Các dòng chảy biên bờ đông vu noớc trồi ven bờ
1.7.3.Các biển kề cận Thái Bình Dơng
Thái Bình Dơng có một số lợng lớn các biển khổng lồ trong đó có các biển hở vẫn đợc xem l một phần chính của đại dơng nh các biển Philipin, San Hô v Tasman. Bên cạnh đó, mặc dầu các biển kề cận Thái Bình Dơng không có một vai trò quyết định đối với chế độ thủy văn của đại dơng nhng chúng lại chiếm một phần đáng kể diện dích nên cần đợc xem xét trớc khi đi vo nghiên
cứu hải dơng học Biển Đông.
Đại bộ phận các biển kề cận nằm ở phần phía tây của Thái Bình Dơng. Đối với hệ thống hon lu chung của đại dơng, các biển nằm giữa Châu á v Châu úc có một vai trò rất lớn v thờng đợc nghiên cứu nh một hệ thống biển giữa lục địa. Thông qua hệ thống biển ny quá trình trao đổi nớc giữa Thái Bình Dơng v ấn Độ Dơng luôn gây ảnh hởng đáng kể lên chế độ thủy văn của cả hai đại dơng cũng nh khí hậu ton cầu.
Trong số các biển kề cận Thái Bình Dơng, các biển Nhật Bản, San Hô v Tasman l biển sâu không có thềm lục địa đáng kể. Các biển Bering, Okhotsk v Biển Đông (Hoa Nam, Nam Trung Hoa) cũng l biển sâu nhng kèm theo những dải thềm lục địa khá rộng. Hai biển Hoa Đông (Đông Trung Hoa) v Hong Hải đều l biển nông tạo nên một phần của thềm lục địa châu á. Những biển còn lại chủ yếu nằm trong nhóm biển giữa lục địa á-úc thờng đợc gọi l biển Indonesia. Trong phần ny chúng ta sẽ xem xét một số đặc trng cơ bản của các biển nêu trên, ngoại trừ Biển Đông sẽ đợc đề cập kỹ trong các chơng sau.
a. Các biển Bering vu Okhotsk
Cả hai biển ny đều nằm ở giới hạn phía bắc của Thái Bình Dơng với chế độ khí tợng thủy văn mang tính chất cận cực. Hai biển ny đều bị lục địa bao quanh từ 3 phía v nối với các thủy vực đại dơng chính thông qua các vòng cung đảo với nhiều eo biển sâu cho phép nớc sâu Thái Bình Dơng xâm nhập vo phía trong.
Một đặc trng khác của hai biển ny l chúng hầu nh đợc chia đều thnh hai phần gồm các thủy vực sâu v thềm lục địa hay địa hình bị nâng cao. Biển Bering nằm giữa hai bờ Siberia v Alaska trong dạng hình nón với bán kính khoảng 1500km. Biên giới ngoi bao gồm bán đảo Alaska v quần đảo Aleut. Diện tích của biển Bering vo khoảng 2,3 106 km2 v thể tích nớc khoảng 3,7 106 km3.
Bức tranh hon lu trong biển Bering vẫn cha hon ton đợc xác định nên mỗi tác giả đa ra một loại bản đồ khác nhau. Tuy nhiên các tác giả đều thống nhất rằng trên khu vực quần đảo Aleut từ đông 171˚E đến 180˚E nơi có độ sâu nhỏ hơn 1000m, mặc dầu dòng triều giữa các đảo thờng rất mạnh, trung bình 1,5 m/s thậm chí đến 4 m/s nhng trao đổi nớc tổng cộng qua đây lại không đáng kể. Trao đổi nớc với Thái Bình Dơng chủ yếu xẩy ra trong khoảng từ 168˚E đến 172˚E nơi độ sâu lớn hơn 1500m. Nớc đi vo eo biển ny hình thnh nên xoáy thuận hon lu ở phần sâu của biển (hình 1.47).
Hình 1.47. Sơ đồ các dòng chảy mặt trên biển Bering. Vùng có độ sâu trên 3000m đợc tô đậm.
