Giáo trình Địa lí tự nhiên đại cương 2: Khí quyển và Thủy quyển Phần 1

Giáo trình nghiên cứu địa lí tự nhiên đại cương 2 khí quyển và thủy quyển phần 1, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên .

Người đăng

Ẩn danh

109

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: KHÍ QUYỂN

1.1. §1. CÁC KHÁI NIỆM CHUNG

1.1.1. Khí quyển

1.1.1.1. Không khí

1.1.1.2. Cấu trúc của khí quyển

1.1.2. Thời tiết

1.1.3. Khí hậu

1.1.4. Quan trắc khí tượng, khí hậu

1.1.5. Tính các yếu tố khí hậu

1.1.5.1. Công thức chung để tính năng lượng nhiệt độ, độ ẩm, khí áp trung bình

1.1.5.2. Công thức tính tổng lượng mưa, tổng lượng bốc hơi nước

1.1.6. Câu hỏi và bài tập

1.2. §2. NĂNG LƯỢNG CỦA MẶT ĐẤT VÀ KHÍ QUYỂN

1.2.1. Các khái niệm chung

1.2.1.1. Cường độ phát xạ

1.2.2. Bức xạ Mặt Trời

1.2.2.1. Hằng số Mặt Trời

1.2.3. Bài đọc thêm: Định luật Kepler

2. CHƯƠNG 2: THỦY QUYỂN

3. CHƯƠNG 3: THỰC HÀNH THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Tóm tắt

I. Bắt đầu Địa lí đại cương 2 Tổng quan về Khí quyển

Học phần Địa lí tự nhiên đại cương 2 mở đầu bằng việc nghiên cứu khí quyển, lớp không khí thiết yếu bao bọc hành tinh. Đây là một trong hai hợp phần quan trọng, cùng với thủy quyển, tạo nên môi trường sống và điều hòa các quá trình tự nhiên trên Trái Đất. Việc nắm vững kiến thức về khí quyển không chỉ là nền tảng cho ngành khoa học Trái Đất mà còn giúp giải thích các hiện tượng thời tiết hàng ngày. Theo giáo trình của Hoàng Ngọc Oanh, khí quyển tham gia vào mọi vận động của Trái Đất, với khối lượng tập trung chủ yếu ở các tầng thấp: một nửa khối lượng nằm dưới độ cao 5km và 9/10 nằm dưới 20km. Càng lên cao, không khí càng loãng, tạo nên một cấu trúc phân tầng phức tạp. Hiểu rõ thành phần và cấu trúc của khí quyển là bước đầu tiên để chinh phục học phần này. Thành phần không khí khô và sạch chủ yếu gồm Nitơ (hơn 78%) và Oxy (gần 21%), hai khí này chiếm tới 99,03% thể tích. Các khí còn lại như Argon, Carbonic (CO₂) dù chiếm tỉ lệ nhỏ nhưng có vai trò vô cùng quan trọng. Đặc biệt, CO₂ tham gia vào quá trình quang hợp và là nhân tố chính gây ra hiệu ứng nhà kính. Lượng CO₂ và Ozon (O₃) phân bố không đều và không ổn định, phụ thuộc vào các hoạt động tự nhiên và con người. Việc nghiên cứu khí quyển đòi hỏi một cách tiếp cận hệ thống, từ việc tìm hiểu các khái niệm cơ bản đến phân tích các quy luật vận động phức tạp. Đây là nền tảng để tiếp cận các vấn đề lớn hơn như biến đổi khí hậu và các giải pháp bảo vệ môi trường. Các tài liệu ôn tập địa lí đại cương 2 thường nhấn mạnh tầm quan trọng của chương mở đầu này, vì nó cung cấp bộ khung lý thuyết cho toàn bộ học phần.

1.1. Vai trò của khí quyển trong khoa học trái đất

Trong khoa học Trái Đất, khí quyển được xem là một hệ thống động lực phức tạp, có vai trò quyết định đến sự sống và các quá trình địa lí. Nó không chỉ là nguồn cung cấp oxy cho sinh vật hô hấp mà còn là lá chắn bảo vệ Trái Đất khỏi các bức xạ mặt trời có hại, đặc biệt là tia cực tím, nhờ sự tồn tại của tầng ozon. Khí quyển còn đóng vai trò then chốt trong việc điều hòa cân bằng nhiệt toàn cầu, phân phối lại năng lượng từ vùng xích đạo nóng ẩm đến các vùng cực lạnh giá thông qua hệ thống hoàn lưu khí quyển. Vòng tuần hoàn của các chất, đặc biệt là vòng tuần hoàn nước, cũng diễn ra mạnh mẽ trong khí quyển, quyết định sự phân bố mưa và nguồn nước trên lục địa. Mọi hiện tượng thời tiết và khí hậu, từ những cơn mưa rào đến các trận bão lớn, đều bắt nguồn từ sự tương tác của các yếu tố trong khí quyển.

1.2. Mục tiêu học phần Địa lí tự nhiên đại cương 2

Mục tiêu chính của học phần Địa lí tự nhiên đại cương 2 là trang bị cho sinh viên hệ thống kiến thức toàn diện về hai thành phần khí quyển và thủy quyển. Sinh viên cần nắm được các đặc điểm cơ bản, thành phần, cấu trúc và các quy luật vận động của hai quyển này. Một mục tiêu quan trọng khác là hiểu rõ mối quan hệ tương tác giữa khí quyển và thủy quyển với các thành phần khác trong lớp vỏ địa lí. Thông qua học phần, người học phải có khả năng giải thích các hiện tượng khí hậu, thủy văn thông thường trên Trái Đất và tại Việt Nam. Đồng thời, giáo trình cũng chú trọng rèn luyện các kỹ năng thực hành như thu thập, phân tích và xử lý số liệu khí hậu - thủy văn, làm nền tảng cho công tác nghiên cứu và giảng dạy sau này. Đây là kiến thức cốt lõi giúp xây dựng các slide bài giảng khí quyển và hệ thống trắc nghiệm địa lí tự nhiên đại cương chất lượng.

II. Thách thức khi học khí quyển Tài liệu ôn tập ở đâu

Việc tiếp cận môn Địa lí tự nhiên đại cương 2, đặc biệt là phần khí quyển, đặt ra nhiều thách thức cho người học. Một trong những khó khăn lớn nhất là sự phức tạp và trừu tượng của các khái niệm. Các quá trình như hoàn lưu khí quyển, tương tác giữa khối khí và front, hay cơ chế hình thành khí áp và gió đòi hỏi tư duy logic và khả năng hình dung không gian tốt. Nếu không có phương pháp học tập đúng đắn, sinh viên dễ bị choáng ngợp bởi khối lượng kiến thức khổng lồ. Một thách thức khác đến từ việc thiếu hụt các tài liệu ôn tập địa lí đại cương 2 được hệ thống hóa và tối ưu. Nhiều tài liệu chỉ trình bày lý thuyết một cách khô khan, thiếu các ví dụ thực tiễn và bài tập ứng dụng. Điều này khiến việc tự học và củng cố kiến thức trở nên khó khăn. Sinh viên thường phải tự tổng hợp từ nhiều nguồn, bao gồm giáo trình, slide bài giảng khí quyển, và các bài báo khoa học, gây tốn nhiều thời gian và công sức. Hơn nữa, việc hiểu sai hoặc hiểu chưa sâu các vấn đề mang tính thời sự như hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu cũng là một rào cản. Các khái niệm này thường bị truyền thông đại chúng đơn giản hóa, dẫn đến những nhận thức sai lệch so với bản chất khoa học của chúng. Để vượt qua những thách thức này, cần có một lộ trình học tập rõ ràng, kết hợp giữa việc nắm vững lý thuyết nền tảng từ giáo trình và chủ động tìm kiếm các nguồn học liệu bổ trợ chất lượng, chẳng hạn như các bộ trắc nghiệm địa lí tự nhiên đại cương để tự kiểm tra và đánh giá kiến thức.

