Tr ờng bức xạ sóng ngắn từ mặt trời

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) đánh giá năng suất sinh học sơ cấp vùng biển nam trung bộ bằng mô hình ROMS (Trang 26)

từ mặt trời

Hình 3.7. Tr ờng th ng l ợng nhiệt tịnh bề mặt biển

Hình 3.8. Độ nhạy th ng l ợng nhiệt tịnh bề mặt đối với nhiệt độ bề mặt biển bề mặt đối với nhiệt độ bề mặt biển Trong hộp thoại Matlab, sử d ng câu lệnh: make_for ing. C hình 3. -3.8 minh họa tr ờng lự t động trung ình th ng . File tr ờng lự t động đ ợc mặ định là roms_frc.nc.

Nguồn số liệu ng để thiết lập điều kiện biên (nghiên cứu này sử d ng thiết lập trung bình thời gian dài các yếu tố h i văn ho toàn bộ khu vự t nh và điều kiện an đầu cho mơ hình là bộ số liệu WOA2009 (số liệu tồn cầu về trung bình

0 C 0 /00 cm3 W/m2 W/m2 W/(m 2 .0C)

tháng các yếu tố thủy văn iển với độ phân gi i độ . Điều kiện an đầu của mơ hình đ ợc thiết lập là 0 cho mự n ớc và vận tốc dòng ch y.

Hình 3.9. Điều kiện an đầu về nhiệt độ Hình 3. . Điều kiện an đầu về độ muối

Hình 3.11. Điều kiện an đầu về NO3 Hình 3.12. Điều kiện an đầu về chlorophyll-a

Trong hộp thoại Matlab, sử d ng câu lệnh: make_biol. Số liệu thiết lập tr ờng các yếu tố sinh th i an đầu đ ợ th m vào file điều kiện biên trung bình thời gian dài các yếu tố h i văn roms_ lm.n . C hình 3.9-3. 3 là tr ờng điều kiện an đầu đ ợ sử ng.

0

C 0/00

Hình 3. 3. Điều kiện an đầu về thực vật nổi

3.1.2. Thiết l p các thơng số cho mơ hình và ch y mơ hình

Cơng việc chạy m hình đ ợ hia làm giai đoạn [11]:

Giai đo n 1: T nh tr ờng thủy động lực của khu vực Nam Trung Bộ trong 3

năm với m đ h tạo tr ờng thủy động lự t ng đối ổn định làm nền cho tính tốn sinh th i. Đầu ra của m hình là tr ờng dòng ch y, nhiệt - muối mự n ớ Luận văn hỉ quan tâm đến tr ờng ng h y và nhiệt – muối .

Nghiên cứu này sử d ng ph ng ph p hạy mơ hình thời gian dài trong thời gian 3 năm với bộ tham số đ ợc thiết lập nh sau:

- ớc thời gian: 2400 [s]

- Thời gian chạy: 3 năm

- Mật độ n ớc: rho0: 1025 [kg/m3]

- Hệ số kéo tại đ y ng ho ng thức tính lự ma s t đ y tuyến tính): 0.0003

- Sử d ng điều kiện tr ợt tự o đối với biên cứng

- Hệ số sử d ng trong tr ờng hợp ng ph ng ph p kh p k n rối gi i tích: Akv_bak, Akt_bak là 0.0 và 30.0

- C file đầu vào:

+ Địa hình: roms_grd.nc + Lự t động: roms_fr .n + Điều kiện i n: roms_ lm.n + Điều kiện an đầu: roms_ini.n - Các file đầu ra đ ợ liệt k :

+ Khởi động: roms_rst.n roms_rst_YxMy.n x là số thứ tự năm t nh y là số thứ tự th ng trong năm

+ Kết qu trự tiếp: roms_his.n + Kết qu trung ình: roms_avg.n Trong ng điều khiển ủa hệ điều hành Linux:

- Sau khi sửa file pp efs.h để t nh tr ờng thủy động lự ị h m hình ng lệnh: ash jo om

- Câu lệnh để hạy m hình: sh run_rom. sh

Giai đo n 2: Mô ph ng tr ờng thủy động lự và tr ờng các yếu tố sinh thái

của khu vực Nam Trung Bộ trong 3 năm tiếp theo. Mơ hình đ ợc tính theo dạng tiến triển, một ớc thủy động lự đến một ớ sinh th i. Đầu ra của mơ hình hệ sinh th i là tr ờng các yếu tố sinh thái bao gồm: nồng độ chất inh ỡng ni tr t NO3, sinh khối của thực vật nổi (phytoplankton động vật nổi (zooplankton), nồng độ chất vẩn (detritus).

Bộ tham số dùng cho tính tốn thủy động lực vẫn đ ợc giữ nguyên, bộ tham số ng ho t nh to n tr ờng các yếu tố sinh th i đ ợc thiết lập theo Fasham và cộng sự (b ng 3) [13].

