D ư V ă n Toán và cs , 613-624 Tuy ể n t ậ p Báo cáo H ộ i ngh ị Qu ố c gia "Bi ể n Đ ông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang 613 NGHIÊN C Ứ U CH Ế ĐỘ TRAO ĐỔ I NHI Ệ T M Ặ T BI Ể N KHU V Ự C VEN BI Ể N VI Ệ T NAM D ư V ă n Toán, Nguy ễ n H ồ ng Lân, Nguy ễ n Ng ọ c Ti ế n Vi ệ n Đị a ch ấ t và Đị a V ậ t lý bi ể n, Hà N ộ i Tóm t ắ t Bài báo này gi ớ i thi ệ u m ộ t s ố k ế t qu ả tính các dòng nhi ệ t m ặ t bi ể n ven bi ể n Vi ệ t Nam d ự a theo s ố li ệ u khí t ượ ng, h ả i v ă n trung bình tháng t ừ 1956 đế n 2005 b ằ ng các công th ứ c th ự c nghi ệ m Dòng nhi ệ t th ự c t ế xâm nh ậ p qua m ặ t bi ể n trung bình tháng n ă m Q net t ạ i Hòn Dáu là 50 W/m 2 (nhi ệ t t ừ không khí vào bi ể n), bi ế n thiên n ă m dao độ ng t ừ c ự c đạ i vào tháng 4 là 122 W/m 2 t ớ i c ự c ti ể u vào tháng 11 là – 33 W/m 2 (nhi ệ t đ i t ừ bi ể n vào không khí) T ạ i S ơ n Trà Q net trung bình tháng là 131W/m 2 , bi ế n thiên n ă m dao độ ng t ừ c ự c đạ i vào tháng 5 v ớ i 192 W/m 2 t ớ i c ự c ti ể u vào tháng 1 là 75 W/m 2 T ạ i V ũ ng T ầ u Q net trung bình tháng là 86 W/m 2 , bi ế n thiên n ă m dao độ ng t ừ c ự c đạ i vào tháng 9 v ớ i 114 W/m 2 t ớ i c ự c ti ể u vào tháng 12 là 57 W/m 2 T ạ i Phú Qu ố c Q net trung bình tháng là 63 W/m 2 , bi ế n thiên n ă m dao độ ng t ừ c ự c đạ i vào tháng 2 v ớ i 94 W/m 2 t ớ i c ự c ti ể u vào tháng 12 là -2 W/m 2 T ạ i vùng Hòn Dáu có hi ệ n t ượ ng d ị th ườ ng mùa đ ông Q net âm t ứ c nhi ệ t đ i t ừ n ướ c bi ể n vào không khí Bi ế n thiên n ă m c ủ a Q net c ủ a toàn b ộ d ả i ven bi ể n Vi ệ t Nam ph ầ n l ớ n b ị chi ph ố i b ở i dòng nhi ệ t ẩ n b ố c h ơ i SURFACE HEAT FLUX IN THE COASTAL ZONE OF VIETNAM Du Van Toan, Nguyen Hong Lan, Nguyen Ngoc Tien Institute of Marine Geology and Geophysics, 18 Hoang Quoc Viet St , Cau Giay, Hanoi, Vietnam Abstract Climatological monthly mean variation of the surface heat flux for shallow areas has been calculated using observational data from 1956 to 2006 by bulk method The long-term annual mean net heat flux of Hondau is 50 W/m 2 (positive sign means that the sea gains heat from the air), and the seasonal variation ranges from a maximum of 122 W/m 2 in April to an anomalous minimum of -33 W/m 2 in November (negative sign means that the sea gains heat from the air) The long- term annual mean net heat flux of Sontra is 131 W/m 2 , and the seasonal variation ranges from a maximum of 192 W/m 2 in May to a minimum of 75 W/m 2 in January The long-term annual mean net heat flux of Vungtau is 86 W/m 2 , and the seasonal variation ranges from a maximum of 114 W/m 2 in September to a minimum of 57 W/m 2 in December The long-term annual mean net heat flux of Phuquoc is 63 W/m 2 , and the seasonal variation ranges from a maximum of 94 W/m 2 in February to a minimum of -2 W/m 2 in December The seasonal geographic distribution of the net heat flux is determined mostly by turbulent latent heat flux Du Van Toan et al , 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang 614 I GI Ớ I THI Ệ U Vùng ven bi ể n n ướ c ta là nh ữ ng khu v ự c có các ngành kinh t ế nh ư du l ị ch, đ ánh b ắ t h ả i s ả n, hàng h ả i phát tri ể n m ạ nh và t ậ p trung r ấ t nhi ề u dân c ư sinh s ố ng B ở i v ậ y nghiên c ứ u t ươ ng tác n ướ c bi ể n - không khí và phân vùng trao đổ i nhi ệ t m ặ t bi ể n t ạ i đ ây là m ộ t v ấ n đề r ấ t quan tr ọ ng Trong công trình này đề c ậ p đế n tính toán các dòng n ă ng l ượ ng thu, chi nhi ệ t t ạ i l ớ p biên m ặ t bi ể n giúp ta hi ể u đượ c di ễ n bi ế n thu chi nhi ệ t c ủ a n ướ c bi ể n và khí quy ể n Các thành ph ầ n đặ c tr ư ng cho s ự thu chi nhi ệ t: dòng b ứ c x ạ sóng ng ắ n, dòng b ứ c x ạ sóng dài, dòng r ố i nhi ệ t, dòng b ố c h ơ i, dòng nhi ệ t th ự c t ế xâm nh ậ p vào bi ể n II TÀI LI Ệ U VÀ PH ƯƠ NG PHÁP NGHIÊN C Ứ U 1 Tài li ệ u và phân tích s ơ b ộ Các s ố li ệ u khí t ượ ng th ủ y v ă n bi ể n t ạ i các tr ạ m h ả i v ă n ven bi ể n và h ả i đả o c ủ a Vi ệ t Nam đ ã đượ c thu th ậ p và x ử lý t ừ n ă m 1956 đế n n ă m 2006 T ấ t c ả s ố li ệ u đ ã đượ c l ấ y trung bình nhi ề u n ă m cho t ừ ng tháng t ừ tháng 1 đế n tháng 12 và đượ c xây d ự ng thành c ơ s ở d ữ li ệ u Các tính toán đượ c th ự c hi ệ n d ự a theo nh ữ ng giá tr ị trung bình đ ó Các tr ạ m đượ c l ự a ch ọ n phân b ố d ọ c b ờ Vi ệ t Nam t ừ v ị nh B ắ c B ộ đế n v ị nh Thái Lan: Hòn Dáu (20 o 40’N, 106 o 49’E, V ă n Lí (20 o 06’N, 106 o 18’E), C ồ n C ỏ (17 o 10’N, 107 o 22’E), S ơ n Trà (16 o 06’N, 108 o 13’E), V ũ ng T ầ u (10 o 20’N, 107 o 24’E), Phú Qu ố c (10 o 13’N, 103 o 38’E) Nh ữ ng y ế u t ố khí t ượ ng, h ả i v ă n ch ủ y ế u có tác độ ng chính đế n quá trình trao đổ i nhi ệ t m ặ t bi ể n đượ c đ o đạ c th ự c t ế là mây, gió, nhi ệ t độ và độ ẩ m không khí t ầ ng 10 m, nhi ệ t độ m ặ t bi ể n T ổ ng quan ch ế độ khí t ượ ng - h ả i v ă n vùng nghiên c ứ u cho th ấ y nh ư sau:Vùng có l ượ ng mây cao nh ấ t h ơ n 8 ph ầ n m ườ i là vùng Hòn Dáu – V ă n Lí thu ộ c v ị nh B ắ c B ộ vào th ờ i gian tháng 1 đế n tháng 4, và vùng S ơ n Trà vào tháng 11, 12 Vùng Phú Qu ố c và V ũ ng T ầ u vào các tháng 1 đế n tháng 4 l ạ i có l ượ ng mây ít nh ấ t d ướ i 5 ph ầ n m ườ i Mùa đ ông các vùng có l ượ ng mây r ấ t khác nhau Mùa hè thì khá gi ố ng nhau ch ủ y ế u là h ơ n 7,5 Vào mùa thu ch ỉ có mi ề n Trung C ồ n C ỏ – S ơ n Trà là mây cao đạ t trên 7,5 còn các vùng khác th ấ p h ơ n T ố c độ gió trung bình t ạ i vùng Hòn Dáu –V ă n Lí – C ồ n C ỏ , V ũ ng T ầ u và Phú Qu ố c