Bҧng 4.2. Các dүn liӋu vӅ qui mô không gian - thӡi gian cӫa các dҥng rӕi chính
Qui mô không gian (m)
Rӕi Qui mô thӡi gian
Ngang Thҷng ÿӭng
Qui mô lӟnTӯ vài chөc ngày
ÿӃn vài tháng
65
1010 
32
1010 
Qui mô vӯaTӯ vài giӡ
ÿӃn vài ngày
54
1010 
2
1010 
Qui mô nhӓ Tӯ phҫn cӫa giây
ÿӃn vài chөc phút
32
1010  1010
1


HiӋn nay nhұn thҩy có mӝt sӕ cѫ chӃ chӫ yӃu phát sinh rӕi trong ÿҥi
dѭѫng.
1. Bҩt әn ÿӏnh và ÿә vӥ sóng gió trên mһt ÿҥi dѭѫng, gây nên bӣi tác
ÿӝng ÿӝng lӵc cӫa khí quyӇn. Rõ ràng ÿây là cѫ chӃ mҥnh mӁ nhҩt phát sinh
rӕi ӣ lӟp trên cӫa ÿҥi dѭѫng, vì sóng gió diӉn ra khҳp nѫi trong ÿҥi dѭѫng.
2. Bҩt әn ÿӏnh graÿien thҷng
ÿӭng
cӫa tӕc ÿӝ trong các dòng chҧy trôi

ӫa sóng
nӝi góp phҫn chính; c) Lӟp biên sát ÿáy, trong ÿó phҫn ÿóng góp cho rӕi chӫ
yӃu tӯ sӵ bҩt әn ÿӏnh cӫa các sóng triӅu và các dòng chҧy ÿҥi dѭѫng.
Chѭѫng 5
Trao ÿәi nhiӋt và nѭӟc trong hӋ thӕng ÿҥi
dѭѫng - khí quyӇn
5.1. Ĉһc trѭng chung các quá trình tѭѫng tác cӫa ÿҥi
dѭѫng và khí quyӇn
Tѭѫng tác cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn - ÿó là mӝt quá trình rҩt phӭc
tҥp, là biӇu hiӋn cӫa nhiӅu cѫ chӃ qui mô khác nhau phân bӕ lҥi nhiӋt, hѫi
nѭӟc, ÿӝng năng, các chҩt khí và muӕi, kӃt quҧ làm cho các ÿһc trѭng lý -
hóa cӫa ÿҥi dѭѫng thích nghi (phù hӧp) vӟi nhau.
Sӵ tѭѫng tác cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn ÿѭӧc quyӃt ÿӏnh không phҧi
chӍ là do diӋn tích bӅ mһt tiӃp xúc trӵc tiӃp to lӟn giӳ
a ÿҥi dѭѫng và
khí
quyӇn, mà còn do nhӳng ÿһc ÿiӇm cҩu tҥo cӫa chúng (cҩu tҥo nhiӋt, mұt ÿӝ,
ÿӝng hӑc, hóa hӑc v.v ) tҥo ra nhӳng graÿien lӟn tҥi biên phân cách hai môi
195 196
trѭӡ
các khӕi không khí. Dѭӟi ÿây sӁ xem
xét tӍ
hӋ thӕng phân chia ba dҧi không gian - thӡi gian ÿѭӧc sӱ
dөng
mô vӯa);
ng
.
Trên cѫ sӣ nhӳng ÿiӅu vӯa nói có thӇ phân chia nhӳng dҥng (kiӇu)
tѭѫng tác sau ÿây: tѭѫng tác nhiӋt (năng lѭӧng), tѭѫng tác thӫy văn (nѭӟc và
hѫi nѭӟc), ÿӝng lӵc, muӕi và khí. Mӛi dҥng tѭѫng tác có nhӳng qui luұt ÿһc

s
và qui mô không gian 10
-2
- 10
3
m, trong ÿó do tính chҩt bҩt ÿҷng hѭӟng (bҩt
ÿӗng nhҩt) qui mô thҷng ÿӭng ÿһc trѭng bҵng 10
-2
- 10
1
m, còn qui mô
phѭѫng ngang 10
0
- 10
3
m. Trong tѭѫng tác qui mô nhӓ diӉn ra quá trình trao
ÿәi trӵc tiӃp nhiӋt, nѭӟc, ÿӝng lѭӧng qua biên phân cách ÿҥi dѭѫng - khí
quyӇn và hình thành tính chҩt chuyӇn tiӃp rõ rӋt trong các lӟp biên cӫa hai
môi trѭӡng tѭѫng tác. Ngoài ra, nhӡ kӃt quҧ cӫa sӵ tѭѫng tác này hình thành
các sóng mһt và sóng nӝi, rӕi và mӝt sӕ quá trình khác làm biӃn ÿәi lӟp biên
khí quyӇn sát mһt nѭӟc.
Tѭѫng tác qui mô vӯa ÿһc trѭng bҵng nhӳng quá trình phát triӇn trong
các lӟp biên cӫa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn, chúng có kích thѭӟc phѭѫng ngang
tӯ vài trăm mét ÿӃn hàng trăm kilômét và qui mô thӡi gian tӯ mӝt sӕ giӡÿӃn
vài tháng. Loҥi tѭѫng tác này gӗm các quá trình sóng trong các lӟp biên có
nguӗn gӕc triӅu và quán tính, xáo trӝn ÿӕi lѭu và xáo trӝn rӕi, nhӳng dao
ÿӝng nhiӋt ÿӝ gây bӣi biӃn thiên ngày ÿêm cӫa bӭc xҥ mһt trӡi (thí dө, hoàn
lѭu gió ÿҩt
, gió biӇn trong khí quyӇn trên vùng bӡ biӇn).
BiӃn ÿӝng synop nҵm ӣ cұn trên cӫa phә các quá trình qui mô vӯa, nó

trong sӵ hì
khí quyӇn.
nh thành tính chҩt biӃn ÿӝng cӫa quá trình tѭѫng tác ÿҥi dѭѫng và
Sӵ phân hóa không gian cӫa các dòng nhiӋt và ҭm, tӭc sӵ phân bӕ rҩt
không ÿӗng ÿӅu cӫa chúng trên mһt các ÿҥi dѭѫng, có ý nghƭa ÿһc biӋt trong
tѭѫng tác qui mô lӟn. Bên cҥnh nhӳng thӫy vӵc rҩt rӝng lӟn, ӣÿó trao ÿәi
nhiӋt và ҭm gҫn giӕng vӟi giá trӏ trung bình vƭ tuyӃn, ngѭӡi ta lҥi nh
ұn t
hҩy
có nhӳng vùng mà cѭӡng ÿӝ cӫa các quá trình này tӓ ra mҥnh mӁ hѫn nhiӅu.
Nhӳng vùng nhѭ vұy ÿѭӧc V.V. Timonov gӑi là các ә tѭѫng tác cӫa ÿҥi
dѭѫng và khí quyӇn. VӅ sau này G.I. Marchuk ÿӏnh nghƭa chúng là
các ÿӟi
tích cӵc năng lѭӧng cӫa ÿҥi dѭѫng
và hình thành quan niӋm ÿӟi tích cӵc
năng lѭӧng ÿҥi dѭѫng, theo quan niӋm này các ÿӟi tích cӵc năng lѭӧng ÿóng
vai trò then chӕt trong tѭѫng tác qui mô lӟn và, nhѭ mӝt hӋ quҧ, trong vҩn ÿӅ
dӵ báo thӡi tiӃt dài hҥn và nhӳng dao ÿӝng khí hұu chu kì ngҳn.
Ĉѭѫng nhiên, trong nghiên cӭu các quá trình tѭѫng tác ÿҥi dѭѫng và
khí quyӇn, thì câu hӓi khí quyӇn tác ÿӝng tӟi ÿҥi dѭѫng và ngѭӧc lҥi ÿҥi
dѭѫng ҧnh hѭӣng t
ӟi kh
í quyӇn nhѭ thӃ nào là mӝt câu hӓi quan trӑng. Sӵ
tác ÿӝng cӫa khí quyӇn biӇu lӝ chӫ yӃu dѭӟi dҥng ÿӝng lӵc (cѫ hӑc), tӭc ӣ
hình thӭc truyӅn xung lѭӧng cho ÿҥi dѭѫng, và mӝt phҫn ӣ hình thӭc các
dòng nhiӋt và chҩt (giáng thӫy, ngѭng tө trong lӟp sát mһt nѭӟc). Vì vұy,
chuyӇn ÿӝng trong ÿҥi dѭѫng, trӯ mӝt ít ngoҥi lӋ, có
thӇ xem là kӃt quҧ
tѭѫng tác ÿӝng lӵc cӫa khí quyӇn. Nhӳng chuyӇn ÿӝng ÿó gӗm: sóng gió, rӕi
ӣ các lӟp trên và bên trong ÿҥi dѭѫng, các dòng chҧy trôi.

