Đặc điểm phân bố trường tốc độ âm vùng biển thềm lục địa nam bộ việt nam

Đặc điểm phân bố trường nhiệt độ, độ muối vùng biển nghiên cứu trong bốn mùa III.Đặc điểm phân bố cấu trúc thẳng đứng của trường tốc độ âm IV.. Vận tốc trruyền dao động trong chất lỏng p

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Đại Dương thế giới đã gắn liền với nền kinh tế, chính trị, khoa học, và văn hóa nhân loại Biển và Đại Dương là nơi cung cấp chủ yếu các nguồn lợi sinh vật, đặc biệt là các sản phẩm có chứa nhiều chất đạm chiếm một phần lớn để nuôi sống nhân loại trên trái đất Việt Nam là quốc gia ven bờ phía tây của Biển Đông, có bờ biển dài 3260 km , tính trung bình cứ 100 km2 đất liền có 1 km độ dài bờ biển, tính trung bình thế giới cứ 600km2 diện tích lục địa mới có 1km độ dài bờ biển vì vậy Việt Nam là một quốc gia rất thuận lợi về biển

Biển Đông quan trọng về chiến lược, giàu tài nguyên và đa dạng về sinh học,

có diện tích khoảng 3587000km2 trải dài từ vĩ tuyến 30 nam tới 230 vĩ tuyến bắc và

1090 kinh độ đông tới 1210 kinh độ đông, địa hình đáy biển khá phức tạp có nhiều núi ngầm và các đảo nguy hiểm Vì vậy để có thể tận dụng được hết các tiềm năng

do biển và đại dương mang lại thì đòi hỏi các nhà Hải Dương học thực hiện các đề tài nghiên cứu khoa học để áp dụng được những tiềm năng kinh tế, sinh vật khoáng sản của biển và đại dương vào thực tiễn đời sống của con người

Với đặc điểm của môi trường nước biển có khả năng ngăn cản việc truyền sóng điện từ cũng như sóng ánh sáng với những bước sóng khác nhau Vì vậy người

ta dùng sóng âm để thông tin liên lạc, phát hiện các mục tiêu, xây dựng bản đồ đáy, theo dõi sự dịch chuyển của tàu ngầm đối phương, theo dõi sự tấn công của thuỷ lôi, tìm ra vùng “tối âm” làm nơi trú ẩn an toàn cho tàu ngầm … đẵ được thực hiện từ những năm đầu của thế kỷ XX, nhưng chỉ vài chục năm trở lại đây hiệu quả cũng như độ chính xác của các phương pháp này mới được nâng cao, cộng với việc hoàn thiện của các thiết bị nghiên cứu đã được nâng lên Ngày nay việc nghiên cứu thủy

âm là rất cần thiết, nghiên cứu và chế tạo các thiết bị, máy móc thủy âm sử dụng trong môi trường nước

Việc nghiên cứu đặc điểm phân bố trường tốc độ âm vùng biển thềm lục địa Nam Bộ Việt Nam, nhằm mục đích đóng góp vào những kiến thức chung về khoa học biển đông, cũng như việc giải quyết những vấn đề thiết yếu do những yêu

Trang 2

cầu trong nước đang đặt ra Như vậy việc nghiên cứu phân bố trường tốc độ âm có

ý nghĩa rất lớn, nhằm phục vụ cho các mục đích trên Hiện nay các công trình nghiên cứu về trường tốc độ âm ở vùng biển Việt Nam nói chung và vùng biển Nam

Bộ nói riêng còn rất hạn chế, nhiều vấn đề khoa học biển nói chung liên quan đến trường vận tốc âm hầu như còn chưa được nghiên cứu, tổng kết đánh giá một cách đầy đủ

Vì vậy, tôi được khoa Khai Thác Hàng Hải – Trường Đại Học Thủy Sản, cùng thầy Ts.Nguyễn Bá Xuân giao cho thực hiện đề tài: “Đặc điểm phân bố trường tốc độ âm vùng biển thềm lục địa Nam Bộ Việt Nam”

Nội dung thực hiện gồm V phần : I.Tổng quan tình hình và phương pháp nghiên cứu

II Đặc điểm phân bố trường nhiệt độ, độ muối vùng biển nghiên cứu trong bốn mùa III.Đặc điểm phân bố cấu trúc thẳng đứng của trường tốc độ âm

IV Đánh giá khả năng truyền âm thanh trong vùng biển nghiên cứu

V Nghiên cứu khả năng tồn tại kênh âm tại tầng lớp đột biến mật độ

Đề tài nhằm tìm ra xu thế phân bố tốc độ âm trong khu vực biển thềm lục địa Nam Bộ Việt Nam, nhằm phục vụ cho các lĩnh vực nghiên cứu khoa học có liên quan, cho lĩnh vực quân sự, khai thác tài nguyên thiên nhiên và đánh bắt

hải sản…

Đây là một lĩnh vực khoa học còn chưa được nghiên cứu nhiều ở Việt Nam, nên các kết quả nghiên cứu bước đầu khó tránh khỏi sai sót

Do thời gian có hạn và trình độ còn hạn chế, nên trong quá trình thực hiện đề tài này

sẽ không tránh khỏi có những thiếu xót Em rất mong được sự góp ý của các thầy cô giáo và tất cả các bạn để em để có thể hoàn thành việc nghiên cứu của mình một cách tốt hơn Em xin chân thành cảm ơn Sinh Viên

Phạm Ngọc Thưởng

Trang 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRƯỜNG THỦY ÂM VÙNG BIỂN NAM BỘ VIỆT NAM