khá m ạ nh su ố t n ă m, ở S ơ n Trà nh ỏ Nhi ệ t độ không khí vùng Hòn Dáu – V ă n Lí r ấ t m ạ nh t ừ mùa đ ông sang mùa hè t ừ 17 đế n 29 o C (chênh l ệ ch 12 o C), biên độ này gi ả m d ầ n xu ố ng mi ề n Trung t ớ i C ồ n C ỏ là 9 o C, S ơ n Trà là 7 o C, V ũ ng T ầ u là 3 o C, Phú Qu ố c là 2 o C Nhi ệ t độ n ướ c m ặ t bi ể n vùng Hòn Dáu – V ă n Lí là 10 o C, C ồ n C ỏ là 7 o C, S ơ n Trà là 6 o C, V ũ ng T ầ u là 4 o C, Phú Qu ố c là 2 o C Nhi ệ t độ m ặ t bi ể n vào mùa đ ông l ớ n h ơ n nhi ệ t độ không khí, vào mùa hè t ươ ng đố i gi ố ng nhau Biên độ dao độ ng áp su ấ t khí quy ể n t ạ i Hòn Dáu, V ă n Lí là m ạ nh nh ấ t vào tháng 1 là 16mb, tháng 6-8 là 33mb C ồ n C ỏ , S ơ n Trà là 22mb vào tháng 1 và 31mb vào tháng D ư V ă n Toán và cs , 613-624 Tuy ể n t ậ p Báo cáo H ộ i ngh ị Qu ố c gia "Bi ể n Đ ông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang 615 5-9, V ũ ng T ầ u là 24mb tháng 1 và 30mb tháng 6, Phú Qu ố c 25mb tháng 1, 32mb vào tháng 5, 6 Nh ư v ậ y ch ỉ vào tháng 6 hàng n ă m là các đặ c tr ư ng khí t ượ ng, h ả i v ă n ở t ấ t c ả các vùng trên khá gi ố ng nhau, còn các tháng khác s ự khác bi ệ t r ấ t l ớ n 2 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u Đố i v ớ i h ệ đạ i d ươ ng – khí quy ể n d ạ ng ph ươ ng trình cân b ằ ng nhi ệ t và các ph ươ ng pháp tính toán, xác đị nh các thành ph ầ n thu chi nhi ệ t ph ụ thu ộ c vào không gian và th ờ i gian Theo các công th ứ c tính toán đ ã đượ c các nhà khoa h ọ c th ế gi ớ i và Vi ệ t Nam nh ư Esbensen và cs (1981), Timothy Liu và cs (1997), Fairall và cs (1997), Hirose và cs (1996,1998), Na và cs (1999), Miller và cs (1999), Wang và Carton (2002), Talandier và cs (2003), Fan và cs (2003), Stewart (2004), D ư V ă n Toán và cs (2004, 2007) dùng cho các dòng nhi ệ t t ổ ng quát c ủ a các dòng nhi ệ t trao đổ i qua m ộ t đơ n v ị di ệ n tích m ặ t n ướ c cho vùng bi ể n nhi ệ t đớ i có th ể bi ể u di ễ n d ướ i d ạ ng sau: Hình 1 S ơ đồ các dòng nhi ệ t t ạ i m ặ t bi ể n Q net =Q sr +Q lw +Q sen +Q lat , (1) Trong đ ó: Q net – dòng nhi ệ t th ự c t ế vào bi ể n; Q sr – dòng b ứ c x ạ t ớ i m ặ t bi ể n do sóng ng ắ n; Q lw – dòng nhi ệ t ph ả n x ạ t ừ m ặ t bi ể n do sóng dài; Q sen – dòng nhi ệ t r ố i; Q lat – dòng nhi ệ t ẩ n b ố c h ơ i Dòng b ứ c x ạ m ặ t tr ờ i đế n do sóng ng ắ n tính b ằ ng công th ứ c sau: Q sr =Q o (0,865-0,5C 2 )(1- α S ), (2) Q sr Không khí M ặ t bi ể n N ướ c bi ể n Q net Q lw Q sen Q lat Du Van Toan et al , 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang 616 Trong đ ó: Q o – b ứ c x ạ m ặ t tr ờ i t ớ i khi tr ờ i không mây ph ụ thu ộ c vào v ĩ độ và th ờ i gian trong n ă m, C – l ượ ng mây trung bình (ph ầ n m ườ i), α S – albe đ ô m ặ t bi ể n ph ụ thu ộ c vào v ĩ độ và th ờ i gian Dòng b ứ c x ạ m ặ t tr ờ i ph ả n x ạ do sóng dài tính b ằ ng công th ứ c sau: Q lw =-( ε 0 σ T 0 4 (0,39-0,00495e 10 0,5 )(1-0,7C)+4 ε 0 σ T 0 3 (T 0 -T 10 )), (3) Trong đ ó: ε 0 - độ phát x ạ c ủ a n ướ c (0,097), σ - h ằ ng s ố Stefan-Boltzman (=5,6705 10 -8 Wm -2 K -4 ), e 10 - độ ẩ m tuy ệ t đố i không khí t ầ ng 10m, T 0 , T 10 – nhi ệ t độ m ặ t bi ể n và không khí t ầ ng 10m Dòng nhi ệ t r ố i Q sen đượ c tính b ằ ng công th ứ c sau: Q sen =- ρ a C p C S U 10 (T 0 -T 10 ), (4) và dòng ẩ n nhi ệ t b ố c h ơ i Q lat đượ c tính b ằ ng công th ứ c sau: Q lat =- ρ a L V C D U 10 (q 0 -q10 ), (5) Trong đ ó: ρ a - m ậ t độ không khí, C p –nhi ệ t dung riêng c ủ a không khí v ớ i áp su ấ t không đổ i, L V – ẩ n nhi ệ t b ố c h ơ i, J/kg ; q10 là độ ẩ m riêng c ủ a không khí, q 0 là độ ẩ m riêng c ủ a n ướ c bão hòa v ớ i nhi ệ t độ T 0 , C S – ( s ố Stanton ), C D – (s ố Dalton ) III K Ế T QU Ả TÍNH TOÁN 1 Phân b ố các thành ph ầ n trao đổ i nhi ệ t m ặ t bi ể n theo tháng Dòng Q sr (Hình 2) t ạ i Hòn Dáu và V ă n Lí t ă ng d ầ n t ừ tháng 12, 1, 2 (150 W/m 2 ) đế n tháng 5 (250 W/m 2 ), C ồ n C ỏ 160 W/m 2 (tháng 12, 1) t ă ng lên 260 W/m 2 vào tháng 7, S ơ n Trà 150 W/m 2 (tháng 12) t ă ng lên 240 W/m 2 (tháng 4, 5, 6, 7) V ũ ng T ầ u, Phú Qu ố c giá tr ị thay đổ i t ừ 200 W/m 2 vào tháng 12, đạ t c ự c đạ i vào tháng 4 (270 W/m 2 ) Theo ph ươ ng B ắ c Nam, Q sr t ă ng d ầ n vào các tháng mùa đ ông và mùa xuân, mùa hè đề u đạ t cao, c ự c đạ i t ạ i C ồ n C ỏ , các tháng mùa thu khá t ươ ng đồ ng kho ả ng 200-220 W/m 2 Dòng Q lw (Hình 3) do sóng dài luôn có giá tr ị âm t ạ i t ấ t c ả các vùng và ch ỉ dao độ ng trong kho ả ng t ừ 40 đế n 60 W/m 2 T ạ i các vùng h ầ u nh ư giá tr ị này l ớ n nh ấ t vào các tháng cu ố i n ă m, và nh ỏ nh ấ t vào các tháng mùa hè Theo ph ươ ng B ắ c Nam vào các tháng 1-3 có xu h ướ ng t ă ng d ầ n, các tháng 4-5-6, 10- 11-12 nh ỏ nh ấ t t ạ i vùng S ơ n Trà, các tháng 7-8-9 khá đồ ng nh ấ t Hi ệ n t ượ ng d ị th ườ ng t ạ i S ơ n Trà v ề bi ế n thiên dòng sóng dài D ư V ă n Toán và cs , 613-624 Tuy ể n t ậ p Báo cáo H ộ i ngh ị Qu ố c gia "Bi ể n Đ ông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang 617 Dòng nhi ệ t r ố i Q sen (Hình 4) ph ầ n l ớ n có giá tr ị âm và nh ỏ h ơ n 20 W/m 2 T ạ i C ồ n C ỏ , S ơ n Trà vào các tháng 3 đế n tháng 8 có giá tr ị d ươ ng T ạ i V ũ ng T ầ u Q sen h ầ u nh ư b ằ ng không trong su ố t n ă m T ạ i Phú Qu ố c giá tr ị này nh ỏ h ơ n 10 W/m 2 vào tháng 1, 2, 3, còn các tháng còn l ạ i đạ t trên 10 W/m 2 T ạ i Hòn Dáu đạ t cao nh ấ t h ơ n 20 W/m 2 vào tháng 3, 4 T ừ phía B ắ c Q sen gi ả m d ầ n t ớ i mi ề n Trung và t ă ng đế n phía Nam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC Hình 2 Phân b ố Q sr theo tháng trong n ă m Hình 3 Phân b ố Q lw theo tháng trong n ă m Dòng b ố c h ơ i (Hình 5) luôn có giá tr ị âm và thay đổ i m ạ nh t ừ 10 đế n 140 W/m 2 T ạ i các vùng Hòn Dáu, V ă n Lí Q lat t ă ng t ừ tháng 3 đế n tháng 10, sau đ ó gi ả m d ầ n T ạ i C ồ n C ỏ t ă ng t ừ tháng 4 đế n tháng 10-11 và gi ả m d ầ n T ạ i S ơ n Trà Q lat bi ế n đổ i ít t ừ tháng 10 đế n tháng 5 ch ỉ đạ t g ầ n 30 W/m 2 t ă ng t ừ tháng 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC Du Van Toan et al , 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang 618 đế n tháng 8 đạ t c ự c đạ i 60W/m 2 và gi ả m d ầ n t ớ i tháng 10 T ạ i V ũ ng T ầ u t ă ng t ừ tháng 1 đế n tháng 4 v ớ i c ự c đạ i 110 W/m 2 sau đ ó gi ả m d ầ n t ớ i tháng 12 T ạ i Phú Qu ố c t ă ng tháng 1 (75W/m 2 ) đế n tháng 6 v ớ i c ự c đạ i 110 W/m 2 , sau đ ó gi ả m d ầ n t ớ i tháng 10 (75W/m 2 ) và l ạ i t ă ng đế n tháng 12 v ớ i c ự c đạ i 110 W/m 2 Nh ư v ậ y t ạ i Phú Qu ố c Q lat có t ớ i hai c ự c đạ i và hai c ự c ti ể u, còn các vùng khác ch ỉ có 1 c ự c đạ i và 1 c ự c ti ể u Theo ph ươ ng t ừ B ắ c t ớ i phía Nam trong các tháng Q lat đề u gi ả m d ầ n t ừ Hòn Dáu đế n vùng C ồ n C ỏ -S ơ n Trà và t ă ng t ớ i vùng V ũ ng T ầ u và gi ả m v ề phía Phú Qu ố c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC Hình 4 Phân b ố Q sen theo tháng trong n ă m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC Hình 5 Phân b ố Q lat theo tháng trong n ă m Dòng Q net xâm nh ậ p vào m ặ t bi ể n th ự c t ế (Hình 6) t ạ i Hòn Dáu, có hai c ự c đạ i vào tháng 4 và tháng 6 đạ t 110 W/m 2 và gi ả m d ầ n cho đế n tháng 11 và đạ t c ự c ti ể u v ớ i giá tr ị -30 W/m 2 T ạ i V ă n Lí có hai c ự c đạ i vào gi ữ a tháng 3- D ư V ă n Toán và cs , 613-624 Tuy ể n t ậ p Báo cáo H ộ i ngh ị Qu ố c gia "Bi ể n Đ ông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang 619 4, 6-7, gi ả m m ạ nh v ề cu ố i n ă m và đạ t giá tr ị nh ỏ nh ấ t là -10 W/m 2 T ạ i C ồ n C ỏ t ă ng d ầ n t ừ tháng 1 đế n tháng 4 đạ t c ự c đạ i 190 W/m 2 và gi ả m m ạ nh v ề cu ố i n ă m, đạ t c ự c ti ể u vào tháng 11 v ớ i 0 T ạ i S ơ n Trà có hai c ự c đạ i vào tháng 4, 5 v ớ i 185 W/m 2 và tháng 10 v ớ i 160 W/m 2 T ạ i V ũ ng T ầ u hai c ự c đạ i vào tháng 3 v ớ i 100 W/m 2 và tháng 9 v ớ i 110 W/m 2 và nh ỏ nh ấ t vào tháng 12 v ớ i 60 W/m 2 T ạ i Phú Qu ố c Q net c ự c đạ i vào tháng 2 là 90 W/m 2 , sau đ ó gi ả m d ầ n và đạ t c ự c ti ể u vào tháng 6 v ớ i 30 W/m 2 , t ă ng d ầ n đế n tháng 10 đạ t c ự c đạ i 75 W/m 2 , và gi ả m d ầ n t ớ i tháng 12, 1 Theo ph ươ ng B ắ c Nam Q net tháng 1 đế n tháng 7 t ă ng d ầ n t ừ Hòn Dáu đế n C ồ n C ỏ – S ơ n Trà và gi ả m d ầ n t ớ i V ũ ng T ầ u, Phú Qu ố c, t ừ tháng 8 đế n tháng 12 t ă ng m ạ nh t ừ Hòn Dáu t ớ i S ơ n Trà và gi ả m d ầ n t ớ i Phú Qu ố c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC -20 Hình 6 Phân b ố Q net theo tháng trong n ă m 2 Bi ế n trình n ă m các dòng nhi ệ t m ặ t bi ể n Đố i v ớ i t ừ ng vùng bi ể n, theo hình 7 ta th ấ y rõ s ự bi ế n thiên theo mùa c ủ a các dòng nhi ệ t m ặ t bi ể n Q sr t ừ Hòn Dáu đế n S ơ n Trà t ă ng t ừ mùa xuân đế n mùa hè v ớ i c ự c đạ i và gi ả m d ầ n t ớ i mùa đ ông, t ừ V ũ ng T ầ u đế n Phú Qu ố c c ự c đạ i vào mùa xuân sau đ ó gi ả m d ầ n t ớ i mùa đ ông Đ i ề u này khá phù h ợ p v ớ i k ế t qu ả công b ố c ủ a D ư V ă n Toán (2004) Q sr c ự c đạ i t ạ i C ồ n C ỏ vào mùa hè và đạ t 800 W/m 2 , nh ỏ nh ấ t t ạ i S ơ n Trà 400 W/m 2 Q lw luôn có giá tr ị âm, v ề c ườ ng độ t ừ Hòn Dáu đế n C ồ n C ỏ t ă ng t ừ mùa xuân đế n mùa thu, t ạ i S ơ n Trà gi ả m d ầ n v ề mùa đ ông, t ạ i V ũ ng T ầ u và Phú Qu ố c t ă ng d ầ n t ừ mùa hè sang t ớ i mùa đ ông, mùa xuân Q lw đạ t c ự c đạ i t ạ i Phú Qu ố c h ơ n 200 W/m 2 vào mùa đ ông-xuân, nh ỏ nh ấ t t ạ i Hòn Dáu vào mùa xuân g ầ n 100 W/m 2 Du Van Toan et al , 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang 620 Q sen r ấ t nh ỏ so v ớ i các thành ph ầ n khác, và có xu h ướ ng t ă ng d ầ n t ừ mùa xuân t ớ i mùa đ ông T ạ i S ơ n Trà Q sen b ằ ng 0 Q lat luôn có giá tr ị âm, t ừ Hòn Dáu t ớ i S ơ n Trà có xu h ướ ng t ă ng t ừ mùa xuân t ớ i mùa thu và gi ả m v ề mùa đ ông T ạ i V ũ ng T ầ u gi ả m t ừ mùa xuân t ớ i mùa thu và t ă ng l ạ i v ề mùa đ ông T ạ i Phú Qu ố c t ă ng t ừ xuân t ớ i hè gi ả m v ề mùa thu l ạ i t ă ng vào mùa đ ông, gi ả m t ớ i mùa xuân Qlat c ự c đạ i t ạ i Hòn Dáu vào mùa thu 400 W/m 2 , nh ỏ nh ấ t t ạ i S ơ n Trà vào mùa đ ông 30 W/m 2 Q net t ă ng t ừ xuân lên hè gi ả m m ạ nh thu t ớ i đ ông ở 3 vùng Hòn Dáu, V ă n Lí, C ồ n C ỏ T ạ i S ơ n Trà, V ũ ng T ầ u xu h ướ ng c ũ ng nh ư v ậ y nh ư ng gi ả m y ế u T ạ i Phú Qu ố c gi ả m t ừ mùa xuân t ớ i mùa đ ông Qnet đạ t c ự c đạ i t ạ i S ơ n Trà vào mùa hè kho ả ng 500 W/m 2 , nh ỏ nh ấ t t ạ i Hòn Dáu cùng v ớ i giá tr ị âm -30 W/m 2 Hình 7 Bi ể u đồ bi ế n thiên mùa các dòng nhi ệ t m ặ t bi ể n Chú thích: X - Mùa xuân, (tháng 2, 3, 4); H - Mùa hè, (tháng 5, 6, 7); T - Mùa thu, (tháng 8, 9,10); Đ - Mùa đ ông,(tháng 11, 12, 1) Qsr -400 -200 0 200 400 600 800 1000 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC X H T Đ Qlw -400 -200 0 200 400 600 800 1000 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC X H T Đ Qsen -400 -200 0 200 400 600 800 1000 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC X H T Ð Qlat -400 -200 0 200 400 600 800 1000 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC X H T Đ Qnet -400 -200 0 200 400 600 800 1000 