cao, nhiӅu mây và lѭӧng mѭa tăng. Còn vӅ vai trò cӫa ÿҥi dѭѫng trong sӵ
biӃn ÿӝng cӫa khí hұu hành tinh thì chúng ta biӃt ít hѫn nhiӅu. Rҩt nhiӅu
nghiên cӭu theo hѭӟng lí thuyӃt và thӵc nghiӋm hiӋn nay chính là nhҵm vào
hѭӟng này.
5.2. Sѫÿӗ trao ÿәi nhiӋt trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí
quyӇn
HӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn là mӝt bӝ phұn hӧp thành và có lӁ là bӝ
phұn hӧp thành quan trӑng nhҩt cӫa
hӋ thӕng khí hұu. HӋ thӕng khí hұu là
tұp hӧp các quyӇn cӫa hành tinh - khí quyӇn, ÿҥi dѭѫng quyӇn, thҥch quyӇn,
băng quyӇn và sinh quyӇn- tѭѫng tác qua lҥi và trao ÿәi vұt chҩt và năng
lѭӧng vӟi nhau.
Ĉҫu tiên ta xét nhӳng ÿһc ÿiӇm hình thành quá trình trao ÿәi nhiӋt toàn
cҫu (lҩy trung bình ÿӕi vӟi Trái Ĉҩt nói chung) trong hӋ thӕng khí hұu. Xét
theo nghƭa nhiӋt ÿӝng lӵc thì hӋ thӕng khí hұu là hӋ thӕ
ng mӣ, vì nó liên
tөc
trao ÿәi nhiӋt vӟi không gian vNJ trө.
Tҥi biên trên cӫa khí quyӇn, thѭӡng qui ѭӟc ÿó là ÿӝ cao
km 30
|H
,
có mӝt dòng bӭc xҥ mһt trӡi sóng ngҳn bҵng 1368 W/m
2
ÿi tӟi và ÿҥi lѭӧng
này ÿѭӧc gӑi là
hҵng sӕ mһt trӡi. Ta chҩp nhұn ÿҥi lѭӧng này làm 100 % và
199 200
sӁѭӟc lѭӧng tҩt cҧ các dòng nhiӋt trong hӋ thӕng khí hұu thành các bӝ phұn
cӫa hҵng sӕ mһt trӡi (hình 5.1). Tӯ hình này thҩy rҵng, albeÿô cӫa hӋ thӕng

nhiӋt. Nhѭng muӕn vұy cҫn phҧi sao cho tӯ mһt ÿӋm có
33 % nhiӋt năng
ÿѭӧc truy
Ӆn vào khí quyӇn dѭӟi dҥng các dòng nhiӋt và hѫi nѭӟc do rӕi.
Ĉһc ÿiӇm quan trӑng nhҩt cӫa sѫÿӗ trao ÿәi nhiӋt toàn cҫu ÿã xét ӣ trên
là tҩt cҧ các dòng năng lѭӧng chӍ có hѭӟng thҷng ÿӭng: mӝt sӕ dòng hѭӟng
xuӕng dѭӟi, mӝt sӕ dòng khác hѭӟng lên trên. Vì vұy khi chuyӇn tӯ qui mô
lҩy trung bình toàn cҫu sang qui mô ÿӏa phѭѫng thì sѫÿӗ trao ÿәi n
hiӋt sӁ
phӭc tҥ
p hѫn rҩt nhiӅu.
Hình 5.1. Sѫÿӗ cân bҵng nhiӋt năm trung bình cӫa hӋ thӕng khí hұu Trái Ĉҩt
Bây giӡ trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn ta tách ra mӝt thӇ tích tùy
ý (hình 5.2) giӟi hҥn phía dѭӟi bӣi ÿáy ÿҥi dѭѫng, phía trên bӣi ranh giӟi
trên cӫa khí quyӇn. Ký hiӋu dòng bӭc xҥ sóng ngҳn ÿi tӟi ranh giӟi trên cӫa
khí quyӇn là , dòng phҧn xҥ là , còn phát xҥ só
ng dài thoát vào
khoҧng không vNJ trө là . Khi ÿó, dòng bӭc xҥ kӃt quҧ bҵng
a
Q
a
C
a
J
aaaa
CJQR  .
Tѭѫng tӵ nhѭ vұy, có thӇ biӇu diӉn các dòng bӭc xҥ tҥi mһt ÿҥi dѭѫng:
dòng bӭc xҥ só
ng ngҳn ÿi tӯ trên xuӕng tӟi mһt ÿҥi dѭѫng, dòng
phҧn xҥ tӯ mһt ÿҥi dѭѫng,

. NӃu
chênh lӋch ÿӝ ҭm âm (
0'q ) sӁ xҧy ra ngѭng tө hѫi nѭӟc tӯ không khí và
dòng ҭm sӁ hѭӟng xuӕng mһt ÿҥi dѭѫng. Thí dөÿiӇn hình vӅ sӵ ngѭng tө là
sѭѫng mù. Tuy nhiên, hiӋu ӭng này mang ÿһc ÿiӇm ÿӏa phѭѫng. NӃu ÿem
chia
L
E
cho nhiӋt lѭӧng hóa hѫi L , ta nhұn ÿѭӧc giá trӏ cӫa lѭӧng bӕc hѫi.
NӃu thӇ tích ÿѭӧc tách ra nҵm ӣ các vùng cӵc, thì tҥi mһt ÿҥi dѭѫng có
thӇ xҧy ra sӵ chuyӇn pha nѭӟc thành băng và ngѭӧc lҥi. Lѭӧng nhiӋt tӓa ra
khi tҥo băng (khi tan băng cùng mӝt lѭӧng nhiӋt này bӏ hҩp thө) bҵng
ML
, trong ÿó

nhiӋt lѭӧng tinh thӇ hóa,
cb
)
c
L

M
khӕi lѭӧng băng
ÿѭӧc tҥo thành hay bӏ tan.
Vì tәng ÿҥi sӕ các dòng nhiӋt qua mһt ÿҥi dѭѫng thѭӡng không bҵng
không, nên phҧi tӗn tҥi mӝt dòng nhiӋt thҷng ÿӭng
B
giӳa mһt ÿҥi dѭѫng và
các lӟp sâu hѫn cӫa nó. Trong ÿó nӃu lӟp mһt ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc sѭӣi ҩm, thì
dòng nhiӋt hѭӟng xuӕng sâu và ngѭӧc lҥi.

Bӭc xҥ mһt trӡi - thӵc tӃ là nguӗn năng lѭӧng duy nhҩt ÿӕi vӟi phҫn
lӟn các quá trình xҧy ra trong khí quyӇn, thӫy quyӇn và ӣ các lӟp trên cӫa
203 204
thҥch quyӇn. Nѭӟc Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi tích lNJy mӝt lѭӧng nhiӋt lӟn nhӡ hҩp
thө bӭc xҥ mһt rӡi. Sau ÿó nó cҩp nhiӋt cho khí quyӇn dѭӟi dҥng phát xҥ
sóng dài, các dòng nhiӋt hiӋn và nhiӋt ҭn và bҵng cách ÿó nó ÿiӅu chӍnh sӵ
hình thành khí hұu cӫa hành tinh.
Cân bҵng bӭc xҥ cӫa ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc hiӇu là tәng tҩt cҧ các dòng
nhiӋt dҥng tia do ÿҥi dѭѫng hҩp thө và phát xҥ. Vì vұy phѭѫng trình cân
bҵng bӭc xҥ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng có thӇ viӃt dѭӟi dҥng nhѭ sau:
000
)1( IQR 
D
, (5.1)
trong ÿó

0
Q

bӭc xҥ sóng ngҳn tәng cӝng (trӵc xҥ và tán xҥ) tӟi mһt ÿҥi
dѭѫng,
D
albeÿo mһt ÿҥi dѭѫng, phát xҥ hiӋu dөng (cân bҵng bӭc xҥ
sóng dài),