I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRƯỜNG TỐC ĐỘ ÂM

VÙNG BIỂN NAM BỘ Vùng biển Nam Bộ là vùng biển giàu tiềm năng về các điều kiện tự nhiên,

nguồn lợi sinh vật biển, là vùng biển có địa hình đáy tương đối thoải ở vùng thềm lục địa, là vùng biển có nhiều tài nguyên khoáng sản, là nơi giao thông quan trọng,

là đối tượng nghiên cứu của nhiều nghành khoa học

Vận tốc sóng âm trong môi trường nước biển là một trong những thông số cơ bản của vật lý hải dương, nó khác với các thông số khác ở chỗ với từng giá trị vận tốc riêng lẻ không cho biết thông tin gì nhiều nhưng với cả một tập hợp từ trên xuống dưới hay còn gọi là lát cắt vận tốc sóng âm sẽ cho biết đường truyền của tia sóng âm, đồng thời tạo ra các vùng đặc biệt như kênh dẫn sóng, các vùng tối (vùng

Trang 4

tối âm) là nơi sóng âm không thể đi qua và được sử dụng nhiều trong thực tế thông tin liên lạc và quốc phòng Vận tốc trruyền dao động trong chất lỏng phụ thuộc vào mật độ và độ nhớt của chất lỏng, tức là phụ thuộc vào các đặc trưng cơ bản của vật

lý thủy văn trong nước biển chủ yếu là nhiệt độ, độ muối và áp lực thuỷ tĩnh, những giá trị này luôn luôn thay đổi theo vị trí, độ sâu và thời gian khảo sát Qua thực tế cho thấy giá trị vận tốc âm trong nước biển thay đổi trong khoảng từ 1400 m/s đến

1550 m/s tuỳ theo đặc điểm của từng vùng, từng mùa trong năm, thời tiết … và phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, độ muối

Tốc độ âm trong nước được đo lần đầu tiên vào năm 1827 và thấy rằng tốc

độ truyền sóng âm trong nước lớn hơn vài lần so với trong không khí, nếu tốc độ âm trong không khí là 300 m/s thì trong nước là 1500 m/s Trong môi trường nước biển tốc độ âm phụ thuộc vào nhiệt độ nước biển, độ muối và độ sâu truyền âm

Người ta đã đưa ra những công thức thực nghiệm liên hệ giữa nhiệt độ, độ muối, độ sâu với tốc độ truyền âm trong nươc Sự tăng nhiệt độ, độ muối, và áp suất

sẽ làm tăng tốc độ truyền âm trong biển:

- Khi nhiệt độ nước biển là 100c, tốc độ âm sẽ tăng lên 3,5 m/s khi nhiệt

- Khi độ muối thay đổi 1‰ thì tốc độ âm sẽ thay đổi 1,14 m/s

- Khi thay đổi độ sâu 100 m thì tốc độ âm sẽ thay đổi 1,8 m/s

Trong thực tế ở rất nhiều biển thì tốc độ âm chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ nước biển Sự thay đổi của áp suất không nhiều, của độ muối thì rất nhỏ cho nên ảnh hưởng đến tốc độ âm rất nhỏ Tuy nhiên đối với các vùng cửa sông lớn do nước sông đổ ra nhiều, nên tốc độ âm sẽ phụ thuộc phần lớn vào độ muối

Sự thay đổi nhiệt độ nước tầng mặt ảnh hưởng rất lớn đến sự thay đổi tốc độ

âm, vì nhiệt độ nước biển ở các lớp nước tầng mặt thay đổi rất nhiều do tác động của sóng, dòng chảy, thời gian trong năm, thậm chí thời gian trong ngày Tại các độ

Trang 5

sâu lớn, nhiệt độ thay đổi ít và ít phụ thuộc vào thời gian trong năm, tại các độ sâu này, tốc độ âm sẽ thay đổi và tăng lên khi độ sâu (áp suất thủy tĩnh) tăng

Cho đến nay có rất ít công trình nghiên cứu về trường sóng âm tại khu vực Nam Bộ Năm 1999 việc nghiên cứu trường vận tốc âm tại khu vực nước trồi nam Trung Bộ do GS.TS.Phạm Văn Thục thực hiện với các kết quả cho thấy: Với chiều dày khoảng 100 m vùng nước trồi Nam Trung Bộ đã gây ra sự giảm bất thường của giá trị vận tốc sóng âm so với lát cắt vận tốc sóng âm điển hình của khu vực Tại các độ sâu 0, 10, 30 và 50 m vùng tâm nước trồi có các giá trị vận tốc sóng âm tuơng ứng là 1531 m/s, 1531 m/s, 1524 m/s và 1518 m/s, và tại độ sâu 100 m là

1513 m/s, tại độ sâu 150 m những bất thường của vận tốc sóng âm hầu như không còn nữa Tại vùng nước trồi hoạt động tồn tại một dòng chảy với vận tốc cực đại nằm tại độ sâu 60 m với vận tốc là 0.82 m/s và hướng dòng chảy là khoảng 1800, chính do dòng chảy này đã làm dịch chuyển vùng tâm nước trồi về phía nam từ

11030’N, 109005’E đến 10040’N, 109005E Một trong những đặc điểm của lát cắt vận tốc sóng âm tại khu vực Nam Trung Bộ là có một lớp vận tốc sóng âm gần như không đổi có giá trị là 1540 m/s kéo dài từ mặt(h = 0 m) đến độ sâu xấp xỉ 60 m sau đó giảm dần đến 1537 m/s và

1524 m/s tại độ sâu 110 m

Như vậy việc nghiên cứu trường thủy âm mới được thực hiện tại vùng biển Nam Trung Bộ, còn ở khu vực Nam Bộ chưa có một công trình nào nghiên cứu về trường tốc độ âm nơi đây

