xác định front nhiệt mặt biển khu vực biển đông

MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Khái niệm 1.2 Các loại front CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU FRONT CHƢƠNG 3: HỆ THỐNG VỆ TINH VÀ DỮ LIỆU ẢNH VỆ TINH 16 3.1 Hệ thống vệ tinh NOAA-AVHRR 16 3.2 Cơ sở liệu ảnh NOAA-AVHRR 17 CHƢƠNG 4: PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH FRONT TỪ ẢNH VỆ TINH 19 4.1 Thuật toán xác định ranh giới ảnh nhiệt mặt biển (SST) Cayula & Cornillon (1992) 19 4.2 Xác định ranh giới sử dụng nhiều ảnh SST 24 4.3 Tính tốn Gradient 25 4.4 Quy trình tính tốn front nhiệt mặt biển với phƣơng pháp Cayula & Cornillon (1992) 27 CHƢƠNG 5: XÁC ĐỊNH FRONT NHIỆT MẶT BIỂN KHU VỰC 42 BIỂN ĐÔNG 5.1 Tiền xử lý ảnh vệ tinh ………………………………………… 42 5.2 Xác định biến thiên gradient nhiệt mặt biển phƣơng pháp tính tốn gradient ………… 46 5.3 Nghiên cứu xác định vị trí, tần suất xuất front 51 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 MỞ ĐẦU Front đại dương yếu tố quan trọng hải dương học Front nhiệt mặt biển dạng front đại dương Trong tất đại dương biển, luôn tồn chênh lệch nhiệt độ theo khu vực riêng biệt Sự chênh lệch xâm nhập khối nước, trình vận chuyển nước hoàn lưu hay khác biệt yếu tố vật lý, dinh dưỡng Chính thế, nghiên cứu front nhiệt giúp xác định điều kiện vật lý khác biệt khu vực nước rộng lớn, nhờ xác định ranh giới khối nước hay ranh giới dòng chảy lớn Nghiên cứu front quan trọng việc nghiên cứu kết hợp hoàn thiện trường hải dương khác Khu vực Biển Đông khu vực có đặc trưng gió mùa: gió mùa Đơng Bắc vào mùa đơng gió mùa Tây Nam vào mùa hè Trường nhiệt Biển Đơng có thay đổi theo mùa: vào mùa đông, xuất lưỡi nước lạnh từ phía Bắc xâm nhập sâu xuống phía Nam; mùa hè thường xuất khu vực nước trồi khu vực Nam Trung Bộ Hai tượng đặc trưng mùa làm thay đổi rõ rệt trường nhiệt Biển Đơng Chính điều này, front Biển Đơng có thay đổi cường độ vị trí theo mùa Khu vực Nam Trung Bộ khu vực có thay đổi nhiệt độ mặt biển rõ rệt hai xu trường nhiệt Biển Đông Do sở liệu nhiệt mặt biển từ nguồn liệu vệ tinh phong phú nên luận văn tập trung nghiên cứu xác định front tồn khu vực biển Đơng (99E – 121E; 1N – 25N) với tập trung vào nghiên cứu xác định front khu vực Nam Trung Bộ Sự mở rộng khu vực nghiên cứu cho nhìn tổng quát rộng mở biến thiên front nhiệt mặt biển Biển Đông CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Khái niệm Front đại dương dải tương đối hẹp ngăn cách vùng không gian rộng khối nước khác hay khu vực có cấu trúc thẳng đứng khác Các front kèm với tăng cường gradient ngang yếu tố như: nhiệt độ, độ muối, mật độ, chất dinh dưỡng đặc trưng khác (Fedorov, 1986; Belkin, 2003[2]) Các front dòng chảy liên quan quan trọng vận chuyển nhiệt, muối, tương tác biển – khí hoạt động sinh thái khác [1] Front xuất với quy mô khác nhau: từ vài trăm mét hàng nghìn kilomet Một số front xuất thời gian ngắn hầu hết tồn tựa ổn định tồn theo mùa Các front thường xuất biến vị trí mùa năm Hầu tất front lớn thường xuất quanh năm Sự biến thiên nhiệt, muối qua front mạnh cao từ 100C - 150C từ 2‰ - 3‰, nhiên nhìn chung thường từ khoảng 50C 1‰ Độ rộng front biến thiên khác nhau, có nơi front hẹp (dưới 100 m) có front lớn rộng từ 50 - 20 km Front mở rộng tới độ sâu hàng trăm mét; số front lớn phát triển tớ độ sâu 2000 m Các front chủ yếu xuất trình: tương tác đại dương – khí đại dương với băng đáy biển [1]: - Các front có liên quan đến dịng chảy hình dạng front thể hình dạng dịng chảy - Theo