1. Trên hình 4.6 thể hiện phân bố biên độ dao động mực nước do hai trường gió đông bắc và tây nam gây ra. Thấy rằng, vì các trường gió dùng để tính các trường mực nước là những trường gió trung bình mùa, nên biên độ nhận được nhỏ hơn so với những dữ liệu đã dẫn trong mục 4.1 của chương này. Nếu sử dụng các trường gió điển hình của các tháng mùa đông và mùa hè, thì chắc chắn sẽ nhận được những trị số biên độ lớn hơn. Tuy nhiên, thông qua những thử nghiệm đơn giản này, chúng tôi cũng đã thấy được những đặc điểm định tính của quá trình dâng rút mực nước do ảnh hưởng của các hệ thống gió mùa. Để so sánh, trên hình 4.7 dẫn bản đồ phân bố biên độ của sóng năm của mực nước trung bình của biển Đông do tác giả [42] lập bằng cách ngoại suy số liệu phân tích điều hòa mực nước thực đo tại nhiều trạm ven bờ và hải đảo. Thấy rằng mô hình số đã nhận được những đặc điểm chung nhất của phân bố biên độ dao động mùa.
Hình 4.6. Biên độ dao động (cm) theo các trường gió trung bình mùa đông và mùa hè
2. Kết quả số của việc tính trường mực nước trong hai trường hợp có thay đổi hệ số ma sát theo độ sâu và không thay đổi hệ số này theo độ sâu cho những kết quả không khác nhau. Điều này đã được khẳng định trước đây trong [45] ứng với trường hợp tính triều. Chúng ta càng dễ hiểu sau khi phân tích diễn biến phân bố mực nước ở hai mục trên. Thật vậy, ở vùng khơi rộng lớn của biển, nơi độ sâu lớn, vai trò của ma sát đương nhiên nhỏ. Ma sát đáy chỉ có ảnh hưởng đáng kể khi chúng ta xem xét vùng nước nông sát bờ và cửa sông. Song sự phân bố mực nước ở dải bờ của các vịnh, như chúng ta đã thấy, rất ít chịu ảnh hưởng của chuyển động cỡ nhỏ trong phạm vi vịnh, mà bị quy định chủ yếu bởi phông chung dâng rút nước ở phần biển khơi.
3. Đặc điểm phân bố độ cao mực nước trong biển chủ yếu do độ lớn và hướng gió ở phần khơi biển quy định. Ở vùng biển khơi trường gió tương đối đồng nhất, do đó có thểđặc trưng nó bằng một trị số trung bình của vận tốc và hướng. Kết quả so sánh các bản đồ mực
nước tính theo trường gió thực mùa đông và gió giảđịnh 5 m/s hướng đông bắc cho thấy đối với phần lớn diện tích biển, ngoại trừ các vịnh, bức tranh dâng mực nước gần như hoàn toàn giống với trường hợp gió thực.
Hình 4.7. Biên độ (cm) của sóng năm mực nước trung bình biển Đông theo [42]
Vì vậy, theo chúng tôi, để tính mực nước dâng trong gió đối với những trạm tiếp giáp biển khơi, hoàn toàn có thể dùng gió giảđịnh bằng trung bình của trường gió trên toàn biển. Điều này giảm nhẹ việc chuẩn bị đầu vào cho chương trình tính, do đó dễ áp dụng trong dự báo nghiệp vụ.
4. Đối với các vịnh biển tình hình tỏ ra phức tạp hơn. Độ dâng hoặc rút mực nước ở mỗi trạm mực nước không những chỉ phụ thuộc vào phông gió chung trên biển lớn, mà ở mức độ đáng kể phụ thuộc vào trường gió ngay trong phạm vi vịnh. Tùy theo tình thế gió mà diễn ra sự chênh mực theo hướng gió hay hướng ngang với hướng gió.
rằng khi dự báo mực nước tại một trạm cụ thể nào đó theo những phương pháp thống kê đơn giản việc dựa vào các đặc trưng gió có tính địa phương như tốc độ gió lấy tại một trạm khí tượng gần đấy chắc chắn sẽ mắc lỗi lớn. Trường hợp đơn giản nhất, thí dụ đối với các trạm thuộc biển khơi, thì cũng nên dựa vào các đặc trưng gió trung bình của cả vùng biển lớn bao quanh trạm tính.