Dòng chảy dọc sờn lục đại chia cắt xoáy trung tâm biển Bering với dòng trên thềm lục địa tồn tại trong dạng dòng chảy biên bờ đông đại dơng. Dòng chảy Đông Camchatka mang một lợng nớc đi ra gần bằng lợng nớc đi vo biển.
Cấu trúc khối nớc trong biển Bering bị chi phối bởi bình lu nớc từ Thái Bình Dơng v quá trình biến tính các đặc trng nớc trên vùng thềm lục địa. Có thể nhận thấy sự hiện diện của ba khối nớc chính. Khối nớc nằm trên lớp cực tiểu độ muối (khoảng 100m) l khối nớc mặt từ khu vực phía nam quần đảo Aleut đi vo theo dòng chảy Alaskan. Do khối nớc Trung gian Thái Bình Dơng hình thnh ở phía nam dòng Alaskan không đi vo đợc biển Bering, khối nớc Tầng sâu Thái Bình Dơng chiếm phần lớn thể tích biển sẽ xáo trộng với khối nớc cực tiểu nhiệt độ. Khối nớc ny hình thnh trên thềm lục địa vo mùa đông do đối lu v băng. Độ muối của nớc thềm lục địa chỉ vo khoảng 33,00%o trong suốt năm.
Khối nớc ny chìm xuống đến độ sâu 100-200m v bị hon lu chung cuốn hút vo phần biển sâu phía tây v có thể theo dòng Camchatka đi ra Thái Bình Dơng.
Hình 1.48. Nhiệt độ T (°C), độ muối S v oxy O2 (ml/l) phụ thuộc vo độ sâu trên khu vực trung tâm xoáy phía tây biển Bering (57°N, 167°E).
Biển Okhotsk bị giới hạn bởi bờ Siberia ở hai phía bắc v tây, bán đảo Camchatka ở phía đông v quần đảo Kurile về phía nam v đông-nam. Biển Okhotsk đợc chia thnh hai phần theo đờng đẳng độ sâu 1000m kéo di từ nam bán đảo Camchatka đi về hớng tây-bắc. Về phía đông bắc của đờng ny độ sâu biển chủ yếu nhỏ hơn 500m.
Có khá nhiều eo biển sâu nối biển Okhotsk với Thái Bình Dơng, trong đó eo Boussole gần 46,5˚N với 43% tổng tiết diện trao đổi nớc. Bên cạnh đó biển Okhotsk còn trao đổi nớc với biển Nhật Bản thông qua hai eo biển ở phía nam.
Điều kiện khí tợng trên biển Okhotsk cũng tơng tự nh trên biển Bering với 6-7 tháng có băng phủ trên mặt biển. Biển Okhotsk cũng chịu tác động của điều kiện gió mùa, đặc trng hết sức quan trọng đối với các biển kề cận phía nam. Việc kết hợp điều kiện gió mùa ở phần nam v điều kiện cực đới ở phần bắc, trong mùa đông có gió bắc v đông bắc rất mạnh tạo nên sóng biển có độ cao rất lớn nhiều khi vợt quá 10m. Trong mùa hè gió đông nam nhìn chung rất yếu nên điều kiện lặng gió đạt trên 30%. Cả hai trờng gió ny đều hỗ trợ hon lu xoáy thuận của nớc trong lớp mặt (hình 1.49).
Hình 1.49. Sơ đồ dòng chảy mặt v một số đặc điểm thuỷ văn chính của biển Okhotsk. Vùng có độ sâu lớn hơn 6000m đợc tô đậm, Ho: Hokkaido, SWC: Dòng chảy ấm Soya .
Một đặc điểm quan trọng của hon lu trong biển Okhotsk đó l dòng chảy ấm Syoa l phần tiếp nối của dòng Tsushima từ biển Nhật Bản đi vo từ phía nam biển.
