2.2.4. Phƣơng pháp thành lập bản đồ phân bố trƣờng nhiệt bề m t nƣớc biển
Trên cở sở các kết quả số liệu của các đặc trưng nhiệt độ bề mặt biển, các file SST trung nh theo mùa được export sang ARCVIEW để chia khoảng nhiệt độ thích hợp ở dạng raster và sau đó vecto hóa bằng phần mềm MAPINFO để biên tập thành bản đồ nhiệt độ mặt nước biển cho từng mùa gió. Bản đồ kết quả được thể hiện thành các đường đẳng nhiệt với khoảng cao đều là 0,20C. Nắn chỉnh hình học và số hoá các lớp bản đồ trên hệ luới chiếu WGS – 84.
Đối với các bản đồ biến đổi nhiệt độ, thang màu đ hoặc vàng đậm ứng với mức tăng càng lớn, thang màu xanh càng đậm ứng với mức giảm càng lớn và ngược lại. Trên bản đồ phân bố trường nhiệt bề mặt nước biển cần được thể hiện tiêu đề, chú giải, ký hiệu chuẩn và thông tin các tác giả.
CHƢƠNG 3
XU THẾ BIẾN ĐỘNG TRƢỜNG NHIỆT ĐỘ MẶT BIỂN VÀ PHÂN BỐ TIỀM NĂNG THỦY - HẢI SẢN VÙNG BIỂN TÂY NAM VIỆT NAM 3.1. Xu thế biến động trƣờng nhiệt độ m t biển vùng biển Tây Nam Việt Nam
3.1.1. Sự chênh lệch nền nhiệt gi a mùa gió Đông bắc và mùa gió Tây nam
Trên cở sở các kết quả số liệu đặc trưng của nhiệt độ bề mặt biển, các file SST trung nh theo mùa được export sang ARCVIEW để chia khoảng nhiệt độ thích hợp ở dạng raster và sau đó vector hóa ằng phần mềm MAPINFO để biên tập thành bản đồ nhiệt độ mặt nước biển cho từng mùa gió. Để xây dựng bản đồ biến thiên nhiệt độ bề mặt biển khu vực nghiên cứu giữa hai mùa gió Đông bắc và T y nam, trước tiên các bản đồ nhiệt độ nước trung bình cho từng mùa gió được tính toán xây dựng theo công thức (1) dựa trên chuỗi dữ liệu 15 năm trong giai đoạn 2002 - 2017. Các bản đồ kết quả về nền nhiệt độ trung nh theo mùa gió được thể hiện thành các đường đẳng nhiệt với khoảng cao đều là 0,20C (hình 3.1 và hình 3.2).
a. Nhiệt độ trung bình bề mặt nước biển mùa gió Đông bắc (giai đoạn 2002-2017)
Hình 3.1. Bản đồ nhiệt độ bề m t biển trung ình mùa gió Đông bắc nhiều năm (giai đoạn từ năm 2002 đến 2017)
Kết quả (Hình 3.1) cho thấy:
Trên Biển Đông luôn tồn tại một lưỡi nước lạnh có cường độ mạnh đi qua eo Luzon, Đài Loan theo phía t y Biển Đông tới tận thềm lục địa Sunda và ảnh hưởng đến quy luật phân bố nhiệt ở vùng nghiên cứu, khiến cho nền nhiệt tại khu vực này bị ảnh hưởng đáng kể, cụ thể:
- Tại khu vực phía tây và tây bắc nhiệt độ tư ng đối ổn định và đồng nhất, nền nhiệt dao động từ 28,20C – 28,40C. Nguyên nhân là do khu vực này nằm sâu trong vịnh Thái Lan, ít bị ảnh hưởng bởi gió mùa Đông ắc và dòng nước lạnh từ biển Đông chảy vào, bề mặt biển ít bị xáo trộn, do đó sự thay đổi về nhiệt độ gần như không thay đổi trong mùa này.
