Mưa theo vĩ độ: khí áp là người đạo diễn
Chuyên đề khái niệm: vì sao lượng mưa nhiều ở xích đạo, ít ở vĩ độ 30, nhiều trở lại ở vĩ độ 60 và rất ít ở cực. Phòng lab khối không khí đi lên – đi xuống…
LUKATO AI · CHUYÊN ĐỀ ĐỊA LÍ 10 – 12
KHÍ QUYỂN · KHÍ ÁP VÀ LƯỢNG MƯA
Mưa theo vĩ độ:
khí áp là người đạo diễn
Vì sao lượng mưa nhiều ở xích đạo, ít ở khoảng vĩ độ 30, lại nhiều ở khoảng vĩ độ 60 rồi rất ít ở cực? Một chuỗi nhân quả duy nhất giải thích cả bốn đoạn: không khí đi lên – nguội đi – ngưng tụ – mưa , hoặc đi xuống – nóng lên – khô .
- 1. Áp thấp = không khí đi lên
- 2. Đi lên thì nguội, nguội thì ngưng tụ
- 3. Áp cao = không khí đi xuống = trời khô
4 đai
áp thấp – áp cao xen kẽ từ xích đạo đến cực
2 phòng lab
khối khí đi lên, đi xuống; kéo vĩ độ
6 bẫy
hiểu lầm kinh điển được phản ví dụ
01
Khái niệm lõi
Khí áp là “bản đồ” của chuyển động thẳng đứng
Muốn có mưa cần hai thứ: có hơi nước và có thứ gì đó nâng không khí lên cao để nó nguội đi. Khí áp cho em biết điều thứ hai: nơi khí áp thấp là nơi không khí đi lên ; nơi khí áp cao là nơi không khí đi xuống .
MẮT XÍCH 1 Không khí đi lên (đai áp thấp)
MẮT XÍCH 2 Lên cao, áp suất giảm, không khí giãn nở và nguội đi
MẮT XÍCH 3 Không khí nguội giữ được ít hơi nước, hơi nước ngưng tụ thành giọt
MẮT XÍCH 4 Mây dày, mưa nhiều
NGƯỢC LẠI 1 Không khí đi xuống (đai áp cao)
NGƯỢC LẠI 2 Xuống thấp, bị nén, nóng lên
NGƯỢC LẠI 3 Khả năng giữ hơi nước tăng, giọt nước bốc hơi trở lại
NGƯỢC LẠI 4 Mây tan, trời quang, mưa rất ít
Ba “con số cảm giác” em cần nhớ
Nguội khi lên
Khoảng 10 độ C mỗi 1000 m
Không khí chưa bão hòa nguội đi xấp xỉ 10 độ C sau mỗi 1000 m đi lên. Khi đã ngưng tụ, nhiệt ẩn tỏa ra nên chỉ nguội khoảng 5 – 6 độ C mỗi 1000 m.
Nguội thì “hết chỗ chứa”
Mỗi 10 độ C nguội, mất gần một nửa
Khả năng giữ hơi nước tối đa giảm khoảng 40 – 45 phần trăm sau mỗi 10 độ C nguội đi. Phần hơi nước dư ra phải ngưng tụ.
Nóng khi xuống
Không khí chìm càng xuống càng khô
Đi xuống thì nóng lên khoảng 10 độ C mỗi 1000 m, khả năng giữ hơi nước tăng vọt nên độ ẩm tương đối tụt mạnh : mây tan.
Phòng lab 1: một khối không khí đi lên – đi xuống TƯƠNG TÁC
Chọn chiều chuyển động và độ ẩm ban đầu, rồi kéo thanh “quãng đường”. Quan sát nhiệt độ, độ ẩm tương đối và thời điểm mây xuất hiện (hoặc tan).