Cấu trúc thủy văn của biển Okhotsk cũng có những điểm tơng tự nh biển Bering, bao gồm khối nớc mặt, khối nớc cực tiểu nhiệt độ ở độ sâu trên 100m. Do đặc điểm của biển, độ sâu của khối nớc ny có thể sâu hơn so với biển Bering. Các khối nớc nằm trên v dới lớp cực tiểu nhiệt độ ny đều có nguồn gốc Thái Bình Dơng.
b. Biển Nhật Bản
Biển Nhật Bản bao gồm thủy vực sâu cách biệt với đại dơng v kết nối với biển Hoa Đông ở phía nam, biển Okhotsk ở phía bắc v Thái Bình Dơng về phía đông. Tất cả các eo biển ny đều có độ sâu không vợt quá 100m. Khu vực phía bắc vỹ tuyến 40˚N độ sâu đáy vợt quá 3500m v đợc gọi l thủy vực Nhật Bản. Phía nam vỹ tuyến 40˚N bị sống cao Yamato chia thnh hai phần: phần
đông có nhiều nơi sâu hơn 2500m còn phần tây lại có địa hình phức tạp với độ sâu từ 1000 đến 2500m.
Hình 1.50. Điều kiện thuỷ văn trên ặmt biển Nhật Bản. (a) Nhiệt độ (°C) trong tháng II, (b) Nhiệt độ (°C) trong tháng VIII, (c) độ muối trung bình năm.
Tác động của dòng chảy biên bờ tây đã lm cho biển Nhật Bản có đặc điểm thủy văn khác biệt so với các biển giữa lực địa. Dễ dng nhận thấy các front giữa phần Trung Triều Tiên với eo Tsugaru (hình 1.50). Biển Nhật Bản l nơi gặp nhau của dòng chảy ấm từ phía nam v dòng chảy lạnh từ phía bắc; việc phân tách thnh phần ấm phía Nhật Bản v phần lạnh phía Siberia v Triều Tiên cho thấy front cực đới không kết thúc ở phía bờ đông Nhật Bản m còn tiếp tục đi biến đổi về phía đại lục châu á.
Trên hình 1.51 dẫn ra sơ đồ hon lu v đặc điểm thuỷ văn biển Nhật Bản. Khối nớc ấm đi vo biển đợc dòng chảy Tsushima-một nhánh của dòng Kuroshio đa vo qua eo Triều Tiên. Dòng chảy biên bờ tây đã đẩy vị trí front cực về phía bắc hơn so với vị trị trên Thái Bình Dơng. Khối nớc ấm cận nhiệt đới có thể đi vo Thái Bình Dơng thông qua dòng chảy ấm Tsugaru, dòng ny gặp dòng Oyashio ở vị trí 42˚N. Ngoi ra ở phần phía bắc dòng chảy ấm Soya tiếp tục vợt qua biển Okhotsk.
Khối nớc lạnh đi vo biển Nhật Bản từ biển Okhotsk theo dòng chảy Liman v tiếp tục lan truyền dọc bờ tây biển với dòng Lạnh Bắc Triều Tiên trớc khi đến phía bắc front cực.
Biến động mùa của dòng Tsushima gắn liền với biến động mùa đáng kể của điều kiện thuỷ văn biển. Độ muối nớc tầng mặt tại eo Triều Tiên có giá trị gần với biển khơi vo mùa đông dao động trong khoảng 35,00%o. Giá trị ny giảm đáng kể đến dới 32,50%o trong mùa hè khi dòng Tsushima mang một khối lợng nớc nhạt hơn từ Hong Hải, nhiệt độ nớc mặt biển tăng lên từ 14-16˚C từ mùa đông sang mùa hè.
Hình 1.51. Sơ đồ dòng chảy trên biển Nhật Bản. EKWC: Dòng chảy ấm Đông Triều Tiên, PF: Front cực đới, SWC: Dòng chảy ấm Soya , TC: Dòng Tsushima, TWC: Dòng chảy ấm Tsugaru.
Phía dới lớp nớc mặt l khối nớc Trung phần biển Nhật Bản chiếm lĩnh độ sâu từ 25 đến 200m với nhiệt độ giảm nhanh từ 17˚C xuống đến 2˚C. Phần ấm của khối nớc ny đợc mang vo biển từ dòng Kuroshio, phần lạnh của khối nớc l kết quả nớc chìm tại front cực v thềm lục địa phía bắc; nồng độ Ô xy ho tan cao khoảng 8 ml/l tại độ sâu 200m cho thấy khối nớc ny có mối liên kết với không khí trên mặt biển.
