1. TỔNG QUAN ĐẠI DƯƠNG .1. Đặc điểm chung của đại dương .1.1. Tính đới của đại dương .1.1.1. Các đại dương trên thế giới .1.1.2. Tính đới của đại dương .1.2. Đặc điểm khí hậu của đại dương .1.3. Đặc điểm địa chất, địa mạo của đại dương .1.3.1. Đặc điểm địa chất, địa mạo .1.3.2. Trầm tích đáy đại dương .1.3.3. Sự phân chia các vùng biển .2. Vị trí địa lý và vai trò của Biển Đông đối với vùng ven biển Việt Nam .2.1. Vị trí địa lý .2.2. Vai trò của Biển Đông đối với vùng ven biển Việt Nam .2.2.1. Vai trò kinh tế .2.2.2. Vai trò phát triển du lịch .2.2.3. Vai trò về an ninh quốc phòng 2. CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH, ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT KHÍ TƯỢNG HẢI VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG BIỂN .1. Thành phần hóa học và tính chất vật lý của nước biển .1.1.Thành phần hóa học của nước biển .1.2. Tính chất vật lý cơ bản nước biển .2. Các trường nhiệt độ, độ muối, mật độ và áp suất trong đại dương .2.1. Trường Nhiệt độ .2.1.1. Biến thiên nhiệt độ trong nước hải dương .2.1.2. Sự phân bố nhiệt độ nước trên bề mặt đại dương .2.1.3. Các quá trình biến thiên nhiệt độ của nước biển .2.2. Độ muối và mật độ .2.2.1. Khái niệm mật độ và độ muối .2.2.2. Sự phụ thuộc của mật độ vào nhiệt độ và độ muối .2.2.3. Sự biến thiên mật độ của lớp nước mặt hải dương .2.3. Áp suất .3. Tương tác khí quyển – đại dương .3.1. Khái niệm trương tác khí quyển – đại dương .3.2. Trao đổi nhiệt trong tương tác khí quyển – đại dương .3.2.1. Các đặc điểm của quá trình trao đổi nhiệt .3.2.2. Cân bằng bức xạ nhiệt .2.2.3. Cân bằng nhiệt của đại dương .2.3. Trao đổi nước trong tương tác khí quyển – đại dương .2.3.1. Đặc điểm trao đổi nước trong tương tác khí quyển – đại dương .2.3.2. Cân bằng nhiệt và cân bằng nước hải dương 3. CÁC QUÁ TRÌNH ĐỘNG LỰC TRONG ĐẠI DƯƠNG .1. Những lực cơ bản gây ra chuyển động của nước trong đại dương .1.1. Các lực nội sinh .1.2. Lực ngoại sinh .1.3. Các lực thứ sinh .2. Dòng chảy và hoàn lưu .2.1. Khái niệm và phân loại dòng chảy .2.1.1. Khái niệm chung về dòng chảy .2.1.2. Dòng chảy quán tính .2.1.3. Dòng mật độ .2.1.4. Dòng Gradient .2.2. Hoàn lưu nước đại dương .2.2.1. Yếu tố cơ bản của hoàn lưu đại dương thế giới .2.2.2. Các hệ thống xoáy thuận và xoáy nghịch trên thế giới .3. Thủy triều .3.1. Nguồn gốc, khái niệm và các thuật ngữ .3.1.1. Khái niệm và các thuật ngữ .3.1.2. Nguồn gốc thủy triều .3.2. Các hiện tượng triều .3.3. Phân loại thủy triều
Trang 1MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐẠI DƯƠNG 1
1.1 Đặc điểm chung của đại dương 1
1.1.1 Tính đới của đại dương 1
1.1.1.1 Các đại dương trên thế giới 1
1.1.1.2 Tính đới của đại dương 4
1.1.2 Đặc điểm khí hậu của đại dương 5
1.1.3 Đặc điểm địa chất, địa mạo của đại dương 9
1.1.3.1 Đặc điểm địa chất, địa mạo 9
1.1.3.2 Trầm tích đáy đại dương 11
1.1.3.3 Sự phân chia các vùng biển 12
1.2 Vị trí địa lý và vai trò của Biển Đông đối với vùng ven biển Việt Nam 14
