›
›

Giáo trình Khí tượng nông nghiệp

pdf 225 trang phuongnguyen 50
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Khí tượng nông nghiệp", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_khi_tuong_nong_nghiep.pdf

Nội dung text: Giáo trình Khí tượng nông nghiệp

  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