Nớc tầng sâu biển Nhật Bản chiếm phần biển sâu hơn 200m (80% thể tích biển Nhật Bản) với các đặc trng thuỷ văn tơng đối đồng nhất (nhiệt độ 0-1˚C, độ muối 34,10%o). Khối nớc ny đợc hình thnh do đối lu trong mùa đông trên vùng biển phía bắc vĩ tuyến 43˚N v trong khu vực 41-42˚N, 132˚E-134˚E).
Hình 1.52. Biến động mùa của điều kiện thuỷ văn eo Triều Tiên. (a) Nhiệt độ (°C), (b) độ muối.Theo Inue et al. (1985) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
c. Biển Hoa Đông vu Houng Hải
Về phía nam eo Tsushima l một vùng thềm lục địa rộng lớn kết nối Trung Hoa đại lục với Đi Loan, ton bộ khu vực ny nằm trong giới hạn của các biển Hoa Đông v Hong Hải. Hai biển ny có mối liên kết chặt chẽ với nhau v phân biệt chủ yếu theo truyền thống. Biển Hoa Đông giới hạn về phía đông bởi các quần đảo Ryukyu va Nansei, còn Hong Hải nằm giữa Trung Quốc v Triều Tiên.
Phần biển tơng đối kín của Hong Hải nằm giữa các bán đảo Shandong v Liaodong đợc gọi l vịnh Bo Hai. Ngoại trừ rãnh sâu Okinawa về phía tây đảo Ryukyu có độ sâu đến 2700m, phần lớn biển Hoa Đông v Hong Hải l thềm lục địa.
Các nhân tố chủ yếu quyết định chế độ thuỷ văn v động lực các biển ny l dòng chảy Kuroshio ở phía đông v gió mùa. Bình lu nhiệt v muối từ dòng Kuroshio qua dòng chảy ấm Hong Hải (hình 1.53) đã lm cho nhiệt độ nớc khu vực trung tâm Hong Hải có giá trị cao hơn so với vùng nớc ven bờ (hình 1.54). Do dòng chảy yếu v giảm nhanh theo độ sâu nên nhiệt độ nớc ở tầng sâu hơn 50m thờng có giá trị nhỏ hơn 10˚C suốt cả mùa hè.
Hình 1.53. Hon lu trên biển Hoa Đông v Hong Hải. (a) trong gió mùa mùa đông, (b) trong gió mùa mùa hè. TC: Dòng chảy Tsushima , Ky: Kyushu, NI: Đảo Nansei, Ok: Okinawa, RI: Đảo Ryukyu, YR:
sông Dơng Tử. Vùng tô đậm trên (b) chỉ vị trí khối nớc lạnh đáy Hong hải.
Hình 1.54 Nhiệt độ nớc mặt biển (°C) tại biển Hoa Đông v Hong Hải. (a) Trong gió mùa mùa đông, (b) trong gió mùa mùa hè.
Dòng chảy ven bờ Trung Quốc mang nớc có độ muối thấp từ phía Hong Hải đi về phía nam v dòng chảy dọc bờ tây Triều Tiên cũng mang khối nớc ny về phía Thái Bình Dơng v biển Nhật Bản. Dòng chảy ấm Đi Loan bao gồm một nhánh của Kuroshio v một phần dòng xuất phát từ Biển Đông qua eo Đi Loan.
Hệ thống dòng chảy ny tồn tại quanh năm, trong đó ranh giới giữa hai dòng chảy bắc v nam tạo nên một đới front khá ổn định.