Như vậy, phương pháp sử dụng mô hình để tính cho cả biển sẽ đáng được chú ý, vì nó cho phép cho phép thâu tóm được ảnh hưởng của trường gió trên quy mô lớn trong điều kiện đường bờ và phân bốđộ sâu cụ thể của cả vùng xung quanh trạm mà chúng ta quan tâm.
6. So sánh các bản đồ dâng rút nước trong hai mùa gió đông bắc và tây nam cho thấy sự khác biệt giữa chếđộ dao động mực nước ở hai bờ phía tây và đông biển. Ở bờ tây của biển do phần thềm lục địa nước nông phát triển cộng với sự có mặt của các vịnh nên biên độ dao động mực nước lớn. Còn ở bờ đông của biển nơi các đường đẳng sâu lớn áp sát bờ hơn, độ dâng hay rút mực nước chỉđạt trị số nhỏ. Thí dụ, trong trường gió mùa đông bắc, trong khi ở bờ tây dâng mực nước đạt tới 50 mm thì ở bờđông đường đẳng độ cao mực nước 0 mm áp sát bờ Philippin và Calimantan. Chỉở dải sát bờ mới quan sát thấy độ rút nước cỡ 10 mm.
Những đường cong biến trình năm của mực nước ở những trạm khác nhau dọc theo các bờ biển có dẫn trong các công trình [26, 42, 44] cũng đã khẳng định điều này. Còn trong miền trung tâm của biển Đông dao động mực nước có trị số không đáng kể. Nhân đây, có thể nhận xét rằng, có lẽ chính vì lý do này mà các tác giả của công trình [26] trong khi ngoại suy biên độ dao động mùa và biên độ của các sóng năm của thủy triều đã mắc sai lầm, để cho các đường đẳng biên độ lớn nằm ở giữa biển.
) (Sa
7. Những tính toán trên đây chỉ mới là những thử nghiệm bước đầu nhằm tái lập trường mực nước theo trường gió trên biển, nhưng đã cho phép chúng ta thấy được những nét chung trong phân bố trường mực nước trong các kiểu gió khác nhau, rút ra kết luận về tầm quan trọng của cấu trúc trường gió ảnh hưởng tới đặc điểm dâng mực nước trong những miền khác nhau của biển và sự khác nhau rõ rệt về biên độ dao động giữa bờ tây và bờđông của biển.
8. Một trong những nhược điểm chính của những tính toán này là chúng tôi chưa có điều kiện khảo sát cảảnh hưởng của trường áp suất khí quyển. Trong tương lai cần hoàn thiện hơn nữa sơđồ lưới tính. Có thể mở rộng những đường biên lỏng và làm lưới tính với bước nhỏ hơn nữa. Đồng thời thử nghiệm tính với những trường gió trung bình tháng hoặc các trường gió điển hình của các kiểu thời tiết.
KẾT LUẬN
1. Lần đầu tiên những đặc điểm của dao động tự do của thủy vực biển Đông với phân bố độ sâu và hình dạng đường bờ phức tạp đã được khảo sát chi tiết bằng mô hình số. Kết quả phân tích phổ dao động tự do cho thấy thủy vực này có khả năng phản ứng cộng hưởng với một dải rộng các tần số của những nhiễu động ngoại lực từ những chu kỳ cỡ vài ngày đến vài giờ.
2. Sự trùng hợp của một số chu kỳ cộng hưởng của biển với những chu kỳ dao động của các sóng thủy triều cưỡng bức và tính phân hóa trong đặc điểm dao động tự do ở các vùng khác nhau của biển đã cho phép giải thích khá thỏa đáng những đặc điểm độc đáo nhất trong chếđộ dao động thủy triều ở biển Đông bằng cơ chế cộng hưởng.