1.2.1 Vị trí địa lý 14
1.2.2 Vai trò của Biển Đông đối với vùng ven biển Việt Nam 17
1.2.2.1 Vai trò kinh tế 17
1.2.2.2 Vai trò phát triển du lịch 18
1.2.2.3 Vai trò về an ninh quốc phòng 19
CHƯƠNG 2 CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH, ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT KHÍ TƯỢNG HẢI VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG BIỂN 20
2.1 Thành phần hóa học và tính chất vật lý của nước biển 20
2.1.1.Thành phần hóa học của nước biển 20
2.1.2 Tính chất vật lý cơ bản nước biển 21
2.2 Các trường nhiệt độ, độ muối, mật độ và áp suất trong đại dương 25
2.2.1 Trường Nhiệt độ 25
2.2.1.1 Biến thiên nhiệt độ trong nước hải dương 25
2.2.1.2 Sự phân bố nhiệt độ nước trên bề mặt đại dương 25
2.2.1.3 Các quá trình biến thiên nhiệt độ của nước biển 28
2.2.2 Độ muối và mật độ 29
2.2.2.1 Khái niệm mật độ và độ muối 29
2.2.2.2 Sự phụ thuộc của mật độ vào nhiệt độ và độ muối 30
2.2.2.3 Sự biến thiên mật độ của lớp nước mặt hải dương 31
2.2.3 Áp suất 31
2.3 Tương tác khí quyển – đại dương 32
2.3.1 Khái niệm trương tác khí quyển – đại dương 32
2.3.2 Trao đổi nhiệt trong tương tác khí quyển – đại dương 33
2.3.2.1 Các đặc điểm của quá trình trao đổi nhiệt 33
2.3.2.2 Cân bằng bức xạ nhiệt 35
Trang 22.2.2.3 Cân bằng nhiệt của đại dương 36
2.2.3 Trao đổi nước trong tương tác khí quyển – đại dương 37
2.2.3.1 Đặc điểm trao đổi nước trong tương tác khí quyển – đại dương 37
2.2.3.2 Cân bằng nhiệt và cân bằng nước hải dương 40
CHƯƠNG 3 CÁC QUÁ TRÌNH ĐỘNG LỰC TRONG ĐẠI DƯƠNG 41
3.1 Những lực cơ bản gây ra chuyển động của nước trong đại dương 41
3.1.1 Các lực nội sinh 41
3.1.2 Lực ngoại sinh 41
3.1.3 Các lực thứ sinh 42
3.2 Dòng chảy và hoàn lưu 44
3.2.1 Khái niệm và phân loại dòng chảy 44
3.2.1.1 Khái niệm chung về dòng chảy 44
3.2.1.2 Dòng chảy quán tính 44
3.2.1.3 Dòng mật độ 45
3.2.1.4 Dòng Gradient 49
3.2.2 Hoàn lưu nước đại dương 51
3.2.2.1 Yếu tố cơ bản của hoàn lưu đại dương thế giới 51
3.2.2.2 Các hệ thống xoáy thuận và xoáy nghịch trên thế giới 52
3.3 Thủy triều 53
3.3.1 Nguồn gốc, khái niệm và các thuật ngữ 53
3.3.1.1 Khái niệm và các thuật ngữ 53
3.3.1.2 Nguồn gốc thủy triều 55
3.3.2 Các hiện tượng triều 59
3.3.3 Phân loại thủy triều 60
3.3.3.1 Phân loại thủy triều trên thế giới 60
3.3.3.2 Thủy triều ở Biển Đông 62
3.3.4 Dòng triều 64
3.3.5 Tính toán thủy triều 65
3.4 Sóng 67
3.4.1 Khái niệm sóng và phân loại 67
3.4.1.1 Khái niệm sóng 67
3.4.1.2 Phân loại sóng 68
3.4.2 Các đặc trưng sóng 70
3.4.2.1 Lý thuyết sóng biển sâu 70
3.4.2.2 Các đặc trưng sóng 72
3.4.3 Sóng ven bờ 74
3.4.3.1 Hiệu ứng nước nông 74
Trang 33.4.3.2 Sóng phản xạ 75
3.4.3.3 Sóng khúc xạ 75
3.4.3.4 Sóng vỡ 77
3.5 Nước dâng bão 78
3.5.1 Nguyên nhân hình thành 78
3.5.2 Cách tính toán 78
3.6 Mực nước tổng hợp 79
3.6.1 Khái niệm 79
3.6.2 Mực nước điều hòa 80
3.6.3 Mực nước phi điều hòa 81
CHƯƠNG 4 TÀI NGUYÊN VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN & MÔI TRƯỜNG BIỂN 83 4.1 Khái niệm và phân loại tài nguyên biển 83