2.1. Hiểu sai về hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu

Hiệu ứng nhà kính là một quá trình tự nhiên cần thiết cho sự sống, giúp giữ lại nhiệt lượng từ bức xạ mặt trời và duy trì nhiệt độ Trái Đất ở mức phù hợp. Tuy nhiên, nhiều người thường nhầm lẫn nó với hiện tượng nóng lên toàn cầu. Vấn đề thực sự nằm ở sự gia tăng cường độ của hiệu ứng này do hoạt động của con người, dẫn đến biến đổi khí hậu. Khí CO₂, mặc dù chỉ chiếm 0,03% thể tích khí quyển, lại có khả năng hấp thụ bức xạ sóng dài từ mặt đất, ngăn cản nhiệt lượng thoát ra ngoài không gian. Việc hiểu đúng bản chất khoa học này là rất quan trọng, giúp phân biệt giữa các quy luật tự nhiên và tác động của con người, từ đó có những hành động phù hợp.

2.2. Khó khăn trong việc hệ thống hóa kiến thức phức tạp

Khí quyển là một hệ thống với vô số các yếu tố tương tác lẫn nhau. Mối quan hệ giữa nhiệt độ, khí áp và gió, độ ẩm, và hoàn lưu khí quyển rất phức tạp. Việc học riêng lẻ từng yếu tố mà không thấy được mối liên kết tổng thể sẽ dẫn đến kiến thức rời rạc, khó vận dụng. Ví dụ, để hiểu về sự hình thành một frông (front), cần phải nắm vững khái niệm về khối khí, sự chênh lệch nhiệt độ và áp suất. Do đó, việc xây dựng sơ đồ tư duy, bảng biểu hệ thống hóa, và thường xuyên làm các bài tập trắc nghiệm địa lí tự nhiên đại cương là phương pháp hiệu quả để khắc phục khó khăn này, giúp người học xâu chuỗi các kiến thức lại với nhau một cách logic.

III. Giải mã năng lượng Trái Đất Bức xạ mặt trời và nhiệt

Nguồn năng lượng chính cho mọi quá trình trong khí quyển và trên bề mặt Trái Đất đến từ bức xạ mặt trời. Đây là năng lượng bức xạ sóng ngắn, truyền qua không gian và đi vào khí quyển. Tuy nhiên, không phải toàn bộ năng lượng này đều đến được mặt đất. Trên đường đi, nó bị suy yếu do quá trình hấp thụ bởi các chất khí như ozon, CO₂, hơi nước và quá trình khuếch tán bởi các hạt trong không khí. Năng lượng tới mặt đất tồn tại ở hai dạng: bức xạ trực tiếp và bức xạ khuếch tán. Tổng của hai dạng này được gọi là tổng xạ. Bề mặt Trái Đất sau khi hấp thụ năng lượng sẽ nóng lên và tự phát ra bức xạ sóng dài. Quá trình thu và chi năng lượng này tạo nên cân bằng nhiệt của mặt đất. Theo giáo trình, phương trình cân bằng nhiệt của mặt đất có dạng: ±B = ±LE ± Ađ ± Pđ, trong đó B là cân bằng bức xạ, LE là nhiệt lượng cho bốc hơi, Ađ là nhiệt truyền dẫn trong đất, và Pđ là nhiệt trao đổi với không khí. Sự cân bằng này quyết định chế độ nhiệt của một khu vực, ảnh hưởng trực tiếp đến thời tiết và khí hậu. Ví dụ, vào ban ngày, lượng bức xạ hấp thụ lớn hơn bức xạ hiệu dụng, B có giá trị dương, mặt đất nóng lên. Ngược lại, vào ban đêm, không có bức xạ mặt trời, B có giá trị âm, mặt đất lạnh đi. Sự chênh lệch này là nguyên nhân chính tạo ra chu kỳ nhiệt độ ngày đêm và các hiện tượng liên quan.

3.1. Phân tích quá trình cân bằng nhiệt của bề mặt đất

Quá trình cân bằng nhiệt là sự tổng hòa của nhiều dòng năng lượng. Dòng năng lượng thu vào bao gồm năng lượng từ bức xạ mặt trời được hấp thụ và bức xạ nghịch của khí quyển. Dòng năng lượng chi ra gồm bức xạ riêng của mặt đất (sóng dài), nhiệt lượng mất đi do bốc hơi nước, nhiệt truyền xuống các lớp đất sâu hơn, và nhiệt trao đổi với lớp không khí bên trên. Hiệu số giữa bức xạ hấp thụ và bức xạ hiệu dụng (bức xạ riêng của mặt đất trừ đi bức xạ nghịch của khí quyển) chính là cân bằng bức xạ. Giá trị cân bằng bức xạ quyết định lượng năng lượng còn lại để phân chia cho các quá trình khác. Ở các vùng hoang mạc khô cằn, phần lớn năng lượng này dùng để đốt nóng không khí, trong khi ở các vùng đại dương thế giới, nó chủ yếu dùng cho quá trình bốc hơi.

3.2. Bức xạ mặt trời Các yếu tố ảnh hưởng và suy yếu

Cường độ bức xạ mặt trời tới mặt đất không phải là một hằng số. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Yếu tố quan trọng nhất là góc nhập xạ, tức là độ cao của Mặt Trời trên đường chân trời. Góc nhập xạ càng lớn, tia nắng càng thẳng, quãng đường đi qua khí quyển càng ngắn và năng lượng nhận được càng nhiều. Đây là lý do tại sao buổi trưa nắng nóng hơn buổi sáng và buổi chiều. Ngoài ra, trạng thái của khí quyển cũng ảnh hưởng lớn. Trời nhiều mây, không khí nhiều bụi và hơi nước sẽ làm tăng sự khuếch tán và hấp thụ, làm giảm lượng bức xạ trực tiếp xuống mặt đất. Yếu tố này giải thích tại sao tổng xạ ở các lục địa (ít mây) thường lớn hơn ở các đại dương (nhiều mây) trên cùng một vĩ độ.