0
I

0
R cân bҵng bӭc xҥ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng, hay nói ÿúng hѫn, dòng

xҥ và biӃn thiên cӫa chúng trên nhӳng không gian ÿҥi dѭѫng rӝng lӟn.
Rõ ràng giҧi quyӃt vҩn ÿӅ xác ÿӏnh các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ cho
các ÿҥi dѭѫng chӍ có thӇ dӵa trên quan trҳc vӋ tinh. Tuy nhiên, tӯ các vӋ tinh
các dòng bӭc xҥ chӍÿo ÿѭӧc vӟi ÿӝ chính xác cao tҥi r
anh giӟi trên cӫa khí
quyӇ
n. ĈӇ ѭӟc lѭӧng các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ mһt ÿҥi dѭѫng thѭӡng
dùng nhӳng mӕi phө thuӝc thӵc nghiӋm liên hӋ giӳa các dòng bӭc xҥ tҥi mһt
ranh giӟi trên cӫa khí quyӇn và mһt ÿҥi dѭѫng. Ĉѭѫng nhiên, nhӳng giá trӏ
cân bҵng bӭc xҥ nhұn ÿѭӧc nhѭ vұy sӁ có sai sӕ lӟn so vӟi nhӳng ѭӟc lѭӧng

tѭѫng tӵ tҥi biên trên c
ӫa khí quyӇn.
Vì vұy, cho ÿӃn ngày nay vүn sӱ dөng rӝng rãi nhӳng phѭѫng pháp tính
toán ѭӟc lѭӧng các thành phҫn cân bҵng nhiӋt, trong ÿó ÿӝ chính xác ÿѭӧc
nâng cao hѫn bҵng cách tăng thӡi kì lҩy trung bình cӫa các dӳ liӋu xuҩt phát.
Bây giӡ ta xét các thành phҫn cân bҵng bӭc xҥ. Nhѭÿã nói ӣ trên, bӭc
xҥ tәng cӝng là tәng cӫa trӵc xҥ và tán xҥ. ViӋc kӃt hӧp ch
úng thành mӝt
dòng chung là do trong các tính toán n
ăng lѭӧng thì hiӋu ӭng kӃt quҧ cӫa các
dòng ÿó là quan trӑng.
Sӵ nhұp bӭc xҥ mһt trӡi vào mһt ÿҥi dѭѫng bӏÿiӅu tiӃt bӣi mây. Khi
không có mây (
0 n ) bӭc xҥ mһt trӡi tәng cӝng trong ÿiӅu kiӋn bҫu trӡi
không mây, gӑi là bӭc xҥ có thӇ có, bҵng
.Ĉӝ lӟn cӫa ÿѭӧc xác
ÿӏnh phө thuӝc vào ÿӝ cao Mһt Trӡi biӇu diӉn bҵng nhӳng khoҧng giá trӏ cӫa
hӋ sӕ trong suӕt ÿһc trѭng cho mӭc ÿӝ ÿөc zôn khí cӫa khí quyӇn. Vӟi khí
quyӇn “trong suӕt” hӋ sӕ này ÿѭӧc xem là b

 , (5.3)
trong ÿó và là nhӳng
hӋ sӕ thӵc nghiӋm. Nhұn thҩy rҵng trong nhӳng
mӕi phө thuӝc phӭc tҥp hѫn ngѭӡi ta có thӇ tính tӟi ÿһc ÿiӇm nhiӅu tҫng cӫa
mây.
1
b
2
b
Còn vӅ al
beÿô, vҩn ÿӅ này ÿã xét ӣ chѭѫng 3, vì vұy ӣÿây chӍ nhҳc lҥi
rҵng albeÿô phө thuӝc vào mӝt loҥt nhӳng nhân tӕ khí tѭӧng thӫy văn: lѭӧng

mây, sóng gió v.v Tuy nhiên, trong nhӳng tính toán sӕ thѭӡng sӱ dөng các
giá trӏѭӟc lѭӧng khí hұu cӫa albeÿô (xem bҧng 3.2). Ĉҥi lѭӧng
)1(
0
D
Q
biӇu diӉn lѭӧng bӭc xҥ thâm nhұp vào bên trong ÿҥi dѭѫng và ÿѭӧc gӑi là
bͱc x̩ h̭p thͭ. Nhӳng dӳ liӋu quan trҳc cho thҩy thӵc tӃ tҩt cҧ bӭc xҥ ÿѭӧc
hҩp thөӣ mӝt lӟp nѭӟc dày khoҧng chөc mét bên trên.
Bӭc xҥ hiӋu dөng là hiӋu giӳa phát xҥ sóng dài cӫa bҧn thân ÿҥi dѭѫng
( ) xác ÿӏn
h theo nhiӋt ÿӝ mһt nѭӟc và phát xҥ ngѭӧc lҥi cӫa khí quyӇn
() phө thuӝc vào phân bӕ thҷng ÿӭng cӫa nhiӋt ÿӝ, ÿӝ ҭm không khí và
lѭӧng mây, tӭc
n0
I
p0


n
, (5.4)
trong ÿó

V
hҵng sӕ Stephan-Bolzman, 
0
T nhiӋt ÿӝ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng
tính bҵng ÿӝ K. Vӟi mһt ÿҥi dѭѫng bҵng phҷng chҩp nhұn
983,0
G
. Khi
xuҩt hiӋn sóng biӇn khҧ năng phát xҥ cӫa ÿҥi dѭѫng giҧm. Vì vұy, vӟi nhӳng
ÿiӅu kiӋn sóng trung bình (4-5 cҩp) ngѭӡi ta cho rҵng
91,0
G
. Giá trӏ
G
này thѭӡng ÿѭӧc dùng trong các tính toán sӕ.
ViӋc ѭӟc lѭӧng phát xҥ ngѭӧc lҥi cӫa khí quyӇn phӭc tҥp hѫn, nó phө
thuӝc vào nhiӅu nhân tӕ. Vì vұy trong nhӳng trѭӡng hӧp không cҫn thiӃt tính
riêng các ÿҥi lѭӧng và , ngѭӡi ta sӱ dөng
nhӳng công thӭc tích phân
ÿӇ ѭӟc lѭӧng phát xҥ hiӋu dөng. Vӟi tѭ cách là thí dө, chúng tôi dүn công
thӭc thӵc nghiӋm do Andersen nhұn ÿѭӧc:
n0
I
p0
I

00
QaR vӟi hӋ sӕ
tӍ lӋ biӃn ÿәi tӯ 0,5 ӣ các vƭÿӝ cao ÿӃn 0,79 tҥi xích ÿҥo. Nhѭ N.A.
Timopheev ÿã cho biӃt, khi tính thêm lѭӧng mây thì nhӳng giá trӏ khí hұu
trung bình tháng cӫa cân bҵng bӭc xҥ có thӇ ÿѭӧc xác ÿӏnh vӟi ÿӝ chính xác
khá cao theo công thӭc
a
PMP
)052,031,3(22,2
2
00
 QR ,
trong ÿó

P
chӍ sӕ lѭӧng mây liên hӋ vӟi cҩp lѭӧng mây bҵng mӝt biӇu
thӭc phө thuӝc phi tuyӃn
2
40,0130,01 nn 
P
.
Do ÿó, khi không mây
1
P
, còn khi 1 n 47,0
P
, tӭc giá trӏ
P
biӃn thiên gҫn hai lҫn.
207 208

hӧp thӭ hai liên quan tӟi ҧnh hѭӣng cӫa các ÿӟi nghӏch nhiӋt tín phong và
nhӳng hҧi lѭu lҥnh.
0
|Q
Phân bӕ c
ác giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ tru
ng bình năm thӇ hiӋn trên hình
5.4. Tҥi các vƭÿӝ thҩp dòng kӃt quҧ cӫa năng lѭӧng bӭc xҥÿҥt tӟi 400-440
cal/(cm
2
.ngày), hѫn nӳa nhӳng giá trӏ cӵc ÿҥi tұp trung ӣ các vùng phía tây
cӫa Ĉҥi Tây Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ Dѭѫng và phҫn trung tâm cӫa Thái Bình
Dѭѫng. Phân bӕ các giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ thӵc tӃÿӗng nhҩt vӟi phân bӕ
các giá trӏ bӭc xҥ tәng cӝng. Ĉó là vì biӃn ÿәi không gian cӫa phát xҥ hiӋu
dөng và bӭc xҥ phҧn xҥ nhӓ so vӟi biӃn ÿәi không gian cӫa tә
ng
xҥ. Tӯÿây
tҩt cҧ nhӳng qui luұt trong phân bӕ cӫa cNJng là ÿһc t
rѭng cӫa.
0
Q
0
R
Hình 5.3. Phân bӕ giá trӏ trung bình năm cӫa tәng xҥ trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi, cal/(cm
2
.ngày) (theo N.A.
Timo
p
heev
)

R
L
R
L
Q
70  60
o
N75238422
60  50 90 43 100 32
50  40 113 64 127 45
40  30 142 90 155 58
30  20 168 111 175 64
20  10 177 121 181 74
10  0 177 124 158 79
0  10
o
S 181 127 150 79
10  20 177 122 165 75
20  30 165 109 173 71
30  40 144 92 161 62
40  50 116 72 122 44
50  60 87 46 86 35
Trung bìnhTrái Ĉҩt
144 91 138 50
211 212
Theo sӕ liӋu ӣ bҧng 5.1, giá trӏ cân bҵng bӭc xҥ trung bình toàn cҫu (lҩy
trung bình toàn thӫy vӵc Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi) bҵng 91 Kcal/(cm
2
.năm), trong
khi ÿó ÿӕi vӟi mһt lөc ÿӏa - bҵng 50 Kcal/(cm

