí quyển là CO2 và bụi khí quyển. CO2 bức xạ nhanh nhiệt ra không trung, tại điều kiện kèm theo nhiệt độ của Sao Hỏa, làm nguội nhanh khí quyển vào đêm hôm. Các hạt bụi hấp thụ tốt nguồn năng lượng Mặt Trời và phân phối đều nhiệt lượng trong tầng đối lưu. Trong những đợt bão bụi, tác động ảnh hưởng của bụi càng rõ, làm biến hóa nhiệt độ ngày đêm đáng kể .Sự đổi khác nhiệt độ ở tầng đối lưu, trên khoanh vùng phạm vi toàn Sao Hỏa, tuân theo xê dịch ngày đêm đều đặn, đồng điệu với vị trí Mặt Trời, đôi lúc gọi là ” thủy triều nhiệt ” .
Trên Sao Mộc.
Khoảng lặng đối lưu của Sao Mộc chứa một cấu trúc mây phức tạp. Các đám mây ở trên cao, nằm trong phạm vi áp suất 0,6 đến 0,9 bar, chứa băng amonia. Bên dưới những đám mây băng amonia, những đám mây đặc hơn chứa amoni hydro sulfide hoặc amoni sulfide (nằm trong tầng áp suất 1 đến 2 bar) và nước (3 đến 7 bar) được cho là tồn tại.[11][12] Không có mây mêtan do nhiệt độ quá cao để mêtan có thể ngưng tụ. Những đám mây hơi nước tạo thành tầng mây dày đặc nhất và có ảnh hưởng mạnh nhất đến động lực học của bầu khí quyển. Đây là hệ quả của nhiệt ngưng tụ cao của nước và hàm lượng nước cao hơn so với amonia và hydro sulfide (do oxy là nguyên tố hóa học phổ biến hơn nitơ hoặc lưu huỳnh).[13]
Liên kết ngoài.
( bằng tiếng Việt )
( bằng tiếng Anh )
Các nguồn trích dẫn.
Source: http://139.180.218.5
Category: Thuật ngữ đời thường