IV. Khám phá các tầng khí quyển Cấu trúc từ đối lưu đến ion

Giáo trình Địa lí tự nhiên đại cương 2 trình bày chi tiết cấu trúc thẳng đứng của khí quyển, một hệ thống không đồng nhất được phân chia thành nhiều tầng với các đặc điểm riêng biệt. Việc phân chia này chủ yếu dựa vào sự thay đổi của nhiệt độ theo độ cao. Hiểu rõ cấu trúc các tầng khí quyển là chìa khóa để giải thích nhiều hiện tượng vật lý quan trọng. Tầng gần mặt đất nhất và cũng là nơi diễn ra hầu hết các hiện tượng thời tiết và khí hậu là tầng đối lưu. Đặc điểm nổi bật của tầng này là nhiệt độ giảm dần theo độ cao, trung bình khoảng 0,6°C/100m, và không khí có sự chuyển động mạnh mẽ theo chiều thẳng đứng. Đây là nơi tập trung tới 4/5 khối lượng không khí của toàn bộ khí quyển. Phía trên tầng đối lưu là tầng bình lưu, kéo dài đến độ cao khoảng 50-60km. Trái ngược với tầng dưới, nhiệt độ ở đây lại tăng theo chiều cao. Nguyên nhân là do sự hiện diện của tầng ozon, lớp khí có khả năng hấp thụ mạnh năng lượng tia cực tím từ bức xạ mặt trời. Chuyển động không khí trong tầng này chủ yếu theo phương ngang. Tiếp theo là tầng giữa, tầng nhiệt (tầng ion) và tầng khuếch tán, nơi không khí trở nên cực kỳ loãng và các hiện tượng vật lý đặc biệt như cực quang xảy ra. Mỗi tầng đều có một vai trò riêng trong hệ thống khoa học Trái Đất, từ việc hình thành thời tiết, bảo vệ sự sống đến việc phản hồi sóng vô tuyến.

4.1. Đặc điểm tầng đối lưu và tầng bình lưu quan trọng

Tầng đối lưu là "nhà bếp" của thời tiết. Mọi quá trình như bốc hơi, ngưng kết, hình thành mây, mưa, khí áp và gió đều diễn ra chủ yếu tại đây. Giới hạn trên của nó, gọi là đới chuyển tiếp, có độ cao thay đổi theo vĩ độ và theo mùa, cao nhất ở xích đạo và thấp nhất ở hai cực. Trong khi đó, tầng bình lưu lại có tính ổn định cao hơn nhiều. Do nhiệt độ tăng theo độ cao (nghịch nhiệt), các dòng đối lưu thẳng đứng bị hạn chế, khiến không khí ít bị xáo trộn. Đây là lý do các máy bay thương mại thường bay ở tầng này để tránh nhiễu động không khí. Sự ổn định của tầng bình lưu cũng giúp duy trì sự tồn tại của tầng ozon.

4.2. Tầng ozon Lá chắn bảo vệ sự sống trên Trái Đất

Tầng ozon (O₃) tập trung chủ yếu ở độ cao 25-30 km trong tầng bình lưu. Dù chỉ chiếm một tỉ lệ rất nhỏ trong khí quyển, vai trò của nó là không thể thay thế. Ozon được hình thành và phân hủy liên tục dưới tác động của tia cực tím (UV). Quá trình này hấp thụ phần lớn bức xạ UV-B và UV-C có hại từ Mặt Trời, ngăn không cho chúng lọt xuống bề mặt Trái Đất. Nếu không có lá chắn này, sự sống như chúng ta biết sẽ không thể tồn tại. Việc suy giảm tầng ozon, hay còn gọi là "lỗ thủng tầng ozon", là một vấn đề môi trường toàn cầu nghiêm trọng, gây ra bởi các hóa chất nhân tạo như CFCs. Đây là một minh chứng rõ ràng về tác động của con người đến hệ thống khí quyển.

V. Phương pháp nắm vững Hoàn lưu khí quyển khí áp và gió

Sự chuyển động của không khí trong khí quyển là một nội dung cốt lõi của môn Địa lí tự nhiên đại cương 2. Để nắm vững phần này, cần hiểu rõ mối quan hệ nhân quả giữa các yếu tố: bức xạ mặt trời gây ra sự chênh lệch nhiệt độ, từ đó dẫn đến sự chênh lệch về khí áp và gió. Gió, về cơ bản, là sự chuyển động của không khí từ nơi có khí áp cao đến nơi có khí áp thấp. Trên quy mô toàn cầu, sự chênh lệch nhiệt độ giữa xích đạo và hai cực tạo nên các đai khí áp cao và thấp xen kẽ nhau, hình thành nên hệ thống hoàn lưu khí quyển. Hệ thống này bao gồm các vòng hoàn lưu như Hadley, Ferrel và vòng hoàn lưu Cực, quyết định các đới gió chính trên Trái Đất như Tín phong, gió Tây ôn đới và gió Đông cực. Bên cạnh đó, khí quyển không đồng nhất theo chiều ngang mà được chia thành các khối khí lớn với tính chất nhiệt, ẩm tương đối đồng nhất. Ranh giới giữa các khối khí có tính chất khác nhau được gọi là front. Tại các front, không khí nóng và nhẹ bị đẩy lên cao, gây ra ngưng kết, tạo mây và mưa. Việc phân tích sự di chuyển của các khối khí và front là cơ sở của công tác dự báo thời tiết và khí hậu. Nắm vững các khái niệm này không chỉ giúp vượt qua các kỳ thi mà còn cung cấp khả năng phân tích, dự đoán các hiện tượng khí tượng trong thực tế.

5.1. Mối quan hệ giữa khí áp và sự hình thành các loại gió

Khí áp là sức nén của không khí lên bề mặt Trái Đất. Nơi không khí bị đốt nóng, giãn nở và bốc lên cao sẽ hình thành khu áp thấp. Ngược lại, nơi không khí lạnh, co lại và giáng xuống sẽ hình thành khu áp cao. Sự chênh lệch áp suất này tạo ra một lực gọi là gradient khí áp, làm không khí di chuyển và sinh ra gió. Tuy nhiên, do sự tự quay của Trái Đất, hướng gió không thổi thẳng từ áp cao về áp thấp mà bị lệch đi bởi lực Coriolis. Ở Bắc bán cầu, gió lệch về bên phải, còn ở Nam bán cầu, gió lệch về bên trái so với hướng chuyển động ban đầu. Sự tương tác giữa lực gradient khí áp, lực Coriolis và lực ma sát tạo nên sự đa dạng của các loại gió trên hành tinh.

5.2. Khái niệm khối khí và front trong dự báo thời tiết

Một khối khí là một thể tích không khí khổng lồ, có thể bao phủ hàng triệu km², với các đặc tính về nhiệt độ và độ ẩm tương đối đồng nhất. Các khối khí hình thành trên những bề mặt đệm rộng lớn và đồng nhất như các đại dương nóng, các lục địa lạnh. Khi di chuyển, chúng mang theo thuộc tính của nơi hình thành và làm thay đổi thời tiết nơi chúng đi qua. Ví dụ, khối khí lạnh từ phương Bắc tràn xuống gây ra gió mùa đông bắc ở Việt Nam. Front là mặt tiếp xúc giữa hai khối khí khác biệt. Dọc theo các front (front nóng, front lạnh), không khí bị xáo trộn mạnh, thường gây ra thời tiết xấu, nhiều mây và mưa. Vì vậy, việc xác định vị trí và hướng di chuyển của các front là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của dự báo thời tiết.