- Khu vực phía nam mũi Cà Mau có nhiệt độ thấp nhất là 26,40C (chênh lệch cao h n 20C so với khu vực trung tâm của vịnh Thái Lan). Do khu vực này nằm trọn trong vùng ảnh hưởng của lưỡi nước lạnh từ biển Đông đi vào và ảnh hưởng bởi cường độ gió mùa Đông bắc làm nền nhiệt bề mặt giảm mạnh.
- Nhiệt độ khu vực ven bờ Cà Mau - Kiên Giang thấp, dao động từ 27 – 27,80C và tăng dần từ bờ ra kh i. Do vùng ven ờ từ Cà Mau đến Kiên Giang bị ảnh hưởng yếu bởi lưỡi nước lạnh từ biển Đông chảy vào lên đến tận Kiên Lư ng, nên nền nhiệt ở đ y cao h n phía nam mũi Cà Mau (từ 0,4 – 1,40
C) và thấp h n khu vực trung tâm (từ 0,6 – 1,20C) n i có nền nhiệt độ bề mặt biển ổn định và ít biến đổi.
- Khu vực đảo Phú Quốc và Thổ Chu nền nhiệt dao động trong khoảng 280C – 28,40C. Tại đ y, nhiệt độ khá ổn định và ít thay đổi do không bị ảnh hưởng bởi lưỡi nước lạnh từ biển Đông và gió mùa đông ắc.
Nhìn chung nhiệt độ mặt nước biển trong mùa gió Đông bắc đặc trưng cho các tháng từ tháng 12 năm trước đến tháng 2 năm sau, phân bố khá rõ theo quy luật: nhiệt độ có xu hướng tăng dần từ phía Đông nam lên phía Tây bắc, với khoảng nhiệt dao động từ 26,40C – 28,40C và tăng dần đều từ bờ ra kh i, ổn định ở khu vực trung tâm (phía tây và tây bắc của vùng).
b. Nhiệt độ trung bình bề mặt nước biển mùa gió Tây nam (giai đoạn 2002-2017)
Khác với mùa gió Đông ắc, mùa gió Tây nam khu vực nghiên cứu không bị ảnh hưởng bởi lưỡi nước lạnh có cường độ mạnh đi qua eo Luzon, Đài Loan theo phía tây Biển Đông tới tận thềm lục địa Sunda.
Gió mùa T y nam đặc trưng cho các tháng từ tháng 6 đến tháng 8 trong năm và chi phối toàn bộ khu vực nghiên cứu, do đó nền nhiệt về mùa này chịu sự ảnh hưởng rõ rệt bởi gió mùa Tây nam (Hình 3.2).
Hình 3.2. Bản đồ nhiệt độ bề m t biển trung bình mùa gió Tây nam nhiều năm (giai đoạn từ năm 2002 đến 2017)
- Quy luật phân bố nhiệt độ mặt nước biển có xu hướng thay đổi theo không gian (càng xa bờ nhiệt độ càng tăng) với sự chênh lệch nhiệt độ nh (khoảng nhiệt độ dao động từ 29,40C đến 300C). Vào mùa hè, do ảnh hưởng của gió mùa Tây nam và
bức xạ Mặt trời rất lớn, chi phối tới toàn bộ khu vực nghiên cứu, khiến cho lớp nước mặt bị xáo trộn mạnh, nền nhiệt tăng cao (cao h n từ 1 – 30C so với mùa gió Đông bắc) và gần như đồng nhất (cực đại ≈ 300C).
- Tại khu vực ven bờ Cà Mau – Kiên Giang do ảnh hưởng của lưu lượng nước từ các cửa sông đổ ra nên nền nhiệt giảm h n (khoảng 29,40C).
- Khu vực trung t m và ngoài kh i vịnh Thái Lan, nhiệt độ khá đồng nhất mặc dù chịu sự ảnh hưởng của gió mùa t y nam nhưng không ị ảnh hưởng bởi nguồn nước từ lục địa đổ ra, dao động trong khoảng 29,6 – 300C.
- Nhiệt độ mặt biển khu vực xung quanh đảo Phú Quốc tư ng đư ng với khu vực ven bờ (xấp xỉ 29,4 – 29,60C).
