›
›

Giáo trình khí tượng nông nghiệp - Trần Đức Hạnh

pdf 225 trang huongle 3121
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình khí tượng nông nghiệp - Trần Đức Hạnh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_khi_tuong_nong_nghiep_tran_duc_hanh.pdf

Nội dung text: Giáo trình khí tượng nông nghiệp - Trần Đức Hạnh

  1. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bégi¸odôcv®ot¹o Tr−êng®¹ihäcn«ngnghiÖpI o0o ®onv¨n®iÕm (chñ biªn) gi¸otr×nh khÝt−îngn«ngnghiÖp c¸ct¸cgi¶:trÇn®øch¹nh LªquangvÜnh NguyÔnthanhb×nh HNéi2008 Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p i
  2. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - GI ỚI THI ỆU GIÁO TRÌNH 1. ði t ưng s d ng giáo trình: Giáo trình KHÍ T ƯNG NÔNG NGHI P biên so n nh m ph c v cho các chuyên ngành ñào t o v Ch n gi ng cây tr ng, Nông h c, B o v th c v t, Công ngh sinh h c, Môi tr ưng nông nghi p, Khoa h c ñ t, S ư ph m k thu t nông nghi p thu c các tr ưng ð i hc Nông nghi p và Nông - Lâm nghi p. Giáo trình còn là m t tài li u tham kh o c n thi t ñi v i các H c viên cao h c, Nghiên c u sinh, Cán b gi ng d y và nghiên c u trong các lĩnh v c thu c ngành Nông Lâm. 2. M c tiêu cu n giáo trình: Trang b cho sinh viên ki n th c v th i ti t, khí h u, bi n ñ i khí h u và tác ñng c a chúng ñi v i cây tr ng và sâu b nh ngoài ñng ru ng, k n ăng kh o sát và ñánh giá các y u t th i ti t, khí h u, nh h ưng c a chúng ñ i v i sinh v t và s n xu t nông nghi p. 3. Ki n th c tr ng tâm c a giáo trình: Khái quát v khí t ưng nông nghi p, khí h u nông nghi p, ph ươ ng pháp quan tr c, thu th p s li u khí t ưng, phân tích ñ nh tính, ñ nh l ưng các y u t khí t ưng nh h ưng ñn tình hình sinh tr ưng, phát tri n, n ăng su t c a cây tr ng, phát sinh c a sâu b nh và s n xu t nông nghi p. 4. Phân công biên so n: Ch biên và hi u ñính: PGS.TS. ðoàn V ăn ðim Tr ưng ð i h c nông nghi p I 1. PGS.TS. ðoàn V ăn ðim, Tr ưng ðHNN I biên so n các ch ươ ng II, IV, VI, VIII, IX, ph n m ñ u và th c t p. 2. PGS. TS. Tr n ð c H nh, Tr ưng ðHNN I biên so n các ch ươ ng X và XI. 3. TS. Lê Quang V ĩnh, Tr ưng ðHNL Hu biên so n các ch ươ ng III và VII. 4. ThS. Nguy n Thanh Bình, ðH Tây Nguyên biên so n các ch ươ ng I và V. 5. Nh ng ñim m i c a giáo trình: Căn c vào nhi m v gi ng d y c a kh i ngành Nông - Lâm b c Ði h c và khung ch ươ ng trình ñào t o m i ñưc H i ñ ng t ư v n B Giáo d c và Ðào t o thông qua, trên c ơ s cu n Giáo trình Khí t ưng nông nghi p c a tr ưng ÐHNNI xu t b n n ăm 1997 và các tài li u trong và ngoài n ưc cùng nhi u ý ki n ñóng góp c a các chuyên gia, giáo trình Khí tưng nông nghi p ln này ñã c p nh t các ki n th c m i, b sung các n i dung phù h p v i mc tiêu ñào t o c a các ngành h c. Giáo trình ñã b sung thêm các ch ươ ng v tác ñ ng c a các y u t khí t ưng t i sinh v t ( ch ươ ng VI), thiên tai khí t ưng nông nghi p (ch ươ ng VII), bi n ñ i khí h u (ch ươ ng IX) và ph n th c t p khí t ưng nông nghi p (ph n E). Giáo trình cũng ñã b sung n i dung v m i quan h gi a khí h u và s n xu t nông nghi p (m c I, ph n A), Th c tr ng và gi i pháp s d ng h p lý tài nguyên khí h u Vi t Nam (m c 1 và 2, ch ươ ng X). Ngoài ra giáo trình l n này ñã hi u ñính chu n xác nhi u ki n th c, công th c ñnh l ưng và s li u khí t ưng cung c p cho b n ñ c ngu n tài li u s d ng trong nghiên cu khoa h c. 6. H ưng d n s d ng Giáo trình: Giáo trình vi t cho nhi u chuyên ngành, tùy t ng chuyên ngành khi s d ng có th ch n l a các ch ươ ng chuyên sâu phù h p ñ gi ng d y cho sinh viên. N u s d ng cho 3 ñơn v h c trình (3 ðVHT), nên gi ng lý thuy t 35 ti t (2 ÐVHT) và th c t p 10 ti t (1 ÐVHT). 7. Tài li u tham kh o khi ñc Giáo trình: 1. Tr n ð c H nh, V ăn T t Tuyên, ðoàn V ăn ðim, Tr n Quang T , Giáo trình khí t ưng nông nghi p. NXB Nông nghi p, H. - 1997 2. Tr n ð c H nh, ðoàn v ăn ðim, Nguy n V ăn Vi t, Lý thuy t v khai thác h p lý ngu n tài nguyên khí h u nông nghi p, Giáo trình Cao h c, NXB Nông nghi p - 1997. 3. Lê Quang Hu ỳnh và cng tác viên. Ðánh giá tài nguyên khí hu nông nghi p Vi t Nam, Báo cáo khoa hc ñ tài cp nhà nưc, Mã s 42A-01. Tng c c KTTV, Hà N i - 1989. Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p ii
  3. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - CÁC CH Ữ VI ẾT T ẮT TRONG GIÁO TRÌNH Vi t t t Ti ng Anh ðc là AcTS Active Temperature Sum Tích ôn ho t ñ ng ASEAN Association of South-East Asian Nation Các n ưc ðông Nam Á ATS Average Temperature Sum Tích ôn trung bình BÐKH Climate Change Bi n ñ i khí h u BXMT Solar Radiation Bc x m t tr i CF Coriolit Force Lc Coriolit ENSO En Nino - Southern Oscilation En Nino - Dao ñng Nam bán c u ETA Actual Evapo-Transpiration Bc thoát h ơi n ưc th c t ETS Effective Temperature Sum Tích ôn h u hi u EW Evaporation Water Lưng n ưc b c h ơi FAO Food and Agricultural Organization T ch c nông - l ươ ng Th gi i Fc Centrifugal Force Lc ly tâm GIS Geographic Information System H th ng thông tin ñ a lý GMT Greenwich Mean Time Gi chu n kinh tuy n Greenwich ICRAF International Centre for Research in Trung tâm nghiên c u nông lâm Agroforestry kt h p Qu c t IRRI International Rice Research Institute Vi n nghiên c u lúa Qu c t KA Air Pressure Khí áp Kcr Crop Coefficient H s cây tr ng KTNN Agro-Meteorology Khí t ưng nông nghi p KTTV Hydrometeorological Service of Vietnam Khí t ưng th y v ăn LMU Land Mapping Unit ðơ n v b n ñ ñ t ñai LUT Land Use Type Lo i hình s d ng ñ t N,S ,E,W North, South, East, West Hưng gió: B c, Nam, ðông, Tây NASA National Aeronautics and Space Cơ quan hàng không và v ũ tr Administration qu c gia (M ) PAR Photosynthesis Active Radiation Bc x quang h p PET Potential Evapo-Transpiration Bc thoát h ơi n ưc ti m n ăng Reff Effective Rainfall Lưng m ưa h u hi u Rtot Total Rainfall Lưng m ưa t ng s SCAC ð Sc cha m c c ñ i SLN NPC Sn l ưng nguyên SOI Southern Oscilation Index Ch s Dao ñ ng Nam bán c u TCN Before Christ (BC) Tr ưc công nguyên TPHCM Ho Chi Minh City Thành ph H Chí Minh WMO World Meteorological Organization T ch c Khí t ưng th gi i WR Water Requirement Nhu c u n ưc c a cây tr ng Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p ii
  4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - DANH M ỤC CÁC B ẢNG S Ố LI ỆU STT Tên b ng Trang Bng 1.1. Kh i l ưng khí quy n (m) tia sáng ñi qua ng v i ñ cao m t tr i (h o) 14 Bng 1.2. Lưng b c x trung bình tháng (cal/cm 2/tháng) vùng Postdum 16 Bng 1.3. Tr s albedo trên các lo i b m t (%) 20 Bng 1.4. Kh n ăng b c x t ươ ng ñi c a các lo i b m t khác nhau ( δ) 21 Bng 1.5. ð dài b ưc sóng và n ăng l ưng c a thành ph n b c x m t tr i 24 Bng 1.6. ð dài ngày thiên v ăn tính theo v ĩ ñ ña lý ( ñơn v : gi , phút) 25 Bng 1.7. ð dài chi u sáng sinh lý các v ĩ ñ khác nhau 25 Bng 2.1. Nhi t ñ không khí kh o sát lúc 7h (0h GMT) các ñ cao t i Hà N i 29 Bng 2.2. nh h ưng c a nhi t ñ và m ñ ñ n m t ñ không khí 31 Bng 2.3. Thành ph n không khí khô, không b ô nhi m 32 Bng 2.4. Thành ph n các ch t khí trong ñt 38 Bng 2.5. nh h ưng c a bi n pháp tr ng cây che bóng ñ i v i sâu, b nh h i cà 39 phê chè Catimor huy n H ưng hóa, Qu ng tr Bng 3.1. Nhi t dung c a các ch t c u to ñt 41 Bng 3.2. Nhi t dung th tích c a m t s lo i ñ t có ñ m khác nhau 42 Bng 3.3. H s d n nhi t c a m t s vt ch t c u t o ñt 42 Bng 3.4. nh h ưng c a t tr ng và ñ m ñ i v i h s truy n nhi t ñ c a ñ t 43 Bng 3.5. Bi n thiên nhi t ñ hàng ngày c a m t s lo i ñt, ñá t i Hu (oC) 45 Bng 3.6. Biên ñ nhi t ñ ngày ñêm c a ñ t tr ng chè Phú H - Phú Th 47 Bng 3.7. nh h ưng c a vi c làm lu ng t i nhi t ñ ñt 48 Bng 3.8. Bi n thiên nhi t ñ ngày theo kho ng cách t b bi n 52 Bng 3.9. Nhi t ñ t i cao tuy t ñ i các tháng mùa nóng và n ăm ( 0C) 55 Bng 3.10 Nhi t ñ t i th p tuy t ñ i các tháng mùa l nh và n ăm ( 0C) 56 Bng 3.11 Tng nhi t ñ trung bình, ho t ñ ng và h u hi u c a ngô Bioseed 9670 59 Bng 3.12 Ch ñ nhi t và bc x các v ưn cà phê Khe Sanh (Qu ng Tr ) 59 Bng 4.1. Cân b ng n ưc trên trái ñt hàng n ăm 62 Bng 4.2. H s t ươ ng quan gi a l ưng m ưa v i thi gian sinh tr ưng và các y u t c u thành n ăng su t ngô LVN10 v ðông ðBSH 82 Bng 5.1. Cp gió Beaufort (Theo Quy ph m quan tr c - Tng c c KTTV 1994) 98 Bng 6.1. Hi u su t s d ng b c x m t tr i trong ñiu ki n k thu t ti ưu 106 Bng 6.2. Bc x quang h p các tháng m t s n ơi 107 Bng 6.3. Mt s ch tiêu nhi t ñ c a cây tr ng ( oC) 111 Bng 6.4. Gi i h n nhi t ñ t i th p sinh v t h c ( B 0C) c a cây tr ng 112 Bng 6.5. Nhu c u nhi t ñ ñ t c a mt s ht gi ng cây tr ng th i k ỳ n y m m 113 Bng 6.6. nh h ưng c a nhi t ñ ñ n t c ñ sinh tr ưng chi u dài c a r ngô 113 Bng 6.7. Tc ñ gió trong các lô cà phê có ñai r ng ch n gió Khe Sanh 118 Bng 7.1. Tn s s ươ ng mu i trung bình m t s vùng . 121 Bng 7.2. Quan h gi a h s C và ñ m t ươ ng ñi c a không khí 122 Bng 7.3. Mc ñ gió khô nóng m t s ña ñim vùng B c Trung B 123 Bng 7.4. Ch s khí t ưng c a các lo i h n không khí 125 Bng 7.5. Tn su t h n hán trong mùa khô Qu ng Ngãi (%) 126 Bng 7.6. Thi t h i do l ũ l t gây ra mi n Trung (Qu ng Bình - Bình Thu n) 128 Bng 7.7. Tn s bão, áp th p nhi t ñi nh h ưng tr c ti p (*) hay gián ti p ( ) 132 Bng 8.1. Ngày m t tr i qua thiên ñnh các v ĩ ñ ña lý 135 Bng 8,2, Ð cao m t tr i và ñ dài ngày các v ĩ ñ ña lý 136 Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p iii
  5. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bng 8.3. Tng l ưng b c x lý thuy t nh n ñưc hàng n ăm các v ĩ ñ ñ a lý 136 Bng 8.4. Mt s ñ c tr ưng th i ti t Hà N i khi có tín phong mùa ñông 137 Bng 8.5. Mt s ñ c tr ưng c a không khí c c ñ i th i v Hà N i* 137 Bng 8.6. Mt s ñ c tr ưng c a không khí v nh Bengan trên lãnh th Vi t Nam * 139 Bng 8.7 Ðc tr ưng khái quát c a gió mùa Ðông Nam Á trên lãnh th n ưc ta * 139 Bng 8.8. So sánh các ñc tr ưng khí h u m t s ñ a ñim vùng n i chí tuy n 141 Bng 8.9. Các kh i không khí, th i k ỳ nh h ưng và ph m vi tác ñ ng 142 Bng 8.10 Tng l ưng b c x m t tr i các tháng m t s ñ a ñim 146 Bng 8.11 Nhi t ñ không khí trung bình các tháng ( 0C) 148 Bng 8.12 Biên ñ trung bình ngày c a nhi t ñ không khí (0C) 149 Bng 8.13 Lưng m ưa trung bình tháng (mm) 152 Bng 8.14 Ð m không khí t ươ ng ñi trung bình m t s n ơi (%) 153 Bng 8.15 Tn s bão ñ b vào b bi n Vi t Nam (c ơn) 154 Bng 8.16 Các ñc tr ưng khí h u trung bình n ăm m t s n ơi 155 Bng 9.1. S thay ñ i v ĩ ñ m t s n ơi trong các th i ñ i ñ a ch t 166 Bng 9.2. Ngày tan b ăng các th i k ỳ trên các sông, h thu c B c Âu 167 Bng 9.3. Th i gian thu ho ch nho qua các th k Dijion, Pháp 167 Bng 9.4. Bi n ñ i khí h u t sau Công nguyên ñn th k XIX 168 Bng 9.5. S l ưng các tác nhân ô nhi m trên toàn th gi i trong n ăm 1992 170 Bng 9.6. Th ng kê hi n t ưng En Nino t 1949 ñ n nay 180 Bng 9.7. Chu n sai nhi t ñ trung bình c a th p k 1986 - 1995 ( 0C) 182 Bng 10.1 Ti m n ăng n ăng su t lúa tính theo các ph ươ ng pháp khác nhau (t /ha) 191 Bng 10.2 Nhu c u n ưc, l ưng n ưc t ưi và m c gi m n ăng su t do n ưc gây ra 193 Bng 10.3 Năng su t khoai tây các th i v có bc x quang h p khác nhau 194 Ph n th c t p Bng I.1. Tn s và t n su t (%) các nhóm nhi t ñ 216 Bng II.1. Ph ươ ng trình t ươ ng quan gi a s gi n ng và b c x quang h p 221 Bng III.1. Lp b ng hi u chính gi n ñ nhi t ký 226 Bng IV.1. Bng tra s c tr ươ ng h ơi n ưc bão hòa (Emb) và ñim s ươ ng ( τ 0C) 232 Bng VI.1. Xác ñnh t c ñ gió theo vòng r ăng máy Wind-gauge 246 . Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p iv
