Nghiên cứu ảnh hưởng của trường gió và áp suất không khí tới quá trình dao động dâng, rút mực nước phi tuần hoàn tại bờ tây vịnh bắc bộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN …………………… Nguyễn Minh Hải NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA TRƢỜNG GIĨ VÀ ÁP SUẤT KHƠNG KHÍ TỚI QUÁ TRÌNH DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƢỚC PHI TUẦN HOÀN TẠI KHU VỰC BỜ TÂY VỊNH BẮC BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Minh Hải NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA TRƢỜNG GIÓ VÀ ÁP SUẤT KHƠNG KHÍ TỚI Q TRÌNH DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƢỚC PHI TUẦN HOÀN TẠI KHU VỰC BỜ TÂY VỊNH BẮC BỘ Chuyên ngành: Hải dƣơng học Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Trần Hồng Lam Hà Nội - 2012 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Trần Hồng Lam, Trung tâm Hải văn, Tổng cục Biển Hải đảo Việt Nam định hƣớng giúp đỡ em tận tình nhiều mặt Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô mơn Hải dƣơng học khoa Khí tƣợng - Thủy văn Hải dƣơng học; bạn học viên lớp; dẫn đóng góp lời quý báu, tạo điều kiện thuận lợi mặt để em hồn thành khóa học luận văn Trong trình học tập thực luận văn, khơng tránh khỏi thiếu sót, mong ý kiến đóng góp thầy đồng nghiệp để em hoàn thiện luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2012 HỌC VIÊN Nguyễn Minh Hải MỤC LỤC MỞ ĐẦU ………………………………………………………… Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƢỚC BIỂN…………………………………………… 1.1 Khái niệm dao động dâng, rút mực nƣớc biển…………………… 1.2 Tình hình nghiên cứu mực nƣớc biển nƣớc…………… Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phƣơng pháp thống kê………………………………………………… 2.2 Phƣơng pháp mơ hình………………………………………………… 17 Chƣơng 3: KẾT QUẢ TÍNH TỐN………………………………………… 22 3.1 Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng gió đến chế độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mơ hình Mike21 FM 22 3.2 Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện khí tƣợng đến độ dâng, rút mực nƣớc phi điều hòa phƣơng pháp thống kê 57 3.3 Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng bão đến chế độ dâng rút nƣớc phi tuần hồn bờ tây Vịnh bắc mơ hình Mike21 FM 65 KẾT LUẬN ………………………………………… 76 PHỤ LỤC ……………………………………………………………………… 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 82 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Nội dung Trang Bảng 2.1 Mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Dáu 11 Bảng 2.2 Biểu tính tƣơng quan hai biến 15 Bảng 3.1 Tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mơ hình theo hƣớng Đơng 24 Bảng 3.2 Tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mơ hình theo hƣớng Đơng Bắc 32 Bảng 3.3 Tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn số điểm chiết xuất từ mơ hình theo hƣớng Đông Nam 35 Bảng 3.4 Tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn số điểm chiết xuất từ mơ hình theo hƣớng Tây 41 Bảng 3.5 Tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mơ hình theo hƣớng Tây Bắc 47 Bảng 3.6 Tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mơ hình theo hƣớng Tây Nam 52 Bảng 3.7 Tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Dáu 57 Bảng 3.8 Tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn Hòn Ngƣ 61 Bảng 3.9 