Đánh giá biến động cấu trúc nhiệt động và hiệu ứng sinh thái của gió mùa đông tây - nam trên vùng biển ven bờ tây nam vịnh Bắc Bộ

Trên cơ sở phàn tích, xử lý các sô liệu hiện có vẻ điểu kiện khí tượng, hải dương vùng biển ven bờ tây nam vịnh Bắc Sô, bước đầu nghiên cứu và xác định các đặc trưng sau đây: a.Giới han

KỂT QUẢ VÀ TĨNH HINH THỰC HI EN KE HOạCH NCXH íTTI.A

ĐỂ TÀI CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA NÁM 1995.

ỉ.M ã sô ', tên đ ề tài: QG.95.16

Đánh giá biến động cấu trúc nhiêt động và hiệu ứna sinh thái

của gió mùa tây-nam trèn vùng biển ven bờ tầy nam vinh Bắc Bộ

Estunation o í thc venauons o i thcrmo-aynanuc srructurc ana ccoioacal íríects oi' monsoon s w in đie souih-west coasrni zone o ì Tonidp bay.

2 Cán bộ tham gũi nghiên cứu.

Đinh Văn ưu, Đoàn Văn Bộ, Phúng Đàng Hiếu

3 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu.

Trên cơ sở phàn tích, xử lý các sô liệu hiện có vẻ điểu kiện khí tượng, hải dương vùng biển ven bờ tây nam vịnh Bắc Sô, bước đầu nghiên cứu và xác định các đặc trưng sau đây:

a.Giới han ảnh hưởng của gió táy nam nóng trèn vùng biển nghiên cứu,

b Phạm vy mức đô biến đông của dị thường cấu trúc thuv ván trong mùa gió tây nam,

c.Mối tương quan giữa biến động cấu trúc nhiệt động và sinh thái môi trường biển.

Nguon so iiệu sứ dung nghiên cứu bao íom cac ìO lièu khí tương tai các dài tram khi tượng thuỷ văn ưen vung biển ven bờ và hải dáo : Hòn ngư Bạch Long Vỹ, cửa tung, Cồn cỏ Các số liệu khào sát biển của mot số đề tài cấp nhà nước thuòc chương trình nghiên cứu biển KT-03 liên quan tới vùng biển nghiên cứu Các số liệu hải dương như nhiệt độ độ muối, các yếu tố dinh dưỡng và

sinh học phần lớn lấy từ ngu ổn số liệu lưu trữ tại Bộ món Haỉ dương học, đé tài KT-03-10 và một phần từ nguổn số liệu của Trung tâm quốc gia số liệu hải dương ( NODC-Hoa kỳ) thông qua các đĩa CD-ROM "World Ocean Atlas 1994" và " Global Ocean Temperature & Salinity".

a Nghiên cứu giới hạn hoạt động của gió mùa táv-nam nóng ưèn biển được bắt đầu từ các đặc điểm của ché độ gió trên biển và ven bờ Trong các loại hình thế khí áp mùa hè loại hình thế khí áp

có dải hội tụ nhiệt đới đi dọc bờ táy vịnh Bắc Bộ có xác suất xuất hiện nhiêu nhất Cùng với sự tổn tại thường xuyên của tám áp thấp Bắc Bộ, loại hình thế khí áp này tao ra sư phán hoá lớn của trường gió ưong khu vực Giới hạn của gió nóng từ bỡ ra biển được xác đinh bởi vị trí của dải áp thấp này so với bờ Khu vực chịu ảnh hưởng manh của gío nóng ra biển bao gổm vùng ven bờ từ Ọuânẹ Trị đến nam Hà Tĩnh ; khoảng cách tối đa gió nóng đi ra biển có thể vượt qua 20-30 km Trên vùng ranh giới giữa hai khu vực có hướng gió khác nhau tổn tại một vùng có roto ứng suất gió trén mặt biển cao Tác động của vùng roto cao này lén mặt biển góp phần hình thành và tảng cường dải phản kỳ nước dọc phía táy vinh Bắc Bộ Kết hợp với tác động của gió thổi vuóng góc bờ từ đất iién, vùng phán kỳ này được tàng cương đan tới hiện tương nươc tang sáu xám nhập lén mặt biển, hình thành khu vực có nénnhiệt thấp của biển.

b.cấu trúc thuỳ vàn và tương quan giữa gió và chế độ nhiệt động học nước biển.

