text:
Chương 2. Cấu trúc và thành phần khí quyển
Chia sẻ: Nguyen Huu Tuyen | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:14
lượt xem 271
download
Chương 2. Cấu trúc và thành phần khí quyển
Trái đất, bằng lực hút của mình đã tập trung xung quanh nó một lớp các chất khí được gọi là khí quyển. Lớp khí quyển gần mặt đất có vai trò hết sức lớn lao đối với sự sống trên trái đất, là môi trường quan trọng của nền sản xuất nông nghiệp. Hỗn hợp các chất khí tạo nên khí quyển được gọi là không khí. Trong khí quyển liên tục xẩy ra các quá trình và hiện tượng vật lý: sự tuần hoàn nước, các hiện tượng quang học, điện học. Tập hợp các hiện tượng và quá trình vật lý đó...
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Chương 2. Cấu trúc và thành phần khí quyển
- Chương II. CÁC KIẾN THỨC CHUNG VỀ KHÍ QUYỂN TRÁI ÐẤT Trái đất, bằng lực hút của mình đã tập trung xung quanh nó một lớp các chất khí được gọi là khí quyển. Lớp khí quyển gần mặt đất có vai trò hết sức lớn lao đối với sự sống trên trái đất, là môi trường quan trọng của nền sản xuất nông nghiệp. Hỗn hợp các chất khí tạo nên khí quyển được gọi là không khí. Trong khí quyển liên tục xẩy ra các quá trình và hiện tượng vật lý: sự tuần hoàn nước, các hiện tượng quang học, điện học. Tập hợp các hiện tượng và quá trình vật lý đó chính là chế độ thời tiết của một vùng. Ở một chừng mực nào đó sự biến đối của thời tiết đã tạo nên những điều kiện cần thiết cho sự sống nói chung và cho ngành sản xuất nông nghiệp nói riêng. Sự biến động thái quá của nó có thế dẫn đến những thiên tai đe dọa cuộc sống và các hoạt động sản xuất của con người. Giữa khí quyển, sinh quyển, thủy quyển và địa quyển luôn luôn trao đổi tương tác lẫn nhau trong suốt quá trình lịch sử hình thành trái đất đă tạo nên những cân bằng động. Những cân bằng này có tác dụng duy trì, tái tạo các pha của cân bằng tư nhiên. Nếu một điều kiện nào đó trong cân bằng bị phá vỡ sẽ gây ra những tổn thất không lường trước được. Sự hoạt động thiếu ý thức bảo vệ thiên nhiên của con người ngày càng xâm phạm cân bằng sinh thái, làm cho nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt. Hàng năm 17 triệu hecta rừng nhiệt đới, 300.000 ha rừng thưa bị khai thác quá mức. Một phần ba diện tích đất đai bị đe doạ bởi nạn hoang mạc hóa. Nạn ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước đã làm mất đi ước chừng 5 - 10% số loài sinh vật từ nay đến năm 2020; và đến năm 2050 số loài sinh vật bị diệt chủng sẽ lên đến 25%. Sinh quyển bị phá vỡ sẽ gây ra sự biến động khí hậu và khô hạn, lũ lụt trên trái đất ngày một gia tăng. Việc bảo vệ cân bằng sinh thái là vấn đề quyết định sự tồn vong của loài người. Mọi người cần có ý thức bảo vệ nó. Ðể làm cơ sở cho những hiểu biết chúng ta lần lượt xem xét những vấn đề sau đây: 1. CẤU TRÚC THEO CHIỀU THẰNG ÐỨNG CỦA KHÍ QUYỂN Dựa trên những đặc tính vật lý và tính chất hoạt động, khí quyển trái đất được chia thành 5 tầng mỗi tầng có những đặc trưng vật lý khác nhau (xem sơ đồ hình 2.1). 1.1. Tầng đối lưu (Troposphere) Là tầng không khí gần mặt đất nhất, độ cao trung bình của nó vào khoảng 11 km: ở hai cực trái đất chỉ cao từ 8 - 10 km, còn ở vùng xích đạo là 15 - 18 km. Ðộ cao của tầng khí quyển này do độ cao của các dòng đối lưu quyết định, bởi vậy nó thay đổi theo mùa trong năm và thay đổi theo vĩ độ địa lý, do tính chất nhiệt lực quyết định. Tầng đối lưu là tầng khí quyền hoạt động nhất. Các hiện tượng thời tiết, mưa, nắng, mây, dông bão... đều xảy ra ở tầng khí quyển này. Tầng đối lưu cũng là môi trường sống của tất cả các sinh vật trên trái đất. Ðặc điểm quan trọng của tầng đối lưu là nhiệt độ giảm dần theo độ cao. Trung bình cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm xuống 0,640C. Nhiệt độ ở giới hạn trên của nó xuống rất thấp, có thể đạt - 700C ở vùng xích đạo của trái đất. Ở tầng này thường xảy ra hiện tượng các dòng không khí đi lên hoặc đi xuống (do các trung tâm khí áp cao, khí áp thấp..., do gặp các chướng ngại vật trên mặt đất, do sự 27
- tranh chấp giữa các khối không khí...). Hiện tượng thăng giáng của các khối không khí đã làm thay đổi chế độ nhiệt, ẩm của không khí. (Khảo sát khí quyển, Oklahoma - 1997) Chúng ta biết rằng các chất khí đều chứa đựng năng lượng được gọi là động năng. Ðộng năng của chất khí phụ thuộc vào áp suất khí quyển, nó điều khiển trạng thái nhiệt: khi bị nén chúng nóng lên, khi giãn nở chúng bị lạnh đi. Từ nguyên lý đó ta có thể suy ra rằng: Khối không khí khi chuyển động đi lên, áp suất giảm dần và giãn ra do dó chúng lạnh đi. Ngược lại, sự vận chuyển từ cao xuống thấp, không khí ở trạng thái bị nén và làm nhiệt độ của nó tăng lên. Giả thiết rằng khối không khí chuyển động nhanh, không có sự trao đổi nhiệt hoặc sự xáo trộn với khối không khí xung quanh. Hiện tượng đó được gọi là đoạn nhiệt, có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt với xung quanh. 28
- Các khối không khí đi lên bao giờ cũng có hiện tượng đoạn nhiệt lạnh; các khối không khí đi xuống thường kèm theo hiện tượng đoạn nhiệt nóng. Ở các khối không khí khô (chưa bão hòa hơi nước) mức độ tăng hoặc giảm nhiệt độ là 1 0C cho 100m gọi là đoạn nhiệt khô. Ở khối không khí bão hòa hơi nuớc thì mức độ tăng hoặc giảm nhiệt độ là 0,50C/100m gọi là đoạn nhiệt ẩm. Ðối với khối không khí bốc lên cao lúc đầu lạnh đi theo mức đoạn nhiệt khô bởi vì nó chưa bão hòa hơi nước, đến một độ cao nhất định nhiệt độ không khí đã giảm đến điểm sương, và trở nên bão hòa hơi nước, sự tiếp tục giảm nhiệt độ theo mức độ đoạn nhiệt ẩm. Kết quả thống kê số liệu cao không 30 năm (1961 - 1990) ở Hà Nội cho thấy, vào mùa Đông ở lớp không khí 500 mét thường xuất hiện lớp nghịch nhiệt (thể hiện rõ trong giá trị nhiệt độ tối cao), còn mùa Hè lớp nghịch nhiệt yếu hơn. Do có lớp nghịch nhiệt, ở lớp không khí cao hơn thường xảy ra ngưng kết hơi nước. Bảng 2.1. Nhiệt độ không khí khảo sát lúc 7h (0h GMT) ở các độ cao tại Hà Nội (Số liệu 30 năm 1961 -1990) Mực (mét) Tháng I Tháng VII 0 Ttb Tmax Tmin Ttb Tmax Tmin 0 14,6 23,0 5,5 27,3 31,4 21,6 200 13,8 21,7 3,5 26,2 31,9 20,3 500 12,5 24,7 0,9 25,2 30,0 19,1 1000 10,6 21,4 0,6 22,8 27,7 16,0 1500 9,3 19,1 -1,5 20,0 24,8 15,3 2100 7,9 18,1 -1,7 16,6 20,8 2,0 3100 5,0 14,2 -3,7 11,1 15,7 7,9 Nguồn: TS. Hoàng Thị Phương Hồng (Đài khí tượng cao không Hà Nội) Hiện tượng thăng, giáng của các khối không khí trong tầng đối lưu thường diễn ra hàng ngày, với cường độ mạnh hay yếu tùy theo chế độ nhiệt của mặt đất và là nguyên nhân làm hơi nước ngưng kết, tạo thành mây, mưa... Hiện tượng đi xuống của các khối không khí (ở các trung tâm áp cao, trên các sườn núi xuống...) làm cho không khí nóng lên, độ ẩm xa dần trạng thái bão hòa. Hiện tượng thăng, giáng của các khối không khí là một hiện tượng đặc trưng quan trọng của tầng đối lưu. Tầng đối lưu chiếm 80% khối lượng khí quyển và 90% hơi nước, thành phần khí quyển ở tầng này luôn luôn diễn ra sự trao đổi giữa mặt đất, mặt đại dương và khí quyển. 1.2. Tầng bình lưu (Stratosphere) Tầng bình lưu là tầng tiếp giáp với tầng đối lưu, lên cao tới 50 - 55km. Ðặc điểm của tầng bình lưu là không khí ít bị xáo trộn theo chiều thẳng đứng. Có thể tách tầng này thành hai lớp: 29
- - Lớp đẳng nhiệt: nằm sát tầng đối lưu lên cao tới 25km, nhiệt độ ít thay đổi, trung bình vào khoảng -550C. Lớp khí quyển này thường chuyển động theo chiều nằm ngang từ đông sang tây. Kích thước các khối không khí này có thể tới hàng nghìn cây số. - Lớp nghịch nhiệt: ở độ cao từ 25 đến trên 50km. Ở tầng này nhiệt độ tăng dần theo độ cao, nhiệt độ trung bình vào khoảng 00C, tối đa có thể tới trên +100C. Sư tăng dần nhiệt độ của lớp khí quyển này có thể là do sự có mặt của tầng ôzôn, chất hấp thu mạnh các tia sóng ngắn của bức xạ mặt trời. - Phía trên tầng nghịch nhiệt là đỉnh tầng bình lưu (Stratopause), nhiệt độ khá ổn định, khoảng 00C ở độ cao 55km. 1.3. Tầng trung gian (Mesosphere) Tầng trung gian nằm trên tầng bình lưu cho đến độ cao 80 - 90 km. Tầng này nhiệt độ giảm dần theo độ cao và đạt đến giá trị - 700C đến - 800C. 1.4. Tầng điện ly (Thermosphere) Tầng điện ly hay còn gọi là tầng nhiệt quyển là tầng không khí có độ cao từ 80 đến 800km. Ở tầng này không khí rất thưa loăng. Dưới tác dụng của các tia bức xạ, các chất khí đều bị phân ly và bị ion hoá mạnh. Khí quyển ở đây có độ dẫn điện cao. Ðộ dẫn điện cao ở tầng điện ly là nguyên nhân làm phản hồi các sóng vô tuyến phát đi từ mặt đất, nhờ vậy mà mọi thiết bị vô tuyến điện ở mặt đất, ở các vệ tinh nhân tạo mới có thể hoạt động bình thường được. Tầng ion có thể nhận thấy hai cực đại ion hóa ở độ cao 100 km và 180 - 200km. Ðặc điểm quan trọng của tầng khí quyển này là nhiệt độ không khí cao và tăng nhanh theo độ cao. Ở độ cao 200km có nhiệt độ 6000C, còn ở giới hạn trên là 20000C. 1.5. Tầng khuyếch tán (Exosphere) Giới hạn trên của tầng này vào khoảng 2000 đến 3000 km, là tầng chuyển tiếp giữa khí quyển và không gian vũ trụ (Outer space), không khí tầng này rất thưa loãng thành phần chủ yếu là hydrô và hêli. 2. MẬT ÐỘ, KHỐI LƯỢNG VÀ SỰ PHÂN BỔ KHÍ QUYỂN THEO CHIỀU CAO 2.1. Mật độ không khí Mật độ không khí là khối lượng chất khí có trong 1m3 không khí, hay là tỷ số giữa khối lượng và thể tích của chất khí, được kí hiệu là ρ. Lần đầu tiên trên thế giới, mật độ không khí được xác định vào thế kỷ thứ 17 sau khi sáng chế ra bơm không khí. Mật độ không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất khí quyển 760 mm; nhiệt độ không khí 00C) bằng 1,293 kg/m3. Còn nếu áp suất khí quyến bằng 1000 mm thì mật độ không khí là 1,276 kg/m3. Mật độ không khí phụ thuộc vào một số yếu tố vật lý như: nhiệt độ, áp suất khí quyển và độ ẩm không khí. Ðể xác định mật độ không khí người ta có thể dùng các thiết bị 30
- máy móc đo đếm trực tiếp, và cũng có thể xác định một cách gián tiếp dựa trên hai yếu tố là nhiệt độ và áp suất khí quyển. Ðại lượng nghịch đảo của mật độ không khí được gọi là thể tích riêng của không khí (V): 1 V= (1) ρ Mật độ không khí phụ thuộc vào nhiệt độ (T) và áp suất khí quyển (P). Sự phụ thuộc này được biểu thị bằng phương trình Clapayron là phương trình được rút ra từ những định luật vật lý cơ bản Boymariotte và Gayluitsac PV = RT (2) Trong đó: P- áp suất khí quyển (mm); V- thể tích riêng; R- hằng số chất khí; T- nhiệt độ tuyệt đối của không khí. Thay (1) vào (2) ta có: P ρ = R.T 1 Thừa nhận hằng số chất khí R = 2,064 cal/mol. độ = 0,4845 P (3) hay ρ = 0,4845 x 273 + t t là nhiệt độ không khí tính theo độ bách phân (0C). Ta có thể dùng phương trình (3) để xác định mật độ không khí ở bất kỳ điều kiện nhiệt độ và áp suất nào của khí quyển. Từ phương trình (3) ta suy ra rằng: Mật độ không khí tỷ lệ thuận với áp suất của khí quyển (áp suất càng tăng thì khối lượng chất khí có trong 1m3 không khí càng 1ớn và do đó mật độ không khí tăng). Mật độ không khí tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Nhiệt độ không khí càng tăng thì mật độ không khí giảm, vì nhiệt độ tăng thể tích tăng làm cho khối lượng của một đơn vị thể tích không khí giảm. Bảng 2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và ẩm độ đến mật độ không khí Nhiệt độ không khí (0C) Mật độ không khí (g/m ) 3 0 10 20 30 Mật độ không khí khô 1293 1247 1203 1165 31