Các bão đổ vào khu vực từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa 65 Phụ lục Các phƣơng trình hệ số tƣơng quan 71 DANH MỤC CÁC HÌNH STT Nội dung Trang Hình 2.1 Lƣới tính mơ hình MIKE 21 FM 20 Hình 3.1 So sánh mực nƣớc thực đo tính tốn trạm Hịn Dáu (từ ngày 05 tháng năm 2005 đến ngày 29 tháng năm 2005) So sánh mực nƣớc thực đo tính tốn trạm Hòn Ngƣ (từ ngày 05 tháng năm 2005 đến ngày 29 tháng năm 2005) Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng trạm Mũi Ngọc Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng trạm Cửa Ơng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng trạm Hịn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đông trạm Lạch Trƣờng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đông trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Bắc trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Bắc trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Bắc trạm Lạch Trƣờng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Bắc trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Bắc trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Bắc trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Nam trạm Mũi Ngọc Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Nam trạm Cửa Ơng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi 22 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 22 25 25 26 27 27 28 28 29 31 31 32 32 33 33 36 36 37 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 Hình 3.28 Hình 3.29 Hình 3.30 Hình 3.31 Hình 3.32 Hình 3.33 Hình 3.34 Hình 3.35 Hình 3.36 Hình 3.37 Hình 3.38 Hình 3.39 Hình 3.40 tuần hồn theo hƣớng Đơng Nam trạm Hịn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đông Nam trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Nam trạm Lạch Trƣờng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đông Nam trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đơng Nam trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Đông Nam trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây trạm Mũi Ngọc Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây trạm Hịn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây trạm Lạch Trƣờng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Bắc trạm Mũi Ngọc Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây Bắc trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Bắc trạm Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây Bắc trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Bắc trạm Lạch Trƣờng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây Bắc trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Bắc trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây Bắc trạm Cửa Tùng 37 38 38 39 39 42 42 43 43 44 44 45 45 48 48 49 49 50 50 51 51 Hình 3.41 53 Hình 3.61 Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hồn theo hƣớng Tây Nam trạm Cửa Ơng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Nam trạm Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Nam trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Nam trạm Lạch Trƣờng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Nam trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Nam trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió mực nƣớc