Độ ẩm ban đầu:
Quãng đường đã đi: 0 m
Độ cao
Nhiệt độ
Độ ẩm tương đối
Giữ tối đa
Mô hình lí tưởng: bỏ qua trộn lẫn với không khí xung quanh. Khi đi lên: bắt đầu 30 độ C ở mặt đất, nguội khoảng 9,8 độ C mỗi 1000 m cho tới độ cao ngưng tụ, rồi khoảng 6 độ C mỗi 1000 m. Khi đi xuống: bắt đầu ở độ cao 5000 m với nhiệt độ âm 15 độ C, nóng lên khoảng 9,8 độ C mỗi 1000 m. “Giữ tối đa” là lượng hơi nước tối đa, tính bằng gam trong mỗi mét khối không khí, theo công thức hơi bão hòa.
02
Phòng thí nghiệm
Đi dọc kinh tuyến từ xích đạo đến cực
Kéo vĩ độ từ 0 đến 90 độ Bắc. Với mỗi vĩ độ, hãy đọc cùng lúc bốn thứ: khí áp mặt đất, chiều chuyển động của không khí, lượng mây, mức mưa . Em sẽ thấy bốn thứ này “nhảy múa” cùng một nhịp.
Mặt cắt khí quyển theo vĩ độ TƯƠNG TÁC
Vuốt ngang để xem toàn bộ mặt cắt; dùng thanh kéo bên dưới để chọn vĩ độ.
Vĩ độ
Đi nhanh tới:
Thời điểm:
Khí áp mặt đất
Không khí
Mức mưa tương đối
Gió sát mặt đất
Đường mưa là đường minh họa xu hướng trung bình theo vĩ tuyến (thang tương đối từ 0 đến 100), không phải số đo của một nơi cụ thể. Khi chuyển mùa, các đai dịch chuyển vài độ vĩ so với trung bình năm; mô hình ở đây chỉ nhằm cho thấy xu hướng.
Em phải tự rút ra được
(1) Mưa nhiều ở nơi khí áp thấp (xích đạo, khoảng 60 độ), vì ở đó không khí đi lên . (2) Mưa ít ở nơi khí áp cao (khoảng 30 độ, cực), vì ở đó không khí đi xuống . (3) Đỉnh mưa ở 60 độ thấp hơn đỉnh xích đạo vì không khí ở vĩ độ cao lạnh hơn , chứa ít hơi nước hơn. (4) Các đai không đứng yên: chúng dịch chuyển theo mùa , kéo theo mùa mưa – mùa khô.
03
Đoán trước khi xem lời giải
Tự dự đoán rồi mới kiểm tra
Trước hết hãy tự đặt bốn dấu vào bốn vĩ độ: nơi nào mưa nhiều, nơi nào mưa ít? Sau đó thử thêm bốn tình huống trực giác.
Tự dự đoán đường mưa THỬ TRƯỚC
Xích đạo (khoảng 0 độ)
Vĩ độ khoảng 30 độ
Vĩ độ khoảng 60 độ
Cực (khoảng 90 độ)
Ở khoảng 30 độ Bắc, không khí trên cao đang đi xuống. Khí áp mặt đất ở đó thế nào?
Một khối không khí đi lên rồi nguội đi. Điều gì xảy ra với khả năng giữ hơi nước?
Vì sao mưa ở khoảng 60 độ có đỉnh thấp hơn mưa ở xích đạo, dù cả hai đều là áp thấp?
Một nơi sát biển nằm ở đai áp cao cận nhiệt đới. Có thể có hoang mạc ở đó không?
04
Câu hỏi khái niệm · Cách viết trọn ý
Giải thích đường mưa theo vĩ độ
“Dựa vào các đai khí áp, hãy giải thích vì sao lượng mưa trung bình năm ở Bắc bán cầu nhiều ở xích đạo, ít ở khoảng vĩ độ 30 độ, nhiều trở lại ở khoảng vĩ độ 60 độ và rất ít ở cực.”
Hãy tự phác 4 ý trên giấy (mỗi đai một ý). Sau đó mở từng bước để đối chiếu.
