Hải dương học đại cương - Chương 3 potx

Các thuӕc diӋt côn trùng có thӇ gӗm ba loҥi: nhӳng chҩt clo hӳu cѫ, photpho hӳu cѫ và thuӕc gây mê. Loҥi clo hӳu cѫ tiêu biӇu là DDT (dichlordipheniltrichloretan) và các dүn xuҩt cӫa nó, PCB (polichlorbiphenil), HCB (hexachlorbenzol) v.v Chu kì bán phân rã cӫa nhӳng chҩt này ÿҥt tӟi vài chөc năm, chúng có ÿӝc tính cao và rҩt bӅn vӳng ÿӕi vӟi sӵ phân hӫy sinh hӑc, do ÿó thuұn lӧi cho sӵ tích lNJy trong cѫ thӇ sinh vұt biӇn. PCB ÿѭӧc sӱ dөng ÿһc biӋt rӝng rãi trong công nghiӋp. Theo mӝt sӕ ѭӟc lѭӧng, 420 nghìn tҩn PCB ÿang lѭu hành trong môi trѭӡng, trong sӕÿó 250 nghìn tҩn trong ÿҥi dѭѫng, tӭc 35 % tәng lѭӧng PCB do công nghiӋp sҧn xuҩt (1,2 triӋu tҩn). Hѫn nӳa Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi giӳ vai trò mӝt bӇ chӭa cuӕi cùng thu nhұn PCB qua khí quyӇn và dòng lөc ÿӏa. Do ÿó, có thӇ cho rҵng nӗng ÿӝ các chҩt hyÿrôcacbua chӭa clo trong nѭӟc biӇn p hҧi tăng dҫn. HiӋn nay nӗng ÿӝ PCB bҵng 0,010,03 Pg/l. Bӏ ô nhiӉm hѫn hӃt là các vùng ven b ӣ trҥ mô i trѭӡng biӇn bҵng asen tӯ nѭӟc thҧi công nghiӋp ҧnh hѭӣn Ô nhiӉm nѭӟc tӵ nhiên do chì diӉn ra do hӋ quҧ cӫa quá trình làm giҫu và nҩu chҧy quһng chì, do thҧi phӃ liӋu tӯ các xí nghiӋp công nghiӋp cNJng nhѭ tӯÿӕt than, gӛ và các vұt liӋ u hӳu cѫ khác. Hàm lѭӧng chì tәng cӝng trong nѭӟc Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi ÿѭӧc ѭӟc lѭӧng bҵng 2,8 triӋu tҩn và nӗng ÿӝ g/l. Chѭѫng 3 c và âm hӑc cӫa nѭӟc ӡ gҫn cá c cӱa sông và nhӳng thành phӕ lӟn. Các kim loҥi nһng theo các ÿánh giá vӅÿӝc tính chiӃm vӏ trí thӭ hai trong sӕ các chҩt ô nhiӉm, chӍ thua thuӕc trӯ sâu. Nhӳng kim loҥi nһng phә biӃn và rҩt nguy hiӇm là thӫy ngân, caÿimi, chì và asen. Nhӳng nguӗn chính mang các kim loҥi ÿӝc vào biӇn là sӵ ô nhiӉm trӵc tiӃp, các dòng tӯÿҩt liӅn, bөi khí quyӇn và giáng thӫy. Thӫy ngân nhұp vào ÿҥi dѭѫng cҧ tӯ các nguӗn tӵ nhiên lүn các nguӗn nhân tҥo. Nhӳng nguӗn nhân tҥo g ӗm có ÿӕt cháy nhiên liӋu khoáng, các chҩt thҧi công nghiӋp vào khí quyӇn, các loҥi nѭӟc thҧi v.v Tәng cӝng môi trѭӡng quanh ta ÿã nhұn ÿӃn 10 nghìn tҩn thӫy ngân nguӗn gӕc nhân sinh, trong sӕÿó gҫn 3 nghìn tҩn do ÿӕt cháy nhiên liӋu. Nguӗn thӫy ngân tӵ nhiên là nhӳng vө phun núi lӱa, hóa khí trong thҥch quyӇn và phong hóa ÿá. Hàng năm nѭӟc biӇn nhұn gҫn 5 nghìn tҩn thӫy ngân. Tәng lѭӧng thӫy ngân trong nѭӟc Ĉҥi dѭѫng ThӃ gi ӟi bҵng gҫn 10 triӋu tҩn vӟi nӗng ÿӝ trung bình 0,010,03 Pg/l. Caÿimi thuӝc loҥi nhӳng nguyên tӕÿҩt hiӃm và thӵc tӃ không gһp thҩy ng thái tӵ do. Nhӳng nguӗn nhân sinh chӫ yӃu ÿѭa caÿimi vào ÿҥi dѭѫng là các xí nghiӋp khai khoáng và luyӋn kim, cNJng nhѭ nѭӟc thҧi. Ngoài ra, có mӝt lѭӧng caÿimi nhҩt ÿӏnh rѫi vào nѭӟc biӇn tro ng thӡi gian phun núi lӱa. Ĉҥi dѭѫng Th Ӄ giӟi chӭa tәng cӝng khoҧng 140 triӋu tҩn caÿimi và nӗng ÿӝ trung bình cӫa chҩt này bҵng 0,1 Pg/l. Ô nhiӉm g trѭӟc hӃt tӟi trҥng thái các vӏnh, cӱa sông và nhӳng vùng gҫn bӡ khác. Nhұp lѭӧng asen theo con ÿѭӡng nѭӟc sông ÿѭӧc ѭӟc lѭӧng bҵng 4070 nghìn tҩn/năm. Gҫn 700 tҩn/năm ÿi tӯ khí quyӇn vào ÿҥi dѭѫng. Tәng lѭӧng asen trong Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi bҵng 3150 triӋu tҩn và nӗng ÿӝ trung bình 2,3 Pg/l. 3 102  P Các tính chҩt quang hӑ biӇn 3.1. Các tính chҩt quang hӑc Nhѭÿã nêu ӣ trên, các tính chҩt quang hӑc cӫa nѭӟc biӇn có ý nghƭa khoa hӑc và thӵc tiӉn quan trӑng. Thұt vұy, ÿӝ trong suӕt và màu thѭӡng ÿѭӧc dùng làm nhӳng ÿһc trѭng bә sung cӫa các khӕi nѭӟc, trong mӝt sӕ 119 120 trѭӡng hӧp cho phép ngѭӡi ta phân ÿӏnh các khӕi nѭӟc chính xác hѫn. Các ÿһc trѭng quang hӑc có thӇÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ nghiên cӭu cҩu trúc thӫy văn thҷng ÿӭng, chҷng hҥn ÿӇ tìm vӏ trí cӫa lӟp ÿӝt biӃn mұt ÿӝ, bӣi vì ӣ lân cұn lӟp ÿó thѭӡng tích tө các hҥt vҭn. Ngoài ra, theo các ÿһc trѭng quang hӑc có thӇ xác ÿӏnh ranh giӟi giӳa các dòng chҧy hѭӟng khác nhau và nhұ n ÿӏnh vӅ các sóng ngҫm trong ÿҥi dѭѫng. Cuӕi cùng, các tính chҩt quang hӑc nѭӟc biӇn giӳ vai trò ÿһc biӋt trong quá trình quang hӧp cӫa phù du sinh vұt - là cѫ sӣ ban ÿҫu cӫa sҧn phҭm sinh hӑc ӣÿҥi dѭѫng. Khi nghiên cӭu ô nhiӉm nѭӟc biӇn, các phѭѫng pháp quang hӑc tӓ ra rҩt triӇn vӑng, nhӳng phѭѫng pháp này cho phép phát hiӋn nhӳng chҩt gây ô nhiӉm cҧӣ trên mһt và trong bӅ dày lӟp nѭӟc. Ӣÿây, trên cѫ s ӣ phân tích sӵ hҩp thө phә có thӇ phân biӋt ÿѭӧc chҩt gây ô nhiӉm, dӵa vào chӍ sӕ suy yӃu sát nhӳ t quang hӑc cӫa ÿҥi dѭѫng và trѭӟc hӃt là tӯ các vӋ tinh nhâ a trӵc tiӃp tҥi vӏ trí Mһt Trӡi ӣ thi n ÿӍnh làm ÿѫn vӏ, thì ÿӝ chiӃu sáng tѭѫng ÿӕi (tính bҵng phҫn cӫa ÿѫn vӏ) tùy thuӝc vào ÿӝ cao Mһt Trӡi có thӇ ÿѭӧc biӇu di Ӊn bҵng ÿѭӡn g cong ánh s áng có thӇ xác ÿӏnh nӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm. Mӝt hѭӟng nghiên cӭu khác phát triӇn nhanh và rҩt triӇn vӑng - ÿó là nhӳng phѭѫng pháp viӉn thám khҧo ng tính chҩ n tҥo cӫa Trái Ĉҩt. 3.1.1. Nhӳng nhân tӕ cѫ bҧn quyӃt ÿӏnh tính chҩt quang hӑc cӫa nѭӟc biӇn Sӵ hình thành và biӃn ÿӝng cӫa các tính chҩt quang hӑc cӫa nѭӟc biӇn phө thuӝc vào mӝt loҥt các nhân tӕ bên ngoài và bên trong. Nhӳng nhân tӕ bên ngoài gӗm các ÿһc trѭng cӫa nguӗn ánh sáng tӟi mһt biӇn, còn nhӳng nhân tӕ bên trong - ÿó là nhӳng tính chҩt vұt lý - hóa hӑc và thành phҫn cӫa nѭӟc biӇn. Nhӳng nhân tӕ bên ngoài quan trӑng nhҩt là ÿӝ biӃn ÿӝng cӫa dòng ánh sáng tùy thuӝc vào ÿӝ cao Mһt Trӡi, sӵ hi Ӌn d iӋn cӫa mây và cӫa trѭӡng sóng gió. Thông lѭӧng ánh sáng, hay thông lѭӧng bӭc xҥ Mһt Trӡi, có thӇ ÿѭӧc biӇu diӉn trong hӋ thӕng ÿѫn vӏ năng lѭӧng hoһc trong hӋ thӕng ÿѫn vӏ quang hӑc. Trong trѭӡng hӧp thӭ hai ngѭӡi ta thѭӡng sӱ dөng ÿӝ chiӃu sáng , ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng dòng ánh sáng ÿi tӟi mӝt ÿѫn vӏ diӋn tích. Ĉѫn vӏ ÿo cӫa nó là luyk (lk), tѭѫng ӭng vӟi ÿӝ chiӃu sáng do mӝt thông lѭӧng ánh sáng 1 lumen (lm) trên diӋn tích 1 m 2 . Lѭu ý rҵng ÿӝ chiӃu sáng cӫa mһt ÿҥi dѭѫng tҥi vӏ trí Mһt Trӡi ӣ thiên ÿӍnh bҵng 140 nghìn lk, còn ban ÿêm vào kǤ trăng tròn - gҫn 0,25 lk. Thông lѭӧng Mһt Trӡi ÿҥt tӟi mһt ÿҥi dѭѫng chӫ yӃu tұp trung ӣ vùng phә nhìn thҩy, tӭc ӣ vùng vӟi các bѭӟc sóng tӯ 0,4 ÿӃn 0,7 Pm. Phҫn áp ÿҧo bӭc xҥ cӵc tím và phҫn ÿáng kӇ bӭc x ҥ hӗng ng oҥi bӏ hҩp thө bӣi khí quyӇn, trong ÿó dòng cӵc tím bӏ hҩp thө bӣi ôzôn, còn dòng hӗng ngoҥi - bӣi hѫi nѭӟc và khí cacbonic. Dòng ánh sáng ÿi tӟi mһt ÿҥi dѭѫng là tәng cӫa các dòng trӵc xҥ và tán xҥ. Dòng trӵc xҥ gây bӣi các tia Mһt Trӡi chiӃu trӵc tiӃp, dòng tán xҥ là dòng ánh sáng bӏ tán xҥ bӣi bҫu trӡi và mây. Vì vұy ÿӝ chiӃu sáng là tәng c ӫa các ÿӝ chiӃu sáng do hai dòng này tҥo thành. Ĉӝ chiӃu sáng phө thuӝc rҩt mҥnh vào ÿӝ cao Mһt Trӡi. NӃu chҩp nhұn ÿӝ chiӃu sáng mһt biӇn bӣi các ti ê M trên hình 3.1. ĈӇ nhұn ÿѭӧc các giá trӏ tuyӋt ÿӕi cӫa ÿӝ chiӃu sáng, chӍ cҫn nh n các giá trӏ tѭѫng ÿӕi vӟi 140 nghìn lk. â tiӃp ( Hình 3.1. Ĉӝ chiӃu sáng tѭѫng ÿӕi cӫa biӇn bӣi ánh sáng Mһt Trӡi trӵc M ) và ánh sáng tán xҥ tӯ bҫu trӡi trong ÿiӅu kiӋn không mây ( N ) phө thuӝc vào ÿӝ cao Mһt Trӡi 121 122 CNJng trên hình này, ÿѭӡng cong N ÿһc trѭng cho ÿӝ chiӃu sáng tѭѫng ÿӕi nhӡ ánh sáng tán xҥ (khuӃch tán) cӫa bҫu trӡi trong ÿiӅu kiӋn bҫu trӡi không có mây và tҥi các ÿӝ cao Mһt Trӡi khác nhau. DӉ nhұn thҩy rҵng ҧnh hѭӣng cӫa ÿӝ cao Mһt Trӡi lên ÿӝ chiӃu sáng bӣi ánh sáng tán xҥ ít hѫn nhiӅu so vӟi dòng trӵc xҥ. NӃu Mһt Trӡi hoàn toàn bӏ mây bao phӫ, thì tҩt cҧÿӝ chiӃu sán g c ӫa mһt biӇn là do ánh sáng tán xҥ tӯ mây gây nên. Trên hình 3.2 ÿѭӡng cong 1 һc trѭng cho ÿӝ chiӃu sáng do bҫu trӡi tҥo nên khi không có mây và tѭѫng ng vӟi ÿѭӡng cong ình 3.1. Nhӳng ÿѭӡng cong còn lҥi tѭѫng ӭng ӟi ÿӝ chiӃu sáng gây bӣi các dҥng mây khác nhau. Ĉӝ chiӃu sáng tӓ ra yӃu hҩt khi có các loҥi mây tҫng và mây mѭa. Còn các loҥi mây cөm tҫng cao hì cho qua nhiӅu ánh sáng nhҩt tӟi mһt ÿҥi dѭѫng. ÿӕi oҥi mây khác nhau phө thuӝc vào ÿӝ cao Mһt Trӡi 1- Không mây; 2- mây ti; 3- Mây cөm, ti; 4- Mâ ÿ ӭ N trên h v n t Hình 3.2. Ĉӝ chiӃu sáng tѭѫng cӫa mһt biӇn do các l y cөm cao; 5- Mây tҫng; 6- Mây cөm, tҫng; 7- Mây cөm, mѭa; 8- Mây tҫng; 9- Mây mѭa Sóng gió trѭӟc hӃt ҧnh hѭӣng tӟi các tính chҩt phҧn xҥ cӫa mһt ÿҥi dѭѫng. Các tính chҩt phҧn xҥÿһc biӋt biӃn ÿәi mҥnh khi có bӑt trên ÿӍnh sóng. Các ÿһc trѭng quang hӑc cӫa nѭӟc biӇn còn phө thuӝc vào nhӳng nhân tӕ bên trong, nhӳng nhân tӕ này ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng các tính chҩt cӫa nhӳng hӧp phҫn chӫ yӃu: bҧn thân nѭӟc tinh khiӃt, các chҩt h òa tan (vô c ѫ và hӳu cѫ), hӑc ÿѭӧc quyӃt ÿӏnh t rҩt lӟn thì không nhiӅu, do ÿó ҧnh hѭӣng ӏ k húc xҥ và ÿ ía dѭӟi ÿҥi dѭѫng, ӣÿó nó bӏ tán xҥ và hҩp thө. Ta sӁ xem xét tóm n cách giӳa khí quyӇn và ÿҥi dѭѫng là ranh giӟi giӳa hai môi trѭӡng có mұt ÿӝ quang hӑc khác nhau. Tia sáng chҩt lѫ lӱng (khoáng chҩt và chҩt hӳu cѫ). Các tính chҩt quang hӑc cӫa nѭӟ c tinh khiӃt là mӝt nhân tӕ thӵc tӃ không thay ÿәi, vì nó phө thuӝc rҩt yӃu vào nhiӋt ÿӝ và áp suҩt. Vì vұy sӵ biӃn ÿӝng cӫa các tính chҩt quang hӑc chӫ yӃu phө thuӝc vào thành phҫn và nӗng ÿӝ cӫa các chҩt hòa tan và lѫ lӱng cNJng nhѭ bѭӟc són g ánh sáng. Trong sӕ nhӳng chҩt hòa tan có mӝt bӝ phұn ÿһc biӋt lý thú, gӑi là “chҩt màu vàng”. Ĉó là hӛn hӧp nh ӳng hӧp chҩt dҥng mùn ÿѭӧc tҥo thành khҳp nѫi trong ÿҥi dѭѫng khi phân hӫy chҩt hӳu cѫ phù du sinh vұt và các sҧn phҭm hoҥt ÿӝng sӕng cӫa chúng. Mӝt nguӗn “chҩt màu vàng” khác là tӯ các hӧp chҩt