phi tuần hoàn theo hƣớng Tây Nam trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Đông độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Đơng Bắc độ dâng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Đơng Nam độ dâng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Tây Bắc độ dâng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Tây Nam độ dâng Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan áp suất khơng khí độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Đơng độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Ngƣ Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Đông Bắc độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Ngƣ Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Đơng Nam độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Ngƣ Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Tây độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Ngƣ Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Tây Bắc độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Ngƣ Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan tốc độ gió theo hƣớng Tây Nam độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Ngƣ Đồ thị biểu diễn mối tƣơng quan áp suất khơng khí độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Hịn Ngƣ Dao động mực nƣớc phi tuần hồn thời điểm bão Rose đổ Hình 3.62 Dao động mực nƣớc phi tuần hoàn thời điểm bão Ruth đổ 67 Hình 3.42 Hình 3.43 Hình 3.44 Hình 3.45 Hình 3.46 Hình 3.47 Hình 3.48 Hình 3.49 Hình 3.50 Hình 3.51 Hình 3.52 Hình 3.53 Hình 3.54 Hình 3.55 Hình 3.56 Hình 3.57 Hình 3.58 Hình 3.59 Hình 3.60 53 54 54 55 55 56 58 58 58 59 59 60 61 61 62 62 62 63 64 66 Hình 3.63 Dao động mực nƣớc phi tuần hoàn thời điểm bão Pat đổ 68 Hình 3.64 Dao động mực nƣớc phi tuần hồn thời điểm bão Eli đổ 69 Hình 3.65 Dao động mực nƣớc phi tuần hoàn thời điểm bão Frankie đổ 70 Hình 3.66 Dao động mực nƣớc phi tuần hoàn thời điểm bão Koni đổ 71 Hình 3.67 Dao động mực nƣớc phi tuần hồn thời điểm bão Damrey đổ 72 Hình 3.68 Dao động mực nƣớc phi tuần hoàn thời điểm bão Washi đổ 73 Hình 3.69 Dao động mực nƣớc phi tuần hoàn thời điểm bão Francisco đổ 74 Hình 3.70 Dao động mực nƣớc phi tuần hoàn thời điểm bão Mujgae đổ 75 MỞ ĐẦU Vịnh Bắc Bộ vào khoảng vĩ độ 18o20’ N - 21o40’ N, kinh độ 106o08’ E 110o00’ E vịnh lớn thứ hai biển Đông với diện tích khoảng 150.000 km2, với chiều rộng khoảng 200 - 320 km chiều dài khoảng 600 km Độ sâu trung bình tồn vịnh khoảng 50 - 60 m, nơi sâu vùng cửa vịnh khoảng 110 m Vịnh thơng với biển Đơng qua cửa vịnh phía nam với độ rộng khoảng 250 km Ngồi biển Đơng vịnh cịn thơng qua eo Hải Nam vùng đông bắc vịnh với độ rộng khoảng 30 km (“Hải dương học biển Đông” – GS TS Lê Đức Tố) Trong vịnh có nhiều đảo, có đảo lớn khu vực tỉnh Quảng Ninh nhƣ Cái Bầu, Kế Bào, Cô Tô… khu vực quần đảo Bái Tử Long Hạ Long với khoảng 3000 đảo lớn nhỏ, chiếm diện tích gần 3000 km2 tạo thành hệ thống lạch biển chằng chịt vào cảng quan trọng vùng Hạ Long Việt Nam Ở ngồi khơi, cịn có số đảo khơng lớn riêng biêt nhƣ Hòn Mắt, Bạch Long Vỹ (cách Hải Phịng khoảng 150 km) Vịnh Bắc Bộ cịn có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú đa dạng, có dạng tài nguyên trội nhƣ hải sản, du lịch biển, giao thông vận tải biển cho phép khai thác để