- Mật độ không khí bão hoà hơi 1290 1241 1194 1194 nước Chênh lệch không khí khô và ẩm 3 6 11 18 Mật độ khí quyển còn phụ thuộc vào ẩm độ không khí. Ẩm độ không khí càng tăng thì mật độ không khí càng giảm (bảng 2.2) Mật độ không khí giảm nhanh theo độ cao của khí quyển. Càng lên cao thì khối lượng chất khí trong một đơn vị thể tích càng giảm do sức hút của trái đất yếu dần. Nói cách khác, càng lên cao không khí càng thưa loãng và tiến dần vào không gian vũ tru. 2.2. Khối lượng khí quyển và sự phân bố theo độ cao Khối lượng khí quyển trái đất bằng 5,26.1018 kg. Trong khi đó khối lượng của địa quyển là 5,96.1024 kg. Như vậy khối lượng khí quyển chỉ bằng 1/1.000.000 khối lượng của địa quyển. Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy: Gần 50% khối lượng khí quyển phân bố từ mặt đất đến độ cao 5km, 75% ở độ cao 10km và 95% ở độ cao từ mặt đất đến 20km. Lớp khí quyển trên 80km chỉ chứa 0,5% khối lượng của nó. Cho đến nay việc xác định độ cao của khí quyển còn gặp nhiều khó khăn vì càng lên cao không khí càng thưa loãng. Người ta còn quan sát thấy hiện tượng cực quang ở độ cao 1.100 km. Ðiều đó cho ta thấy ở độ cao đó vẫn còn không khí. Những chất khí ở độ cao 1000 km trở lên hết sức loăng. Các chất khí có tốc độ chuyển động lớn vì gần như thoát khỏi trường trọng lực của trái đất và tỏa vào không gian vũ trụ. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy khí quyển trái đất không có dạng đối xung mà nó lép về phía mặt trời và làm thành cái đuôi chất khí của trái đất kéo dải hàng chục vạn cây số. 3. THÀNH PHẦN KHÔNG KHÍ TRONG KHÍ QUYỂN TRÁI ÐẤT 3.1. Thành phần không khí của lớp khí quyển gần mặt đất Bảng 2.3. Thành phần không khí khô, không bị ô nhiễm STT Tên chất Công thức Tỉ l ệ Tổng khối lượng (tấn) 1 Nitơ N2 78,09% 3850. 1012 2 Oxy O2 20,94% 1180. 1012 3 Argon Ar 0,93% 65. 1012 4 Cacbonic CO2 0,032% 2,5. 1012 5 Neon Ne 18 ppm 64. 109 6 Heli He 5,2 ppm 3,7. 109 7 Metan CH4 1,3 ppm 3,7. 109 8 Kripton Kr 1,0 ppm 15. 109 9 Hydro H2 0,5 ppm 0,18. 109 10 Nitơ ôxit N2O 0,25 ppm 1,9. 109 32
- 11 Cacbon monoxit CO 0,10 ppm 0,5. 109 12 Ôzon O3 0,02 ppm 0,2. 109 13 Sulfurdioxit SO2 0,001 ppm 11. 106 14 Nitơ dioxit NO2 0,001 ppm 8. 106 Sự trao đổi liên tục giữa khí quyển, địa quyển, thủy quyển và sinh quyển đã tạo nên những cân bằng động duy trì sự có mặt và tồn tại của các chất khí trong khí quyển. Trong một đơn vị thể tích của không khí khô và sạch có chứa 78,08% nitơ (N 2), 20,95% ôxy (O2), 0,93% acgon (Ar), 0,03% cacbonic. Các chất khí nêon, hê li, cripton, hyđrô, xênon và ôzôn chỉ chiếm 0,01% (bảng 2.3). Trong khí quyển còn có một số chất có thành phần biến động như hơi nước, bụi khói, các chất khí độc hại, các ion và các chất hữu cơ do thực vật thải ra... 3.2. Vai trò của các chất khí trong khí quyển a) Nitơ (N2) Là chất khí chiếm tỷ lệ lớn nhất, là bộ xương của khí quyển trái đất. Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng cho mọi cơ thể sống, nó tham gia cấu tạo nên nhiều bộ phận và cơ quan trong cơ thể động vật và thực vật. Trong sản phẩm cây trồng hàm lượng nitơ tổng số không cao, song nó giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển, hình thành năng suất và phẩm chất của cây trồng. Viện sĩ N.A. Macximov cho rằng: Về số lượng, nitơ chỉ chiếm vị trí thứ tư trong thành phần cơ thể thực vật sau các chất cacbon, hydro và ôxy. Ba chất này tạo nên 95% trọng lượng cơ thể thực vật, còn nitơ chỉ chiếm từ 1 đến 3%, nhưng thiếu nitơ cây không thế sống được. Nitơ trong tự nhiên là nguồn vô tận, nhưng thực vật không có khả năng đồng hóa. Chỉ một số loài vi khuẩn sống tự do trong đất như Azotobacter, Clostridium pasterianum, vi khuẩn cộng sinh ở rễ cây họ đậu (Rhisobium), tảo cộng sinh ở bèo hoa dâu (Anabaena) mới có khả năng đồng hóa nitơ phân từ - tạo thành những hợp chất chứa đạm, bổ sung nguồn dinh dưỡng cho đất. Phần lớn thực vật sống trong tình trạng thiếu nitơ bởi vì rễ cây chỉ có thể hút nitơ dưới dạng các hợp chất như NH4+ , NO3-, urea [CO(NH2)2 ] hoặc Alanin (axit amin phân tử nhỏ). Nguồn đạm cung cấp thường xuyên cho đất là những hợp chất nitơ tan trong nước mưa, sương mù, sương muối.... Hợp chất này hình thành chủ yếu do quá trình phóng điện trong khí quyển cung cấp lượng đạm khoảng 3 - 4 kg/ha/năm, Ở những vùng khí hậu nhiệt đới nhiều mưa dông, lượng đạm thu được từ nước mưa có thể tới 13 - 14 kg/ha/năm. Các sản phẩm phế thải của sinh vật (rễ, lá, thân...) mục nát cũng là nguồn cung cấp đạm cho đất. Trong sản xuất nông nghiệp, ngoài những nguồn đạm tự nhiên kể trên nông dân còn bón phân đạm vô cơ và hữu cơ cho đất... Những xác chết động, thực vật, các sản phụ phẩm nông nghiệp cũng là nguồn bổ sung một lượng đạm đáng kể cho đất. Quá trình chuyển đổi nitơ trên mặt đất là hiện tượng tự nhiên, tạo nên vòng tuần hoàn nitơ trong khí quyển, giữ trạng trái cân bằng nitơ giữa đất và khí quyển. Ðiều đó giải thích được bằng sự tồn tại của thực vật trên bề mặt trái đất không cần có tác động của con người. 33
- Để khai thác nguồn tài nguyên nitơ khí quyển con người đã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như dùng nhiệt độ và áp suất cao sản xuất phân vô cơ, sử dụng phân vi sinh, trồng cây họ đậu và thả bèo hoa dâu… b) Ôxy (O2) Ôxy chiếm gần 21% thể tích khí quyển, là chất có khả năng hấp thụ chọn lọc một số tia bức xạ mặt trời góp phần vào việc điều tiết chế độ nhiệt khí quyển. Ôxy là chất cần cho quá trình hô hấp của mọi cơ thể sống, quá trình ôxy hoá các chất do cơ thể đồng hóa được, giải phóng năng lượng cung cấp cho mọi hoạt động của cơ thể. Trong quá trình hô hấp, sinh vật hút ôxy từ khí quyển tự do và thải ra khí cacbonic (CO2). Ôxy cần thiết cho sự phân giải các chất hữu cơ, chất thải, và tàn dư sinh vật… làm sạch môi trường. Giả sử trong khí quyển không có ôxy, không có sự phân giải các sản phẩm thừa của quá trình sống, thì xác chết động thực, vật sẽ làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng. Ôxy còn cần thiết cho sự đốt cháy các loại nhiên liệu, giải phóng nhiệt lượng cung cấp cho các hoạt động công nghiệp, giao thông vận tải và các ngành kinh tế khác. Nguồn cung cấp ôxy cho khí quyển chủ yếu là quá trình quang hợp của thực vật. Cây xanh quang hợp thải ôxy vào khí quyển, bởi vậy ở những nơi có cây xanh hàm lượng O 2 cao hơn và không khí trong lành hơn. Hàm lượng oxy không khí trong các kỷ địa chất trước đây rất thấp, hàm lượng này tăng dần qua các các kỷ Ðá vôi (Cổ sinh), Chu la (Trung sinh), kỷ Ðệ Tam (Tân sinh) do cường độ quang hợp cao. Sự suy giảm O 2 gây nên những hậu quả nghiệm trọng về hô hấp cho thế giới sinh vật, tình trạng nghèo oxy kéo dài thì cơ thể sẽ chết. Ðối với thực vật, hàm lượng 21% oxy khí quyển vẫn chưa đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu sinh trưởng. Chỉ có thực vật thuộc nhóm C4 đòi hỏi lượng oxy và lượng CO2 thấp. Thế nhưng, việc đốt cháy nhiên liệu hoá thạch trong công nghiệp, giao thông đã tiêu tốn oxy và thải CO2 vào khí quyển. Vào những thập kỷ gần đây, do tăng cường hoạt động công nghiệp, nhiên liệu hoá thạch bị thai thác quá mức. Ngoài ra, nhu cầu nguyên liệu gỗ gia tăng nên diện tích rừng cũng bị thu hẹp là nguyên nhân làm giảm hàm lượng ôxy, tăng hàm lượng CO2 trong khí quyển. c) Ôzôn (O3) Là dạng thù hình của ôxy, có mùi đặc biệt, được gọi tên theo tiếng Hi Lạp là Ôzôn - khi có mùi). Ôzôn được hình thành do tác dụng của các tia sóng ngắn bức xạ mặt trời. Các tia bức xạ này có năng lượng lớn làm phân ly các phân tử ôxy thành nguyên tử; các nguyên tử ôxy lại liên kết lại thành ôzôn. Lượng ôzôn trong khí quyển không nhiều và có mặt ở tầng khí quyển cao từ 10 đến 50 km, tập trung chủ yếu ở tầng từ 25 đến 50 km. Ôzôn là loại khí hiếm ở lớp không khí gần mặt đất. Mỗi phân tử ôzôn được tạo thành từ 3 nguyên tử oxi, bởi vậy nhiều người tin rằng ôzôn cũng có ích cho cơ thể giống như ôxi. Nhưng thực tế không phải vậy, nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ rõ ôzôn độc hại, sự ô nhiễm ôzôn tác động xấu đến năng suất cây trồng. Mặt khác, lớp ôzôn trên cao lại rất có ích vì nó làm nhiệm vụ như bộ phận lọc, hấp thụ các bức xạ tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống mặt đất. Những tia tử ngoại rất nguy hiểm, nó tác động đến ADN của tế bào, gây đột biến và ung thư da. Như vậy ôzôn là tác nhân gây ô nhiễm với không khí ở lớp gần mặt đất nhưng là tác nhân bảo vệ sự sống, chống tia tử ngoại ở tầng bình lưu. Trên tầng bình lưu của khí quyển, những tia tử ngoại từ mặt trời tác động với oxy rồi chuyển hóa thành ôzôn. Ôzôn cũng có thể chuyển thành oxy (O2) nhờ những phản ứng quang hoá. 34
- Trong tự nhiên tồn tại một cân bằng động giữa ôxy và ôzôn, duy trì được lớp ôzôn ở tầng bình lưu. Một số loại khí do công nghiệp phát thải có khả năng phân hủy O 3, do đó làm thủng tầng ôzôn. Ôzôn - lá chắn bảo vệ Tác dụng của bức xạ Mặt trời đã duy trì sự sống trên hành tinh của chúng ta. Tác dụng đó phụ thuộc vào độ dài ban ngày, độ cao Mặt trời, mây, độ ẩm và độ nhiễm bẩn của không khí. Bức xạ Mặt trời chiếu xuống Trái đất dưới dạng sóng điện từ với phổ bước sóng rất rộng. Bức xạ Mặt trời chiếu tới giới hạn ngoài của khí quyển Trái đất (độ cao cách mặt đất khoảng 3000km) gồm các tia gamma, tia rơn ghen, tia tử ngoại, tia nhìn thấy, tia hồng ngoại và các bước sóng dài (sóng radio, TV). Các tia nhìn thấy có bước sóng từ 0,39 µ* (ánh sáng tím) đến 0,76µ (ánh sáng đỏ). Khí quyển Trái đất có tác dụng khuếch tán, hấp thụ và lọc một bộ phận lớn các tia bức xạ Mặt trời. Vì vậy, người ta gọi khí quyển là màn chắn các tia bức xạ, nó chỉ dành lại 2 cửa sổ cho một phần bức xạ Mặt trời chiếu xuống mặt đất, đó là “cửa sổ” dành cho các tia nhìn thấy, một số tia tử ngoại đi qua và một "cửa sổ" dành cho các bước sóng dài chiếu xuống Trái đất. Trong khí quyển Trái đất, tới độ cao khoảng 80km là tầng điện ly (tầng ion hoá). Tầng điện ly có tác dụng hấp thụ sóng cực ngắn (bước sóng nhỏ hơn 0,099 µ). Các tia tử ngoại có bước sóng ngắn, dao động từ 0,20 - 0,39µ. Các tia có bước sóng từ 0,20 - 0,28 µ gọi là UV - C, từ 0,28 - 0,32 µ gọi là UV - B. Các tia còn lại có bước sóng dài hơn từ 0,32 - 0,39 µ gọi là UV - A. Trong số các tia này thì UV - B có tác dụng tích cực nhất đối với động, thực vật và con người. UV - C bị hấp thụ bởi thành phần O 3 của khí quyển và UV - A xuyên qua tầng ôzôn, nhưng lại bị phản xạ bởi oxi và nitơ trở lại vũ trụ. Như vậy, trên thực tế tồn tại một cơ chế tự nhiên bảo vệ sinh quyển chống lại tác động nguy hiểm của các tia tử ngoại. Sở dĩ các tia tử ngoại có bước sóng dưới 0,28 µ không xuyên qua tầng bình lưu được vì có tầng ôzôn. Khí ôzôn tự nhiên được hình thành là do các tia tử ngoại chiếu vào các phân tử oxi (O2), phân tách chúng thành các nguyên tử (O), các nguyên tử oxi lại tiếp tục kết hợp với các phân tử oxi khác để hình thành ôzôn (O 3). Phản ứng diễn ra theo các bước: O2 + Bức xạ tử ngoại = O + O O + O2 = O3 Ôzôn có thể hấp thụ năng lượng bức xạ tử ngoại và lại phân huỷ theo phản ứng: O3 + Bức xạ tử ngoại = O2 + O Như vậy, trong thiên nhiên, khí ôzôn luôn luôn phân huỷ và tái tạo, giữ được sự tồn tại ổn định cho lớp ôzôn. Khí ôzôn hấp thu tia tử ngoại nên có tác dụng che chắn cho bề mặt trái đất. Vì thế, lớp ôzôn trong khí quyển được gọi là chiếc "ô bảo vệ" hay "lá chắn" cho sinh vật trên Trái đất. Ở giới hạn ngoài khí quyển, bức xạ tử ngoại chiếm 7% tổng năng lượng bức xạ mặt trời, khi qua tầng khí quyển bị ôzôn giữ lại, chỉ còn l% chiếu tới mặt đất. Ở mặt đất hàm lượng bức xạ sóng ngắn không những không gây độc hại cho cơ thể sống mà còn có tác dụng kích thích, thúc đẩy các quá trình trao đổi chất, làm tăng cường sinh trưởng, phát triển để cho năng suất cao. Trong nhiều thập kỷ qua, do hoạt động thiếu ý thức của con người đã và đang làm tổn hại đến lớp ôzôn của khí quyển. Một trong những nguyên nhân quan trọng là những hoạt động thái quá của nền công nghiệp, giao thông vận tải, sử dụng ngày càng nhiều than, dầu và khí đốt, thải vào khí quyển mỗi năm hàng trăm triệu tấn khí độc như CO2, 35