Quá ưình phán hoá của trường gió và sự xám nhập cua gió nóng ra biển là nguyên nhản chính tao nén ché độ phán bó đặc biệt của các yếu tố khí tương, vặt lý thuỳ vàn vùng biển ngnién cứu Trước hết sự phán hoá quy mó lớn và trung bình của trường gió trèn vịnh Bắc Bộ đâ tao nen sự phan hóa của trường ứng suất gió,góp phán hình thành dải phán kỳ nước trén mặt biến tai khu vực gan bờ táy nam vịnh Hoàn lưu nay gáy nen SƯ xam nhạp của nước tầngsáu lén mật biển, hình thành dải nước lanh nhu đã neu trên.

Sư phản hoá cục bỏ của hướn£ gió Lrén dải ven bờ đã góp phầr: tàng cường quá trình xàm nhàp của nươc tầng san lén mạt tì lẻn

bằng hiệu ứng upweiling ở khu vực đèo Ngang

Các số liệu vể phán bố mặt rộng của nhiệt độ và độ muối nước biển mùa hè trong 5 nảm lién tạc từ 1960 đến 1964,cùng với phân

bố trên các mặt cắt,đã minh chứng những tương quan nêu trên Từ

bờ ra khơi tổn tại một dải nước nhiệt độ thấp kéo dài từ bắc xuống nam với trung tám nằm trong khoảng từ 17°30N đến 19°30N,từ bờ

ra đến kinh tuyéín 107°E Tại đáy một số năm nhiệt độ nước xuống dưới 27°c.

c Trong điéu kiận gió mùa táy nam cùng với những hệ quâ thuỳ nhiột động lực biển, hệ sinh thái vùng biển ven bờ táy nam vịnh Bắc Bộ cũng chịu những biến động, thể hiện qua sư phản bó

các đặc trưng hoá học và sinh học biển.

Sự phán bó các yếu tó hoá học vùng biển nghién cứu ưong mùa hè biểu hiện tương đói rõ sự chi phối của nhiéu quá ưình vặt

lý (rương tác biểii - klií dòng lục địa dòng chàv ven bỏ nước li ổi), đổng thời phản ánh rõ một số quá ưình sinh vặt hoc nhu phán bó sinh vật phù du và năng suất sinh hoc sơ cấp Cùng với các đãc trưng nhiệt muối tổn tại ở mức thuãn cho nhiéu loài ưa độ muối thấp (dưới 32%^, các yếu tố hoá học như Óxy hoà tan, Phốtpho vó

cơ cũng tổn tại ở những giá trị tương đối ổn đinh (Ồxy tàng mặt từ 4,6 - 5,2 ml/1 Phôtpho vó cơ tò dưới 2.5 đến trén 4 mgP/m3) Điéu

đó tạo nên cho vùng biến nghièn cứu có những diéu kiện sinh thái - mói trường tương đối thuặn lợi cho đời sống thu Ỳ sinh vặt, trước hết là sinh vật phù du.

Trong thời gian mua hè, ỏ vùng biển nghién cứu có sư phát ưiển mạnh của sinh vật phù du chủ yếu là nhóm loài ưa đó muối thấp dưới 32%ơ.Điéu này thể hiện ờ chồ có sự tập trung cao vể số lượng và sinh khối trong dải nước 50m sáu trở vào bờ: số lương thực vặt phù du ưén 2 ưiệu tế bào/'m3 khối ỉương động vật phù du Lrén 100 mg/m3 nang suất sinh học so cấp ưén 100 mgC/m3.ngày.