4.1.1 Khái niệm và vai trò của tài nguyên biển 83
4.1.2 Phân loại tài nguyên thiên nhiên và môi trường biển 83
4.2 Tài nguyên sinh vật và hệ sinh thái biển 84
4.2.1 Tài nguyên sinh học biển trên thế giới 84
4.2.2 Tài nguyên sinh học biển Việt Nam 84
4.3 Tài nguyên khoáng sản biển Việt Nam 86
4.4 Các dạng tài nguyên khác 87
4.4.1 Tài nguyên năng lượng biển 87
4.4.2 Giao thông vận tải 88
4.5 Quản lý tài nguyên môi trường và phát triển bền vững 89
4.5.1 Những thách thức đối với tài nguyên môi trường biển Việt Nam 89
4.5.2 Hiện trạng quản lý về bảo vệ môi trường biển tại Việt Nam 90
4.5.3 Một số giải pháp khai thác và bảo vệ môi trường biển theo hướng phát triển bền vững 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
Tài liệu tiếng Việt 94
Tài liệu tiếng Anh 94
Trang 4DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1 Đại Tây Dương (Atlantic Ocean) 2
Hình 2 Thái Bình Dương (Pacific Ocean) 2
Hình 3 Ấn Độ Dương (Idian Ocean) 3
Hình 4 Bắc Băng Dương (Arctic Ocean) 4
Hình 5 Sơ đồ phân bố áp suất không khí trên mặt cắt kinh tuyến và chuyển động của khí quyển tương ứng 6
Hình 6 Sơ đồ phân bố gió trên quả đất 6
Hình 7 Trường gió trung bình trên mặt đại dương thế giới vào tháng 7 (Đặc trưng mùa Hè) 7
Hình 8 Trường gió trung bình trên mặt đại dương thế giới vào tháng 1(Đặc trưng mùa Đông) 8
Hình 9 Mặt cắt ngang khái quát của đáy đại dương theo Leonchep O 9
Hình 10 Biển Đông và các biển kế cận 15
Hình 11 Bản đồ địa hình Biển Đông 17
Hình 12 Bản đồ phân bố nhiệt trên đại dương thế giới 26
Hình 13 Dòng hải lưu chính của đại dương thế giới 27
Hình 14 Phân bố nhiệt theo phương thẳng đứng trong đại dương 28
Hình 15 Sơ đồ cân bằng nhiệt trong khí quyển 33
Hình 16 Sơ đồ cân bằng nhiệt tại 1 thể tích bất kỳ 34
Hình 17 Chu trình thủy văn trên thế giới 38
Hình 18 Phân bố mật độ theo phương đứng trong đại dương 47
Hình 19 Trạng thái theo các hợp phần ổn định ET và ES 48
Hình 20 Gradient áp suất phương ngang 50
Hình 21 Độ nghiêng của các mặt đồng thể tích trong dòng chảy Gradient 51
Hình 22 Các hệ thống xoáy thuận và xoáy nghịch trên thế giới 53
Hình 23 Hệ thống Mặt trời – Trái đất và mặt trăng 56
Hình 24 Lực li tâm giữ hệ thống Mặt trời – Trái đất – Mặt trăng 56
Hình 25 Biểu thị lực thủy triều 58
Hình 26 Chu kỳ triều trung bình trên thế giới 59
Hình 27 Ảnh hưởng của mặt trăng đối với triều 60
Hình 28 Các chu kỳ triều khác nhau trên thế giới 60
Hình 29 Các loại triều tại các điểm trên thế giới 62
Hình 30 Thủy triều vùng ven biển Việt Nam 64
Hình 31 Sơ đồ phân loại sóng 69
Hình 32 Sơ đồ chuyển động của các hạt nước trong sóng đứng (a), sóng tiến (b) 70
Hình 33 Quỹ đạo chuyển động của hạt nước trong sóng 71
Trang 5Hình 34 Sóng phản xạ 75
Hình 35 Hiện tượng khúc xạ theo định luật SNELL 76
Hình 36 Biểu thị khúc xạ sóng theo 76
Hình 37 Hệ số sóng vỡ Isobaren với từng bãi bờ thoải 78