dịng chảy dọc front tính tốn tổng thơng lượng nước/nhiệt/muối - Các front phân chia khối nước khác tạo nên chu trình tương ứng với tổng thông lượng nước, nhiệt muối dọc theo front theo kinh độ - Thông thường, front thường trùng khớp với biên sinh – địa lý lớn với dải tăng cường sinh khối - Các thông lượng nhiệt mặt, ứng suất gió điều kiện khí tượng khác khác biệt lớn khu vực lạnh nóng front Các front tương tác mạnh mẽ với lớp biên khí phân chia khu vực có khác tác động lực khí quyển, chúng quan trọng việc quan trắc dự báo thời tiết biển - Các front vĩ độ cao liên quan trực tiếp với điều kiện băng biển, vị trí front xác định quy mô cực đại băng biển - Các front có ảnh hưởng lớn đến mơi trường sóng âm, nghiên cứu q trình truyền âm đại dương cần phải biết vị trí đặc trưng front - Cơ chế vận chuyển trầm tích xác định chủ yếu thơng qua hồn lưu, việc giải đốn thơng tin cổ xưa đại dương khí yêu cầu trước tiên cần phải biết vị trí front đại - Do front có liên quan với dịng chảy hội tụ, nhiễm đại dương cửa sơng tập trung với nồng độ lớn gấp hàng nghìn lần dải front, đe dọa đời sống loài cá, động vật sinh sống dải front Các liệu nhiệt độ mặt biển (SST) thu từ vệ tinh sử dụng để nghiên cứu front Thái Bình Dương từ năm 1970 (Legeckis, 1978) Các nghiên cứu trước tập trung chủ yếu vào front liên quan với dòng chảy biên phía Tây Kuroshio (Qiu cs, 1990) dịng phía Đơng Australia (Nilsson Cresswell, 1980) Các front gắn với dịng chảy biên phía Đơng khu vực nước trồi ven bờ nghiên cứu khu vực giống Dòng chảy California (Strub cs, 1991; Strub James, 1995) dòng chảy Peru – Chile (Brink cs, 1983; Fonseca, 1989) [2] Các nghiên cứu quan trọng việc nghiên cứu tính chất vật lý địa lý đặc trưng khu vực sử dụng phương pháp khác nhau; Hầu hết nghiên cứu thực số liệu có thời gian tương đối hạn chế 1.2 Các loại front Các front hình thành trình khác Theo q trình đó, chia thành loại front sau [1]: - Front cửa sông: Những front hình thành ranh giới dịng nước từ sông đổ nước biển Do vậy, chúng chủ yếu front độ muối hầu hết trường hợp có tồn chênh lệch nhiệt độ ngang front độ muối Khi dịng sơng mang trầm tích lớn cửa sơng, hầu hết front lúc front độ đục; front quan trắc dễ dàng từ khơng gian gradient có màu riêng biệt dải front - Front thềm lục địa: Front thềm lục địa quan trắc khu vực thềm lục địa, phía đứt gãy thềm lục địa Những front có nguồn gốc liên quan đến dòng chảy ngược chiều thềm lục địa với dịng chảy xa bờ Điển hình dịng chảy dịng chảy phía Bắc (Bắc bán cầu) dịng chảy ven bờ chảy xuống phía Nam (như vịnh Nam Địa Trung Hải) Ví dụ dịng chảy điển hình: Các front Biển Bering, Vịnh Nam Địa Trung Hải hay front biển Đông Trung Hoa - Front xáo trộn thủy triều: Trong khu vực nước nông, thủy triều bị tiêu tán lượng lớn lượng ma sát đáy Trong khu vực này, cột nước xáo trộn hoàn toàn thủy triều Độ sâu cột nước cực đại thủy triều xáo trộn hồn tồn xấp xỉ 100m trung bình gần 50m Chính ngun nhân này, front hình thành khối nước xáo trộn toàn khu vực nước nông khối nước phân tầng độ sâu lớn Những front quan trắc nhiều thềm lục địa như: Biển Bắc, Biển Celtic, Bering, Đơng Trung Hoa, Biển Hồng Hải Biển Okhotsk Front xáo trộn triều hình thành xung quanh bờ biển, hịn đảo (Đảo Pribilof Biển Bering) bán đảo (Bán đảo Shandong, Biển Hoàng hải hay bán đảo Valde’s, thềm lục đại Patagonian) - Các front sườn lục địa: Đây dạng front phổ biến nhất, front thường nằm trùng vị trí với sườn lục địa ngăn các khối nước ven bờ với khối nước