Gợi ý 1 · Mỗi đai một câu
Đi từ xích đạo lên cực và với mỗi đai trả lời đúng ba câu hỏi: khí áp thấp hay cao ? Không khí đi lên hay đi xuống ? Hệ quả: mưa nhiều hay ít ?
Gợi ý 2 · Đừng quên “nhiên liệu”
Mưa cần không khí đi lên và có hơi nước. Ở cực, ngoài việc không khí chìm xuống còn có thêm lí do không khí rất lạnh nên chứa rất ít hơi nước.
Khung 4 ý cần có
(1) Xích đạo: nóng quanh năm, áp thấp, không khí ẩm đi lên, nguội, ngưng tụ, mưa nhiều. (2) Khoảng 30 độ: áp cao cận nhiệt đới, không khí đi xuống, nóng lên, khô, mưa ít. (3) Khoảng 60 độ: áp thấp ôn đới, không khí ấm ẩm gặp không khí lạnh bị nâng lên, mưa khá nhiều. (4) Cực: áp cao, không khí lạnh chìm xuống, rất ít hơi nước, mưa rất ít.
Đoạn văn mẫu
Lượng mưa phụ thuộc vào chuyển động thẳng đứng của không khí và lượng hơi nước. Ở xích đạo có đai áp thấp, không khí nóng ẩm đi lên, nguội dần và ngưng tụ nên mưa nhiều. Ở khoảng vĩ độ 30 độ là đai áp cao cận nhiệt đới, không khí đi xuống, nóng lên và khô nên mưa ít. Ở khoảng vĩ độ 60 độ là đai áp thấp ôn đới, không khí ấm ẩm gặp không khí lạnh bị nâng lên nên mưa nhiều trở lại, nhưng không bằng xích đạo vì không khí lạnh hơn, chứa ít hơi nước hơn. Ở cực có áp cao, không khí lạnh chìm xuống và chứa rất ít hơi nước nên mưa rất ít.
Ba lỗi hay gặp khi trình bày
Chỉ nêu địa danh: viết “xích đạo mưa nhiều, 30 độ mưa ít” mà không nhắc khí áp. Nhầm chiều: viết “áp cao thì không khí đi lên”. Bỏ sót một đai: chỉ giải thích xích đạo và 30 độ rồi quên 60 độ hoặc cực.
05
Bản đồ phân biệt
Bốn đai khí áp trong một khung
Mọi câu hỏi về mưa theo vĩ độ đều quy về bảng bốn dòng này. Hãy đọc theo hàng ngang: đai áp → chiều chuyển động → hệ quả .
Áp thấp
Xích đạo (khoảng 0 độ)
Không khí: đi lên mạnh.
Mưa: nhiều, mưa đối lưu hầu như quanh năm.
Cảnh quan: rừng mưa nhiệt đới.
Áp cao
Cận nhiệt đới (khoảng 30 độ)
Không khí: đi xuống, nóng lên.
Mưa: ít, trời quang.
Cảnh quan: nhiều hoang mạc và bán hoang mạc lớn.
Áp thấp
Ôn đới (khoảng 60 độ)
Không khí: ấm ẩm bị không khí lạnh đẩy lên.
Mưa: khá nhiều, nhiều ngày mưa.
Cảnh quan: rừng ôn đới, rừng lá kim.
Áp cao
Cực (khoảng 90 độ)
Không khí: lạnh, chìm xuống.
Mưa: rất ít (chủ yếu là tuyết, ít).
Cảnh quan: băng, “hoang mạc lạnh”.
Gió bề mặt
Tín phong
Từ đai áp cao 30 độ thổi về đai áp thấp xích đạo; ở Bắc bán cầu lệch về phía tây thành gió đông bắc .
Gió bề mặt
Gió Tây ôn đới
Từ đai áp cao 30 độ thổi về đai áp thấp 60 độ; ở Bắc bán cầu thành gió tây nam , mang ẩm vào vĩ độ ôn đới.
