HIỂU BIẾT VỀ SÓNG BIỂN

Sóng biển Thuyền trởng LE HONG CHIEN Giới thiệu Bất kỳ có gió thổi bề mặt nớc lực ma sát lực kéo gió tạo nên sóng Gió mạnh, thời gian tác động lâu sóng lớn Trên đại dơng kích thớc sóng phụ thuộc vào độ sâu vùng nớc, vào thời gian khoảng cách tác động gió Tất điều xẩy tạo điều kiện thuận lợi cho ngời biển ớc tính đợc sức gió mà không cần đến hỗ trợ thiết bị Sóng biển đợc trực tiếp gây gió có nhiều lăn tăn nhìn thấy đợc đợc gọi sóng mặt biển (Sea waves) Với sức gió cấp (7 đến 10 nơ) đỉnh sóng bắt đầu vỡ ra, tạo bọt tia nớc Còn sóng xa vùng sóng gây gió sóng hỗn loạn cục làm cho dịch chuyển nơi khác, bề mặt chúng không bị vỡ , không gây nên bọt chúng đạt đến độ cao chiều dài lớn đợc gọi sóng lừng (Swell waves) hay gọi đơn giản lừng (Swell) Sóng Trochoids Mặc dù sóng có chuyển động phía trớc nhng phần tử nớc bề mặt sóng lại chuyển động theo quỹ đạo tròn nh Trochoids, với đờng kính ngang với độ cao sóng Kết đỉnh sóng chuyển động phần tử tiến phía trớc hõm sóng lại quay ngợc trở lại tơng ứng với chuyển động sóng Dới lớp bề mặt phần tử nớc có chuyển động tơng tự, quỹ đạo chúng nhỏ dần theo độ sâu, độ sâu độ dài sóng chuyển động sóng gây Sóng hỗn độn Trên đại dơng trừ trờng hợp sóng lừng không phụ thuộc hớng gió lại sóng hệ thống đặc biệt hầu hết không đồng đặc tính nó, vận động chúng thờng xuyên phụ thuộc vào gió phía cuối gió Khi gió bắt đầu thổi chuỗi sóng đợc tạo bắt đầu chuyển động phía cuối gió, nhng hỗn loạn gió cộng với yếu tố khác chuỗi sóng thờng chứa đựng sóng có độ dài, chu kỳ độ cao khác nhau, Kết có trộn lẫn không theo quy luật mà có sóng có hình dạng rõ rệt Ngoài hỗn độn tăng lên sóng mặt sóng lừng xuất đồng thời, hớng nhiều lúc khác tổng hợp nhiều hớng khác Trong trờng hợp nh khó để xác minh sóng mặt hay sóng lừng, cộng hởng (đồng bộ) chúng gây số sóng lớn Sóng nhóm Gió tạo sóng vận động theo nhóm, sóng lớn kết hợp sóng nhỏ liên tiếp Vấn đề quan trọng việc điều khiển tàu thời tiết xấu Việc xử lý phải dựa chu kỳ lắc ngang lắc dọc tàu Khi chu kỳ lắc ngang tàu nhỏ chu kỳ sóng, tàu có xu hớng làm cho boong tàu thăng với bờ dốc sóng, nh gây lắc dội nhng nớc tràn lên mặt boong Khi chu kỳ lắc ngang tàu lớn chu kỳ sóng tàu có xu hớng làm dìm boong vào sóng nớc dễ dàng tràn lên boong Một tình trạng nguy hiểm xẩy với sóng ngang mà chu kỳ lắc ngang tàu trùng với chu kỳ sóng Sự cộng hởng gây nên kết lật tàu Đối với tàu buôn cỡ lớn chu kỳ lắc ngang tàu lớn nhiều so với chu kỳ dài sóng, thuyền nhỏ có chu kỳ lắc ngang nhỏ chu kỳ sóng, hai trờng hợp cộng hởng xẩy Sóng kỳ dị Khi sóng lừng sóng mặt di chuyển hớng khác nhau, đỉnh số sóng đến đồng thời điểm Điều tạo nên sóng có độ cao không bình thờng Sự cộng hởng theo phơng pháp hõm tạo nên tợng mà đợc mô tả nh lỗ đại dơng -Hole in the ocean Các sóng dốc nguy hiểm đợc thấy với gió khơi bờ đông Nam phi, phía nam vịnh Durban, vùng lân cận dòng hải lu Aghulas dòng chảy ngợc gần bờ Các sóng cuôn -Rollers khơi St Helena ví dụ khác loại sóng kỳ dị Khi sóng gần bờ biển, gặp phải dòng thuỷ triều ngợc hớng mạnh, chúng gặp hệ thống sóng