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC X H T Đ D ư V ă n Toán và cs , 613-624 Tuy ể n t ậ p Báo cáo H ộ i ngh ị Qu ố c gia "Bi ể n Đ ông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang 621 Nh ư v ậ y t ạ i vùng Hòn Dáu có hi ệ n t ượ ng d ị th ườ ng mùa đ ông Q net âm t ứ c nhi ệ t đ i t ừ n ướ c bi ể n vào không khí Đ ây c ũ ng là d ấ u hi ệ u d ị th ườ ng có th ể cho c ả vùng v ị nh B ắ c B ộ , vì đ ây c ũ ng là đ i ể m r ấ t đặ c tr ư ng v ề quá trình trao đổ i nhi ệ t m ặ t bi ể n Hình 8 cho ta th ấ y phân b ố c ủ a t ổ ng trong n ă m dòng Q net xâm nh ậ p xu ố ng các t ầ ng sâu d ướ i bi ể n là ngu ồ n n ă ng l ượ ng chính cung c ấ p cho môi tr ườ ng bi ể n và sinh v ậ t bi ể n T ạ i Hòn Dáu t ổ ng n ă m ch ỉ vào kho ả ng 600 W/m 2 b ằ ng 1/3 t ạ i S ơ n Trà v ớ i 1 800 W/m 2 Đồ th ị th ể hi ệ n s ự t ă ng m ạ nh t ừ các vùng bi ể n n ằ m ở v ĩ độ 20 o N (Hòn Dáu, V ă n Lí) đế n các vùng bi ể n ở 16 o N (S ơ n Trà), và gi ả m m ạ nh t ớ i các vùng ở v ĩ độ 10 o N (V ũ ng T ầ u, Phú Qu ố c) Do không có nhi ề u tr ạ m quan tr ắ c ven bi ể n nên ch ư a xác đị nh đượ c c ụ th ể là ở v ĩ độ nào thì có giá tr ị c ườ ng độ Q net cao nh ấ t Hình 9 cho ta th ấ y bi ế n thiên c ủ a các dòng nhi ệ t m ặ t bi ể n Theo hình 14 Q sr trung bình n ă m gi ả m d ầ n t ừ Hòn Dáu t ớ i V ă n Lí, t ă ng lên t ớ i C ồ n C ỏ , h ơ i gi ả m t ớ i S ơ n Trà và t ă ng v ề V ũ ng T ầ u, Phú Qu ố c C ự c ti ể u t ạ i V ă n Lí kho ả ng 200 W/m 2 Q sen , Q lw , Q lat v ề c ườ ng độ đề u có giá tr ị âm và đề u t ă ng t ừ Hòn Dáu t ớ i S ơ n Trà, gi ả m d ầ n v ề Phú Qu ố c Tuy nhiên v ề giá tr ị t ạ i S ơ n Trà các giá tr ị này đề u nh ỏ nh ấ t Q net t ă ng d ầ n t ớ i S ơ n Trà và gi ả m d ầ n t ớ i Phú Qu ố c Q net c ự c đạ i t ạ i S ơ n Trà 140 W/m 2 , c ự c ti ể u t ạ i Hòn Dáu kho ả ng 50 W/m 2 Hình 8 Phân b ố t ổ ng n ă m Q net t ớ i m ặ t bi ể n t ạ i các vùng ( W/m 2 ) 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC W/m 2 Du Van Toan et al , 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang 622 Hình 9 Phân b ố giá tr ị trung bình tháng c ủ a các dòng nhi ệ t m ặ t bi ể n ( W/m 2 ) Dòng nhi ệ t t ớ i m ặ t bi ể n Q sr t ă ng d ầ n t ừ B ắ c vào Nam, nh ư ng dòng Q net xu ố ng bi ể n thì l ạ i t ă ng d ầ n t ừ B ắ c đế n S ơ n Trà ở mi ề n Trung sau đ ó gi ả m m ạ nh v ề phía Nam, nguyên nhân chính là do dòng b ố c h ơ i Q lat gi ả m m ạ nh t ừ mi ề n B ắ c đế n mi ề n Trung, và sau đ ó t ă ng m ạ nh v ề phía mi ề n Nam Dòng b ứ c x ạ do sóng dài t ươ ng đố i ổ n đị nh t ừ mi ề n B ắ c t ớ i mi ề n Trung, sau đ ó t ă ng nh ẹ , nh ư ng vai trò h ơ i nh ẹ h ơ n c ủ a Q lat Dòng r ố i nhi ệ t Q sen có giá tr ị r ấ t nh ỏ , nh ư ng c ũ ng có xu h ướ ng gi ả m t ừ B ắ c t ớ i Trung và l ạ i t ă ng vào Nam IV TH Ả O LU Ậ N VÀ NH Ậ N XÉT K ế t qu ả tính các dòng nhi ệ t cho tháng trung bình nhi ề u n ă m cho th ấ y s ự bi ế n thiên r ấ t đ a d ạ ng c ủ a các dòng nhi ệ t m ặ t bi ể n Theo h ướ ng B ắ c Nam, Q sr t ă ng d ầ n vào các tháng mùa đ ông và mùa xuân, mùa hè đề u đạ t cao, c ự c đạ i t ạ i C ồ n C ỏ , các tháng mùa thu khá đồ ng nh ấ t Q lw vào các tháng 1-3 có xu h ướ ng t ă ng d ầ n, các tháng 4-5-6, 10-11-12 nh ỏ nh ấ t t ạ i vùng S ơ n Trà, các tháng 7-8-9 khá đồ ng nh ấ t Hi ệ n t ượ ng d ị th ườ ng t ạ i S ơ n Trà v ề bi ế n thiên dòng Q lw Q sen gi ả m d ầ n t ớ i mi ề n Trung và t ă ng đế n phía Nam Q lat đề u gi ả m d ầ n t ừ Hòn Dáu đế n vùng C ồ n C ỏ -S ơ n Trà và t ă ng t ớ i vùng V ũ ng T ầ u và gi ả m v ề phía Phú Qu ố c -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU Qsr Qlw Qsen Qlat Qnet PHU QUOC D ư V ă n Toán và cs , 613-624 Tuy ể n t ậ p Báo cáo H ộ i ngh ị Qu ố c gia "Bi ể n Đ ông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang 623 Q sr trung bình n ă m t ă ng d ầ n t ừ Hòn Dáu, V ă n Lí t ớ i C ồ n C ỏ , h ơ i gi ả m t ớ i S ơ n Trà và t ă ng t ạ i V ũ ng T ầ u, Phú Qu ố c C ự c ti ể u t ạ i V ă n Lí kho ả ng 200 W/m 2 Q sen , Q lw , Q lat v ề c ườ ng độ đề u có giá tr ị âm và đề u t ă ng t ừ Hòn Dáu tói S ơ n Trà, gi ả m d ầ n v ề Phú Qu ố c Tuy nhiên v ề giá tr ị t ạ i S ơ n Trà các giá tr ị này đề u nh ỏ nh ấ t V ề phân b ố Q net t ă ng d ầ n t ớ i S ơ n Trà và gi ả m d ầ n t ớ i Phú Qu ố c Q net c ự c đạ i t ạ i S ơ n Trà 140 W/m 2 , c ự c ti ể u t ạ i Hòn Dáu kho ả ng 50 W/m 2 Dòng nhi ệ t th ự c t ế xâm nh ậ p qua m ặ t bi ể n trung bình tháng n ă m Q net t ạ i Hòn Dáu là 50 W/m 2 (nhi ệ t t ừ không khí vào bi ể n), bi ế n thiên n ă m dao độ ng t ừ c ự c đạ i vào tháng 4 là 122 W/m 2 t ớ i c ự c ti ể u vào tháng 11 là – 33 W/m 2 (nhi ệ t đ i t ừ bi ể n vào không khí) T ạ i S ơ n Trà Q net trung bình tháng là 131W/m 2 , bi ế n thiên n ă m dao độ ng t ừ c ự c đạ i vào tháng 5 v ớ i 192 W/m 2 t ớ i c ự c ti ể u vào tháng 1 là 75 W/m 2 T ạ i V ũ ng T ầ u Q net trung bình tháng là 86 W/m 2 , bi ế n thiên n ă m dao độ ng t ừ c ự c đạ i vào tháng 9 v ớ i 114 W/m 2 t ớ i c ự c ti ể u vào tháng 12 là 57 W/m 2 T ạ i Phú Qu ố c Q net trung bình tháng là 63 W/m 2 , bi ế n thiên n ă m dao độ ng t ừ c ự c đạ i vào tháng 2 v ớ i 94 W/m 2 t ớ i c ự c ti ể u vào tháng 12 là -2 W/m 2 Bi ế n thiên n ă m c ủ a Q net c ủ a toàn b ộ d ả i ven bi ể n Vi ệ t Nam ph ầ n l ớ n b ị chi ph ố i b ở i dòng nhi ệ t ẩ n b ố c h ơ i T ạ i vùng Hòn Dáu có hi ệ n t ượ ng d ị th ườ ng mùa đ ông Q net âm t ứ c nhi ệ t đ i t ừ n ướ c bi ể n vào không khí L Ờ I CÁM Ơ N Bài báo này hoàn thành v ớ i s ự h ỗ tr ợ kinh phí c ủ a đề tài MS 718106 thu ộ c Ch