5.N hững két qua đã dươc cong bô:

Có hai bài báo cóng bố:

1 Phan hoá gió mùa Tây-Nam ưén vinh Bác Bó và tác đòng của nó lén đieu kiện mói trương-sinh thái vùng biển ven bờ táy

nanĩ v ịn h rT S Đinli Vãn 'uu Tập san Klii tương thuỷ vàn N 'p

1 0 9 5

2 Đặc điểm phán bô trường gió và tác đống của nó lên chẽ độ

nhiêt động lực ưén vùng biển Việt nam.PTS Đinh Vãn lJu,Tập san Khí tượng thuỷ vãn, N , 1996 (đã nhản đãng).

6.Những mục tiêu, nội dung chưa thực hiện được

Khóng.

7.Tình hình thực hiện sử dụng kinh phí của đé tài trong nán: 1995.

-Được duyệt: 4.000000 đống

-Được cấp: 3500.000 đổng (.giải ưình kèm theo ).

8.Tình hình sử dụng thiết bị đ ể nghién cứu đé tài.

9Jỉợp tác quốc tế vé KHCN:

khóng.

10 Thuận lợi,khó khán, kiến nghi:

Do kinh phí han chế, chưa ưiển khai dươc khau mo hinn noa tính toán, lạp cơ sở cho cong tác dư báo Đê nghị cho tiếp tục thưc hiẹn ưong kếhoach tới vé ván đé này.

XAC NHẬN VẢ NHẠN XET

DANH GIA CUABCN KHOA

XÁC NhẬN CỦA TRƯƠNG

ESTIMATION OF THE VERIATIONS OF THERMO DYNAM IC STRUCTURE A N D ECOLOGICAL EFFECTS OF M ONSOON s w

IN THE SOUTH WEST COASTAL ZONE OF TON KIN BAY

The south-vvest Coastal zone o f Tonkìn bay is in 16-20°N and from seashore to 108°E In the summer, the sw hot-dry w ind alw avs activates there.

D ue to in ílu en ce o f tropical atm otspheric depression w hich is

in the north o f V ietn am and tropical convergence range along to the seashore so w ind direction in the research zone is diffren ced very much On the Coastal from Quangtri to the South o f Hatinh, hot-drv wind direction is w est and sou th -w est The in ílu en ce éscale o f the \vind can reach to 2 0 -3 0 km on the sea and this lim it íix ed bv p osition o f tropical con vergen ce range B eyond That, vvind direction is South and south-east B eca u se d iffren ce o f wind direction the value o f wind stress roto is increased and

divergence phenomennon o f sea water in w est Coastal zone o f

Tonkin bav also is increased So that there is a sm all u p pw eling region there w hich centre is about 17°30N -19°30N and from seashore to 107°E W ater temperature o f the centre can be le s s than 27°c.

The distribution o f ch em ical com pounds is in ílu en ced much bv therm o-đvnam ic p rocesses C oncentration o f d is so lv e d o x y zen (4 6 -5 2 inl/1), d isso lv ed inorganic phosphore (2.5 - 4 m g-P /m 3 ) are rather stable Temperature ( < 3 0 0 and sa lin ity (<32% o) o f face vvater iayer are íavourable to marine b io lo g y life B io m a ss o f phytoplankton is over 2 1 0 6 c e ll/m 3 , - zooplankton is over 1<JHJ

m g/m ^ and primary production o f phytoplankton is over 100 mg-

C /m 3.dav.