- CFC, CO, CH4…, gây ô nhiễm khí quyển và phá hủy tầng ôzôn. Các nhà khoa học dự đoán rằng đến năm 2030 sự suy thoái tầng ôzôn trên phạm vi toàn cầu sẽ là 6,5%. Ðặc biệt, sự suy thái này xảy ra mạnh ở các vĩ độ cao, đến năm 2030 có thể là 16% ở 60 0N. Nếu việc cấm sản xuất CFC có hiệu quả thì sự suy thoái trung bình vẫn ở mức 2% và 8% ở 600N. d) Khí cacbonic (CO2) Ở điều kiện bình thường khí CO2 chỉ chiếm 0,032% thể tích khí quyển nhưng nó là nguồn dinh dưỡng quan trọng của thực vật, là yếu tố tạo thành năng suất. Hoạt động của núi lửa, quá trình cháy, quá trình hô hấp của sinh vật, sự phân hủy các hợp chất hữu cơ là nguồn bổ sung khí CO2 thường xuyên cho khí quyển. Bộ lá của thực vật là nơi hấp thu khí CO2 chủ yếu trong tự nhiên. Khí cacbonic cần thiết cho quá trình quang hợp của cây xanh, là nguyên liệu tổng hợp các chất hữu cơ đảm bảo sự sinh trưởng, phát triển và tạo năng suất. Một số loại cây trồng, lượng CO2 trong khí quyển chưa đủ cung cấp cho quá trinh quang hợp để đạt năng suất cao. Nhiều thí nghiệm tăng dần nồng độ CO 2 trong môi trường sống của thực vật cho thấy, nâng cao dần nồng độ CO2 làm tăng cường độ quang hợp giúp thực vật sinh trưởng, phát triển tốt. Hàm lượng CO2 thích hợp đối với các loại cây trồng không giống nhau. Hình 2.2 cho biết mối quan hệ giữa cường độ quang hợp và nồng độ CO2 của một loài cây thông. Qua đồ thị ta thấy rằng khả năng đồng hoá cao nhất của giống thông này khi hàm lượng CO 2 trong không khí đạt tới 0,28%. Hàm lượng đó cao gấp 10 lần so với điều kiện bình thường. Lượng CO2 thích hợp cho người và gia súc từ 0,02 - 0,03%. Nếu tăng lên trên 0,2% sẽ gây ngộ độc và có thể gây chết. Vì vậy các công trình xây dựng nhà ở và chuồng trại phải đảm bảo điều kiện thông thoáng để lượng CO2 không tăng tới mức gây hại. Thực vật hấp thụ CO2 qua các khí khổng ở lá và cố định cacbon qua hàng loạt các phản ứng của quá trình quang hợp. Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng sử dụng để tổng hợp những chất photphat cao năng (ATP - Anđenozintriphotphate), tách hydro từ phân Hình 2.2. Quang hợp của cây thông và tử nước rồi cố định CO2 thành glucoze. nồng độ CO2 trong không khí Cùng lúc đó, một lượng tương ứng O2 được giải phóng vào khí quyển. Lượng cacbon mà thực vật cố định hàng năm trên phạm vi toàn cầu khoảng 4 - 9.1013kg. Trong một ngày thực vật hấp thụ CO2 suốt từ sáng sớm đến chiều tối, do đó ban ngày hàm lượng CO 2 giảm đi, oxy tăng lên và đạt đến cực đại vào buổi chiều..Sự trao đổi CO 2 cũng xảy ra giữa khí quyển và đại dương, nước biển chứa lượng CO2 lớn hơn 50 lần so với không khí và vì vậy đại dương đóng vai trò điều chỉnh nồng độ CO 2 của khí quyển. CO2 có khả năng hấp thụ bức xạ sóng dài phản xạ từ mặt đất do đó ban đêm nhiệt độ không khí không xuống quá thấp. Hiện nay do không khí bị ô nhiễm, hàm lượng CO2 ngày càng tăng gây nên "hiệu ứng nhà kính", nhiều thập kỷ qua nhiệt độ khí quyển đang tăng lên (xem chương IX). e) Hơi nước Hơi nưóc là một mắt xích của vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên. ở một điều kiện nào đó hơi nước ngưng kết tạo thành sương, sương muối ở mặt đất, sương mù và mây ở các tầng khí quyền rồi gây ra mưa, tạo nên các hiện tượng thời tiết khác nhau. 36
- Lương hơi nước chứa trong khí quyển tạo nên độ ẩm không khí. Lượng hơi nước có thể biến động từ một vài phần nghìn đến 4% thể tích khí quyển (khoảng 0,02% ở vùng cực đới và 2,5% ở vùng nhiệt đới). Hơi nước giảm nhanh theo độ cao khí quyển, ở độ cao 10-15 km không còn thấy hơi nước. Hơi nước đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình vật lý xảy ra trong khí quyển như sự hấp thu, khúc xạ, khuếch tán bức xạ mặt trời tạo nên các hiện tượng quang học (quầng, tán mặt trăng, mặt trờì, cầu vồng, ráng…). Hơi nước còn có vai trò trong việc điều tiết chế độ nhiệt khí quyển nhờ khả năng hấp thu sóng dài của bức xạ, khả năng chuyển trạng thái từ thế hơi sang thể lỏng, thể rắn và ngược lại. Hơi nước có vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống thực vật, động vật và con người. Chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu kỹ các vấn đề này ở phần sau (xem chương IV). g) Bụi Bụi là những phân tử vật chất có kích thước nhỏ bé bay lơ lửng trong khí quyển. Thành phần của bụi trong khí quyển biến động lớn theo thời gian và không gian. Bụi có trong khí quyển là do các quá trình phong hóa đất đá, quá trình cháy của các mảnh thiên thể, cháy rừng, hoạt động của núi lửa, đốt cháy nhiên liệu trong công nghiệp, giao thông vận tải, hoạt động của con người và động vật… Năm 1938 hoạt động của núi lửa Cracatau (Liên Xô cũ) sinh ra một lượng bụi khói khổng lồ bao bọc cả trái đất, bụi làm giảm cường độ bức xạ mặt trời, làm xuất hiện những màu sắc đặc biệt trên bầu trời kéo dài trong nhiều năm. Bụi là những hạt nhân ngưng kết hơi nước, đặc biệt các hạt bụi có chứa những chất hút ẩm và dễ tan trong nước. Khi hút các phần tử hơi nước, bụi dễ hòa tan tạo thành những hạt dung dịch nhỏ bé trở thành những hạt nhân ngưng kết rất tốt. Ở điều kiện thuận lợi hạt nhân ngưng kết ấy lớn dần lên để tạo thành những giọt nước mưa. Bụi có vai trò quan trọng trong việc điều tiết chế độ nhiệt không khí. Những phần từ bụi nhỏ bé có khả năng hấp thu và bức xạ nhiệt. Lợi dụng đặc điểm này người ta đã dùng biện pháp hun khói để chống sương muối, bảo vệ cây trồng trong mùa đông. Trong không khí chứa nhiều bụi sẽ gây ra nhiều bất lợi cho cây trồng. Hiện tượng sương mù khô, sương mù đen ngăn cản phần lớn các tia bức xạ mặt trời chiếu tới mặt lá, làm giảm cường độ quang hợp. Bụi có thể bịt kín khí khổng của lá cây cản trở việc thoát hơi nước mặt lá, ảnh hưởng xấu đến các chức năng sinh lý của cây trồng. Hiện tượng mưa axit, mưa mầu ở Nga và Bắc Mỹ hiện nay đã tàn phá rừng, đồng ruộng là do bụi công nghiệp thải vào khí quyển mang tính axit... Để nghiên cứu bụi, người ta đã phân loại theo nhiều tieu chí khác nhau. +/ Phân loại theo kích thước: bụi: Φ >10 µm; mù: Φ = 0,1 - 10 µm; khói: Φ < 0,1 µm. Gồm 2 loại: bụi bay và bụi lắng. • Bụi bay: có kích thước Φ = 0,001 - 10 µm (tro, muội, khói và các hạt chất rắn nhỏ chuyển động Braonơ hoặc rơi theo định luật Stok. Gây tổn thương cơ quan hô hấp, bệnh nhiễm bụi thạch anh (silicose) • Bụi lắng :có kích thước lớn hơn 10 µm, rơi theo định luật Niutơn, gây bệnh cho mắt, nhiễm trùng, dị ứng da... +/ Phân loại theo nguồn gốc: bụi hữu cơ (phấn hoa, phấn côn trùng); bụi vô cơ (bụi khoáng, bụi kim loại, hỗn hợp); bụi tự nhiên: bụi vũ trụ; bụi núi lửa, bão cát; bụi nhân tạo: bụi công nghiệp, bụi giao thông… 37
- +/ Phân loại theo tính xâm nhập vào đường hô hấp: bụi không ở lại phế nang: Φ 10 µm. +/ Phân loại theo các đặc điểm khác: theo tác hại (nhiễm độc, gây ung thư, xơ phổi, nhiễm trùng) 3.3. Thành phần không khí trong đất Ðất được cấu tạo bởi những hạt có kích thước khác nhau, giữa các hạt là những khe hở chứa đầy nước hoặc chứa đầy không khí. Những loại đất trồng trọt thường có dung tích khe hở lớn do tác động của các biện pháp kỹ thuật như làm đất, xới xáo hoặc do rễ cây tạo nên ... Không khí trong đất là một trong những yếu tố quan trọng đảm bảo cho sự sinh trưởng, phát triển của bộ rễ cây trồng, các loài sinh vật và vi sinh vật sống trong đất dồng thời cũng là yếu tố thúc đẩy các quá trình phong hoá, hình thành đất. Không khí trong đất không có thành phần cố định như ở khí quyển. Không khí trong đất có hàm lượng CO2 bao giờ cũng cao hơn ngoài khí quyển vì trong đất thường được bổ sung CO2 do sự phân giải chất hữu cơ, sự hô hấp của sinh vật đất và của bộ rễ thực vật. Hàm lượng CO2 thay đổi theo mùa sinh trưởng và mùa khí hậu. Hàm lượng ôxy và nitơ trong đất bao giờ cũng thấp hơn ngoài khí quyển do sự hô hấp của sinh vật đất đã lấy đi một lượng ôxy nhất định. Do hoat động của vi sinh vật, sự phân giải các chất hữu cơ đã thải ra một số chất khí mà ngoài khí quyển không có hoặc với hàm lượng rất thấp (H2S, NH3, CH4…). Theo Vítkêvic, thành phần các chất khí chính trong đất gồm nitơ, cacbonic, ôxy như ở bảng 2.4. dưới đây. Không khí trong đất và lớp không khí sát mặt đất thường xuyên diễn ra quá trình trao đổi tạo nên những cân bằng động làm cho không khí trong đất cũng có đủ thành phần và tỷ lệ cần thiết cho sự sống của sinh vật đất... Cường độ trao đổi phụ thuộc vào tính chất lý, hóa học, chế độ nước trong đất và quá trình canh tác. Trong tự nhiên quá trình trao đổi này cũng bị nhiều yếu tố chi phối: * Áp suất khí quyển. Sự biến động của áp suất khí quyển xúc tiến các quá trình trao đổi khí trong đất. Khí áp tăng tạo nên lực nén không khí vào đất, khí áp giảm tạo ra một lực hút các chất khí từ trong đất ra. Áp suất khí quyển là yếu tố biến động mạnh và thường xuyên, như một động lực thúc đẩy quá trình trao đổi này. * Gió: Cũng như áp suất khí quyển, gió vừa tạo nên lực hút và lực nén không khí vừa xúc tiến các quá trình vận chuyển không khí trên mặt đất. Cường độ trao đổi xảy ra mạnh hay yếu phụ thuộc vào tốc độ và hướng gió trên mặt đất. * Bức xạ mặt trời: Bức xạ mặt Bảng 2.4.Thành phần các chất khí trong trời đốt nóng lớp đất mặt, không khí đ ất trong đất cũng bị đốt nóng nên giãn nở (Theo Vitkêvic, 1966) thể tích, trở nên nhẹ hơn và bay ra khỏi đất. Không khí trên cao lạnh hơn Chất khí Giới hạn dao động của các chất khí (% thể tích) 38