phát triển kinh tế Song song với lợi nêu trên, vùng biển vịnh tiềm ẩn nguy gây nên thảm họa thiên tai nguy hiểm nhƣ: bão, nƣớc dâng bão, sóng lớn, mực nƣớc biển dâng dị thƣờng Vì vậy, cần thiết phải đẩy mạnh cơng tác nghiên cứu khoa học nhằm mục đích nắm bắt đƣợc quy luật tự nhiên, dự báo, cảnh báo đƣợc tƣợng thời tiết nguy hiểm bắt nguồn từ biển Do đó, viê ̣c nghiên cƣ́u đặc điểm biến thiên mực nƣớc biển ven bờ Việt Nam nói chung việc nghiên cứu dao động dâng, rút mực nƣớc gió khí áp nói riêng nhiê ̣m vu ̣ cấ p thiế t cầ n phải đƣơ ̣c triể n khai nghiên cƣ́u phục vụ cho công tác quy hoạch , quản lý phát triển kinh tế biển, đảm bảo an ninh quố c phòng * Pat (2h, 23/10/1988); Cấp 07 (50 - 61 km/h) Hình 3.63: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Pat đổ Bão đổ vào khu vực thuộc Hải Phòng, gây nƣớc dâng lớn khu vực thuộc tỉnh Quảng Ninh (trên 0,72 m) Nƣớc dâng khu vực lân cận bão đổ không cao (từ – 0,12 m) Do cƣờng độ yếu so với bão nghiên cứu phần trên, độ dâng mực nƣớc bão đổ không cao, chí khu vực bên trái hƣớng bão xảy tƣợng rút từ 0,06 đến 0,12 m nƣớc diện rộng Số liệu thực đo Hòn Dáu cho thấy vào thời điểm 4h 22/10 đến 15 h 22/10/1988 có đợt nƣớc dâng từ 0,07 – 0,25 m, thời điểm bão đổ xuất đợt nƣớc rút từ 0,02 – 0,55 m Tiếp đợt nƣớc dâng cao từ 0,02 – 0,77 m 68 * Eli (12h, 13/7/1992); Cấp 09 (75 - 88 km/h) Hình 3.64: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Eli đổ Bão Eli có cƣờng độ mạnh bão Pat (cấp 9; tốc độ gió từ 75 – 88 km/h), bão đổ vào khu vực Hải Phịng, Thái Bình Bão gây nƣớc dâng toàn bờ Tây vịnh Bắc Bộ Nơi dâng cao khu vực ven bờ tỉnh Quảng Ninh với độ cao lớn 0,4 m, nƣớc dâng phổ biến từ 0,24 - 0,32 m Khu vực bên trái hƣớng bão quan sát thấy độ cao nƣớc dâng từ 0,08 – 0,16 m 69 * Frankie (18h, 23/7/1996); Cấp 11 (103 - 117 km/h) Hình 3.65: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Frankie đổ Bão Frankie đổ vào khu vực thuộc tỉnh Thái Bình, có cƣờng độ cấp 11, tốc độ gió từ 103 – 117 m/s Bão gây nƣớc dâng rõ rệt khu vực lân cận điểm đổ bộ, có nơi nƣớc dâng tới 0,4 m, chủ yếu nƣớc dâng từ 0,24 – 0,32 m Khu vực tỉnh phía Đơng Bắc, nƣớc dâng khơng đáng kể, có nơi cịn xảy tƣợng rút đến 0,48 m nƣớc Khu vực ven biển Thanh Hóa nƣớc dâng khoảng 0,08 m, khu vực ven biển Nghệ An có tƣợng nƣớc rút khơng đáng kể Tại thời điểm bão đổ bộ, quan trắc Hòn Dáu cho thấy đợt nƣớc dâng kéo dài ngày, có thời điểm lên đến m, cho thấy ảnh hƣởng bão sau đổ lớn 70 * Koni (21/7/2003): Hình 3.66: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Koni đổ Bão Koni cấp 09 (75 - 88 km/h) đổ vào khu vực thuộc tỉnh Nam Định, bão gây nƣớc dâng đáng kể khu vực bên phải theo hƣớng bão, độ cao nƣớc dâng phổ biến từ 0,15 – 0,20 m có nơi dâng đến 0,25 m Khu vực bên trái theo hƣớng bão quan sát đƣợc nƣớc dâng từ 0,15 – 0,20 m Độ cao nƣớc dâng giảm từ bắc xuống nam, khu vực ven biển Thanh Hóa nƣớc dâng từ 0,10 – 0,15 m; khu vực ven biển Nghệ An nƣớc dâng khoảng 0,05 m 71 * Damrey (2h, 26/9/2005); Cấp 12 (118-133 km/h) Hình 3.67: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Damrey đổ Bão Damrey bão mạnh (cấp 12, tốc độ gió:118-133 km/h) đổ vào khu vực tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An gây nƣớc dâng mạnh Quan sát thấy nƣớc dâng hầu hết khu vực bờ tây vịnh