ươ ng trình NCCB B ộ Khoa h ọ c và Công ngh ệ Các tác gi ả xin chân thành c ả m ơ n PGS TS Ph ạ m V ă n Hu ấ n t ừ Đạ i h ọ c Qu ố c gia Hà N ộ i, TS Bùi Xuân Thông t ừ Trung tâm Khí t ượ ng Th ủ y v ă n bi ể n, TS Bùi H ồ ng Long t ừ Vi ệ n H ả i d ươ ng h ọ c Nha Trang đ ã có nh ữ ng đ óng góp cho b ả n th ả o này TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O Claude Talandier, Anne-Marie Treguier, Bernard Barnier, 2003 Preparing surface flux fields by using bulk formulate for the DRAKKAR project Internal report DRO/LPO 03-13 31p D ư V ă n Toán, 2004 Cân b ằ ng nhi ệ t m ặ t n ướ c bi ể n khu v ự c đả o Tr ườ ng Sa và đả o Phú Quí T ạ p chí Khoa h ọ c và Công ngh ệ bi ể n T 4 S 3 Tr 54-66 D ư V ă n Toán, Nguy ễ n H ồ ng Lân, Nguy ễ n H ữ u C ườ ng, Nguy ễ n Ng ọ c Ti ế n, Đỗ Huy C ườ ng, Nguy ễ m Kim Cát, V ũ H ả i Đă ng, 2007 M ộ t s ố k ế t qu ả tính Du Van Toan et al , 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang 624 dòng nhi ệ t m ặ t bi ể n t ạ i khu v ự c v ị nh B ắ c B ộ T ạ p chí Khoa h ọ c và Công ngh ệ Bi ể n T 7, S 2 Tr 19-32 D ư V ă n Toán, 2007 T ươ ng tác n ướ c bi ể n - không khí vùng bi ể n Phú Qu ố c và V ũ ng T ầ u T ạ p chí Khí T ượ ng Th ủ y V ă n Trung Tâm Khí T ượ ng Th ủ y V ă n Qu ố c Gia Hà N ộ i, S ố 558 Tr 36-42 Esbensen S K , Y Kushmir, 1981 The Budget of the Global Ocean: an Atlas Based on Estimates from Surface Marine Observations Climatic Research Institute Report No 29 18 p Fairall C , F F Bradley, D Rogers, 1997 COARE bulk airsea-sea flux algorithm 12 p Fan Y , W Brown, 2003 The Heat Budget for Mt Hope Bay Smart technical report No SMAST-03-0801, 14 p Jiande Wang, James A Carton, 2002 Seasonal Heat Budgets of the North Pacific and North Atlantic Oceans Journal of Physical Oceanography 32(11): 3474-3488 AMS-USA Jungyul Na, Jangwon Seo, Heung-Jae Lie, 1999 Annual and Seasonal Variations of the Sea Surface Heat Fluxes in the East Asian Marginal Seas Journal of Oceanography Vol 55: 257-270 The Oceanographic Society of Japan Miller S , P Mupparapu, W S Brown, F L Bub, 1999 Convex air-sea heat flux calculations Technical Report UNH-OPAL-1999-004 13 p Naoki Hirose, Cheol-Ho Kim, Jong-Hwan Yoon, 1996 Heat budget in the Japan Sea Journal of Oceanography Vol 52: 553-574 The Oceanographic Society of Japan Naoki Hirose, Hyun-Chul Lee, Jong-Hwan Yoon, 1998 Surface Heat Flux in the East China Sea and the Yellow Sea Journal of Physical Oceanography 29(3): 401-417 Robert H Stewart, 2004 Introduction to Physical Oceanography Texas A&M University 344 p Timothy Liu W , Yun He, Xiao-Hai Yan, 1997 Surface Heat Fluxes in the Western Equatorial Pacific Ocean Estimated by Bulk Parameterization and by an Inverse Mixed Layer Model Journal of Physical Oceanography 27(11): 2477-2487 AMS-USA
Dư Văn Toán cs., 613-624 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ TRAO ĐỔI NHIỆT MẶT BIỂN KHU VỰC VEN BIỂN VIỆT NAM Dư Văn Toán, Nguyễn Hồng Lân, Nguyễn Ngọc Tiến Viện Địa chất Địa Vật lý biển, Hà Nội Tóm tắt Bài báo giới thiệu số kết tính dòng nhiệt mặt biển ven biển Việt Nam dựa theo số liệu khí tượng, hải văn trung bình tháng từ 1956 đến 2005 công thức thực nghiệm Dòng nhiệt thực tế xâm nhập qua mặt biển trung bình tháng năm Qnet Hịn Dáu 50 W/m2 (nhiệt từ khơng khí vào biển), biến thiên năm dao động từ cực đại vào tháng 122 W/m2 tới cực tiểu vào tháng 11 – 33 W/m2 (nhiệt từ biển vào khơng khí) Tại Sơn Trà Qnet trung bình tháng 131W/m2, biến thiên năm dao động từ cực đại vào tháng với 192 W/m2 tới cực tiểu vào tháng 75 W/m2 Tại Vũng Tầu Qnet trung bình tháng 86 W/m2, biến thiên năm dao động từ cực đại vào tháng với 114 W/m2 tới cực tiểu vào tháng 12 57 W/m2 Tại Phú Quốc Qnet trung bình tháng 63 W/m2, biến thiên năm dao động từ cực đại vào tháng với 94 W/m2 tới cực tiểu vào tháng 12 -2 W/m2 Tại vùng Hịn Dáu có tượng dị thường mùa đông Qnet âm tức nhiệt từ nước biển vào khơng khí Biến thiên năm Qnet toàn dải ven biển Việt Nam phần lớn bị chi phối dòng nhiệt ẩn bốc SURFACE HEAT FLUX IN THE COASTAL ZONE OF VIETNAM Du Van Toan, Nguyen Hong Lan, Nguyen Ngoc Tien Institute of Marine Geology and Geophysics, 18 Hoang Quoc Viet St., Cau Giay, Hanoi, Vietnam Abstract Climatological monthly mean variation of the surface heat flux for shallow areas has been calculated using observational data from 1956 to 2006 by bulk method The long-term annual mean net heat flux of Hondau is 50 W/m2 (positive sign means that the sea gains heat from the air), and the seasonal variation ranges from a maximum of 122 W/m2 in April to an anomalous minimum of -33 W/m2 in November (negative sign means that the sea gains heat from the air) The long- term annual mean net heat flux of Sontra is 131 W/m2, and the seasonal variation ranges from a maximum of 192 W/m2 in May to a minimum of 75 W/m2 in January The long-term annual mean net heat flux of Vungtau is 86 W/m2, and the seasonal variation ranges from a maximum of 114 W/m2 in September to a minimum of 57 W/m2 in December The long-term annual mean net heat flux of Phuquoc is 63 W/m2, and the seasonal variation ranges from a maximum of 94 W/m2 in February to a minimum of -2 W/m2 in December The seasonal geographic distribution of the net heat flux is determined mostly by turbulent latent heat flux 613 Du Van Toan et al., 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang I GIỚI THIỆU Vùng ven biển nước ta khu vực có ngành kinh tế du lịch, đánh bắt hải sản, hàng hải phát triển mạnh tập trung nhiều dân cư sinh sống Bởi nghiên cứu