'
¦
i
X
¦
'

i
X
¦
'

i
X
Nhѭ vұy, p
hѭѫng trình (5.6) biӇu diӉn ÿӏnh luұt bҧo toàn năng lѭӧng
hay vұt chҩt. Tùy thuӝc các qui mô không gian
-thӡi gian cӫa phép lҩy trung
bình ÿӕi vӟi các dӳ liӋu xuҩt phát, phѭѫng trình này có thӇ có dҥng rҩt khác
nhau, bӣi vì tѭѫng quan giӳa các dòng và nhӳng biӃn thiên cӫa chúng không
giӳ nguyên không ÿәi trong không gian cNJng nhѭ thӡi gian.
Qui mô không gian lӟn nhҩt là thӇ tích Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi nói chung,
còn qui mô nhӓ nhҩt - là thӇ tích
ÿѫn vӏ cӫa nó. Còn vӅ qui mô thӡi gian, thì
cұn trên cӫa nó có thӇ bҵng hàng trăm, thұm chí hàng nghìn năm, vì thӡi gian
kéo dài cӫa các chu trình khí hұu trê
n Trái Ĉҩt nói chung cùng cӥ vӟi thӡi
gian kéo dài cӫa các kӍ nguyên ÿӏa chҩt. Nhұn thҩy rҵng khi giҧm qui mô lҩy
trung bình, ÿһc biӋt qui mô thӡi gian, phѭѫng trình cân bҵng thѭӡng phӭc tҥp
lên, vì trong trѭӡng hӧp này xuҩt hiӋn nhu cҫu phҧi tính tӟi nhӳng sӕ hҥng có

và F
T
tuҫn tӵ là dòng nhiӋt toàn phҫn (tích phân) do các dòng chҧy và trao ÿәi rӕi
(cuӝn xoáy), tӭc

0
Z 0
0
Z 
K
Z
zdTc
Z
Z
K

0
A
³
VF
U
, zdTc
Z
Z
T
K

0
³
cc

g sӁ tѭѫng ӭng vӟi tăng enthalpy.
Sӕ hҥng thӭ hai vӃ trái, cө thӇ là phân kì cӫa dòng toàn phҫn chӍ dòng
nhiӋt kӃt quҧ mҩt (hay dòng nhiӋt ÿӃn) do c g ngang trong cӝ c
thҷng ÿӭng. Trong nhӳng trѭӡng hӧp khi
0/ oww tS nhӳng giá trӏ
0
div F
có thӇѭ là các dòng nhiӋt mҩt (hay nguӗn) trong ÿҥi d ng
vùng 0 div
0
!F là nhӳn ӗn nhiӋt, ngѭӧc lҥi nhӳng vùng 0 div
0
F là
dòng nhiӋt mҩt. Giá trӏ
0
divF d
lí
giҧi nh ѭѫng.
g ngu
ѭѫn
g tron p dòng nh
vѭӧt
rao ÿәi rӕi, t
khi
ҥi dѭѫng và âm khi i dѭѫng cҩp
nhiӋt
chênh lӋch giӳa nhiӋt ÿӝ cӫa giáng thӫy và
nhiӋ
gѭӧc lҥi. Trong trѭӡng hӧp này phѭѫng trình (5.7) có thӇ biӇu diӉn
nhѭ sau:

w
00
Ӭng vӟi n
hӳng ÿiӅu kiӋn trung bình năm nhiӅu năm (khí hұu
div
F . (5.8)
) phѭѫng
trình (5.7) không kӇ tӟi nhӳng biӃn ÿәi pha nѭӟc ÿ
dòng nhiӋt trong ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc bù trӯ bҵng cân bҵng
nhiӋt
Khi lҩy trung bình ÿӟi, phѭѫng trình (5.9) trӣ
ѭӧc viӃt nhѭ sau
ĭLER 
00
div F , (5.9)
tӭc là phân kì cӫa
tӯ bên ngoài.
thành
>
@
>@
ĭLERF 
00y
div , (5.10)
trong ÿó dҩu ngoһc vuông chӍ phép lҩy trung bình dӑc theo vòng tròn vƭÿӝ,
còn dòng nhiӋt kinh hѭӟng ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng
zdvTcF
Z
Z
y

Trong trѭӡng hӧp tәng quá
tS / ww có thӇ xác ÿӏnh thông
qua nhӳng sai phân hӳu hҥn, tӭc
W
t

w
,
ong ÿó
k
S và 
n
S enthalpy vào lúc cuӕi và lúc ÿҫu cӫa khoҧng tính toán
nk
SS
S

w
tr
W
. Thí d ѭӟc lѭӧng nhӳng biӃn thiên bên trong tháng cӫa enthalpy ÿҥi
dѭѫng ( 1
ө, khi

W
tháng) chúng t ҩt m n sӱ dөng các giá trӏ enthalpy ӣ ngày
cuӕi và ngày ÿҫu tháng làm
k
S và
n

bên dѭӟi lӟp
hoҥt ÿӝng nhӳng biӃn thiên nhiӋt ÿӝ thѭӡng không ÿáng kӇ, thì có thӇ giӟi
hҥn ӣÿӝ sâu ÿҥi dѭѫng khoҧng 200-300 m.
Trong rҩt nhiӅu nghiên cӭu ngѭӡi ta ÿã xác lұp ÿѭӧc rҵng nhӳng biӃn
thiên vƭ mô cӫa enthalpy lӟp hoҥt ÿӝng rҩt tѭѫng quan vӟi nhiӋt ÿӝ mһt ÿҥi
dѭѫng. Mӝt mһt ÿiӅu này
cho phép
ÿѫn giҧn hóa hѫn nӳa thӫ tөc tính trong
nhӳng trѭӡng hӧp không ÿòi hӓi ÿӝ chính xác cao, mһt khác - xem xét biӃn
thiên thӡi gian cӫa nhiӋt ÿӝ mһt ÿҥi dѭѫng nhѭ là mӝt chӍ thӏ vӅ nhӳng dao
ÿӝng vƭ mô cӫa enthalpy ÿҥi dѭѫng.
Trên hình 5.5 dүn nhӳng giá trӏ biӃn thiên trung bình cӫa enthalpy lӟp
hoҥt ÿӝng theo các ÿӟi 10
o
cӫa Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi. Nhѭÿã nhұn xét ӣ trên,
nhӳng giá trӏ này ÿһc trѭng cho tӕc ÿӝ sѭӣi nóng (làm lҥnh) các khӕi nѭӟc
ÿҥi dѭѫng. Tӯ hình 5.5 thҩy rҵng biӃn thiên enthalpy có biӃn trình vƭÿӝ thӇ
hiӋn khá rõ. Trong ÿó cӵc ÿҥi tích lNJy nhiӋt nҵm ӣ cұn nhiӋt ÿӟi bҳc bán cҫu
và quan sát thҩy vào các tháng 7-8. ĈiӅu lý thú là cӵc ÿҥi làm lҥnh ÿҥi dѭѫng
cNJ
ng
nҵm ӣ chính ÿӟi này và gһp thҩy vào tháng 12. Nhѭ vұy chính ӣ nѫi
ÿây quan sát thҩy biên ÿӝ cӵc ÿҥi cӫa các dao ÿӝng năm cӫa ÿҥi lѭӧng
ҵng
khoҧng 470 W/m
2
.
tS / ww
, b
Trong m

khí quyӇn.
Dƭ nhiên, mӛi cách tiӃp cұn nêu trên có nhӳng ѭu ÿiӇm và nhѭӧc ÿiӇm
cӫa mình, nhѭng chúng có mӝt nhѭӧc ÿiӇm chung: ÿӝ chính xác ѭӟc lѭӧng
vұn chuyӇn nhiӋt rҩt thҩp. Hѫn nӳa, thұm chí ta không kiӇm soát ÿѭӧc ÿӝ
chính xác cӫa các ѭӟc lѭӧng ÿó. Có
thӇ
nói rҵng các dòng nhiӋt phѭѫng
ngang trong ÿҥi dѭѫng ÿѭӧc biӃt ÿӃn chӍӣ mӭc ÿӝ ÿӏnh tính.
Trong bҧng 5.2 dүn phân bӕ các dòng nhiӋt kinh hѭӟng trung bình theo
ÿӟi ӣ tӯng ÿҥi dѭѫng và Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi nói chung. Ĉһc trѭng ÿӕi vӟi
toàn Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi là vұn chuyӇn kinh hѭӟng ӣ cҧ hai bán cҫu có
hѭӟng ÿӃn các cӵc, trong ÿó các giá trӏ vұn chuyӇn kin
h hѭӟng cӵ
c ÿҥi xҧy
ra ӣÿӟi chí tuyӃn và bҵng gҫn
15
W. Trѭӟc hӃt ÿó là do sӵ hiӋn diӋn
cӫa nhӳng dòng chҧy lӟp mһt mҥnh nhѭ Gѫnstrim, Kurosyo ӣ bҳc bán cҫu
và dòng chҧy Brazil, Môzămbic ӣ nam bán cҫu.
100,2 
N
goài ra, nhѭÿã thҩy tӯ hình 5.2, vұn chuyӇn nhiӋt qua xích ÿҥo gҫn
bҵng không. ĈiӅu này cho phép nhұn ÿӏnh rҵng các quá trình trao ÿәi nhiӋt ӣ
bҳc bán cҫu và nam bán cҫu có lӁ khá ÿӝc lұp vӟi nhau.
Tuy nhiên, nӃu xét riêng trong tӯng
ÿҥi dѭѫng, thì thҩy rҵng có vұn
chuyӇn nhiӋt qua xích ÿҥo. Thұt vұy, ӣĈҥi Tây Dѭѫng vұn chuyӇn nhiӋt
hѭӟng tӯ nam bán cҫu tӟi bҳc bán cҫu, còn
ӣ Thái Bình Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ
Dѭѫng, ngѭӧc lҥi, tӯ bҳc bán cҫu tӟi nam bán cҫu. VӅ cѫ bҧn vұn chuyӇn

