Báo cáo: Tìm hiểu về dòng hải lưu

Hải lưu là sự lưu thông trực tiếp và có hướng tương đối ổn định của khối nước từ nơi này đến nơi khác trong biển và đại dương Hải lưu cố định: là hải lưu có hướng và vận tốc ít biến đổi trong mùa hay trong năm.

Bài báo cáo Tài nguyên thiên nhiên 1

Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN

K56 A2 KHMT – Khoa Môi trường

1 Khái niệm và cách phân loại.

1.1- Phân loại theo độ ổn định

1.2- Phân loại theo độ sâu phân bố

1.3- Phân loại theo tính chất hoá lý của khối nước trong dòng chảy.

2 Cơ chế hoạt động và nhân tố hình thành

4 Ứng dụng của dòng hải lưu.

5 Một số dòng biển chính trên thế giới và ở Việt Nam.

5.1 Hải lưu Gulf Stream

5.2 Hải lưu Peru

5.3 Hải lưu Brazil

5.4 Các dòng hải lưu trong vùng biển Việt Nam

ĐỀ CƯƠNG

-Hải lưu là sự lưu thông trực tiếp và có hướng tương đối ổn định

của khối nước từ nơi này đến nơi khác trong biển và đại dương

1 Khái niệm chung và phân loại về hải lưu

1.1 Phân loại theo độ ổn định

1.1.1 Hải lưu cố định: là hải lưu có hướng và vận tốc ít biến đổi trong mùa hay trong năm

1.1.2 Hải lưu tuần hoàn:là hải lưu biển đổi định kỳ Dòng triều thuộc loại dòng chảy này

1.2 Phân loại theo độ sâu phân bố

1.2.1 Hải lưu bề mặt: là hải lưu quan trắc được trong lớp nước hàng hải, tức lớp nước tương ứng với phần chìm dưới nước của tàu (0 - 10 m)

1.2.2 Hải lưu tầng sâu: là dòng chảy quan trắc được ở độ sâu

giữa dòng chảy mặt và dòng chảy sát đáy

1.2.3 Hải lưu sát đáy: là dòng chảy quan sát được ở lớp nước sát đáy Ma sát đáy ảnh hưởng mạnh đến loại dòng chảy này

1.1.3 Hải lưu tạm thời là hải lưu biến đổi không có tính chất

định kì

1 Khái niệm chung và phân loại về hải lưu

1.3 Phân bố theo tính chất hoá lý của khối nước trong dòng chảy

1.3.1 Hải lưu nóng: là dòng chảy có nhiệt độ của nước trong

dòng chảy cao hơn nhiệt độ của nước xung quanh

1.3.2 Hải lưu lạnh: là dòng chảy có nhiệt độ của nước trong

dòng chảy thấp hơn nhiệt độ của nước xung quanh

1.3.3 Hải lưu mặn: là dòng chảy có độ mặn của nước trong dòng chảy cao hơn nhiệt độ của nước xung quanh

1.3.4 Hải lưu nhạt: là dòng chảy có độ mặn của nước trong dòng chảy cao hơn nhiệt độ của nước xung quanh

1 Khái niệm chung và phân loại về hải lưu

 Hầu hết các hải lưu nóng là hải lưu bề mặt và hải lưu lạnh là hải lưu sát đáy

2.Cơ chế hoạt động và các nhân tố hình thành.

2.1 Cơ chế hoạt động

-Hải lưu hoạt động chịu ảnh hưởng bởi rất nhiều cơ chế khác

nhau: do gió, do thủy triều, hay do chênh lệch nhiệt độ,…

- Đa số các dòng hải lưu bề mặt được hình thành bởi gió và

có xu hướng chảy theo hình xoắn ốc do hiệu ứng Coriolis

+ Gió thổi ngang qua bề mặt đại dương ảnh hưởng đến nước Nếu gió mạnh và ổn định, nước bắt đầu chuyển động, đầu

tiên là chầm chậm

+ Độ sâu của dòng chảy phụ thuộc vào sức gió và thời gian

mà nó thổi theo một hướng

+Tại bán cầu Bắc, hiệu ứng Coriolis làm lệch dòng chảy

hướng về bên phải của hướng gió thịnh hành

+Tại bán cầu Nam, dòng chảy bị lệch về bên trái của những

cơn gió thịnh hành

=>Kết quả là các dòng chảy có xu hướng chảy theo chiều

kim đồng hồ tại Bán Cầu Bắc và ngược chiều kim đồng hồ

+Hiệu ứng xoắn ốc Ekman (hệ quả của

hiệu ứng Coriolis)

=>Trong đại dương, những luồng

chảy đáy có thể chảy theo hướng

ngược lại so với luồng chảy bề mặt

…2.1.Cơ chế hoạt động.