mùn cӫa dòng chҧy nѭӟc sông. Ҧnh hѭӣng cӫa chҩt lѫ lӱng lê n các ÿһc trѭng quang bӣi sӕ lѭӧng, kích thѭӟc, hình dҥng và ÿӏnh hѭӟng cӫa các hҥt. Trong ÿó nhӳ ng hҥt có kích thѭӟc tӯ phҫn trăm micrông ÿӃn chөc micrông có vai trò lӟn nhҩt. Nhӳng hҥt nhӓ hѫn thì quá nhӓÿӇҧnh hѭӣng tӟi các tính chҩt quang hӑc. Còn sӕ lѭӧng các hҥ cӫa chúng lên các tính chҩt quang hӑc cNJng không ÿáng kӇ. Dòng ánh sáng ÿi tӟi mһt nѭӟc mӝt phҫn bӏ phҧn xҥ, mӝt phҫn b i xuӕng ph tҳt nhӳng quá trình này. 3.1.2. Phҧn xҥ và khúc xҥ ánh sáng tҥi mһt biӇn. Khái niӋm Albeÿô Mһt phâ A ÿ ÿi n i tӟi mһt biӇn dѭӟi mӝt góc Ӂ chia thành hai: mӝt (tia ӏÿә tron iӇn, còn tia khác (tia b ҧn xҥ và gѭӧc trӣ lҥi không khí i s g b C ) b ӏ ph i hѭӟng và truyӅn tiӃp vào sâu B ) 123 124 (hình 3.3). Quá trình i b c - không khí ÿѭӧc mô tҧ bҵng ÿӏnh luұt Snellius khúc xҥ tҥ iên nѭӟ n j i sin sin , (3.1) trong ÿó i góc tӟi cӫa tia, j góc khúc xҥ, n chӍ sӕ khúc xҥ (ÿӕi vӟi nѭӟc biӇn Ӄt oS % 35 tinh khi , 4 / n ӕ k3 ). Ch ұy ngѭӡ ӯ công ÿi nghi Ĉӕi v ҥn j Ӎ s úc xҥ rҩt ít thay ÿәi khi biӃn әi nh ÿӝ và i ta th ng chҩp nhұn nó bҵng hҵng ӕ. N ҩp nh thӭc (3.1) dӉ dàng thҩy rҵng góc luôn ôn l ѫn gó êng và n gҫn vӟi ÿѭӡng thҷng ÿӭng ѫn so vӟi ӣ tr ӟi trѭӡ ӧp tia tӟi ÿi tiӃp tuyӃ mһt biӇn ( h ѭӡ o biӇ ng h o . ÿ s iӋt Ӄu ch ӟn h i 90 ÿӝ muӕ ұn 4 n c j . Do ong khí quy khúc i, vì v 3/ , t ÿó tia Ӈn. xҥ tӟi h i n lu h ) o góc 548, Hình 3.3. Phҧn xҥ và khúc xҥ tia sáng tҥi mһt biӇn n sáng nҵm trong biӇnNӃu nguӗ , thì tia ÿi tӟi mһt phân cách vӟi khí quyӇ ӳng tia nào ÿi tӯ dѭӟi lên trong mӝ nón vӟi góc ӣÿӍn úng ÿӕi vӟi trѭӡng hӧp mһt phҷng. Sóng gió sӁ biӃn ÿәi rҩt mҥnh quá trình khúc xҥ cӫa các tia sáng, nó là trѫn các mép cӫa hình nón Snellius, góc ӣÿӍnh có thӇ sai khác tӟi 15 %. ӯ .3 c n cNJng sӁ bӏ kh úc xҥ. Trong ÿó tӗn tҥi mӝt góc ÿi ra 0 j tҥi ÿó tia sáng tӯ phía dѭӟi ÿi lên tӟi mһt biӇn sӁ bӏ phҧn xҥ toàn phҫn bên trong và không ra khӓi mһt biӇn. Góc ÿi ra nhѭ vұy cNJng bҵng 48,5 o . KӃt quҧ là trong biӇn tҥi mӛi ÿiӇm chӍ có nh t hình h o j 972 0 mӟi ra khӓi mһt biӇn. Phҧi nhӟ rҵng sӵ khúc xҥ ÿѭӧc mô tҧ bҵng ÿӏnh luұt Snellius chӍÿ T hình 3 NJng suy ra rҵng góc tӟi cӫa tia sáng bҵng góc phҧn xҥ. Theo các công thӭc Frenel hӋ sӕ phҧn xҥ toàn phҫn có thӇ biӇu diӉn bҵng )( ps RRR  2 1 , ӣÿây ҫn tӵ là hӋ sӕ phҧn xҥ ánh sáng i vӟi các tia có hѭӟng vuông góc và song song vӟi mһt phҷng tӟi, ÿѭӧc xác ÿӏnh theo các công s R và  p R tu ÿӕ thӭc: )( )( )(sin )(sin i ji R ji ji R ps     2 2 2 2 tg tg . Nhӳng trӏ sӕ cӫa các hӋ sӕ phҧn vӟi 34 / , j xҥÿӕi n vӟi các góc tӟi ӫkhác nhau c a các tia sáng үn tong bҧng 3.1. Nh ӯ bҧng này, ÿӕi vӟi nhӳng tia tӟi mһt vuôn c ( i d g gó ѭ ta thҩy t 0 i ), h à k Ӌ sӕ phҧn x hӓ (gҫn 2 %). Khi tăng nhi ên, sau ÿó nó ÿӝt n ӝt v ҧӭc n ӕ n x ӟ t bi ҵҷ ) ҥ R rҩt n n xҥ sӁ là t góc tӟi R tăng lên chұm (thұt vұy, khi %, 95 60 Ri o ). Tuy oàn phҫn, t tăng g hi o i 90 ph % 100 R . Bҧ g 3.1. Các hӋ s phҧҥ (%) ÿӕi v i mһӇn b ng ph ng Góc tӟi ( o R 0 10 20 30 40 50 60 70 75 80 85 90 p R 2,0 1,9 1,7 1,2 0,6 0,1 0,4 4,7 11,0 24,0 49,3 100 s R 2,0 2,1 2,5 3,1 4,3 6,7 11,5 21,9 31,3 45,9 67,4 100 R 2,0 2,0 2,1 2,4 2,4 3,4 5,9 13,3 21,2 34,9 58,3 100 Albeÿô (“ÿӝ trҳng”) mһt biӇn ÿһc trѭng cho khҧ năng phҧn xҥ cӫa nó và là mӝt ÿҥi lѭӧng không thӭ nguyên. Albeÿô là tӍ sӕ giӳa dòng bӭc xҥ bӏ mһtnѭӟc phҧn xҥ và dòng bӭc xҥ toàn phҫn ÿi tӟi mһt ÿó. Khác vӟi hӋ sӕ phҧn xҥ toàn phҫn ÿһc trѭng cho sӵ phҧn xҥÿӏnh hѭӟng, tӭc theo các hѭӟng 125 126 riêng biӋt, albeÿô là mӝt tham sӕ tích phân và cho ta khái niӋm vӅ phҧn xҥ khuӃch tán, tӭc theo tҩt cҧ các hѭӟng và trong tҩt cҧ dҧi bѭӟc sóng. Các giá trӏ lý thuyӃt cӫa albeÿô có thӇ biӃn thiên tӯÿѫn vӏÿӕi vӟi mһt trҳng tuyӋt ÿӕi, phҧn xҥ hoàn toàn, ÿӃn không ÿӕi vӟi mһt ÿen tuyӋt ÿӕi, hҩp thө hoàn toàn các tia Mһt Trӡi. Albeÿô có vai trò quan trӑng trong sӵ hình thành cán cân bӭc xҥ c ӫa mһt ÿҥi dѭѫng. Tu ân theo quá trình phҧn xҥ các tia ánh sáng ÿã xét ӣ trên, có thӇ cho rҵng albeÿô cҫn phҧi phө thuӝc mҥnh vào ÿӝ cao Mһt Trӡi. Thұt vұy, khi Mһt hө vào ÿӝ Trӡi trong thӡi t iӃt sáng sӫa và ѭѫ ҩp) có t c xác ÿӏnh theo công thӭc thӵc nghi Trӡi nҵm ӣ thiê n ÿӍnh ( 0 h ) albeÿô cӵc tiӇu, vì hҫu nhѭ tҩt cҧ bӭc xҥ ÿi tӟi bӏ hҩp thө, Ngѭӧc lҥi, vӟi ÿӝ cao Mһt Trӡi thҩp, các tia tӟi mһt nѭӟc dѭӟi mӝt góc nhӓ, sӁ phҧn xҥ gѭѫng và gҫn nhѭ không bӏ hҩp thө. ĈiӅu ÿó làm cho albeÿô tăng mҥnh. Pthuӝc cӫa albeÿôcao Mһt sóng t ng ÿӕi nhӓ (dѭӟ i 4 c hӇ ÿѭӧ Ӌm do A.A. Pivovarov ÿӅ xuҩt: )04,0sin04,0)(  h/ (hA , (3.2) ӣÿây h ÿӝ cao Mһt Trӡi, )(hA albeÿô. Albeÿô phө thuӝc vào nhiӅu nhân tӕ khí tѭӧng thӫy văn, nhѭng quan trӑng nhҩt trong sӕÿó là lѭӧng mây. Vì