Hình 38 Phân bố mật độ khả năng xảy ra (mỗi năm) của độ cao theo phương đứng nước dâng do bão tại Hook of Holland, Hà Lan Phân bố theo hàm Rayleigh 79
Hình 39 Sơ đồ nước dâng do gió 81
Hình 40 Sơ đồ tính toán đà gió 82
Hình 41 Mực nước tổng hợp 83
Trang 6DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 7 Sản lượng khai thác thủy sản và hải sản theo các năm 84
Trang 7CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐẠI DƯƠNG (6 tiết) 1.1 Đặc điểm chung của đại dương
1.1.1 Tính đới của đại dương
1.1.1.1 Các đại dương trên thế giới
Người ta phân chia Đại dương Thế giới thành các đại dương riêng biệt xuất phát
từ những dấu hiệu sau (theo tuần tự mức ý nghĩa): hình dáng đường bờ các lục địa và cácđảo, địa hình đáy, mức độ biệt lập của các hải lưu và thủy triều, mức độ biệt lập của hoànlưu khí quyển, những đặc điểm phân bố phương ngang và phương thẳng đứng của nhiệt
độ và độ muối
Trong một thời gian dài Đại dương Thế giới được chia ra thành năm đại dương:Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, Bắc Băng Dương và đại dương NamCực Hệ thống phân chia này đã được chấp nhận từ năm 1845 tại kì họp của Hội đồngHội địa lý hoàng gia ở Luân Đôn, nhưng mãi tới năm 1893 mới được công bố
Trong các công trình sau đó của O Kriummel và I.M Sokanski đã đề xuất chia bađại dương: Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương Trong đó Bắc BăngDương được gộp vào Đại Tây Dương
Năm 1928, Phòng thủy đạc quốc tế đã xuất bản một ấn phẩm chuyên môn: “Ranhgiới các biển và đại dương”, trong đó chấp nhận chia Đại dương Thế giới thành bốn đạidương Trong những thập niên tiếp sau đã tiến hành nhiều công việc làm chính xác cácranh giới và kích thước các đại dương và biển
Trong ấn phẩm thứ ba của Phòng thủy đạc quốc tế (1953) vẫn giữ nguyên hệ phânchia Đại dương Thế giới thành bốn đại dương: Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Ấn ĐộDương và Bắc Băng Dương, nhưng từng đại dương không bao gồm các biển Đại TâyDương và Thái Bình Dương được chia thành hai phần: phần bắc và phần nam, ranh giớigiữa hai phần đi qua đường xích đạo Các eo nối hai biển hay hai đại dương không bịchia ra làm hai phần, mà được gộp vào một biển hay một đại dương nào đó
Các đại dương thế giới bao gồm:
Trang 8Đại Tây Dương trải dài theo hướng kinh tuyến, các biên phía đông và phía tây của
nó được xác định rõ bởi bờ các lục địa: ở phía tây là bờ châu Mỹ, phía đông là châu Âu
và châu Phi Biên phía bắc đi qua cửa phía đông của eo Đevit (70oN), dọc theo cận namcủa Grinlan dến múi Nansen (68o15’ N, 29o30’ E) Từ mũi Nansen biên nước đi đến cậntây bắc Aixơlan và tiếp tục đi qua quần đảo Farer (đảo Fugle) đến quần đảo Sotland (đảoMakl-Flagg) và theo vĩ tuyến 61oN tới bờ Na Uy
Hình 1 Đại Tây Dương (Atlantic Ocean)
- Ở nam bán cầu biên giới phía tây của Đại Tây Dương đi qua eo Đreik theo kinhtuyến mũi Horn (68oW) đến bờ Nam Cực, còn biên giới phía đông - theo kinh tuyến mũiHảo Vọng (20oE) và cũng tới bờ Nam Cực