Nhìn chung nhiệt độ mặt nước biển trong mùa gió T y nam đặc trưng cho các tháng từ tháng 6 đến tháng 8 trong năm, quy luật phân bố nhiệt độ có xu thế tăng nhẹ từ bờ ra kh i, chênh lệch nhiệt độ nh , khoảng nhiệt độ dao động từ 29,40C đến 300C. Vào mùa hè lưỡi nước lạnh xâm nhập với cường độ yếu, nên ít ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ tại đ y.
c. Biến thiên nhiệt độ bề mặt nước biển trung bình (gi a mùa gió Đông bắc và mùa gió Tây nam)
Dựa trên nền nhiệt mặt biển trung bình nhiều năm của hai mùa gió có thể nhận thấy, vào mùa gió Đông bắc nhiệt độ giao động trong khoảng 26,4 – 28,40C (Hình 3.1), trong khi đó vào mùa gió Tây nam nền nhiệt cao h n và giao động trong khoảng 29,4 – 300C (Hình 3.2). Dựa trên hai bản đồ đó, chức năng chồng ghép số học của công nghệ GIS được sử dụng để xác định biến thiên nhiệt độ giữa hai mùa gió. Kết quả nghiên cứu về sự biến thiên nhiệt độ bề mặt nước biển khu vực nghiên cứu cho thấy, chênh lệch nền nhiệt độ giữa hai mùa gió dao động trong khoảng 1 – 30C (Hình 3.3).
Hình 3.3. Bản đồ biến thiên nhiệt độ m t biển giữa 2 mùa gió (mùa gió Đông ắc và mùa gió Tây nam)
Khu vực trung tâm vịnh Thái Lan nhiệt độ tư ng đối đồng nhất, biến đổi nền nhiệt độ tư ng đối nh (từ 1-1,40C) do không bị ảnh hưởng bởi các tác động bên ngoài.
Vùng tiếp giáp với phía nam mũi Cà Mau do ảnh hưởng của lưỡi nước lạnh làm cho sự chênh lệch nền nhiệt độ bề mặt biển tại đ y tăng cao (nhiệt độ cực đại có thể lên tới 30C).
Khu vực ven bờ Cà Mau – Kiên Giang có sự chênh lệch nền nhiệt độ không nhiều, từ 1,6 – 2,40C, do ảnh hưởng của lượng nước ở các cửa sông và dòng chảy ven bờ gây ra.
Nhìn chung, sự chênh lệch nền nhiệt độ mặt biển giữa mùa gió Đông bắc và mùa gió Tây nam là hệ quả của sự khác biệt về bức xạ mặt trời.
3.1.2. Xu thế biến động trường nhiệt độ mặt biển khu vực nghiên cứu
Luận văn sử dụng chuỗi số liệu 15 năm từ 2002 đến 2017 để nghiên cứu xu thế biến động nhiệt độ bề mặt biển khu vực nghiên cứu. Để tiến hành phân tích xu thế biến động theo hai mùa gió Đông bắc và Tây nam, học viên tính giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình cho từng mùa gió trong từng năm, sử dụng công thức tính giá trị trung bình (1). Trên c sở nhiệt độ bề mặt biển trung bình cho từng mùa gió trong từng năm, sử dụng các công thức được mô tả ở phần phư ng pháp ph n tích xu thế để tính toán giá trị biến động theo năm (tức là tính hệ số góc a của đường xu thế). Phư ng pháp này được áp dụng để tính cho từng điểm lưới trong khu vực nghiên cứu. Tuy nhiên, để thấy được xu thế chính cho vùng nghiên cứu, học viên lựa chọn 3 điểm đặc trưng cho 3 vùng biển là vùng biển Rạch Giá – Phú Quốc, vùng biển Thổ Chu và vùng biển Cà Mau. Giá trị nhiệt độ trung bình mùa từng năm tại các điểm tính được thể hiện trên bảng 3.1.