  6. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - DANH M ỤC CÁC HÌNH V Ẽ STT Tiêu ñ Trang Hình 1.1. Sơ ñ h m t tr i - trái ñt 10 Hình 1.2. Ph b c x m t tr i ñi qua khí quy n xu ng m t ñ t (Gates, 1965) 13 Hình 1.3. Sơ ñ ñưng ñi c a tia sáng trong khí quy n 13 Hình 1.4. ð cao m t tr i và ñưng ñi c a tia sáng trong khí quy n 14 Hình 1.5. Sơ ñ tr c x trên b mt n m ngang 15 Hình 1.6. Phân b trung bình n ăm c a t ng x (Kcal/cm 2/phút) 18 Hình 1.7. S phân b cân b ng b c x trên trái ñt (Kcal/cm 2/phút) 22 Hình 1.8 Quang ph c a b c x m t tr i 23 Hình 2.1. Nhi t ñ và khí áp trung bình các t ng c u trúc c a khí quy n 28 Hình 2.1. Quang h p c a cây thông và n ng ñ CO 2 trong không khí 36 Hình 3.1. Bi n thiên nhi t ñ ñ t feralit tr ng cà phê theo chi u sâu t i Tây Hi u, Ngh An (Theo Fritland - 1968) 46 Hình 4.1 Vòng tu n hoàn n ưc trong t nhiên 61 Hình 4.2 Vòng tu n hoàn n ưc trong gi i h n l c ñ a 62 Hình 4.3 Ð th bi u di n ph thu c c a áp su t h ơi n ưc bão hòa vào nhi t ñ 64 Hình 4.4 Mây hình thành trên front l nh 75 Hình 4.5 Mây hình thành trên front nóng 75 Hình 4.6 Mây ti - Ci (Cirrus) 77 Hình 4.7 Mây ti t ng - Cs (Cirro - stratus) 77 Hình 4.8 Mây ti tích - Cc ( Cirro - cumulus) 77 Hình 4.9 Mây trung t ng - As (Alto - stratus) 77 Hình 4.10 Mây trung tích - Ac (Alto - cumulus) 78 Hình 4.11 Mây t ng - St (Stratus) 78 Hình 4.12 Mây t ng tích - Sc (Strato - cumulus) 78 Hình 4.13 Mây v ũ t ng - Ns (Nimbo - stratus) 78 Hình 4.14 Mây tích - Cu (Cumulus) 78 Hình 4.15 Mây v ũ tích - Cb (Cumulo - nimbus) 78 Hình 5.1 Bi n trình khí áp theo ñ cao 88 Hình 5.2 Khí áp k th y ngân 88 Hình 5.3. Sơ ñ bin ñ i c a áp su t khí quy n 88 Hình 5.4 Sơ ñ chênh l ch bc khí áp 90 Hình 5.5 Bn ñ các ñưng ñ ng áp trên m c n ưc bi n 91 Hình 5.6 Sơ ñ gi i thích nguyên nhân sinh ra gió 92 Hình 5.7 Sơ ñ gi i thích chênh l ch nhi t ñ d n ñ n chênh l ch khí áp 93 Hình 5.8 Sơ ñ gi i thích lc gradient khí áp 93 Hình 5.9 Tác d ng c a l c làm l ch hưng do s t quay c a trái ñ t 94 Hình 5.10 Hưng c a lc ma sát và h ưng chuy n ñ ng ca không khí 95 Hình 5.11 Sơ ñ gi i thích lc ly tâm 95 Hình 5.12 Hoa gió xác ñnh h ưng gió 96 Hình 5.13 Xác ñnh h ưng gió b ng góc ñ 96 Hình 5.14 Sơ ñ hoàn l ưu ña c u 99 Hình 5.15 Sơ ñ gi i thích s hình thành gió ñt - bi n 100 Hình 5.16 Gió núi - thung l ũng (ban ngày) 101 Hình 5.17 Sơ ñ gi i thích s hình thành gió fohn 101 Hình 5.18 Hưng gió trong vùng khí áp cao 103 Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p v
  7. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 5.19 Hưng gió trong vùng khí áp th p 103 Hình 7.1 nh v tinh ch p cơn bão Andriu ñ b vào Florida (M ) n ăm 1992 130 Hình 7.2 Sơ ñ các dòng không khí và s phát tri n c a mây trong vùng bão 131 Hình 7.3 ðưng ñi c a các c ơn bão vào Vi t Nam qua các tháng 132 Hình 8.1 Sơ ñ v trí trái ñ t - m t tr i ngày 22/6 135 Hình 8.2 Bn ñ phân b khí áp m t bi n và hoàn l ưu khí quy n tháng I (mb) 138 Hình 8.3 Bn ñ phân b khí áp m t bi n và hoàn l ưu khí quy n tháng VII (mb) 140 Hình 8.4 Bn ñ ñ a hình Vi t Nam 144 Hình 8.5 Toán ñ su t b o ñ m ngày b t ñ u và k t thúc mùa nóng (t 0 > 250C) 147 Hình 8.6 Toán ñ su t bo ñ m ngày b t ñ u và k t thúc mùa l nh (t < 20 0C) 151 Hình 9.1 Nêm nhi t Thái Bình D ươ ng trong ñiu ki n bình th ưng 175 Hình 9.2 Nêm nhi t Thái Bình D ươ ng trong ñiu ki n El Ninô 176 Hình 9.3 Nh ng khu v c ch u tác ñ ng m nh c a El Ninô mùa ñông 177 Hình 9.4 Nh ng khu v c ch u tác ñ ng m nh c a El Ninô mùa hè 177 Hình 11.1. Mô hình xoáy thu n 198 Hình 11.2 Mô hình xoáy ngh ch 198 Hình 11.3. Bn ñ th i ti t xoáy thu n 199 Hình 11.4. Bn ñ Syn p 200 Ph n th c t p Hình I.1. Sơ ñ V ưn quan tr c khí t ưng 214 Hình I.2. Lu khí t ưng 214 Hình II.1 Lux k EA - 505 - 092 219 Hình II.2. Nh t quang ký 220 Hình II.3. Gi n ñ nh t quang ký 221 Hình III.1. Nhi t k th ưng (A); B u nhi t k t i cao (B); Vi qu n nhi t k t i th p 224 Hình III.2. Giá ñt nhi t bi u 225 Hình III.3. Nhi t ký 225 Hình III.4. Gi n ñ nhi t ký 225 Hình IV.1. Nhi t m bi u l u 229 Hình IV.2. Cách bu c v i 229 Hình IV.3. Nhi t m bi u Assman 230 Hình IV.4. m k tóc 231 Hình IV.5. ð th hi u chính (BKT-9) 231 Hình IV.6. m ký 231 Hình IV.7. Cu t o chi ti t m ký 232 Hình V.1 Vũ k và ng ño giáng th y 235 Hình V.2. Vũ l ưng ký 236 Hình V.3. Ru t v ũ l ưng ký 236 Hình V.4. Gi n ñ v ũ ký 237 Hình V.5 ng Piche 239 Hình V.6. Thùng GGI 3000 239 Hình V.7. ng ño l ưng b c h ơi 240 Hình V.8. Thùng ño giáng th y GGI-3000 240 Hình VI.1. Khí áp k th y ngân 243 Hình VI.2. Khí áp k h p r ng 244 Hình VI.3. Nhi t cao k 244 Hình VI.4. Máy ño gió Wind-gauge 245 Hình VI.5. Máy ño gió c m tay 246 Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p vi
  8. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p vi i
  9. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - A. NH NG V N ð CHUNG C A MÔN H C 1. MI QUAN H GI A KHÍ H U VÀ S N XU T NÔNG NGHI P Sn xu t nông nghi p b chi ph i r t nhi u b i ñiu ki n ngo i c nh vì ñi t ưng c a nó là sinh v t. Trong các y u t ngo i c nh nh ư khí h u, ñ t, n ưc, con ng ưi và sinh v t khác thì khí h u ñưc coi là y u t tác ñ ng tr c ti p và th ưng xuyên nh t ñ i v i sinh v t. Trong th i ñ i ngày nay, do nh ng ho t ñ ng công nghi p ngày càng gia t ăng, khí h u ñang bi n ñ i theo chi u h ưng b t l i. Vì v y, v n ñ s d ng h p lý tài nguyên khí h u ñang là m t thách th c v i con ng ưi tr ưc m i ho t ñ ng trong ñó có s n xu t nông nghi p. ð hi u rõ t m quan tr ng v n ñ s d ng b n v ng tài nguyên khí h u, chúng ta c n tìm hi u mi quan h gi a khí h u và s n xu t nông nghi p. 1.1. S phân b sinh v t trên trái ñt ph thu c vào ñiu ki n khí h u. Nh ư chúng ta ñã bi t, trên b m t trái ñ t các vùng khác nhau có nh ng ñ c ñim khí hu khác nhau. M i vùng khí h u ñưc quy t ñ nh do ñiu ki n ñ a lý và v t lý riêng c a chúng. Ng ưi ta ñã phân bi t các ñ i khí h u v i nh ng ñ c ñim riêng bi t rõ nét v ch ñ bc x , ch ñ nhi t, ch ñ m ưa, m Ngay trong m i ñ i khí h u thì tùy thu c vào ñiu ki n c a m i n ưc, m i vùng khí h u, th i ti t khác nhau r t xa Do ñ c ñim khí h u, sinh vt ñưc phân b m t cách phù h p. Các loài sinh v t, ngay c các gi ng trong cùng mt loài cũng có th ch sinh tr ưng, phát tri n t t trong m i vùng khí h u nào ñó. Không ph i ng u nhiên mà sinh v t ch l a ch n ñiu ki n khí h u cho riêng mình nh ư v y. Ng ưc l i, chính ñiu ki n khí h u di n ra hàng ngàn n ăm nay ñã l a ch n ch ng lo i sinh v t phù h p cho nó. Ngoài ra, sinh v t c ũng tìm cách thích nghi d n v i ñiu ki n khí h u mà nó sinh s ng. Tuy nhiên, nh ng bi n ñ i th t th ưng c a ñiu kin khí h u ñã tiêu di t nhi u cá th có s c kh e yu ñ d n dn la ch n ñưc nh ng cá th và ch ng lo i sinh v t phù h p nêu trên K t qu là nhi u lo i sinh v t ch phân b h p trong nh ng ñiu ki n khí h u r t riêng mà khó có th di chuy n sang nh ng vùng khí h u khác ñưc. Theo nhà ch n gi ng cây tr ng ng ưi Nga Vavil p, ngay t xa x ưa trên trái ñt ñã hình thành nhi u Trung tâm kh i nguyên v gi ng cây tr ng các vùng khí h u khác nhau. Theo các nhà khoa h c, vùng ðông Nam Á là vùng có khí h u nhi t ñi, gió mùa v i tài nguyên nhi t, b c x d i dào, l ưng m ưa và ñ m cao ñã hình thành Trung tâm kh i nguyên loài lúa n ưc (Oryza Sativa). T ươ ng t nh ư v y, có r t nhi u cái nôi ca nh ng gi ng cây tr ng, v t nuôi ñưc g i là các Trung tâm kh i nguyên như Trung Qu c, Trung Á, ð a Trung Hi, Trung ðông, Abixini, Trung M , Nam M Không ph i ng u nhiên mà các n n v ăn minh t c ñ i ñ n hi n ñ i ch hình thành và phát tri n nh ng vùng ña lý riêng c a nó. Cách ñây 5 - 6 ngàn n ăm, vùng Cn ðông ñã t n t i n n v ăn minh Lưng hà r c r , Trung M là n n v ăn minh Maya , s phát tri n và suy vong c a các n n v ăn minh ñó ñu có bàn tay c a khí h u. Các vùng sa m c c a vùng C n ð ng r ng l n ngày nay chính là nh ng khu vc ñ t ñai màu m ngày x ưa. Xyry tr ưc ñây là m t vùng nguyên li u cung c p cho Ai C p nhi u lo i g quý và cho La Mã nho và c d u. Hy L p x ưa kia ph n vinh và n i ti ng v i cnh quan trù phú, núi xanh và ñng ru ng phì nhiêu xã h i ñ t t i m t trình ñ v ăn minh tuy t ñ nh. ðây chính là m t ch ng d ng chân c a con ñưng t ơ l a t ðông sang Tây. Ngày nay, vùng này ch là m t vùng ña lý bình th ưng v i nh ng ng n ñ i tr ơ tr i, ñt ñai khô c n ñang sa m c hóa. M t nguyên nhân quan tr ng là s thay ñ i c a khí h u khu v c này trong su t nhi u thiên niên k qua t m ưt sang khô h n. . Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 1
  10. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1.2. Khí h u là y u t quy t ñ nh ch t l ưng nông s n ph m. Trên th gi i, trong m i Qu c gia ñ u có nh ng vùng cây tr ng ñ c s n. Do ñiu ki n ñt ñai, khí h u riêng mà thiên nhiên ñã ban t ng, lo i cây tr ng ñc s n không nh ng cho ph m ch t ñ c bi t mà n ăng su t c ũng r t cao. Khí h u là môi tr ưng g n li n v i ñ t ñai và liên h t i cây tr ng. Các y u t khí h u nh ư n ăng l ưng b c x m t tr i, nhi t ñ , ñ m không khí, l ưng m ưa, b c h ơi th ưng ñưc ph i h p tác ñ ng khá tinh vi ñ i v i các lo i men sinh h c trong các t bào ñ t ng h p hay phân gi i các ch t h u c ơ t o nên ch t l ưng nông s n. B c x m t tr i là ngu n cung c p n ăng l ưng cho quá trình quang h p, t ng h p các ch t. Nhi t ñ , ñ m và biên ñ ngày ñêm c a chúng trong nh ng tr ưng h p thu n l i ñã ñiu ch nh, gia gi m ñ t ng h p nên nh ng ch t th ơm, alcaloid, tanin, vitamine, ñưng bt, protein, lipid hay m t ch t ho t tính riêng nào ñó. Trong ngh thu t n u ăn ng ưi d u b p ñã t ng gia gim các ch t gia v ñ t o ra các món ăn n i ti ng c a ñ a ph ươ ng mình. ði v i khí h u c ũng nh ư ng ưi ñ u b p v y, nó c n m n ñiu ch nh chút n ng, chút gió, chút sc nóng hay ñ l nh ñ có m t s n ph m riêng c a nó Còn các lo i cây ñ c s n thì ti p nh n s gia gi m tác ñ ng c a các y u t khí h u ñ t o nên nh ng trái th ơm, qu ng t. Không ph i ng u nhiên mi n núi l i có nh ng lo i dưc li u ch t l ưng cao t cây tr ng, v t nuôi. ð có s n ph m hàng hóa, con ng ưi ñã ti n hành s n xu t d ưc li u ngay vùng ñng b ng khí h u ôn hòa vi n ăng su t cao nh ưng ñã không t o ra ñưc s n ph m ch t lưng cao. Khí h u kh c nghi t ñ i v i ch t l ưng d ưc li u c ũng gi ng nh ư ñc tính ch a bnh c a d ưc li u là “ thu c ñ ng” thì “dã t t”. mi n núi, các y u t khí h u th ưng bi n ñng r t nhi u: ban ngày tr i nng, nóng, ban ñêm tr i l nh; ñ m không khí lúc cao, lúc th p. ð c bi t trong ch ñ m ưa, m thì phân bi t rõ th i k ỳ m ưa nhi u, th i k ỳ m ưa ít Chính do hình thành và tích l ũy các ch t d ưc ho t tính trong nh ng ñiu ki n ñó mà cây dưc li u ñã cho ch t l ưng cao. mi n B c ñ i v i cây mía, nông dân ñã t ng k t: “Mía tháng b y ñưng ch y lên ng n”. T tháng b y âm l ch, khí h u mi n B c b t ñ u chuy n sang ti t heo may ( nh hưng ca trung tâm khí áp cao c n chí tuy n): tri trong xanh, không m t g n mây, ban ngày tròi n ng, ban ñêm se l nh, ñ m không khí th p T ñ ti t Thu sang thì cây c i b ưc vào th i k ỳ tích l ũy các ch t dinh d ưng, cht l ưng mía và hoa qu ñ u t ăng lên ñáng k . Biên ñ nhi t ñ ngày ñêm cao ñã t o ñiu ki n cho các lo i men t ng h p ñưng saccaroza ho t ñ ng tt còn men hô h p, phân gi i thì ho t ñ ng y u ñi. Còn m t ví d n a v s chi ph i c a khí h u ñ i v i ch t l ưng nông s n ph m. các t nh vùng ðng b ng B c B th ưng bi t r t rõ v ch t l ưng c a cơm, go lúa v mùa. ðc s n m t s n ơi ñã n i ti ng v “cơm niêu ñt, th i go mùa”. ð có th c ơm ñó ng ưi ta th ưng ph i ch n lo i g o h t trong, không b b c b ng, ñó là g o lúa v mùa. Do th i gian làm h t vào tháng 9, tháng 10 có th i ti t heo may nh ư trên mà ch t l ưng c ơm g o lúa mùa hơn h n so v i lúa v chiêm, xuân (xét cùng m t gi ng). Lúa v chiêm, xuân thì làm h t vào tháng 4, tháng 5, v i th i ti t nhi u mây, nóng n c, biên ñ nhi t ñ ngày ñêm th p mà ñ m không khí cao ðó là ñiu ki n th ưng làm cho cây tr ng tích l ũy dinh d ưng kém, hô h p mnh. Khi b ưc t i v ưn cây ăn qu , n u b n mu n hái m t qu th ơm ngon thì hãy ch n nh ng qu ñ u cành, trên m t cây gi a v ưn nhi u n ng, nhi u gió, không b che khu t bi tán ca nh ng cây khác. ðó chính là ch t l ưng mà khí h u ñã ban t ng b n. 1.3. Quan h gi a khí h u và ñt ñai Theo các tiêu chu n ñành giá ñt ñai ca T ch c Nông nghi p, l ươ ng th c Qu c t Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 2
