Nhiệt độ không khí thay đổi theo những yếu tố nào?

1.

- Vĩ độ địa lý: Do càng lên vĩ độ cao, góc nhập xạ càng giảm và sự chênh lệch góc nhập xạ 2 mùa càng lớn, nên nhiệt độ và biên độ nhiệt trung bình năm cũng có sự thay đổi từ xích đạo về hai cực.

- Tình trạng phân bố của đất liền và biển cũng ảnh hưởng tới sự khác biệt về nhiệt độ trung bình năm cao nhất,thấp nhất, biên độ nhiệt. Nguyên nhân là do tỷ nhiệt của đất chỉ bằng 6 phần 10 của nước, nghĩa là nếu được cung cấp một lượng nhiệt bằng nhau và trong khoảng thời gian như nhau, đất tăng 10⁰C thì nước chỉ tăng 6⁰C; hoặc muốn làm cho đất và nước có một nhiệt độ ngang nhau thì đất mất 6 giờ còn nước mất 10h; và ngược lại với trường hợp mất nhiệt. Nói cách khác, nước hút nhiệt chậm nhưng giữ nhiệt lâu hơn đất, nên nước nóng lên và nguội đi đều chậm hơn nước. Vì vậy người ta thường ví các hải dương với những “quỹ tiết kiệm”, góp phần điều hòa nhiệt độ cho không khí.

- Vị trí các bờ biển cũng làm nhiệt độ có sự thay đổi: Cùng một vĩ độ, trên bờ Đông và bờ Tây các đại dương, nhiệt độ và biên độ nhiệt có sự khác biệt do ảnh hưởng của các hải lưu nóng và lạnh

- Địa hình cũng là một yếu tố của bề mặt đệm có ảnh hưởng quan trọng tới nhiệt độ:

+ Độ cao địa hình: Trong tầng đối lưu, càng lên cao, nhiệt độ không khí càng giảm, trung bình cứ lên cao 100m, nhiệt độ giảm 0,6⁰C. Điều này lý giải do nhiệt mặt đất được Mặt Trời đốt nóng là nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu cho tầng đối lưu, nên nhiệt độ không khí ở lớp dưới thấp giảm theo chiều cao. Nếu khối khí lạnh hơn xung quanh, nó sẽ giáng xuống (với điều kiện trạng thái khí quyển ổn định). Khi đó, nhiệt độ khối khí sẽ tăng lên, trung bình tăng 1⁰C trên 100m, nếu đó là không khí khô. Đồng thời, cũng có thể lí giải điều này theo Động thuyết của Bernouilli đề ra 1738. Theo thuyết ấy, các phần tử khí luôn luôn chuyển động ra đủ mọi hướng, những va chạm đó sinh ra nội năng của không khí. Nội năng ấy sinh ra do nguyên nhân cơ học, đó là động năng, nhưng lại biểu hiện bằng tỏa nhiệt. Theo nguyên lí năng lượng tương đương thì nhiệt lượng tỏa ra như thế tương đương với công góp vào. Như vậy khi ta ép một thứ khí mà không cung cấp nhiệt thì động năng của khí ấy tăng lên vì những va chạm của các phân tử trong một không gian thu hẹp lại phải nhiều thêm và vì thế lượng nhiệt tỏa ra tương đương với nội năng phải tăng theo và nhiệt độ lên cao. Ngược lại, khi ta làm cho một thứ khí nở ra mà không cung cấp nhiệt thì động năng của khí ấy giảm xuống vì trong một không gian mở rộng ra, những va chạm của các phân tử khí phải giảm bớt, vì thế lượng nhiệt tỏa ra tương đương với nội năng phải giảm theo và nhiệt độ giảm xuống. Những quá trình biến đổi như thế đều diễn ra trong nội bộ các chất khí, không hề có trao đổi nhiệt với bên ngoài nên gọi là đoạn nhiệt. Như vậy, không khí mà chuyển từ áp lực khí quyển cao sang áp lực khí quyển thấp thì tự nở ra, tăng thể tích, theo định luật Mariotte, và mất bớt nội năng, càng lên càng tỏa ít nhiệt và càng nguội đi. Ngược lại, không khí mà chuyển từ cao xuống thấp là chuyển từ áp lực thấp sang áp lực cao thì tự co vào, thu thể tích lại và được thêm nội năng, càng xuống càng tỏa nhiều nhiệt, càng nóng lên.

Tuy nhiên, tình hình phân phối ấy tùy theo không khí khô hay ẩm. Không khí khô lên cao 100m thì giảm 1⁰C, và giảm đều như thế mặt đất đến giới hạn tầng đối lưu và ngược lại xuống thấp 100m thì tăng 1⁰C. Trị số 1⁰C gọi là độ dốc đoạn nhiệt hay gradient đoạn nhiệt của không khí khô. Không khí bão hòa hơi nước mà lên cao hay xuống thấp thì gradient đều kém không khí khô, chỉ 0,5 – 0,6⁰C. Nguyên nhân là do không khí ẩm mà giảm nhiệt thì hơi nước ngưng kết và hiện tượng ngưng kết có tỏa nhiệt gọi là nhiệt ngưng hơi làm cho không khí chậm nguội và gradient kém đi.

+ Hướng phơi của sườn núi: sườn phơi nắng có nhiệt độ cao hơn sườn khuất nắng.

+ Độ dốc địa hình: Nơi có độ dốc nhỏ, nhiệt độ cao hơn những nơi có độ dốc lớn vì lớp không khí được đốt nóng có độ dày lớn hơn.

+ Biên độ nhiệt trong ngày thay đổi theo địa hình: Nơi đất bằng nhiệt độ thay đổi ít hơn nơi đất trũng, vì nơi đất trũng ban ngày ít gió, nhiệt độ cao, ban đêm khí lạnh trên cao dồn xuống làm cho nhiệt độ hạ thấp. Trên mặt các cao nguyên, không khí loãng hơn ở đồng bằng nên nhiệt độ thay đổi nhanh hơn ở đồng bằng.

- Ngoài ra còn các nhân tố khác làm thay đổi nhiệt độ không khí như lớp phủ thực vật, hoạt động sản xuất của con người….