II: TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II.1.Vùng biển nghiên cứu

Vùng biển nghiên cứu là vùng biển thềm lục địa Nam BộViệt Nam, được giới hạn trong phạm vi từ 6045’N đến 12O00’N vĩ độ bắc và từ 103045’đến 112o45’E kinh độ đông, đây là một vùng biển có độ sâu không lớn và có thềm lục địa trải rộng, đây cũng là điểm khác biệt với vùng biển miền trung và vùng biển Bắc Bộ Vùng biển này có vị trí xung yếu về an ninh quốc phòng, cũng là một ngư trường phong phú đa dạng về nguồn lợi hải sản Ngoài ra vùng biển này còn có nhiều tiềm

Trang 6

năng to lớn về tài nguyên khoáng sản, giao thông hàng hải, xây dựng các công trình biển, cũng như các lĩnh vực phát triển kinh tế khác

II.2 Tài liệu sử dụng Tài liệu sử dụng nghiên cứu đề tài này do viện Hải dương học cung cấp, được

lấy nguồn số liệu nhiệt độ và độ muối, lấy từ cơ sở dự liệu CSDL VODC Đây là CSDL biển quốc gia, là kết quả tổng hợp của đề tài KC-06-01, được thực hiện từ năm 1996 đến năm 2000 Nguồn số liệu này bao gồm 6.440 chuyến khảo sát, thực hiện đo đạc trên 135.671 trạm đo, trong khoảng thời gian từ 16/01/1989 đến 29/05/1999 Trong đó yếu tố độ muối được đo trên 123.215 trạm, bao gồm 3.338.846 số liệu, yếu tố độ muối đo trên 32.795 trạm, bao gồm 495.166 số liệu Dựa trên cơ sở nguồn số liệu trên, tôi đã tính toán và xây dựng các bản đồ mặt rộng, cấu trúc thẳng đứng, lát cắt thẳng đứng của nhiệt độ độ muối và trường tốc độ âm Toàn bộ số liệu sử dụng, trước khi đưa vào phân tích đã được kiểm tra

và chuẩn hoá bằng phần mềm sử lý số liệu ban đầu của đề tài KC-09-01, nhằm loại

bỏ các sai số ngẫu nhiên do nguyên nhân chủ quan và nguyên nhân khách quan khác nhau Có thể do máy móc hoặc do con người gây nên Sau khi thực hiện xong việc kiểm tra và chuẩn hoá, toàn bộ số liệu được sử dụng để tính trường phân bố không gian tốc độ âm ở vùng biển Nam Bộ Việt Nam cho bốn mùa (mùa Đông từ tháng 12 đến tháng 2; mùa khô từ tháng 3 đến tháng 5; mùa hè từ tháng 6 đến tháng

8 và mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 11) Sự phân mùa này được thực hiện dựa trên

cơ sở đặc điểm thời tiết, khí hậu của toàn biển đông nói chung và vùng biển miền trung nói riêng

II.3 Phướng pháp nghiên cứu

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính toán và xác định tốc độ truyền âm trong biển, có thể giới thiệu tóm tắt một số phướng pháp thông dụng

II.3.1 Phương pháp đo trực tiếp Trước hết để ghi được những biến đổi của vận tốc sóng âm trong nước biển,

máy đo phải có quán tính nhỏ, với tần số giới hạn trên của máy phải không nhỏ hơn tần số phổ cực đại của sự thăng giáng vận tốc Gồm có các phương pháp sau:

Trang 7

a Phương pháp xung

Phương pháp này được lấy thời gian đầu để xác định vận tốc của sóng âm trong nước biển dựa trên việc xác định thời gian truyền của sóng âm trên một khoảng cách từ đầu phát đến đầu thu Phương pháp này có sai số khoảng 0.05%

b Phương pháp pha của xung

Bằng cách xác định hiệu số của xung phát và xung thu được Hiệu số pha của

tín hiệu thu được đối với tín hiệu phát ra được xác định bởi biểu thức ϕ = 2ft, trong đó: t = r/V Từ đó V = 2ft/ϕ, ở đây f là tần số, V là vận tốc sóng âm

c Phương pháp cộng hưởng

Dựa vào việc xác định tần số cộng hưởng f của máy cộng hưởng với khối

chứa chất lỏng cần xác định vận tốc sóng âm truyền qua, giá trị tần số cộng hưởng phụ thuộc vào tốc độ sóng âm, hình dạng và kích thước của máy cộng hưởng

II.3.2 Phương pháp đo gián tiếp vận tốc sóng âm

Trong vật lý như chúng ta đều biết vận tốc V lan truyền các dao động dọc trong môi trường đàn hồi liên tục với mật độδ được mô tả bằng công thức sau

Trong đó f là tần số dao động của âm thanh; KP là hệ số nén

Kết quả tính toán theo công thức trên do sự khó khăn xác định chính xác các thông số của công thức là luôn luôn không phù hợp với sự đo đạc vận tốc âm

δ

P

K f

V =

Trang 8

trong biển Độ sai lệch có thể đạt tới 5(m/s), cho nên người ta đã đề ra công thức bán thực nghiệm cho giá trị vận tốc chính xác hơn

Dựa trên lý thuyết của Niutơn-Laplace về sự phụ thuộc giữa vận tốc truyền sóng

âm vào mật độ δ và modul đàn hồi k, bằng thực nghiệm xác định sự tương quan giữa V và k với nhiệt độ (T), độ muối (S) và áp suất thuỷ tĩnh (P) của môi trường nghiên cứu, tức tìm sự phụ thuộc của chúng dưới dạng:

a.Công thức thực nghiệm của Demgroco

V=[V0+4.618T-0.0523T2+0.00023T3+1.25(S-35)-0.011(S-35)T +2,7.10-8(S-35)T4-2,10-7(S-35)(1+0.577T-0.0072T2)+0.0175p] (m/s)