MỞ ĐẨU Vùng biển ven bờ tây nam vịnh Bắc Bộ nằm trong khoâng vĩ tuyến 16°N đến 20°N,là khu vực có điéu kiện thời tiết, khí hậu khắc nghiệt, đặc biệt chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió nóng táy nam Đây lại là một trong những khu vực khai thác hài sản quan ưong song có sự biến động mạnh mẽ theo thời gian và khóng gian Việc nghién cứu các quy luật hình thành và biến đóng của điéu kiện mói trường biển để có thể dự báo chúng là một vấn đề quan ưong ưong nhiên cứu biển nước ta, đặc biệt là hải dương học nghé cá Theo một số kinh nghiệm nghiên cứu và số liệu tích luỹ cho thấy tính phức tạp của quá trình trén Trong khuõn khổ của đề tài QG.95.16.chúng tói cố gáng tập hợp tối da số liệu và đi sáu nghién cứu một số đặc trưng chế độ của điéu kiện khí tượng, hải vàn và sinh hoc nhằm đánh giá mức độ biến động và tương nuar g'ữạ chúng,cho phép xây dựng luận cứ khoa học cho việc nghiên cức đẩv đủ vấn đé nàv ưong tương lai.

I.ĐẬC ĐIỂM CHẾ ĐỘ GIÓ TRÊN BIẺN v à v e n b ờ t r o n g MÙA GIÓ TÂY-NAM.

Trường gió ưén vinh Bác Bộ và ưén vùng biển nghién cứu chiu ảnh hưởng trực tiếp của trung tám áp thấp bắc Đóng dương, tổn tai thường xuyén ưong mùa hè cũng như sự hiẹn diện của dải hội tụ nhiệt đới ( HTNĐ) xuất phát từ tam áp thấp vắt qua vinh Bắc ồộ Trén hình 1 đưa ra một loại hình thế khí áp điển hình của mùa gió táv-nam ưên vùng biển Việt Nam với sư hiện diện của các đặc diểm khí áp như đã néu.

Với loại hình thế khí ốp này gio ưèn vung biển nghiên cưu có

sự phản noố lớn về hương và vãn tốc theo hai quy mó : trung bình- trèn toàn vịnh Bác Bộ và cục bó - tại dải ven bờ.

Tren quy mo trung binh và lớn,áp thấp Bắc Bộ iuốn cỏ xu thế hủl giỏ từ biển vào, tao nén các hướng gió nam (S) và đóng nam (SE) tại vùng biến phía bác và đóng bác vinh Bác ồộ Ngoài ra.dải

ap thấp ( HTNĐ) gãy nén sự phan hoá gió từ hai phía: phía bàc dải HTNĐ giỏ theo hướnti s và SE phía nam dài áp thấp gió hướn£ tav (W1 và táy nam (SW) Trên bảng 1 dưa ra tản suất các hương "ió

10Ĩ tro r / ĩ fỉo

_ _

thịnh hành ưong tháng 7 tại các trạm khí tượng ưên khu vực bao quanh vịnh Bắc Bộ nhầm chứng tỏ điều đó.

Bảng 1 Tần suất các hướng gió (%) trong tháng bảy

Lại các ưạm KTTV khu vực vịnh Bắc Bộ

^ \ H ư ớ n g

dài HTN0

Phi á nam dai HTNf)

câ mùa gió táv-nam ưén vùng biển nghiên cứu.

Bàng 2 Tần suất (%) các hướng gió chính tai các tram khu vực

vịnh Bắc Bộ trong mùa gió tảy-nam.

4

-Đ ể minh hoạ, chúng tói xày dựng các hoa gió trong tháng 7 cho cả ba ưạm ưén và ữạm cửa Tùng nàm ưẽn bờ biển, nhàm nghiên cứu sự biến đổi của gió từ bờ ra khơi (hình 2a,b,c.d), đổng thời với các hoa gió, chúng tói đưa ra các bâng tần suất gió ưong tháng 7 chi tiết cho tất cà cấp vận tốc gió tại các ưam neu ưen (bảng 3.4,5,6).