xa bờ Những front front ngăn cách hai khối nước riêng biệt, gần bờ xa bờ - Các front nước trồi ven bờ: Các khối nước trồi (do gió, địa hình hay thủy triều) mang nước từ tầng sâu lên bề mặt Do khối nước phía bề mặt thường lạnh nước mặt biển nên front xuất khối nước trồi ven bờ lạnh với khối nước xa bờ ấm Những front đặc trưng quan trắc khơi Washington-Oregon-California, Peru-Chile, Tây Bắc Phi, Angola-Namibia-Nam Phi, Bán đảo Yucatan - Các front nước trồi xích đạo: Lực coriolis gây nên phân kỳ xích đạo với khối nước mặt di chuyển xa Xích đạo hai bán cầu Nước sâu lạnh lên mặt biển tạo nên dải gradient nhiệt độ hay độ muối nơi giao lưu với nước ấm mặt biển Những front chủ yếu chiếm ưu trung tâm phía Đơng Thái Bình Dương Đại Tây Dương Sự bất đối xứng bờ biên Ấn Độ Dương ngun nhân giải thích front nước trồi Xích đạo khơng phổ biến Ấn Độ Dương - Các front dòng chảy biên phía Tây: Các front liên quan đến dịng Gulf Stream, Kuroshio, Agulhas, Brazil Đông Australia mạnh giới Các front có dải biến thiên ngang đặc trưng hải dương học, độ mở rộng theo chiều sâu, vận tốc dòng chảy dọc front xuất vận chuyển đặc tính khác Những front xâm nhập sâu biển mở hàng nghìn km Vào mùa đơng, hai front khác biệt hai phía dịng chảy biên phía Tây dịng chảy mang theo nước nhiệt đới ấm nước xung quanh dòng chảy gần bờ xa bờ - Các front hội tụ cận nhiệt đới: Những front hình thành hội tụ gió Ekman mang nước với nhiệt độ khác (bởi gradient nhiệt quy mơ lớn Bắc – Nam đại dương) giữ khu vực tạo thành front Những front quan trắc Biển Sargasso (Bắc Địa Trung Hải), Bắc Thái Bình Dương phần phía Nam Địa Trung Hải, Ấn Độ Dương Thái Bình Dương - Các front gần khu vực băng đá: Những front có liên quan đến rìa băng biển trình riêng dải Trong suốt trình hình thành băng biển, q trình giải phóng muối gây nên tượng đối lưu muối biển Trong trình tan băng, nước mặt tạo lên front muối khu vực khối nước băng tan độ muối thấp nước xung quanh Vào mùa xuân, khối nước băng tan hấp thụ xạ mặt trời, gradient nhiệt độ phát triển ngang front muối ban đầu Những ví dụ điển hình loại front là: Labrador, Greenland, Barrents, Biển Bering Nam Băng Dương - Các front đại dương phía Nam: Các front xuất đại dương gần cực như: Cận Nam cực, Cực front dòng chảy gần Nam cực Nguồn gốc front liên quan đến q trình động lực dịng chảy cận Nam cực Các front sườn lục địa Nam cực hình thành khối nước thềm lục địa Nam cực khối nước ngồi khơi Chính điều lý giải việc coi front front sườn lục địa Tuy nhiên, cấu trúc trình động lực front khác xa so với front nơi đứt gãy thềm lục địa Gió thổi từ lục địa Nam cực giữ trì dịng chảy hướng Tây thềm lục địa Nam cực đóng vai trị quan trọng q trình tồn front sườn lục địa Nam cực CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU FRONT Front dải có gradient cao, hầu hết phương pháp xác định front tiến hành máy tính dựa tính tốn gradient (Kazmin Rienecker, 1996; Yuan Talley, 1996; Nakamura Kazmin, 2003 [6]) Cách tiếp cận nghiên cứu dựa phân tích phân bố cấp độ xám (histogram) Do front phân chia hai khối nước tương đối đồng nhất, phân bố cấp độ xám yếu tố hải dương học SST, khu vực gần front có hai chế độ (mode) tần số tương ứng với khối nước ngăn cách front khối nước sau tương ứng với tần số thấp hai cấp độ (mode) Phân tách xác định front thể cấp độ: cửa sổ, ảnh kết việc chồng lấp ảnh Kích thước cửa sổ tối ưu xác định thực nghiệm 32 x 32 pixel ảnh AVHRR độ phân giải km (Cayula Cornillon, 1992) Thuật toán xác định front sử