  11. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - (FAO) thì khí h u là ch tiêu hàng ñu c n ñưc nghiên c u. Trong Quy trình ñánh giá ñt Vi t Nam, các công ñon t xây d ng b n ñ ñơn v ñ t ñai (LMU), xác ñ nh lo i hình s dng ñ t (LUT) cũng cn ph i nghiên c u r t k ñiu ki n khí h u. Khí h u hàng ngày, hàng gi có nh h ưng t i ñ t ñai. Trong quá trình hình thành ñt, các y u t khí h u nh ư b c x m t tr i, nhi t ñ , l ưng m ưa, ñ m ñã tác ñng không ch t i thành ph n nông hóa mà còn nh h ưng t i c u trúc ñ t, thành ph n c ơ gi i c a ñ t ðt không xu t hi n ñ t ng t t ñá m mà phát tri n t t d ưi nh h ưng c a khí h u và sinh v t s ng trên ñó. Tùy theo các vùng khí h u khác nhau mà hình thành nhi u lo i ñ t khác nhau. vùng nhi t ñ i, s phân hy ñá m x y ra v i c ưng ñ m nh h ơn nhi u so v i các vùng ôn ñi. ð t nhi t ñ i có khuynh h ưng r a trôi r t m nh dioxit silic và tích t các ôxit s t, nhôm, mangan làm cho ñt có màu vàng ñ. Cùng v i dioxit silic, các ch t d tan, ch t màu m c ũng b r a trôi, xói mòn làm cho ñt tr nên nghèo dinh d ưng ñ i v i cây tr ng. Các lo i ñ t feralit c a vùng nhi t ñi có các ti u ph n riêng bi t r t m nh nh ưng th ưng ñưc g n ch t v i nhau thành nh ng ht nh nh ư cát (h t cát gi ) nên ít d o, nh , ít tr ươ ng khi b th m n ưc và r t d cày. Các lo i ñt này n u g p ñiu ki n khí h u khô h n thì ri r c, không có k t c u và gây ra hi n t ưng b xói mòn do gió. Ví d , kho ng n ăm 1935 Hoa k ỳ, ng ưi ta ñã ph i kéo còi báo ñng vì nh ng c ơn l c b i (dust bowls). Trên nh ng ñng b ng r ng l n vùng Têchzat b khô h n nghiêm tr ng, ñ t ñai b v v n d ưi chân c a ñàn gia súc và bi n thành b i, b gió tung lên mù m t không trung. Các khu ñ t màu m tr ưc ñó ñã bi n thành nh ng ñ n cát trên sa m c. ðt th ưng ñưc che ph b i th m th c v t nên n ưc m ưa không r ơi tr c ti p làm phá v k t c u ñât. t ng canh tác, ñt ñưc b o v b i h th ng r cây, t o thành m t “mi ng bt bi n” kh ng l hút vào và gi l i n ưc m ưa ñ chúng có th ng m d n xu ng m ch n ưc ng m r i m i ch y ra sông, ra su i. N u th c bì b tiêu di t thì n ưc sau nh ng tr n m ưa s không ñưc gi l i mà ch y tràn trên m t ñ t, gây ra s xói mòn ñt. Theo s li u ñiu tra c a FAO, trong m i th k có trên 1/4 ñt nông nghi p ñã b thoái hóa do khí h u và s s d ng không h p lý c a con ng ưi. Hàng n ăm n ưc m ưa có th cu n trôi hơn 3 t t n ch t h u c ơ trên m t ñ t. Trung Qu c, hàng n ăm hi n t ưng xói mòn ñã mang ñi khong 2,5 t t n ñ t màu m ñ vào các con sông Hoàng Hà, Hoàng H i. n ưc ta, m i n ăm nh ng tr n m ưa rào cũng ñã cu n ñi hàng tri u t n ñ t vào các dòng sông r i ñ ra bi n. L ưng ñ t này b m t ñi mà không bao gi có th hoàn l i ñưc 1.4. Khí h u và mùa v s n xu t. Khác v i s n xu t công nghi p, s n xu t nông nghi p có tính th i v . Do yêu c u khác nhau v ñiu ki n khí h u c a m i lo i cây tr ng mà nó ch sinh tr ưng, phát tri n t t và cho năng su t cao m t giai ñon khí h u nào ñó trong m t n ăm. Nu gieo tr ng trái mùa v thì con ng ưi s không ñ t ñưc nh ng mong mu n c a h . Trong quá trình s n xu t ng ưi nông dân ñã có nh ng kinh nghi m canh tác ñ i v i m i lo i cây tr ng trên nh ng th i v nh t ñnh. Vi t Nam, hàng n ăm ng ưi ta th ưng ti n hành t 2 ñ n 4 v tr ng tr t ñ i v i lo i cây l ươ ng th c và cây công nghi p ng n ngày. ði v i các lo i cây ăn qu lâu n ăm thì hàng năm th ưng ñưc m t mùa thu hái. Th i v ñưc hình thành nh ư v y và y u t ch y u quy t ñnh th i v cây tr ng là khí h u. Do sn xu t nông nghi p mang tính th i v nên mi ho t ñ ng khác c a ng ưi nông dân c ũng d n d n hình thành tính th i v . Chúng ta ñ u bi t ñ n v n ñ s d ng lao ñ ng nông thôn th ưng g p nhi u khó kh ăn do tính th i v . Mi năm, nông thôn th ưng có th i kỳ “ ñông v ” r t c ăng th ng v lao ñ ng và th i k ỳ “nông nhàn” d ư th a lao ñ ng. ðiu này nh h ưng không nh ng nông thôn mà ngay c ti các thành ph n a. Vào thi k ỳ “nông Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 3
  12. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - nhàn” ng ưi nông dân th ưng ñ ra các thành ph ñ tìm vi c làm ñã gây ra các hi n t ưng xã h i nan gi i nh ư ùn t c giao thông, gia t ăng các t n n khác Tính th i v c a s n xu t nông nghi p ñã hình thành nên các phong t c, t p quán mi làng quê. T xa x ưa vùng ñng b ng B c B ñã truy n mi ng nh ng t p quán t t, x u gn li n v i th i k ỳ nông nhàn nh ư: “Tháng giêng là tháng ăn ch ơi, tháng hai c b c, tháng ba hi hè ”. Ng ưi ta c ũng ñã nh n th y r ng, ngay trong các l ĩnh v c văn hóa, v ăn h c, ngh thu t cũng có bóng dáng c a khí h u. Chúng ta ch c c ũng ñã nghi m th y trong các bài th ơ hay các tác ph m v ăn h c, ngh thu t ni ti ng th ưng mang nh ng nét ñ c s c riêng c a nh ng vùng xu t x c a nó. Cu i cùng trong m i tác ph m ñó cũng ñã cho ta thy rõ ñiu ki n khí h u c a chính n ơi xu t x c a nó. 2. SƠ L ƯC L CH S PHÁT TRI N KHÍ T ƯNG NÔNG NGHI P 2.1. Lưc s Khí t ưng Th gi i Nông nghi p là ho t ñ ng s n xu t xu t hi n s m nh t c a loài ng ưi. Ngay t bu i ban ñu trong lao ñng s n xu t nông nghi p con ng ưi ñã ph i ñ i m t v i thiên nhiên vô cùng kh c nghi t, ñ c bi t là th i ti t và khí h u. ðng tr ưc nh ng hi n t ưng thiên nhiên k ỳ vĩ, con ng ưi c x ưa ch ưa th hi u bi t ñưc b n ch t c a nó nên ñã gi i thích b ng nh ng sc m nh c a ðng t i cao. Trên th gi i, h u nh ư t t c m i n n v ăn minh c ñ i ñ u tn t i nh ng v th n linh cai qu n các công vi c c a tr i ñ t trong tín ng ưng c a loài ng ưi nh ư Th n m t tr i, Th n gió, Th n m ưa, Th n s m Con ng ưi r t c n s giúp ñ c a các v Th n ñó ñ to ni m tin chi n th ng mi sc m nh c a thiên nhiên. Bên c nh ñó, trong s n xu t nông nghi p t xa x ưa con ng ưi cũng ñã tích lu ñưc nhi u kinh nghi m v d ñoán th i ti t, b o v mùa màng, ch ng thiên tai. Có th coi nh ng cao dao, t c ng v th i ti t, khí hu là nh ng m m m ng ñ u tiên c a công cu c nghiên c u khí h u h c c a loài ng ưi tuy nh ng kinh nghi m nh ư v y còn r t thô s ơ và có th còn nhi u sai l m do nh h ưng c a tôn giáo Nh ng nhà t ư t ưng Hy l p là nh ng ng ưi ñ u tiên ñư a ra ñưc s gi i thích logic v các hi n t ưng t nhiên, v th gi i và ngu n g c c a nó. Th k VI TCN, nhà thông thái ng ưi Hy l p Thales ñã bi t tính tr ưc nh t th c. M t th k sau, Anarxagore ñã kh ng ñ nh mt tr i, m t tr ăng không ph i là nh ng Th n linh. Ngay t n ăm 384 tr ưc công nguyên G.Aristot ñã vi t cu n sách “B u tr i” (The Sky) cho r ng m i v t ñ u do các y u t c u t o thành, ñó là ñt, không khí, n ưc và l a. Ông cho r ng m i y u t ñ u có vn ñng riêng. Thi ti t là nh ng bi n t ưng c a các y u t x y ra hàng ngày quanh chúng ta. Chúng ta có th coi ñây là m t tác ph m khí h u ñ u tiên c a loài ng ưi m c dù nhi u hi n t ưng th i ti t ñưc mô t và gi i thích theo quan ñim ñã l i th i c a Aristot. N ăm 130 Ptôlêmê ñư a ra “Thuy t ñ a tâm” cho r ng trái ñ t là trung tâm c a v ũ tr , quay xung quanh trái ñ t là vành ñai các vì sao c ñ nh, ngoài cùng là Th ưng ñ t i cao ñiu khi n m i ho t ñ ng c a m t ñ t và các vì sao. Thuy t Ptôlêmê t n t i 14 th k ñã giúp cho các tôn giáo c ng c th l c c a h. Th i gian này nh ng t ng l p th ng tr nh ư gi i quý t c và nhà th Thiên chúa giáo ñã ng ăn ch n m i ti n b c a khoa h c. Th i Trung c nh ng th l c này ñã d a vào th n quy n ñ trình bày nh ng ý ki n c a h nh ư là nh ng chân lý do Chúa mách b o. Cơn gió l n th i Ph c H ưng ñã quét s ch nh ng ñiu kh ng ñ nh c a Tôn giáo. N ăm 1543 nhà thiên v ăn h c ng ưi Ba Lan là Nicolas Copécnic (1473 - 1543) ch vài ngày tr ưc khi ch t ñã ñư a ra “Thuy t Nh t tâm” cho r ng m t tr i là trung tâm c a v ũ tr , có 9 hành tinh quay xung quanh m t tr i trong ñó có trái ñ t. Thuy t nh t tâm ñã ñ phá quan ñim sai l m Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 4
  13. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ca Ptôlêmê và ch ng l i uy quy n c a Tôn giáo. Phát hi n gây ch n ñ ng này ñã b các nhà tư t ưng bác b vì nó trái v i giáo lý c a nhà th . T th i Ph c H ưng tr ñi các “chân lý” c a nhà th ñưc xem xét l i và khoa h c l i ti p t c nh ng b ưc ñi kh ng l c a nó. Th k th XVI, Galilê ñã sáng ch ra kính thiên v ăn và nhi t k . N ăm 1644 Torixenly ch to ra khí áp k và ch ng minh ñưc không khí có tr ng l ưng. 1649 Torixenly ñã quan sát th y khi áp su t khí quy n gi m thì sau ñó th i ti t th ưng là không n ñ nh, có gió và m ưa. Năm 1783 t i Pháp, anh em nhà Montgolfier ñã ch t o ra khí c u b ng không khí nóng. Sau này ng ưi ta dúng hydro ñ thay không khí nóng và ñn 1930 thì khinh khí c u tr thành nh ng phi thuy n chuyên ch hành khách trên tuy n ñưng gi a châu Âu và Nam M . Th k XVIII (n ăm 1785) Lavoisier ñã phát hi n ra ôxy và khí cacbonic. Nhà bác h c Nga v ĩ ñ i Lômônôx p t th k XVIII ñã ch t o ra nhi u thi t b khí t ưng. Ông ñã có nhi u công trình nghiên c u v v t lý khí quy n, khí h u ñ i v i s n xu t và ñi sng. Ti p theo nhi u nhà bác h c Nga khác nh ư P.I. Br ơunôp, A.I. Vôâycôp ñã t ch c mng l ưi nghiên c u khí t ưng nông nghi p kh p n ưc Nga vào kho ng cu i th k XIX và sau ñó cho toàn Liên bang Xô Vi t. Liên Xô r t thành công trong vi c ñánh giá ti m n ăng khí hu ñ t n ưc ñ i v i nông nghi p, phân vùng khí hu nông nghi p, s d ng tài nguyên khí hu ph c v các ngành kinh t qu c dân; ðc bi t các nhà khoa h c Liên Xô có nhi u thành công trong vi c phòng ch ng thiên tai nh ư b ăng giá, bão tuy t, d báo khí t ưng nông nghi p. M , nhà bác h c B.Lêvingst ơn ñã có nhi u công trình nghiên c u v ñánh giá và x lý ti m năng khí h u ñ t n ưc ph c v s n xu t và ñi s ng, ñ c bi t trong l ĩnh v c d báo khí t ưng nông nghi p. Các nhà khoa h c M ñã ñt ñưc ñ chính xác