tương tác nước biển - khơng khí phân vùng trao đổi nhiệt mặt biển vấn đề quan trọng Trong cơng trình đề cập đến tính tốn dòng lượng thu, chi nhiệt lớp biên mặt biển giúp ta hiểu diễn biến thu chi nhiệt nước biển khí Các thành phần đặc trưng cho thu chi nhiệt: dịng xạ sóng ngắn, dịng xạ sóng dài, dịng rối nhiệt, dịng bốc hơi, dòng nhiệt thực tế xâm nhập vào biển II TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tài liệu phân tích sơ Các số liệu khí tượng thủy văn biển trạm hải văn ven biển hải đảo Việt Nam thu thập xử lý từ năm 1956 đến năm 2006 Tất số liệu lấy trung bình nhiều năm cho tháng từ tháng đến tháng 12 xây dựng thành sở liệu Các tính tốn thực dựa theo giá trị trung bình Các trạm lựa chọn phân bố dọc bờ Việt Nam từ vịnh Bắc Bộ đến vịnh Thái Lan: Hịn Dáu (20o40’N, 106o49’E, Văn Lí (20o06’N, 106o18’E), Cồn Cỏ (17o10’N, 107o22’E), Sơn Trà (16o06’N, 108o13’E), Vũng Tầu (10o20’N, 107o24’E), Phú Quốc (10o13’N, 103o38’E) Những yếu tố khí tượng, hải văn chủ yếu có tác động đến q trình trao đổi nhiệt mặt biển đo đạc thực tế mây, gió, nhiệt độ độ ẩm khơng khí tầng 10 m, nhiệt độ mặt biển Tổng quan chế độ khí tượng - hải văn vùng nghiên cứu cho thấy sau:Vùng có lượng mây cao phần mười vùng Hòn Dáu – Văn Lí thuộc vịnh Bắc Bộ vào thời gian tháng đến tháng 4, vùng Sơn Trà vào tháng 11, 12 Vùng Phú Quốc Vũng Tầu vào tháng đến tháng lại có lượng mây phần mười Mùa đông vùng có lượng mây khác Mùa hè giống chủ yếu 7,5 Vào mùa thu có miền Trung Cồn Cỏ – Sơn Trà mây cao đạt 7,5 vùng khác thấp Tốc độ gió trung bình vùng Hịn Dáu –Văn Lí – Cồn Cỏ, Vũng Tầu Phú Quốc mạnh suốt năm, Sơn Trà nhỏ Nhiệt độ khơng khí vùng Hịn Dáu – Văn Lí mạnh từ mùa đông sang mùa hè từ 17 đến 29oC (chênh lệch 12oC), biên độ giảm dần xuống miền Trung tới Cồn Cỏ 9oC, Sơn Trà 7oC, Vũng Tầu 3oC, Phú Quốc 2oC Nhiệt độ nước mặt biển vùng Hịn Dáu – Văn Lí 10oC, Cồn Cỏ 7oC, Sơn Trà 6oC, Vũng Tầu 4oC, Phú Quốc 2oC Nhiệt độ mặt biển vào mùa đơng lớn nhiệt độ khơng khí, vào mùa hè tương đối giống Biên độ dao động áp suất khí Hịn Dáu, Văn Lí mạnh vào tháng 16mb, tháng 6-8 33mb Cồn Cỏ, Sơn Trà 22mb vào tháng 31mb vào tháng 614 Dư Văn Toán cs., 613-624 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang 5-9, Vũng Tầu 24mb tháng 30mb tháng 6, Phú Quốc 25mb tháng 1, 32mb vào tháng 5, Như vào tháng hàng năm đặc trưng khí tượng, hải văn tất vùng giống nhau, tháng khác khác biệt lớn Phương pháp nghiên cứu Đối với hệ đại dương – khí dạng phương trình cân nhiệt phương pháp tính tốn, xác định thành phần thu chi nhiệt phụ thuộc vào không gian thời gian Theo cơng thức tính tốn nhà khoa học giới Việt Nam Esbensen cs (1981), Timothy Liu cs (1997), Fairall cs (1997), Hirose cs (1996,1998), Na cs (1999), Miller cs (1999), Wang Carton (2002), Talandier cs (2003), Fan cs (2003), Stewart (2004), Dư Văn Tốn cs (2004, 2007) dùng cho dịng nhiệt tổng quát dòng nhiệt trao đổi qua đơn vị diện tích mặt nước cho vùng biển nhiệt đới biểu diễn dạng sau: Qsr Qlat Qlw Qsen Khơng khí Mặt biển Nước biển Qnet Hình Sơ đồ dòng nhiệt mặt biển Qnet=Qsr+Qlw+Qsen+Qlat, (1) Trong đó: Qnet – dịng nhiệt thực tế vào biển; Qsr – dịng xạ tới mặt biển sóng ngắn; Qlw – dòng nhiệt phản xạ từ mặt biển sóng dài; Qsen – dịng nhiệt rối; Qlat – dòng nhiệt ẩn bốc Dòng xạ mặt trời đến sóng ngắn tính cơng thức sau: Qsr=Qo(0,865-0,5C2)(1-αS), (2) 615 Du Van Toan et al., 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang Trong đó: Qo – xạ mặt trời tới trời không mây phụ thuộc vào vĩ độ thời gian năm, C – lượng mây trung bình (phần mười), αS – albeđô mặt biển phụ thuộc vào vĩ độ thời gian Dòng xạ mặt trời phản xạ sóng dài tính cơng thức sau: Qlw=-(ε0σT04(0,39-0,00495e100,5)(1-0,7C)+4ε0σT03(T0-T10)), (3) Trong đó: ε0 - độ phát xạ nước (0,097), σ - số Stefan-Boltzman (=5,6705.10-8 Wm-2K-4), e10 - độ ẩm tuyệt đối khơng khí tầng 10m, T0, T10 – nhiệt độ mặt biển khơng khí tầng 10m Dịng nhiệt rối Qsen tính cơng thức sau: Qsen=-ρaCpCSU10(T0-T10), (4) dòng ẩn nhiệt bốc Qlat tính cơng thức sau: Qlat=-ρaLVCDU10(q0-q10), (5) Trong đó: ρa - mật độ khơng khí, Cp –nhiệt dung riêng khơng khí với áp suất không đổi, LV – ẩn nhiệt bốc hơi, J/kg; q10 độ ẩm riêng khơng khí, q0 độ ẩm riêng nước bão hòa với nhiệt độ T0, CS – ( số Stanton), CD – (số Dalton) III KẾT QUẢ TÍNH TỐN Phân bố thành phần trao đổi nhiệt mặt biển theo tháng Dịng Qsr (Hình 2) Hịn Dáu Văn Lí tăng dần từ tháng 12, 1, (150 W/m2) đến tháng (250 W/m2), Cồn Cỏ 160 W/m2 (tháng 12, 1) tăng lên 260 W/m2 vào tháng 7, Sơn Trà 150 W/m2 (tháng 12) tăng lên 240 W/m2 (tháng 4, 5, 6, 7) Vũng Tầu, Phú Quốc giá trị thay đổi từ 200 W/m2 vào tháng 12, đạt cực đại vào tháng (270 W/m2) Theo phương Bắc Nam, Qsr tăng dần vào tháng mùa đông mùa xuân, mùa hè đạt cao, cực đại Cồn Cỏ, tháng mùa thu tương đồng khoảng 200-220 W/m2 Dịng Qlw (Hình 3) sóng dài ln có giá trị âm tất vùng dao động khoảng từ 40 đến 60 W/m2 Tại vùng giá trị lớn vào tháng cuối năm, nhỏ vào tháng mùa hè Theo phương Bắc Nam vào tháng 1-3 có xu hướng tăng dần, tháng 4-5-6, 10- 11-12 nhỏ vùng Sơn Trà, tháng 7-8-9 đồng Hiện tượng dị thường Sơn Trà biến thiên dịng sóng dài 616 Dư Văn Toán cs., 613-624 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang Dịng nhiệt rối Qsen (Hình 4) phần lớn có giá trị âm nhỏ 20 W/m2 Tại Cồn Cỏ, Sơn Trà vào tháng đến tháng có giá trị dương Tại Vũng Tầu Qsen không suốt năm Tại Phú Quốc giá trị nhỏ 10 W/m2 vào tháng 1, 2, 3, tháng lại đạt 10 W/m2 Tại Hòn Dáu đạt cao 20 W/m2 vào tháng 3, Từ phía Bắc Qsen giảm dần tới miền Trung tăng đến phía Nam 