CẤU TRÚC và BIẾN TRÌNH NHIỆT độ ở các tâm nước TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM

CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Bởi: PGS TS NGƯT Phạm Văn Huấn vovanlanh haxuanhung Võ Văn Lành, Phạm Văn Huấn, Hà Xuân Hùng Biến động theo thời gian đặc trưng cấu trúc trường nhiệt độ nước biển vấn đề cần nghiên cứu trước đến kết luận tính chất môi trường nước biển trình vật lý xảy lớp Lớp tựa đồng bề mặt lớp nhảy vọt nhiệt độ đặc trưng quan trọng cấu trúc nhiệt Thông qua độ dày lớp tựa đồng ta biết mức độ xáo trộn nước theo phương thẳng đứng Lớp nhảy vọt nhiệt độ lớp có gradient nhiệt độ theo phương thẳng đứng cực đại Nơi thường tập trung sinh vật phù du chất lơ lửng làm cho độ suốt nước biển trở nên nhỏ Lớp nhảy vọt nhiệt độ (mật độ) lớp có tác dụng làm lệch tia âm nhiều Chính lớp thường đối tượng nghiên cứu nhà vật lý, thủy âm học sinh vật biển Đối với vùng biển đông nam Việt Nam nói riêng biển Đông nói chung, đặc trưng cấu trúc nhiệt biến động theo mùa trường nhiệt độ nước trước nghiên cứu mức sơ lược [1, 3] Trong phạm vi viết này, trình bày số kết nghiên cứu vấn đề nói trên, đặc biệt vùng nước trồi mạnh Ở xem lớp tựa đồng nhiệt độ lớp có gradient nhiệt độ thẳng 1/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM đứng không lớn 0,02 oC/m lớp nhảy vọt nhiệt độ lớp có biên trùng với biên lớp tựa đồng có biên trùng với độ sâu nơi mà đường cong phân bố nhiệt độ thẳng đứng có độ cong lớn Nhìn vào đồ phân bố độ dày lớp tựa đồng bề mặt (hình 1) thấy rằng: mùa đông toàn vùng thềm lục địa nước nông phía nam bị xáo trộn mạnh từ mặt đến đáy Ở vùng nước sâu phía bắc độ dày lớp tựa đồng H thường lớn 40 m nhiều nơi 80 m Trên toàn đới ven bờ phía bắc từ Phan Rang trở lớp tựa đồng phát triển mạnh ( H > 80m) (hình 1a) Nguyên nhân gây điều mùa tồn dòng chảy mạnh ép sát bờ, tạo dòng rối thẳng đứng lớn cộng với tượng nước chìm gió dồn mùa đông gây Ở khơi tồn vùng rộng lớn với H nhỏ nhiều ( H < 40m) Đây vùng nước trồi đối diện với vùng nước chìm kể Ở gần bờ Thuận Hải tồn vùng hẹp với H tương đối nhỏ ( H < 50m) trùng với vùng nước trồi mùa đông phát thấy qua kết điều tra tàu NCB-03 Đối diện với vùng này, khơi, tồn dải xáo trộn mạnh 2/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Độ dày lớp tựa đồng nhiệt độ (mét) tháng 12-1 (a) tháng 6-7 (b) 3/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Về mùa hè, phần lớn vùng biển đông nam Việt Nam H nhỏ 40 m Tồn tâm với H < 10m Bình Thuận – Khánh Hòa, Côn Đảo, H < 20m – Bình Định – Phú Yên H < 30m vùng khơi đông Côn Đảo Những tâm thường trùng với tâm nước lạnh (nước trồi) phát thấy xem xét phân bố nhiệt độ theo mặt rộng [2] Giữa tâm nước trồi ven bờ khơi tồn dải vòng cung với H lớn (50–70 m) chắn tượng nước chìm gây nên Như khu vực nghiên cứu không lớn lắm, cường độ gió trung bình vùng nước khác không nhiều (không m/s), lại có độ bất đồng lớn độ dày lớp tựa đồng nhiệt độ (hình 1) Điều giải thích ảnh hưởng tượng nước trồi, nước chìm (hay hoàn lưu thẳng đứng nói chung) Nước trồi có tác dụng nâng lớp nhảy vọt nhiệt độ lên gần mặt hơn, nước chìm – hạ thấp lớp nhảy vọt nhiệt độ Nước trồi mạnh, độ dày lớp tựa đồng nhỏ Trên sở nói tâm nước trồi mạnh tồn vùng biển Khánh Hòa – Bình Thuận đông nam Côn Đảo Sau xét biến thiên theo thời gian trường nhiệt độ đặc trưng cấu trúc nhiệt tâm Từ hình thấy vùng Khánh Hòa (hình 2a, đường cong 1) từ tháng đến tháng 10 H < 20m, đặc biệt từ tháng đến tháng H < 10m Ở Phan Thiết (hình 2b) khoảng thời gian có H < 20m từ tháng đến tháng 9, đông nam Côn Đảo (hình 2c) từ tháng đến tháng Nguyên nhân làm cho H nhỏ mùa hè – thu, nói trên, tượng nước trồi gây nên, mùa xuân lớp mặt bị nung nóng nhanh chóng cường độ gió (cường độ xáo trộn gió) yếu rõ rệt, lớp nước bị phân tầng mạnh Trong tháng 5–6 cường độ xáo trộn gió tăng lên làm cho lớp tựa đồng phát triển nhiều Cũng hình 2, trình bày độ sâu có gradient nhiệt độ thẳng đứng cực đại (tâm lớp nhảy vọt nhiệt độ, đường cong 2) độ sâu biên lớp nhảy vọt nhiệt độ (đường cong 3) Nếu lấy đường cong trừ cho đường cong ta có độ dày lớp nhảy vọt nhiệt độ Từ thấy độ dày lớp nhảy vọt nhiệt độ thường nhỏ vào tháng mùa đông hè Điều dễ hiểu mùa đông lớp bị xáo trộn mạnh, H tăng nhanh nhiệt độ lớp nước sâu không thay đổi nhiều, lớp nhảy vọt nhiệt độ bị co hẹp lại Trong mùa hè tượng nước trồi ép lớp nhảy vọt nhiệt độ phía mặt Trong mùa chuyển tiếp, đặc biệt từ đông sang hè (tháng – 6) độ dày lớp nhảy vọt nhiệt độ trở nên lớn, đạt gần 100 m thân lớp bị mờ nhạt hơn: gradient nhiệt độ trung bình theo phương thẳng đứng suy giảm Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến điều vào mùa lớp nhảy vọt nhiệt độ xảy trình cấu trúc lại hệ dòng chảy, tạo thành gradient vận tốc theo phương thẳng đứng lớn làm cho độ ổn định động lực học (số Ri) giảm rõ rệt, thể hình 4/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Biến trình năm độ dày lớp tựa đồng (1), độ sâu có gradient nhiệt độ thẳng đứng cực đại (2) độ sâu biên lớp nhảy vọt nhiệt độ (3) biển Khánh Hòa (a), Phan Thiết (b) đông nam Côn Đảo (c) 5/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Biến trình năm số Ri trung bình lớp nhảy vọt nhiệt độ biển Khánh Hòa Biến trình nhiệt độ nước biển Khánh Hòa Z − độ sâu, ta − nhiệt độ không khí 6/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Biến trình nhiệt độ nước biển Phan Thiết Z − độ sâu, ta − nhiệt độ không khí Biến trình nhiệt độ nước biển đông nam Côn Đảo Z − độ sâu, ta − nhiệt độ không khí 7/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Biến trình năm nhiệt độ nước biển Khánh Hòa thể hình 4a, Phan Thiết – hình 4b đông nam Côn Đảo – hình 4c Từ dễ dàng nhận thấy biến trình nhiệt độ nước vùng nói có cấu trúc phức tạp định ba nhân tố sau đây: Biến trình nhiệt tổng cộng trao đổi qua mặt phân cách biển khí quyển, mà trước tiên dòng xạ hấp thụ Chính nhân tố làm cho biến trình nhiệt độ nước tầng mặt có cực đại vào tháng tháng hai cực đại dòng xạ hấp thụ vùng nội chí tuyến gây nên [2] Dòng nước lạnh cuối mùa đông Nhân tố làm tăng cường cực tiểu nhiệt độ vào tháng 3, đặc biệt tầng nước mặt làm cho nhiệt độ nước tầng mặt tháng thấp