t i trên 90% ñi v i d báo sâu bnh h i, d báo n ăng su t bông, lúa mì và hàng lo t cây tr ng khác. Pháp nhà bác h c Gasparene ñã thành công trong vi c nghiên c u các ph ươ ng pháp s d ng ti m n ăng khí h u ph c v s n xu t nh ư b c x m t tr i. Nhi u ngành s n xu t nông nghi p c a Pháp nh áp d ng các thành t u v khí t ưng nông nghi p ñã có nh ng b ưc phát tri n m nh m v s n l ưng và ph m ch t nh ư nho, h ưng d ươ ng, lúa mì và c c i ñưng. Nhà bác h c Ý Assi ñã mô hình hoá m i quan h ph c t p gi a ñiu ki n khí t ưng và sinh vt, ng d ng r t có hi u qu trong vi c d báo khí t ưng nông nghi p, xác ñ nh vùng sinh thái cho các lo i cây tr ng. Ngành Khí t ưng Nông nghi p th gi i chính th c ñưc thành l p t n ăm 1921, ñ t tr s t i Rome (Italia). ð ho t ñ ng ph c v s n xu t nông nghi p có hi u qu , T ch c Khí tưng Nông nghi p th gi i ñưc ñ t trong c ơ quan L ươ ng th c và Nông nghi p th gi i (Food and Agricultural Organization - FAO) d ưi s h p tác v chuyên môn c a T ch c Khí tưng th gi i (World Meteorological Organization - WMO). Sau này, m ng l ưi nghiên c u c a T ch c Khí t ưng Nông nghi p th gi i ñưc phát tri n r ng kh p các châu l c nh ư: Vi n nghiên c u lúa Qu c t (IRRI) t i Philippin, Israel, M , Ucraina Nh m ng l ưi nghiên c u này, Khí t ưng Nông nghi p ñã ph c v ñ c lc cho s n xu t nông nghi p các khu v c. ð n nay, H i th o khoa h c v Khí t ưng Nông nghi p ñã ñưc t ch c nhi u n ưc. Trong các cu c h i th o này, các nhà khoa h c các nưc ñã ñt ñưc nhi u tho thu n v ph ươ ng pháp nghiên c u Khí t ưng Nông nghi p, t chc m ng l ưi nghiên c u các qu c gia, n i m ng thông tin và ñào t o cán b Cùng v i s phát tri n m nh m c a các ngành khoa h c khác nh ư toán h c, v t lý, thiên v ăn h c ngành v ũ tr h c c ũng t ng b ưc phát tri n r c r . Ngày 4 tháng 10 n ăm 1957 Liên Xô ñã phóng V tinh nhân t o ñ u tiên vào th ăm dò v ũ tr . Ngày 12 tháng 4 n ăm 1961 nhà du hành ng ưi Nga Iuri Gagarin ñã bay vào v ũ tr , m ñ u cho k nguyên chinh ph c v ũ tr c a con ng ưi. Nga và M là nh ng n ưc tiên phong ñt chân lên m t tr ăng và phóng các Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 5
  14. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - v tinh th ăm dò sao h a, sao kim, sao m c ñ thu th p các tài li u khoa h c v v ũ tr . Các ch ươ ng trình Qu c t nghiên c u v ũ tr và khí h u b m t trái ñ t ph c v con ng ưi nh ư ch ươ ng trình COSPAS SARSAT, ch ươ ng trình NASA Hi n nay nh các b c nh thu ñưc t v tinh chúng ta có th nghiên c u sâu h ơn v th i ti t và khí h u trên b m t trái ñ t. Vn ñ trang b k thu t hi n ñ i cho nghiên c u Khí t ưng Nông nghi p ngày càng ñưc chú ý. Vi c ng d ng k thu t vi tính vào công vi c kh o sát, qu n lý s li u là m t b ưc phát tri n quan tr ng c a Khí t ưng Nông nghi p. Nh ng k t qu nghiên c u ng d ng Khí t ưng Nông nghi p ñã giúp cho nhi u qu c gia t gi i quy t n n thi u l ươ ng th c khu v c sa m c Sahara (Châu Phi). các n ưc này hàng n ăm m ưa r t ít, lưng bc h ơi nưc nhi u, tình tr ng h n hán nghiêm tr ng x y ra liên tc, làm th t thu nông nghi p d n ñ n thi u l ươ ng th c, th c ph m. D báo mùa màng d a vào ñ m ñ t và nh ng gi i pháp kh c ph c ñã giúp các n ưc này h n ch ñưc tác h i c a hn hán, t túc khá n ñ nh t i 50% nhu c u l ươ ng th c hàng n ăm. Nh ng k t qu nghiên c u ñó ñã góp ph n xây d ng và làm phong phú kho tàng lý lu n c a Ngành Khí t ưng Nông nghi p th gi i. khu v c ðông Nam Á, v i s giúp ñ c a FAO, WMO mà tr c ti p là các nhà khoa h c nh ư M. Frère, G.F. Popôp, L.K. Oldeman Khí t ưng Nông nghi p ñã có nh ng ñóng góp quan tr ng vào vi c t ăng n ăng su t cây tr ng, gi v ng m c an toàn l ươ ng th c, th c ph m cho vùng. ðáng chú ý là k t qu nghiên c u phát tri n H th ng canh tác n n lúa các ñ a bàn ñ n ưc và thi u n ưc c a Thái Lan, In ñônexia, Malaixia, Philippin b ng nh ng gi i pháp v th i v và s d ng cây tr ng ch u h n Ngày nay, m t v n ñ l n ñ t ra ñó là khí h u trái ñ t ñang có nh ng bi n ñ i không thu n l i ñ i v i s n xu t và ñi s ng nh ư vi c nhi t ñ không khí tăng lên, dâng m c n ưc bi n, gi m sút ngu n n ưc ng t H ơn n a, dân s th gi i l i ñang bùng n mãnh li t, nn ñói ñang ñe do trên ph m vi toàn c u. Con ng ưi ph i làm gì ñ ñ i phó v i các bi n ñ i khí hu, gi v ng cân b ng sinh thái ? ðó là câu h i ln ñt ra tr ưc các nhà khoa h c, các nhà khí t ưng nông nghi p th gi i. 2.2. L ưc s phát tri n Khí t ưng nông nghi p Vi t Nam Vi t Nam, t xa x ưa ng ưi nông dân ñã có nhi u kinh nghim v s n xu t và th i ti t ph c v cho ngh tr ng tr t, ngh chài l ưi và ngh làm mu i. T th k XIII, trong Binh th ư y u l ưc c a Tr n H ưng ðo ñã có nh ng ghi chép và nh n ñ nh v tình hình khí h u, ñ a lý. Tác ph m D ư ña chí c a Nguy n Trãi (th k XV) ñã mô t chi ti t ñiu ki n ñ a lý, khí hu, nhân v ăn nhi u ñ a ph ươ ng trong c n ưc nh ư Th ăng Long, Ph hi n, Thiên Tr ưng Nhi u tài li u còn l ưu gi l i c a các nhà bác h c nh ư Lê Quí ðôn, Ngô Th i S , Nguy n Nghi m ñã cho th y tr ưc ñây vi c quan sát khí h u và th i ti t, ñ c bi t là v n ñ nông l ch và mùa v ñã ñưc chú ý r t nhi u. ðc bi t là 2 cu n “ Vi t s thông giám c ươ ng m c” và “L ch tri u hi n ch ươ ng lo i chí” ñã ghi chép v khí h u, thiên tai và hi n t ưng th i ti t ñ c bi t. Th k XVIII H i Th ưng Lãn Ông ñã có sáng ki n l p m ng l ưi quan sát khí h u và nghiên c u nh h ưng c a khí h u t i sinh lý, b nh lý. Các tài li u ñó cho ñn ngày nay v n còn nguyên giá tr . Vi c kh o sát khí h u Vi t Nam ñã ñưc ti n hành t trên m t tr ăm n ăm nay b ng các máy ño ñ c ñ nh l ưng. Vi c l p ra các tr m khí t ưng ñ u tiên do ng ưi Pháp ti n hành nh ng n ơi có nhi u ti m n ăng phát tri n kinh t nh m m c ñích khai thác thu c ña. Ph n l n các tr m khí t ưng ñn nay ñã có dãy s li u quan tr c trên 60 n ăm. Vi t Nam công tác nghiên c u khí t ưng nông nghi p ñã ñưc b t ñ u t lâu. ðc bi t t n ăm 1954, Nhà n ưc Vi t Nam Dân ch C ng hòa ñã thành l p c ơ quan Khí t ưng Qu c gia v i h th ng các ñài tr m nghiên c u khí t ưng. Lúc ñu, nh ng nghiên c u khí tưng nông nghi p ñưc ti n hành b i các chuyên gia thu c phòng Nghiên c u khí h u. N ăm Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 6
  15. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1960, Ph Th t ưng ñã ký quy t ñ nh thành l p phòng Khí t ưng nông nghi p thu c Nha khí t ưng. Phòng Khí t ưng nông nghi p vì th ñã ñưc tách ra t phòng Nghiên c u khí h u. Phòng Khí t ưng nông nghi p có m t m ng l ưi quan tr c khí t ưng nông nghi p trên c nưc và m t ñ i ng ũ cán b nghiên c u chuyên sâu khá hùng h u. Nhi u quy trình kh o sát cơ b n v khí t ưng nông nghi p ñã ñưc phòng Khí t ưng nông nghip thu c Nha khí t ưng ho c T ng c c Khí t ưng - Th y v ăn tr ưc ñây, Trung tâm nghiên c u Khí t ưng nông nghi p, Vi n Khí t ưng - Thu v ăn ngày nay so n th o và áp d ng. các t nh có các ñài tr m khí t ưng nông nghi p quan tr c các ñiu ki n khí t ưng và v t h u. Ngành khí t ưng n ưc ta ñã gia nh p T ch c Khí t ưng th gi i (WMO), ñã ñưc T ch c khí t ưng th gi i tài tr kinh phí ñ nghiên c u và xây d ng c ơ b n. M t s d án ñã ñưc xây d ng và ñang tri n khai. S giúp ñ c a Liên Xô (c ũ) ñi v i ngành khí t ưng n ưc ta, trong ñó có khí t ưng nông nghi p r t có hi u qu . Vi n nghiên c u khí t ưng nhi t ñ i và bão ñưc xây d ng nh s h p tác vi Liên Xô ñã ti n hành nhi u ch ươ ng trình l n nh ư nghiên c u bão và tác h i c a nó ñi v i s n xu t và ñi s ng. Bên c nh ñó, nhi u ñ tài khí t ưng nông nghi p ñã ñưc th c hi n nh ư nghiên c u ñiu ki n khí t ưng ñ i v i m t s cây tr ng chính (lúa, ngô, ñ u t ươ ng, l c, bông, cao su, cà phê). M t s ñ tài l n ñưc th c hi n nh ư ñánh giá ti m n ăng khí h u nông nghi p ñ t n ưc, phân vùng khí h u nông nghi p, b ưc ñ u l p ra ñưc nh ng b n tin d báo khí t ưng nông nghi p ñ t ñ chính xác cho phép ñi v i nhi u vùng. Thành t u l n nh t c a ngành khí t ưng thu v ăn Vi t Nam là: - Kh o sát ñánh giá tài nguyên khí h u, thu v ăn. Xây d ng Atlat qu c gia và Tuy n t p s li u khí t ưng - thu v ăn ph c v ñ c l c cho vi c quy ho ch phát tri n kinh t . - D báo th i ti t ng n h n và h n v a có ñ chính xác cho phép. ð c bi t là d báo nhi t ñ và th i ti t mùa ñông, d báo thiên tai, h n hán, bão, lt, gió mùa và s ươ ng mu i, gi i pháp kh c ph c. - Nghiên c u khí t ưng ph c v sn xu t nông nghi p nh ư c ơ c u mùa v , th i v gieo c y, ch ăm sóc, phòng tr sâu b nh và thu ho ch. - Nghiên c u v s ô nhi m môi tr ưng, ki m kê khí hi u ng nhà kính, bi n ñ i khí h u và h qu c a bi n ñ i khí h u, nh ng gi i pháp ng phó. Nhi m v ñ t ra ñ i v i ngành khí t ưng nông nghi p r t l n nh m góp ph n xây dng n n s n xu t nông nghi p nhi t ñ i, h n ch tác h i c a thiên tai, ñư a s n xu t nông nghi p n ưc ta t i b ưc phát tri n cao h ơn. 3. NI DUNG VÀ PH ƯƠ NG PHÁP NGHIÊN C U 3.1. N i dung c a môn h c Khí t ưng nông nghi p là m t môn khoa h c nghiên c u nh h ưng c a ñiu ki n th i ti t, khí h u ñi v i s n xu t, các bi n pháp khai thác và b o v ngu n tài nguyên khí h u ph c v s n xu t nông - lâm - ngư nghi p ð ñ t ñưc m c tiêu ñó, Khí t ưng nông nghi p quan tâm t i các v n ñ sau ñây: 1. Nghiên c u quá trình sinh tr ưng, phát tri n (phenology) c a cây tr ng, v t nuôi và s tác ñng c a ñiu ki n khí h u, xác ñ nh yêu c u v ñiu ki n khí t ưng ñi v i mi lo i sinh v t. 2. Nghiên c u khí quy n, các quá trình v t lý x y ra trong khí quy n, các ñc tr ưng th i ti t, khí h u có nh h ưng t i cây tr ng, v t nuôi, ñ t ñai, ngu n nưc và sâu b nh. ðánh giá m i tươ ng quan gi a khí h u v i sinh v t và các y u t môi tr ưng khác, xác ñnh các ng ưng khí hu ca m i gi ng nh m xây d ng c ơ c u cây tr ng, v t nuôi h p lý các vùng sinh thái khác nhau. Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 7