Bắc phổ biến từ 0,64 – 0,70 m Khu vực ven biển tỉnh Hải Phịng Quảng Ninh có độ cao nƣớc dâng nhỏ 0,24 – 0,56 m Khu vực lân cận bão đổ nƣớc dâng lớn nhất, tới 0, 72 m Số liệu thực đo Hòn Dáu cho thấy, vào thời gian bão hoạt động, xuất đợt nƣớc dâng kéo dài từ 0h 25/9 đến 8h 26/9/2005 với độ dâng mực nƣớc phi tuần hoàn từ 0,02 đến 0,36 m 72 * Washi (13h, 30/7/2005); Cấp 10 (89 - 102 km/h) Hình 3.68: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Washi đổ Xảy năm với bão Damrey, nhƣng có cƣờng độ thấp (cấp 10, tốc độ gió từ 89 – 102 km/h), bão đổ vào khu vực thuộc Hải Phòng Bão gây nƣớc dâng cho khu vực ven biển Thanh Hóa đến Quảng Ninh Nơi quan sát thấy độ cao nƣớc dâng lớn khu vực ven biển Quảng Ninh lên tới 0,36 m Khu vực từ Thanh Hóa tới điểm đổ nƣớc dâng khoảng 0,18 – 0,24 m Khu vực ven biển thuộc tỉnh Nghệ An độ cao nƣớc dâng không đáng kể 73 * Francisco (18h, 25/9/2007); Cấp 09 (75 - 88 km/h) Hình 3.69: Dao động mực nước phi tuần hồn thời điểm bão Francisco đổ Bão Francisco xảy năm 2007, có cƣờng độ cấp (tốc độ gió từ 75 – 88 m/s) đổ vào khu vực Hải Phòng - Quảng Ninh Khu vực bên phải hƣớng bão quan sát tƣợng nƣớc dâng từ 0,35 – 0,60 m Một số khu vực thuộc Hải Phịng, Quảng Ninh có nƣớc dâng cao lên tới 0,65 m Khu vực từ Hải Phòng tới Nam Định độ cao nƣớc dâng giảm dần từ 0,35 m xuống 0,15 m Khu vực Thanh Hóa đến Nghệ An có nƣớc dâng nhƣng độ cao khơng đáng kể 74 * Mujgae (6h, 12/9/2009); Cấp 08 (62 - 74 km/h) Hình 3.70: Dao động mực nước phi tuần hồn thời điểm bão Mujgae đổ Bão Mujgae đổ vào ku vực thuộc tỉnh Nam Định, bão mạnh cấp 8, tốc độ gió từ 62 – 74 km/h Bão gây nƣớc dâng hầu nhƣ toàn bờ tây vịnh Bắc bộ, khu vực ven biển Quảng Ninh nƣớc dâng lớn vùng khác phổ biến từ 0,32 – 0,40 m Khu vực từ Hải Phòng đến Nam Định nƣớc dâng vào khoảng 0,16 – 0,24 m Khu vực từ Nam Định đến Thanh Hóa độ cao nƣớc dâng từ 0,12 – 0,20m 75 KẾT LUẬN Qua q trình nghiên cứu, tính tốn học viên hồn thành số nhiệm vụ rút số kết luận sau: Số liệu thực đo - Đã thu thập chỉnh lý số liệu mực nƣớc thực đo Hòn Dáu Hòn Ngƣ từ năm 1960 đến năm 2008 - Đã thu thập chỉnh lý số liệu thực đo trƣờng gió (hƣớng, tốc độ) Hòn Dáu Hòn Ngƣ từ năm 1960 đến năm 2008 - Đã thu thập chỉnh lý số liệu thực đo bão đổ vào bờ Tây vịnh Bắc Bộ - Đã tách đƣợc dao động phi tuần hồn Hịn Dáu Hịn Ngƣ Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng gió áp suất khơng khí đến dao động dâng rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ phƣơng pháp thống kê số liệu thực đo Hòn Dáu Hòn Ngƣ - Đã xác định đƣợc tƣơng quan hƣớng gió tốc độ gió với dao động dâng rút mực nƣớc khu vực nghiên cứu - Đã xét đến tƣơng quan áp suất khơng khí dao động dâng rút mực nƣớc, kết cho thấy ảnh hƣởng không đáng kể trƣờng khí áp lên độ dâng, rút mực nƣớc phi điều hịa Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng gió đến dao động dâng rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mơ hình Mike21 FM - Đã xác định đƣợc tƣơng quan hƣớng gió tốc độ gió với dao động dâng rút mực nƣớc khu vực nghiên cứu (xem phụ lục) - Theo bảng từ 3.1 đến 3.6 rút số kết luận trạm nhƣ sau: 76 + Mũi Ngọc: Các hƣớng E, SE, quan sát thấy tƣợng nƣớc dâng rõ; mốc tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s phản ánh đƣợc tƣợng Đối với hƣớng W, NW, SW xu rút