lѭӧng mây là ÿҥi lѭӧng vӟi ÿӝ әn ÿӏnh cao và nó khó xác ÿӏnh ÿӏnh lѭӧng, ngѭӡi ta thѭӡng tính tӟi lѭӧng mây theo cách gián tiӃp. Vӟi mөc ÿích ÿó, ngѭӡi ta sӱ dөng các ѭӟc lѭ ÿӕi vӟi thӡi tiӃt sáng sӫa và ÿѭa vào nhӳng hiӋu chӍnh do lѭӧng m ây. Thí dө, ng h ӧng albeÿô tron g trѭӡ ӧp này công thӭc (3.2) sӁ có dҥng n h hhA 08,0 04,0(sin )04,0sin/04,0)( » ¼ « ¬    , (3.3) trong ÿó n sӕ cҩp lѭӧnbiӃn ÿәi tӯ 0 04,0 ºª g mây, n (không có mây) ÿӃn 10 n (trӡi ÿҫy mây). Sóng gió cNJng có ҧnh hѭӣng nhҩt ÿӏnh tӟi albeÿô, nó làm biӃn dҥng ÿѭӡng cong )( hA tùy thuӝc có hay không có bӑt trên sóng, ÿӝ trong suӕt và t lên albeÿô c an trӑng trong tính toán chӃÿӝ nhiӋt ÿӝ c һt ÿҥi dѭѫng vùng hay có bão. Ĉáng tiӃc, rҩt hiӃm nhӳ g các tính toán th ӱ dөng iӅu kiӋn sóng trung bìn Giá ӫ eÿô mһti dѭѫng ( (theo N.A. T eev và O.P. Petrova) TTTT mà u nѭӟc. Tuy nhiên khi o h 20! ҧnh hѭӣng cӫa sóng có thӇ bӓ qua, còn khi o h 20 thì năng lѭӧng Mһt Trӡi không lӟn và do ÿó dù sóng có ÿҥt tӟi nhӳng kích thѭӟc lӟn cNJng không ҧnh hѭӣng ÿáng kӇ tӟi bӭc xҥ hҩp thө. ĈiӅu khҷng ÿӏnh cuӕi cùng ÿúng nӃu trên mһt biӇn không có bӑt. Khi có bӑt, các giá trӏ thӵc cӫa albeÿô vѭӧt trӝi hѫn nhӳng giá trӏ trung bình nhұn ÿѭӧc tҥi cùng ÿӝ cao Mһt Trӡi và ÿiӅu ki Ӌn không có bӑt. ViӋc tính tӟi ҧnh hѭӣng cӫa bӑ ӫa lӟp m ng quan ѭӡng s h. ó ý nghƭa qu ӣ nhӳng trӏ í hұu c imoph trҳc vӅ bӭc xҥ phҧn xҥ tron g ÿiӅu kiӋn bão, vì vұy tron nhӳng giá trӏ albeÿô ÿһc trѭng cӫa ÿ Bҧng 3.2. kh a alb ÿҥ %) Ĉӟi vƭÿӝ háng 1 háng 4 háng 7 háng 10 70  60 o N9 11 7 11 60  50 15 8 7 9 50  40 10 8 7 9 40  30 9 8 7 8 30  20 8 7 6 7 20  10 7 7 6 6 10  0 6 7 6 6 0  10 o S6 7 6 6 10  20 6 8 7 6 20  30 6 8 8 6 30  40 6 9 9 7 40  50 7 11 11 7 50  60 7 14 9 8 Trong bҧng 3.2 dүn nhӳng giá trӏ khí hұu cӫa albeÿô ӣ các ÿӟi ÿҥi dѭѫng và các mùa trong năm. DӉ nhұn thҩy rҵng biӃn ÿӝng giӳa các vƭÿӝ và giӳa các mùa không lӟn (trӯ các vùng cӵc). Vì vұy, thѭӡng trong tính toán cân bҵng bӭc xҥ, thұm chí tính cho nhӳng chu kì ngҳn (tháng), ngѭӡi ta sӱ 127 128 dөng các trӏ sӕ khí hұu cӫa nó. NӃu so sánh albeÿô ÿҥi dѭѫng vӟi albeÿô cӫa tҩt cҧ các dҥng mһt ÿӋm khác, thì thҩy albeÿô mһt biӇn nhӓ nhҩt. Thұt vұy, albeÿô cӫa ÿҩt màu không che phӫ dao ÿӝng tӯ 10 % (ÿҩt xүm màu) ÿӃn 35 % (cát). Albeÿô cӫa thҧm cӓ b t lӟp mӓng, nên albeÿô cNJng sӁ tăng. ng là vұt hҩp thө n 3.1.3. S không mҩt năng lѭӧng. Bҧn thân các phân tӱ nѭӟc hay ph n g ѭӧn ҵng 18 33 %, cӫa rӯng cây gӛ 1015 %. Albeÿô cӫa thҧm tuyӃt cNJ bҵng 30 50 %, còn cӫa tuyӃt mӟi rѫi lӟn ÿӃn 7090 %. Băng tinh khiӃt có albeÿô 20 40 %. Tuy nhiên, trong tӵ nhiên băng hҫu nhѭ bao giӡ cNJng có tuyӃt phӫ, dù chӍ là mӝ Vұy trong sӕ tҩt cҧ các bӅ mһt tӵ nhiên, vùng khѫi ÿҥi dѭѫ ăng lѭӧng Mһt Trӡi lӟn nhҩt, ngѭӧc lҥi, tuyӃt và băng là nhӳng vұt phҧn xҥ lӟn nhҩt. ӵ hҩp thө và tán xҥ ánh sáng trong nѭӟc biӇn Dѭӟi giác ÿӝ quang hӑc, nѭӟc biӇn là môi trѭӡng ÿөc hҩp thө, vì khi chùm sáng lan truyӅn trong nó sӁ bӏ hҩp thө và tán xҥ các photon. Khi hҩp thө, năng lѭӧng tia bӏ biӃn ÿәi thành nhiӋt năng. Ngoài ra, sӵ hҩp thө mӝt phҫn diӉn ra do năng lѭӧng tia tham gia vào các phҧn ӭng hóa hӑc, thí dө nhѭ quang hӧp. Tuy nhiên, phҫn năng lѭӧng này rҩt nhӓ. Trong quá trình tán xҥ, hѭӟng chuyӇn ÿӝng cӫa các phôtôn b ӏ th ay ÿәi, và quá trình này diӉn ra chҩt hòa tan trong nѭӟc gây tán xҥ tѭѫng ÿӕi yӃu, gӑi là tán x̩ ân t͵. Nhѭng phҫn lӟn ánh sáng bӏ tá xҥ bӣi các phҫn tӱ lѫ lӱng trong nѭӟc (phù du sinh vұt, các tàn tích hӳu cѫ v.v ), kӃt quҧ là năng lѭӧn cӫa chùm sáng giҧm nhanh vӟi ÿӝ sâu. Sӵ hҩp thө năng l g tia bӣi nѭӟc biӇn khi bѭӟc sóng bҵng O ÿѭӧc ÿһc trѭng bҵng chӍ sӕ hhөҩp t F (m ѭӧ hùm ӝt ÿҥi lѭӧng nghӏch ÿҧo vӟi khoҧng cách mà trên ÿó thông lѭӧng năng l ng trong n ng uyên m -1 ). Năng lѭӧng cӫa c sáng bӏ m ên ѭӟc giҧm ÿi e lҫn và có thӭ ҩt ÿi dI khi nó ÿi qua mӝt lӟp nѭӟc nguy tӕÿӝ dày zd sӁ tӍ lӋ vӟi ÿӝ dày lӟp hҩp thө và ÿѭӧc biӇu diӉn bҵng zdIdI F  , (3.4) trong ÿó  I năng lѭӧng cӫa tia ÿi vào ѭӟc. Dҩu trӯ chӍ lѭӧng mҩt năng lѭӧng. NӃu thӵc hiӋn tách biӃn trong (3.4) và lҩy tích phân theo phѭѫng thҷng ÿӭng tӯ 0 lӟp n z ÿӃn hz , ta có công thӭc )(exp h 0 F  , (3.5) trong ÿó  0 I năng lѭӧng cӫa tia tӟi ( 0 hII z ). Công thӭc (3.5) ÿôi khi ÿѭӧc gӑi là ÿӏ ұt Buger và cho thҩy năng lѭӧng ánh sáng suy yӃu khánh lu nhanh theo ÿӝ sâu. nha ҩp c c. y n n các giá tr ӫa Nѭӟc không hҩp thө nhѭ nhau ÿӕi vӟi các tia sáng vӟi bѭӟc sóng khác u, mà h thө có hӑn lӑĈiӅu nà thӇ hiӋ trên bҧ g 3.3, ӣÿó dүn ӏ c F phө thuӝѭc vào b ӟc sóng O ÿӕi vӟi ҩ hi Bҧn nѭӟc c t tinh k Ӄt. g 3.3. ChӍ sӕ hҩp thө cӫa nѭӟc tinh khiӃt ÿӕi vӟi các bѭӟc sóng khác nhau O Pm 0,658 0,622 0,612 0,602 0,579 0,522 0,494 F 