Trên quy IĨ1Ó nhỏ - khu vực, sự phan hoá gió sảy ra ưén dài ven

bờ do tác động của yếu tó địa hình Cũng từ bảng 1 nhận thấy rằng,

từ Hà tĩnh trở ra ưong mùa hè gió hướng táy-nam khóng còn chiếm

ưu t h ế

Khu vực có gió tảy-nam mạnh (bao gổm cà hướng s w và W) tập trung ưong đoạn bờ từ nam Hà tĩnh đến hết Quảng ưị Tại vùng biển ven bờ thuốc khu vực nà}; gió nóng táy và tảy-nam ìuốn xam nhập ra biển Theo các lài liệu hiện cố thì giới hạn xám nhấp của gió từ đất liẻn ra biển tai đáy có thể dạt khoảng cách ưén 20 krn Trẽn các hình 3a b đưa ra biếu đổ tán suất hướng gió ưen hai trarn khí tương CủĩiTùng và Con cỏ nảm trén bờ và ngoài biển ưén khoảng cách20 km Sự biến đổi đổng pha và tương đóng giá trị tán suất gió táy-nam trong các tháng mùa hè cho thảy sư xâm nhặp của

gió s w ra biển ở khu vưc này là đáng kế Hoa gió hai ưam ưén hờ

và ưèn biển ( hình 2a,bj cũng khàng đinh quy luât nèu trèn đãc biệt vé sự phản hoá của hướng gió.

Trên hình 3c biêủ diêrí (theo sô' liệu đo) hương va vạn toe gio tren

hai mặt cắt vuóng góc bờ Quảng trị ưong thời kỳ hoai động manh của gió mùa táy-nam tháng 8/1992 Dẻ dàng thấy rang giới han của gió w và s w từ đất lién cỏ thể lấy vào khoảng từ 20 đến 30 km Ngoài khu vực này gió chuyển hướng theo quy luặt đã nêu ưen: từ hướng w sang s w và từ s w sang s và SE ưen vung biển khơi.

II.QW LUẬT PHÁN BỐ CỦA NHIỆT ĐỘ.ĐỘ M Uố! VÀ CAV

TRÚC THẢNG ĐỨNG CỦA NƯỚC BIÉN KHU v ự c NGHIÊN

CỨU

2.1.Phân bỏ mặt rộng

Trong mua hè theo sò lieu trung mnn nnieu nam la: vunc biến tảy-nam vịnh Bác Bộ có SƯ hiện diẹn một vung rong lớnCkéo

B ;ùig 3 TẤN SUẦT TÔr ĐỘ GÍO THEO CÁC IỈƯƠHG

Xuất đám báo or

Sô' lần

Lặr 4.7

Ig gió 7.3 0.5 0.2

13.0 0.2

14.6 5.5

1 4

2.1 M.3

21 2 1.8

Vũng ức: Cồn có

Hinh 2 b HOA GIÓ

TẦN SUÂT í'.10 TifF.<) C/V’ HtrtiNc;

Sô' lồn

4 n<;

0 n">

0 6 ?

1 •> irt 17.1«

X u ẵ t dám b á o Ọ/

Hntip 6 TAN SUÂr TÔÍ' 1x3 C.IÓ T lir o CÁC HƯONr,

Trạm do: Bạcli lnng vỹ Ng.-ìy (lo: '1'tiáng 7/ 6 l- 8 2

Minn ó tíicn d ò ỉ g io trcn vung Liitn tây nam V-Ịiìii iiủc Bỏ

a Tần suất hướng gió tai tram cửa Tung,

h Tần S11 át hướng gió tai trạm Con CẢ

c Hướng và vặn tốc trén mặt cắt vuông góc bờ Quảng ưị 8/1992.

có độ mặn cao hơn,tương đương với độ mặn vùng biển sáu, với giá trị thường xuyên trên 31 %0 (hình 5).