mực nƣớc phi tuần hoàn chiếm ƣu thế, mốc tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s phản ánh đƣợc xu + Trạm Cửa Ông trạm thể rõ dao động dâng, rút mực nƣớc phi tuần hoàn Độ dâng, rút trạm lớn: hƣớng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc dâng tƣơng ứng 0,04 m; 0,26 m; 0,48 m; 0,75 m, 1,04 m Hƣớng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc rút tƣơng ứng 0,09 m; 0,41m; 0,58 m; 0,81 m; 1,21 m … + Tƣơng quan trƣờng gió mực nƣớc phi tuần hồn trạm Hịn Dáu thể tốt hƣớng E, SE, W, NW Hƣớng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc dâng tƣơng ứng 0,03 m; 0,22 m; 0,41 m; 0,63 m, 0,89 m Hƣớng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc rút tƣơng ứng 0,11 m; 0,27m; 0,42 m; 0,61 m; 0,84 m… Độ lớn nƣớc dâng, rút cao + Trạm Ba Lạt tƣơng quan tốt với tất hƣớng gió, với hệ số tƣơng quan cao (R2tb= 0,97) Hƣớng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc dâng tƣơng ứng 0,02 m; 0,19 m; 0,36 m; 0,57 m, 0,80 m Hƣớng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc rút tƣơng ứng 0,11 m; 0,22m; 0,35 m; 0,55 m; 0,84 m Độ lớn dâng, rút cao nhƣng thấp Cửa Ơng Hịn Dáu + Tƣơng tự Ba Lạt, Lạch Trƣờng quan sát đƣợc dao động dâng, rút mực nƣớc phi tuần hoàn cách rõ rệt theo hƣớng gió nghiên cứu với độ lớn cao Hƣớng Đơng với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc dâng tƣơng ứng 0,03 m; 0,22 m; 0,42 m; 0,66 m; 0,94 m Hƣớng 77 Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc rút tƣơng ứng 0,13 m; 0,27m; 0,39 m; 0,56 m; 0,96 m + Các trạm Diễn Châu, Vũng Áng, Cửa Tùng thể đƣợc ảnh hƣởng trƣờng gió lên dao động dâng, rút phi tuần hoàn mực nƣớc Căn vào phần phụ lục, thấy hầu hết trạm có hệ số tƣơng quan tốt, thể rõ xu dâng, rút mực nƣớc dƣới ảnh hƣởng trƣờng gió Các hƣớng E, NE, SE thƣờng gây dâng điểm nghiên cứu; hƣớng W, NW, SW thƣờng gây rút Những trạm có tƣơng quan tốt Cửa Tùng, Vũng Áng, Diễn Châu… chứng tỏ phía nam vịnh Bắc Bộ mực nƣớc phi tuần hồn phụ thuộc nhiều vào trƣờng gió Học viên xác định đƣợc mối tƣơng quan trƣờng gió đến dao động dâng rút nƣớc bờ tây vịnh Bắc Bộ, số liệu thực đo trƣờng gió thƣờng lƣu trữ theo hƣớng tốc độ gió nên việc phân chia hƣớng gió để xác định mối tƣơng quan hồn tồn thích hợp Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng bão đến dao động dâng, rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mơ hình Mike21 FM Đã hồn thành việc tính tốn mực nƣớc phi tuần hồn điều kiện có bão lớn Với bão lớn nhƣ Rose (cấp 13), Damrey (cấp 12), Frankie (cấp 11) gây nƣớc dâng lớn khu vực nghiên cứu Khi bão Rose đổ bộ, khu vực lân cận Hịn Dáu có dâng mực nƣớc rõ rệt (trên 100 cm) Bão Frankie gây dâng mực nƣớc lên đến 40 cm khu vực Nam Định, Ninh Bình Bão Damrey gây nƣớc dâng rõ rệt hầu nhƣ tồn bờ Tây vịnh (có nơi lên đến 72 cm) Ngƣợc lại, với bão cấp yếu nhƣ Pat gây dâng diện tích nhỏ phía Tây bắc vịnh, hầu nhƣ dâng 18 – 24 cm, có nơi cịn gây nƣớc rút Mujgae gây nƣớc dâng vào khoảng đến 28 cm… Koni gây nƣớc dâng cao 25 cm 78 Khu vực bên phải theo hƣớng bão thƣờng có độ cao nƣớc dâng lớn so với khu vực bên trái Điều đƣợc rút quan sát hầu nhƣ tất bão có cƣờng độ khơng q mạnh đƣợc tính tốn Luận văn, rõ ràng bão Rose, Pat, Eli… Đối với bão mạnh nhƣ Rose (cấp 13), Frankie (cấp 12) không tuân theo quy luật