  16. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 3. Nghiên c u ñ c ñim khí h u, ti m n ăng và h ưng s d ng h p lý tài nguyên khí h u các vùng. Phân vùng khí h u nông nghi p, ñánh giá kh n ăng ñ m b o ñiu ki n khí h u ñ i v i các ñi t ưng c a s n xu t nông nghi p. 4. Nghiên c u các ph ươ ng pháp d báo khí t ưng nông nghi p, cung c p các thông tin d báo chi ti t cho m i vùng s n xu t. D báo v kh n ăng áp d ng các bi n pháp k thu t nông nghi p trong ñiu ki n th i ti t khác nhau. 5. Nghiên c u s bi n ñ i khí h u, vn ñ ô nhi m không khí và các bi n pháp h n ch s ô nhi m gây ra bi n ñ i khí h u. Nghiên c u thiên tai, các bi n pháp phòng ch ng thiên tai nh m h n ch ñ n m c th p nh t tác h i ñ i v i s n xu t và ñi s ng. 3.2. Ph ươ ng pháp nghiên c u môn h c Vi nh ng n i dung nêu trên, Khí t ưng nông nghi p cn s d ng các ph ươ ng pháp nghiên c u sau ñây: 1. Ph ươ ng pháp v t lý và toán h c: Khí t ưng nông nghi p áp d ng ph ươ ng pháp này ñ ño ñc, kh o sát và ñánh giá các y u t th i ti t, khí h u. 2. Ph ươ ng pháp quan sát song song: Phươ ng pháp này ñưc dùng trong nh ng nghiên c u v sinh tr ưng, phát tri n c a sinh v t và nh ng tác ñ ng c a các y u t khí h u ñ i v i sinh v t. Ni dung c a ph ươ ng pháp quan sát song song nh ư sau: gieo tr ng các gi ng vào các th i v khác nhau, thông th ưng các th i v cách nhau 5, 10, 15 ngày, sau ñó theo dõi sinh tr ưng, phát tri n, n ăng su t và ñiu ki n khí t ưng t ươ ng ng. Ng ưi ta c ũng có th gieo tr ng các gi ng cùng m t th i ñim nh ưng b trí các vùng ña lý khác nhau. Vi c kh o sát sinh tr ưng, phát tri n c a cây tr ng và ñiu ki n khí t ưng c ũng ñưc ti n hành t ươ ng t nh ư trên. Kt qu c a ph ươ ng pháp quan sát song song là tài li u ñưc s d ng ñ xác ñ nh th i v ho c phân tích tìm các ch tiêu khí h u c a sinh v t. 3. Ph ươ ng pháp th ng kê tài li u l ch s : ti n hành ñiu tra th ng kê tài li u c a 2 nhóm ñi tưng là sinh v t và khí h u trong nhi u n ăm. các vùng ña lý khác nhau ng ưi ta nghiên cu các ch tiêu sinh h c trên các gi ng ho c các ch ng lo i cây tr ng t ñó tìm ra quy lu t di n bi n và tác ñng c a khí h u ñ i v i sinh v t ki m chng các mô hình th ng kê th c nghi m, ph c v cho s n xu t di n r ng. 4. Ph ươ ng pháp nghiên c u riêng r : ñưc ti n hành trong phòng thí nghi m hay trong các nhà khí h u nhân t o, các y u t khí t ưng ñưc ñiu ch nh th ng nh t, ch cho m t y u t nào ñó thay ñi. Vi c theo dõi tình hình sinh tr ưng, phát tri n c a cây tr ng c ũng ñưc ti n hành th ưng xuyên nh ư trên. Phươ ng pháp này ñòi h i nhi u trang thi t b ñ t ti n, nghiên cu mang tính c ơ b n, k t qu thu ñươ c có nhi u ý ngh ĩa v lý thuy t nh ưng th ưng xa r i th c t s n xu t. 5. Ph ươ ng pháp GIS: s d ng các thông tin t nh v tinh, nh hàng không ñ tìm hi u di n bi n khí h u và các h sinh thái. Ph ươ ng pháp này ñã ñưc nghiên c u ng d ng trong nhi u lĩnh v c khoa h c nh ư D báo th i ti t, Nghiên cu bi n ñ i khí h u, Nghiên c u bão Vi t Nam, các nh v tinh thu ñưc t v tinh " ða t ĩnh" ñã ñưc s d ng trong vi c d báo th i ti t, tìm ki m các tai n n và d báo khí t ưng nông nghi p v s n xu t. Ngày nay nh s phát tri n m nh m c a công ngh thông tin, Kt qu thu ñưc b ng các ph ươ ng pháp nghiên c u nêu trên ngày càng ñáp ng ñưc nhi u v n ñ c p bách ca s n xu t và ñi s ng. Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 8
  17. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - B. KHÍ T ƯNG ÐI C ƯƠ NG Ch ươ ng I. NĂNG L ƯNG BC X MT TR I Bc x m t tr i là ngu n n ăng l ưng nguyên thu c a h u h t các quá trình v n ñng vô sinh và h u sinh trên trái ñt. Các quá trình vô sinh nh ư ho t ñ ng c a máy móc, các quá trình v t lý khí quy n , các quá trình h u sinh nh ư sinh tr ưng, phát tri n và v n ñ ng c a sinh gi i mu n x y ra ñưc thì c n ph i có n ăng l ưng. Xét v ngu n g c thì các ngu n n ăng l ưng ñó ñ u là n ăng l ưng b c x m t tr i. Các ñ c tr ưng c a bc x m t tr i nh ư c ưng ñ n ăng l ưng, quang chu k ỳ, quang ph và các d ng b c x mt tr i là nh ng y u t t o nên ñiu kin th i ti t, khí h u và tác ñng tr c ti p t i ñ i sng cây tr ng. 1. MT S ð C TR ƯNG V T LÝ, THIÊN V ĂN C A M T TR I Mt tr i là m t qu c u l a kh ng l có ñưng kính kho ng 1.392.000 km, th tích 1,41.10 18 km 3 . cu t o ch y u g m hy ñrô,heli và ôxy tr ng thái plasma. Trong h m t tr i gm có m t ngôi sao là m t tr i ñ ng v trí trung tâm ( ñ nh tinh) là v t duy nh t phát sáng và 9 hành tinh khác không phát sáng quay xung quanh m t tr i. Theo h th ng phân lo i sao trong thiên v ăn h c thì m t tri có tên g i là " sao lùn vàng". Trong Thiên hà ca chúng ta, mt tr i ch là m t ngôi sao d ưi trung bình v công su t b c x , kích th ưc và nhi t ñ so v i hàng t ngôi sao khác. Mt s thông s v t lý chung c a m t tr i • Mt tr i có c u trúc ph c t p, tâm c a m t tr i là nhân ho c lõi ti p ñ n là vùng b c x, kho ng cách cách tâm ch ng 0,7-0,8 bán kính m t tr i là vùng ñi l ưu, ngoài cùng là b m t m t tr i. nhân m t tr i n ơi x y ra ph n ng h t nhân nhi t ñ lên t i 15 tri u ñ. Nhi t ñ b m t c a m t tr i ph n quang c u vào kho ng 6000 oK, ph n s c c u kho ng 20.000 oK, ph n nh t hoa vào kho ng 2.000.000 oK ( tính theo ñng n ăng trung bình c a các phân t ). • Trái ñt chuy n ñ ng xung quanh m t tr i theo qu ñ o elíp (hình 1) do v y kho ng cách t m t tr i ñ n trái ñ t luôn thay ñ i tu ỳ thu c vào v trí c a nó trên qu ñ o. Kho ng cách trung bình t m t tr i ñ n trái ñ t vào kho ng 149,6 tri u km, kho ng cách này g i là 1 ñơ n v thiên v ăn ( ñvtv). Kho ng cách ng n nh t 147 tri u km (ngày 3/I) bng 0,983 ñvtv, kho ng cách dài nh t kho ng 152 tri u km (ngày 5/VII ) b ng 1,017 ñvtv. Xem hình 1.1 • Thành ph n hoá h c c a m t tr i: Hy ñrô chi m kho ng 70-71% v kh i l ưng, hêli t 27-29% , còn l i t 1-3% là các nguyên t n ng h ơn nh ư cacbon, ôxy • C m i giây m t tr i tiêu hao trên 4 t n hy ñrô ñ t o ra n ăng l ưng. • Gió m t tr i là dòng các h t prôton và electron xu t phát t b m t m t tr i bay vào không gian. Khi các dòng h t trên th i t i các l p trên cùng c a khí quy n trái ñ t v i vn t c kho ng 400-500 km/s gây ra hi n t ưng bão t và c c quang. Vào nh ng ngày gió m t tr i ho t ñ ng m nh vi c thông tin vô tuy n ñin trên trái ñt b c n tr ho c không th c hi n ñưc. Năng l ưng b c x m t tr i • Trong lòng m t tr i có nhi t ñ r t cao vì th t i ñó luôn luôn x y ra ph n ng nhi t hch còn g i là ph n ng t ng h p h t nhân bi n hi ñrô (H 2) thành hêli (He) và gi i phóng m t n ăng l ưng vô cùng l n. Ph n ng t ng h p h t nhân có th bi u di n theo sơ ñ sau: Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 9
  18. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - H1 + H 1 H 2 + e + γ H2 + H 1 He 3 + γ He 3 + He 3 He 4 + 2H 1 Trong s ơ ñ trên: H 1 - hy ñrô ( prôton); H 2 - ñơ teri ( ñơ tron ) ; He 3 , He 4 là các ñng v c a heli; e - electron; γ - b c x gama. Xuân phân (21/III) 152. 10 6 km (5/VII) 147.10 6 Km (3/I) ðông chí (22/XII) H chí (22/VI) Thu phân (23/IX) Hình 1.1. S ơ ñ H m t tr i - trái ñt Do kh i l ưng c a 4 h t nhân H 1 l n h ơn kh i l ưng c a 1 h t nhân He 3. ð ht kh i lưng trong ph n ng là c ơ ch sinh ra n ăng l ưng theo công th c Anhxtanh: E = ∆mc 2. 1 3 2 Năng l ưng t ng h p 4 h t nhân H thành 1 h t nhân He là E = (4mH - mHe ).c . Trong ñó: 7 1 3 ∆m = (4m H - mHe ); c = 10 Jun. N u có 1 g h t nhân H chuy n thành He thì ∆m = 0,01g và năng l ưng gi i phóng là 10 12 Jun. • Công su t b c x m t tr i là năng l ưng toàn ph n c a m t tr i chi u trên di n tích m t cu có tâm là m t tr i, bán kính (d/2) là 1 ñvtv trong 1 giây. N u h ng s m t tr i là I0 2 26 26 thì W = I0 . 4πd /60 = 3,86.10 W ( t c 3,86.10 J/s) nói cách khác c m i phút m t tr i phát vào không gian xung quanh m t l ưng n ăng l ưng vào kho ng 5,5.10 24 Kcal nh ưng trái ñt ch nh n ñưc m t ph n r t nh n ăng l ưng ñó ( kho ng 0,5 ph n t công su t b c x n ăng l ưng toàn ph n c a m t tr i). • Mt tr i không nh ng phát ra b c x d ưi d ng các tia sóng ñin t mà t m t tr i còn phát ra dòng liên t c các h t ( ch y u là electron và pozitron). Ngoài ra ng ưi ta còn nh n th y ph b c x ñin t c a m t tr i r t r ng, t tia gama ñ n sóng vô tuy n. Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 10
  19. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Năng l ưng b c x m t tr i là ngu n n ăng l ưng ñ u tiên c a m i quá trình chuy n hoá n ăng l ưng trên b m t trái ñ t. N ăng l ưng b c x m t tr i chi u t i trái ñ t có th chuy n sang các d ng khác nh ư nhi t n ăng và công n ăng t o ra các quá trình v t lý trên b mt trái ñt, các hi n t ưng th i ti t, khí h u. ð c bi t, b c x m t tr i là ngu n n ăng l ưng gn nh ư duy nh t ñưc th gi i th c v t s d ng trong quá trình quang h p bi n các ch t vô c ơ (CO 2, H 2O) thành ch t h u c ơ ñu tiên, ñó là glucoza. T glucoza có th t ng h p hàng lo t các ch t t o thành m t th gi i h u c ơ phong phú. ð hi u ñ y ñ v n ăng l ưng b c x m t tr i chúng ta c n nghiên c u s bi n ñ i cưng ñ và m t s ñ c tr ưng c a nó. 2. C ƯNG ð B C X M T TR I 2.1. Khái ni m và ñơ n v ño: Cưng ñ b c x m t tr i (I) là n ăng l ưng b c x chi u t i m t ñơn v di n tích ñ t vuông góc v i nó trong m t ñơn v th i gian. Theo ñnh ngh ĩa, ta có th dùng ñơ n v ño c ưng ñ b c x m t tr i là : calo/cm 2/phút, calo/cm 2/ngày, Kcal/cm 2/tháng, Kcal/cm 2/n ăm. Calo (cal) là l ưng nhi t c n thi t làm cho nhi t ñ c a 1 gam (1 ml) n ưc nóng lên 1 oC nhi t ñ n ưc t 14,5 oC ñn 15,5 oC Kilocalo (Kcal) là l ưng nhi t c n thi t làm cho 1 kg n ưc (1lít) t ăng lên 1 oC nhi t ñ nưc t 14,5 oC ñn 15,5 oC. 1 Kcal = 1000 cal. Mt khác, n ăng l ưng bc x m t tr i có th chuy n hoá thành nhi t n ăng và công n ăng, do v y có th dùng các ñơ n v ño năng l ưng ñ làm ñơ n v ño c ưng ñ b c x m t tr i. Mt s ñơn v c ơ s ño n ăng l ưng b c x m t tr i 1 Jun = 0,24 calo 1 watt = 1J/s = 14,3 calo 1 B.T.U ( British Thermal Unit) = 251,9 calo ( B.T.U là l ưng nhi t c n thi t làm cho 1 funt n ưc nóng lên 1 oF) 1 lengli = 1 cal/cm 2 1Watt/m 2 = 10 microeinsteins/m 2/s = 100 lux 1 cal/cm 2/phút = 69 930 lux. 2.2. H ng s m t tr i ( I o) Hng s m t tr i là n ăng l ưng b c x toàn ph n c a m t tr i truy n th ng góc ñ n di n tích 1 cm 2 trong 1 phút kho ng cách trung bình t m t tr i t i trái ñ t (1 ñvtv). Ti gi i h n trên c a khí quy n c ưng ñ b c x m t tr i t ươ ng ñi n ñ nh ñưc g i là h ng s m t tr i (Solar constant). Th c ra do kho ng cách t m t tr i ñ n trái ñ t thay ñ i theo th i gian trong n ăm nên h ng s m t tr i c ũng có s thay ñ i ít nhi u ( t 1308 W/m 2 ñn 1398 W/m 2 , dao ñng kho ng 3,5%). Nh ng l n ño g n ñây b ng thi t b ñ t trên v tinh ñ a t ĩnh thì hng s m t tr i là 1,95 cal/cm 2/phút. Hng s m t tr i (I 0) có th xác ñ nh theo bi u th c sau: 2 I 0 r 0 = (1) 1,88 r 2 Trong ñó : Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 11
  20. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - r0 là kho ng cách trung bình t trái ñ t ñ n m t tr i (r 0 = 149.600.000 km) r là kho ng cách th c t Vì trái ñt có tr c nghiêng v i m t ph ng hoàng ño m t góc 66 o33' cho nên h ng s mt tr i các v ĩ ñ ñ a lý c ũng bi n ñ ng ít nhi u. 2 Châu Âu I 0 = 1,88 cal/cm .phút 2 Châu M I 0 = 1,96 cal/cm .phút 2 Vi t Nam I 0 = 1,98 cal/cm .phút 2.3. S suy y u c a b c x m t tr i khi ñi qua khí quy n. Khí quy n bao b c xung quanh qu ñ a c u g m có các thành ph n t o nên nh ư nit ơ, oxy, acgôn, h ơi n ưc, ôzôn, b i (sol khí) B c x m t tr i ñi qua khí quy n b suy y u ñi do mt s nguyên nhân nh ư: • Mt ph n b c x m t tr i b m t s ch t nh ư ôxy, ôzon, cacbonic, h ơi n ưc, b i h p th có ch n l c, ngh ĩa là m i ch t ch h p th nh ng tia b c x có b ưc sóng nh t ñ nh. ði v i oxy (O 2) : Oxy có các d i h p th trong kho ng ph nhìn th y và c c tím. Trong ph nhìn th y, d i h p th b ưc sóng 0,69 - 0,76 . M c ñ h p th các tia b c x trong d i này không l n nên s suy gi m b c x do oxy h p th không ñáng k . Oxy h p th các tia c c tím v i b ưc sóng nh h ơn 0,2 khá mnh. S h p th các tia c c tím các l p khí quy n trên cao d n ñ n s phân ly phân t oxy ñ t o thành ozôn. ði v i ozôn (O 3) : D i h p th b c x quan tr ng nh t c a ozôn có b ưc sóng λ = 0,2 - 0,32 . Các tia b c x trong d i sóng này khi ñi qua l p ozon bi suy gi m ñi m t n a. Nh có l p ozon h p th các tia b c x c c tím c a m t tr i mà s s ng trên trái ñt ñưc bo v . Ngoài ra d i các tia b c x có b ưc sóng λ = 0,43 - 0,75 c ũng b ozôn h p th . ði v i khí cacbonic (CO 2) : D i b c x b h p th m nh nh t là b ưc sóng kho ng 2,05 ñn 2,7 và 4,3 , tuy nhiên quan tr ng h ơn c là d i có b ưc sóng t 