0,320 0,230 0,233 0,173 0,049 0,002 0,002 Sӵ hҩp thө trong phҫn phәÿӓ lӟn hѫn nhiӅu so vӟi phҫn còn lҥi, và sӵ hҩp thө tăng mҥnh ӣ gҫn 6,0 O Pm. Do ÿó, phҫn phәÿӓ bӏ hҩp thө chӫ yӃu ӣ lӟp m t cӫa ÿҥi dѭѫng. Xuӕng tӟi các ÿӝ sâu thѭӡng chӍ còn các tia màu lөc và ÿһc biӋt mà xanh lam, chính nhӳng tia này hình thành nên màu biӇn và tҥo nên ÿӝ chiӃu sáng ӣ các ÿӝ sâu. Tѭѫng tӵ һ u nhѭ sӵ hҩp thө, sӵ tán xҥ tia sáng ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng chӍ sӕ tán xҥӝt ÿҥi lѭӧng nghӏch ÿҧo vӟi kho ), lѭӧ ăng l Ӈu d i công thӭc sau: G , m ҧng cách trên ÿó thông lѭӧng ánh sáng giҧm ÿi e lҫn. Tѭѫng tӵ vӟi công thӭc (3.4 ng n ѭӧng tia sáng bӏ mҩt ÿi do tán xҥ phân tӱ bӣi lӟp nguyên tӕ d ÿѭӧc bi Ӊn bҵngz zdIGdI p  , (3.6) hay sau khi lҩy tích phân theo phѭѫng thҷng ÿӭng tӯ 0 z ÿӃn hz , ta có )( exp 0 GhII p  . (3.7) 129 130 Thҩy rҵng công thӭc này chӍÿúng trong trѭӡng hӧp tán xҥ phân tӱ ÿҷng hѭӟng (ÿӅu trên tҩtác hѭӟng). Trong thӵc tӃ không phҧi nhѭ vұy, bӣi vì cá ph trong c Ӈ cҧ c cân tӱ nѭӟc bҩt ÿҷng hѭӟng và sӵ thay ÿәi ÿӏnh hѭӟng cӫa chúng huy n ÿӝng nhiӋt ҧnh hѭӣng tӟi cѭӡng ÿӝ tán xҥ ánh sáng trên các hѭӟn hҩ n trong nѭӟc. Song ÿӏ oһ c sóng ánh ánh sáng bӣi nhӳng h ҥt nhѭ vұy, nhѭng gҫn ÿúng cNJng ÿã cho thҩy rҵng thӵ m tănán c. 3.4. BiӃӫa ch xҥ tәn theo ÿ g khác nhau. Có thӇ tính tӟi hiӋu ӭng này bҵng cách ÿѭa ra mӝt chӍ sӕ tán xҥ phө th uӝc hѭӟng )( jG phө thuӝc chӫ yӃu vào bѭӟc sóng và chӍ sӕ khúc xҥ n . Ngoài ra, tán xҥ phân tӱ còn diӉn ra do các c t hòa ta giá trӏ này không lӟn và chӍ bҵng dѭӟi 1/4 tán xҥ ánh sáng bӣi nѭӟc tinh khiӃt. KӃt quҧ là tán xҥ phân tӱ tәng cӝng bҵng tәng cӫa ba hiӋu ӭng. Khi bѭӟc sóng tăng, chӍ sӕ tán xҥ phân tӱ tәng cӝng m G giҧm. Các hҥt lѫ lӱng trong nѭӟc biӇn có ҧnh hѭӣng quyӃt nh tӟi sӵ tán xҥ ánh sáng. Kích thѭӟc cӫa nhӳng hҥt này thѭӡng bҵng h c lӟn hѫn bѭӟ sáng. ĈӃn nay chѭa có mӝt lí thuyӃt chһt chӁ vӅ sӵ tán xҥ g nhӳng ѭӟc lѭӧn các hҥt lѫ lӱng c tӃ là g c hӍ sӕ txҥ phân tӱ m lên hai bұG Bҧng n thiên c Ӎ sӕ tán g cӝng ӝ sâu (theo K.S. Shifrin) Lӟp nѭӟc (m) 0 50 50100 100200 2001000 G (m  1 ) 0,166 0,131 0,090 0,063 VӅ trung bình, phҫn ÿóng góp cӫa tán xҥ phân tӱ vào tán xҥ tәng cӝng thұm chí trong nhӳng vùng nѭӟc ÿҥi dѭѫng tinh khiӃ nhҩt cNJng không vѭӧt quá 7 8 % và trong ÿa sӕ trѭӡng hӧp có thӇ bӓ qua. Giá trӏÿiӇn hình cӫa chӍ sӕ tán xҥ lӟp mһt vùng khѫi ÿҥi dѭѫng bҵng 0,10 0,16 m -1 , còn ÿӕi vӟi nѭӟc ӣ dѭӟi các ÿӝ sâu 0,05 0,10 m -1 . Giá tr t -1 Nhѭÿã nhұn xét, dòng ánh sáng bӏ tán xҥ cӫ ӏ tán xҥ cӵc ÿҥi, bҵng 2,7 m ÿo ÿѭӧc tҥi vùng gҫn bӡ Peru. Trong bҧng 3.4 dүn các giá trӏ G ÿӕi vӟi các lӟp khác nhau do K.S. Shifrin tính theo dӳ liӋu quan trҳc tҥi 34 trҥm hҧi văn nѭӟc sâu ӣ Thái Bình Dѭѫng và Ҩn Ĉӝ Dѭѫng. không ÿӅu trên các hѭӟng. Sӵ biӃn thiên a chӍ sӕ tán xҥ theo hѭӟng ÿѭӧc ÿһc trѭng bӣi ÿ˱ͥng cong phân b͙ tán x̩ (indicatrice), xác ÿӏnh bҵng chӍ sӕ không thӭ nguyên: G jG j )( 4)( SE , (3.8) trong ÿó G chӍ sӕ tán xҥ tәng cӝng. Ĉѭӡng cong phân bӕ tán xҥ xác ÿӏnh tán xҥ nhѭ mӝt hàm cӫa góc tán xҥ, là mӝt ÿһc trѭng quang hӑc quan trӑng nhҩt. Có thӇ nhұn thҩy ba tính chҩt chung cӫa các ÿѭӡng cong phân bӕ tán xҥ: 1) giãn dài trên hѭӟng tia tӟi; 2) ÿҥt cӵc ÿҥi không rõ nét trong khoҧng 10 130 o ; 3) tăng không nhiӅu trên hѭӟng ÿӕi ngѭӧc. Trên hình 3.4 dүn các ÿѭ ng cong phân bӕ tán xҥÿiӇn hình ÿӕi vӟi tán xҥ phân tӱ và tán xҥ bӣi các hҥ Hình 3.4. Các ÿѭӡng cong phân tӱ nѭӟc (a), hҥt lӟn (b) 0 ӡ t lѫ lӱng tro ng nѭӟc biӇn. phân bӕ tán xҥ ánh sáng bӣi và hҥt lӟn hѫn nӳa (c) 3.1.4. Sӵ suy yӃu ánh sáng trong nѭӟc biӇn Mһc dù ánh sáng bӏ hҩp thө mҥnh ӣ lӟp mһt, mӝt phҫn ánh sáng có thӇ thâm nhұp xuӕng nhӳng ÿӝ sâu ÿáng kӇ cӫa ÿҥi dѭѫng. Mҳt ngѭӡi có thӇ cҧm nhұn ÿѭӧc mӝt lѭӧng ánh sáng chӍ nhӓ bҵng 5,2 15 10   năng lѭӧng ánh sáng 000 m. tҥi mһt biӇn. Trung bình, lѭӧng năng lѭӧng ánh sáng này thâm nhұp tӟi ÿӝ sâu 300-400 m. Bên dѭӟi ÿӝ sâu này thì bҳt ÿҫu vùng tӕi hoàn toàn ÿӕi vӟi con ngѭӡi. Tuy nhiên, nhӡ các máy ÿo quang ÿiӋn nhҥy, ánh sáng ban ngày có thӇ ghi nhұn ÿѭӧc tҥi ÿӝ sâu khoҧng 1 K hi ánh sáng bӏ suy yӃu do hҩp thө và tán xҥ thì ÿӗng thӡi thành phҫn phә cӫa nó cNJng biӃn ÿәi, vì các chӍ sӕ hҩp th ө và tán xҥ phө thuӝc vào bѭӟc sóng. Cӵc ÿҥi cӫa ÿѭӡng cong phân bӕ phә trong nѭӟc ÿҥi dѭѫng sҥch nҵm ӣ vùng 0,45-0,46 Pm, tӭc vùng phә lam - lөc. 131 132 Bҧng 3.6. Các trӏ sӕ cӫa hӋ sӕ suy yӃu thҷng ÿӭng Trong bҧng 3.5 dүn phҫn ÿóng góp tѭѫng ÿӕi cӫa các vùng phә vào tәng năng lѭӧng cӫa dòng ánh sáng tҥi nhӳng ÿӝ sâu khác nhau. Ӣÿây năng lѭӧng các tia ÿi qua mһt nѭӟc ÿѭӧc qui ѭӟc bҵng 100 %. Theo bҧng này, các tia sóng dài (hѫn 0,9 Pm) bӏ hҩp thө chӫ yӃu ӣ lӟp mһt dày