VI. Ứng dụng Địa lí đại cương 2 Slide bài giảng và trắc nghiệm

Kiến thức từ giáo trình địa lí tự nhiên đại cương 2 khí quyển và thủy quyển không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn có tính ứng dụng cao trong học tập, nghiên cứu và thực tiễn. Một trong những ứng dụng trực tiếp nhất là việc xây dựng các học liệu chất lượng. Dựa trên nền tảng kiến thức vững chắc về các tầng khí quyển, hoàn lưu khí quyển, và cân bằng nhiệt, giảng viên và sinh viên có thể tự thiết kế các slide bài giảng khí quyển sinh động và hiệu quả. Một bài giảng tốt không chỉ liệt kê các định nghĩa mà cần sử dụng hình ảnh, sơ đồ, và video để mô phỏng các quá trình phức tạp, giúp người học dễ dàng hình dung và ghi nhớ. Bên cạnh đó, việc hệ thống hóa kiến thức để tạo ra các bộ trắc nghiệm địa lí tự nhiên đại cương là một phương pháp ôn tập cực kỳ hữu ích. Các câu hỏi trắc nghiệm được thiết kế tốt sẽ bao quát được toàn bộ nội dung quan trọng, từ các khái niệm cơ bản về khí quyển và thủy quyển đến các câu hỏi vận dụng, yêu cầu phân tích số liệu và giải thích hiện tượng. Việc thường xuyên luyện tập với các bộ tài liệu ôn tập địa lí đại cương 2 này không chỉ giúp sinh viên chuẩn bị tốt cho các kỳ thi mà còn rèn luyện tư duy phản biện và khả năng áp dụng lý thuyết vào giải quyết vấn đề. Các công cụ này biến kiến thức sách vở thành những tài sản trí tuệ có thể sử dụng và phát triển lâu dài, phục vụ cho cả công tác giảng dạy và nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học Trái Đất.

6.1. Xây dựng slide bài giảng khí quyển chuyên sâu hiệu quả

Để xây dựng một bộ slide bài giảng khí quyển hiệu quả, người biên soạn cần bám sát cấu trúc logic của giáo trình. Bắt đầu bằng các khái niệm chung, sau đó đi sâu vào từng chủ đề như năng lượng (bức xạ mặt trời, cân bằng nhiệt), cấu trúc (các tầng khí quyển), và động lực học (khí áp và gió, hoàn lưu khí quyển). Mỗi slide nên tập trung vào một ý tưởng chính, sử dụng gạch đầu dòng ngắn gọn thay vì các đoạn văn dài. Quan trọng nhất là việc trực quan hóa kiến thức. Sử dụng bản đồ phân bố nhiệt độ, sơ đồ các vòng hoàn lưu, hay hình ảnh động mô phỏng sự hình thành frông sẽ giúp bài giảng hấp dẫn và dễ hiểu hơn rất nhiều so với việc chỉ trình bày văn bản thuần túy.

6.2. Tuyển tập trắc nghiệm địa lí tự nhiên đại cương ôn thi

Một bộ trắc nghiệm địa lí tự nhiên đại cương chất lượng cần có sự đa dạng về loại câu hỏi. Cần có các câu hỏi ở mức độ nhận biết để kiểm tra việc ghi nhớ các định nghĩa, số liệu (ví dụ: tỉ lệ các chất khí trong khí quyển). Tiếp theo là các câu hỏi thông hiểu, yêu cầu giải thích các quá trình (ví dụ: tại sao nhiệt độ giảm trong tầng đối lưu?). Cuối cùng là các câu hỏi vận dụng, yêu cầu phân tích bản đồ, biểu đồ hoặc giải quyết các tình huống thực tế liên quan đến thời tiết và khí hậu. Việc biên soạn các câu hỏi bám sát vào danh sách semantic LSI keywords như tầng ozon, hiệu ứng nhà kính, vòng tuần hoàn nước sẽ đảm bảo bộ đề bao quát được toàn bộ kiến thức trọng tâm của học phần, giúp người học ôn tập một cách toàn diện.

Tóm tắt và mô tả trên trang này được tạo với sự hỗ trợ của AI. Nếu bạn thấy nội dung không chính xác hoặc có vấn đề, vui lòng Báo lỗi nội dung.

25/07/2025

Bạn đang xem trước tài liệu:

Giáo trình địa lí tự nhiên đại cương 2 khí quyển và thủy quyển phần 1

Tải đầy đủ

Nội dung chính

Giáo trình Địa lí tự nhiên đại cương 2: Khí quyển & Thủy quyển

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Địa lí tự nhiên đại cương 2 (Khí quyển và Thủy quyển) do Nhà xuất bản Đại học Sư phạm phát hành, được biên soạn bởi tập thể tác giả gồm Hoàng Ngọc Oanh (Chủ biên), Nguyễn Văn Âu và Lê Thị Ngọc Khánh. Tài liệu này thuộc khuôn khổ Dự án Đào tạo Giáo viên Trung học cơ sở (Loan No 1718 - VIE (SF)), được xây dựng nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học theo Nghị quyết Hội nghị Ban Chấp hành Trung ương Đảng lần thứ 4 khóa VII (1/1993), lần thứ 2 khóa VIII (12/1996) và Luật Giáo dục (12/1998).

Học phần này giữ vị trí trọng tâm trong chương trình đào tạo giáo viên Địa lý tại các trường Cao đẳng Sư phạm, trang bị cơ sở lý luận về hai thành phần quan trọng của lớp vỏ địa lý: Khí quyển và Thủy quyển. Giáo trình hướng tới các mục tiêu học tập cụ thể:

Giúp sinh viên xác định đặc điểm cấu trúc và quy luật vật lý - địa lý của khí quyển và thủy quyển;
Phân tích mối quan hệ tương hỗ giữa hai quyển này trong việc điều hòa nhiệt ẩm và tái phân bố năng lượng, vật chất trên bề mặt Trái Đất;
Giải thích các hiện tượng khí hậu, thời tiết và thủy văn phổ biến trên thế giới cũng như tại Việt Nam;
Rèn luyện kỹ năng quan trắc, tính toán, xử lý dữ liệu và thiết kế tiến trình dạy học ở bậc trung học cơ sở.

Cấu trúc giáo trình gồm 3 chương chính, được thiết kế theo tiến trình logic: nêu vấn đề, giải quyết vấn đề và kết luận. Điểm đặc trưng trong cách tiếp cận của tài liệu là không sử dụng tranh ảnh, bảng số liệu đơn thuần để minh họa mà chuyển hóa chúng thành hệ thống bài tập, phương tiện học tập chủ động cho sinh viên.