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC 10 11 12 Hình Phân bố Qsr theo tháng năm 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC 10 11 12 Hình Phân bố Qlw theo tháng năm Dịng bốc (Hình 5) ln có giá trị âm thay đổi mạnh từ 10 đến 140 W/m2 Tại vùng Hịn Dáu, Văn Lí Qlat tăng từ tháng đến tháng 10, sau giảm dần Tại Cồn Cỏ tăng từ tháng đến tháng 10-11 giảm dần Tại Sơn Trà Qlat biến đổi từ tháng 10 đến tháng đạt gần 30 W/m2 tăng từ tháng 617 Du Van Toan et al., 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang đến tháng đạt cực đại 60W/m2 giảm dần tới tháng 10 Tại Vũng Tầu tăng từ tháng đến tháng với cực đại 110 W/m2 sau giảm dần tới tháng 12 Tại Phú Quốc tăng tháng (75W/m2) đến tháng với cực đại 110 W/m2, sau giảm dần tới tháng 10 (75W/m2) lại tăng đến tháng 12 với cực đại 110 W/m2 Như Phú Quốc Qlat có tới hai cực đại hai cực tiểu, cịn vùng khác có cực đại cực tiểu Theo phương từ Bắc tới phía Nam tháng Qlat giảm dần từ Hòn Dáu đến vùng Cồn Cỏ-Sơn Trà tăng tới vùng Vũng Tầu giảm phía Phú Quốc 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC 10 11 12 Hình Phân bố Qsen theo tháng năm 10 11 12 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC 10 11 12 Hình Phân bố Qlat theo tháng năm Dòng Qnet xâm nhập vào mặt biển thực tế (Hình 6) Hịn Dáu, có hai cực đại vào tháng tháng đạt 110 W/m2 giảm dần tháng 11 đạt cực tiểu với giá trị -30 W/m2 Tại Văn Lí có hai cực đại vào tháng 3- 618 Dư Văn Toán cs., 613-624 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang 4, 6-7, giảm mạnh cuối năm đạt giá trị nhỏ -10 W/m2 Tại Cồn Cỏ tăng dần từ tháng đến tháng đạt cực đại 190 W/m2 giảm mạnh cuối năm, đạt cực tiểu vào tháng 11 với Tại Sơn Trà có hai cực đại vào tháng 4, với 185 W/m2 tháng 10 với 160 W/m2 Tại Vũng Tầu hai cực đại vào tháng với 100 W/m2 tháng với 110 W/m2 nhỏ vào tháng 12 với 60 W/m2 Tại Phú Quốc Qnet cực đại vào tháng 90 W/m2, sau giảm dần đạt cực tiểu vào tháng với 30 W/m2, tăng dần đến tháng 10 đạt cực đại 75 W/m2, giảm dần tới tháng 12, Theo phương Bắc Nam Qnet tháng đến tháng tăng dần từ Hòn Dáu đến Cồn Cỏ – Sơn Trà giảm dần tới Vũng Tầu, Phú Quốc, từ tháng đến tháng 12 tăng mạnh từ Hòn Dáu tới Sơn Trà giảm dần tới Phú Quốc 10 11 12 HON DAU -20 VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC 10 11 12 Hình Phân bố Qnet theo tháng năm Biến trình năm dịng nhiệt mặt biển Đối với vùng biển, theo hình ta thấy rõ biến thiên theo mùa dòng nhiệt mặt biển Qsr từ Hòn Dáu đến Sơn Trà tăng từ mùa xuân đến mùa hè với cực đại giảm dần tới mùa đông, từ Vũng Tầu đến Phú Quốc cực đại vào mùa xuân sau giảm dần tới mùa đông Điều phù hợp với kết cơng bố Dư Văn Tốn (2004) Qsr cực đại Cồn Cỏ vào mùa hè đạt 800 W/m2, nhỏ Sơn Trà 400 W/m2 Qlw ln có giá trị âm, cường độ từ Hòn Dáu đến Cồn Cỏ tăng từ mùa xuân đến mùa thu, Sơn Trà giảm dần mùa đông, Vũng Tầu Phú Quốc tăng dần từ mùa hè sang tới mùa đông, mùa xuân Qlw đạt cực đại Phú Quốc 200 W/m2 vào mùa đơng-xn, nhỏ Hịn Dáu vào mùa xn gần 100 W/m2 619 Du Van Toan et al., 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang Qsen nhỏ so với thành phần khác, có xu hướng tăng dần từ mùa xuân tới mùa đông Tại Sơn Trà Qsen Qlat ln có giá trị âm, từ Hịn Dáu tới Sơn Trà có xu hướng tăng từ mùa xuân tới mùa thu giảm mùa đông Tại Vũng Tầu giảm từ mùa xuân tới mùa thu tăng lại mùa đông Tại Phú Quốc tăng từ xuân tới hè giảm mùa thu lại tăng vào mùa đông, giảm tới mùa xuân Qlat cực đại Hòn Dáu vào mùa thu 400 W/m2, nhỏ Sơn Trà vào mùa đông 30 W/m2 Qnet tăng từ xuân lên hè giảm mạnh thu tới đông vùng Hịn Dáu, Văn Lí, Cồn Cỏ Tại Sơn Trà, Vũng Tầu xu hướng giảm yếu Tại Phú Quốc giảm từ mùa xuân tới mùa đông Qnet đạt cực đại Sơn Trà vào mùa hè khoảng 500 W/m2, nhỏ Hòn Dáu với giá trị âm -30 W/m2 Qsr Qlw 10 0 1000 800 600 800 X 600 X 400 H 400 H 200 T 200 T Đ Đ -200 -200 -400 -400 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNGTAU PHU QUOC HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNGTAU PHU QUOC Qlat Qsen 10 0 10 0 800 600 800 400 200 X 600 X H 400 H -200 T 200 T Đ Ð -200 -400 -400 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNGTAU PHU QUOC HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC Qnet 1000 800 X 600 H 400 T 200 Đ -200 -400 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNGTAU PHU QUOC Hình Biểu đồ biến thiên mùa dòng nhiệt mặt biển Chú thích: X - Mùa xuân, (tháng 2, 3, 4); H - Mùa hè, (tháng 5, 6, 7); T - Mùa thu, (tháng 8, 9,10); Đ - Mùa đông,(tháng 11, 12, 1) 620 Dư Văn Toán cs., 613-624 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang Như vùng Hịn Dáu có tượng dị thường mùa đông Qnet âm tức nhiệt từ nước biển vào khơng khí Đây dấu hiệu dị thường cho vùng vịnh Bắc Bộ, điểm đặc trưng trình trao đổi nhiệt mặt biển Hình cho ta thấy phân bố tổng năm dòng Qnet xâm nhập xuống tầng sâu biển nguồn lượng cung cấp cho mơi trường biển sinh vật biển Tại Hòn Dáu tổng năm vào khoảng 600 W/m2 1/3 Sơn Trà với 1.800 W/m2 Đồ thị thể tăng mạnh từ vùng biển nằm vĩ độ 20oN (Hòn Dáu, Văn Lí) đến vùng biển 16oN (Sơn Trà), giảm mạnh tới vùng vĩ độ 10oN (Vũng Tầu, Phú Quốc) Do khơng có nhiều trạm quan trắc ven biển nên chưa xác định cụ thể vĩ độ có giá trị cường độ Qnet cao Hình cho ta thấy biến thiên dòng nhiệt mặt biển Theo hình 14 Qsr trung bình năm giảm dần từ Hịn Dáu tới Văn Lí, tăng lên tới Cồn Cỏ, giảm tới Sơn Trà tăng Vũng Tầu, Phú Quốc Cực tiểu Văn Lí khoảng 200 W/m2 Qsen, Qlw, Qlat cường độ có giá trị âm tăng từ Hòn Dáu tới Sơn Trà, giảm dần Phú Quốc Tuy nhiên giá trị Sơn Trà giá