- nên có tỷ trọng lớn, lắng xuống thay Nitơ từ 76 đến 87 thế vị trí của không khí vừa bay lên. Ôxy từ 10 đến 20 * Nước mưa, nước tưới. Cũng là Cácbonic từ 0,01 đến 10-12 những yếu tố tích cực làm thay đổi chế độ không khí trong đất. Nước mưa và nước tưới nước chui vào các khe hở của đất, đẩy không khí ra. Hầu hết các khe hở trong đất đều chứa đầy nước sau khi mưa, khi độ ẩm đất giảm không khí dần dần chiếm lại các khe hở của đất. Sự xen kẽ giữa thời kỳ mưa và không mưa, hoặc giữa các thời kỳ tưới và không tưới, chế độ không khí trong đất sẽ được cải thiện theo hướng có lợi cho sinh vật đất. * Thành phần cơ giới và cấu trúc của đất cũng là một yếu tố có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi khí. Các loại đất tơi xốp có kích thước hạt Φ > 0,l cm tạo ra khoảng cách lớn giữa các viên đất, sự trao đổi khí trong các loại đất này xảy ra manh hơn so với các loại đất chặt. Từ những cơ sở lý luận trên ta có thể cải tạo được chế độ không khí trong đất theo chiều hướng có lợi cho sinh trưởng của bộ rễ cây trồng thông qua các biện pháp kỹ thuật làm đất và chăm sóc hợp lý như xới xáo, bón phân, tưới nước... 3.4. Thành phần không khí trong quần thể thực vật Sự có mặt của thực vật làm cho thành phần không khí xung quanh chúng có sự khác biệt lớn với không khí tự do cả về hàm lượng, thành phần và sự phân bố các chất khí. Mức độ khác biệt phụ thuộc vào mức độ phát triển của tầng tán thực vật (mật độ, độ cao và độ rậm rạp của tán cây). Khi mật độ thưa, hoặc cây non mới gieo trồng thì hầu như không có sự sai khác nhiều giữa không khí trong quần thể so với không khí tự do. Khi cây trưởng thành, độ che phủ tán cây lớn thì sự khác biệt về thành phần không khí trong quần thể thực vật và không khí tự do trở nên đáng kể. Nguyên nhân gây ra sự khác biệt là do tán lá thực vật đã ngăn cản sự trao đổi không khí giữa quần thể và khí quyển tự do (tốc độ gió giảm, hạn chế bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất. Do sự hấp thu, phản xạ và điều tiết nhiệt độ nhờ bộ lá của thực vật mà chế độ nhiệt không khí trong quần thể ít biến động hơn so với không khí bên ngoài. Mặt khác do các hoạt động sống như thoát hơi nước, hấp thu cácbonic, quang hợp, hô hấp ... khiến cho không khí trong quần thể thực vật có sự biến động cả về thành phần và tỷ lệ một số chất. a) Khí CO2 CO2 là nguyên liệu của quá trình quang hợp đồng thời lại là sản phẩm của quá trình hô hấp, vì vậy vào những giờ ban ngày lượng CO2 giảm đi đáng kể. Nếu khảo sát từ gốc cây lên tầng tán lá dầy nhất thì thấy hàm lượng CO2 giảm dần theo chiều cao. Vào ban đêm cây xanh không hấp thu CO2 mà thải ra một lượng đáng kể do quá trình hô hấp làm cho hàm lượng CO2 tăng vọt lên và có thể đạt tới mức 0,06% - gấp đôi hàm lượng CO 2 có trong khí quyển tự do. b) Ôxy 39
- Ôxy trong quần thế thực vật cũng có tỷ lệ biến động mạnh nhưng ngược chiều với CO2. Lượng O2 tăng lên vào ban ngày nhờ quá trình quang hợp và lại giảm đi đáng kể vào ban đêm do bị sử dụng cho quá trình hô hấp c) Hơi nước Hơi nước trong quần thể thực vật bao giờ cũng cao hơn do hoạt động thoát hơi nước qua bề mặt lá của cây xanh. Vào ban đêm hơi nước trong quần thể thực vật thường ở mức bão hòa hoặc quá bão hòa. Tuy nhiên, nếu dưới tán lá dày không khí có nhiệt độ cao hơn trên mặt tán lá thì độ ẩm trong quần thể thấp. Độ ẩm cao thường thúc đẩy hoạt động của nấm bệnh và vi sinh vật trong quần thể thực vật, vì vậy trong kỹ thuật canh tác người ta thường phải tỉa cành, tạo tán, trồng cây che bóng… thích hợp để điều tiết độ ẩm. Bảng 2.5. Ảnh hưởng của biện pháp trồng cây che bóng đối với sâu, bệnh hại cà phê chè Catimor ở huyện Hướng hóa, Quảng trị Biện pháp kỹ thuật Tỷ lệ cây bị sâu Bệnh gỉ sắt (%)** đục thân (%)* Tỷ lệ lá bị bệnh Chỉ số bệnh Vườn không che bóng 4,3 5,3 0,47 Vườn che bóng thưa 2,9 5,6 0,56 Vườn che bóng dày 1,8 10,3 0,91 Nguồn: Đoàn Văn Điếm, Lê Quang Vĩnh, 2001 Ghi chú: *Sâu đục thân: Xylotrechus quadripes và Zeuzera coffea ** Bệnh gỉ sắt: Hemileia vastatrix 4. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Anh /chị hãy trình bày cấu trúc của khí quyển theo chiều thẳng đứng ? Đặc điểm chính của các tầng khí quyển ? 2. Mật độ, khối lượng và phân bố theo độ cao của không khí ở tầng đối lưu ? Công thức xác định mật độ không khí ? 3. Phân tích đặc điểm của các thành phần nitơ, CO2, O2, hơi nước, bụi ở lớp không khí sát mặt đất ? Vai trò của chúng đối với sinh vật, phương pháp khai thác ? 4. Thành phần Ôzôn (O3) trong không khí, Vai trò của Ôzôn đối với khí hậu trái đất, quá trình phân hủy Ôzôn và nguy cơ tầng Ôzôn bị thủng ? 5. Thành phần không khí trong đất và quần thể thực vật ? Hãy nêu sự biến động và vai trò của một số thành phần chính ? 40
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Kỹ thuật môi trường: Ô nhiễm môi trường không khí
28 p | 1693 | 437
-
Chương 9. Biến đổi khí hậu
22 p | 396 | 289
-
Chương 3: Chế độ nhiệt của đất và không khí
21 p | 507 | 143
-
Chương 4. Tuần hoàn nước trong khí quyển
27 p | 375 | 114
-
ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - CHƯƠNG 1 KHOÁNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ
153 p | 334 | 108
-
CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG
29 p | 726 | 104
-
Chương 11. Dự báo thời tiết và dự báo khí tượng nông nghiệp
18 p | 226 | 86
-
HÌNH THÁI, CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TRÁI ĐẤT PHẦN 1
23 p | 207 | 60
-
Khí quyển có mấy lớp?
5 p | 125 | 25
-
Bài giảng Hóa môi trường: Chương 2 - GV. Ngô Xuân Huy
63 p | 68 | 22
-
Bài giảng Phần 2: Mối quan hệ giữa con người và môi trường
26 p | 75 | 22
-
Bài giảng Khoa học môi trường: Chương 2 - TS. Lê Quốc Tuấn (Phần 2)
44 p | 37 | 13
-
Bài giảng Khoa học môi trường: Chương 2 - TS. Lê Quốc Tuấn (Phần 3)
35 p | 18 | 5
-
Điều chế và khảo sát ảnh hưởng của một số chất phụ gia oxit lên sự kết tinh, cấu trúc và tính chất của gốm cordierit
4 p | 27 | 2
-
Loại đa kiểu cấu trúc và thông số ô mạng cơ sở của khoáng vật chứa Li trong pegmatit vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi
10 p | 12 | 2
-
Bài giảng Khoa học đất - Chương 1: Các khái niệm, thành phần và vai trò của đất
34 p | 1 | 0
-
Đánh giá khối lượng bồi tích và thành phần dinh dưỡng của phù sa trong và ngoài đê bao khép kín ở tỉnh An Giang
7 p | 0 | 0

markdown:
# Chương 2. Cấu trúc và thành phần khí quyển
Chia sẻ: Nguyen Huu Tuyen | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:14
lượt xem 271
download
![](https://tailieu.vn/image/document/thumbnail/2009/20091227/viendanbac_vp1990/80x100/chuong_2_cau_truc_va_thanh_phan_khi_quyen_6261.jpg)
##
Chương 2. Cấu trúc và thành phần khí quyển
[Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ](javascript:void(0);)
Download
![](https://tailieu.vn/static/b2013az/templates/version1/default/images/down16x21.png)
Trái đất, bằng lực hút của mình đã tập trung xung quanh nó một lớp các chất khí được gọi là khí quyển. Lớp khí quyển gần mặt đất có vai trò hết sức lớn lao đối với sự sống trên trái đất, là môi trường quan trọng của nền sản xuất nông nghiệp. Hỗn hợp các chất khí tạo nên khí quyển được gọi là không khí. Trong khí quyển liên tục xẩy ra các quá trình và hiện tượng vật lý: sự tuần hoàn nước, các hiện tượng quang học, điện học. Tập hợp các hiện tượng và quá trình vật lý đó...
Bình luận(0)
[Đăng nhập để gửi bình luận!](javascript:void(0);)
##
Nội dung Text: Chương 2. Cấu trúc và thành phần khí quyển
- Chương II. CÁC KIẾN THỨC CHUNG VỀ KHÍ QUYỂN TRÁI ÐẤT Trái đất, bằng lực hút của mình đã tập trung xung quanh nó một lớp các chất khí được gọi là khí quyển. Lớp khí quyển gần mặt đất có vai trò hết sức lớn lao đối với sự sống trên trái đất, là môi trường quan trọng của nền sản xuất nông nghiệp. Hỗn hợp các chất khí tạo nên khí quyển được gọi là không khí. Trong khí quyển liên tục xẩy ra các quá trình và hiện tượng vật lý: sự tuần hoàn nước, các hiện tượng quang học, điện học. Tập hợp các hiện tượng và quá trình vật lý đó chính là chế độ thời tiết của một vùng. Ở một chừng mực nào đó sự biến đối của thời tiết đã tạo nên những điều kiện cần thiết cho sự sống nói chung và cho ngành sản xuất nông nghiệp nói riêng. Sự biến động thái quá của nó có thế dẫn đến những thiên tai đe dọa cuộc sống và các hoạt động sản xuất của con người. Giữa khí quyển, sinh quyển, thủy quyển và địa quyển luôn luôn trao đổi tương tác lẫn nhau trong suốt quá trình lịch sử hình thành trái đất đă tạo nên những cân bằng động. Những cân bằng này có tác dụng duy trì, tái tạo các pha của cân bằng tư nhiên. Nếu một điều kiện nào đó trong cân bằng bị phá vỡ sẽ gây ra những tổn thất không lường trước được. Sự hoạt động thiếu ý thức bảo vệ thiên nhiên của con người ngày càng xâm phạm cân bằng sinh thái, làm cho nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt. Hàng năm 17 triệu hecta rừng nhiệt đới, 300.000 ha rừng thưa bị khai thác quá mức. Một phần ba diện tích đất đai bị đe doạ bởi nạn hoang mạc hóa. Nạn ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước đã làm mất đi ước chừng 5 - 10% số loài sinh vật từ nay đến năm 2020; và đến năm 2050 số loài sinh vật bị diệt chủng sẽ lên đến 25%. Sinh quyển bị phá vỡ sẽ gây ra sự biến động khí hậu và khô hạn, lũ lụt trên trái đất ngày một gia tăng. Việc bảo vệ cân bằng sinh thái là vấn đề quyết định sự tồn vong của loài người. Mọi người cần có ý thức bảo vệ nó. Ðể làm cơ sở cho những hiểu biết chúng ta lần lượt xem xét những vấn đề sau đây: 1. CẤU TRÚC THEO CHIỀU THẰNG ÐỨNG CỦA KHÍ QUYỂN Dựa trên những đặc tính vật lý và tính chất hoạt động, khí quyển trái đất được chia thành 5 tầng mỗi tầng có những đặc trưng vật lý khác nhau (xem sơ đồ hình 2.1). 1.1. Tầng đối lưu (Troposphere) Là tầng không khí gần mặt đất nhất, độ cao trung bình của nó vào khoảng 11 km: ở hai cực trái đất chỉ cao từ 8 - 10 km, còn ở vùng xích đạo là 15 - 18 km. Ðộ cao của tầng khí quyển này do độ cao của các dòng đối lưu quyết định, bởi vậy nó thay đổi theo mùa trong năm và thay đổi theo vĩ độ địa lý, do tính chất nhiệt lực quyết định. Tầng đối lưu là tầng khí quyền hoạt động nhất. Các hiện tượng thời tiết, mưa, nắng, mây, dông bão... đều xảy ra ở tầng khí quyển này. Tầng đối lưu cũng là môi trường sống của tất cả các sinh vật trên trái đất. Ðặc điểm quan trọng của tầng đối lưu là nhiệt độ giảm dần theo độ cao. Trung bình cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm xuống 0,640C. Nhiệt độ ở giới hạn trên của nó xuống rất thấp, có thể đạt - 700C ở vùng xích đạo của trái đất. Ở tầng này thường xảy ra hiện tượng các dòng không khí đi lên hoặc đi xuống (do các trung tâm khí áp cao, khí áp thấp..., do gặp các chướng ngại vật trên mặt đất, do sự 27
- tranh chấp giữa các khối không khí...). Hiện tượng thăng giáng của các khối không khí đã làm thay đổi chế độ nhiệt, ẩm của không khí. (Khảo sát khí quyển, Oklahoma - 1997) Chúng ta biết rằng các chất khí đều chứa đựng năng lượng được gọi là động năng. Ðộng năng của chất khí phụ thuộc vào áp suất khí quyển, nó điều khiển trạng thái nhiệt: khi bị nén chúng nóng lên, khi giãn nở chúng bị lạnh đi. Từ nguyên lý đó ta có thể suy ra rằng: Khối không khí khi chuyển động đi lên, áp suất giảm dần và giãn ra do dó chúng lạnh đi. Ngược lại, sự vận chuyển từ cao xuống thấp, không khí ở trạng thái bị nén và làm nhiệt độ của nó tăng lên. Giả thiết rằng khối không khí chuyển động nhanh, không có sự trao đổi nhiệt hoặc sự xáo trộn với khối không khí xung quanh. Hiện tượng đó được gọi là đoạn nhiệt, có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt với xung quanh. 28