+-------------------------------------------------------------------------------+
|             CẤU TRÚC TỔNG THỂ GIÁO TRÌNH ĐỊA LÍ TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG 2          |
+-----------------------------------+-------------------------------------------+
| Chương I: Khí quyển               | - Cấu trúc thẳng đứng & cấu trúc ngang    |
|                                   | - Năng lượng mặt đất & khí quyển          |
|                                   | - Chế độ nhiệt & Nước trong khí quyển     |
+-----------------------------------+-------------------------------------------+
| Chương II: Thủy quyển             | - Đặc điểm, cấu trúc & tuần hoàn thủy văn |
|                                   | - Mối tương tác nhiệt - ẩm vỏ địa lí      |
+-----------------------------------+-------------------------------------------+
| Chương III: Thực hành thiết kế    | - Chuyển giao kiến thức vào dạy học THCS  |
| tiến trình hoạt động dạy học      | - Thiết kế bài học theo phương pháp mới   |
+-----------------------------------+-------------------------------------------+

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình tập trung phân tích sâu các quy luật địa lý tự nhiên thông qua hệ thống ba chương:

Chương I: Khí quyển

Chương I xây dựng hệ thống kiến thức nền tảng về vỏ khí của Trái Đất thông qua 4 mục trọng tâm:

Khái niệm và cấu trúc khí quyển (§1): Trình bày giới hạn khí quyển (đến 20.000 km, trong đó 9/10 khối lượng tập trung dưới 20 km); thành phần không khí khô ($N_2 \approx 78%$, $O_2 \approx 21%$, $Ar \approx 0{,}93%$, $CO_2 \approx 0{,}03%$, $O_3 \approx 0{,}000001%$). Phân tích cấu trúc thẳng đứng qua 5 tầng: Tầng đối lưu (chiếm 4/5 khối lượng, nhiệt độ giảm $0{,}6^\circ\text{C}/100\text{m}$), Tầng bình lưu (chứa ôzôn, có mây xà cừ ở độ cao 25 km), Tầng giữa (nhiệt độ hạ xuống $-75^\circ\text{C}$), Tầng ion (tập trung ion hóa mạnh, xuất hiện cực quang ở 400–500 km) và Tầng khuếch tán. Cấu trúc ngang được phân thành 4 khối khí chính: khối khí nóng ẩm (xích đạo), nóng khô (nhiệt đới), ôn hòa (ôn đới) và lạnh (vực cực).
Năng lượng của mặt đất và khí quyển (§2): Phân tích nguồn gốc năng lượng bức xạ sóng ngắn từ Mặt Trời ($0{,}17 - 4{,}0,\mu\text{m}$), định luật Stefan-Boltzmann ($E_0 = a\sigma T^4$ với $\sigma = 8{,}13 \cdot 10^{-11},\text{cal/cm}^2\cdot\text{phút}$), hằng số Mặt Trời ($1{,}98 \pm 0{,}07,\text{cal/cm}^2\cdot\text{phút}$), định luật Kepler về khoảng cách Trái Đất – Mặt Trời (cận nhật $147\cdot 10^6,\text{km}$ ngày 1/1, viễn nhật $152\cdot 10^6,\text{km}$ ngày 1/7). Khảo sát bức xạ trực tiếp ($I = I_0 \sin h_\odot$), bức xạ khuếch tán ($i$), tổng xạ ($Q = I + i$), hệ số phản hồi Anbêđo ($A = \frac{q}{Q} \cdot 100%$), bức xạ riêng của mặt đất ($E_d$), bức xạ nghịch khí quyển ($E_k$), bức xạ hiệu dụng ($E_{hd} = E_d - E_k$) và phương trình cân bằng bức xạ ($B = Q(1-A) - E_{hd}$).
Chế độ nhiệt của khí quyển (§3): Nghiên cứu các nguyên nhân biến đổi nhiệt (trao đổi nhiệt, đoạn nhiệt, bình lưu nhiệt); biến trình ngày và biến trình năm của nhiệt độ; sự dẫn nhiệt trong đất theo quy luật Phurc; građien nhiệt độ thẳng đứng ($G_z = -\frac{\Delta t}{\Delta z}$); quá trình đoạn nhiệt khô ($1^\circ\text{C}/100\text{m}$) và đoạn nhiệt ẩm ($< 1^\circ\text{C}/100\text{m}$); phân loại 5 kiểu nghịch nhiệt: nghịch nhiệt bức xạ, nghịch nhiệt bình lưu, nghịch nhiệt frông, nghịch nhiệt động lực và nghịch nhiệt co.
Nước trong khí quyển (§4): Hệ thống hóa các đại lượng đặc trưng của độ ẩm không khí: độ ẩm tuyệt đối ($a$), sức trương hơi nước ($e$), sức trương bão hòa ($E$), độ ẩm tương đối ($r = \frac{e}{E}\cdot 100%$), độ thiếu hụt bão hòa ($d = E - e$), điểm sương; quá trình bốc hơi và tiêu hao tiềm nhiệt ($600,\text{calo/g}$); vai trò của hạt nhân ngưng kết; cơ chế hình thành các dạng sản phẩm ngưng kết: sương, sương mù (bức xạ và bình lưu), sương muối, mây và mưa.

Chương II: Thủy quyển

Tập trung vào đặc tính vật lý, hóa học của nước tự nhiên, các vòng tuần hoàn thủy văn trên Trái Đất, tương tác biển – khí quyển và cơ chế phân bố dòng chảy mặt, nước ngầm trong sinh quyển.

Chương III: Thực hành thiết kế tiến trình hoạt động dạy học

Cung cấp phương pháp xây dựng kế hoạch bài dạy, chuyển giao nội dung chuyên ngành Địa lí tự nhiên thành các hoạt động sư phạm phù hợp với chương trình học sinh THCS.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết định lượng thông qua các mô hình toán lý địa cầu:

Định luật bức xạ và quang phổ: Ứng dụng định luật Stefan-Boltzmann, định luật tán xạ Rayleigh ($i_\lambda \sim 1/\lambda^4$) giải thích hiện tượng tán xạ ánh sáng xanh và sự biến đổi quang phổ qua khí quyển;
Phương trình cân bằng nhiệt bề mặt đất: Thiết lập mô hình thu - chi nhiệt lượng toàn diện: $$\pm B = \mp LE \pm A_d \mp P_d$$ Trong đó $B$ là cân bằng bức xạ, $LE$ là nhiệt bốc hơi/ngưng kết, $A_d$ là nhiệt truyền dẫn trong đất, $P_d$ là nhiệt trao đổi loạn lưu giữa mặt đất và lớp không khí.
Công thức thực nghiệm xác định cân bằng bức xạ: Giới thiệu công thức của tác giả Hoàng Ngọc Oanh được kiểm nghiệm trên lãnh thổ Việt Nam và Đông Dương: $$B = 0{,}63Q - 0{,}66 \quad (r = 0{,}9534 \pm 0{,}0068)$$
Quy luật dẫn nhiệt trong đất của Phurc: Xác định chu kỳ dao động không đổi theo chiều sâu, biên độ dao động giảm theo cấp số nhân và tỷ lệ độ sâu triệt tiêu dao động nhiệt ngày/năm là: $$1 : \sqrt{365} \approx 1 : 19$$ Tại miền Bắc Việt Nam, độ sâu tắt dao động năm là $1111,\text{cm}$, tương ứng với độ sâu tắt dao động ngày là $58,\text{cm}$.

