🌍 Khí tượng học là gì và vì sao phi công cần biết
Khí quyển là lớp vỏ không khí bao quanh Trái Đất. Không khí là hỗn hợp các loại khí, trong đó các phân tử di chuyển thông qua các quá trình khác nhau, nhưng đồng thời cũng bị trọng lực kéo xuống. Hiệu ứng tổng hợp từ sự tương tác của các phân tử không khí với các vật thể và bề mặt xung quanh được gọi là áp suất khí quyển. Trong khí quyển, áp suất đại diện cho trọng lực của các phân tử khí nằm phía trên một mức nhất định. Chúng ta càng lên cao, trọng lượng của các phân tử phía trên càng ít đi, do đó áp suất giảm dần theo độ cao. 📏 1. Đo lường áp suất Áp suất được đo bằng đơn vị Pa (Pascal) và đại diện cho tác động của một lực 1 N áp dụng lên bề mặt 1 m2. Áp suất cũng được đo bằng đơn vị bar. 1 millibar = 10² Pa = 1 hPa Một đơn vị cũ hơn được gọi là atmosphere (atm) đại diện cho áp suất ở mực nước biển, tương đương với áp suất của cột thủy ngân cao 760 mm: 1 atm = 760 mm Hg = 101.325 Pa ≈ 1 bar 📊 2. Áp suất trong hàng không và biểu đồ thời tiết Trên các biểu đồ thời tiết, độ cao thường được tính bằng áp suất thay vì mét so với mực nước biển. Một lý do là trong quá khứ, máy bay sử dụng máy đo độ cao khí áp để duy trì một độ cao nhất định so với mặt đất. Ngày nay, việc sử dụng áp suất làm tọa độ thẳng đứng giúp đơn giản hóa các tính toán nhiệt động lực học dùng cho dự báo và biểu đồ thời tiết. Các biểu đồ chính bao gồm: ►850 millibar (~1500 mét so với mực nước biển) ►500 mb (~5500 m ASL) ►300 mb (~8000 m ASL)
☀️ Năng lượng mặt trời và tuần hoàn không khí
Vì không khí trong suốt nên nguồn năng lượng chính trong khí quyển đến từ việc Mặt Trời làm nóng bề mặt Trái Đất. Thông thường, càng lên cao thì không khí càng lạnh. Mặt Trời chính là "động cơ" chính thúc đẩy các quá trình trong khí quyển. Có rất nhiều biến thể của các quá trình này do sự không đồng đều của bề mặt Trái Đất (đất và nước, núi và đồng bằng, tuyết trắng và cánh đồng tối màu...) cũng như do sự thay đổi bức xạ mặt trời theo ngày và theo mùa ở các vị trí khác nhau trên hành tinh. 🔄 1. Chu trình tuần hoàn nhiệt cơ bản Ví dụ, khi Mặt Trời chiếu sáng một cánh đồng khô và tối màu, nó sẽ làm nóng lớp không khí phía trên, làm không khí giãn nở và đẩy các phân tử khí lên cao. Ở một độ cao nhất định, số lượng phân tử phía trên sẽ nhiều hơn, dẫn đến áp suất cao hơn so với khu vực lân cận không bị đốt nóng ở cùng độ cao. Không khí di chuyển từ nơi có áp suất cao (H) sang nơi có áp suất thấp (L). Việc bổ sung không khí phía trên khu vực lân cận không bị đốt nóng sẽ làm tăng áp suất tại mặt đất ở đó, và không khí lại di chuyển dọc theo bề mặt về phía khu vực bị đốt nóng. Chừng nào còn có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt cạnh nhau, sẽ có một sự tạo thành liên tục vùng áp suất thấp trên bề mặt ấm hơn và áp suất cao trên bề mặt lạnh hơn. Chu trình tuần hoàn nhiệt cơ bản này giải thích cho rất nhiều hiện tượng như gió biển, gió thung lũng ban ngày – gió xuống núi ban đêm, gió mùa, tuần hoàn toàn cầu...
🌬️ 2. Gió Sự tuần hoàn không khí phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ và các đặc tính của khối khí như tính bất ổn định, độ ẩm... Các chu trình chênh lệch nhiệt độ xuất hiện ở đủ mọi kích cỡ và thường triệt tiêu hoặc tăng cường lẫn nhau. Hiệu ứng rõ rệt nhất đối với chúng ta là sự di chuyển ngang của khối khí dọc theo bề mặt đất, cái mà chúng ta gọi là gió.