trên, cƣờng độ mạnh bão gây nƣớc dâng lớn toàn vùng nghiên cứu, khiến cho việc quan sát quy luật trở nên khó khăn Học viên lấy số liệu quan trắc mực nƣớc thực đo trạm Hòn Dáu để so sánh với kết tính mơ hình Nhìn chung, có bão hoạt động, xuất đợt nƣớc dâng rõ rệt, kéo dài vài ngày Có số bão chủ yếu gây nƣớc dâng vào khoảng thời gian sau đổ (cơn bão Pat) 79 PHỤ LỤC Các phƣơng trình hệ số tƣơng quan Stt Trạm Mũi Ngọc Cửa Ơng Hịn Dáu Ba Lạt Lạch Trƣờng Diễn Châu Phƣơng trình tƣơng quan Hệ số tƣơng quan Hƣớng h = 0.029v – 0.0874 0.99 E h = 0.0508v - 0.2044 0.97 SE h = -0.0302v + 0.0394 0.97 W h = -0.0594v + 0.1828 0.98 NW h = 0.0056v - 0.0442 0.79 SW h = 0.0449v - 0.1531 0.98 E h = 0.0105v + 0.0017 0.94 NE h = 0.0558v - 0.2283 0.97 SE h = -0.0502v + 0.1291 0.99 W h = -0.0674v + 0.2245 0.97 NW h = -0.0112v - 0.0484 0.85 SW h = 0.0383v - 0.1334 0.98 E h = 0.0508v - 0.2098 0.96 SE h = -0.0347v + 0.0744 0.99 W h = -0.053v + 0.182 0.97 NW h = 0.0341v - 0.1172 0.98 E h = 0.0121v - 0.0171 0.99 NE h = 0.0381v - 0.1559 0.96 SE h = -0.0312v + 0.0684 0.98 W h = -0.0371v + 0.1091 0.95 NW h = -0.0104v - 0.0265 0.96 SW h = 0.0407v - 0.1489 0.97 E h = 0.0114v - 0.0152 0.97 NE h = 0.0469v - 0.1969 0.96 SE h = -0.0328v + 0.0541 0.97 W h = -0.0486v + 0.1522 0.95 NW h = -0.0046v - 0.0646 0.72 SW h = 0.0467v - 0.1793 0.97 E h = 0.0326v - 0.1096 0.98 NE 80 Vũng Áng Cửa Tùng h = 0.0354v - 0.1532 0.96 SE h = -0.0385v + 0.1 0.95 W h = -0.0301v + 0.0487 0.96 NW h = -0.0235v + 0.0312 0.96 SW h = 0.0332v - 0.123 0.98 E h = 0.0282v - 0.0944 0.99 NE h = 0.0196v - 0.0838 0.97 SE h = -0.0258v + 0.0677 0.92 W h = -0.0156v + 0.0073 0.96 NW h = -0.0219v + 0.0467 0.94 SW h = 0.0202v - 0.0719 0.98 E h = 0.0214v - 0.0728 0.99 NE h = 0.0086v - 0.0357 0.98 SE h = -0.0137v + 0.0135 0.98 W h = -0.0075v - 0.0136 0.97 NW h = -0.0153v + 0.0234 0.98 SW 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Huấn (năm 1991), “Lý thuyết thủy triều”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Phạm Văn Huấn (2003), “Tính tốn Hải dương học”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Văn Huấn (1993), “Dao động tự dao động mùa mực nước Biển Đông” Luận án PTS, Hà Nội Phạm Văn Huấn (2002), “Dự báo thủy văn biển”, Nhà NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Hoàng Trung Thành (2011), “Nghiên cứu đặc điểm biến thiên mực nước biển ven bờ Việt Nam”, luận án tiến sỹ, Hà Nội Lê Đức Tố (1999), “Hải dương học Biển Đơng”, Giáo trình giảng dạy khoa Khí tƣợng - Thủy văn Hải dƣơng học, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội 82 ... văn ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng trường gió áp st khơng khí tới q trình dao động dâng, rút mực nước phi tuần hoàn khu vực bờ Tây vịnh Bắc Bộ? ?? tập trung xác định ảnh hƣởng yếu tố gió, khí áp lên dao động. .. NHIÊN Nguyễn Minh Hải NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA TRƢỜNG GIÓ VÀ ÁP SUẤT KHƠNG KHÍ TỚI Q TRÌNH DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƢỚC PHI TUẦN HOÀN TẠI KHU VỰC BỜ TÂY VỊNH BẮC BỘ Chuyên ngành: Hải dƣơng... trƣờng gió đến chế độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mơ hình Mike21 FM 22 3.2 Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện khí tƣợng đến độ dâng, rút mực nƣớc phi điều hòa phƣơng pháp thống