=>Gây nên độ lệch hướng của

dòng chảy so với hướng gió

+Nhiệt độ và độ mặn ảnh hưởng đến tỷ trọng, hay “độ nặng” của bất cứ khối nước nào Nước càng lạnh và mặn hơn thì nó càng nặng hơn

- Sự chênh lệch nhiệt độ và độ mặn ảnh hưởng đến dòng

chảy dại dương

* Cơ chế:

+ Khi có sự chênh lệch nhiệt độ và độ mặn, các khối nước

trong đại dương bắt đầu chuyển dịch đi lên và đi xuống

+ Sự chuyển dịch có xu hướng di chuyển nước đại dương chảy vòng từ các cực đến đáy và ngang qua đường xích đạo

+ Từ đường xích đạo, nước có xu hướng chảy lên bề mặt và sau đó quay trở lại các cực, lặp lại chu trình này

…2.1.Cơ chế hoạt động

- Lực ma sát: phát sinh do có sự chênh lệch về tốc độ giữa các

lớp nước trong quá trình chuyển động

- Lực Coriôlis: làm lệch hướng của hải lưu lệch phải ở Bán cầu

bắc và lệch trái ở Bán cầu nam

- Lực li tâm: có tác dụng ở các đoạn chảy vòng tuy nhiên lực

này rất nhỏ

3 Tác động của hải lưu đến những vùng

3.1 Tác động đến tự nhiên

-Hải lưu ảnh hưởng lớn đối với khí hậu của các vùng trên thế giới

+Nước biển truyền nhiệt cao gấp nhiều lần so với không khí, do

đó hải lưu có tác dụng lớn trong việc truyền nhiệt giữa vĩ độ thấp

và vĩ độ cao, điều tiết chênh lệch nhiệt độ giữa các vĩ độ

+Chênh lệch nhiệt độ nước của hải lưu nóng và lạnh giữa hai bờ Đông Tây, khiến nhiệt độ giữa hai bờ Đông Tây cùng vĩ độ khác nhau rõ rệt, phá vỡ quy luật càng lên vĩ độ cao nhiệt độ càng thấp

+Ngoài ra, hải lưu nóng ven bờ gây mưa nhiều, hải lưu lạnh ven

bờ có thể gây nên hiện tượng sương mù (đặc trưng là vùng duyên hải Califorlia với dòng biển lạnh Clifornia)

3.1.1 Khí hậu

-Hải lưu nóng thường giúp cho nhiệt độ những vùng nó đi qua cao hơn so với các vùng cùng vĩ độ, làm tăng cường độ ẩm cho gió, gây mưa nhiều, tạo nên khí hậu nhiệt đới ẩm.

VD: Hải lưu nóng Guy-a-na làm khí hậu Đông Bắc Nam Mĩ mang tính chất dịu và ẩm, hình thành rừng rậm nhiệt đới ở sườn đông An đet từ độ cao 0-1000m

-Hải lưu lạnh có xu hướng làm cho nhiệt độ những vùng nó đi qua thấp hơn so với những vùng cùng vĩ độ, làm tăng chế độ khô hạn, gây hiếm mưa và tạo cảnh quan hoang mạc

VD: Hải lưu lạnh Canari làm các vùng ven bờ Tây Nam, Tây Bắc Phi có khí hậu khô hạn và cảnh quan hoang mạc phát triển tận bờ biển…

…3.1 Tác động đến tự nhiên

3.1.2 Tài nguyên.

- Hải lưu có vai trò trong các quá trình địa chất, địa mạo:

+Di chuyển trầm tích biển

+Tham gia vào quá trình mài mòn và xâm thực bờ biển

+Tham gia vào quá trình hình thành địa hình đáy biển

~Tuy nhiên sự tham gia này không đáng kể và phụ thuộc nhiều vào tốc độ dòng hải lưu

- Hải lưu có vai trò quan trọng trong việc vận chuyển oxi đến

các vùng biển sâu, cung cấp lượng oxi cần thiết cho sinh vật

…3.1 Tác động đến tự nhiên

3.2 Tác động đến con người

3.2.1 Tác động tích cực

-Khi các hải lưu di chuyển chúng mang theo nguồn thức ăn lớn

cho các loài sinh vật biển,và khi các hải lưu nóng và lạnh gặp nhau chúng sẽ hình thành nên các ngư trường lớn