Trên quy mô lớn, các biển Hoa Đông v Hong Hải có thể đợc xem nh một máy điều ho khi nớc từ hon lu đại dơng lan truyền trên một diện tích rất rộng của biển nớc nông chịu tác động trực tiếp của quá trình tơng tác biển- khí quyển lại quy trở về đại dơng. Các biển ny cũng cung cấp một khối lợng nớc nhạt đáng kể cho môi trờng đại dơng.
d. Các biển Indonesia
Các biển nằm giữa lục địa châu á v châu úc, ngoi Biển Đông v biển Sulu, đều gắn liền với lãnh thổ của quốc đảo Indonesia, bao gồm (hình 1.55): Sulawesi (Celebes), Maluku, Java, Flores, Banda v Timor. Trong số các biển ny có hai biển Java v Timor l biển nông, còn biển Sulu cũng trao đổi với các biển còn lại chủ yếu qua lớp nớc có độ sâu không lớn. Biển Timor có thể đợc xem l một biển thuộc ấn Độ Dơng. Phía bắc của biển Timor có hnh lang Timor l một rãnh sâu tới 1800m nối các biển Indonesia với ấn Độ Dơng. Cùng với hnh lang Timor, các biển Indonesia còn nối liền với ấn Độ Dơng thông qua hai eo biển sâu khác đó l Ombai v Lombok nằm trên vòng cung đảo Sunda.
Thông qua các biển Indonesia hệ thống hon lu Thái Bình Dơng đợc kết nối với hệ thống hon lu ấn Độ Dơng hình thnh nên Dòng chảy xuyên Indonesia (ITF) có một vai trò hết sức quan trọng đối với quá trình hình thnh v biến động của chế độ thủy văn v khí hậu của hai đại dơng ny đặc biệt đối với ấn Độ Dơng.
Trên hình 1.55 dẫn ra vị trí v hớng của các dòng chảy chính nằm trong hệ thống Dòng chảy xuyên Indonesia cũng nh các khối nớc tham gia vo quá trình trao đổi nớc giữa hai đại dơng. Nh đã trình by ở trên, các khối nớc mặt độ muối thấp trao đổi với Biển Đông v biển Sulu thông qua các dòng chảy bị chi phối bởi chế độ gió mùa. Các khối nớc Thái Bình Dơng vợt qua các biển Indonesia v đi vo ấn Độ Dơng theo các dòng chảy tách ra từ hai xoáy hon lu cơ bản phía tây Thái Bình Dơng: xoáy Mindnao ở Bắc Bán Cầu v Halmahera ở Nam Bán Cầu. Dòng có lu lợng lớn nhất khoảng 8-9 Sv đi qua biển Sulawesi, eo Makassar v biển Flores có độ sâu lớn l nhánh cơ bản của Dòng xuyên Indonesia. Dòng ny thờng đợc gọi l dòng phía tây v do xoáy hon lu Mindanao cung cấp nớc.
Hình 1.55. Hệ thống dòng chảy trên các biển Indonesia tại các tầng sâu khác nhau.
Nhánh phía đông Halmahera có lu lợng vo khoảng 1 Sv có nguồn gốc từ dòng chảy Nam Xích đạo.
Về phía nam vòng cung đảo Sunda, bên cạnh biển Timor l phần thềm lục địa rộng lớn bắc châu úc với biển Arafura v vịnh Carpentaria ở phía đông.
Biển Arafura phần phía nam New Ginea l một vùng thềm lục địa rộng lớn với độ sâu vo khoảng 50-80m.
Các dòng chảy trên vùng biển Timor v Arafura bị chi phối bởi gió v Dòng xuyên Indonesia. Nình chung chúng khá ổn định theo hớng tây dọc theo bờ nam của vòng cung đảo Sunda. Đi về phía nam gần bờ châu úc dòng chảy thềm lục địa có sự biến động lớn. Đây l vùng giáp giới giữa các hệ thống gió mùa v tín phong, tính chất biến động của gió đợc phản ảnh qua sự biến động của hon lu biển.
Nh đã trình by ở phần trên, các đặc trng thủy văn của vùng biển bị chi phối bởi các quá trình khác nhau trong lớp nớc trên v lớp nớc đáy của các biển v đại dơng kề cận. Trên hình 1.56 dẫn ra các bản đồ độ muối của nớc mặt biển v của lớp nớc trong tầng nêm nhiệt mùa v nêm nhiệt cố định kèm