Trong ng điều khiển ủa hệ điều hành Linux:

- Sau khi sửa file pp efs.h để t nh th m hệ sinh th i nhờ lệnh: define

- Câu lệnh để hạy m hình: sh run_rom. sh

ng 3. C tham số ng ho t nh to n tr ờng các yếu tố sinh thái [13] Biến sử ng trong h ng trình t nh Ý ngh a k hiệu Giá trị Đ n vị Kwater Hệ số suy gi m ánh sáng o n ớ iển 0.04 [m-1] KChla Hệ số suy gi m nh s ng do chlorophyll-a 0.024 [(m 2 mg Chla)-1] Palpha Hệ số x định nh h ởng ủa nh s ng đến quang hợp 1.0 [(Wm-2 ngày)-1]

CN_Phyt Tỷ số C:N đối với thực vật nổi 6.625 [mMolC(mMol N)-1]

CN_Z Tỷ số C:N đối với động vật nổi 6.625 [mMolC(mMol N)-1]

theta_m Tỷ số giữa tế bào chlorophyll cự đại

với on

0.053

5 [mg Chla/mg C]

K_NO3 Nghị h đ o hệ số n ão h a ni tr t

ủa thực vật nổi 1./0.5 [1/(mmolNm-3)]

gmax Tố độ phát triển động vật nổi cực

đại 0.9 [ngày -1]

beta Hiệu qu đồng hóa thực vật nổi của

động vật nổi 0.75 [n. ngày]

K_Phyt Hệ số n ão h a thứ ăn ủa động

vật nổi đối với thự vật nổi 1.0 [mmolN m

-3

]

mu_Z_A Tố độ bài tiết đặ tr ng ủa động

vật nổi 0.10 [ngày

-1]

mu_P_D Tố độ chết của thực vật nổi 0.04 [ngày -1]

mu_Z_D Tố độ hết ủa động vật nổi 0.10 [ngày -1]

wDet Vận tốc chìm lắng của chất vẩn 5.0 [m ngày -1]

wPhyt Vận tốc chìm lắng của thực vật nổi 0.5 [m ngày -1]

mu_D_N Tố độ kho ng h a ủa chất vẩn

thành NO3 20 x 0.05 [ngày -1 ] 3.1.3. Sự ổn định c a mơ hình

M hình trong luận văn sử ng thời gian gi định thời điểm hạy an đầu là h ngày th ng năm ho đến ngày 3 th ng năm 6 trong qu trình hạy kh ng thay đổi điều kiện an đầu và điều kiện i n. Sau s u năm hạy mơ hình, hệ số t ng quan giữa số liệu nhiệt độ trung bình lớp mặt biển th ng giữa năm thứ nhất và năm tiếp theo hạy m hình đạt gi trị nh ng xu h ớng ổn

định tăng ần theo thời gian hình 3. ), cho thấy m hình đã đạt độ ổn định cao, có thể sử d ng các kết qu tính sau thời gian đ .

ng . Hệ số t ng quan nhiệt độ trung ình tầng mặt th ng giữa năm t nh Năm hạy m

hình Năm thứ hai Năm thứ ba

Năm thứ t

Năm thứ

năm Năm thứ s u Hệ số t ng

quan với năm đầu ti n

0.996426 0.993803 0.994042 0.997652 0.995104

Hình 3. . iến trình hệ số t ng quan nhiệt độ trung ình tầng mặt th ng giữa năm t nh

3.2. Kết quả và nhận xét

3.2.1. rư n d n chảy

Kết qu theo ph ng ngang ho thấy vào m a đ ng tháng 1), dòng ch y tầng mặt khu vực Nam Trung Bộ chịu nh h ởng của tr ờng gi m a đ ng ắc, dòng ch y h ớng tây nam là chủ yếu, hình thành xốy thuận ở phía bắc của khu vực Nam Trung Bộ và một xo y thuận ở ph a nam khu vự hình 3. 5 . Tố độ ng ch y đạt đ ợc vào kho ng từ 0 ở phía tây nam khu vự đến trên 0.4 m/s ở ph a đ ng bắc của khu vự . Khu vự tố độ ng h y lớn nhất là khu vự ph a tây ắ n i

Hệ số t ng quan

tố độ ng h y đạt ự đại tr n . m s . Khu vự xo y thuận ph a ắ và ph a nam ũng tố độ lớn h n so với xung quanh tr n .3 m s . Vào thời kỳ m a h th ng 7 ng h y tầng mặt khu vực Nam Trung Bộ chịu nh h ởng của tr ờng gió mùa tây nam, dịng ch y h ớng đ ng ắ là hủ yếu, hình thành một xo y nghị h ở trung tâm và một xo y nghị h ở khu vự ph a đ ng nam ủa khu vực Nam Trung Bộ hình 3. 6). Vận tốc dòng ch y đạt đ ợc vào kho ng từ 0 ở ph a đ ng và đ ng nam khu vự đến kho ng trên 0.8 m/s ở ph a tây và tây ắ ủa khu vực.