=> Tăng tính đa dạng sinh học của khu vực có hải lưu đi qua, thuận lợi cho con người khai thác thủy hải sản, phát triển ngành ngư nghiệp

*Nguyên nhân:

• Sự giao nhau của các dòng hải lưu cũng là

sự giao nhau của các luồng sinh vật di cư

• Tạo sự chuyển dịch các luồng nước theo chiều lên xuống, giúp hải sản phân bố đa dạng

và rộng hơn bình thường

-Một số ngư trường lớn trên thế giới hình thành bởi sự gặp nhau của các hải lưu nóng lạnh:

+Các hải lưu nóng của vịnh Mêxico (Tây Bắc Đại Tây Dương) hòa nhập với các hải lưu lạnh Labuladuo=> Ngư trường New Fenlan

+Hải lưu nóng Cưrôsivô gặp hải lưu lạnh Ôiasivô tại Nhật Bản

=> Ngư trường Bắc Hải Đạo

+Hải lưu nóng của Bắc Đại Tây Dương gặp các hải lưu lạnh của Bắc Băng Dương chảy xuống=>Ngư trường Bắc Hải ở Châu Âu

…3.2 Tác động đến con người …3.2.1 Tác động tích cực

-Tận dụng khả năng điều hòa khí hậu của hải lưu đặc biệt là hải lưu nóng, con người đã xây dựng các khu nghỉ dưỡng và khu du lịch sinh thái,…, tạo việc làm cho cư dân địa phương.

Khu du lịch ở Florida-Mỹ hưởng lợi từ hải lưu Gulf Stream

…3.2 Tác động đến con người …3.2.1 Tác động tích cực

-Con người đã sử dụng hải lưu để vận chuyển đồ trên biển, sản xuất điện

…3.2 Tác động đến con người …3.2.1 Tác động tích cực

3.2.2 Tác động tiêu cực

- Di chuyển giữa Greenland và Nauy, hải lưu Bắc Đại Tây Dương

mang nguồn nước ấm nhất trong 2000 năm qua đang đựợc cho là nguyên nhân đẩy nhanh tốc độ tàn phá đối với biển băng Bắc Cực

 Trong tuyên bố chung của ĐH Colorado-Boulder, Trung tâm Dữ

liệu Tuyết và Băng quốc gia (Mỹ), ước tính từ năm 1979 đến 2009,

biển băng Bắc Cực đã mất một khu vực có diện tích rộng hơn cả bang lớn nhất của Mỹ là Alaska (1,71 triệu km2).

(Báo cáo trên chuyên san Science)

 Các chuyên gia đã ghi nhận sự thay đổi nhiệt độ khi nghiên cứu lớp carbonate của những sinh vật phù du hiện diện ở đáy biển tại Eo

Fram, ngoài khơi đảo Western Svalbard:

 Nước ở Eo Fram đã ấm lên 3,5 độ F trong thế kỷ qua.Trên thực tế, nhiệt độ không khí tại Greenland tăng khoảng 7 độ F trong vài trăm năm nay.

=> Làm đảo ngược HST vùng Bắc Cực, ảnh hưởng đến tập tính của nhiều sinh vật vốn thích nghi với môi trường băng Đại Dương

=> Trái Đất sẽ mất một tấm gương khổng lồ - phản chiếu lượng

nhiệt Mặt Trời bức xạ trở lại vũ trụ

=> Nếu tảng băng Greenland tan hoàn toàn thì mực nước biển trên toàn Thế giới tăng lên 7 m, đe dọa sự tồn tại của nhiều khu vực ven biển và các đaỏ

Hậu quả là:

Gấu Bắc Cực phải ăn thịt đồng

loại do bị cô lập lâu ngày trên những tảng băng nhỏ

-Sự di chuyển chậm hơn của một hải lưu quanh Nam Cực là

nguyên nhân khiến tốc độ quay của Trái Đất đột ngột tăng trong tháng 11/2009

+Vì nếu một hải lưu đi chuyển chậm hơn Trái Đất sẽ phải quay nhanh hơn để bảo toàn động lượng góc

- Hải lưu ấm là một trong những hoài nghi liên quan đến việc không sao tìm thấy xác tàu hoặc máy bay bị rơi tại vùng biển

tam giác Bermuda

Những tảng băng trôi dọc theo một hải lưu gần Nam Cực Ảnh: National Geographic

4.Ứng dụng của Hải lưu

-Theo tính toán của các nhà khoa học, tổng năng lượng tiềm năng của hải lưu và đại dương tên thế

- Hiện nay , các nước Mỹ, Pháp, Italia, Anh, Nhật

học trên thế giới.