- Các khối không khí đi lên bao giờ cũng có hiện tượng đoạn nhiệt lạnh; các khối không khí đi xuống thường kèm theo hiện tượng đoạn nhiệt nóng. Ở các khối không khí khô (chưa bão hòa hơi nước) mức độ tăng hoặc giảm nhiệt độ là 1 0C cho 100m gọi là đoạn nhiệt khô. Ở khối không khí bão hòa hơi nuớc thì mức độ tăng hoặc giảm nhiệt độ là 0,50C/100m gọi là đoạn nhiệt ẩm. Ðối với khối không khí bốc lên cao lúc đầu lạnh đi theo mức đoạn nhiệt khô bởi vì nó chưa bão hòa hơi nước, đến một độ cao nhất định nhiệt độ không khí đã giảm đến điểm sương, và trở nên bão hòa hơi nước, sự tiếp tục giảm nhiệt độ theo mức độ đoạn nhiệt ẩm. Kết quả thống kê số liệu cao không 30 năm (1961 - 1990) ở Hà Nội cho thấy, vào mùa Đông ở lớp không khí 500 mét thường xuất hiện lớp nghịch nhiệt (thể hiện rõ trong giá trị nhiệt độ tối cao), còn mùa Hè lớp nghịch nhiệt yếu hơn. Do có lớp nghịch nhiệt, ở lớp không khí cao hơn thường xảy ra ngưng kết hơi nước. Bảng 2.1. Nhiệt độ không khí khảo sát lúc 7h (0h GMT) ở các độ cao tại Hà Nội (Số liệu 30 năm 1961 -1990) Mực (mét) Tháng I Tháng VII 0 Ttb Tmax Tmin Ttb Tmax Tmin 0 14,6 23,0 5,5 27,3 31,4 21,6 200 13,8 21,7 3,5 26,2 31,9 20,3 500 12,5 24,7 0,9 25,2 30,0 19,1 1000 10,6 21,4 0,6 22,8 27,7 16,0 1500 9,3 19,1 -1,5 20,0 24,8 15,3 2100 7,9 18,1 -1,7 16,6 20,8 2,0 3100 5,0 14,2 -3,7 11,1 15,7 7,9 Nguồn: TS. Hoàng Thị Phương Hồng (Đài khí tượng cao không Hà Nội) Hiện tượng thăng, giáng của các khối không khí trong tầng đối lưu thường diễn ra hàng ngày, với cường độ mạnh hay yếu tùy theo chế độ nhiệt của mặt đất và là nguyên nhân làm hơi nước ngưng kết, tạo thành mây, mưa... Hiện tượng đi xuống của các khối không khí (ở các trung tâm áp cao, trên các sườn núi xuống...) làm cho không khí nóng lên, độ ẩm xa dần trạng thái bão hòa. Hiện tượng thăng, giáng của các khối không khí là một hiện tượng đặc trưng quan trọng của tầng đối lưu. Tầng đối lưu chiếm 80% khối lượng khí quyển và 90% hơi nước, thành phần khí quyển ở tầng này luôn luôn diễn ra sự trao đổi giữa mặt đất, mặt đại dương và khí quyển. 1.2. Tầng bình lưu (Stratosphere) Tầng bình lưu là tầng tiếp giáp với tầng đối lưu, lên cao tới 50 - 55km. Ðặc điểm của tầng bình lưu là không khí ít bị xáo trộn theo chiều thẳng đứng. Có thể tách tầng này thành hai lớp: 29
- - Lớp đẳng nhiệt: nằm sát tầng đối lưu lên cao tới 25km, nhiệt độ ít thay đổi, trung bình vào khoảng -550C. Lớp khí quyển này thường chuyển động theo chiều nằm ngang từ đông sang tây. Kích thước các khối không khí này có thể tới hàng nghìn cây số. - Lớp nghịch nhiệt: ở độ cao từ 25 đến trên 50km. Ở tầng này nhiệt độ tăng dần theo độ cao, nhiệt độ trung bình vào khoảng 00C, tối đa có thể tới trên +100C. Sư tăng dần nhiệt độ của lớp khí quyển này có thể là do sự có mặt của tầng ôzôn, chất hấp thu mạnh các tia sóng ngắn của bức xạ mặt trời. - Phía trên tầng nghịch nhiệt là đỉnh tầng bình lưu (Stratopause), nhiệt độ khá ổn định, khoảng 00C ở độ cao 55km. 1.3. Tầng trung gian (Mesosphere) Tầng trung gian nằm trên tầng bình lưu cho đến độ cao 80 - 90 km. Tầng này nhiệt độ giảm dần theo độ cao và đạt đến giá trị - 700C đến - 800C. 1.4. Tầng điện ly (Thermosphere) Tầng điện ly hay còn gọi là tầng nhiệt quyển là tầng không khí có độ cao từ 80 đến 800km. Ở tầng này không khí rất thưa loăng. Dưới tác dụng của các tia bức xạ, các chất khí đều bị phân ly và bị ion hoá mạnh. Khí quyển ở đây có độ dẫn điện cao. Ðộ dẫn điện cao ở tầng điện ly là nguyên nhân làm phản hồi các sóng vô tuyến phát đi từ mặt đất, nhờ vậy mà mọi thiết bị vô tuyến điện ở mặt đất, ở các vệ tinh nhân tạo mới có thể hoạt động bình thường được. Tầng ion có thể nhận thấy hai cực đại ion hóa ở độ cao 100 km và 180 - 200km. Ðặc điểm quan trọng của tầng khí quyển này là nhiệt độ không khí cao và tăng nhanh theo độ cao. Ở độ cao 200km có nhiệt độ 6000C, còn ở giới hạn trên là 20000C. 1.5. Tầng khuyếch tán (Exosphere) Giới hạn trên của tầng này vào khoảng 2000 đến 3000 km, là tầng chuyển tiếp giữa khí quyển và không gian vũ trụ (Outer space), không khí tầng này rất thưa loãng thành phần chủ yếu là hydrô và hêli. 2. MẬT ÐỘ, KHỐI LƯỢNG VÀ SỰ PHÂN BỔ KHÍ QUYỂN THEO CHIỀU CAO 2.1. Mật độ không khí Mật độ không khí là khối lượng chất khí có trong 1m3 không khí, hay là tỷ số giữa khối lượng và thể tích của chất khí, được kí hiệu là ρ. Lần đầu tiên trên thế giới, mật độ không khí được xác định vào thế kỷ thứ 17 sau khi sáng chế ra bơm không khí. Mật độ không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất khí quyển 760 mm; nhiệt độ không khí 00C) bằng 1,293 kg/m3. Còn nếu áp suất khí quyến bằng 1000 mm thì mật độ không khí là 1,276 kg/m3. Mật độ không khí phụ thuộc vào một số yếu tố vật lý như: nhiệt độ, áp suất khí quyển và độ ẩm không khí. Ðể xác định mật độ không khí người ta có thể dùng các thiết bị 30
- máy móc đo đếm trực tiếp, và cũng có thể xác định một cách gián tiếp dựa trên hai yếu tố là nhiệt độ và áp suất khí quyển. Ðại lượng nghịch đảo của mật độ không khí được gọi là thể tích riêng của không khí (V): 1 V= (1) ρ Mật độ không khí phụ thuộc vào nhiệt độ (T) và áp suất khí quyển (P). Sự phụ thuộc này được biểu thị bằng phương trình Clapayron là phương trình được rút ra từ những định luật vật lý cơ bản Boymariotte và Gayluitsac PV = RT (2) Trong đó: P- áp suất khí quyển (mm); V- thể tích riêng; R- hằng số chất khí; T- nhiệt độ tuyệt đối của không khí. Thay (1) vào (2) ta có: P ρ = R.T 1 Thừa nhận hằng số chất khí R = 2,064 cal/mol. độ = 0,4845 P (3) hay ρ = 0,4845 x 273 + t t là nhiệt độ không khí tính theo độ bách phân (0C). Ta có thể dùng phương trình (3) để xác định mật độ không khí ở bất kỳ điều kiện nhiệt độ và áp suất nào của khí quyển. Từ phương trình (3) ta suy ra rằng: Mật độ không khí tỷ lệ thuận với áp suất của khí quyển (áp suất càng tăng thì khối lượng chất khí có trong 1m3 không khí càng 1ớn và do đó mật độ không khí tăng). Mật độ không khí tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Nhiệt độ không khí càng tăng thì mật độ không khí giảm, vì nhiệt độ tăng thể tích tăng làm cho khối lượng của một đơn vị thể tích không khí giảm. Bảng 2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và ẩm độ đến mật độ không khí Nhiệt độ không khí (0C) Mật độ không khí (g/m ) 3 0 10 20 30 Mật độ không khí khô 1293 1247 1203 1165 31
- Mật độ không khí bão hoà hơi 1290 1241 1194 1194 nước Chênh lệch không khí khô và ẩm 3 6 11 18 Mật độ khí quyển còn phụ thuộc vào ẩm độ không khí. Ẩm độ không khí càng tăng thì mật độ không khí càng giảm (bảng 2.2) Mật độ không khí giảm nhanh theo độ cao của khí quyển. Càng lên cao thì khối lượng chất khí trong một đơn vị thể tích càng giảm do sức hút của trái đất yếu dần. Nói cách khác, càng lên cao không khí càng thưa loãng và tiến dần vào không gian vũ tru. 2.2. Khối lượng khí quyển và sự phân bố theo độ cao Khối lượng khí quyển trái đất bằng 5,26.1018 kg. Trong khi đó khối lượng của địa quyển là 5,96.1024 kg. Như vậy khối lượng khí quyển chỉ bằng 1/1.000.000 khối lượng của địa quyển. Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy: Gần 50% khối lượng khí quyển phân bố từ mặt đất đến độ cao 5km, 75% ở độ cao 10km và 95% ở độ cao từ mặt đất đến 20km. Lớp khí quyển trên 80km chỉ chứa 0,5% khối lượng của nó. Cho đến nay việc xác định độ cao của khí quyển còn gặp nhiều khó khăn vì càng lên cao không khí càng thưa loãng. Người ta còn quan sát thấy hiện tượng cực quang ở độ cao 1.100 km. Ðiều đó cho ta thấy ở độ cao đó vẫn còn không khí. Những chất khí ở độ cao 1000 km trở lên hết sức loăng. Các chất khí có tốc độ chuyển động lớn vì gần như thoát khỏi trường trọng lực của trái đất và tỏa vào không gian vũ trụ. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy khí quyển trái đất không có dạng đối xung mà nó lép về phía mặt trời và làm thành cái đuôi chất khí của trái đất kéo dải hàng chục vạn cây số. 3. THÀNH PHẦN KHÔNG KHÍ TRONG KHÍ QUYỂN TRÁI ÐẤT 3.1. Thành phần không khí của lớp khí quyển gần mặt đất Bảng 2.3. Thành phần không khí khô, không bị ô nhiễm STT Tên chất Công thức Tỉ l ệ Tổng khối lượng (tấn) 1 Nitơ N2 78,09% 3850. 1012 2 Oxy O2 20,94% 1180. 1012 3 Argon Ar 0,93% 65. 1012 4 Cacbonic CO2 0,032% 2,5. 1012 5 Neon Ne 18 ppm 64. 109 6 Heli He 5,2 ppm 3,7. 109 7 Metan CH4 1,3 ppm 3,7. 109 8 Kripton Kr 1,0 ppm 15. 109 9 Hydro H2 0,5 ppm 0,18. 109 10 Nitơ ôxit N2O 0,25 ppm 1,9. 109 32
- 11 Cacbon monoxit CO 0,10 ppm 0,5. 109 12 Ôzon O3 0,02 ppm 0,2. 109 13 Sulfurdioxit SO2 0,001 ppm 11. 106 14 Nitơ dioxit NO2 0,001 ppm 8. 106 Sự trao đổi liên tục giữa khí quyển, địa quyển, thủy quyển và sinh quyển đã tạo nên những cân bằng động duy trì sự có mặt và tồn tại của các chất khí trong khí quyển. Trong một đơn vị thể tích của không khí khô và sạch có chứa 78,08% nitơ (N 2), 20,95% ôxy (O2), 0,93% acgon (Ar), 0,03% cacbonic. Các chất khí nêon, hê li, cripton, hyđrô, xênon và ôzôn chỉ chiếm 0,01% (bảng 2.3). Trong khí quyển còn có một số chất có thành phần biến động như hơi nước, bụi khói, các chất khí độc hại, các ion và các chất hữu cơ do thực vật thải ra... 3.2. Vai trò của các chất khí trong khí quyển a) Nitơ (N2) Là chất khí chiếm tỷ lệ lớn nhất, là bộ xương của khí quyển trái đất. Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng cho mọi cơ thể sống, nó tham gia cấu tạo nên nhiều bộ phận và cơ quan trong cơ thể động vật và thực vật. Trong sản phẩm cây trồng hàm lượng nitơ tổng số không cao, song nó giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển, hình thành năng suất và phẩm chất của cây trồng. Viện sĩ N.A. Macximov cho rằng: Về số lượng, nitơ chỉ chiếm vị trí thứ tư trong thành phần cơ thể thực vật sau các chất cacbon, hydro và ôxy. Ba chất này tạo nên 95% trọng lượng cơ thể thực vật, còn nitơ chỉ chiếm từ 1 đến 3%, nhưng thiếu nitơ cây không thế sống được. Nitơ trong tự nhiên là nguồn vô tận, nhưng thực vật không có khả năng đồng hóa. Chỉ một số loài vi khuẩn sống tự do trong đất như Azotobacter, Clostridium pasterianum, vi khuẩn cộng sinh ở rễ cây họ đậu (Rhisobium), tảo cộng sinh ở bèo hoa dâu (Anabaena) mới có khả năng đồng hóa nitơ phân từ - tạo thành những hợp chất chứa đạm, bổ sung nguồn dinh dưỡng cho đất. Phần lớn thực vật sống trong tình trạng thiếu nitơ bởi vì rễ cây chỉ có thể hút nitơ dưới dạng các hợp chất như NH4+ , NO3-, urea [CO(NH2)2 ] hoặc Alanin (axit amin phân tử nhỏ). Nguồn đạm cung cấp thường xuyên cho đất là những hợp chất nitơ tan trong nước mưa, sương mù, sương muối.... Hợp chất này hình thành chủ yếu do quá trình phóng điện trong khí quyển cung cấp lượng đạm khoảng 3 - 4 kg/ha/năm, Ở những vùng khí hậu nhiệt đới nhiều mưa dông, lượng đạm thu được từ nước mưa có thể tới 13 - 14 kg/ha/năm. Các sản phẩm phế thải của sinh vật (rễ, lá, thân...) mục nát cũng là nguồn cung cấp đạm cho đất. Trong sản xuất nông nghiệp, ngoài những nguồn đạm tự nhiên kể trên nông dân còn bón phân đạm vô cơ và hữu cơ cho đất... Những xác chết động, thực vật, các sản phụ phẩm nông nghiệp cũng là nguồn bổ sung một lượng đạm đáng kể cho đất. Quá trình chuyển đổi nitơ trên mặt đất là hiện tượng tự nhiên, tạo nên vòng tuần hoàn nitơ trong khí quyển, giữ trạng trái cân bằng nitơ giữa đất và khí quyển. Ðiều đó giải thích được bằng sự tồn tại của thực vật trên bề mặt trái đất không cần có tác động của con người. 33