Bảng 3.1. Giá trị nhiệt độ bề m t biển trung bình mùa tại các điểm tính
Mùa gió Đông bắc Mùa gió Tây nam
Ký hiệu RG-PQ TC CM RG-PQ TC CM Kinh độ 104.27 103.56 104.49 104.27 103.56 104.49 Vĩ độ 10.27 9.35 8.55 10.27 9.35 8.55 2002 28.479 28.708 27.069 29.322 29.489 29.434 2003 27.426 28.112 26.514 29.185 29.351 29.435 2004 27.64 28.238 26.457 28.661 28.859 28.86 2005 27.729 27.931 26.502 29.205 29.369 29.438 2006 27.957 28.359 26.787 28.978 29.303 29.163 2007 27.563 27.908 26.402 29.426 29.593 29.365
2008 27.402 27.746 26.465 28.937 28.943 29.01 2009 28.541 28.484 27.033 29.156 29.337 29.519 2010 27.825 28.362 26.933 30.209 30.379 30.217 2011 28.311 28.461 26.848 29.026 29.103 29.375 2012 28.608 28.671 27.253 29.086 29.246 29.227 2013 27.139 27.516 26.139 29.217 29.395 29.534 2014 27.763 28.199 26.502 29.258 29.522 29.718 2015 28.699 28.878 27.693 29.623 29.682 29.8 2016 28.292 28.495 27.235 29.996 30.142 30.061 2017 - - - 29.538 29.657 29.873
Dựa trên dữ liệu trung bình mùa từng năm của mỗi điểm tính, phư ng pháp ph n tích tư ng quan hồi quy tuyến tính được sử dụng để tiến hành phân tích xu thế biến động.
a. Xu thế biến động trường nhiệt độ bề mặt biển mùa gió Đông bắc nhiều năm
Từ quy trình thành lập trên, kết quả xây dựng bản đồ biến động nhiệt độ nước biển cho mùa gió Đông bắc với mức độ biến động được biểu diễn theo các đường contour với khoảng chia đều là 0,0050C/năm (H nh 3.4).
Hình 3.4. Bản đồ xu thế biến động trƣờng nhiệt độ bề m t biển mùa gió Đông bắc nhiều năm.
Từ các dữ liệu nhiệt độ bề mặt biển trung nh mùa và đồ thị biểu diễn xu thế biến động trong giai đoạn 2002-2017 cho thấy có hai cực trị đáng lưu ý vào năm 2013 (năm mà hiện tượng La Nina đang phát triển mạnh) và 2015 (năm đầu của hiện tượng El nino đang phát triển):
- Tại khu vực vùng biển Rạch Giá - Phú Quốc, nhiệt độ trung bình vào mùa gió Đông bắc đạt giá trị lớn nhất vào năm 2015 là 28,6990C và đạt giá trị nh nhất vào năm 2013 là 27,1390
Hình 3.5. Xu thế biến động trƣờng nhiệt độ m t biển mùa gió Đông bắc tại Vùng biển Rạch Giá – Phú Quốc
- Tại khu vực vùng biển Thổ Chu, nhiệt độ trung nh vào mùa gió Đông ắc đạt giá trị lớn nhất vào năm 2015 là 28,8780C và đạt giá trị nh nhất vào năm 2013 là 27,5160C. Tốc độ biến động tăng trung nh là 0,0140C/năm (Hình 3.6).
Hình 3.6. Xu thế biến động trƣờng nhiệt độ m t biển mùa gió Đông bắc tại vùng biển Thổ Chu
- Tại khu vực vùng biển Cà Mau, nhiệt độ trung nh vào mùa gió Đông ắc đạt giá trị lớn nhất vào năm 2015 là 27,6930C và đạt giá trị nh nhất vào năm 2013 là 26,1390C. Tốc độ biến động tăng trung nh là 0,0350C/năm (Hình 3.7).
Hình 3.7. Xu thế biến động trƣờng nhiệt độ m t biển mùa gió Đông bắc tại vùng biển Cà Mau
Nhìn chung, xu thế biến động trường nhiệt độ mặt biển nhiều năm mùa gió Đông bắc tại vùng nghiên cứu biến đổi từ 0 – 0,050C/năm; khoảng 0,50
C/thập kỷ. Tuy nhiên, sự biến động này mang tính đặc trưng cho từng khu vực (Hình 3.11):
- Khu vực trung tâm vịnh Thái Lan có xu thế nền nhiệt khá ổn định và đồng nhất (tăng từ 0,005 – 0,0150C/năm).