nhiệt độ không khí Dòng nước lạnh trồi từ lên tháng hè thu Nhân tố gây nên cực tiểu sâu rộng, làm biến dạng mạnh biến trình thời gian nhiệt độ nước từ mặt đến độ sâu lớn Cũng nhân tố làm cho nhiệt độ nước tầng mặt tháng mùa hè thấp nhiệt độ không khí Phân bố chênh lệch nhiệt độ năm theo chiều sâu biển Khánh Hòa (a), Phan Thiết (b) đông nam Côn Đảo (c) 8/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Độ lệch lớn nhiệt độ nước năm (hiệu nhiệt độ cực đại mùa hè nhiệt độ cực tiểu mùa đông) đạt cực đại: cực đại thứ tầng mặt cực đại thú hai tầng 75–100 m (hình 5) Đối với vùng biển Khánh Hòa cực đại thứ hai tồn tầng trung gian 100 m, Phan Thiết đông nam Côn Đảo tầng đáy Cực đại thứ trình hấp thụ xạ mặt trời định, cực đại thứ hai tượng đaqực biệt, chắn nước trồi gây nên Về giá trị hai cực đại xấp xỉ 5–7 oC, nghĩa gấp 5–7 lần lớn điều kiện trung bình vĩ tuyến Thái Bình Dương [4] Bằng phương pháp khai triển biến trình nhiệt độ tầng nước thành chuỗi Fourier, thấy rằng, ba hàm điều hòa chuỗi đóng vai trò định chiếm 73–89 % tổng biên độ Trong lớp nước mặt, hàm điều hòa thứ có biên độ lớn cả, xuống tầng 50–100 m hàm điều hòa thứ hai có biên độ gần hàm thứ nhất, lớp 20 m biên độ hàm điều hòa thứ ba trở lên đáng kể Phân bố biên độ ba hàm điều hòa theo chiều sâu biển Khánh Hòa trình bày hình 6a, Phan Thiết hình 6b, đông nam Con Đảo hình 6c Phân bố pha chúng – hình 7a, 7b 7c tương ứng Từ hình 6a 7a thấy hàm điều hòa thứ hai nhân tố định, nhân tố có nguồn gốc mặt biển, nhân tố khác độ sâu 100–125 m Hàm điều hòa thứ hai hai nhân tố định, vai trò nhân tố thứ không lớn lắm, gây dao động nhiệt độ nhỏ nhiều so với nhân tố thứ hai hàm điều hòa thứ ba nhân tố thứ ba định Nhân tố có nguồn gốc tầng 20 m Xuất phát từ nhận định trên, khẳng định nhân tố thứ trình hấp thụ xạ mặt trời Nó đóng vai trò quan trọng lớp 5–10 m sát mặt Nhân tố thứ hai tượng nước trồi, nhân tố đóng vai trò quan trọng hai hàm điều hòa gây nên dao động nhiệt độ mạnh lớp nước từ 20–160 m đặc biệt mạnh tầng 100–125 m Nhân tố thứ ba dòng nước lạnh cuối mùa đông, nhân tố gây nên nhiễu động nhiệt độ mạnh vào tháng 2–3, đặc biệt tầng 20 m 9/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Biến đổi theo chiều sâu biên độ hàm điều hòa biến trình nhiệt độ năm biển Khánh Hòa (a), Phan Thiết (b) đông nam Côn Đảo (c) 10/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Biến đổi theo chiều sâu pha hàm điều hòa biến trình nhiệt độ năm biển Khánh Hòa (a), Phan Thiết (b) đông nam Côn Đảo (c) Đối với Phan Thiết (hình 6b 7b) có tranh gần tương tự, khác chỗ, vùng nước sâu Khánh Hòa nhân tố thứ hai tác động mạnh tầng trung gian, tác động mạnh tầng đáy, nhân tố thứ ba lại có nguồn gốc tầng 75 m, nghĩa sâu trường hợp Đối với vùng đông nam Côn Đảo (hình 6c 7c) nhân tố thứ thứ hai gây nên dao động nhiệt độ mạnh với chu kỳ 1/3 năm tương ứng, dao động chu kỳ ½ năm định nhân tố thứ hai ba Ở nhân tố thứ hai có nguồn gốc từ tầng đáy Như ba trường hợp tượng nước trồi đóng vai trò định dao động nhiệt độ chu kỳ năm, đặc biệt tầng mà xuất phát Đương nhiên xa