V0 = 1448.96m/s Trong đó: T là nhiệt độ, S là độ muối, p là áp suất (dp), V0 là thành phần cơ bản với giá trị vận tốc âm đo tại vị trí có nhiệt độ T=0, độ muối S=35 0/00 và áp lực thủy tĩnh p = 0 Độ chính xác công thức này so với thực tế nhỏ hơn 1(m/s)

b Công thức tính toán thực nghiệm Wilson

Giá trị V0 là thành phần cơ bản với giá trị vận tốc sóng âm đo tại vị trí có nhiệt độ T = 00, độ muối S = 35 0/00 và với áp lực thủy tĩnh P = 0 và

V = V0,35,0 = ∆VT + ∆VS + ∆VP +∆VTSP

V0,35,0 = 1449.14 ∆VT = 4,5721T - 4,4532.10-2T - 2,6045.10-4T + 7,985.10-6T4 ∆VS =1,3980 ( S-35)+ 1,692.10-3 (S-35)

∆VP = 1.63431.10-5 P + 1.06768.10-15P2 + 3.73403.10-2 4P3 – 3,63320.10-32P4

∆VTSP=(S-35)(-1,1244.10-2T+7.7711T2+7,85344.10-10P

Trang 9

–1,31981.10-12P+3,22026.10-13TP+1,61013.10-14PT2) +P(-1,89738.10-9T+7,62870.10-11T2+ 4,61758.10-13T3) + P2(-2,63010.10-17T +1.93020.10-19T2)

+ P3 (-2,0831.10-25T)

Ở đây V0 là vận tốc sóng âm chuẩn ( với T = 00c, S = 350/00, P = 0 thì, V0,35,0

= 1449 m/s ) Công thức này chính xác hơn so với công thức Demgroco độ chính xác nhỏ hơn 0.8(m/s) và có 23 số hạng tính toán nó theo bảng

c Công thức của Frye Pugh

Với: T- nhiệt độ nước biển, S- độ muối nước biển, P- áp suất nước biển, Z- độ sâu lớp nước

Tính toán theo công thức này có độ chính xác 0,1 m/s, với điều kiện :

- Nhiệt độ biến đổi trong khoảng : -30 < T < 300c

- Độ muối biến đổi trong khoảng : 33,1‰ < S < 36,6‰

- Ap suất biến đổi trong khoảng: 1,033kg/cm3 < P < 984,3 kg/cm3 Theo công thức Frye pugh ta thấy vận tốc âm phụ thuộc vào nhiệt độ và độ muối, độ sâu, khi tăng độ muối lên 10/00 và độ sâu 100m thì vận tốc âm tăng khoảng 1.6m/s tương ứng Số gia của vận tốc âm thanh dưới sự thay đổi của nhiệt độ trên

10c phụ thuộc bởi giá trị của nhiệt độ xem bảng (1a)

Trang 10

∆VP = 1.59136154.105P + 2,547548.10-15P2 – 9,3668.10-24P3

∆VTSP = -1,27562783426.10-2TS + 6,47715186.10-8TP + 2,760566.10-18T2P2 – 1,656949.10-16TP2 + 5,53611.10-12TP3

– 4,4666741.10-12T3P - 1,681125.10-19SP2 + 9,684031564.1010 – 5T2S + 4,95214594.10-11TS2P – 3,47312322.10-9TSP

Để xét ảnh hưởng của các sai số từ việc đo các giá trị T, S, P lên sai số của V trong trường hợp giả thiết những sai số do bản thân các công thức tính toán gây ra bằng không :

∆V = ∂V.T/ ∂T + ∂V.S/ ∂S + ∂V.P/ ∂P

Ở đây; ∆T, ∆S, ∆P là sai số tuyệt đối mắc phải khi đo T, S và P Trong đó; T/ ∂T, S/ ∂S, P/ ∂P là các đạo hàm riêng biểu thị gradient của tốc độ sóng âm theo nhiệt độ, độ muối và áp suất thủy tĩnh Những giá trị sau đây đẵ được xác định bằng thực nghiệm và đẵ được dùng để xác định sai số của vận tốc sóng âm

V/ ∂S = 2,5 ÷ 4,5 m c0/s với nhiệt độ trong khoảng từ 0 ÷ 300c

Trang 11

Sự giảm nhiệt độ khi độ sâu tăng có thể đạt tới 30/m hoặc lớn hơn Khi độ muối tăng 1 ‰ vận tốc sóng âm tăng 1,2 m/s Còn khi độ sâu tăng 1 m tức áp suất thủy tĩnh tăng 9,8 kg/cm2 vận tốc sóng âm tăng 0,0175 m/s

Sai số khi xác định vận tốc sóng âm trong nước biển bằng phương pháp gián tiếp sẽ bao gồm sai số do bản thân những công thức tính gây ra cộng với những sai

số mắc phải khi đo các giá trị T, S, P

Để giảm khối lượng tính toán người ta sử dụng công thức rút gọn sau :

V = 1449,2 + 4,6T – 0,055T2 + 0,00029T + (1,34 – 0,010T)(S-35) + 0,016z ( với 0 ≤ T ≤ 350c , 0 ≤ S ≤ 45‰ và 0 ≤ z ≤ 1000 m)