Đó là sự ngự trị của thủy triều toàn nhật trên hầu khắp vùng khơi và các vịnh lớn, sự cường hóa khá mạnh của thủy triều toàn nhật trong các vịnh, sự tồn tại của một số vùng biên độ triều rất nhỏ với tính chất bán nhật đều xen lẫn trong vùng nhật triều mạnh, sự biến đổi tương quan biên độ của các sóng thành phần của thủy triều trên đường truyền sóng từ đại dương vào biển theo hướng trục chính của nó, sự phân hóa tính chất triều khá phức tạp trong không gian biển nói chung và ở các cịnh nói riêng.
3. Những đặc trưng phổ của mực nước thực đo tính được đã góp thêm vào việc tìm hiểu phân hóa cấu trúc các dao động mực nước ở những vùng khác nhau của biển. Một lần nữa khẳng định rằng ở những vùng biển nông, thềm lục địa đặc điểm địa hình đáy và đường bờđã tạo điều kiện thuận lợi cho các sóng nước nông phát triển. Mặt khác cũng thấy rằng vùng trực tiếp tiếp giáp với biển khơi là nơi chịu ảnh hưởng nhiều hơn của các quá trình thời tiết và gió mùa trên biển so với các quá trình nước nông.
Sự phát triển phong phú của các dao động với chu kỳ là bội của các dao động thủy triều đòi hỏi phải áp dụng những phương pháp phân tích điều hòa chi tiết để nâng cao chất lượng dự báo mực nước và những tính toán ứng dụng. sơđồ phân tích điều hòa ởđây có thểđáp ứng yêu cầu đó.
4. Ởđiều kiện biển Đông, trường gió đóng vai trò quan trọng trong dao động mực nước biển. Do ảnh hưởng của các hệ thống luân phiên gió mùa đông bắc và tây nam và sự khác nhau trong phân bốđộ sâu, độ dốc đáy và hình dạng đường bờ, vùng bờ phía tây và tây bắc biển có biên độ dao động mùa mạnh hơn nhiều so với vùng bờđông và đông nam đối diện.
Dao động của mực nước trong các vịnh của biển Đông do gió gây nên phụ thuộc cả vào phông gió chung trên biển khơi lẫn tính không đồng nhất của trường gió trong bản thân các vịnh. Do đó phương pháp mô hình sốđể tính toán dao động mực nước trong gió có nhiều triển vọng hơn, vì nó cho phép thâu tóm được đầy đủ những đặc điểm của trường gió và điều kiện địa hình cụ thể của biển.
áp dụng những phương pháp tương đối hoàn thiện, hoàn toàn có thể sử dụng trong thực tiễn dự báo mực nước và các tính toán ứng dụng khác cũng nhưđể tham khảo trong nghiên cứu nói chung.