12,9 ñ n 17,1 . Nh ư v y khí cacbonic h p th di sóng dài nên nó có tác d ng làm nóng trái ñt. ði v i h ơi n ưc (H 2O): H ơi n ưc có nhi u d i b c x h p th nh ư 0,58-0,61 , 0,68 - 0,73 , ñc bi t t 4 - 40 . Tuy nhiên, d i b c x t 8-12 ñưc g i là c a s c a khí quy n, không b h ơi n ưc h p th và l i là vùng phát x c a m t ñ t và khí quy n m nh nh t, nh ñó trái ñt ngu i nhanh do thoát nhi t vào không gian v ũ tr . ði v i sol khí (b i): S h p th b c x r t ph c t p tu ỳ thu c vào b n ch t, kích th ưc và hàm l ưng c a b i. Tuy nhiên, b i quá nhi u có th làm gi m tr c x . Khi cháy rng trên di n r ng ho c núi l a ho t ñ ng phun tro b i vào khí quy n ñã làm gi m cưng ñ b c x m t tr i, nhi t ñ không khí c ũng có th ñt ng t gi m xu ng. • Mt ph n b c x m t tr i b các ph n t không khí, h ơi n ưc, b i và mây làm khu ch tán do v y b c x m t tr i khi ñi qua khí quy n c ũng b suy y u ñi. Khi b c x m t tr i ñi qua khí quy n ñã g p ph i các ph n t gây khu ch tán nêu trên thì t o ra các dao ñ ng cưng b c. Sau ñó chính các ph n t khu ch tán l i tr thành ngu n phát sóng ñin t th c p cùng t n s v i b c x m t tr i. Do ñó b c x m t tr i ñã b m t ñi m t ph n năng l ưng. • Mt ph n b c x m t tr i b ng ăn c n b i các ñám mây ho c b ph n x tr l i khí quy n nên b suy y u ñi. Reifsnyder và Lull (1965) d n theo Gates , vào nh ng ngày tr i n ng, n ăng l ưng ánh sáng mà m t ñ t nh n ñưc g m 10% b c x t ngo i, 45% b c x trông th y và 45% b c x h ng ngo i (hình 1.2) Khi ñi qua khí quy n do ch u tác d ng c a các quá trình h p th , khu ch tán và ph n x nên b c x m t tr i b suy y u ñi. ðưng ñi c a tia b c x trong khí quy n càng dài thì Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 12
  21. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - nh h ưng c a các quá trình trên càng m nh và s suy y u c a b c x càng nhi u. Theo Bughe và Menborate, s gi m c a c ưng ñ b c x m t tr i khi ñi qua khí quy n ph thu c Hình 1.2. Ph b c x m t tr i chi u xu ng m t ñ t (Gates, 1965) [Không b sai l ch khi xuyên qua khí quy n (I) ; m t bi n nh n ñưc vào ngày tr i n ng (II); xuyên qua l p mây dày (III); xuyên qua th m th c v t (IV) xuyên qua mái kính (V)]. vào ñ d ài ñư ng ñi c a các tia b c x trong khí quy n hay kh i l ưng quy ưc c a khí quy n m à tia sáng ñi qua. N u ñưng ñi c a tia bc x trong khí quy n là ng n nh t có kh i l ưng khí quy n tia sáng ñi qua quy ưc b ng 1. Lúc ñó m t tr i n m thiên ñnh, ñ cao m t tr i là 90 0. Khi ñ cao m t tr i thay ñ i t 0 ñn 90 0 , kh i l ưng khí quy n m à tia sáng ñi qua trình bày b ng 1.1. Hình 1.3. Sơ ñ ñưng ñi c a tia sáng trong khí quy n Nu ñ cao m t tr i càng th p ñưng ñi c a tia b c x càng dài. Do ph i ñi qua nhi u l p không khí có l ưng h ơi n ưc và chi t su t khác nhau nên tia sáng càng b khúc x t o thành ñưng cong ho c ñưng g p khúc. Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 13
  22. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 1.3 là s ơ ñ ñung ñi ca tia sáng khi ñi qua khí quy n v i nh ng ñ cao m t tr i khác nhau. Hình 1.4. cho th y, càng lên v ĩ ñ cao ñưng ñi c a tia sáng qua khí quy n càng dài, vì th càng lên v ĩ ñ cao, c ưng ñ b c x càng gi m. Bc x m t tr i chi u t i m t ñt ñuc xác ñ nh theo công thúc Bughe: m I = I o.P (2) Trong ñó: M: là kh i l ưng khí Hình 1.4. ð cao m t tr i và ñưng ñi c a tia sáng trong khí quy n các v ĩ ñ quy n quy ưc mà tia b c x ñi qua. Io: là h ng s m t tr i (cưng ñ b c x m t tr i gi i h n trên c a khí quy n) P: là ñ trong su t c a khí quy n, ph thu c vào l ưng h ơi n ưc trong khí quy n, b i, mây Khi khí quy n trong s ch và khô, ñ trong su t l n nh t, trung bình P = 0,75. Bng 1.1. Kh i l ưng khí quy n (m) tia sáng ñi qua ng v i ñ cao m t tr i (h o) ð cao m t 90 o 70 o 60 o 50 o 40 o 30 o 20 o 10 o 5o 3o 1o 0o tr i (h o) Kh i l ưng khí 1 1,06 1,15 1,30 1,55 2,00 2,90 5,60 10,4 15,3 28,9 37,4 quy n (m) 2.4. Các d ng b c x m t tr i Căn c vào h ưng truy n b c x , ñ c ñim ca các tia b c x m t tr i trong khí quy n và mt ñ t, chia b c x m t tr i thành các d ng nh ư sau: a) Bc x m t tr i tr c ti p (S’) Bc x m t tr i trc ti p còn g i là tr c x . Tr c x là ph n n ăng l ưng m t tr i chiu tr c ti p xu ng m t ñ t d ưi d ng chùm tia song song. Vào nh ng ngày tr i n ng trong ph n ph nhìn th y c a bc x mt tr i, tr c x chính là ph n t o ra v t sáng trên m t ñt (ch m t ñt ñưc chi u sáng). Cưng ñ tr c x (S’) là n ăng l ưng ca chùm tia sáng tr c ti p chi u ñ n m t ñơn v di n tích b m t ñ t vuông góc v i tia t i trong m t ñơn v th i gian. Bc x m t tr i tr c ti p là m t ch tiêu quan tr ng dùng ñ ñánh giá ñ c ñim khí hu c a m i vùng. Khí h u ñ t tiêu chu n nhi t ñ i ph i có c ưng ñ b c x tr c ti p trên 130 Kcal/cm 2/n ăm. Trong th c ti n ñôi khi ta cn bi t l ưng bc x tr c ti p trên m t b m t nào ñó, ch ng h n trên m t th a ru ng n m ngang, s ưn ñ i nghiêng ho c trên di n tích ca Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 14
  23. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - lá cây Ta có th tính c ưng ñ tr c x trên b m t n m ngang ho c nghiêng theo bi u th c sau: Sng = S’.sinh o (3) Trong ñó : 2 Sng là c ưng ñ bc x trên b m t n m ngang hay n m nghiêng [cal/cm /phút] S’ là c ưng ñ trc x [ cal/cm 2/phút] ho là ñ cao m t tr i ( góc t o b i tia b c x v i m t ph ng n m ngang hay n m nghiêng) (hình 1.5) ☼ C S S ng h o A B m t n m ngang. Hình 1.5. S ơ ñ tr c x trên b mt n m ngang Trong thiên v ăn h c ng ưi ta xác ñnh ñ cao m t tr i các v ĩ ñ ñ a lý theo công th c: Sinho = sin φsin δ + cos φcos δcos ω (4) Trong ñó: φ là v ĩ ñ ñ a lý, δ là xích v ĩ " góc gi a mt ph ng xích ñ o và m t ph ng hoàng ño", thay ñi theo th i gian trong n ăm gi a hai giá tr ± 23 o27', còn ω là góc gi , ω = 2πt/ τ v i τ là chu k ỳ quay c a trái ñ t quanh tr c c a nó ( τ ≈ 24 gi ), còn t là th i gian th c trong ngày. Nh ư v y qua các công th c (3) và (4) d dàng nh n th y trong các y u t chi ph i tr c x thì ñ cao m t tr i là y u t chính. ð cao m t tr i thay ñ i không nh ng theo v ĩ ñ ña lý mà còn thay ñi theo th i gian trong n ăm. Nhìn chung tr c x ph thu c vào các y u t sau ñây: • ð cao m t tr i: hàng ngày vào sáng s m khi m t tr i m i m c ñ cao m t tr i nh tr c x nh , sau ñó ñ cao m t tr i t ăng d n tr c x c ũng t ăng theo, ñn bu i tr ưa khi ñ cao mt tr i l n nh t tr c x c ũng l n nh t. Trong mt năm quy lu t thay ñ i ca tr c x theo ñ cao m t tr i c ũng t ươ ng t . Vào th i k ỳ m t tr i thiên ñnh thì tr c x l n nh t, còn vào th i k ỳ m t tr i xa thiên ñnh nh t thì tr c x có giá tr nh nh t. • ð cao so v i m t bi n: nhìn chung càng lên cao so v i m t bi n, do ñ trong su t ca khí quy n càng cao nên tr c x càng t ăng • V ĩ ñ ñ a lý: càng lên v ĩ ñ cao, ñ cao m t tr i càng gi m nên tr c x càng gi m • Lưng mây: tr i càng nhi u mây tr c x càng gi m, khi tr i ñ y mây thì h u nh ư không có tr c x . • ða hình: C ưng ñ tr c x chi u ñ n nh ng b m t có ñ nghiêng và h ưng nghiêng khác nhau thì r t khác nhau. L ưng b c x chi u ñ n m t b m t có cùng ñ d c thì rt khác nhau khi chúng khác nhau v hưng, vĩ ñ ñ a lý và th i gian trong n ăm. ð t d c theo h ưng ðông - Tây có c ưng ñ tr c x l n h ơn so v i h ưng Bc - Nam (b ng 1.2) Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 15
  24. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bng 1.2. L ưng b c x trung bình tháng (cal/cm 2/tháng) vùng Postdum (52 o23'N) Hưng d c có Tháng ñ nghiêng 30 o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Mt n m ngang 20 44 102 196 276 319 269 223 165 81 25 15 1735 Sưn d c phía Nam 54 91 161 248 303 326 283 263 235 149 63 45 2221 Sưn d c phía ðông 18 42 96 182 251 289 240 204 153 76 24 14 1589 Sưn d c phía Tây 19 42 92 175 245 281 239 198 149 76 25 15 1556 Sưn d c phía Bc - - 15 91 176 228 183 124 50 - - - 867 b) Bc x khuych tán ( D) Bc x khuy ch tán còn ñưc g i là tán x . Tán x là m t ph n năng l ưng b c x mt tr i ñưc khí quy n, mây khuych tán t b u tr i xu ng m t ñ t. Vào ban ngày khi ñng trong bóng dâm ho c ng i trong phòng m c dù không ñưc ánh sáng m t tr i tr c ti p chi u vào nh ưng ta v n nhìn rõ m i v t, ph n b c x m t tr i giúp ta nhìn rõ m i v t trong tr ưng h p này chính là tán x . Cưng ñ tán x là n ăng l ưng tính b ng calo do b c x khuych tán t b u tr i chi u trên 1 cm 2 b m t n m ngang trong 1 phút (cal/cm 2/phút). Giá tr c c ñ i c a b c x khuy ch tán th ưng th p h ơn nhi u so v i b c x tr c ti p. ð cao m t tr i, ñ v n ñ c c a khí quy n quy t ñ nh ñ l n c a b c x khuy ch tán. Vào nh ng ngày tr i trong b c x khuy ch tán có th ñ t t i 0,10 - 0,25 cal/cm 2/phút, còn nh ng ngày tr i ñy mây b c x khuy ch tán ch ñ t 0,08 - 0,1 cal/cm 2/phút. Bn ch t v t lý c a bc x khuych tán ñã ñưc trình bày trong ph n 2.3. + Ch s khuych tán : ðc tr ưng cho m c ñ khuych tán các tia b c x m t tr i ng ưi ta dùng ch s khuych tán hay ñ khuych tán (d). Trong tr ưng h p các ph n t gây khuych tán có kích th ưc nh h ơn ñ dài bưc sóng c a các tia b c x thì ñ khuych tán t l ngh ch v i lu th a bc bn c a ñ dài sóng . Quy lu t này g i là quy lu t Roley. Quy lu t Roley ñưc bi u di n b ng công th c sau: C dλ = ― I λ (5) λ4 Trong ñó: d λ là ñ khu ch tán c a tia b c x ñơn s c có b ưc sóng λ. I λ là c ưng ñ tia b c x ñơn s c có b ưc sóng λ. C là h ng s ph thu c vào s phân t không khí có trong 1 ñơn v th (N) tích và chi t su t khí quy n (n), γ là h ng s th c nghi m. γ.π2.(n-1) 2 C = (6) 3N Công th c (5) cho th y nh ng tia b c x có b ưc sóng càng nh thì b khu ch tán càng m nh và ng ưc l i. N u s p x p các tia sáng ñơn s c theo th t t ñ ñ n tím thì b ưc sóng t ươ ng ng c a nó gi m d n và do v y tia tím s b khu ch tán m nh nh t, còn tia ñ b khu ch tán ít nh t. Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 16