Trong chuyên đề này em chọn phương pháp của Frye pugh để tính toán tốc độ

âm dựa trên số liệu đo đạc nhiệt độ và độ muối

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ, ĐỘ MUỐI VÙNG BIỂN

NGHIÊN CỨU TRONG BỐN MÙA

Vùng biển Nam Bộ là một vùng biển nước nông, có địa hình đáy tương đối bằng phẳng, biển thoáng, rộng, hoàn lưu nước trao đổi trực tiếp với Biển Đông Vì vậy cấu trúc nhiệt, muối của các lớp nước biển nơi đây mang tính chất của Biển Đông Sự phân bố nhiệt, muối trên tầng mặt qua các mùa rất khác nhau, đặc biệt là trong mùa hè và mùa đông Trong mùa hè chịu tác động của chế độ gió mùa Tây Nam ( từ tháng 6-8 ) với lượng mưa lớn, sự hoạt động của hoàn lưu xoáy thuận Biển Đông, cộng với việc hoạt động của tâm nước trồi ở vùng Nam Trung Bộ Còn trong mùa đông thì chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa Đông Bắc ( từ tháng 11-tháng 3 năm sau ), cộng với dòng nước lạnh từ phía bắc tràn xuống phía nam tạo nên sự bất đồng nhất nhiệt muối của các mùa trong năm Cũng giống như Biển Đông, trong vùng biển này thể hiện rõ tính chất biến đổi mùa trong hệ thống gió: gió mùa Đông-Bắc( vào mùa đông ) với tốc độ trung bình 3.5 đến 4.5 m/s gió mạnh

Trang 12

nhất lá 18 – 20m/s thịnh hành nhất từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau Gió mùa Nam ( vào mùa hè ) với tốc độ trung bình 2.5 – 3.5 m/s, gió mạnh nhất đạt 20 – 22m/s thịnh hành từ tháng 5 đến tháng 9 Khi có bão gió có thể đạt 20 – 27m/s, đặc điểm là bão tập trung vào 3 tháng cuối năm ( tháng 10 – 12 ) bão ở vùng này ít sẩy

Tây-ra trung bình 10 – 20 năm chỉ có một cơn bão và không lớn

Hệ thống gió mùa có vai trò quyết định trong quá trình hoàn lưu bề mặt biển

và ảnh hưởng lên sự phân bố nhiệt độ và độ mặn nước biển Trong bức tranh hoàn lưu, giống như trong các điều kiện khí tượng, phân biệt rõ hai trường hợp: mùa đông và mùa hè Nhìn chung thì hướng dòng trong hai mùa ngược nhau, còn tốc độ dòng trong gió mùa Đông-Bắc lớn hơn trong gió mùa Tây-Nam Tốc độ dòng trong vùng 10-11oN thường lớn hơn ở các vùng khác, và trong mùa gió Đông-Bắc có thể đạt 150cm/s Mùa hè (từ tháng 5 đến tháng 10) trong vùng phía Nam nước sông tác động mạnh lên đặc điểm hoàn lưu và cấu trúc nhiệt-muối nước biển Trong mùa gió Tây-Nam, trong vùng 10o30’-11o 30’N thường xuất hiện nước trồi ven bờ Có nghĩa là vào mùa hè cấu trúc nhiệt-muối và động lực học vùng biển phức tạp hơn trong mùa đông, vì chúng chịu tác động mạnh của hai quá trình là nước trồi vùng bờ

và lưu lượng sông lớn đổ vào

Biến đổi mùa của cấu trúc nhiệt-muối của vùng biển được quyết định nhiều yếu tố, như bức xạ mặt trời, hoàn lưu nước biển, nước sông thải ra biển, sóng …vv

Vì vậy, cần thiết phải xem xét đặc điểm dòng chảy trong vùng

Trong thời kỳ từ tháng 11 đến tháng đến tháng 3 năm sau gió mùa đông bắc

ổn định tác động mạnh mẽ lên chế độ thuỷ văn của biển, đặc biệt là khu vực Nam Trung Bộ Chính vì vậy mà vùng biển ven bờ nơi này có khối nước lạnh ( nhiệt độ trung bình 24oc ) và độ muối cao (34%o) có nguồn gốc của khối nước tây bắc Thái

Bình Dương xâm nhập vào biển Đông qua eo biển Đài Loan và eo biển Luson, gọi

là khối nước nhiệt đới Biển Đông tràn xuống dưới dạng dòng nước ổn định, đồng thời khối nước này được tăng cường bởi dòng nước từ vịnh Bắc Bộ chảy xuống phía nam Ở khu vực ven bờ Nam Trung Bộ xảy ra hiện tượng cường hoá của dòng nước bề mặt trong hướng đông bắc tràn về và dòng nước tại chỗ do gió nước dâng

Trang 13

gây ra Đó là bởi vì gió nước dâng đã tạo ra hoàn lưu vuông góc với bờ biển dồn lớp nước mặt vào bờ, sau đó chìm xuống và trườn theo sườn dốc bờ ngầm, rồi lại trồi lên ở vùng địa hình lồi ở thềm lục địa có độ sâu gần 200m Khi dòng nước lan truyền theo sườn lục địa Nam Trung Bộ - Đông Nam Bộ với tốc độ 30-40cm/s đã khép kín với dòng nước phía bắc tạo nên hoàn lưu mùa đông của biển Tại khu vực ngoài khơi Nam Trung Bộ Đông có xuất hiện tâm nước trồi và chảy tràn xuống vùng Nam Bộ, mặt khác ở trong mùa hè ảnh hưởng của mùa gió tây nam dòng nước

ấm từ phía xích đạo chảy lên qua eo Eocolimata(INDONEXIA) và qua eo Eobalabac (

MALAYXIA) Do vậy hoàn lưu chủ yếu của vùng biển này là hoàn lưu mùa đông và hoàn lưu mùa hè, với đặc điểm vị trí địa lý của vùng biển nghiên cứu và sự ảnh hưởng của hệ thống gió mùa Đông – Bắc và Tây Nam, hoàn lưu đã dẫn đến một số đặc điểm của nhiệt – muối của vùng biển nghiên cứu là