vài mét. Phҫn phә ánh sáng tán xҥ lam - lөc có thӇ thâm nhұp tӟi ÿӝ sâu hѫn 10 m. Tҥi ÿӝ sâu 100 m chӍ còn khoҧng 1 % thông lѭӧng ánh sáng tҥi mһt. Nhѭ vұy, dòng ánh sáng bӏ suy yӃu rҩt nhanh (3.5 g: (3.9) tron theo ÿӝ sâu. Tѭѫng tӵ các công thӭc ) và (3.7), mӝt cách gҫn ÿúng quá trình suy yӃu ánh sáng có thӇ biӇu diӉn dѭӟi dҥn )(exp 0 hEE z D  , g ÿó  0 E thông lѭӧng ánh sáng (ÿӝ phát xҥ) tҥi mһt phҷng ngang nҵm ngay dѭӟi mһt biӇn,  D chӍ sӕ suy yӃu thҷng ÿӭng là tәng cӫa các chӍ sӕ hҩp thө và tán xҥ. Nhӳng giá trӏÿһc t ѭ hӍ sӕ suy yӃu thҷng ÿӭngrng cӫa c D ÿӕi vӟi mӝt sӕ loҥi nѭӟc ÿҥi dѭѫng sҥch tҥi 46,0 O Pm, tӭc phҫn phә lam, dүn xanh trong bҧng 3.6. DӉ dàng thҩy rҵng biӃn ÿӝng cӫa hӋ sӕ D không lӟn. ĈiӅu c tính toán gҫn ÿúng có thnày có nghƭa rҵng trong cá Ӈ siá trӏ trung bình cӫa hӋ sӕ suy yӃu ( ӱ dөng g )035,0 D . Bҧn Dòng n g lѭ tr cӝ ) ÿ ác ÿӝ kh u eo Sv up Ĉӝ dà p (m) g 3.5. ăn ӧng mһt ӡi tәng ng (% i tӟi c sâu ác nha (th erdr và nnk.) y lӟ B 0,0 1 0,001 0, 1,0 10,0 ѭӟc sóng ( Pm) 0 00 01 0,1 0,2 - 0,6 24 24 24 24 24 23 17 0,6 - 0,9 3 36 6 36 36 30 13 1 0,9 - 1,2 19 18 17 12 1 - - 1,2 - 1,5 - - 9 8 6 2 - 1,5 - 2,1 - - 10 7 3 - - 2,1 - 3,0 2 2 - - - - - Tәng 95 55 36 18 100 86 74 D ÿӕi vӟi mӝt sӕ vùng khѫi (theo Erlo Khoҧ (m) ÿҥi dѭѫng v) Vùng ng ÿӝ sâu 1 m  BiӇn Sargass 100-400 0,040 400-500 0,038 Bҳc phҫn Ĉҥi Tây Dѭѫng 100 350 - 0,031 Bҳc phҫn Ҩn Ĉӝ Dѭѫng 200-800 0,0220-10,033 Thái Bình Dѭѫng (ÿҧo Haiti) 100-400 0,034 Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi 0,03-0,04 KӃt quҧ quan trҳc ÿã xác lұp ÿѭӧc rҵng tùy theo mӭc ÿӝ biӃn ÿәi cӫa ng lѭӧng ánh sáng vӟi ÿӝ sâu ӣ các vùng khѫi ÿҥi dѭѫng, có thӇ chia toàn bӅÿҥ thô dày i dѭѫng thành ba lӟp: lӟp sát dѭӟi mһt, lӟp trung gian và lӟp sâu. Ĉӝ s ӟp sâ u. Trong lӟp thӭ c vұt diӉn ra mҥnh mӁ nhҩt. Lӟp nghèo ánh sáng bҳt ÿҫu tӯ biên dѭӟi cӫa lӟp giҫu ánh sáng tӟi n ӳa. Cuӕi cùng, lӟp tӕi - ÿó là âu cӫa lӟp t hӭ nhҩt chҩp nhұn bҵng ÿӝ sâu không nhìn thҩy ÿƭa trҳng V z , lӟp sâu phân bӕ phía dѭӟi ÿӝ sâu V z4 , còn lӟp trung gian - trong khoҧng tӯ V z ÿӃn V z4. Ĉѭѫng nhiên, trong lӟp sát dѭӟi mһt, ÿӝ phát xҥ biӃn ÿәi ÿáng kӇ. ChӍ sӕ suy yӃu thҷng ÿӭng ӣÿây phө thuӝc vào góc tӟi cӫa bӭc xҥ mһt trӡi, còn phә bӭc xҥ thì rҩt rӝng - tӯ cӵc tím ÿӃn ÿӓ - da cam. Trong lӟp trung gian biӃn ÿӝng cӫa dòng ánh sáng giҧm mҥnh, dҧi phә bӭc xҥ liên tөc hҽp dҫn. ChӍ sӕ su y y Ӄu thҷng ÿӭng tiӃn dҫn tӟi giá trӏ cӫa nó trong l ba thӵc tӃ không còn thҩy nhӳng thăng giáng cӫa ÿӝ chiӃu sáng, tҩt cҧ nhӳng biӃn ÿәi chӍ liên quan tӟi các nhân tӕ bên ngoài (lѭӧng mây, biӃn trình ngày v.v ). Phә bӭc xҥ nghèo nàn, chӍ còn màu lam - lөc. Trong thӫy sinh hӑc, ngѭӡi ta phân ra ba lӟp thҷng ÿӭng: lӟp giҫu ánh sáng, lӟp nghèo ánh sáng và lӟp tӕi. Lӟp giҫu ánh sáng là lӟp b ên trên cӫa ÿҥi dѭѫng, trong ÿó quá trình quang hӧp cӫa phù du thӵ ranh giӟi mҳt ngѭӡi không nhұn biӃt ÿѭӧc ánh sáng vù ng tӕi hoàn toàn ӣ phía dѭӟi lӟp nghèo ánh sáng. 133 134 3.1.5. Màu và ÿӝ trong suӕt cӫa nѭӟc biӇn Vҩn ÿӅ màu không chӍ liên quan tӟi tính chҩt vұt lý cӫa bӭc xҥ, mà cҧ tӟi sinh lý cӫa mҳt ngѭӡi quan sát. Ӣÿây phҧi lѭu ý rҵng chúng ta chӍÿӅ cұp phҫn hҧi chӍ bӣi các t chính ÿi tӟi mҳt ngѭӡi quan sát. Mӝt l , lөc và lam . ĈӇ ÿánh giá phân bӕ năng ính: sӵ tán xҥ ánh sáng bӣi các phân tӱ nѭӟc và các h năng lѭӧng tia có tác ÿӝng ÿӃn mҳt con ngѭӡi. Cҫ n phҧi phân biӋt màu cӫa nѭӟc biӇn và màu biӇn. Màu cӫa nѭӟc biӇn - ÿó là màu cӫa bҧn thân nѭӟc, phө thuӝc vào các quá trình hҩp thө và tán xҥ chӑn lӑc ánh sáng, tӭc vào các tính chҩt quang hӑc cӫa nѭӟc và ÿӝ dày lӟp nѭӟc ÿang xét, chӭ không phө thuӝc vào các nhân tӕ bên ngoài. Ngѭӧc lҥi, màu biӇn ÿѭӧc quyӃt ÿӏnh không p ính chҩt quang hӑc cӫa bҧn thân nѭӟc, mà chӫ yӃu bӟi các nhân tӕ bên ngoài (hiӋn diӋn cӫa mây, sóng, góc nghiêng cӫa Mһt Trӡi v.v ). Ngѭӡi quan sát nhìn tӯ trên bӡ hoһc boong tҫu không nhìn thҩy màu nѭӟc, mà màu biӇn. Màu biӇn ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi tѭѫng quan giӳa các ÿӝ lӟn và thành phҫn phә cӫa hai dòng ánh sáng à dòng ánh sáng tӯ Mһt Trӡi và bҫu t rӡi bӏ mһt biӇn phҧn xҥ l ҥi. Hai là dòng ánh sáng tán xҥ tӯ các ÿӝ sâu ÿi lên. Khi xác ÿӏnh màu, màu ÿѭӧc ÿӗng nhҩt vӟi bѭӟc sóng ánh sáng áp ÿҧo và ÿѭӧc ÿánh giá theo mӝt hӋ thӕng trong ÿó mӝt màu nào ÿó ÿѭӧc xem là kӃt hӧp cӫa ba hӧp phҫn ánh sáng chính: ÿӓ lѭӧng phә, ngѭӡi ta thѭӡng sӱ dөng hӋ thӕng trҳc màu tiêu chuҭn cӫa Ӫy ban quӕc tӃ vӅ chiӃu sáng (năm 1957). Tӗn tҥi mӝt sӕ lí thuyӃt khác nhau giҧi thích màu xanh lam cӫa nѭӟc biӇn sҥch và sӵ biӃn ÿәi màu khi tăng ÿӝ ÿөc. V.V. Suleikin lҫn ÿҫu tiên ÿѭa ra giҧi thích ÿҫy ÿӫ vӅ màu biӇn năm 1921. Ông rút ra mӝt công