khác ngợc chiều chúng tạo nên sóng bất thờng (abnormal waves) Sóng bất thờng xẩy nơi giới, có đủ điều kiện để hình thành Sóng bất thờng gây nên nguy hiểm đặc biệt cho tât loại tàu, kể tàu lớn có độ cao bất thờng (có thể đến 20m) dội Vì hành trình gần nhũng khu vực có cảnh báo sóng bất thờng cần hết sc cẩn thận Các cảnh báo cho xuất phẩm: Admiralty sailing direction Ocean passage for the world, nh số hải đồ tỉ lệ lớn Sóng bất thờng xuất bờ biển Đông-nam Nam phi ví dụ điển hình, có dòng hải lu Agulhas ven bờ mạnh điều kiện thuận lơi cho việc xuất sóng bất thờng: vào năm 1968 bờ biển phía đông-nam nam phi xuất sóng bất thờng làm tàu World Glory trọng tải 28300 grt bị gãy làm đôi tất thuyền viên bị thiệt mạng Sóng núi lửa ngầm động đất Ttrên số vùng đại dơng có hoạt động núi lửa ngầm động đất Những hoạt động đại dơng gây nên sóng lớn, gây tổn thất nặng nề cho tàu bè hành trình gần khu vực Ví dụ vào năm 1969, trận động đất ngầm xẩy với trung tâm cách Cabo de são Vicente Bỉ khoảng 115 hải lý phía tây-tây-nam gây thiệt hại đáng kể cho tàu hoạt động gần đó, đặc biệt tàu dầu Ida Knudssen (32000grt) cách trung tâm động đất 15 hải lý bị đánh đắm, tổn thất toàn Hoặc vào tháng năm 1952 đợt núi lửa ngầm hoạt động vùng biển Nampo Shoto Nhật gây nhiều thiệt hại , có tàu quan trắc Nhật bị đắm đến khảo sát Sóng thần (Tsunamis) Tên gọi có nguồn gốc từ Nhật có nghĩa sóng bến cảng (Harbour wave), nhng mức độ dội mà thờng gọi sóng thần Nó có nguyên nhân động đất ngầm, nhng núi lửa phun ngầm lở đất bờ biển Trên biển sóng khó xác định đợc có độ dài đến hàng trăm hải lý, độ cao nhỏ mét tốc độ di chuyển khủng khiếp đạt từ 300 đến 500 hải lý/giờ (nơ) Khi vào đến vùng nớc nông ven bờ trở nên ngắn độ cao lớn , đạt đến 20 mét nh đợc ghi nhận Đặc biệt vùng bờ biển có hình chữ V tạo điều kiện thuận lợi cho sóng thần tăng cờng mức dội Những đợt sóng vào bờ có độ cao lớn, mà thờng theo nhóm với đỉnh sóng nhọn, sau dần 10 đến 40 phút sau đợt sóng lại xuất Đôi lúc đợt sóng cảnh báo tạo nên hõm sóng làm cho mực nớc khu vực ảnh hởng bị hạ thấp xuống bất thờng Những ngời biển cần quan tâm đến dấu hiệu này, nhận định có đợt sóng thần (Tsunamis) đến, tàu neo đậu gần bờ hay cảng phải cho tàu chạy hớng phía biển, cách xa bờ với khoảng cách phù hợp khu vực có độ sâu lớn Sóng thần di chuyển quãng đờng lớn đại dơng, ví dụ đợt sóng thần xẩy vừa qua (cuối năm 2004), trung tâm Indonesia nhng ảnh hởng đến tận ấn độ bờ đông châu Phi, gây thiệt hại vô to lớn ngời hai lục địa Kích thớc sóng: Một sóng có chu kỳ giây có độ dài khoảng 6m độ cao khoảng 0.6m, chu kỳ 10 giây độ dài 155m độ cao khoảng 12m Tuy nhiên sóng lừng dài gió có chu kỳ 15 giây độ dài khoảng 355m, nhng độ cao khoảng 0,3m Độ cao sóng lớn đợc ghi lại báo cáo thời tiết tàu vòng 20 năm qua 21m, sóng kết hợp sóng mặt sóng lừng Kích thớc sóng phụ thuộc vào thòi gian tác động gió Ban đầu ngắn dốc, nhng gió tiếp tục thổi hớng, trở nên dài độ cao tăng lên Sóng biển vùng nớc nông: Khi sóng biển đến vùng nớc nông, bắt đầu độ sâu nửa chiều dài sóng, tốc độ độ dài giảm xuống độ cao chúng