10 1,30 0,49 0,03 1,76 1,16 34
0 1,06 0,47 0,28 0,31 0,04 115
10
o
S 0,75 1,56 0,64 1,45 0,11 93
20 0,69 1,84 0,75 1,90 2,44 44
30 0,67 1,79 0,66 1,78 4,59 33
40 0,72 1,61 0,52 1,41 4,22 25
50 0,64 1,48 0,44 1,28 2,96 30
60 0,70 1,61 0,16 0,62 2,20 22
Trong khí quyӇn, vұn chuyӇn nhiӋt ӣ tӯng bán cҫu hѭӟng tӟi các cӵc và
ÿҥt cӵc ÿҥi ӣ gҫn 40
o
. Vì cӵc ÿҥi cӫa vұn chuyӇn ÿҥi dѭѫng dӏch vӅ phía xích
ÿҥo mӝt ít, nên nói chung ÿҥi dѭѫng ÿҧm nhұn vұn chuyӇn nhiӋt tӯ các vƭÿӝ
xích ÿҥo - chí tuyӃn vӅ các vƭÿӝ cao, ӣÿó nhiӋt ÿѭӧc cҩp cho khí quyӇn
bҵng con ÿѭӡng bӕc hѫi. Sau ÿó nhiӋt ÿѭӧc vұn chuyӇn tiӃp tөc vӅ phía các
219 220
cӵc chӫ yӃu theo con ÿѭӡng khí quyӇn.
Bây giӡ ta xem xét sӵ phân bӕ cӫa ÿҥi lѭӧng phân kì dòng nhiӋt kinh
hѭӟng trung bình ÿӟi, ÿҥi lѭӧng này có thӇ tính tӯ phѭѫng trình (5.10) thông
qua cân bҵng nhiӋt tӯ bên ngoài theo ÿiӅu kiӋn trung bình khí hұu.
DӉ nhұn thҩy rҵng phân bӕ cӫa hӧp phҫn cân bҵng nhiӋt này mang ÿһc
ÿiӇm “lӝn xӝn” hѫn nhiӅu so vӟi dòng nhiӋt kinh hѭӟng. Nhìn chung nhӳng
vƭÿӝ
thҩp cӫa cҧ hai
bán cҫu là nhӳng nguӗn nhiӋt, vì ӣÿây cân bҵng nhiӋt
tӯ bên ngoài mang dҩu dѭѫng. Tҩt cҧ nhӳng vƭÿӝ còn lҥi là nhӳng vùng tiêu
nhiӋt, vì tәng nhiӋt cҩp vào khí quyӇn vѭӧt trӝi dòng nhiӋt bӭc xҥ tӟi. Ĉҥi
Tây Dѭѫng tӓ ra là mӝt ngoҥi lӋ: tҩt cҧ phҫn phía nam cӫa nó là vùng tích

tích lNJy nhi
Ӌt, ÿiӅu này dүn tӟi chӛ lѭӧng nhiӋt do các dòng chҧy mang ÿi
(dòng ÿi) ít hѫn lѭӧng nhiӋt do chúng mang ÿӃn (dòng ÿӃn). KӃt quҧ là ta
nhìn thҩy nhӳng giá trӏ dҩu âm cӫa trên bҧn ÿӗ.
0
div F
0
div F
Hình 5.6. Phân bӕÿҥi lѭӧng phân kì dòng nhiӋt toàn phҫn (W/m
2
) trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi
221 222
Bӭc tranh ngѭӧc lҥi thѭӡng quan sát thҩy ӣ nhӳng vùng hoҥt ÿӝng cӫa
các dòng chҧy lҥnh, thí dө dòng Kanarѫ, Caliphocnia, Benghel, Pêru, ӣÿây
các giá trӏ
mang dҩu dѭѫng. Tuy nhiên, tҥi các vƭÿӝ cao, do dòng bӭc
xҥ mһt trӡi giҧm mҥnh, nhiӋt ÿӝ nѭӟc và không khí rҩt tѭѫng phҧn nhau, ta
có thӇ lҥi nhìn thҩy nhӳng giá trӏ âm ӣ nhӳng vùng hoҥt ÿӝng cӫa
dòng chҧy lҥnh, tӭc các vùng này là nhӳng ә tiêu phí nhi
Ӌt cӫa ÿҥi dѭѫng
(dòng Ĉông Grinlan, Labraÿo).
0
div F
0
div F
5.4.4. Mҩt nhiӋt do bӕc hѫi và nhiӋt trao ÿәi rӕi cӫa ÿҥi dѭѫng
vӟi khí quyӇn
HiӋn nay ÿӇ tính các dòng nhiӋt hiӋn và ҭn tӗn tҥi rҩt nhiӅu phѭѫng
pháp dӵa trên nhӳng giҧ thiӃt khác nhau. Nhӳng phѭѫng pháp phә biӃn nhҩt
là: phѭѫng pháp thăng giáng (tѭѫng quan), phѭѫng pháp graÿien (trҳc diӋn)

z
q
kLLE
z
T
kcĭ
EA
a
TAP
,
w
w

w
w

UU
, (5.12)
trong ÿó và tuҫn tӵ là n
hӳng hӋ sӕ khuӃch tán rӕi cӫa nhiӋt ÿӝ và cӫa
hѫi nѭӟc, thѭӡng ÿѭӧc tính theo dӳ liӋu vӅ trҳc diӋn thҷng ÿӭng cӫa tӕc ÿӝ
gió.
T
k
E
k
Cҧ ha
i phѭѫng pháp (thăng giáng và graÿien) ÿӅu khá phӭc tҥp, rҩt
nhҥy cҧm vӟi nhӳng ÿiӅu kiӋn bên ngoài và thѭӡng ÿѭӧc dùng trong khi thӵc
hiӋn nhӳng thí nghiӋm hiӋn trѭӡng chuyên dөng

ÿӏnh theo nhiӋt ÿӝ nѭӟc có tính tӟi ÿӝ muӕi.
T
C
E
C

)(
W
Tq
Ta nhұn thҩy
trong các công thӭc trên ÿây ÿã giҧ thiӃt rҵng các dòng
nhiӋt không ÿәi theo ÿӝ cao. Lӟp không khí trong ÿó các dòng thҷng ÿӭng
xҩp xӍ không biӃn ÿәi theo ÿӝ cao ÿѭӧc gӑi là
lӟp khí quyӇn sát mһt nѭӟc.
BӅ dày cӫa lӟp này thѭӡng bҵng mӝt sӕ chөc mét và phө thuӝc vào nhiӅu
nhân tӕ bên ngoài, trong ÿó có cѭӡng ÿӝ cӫa các dòng xung lѭӧng, nhiӋt và
ҭm.
Ngoài ra, nhѭÿã thҩy tӯ (5.13), khi thì 0
10
U 0 ĭ và , ÿiӅu
này không phù hӧp vӟi thӵc tӃ, bӣi vì trong trѭӡng hӧp ÿó vӟi phân tҫng bҩt
әn ÿӏnh cӫa lӟp sát mһt nѭӟc (
0 LE
0!'T
) vұn chuyӇn nhiӋt và ҭm lên trên sӁ
ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng cѫ chӃÿӕi lѭu tӵ do. Vì vұy tҥi nhӳng tӕc ÿӝ gió nhӓ
m/s) thay vì công thӭc (5.13) ÿӇ tính các dòng có thӇ sӱ dөng, thí
dө, nhӳng mӕi phө thuӝc ÿѫn giҧn sau ÿây cӫa R.S. Bortkovski:
(3
10

101010
eeTTT
WW
e
 ' . (5.15)
Sӕ hҥng thӭ hai cӫa công thӭc này ( áp suҩt riê
ng phҫn bão hòa
cӫa hѫi nѭӟc tҥi nhiӋt ÿӝ mһt biӇn, áp suҩt riên
g phҫn cӫa hѫi nѭӟc tҥi
ÿӝ cao 10 m) thӇ hiӋn hiӋu chӍnh do phân tҫng ÿӝ ҭm cӫa lӟp không khí sát
mһt nѭӟc.