  25. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Nu kích th ưc (r) c a các ph n t khu ch tán n m trong kho ng: r r > 10 -6 mm ñnh lu t Roley kém tác d ng. N u r > 10 -3 mm (c các h t mây, h t m ưa phùn) quy lu t Roley không còn ñúng na, lúc này t t c các tia b c x ñ u b khu ch tán. Nh ư v y, quy lu t khuych tán c a Roley cho phép ta gi i thích ñưc nhi u hi n tưng quang h c trong khí quy n nh ư n n tr i có màu xanh vào nh ng ngày ñp tr i, b u tr i có ráng ñ khi tr i x u, lúc bình minh ho c hoàng hôn m t tr i có màu ñ + C ưng ñ b c x khuych tán: N u coi l ưng b c x m t tr i b khí quy n h p th là không ñáng k (1 - 2%) và m t n a l ưng b c x khuych tán hưng xu ng m t ñ t thì cưng ñ b c x khu ch tán (D) có th xác ñ nh theo công th c sau: 1 m D = ― I o (1- P ) sinh h o (7) 2 Trong ñó: Io là h ng s m t tr i m là kh i l ưng khí quy n quy ưc. P ñ trong su t c a khí quy n. ho là ñ cao m t tr i. T công th c (7) ta th y r ng y u t chính chi ph i tán x là ñ cao m t tr i. Nhìn chung nh ng y u t nh h ưng t i tán x g m có: - ð cao m t tr i: ñ cao m t tr i càng l n thì tán x càng l n và ng ưc l i. Hin tưng khuych tán và khúc x ánh sáng ñã có t tr ưc khi m t tr i m c và sau khi m t tr i ln ch ng 15 - 20 phút (bình minh và hoàng hôn) nh ưng c ưng ñ nh . Hàng n ăm c ưng ñ bc x khuych tán có gía tr nh vào th i k ỳ m t tr i xa thiên ñnh nh t và ñt giá tr l n vào th i k ỳ m t tr i gn thiên ñnh nh t. - Khí quy n càng nhi u mây, b i và h ơi n ưc thì cưng ñ tán x càng t ăng. Tuy nhiên, nu mây d y ñ c và ph kín bu tr i thì tán x c ũng gi m xu ng. Nh ư v y trong nh ng ngày nhi u mây, th i k ỳ nhi u mây ho c b m t khu t n ng thì ánh sáng tán x chi m ưu th h ơn so v i ánh sáng tr c x - Bc x khuych tán cũng gi m d n theo ñ cao so v i m t bi n. - Càng lên v ĩ ñ cao t l tán x trong t ng l ưng b c x chi u ñ n m t ñ t càng tăng vì ñưng ñi c a tia sáng trong khí quy n càng dài nên các tia sáng b khuych tán m nh. Cưng ñ b c x khuych tán trong th c t có th ñ t ñ n 0,25 cal/cm 2/phút. c) T ng x (Q) Tng x là l ưng b c x m t tr i tng c ng chi u xu ng m t ñ t. Q = S + D (8) Tng x ph thu c vào các y u t chi ph i tr c x và tán x . Tuy nhiên nh ng y u t chính nh h ưng t i t ng x là ñ cao m t tr i, mây và ñ trong su t c a khí quy n Hàng ngày t ng x th ưng có giá tr l n nh t vào gi a tr ưa. Ch ng 60 % t ng x hàng ngày nh n ñưc vào th i gian t 10 gi ñn 14 gi Hàng n ăm b c x t ng c ng có giá tr l n nh t vào th i k ỳ m t tr i thiên ñnh ho c gn thiên ñnh nh t. T ng x có giá tr nh nh t vào th i k ỳ m t tr i xa thiên ñnh nh t. Vi các vùng ngo i chí tuy n bin trình hàng n ăm c a t ng x là bi n trình tu n hoàn m t cc ñ i vào h chí và m t c c ti u vào ñông chí. V i các vùng n i chí tuy n bi n trình hàng Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 17
  26. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - m) m) ă /n 2 (Kcal/cm ng ng x a t a m m c ă trung n bình trung Hình 1.6. Phân Hình 1.6. Phân b Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 18
  27. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - năm c a t ng x là bi n trình tu n hoàn v i 2 c c ñ i ng v i hai th i k ỳ m t tr i thiên ñnh, 2 c c ti u ng v i 2 th i k ỳ m t tr i chí tuy n Nam và Bc. Mây làm cho t ng x b suy y u khá nhi u, n u tr i không mây t ng x b gi m ñi ch ng 20 % so v i t ng x gi i h n trên c a khí quy n, khi tr i có mây t ng x ti p t c gi m thêm 20 -30% n a. Do v y tính trung bình m t ñ t ch nh n ñưc ch ng 50-60% so v i tng x gi i h n trên c a khí quy n. Nhi u k t qu nghiên c u cho th y r ng s ph thu c c a t ng x vào l ưng mây có th bi u di n theo bi u th c sau: Q = Q 0[1 - (a +b)n] (9) Trong ñó: Q là t ng x trên m t ñ t khi tr i có mây Q0 là t ng x trên m t ñ t khi tr i không mây n là l ưng mây tính theo ph n m ưi a, b là các h s bi n ñ i ph thu c vào v ĩ ñ Công th c (9) cho bi t n u tr i không mây t ng x t i m t ñ t ch b ng 80% so v i gi i h n trên c a khí quy n thì khi l ưng mây che ph 50 % b u tr i (n = 0,5) t ng x trên mt ñ t ch còn b ng kho ng 65% và khi l ưng mây che ph c b u tr i (n = 1) thì t ng x ch x p x 20% so v i gi i h n trên c a khí quy n. Nhìn chung b c x t ng c ng gi m d n t xích ñ o v c c. Tuy nhiên c ũng có nh ng khác bi t do ñ c ñim ñ a lý ñ a ph ươ ng gây nên, ch ng h n nh ư c ly cách bi n, ñ a hình, th i ti t Do v y s phân b ñ a lý c a t ng x n ăm khá ph c t p. T ng x l n nh t quan sát th y vùng áp cao c n chí tuy n B c và Nam bán c u ch không ph i vùng xích ño. vùng c n chí tuy n l ưng mây r t ít, th i gian chi u sáng trong ngày l n h ơn so v i vùng xích ño. Hình 1.6 là b n ñ phân b t ng x trên trái ñt ( ñơn v là Kcal/cm 2/n ăm). T ng x có vai trò quan tr ng nh t trong quá trình hình thành ch ñ khí h u các vùng khác nhau trên th gi i. Trên b n ñ cho th y, t ng x l n nh t trên l c ñ a châu Phi, châu Úc và m t s nơi có v ĩ ñ 0 - 20 0, tr s t ng x t 180 - 220 Kcal/cm 2/n ăm. n ưc ta t ng x trên mi n Bc t 90 - 110 Kcal/cm 2/n ăm; mi n Nam t 120 - 130 Kcal/cm 2/n ăm. d) Ph n x ( Rn) Bc x m t tr i chi u xu ng m t ñ t ph n l n ñưc h p thu ñ bi n thành nhi t. Tuy nhiên m t ph n b c x sóng ng n b ph n chi u (ph n x ) tr l i khí quy n. Ph n x (Rn) là ph n c a b c x m t tr i chi u t i m t ñ t b ph n x tr l i khí quy n. M c ñ ph n x ph thu c vào tính ch t c a các b m t nh ư màu s c, ñ g gh , ñ m, lo i ñ t, l p ph th c vt và ph thu c vào góc t i c a tia b c x . ð bi u di n kh n ăng ph n x c a các b m t khác nhau ng ưi ta dùng ñi l ưng g i là su t ph n x hay Albedo (A) c a các b m t. Albedo là t s gi a b c x ph n chi u và bc x t ng c ng (tng x ), ñưc bi u di n bng bi u th c sau: Rn A (%) = ― 100% (10) Q Dưi ñây là tr s Albedo c a m t s b m t trong t nhiên (b ng 1.3). H s ph n x o nói chung t l ngh ch v i ñ cao m t tr i. Ch ng h n v i m t n ưc yên t ĩnh khi h o = 90 thì o o o A = 20%, h o = 10 thì A = 35%, khi h o = 4 thì A = 65% còn khi h o = 2 thì A = 78 %. Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 19
  28. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bng 1.3. Tr s albedo trên các lo i b m t (%) B m t nh n b c x Albedo B m t nh n b c x Albedo ðt ñen 5-15 Cánh ñng bông 20-25 ðt xám ưt 1-20 Rng th ưng xanh 10-20 ðt sét 20-35 Rng lá to 15-20 ðt cát khô 25-45 Rng lá kim 10-15 Mt ru ng khoai tây 15-25 Mt n ưc 70-85 ðng lúa 15-25 Mt tuy t m i r ơi 80-95 Tt nhiên h s này còn ph thu c vào ñ cao sóng, ñ ñ c c a n ưc Th c v t ph n x các tia xanh và h ng ngo i. Cây tr ng vùng nhi t ñ i ph n x tia hng ngo i nhi u h ơn so v i cây tr ng x l nh. Trong k thu t vi n thám ng ưi ta s d ng h s ph n x ñ theo dõi s bi n ñ ng ca nhi u ch tiêu nh ư ñ cao sóng bi n, phun trào dung nham, sinh tr ưng phát tri n c a cây tr ng, h n hán, ng p l t, cháy r ng, sâu b nh h i r ng, ñ ng ru ng trên m t di n r ng. Tuy nhiên nh ng quan tr c b ng k thu t vi n thám (hàng không, v tinh) luôn ch u nh h ưng ca khí quy n. ð gi m b t s nh h ưng này, theo m t s tác gi thì ph i l y các giá tr ñ ph n x c c ti u quan sát ñưc trong n ăm, coi ñó là các giá tr m t ñ m. ð ki m tra ñ chính xác c a các s li u v tinh ng ưi ta ph i so sánh chúng v i các s li u quan tr c t i mt ñ t. e) B c x sóng dài c a m t ñ t và khí quy n Mi v t có nhi t ñ l n h ơn 0 oK ñu có kh n ăng b c x , t c là kh n ăng phát ra n ăng lưng d ưi d ng các tia sóng ñin t . ð i v i v t ñen tuy t ñ i kh n ăng b c x (phát ra năng l ưng) và kh n ăng h p th (nh n n ăng l ưng) là l n nh t. C ưng ñ b c x (E o) do vt ñen tuy t ñ i phát ra có th tính theo công th c Stefan-Boltzmann : Eo = σ.T4 ( 11) Trong ñó: σ là h ng s Stefan-Boltzmann, σ = 0,826.10 -10 [cal/cm 2/phút. ñ-4] T nhi t ñ c a v t ( 0K) Bc x c a m t ñ t E ñ: Sau khi nh n n ăng l ưng b c x m t tr i, m t ñ t b nóng lên. ðó là s h p th b c x . Theo ñnh lu t 1 nhi t ñ ng h c, nhi t n ăng c a m t ñ t l i ti p t c chuy n sang d ng sóng ñin t . Mt ñ t không ph i là v t ñen tuy t ñi nên b c x c a nó luôn nh h ơn so vi v t ñen tuy t ñ i. Bc x c a m t ñ t có th tính theo công th c (11) nh ưng thêm vào mt h s g i là kh n ăng b c x t ươ ng ñi ( δ). Công th c b c x c a m t ñ t có d ng: 4 E ñ = δ.σ.T (12) H s kh n ăng bc x t ươ ng ñi c a các lo i b m t khác nhau thay ñ i trong kho ng t 0,85 ñ n 0,99. Ch ng h n cát có h s b c x t ươ ng ñi là 0,89; l p c ph là 0,98; tuy t 0,99; ñt ñen là 0,87; n ưc 0,96 Vì th h s b c x t ươ ng ñi c a m t ñ t có th l y trung bình b ng 0,95. Theo ñnh lu t Wien thì b ưc sóng l n nh t ( λmax ) mà m t v t phát ra t l ngh ch v i nhi t ñ (T) c a v t th , cho nên v t có nhi t ñ càng cao thì n ăng l ưng phát x càng t p trung vùng ph sóng ng n và ng ưc l i. Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 20
  29. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bng 1.4. Kh n ăng b c x t ươ ng ñi c a các lo i b m t khác nhau ( δ) Lo i b m t δ Lo i b m t δ Vt ñen tuy t ñ i 1,00 ðng c 0,94 ðt ñen 0,87 nưc 0,96 Cát 0,89 tuy t 0,99 Bi u th c Wien có d ng: λmax = b/T (13) Trong ñó: b là h ng s Wien, b = 2,886.10 -3 mm.ñ Gi s nhi t ñ c a m t ñ t trung bình là 15 oC (288 oK), áp d ng công th c (12) ta th y năng l ưng b c x có b ưc sóng l n nh t do m t ñ t phát ra x p x λmax = 10 . Nh ư v y, bc x c a m t ñ t nói riêng và các v t có nhi t ñ th p khác ñ u là b c x sóng dài. Bc x ngh ch c a khí quy n (Eng ): Bc x ngh ch c a khí quy n là ph n b c x sóng dài ca khí quy n h ưng xu ng m t ñt. Bc x ngh ch khí quy n ph thu c vào ñ m c a không khí. Ng ưi ta có th tính ñ ln cưng ñ b c x ngh ch (E ng ) d a vào công th c sau: 4 Eng = σ.T (a 1 + b 1)√e (14) Trong ñó: e là áp sut h ơi n ưc c a không khí ( ñ m) a1, b 1 là các h s ph thu c vào ñc ñim thành ph n không khí trong khí quy n. Bc x h u hi u (E hh ): Bc x h u hi u là hi u s gi a b c x c a m t ñ t và b c x ngh ch c a khí quy n Ehh = E ñ - E ng (15) Nu E hh > 0 thì l ưng nhi t m t ñt m t ñi do b c x l n h ơn l ưng nhi t mà nó nh n ñưc, do ñó m t ñ t b l nh ñi. Thông th ưng vào nh ng ñêm tr i trong, gió nh nhi t ñ không khí và m t ñ t t ươ ng ñi th p,do E hh rt l n nên nh ng ñêm ñó th i ti t r t giá l nh. Nh ng ngày có E hh = 0 thì nhi t ñ c a m t ñ t không thay ñ i, th ưng x y ra vào nh ng ñêm tr i có nhi u mây, ñ m không khí cao. Ehh < 0 , là tr ưng h p th ưng x y ra vào nh ng ngày có l p ngh ch nhi t, không khí nóng truy n nhi t xu ng m t ñ t bng cách b c x nhi t. g) Cân b ng b c x c a m t ñ t Cân b ng b c x c a m t ñ t là t ng ñ i s n ăng l ưng c a các thành ph n b c x nh n vào và các thành ph n b c x thoát ra kh i m t ñ t. N u quy ưc các thành ph n nh n vào có d u c ng (+) và thành ph n thoát ra mang d u tr (-) thì cân b ng b c x (B) có th vi t nh ư sau: B = S+D+E ng -Eñ - Rn (16) Trong ñó: S là tr c x D là tán x Eng là b c x ngh ch c a khí quy n Rn là ph n x Eñ là b c x c a ñ t Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 21
  30. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - /phút) /phút) 2 t t (Kcal/cm ñ trên trái trên c c x ng ng b cân cân b phân b phân Hình Hình S 1.7. Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 22
  31. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Các thành ph n cân b ng b c x c a m t ñ t luôn bi n ñ i ho c b tri t tiêu. D dàng nh n th y n u cân b ng b c x c a m t ñ t d ươ ng thì m t ñ t nh n ñưc n ăng l ưng và nóng lên, ng ưc l i n u cân b ng có giá tr âm thì m t ñ t m t n ăng l ưng và l nh ñi. Cân b ng b c x không ch ph thu c vào v ĩ ñ mà còn ph thu c vào ñiu ki n ñ a lý, vt lý ñ a ph ươ ng nh ư lo i m t ñ m, ñ a hình, mây, ñ trong su t khí quy n, Cân b ng b c x là m t trong nh ng nhân t r t quan tr ng trong vi c hình thành ch ñ nhi t các vùng khác nhau. Cân b ng b c x m i th i ñim t i ñ a ph ươ ng là c ơ s ñ d báo th i ti t. Ngoài ra cân b ng b c x r t c n thi t trong vi c xác ñnh c ơ c u mùa v , sinh tr ưng, phát tri n và n ăng su t ca các lo i cây tr ng. Phân b ñ a lý c a cân b ng b c x trên b m t trái ñ t ñã ñưc nhà khí h u h c ng ưi Nga M.I. Bu ñưcô kh o sát và v b n ñ (hình 2.8). Trên hình 2.8 ta th y cân b ng b c x mi n ơi trên trái ñt ñu có giá tr d ươ ng. Cân b ng b c x m t ñ t l n nh t vùng xích ño và gi m d n v 2 c c trái ñ t. 3. QUANG PH C A B C X M T TR I Bc x m t tr i lan truy n xu ng m t ñ t d ưi d ng sóng ñin t . Quang ph c a b c x m t tr i là m t d i b ưc sóng liên t c. V lý thuy t, quang ph b c x m t tr i g m các tia có b ưc sóng λ t 0 (micromet) ñn vô cùng l n. Tuy nhiên các bưc sóng quá ng n và quá dài có n ăng l ưng quá nh , cho nên trong th c t có th coi quang ph c a b c x m t tr i bao g m nh ng tia có b ưc sóng t 0,1 ñ n 5 . G n 99% n ăng l ưng b c x m t tr i nm trong kho ng ph t 0,17 ñ n 4,0 , trong ñó tia b c x mang n ăng l ưng l n nh t có bưc sóng 0,474 , vì th ng ưi ta th ưng g i b c x m t tr i là b c x sóng ng n. Khi xem xét nh h ưng c a các tia b c x ñ i v i sinh tr ưng, phát tri n c a th c v t P.N. Thoxki cho r ng quang ph b c x m t tr i là các tia có b ưc sóng t 0,2 ñ n 24 và chia thành 3 nhóm tia: • Các tia t ngo i (tia b c x sóng ng n) có b ưc sóng t 0,2 - 0,38 . • Các tia trông th y (ánh sáng nhìn th y) có b ưc sóng t 0,39 ñn 0,76 • Các tia h ng ngo i (tia sóng dài) có b ưc sóng t 0,76 ñn 24,0 1 = 10 -6 m; 1m = 10 -3 (còn g i là nanomet) Năng l ưng c a nhóm tia t ngo i chi m kho ng 7%, nhóm tia trông th y chi m 46% và nhóm tia h ng ngo i chi m 47% t ng n ăng l ưng b c x m t tr i (Bng 1.5) Khi ñi qua khí quy n m t s thành ph n quang ph c a bc x mt tr i b h p th (xem ph n 2.3). Các tia trông th y bao g m nhi u tia ñơn s c h p thành d i quang ph t ñ , da cam, vàng, l c, lam, chàm, tím. Nh nhóm tia này mà th gi i t nhiên ñưc con ng ưi cm nh n va sinh ñ ng v màu s c, v a ña d ng, k ỳ v ĩ v c nh quan ña lý. Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 23