Do tính phong phú của hiện tượng dao động mực nước ở điều kiện thiên nhiên biển Đông, sau này có thể phát triển nghiên cứu tiếp theo các hướng đã hình thành.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Cư, Nguyễn Thảo Hương: Về một mô hình số trị thủy động tính toán và dự báo nước dâng trong cơn bão ở vùng ven bờ biển và cửa sông. Tạp chí các khoa học trái đất, số 5, 1983 2. Lê Trọng Đào, Trương Văn Bốn: Tính toán nước dâng do bão bằng mô hình số trị thủy động. Tóm
tắt báo cáo khoa học Hội nghị KHTQ về biển lần III, Hà Nội, 1991
3. Trương Đình Hiển, Phan Phùng, Nguyễn Văn Lục: Một vài kết quả thực nghiệm nghiên cứu dòng chảy trong vịnh Bình Cang – Nha Trang. Tuyển tập nghiên cứu biển, tập 1, phần 2, Viện KHVN, 1979
4. Vũ Như Hoán: Phương pháp thống kê dự báo nước dâng và mực nước ven biển miền bắc Việt Nam khi bão tới. Luận án PTS, Hà Nội, 1988 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. Phạm Văn Huấn: Dao động tự do ở biển Đông. Tạp chí các khoa học trái đất, số 4, 1991
6. Phạm Văn Huấn: Phổ dao động mực nước ở biển Đông. Thông báo khoa học của các trường đại học, số 2, 1992
7. Phạm Văn Huấn: Ước lượng hệ số ma sát trong chuyển động triều ở nước nông và cửa sông. Tạp chí các khoa học trái đất, số 3, 1992
8. Phạm Văn Huấn: Dao động tự do và sự cộng hưởng trong dao động mực nước của biển Đông. Công trình Hội nghị khoa học biển toàn quốc lần thứ ba, 11-1991
9. Nguyễn Bích Hùng: Phân tích điều hòa dao động thủy triều vùng cửa sông và đồng bằng sông Cửu Long. Trong “Động lực triều vùng đồng bằng sông Cửu Long”, Tổng cục KTTV xuất bản, 1983 10. Phạm Văn Ninh (và các cộng tác viên): Mô hình số trị tính toán nước dâng do bão ở ven biển Việt
Nam. Báo cáo khoa học của đề tài cấp nhà nước, Hà Nội, 1984
11. Phạm Văn Ninh, Đỗ Ngọc Quỳnh: Chếđộ nước dâng do bão ở Việt Nam. Tóm tắt báo cáo khoa học Hội nghị KHTQ về biển lần III, Hà Nội, 1991
12. Phan Phùng: Thủy triều trong vịnh Bắc Việt và vịnh Thái Lan. Luận án tiến sĩ đệ tam cấp, Sài Gòn, 1974
13. Đỗ Ngọc Quỳnh, Phạm Văn Ninh, Nguyễn Việt Liên, Đinh Văn Mạnh: Về mô hình số trị bài toán thủy triều trong vùng biển nông. Tóm tắt báo cáo khoa học Hội nghị KHTQ về biển lần III, Hà Nội, 1991
14. Nguyễn Ngọc Thụy: Nước dâng do gió mùa và bão ở Việt Nam. Tập công trình số 1 của Trung tâm Khí tượng Thủy văn biển, Nxb KHKT, Hà Nội, 1988
15. Nguyễn Ngọc Thụy: Thủy triều vùng biển Việt Nam. Nxb KHKT, Hà Nội, 1984
16. Nguyễn Ngọc Thụy: Về xu thế nước biển dâng ở Việt Nam. Tạp chí Biển của Hội khoa học kỹ thuật biển, số 1, 1993
17. Nguyễn Thuyết: Phổ dao động mực nước vùng đồng bằng sông Cửu Long. Trong “Động lực triều vùng đồng bằng sông Cửu Long”. Tổng cục KTTV xuất bản, Hà Nội, 1993
19. Nguyễn Văn Viết: Đặc điểm khí hậu vùng biển Việt Nam. BTL Hải quân xuất bản, 1984 21. Алексеев Г. В. Копределениюзависимостиколебанияуровнияморяответра. Океанология, Вып. 7, No1, 1967 21. Алексеев Г. В. Физико-статистические исследования непериодических колебаний уровния Арктическихморей. Канд. дисс., ААНИИ, Л., 1969 22. Алексеев Г. В. Обэффективности сглаживанияи влияниедискретности рядовуровенных наблюденийприизучениисоставляющихколебанияуровнияморя. Тр. ААНИИ, T. 291, 1970 23. Беляев М. М., Рожков В. А., Трапезников