- Để khai thác nguồn tài nguyên nitơ khí quyển con người đã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như dùng nhiệt độ và áp suất cao sản xuất phân vô cơ, sử dụng phân vi sinh, trồng cây họ đậu và thả bèo hoa dâu… b) Ôxy (O2) Ôxy chiếm gần 21% thể tích khí quyển, là chất có khả năng hấp thụ chọn lọc một số tia bức xạ mặt trời góp phần vào việc điều tiết chế độ nhiệt khí quyển. Ôxy là chất cần cho quá trình hô hấp của mọi cơ thể sống, quá trình ôxy hoá các chất do cơ thể đồng hóa được, giải phóng năng lượng cung cấp cho mọi hoạt động của cơ thể. Trong quá trình hô hấp, sinh vật hút ôxy từ khí quyển tự do và thải ra khí cacbonic (CO2). Ôxy cần thiết cho sự phân giải các chất hữu cơ, chất thải, và tàn dư sinh vật… làm sạch môi trường. Giả sử trong khí quyển không có ôxy, không có sự phân giải các sản phẩm thừa của quá trình sống, thì xác chết động thực, vật sẽ làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng. Ôxy còn cần thiết cho sự đốt cháy các loại nhiên liệu, giải phóng nhiệt lượng cung cấp cho các hoạt động công nghiệp, giao thông vận tải và các ngành kinh tế khác. Nguồn cung cấp ôxy cho khí quyển chủ yếu là quá trình quang hợp của thực vật. Cây xanh quang hợp thải ôxy vào khí quyển, bởi vậy ở những nơi có cây xanh hàm lượng O 2 cao hơn và không khí trong lành hơn. Hàm lượng oxy không khí trong các kỷ địa chất trước đây rất thấp, hàm lượng này tăng dần qua các các kỷ Ðá vôi (Cổ sinh), Chu la (Trung sinh), kỷ Ðệ Tam (Tân sinh) do cường độ quang hợp cao. Sự suy giảm O 2 gây nên những hậu quả nghiệm trọng về hô hấp cho thế giới sinh vật, tình trạng nghèo oxy kéo dài thì cơ thể sẽ chết. Ðối với thực vật, hàm lượng 21% oxy khí quyển vẫn chưa đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu sinh trưởng. Chỉ có thực vật thuộc nhóm C4 đòi hỏi lượng oxy và lượng CO2 thấp. Thế nhưng, việc đốt cháy nhiên liệu hoá thạch trong công nghiệp, giao thông đã tiêu tốn oxy và thải CO2 vào khí quyển. Vào những thập kỷ gần đây, do tăng cường hoạt động công nghiệp, nhiên liệu hoá thạch bị thai thác quá mức. Ngoài ra, nhu cầu nguyên liệu gỗ gia tăng nên diện tích rừng cũng bị thu hẹp là nguyên nhân làm giảm hàm lượng ôxy, tăng hàm lượng CO2 trong khí quyển. c) Ôzôn (O3) Là dạng thù hình của ôxy, có mùi đặc biệt, được gọi tên theo tiếng Hi Lạp là Ôzôn - khi có mùi). Ôzôn được hình thành do tác dụng của các tia sóng ngắn bức xạ mặt trời. Các tia bức xạ này có năng lượng lớn làm phân ly các phân tử ôxy thành nguyên tử; các nguyên tử ôxy lại liên kết lại thành ôzôn. Lượng ôzôn trong khí quyển không nhiều và có mặt ở tầng khí quyển cao từ 10 đến 50 km, tập trung chủ yếu ở tầng từ 25 đến 50 km. Ôzôn là loại khí hiếm ở lớp không khí gần mặt đất. Mỗi phân tử ôzôn được tạo thành từ 3 nguyên tử oxi, bởi vậy nhiều người tin rằng ôzôn cũng có ích cho cơ thể giống như ôxi. Nhưng thực tế không phải vậy, nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ rõ ôzôn độc hại, sự ô nhiễm ôzôn tác động xấu đến năng suất cây trồng. Mặt khác, lớp ôzôn trên cao lại rất có ích vì nó làm nhiệm vụ như bộ phận lọc, hấp thụ các bức xạ tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống mặt đất. Những tia tử ngoại rất nguy hiểm, nó tác động đến ADN của tế bào, gây đột biến và ung thư da. Như vậy ôzôn là tác nhân gây ô nhiễm với không khí ở lớp gần mặt đất nhưng là tác nhân bảo vệ sự sống, chống tia tử ngoại ở tầng bình lưu. Trên tầng bình lưu của khí quyển, những tia tử ngoại từ mặt trời tác động với oxy rồi chuyển hóa thành ôzôn. Ôzôn cũng có thể chuyển thành oxy (O2) nhờ những phản ứng quang hoá. 34
- Trong tự nhiên tồn tại một cân bằng động giữa ôxy và ôzôn, duy trì được lớp ôzôn ở tầng bình lưu. Một số loại khí do công nghiệp phát thải có khả năng phân hủy O 3, do đó làm thủng tầng ôzôn. Ôzôn - lá chắn bảo vệ Tác dụng của bức xạ Mặt trời đã duy trì sự sống trên hành tinh của chúng ta. Tác dụng đó phụ thuộc vào độ dài ban ngày, độ cao Mặt trời, mây, độ ẩm và độ nhiễm bẩn của không khí. Bức xạ Mặt trời chiếu xuống Trái đất dưới dạng sóng điện từ với phổ bước sóng rất rộng. Bức xạ Mặt trời chiếu tới giới hạn ngoài của khí quyển Trái đất (độ cao cách mặt đất khoảng 3000km) gồm các tia gamma, tia rơn ghen, tia tử ngoại, tia nhìn thấy, tia hồng ngoại và các bước sóng dài (sóng radio, TV). Các tia nhìn thấy có bước sóng từ 0,39 µ* (ánh sáng tím) đến 0,76µ (ánh sáng đỏ). Khí quyển Trái đất có tác dụng khuếch tán, hấp thụ và lọc một bộ phận lớn các tia bức xạ Mặt trời. Vì vậy, người ta gọi khí quyển là màn chắn các tia bức xạ, nó chỉ dành lại 2 cửa sổ cho một phần bức xạ Mặt trời chiếu xuống mặt đất, đó là “cửa sổ” dành cho các tia nhìn thấy, một số tia tử ngoại đi qua và một "cửa sổ" dành cho các bước sóng dài chiếu xuống Trái đất. Trong khí quyển Trái đất, tới độ cao khoảng 80km là tầng điện ly (tầng ion hoá). Tầng điện ly có tác dụng hấp thụ sóng cực ngắn (bước sóng nhỏ hơn 0,099 µ). Các tia tử ngoại có bước sóng ngắn, dao động từ 0,20 - 0,39µ. Các tia có bước sóng từ 0,20 - 0,28 µ gọi là UV - C, từ 0,28 - 0,32 µ gọi là UV - B. Các tia còn lại có bước sóng dài hơn từ 0,32 - 0,39 µ gọi là UV - A. Trong số các tia này thì UV - B có tác dụng tích cực nhất đối với động, thực vật và con người. UV - C bị hấp thụ bởi thành phần O 3 của khí quyển và UV - A xuyên qua tầng ôzôn, nhưng lại bị phản xạ bởi oxi và nitơ trở lại vũ trụ. Như vậy, trên thực tế tồn tại một cơ chế tự nhiên bảo vệ sinh quyển chống lại tác động nguy hiểm của các tia tử ngoại. Sở dĩ các tia tử ngoại có bước sóng dưới 0,28 µ không xuyên qua tầng bình lưu được vì có tầng ôzôn. Khí ôzôn tự nhiên được hình thành là do các tia tử ngoại chiếu vào các phân tử oxi (O2), phân tách chúng thành các nguyên tử (O), các nguyên tử oxi lại tiếp tục kết hợp với các phân tử oxi khác để hình thành ôzôn (O 3). Phản ứng diễn ra theo các bước: O2 + Bức xạ tử ngoại = O + O O + O2 = O3 Ôzôn có thể hấp thụ năng lượng bức xạ tử ngoại và lại phân huỷ theo phản ứng: O3 + Bức xạ tử ngoại = O2 + O Như vậy, trong thiên nhiên, khí ôzôn luôn luôn phân huỷ và tái tạo, giữ được sự tồn tại ổn định cho lớp ôzôn. Khí ôzôn hấp thu tia tử ngoại nên có tác dụng che chắn cho bề mặt trái đất. Vì thế, lớp ôzôn trong khí quyển được gọi là chiếc "ô bảo vệ" hay "lá chắn" cho sinh vật trên Trái đất. Ở giới hạn ngoài khí quyển, bức xạ tử ngoại chiếm 7% tổng năng lượng bức xạ mặt trời, khi qua tầng khí quyển bị ôzôn giữ lại, chỉ còn l% chiếu tới mặt đất. Ở mặt đất hàm lượng bức xạ sóng ngắn không những không gây độc hại cho cơ thể sống mà còn có tác dụng kích thích, thúc đẩy các quá trình trao đổi chất, làm tăng cường sinh trưởng, phát triển để cho năng suất cao. Trong nhiều thập kỷ qua, do hoạt động thiếu ý thức của con người đã và đang làm tổn hại đến lớp ôzôn của khí quyển. Một trong những nguyên nhân quan trọng là những hoạt động thái quá của nền công nghiệp, giao thông vận tải, sử dụng ngày càng nhiều than, dầu và khí đốt, thải vào khí quyển mỗi năm hàng trăm triệu tấn khí độc như CO2, 35
- CFC, CO, CH4…, gây ô nhiễm khí quyển và phá hủy tầng ôzôn. Các nhà khoa học dự đoán rằng đến năm 2030 sự suy thoái tầng ôzôn trên phạm vi toàn cầu sẽ là 6,5%. Ðặc biệt, sự suy thái này xảy ra mạnh ở các vĩ độ cao, đến năm 2030 có thể là 16% ở 60 0N. Nếu việc cấm sản xuất CFC có hiệu quả thì sự suy thoái trung bình vẫn ở mức 2% và 8% ở 600N. d) Khí cacbonic (CO2) Ở điều kiện bình thường khí CO2 chỉ chiếm 0,032% thể tích khí quyển nhưng nó là nguồn dinh dưỡng quan trọng của thực vật, là yếu tố tạo thành năng suất. Hoạt động của núi lửa, quá trình cháy, quá trình hô hấp của sinh vật, sự phân hủy các hợp chất hữu cơ là nguồn bổ sung khí CO2 thường xuyên cho khí quyển. Bộ lá của thực vật là nơi hấp thu khí CO2 chủ yếu trong tự nhiên. Khí cacbonic cần thiết cho quá trình quang hợp của cây xanh, là nguyên liệu tổng hợp các chất hữu cơ đảm bảo sự sinh trưởng, phát triển và tạo năng suất. Một số loại cây trồng, lượng CO2 trong khí quyển chưa đủ cung cấp cho quá trinh quang hợp để đạt năng suất cao. Nhiều thí nghiệm tăng dần nồng độ CO 2 trong môi trường sống của thực vật cho thấy, nâng cao dần nồng độ CO2 làm tăng cường độ quang hợp giúp thực vật sinh trưởng, phát triển tốt. Hàm lượng CO2 thích hợp đối với các loại cây trồng không giống nhau. Hình 2.2 cho biết mối quan hệ giữa cường độ quang hợp và nồng độ CO2 của một loài cây thông. Qua đồ thị ta thấy rằng khả năng đồng hoá cao nhất của giống thông này khi hàm lượng CO 2 trong không khí đạt tới 0,28%. Hàm lượng đó cao gấp 10 lần so với điều kiện bình thường. Lượng CO2 thích hợp cho người và gia súc từ 0,02 - 0,03%. Nếu tăng lên trên 0,2% sẽ gây ngộ độc và có thể gây chết. Vì vậy các công trình xây dựng nhà ở và chuồng trại phải đảm bảo điều kiện thông thoáng để lượng CO2 không tăng tới mức gây hại. Thực vật hấp thụ CO2 qua các khí khổng ở lá và cố định cacbon qua hàng loạt các phản ứng của quá trình quang hợp. Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng sử dụng để tổng hợp những chất photphat cao năng (ATP - Anđenozintriphotphate), tách hydro từ phân Hình 2.2. Quang hợp của cây thông và tử nước rồi cố định CO2 thành glucoze. nồng độ CO2 trong không khí Cùng lúc đó, một lượng tương ứng O2 được giải phóng vào khí quyển. Lượng cacbon mà thực vật cố định hàng năm trên phạm vi toàn cầu khoảng 4 - 9.1013kg. Trong một ngày thực vật hấp thụ CO2 suốt từ sáng sớm đến chiều tối, do đó ban ngày hàm lượng CO 2 giảm đi, oxy tăng lên và đạt đến cực đại vào buổi chiều..Sự trao đổi CO 2 cũng xảy ra giữa khí quyển và đại dương, nước biển chứa lượng CO2 lớn hơn 50 lần so với không khí và vì vậy đại dương đóng vai trò điều chỉnh nồng độ CO 2 của khí quyển. CO2 có khả năng hấp thụ bức xạ sóng dài phản xạ từ mặt đất do đó ban đêm nhiệt độ không khí không xuống quá thấp. Hiện nay do không khí bị ô nhiễm, hàm lượng CO2 ngày càng tăng gây nên "hiệu ứng nhà kính", nhiều thập kỷ qua nhiệt độ khí quyển đang tăng lên (xem chương IX). e) Hơi nước Hơi nưóc là một mắt xích của vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên. ở một điều kiện nào đó hơi nước ngưng kết tạo thành sương, sương muối ở mặt đất, sương mù và mây ở các tầng khí quyền rồi gây ra mưa, tạo nên các hiện tượng thời tiết khác nhau. 36