dụng dựa giá trị SST tất pixel cửa sổ để tính tốn histogram tần số SST cửa sổ cho trước Đối với cửa sổ chứa front, histogram SST tương ứng có tần số nhỏ xác định front Ý tưởng thực Cayula cs (1991), Cayula Cornillon (1992,1995,1996) Ullman Cornillon (1999,2000,2001) Giai đoạn 1985 – 1996, front thu từ việc phân tích trường SST Pathfinder NOAA/NASA Những trường thu từ số liệu bao phủ toàn cầu độ phân giải cao (AVHRR) (2 trường có độ phân giải 9.28 km ngày) có sẵn từ phịng thí nghiệm Jet Propulsion Các front nhiệt độ bề mặt thu từ trường nhiệt độ mặt biển loại bỏ mây với thuật toán tách ranh giới đa ảnh (Cayula Cornillon, 1996; Ullman Cornillon, 1999, 2000, 2001) Thuật toán tách front tách mây ứng dụng với ảnh nhiệt độ mặt biển (SST) trung bình tháng số liệu 22 năm Số liệu front tập hợp theo tháng (ví dụ: nhóm số liệu 22 tháng với nhau) Biển Nam Trung Hoa (Biển Đông Việt Nam) [2] Biển Nam Trung Hoa đặc trưng số lượng lớn front phần lớn front nằm trùng vị trí với sườn lục địa Ít có front (phía Tây Luzon) mở rộng xuống tới lớp nước sâu Front phía Tây Luzon trường nhiệt nằm trùng với nở hoa thực vật (phytoplankton) quan trắc từ số liệu CZCS xuất chủ yếu liên quan đến tượng nước trồi (Tang & cs, 1999) liên quan đến xốy thuận ổn định ngồi khơi Tây Bắc Luzon (Qu, 2000) Front dải front ngồi khơi phía Đơng Việt Nam trùng với khu vực hoạt động động lực mạnh quan trắc từ liệu độ cao mực biển TOPEX/Poseidon (Ho & cs, 2000) Thông qua liệu TOPEX/Poseidon Wang Cs (2000) chứng minh Front ven bờ Việt Nam gần với dải hẹp có biến thiên theo mùa đáng kể với cực trị biến thiên lớn Chủ yếu front nhiệt bề mặt (SST) thời kỳ mùa đông dọc theo sườn lục địa ngồi khơi phía Nam Trung Hoa ngang cửa vịnh Thái Lan Tây Bắc đảo Luzon Hình 1: Các front SST chu kỳ dài biển Đông tháng hai giai đoạn 1985 – 1996[2] Khu vực có chế độ biến thiên theo mùa mạnh front mùa chủ yếu liên quan đến tượng gió mùa Các thành phần biến thiên mùa khác rõ rệt ngang theo biển Đông Các front đặc trưng biển Đông là: Front ven bờ Nam Trung Hoa (South China Coastal Front – SCCF) phía Bắc biển Đông, Front Vịnh Bắc Bộ (Bakbo Bay Front – BBF) Việt Nam đảo Hải Nam, Front Vịnh Thái Lan (Gulf of Thailand Front – GTF) front phía Tây đảo Luzon (West of Luzon – WLF) Năm 2005, Belkin I.M hoàn thiện sơ đồ dải front lớn Biển Đơng (Hình 2) Hình 2: Sơ đồ phân bố front biển Đông (theo Belkin I.M)[6] Front ven bờ Nam Trung Hoa (SCCF) chủ yếu xuất mùa đông (từ tháng 10 – 11 tháng – 5) biến mùa hè (Từ tháng – tới tháng – 11) Tương tự SCCF, front vịnh Bắc Bộ (BBF) chủ yếu xuất mùa đông (từ tháng 11 – 12 tháng - 5) biến hoàn toàn mùa hè (từ tháng – đến tháng 10 – 11) Năm 2001, Wang D 10 100°0'0"E 25°0'0"N 105°0'0"E µ 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 39: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng (từ 1985 – 2006) 60 100°0'0"E 25°0'0"N 105°0'0"E µ 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 40: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng (từ 1985 – 2006) 61 100°0'0"E 25°0'0"N 105°0'0"E µ 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 41: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng (từ 1985 – 2006) 62 100°0'0"E 25°0'0"N 105°0'0"E µ 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 42: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng (từ 1985 – 2006) 63 100°0'0"E 25°0'0"N 105°0'0"E µ 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 43: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng (từ 1985 – 2006) 64 100°0'0"E 25°0'0"N µ 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 44: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng (từ 1985 – 2006) 65 100°0'0"E 25°0'0"N 105°0'0"E µ 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 45: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng (từ 1985 – 2006) 66 100°0'0"E 25°0'0"N 105°0'0"E µ 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 46: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng (từ 1985 – 2006) 67 100°0'0"E 25°0'0"N µ 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 47: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng 10 (từ 1985 – 2006) 68 100°0'0"E 25°0'0"N 105°0'0"E µ 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 48: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng 11 (từ 1985 – 2006) 69 100°0'0"E 25°0'0"N µ 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E 0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.15 0.15 - 0.2 0.2 - 0.25 0.25 - 0.3 0.3 - 0.35 0.35 - 0.4 0.4 - 0.45 0.45 - 0.5 > 0.5 20°0'0"N 15°0'0"N 20°0'0"N 15°0'0"N 10°0'0"N 10°0'0"N 5°0'0"N 5°0'0"N 100°0'0"E 105°0'0"E 110°0'0"E 115°0'0"E 120°0'0"E Hình 49: Phân bố tần suất xuất front nhiệt mặt biển tháng 12 (từ 1985 – 2006) Vào mùa Đông, front chủ yếu liên quan đến tượng lưỡi nước lạnh xâm nhập sâu xuống phía Nam, hình thành khu vực front chủ yếu: Tây Philippin, eo Đài Loan, Phía Đơng đảo Hải Nam, Vịnh Bắc Bộ, Nam Trung Bộ Cửa vịnh Thái Lan Vào mùa hè: Front xuất ở: Eo Đài loan, quanh đảo Hải Nam Nam Trung Bộ Tại Vịnh Bắc Bộ, vào mùa đông front thường xuất thành khu vực riêng biệt vịnh tồn khu vực nước ấm vịnh Đặc điểm 70 khác biệt với nghiên cứu Belkin [2,6] tương đồng với kết nghiên cứu Wang vào mùa Đông [10], so với kết đề tài KT03-10 kết rõ khu vực có tần suất xuất front khu vực vịnh, kéo dài so với sơ đồ phân bố front đề tài KT03-10 Tuy nhiên, luận văn đưa phân bố front theo khu vực rộng lớn so với Wang chi tiết so với Belkin Đây đặc điểm cần tiếp tục nghiên cứu sâu Với số liệu trung bình tháng, front tượng nước trồi rõ, nhiên với số liệu trung bình ngày cho thấy rõ biến đổi front nhiệt quanh khu vực 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn nghiên cứu với CSDL lớn trường nhiệt mặt biển, xác định phương pháp nghiên cứu xác định front thu thập, đưa khái niệm front Luận văn thu sở liệu lớn trường nhiệt mặt biển phân bố front biển Đơng Front biển Đơng chủ yếu có giá trị gradient nằm khoảng 0.125 – 10C/4km, front lại có giá trị gradient khác nhau, giá trị nằm xen kẽ Cường độ gradient có giá trị lớn vào mùa đông so với mùa hè Đây kết luận quan trọng nghiên cứu front biển Đông Luận văn tính tốn phân bố tần suất xuất front tất tháng với số liệu trung bình tháng từ năm 1985 – 2006 đưa 12 đồ phân bố tần suất xuất front theo tháng năm Vào mùa Đông, front chủ yếu liên quan đến tượng lưỡi nước lạnh xâm nhập sâu xuống phía Nam, hình thành khu vực front chủ yếu: Tây Philippin, eo Đài Loan, Phía Đơng đảo Hải Nam, Vịnh Bắc Bộ, Nam Trung Bộ - Cửa vịnh Thái Lan Vào mùa hè: Front xuất ở: Eo Đài loan, quanh đảo Hải Nam Nam Trung Bộ Front nước trồi xuất khu vực Nam Trung Bộ có thời gian tồn từ ngày 10 ngày Đây điểm cần ý nghiên cứu chi tiết loại front khu vực Nam Trung Bộ Trong tương lai, để phát triển thêm nghiên cứu front nhiệt mặt biển cần nghiên cứu sâu với độ phân giải thời gian ngắn (5 ngày) cần có kết hợp với số liệu thực đo để xác định rõ phân bố theo chiều ngang theo