- Khu vực phía nam mũi Cà Mau và ven bờ Cà Mau – Kiên Giang có xu thế nền nhiệt tăng mạnh nhất (từ 0,03 – 0,0450C/năm) do ảnh hưởng của lưỡi nước lạnh ven bờ từ biển Đông đổ vào.
- Do ảnh hưởng rất lớn của dòng nước đổ vào ở cửa sông Cái Lớn – Kiên Giang nên khu vực ven biển từ vịnh Rạch Giá - vịnh C y Dư ng có xu thế trường nhiệt độ tăng cực đại 0,0450C/năm
Nguồn số liệu sử dụng trong đề tài luận văn từ năm 2002 đến năm 2017 cho thấy, trong 15 năm qua, trường nhiệt độ mặt biển mùa gió Đông bắc tại khu vực nghiên cứu có xu thế tăng đáng kể (khoảng từ 0,750C).
b. Xu thế biến động trường nhiệt độ bề mặt biển mùa gió Tây nam nhiều năm
Vào mùa gió Tây nam, tốc độ biến động nhiệt độ bề mặt biển có giá trị lớn h n so với mùa gió Đông bắc. Trong khi mùa gió Đông bắc, dải tốc độ biến động phân bố
rộng, trong khoảng từ 00C/năm đến 0,050C/năm, th mùa gió Tây nam, dải tốc độ biến động chỉ tập trung trong khoảng từ 0,0250C/năm đến 0,0550C/năm. Tốc độ biến động cao h n thường tập trung ở các vùng biển gần bờ h n do ảnh hưởng của yếu tố lục địa. (Hình 3.8)
Hình 3.8. Bản đồ xu thế biến động trƣờng nhiệt độ bề m t biển mùa gió Tây nam nhiều năm.
Trên đồ thị cho thấy, kết quả thống kê, tính toán về nhiệt độ bề mặt nước biển trong mùa gió T y nam, cũng có hai cực trị đáng chú ý đó là các cực trị vào năm 2010 và 2016, đ y là 2 năm ị ảnh hưởng rõ rệt bởi hiện tượng El Nino:
Tại khu vực vùng biển Rạch Giá - Phú Quốc, giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình mùa gió Tây nam lớn nhất đạt được vào năm 2010 là 30,2090C. Vào năm 2016, giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình mùa gió Tây nam có giá trị cao thứ hai trong
chuỗi dữ liệu 2002-2017 là 29,9960C. Tốc độ biến động tăng trung nh là 0,0380C/năm (Hình 3.9).
Hình 3.9. Xu thế biến động trƣờng nhiệt độ m t biển mùa gió Tây nam tại vùng biển Rạch Giá – Phú Quốc
- Khu vực ngoài kh i thuộc đảo Thổ Chu, giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình mùa gió Tây nam lớn nhất đạt được vào năm 2010 là 30,3790C. Vào năm 2016, giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình mùa gió Tây nam có giá trị cao thứ hai trong chuỗi dữ liệu 2002-2017 là 30,1420C. Tốc độ biến động tăng trung nh là 0,0340C/năm (Hình 3.10).
Hình 3.10. Xu thế biến động trƣờng nhiệt độ m t biển mùa gió Tây nam tại vùng biển Thổ Chu y = 0.0348x - 40.47 28.6 28.8 29 29.2 29.4 29.6 29.8 30 30.2 30.4 30.6 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
- Tại khu vực vùng biển Cà Mau, giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình mùa gió Tây nam lớn nhất đạt được vào năm 2010 là 30,20C. Vào năm 2016, giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình mùa gió Tây nam có giá trị cao thứ hai trong chuỗi dữ liệu 2002-2017 là 30,0610C. Tốc độ biến động tăng trung nh là 0,0460C/năm (Hình 3.11).
Hình 3.11. Xu thế biến động trƣờng nhiệt độ m t biển mùa gió Tây nam tại