thӭc tính tӟi nhӳng nhân tӕҧnh hѭӣng ch ҥt lӟn (các bӑt không khí, hҥt lѫ lӱng) và sӵ hҩp thө ánh sáng bӣi các phân tӱ và các chҩt hòa tan. Khi nhìn theo phѭѫng thҷng ÿӭng xuӕng biӇn, chӫ yӃu có mӝt dòng ánh sáng tán xҥ t ӯ bӅ dày lӟp nѭӟc ÿi lên phía trên tӟi mҳt ngѭӡi quan sát. Theo các ÿӏnh luұt hҩp thө và tán xҥ, màu cӫa các tia ÿó chӫ yӃu phө thuӝc vào chӍ sӕ tán xҥ, chӍ sӕ này thay ÿәi theo sӵ biӃn ÿәi cӫa lѭӧng c hҩt lӱng trong nѭӟc biӇn. Ӣÿây sӵ hiӋn diӋn cӫa các hҥt lѫ lӱng có thӇ làm tăng chӍ sӕ tán xҥÿôi khi lên hѫn mӝ t bұc. Do ÿó, khi lѭӧng hҥt lӱng ít thì màu biӇn tӓ ra xanh hѫn, ӣ các vùng khѫi ÿҥi dѭѫng thұm chí gҫn vӟi màu tím. Trong các vùng ven bӡ nѭӟc ÿөc, hӋ sӕ D tăng làm cho phҫn ÿóng góp cӫa các tia bѭӟc sóng dài (lөc và vàng) trong ánh sáng tán xҥ tăng, và do ÿó, màu biӇn ӣ ÿây trӣ thành màu xanh lөc, ÿôi khi lөc thүm. Các quá trình hҩp thө và suy yӃu ánh sáng cӫa nѭӟc biӇn có tác ÿӝng tӟi ÿӝ trong suӕt cӫa nó. Ĉӝ trong suӕt ÿѭӧc hiӇu là tӍ lӋ giӳa dòng bӭc xҥÿi qua mӝt quãng ÿѭӡng bҵng ÿѫn vӏ không ÿәi hѭӟng và dòng dòng bӭc xҥÿi vào nѭӟc dѭӟi dҥng mӝt chùm song song. Ĉӝ trong suӕt cӫa nѭӟc biӇn liên quan mұt thiӃt vӟi h͏ s͙ truy͉n qua T - là tӍ sӕ giӳa dòng bӭc mà mӝt lӟp nѭӟc nào ÿó cho ÿi qua và dòng bӭc xҥÿi tӟi lӟp ÿó. Ĉӕi vӟi hӋ sӕ truyӅn qua tӗn tҥi tѭѫng quan sau: )(exp c I T  . 0 h I KӃt quҧ là ÿӝ trong suӕt cӫa nѭӟc biӇn T sӁ bҵng )(exp c T , tӭc bҵng hӋ sӕ truyӅn qua ÿӕi vӟi lӟp ÿӗng nhҩt ÿӝ dày ÿѫn vӏ. Bên cҥnh ÿӏnh nghƭa vұt lý vӅÿӝ trong suӕt vӯa rӗi, ngѭӡi ta còn sӱ dөng mӝt ÿӏnh nghƭa khác, theo ÿó ÿӝ trong suӕt cӫa nѭӟc biӇn là ÿӝ sâu tӟi hҥn tҥi ÿó mӝt chiӃc ÿƭa trҳng tiêu chuҭn ÿѭӡng kính 30 cm bҳt ÿҫu không còn nhìn thҩy ÿѭӧc n ӳa. Ngѭӡi ta gӑi ÿҥi lѭӧng này là ÿ͡ trong su͙t t˱˯ng ÿ͙i . Bҧn chҩt vұt lý cӫa viӋc chiӃc ÿƭa trҳng không còn nhìn thҩy tҥi mӝt ÿӝ sâu nhҩt ÿӏnh là ӣ chӛ: khi dòng ánh sáng thâm nhұp vào bӅ dày lӟp nѭӟc, nó bӏ suy yӃu bӣi sӵ tán xҥ và sӵ hҩp thө. Tҥi mӝt ÿӝ sâu nào ÿó, dòng tán xҥ vӅ các phía sӁ bҵng năng lѭӧng cӫa ánh sáng trӵc xҥ. Do ÿó, nӃu thҧ chiӃc ÿƭa xuӕng thҩp hѫ n ÿӝ sâu ÿó, thì dòng tán xҥ vӅ các phía sӁ lӟn hѫn dòng cѫ bҧn ÿi xuӕng dѭӟi và sӁ “che khuҩt” chiӃc ÿƭa. KӃt quҧ là nó không còn nhìn thҩy ÿѭӧc nӳa. 135 136 Hình 3.5. Phân bӕÿӝ trong suӕt tѭѫng ÿӕi cӫa nѭӟc Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi (theo K.S. Shifrin) Ĉӝ trong suӕt cӫa nѭӟc phө thuӝc vào các ÿiӅu kiӋn chiӃu sáng, trҥng thái biӇn, kích thѭӟc và bҧn chҩt các hҥt lѫ lӱng trong nѭӟc cNJng nhѭ mӝt loҥt các nhân tӕ khác. Hình 3.5 trình bày sӵ phân bӕÿӝ trong suӕt tѭѫng ÿӕi cӫa Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi. Trѭӟc hӃt phҧi nhұn thҩy tính phân ÿӟi bao quanh lөc ÿӏa: nәi lên ÿӟi nѭӟc ven bӡ bӏÿөc vӟi ÿӝ sâ u nhìn thҩy ÿƭa trҳng dѭӟi 10 m, diӋn tích phân bӕ bҵng khoҧng 2 % diӋn tích Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi. Ӣ vùng khѫi ÿҥi dѭѫng phân bӕÿӝ trong suӕt liên quan tӟi quá trình hoàn lѭu chung và hàm lѭӧng phù du sinh vұt, do ÿó nó tuân theo tính phân ÿӟi vƭÿӝ. Ӣ các vùng cӵc và vƭÿӝ trung bình, nѫi sinh khӕi phù du sinh vұt lӟn, ÿӝ trong suӕt bҵng 10-20 m. Ngѭӧc lҥi, ӣ các vƭÿӝ nhiӋt ÿӟi hàm lѭӧng ph ù du sinh vұt cӵc tiӇu và ÿӝ trong su ӕt ӣÿây bҵng 30-40 m. Ĉӝ trong suӕt cao ÿһc trѭng cho các vùng ÿҥi dѭѫng có dòng nѭӟc xoáy nghӏch, ÿӝ trong suӕt thҩp - các vùng có dòng nѭӟc xoáy thuұn. Nhӳng trӏ sӕÿӝ trong suӕt cao nhҩt ÿã ÿѭӧc Kriummel quan trҳc tӯ thӃ kӍ 19 ӣ vùng biӇn Sargass (62 m) và trong ÿӟi hӝi tө nhiӋt ÿӟi Thái Bình Dѭѫng (67 m) tháng 4 năm 1971 trong thӡi gian chuyӃn bѫi cӫa tҫu nghiên cӭu kh oa hӑc “Ĉmitri Menÿeleev” tҥi tӑa ÿӝ 19 o 04’S và 162 o 36’W. Trӏ sӕ trung bình cӫa ÿӝ trong suӕt tѭѫng ÿӕi ÿӕi vӟi các vùng khѫi cӫa Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi bҵng 27,5 m. 3.1.6. Sӵ phát sáng và biӃn màu cӫa biӇn Sӵ phát sáng cӫa biӇn nhѭ mӝt hiӋn tѭӧng quang hӑc - là ánh sáng “bên trong” cӫa biӇn, tӭc ÿӝ chiӃu sáng cӫa biӇn gây bӣi sӵ phát xҥ riêng cӫa các nguӗn sáng bên trong. Ngѭӡi ta phân biӋt hai nguyên nhân phát sáng chính - phát sáng sinh hӑc và phát sáng quang hӑc. Phát sáng sinh h͕c là sӵ phát sáng liên quan tӟi quá trình hoҥt ÿӝng sӕng cӫa các sinh vұt biӇn. Nó là trѭӡng hӧp riêng cӫa phát sáng hóa h͕c (phát sáng trong các phҧn ӭng tӓa nhiӋt) và xuҩt hiӋn khi ôxy hóa mӝt chҩt ÿһc biӋt (luxipherin) do các sinh vұt sҧn sinh ra khi có mһt chҩt xúc tác - luxipheriza. Sӵ phát sáng sinh hӑc mҥnh nhҩt ÿһc trѭng cho các loҥi vi khuҭn, thӵc vұt phù du và ÿӝng vұt phù du. 137 138 [...]