I: ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG BỐN MÙA I.1.Đặc điểm phân bố nhiệt độ trong mùa hè, mùa đông

Đây là hai mùa đặc trưng nhất của vùng biển nghiên cứu, thể hiện khá rõ sự khác biệt của nhiệt độ, độ muối Nhiệt độ nước tầng mặt đạt giá trị cao nhất vào mùa hè 29-300c xem hình 1b trang 18, có xu thế tăng dần từ bờ ra khơi và từ nam ra bắc, nhiệt độ tầng mặt thấp nhất tại vùng ven bờ

Nhiệt độ tầng mặt thấp nhất trong mùa đông 26-27,50c, xu thế biến đổi tăng

từ bắc vào nam và từ bờ ra khơi, ở khu vực ven bờ từ Ninh Thuận tới Bạc Liêu thấp nhấy và chỉ đạt 24-25.50c Nguyên nhân của hiện tượng này là do dòng nước trong lục địa đổ ra cộng với dòng nước lạnh của tầng mặt chảy từ phía bắc chảy suống

Ở tầng 30m xu thế biến đổi trong 2 mùa gần trùng với xu thế trên tầng mặt, nhưng có gradient nhiệt độ cao hơn, do ở lớp nước dưới nhận được ít bức xạ mặt trời, biến thiên nhiệt độ chịu tác động của các dòng hải lưu lạnh từ lục địa ra và từ phía bắc tràn xuống, nhìn chung tại tầng này nhiệt độ thấp hơn tầng mặt 1-20c ( hình 2c,2d.trang 19) Ở mùa hè tầng này diễn ra phức tạp hơn nhiều so với mùa đông

Trang 14

đặc biệt là khu vực ven bờ Ninh Thuận tới Bình Thuận do mùa này ảnh hưởng của vùng nước trồi Nam Trung Bộ tràn suống

Trong mùa hè tại tầng 50m, giá trị nhiệt độ giảm xuống rõ rệt, trong mùa hè đạt 26-28.50

c, tại vùng ven bờ có giá trị thấp hơn do chịu tác động của dòng nước sông từ lục địa đổ ra, và dòng nước trồi ở vùng Nam Trung Bộ nhiệt độ chỉ đạt 22.5-24.50c tại khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận và ở các tọa độ( 110N;1100E ) Trong mùa đông ở tầng này nhiệt độ khá ổn định trong toàn vùng nhiệt độ dao động

từ 24-26.50c(xem hình 3d,3c trang20) như vậy gradien nhiệt độ biến đổi rất nhỏ, xu thế phân bố nhiệt độ cả hai mùa này đều gần giống với các tầng trên mặt tương ứng với mỗi mùa, biến đổi tăng dần từ bắc vào nam và từ bờ ra khơi, do phía nam ở gần xích đạo nước biển nhận nhiều bức xạ mặt trời hơn, nên nhiệt độ ở khu vực này cao hơn tuy nhiên mức độ biến đổi là nhỏ hơn nhiều so với các tầng 0, 30m

Tại tầng 100m cả hai mùa, đông và hè các đường đẳng nhiệt diễn ra rất phức tạp xem hình 4a, 4b trang 21 Trong mùa đông ở khu vực ven bờ nhiệt độ thường cao hơn so với ngoài khơi, hiện tượng này là do dòng nước ấm từ xích đạo chảy lên phía bắc dòng chảy này ngược với dòng chảy tầng mặt quy luật phân bố nhiệt độ chủ yếu chịu tác động của dòng nước ấm từ xích đạo đi lên và ít ảnh hưởng dòng nước lạnh từ phía bắc tràn xuống và sự tác động của nước lục địa không còn đáng

kể gradient nhiệt độ biến đổi nhỏ khoảng 1.5-20c trong toàn vùng Trong mùa hè nhiệt độ có xu thế biến đổi tăng dần từ bắc vào nam và từ bờ ra khơi, nhiệt độ phân

bố tương đối đồng nhất và cả hai mùa chỉ đạt 21-22,50c (xem hình 4b, 4a trang21) Tại tầng 200 m cả hai mùa này nhiệt độ khá ổn định và chỉ đạt 14.6- 150c, nhiệt độ giữa hai mùa này là chênh lệch nhau khá thấp khoảng 0.6-0.20c Bởi vì tại tầng này

ít chịu tác động của ngoại lực như bức xạ mặt trời, sóng gió, dòng chảy yếu … vv, xem hình 5a trang 22 ta thấy các đường đẳng trị nhiệt độ khá phức tạp nhưng độ dao động không lớn chỉ khoảng 0.4-0.60c trong toàn vùng nhưng đã hình thành hai khối nước rõ rệt đó là khối nước từ phía Nam Trung Bộ chảy suống và từ xích đạo chảy lên và gặp nhau tại ( 8075N; 1110E ) Trong mùa hè nhiệt khá ổn định gradien nhiệt độ biến đổi nhỏ và khoảng 10c trong toàn vùng xem hình 5b trang 22

Trang 15

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

Ninh Thuận Bình Thuận

Vũng Tàu Trà Vinh Sóc Trăng Bạc Liêu Cà Mau Kiên Giang

Hình: 1a : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 0 m trong mùa đông

Hình: 1b : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 0 m trong mùa hè

7 8 9 10

11

Trang 16

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

Hình:2c : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 30 m trong mùa hè

7 8 9 10

11

Hình: 2d: Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 30 m trong mùa đông

Trang 17

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

Hình: 3c : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 50 m trang mùa đông