Kỹ năng phát triển

Tài liệu rèn luyện hệ thống kỹ năng thực hành địa lý chuyên sâu:

Kỹ năng tính toán thống kê khí tượng: Ứng dụng công thức tính trị số trung bình ngày, tháng, năm, nhiều năm ($\bar{X} = \frac{1}{n}\sum x_i$); tính tổng lượng mưa, bốc hơi ($Y = \sum y_i$); tính tổng tích nhiệt tháng và năm;
Kỹ năng đo đạc và sử dụng công cụ: Nắm vững nguyên lý hoạt động của trực xạ kế, tán xạ kế; xác định góc nhập xạ Mặt Trời ($h_\odot$) theo thời gian và vĩ độ: $$\sin h_\odot = \sin \varphi \sin \delta + \cos \varphi \cos \delta \cos t$$
Kỹ năng xử lý và biểu diễn bản đồ: Đọc và vẽ các đường đẳng trị tổng xạ, đẳng trị cân bằng bức xạ, đường đẳng nhiệt; phân tích các cấu trúc hình thế thời tiết như lưỡi nóng, lưỡi lạnh, đảo nóng, đảo lạnh trên bản đồ khí hậu toàn cầu.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quán triệt quan điểm đổi mới phương pháp dạy học thông qua các yêu cầu cụ thể đối với người dạy và người học:

Vai trò của người dạy: Giảng viên không dừng lại ở việc thuyết giảng nội dung có sẵn, mà đóng vai trò tổ chức, hướng dẫn và điều hành hoạt động học tập; biến các bảng số liệu, biểu đồ và bài đọc thêm thành phương tiện dạy học tương tác.
Vai trò của người học: Sinh viên loại bỏ thái độ tiếp thu thụ động, hình thành năng lực tự nghiên cứu theo mô hình nhà thám hiểm; liên tục đặt câu hỏi bản chất: Tại sao? Vì sao? Từ đâu? Làm thế nào? để giải quyết các vấn đề địa lý tự nhiên.

Phân hóa chương trình đào tạo

Giáo trình quy định cụ thể mức độ tiếp cận cho hai chương trình học tập:

Tiêu chí phân hóa	Chương trình Môn 1 (Chuyên sâu)	Chương trình Môn 2 (Tối giản)
Phạm vi nội dung	Tiếp thu toàn bộ kiến thức trong giáo trình.	Tinh giản một số nội dung phức tạp.
Bài đọc thêm	Bắt buộc nghiên cứu toàn bộ tài liệu bổ trợ.	Không bắt buộc nghiên cứu sâu.
Mức độ giải quyết bài tập	Hoàn thành bài tập khó, yêu cầu chứng minh và giải thích bản chất quy luật.	Trả lời câu hỏi củng cố, công nhận quy luật chính xác mà không cần giải thích cặn kẽ.
Nghiên cứu khoa học	Sinh viên khá, giỏi vận dụng để viết niên luận, khóa luận tốt nghiệp.	Không yêu cầu viết báo cáo nghiên cứu chuyên sâu.
Đồ dùng học tập	Tự thiết kế, chuẩn bị phương tiện học tập.	Sử dụng hệ thống đồ dùng do giảng viên cung cấp sẵn.

Điểm nổi bật và cập nhật

Hệ thống dữ liệu thực nghiệm tại Việt Nam: Giáo trình tích hợp số liệu khí hậu nhiều năm tại các trạm quan trắc tiêu biểu: Hà Nội, Cao Bằng, Thanh Hóa, Đà Nẵng, Cần Thơ, Tân Sơn Nhất. Bổ sung các công trình nghiên cứu cân bằng bức xạ và cân bằng nhiệt ở miền Bắc và Đông Dương của Hoàng Ngọc Oanh (1984, 1986, 1990, 1998).
Cập nhật vấn đề biến đổi môi trường toàn cầu: Trình bày tác động của nồng độ khí cacbonic ($CO_2$) đến quá trình quang hợp: $$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{Năng lượng Mặt Trời}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$$ Cảnh báo hiện tượng suy giảm tầng ôzôn ở độ cao $25 - 30,\text{km}$ do phản ứng phân hủy quang hóa dưới tác động của tia tử ngoại, cùng sự gia tăng nhiệt độ bề mặt do hiệu ứng nhà kính.
Quy chuẩn hóa hoạt động quan trắc khí tượng: Cung cấp thông tin chuẩn xác về mạng lưới quan trắc khí hậu (thực hiện vào các giờ 1, 7, 13, 19 theo giờ địa phương) và quan trắc dự báo thời tiết (thực hiện đồng loạt 3 giờ/lần vào 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22 giờ theo giờ kinh tuyến gốc GMT).

Đối tượng sử dụng giáo trình

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                         ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH                          |
+------------------------------------+------------------------------------------+
| Sinh viên Cao đẳng Sư phạm         | - Ngành Sư phạm Địa lý                   |
|                                    | - Chuẩn bị thực tập & giảng dạy THCS     |
+------------------------------------+------------------------------------------+
| Giảng viên Địa lý Tự nhiên         | - Khung bài giảng chuẩn mực lý thuyết    |
|                                    | - Hướng dẫn thiết kế đồ dùng dạy học     |
+------------------------------------+------------------------------------------+
| Sinh viên nghiên cứu khoa học      | - Thực hiện niên luận, khóa luận         |
|                                    | - Khảo sát số liệu bức xạ & nhiệt ẩm     |
+------------------------------------+------------------------------------------+
| Giáo viên THCS                     | - Tài liệu tra cứu chuyên môn chuẩn hóa  |
|                                    | - Nâng cao năng lực dạy học phân hóa     |
+------------------------------------+------------------------------------------+

Sinh viên ngành Sư phạm Địa lí: Học phần bắt buộc trong chương trình đào tạo giáo viên Địa lý THCS tại các trường Cao đẳng Sư phạm.
Yêu cầu kiến thức tiên quyết: Đòi hỏi người học nắm vững kiến thức Địa lí đại cương 1 (Trái Đất và Thạch quyển), kết hợp với kiến thức cơ bản về Toán học (lượng giác, thống kê) và Vật lý học (nhiệt học, quang học, điện từ học).
Giảng viên bộ môn: Dùng làm tài liệu tham khảo chính để thiết kế bài giảng, xây dựng hệ thống bài tập thực hành và kiểm tra đánh giá.
Giáo viên THCS và cán bộ nghiên cứu: Làm tài liệu tra cứu chuyên sâu về cơ sở lý thuyết khí hậu học và thủy văn học phục vụ công tác giảng dạy thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?

Tài liệu được biên soạn chính thức cho sinh viên và giảng viên ngành Sư phạm Địa lí tại các trường Cao đẳng Sư phạm thuộc hệ thống giáo dục Việt Nam. Ngoài ra, giáo trình phục vụ giáo viên THCS tra cứu phương pháp giảng dạy đổi mới.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng gì trước khi học?

Sinh viên cần hoàn thành học phần Địa lí đại cương 1, đồng thời nắm vững kiến thức vật lý đại cương về nhiệt học (truyền nhiệt, trao đổi nhiệt, chuyển pha vật chất), quang học (quang phổ, bức xạ, góc chiếu) và kỹ năng giải toán lượng giác, thống kê số liệu.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các giáo trình cùng chuyên ngành là gì?