tầng tác động thể rõ chu kỳ ngắn 11/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM KẾT LUẬN 1) Ở vùng biển đông nam Việt Nam điều kiện động lực phức tạp gây nên độ bất đồng lớn độ dày lớp tựa đồng lớp nhảy vọt nhiệt độ Về mùa hè, lớp nhảy vọt nhiệt độ nằm gần mặt biển vùng Khánh Hòa, Phan Thiết đông nam Côn Đảo, chứng tỏ vùng xảy tượng nước trồi với cường độ mạnh Về mùa đông dải ven bờ Bình Định, Phú Yên tượng nước chìm làm cho lớp nhảy vọt nhiệt độ lún sâu xuống Ở vùng nước trồi độ dày lớp nhảy vọt nhiệt độ thường bị mở rộng mùa chuyển tiếp 2) Ngoài nhân tố xạ, biến động trường nhiệt độ theo mùa chịu ảnh hưởng mạnh mẽ hoàn lưu ngang hoàn lưu thẳng đứng Ảnh hưởng tượng nước trồi thể rõ từ tháng đến tháng 10, mạnh từ tháng đến tháng Ở vùng nước sâu Khánh Hòa nước trồi xuất phát từ tầng trung gian 100–125 m, vùng nước nông Phan Thiết đông nam Côn Đảo từ đáy TÀI LIỆU THAM KHẢO Võ Văn Lành, Phạm Văn Huấn, 1979 Biến trình năm nhiệt độ nước vùng biển khơi miền trung Việt Nam Tuyển tập Nghiên cứu biển, Viện nghiên cứu biển - Viện khoa học Việt Nam, tập 1, phần 2 Báo cáo tổng kết đề tài số chương trình biển Thuận Hải – Minh Hải, 1981 Thủy văn Thái Bình Dương 1968 NXB “Khoa học”, Moskva (tiếng Nga) Wyrtki K 1961 Physical Oceanography of the South East Asian waters Naga Report vol Scripps Institution of Oceanography, La Jolla California Summary THE STRUCTURE AND ANNUAL VARIATIONS OF THE WATER TEMPERATURE AT THE CENTERS OF THE STRONG UPWELLING IN THE SOUTH EAST VIETNAM SEA Vo Van Lanh, Pham Van Huan, Ha Xuan Hung 12/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM On the basis of the observation data, some characteristics of the surface thermal homogenous layer and of the season thermocline were considered By the method of the harmonic analysis of the annual temperature variations the influence of the solar radiation, the winter cold water transfer and the upwelling on the temperature regime at the centers of the strong upwelling in the South-East Vietnam Sea were investigated It was determined that the strong upwelling exists in the Cetral Vietnam Sea from Phu Yen province to Binh Thuan province during summer from May to September In the deep sea regions the upwelled water comes from subsurface 100–125 metres layers and in the shallow regions – from bottom layers 13/13 [...]...CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Biến đổi theo chiều sâu của pha 3 hàm điều hòa đầu tiên của biến trình nhiệt độ năm ở biển Khánh Hòa (a), Phan Thiết (b) và đông nam Côn Đảo (c) Đối với Phan Thiết (hình 6b và 7b) cũng có bức tranh gần tương tự, chỉ khác ở chỗ, nếu ở vùng nước sâu Khánh Hòa nhân tố thứ hai tác động mạnh ở tầng trung... vậy trong cả ba trường hợp hiện tượng nước trồi đều đóng vai trò quyết định trong dao động nhiệt độ chu kỳ năm, đặc biệt ở những tầng mà nó xuất phát Đương nhiên càng xa tầng này thì tác động của nó sẽ có thể thể hiện rõ trong chu kỳ càng ngắn hơn 11/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM KẾT LUẬN 1) Ở vùng biển đông nam Việt Nam điều