Gió bề mặt
Gió Đông cực
Từ cực thổi về đai áp thấp 60 độ; ở Bắc bán cầu thành gió đông bắc , rất lạnh và khô.
Mẹo làm bài
Thấy cụm từ “không khí đi lên – nguội – ngưng tụ” thì nghĩ ngay đến áp thấp, mưa nhiều . Thấy “không khí chìm xuống – nóng lên – khô” thì nghĩ đến áp cao, mưa ít .
06
Phản ví dụ
Sáu hiểu lầm kinh điển
Bấm vào từng thẻ để lật. Mặt trước là câu em dễ viết sai; mặt sau là cách sửa.
07
Chuyển giao sang tình huống mới
Cùng một nguyên lí, nhiều bối cảnh
Hoang mạc lớn
Vì sao có dải hoang mạc ở khoảng 30 độ?
Không khí đi xuống ở đai áp cao cận nhiệt đới, nóng lên, độ ẩm tương đối thấp, mây khó hình thành. Đây là lí do chung cho nhiều hoang mạc lớn nằm gần vĩ độ này ở cả hai bán cầu.
Rừng mưa nhiệt đới
Vì sao rừng xích đạo xanh quanh năm?
Nóng ẩm quanh năm, không khí đi lên thường xuyên nên mưa đối lưu dồn dập, độ ẩm cao, nên rừng mưa phát triển rậm rạp.
Mùa mưa – mùa khô
Vì sao có nơi chỉ mưa một mùa?
Các đai khí áp dịch chuyển theo mùa. Khi đai áp thấp đi qua thì mưa; khi đai áp cao thay thế thì khô. Đó là một lí do hình thành mùa khô ở nhiều nơi gần đới nhiệt đới.
Địa Trung Hải
Hè khô, đông mưa
Mùa hạ đai áp cao cận nhiệt đới dịch lên phủ khu vực nên khô nóng; mùa đông đai này dịch xuống thấp, vùng này chịu ảnh hưởng của gió tây ôn đới ẩm nên có mưa.
Tình huống mới: trên một hành tinh giả định chỉ có một ô tuần hoàn, không khí đi lên ở xích đạo và đi xuống ở cực. Mưa nhiều nhất ở đâu?
Một nơi ở khoảng 20 độ Bắc có mưa rất nhiều vào mùa hạ. Điều đó có mâu thuẫn với đường mưa theo vĩ độ không?
08
Tổng kết & tự kiểm tra
Một trang để nhớ lâu
Sáu câu cần thuộc
- Mưa cần hơi nước và không khí đi lên để nguội đi và ngưng tụ.
- Áp thấp là nơi không khí đi lên → mây, mưa. Áp cao là nơi không khí đi xuống → nóng lên, khô.
- Bốn đai từ xích đạo: thấp (0), cao (30), thấp (60), cao (cực) ; mưa: nhiều – ít – nhiều – ít .
- Đỉnh mưa ở 60 độ thấp hơn xích đạo vì không khí lạnh hơn , chứa ít hơi nước hơn.
- Lên cao thì nguội, nguội thì giữ ít hơi nước hơn ; xuống thấp thì nóng, độ ẩm tương đối tụt .
- Đường mưa theo vĩ độ là xu hướng trung bình ; địa hình, gió mùa, dòng biển có thể làm lệch.
Nhận định: “Ở đai áp thấp, không khí chủ yếu đi lên nên dễ có mây và mưa.”
Nhận định: “Khoảng vĩ độ 30 độ có mưa nhiều vì là đai áp thấp.”
Nhận định: “Ở cực mưa rất ít vì không khí chìm xuống và rất lạnh.”
Nhận định: “Nơi nào càng nóng thì càng mưa nhiều.”
LUKATO AI · Chuyên đề Địa lí
Học hiểu bản chất – trả lời trọn ý – nhớ lâu.
Nội dung được biên soạn riêng cho LUKATO.