- Lương hơi nước chứa trong khí quyển tạo nên độ ẩm không khí. Lượng hơi nước có thể biến động từ một vài phần nghìn đến 4% thể tích khí quyển (khoảng 0,02% ở vùng cực đới và 2,5% ở vùng nhiệt đới). Hơi nước giảm nhanh theo độ cao khí quyển, ở độ cao 10-15 km không còn thấy hơi nước. Hơi nước đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình vật lý xảy ra trong khí quyển như sự hấp thu, khúc xạ, khuếch tán bức xạ mặt trời tạo nên các hiện tượng quang học (quầng, tán mặt trăng, mặt trờì, cầu vồng, ráng…). Hơi nước còn có vai trò trong việc điều tiết chế độ nhiệt khí quyển nhờ khả năng hấp thu sóng dài của bức xạ, khả năng chuyển trạng thái từ thế hơi sang thể lỏng, thể rắn và ngược lại. Hơi nước có vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống thực vật, động vật và con người. Chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu kỹ các vấn đề này ở phần sau (xem chương IV). g) Bụi Bụi là những phân tử vật chất có kích thước nhỏ bé bay lơ lửng trong khí quyển. Thành phần của bụi trong khí quyển biến động lớn theo thời gian và không gian. Bụi có trong khí quyển là do các quá trình phong hóa đất đá, quá trình cháy của các mảnh thiên thể, cháy rừng, hoạt động của núi lửa, đốt cháy nhiên liệu trong công nghiệp, giao thông vận tải, hoạt động của con người và động vật… Năm 1938 hoạt động của núi lửa Cracatau (Liên Xô cũ) sinh ra một lượng bụi khói khổng lồ bao bọc cả trái đất, bụi làm giảm cường độ bức xạ mặt trời, làm xuất hiện những màu sắc đặc biệt trên bầu trời kéo dài trong nhiều năm. Bụi là những hạt nhân ngưng kết hơi nước, đặc biệt các hạt bụi có chứa những chất hút ẩm và dễ tan trong nước. Khi hút các phần tử hơi nước, bụi dễ hòa tan tạo thành những hạt dung dịch nhỏ bé trở thành những hạt nhân ngưng kết rất tốt. Ở điều kiện thuận lợi hạt nhân ngưng kết ấy lớn dần lên để tạo thành những giọt nước mưa. Bụi có vai trò quan trọng trong việc điều tiết chế độ nhiệt không khí. Những phần từ bụi nhỏ bé có khả năng hấp thu và bức xạ nhiệt. Lợi dụng đặc điểm này người ta đã dùng biện pháp hun khói để chống sương muối, bảo vệ cây trồng trong mùa đông. Trong không khí chứa nhiều bụi sẽ gây ra nhiều bất lợi cho cây trồng. Hiện tượng sương mù khô, sương mù đen ngăn cản phần lớn các tia bức xạ mặt trời chiếu tới mặt lá, làm giảm cường độ quang hợp. Bụi có thể bịt kín khí khổng của lá cây cản trở việc thoát hơi nước mặt lá, ảnh hưởng xấu đến các chức năng sinh lý của cây trồng. Hiện tượng mưa axit, mưa mầu ở Nga và Bắc Mỹ hiện nay đã tàn phá rừng, đồng ruộng là do bụi công nghiệp thải vào khí quyển mang tính axit... Để nghiên cứu bụi, người ta đã phân loại theo nhiều tieu chí khác nhau. +/ Phân loại theo kích thước: bụi: Φ >10 µm; mù: Φ = 0,1 - 10 µm; khói: Φ < 0,1 µm. Gồm 2 loại: bụi bay và bụi lắng. • Bụi bay: có kích thước Φ = 0,001 - 10 µm (tro, muội, khói và các hạt chất rắn nhỏ chuyển động Braonơ hoặc rơi theo định luật Stok. Gây tổn thương cơ quan hô hấp, bệnh nhiễm bụi thạch anh (silicose) • Bụi lắng :có kích thước lớn hơn 10 µm, rơi theo định luật Niutơn, gây bệnh cho mắt, nhiễm trùng, dị ứng da... +/ Phân loại theo nguồn gốc: bụi hữu cơ (phấn hoa, phấn côn trùng); bụi vô cơ (bụi khoáng, bụi kim loại, hỗn hợp); bụi tự nhiên: bụi vũ trụ; bụi núi lửa, bão cát; bụi nhân tạo: bụi công nghiệp, bụi giao thông… 37
- +/ Phân loại theo tính xâm nhập vào đường hô hấp: bụi không ở lại phế nang: Φ 10 µm. +/ Phân loại theo các đặc điểm khác: theo tác hại (nhiễm độc, gây ung thư, xơ phổi, nhiễm trùng) 3.3. Thành phần không khí trong đất Ðất được cấu tạo bởi những hạt có kích thước khác nhau, giữa các hạt là những khe hở chứa đầy nước hoặc chứa đầy không khí. Những loại đất trồng trọt thường có dung tích khe hở lớn do tác động của các biện pháp kỹ thuật như làm đất, xới xáo hoặc do rễ cây tạo nên ... Không khí trong đất là một trong những yếu tố quan trọng đảm bảo cho sự sinh trưởng, phát triển của bộ rễ cây trồng, các loài sinh vật và vi sinh vật sống trong đất dồng thời cũng là yếu tố thúc đẩy các quá trình phong hoá, hình thành đất. Không khí trong đất không có thành phần cố định như ở khí quyển. Không khí trong đất có hàm lượng CO2 bao giờ cũng cao hơn ngoài khí quyển vì trong đất thường được bổ sung CO2 do sự phân giải chất hữu cơ, sự hô hấp của sinh vật đất và của bộ rễ thực vật. Hàm lượng CO2 thay đổi theo mùa sinh trưởng và mùa khí hậu. Hàm lượng ôxy và nitơ trong đất bao giờ cũng thấp hơn ngoài khí quyển do sự hô hấp của sinh vật đất đã lấy đi một lượng ôxy nhất định. Do hoat động của vi sinh vật, sự phân giải các chất hữu cơ đã thải ra một số chất khí mà ngoài khí quyển không có hoặc với hàm lượng rất thấp (H2S, NH3, CH4…). Theo Vítkêvic, thành phần các chất khí chính trong đất gồm nitơ, cacbonic, ôxy như ở bảng 2.4. dưới đây. Không khí trong đất và lớp không khí sát mặt đất thường xuyên diễn ra quá trình trao đổi tạo nên những cân bằng động làm cho không khí trong đất cũng có đủ thành phần và tỷ lệ cần thiết cho sự sống của sinh vật đất... Cường độ trao đổi phụ thuộc vào tính chất lý, hóa học, chế độ nước trong đất và quá trình canh tác. Trong tự nhiên quá trình trao đổi này cũng bị nhiều yếu tố chi phối: * Áp suất khí quyển. Sự biến động của áp suất khí quyển xúc tiến các quá trình trao đổi khí trong đất. Khí áp tăng tạo nên lực nén không khí vào đất, khí áp giảm tạo ra một lực hút các chất khí từ trong đất ra. Áp suất khí quyển là yếu tố biến động mạnh và thường xuyên, như một động lực thúc đẩy quá trình trao đổi này. * Gió: Cũng như áp suất khí quyển, gió vừa tạo nên lực hút và lực nén không khí vừa xúc tiến các quá trình vận chuyển không khí trên mặt đất. Cường độ trao đổi xảy ra mạnh hay yếu phụ thuộc vào tốc độ và hướng gió trên mặt đất. * Bức xạ mặt trời: Bức xạ mặt Bảng 2.4.Thành phần các chất khí trong trời đốt nóng lớp đất mặt, không khí đ ất trong đất cũng bị đốt nóng nên giãn nở (Theo Vitkêvic, 1966) thể tích, trở nên nhẹ hơn và bay ra khỏi đất. Không khí trên cao lạnh hơn Chất khí Giới hạn dao động của các chất khí (% thể tích) 38
- nên có tỷ trọng lớn, lắng xuống thay Nitơ từ 76 đến 87 thế vị trí của không khí vừa bay lên. Ôxy từ 10 đến 20 * Nước mưa, nước tưới. Cũng là Cácbonic từ 0,01 đến 10-12 những yếu tố tích cực làm thay đổi chế độ không khí trong đất. Nước mưa và nước tưới nước chui vào các khe hở của đất, đẩy không khí ra. Hầu hết các khe hở trong đất đều chứa đầy nước sau khi mưa, khi độ ẩm đất giảm không khí dần dần chiếm lại các khe hở của đất. Sự xen kẽ giữa thời kỳ mưa và không mưa, hoặc giữa các thời kỳ tưới và không tưới, chế độ không khí trong đất sẽ được cải thiện theo hướng có lợi cho sinh vật đất. * Thành phần cơ giới và cấu trúc của đất cũng là một yếu tố có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi khí. Các loại đất tơi xốp có kích thước hạt Φ > 0,l cm tạo ra khoảng cách lớn giữa các viên đất, sự trao đổi khí trong các loại đất này xảy ra manh hơn so với các loại đất chặt. Từ những cơ sở lý luận trên ta có thể cải tạo được chế độ không khí trong đất theo chiều hướng có lợi cho sinh trưởng của bộ rễ cây trồng thông qua các biện pháp kỹ thuật làm đất và chăm sóc hợp lý như xới xáo, bón phân, tưới nước... 3.4. Thành phần không khí trong quần thể thực vật Sự có mặt của thực vật làm cho thành phần không khí xung quanh chúng có sự khác biệt lớn với không khí tự do cả về hàm lượng, thành phần và sự phân bố các chất khí. Mức độ khác biệt phụ thuộc vào mức độ phát triển của tầng tán thực vật (mật độ, độ cao và độ rậm rạp của tán cây). Khi mật độ thưa, hoặc cây non mới gieo trồng thì hầu như không có sự sai khác nhiều giữa không khí trong quần thể so với không khí tự do. Khi cây trưởng thành, độ che phủ tán cây lớn thì sự khác biệt về thành phần không khí trong quần thể thực vật và không khí tự do trở nên đáng kể. Nguyên nhân gây ra sự khác biệt là do tán lá thực vật đã ngăn cản sự trao đổi không khí giữa quần thể và khí quyển tự do (tốc độ gió giảm, hạn chế bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất. Do sự hấp thu, phản xạ và điều tiết nhiệt độ nhờ bộ lá của thực vật mà chế độ nhiệt không khí trong quần thể ít biến động hơn so với không khí bên ngoài. Mặt khác do các hoạt động sống như thoát hơi nước, hấp thu cácbonic, quang hợp, hô hấp ... khiến cho không khí trong quần thể thực vật có sự biến động cả về thành phần và tỷ lệ một số chất. a) Khí CO2 CO2 là nguyên liệu của quá trình quang hợp đồng thời lại là sản phẩm của quá trình hô hấp, vì vậy vào những giờ ban ngày lượng CO2 giảm đi đáng kể. Nếu khảo sát từ gốc cây lên tầng tán lá dầy nhất thì thấy hàm lượng CO2 giảm dần theo chiều cao. Vào ban đêm cây xanh không hấp thu CO2 mà thải ra một lượng đáng kể do quá trình hô hấp làm cho hàm lượng CO2 tăng vọt lên và có thể đạt tới mức 0,06% - gấp đôi hàm lượng CO 2 có trong khí quyển tự do. b) Ôxy 39
- Ôxy trong quần thế thực vật cũng có tỷ lệ biến động mạnh nhưng ngược chiều với CO2. Lượng O2 tăng lên vào ban ngày nhờ quá trình quang hợp và lại giảm đi đáng kể vào ban đêm do bị sử dụng cho quá trình hô hấp c) Hơi nước Hơi nước trong quần thể thực vật bao giờ cũng cao hơn do hoạt động thoát hơi nước qua bề mặt lá của cây xanh. Vào ban đêm hơi nước trong quần thể thực vật thường ở mức bão hòa hoặc quá bão hòa. Tuy nhiên, nếu dưới tán lá dày không khí có nhiệt độ cao hơn trên mặt tán lá thì độ ẩm trong quần thể thấp. Độ ẩm cao thường thúc đẩy hoạt động của nấm bệnh và vi sinh vật trong quần thể thực vật, vì vậy trong kỹ thuật canh tác người ta thường phải tỉa cành, tạo tán, trồng cây che bóng… thích hợp để điều tiết độ ẩm. Bảng 2.5. Ảnh hưởng của biện pháp trồng cây che bóng đối với sâu, bệnh hại cà phê chè Catimor ở huyện Hướng hóa, Quảng trị Biện pháp kỹ thuật Tỷ lệ cây bị sâu Bệnh gỉ sắt (%)** đục thân (%)* Tỷ lệ lá bị bệnh Chỉ số bệnh Vườn không che bóng 4,3 5,3 0,47 Vườn che bóng thưa 2,9 5,6 0,56 Vườn che bóng dày 1,8 10,3 0,91 Nguồn: Đoàn Văn Điếm, Lê Quang Vĩnh, 2001 Ghi chú: *Sâu đục thân: Xylotrechus quadripes và Zeuzera coffea ** Bệnh gỉ sắt: Hemileia vastatrix 4. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Anh /chị hãy trình bày cấu trúc của khí quyển theo chiều thẳng đứng ? Đặc điểm chính của các tầng khí quyển ? 2. Mật độ, khối lượng và phân bố theo độ cao của không khí ở tầng đối lưu ? Công thức xác định mật độ không khí ? 3. Phân tích đặc điểm của các thành phần nitơ, CO2, O2, hơi nước, bụi ở lớp không khí sát mặt đất ? Vai trò của chúng đối với sinh vật, phương pháp khai thác ? 4. Thành phần Ôzôn (O3) trong không khí, Vai trò của Ôzôn đối với khí hậu trái đất, quá trình phân hủy Ôzôn và nguy cơ tầng Ôzôn bị thủng ? 5. Thành phần không khí trong đất và quần thể thực vật ? Hãy nêu sự biến động và vai trò của một số thành phần chính ? 40
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Kỹ thuật môi trường: Ô nhiễm môi trường không khí
28 p |
1693 |
437
-
Chương 9. Biến đổi khí hậu
22 p |
396 |
289
-
Chương 3: Chế độ nhiệt của đất và không khí
21 p |
507 |
143
-
Chương 4. Tuần hoàn nước trong khí quyển
27 p |
375 |
114
-
ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - CHƯƠNG 1 KHOÁNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ
153 p |
334 |
108
-
CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG
29 p |
726 |
104
-
Chương 11. Dự báo thời tiết và dự báo khí tượng nông nghiệp
18 p |
226 |
86
-
HÌNH THÁI, CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TRÁI ĐẤT PHẦN 1
23 p |
207 |
60
-
Khí quyển có mấy lớp?