Theo ph ng thẳng đứng tại vị tr mặt ắt kinh tuyến 111oE vào m a đ ng th ng tố độ ng h y ao động trong kho ng đến 5 x -5 m s theo h ớng hình 3. 7 . Tại tầng mặt hầu hết toàn v ng là ng h y đi l n đạt tố độ từ -5 x10-5 m s. Tại tầng sâu 5 m xuất hiện một v ng ng h y đi xuống kho ng 0N đạt tố độ -15 x10-5 m s. Tại tầng đ y ng h y h ớng l n xuất hiện tại hai khu vự 3.50N và 9.50

N), đạt tố độ lớn nhất tr n 5 x -5 m s xen k là a khu vự ng h y đi xuống đạt tố độ lớn nhất tr n 5 x -5 m s. Vào thời kỳ m a h th ng 7 tố độ ng h y ao động trong kho ng -12 x10-5

m s theo hai h ớng hình 3.18 . Tại tầng mặt hầu hết toàn v ng ũng là ng h y đi l n. Tại tầng đ y ng h y đi l n xuất hiện tại hai khu vự 3.5

0N và 9.5 0N đạt tố độ lớn nhất tr n 8 x -5 m s xen k là a khu vự ng h y đi xuống đạt tố độ lớn nhất tr n x -5 m s. Khu vự n ớ trồi m a h vị tr 9.5 0N đ ợ thể hiện trong hình tố độ ng h y đi l n tại đây lớn nhất trong khu vự Nam Trung ộ thời kỳ này tr n 8 x -5

Hình 3.15. Tr ờng dịng ch y trung bình lớp n ớc mặt tháng 1

Hình 3.16. Tr ờng dịng ch y trung bình lớp n ớc mặt tháng 7

Hình 3.17. Vận tố ng h y theo ph ng thẳng đứng tại mặt ắt th ng Hình 3.18. Vận tố ng h y theo ph ng thẳng đứng tại mặt ắt th ng 7 Hình 3.19. Vận tố ng h y theo ph ng thẳng đứng tại mặt ắt th ng Hình 3.20. Vận tố ng h y theo ph ng thẳng đứng tại mặt ắt th ng 7

Tại vị tr mặt ắt vào m a đ ng th ng tố độ ng h y ao động trong kho ng từ đến x -5 m s theo h ớng hình 3. 9 . Tại tầng mặt hầu hết toàn v ng là ng h y đi l n đạt tố độ từ -0.5x10-5 m s. D ng h y đi xuống xuất hiện tại độ sâu 5 -6 m đạt tố độ -2.5 x10-5 m s. Tại tầng đ y xuất hiện ng h y đi l n đạt tố độ lớn nhất tr n .5x -5 m s. Khu vự s t ờ đến độ sâu m xuất hiện ng h y đi xuống đạt tố độ -4 x10-5 m s. C n vào thời kỳ m a h th ng 7 tại tầng mặt hầu hết toàn v ng là ng h y h ớng xuống tố độ ao động trong kho ng -7.10-5 m s theo hai h ớng hình 3. 0 . Tại tầng đ y ũng xuất hiện ng h y đi l n đạt tố độ -4x10-5 m s. Khu vự s t ờ đến độ sâu m thể hiện vị tr khu vự n ớ trồi m a h tố độ ng h y đi l n lớn nhất trong v ng nghi n ứu thời kỳ này tr n 7. -5 m/s).

m m m x 10-5 m/s km km km km m x 10-5 m/s x 10-5 m/s x 10-5 m/s

3.2.2. rư n nhiệt - m ối

* hiệt độ

Theo ph ng ngang vào thời kỳ m a đ ng th ng nhiệt độ của khu vực ao động trong kho ng từ 240C đến trên 26.40C hình 3. ). Nhiệt độ ề mặt iển ủa khu vự tuân theo quy luật tăng ần từ bắc xuống nam tại khu vực ven bờ, nhiệt độ chỉ ao động trong kho ng 24-24.40C. Khu vự gi trị nhiệt độ nh nhất là ph a tây ắ ao động trong kho ng 24-24.10C. N i nhiệt độ cao nhất trong khu vực Nam Trung Bộ thời kỳ này là ph a đ ng nam nhiệt độ trên 260C. Vào thời kỳ m a h th ng 7 nền nhiệt độ của khu vự Nam Trung ộ ao động trong kho ng từ 25.60C đến trên 29.60

C hình 3. ). Khu vự n ớc trồi m a h thể thấy đ ợ trong hình với nhiệt độ ao động trong kho ng 25.6-270C, thấp h n xung quanh, tạo thành một khu vực riêng biệt. N i nhiệt độ cao nhất trong khu vực Nam Trung Bộ thời kỳ này là ph a đ ng nhiệt độ trên 29.60C.