kiện động... nên độ bất đồng nhất khá lớn về độ dày lớp tựa đồng nhất và lớp nhảy vọt nhiệt độ Về mùa hè, lớp nhảy vọt nhiệt độ nằm gần mặt biển nhất ở các vùng Khánh Hòa, Phan Thiết và đông nam Côn Đảo, chứng tỏ rằng ở những vùng này xảy ra hiện tượng nước trồi với cường độ mạnh Về mùa đông ở dải ven bờ Bình Định, Phú Yên hiện tượng nước chìm làm cho lớp nhảy vọt nhiệt độ lún sâu xuống dưới Ở các vùng nước trồi độ. .. lớp nhảy vọt nhiệt độ thường bị mở rộng trong các mùa chuyển tiếp 2) Ngoài nhân tố bức xạ, sự biến động của trường nhiệt độ theo mùa chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hoàn lưu ngang và hoàn lưu thẳng đứng Ảnh hưởng của hiện tượng nước trồi thể hiện rõ từ tháng 5 đến tháng 10, mạnh nhất từ tháng 6 đến tháng 9 Ở vùng nước sâu Khánh Hòa nước trồi xuất phát từ tầng trung gian 100–125 m, còn ở các vùng nước nông... La Jolla California Summary THE STRUCTURE AND ANNUAL VARIATIONS OF THE WATER TEMPERATURE AT THE CENTERS OF THE STRONG UPWELLING IN THE SOUTH EAST VIETNAM SEA Vo Van Lanh, Pham Van Huan, Ha Xuan Hung 12/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM On the basis of the observation data, some characteristics of the surface thermal homogenous layer and of the... mạnh ở tầng trung gian, thì ở đây nó tác động mạnh ở tầng đáy, còn nhân tố thứ ba lại có nguồn gốc ở tầng 75 m, nghĩa là ở sâu hơn trong những trường hợp trên Đối với vùng đông nam Côn Đảo (hình 6c và 7c) nhân tố thứ nhất và thứ hai gây nên những dao động nhiệt độ mạnh với chu kỳ 1 và 1/3 năm tương ứng, còn dao động chu kỳ ½ năm được quyết định bởi nhân tố thứ hai và ba Ở đây nhân tố thứ hai cũng có... trung gian 100–125 m, còn ở các vùng nước nông Phan Thiết và đông nam Côn Đảo thì từ đáy TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Võ Văn Lành, Phạm Văn Huấn, 1979 Biến trình năm của nhiệt độ nước ở một vùng biển khơi miền trung Việt Nam Tuyển tập Nghiên cứu biển, Viện nghiên cứu biển - Viện khoa học Việt Nam, tập 1, phần 2 2 Báo cáo tổng kết đề tài số 1 chương trình biển Thuận Hải – Minh Hải, 1981 3 Thủy văn Thái Bình Dương... the influence of the solar radiation, the winter cold water transfer and the upwelling on the temperature regime at the centers of the strong upwelling in the South-East Vietnam Sea were investigated It was determined that the strong upwelling exists in the Cetral Vietnam Sea from Phu Yen province to Binh Thuan province during summer from May to September In the deep sea regions the upwelled water comes ... BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Biến trình nhiệt độ nước biển Phan Thiết Z − độ sâu, ta − nhiệt độ không khí Biến trình nhiệt độ nước biển đông nam. .. 2/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Độ dày lớp tựa đồng nhiệt độ (mét) tháng 12-1 (a) tháng 6-7 (b) 3/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ... (b) đông nam Côn Đảo (c) 8/13 CẤU TRÚC VÀ BIẾN TRÌNH NHIỆT ĐỘ Ở CÁC TÂM NƯỚC TRỒI MẠNH TRONG VÙNG BIỂN ĐÔNG NAM VIỆT NAM Độ lệch lớn nhiệt độ nước năm (hiệu nhiệt độ cực đại mùa hè nhiệt độ cực