trị nhỏ Qnet tăng dần tới Sơn Trà giảm dần tới Phú Quốc Qnet cực đại Sơn Trà 140 W/m2, cực tiểu Hòn Dáu khoảng 50 W/m2 1800 W/m2 1600 1400 1200 1000 800 600 400 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC Hình Phân bố tổng năm Qnet tới mặt biển vùng (W/m2) 621 Du Van Toan et al., 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang 250 200 150 100 Qsr Qlw 50 Qsen Qlat Qnet -50 -100 -150 HON DAU VAN LI CON CO SON TRA VUNG TAU PHU QUOC Hình Phân bố giá trị trung bình tháng dịng nhiệt mặt biển (W/m2) Dòng nhiệt tới mặt biển Qsr tăng dần từ Bắc vào Nam, dòng Qnet xuống biển lại tăng dần từ Bắc đến Sơn Trà miền Trung sau giảm mạnh phía Nam, ngun nhân dịng bốc Qlat giảm mạnh từ miền Bắc đến miền Trung, sau tăng mạnh phía miền Nam Dịng xạ sóng dài tương đối ổn định từ miền Bắc tới miền Trung, sau tăng nhẹ, vai trò nhẹ Qlat Dòng rối nhiệt Qsen có giá trị nhỏ, có xu hướng giảm từ Bắc tới Trung lại tăng vào Nam IV THẢO LUẬN VÀ NHẬN XÉT Kết tính dịng nhiệt cho tháng trung bình nhiều năm cho thấy biến thiên đa dạng dòng nhiệt mặt biển Theo hướng Bắc Nam, Qsr tăng dần vào tháng mùa đông mùa xuân, mùa hè đạt cao, cực đại Cồn Cỏ, tháng mùa thu đồng Qlw vào tháng 1-3 có xu hướng tăng dần, tháng 4-5-6, 10-11-12 nhỏ vùng Sơn Trà, tháng 7-8-9 đồng Hiện tượng dị thường Sơn Trà biến thiên dòng Qlw Qsen giảm dần tới miền Trung tăng đến phía Nam Qlat giảm dần từ Hòn Dáu đến vùng Cồn Cỏ-Sơn Trà tăng tới vùng Vũng Tầu giảm phía Phú Quốc 622 Dư Văn Toán cs., 613-624 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Quốc gia "Biển Đông-2007", 12-14/9/2007, Nha Trang Qsr trung bình năm tăng dần từ Hịn Dáu, Văn Lí tới Cồn Cỏ, giảm tới Sơn Trà tăng Vũng Tầu, Phú Quốc Cực tiểu Văn Lí khoảng 200 W/m2 Qsen, Qlw, Qlat cường độ có giá trị âm tăng từ Hịn Dáu tói Sơn Trà, giảm dần Phú Quốc Tuy nhiên giá trị Sơn Trà giá trị nhỏ Về phân bố Qnet tăng dần tới Sơn Trà giảm dần tới Phú Quốc Qnet cực đại Sơn Trà 140 W/m2, cực tiểu Hòn Dáu khoảng 50 W/m2 Dòng nhiệt thực tế xâm nhập qua mặt biển trung bình tháng năm Qnet Hịn Dáu 50 W/m2 (nhiệt từ khơng khí vào biển), biến thiên năm dao động từ cực đại vào tháng 122 W/m2 tới cực tiểu vào tháng 11 – 33 W/m2 (nhiệt từ biển vào khơng khí) Tại Sơn Trà Qnet trung bình tháng 131W/m2, biến thiên năm dao động từ cực đại vào tháng với 192 W/m2 tới cực tiểu vào tháng 75 W/m2 Tại Vũng Tầu Qnet trung bình tháng 86 W/m2, biến thiên năm dao động từ cực đại vào tháng với 114 W/m2 tới cực tiểu vào tháng 12 57 W/m2 Tại Phú Quốc Qnet trung bình tháng 63 W/m2, biến thiên năm dao động từ cực đại vào tháng với 94 W/m2 tới cực tiểu vào tháng 12 -2 W/m2 Biến thiên năm Qnet toàn dải ven biển Việt Nam phần lớn bị chi phối dòng nhiệt ẩn bốc Tại vùng Hịn Dáu có tượng dị thường mùa đông Qnet âm tức nhiệt từ nước biển vào khơng khí LỜI CÁM ƠN Bài báo hoàn thành với hỗ trợ kinh phí đề tài MS 718106 thuộc Chương trình NCCB Bộ Khoa học Công nghệ Các tác giả xin chân thành cảm ơn PGS TS Phạm Văn Huấn từ Đại học Quốc gia Hà Nội, TS Bùi Xuân Thông từ Trung tâm Khí tượng Thủy văn biển, TS Bùi Hồng Long từ Viện Hải dương học Nha Trang có đóng góp cho thảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Claude Talandier, Anne-Marie Treguier, Bernard Barnier, 2003 Preparing surface flux fields by using bulk formulate for the DRAKKAR project Internal report DRO/LPO 03-13 31p Dư Văn Toán, 2004 Cân nhiệt mặt nước biển khu vực đảo Trường Sa đảo Phú Quí Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển T.4 S.3 Tr.54-66 Dư Văn Tốn, Nguyễn Hồng Lân, Nguyễn Hữu Cường, Nguyễn Ngọc Tiến, Đỗ Huy Cường, Nguyễm Kim Cát, Vũ Hải Đăng, 2007 Một số kết tính 623 Du Van Toan et al., 613-624 Proceedings of National Conference ‘Bien Dong – 2007’, Sept 12-14, 2007, Nhatrang dòng nhiệt mặt biển khu vực vịnh Bắc Bộ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Biển T.7, S.2 Tr 19-32 Dư Văn Tốn, 2007 Tương tác nước biển - khơng khí vùng biển Phú Quốc Vũng Tầu Tạp chí Khí Tượng Thủy Văn Trung Tâm Khí Tượng Thủy Văn Quốc Gia Hà Nội, Số 558 Tr 36-42 Esbensen S K., Y Kushmir, 1981 The Budget of the Global Ocean: an Atlas Based on Estimates from Surface Marine Observations Climatic Research Institute Report No.29 18 p Fairall C., F.F Bradley, D Rogers, 1997 COARE bulk airsea-sea flux algorithm 12 p Fan Y., W Brown, 2003 The Heat Budget for Mt Hope Bay Smart technical report No SMAST-03-0801, 14 p Jiande Wang, James A Carton, 2002 Seasonal Heat Budgets of the North Pacific and North Atlantic Oceans Journal of Physical Oceanography 32(11): 3474-3488 AMS-USA Jungyul Na, Jangwon Seo, Heung-Jae Lie, 1999 Annual and Seasonal Variations of the Sea Surface Heat Fluxes in the East Asian Marginal Seas Journal of Oceanography Vol 55: 257-270 The Oceanographic Society of Japan Miller S., P Mupparapu, W S Brown, F.L Bub, 1999 Convex air-sea heat flux calculations Technical Report UNH-OPAL-1999-004 13 p Naoki Hirose, Cheol-Ho Kim, Jong-Hwan Yoon, 1996 Heat budget in the Japan Sea Journal of Oceanography Vol 52: 553-574 The Oceanographic Society of Japan Naoki Hirose, Hyun-Chul Lee, Jong-Hwan Yoon, 1998 Surface Heat Flux in the East China Sea and the Yellow Sea Journal of Physical Oceanography 29(3): 401-417 Robert H Stewart, 2004 Introduction to Physical Oceanography Texas A&M University 344 p Timothy Liu W., Yun He, Xiao-Hai Yan, 1997 Surface Heat Fluxes in the Western Equatorial Pacific Ocean Estimated by Bulk Parameterization and by an Inverse Mixed Layer Model Journal of Physical Oceanography 27(11): 2477-2487 AMS-USA 624