tồn nh cũ, nhng sóng tan vỡ độ sâu khoảng 1,5 lần độ cao Khi tiến vào bờ biển gấp khúc sóng có khuynh hớng đổi hớng làm cho gờ phía trớc trở nên song song với bờ biển Điều quan trọng cần nhớ vùng cạn vùng lân cận nh biển bắc (North sea) , Baltic, kích thớc sóng không kích thớc sóng đại dơng nhng chúng thờng dốc ngắn nên nguy hiểm Các sóng ổn định nh sóng bán nhật triều, sóng địa chấn (còn gọi sóng Tsunami bắc Thái bình dơng) gây động đất ngầm núi lửa ngầm, có sóng triều Tidal waves dịch chuyển phía trớc sau bão nhiệt đới Các sóng có chu kỳ dài thờng cảnh báo, tác động chúng tai hại, chúng dịu vào vùng nớc nông Các dòng triều: Một dòng triều chảy ngợc với hớng gió làm cho sóng dồn lên đỉnh sóng vỡ ra, cuối dòng triều có xu hớng làm biển dịu Khi dòng triều chảy mạnh nguy hiểm làm cho sóng trở nên hỗn độn Những vùng nh đợc cho hải đồ hớng dẫn chạy tàu Các sóng luồng chảy thờng đến từ nhiều hớng với cảnh báo Các dòng hải lu mạnh đợc thấy số dòng triều (ví dụ dòng Portland dòng Alderney) gây khó khăn cho việc điều khiển tàu có công suất bé Giá trị thực tiễn yếu tố sóng: Thông tin tình hình sóng đại dơng cần thiết cho mục đích sau: 1.Hỗ trợ cho việc chuẩn bị phát hành thông tin chạy tàu theo thời tiết cho tàu 2.Để nghiên cứu cách xử lý tàu biển lựa chon tàu phù hợp 3.Để thiết kế định hớng cảng biển đập chắn sóng thiết kế dàn khoan biển 4.Để hỗ trợ cho việc dự báo tình trạng sóng vùng bờ biển (chẳng hạn khu neo trong) 5.Để phục vụ cho công tác nghiên cứu khí tợng hải dơng học Quan trắc sóng biển: Trong nhật ký boong tàu thờng có tập quán ghi chép mô tả tình trạng sóng biển, chẳng hạn sóng nhỏ hay biển êm (slight sea), sóng lừng mạnh (heavy swell - long swell) tơng tự cách diễn đạt thông thờng theo tập quán thông báo thời tiết cho tàu biển để mô tả thực tế dự báo sóng Một phơng pháp xác việc mô tả sóng tàu đợc lựa chọn (selected ship) dùng báo cáo thời tiết đợc mã hoá truyền radio đến trạm khí tợng để báo cáo tình trạng sóng thực tế Các quan trắc nh khó khăn để có đợc độ xác cao tàu có buồng lái cao tốc độ lớn, nhng sĩ quan khí tợng cảng cho ngời quan trắc tự nguyện hớng dẫn họ dần thành thạo qúa trình thực hành Các đồ thời tiết Synoptic đợc phát cho tàu Facsimile có kèm theo dự báo sóng, cho độ cao tính mét nhng có chu kỳ Tài liệu tham khảo: 1.Meteorology for Seafarers tác giả C.R Burgess, Nhà xuất Brown, Son & Ferguson Ltd, London 2.Maritime Meteorology a guide for deck officers 3.The Mariners handbook (NP 100) ... tợng hải dơng học Quan trắc sóng biển: Trong nhật ký boong tàu thờng có tập quán ghi chép mô tả tình trạng sóng biển, chẳng hạn sóng nhỏ hay biển êm (slight sea), sóng lừng mạnh (heavy swell... nên dài độ cao tăng lên Sóng biển vùng nớc nông: Khi sóng biển đến vùng nớc nông, bắt đầu độ sâu nửa chiều dài sóng, tốc độ độ dài giảm xuống độ cao chúng tồn nh cũ, nhng sóng tan vỡ độ sâu khoảng... thớc sóng đại dơng nhng chúng thờng dốc ngắn nên nguy hiểm Các sóng ổn định nh sóng bán nhật triều, sóng địa chấn (còn gọi sóng Tsunami bắc Thái bình dơng) gây động đất ngầm núi lửa ngầm, có sóng