W
e

10
e
Vӟi n
hӳng tӕc ÿӝ gió lӟn ( m/s) ӭng vӟi ÿiӅu k
iӋn bão, ngѭӡi
ta thҩy có thêm sӵ bӕc hѫi và trao ÿәi nhiӋt trӵc tiӃp tӯ mһt lӟp bөi nѭӟc tҥo
thành trên ÿӍnh sóng gió bә sung vào cѫ chӃ hình thành trao ÿәi nhiӋt và ҭm
do rӕi. Do ÿó dòng nhiӋt hiӋn và ÿһc biӋt dòng nhiӋt ҭn sӁ tăng mҥnh.
14
10
!U
Bài toán ѭӟc lѭӧng sӵÿóng góp cӫa bão vào tәng lѭӧng mҩt nhiӋt ÿӃn
nay vүn
còn mang tính chҩt tranh cãi. ĈiӅu này liên quan tӟi nhӳng khó khăn
khi tiӃn hành quan trҳc khí tѭӧng thӫy văn trong ÿiӅu kiӋn bão. Theo mӝt sӕ

) ,(
1010
e
TE
TUfCC ' .
Trӏ sӕ cӫa các hӋ sӕ trao ÿәi nhiӋt và ҭm ÿѭӧc cho dѭӟi dҥng bҧng hoһc
bҵng các toán ÿӗ chuyên dөng. Trên hình 5.7 dүn mӝt toán ÿӗ nhѭ vұy, tӯ
ÿây thҩy rҵng vӟi nhӳng tӕc ÿӝ gió nhӓ thì phân tҫng cӫa lӟp sát mһt nѭӟc
ÿѭӧc ÿһc trѭng bҵng
e
T có ҧnh hѭӣng quyӃt ÿӏnh tӟi giá trӏ cӫa các sӕ
Stenton và Dalton. Khi tӕc ÿӝ gió tăng thì vai trò cӫa bҳt ÿҫu giҧm
, còn
vai trò cӫa tӕc ÿӝ gió tăng lên.
10
'
e
T
10
'
Hình 5.7. Toán ÿӗ ÿӇ xác ÿӏnh các hӋ sӕ trao ÿәi nhiӋt và ҭm ( và ) phө thuӝc
vào lѭӧng hөt nhiӋt ÿӝ hiӋu dөng và tӕc ÿӝ gió (theo N.Z. Ariel, A.V. Murasova)
T
C
E
C
225 226
Phѭѫng pháp khí ÿӝng lӵc có thӇÿѭӧc giiҧn ѭӟc mà không làm giҧm
nhiӅu vӅÿӝ chính xác cӫa tính toán. Thí dө, trong khi tính
L

52
10
6
10191,01011,010591,0 TUTU ''

.
Nhӳng sai khác vӅ các giá trӏ bӕc hѫi trung bình tháng tính theo công
thӭc (5.16) và mô hình bán thӵc nghiӋm lӟp sát mһt nѭӟc thѭӡng không vѭӧt
quá 5 %.
NӃu xét nhӳng giá trӏ năm trung bình ÿӟi cӫa lѭӧng mҩt nhiӋt do bӕc
hѫi (xem bҧng 5.3), có thӇ nhұn thҩy biӃn thiên kinh hѭӟng biӇu lӝ rõ nét vӟi
mӝt cӵc ÿҥi ӣ tӯng bán cҫu trong ÿӟi chí tuyӃn (10-20
o
). Trong ÿó graÿien
kinh hѭӟng chí tuyӃn - cӵc ӣ cҧ hai bán cҫu xҩp xӍ nhѭ nhau. Phân tích các
nhân tӕ quyӃt ÿӏnh ÿã chӭng tӓ rҵng sӵ phân bӕ nhѭ vұy cӫa các giá trӏ
L
E
trѭӟc hӃt là do phân bӕ kinh hѭӟng cӫa lѭӧng hөt ÿӝ ҭm trong lӟp sát mһt
nѭӟc và rҩt ít phө thuӝc vào tӕc ÿӝ gió, phân bӕ tӕc ÿӝ gió mang tính chҩt rҩt
không ÿӅu ÿһn.
Phân bӕ dòng nhiӋt rӕi giӳa các vƭÿӝ phӭc tҥp hѫn (xem bҧng 5.3).
Nhìn chung, cѭӡng ÿӝ trao ÿәi nhiӋt tăng khi xa dҫn khӓi ÿѭӡng xích ÿҥo.
Trong ÿó ӣ bҳc bán cҫu nó ÿҥt cӵc ÿҥ
i tҥi
các vƭÿӝ cұn cӵc (70 -60
o
N), tҥi
ÿây quan sát thҩy chênh lӋch cӵc ÿҥi giӳa nhiӋt ÿӝ nѭӟc và không khí. VӅ
phân bӕ các giá trӏ

¹
·
¨
©
§


)235(
45,7
101,6
W
W
T
T
W
e ,
còn ÿӝ ҭm không khí tѭѫng quan dѭѫng vӟi nhiӋt ÿӝ không khí. Tӯÿây trӣ
nên rõ rҵng nhiӋt ÿӝ nѭӟc và không khí là nhӳng nhân tӕ quyӃt ÿӏnh ÿӕi vӟi
tӍ sӕ Bowen.
Trong phân bӕ các giá trӏ trung bình vƭÿӝ cӫa nhұn thҩy sӵ biӃn
thi
ên kinh hѭӟng biӇu hiӋn rõ nét, ÿһc biӋt ӣ bҳc bán cҫu: các giá trӏ tăng

dҫn tӯ các vƭÿӝ thҩp lên phía các vƭÿӝ cao (bҧng 5.4). Nhѭ vұy, phҫ
n ÿóng
góp lӟn nhҩt cӫa dòng nhiӋt rӕi vào tәng lѭӧng mҩt nhiӋt tӯÿҥi dѭѫng vào
khí quyӇn sӁ xҧy ra ӣ nhӳng vùng cұn cӵc (trѭӟc hӃt ӣ các biӇn Grinlan và
Na Uy), nѫi ÿây hình thành chênh lӋch cӵc ÿҥi giӳa nhiӋt ÿӝ nѭӟc và nhiӋt
ÿӝ không khí. Hѫn nӳa các
dòng và

Ĉҥi dѭѫng
ThӃ giӟi
70  60
o
N 0,75
60  50 0,37 0,44 0,39
50  40 0,24 0,23 0,24
40  30 0,15 0,15 0,15
30  20 0,09 0,07 0,04 0,07
20  10 0,05 0,06 0,04 0,05
10  0 0,07 0,07 0,06 0,07
0  10
o
S 0,06 0,05 0,06 0,04
10  20 0,06 0,07 0,06 0,05
20  30 0,09 0,12 0,09 0,10
30  40 0,11 0,17 0,10 0,14
40  50 0,02 0,17 0,00 0,09
50  60 0,18 0,24 0,34 0,25
Cѫ chӃҧnh hѭӣng cӫa nhiӋt ҭn tӟi các quá trình khí quyӇn khác vӅ căn
bҧn. Ĉһc ÿiӇm ÿiӇn hình cӫa hѫi nѭӟc là nó có thӇ bӏ hoàn lѭu khí quyӇn
mang ÿi xa hàng trăm và hàng nghìn kilômét chӯng nào có chѭa bӏ ngѭng tө
và chѭa tҥo thành mây. Khi ngѭng tө mӝt nhiӋt lѭӧngkhәng lӗÿѭӧc tӓa ra là
nguӗn chính ÿӇ duy trì các quá trình hoàn lѭu khí quyӇn và các xoáy synop
vƭ mô (xoáy thuұn, bão v.v ). Vì vұy, khác vӟi tra
o ÿәi nhiӋt rӕi, ҧnh hѭӣng
cӫa bӕc hѫi ÿӃn khí quyӇn ÿѭӧc thӵc hiӋn mӝt cách không trӵc tiӃp và có thӇ
biӇu lӝ trên nhӳng khoҧng cách xa hѫn kӇ tӯ nѫi bӕc hѫi.
Bây giӡ ta xét nhӳng ÿһc ÿiӇm phân bӕÿӏa lý cӫa các dòng nhiӋt hiӋn
và ҭn (hình 5.8 và 5.9). Trong phân bӕ cӫa lѭӧng nhiӋt mҩt do bӕc hѫi thӇ

