THỦY ĐỘNG HỌC CỦA BIỂN VÀ ĐẠI DƯƠNG potx

Vòng tuần hoàn của các dòng hải lưu có vai trò rất quan trọng đối với:• xói mòn và vận chuyển vật liệu trầm tích • Điều hòa nhiệt độ thủy quyển và khí quyển • cân bằng sự ổn định/bền vữn

CHƯƠNG 3

THỦY ĐỘNG HỌC CỦA BIỂN VÀ ĐẠI DƯƠNG

Vòng tuần hoàn của các dòng hải lưu có vai trò rất quan trọng đối với:

• xói mòn và vận chuyển vật liệu trầm tích

• Điều hòa nhiệt độ thủy quyển và khí quyển

• cân bằng sự ổn định/bền vững của môi trường sống

Sự phân bố và hoạt động của các dòng hải lưu phụ thuộc mạnh mẽ vào:

• Sự chênh lệch tỉ trọng của nước mà nó là kết quả của sự chênh lệch về: nhiệt độ, độ mặt

• Tuần hoàn của khí quyển

• Địa hình đáy biển

• Do có sự chênh lệch về tỉ trọng nên nước biển và đại dương có sự phân tầng/phân đới theo chiều thẳng đứng

• Đới trên cùng có độ sâu vài trăm mét chịu tác động mạnh của sóng, thủy triều, bức xạ mặt trời nên được gọi là đới hỗn hợp Các hoạt động của dòng chảy chủ yếu diễn ra theo phương ngang

• Các đới nằm sâu hơn có chu trình thủy hải lưu hoạt động

do sự chênh lệch về tỉ trọng và có đặc điểm ngèo oxi

Hoạt động quay của trái đất làm lệch hướng chuyển động của vật thể về bên phải ở bán cầu bắc và lệch về bên trái ở bán cầu nam.

(Ekman) do hiệu ứng coriolis mà gió có thể làm cho nước trên mặt chuyển động ở một góc tối đa là 45 o

so với hướng gió Lực coriolis làm lệch hướng của từng lớp nước nhiều hơn so với hướng gió theo

độ sâu cho đến khi lực ma sát và chuyển động của dòng do gió không còn đáng kể Do vậy

mà vận tốc giảm dần

và độ lệch tăng dần theo độ sâu Cấu trúc vận tốc dạng xoắn này đc gọi là xoắn Ekman

Liên quan đến xoắn Ekman là hiện tượng dòng trồi (upwelling),

xảy ra khi bờ biển nằm bên trái hướng gió thổi nước ấm và

nhẹ được vận chuyển đi xa và nước lạnh là nặng giàu chất

dinh dưỡng ở dưới sâu trồi lên

CÁC QUÁ TRÌNH THỦY ĐỘNG HỌC ĐỚI VEN BIỂN VÀ VẬN

CHUYỂN TRẦM TÍCH

• Khi vào đến ven bờ, biên độ, bước sóng và chu kỳ của sóng biển

do tác động của một loạt các yếu tố như độ sâu đáy biển, địa mạo đáy biển, hình thái đường bờ,

• Mặc dù sóng biển/đại dương thường thay đổi theo thời gian và không gian nhưng trong phạm vi hẹp có thể coi là sóng tuyến tính (sóng airy) khi chiều cao sóng có giá trị nhỏ so với bước sóng và độ sâu đáy biển.

• ƞ – độ cao sóng theo thời gian so với mực nước tĩnh

• c – vận tốc truyền sóng

• x – Khoảng cánh theo phương nằm ngang

) (

2

cos

t L

x

H

− Π

=

η

T L

gL C

gT C

Sự khúc xạ của sóng

• Khi sóng tiếp bờ với đường đỉnh sóng lệch so với đường đồng mức độ sâu đáy biển một góc α nào đó sẽ làm cho đường đi của sóng bị khúc xạ

và có xu hướng // với đường đồng mức độ sâu và đường bờ

• Vận tốc và bước sóng cũng giảm theo

) (

tan

0

kh

g C

C L

L Sin

Sin

o o

Sóng đổ

• Sóng đổ khi chiều cao sóng đạt mức độ tới hạn, Một phần lớn năng lượng sóng chuyển sang dạng động năng rối (turbulent)

• Đới sóng đổ (surf zone) đặc trưng bởi nước có

nhiều bọt và hòa tan không khí nhiều hơn

Dòng chảy dọc bờ

• Dòng dọc bờ hình thành khi sóng tiếp cận đường bờ theo một góc lệch nào đó.

• Độ rộng của dòng dọc bờ tương đương với độ rộng của đới sóng đổ

• Có khả năng vận chuyển trầm tích lớn

Dòng ngang bờ

• Độ rộng của dòng ngang bờ hẹp

• Chảy vuông góc với đường bờ

• Di chuyển qua đới sóng đổ và nhanh

chóng bị triệt tiêu khi đi ra ngoài vùng

nước sâu

• Vận chuyển trầm tích từ bãi biển ra

vùng nước sâu

Dòng ngang bờ

Hướng thoát hiểm ra khỏi khu vực nước cuốn bởi dòng ngang bờ

Vật liệu trầm tích được vận chuyển do tác dụng của ứng suất trượt đáy Ƭo

Ƭ o = Ƭ os + Ƭ of + Ƭ ot

Ƭ os Ma sát tương tác hạt

Ƭ of Lực cản bề mặt đáy

Ƭ ot Lực vận chuyển do chuyển hóa moment làm dịch chuyển vật liệu

Ở thời điểm vật liệu bắt đầu chuyển động ta có Ƭo = ƬCR

Vận chuyển trầm tích

[ 1 exp( 0 , 02 ) ]

055 ,

0 2

, 1 1

3 ,

0

*

*

D D

s

) (

) (

ρ ρ

τ θ

ρ ρ

τ θ

−

=

−

=

• θ s < θ CR : Không có vận chuyển trầm tích

• θ CR ≤ θ s ≤0,8: Có vận chuyển tt trên bề mặt lượn sóng

• θ s ≥0,8: Trầm tích vận chuyển dưới dòng chảy dạng tấm

CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ

CỦA TRẦM TÍCH

Thành phần

• Phần lớn vật liệu trầm tích đới ven bờ có nguồn gốc lục địa

• Thành phần khoáng vật là sản phẩm của quá trình phong hóa từ đá gốc

• Quá trình vận chuyển tạo lên sự phân dị trầm tích: một số khoáng vật kém bền vững bị phá hủy trong quá trình di chuyển => trầm tích đới ven bờ có ~70% là thạch anh, ~20% là Feldspar, còn lại là các khoáng vật nặng như Horblende, Garnet, Magnetite, Ilmenite, Zircon,

• Ngoài ra còn có một số khoáng vật bóc mòn từ đới ven bờ

• =>Thành phần khoáng vật trong trầm tích có thể được sử dụng để nghiên cứu nguồn gốc vật liệu

Độ hạt

Biểu đồ phân bố thành phần độ hạt dạng cột

(histogram)

= -log

ɸ 2d (Krumbein, 1936)

Biểu đồ phân bố thành phần độ hạt dưới dạng

đường cong lũy tiến (Accumulative curve)

φ φ φ

σ

φ α

φ

φ σ

φ φ

φ

φ φ

50

16 84

16 50

84

16 84

2

) 1957 ,

&

( 3

) 1952 ,

&

1939 ,

( 2

M

Ward Folk

M

Inman Otto

M

của sóng và thủy triều => giá

trị tính được cần phải xem xét