Theo ph ng thẳng đứng xu thế hung ủa nhiệt độ n ớ iển là gi m từ mặt xuống đ y. Tại vị tr mặt ắt vào m a đ ng th ng nhiệt độ ao động trong kho ng ới 50C đến tr n 50

C hình 3. 3 . Nhiệt độ gi m nhanh trong tầng từ m đến độ sâu 5 m từ tr n 50C xuống 50C sau đ gi m ần xuống đ y. Độ ày lớp đẳng nhiệt tăng theo độ sâu đ ờng đẳng nhiệt n m ngang và h ớng song song nhau. Vào m a h th ng 7 nhiệt độ ao động trong kho ng ới 50C đến tr n 70C hình 3. . Hình nh mặt ắt nhiệt thời kỳ m a h ũng nhiều n t t ng đồng so với thời kỳ m a đ ng nh ng thể thấy nh h ởng ủa khu vự n ớ trồi khiến nhiệt độ khu vự 9.5-10.50N đ ờng đẳng nhiệt h ớng đi l n.

Tại vị tr mặt ắt vào m a đ ng th ng nhiệt độ ao động trong kho ng ới 60C đến tr n 60

C hình 3. 5 . Lớp x o trộn tr n từ độ sâu m đến kho ng m với nhiệt độ trong kho ng -260C. Độ ày lớp x o trộn lớn h n lớp đẳng nhiệt ở độ sâu - 5 m ph a ới. Từ 5 m xuống sâu h n độ ày lớp đẳng nhiệt tăng ho tới đ y đ ờng đẳng nhiệt xu thế gấp khú và song song nhau.

Hình 3.21. Nhiệt độ trung bình lớp mặt biển tháng 1

Hình 3.23. Nhiệt độ n ớ iển trung ình theo ph ng thẳng đứng tại mặt ắt th ng Hình 3.24. Nhiệt độ n ớ iển trung ình theo ph ng thẳng đứng tại mặt ắt th ng 7 Hình 3.25. Nhiệt độ n ớ iển trung ình theo ph ng thẳng đứng tại mặt ắt th ng Hình 3.26. Nhiệt độ n ớ iển trung ình theo ph ng thẳng đứng tại mặt ắt th ng 7

Tại vị tr mặt ắt vào thời kỳ m a h th ng 7 nhiệt độ ao động trong kho ng ới 0C đến trên 250C hình 3. 6 . Tại khu vự ven ờ độ sâu từ đến m thể thấy đ ờng đẳng nhiệt h ớng l n tr n o t động ủa ng n ớ trồi mang n ớ nhiệt độ thấp h n từ ới l n tr n.

Độ muối

Theo ph ng ngang vào thời kỳ m a đ ng th ng độ muối tại khu vực Nam Trung Bộ ao động trong kho ng 33.2 0/00 đến trên 33.65 0/0 hình 3. 7 . Độ

muối phía tây bắc và phía tây nam của khu vự ao h n n i kh đạt trong

m km m m m 0 C 0 C 0 C 0 C km km km

kho ng 33.5-33.6 0/00. V ng độ muối thấp nhất trong khu vực Nam Trung Bộ thời kỳ này là ph a ngoài kh i – ph a đ ng nam ủa khu vự độ muối chỉ đạt 33.2- 33.2550/00. Vào thời kỳ m a h th ng 7 độ muối tại khu vự ao động trong kho ng 33.2 0/00 đến trên 34 0/00 hình 3. 8 . Độ muối phía tây nam khu vực thấp h n n i kh đạt trong kho ng 33.1-33.40/00 là v ng độ muối thấp nhất khu vực Nam Trung Bộ thời kỳ này thể gi i th h o nh h ởng ủa s ng từ điều kiện i n. V ng độ muối cao nhất thời kỳ này là v ng ven ờ tây và tây bắc khu vự quan tâm ao tr m tâm n ớ trồi đạt tới 33.8- 340/00.

Theo ph ng thẳng đứng xu thế hung ủa độ muối là tăng từ mặt xuống đ y. Tại vị tr mặt ắt vào m a đ ng th ng độ muối ao động trong kho ng ới 33.4 0/00 đến tr n 3 .6 0/00 hình 3. 9 . Độ muối tăng nhanh trong tầng từ

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) đánh giá năng suất sinh học sơ cấp vùng biển nam trung bộ bằng mô hình ROMS (Trang 26)