ÿѭӧc mang tӟi ÿây tӯ các lөc ÿӏa trong mùa lҥnh. Nhӳng giá trӏ mҩt nhiӋt do
bӕc hѫi thҩp nhҩt quan sát thҩy tҥi các vƭÿӝ trung bình cӫa nam bán cҫu ӣ
Ĉҥi Tây
Dѭѫ
ng và Ҩn Ĉӝ Dѭѫng, nѫi ÿây diӉn ra sӵ tѭѫng tác cӫa các khí
ÿoàn nóng và ҭm tӯ nhӳng vƭÿӝ chí tuyӃn tӟi vӟi mһt ÿҥi dѭѫng tѭѫng ÿӕi
lҥnh ӣ vùng hoҥt ÿӝng cӫa hҧi lѭu Gió Tây.
Hҫu nhѭ trên toàn bӅ mһt Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi dòng nhiӋt rӕi hѭӟng lên
khí quyӇn. ChӍ ngoҥi trӯ nhӳng vùng hҧi lѭu lҥnh Kalifornia và hҧ
i lѭu G
ió
Tây và ÿӟi nѭӟc trӗi phía nam xích ÿҥo ӣÿông phҫn Thái Bình Dѭѫng. Ӣ
ÿây lӟp khí quyӇn sát mһt nѭӟc ҩm hѫn mһt ÿҥi dѭѫng, vì vұy dòng nhiӋt
hiӋn hѭӟng xuӕng ÿҥi dѭѫng.
Hình 5.8. Phân bӕ giá trӏ năm trung bình mҩt nhiӋt do bӕc hѫi (W/m
2
) trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi (theo L.A. Strokina)
231 232
Hình 5.9. Phân bӕ giá trӏ năm trung bình dòng nhiӋt rӕi giNJa ÿҥi dѭѫng và khí quyӇn (W/m
2
) (theo L.A. Strokina)
Các giá trӏ cӵc ÿҥi quan sát thҩy ӣ bҳc bán cҫu tҥi nhӳng vùng có
tѭѫng phҧn lӟn giӳa nhiӋt ÿӝ nѭӟc và nhiӋt ÿӝ không khí. Trong ÿó vai trò
quan trӑng hѫn thѭӡng không thuӝc vӅ nhiӋt ÿӝ mһt ÿҥi dѭѫng, mà là nhiӋt
ÿӝ cӫa các khí ÿoàn tӯ nhӳng vùng lөc ÿӏa hoһc tӯ thӫy vӵc Bҳc Băng
Dѭѫng ÿi tӟi. Thí dө, ӣ biӇn Grinlan, bên trên hҧi lѭu lҥnh
Ĉông Grinlan
dòng hiӋn nhiӋt ÿҥt tӟi 90 W/m
2
. Ngoài ra, nhұn thҩy nhӳng ә giá trӏ ĭ cao

rõ, trong khi ӣ các vƭÿӝ thҩp (ÿһc biӋt trong Ҩn Ĉӝ Dѭѫng và Thái Bình
Dѭѫng) nó biӇu lӝ yӃu. Các giá trӏ dòng nhiӋt hiên và ҭn cӵc ÿҥi nhұn thҩy
vào mùa ÿông, còn giá trӏ cӵc tiӇu - mùa hè. ĈiӅu này ÿѭӧc thҩy trӵc quan
trên hình 5.5, ӣÿó thӇ hiӋn biӃn trình năm cӫa các dòng
L
E
và ĭ lҩy trung
bình theo bán cҫu ÿӕi vӟi tӯng ÿҥi dѭѫng. Nhѭ chúng ta mong ÿӧi, ӣ nam
bán cҫu biӃn trình năm thӇ hiӋn yӃu hѫn nhiӅu so vӟi ӣ bҳc bán cҫu. Ngoҥi
trӯҨn Ĉӝ Dѭѫng, phҫn phía bҳc cӫa nó nҵm trong ÿӟi tác ÿӝng cӫa gió mùa
233 234
Ҩn Ĉӝ Dѭѫng. Chính là vào thӡi kì mùa hè mҩt nhiӋt do bӕc hѫi ӣÿây ÿҥt
cӵc ÿҥi.
5.5. Khái niӋm vӅ chu trình thӫy văn
Sӵ quay vòng cӫa nѭӟc trong tӵ nhiên (chu trình thӫy văn) là mӝt
quá trình liên tөc tuҫn hoàn và biӃn ÿәi trӳ lѭӧng nѭӟc dѭӟi tҩt cҧ các dҥng
cӫa nó trong phҥm vi thӫy quyӇn cӫa Trái Ĉҩt. Vì thӫy quyӇn là lӟp vӓ nѭӟc
di ÿӝng thӕng nhҩt cӫa hành tinh, tӭc tҩt cҧ các dҥng nѭӟc tӵ nhiên nҵm
trong ÿҥi dѭѫng, khí quyӇn, thҥch quyӇn và băng quyӇn, cho nên tӯÿây trӣ
nên dӉ hiӇu sӵ phӭc tҥp c
ӫa vҩn ÿӅ ng
hiên cӭu chu trình thӫy văn; vҩn ÿӅ
này mӝt mһt vѭӧt ra khӓi khuôn khә cӫa tӯng bӝ môn khoa hӑc riêng lҿ,
nhѭng mһt khác lҥi là sӧi dây kӃt nӕi giӳa chúng.
Chu trình thӫy văn có vai trò ÿһc biӋt quan trӑng trong sӵ hình thành
khí hұu hành tinh, nó quyӃt ÿӏnh nhӳng qui mô dao ÿӝng khí hұu, bҳt ÿҫu tӯ
các dao ÿӝng vi mô và kӃt thúc bҵng các ÿҥi băng hà. Nghiên cӭu chu trình
thӫy văn c
ó ý nghƭa thӵc tiӉn to lӟn. Khó có thӇ kӇ ra mӝt loҥi nѭӟc tӵ nhiên
nào ÿó (có thӇ là ngoҥi trӯ nhӳng tҧng băng hà bӏ vùi phӫ) mà không mang

dѭѫng ThӃ giӟi, trong băng quyӇn, trong thҥch quyӇn và trong khí quyӇn.
Trӳ lѭӧng nѭӟc trong sinh quyӇn ӣÿây không tính ÿӃn, vì nó nhӓ không
ÿáng kӇ thұm chí so vӟi trӳ lѭӧng nѭӟc trong khí quyӇn.
lc
VVV , ,
0 a
V
Ta xét mô hình bӗn chӭa cӫa chu trình thӫy văn (hình 5.10). Rõ ràng,
mӛi bӗn chӭa cùng vӟi tҩt cҧ các dҥng nѭӟc chӭa trong nó cùng vӟi các dòng
nѭӟc bên trong và trên các biên cӫa nó dӉ dàng biӇu diӉn thành mӝt khâu cӫa
chu trình thӫy văn. Nhѭ vұy ta có bӕn khâu: ÿҥi dѭѫng, lөc ÿӏa (trên ÿҩt
liӅn), băng quyӇn và khí quyӇn. Do ÿó có thӇ lұp hӋ gӗm bӕn phѭѫng trình
cân bҵng dҥng (5.6), chúng sӁ mô tҧ các quá trình thӫ
y văn vӟi nhӳng qui mô
lҩy trung bình bé hѫn qui mô toàn cҫu. Tuy nhiên phҧi lѭu ý rҵng dҥng cө thӇ
cӫa phѭѫng trình sӁ phө thuӝc
vào các qui mô lҩy trung bình không gian -
thӡi gian, vì tѭѫng quan giӳa các thành phҫn cân bҵng nѭӟc không phҧi
không ÿәi trong không gian và thӡi gian.
Tӯ khí quyӇn rѫi xuӕng mһt lӟp băng hà km
3
giáng thӫy và
thӵc tӃ hҫu nhѭ cùng lѭӧng ÿó dѭӟi dҥng băng trôi và dòng nѭӟc ÿi vào ÿҥi
dѭѫng. Sӵ bӕc hѫi tӯ mһt tuyӃt vô cùng nhӓ so vӟi lѭӧng giáng thӫy. Tӯÿây
dӉ thҩy rҵng sӵ trao nѭӟc ÿәi giӳa các bӗn khác nhau vӅ lѭӧng lӟn nhѭ thӃ
nào. Ta cNJng nhұn thҩy rҵng ÿӝ chính xác cӫa các ѭӟc lѭӧng ÿã dүn rҩ
t
kh
ông nhѭ nhau. Ĉһc trѭng ÿѭӧc xác ÿӏnh chính xác nhҩt là dòng nѭӟc sông
toàn cҫu, còn ít chính xác nhҩt là mѭa trên ÿҥi dѭѫng, sai sӕ xác ÿӏnh mѭa