Giáo trình kết hợp chặt chẽ giữa lý luận địa lý tự nhiên chuyên sâu với nghiệp vụ sư phạm THCS (thể hiện rõ qua Chương III). Bên cạnh đó, hệ thống bảng số liệu, bài đọc thêm và công thức thực nghiệm được bản địa hóa cho điều kiện tự nhiên Việt Nam.

4. Làm thế nào để tự học và nghiên cứu giáo trình hiệu quả?

Người học nên bám sát tiến trình: đọc kỹ nội dung giải quyết vấn đề ở mỗi mục, hoàn thành hệ thống câu hỏi cuối bài, phân tích bảng số liệu thực tế (bảng 4, 5, 6, 9, 10) và tự giải các bài tập tính toán građien nhiệt độ, độ ẩm tương đối và cân bằng bức xạ.

5. Giáo trình có tích hợp tài liệu đọc thêm và nghiên cứu mở rộng không?

Có. Giáo trình tích hợp nhiều bài đọc thêm chuyên sâu như: Định luật Kepler, Quang phổ bức xạ Mặt Trời, Sự hấp thụ năng lượng có chọn lọc, Phương pháp xác định bức xạ trực tiếp và tổng xạ, kèm theo danh mục các công trình nghiên cứu khoa học của tác giả Hoàng Ngọc Oanh đăng trên Thông báo khoa học của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

Kết luận

Giáo trình Địa lí tự nhiên đại cương 2 (Khí quyển và Thủy quyển) là công trình học thuật chuẩn mực, kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học địa lý tự nhiên định lượng và yêu cầu đổi mới phương pháp giảng dạy sư phạm. Giáo trình cung cấp lộ trình học tập logic từ việc tiếp cận các khái niệm vật lý khí quyển, đo đạc năng lượng bức xạ, phân tích chế độ nhiệt ẩm đến việc ứng dụng thiết kế bài học THCS. Với hệ thống số liệu quan trắc phong phú tại Việt Nam cùng các công thức thực nghiệm chuyên biệt, đây là tài liệu học tập và tra cứu quan trọng cho sinh viên, giảng viên ngành Sư phạm Địa lí.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Cuốn sách này nhằm cung cấp những tư liệu và gợi ý về phương pháp dạy học phản Khí quyển và Thủy quyển trong môn học Địa lí tự nhiên đại cương cho GV và SV trường Cao đẳng Sư phạm Việt Nam theo tinh thần đổi mới PPDH đã được xác định rõ trong Nghị quyết Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng lần thứ 4 khóa VỊ (1/1993), lần thứ 2 (khóa VIHI (12/1996) và được thể chế hóa trong Luật giáo dục (12/1998). Mục tiêu trên là đúng nhưng chúng ta, cả người viết, người dạy cũng như người học còn lúng túng là làm thế nào để hiểu đúng và hành động đúng theo tinh thần của các nghị quyết trên. Về lí luận đổi mới PPDH hiện nay đã được các nhà khoa học, các nhà sư phạm dé cập đến nhiều trong các sách báo, qua các phương tiện truyền thông trong cả nước, chúng ta nên thực hành theo lí luận đổi mới đó. Để thực hành có kết quả tốt, theo chúng tôi, bản thân chúng ta hãy mạnh dạn tự đổi mới mình.

Vẻ phía chúng tôi (những người viết) tự đổi mới như thế nào đã được thể hiện trong cuốn sách này qua: - Về nội dung kiến thức: Được cấu tạo phù hợp với hoạt động dạy học theo phương pháp mới và được tăng cường bằng những bài đọc thêm, sách tham khảo, câu hỏi, bài tập, bảng số, hình vẽ. không phải để minh họa mà phải biến chúng thành đồ dùng, phương tiện dạy học. - Về kĩ năng- Tăng cường quan sát tự nhiên, phân tích, dự đoán, giải thích các hiện tượng, quan sát bảng số, hình vẽ, bản đồ địa lí và biết khai thác chúng. - Về thái độ tình cảm: Gây hứng thú học tập phần Khí quyển, Thủy quyền để sau này đạy tốt các bài vẻ Thủy quyển, Khí quyển ở THCS.

Củng cố tính trung thực, không ngại khó, suy nghĩ lôgic, tĩnh thần hợp tác đồng đội; bảo vệ gìn giữ môi trường, cải thiện điều kiện sống cho gia đình và cộng đồng. Về phía người dạy phải đổi mới bằng cách không thỏa mãn với kiến thức đã có, phải tự đào tạo nhằm nâng cao và mở rộng kiến thức để trở thành người tổ chức, người đạo diễn thực thụ hòa mình vào các hiện tượng, các quá trình diễn biến trong bài học. Về phía người học phải đổi mới bằng cách không thụ động, luôn luôn đặt ra các câu hỏi tại sao, vì sao, từ đâu, làm thế nào. tìm ra được đó là chức nãng của một nhà thám hiểm trong sách, chuẩn bị trở thành nhà thám hiểm ngoài tự nhiên trong tương lai.

Cấu trúc của cuốn sách gồm 3 chương: Chương ] - Khí quyển. Chương II — Thúy quyển. Chương III — Thực hành thiết kế tiến trình hoạt động dạy học. Trong mỗi chương gồm nhiều mục nhỏ được thể hiện qua các bước: nêu vấn đề, giải quyết vấn đề, kết luận.

Cuốn sách này dùng cho 2 chương trình nhưng có những yêu cầu khác nhau: Đối với môn Ï: Phải day học tất cả nội dung kiến thức có trong sách, tự đọc các bài dọc thêm và làm các bài tập khó, riêng đối với SV giỏi phải biết vận dụng bài đọc thêm để nghiên cứu khoa học theo hình thức niên luận hay khóa luận. Đối với môn 2: Vì ít thời gian nên có thể bỏ bớt một số công việc như: không phân công SV chuẩn bị đồ đùng dạy học mà chỉ dùng những đồ đàng của GV đã có sẵn. Không bắt buộc phải nghiên cứu các bài đọc thêm, yêu cầu trả lời được các câu hỏi nhằm củng cố kiến thức, không yêu cầu làm các câu hỏi và bài tập khó, không bắt buộc phải giải thích cặn kẽ các quy luật mà chỉ cần công nhận một cách chính xác. Người viết hi vọng cuốn sách này sẽ giúp ích cho các bạn dạy và hoc theo tinh thần đổi mới.

Chúng tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp phê bình của các nhà khoa học, các nhà sư phạm, các bạn đọc để hoàn thiện cuốn sách đúng với yêu cầu đổi mới PPDH của ngành Giáo dục và Đào tạo. ĐỊA LÍ TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG 2 (KHÍ QUYỂN - THUỶ QUYỂN) Mục tiêu : Học phần Địa lí tự nhiên đại cương 2 nhằm trang bị cho sinh viên: - Các đặc điểm cơ bản của hai thành phần Khí quyền - Thuỷ quyền của Trái Đất. - Mối quan hệ giữa hai thành phần Khí quyển - Thuý quyển và mối quan hệ giữa chúng với các thành phần khác trong lớp vỏ địa lí, đặc biệt trong việc điều hoà lượng nhiệt ẩm và phân bố lại năng lượng vật chất trên bề mặt Trái Đất. - Giải thích được các hiện tượng thông thường về khí hậu - thuỷ văn trên Trái Đất và ở nước ta.