chiều thẳng đứng front Đồng thời cần hồn thiện quy trình nghiên cứu tính tốn front nhiệt mặt biển 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Anh Belkin I.M, 2003 (Graduate School of Oceanography, University of Rhode Island) Front Encyclopedia, Interdisciplinary Encyclopedia of Marine Sciences Belkin I.M, Cornillon P (2003) SST fronts of the Pacific coastal and marginal seas, Physical Oceanography, Vol 1, No 2, Belkin I.M , John E O'Reilly (2009) An algorithm for oceanic front detection in chlorophyll and SST satellite imagery, Journal of Marine Systems, doi:10.1016/j.jmarsys.2008.11.018 Belkin I.M., Cornillon P and Ullman D (2003) Ocean fronts around Alaska from satellite SST data, Proceedings of the Amer Met Soc 7th Conf on the Polar Meteorology and Oceanography, Hyannis, MA, Paper 12.7, 15pp Belkin I.M, Cornillon P.C (2004) Surface thermal fronts of the Okhotsk Sea, PACIFIC OCEANOGRAPHY, Vol 2, No 1-2 Belkin I.M, Cornillon Peter C., and Kenneth Sherman (2008) Fronts in Large Marine Ecosystems of the World Ocean, Re-submitted to the Progress in Oceanography’ Special Issue on Large Marine Ecosystems Cayula, J.-F and Cornillon P (1992) Edge detection algorithm for SST images Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 9: 67-80 Cayula, J.-F and Cornillon P (1995) Multi-Image edge Detection for SST images, Journal of atmospheric and oceanic technology, Vol 12 Cayula, J.-F and Cornillon P (1996) Cloud detection from a sequence of SST images, Remote Sensing of Environment, 55(1), pp 80–88 10 Dongxiao Wang, Yun Liu, Yiquan Qi, Ping Shi (2001) Seasonal Variability of Thermal Fronts in the Northern South China Sea from Satellite Data, Geophysical research letters, VOL 28, NO 20, PAGES 3963-3966 11 MGET website: http://code.env.duke.edu/projects/mget 73 12 Kuo-Wei Lan, Hiroshi Kawamura, Ming-An Lee, Yi Chang, Jui-Wen Chan, Cheng-Hsin Liao (2009) Summertime sea surface temperature fronts associated with upwelling around the Taiwan Bank, Continental Shelf Research, doi:10.1016/j.csr.2009.01.015 13 Teruhisa Shimada , Futoki Sakaida, Hiroshi Kawamura, Toshiaki Okumura (2005) Application of an edge detection method to satellite images for distinguishing sea surface temperature fronts near the Japanese coast, Remote Sensing of Environment 98, 21–34 14 Y Chang; M -A Lee; T Shimada; F Sakaida; H Kawamura; J -W Chan; H -J Lu (2008) Wintertime high-resolution features of sea surface temperature and chlorophylla fields associated with oceanic fronts in the southern East China Sea, International Journal of Remote Sensing Tài liệu tham khảo tiếng Việt 15 Cơ sở khoa học cho việc dự báo phân bố biến động nguồn lợi cá biển, 1995, Báo cáo Tổng kết đề tài KT 03-10, GS Lê Đức Tố chủ trì 16 Đinh Văn Ưu & cs (2000), Báo cáo chuyên đề đề tài KHCN 06-02: Các đặc trưng chế độ hải dương học nghề cá Biển Đông 74 ... Bộ khu vực có thay đổi nhiệt độ mặt biển rõ rệt hai xu trường nhiệt Biển Đông Do sở liệu nhiệt mặt biển từ nguồn liệu vệ tinh phong phú nên luận văn tập trung nghiên cứu xác định front toàn khu. .. khu vực biển Đông (99E – 121E; 1N – 25N) với tập trung vào nghiên cứu xác định front khu vực Nam Trung Bộ Sự mở rộng khu vực nghiên cứu cho nhìn tổng quát rộng mở biến thiên front nhiệt mặt biển. .. độ front khu vực biển rộng lớn Đây phương pháp phổ biến để xác định ngưỡng phổ biến front từ tùy theo mục đích nghiên cứu front định đồ front theo ngưỡng 26 4.4 Quy trình tính tốn front nhiệt mặt