Bén canh bản đổ phán bố trung bình nhiều nãiTi các bàn đổ nhiệt độ và độ muối ữong các năm 1960 -1964 cũng cho ta thấy rõ các đặc điểm nêu ưên (các hình 6-12) Cũng có thể thấy trong một

số nám dải nước tương đôi lạnh này được tách ra thành hai phần : ngoài khơi-Đèo Ngang và gần Hòn Mé Tại khu vực f)èo Ngang có

trung tám nhiệt độ thấp nhất với giá trị cực tiểu có thể nhỏ hơn 28

° c thậm chí dưới 27°c.

Trong các nãm 1960,1961.1963,1964, nhiệt đỏ nước tai khu

vực tìèo Ngang ưong tháng 7 đéu nhỏ hơn 2 8 °c và độ man ưen

trẽn 33,5%0.

Việc các trung tám nhiệt độ thấp và đố muối cao khỏng trùng nhau chủ vếu do ảnh hưởng của dòng nước sòng làm nhạt dải nước ven bờ Khu vực ven bờ này cũng là một ưong những trung tám mưa lớn của vùng biển nước ta với tổne lương mưa nãm trên 2000

mm vì vậy mưa là môt tác nhản quan trong làm phân bó lai trường nhiệt và muối trên mặt biển.

2.2.Cấu trúc thẳng đứng

Đ ể nghiên cứu quá trinh xám nhập của nước tang sáu lén mặt biển, chúng tôi tiến hành xây dưng các mãt cắt thuỲ vàn phản bó nhiệt muối ưên khu vực này.

Trén các hình 13.14 cho ta mãt cắt doc kinh tuvến 106°E phía bắc vỹ tuyến 18°N vào tháng 7 các năm 1962-1963.Dễ dang nhan tháy ràng Ưong khoảng tử vỹ tu vén 18°30N đén 19°30N co hién tượng xám nhập của nước lanh táng sau vào phía bờ, nhưng do mức độ xám nhập không manh nên nhiêt đó tánc mãĩ của nước chỉ giảm đến 29°c.

Cất

Trên các hình 15.16 cho ta mặtvdọc bò Hà Tĩnh cũng vào thời

irỳ trên Tâi các m ã ĩ cãí n à y LhâV ỉuis ro SƯ xấíĩì n h á p CÌÌ8 n ư ớ c íiuìịi

1 5

-Hìníi 4 Phán bó nhiêt đó mãT Hiep rhnri!’ - tninr' n!*.;

Ạ Ạ —

*ẠẠ— N ÃA -\ ịẬẠ -\

! ỵsẠ — Ạ Ạ Ạ - , , Ã A A - A A A — , ; à ạ ạ ạ _ Ạ Ạ Ạ , Ã A A A ẠẬẠẠ

A A A Ã A

■ Ạ À ì Ạ Ạ À ị Ậ Ạ Ạ Ạ Ạ Ạ (N - , A A A A A - _

-, -, A Ạ A A A A Ã _

• 4 AẠẠẠẠẠ -6 Ạ Ạ Ạ Ạ Ậ

A A A A A

Ạ Ạ Ạ Ặ Ạ t AẠẶ Xạ ẠẠẶẠ - iÃAAÌ A Ì /* * /*» > ị -\ AA - \ - V

-XX -\

ịiịịị Ạ Ặ V; ạ ạị— v o

TẠẠA — \ \

Ạ A Ã - V V .Ạ Ạ Ạ Ạ - \ c : : :: Ạ Ạ Ạ Ạ Ạ -

Ạ Ạ Ặ Ạ Ạ -—

A A A A À A - \ \ Ạ Ạ Ạ Ạ Ạ - \ \ Ạ Ạ Ạ Ạ Ạ Ạ - \

19

-Hình 8.Phàn bố nhiệt độ mãt biển tháng 7/1961 ( số liệu NOĐC)

1 : i cõ

i ù

Hình 14 PhAn hớ ĩiliiọt (lộ và (lộ muối trOn mặt Cílt dọc kinh tuyên

I0r>°1« lừ 1‘ )°S()N đốn 1 S ° 2 0 N tlin rig 7/1^ 63