5 p |
125 |
25
-
Bài giảng Hóa môi trường: Chương 2 - GV. Ngô Xuân Huy
63 p |
68 |
22
-
Bài giảng Phần 2: Mối quan hệ giữa con người và môi trường
26 p |
75 |
22
-
Bài giảng Khoa học môi trường: Chương 2 - TS. Lê Quốc Tuấn (Phần 2)
44 p |
37 |
13
-
Bài giảng Khoa học môi trường: Chương 2 - TS. Lê Quốc Tuấn (Phần 3)
35 p |
18 |
5
-
Điều chế và khảo sát ảnh hưởng của một số chất phụ gia oxit lên sự kết tinh, cấu trúc và tính chất của gốm cordierit
4 p |
27 |
2
-
Loại đa kiểu cấu trúc và thông số ô mạng cơ sở của khoáng vật chứa Li trong pegmatit vùng La Vi, tỉnh Quảng Ngãi
10 p |
12 |
2
-
Bài giảng Khoa học đất - Chương 1: Các khái niệm, thành phần và vai trò của đất
34 p |
1 |
0
-
Đánh giá khối lượng bồi tích và thành phần dinh dưỡng của phù sa trong và ngoài đê bao khép kín ở tỉnh An Giang
7 p |
0 |
0

Server: Apache/2.2.31 (CentOS)

Set-Cookie: TLDEVNamespace=d4atdlommgei4bf80cf8576nr3; path=/; domain=.tailieu.vn; HttpOnly


text:
Bài đọc tiếng Anh
-
KHAI THÁC BÀI ĐỌC TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH CỦA SINH VIÊN CẦU ĐƯỜNG ANH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ThS. NGUYỄN THỊ HỒNG TUYẾN Bộ môn Anh văn Khoa Khoa học Cơ bản Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo đề cập đến quy trình dạy bài đọc tiếng Anh chuyên ngành cho sinh viên Cầu Đường Anh với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.
9p linhdan05016 25-01-2011 589 150 Download
-
Tài liệu tham khảo về Bài tập tiếng anh lớp 11
32p dinhluyen2704 11-09-2010 4152 1746 Download
-
Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, học sinh THPT chuyên môn tiếng anh - Bài tập tiếng anh giúp nâng cao kiến thức và kỹ năng đánh trắc nghiệm.
13p dungql1 19-07-2011 2531 1178 Download
-
Tham khảo bài viết 'bài tập tiếng anh hki lớp 11', tài liệu phổ thông, tiếng anh phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
26p dungql1 19-07-2011 2170 1035 Download
-
Tài liệu tham khảo Bài tập tiếng Anh lớp 12 giúp các bạn ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông và luyện thi đại học
3p zomanticgirl 28-08-2010 1824 736 Download
-
Nhằm tạo điều kiện người học có thể ôn tập và thi tốt các bài thi tiếng Anh theo từng trình độ, mời bạn đọc cùng tham khảo Một số bài viết tiếng Anh trình độ A để luyện tập cách sử dụng thì, cách viết tiếng Anh đúng ngữ pháp qua các chủ đề mẫu.
3p giangnam45 21-05-2010 2719 688 Download
-
Cùng nhau tham khảo "Những bài luận tiếng Anh" với những bài mẫu hay bao gồm 1 số chủ đề như: 1 số đất nước mà bạn muốn viếng thăm, ngôi nhà lý tưởng, 1 bài học kinh nghiệm,...Đồng thời qua đó giúp bạn mở rộng vốn từ vựng phục vụ cho việc viết luận của bạn tốt hơn.
25p longlan99 20-09-2010 1595 671 Download
-
Tài liệu tham khảo một số bài tập tiếng anh nâng cao
2p muzicpro132 18-04-2010 934 586 Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh lớp 9', ngoại ngữ, anh ngữ phổ thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
5p nguyenthibe72 10-04-2011 2036 571 Download
-
Tuyển tập những bài hát tiếng anh, dành cho các bạn yêu thích nhạc nước ngoài, và để trau dồi thêm kiến thức tiếng anh.
0p hoailenpro 11-12-2009 1169 563 Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao - 2', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
3p muzicpro132 18-04-2010 663 502 Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao - 6', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
10p muzicpro132 18-04-2010 937 422 Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao -3', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
2p muzicpro132 18-04-2010 602 385 Download
-
Bài tập Tiếng Anh lớp 6 giới thiệu tới các bạn những dạng bài tập theo trình độ tiếng Anh lớp 6, thông qua việc giải những bài tập này sẽ giúp các bạn đánh giá được năng lực của bản thân cũng như củng cố kiến thức về ngữ pháp tiếng Anh. Mời các bạn tham khảo tài liệu để biết được những bài tập cụ thể.
51p vugiang52 18-04-2015 699 360 Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao - 4', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
1p muzicpro132 18-04-2010 589 342 Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao - 5', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
2p muzicpro132 18-04-2010 486 303 Download
-
Tham khảo tài liệu 'những bài luận tiếng anh hay (31-40)', ngoại ngữ, kỹ năng viết tiếng anh phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
0p haisonnhe 12-11-2011 641 268 Download
-
Đây là một số lời bài hát tiếng anh rất hay gửi đến các bạn độc giả tham khảo.
49p danghainamn 19-03-2011 432 249 Download
-
Tài liệu "Bài tập Tiếng Anh tổng hợp" sẽ giúp tổng hợp các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao liên quan đến chia động từ ở các dạng thì khác nhau trong Tiếng Anh, tài liệu hay cho các bạn ôn tập ngữ pháp Tiếng Anh và luyện thi.
43p 35184178 10-07-2012 833 231 Download
-
Bài tập Tiếng Anh nâng cao lớp 3 tập hợp những câu hỏi nâng cao sát với chương trình học môn Tiếng Anh của lớp 3. Mời các em tham khảo tài liệu để đánh giá năng lực của bản thân. Với các em yêu thích môn Anh văn thì đây là tài liệu hữu ích.
2p ngafat 14-03-2015 863 224 Download
CHỦ ĐỀ BẠN MUỐN TÌM
- Bài tập tiếng anh lớp 9
- Bài tập tiếng Anh lớp 12
- Bài tập tiếng Anh 10
- Đọc tiếng Anh chuẩn
- Kỹ năng đọc tiếng Anh
- Bài viết tiếng Anh
- Đọc tiếng anh đúng cách
- Bài viết tiếng Anh theo chủ đề
- Bài tập tiếng Anh 6
- Cách đọc tiếng Anh
- Luyện đọc Tiếng Anh
- Bài nghe Tiếng Anh
- Bài tập tiếng Anh trình độ B
- Bài tập tiếng Anh trình độ A
- Bài tập tiếng Anh 11
- Bài tập tiếng Anh thương mại
- Bài học tiếng Anh giao tiếp
- Đọc tiếng anh
- Bài tập tiếng anh giao tiếp
- Các dạng bài tập tiếng anh

markdown:
# Bài đọc tiếng Anh
**Bài đọc tiếng Anh**
-
KHAI THÁC BÀI ĐỌC TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH CỦA SINH VIÊN CẦU ĐƯỜNG ANH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ThS. NGUYỄN THỊ HỒNG TUYẾN Bộ môn Anh văn Khoa Khoa học Cơ bản Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo đề cập đến quy trình dạy bài đọc tiếng Anh chuyên ngành cho sinh viên Cầu Đường Anh với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.
9p
linhdan05016
25-01-2011
589
150
Download
-
Tài liệu tham khảo về Bài tập tiếng anh lớp 11
32p
dinhluyen2704
11-09-2010
4152
1746
Download
-
Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, học sinh THPT chuyên môn tiếng anh - Bài tập tiếng anh giúp nâng cao kiến thức và kỹ năng đánh trắc nghiệm.
13p
dungql1
19-07-2011
2531
1178
Download
-
Tham khảo bài viết 'bài tập tiếng anh hki lớp 11', tài liệu phổ thông, tiếng anh phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
26p
dungql1
19-07-2011
2170
1035
Download
-
Tài liệu tham khảo Bài tập tiếng Anh lớp 12 giúp các bạn ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông và luyện thi đại học
3p
zomanticgirl
28-08-2010
1824
736
Download
-
Nhằm tạo điều kiện người học có thể ôn tập và thi tốt các bài thi tiếng Anh theo từng trình độ, mời bạn đọc cùng tham khảo
**Một số bài viết tiếng Anh trình độ A**để luyện tập cách sử dụng thì, cách viết tiếng Anh đúng ngữ pháp qua các chủ đề mẫu.
3p
giangnam45
21-05-2010
2719
688
Download
-
Cùng nhau tham khảo "Những bài luận tiếng Anh" với những bài mẫu hay bao gồm 1 số chủ đề như: 1 số đất nước mà bạn muốn viếng thăm, ngôi nhà lý tưởng, 1 bài học kinh nghiệm,...Đồng thời qua đó giúp bạn mở rộng vốn từ vựng phục vụ cho việc viết luận của bạn tốt hơn.
25p
longlan99
20-09-2010
1595
671
Download
-
Tài liệu tham khảo một số bài tập tiếng anh nâng cao
2p
muzicpro132
18-04-2010
934
586
Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh lớp 9', ngoại ngữ, anh ngữ phổ thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
5p
nguyenthibe72
10-04-2011
2036
571
Download
-
Tuyển tập những bài hát tiếng anh, dành cho các bạn yêu thích nhạc nước ngoài, và để trau dồi thêm kiến thức tiếng anh.
0p
hoailenpro
11-12-2009
1169
563
Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao - 2', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
3p
muzicpro132
18-04-2010
663
502
Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao - 6', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
10p
muzicpro132
18-04-2010
937
422
Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao -3', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
2p
muzicpro132
18-04-2010
602
385
Download
-
Bài tập Tiếng Anh lớp 6 giới thiệu tới các bạn những dạng bài tập theo trình độ tiếng Anh lớp 6, thông qua việc giải những bài tập này sẽ giúp các bạn đánh giá được năng lực của bản thân cũng như củng cố kiến thức về ngữ pháp tiếng Anh. Mời các bạn tham khảo tài liệu để biết được những bài tập cụ thể.
51p
vugiang52
18-04-2015
699
360
Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao - 4', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
1p
muzicpro132
18-04-2010
589
342
Download
-
Tham khảo tài liệu 'bài tập tiếng anh nâng cao - 5', ngoại ngữ, toefl - ielts - toeic phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
2p
muzicpro132
18-04-2010
486
303
Download
-
Tham khảo tài liệu 'những bài luận tiếng anh hay (31-40)', ngoại ngữ, kỹ năng viết tiếng anh phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
0p
haisonnhe
12-11-2011
641
268
Download
-
Đây là một số lời bài hát tiếng anh rất hay gửi đến các bạn độc giả tham khảo.
49p
danghainamn
19-03-2011
432
249
Download
-
Tài liệu "Bài tập Tiếng Anh tổng hợp" sẽ giúp tổng hợp các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao liên quan đến chia động từ ở các dạng thì khác nhau trong Tiếng Anh, tài liệu hay cho các bạn ôn tập ngữ pháp Tiếng Anh và luyện thi.
43p
35184178
10-07-2012
833
231
Download
-
Bài tập Tiếng Anh nâng cao lớp 3 tập hợp những câu hỏi nâng cao sát với chương trình học môn Tiếng Anh của lớp 3. Mời các em tham khảo tài liệu để đánh giá năng lực của bản thân. Với các em yêu thích môn Anh văn thì đây là tài liệu hữu ích.
2p
ngafat
14-03-2015
863
224
Download
## CHỦ ĐỀ BẠN MUỐN TÌM
[Bài tập tiếng anh lớp 9](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-lop-9.html) [Bài tập tiếng Anh lớp 12](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-lop-12.html) [Bài tập tiếng Anh 10](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-10.html) [Đọc tiếng Anh chuẩn](https://tailieu.vn/tag/doc-tieng-anh-chuan.html) [Kỹ năng đọc tiếng Anh](https://tailieu.vn/tag/ky-nang-doc-tieng-anh.html) [Bài viết tiếng Anh](https://tailieu.vn/tag/bai-viet-tieng-anh.html) [Đọc tiếng anh đúng cách](https://tailieu.vn/tag/doc-tieng-anh-dung-cach.html) [Bài viết tiếng Anh theo chủ đề](https://tailieu.vn/tag/bai-viet-tieng-anh-theo-chu-de.html) [Bài tập tiếng Anh 6](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-6.html) [Cách đọc tiếng Anh](https://tailieu.vn/tag/cach-doc-tieng-anh.html) [Luyện đọc Tiếng Anh](https://tailieu.vn/tag/luyen-doc-tieng-anh.html) [Bài nghe Tiếng Anh](https://tailieu.vn/tag/bai-nghe-tieng-anh.html) [Bài tập tiếng Anh trình độ B](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-trinh-do-b.html) [Bài tập tiếng Anh trình độ A](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-trinh-do-a.html) [Bài tập tiếng Anh 11](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-11.html) [Bài tập tiếng Anh thương mại](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-thuong-mai.html) [Bài học tiếng Anh giao tiếp](https://tailieu.vn/tag/bai-hoc-tieng-anh-giao-tiep.html) [Đọc tiếng anh](https://tailieu.vn/tag/doc-tieng-anh.html) [Bài tập tiếng anh giao tiếp](https://tailieu.vn/tag/bai-tap-tieng-anh-giao-tiep.html) [Các dạng bài tập tiếng anh](https://tailieu.vn/tag/cac-dang-bai-tap-tieng-anh.html)

WARC-Type: response

Content-Type: application/http; msgtype=response

WARC-Identified-Payload-Type: application/xhtml+xml

Connection: close

Pragma: no-cache

Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0

Set-Cookie: TLDEVNamespace=6tv5d0oh412oqfk7u880iqp0m0; path=/; domain=.tailieu.vn; HttpOnly

Vary: Accept-Encoding

Content-Type: text/html; charset=UTF-8