4.1 Phương án tập trung dòng chảy dưới dạng

“dù” của nhà khoa học Mỹ: Gary Stillman:

-Dùng 50 “dù” đường kính 0,6m nối với nhau bởi sợi dây 150m

và mắc vào bánh xe được gắn cố định vào đuôi tàu neo trên biển -Dòng chảy mạnh sẽ dẫn động cho dù xòe ra giống như gió mạnh kéo căng dù

-Dây nối các dù lại làm bánh xe gắn ở tàu chuyển động và

chuyển động không ngừng

-Thông qua hệ thống bánh xe răng cưa sẽ làm tăng tốc chuyển

động nhiều cấp để gia tăng tốc độ quay, và cuối cùng làm máy

phát điện để sinh ra điện,

4 giờ và công suất là 500W.

4.Ứng dụng của Hải lưu

4.2 Dự án Sản xuất điện từ dòng hải lưu tại

Durban-Nam Phi.

- Thành phố Durban của Nam Phi đang xét một dự án nhằm khai thác hải lưu Agulhas chảy nhanh về phía bắc tại Ấn Độ Dương để sản xuất điện trong bối cảnh thành phố này đang thiếu điện

- Tuy nhiên, dự án còn phải chứng minh rằng việc tiến hành dự

án không làm hại đến môi trường, ảnh hưởng đến các loài sinh vật ( đặc biệt là sự di cư của cá heo và cá voi )

- Công ty "Hydro Alternative Energy Inc." có trụ sở tại Florida (Mỹ) đang đề xuất dự án xây dựng một nhà máy mẫu có công suất 1 MW, sẽ sản xuất điện từ dòng hải lưu Agulhas

-Hệ thống nguyên mẫu -"Oceanus",sẽ sử dụng các máy phát điện nổi có chiều cao bằng tòa nhà 5 tầng, neo vào đáy biển, cách mặt biển ~1.000m để không cản trở việc đi lại trên biển

…4.2 Dự án Sản xuất điện từ dòng hải lưu tại Durban-Nam Phi.

-Một tổ hợp gồm 50 trạm điện thủy

triều mỗi trạm có công suất thiết kế

20 MW neo đậu ngoài khơi

-Năng lượng đó có thể được sử dụng để sản xuất điện phục vụ

điện phân hyđrô và trong những năm tới sẽ cung cấp cho thế

giới khối lượng lớn nguồn năng lượng sạch

-Năng lượng hải lưu sử dụng để

sản xuất điện đã được thử

nghiệm thành công tại Ytalia

4.3 Dự án thí điểm ở

Italia.

-Theo ước tính việc khai thác năng lượng sóng và hải lưu có thể

đáp ứng 10% nhu cầu điện năng trên thế giới dựa trên mức tiêu thụ điện năm 2006 là 19.900 TWh/năm

4.Ứng dụng của Hải lưu

4.4 Pháp: Thử nghiệm tuabin nước sản xuất điện

- Tuabin này có thể đạt tới công suất 500 kW Nếu sử dụng 4

tuabin nước, nguồn điện sản xuất được sẽ đủ cung cấp cho 2.000 đến 3.000 hộ dân trong khu vực

Tuabin có đường kính 16m, trọng lượng 700T đặt cách

-Hải lưu đang dần được khai thác phổ biến để sản xuất điện ở nhiều quốc gia.

-Việc khai thác tiềm năng của hải lưu để sản

+Cung cấp một lượng điện năng lớn cho con người trên

Trái Đất, đặc biệt là những nơi đang thiếu điện như

Durban…

+ Giảm thiểu việc khai thác nguồn năng lượng hoá thạch

đang ngày càng khan hiếm

+ Hạn chế gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng xấu đến

HST của khu vực khai thác dòng chảy biển

+ Là nguồn năng lượng vô tận, có thể khai thác một

cách ổn định và liên tục không giới hạn thời gian

4.Ứng dụng của Hải lưu

5 Một số dòng biển chính trên thế giới

và ở Việt Nam.