Ю. А. Вероятностнаямодельколебания уровния моря. В кн. Вероятностный анализ и моделирования океанологических процессов. Гидрометеоиздат., Л., 1984 24. Богданов К. Т. ПриливыАвстрало-Азиатскихморей. Тр. ИО АН СССР, Т. LXVI, 1963 25. Буй Хонг Лонг. ИсследованиеприливныхявленийзаливаБакбо. Канд. дисс., ЛГМИ, Л., 1987 26. Галеркин Л. И., Шагин В. А., Нефедьев В. П. Сезонные колебания уровния Австрало- Азиатскихморей. Тр. ГОИН СССР, 1962 27. Герман В. Х., Левиков С. П. Вероятностный анализ и моделирование колебаний уровния моряГидрометеоиздат., Л., 1988 28. Герман В. Х., Савельев А. В. Расчет штормовых нагонов в Охотском море методом спектральнойрегрессии. Океанология, Т. 26, Вып. 3, 1986 29. Готлив Ю. В., Каган Б.А. РезоннансныепериодыМировогоокеана. Докл. АН СССР, -252, N 3, 1980 30. Данг Конг Минь. Распространениеприливныхволн иприливногоколебанияуровнияЮжно- Китайскогоморя. Океанология, Вып. 3, 1975 31. Демиров Е. К. Численное решение задачи о собственных колебаниях Черного моря. Океанология, Вып. 27, N 5, 1987 32. Дитрих Г., Калле К. Общеемореведение. Гимиз., Л., 1961 33. До Нгок Куйнь. Характер штормовыхнагоноввЮжно-Китайскомморе (по результатам численногомоделирования). Канд. дисс., ЛГМИ, Л., 1982 34. Казакевич Д. И. Основытеориислучайнныхфункцийиееприменениевгидрометеорологии. Гидрометеоиздат., Л., 1971 35. Коняев К. В. Спектральный анализслучайнныхокеанскихполей. Гидрометеоиздат., Л., 1981 36. ЛабзовскийН. А. Непериодическиеколебанияуровнияморя. Гидрометеоиздат., Л., 1971 37. Левиков С. П., Музырев С. В. О влиянии метеорологических возмущений на спектр колебаниявсиноптическомдиапазонечастотТр. ГОИН, Вып. 126, 1975 38. Лэ Фыок Чинь. Гидрологические условия южного континентального шельфа Вьетнама. Докт. дисс., ЛГМИ, Л., 1987 39. Марчук Г. И., Каган Б. А. Динамикаокеаническихприливов. Гидрометеоиздат., Л., 1983 40. Монин А. С., Каменковик В. М., Корт В. Г. Изменчивость Мирового океана. Гидрометео- издат., Л., 1984 41. Нгуен Нгок Тви. Особенности формирования приливныхявленийЮжно-Китайскогоморя. Океанология, Вып. 2, 1969 42. Нгуен Нгок Тви. Сезонные колебания уровния Южно-Китайского моря и механизм их возникновения. Океанология, T. X, Вып. 4, 1970 43. Нгуен Нгок Тви. ПриливыиколебанияуровнияЮжно-Китайскогоморя. Канд. дисс., МГУ, М., 1968
44. Нгуен Нгок Тви. Приливыи штормовые нагоны вЮжно-Китайскомморе и вустьяхрек. Докт. дисс., МГУ, М., 1968 45. Нгуен Тхо Шао. Моделирование приливных явлений и баланс приливной энергии Южно- Китайскогоморя. Канд. дисс., ЛГМИ, Л., 1988 46. Некрасов А. В. Баланс приливной энергиив Южно-Китайскомморе. В сб. Гидрофические поля океана. Владисток, 1976 47. Некрасов А. В. Связь волнового потока приливной энергии с рисунком приливной карты. Межведом. сб. Исследование и освоение Мирового океана. Вып. 65, 1978 48. Океанологическаяэнциклопедия. Гидрометеоиздат., Л., 1974 49. Педлоски Дж.Геофизическаягидродинамика. ‘Мир’, Ч. 1, 2, М., 1984 50. Пересыпкин В. И., Аналистические методы учета колебаний уровния воды. Гидрометео- издат., Л., 1982 51. Полукаров Г. В. Итегрированиеуравненийприливов. Тр. ГОИН, Вып. 57, Гидрометеоиздат., 1961 52. Поляков И. В. Механизм формирования сгоно-нагонных колебаний уровния Арктических морей. Канд. дисс., ААНИИ, Л., 1984