  32. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bng 1.5. ð dài b ưc sóng và n ăng l ưng c a thành ph n b c x m t tr i (Theo P.N.Thoxki) Nhóm tia b c x ð dài sóng Năng l ưng Ghi chú mt tr i () Cal/cm 2.phút (%) T ngo i 0,20 - 0,39 0,140 7 C 0.20 - 0,28 0,008 0,4 B 0,29 - 0,32 0,025 1,2 B O 3 h p th A 0,33 - 0,39 0,107 5,4 Trông th y 0,39 -0,76 0,910 46,0 Tím, chàm,l c, A 0,39 - 0,52 0,350 18,0 vàng, ñ B 0,52 - 0,62 0,300 15,0 C 0,62 - 0,76 0,260 13,0 Hng ngo i 0,76 - 24,00 0,930 47,0 Gn ñ A 0,76 - 1,40 0,640 32,0 B 1,40 - 3,00 0,250 13,0 C 3,00 - 24,00 0,040 2,0 Tng s 0,20 - 24,00 1,980 100,0 4. QUANG CHU K Ỳ Quang chu k ỳ là s thay ñ i l p ñi l p l i c a ñ dài ngày. T i m t ñ a ph ươ ng nào ñó, tùy thu c vào m i mùa khí h u mà quang chu k ỳ dài, ng n khác nhau. ð dài ngày là ñ dài c a kho ng th i gian chi u sáng trong mt ngày tính t khi m t tr i m c cho ñ n khi m t tr i l n. Vì ñ dài ngày thay ñi có tính chu k ỳ nên ñ dài ngày ñưc gi là quang chu k ỳ. Ngoài s thay ñ i theo mùa, quang chu k ỳ còn thay ñi theo v ĩ ñ ñ a lý. • Quang chu k ỳ thay ñi theo mùa trong n ăm: Qu ñ t hình c u di chuy n xung quanh m t tr i theo qu ñ o hình elip, trong quá trình di chuy n tr c qu ñ t luôn luôn nghiêng m t góc 66 o33' so v i m t ph ng qu ñ o, m t n ăm nó quay ñưc m t vòng xung quanh m t tr i. M t khác trong m t ngày ñêm (24 gi ) trái ñ t t xoay quanh tr c c a mình ñưc m t vòng. Hàng n ăm có 2 ngày, trên qu ñ o chuy n ñng xung quanh m t tr i, tr c qu ñ t nm v trí vuông góc v i các tia b c x m t tr i ñó là ngày xuân phân (21/3) và ngày thu phân (23/9). Vào 2 ngày này, trên m i v ĩ ñ ñ a lý n a trái ñt ñưc m t tr i chi u sáng ñúng bng n a còn l i không ñưc chi u sáng, do ñó m i n ơi trên trái ñt ñ u có ngày và ñêm dài nh ư nhau (12 gi ). T ngày xuân phân ñn ngày h chí (22/6) Bc bán c u ngày càng nghiêng nhi u v phía m t tr i. Khi trái ñt quay quanh tr c c a nó, trên các vòng v ĩ ñ ph n trái ñ t ñưc chi u sáng nhi u h ơn ph n không ñưc chi u sáng, vì v y càng v phía B c ngày càng dài ra, ñêm càng ng n l i. Vào ngày h chí, Bc bán c u nghiêng nhi u nh t v phía m t tr i do vy ñ dài ngày các v ĩ ñ là l n nh t. ðc bi t, các v ĩ ñ trong vùng c c ñ i (>66 033’B) mt ñ t ñ u ñưc chi u sáng, do v y ñ dài ban ngày kéo dài 24 gi , không có ban ñêm. Sau ñó, quãng th i gian t h chí ñ n thu phân (23/9) Bc bán c u gi m d n ñ nghiêng v phía mt tr i nên ñ dài ban ngày Bc bán c u li ng n d n còn ñêm li dài d n ra. Na th i gian còn l i trong n ăm, t thu phân (23/9) ñn ñông chí (22/12), Nam bán cu nghiêng d n v phía m t tr i, trên các vòng v ĩ ñ B c ph n trái ñ t ñưc chi u sáng nh dn so v i ph n không ñưc chi u sáng, do v y ñ dài ban ngày ng n dn. Vào ngày ñông chí, t i các v ĩ ñ B c bán c u ñ dài ban ngày ñu ng n nh t. ðc bi t, các v ĩ ñ trong vòng cc ñ i (>66 033’B) m t ñ t ñ u b che khu t h t nên vùng này không có ban ngày, còn ban Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 24
  33. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ñêm kéo dài c 24 gi . Sau quãng th i gian này, t ñông chí (22/12) ñn xuân phân (21/3) ñ dài ban ngày li dài d n ra. Vào ngày xuân phân ñ dài ban ngày và ban ñêm li b ng nhau. m i v ĩ ñ ñ a lý. Di n bi n ñ dài ngày Nam bán c u t ươ ng t nh ư B c bán c u nh ưng n u B c bán c u là th i k ỳ ngày dài, ñêm ng n thì Nam bán c u là th i k ỳ ngày ng n, ñêm dài. • ð dài ngày thay ñi theo v ĩ ñ ñ a lý: Do v trí trung tâm dao ñ ng c a góc thiên ñnh nên vùng xích ño ngày và ñêm luôn luôn b ng nhau su t c năm. Càng ñi lên v ĩ ñ cao chênh l ch v ñ dài ngày, ñêm càng tăng. Riêng t i 2 cc trái ñ t (90 0 ) ch có m t ngày dài (6 tháng) và 1 ñêm dài (6 tháng). Ng ưi ta phân bi t ñ dài chi u sáng thiên v ăn và ñ dài chi u sáng ñ a ph ươ ng. ð dài chi u sáng thiên v ăn ñưc tính toán d a trên các công th c lý thuy t, ph thu c vào th i gian trong n ăm và v ĩ ñ ñ a lý. ð dài chi u sáng ñ a ph ươ ng th ưng sai khác so v i ñ dài chi u sáng thiên v ăn vì nó b chi ph i b i ñiu ki n t nhiên c a m i vùng nh ư ña hình, th i ti t, s khúc x ánh sáng (b ng 1.6 ) Chu k ỳ chi u sáng có nh h ưng r t l n ñ n ñ i s ng sinh v t, ñ c bi t là nh ng nh p ñiu sinh tr ưng và phát d c c a chúng. Khi xem xét nh h ưng c a ñ dài chi u sáng t i m t s quá trình sinh lý th c v t ng ưi ta tính ñ n c kho ng th i gian tr ưc lúc m t tri m c và sau khi m t tr i l n vì vào th i gian này c ưng ñ ánh sáng kho ng 250 - 650 lux, v n có tác dng cho th c v t quang h p. ð dài ngày trong tr ưng h p này ng ưi ta còn g i là ñ dài chi u sáng sinh lý (bng 1.7). Bng 1.6. ð dài ngày thiên v ăn tính theo v ĩ ñ ña lý ( ñơn v : gi , phút) V ĩ ñ 0o 10 o 20 o 30 o 40 o 50 o 60 o 65 o 66 o33 Th i gian Ngày dài Gi 12 12 13 14 14 16 18 21 24 nh t Phút 05 40 18 02 58 18 45 43 0 Ngày Gi 12 11 10 10 9 8 05 3 0 ng n nh t Phút 05 30 53 10 16 0 35 22 0 Bng 1.7. ð dài chi u sáng sinh lý các v ĩ ñ khác nhau ðơ n v : gi /phút ( Theo Sunghin, 1987) Tháng Vĩ ñ 0o 10 o 20 o 30 o 40 o 50 o 60 o 70 o I 12,54 12,22 11,54 11,19 10,41 9,49 8,32 5,44 II 12,51 12,35 12,18 12,01 11,39 11,16 10,42 9,40 III 12,51 12,48 12,46 12,48 12,49 12,57 13,08 13,36 IV 12,50 13,06 13,24 13,47 14,13 14,55 16,07 18,55 V 12,53 13,21 13,55 14,35 15,27 16,45 19,16 24,00 VI 12,53 13,31 14,12 15,02 16,08 17,50 22,19 24,00 VII 12,54 13,26 14,04 14,48 15,51 17,24 20,46 24,00 VIII 12,51 13,13 13,37 14,06 14,47 15,46 17,37 23,16 IX 12,50 12,55 13,00 13,02 13,26 13,46 14,23 15,38 X 12,51 12,39 12,27 12,17 12,06 11,57 11,41 11,18 XI 12,51 12,25 12,00 11,31 11,00 10,19 9,26 7,12 XII 12,53 12,21 11,47 10,09 10,26 9,26 7,54 4,16 Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 25
  34. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 5. CÂU H I ÔN T P 1. Anh chi hãy nêu m i quan h gi a m t tr i và trái ñt ? Ý ngh ĩa c a n ăng l ưng b c x mt tr i ñ i v i các vùng khí h u trái ñ t ? 2. Cho bi t ngu n g c c a n ăng l ưng b c x m t tr i, hng s m t tr i, c ưng ñ b c x mt tr i và các quá trình làm suy y u b c x m t tr i khi ñi qua khí quy n trái ñ t ? 3. Trình bày ñc ñim v t lý và phân b c a tán x , tr c x và tng x ? Các nhân t nh hưng ñ n chúng ? 4. Trình bày ñc ñim v t lý và phân b c a b c x ph n chi u sóng ng n, b c x sóng dài mt ñ t và khí quy n ? Các nhân t nh h ưng ñ n chúng ? 5. Trình bày khái ni m v ñ dài ngày và các nhân t nh h ưng ñ n ñ dài ngày ? 6. Nêu thành ph n quang ph c a b c x m t tr i. Vì sao nói b c x m t tr i là b c x sóng ng n còn b c x c a m t ñ t là bc x sóng dài ? Tr ưng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p 26
  35. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ch ươ ng II. CÁC KI N TH C CHUNG V KHÍ QUY N TRÁI ÐT Trái ñt, b ng l c hút c a mình ñã t p trung xung quanh nó m t l p các ch t khí ñưc g i là khí quy n. L p khí quy n g n m t ñ t có vai trò h t s c l n lao ñ i v i s s ng trên trái ñt, là môi tr ưng quan tr ng c a n n s n xu t nông nghi p. Hn h p các ch t khí t o nên khí quy n ñưc g i là không khí. Trong khí quy n li ên tc x y ra các quá trình và hi n t ưng v t lý: s tu n hoàn n ưc, các hi n t ưng quang h c, ñin h c. T p h p các hi n t ưng và quá trình v t lý ñó chính là ch ñ th i ti t c a m t vùng. m t ch ng m c nào ñó s bi n ñ i c a th i ti t ñã t o nên nh ng ñiu ki n c n thi t cho s s ng nói chung và cho ngành s n xu t nông nghi p nói riêng. S bi n ñ ng thái quá c a nó có th d n ñ n nh ng thiên tai ñe d a cu c s ng và các ho t ñ ng s n xu t c a con ng ưi. Gi a khí quy n, sinh quy n, th y quy n và ña quy n luôn luôn trao ñ i t ươ ng tác l n nhau trong su t quá trình l ch s hình thành trái ñt ñă t o nên nh ng cân b ng ñ ng. Nh ng cân b ng này có tác d ng duy trì, tái t o các pha c a cân b ng t ư nhiên. N u m t ñiu ki n nào ñó trong cân b ng b phá v s gây ra nh ng t n th t không l ưng tr ưc ñưc. S ho t ñ ng thi u ý th c b o v thiên nhiên c a con ng ưi ngày càng xâm ph m cân bng sinh thái, làm cho ngu n tài nguyên ngày càng c n ki t. Hàng n ăm 17 tri u hecta r ng nhi t ñ i, 300.000 ha r ng th ưa b khai thác quá m c. M t ph n ba di n tích ñ t ñai b ñe do b i n n hoang m c hóa. N n ô nhi m không khí, ô nhi m n ưc ñã làm m t ñi ưc ch ng 5 - 10% s loài sinh v t t nay ñ n n ăm 2020; và ñn n ăm 2050 s loài sinh v t b di t ch ng s lên ñn 25%. Sinh quy n b phá v s gây ra s bi n ñ ng khí h u và khô h n, lũ l t trên trái ñt ngày mt gia t ăng. Vi c b o v cân b ng sinh thái là v n ñ quy t ñ nh s t n vong c a loài ng ưi. M i ng ưi cn có ý th c b o v nó. Ð làm c ơ s cho nh ng hi u bi t chúng ta l n l ưt xem xét nh ng vn ñ sau ñây: 1. C U TRÚC THEO CHI U TH NG ÐNG C A KHÍ QUY N Da trên nh ng ñ c tính v t lý và tính ch t ho t ñ ng, khí quy n trái ñ t ñưc chia thành 5 t ng m i t ng có nh ng ñ c tr ưng v t lý khác nhau (xem s ơ ñ hình 2.1). 1.1. T ng ñ i l ưu (Troposphere) Là t ng không khí g n m t ñ t nh t, ñ cao trung bình c a nó vào kho ng 11 km: hai cc trái ñ t ch cao t 8 - 10 km, còn vùng xích ño là 15 - 18 km. Ð cao c a t ng khí quy n này do ñ cao c a các dòng ñi l ưu quy t ñ nh, b i v y nó thay ñ i theo mùa trong năm và thay ñi theo v ĩ ñ ñ a lý, do tính ch t nhi t l c quy t ñ nh. Tng ñ i l ưu là t ng khí quy n ho t ñ ng nh t. Các hi n t ưng th i ti t, m ưa, n ng, mây, dông bão ñu x y ra t ng khí quy n này. T ng ñ i l ưu c ũng là môi tr ưng s ng c a tt c các sinh v t trên trái ñt. Ðc ñim quan tr ng c a t ng ñ i l ưu là nhi t ñ gi m d n theo ñ cao. Trung bình c lên cao 100m nhi t ñ gi m xu ng 0,64 0C. Nhi t ñ gi i h n trên c a nó xu ng r t th p, có th ñ t - 70 0C vùng xích ño c a trái ñ t. t ng này th ưng x y ra hi n t ưng các dòng không khí ñi lên ho c ñi xu ng (do các trung tâm khí áp cao, khí áp th p , do g p các ch ưng ng i v t trên m t ñ t, do s tranh ch p 27 Tr ưng ði h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí t ưng Nông nghi p