5.1 Hải lưu Gulf Stream

- chảy nhanh ở Đại Tây Dương xuất phát từ vịnh Mexico, chảy qua eo biển Florida tới bờ biển phía đông nước Mỹ, trải dài tới tận châu Âu

-hải lưu mạnh hải lưu mạnh nhất, ấm và là đã được biết đến,

nó vận chuyển một nguồn năng lượng khổng lồ cỡ 1,4 x 1015 W.

=> Lưu lượng nước vận chuyển của hải lưu Gulf Stream này vượt

xa lưu lượng của tất cả các con sông đổ ra Đại Tây Dương cộng lại.

(tổng lưu lượng của chúng chỉ có tối đa 0,6 triệu mét khối trên giây)

-Lưu lượng nước của nó đạt tới 30 triệu mét khối trên giây Sau khi nó vượt qua mũi Hatteras, lưu lượng tăng lên tới 80 triệu mét khối trên giây

-Hải lưu Gulf Stream ảnh hưởng sâu sắc đến khí hâụ, cảnh

quan, sinh vật,… nơi nó đi qua.

5.1 Hải lưu Gulf Stream

- Hiệu ứng của hải lưu Gulf Stream đủ mạnh để làm cho một số

phần đất miền tây nước Anh và Ireland có nhiệt độ trung bình cao hơn vài độ so với phần lớn các vùng khác của các quốc gia này

- Ảnh hưởng đặc biệt tới khí hậu đông Florida (Mỹ) giúp cho thời tiết ở đây ấm hơn trong mùa đông và ít nóng hơn so với phần còn lại của đông nam nước Mỹ trong mùa hè

- Tại Cornwall, và chủ yếu là quần đảo Scilly, những loài thực vật chủ yếu sinh trưởng ở những vùng khí hậu ấm áp như dừa cũng có thể sống được

- Vườn bách thảo Logan ở Scotland cũng hưởng lợi từ hải lưu Gulf Stream, các cây đại hoàng Nam Mỹ (Gunnera manicata)

ở đây cao tới trên 3 mét

Một số dẫn chứng:

5.1 Hải lưu Gulf Stream

-Sự thay đổi nhiệt độ hoặc hướng của dòng Gulf Stream làm tăng nhiệt độ của các trầm tích dưới biển khu vực dọc Bắc Đại Tây

Dương lên 80C

thần và ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu.

- Khi chuyển động về phía bắc, một lượng nước ấm của hải lưu Gulf Stream bị bay hơi, làm tăng độ mặn của nước trong hải lưu

- Ở bắc Đại Tây Dương nước lạnh đi và nặng hơn cùng với độ mặn cao nước trong hải lưu sẽ chìm xuống

- Hiện tượng ấm toàn cầu làm tan chảy các núi băng ở Bắc Băng Dương, nước ngọt tạo ra có thể làm loãng nước của Gulf Stream

và làm cho nó nhẹ đi => không xảy ra “cơ chế chìm xuống”

5.2 Hải lưu Peru

- Hay hải lưu Humbolt, là hải lưu lạnh xuất phát từ Nam Đại Tây Dương gần Nam Cực chảy theo hướng bắc ngoài bờ biển phía

tây Nam Mỹ, nhiệt độ khoảng 7-8°C

- Hải lưu Peru làm khí hậu sườn Tây An-đét có tính chất khô,

hình thành thảm thực vật nửa hoang mạc ngay ở độ cao 0-1000 m

Tại các vùng ven biển:

 Khi nước tầng đáy trồi lên nó mang theo nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng thích hợp cho nuôi dưỡng lượng lớn cá ở Peru

Sự thiếu hụt nước ở tầng mặt được bù đắp bởi các tầng nước

ở đáy di chuyển lên trên

Gió Tín phong thổi mạnh theo 1 chiều cố định, khiến những tầng nước gần bờ bên trên bị thổi ra biển

- Vận chuyển nước biển giầu chất dinh dưỡng vào trong khu vực, tạo ra một lưu vực giàu cá cho công nghiệp đánh cá của Peru

-Ở điều kiện bình thường tại khu vực biển Thái Bình Dương:

+ Gió thổi mạnh từ Đông sang Tây làm cho các dòng biển nóng

tạm thời trên mặt biển di chuyển về phía ĐNA, biển phía Bắc Úc

=> Gây mưa bão ở khu vực ĐNA, Bắc Úc

+ Dọc theo bờ biển Tây-Nam Mĩ, hải lưu lạnh Pêru trồi lên từ đáy đại dương tiến gần Pêru

=> Gây thời tiết khô hanh cho khu vực Đông Thái Bình Dương

5.2 Hải lưu Peru