7 8 9 10

11

Hình : 3d : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 50 m trong mùa hè

Trang 18

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10 11

7 8 9 10

11

Hình :4b : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 100 m trong mùa hè

Trang 19

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

7 8 9 10

11

Hình: 5b : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 200 m trang mùa hè

Trang 20

I.2 Đặc điểm phân bố nhiệt độ trong mùa mưa, mùa khô

Hai mùa này là hai mùa chuyển tiếp của mùa hè và mùa đông nên xu hướng phân bố nhiệt độ gần giống với hai mùa trên nhưng gía trị thấp hơn khoảng 10c, ví

dụ tại tầng mặt vào mùa khô nhiệt độ khoảng 27.50-290c, mùa mưa (28-290c ) xem hình 1d, 1c trang 25 Trong mùa khô là mùa chuyển tiếp từ đông sang hè nên sự phân bố nhiệt độ của nó gần giống với mùa hè nhưng mức độ yếu hơn bởi vì nó còn ảnh hưởng nước lạnh của mùa đông, ở khu vực ven bờ như chúng ta thấy các đường đẳng nhiệt diễn ra rất phức tạp và thấp do ảnh hưởng của dòng nước từ lục địa đổ ra Trong mùa mưa nhiệt độ ở tầng mặt khá ổn định biên độ dao động khoảng

10c trong toàn vùng riêng ở khu vực Ninh Thuận nhiệt thấp hơn và khoảng 27.50c(110N;110030’E) do ảnh hưởng của nước trồi của khu vực Nam Trung Bộ Tại tầng 30 m xu thế biến đổi gần trùng với tầng mặt nhưng gradien nhiệt độ cao hơn, do lớp nước dưới nhận được ít bức xạ mặt trời hơn, nhiệt chịu tác động của các dòng hải lưu lạnh từ lục địa đổ ra và vùng nam trung bộ tràn suống, và nhiệt độ thấp hơn tầng mặt khoảng 1-20c xem hình 2b,2a trang 26 Trong mùa mưa ta thấy nhiệt độ ở khu vực ven bờ thấp hơn so với ngoài khơi là do ảnh hưởng của nước sông từ trong lục địa đổ ra, ở khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận nhiệt độ thấp và chỉ đạt 26.-27.20

27-c là do ảnh hưởng nướ27-c mưa từ vùng biển miền trung 27-chảy suống Tại các tầng 50m xu hướng biến đổi của nhiệt độ giống như tầng mặt nhưng mức độ yếu hơn xem hình 3a trang 27 ta thấy gradien nhiệt độ dao động thấp 1.5-

20c trong toàn vùng Trong mùa khô ta thấy ( hình 3a) tại tầng này vẫn còn ảnh hưởng của dòng nước ven bờ ở khu vực Trà Vinh, Sóc Trăng và khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận đã suất hiện dòng nước trồi Trong mùa mưa cùng tầng thì nhiệt

độ cao hơn so với mùa khô là do vẫn còn ảnh hưởng của mùa hè (26.9-28.40

c ) xem hình 3b trang 37

Ở tầng 100, 200m trong cả hai mùa ta thấy nhiệt độ giảm rõ rệt đối với các tầng mặt mỗi mùa tương ứng Trong mùa khô ta thấy ở tầng 100m nhiệt độ còn 20.4 –21.20c; tại tầng 200m nhiệt độ là 13.6-15.20c như vậy gradien nhiệt độ là rất nhỏ biên độ dao động trong toàn vùng khoảng 0.6-0.80c cả hai tầng này đã hình thành

Trang 21

hai khối nước đó là khối nước phía nam (khối nước xích đạo ) và khối nước từ phía Nam Trung Bộ tràn suống tùy theo tầng mà mức độ chiếm ưu thế của mỗi khối nước khác nhau Trong mùa mưa ở tầng 100, 200m xu hướng phân bố nhiệt gần giống với mùa khô nhưng ở khu vực ven bờ chịu tác động mạnh bởi nước lục địa đổ

ra và ảnh hưởng của dòng nước trồi ở Nam Trung Bộ tràn suống xem hình 4c, 5c trang 28, 29

Trang 22

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

Hình : 1d : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 0 m trong mùa mưa

7 8 9 10

11

Hình: 1c : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 0 m trong mùa khô

Trang 23

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

Hình: 2a : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 30 m trong mùa khô

7 8 9 10

11

Hình :2b : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 30 m trong mùa mưa

Trang 24

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10 11

Hình : 3a : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 50 m trong mùa mưa

7 8 9 10 11

Hình: 3b : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 50 m trong mùa khô

Trang 25

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

Hình: 4d : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 100 m trong mùa khô

7 8 9 10

11

Hình : 4c :Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 100 m trong mùa mưa

Trang 26

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10 11

Hình: 5d : Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 200 m trong mùa khô

7 8 9 10 11

Hình : 5c :Bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ tại tầng 200 m trong mùa mưa

II: ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ ĐỘ MUỐI TRONG BỐN MÙA

II.1 Đặc điểm phân bố độ muối trong mùa hè, mùa đơng

Trang 27

Từ các bản đồ mặt rộng của muối tại các tầng 0m, 30m, 50m, 100m, 200m, kết quả cho thấy

Độ muối khá cao dao động từ 33- 33.50/00 khu vực ngoài khơi, khu vực ven bờ 30- 33 0/00 (Hình -6a,6b trang 31) Nguyên nhân là do hoạt động của gió mùa tây nam, phân bố độ muối rất phức tạp và chịu ảnh hưởng của hai quá trình chính là nước trồi vùng bờ của vùng Nam Trung Bộ, cộng với nước ngọt từ các sông chảy

ra, xu thế phân bố chủ yếu là tăng dần từ bờ ra khơi, do ở bờ chịu tác động của dòng nước ngọt từ các sông đổ ra, làm cho độ muối giảm