- Có các kĩ năng thực hành thu thập, phân tích và xử lí các số liệu khí hậu - thuỷ văn phục vụ việc nghiên cứu và giảng dạy phần Khí quyển - Thuỷ quyển trong chương trình dạy học sau này. Chương Ï KHÍ QUYỀN §1. CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 1. Khí quyền Xung quanh Trái Đất có lớp không khí bao bọc gọi là khí quyển, khí quyển cùng tham gia vào các vận động của Trái Đất.

Không khí khác với đất, đá, nước là có khả nang co giãn mạnh, nên mật độ và tỉ trọng của nó giảm nhanh theo chiều cao. Một nửa khối lượng khí quyển tập trung từ mặt đất đến độ cao khoảng 5 km, 3/4 ở dưới 10 km, 9/10 ở đưới 20 km, từ độ cao 20 km trở lên chỉ còn lại 1/10 khối lượng toàn bộ khí quyền ; như vậy càng lên cao không khí càng loãng, đến độ cao khoảng 20.000 km, mật độ của không khí đã giảm gần hết, ta có thể xem đây là giới hạn trên của khí quyển, từ đây trở lên là khoảng chân không bao la. Không khí Không khí khô và trong sạch không màu sắc, không mùi vị, được cấu tạo bởi hai chất khí chính là nitơ (N,) và oxy (O,). Thể tích nitơ chiếm hơn 78%, oxy chiếm gần 21%, ca hai chất chiếm 99,03%, ngoài ra còn có acgông (Ar) chiếm 0,93%, cacbonic (CO,) chiếm 0.

Các chất khí còn lại là nêông (Ne), héli (Hc), kripton (Kr), hydro (H;), ôđôn (O,), tốt () vw. chiếm 0,01%, Tỉ lệ phân trăm này không thay đổi theo chiều ngang cũng như theo chiều cao trong khí quyển. Riêng cacbonic và ôđôn, hai chất khí này phân bố không đều và không ổn định do nguồn gốc phát sinh của chúng. Lượng khí cacbonic trong khí quyển thay đổi và phân bế không đều vì nó phụ thuộc vào nguồn cung cấp CO; cho khí quyển do hít thở, cháy, các khu công nghiệp, núi lửa vv.

Khí CO; tuy có ít (0,03%) trong khí quyển nhưng rất quan trọng vì nó kết hợp với nước, ánh sáng và năng lượng Mặt Trời, cây xanh quang hợp tao nên chất hữu cơ và oxy rất cần cho sự sống của hầu hết sinh vật trên Trái Đất kể cả con người. Quá trình quang hợp được biểu thị bằng phương trình : 6CO, + 6H,O —Rane rong Mat Trot, OH 0, + 60). Lượng khí cacbonic nếu tăng lên gấp rưỡi thì sản phẩm quang hợp sẽ tăng lên. Nhưng nếu tăng lên quá giới hạn cho phép (0.2%) cây sẽ bị ngộ độc chết.

Đặc biệt khí cacbonic còn có khả năng tạo điều kiện chơ năng lượng Mặt Trời xuyên qua khí quyển tới mặt đất và ngăn cản sự phát xạ của mặt đất, cho nên khi lượng cacbonic tăng thì nhiệt độ mặt đất sẽ tăng theo. Lượng-ôdôn chỉ có 0,000001% về thể tích nhưng không ổn định, nó tập trung ở độ cao 25 - 30 km, giảm dần xuống dưới và lên phía trên, đến độ cao khoảng 60km không còn ôdôn. Quá trình hình thành O: từ oxy : khi O, hấp thụ năng lượng Mặt Trời, phân từ O; bị phân l¡ thành nguyên tử. Nguyên tử oxy kết hợp với phân tử oxy thành phân từ ôdôn.

0,2 0+0 O, +O=O, Khi ôdôn hấp thụ năng lượng của tia tử ngoại trong năng lượng Mặt Trời làm cho phân tử ôdôn bị phân li thành nguyên tử và phân tử oxy. 0, 0,+0 O,>O+O Như vậy là trong khí quyền sự hình thành và phân huỷ ôđôn là hai quá trình xây ra đồng thời. Nhờ có ôdôn hấp thụ năng lượng các tia tử ngoại từ bức xạ Mặt Trời nên sự sống trên Trái Đất khong bi de doa. Hién nay tang ôdôn đã bị thủng, lượng ôdôn bị suy giảm, đấy là mối lo chung của xã hội loài người.

Cấu trúc của khí quyển 1. Cấu trúc thẳng đứng. Kết quả nghiên cứu cho thấy khí quyển không đồng nhất theo chiều thắng đứng và bị phân hoá thành tảng, mỗi tầng đều có những đặc điểm riêng của nó. a) Tang đối lưu : Bề đày của tâng đối 1ưu từ mặt đất đến độ cao I0 - 15 km và luôn luôn thay đối theo thời gian và không gian : mùa hè lớn hơn mùa đông, ở xích đạo (15 - 17 km) lớn hơn ở cực (8 km).

Đại bộ phận (4/5) khối lượng không khí của khí quyển nằm trong tầng đối lưu. Đặc điểm nổi bật của tầng đối lưu là nhiệt độ giảm theo chiều cao, trung bình là 0,6°C/100m, ở đỉnh tầng đối lưu nhiệt độ tăng dân từ xích đạo (-70°C) đến cực là (-55°C). Không khí chuyển động mạnh theo chiều thăng đứng, tất cả các quá trình vật lí xảy ra trong tầng đối lưu có ý nghĩa quyết định đến thời tiết và khí hậu ở mat dat. b) Táng bình li : Tầng bình lưu nằm từ giới hạn trên của tầng đối lưu đến độ cao 50 - 60 km.

Đặc điểm của tầng này là nhiệt độ tăng theo chiều cao (do có lớp ôdôn nằm trong tầng này đã hấp thụ năng lượng của tia tử ngoại nên tích luỹ được nang lượng), Chuyển động của không khí theo chiều thắng đứng yếu hẳn đi, mà chuyển động ngang chiếm ưu thế, gió ở đây là gió tây vì hướng của Gradien khí áp nằm ngang là hướng từ xích đạo về 2 cực, các đường đẳng áp thăng và song song không có ma sát. Hơi nước ở đây còn rất ít, song ở độ cao 25 km vẫn còn thấy có mây xà cừ, mây này được câu tạo từ những hạt nước lạnh. €) Tầng giữa : Tầng giữa từ giới hạn trên của tầng bình lưu đến độ cao 75 - 80 km ở đây nhiệt độ giảm mạnh theo chiều cao, từ 0°C ở giới hạn dưới giảm xuống ~75"C ở giới hạn trên. Áp suất của khí quyển ở độ cao 80 km nhỏ hơn 200 lần so với áp suất ở mật đất.

Như vậy là từ mặt đất đến độ cao 80 km đã chiếm 99,5% khối lượng khí quyển, còn từ đây trở lên chỉ còn 0,5% khối lượng khí quyển nghĩa là không khí đã rất loãng.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