băng tӯ Nam Cӵc và Grinlan. Cuӕi cùng, ÿҥi dѭѫng hình thành phә biӃn
ÿӝng thӡi gian cӫa các quá trình thӫy văn ӣ mӭc ÿӝ ÿáng kӇ nhҩt.
Nhѭ vұy chҳc chҳn nghiên cӭu sӵ trao ÿәi nѭӟc trong hӋ thӕng ÿҥ
i
dѭѫn
g - khí quyӇn có ý nghƭa quan trӑng nhҩt trong khi khҧo sát nhӳng qui
luұt hình thành chu trình thӫy văn.
5.6. Trao ÿәi nѭӟc trong hӋ thӕng ÿҥi dѭѫng - khí quyӇn
5.6.1. Giáng thӫy
Nhѭÿã nói ӣ trên, lѭӧng giáng thӫy rѫi xuӕng ÿҥi dѭѫng là hӧp phҫn
khó xác ÿӏnh nhҩt cӫa chu trình thӫy văn. Ĉó là vì cho ÿӃn nay chúng ta chѭa
biӃt ÿo lѭӧng mѭa trên tҫu. Thӵc vұy, ÿӝ chính xác ÿo lѭӧng mѭa không cao
do mӝt loҥt nguyên nhân:
1) Sai sӕ dөng cө do thiӃt kӃ;
2) Ҧnh hѭӣng làm sai lӋch cӫa gió do sӭc cҧn cӫa phҫn boong tҫu và
các cҩu kiӋn c
ӫa tҫu g
ây nên;
3) Bөi nѭӟc biӇn, nѭӟc và bөi nѭӟc tӯ các cҩu kiӋn tҫu và cӝt buӗm rѫi
vào khe tiӃp nhұn cӫa dөng cө;
4) Sӵ sai lӋch cӫa mһt phҷng khe tiӃp nhұn khӓi phѭѫng ngang do lҳc
tҫu.
Tә hӧp sai sӕ có thӇ có gây bӣi nhӳng nhân tӕÿã nêu trong ÿiӅu kiӋn
thӵc rҩt ÿa dҥng và thӵc tӃ kh
ông kiӃm soát ÿӏnh lѭӧng ÿѭӧc. Vì vұy sai sӕ
tәng cӝng ѭӟc lѭӧng giáng thӫy có thӇ biӃn thiên trong giӟi hҥn rӝng, rҩt khó
xác ÿӏnh.
Rõ ràng, con ÿѭӡng triӇn vӑng nhҩt ÿӇ nâng cao ÿӝ chính xác và ÿӝ tin
cұy ѭӟc lѭӧng giáng thӫy trên ÿҥi dѭѫng liên quan tӟi tiӃn bӝ trong lƭnh vӵc
viӉn thám khí quyӇn tӯ vӋ tính nhân tҥo. Nhӳng thành tӵu trong hѭӟng này

tuy nhiên trên Ĉҥi Tây Dѭѫng và phía ÿông Thái Bình Dѭѫng dҧi hӝi tө nӝi
nhiӋt ÿӟi ӣ lҥi bҳc bán cҫu suӕt cҧ năm.

Thҩy rҵng thұm chí trong ÿӟi xích ÿҥo cNJng nhұn thҩy tính bҩt ÿӗng
nhҩt không gian mҥnh trong phân bӕ luӧng mѭa. Thí dө, ӣÿông phҫn Ҩn Ĉӝ
Dѭѫng, phía tây quҫn ÿҧo Zonÿ, lѭӧng mѭa vѭӧt trên 4
000 mm, trong khi ӣ
phҫn ÿӕi diӋn cӫa ÿҥi dѭѫng, vùng dòng chҧy lҥnh Sômali chӍ bҵng dѭӟi 200
mm. Tҥi các vƭÿӝ chí tuyӃn nҵm dѭӟi tác ÿӝng cӫa ÿai khí áp cao, lѭӧng
mѭa hҫu nhѭ cӵc tiӇu khҳp mӑi nѫi.
Phân bӕ lѭӧng mѭa trung bình ÿӟi nhұn ÿѭӧc bҵng cách lҩy trung bình
các sӕ liӋu cӫa E.G. Bogÿanova ÿѭӧc biӇu diӉn trong bҧng 5.6.
Profil lѭӧng mѭa kinh
hѭӟng cNJng khҷng ÿӏnh nhӳng qui luұt ÿã nhұn
xét ӣ trên, thӇ hiӋn rõ nhҩt ӣ bҳc bán cҫu: cӵc ÿҥi ӣÿӟi xích ÿҥo, giҧm mҥnh
v
Ӆ phía chí tuyӃn (30-20
o
N), sau ÿó tăng ӣ các vƭÿӝ trung bình và cuӕi cùng
giҧm ӣ các vùng cӵc. Ӣ nam bán cҫu nhұn thҩy biӃn trình kinh hѭӟng cӫa
giáng thӫy có ÿһc ÿiӇm trѫn hѫn. CNJng có thӇ nhұn thҩy rҵng lѭӧng mѭa lӟn
nhҩt thuӝc vӅ Thái Bình Dѭѫng, bé nhҩt - ӣĈҥi Tây Dѭѫng, và khác biӋt
trung bình bҵng 1,5 lҫn, ÿiӅu này ÿѭӧc giҧi thích bҵng kích thѭӟc ngang (vƭ
hѭӟng) cӫa
các ÿҥi dѭѫng: hҫu nhѭ tҩt cҧ lѭӧng nѭӟc bӕc hѫi tӯ bӅ mһt Thái
Bình Dѭѫng ÿѭӧc chuyӇn thành mѭa ngay tҥi ÿây, trong khi phҫn ÿáng kӇ
nѭӟc bӕc hѫi tӯ bӅ mһt Ĉҥi Tây Dѭѫng ÿѭӧc mang vào các lөc ÿӏa, còn ӣ
vùng biӇn Karibê - mang sang Thái Bình Dѭѫng. Nhѭ vұy Ĉҥi Tây Dѭѫng
ÿóng vai trò quan trӑng hѫn trong sӵ hình thành trӳ lѭӧng nѭӟc lөc ÿӏa. KӃ
t

40  50 110 158 145 142
50  60 106 154 129 134
60  70 74 106 73 89
239 240
Hình 5.11. Phân bӕ lѭӧng mѭa năm trung bình (mm/năm) trên Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi (theo E.G. Bogÿanova)
Bҧng 5.7. Phân bӕ nhӳng hӧp phҫn trao ÿәi nѭӟc qua mһt các ÿҥi dѭѫng
ӣ phҫn nѭӟc thoáng băng cm/năm
Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi
Thái Bình Dѭѫng
Hӧp phҫn trao ÿәi
nѭӟc
Ĉҥi Tây Dѭong
Ҩn Ĉӝ Dѭѫng
Bҳc
bán
cҫu
Nam
bán
cҫu
Chung
Giáng thӫy 142 131 135
Bӕc hѫi 146 156 157 164 144 153
Bӕc hѫi hiӋu dөng 42 2 35 22 13 18
5.6.2. Bӕc hѫi hiӋu dөng
Bӕc hѫi hiӋu dөng
, tӭc hiӋu giӳa bӕc hѫi và lѭӧng giáng thӫy, là mӝt
yӃu tӕ quan trӑng nhҩt cӫa cân bҵng nѭӟc ngӑt và cân bҵng muӕi ÿҥi dѭѫng,
hѫn nӳa ӣ các vùng khѫi ÿҥi dѭѫng ÿҥi lѭӧng này là dòng thҷng ÿӭng kӃt
quҧ cӫa khӕi lѭӧng qua bӅ mһt ÿҥi dѭѫng. Dòng này có ҧnh hѭӣng mҥnh tӟi
sӵ hình thành các trѭӡng nhiӋt ÿӝ và ÿӝ mu

nc tớch phõn ca khớ quyn c xỏc nh nh sau:
W


0
1
P
P
K
qdp
g
W ,
trong ú v tun t l
ỏp sut ti mt i dng v ti mt ng ỏp
ni cú th b qua m ca khụng khớ;
0
P
K
P
q
t phn khi lng ca hi
nc; dũng hi nc phn
g ngang ton phn c tớch phõn theo
chiu thng ng, tc

V
F
pdq
g
P

, (5.19)
trong ú mui lp mt, giỏ tr mui tr
ung bỡnh ton cu,
, din t
ớch i dng bờn trong mt i v,
din tớch i v, cũn du ngoc vuụng ch phộp ly trung bỡnh dc theo
vũng trũn v tuyn. Ph thuc ca

0
S
)/
0 ii
A

gl
S
(Af
E

i
A
0

i
A
E
vo cp i dng cú th
c th hin bng cụng thc thc nghim
)( /
0 ii

0 0
M
M
E
i
i
i
i
A
A
A
A
0243,
P


S,700
N700
$
$
tc bỏn cu nam thc t khụng cú nh hng gỡ ti tớnh cht liờn h ca cỏc
quỏ trỡnh bc hi, giỏng thy v hỡnh thnh mui.
Trong bng 5.8 dn cỏc giỏ tr trung bỡnh i ca bc hi hiu dng i
vi tng i dng v i dng Th gii núi chung. cỏc v thp, tr
i xớch o bc bỏn cu, bc hi vt tri nhiu so vi giỏng thy. Cc
i
ca vt tri bc hi trờn giỏng thy nhn thy vựng chớ tuyn (30-20
o
N).
cỏc v trung bỡnh v cao giỏng thy ỏp o so vi bc hi, trong ú giỏ

gl
1048
243 244