Tại tầng 30m cả hai mùa hè và đông ta thấy, xu thế phân bố độ muối ngoài khơi khá đồng nhất và ít biến đổi 33.2-33.8‰, gradient độ muối rất nhỏ, tại các khu vực ven bờ gần các cửa sông độ muối giảm, gradient độ muối tại các khu vực này không lớn (Hình -7a, 7b trang32)

Tại tầng 50m cả hai mùa độ muối ít dao động nghĩa là tương đối đồng nhất, giữa bờ và ngoài khơi, từ Nam Trung Bộ suống phía nam là khoảng 0.60/00, độ muối trung bình 33.5-34.10/00 xem hình ( 8b, 8a,trang 33)

Cả hai mùa độ muối hè và đông tại tầng 100, 200m thì xu thế phân bố so với tầng trên thì rất yếu và hầu như là đồng nhất và chỉ dao động 33.8-34.20/00 tại tầng 100 m, tại tầng 200m là 34.45-34.550/00 xem hình (9b, 10d,10c,9a, trang 34,35,)

Như vậy trong hai muà này đặc điểm phân bố độ muối ở tầng mặt tăng dần bờ

ra khơi, từ Bắc suống Nam, tăng dần theo độ sâu Ở tầng mặt diễn biến phức tạp hơn so với tầng sâu là do bị tác động bởi các yếu tố ngoại lực như dòng chảy tầng mặt, sóng gió …vv Ở khu vực gần bờ độ muối thấp hơn so với ngoài khơi là do tác động của nước lục địa từ các sông đổ ra

Trang 28

Hình:6b :Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 0 m trong mùa đông

7 8 9 10

11

Ninh Thuận

Bình Thuận Vũng Tàu

Trà Vinh Sóc Trăng Bạc Liêu Cà Mau Kiên Giang

Hình : 6a : Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 0 m trong mùa hè

7 8 9 10

11

Ninh Thuận

Trang 29

Hình : 7a : Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 30 m trong mùa đông

7 8 9 10

11

Hình : 7b :Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 30 m trong mùa hè

7 8 9 10

11

Trang 30

Hình :8b : Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 50 m trong mùa hè

7 8 9 10

11

Hình : 8a : Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 50 m trong mùa đông

7 8 9 10

11

Trang 31

Hình : 9a: Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 100 m trong mùa đông

7 8 9 10

11

Ninh Thuận

7 8 9 10

11

Ninh Thuận

Hình : 9b : Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 100 m trong mùa hè

Trang 32

Hình : 10d :Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 200 m trong mùa hè

7 8 9 10

11

Hình :10c: Bnả đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 200 m trong muà đông

7 8 9 10

11

Trang 33

II:2: Đặc điểm phân bố độ muối trong mùa khô, mùa mưa

Hai mùa này là hai mùa chuyển tiếp giữa mùa đông và mùa hè nên xu hướng phân bố gần giống với hai mùa trên

Trong mùa khô độ muối tầng mặt tương đối đồng nhất, do mưa ít nên độ muối 33,4-33,8‰, xu thế phân bố giảm dần từ bắc vào nam xem hình(6d, 6c,trang 37).Ở khu vực ven bờ độ muối thấp hơn so với ngoài khơi do ảnh hưởng mạnh bởi nước lục địa từ sông đổ ra đặc biệt là vùng ven bờ Vũng Tàu, Trà Vinh, Bạc liêu, Kiên Giang độ muối chỉ có 29-310/00 Trong mùa mưa ở khu vực ven bờ các đường đẳng trị của độ muối rất dày đặc, diễn biến phức tạp điều đó cho ta thấy sự tác động của dòng nước ngọt từ lục địa qua các con sông đổ ra là lớn làm cho những khu vưc ven bờ có độ muối thấp và thường là ( 28-310/00), ở mùa khô xu hướng gần giống với mùa mưa nhưng mức độ diễn biến nhỏ hơn nên độ mặn khu vực ven bờ khoảng 30-320/00

Tại tầng 30m, cả hai mùa độ muối đều tăng theo độ sâu, xu hướng phân bố gần giống với tầng mặt, độ muối dao động 33.6-34.10/00 xem hình (7d,7c, trang32,34) Độ muối trong mùa mưa bao giờ cũng thấp hơn so với mùa khô cùng

Tại tầng 100, 200m độ muối tăng theo độ sâu đối với cả hai mùa ví dụ tại tầng 100m

ở mùa mưa độ muối là 34.1-34.30

/00 nhưng ở độ sâu 200m là 34.5-34.70/00 xem hình 10a, 9d trang 38, 39, gradien độ muối phân bố theo độ rộng tương đối là nhỏ trong toàn vùng ví

dụ như trong mùa khô ta thấy ở tầng 100m độ muối cho toàn vùng là 34.3-34.40/00 ở tầng 200m là 34.5-34.60/00 xem hình 9c, 10b trang 40, 41

Trang 34

Hình : 6c : Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 0 m trong mùa mưa

Hình : 6d: Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 0 m trong mùa khô

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

104 105 106 107 108 109 110 111 7

8 9 10

11

Trang 35

Hình: 7c :Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tai tầng 30 m trong mùa mưa

7 8 9 10

11

Hình : 7d :Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 30 m trong mùa khô

104 105 106 107 108 109 110 111 112 7

8 9 10

11

Trang 36

Hình : 8c: Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 50 m trong mùa mưa

7 8 9 10

11

Hình: 8d : Bản đồ phân bố mặt rộng của độ muối tại tầng 50 m trong mùa khô

7 8 9 10

11

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	4,46 MB