... c a V.P Kutko và nnk.) i Tây D ng sâu (m) 0 50 100 200 30 0 400 500 1000 1474 1482 1488 1490 1500 15 23 1529 1 532 1 536 1 535 1 538 1 537 1 538 14 73 1479 1484 1484 1494 1519 1526 1 530 1 534 1 533 1 531 1 530 1 533 1474 1478 1481 14 83 1494 1516 1522 1526 1 531 1527 1521 1518 1519 1476 1480 1481 1488 1495 15 13 1518 1520 1522 1516 1507 15 03 1505 1478 1482 14 83 1488 1496 1511 1517 1517 1517 1508 1499 1495 1498 1479... di n b ng oC, S b ng %o, P b ng kg/cm2 Kho ng bi n thiên c a T , S và P c xác nh b ng i u ki n 3 T 30 , 33 ,1 S 36 ,6 , 1, 03 P 984 ,30 , t c bao quát 99,5 % th tích n c i d ng Th gi i Sai s bình ph ng trung bình tính toán C theo công th c (3. 11) b ng 0,1 m/s, t c h i l n h n sai s t ng t xác nh C b ng nh ng 1 43 T 144 ng t nh ánh sáng, C1 C sin i sin i1 i v i tia âm có th vi t Cn C2 const , sin i2 sin... sang l p khác tia âm s b ph n x và khúc x (hình 3. 6) c bi t, góc ph n x c a tia i b ng góc t i i Góc khúc x j có th ho c l n h n, ho c nh h n i tùy thu c vào t ng quan t c trong hai l p 2,604 10 4 T 3 , 1,19 ( S 35 ) 9,6 10 2 ( S 35 ) 3 , 1,5848 10 1 P 1,572 10 5 P 2 3, 46 10 12 P4 , Hình 3. 6 S khúc x tia âm 1 ,35 4 10 5 T 2 P 7,19 10 7 TP 2 1,2 10 2 ( S 35 )T ây T bi u di n b ng oC, S b ng %o, P b ng... i d ch chuy n v iv 2 0-2 5 oN, còn t i sâu 500 m v iv 3 0 -3 5 oN Nh ng gra ien kinh h ng c c i t i t t các t ng quan tr c c r t n nh 40 oN, t c g n front c n c c b c Nh ng hi u l n nh t c a t c âm theo ph ng th ng ng n i u gi m t xích o v phía các v c c t 53 n 8-9 m/s Bây gi ta xét nh ng c i m phân b không gian c a t c âm trung bình n m D dàng th y r ng trên m t B c i Tây D ng (hình 3. 9) nh ng 151 âm trung... m, trong tr ng h p th hai - n i u t ng iv (o ) 60 65 55 60 50 55 45 50 40 45 35 40 30 35 25 30 20 25 15 20 10 15 5 10 0 5 Trong b ng 3. 7 th hi n các tr s trung bình v c at c âm B c i Tây D ng S phân b ph n ánh khá t t qui lu t a i Tuân theo nh ng bi n i c a nhi t n c, t c âm gi m d n t xích o v phía các v c c Trong l p 5 mét bên trên qui mô dao ng chung c a t c âm gi m t 64 n 35 m/s T i m t i d ng c... minh chúng l i l n xu ng t i nh ng sâu th ng kho ng 30 0-4 00 m Nh ng t i m c a các sinh v t này tán x m nh nh t i v i các sóng có t n s t 2 -3 kHz n vài tr m kHz và các máy h i âm ghi nh n c chúng m t cách rõ nét khi o sâu i d ng 3. 2.4 c i m phân b t c âm trong các id ng D i góc th c ti n, phân b t c âm theo ph ng th ng ng là quan tr ng nh t Trên hình 3. 8 d n các tr c di n th ng ng trung bình c a 150 t... cho suy y u c ng âm t ng c ng T ng t nh (3. 12), gi m l ng c ng âm c bi u di n b ng m i ph thu c I trong ó I 0 exp ( h s t t d n tính b ng dB/km x) , (3. 13) cl ng g n úng h s t t d n có th s d ng công th c th c nghi m sau ây: 0, 036 f 3 / 2 , trong ó f t n s dao ng tính b ng kHz Nh ng tính toán theo công th c này cho th y r ng thay i t 1 dB/km t i f 10 kHz n 30 dB/km t i f 90 kHz i v i t n s th p h... Ki u I - khúc x d ng, quan tr c th y khi t c Ki u II - khúc x âm, quan tr c th y khi t c âm quan tr c c trong Ta t âm t ng theo âm gi m theo sâu; sâu; Ki u III - bi n i t khúc x d ng l p m t, trong ó t c âm t ng theo sâu, sang khúc x âm các l p d i, trong ó t c âm gi m theo sâu; l pd Ki u IV - bi n i i t khúc x âm C n , t i tr c kênh là C k , t i sâu ngu n âm là C 0 , t i áy là C Trên hình 3. 7 d n... t i sâu g n 1000 m r ng kênh t t i 4000 m i Tây D ng tr c kênh âm ng m n m t i cùng sâu ó, nh ng r ng kênh nh h n m t ít (kho ng 31 30 m) nh ng vùng phía b c c a các i d ng sâu tr c kênh âm ng m th ng gi m xu ng t i 60 0-8 00 m, còn các v nhi t i, ng c l i, t ng lên n 1 50 0-2 000 m kh o sát bi n Nh t B n, sau ó c các nhà khoa h c Nga L.M Brekhovskich và L Rozenberg gi i thích Giá tr th c ti n c a kênh... 1971: th C trong ó C 0 chu n ( C 0 t c C0 CT âm t i T 1449 ,3 m/s ), 4,587 T CS CP C STP 0 o C, S CP C STP , (3. 11) 35 %o và áp su t khí quy n tiêu C T , C S , C P và ch nh cho bi n i nhi t , chúng Nh ng hi u ch nh này có d ng nh sau: ACT CS C STP tu n t là các hi u mu i, áp su t và t ng tác phi tuy n gi a c mô t b ng các a th c b c t 2 n 4 và 5 ,35 6 10 2 T 2 máy âm h c hi n i Công th c c a Wilson c ng . 23 17 0,6 - 0,9 3 36 6 36 36 30 13 1 0,9 - 1,2 19 18 17 12 1 - - 1,2 - 1,5 - - 9 8 6 2 - 1,5 - 2,1 - - 10 7 3 - - 2,1 - 3, 0 2 2 - - - - - Tәng 95 55 36 18 100 86 74 D ÿӕi vӟi mӝt sӕ vùng khѫi. Sargass 10 0-4 00 0,040 40 0-5 00 0, 038 Bҳc phҫn Ĉҥi Tây Dѭѫng 100 35 0 - 0, 031 Bҳc phҫn Ҩn Ĉӝ Dѭѫng 20 0-8 00 0,022 0-1 0, 033 Thái Bình Dѭѫng (ÿҧo Haiti) 10 0-4 00 0, 034 Ĉҥi dѭѫng ThӃ giӟi 0,0 3- 0 ,04 KӃt. 25  30 1 532 1 530 1526 1520 1517 1516 1512 1496 20  25 1 536 1 534 1 531 1522 1517 1514 1509 1492 15  20 1 535 1 533 1527 1516 1508 1504 1500 1491 10  15 1 538 1 531 1521 1507 1499 1496 14 93 1489