- Đại Tây Dương, diện tích và thể tích nước của nó bằng khoảng 0.25 lần so vớiĐại dương Thế giới Tổng diện tích các biển bằng khoảng 16% diện tích đại dương Độsâu lớn nhất (8,742 m) đo được ở rãnh sâu Puecto-Riko
Thái Bình Dương có biên giới phía tây là bờ châu Á Với Ấn Độ Dương biên giới
đi qua cửa phía bắc của eo Malaka, bờ tây đảo Sumatra, bờ nam đảo Java đến đảo Timo.Tiếp theo biên giới đi đến mũi Londonderry trên bờ nước Úc, cửa phía bắc của eo Bassogiữa Úc và đảo Tasmania, bờ phía tây Tasmania đến mũi Nam Dọc theo kinh tuyến mũiNam (147oE) biên giới nước đi tới tờ châu Nam Cực
Trang 9Hình 2 Thái Bình Dương (Pacific Ocean)
- Diện tích Thái Bình Dương bằng gần một nửa toàn diện tích Đại dương Thế giới
và lớn hơn diện tích tất cả các lục địa và đảo Thái Bình Dương cũng là đại dương sâunhất Trong thời gian chuyến khảo sát của tầu nghiên cứu khoa học Nga “Vitiaz” năm
1957, tại rãnh sâu Marian đã đo được độ sâu lớn nhất của Đại dương Thế giới bằng11,022 m
- Biên giới phía đông của Thái Bình Dương là bờ Bắc Mỹ và Nam Mỹ và tiếp tụctheo kinh tuyến mũi Hocnơ (68oE) tới Nam Cực Ranh giới với Bắc Băng Dương đi theovòng tròn Cực Bắc, nhưng các nhà hải dương học thường chấp nhận chỗ hẹp và nôngnhất của eo Bering làm ranh giới - vẽ từ mũi Đeznhev đến mũi Hoàng tử Wuelski
Ấn Độ Dương có biên giới phía đông trùng với biên giới phía tây của Thái Bình
Dương, bắt đầu rừ eo Malaka, còn biên giới phía tây trùng với biên giới phía đông củaĐại Tây Dương từ mũi Hảo Vọng tới châu Nam Cực Biên giới phía bắc là bờ châu Á,còn biên giới phía nam - bờ châu Nam Cực
- Diện tích Ấn Độ Dương bằng hơn 0,2 lần diện tích Đại dương Thế giới, trong đóphần diện tích các biển của nó là 15% Độ sâu lớn nhất (7,209 m) đo được ở rãnh sâuZonđ
Trang 10Hình 3 Ấn Độ Dương (Idian Ocean)
Bắc Băng Dương khác với các đại dương khác, nó được bao bọc hoàn toàn bởi
lục địa Vì vậy, như đã nêu ở trên, trong một số công trình nó được xem như một thủyvực giữa lục địa của Đại Tây Dương Mặc dù vậy, tính chất của các dòng chảy, đặc điểmhoàn lưu khí quyển và sự hình thành chế độ thủy văn là căn cứ để cho rằng Bắc BăngDương có thể chia thành một đại dương riêng Ranh giới của nó thực tế chúng ta đã mô tảkhi xét các biên phía bắc của Đại Tây Dương và Thái Bình Dương
Hình 4 Bắc Băng Dương (Arctic Ocean)
Trang 111.1.1.2 Tính đới của đại dương
Định luật địa đới có thể là cơ sở lí luận của công tác phân vùng không gian địa lý
tự nhiên các đại dương, tức phân chia các vùng tựa đồng nhất theo một hay một tổ hợpcác đặc trưng Người ta cho rằng bên trong các vùng được phân chia sự biến thiên củacác đặc trưng là không đáng kể Trong phân vùng địa lý tự nhiên, Đại dương Thế giới cácvùng được phân chia gọi là các đới tự nhiên
Năm 1961 Đ.V Bogđanov đã đề xuất một hệ thống phân vùng khá lí thú Với tưcách là những dấu hiệu cơ bản, ông đã sử dụng các đặc trưng cấu trúc nhiệt muối và vị trícủa các dòng chảy chính Bogđanov phân định được 11 đới tự nhiên, trong đó 6 đới ở bắcbán cầu:
- 1) Đới cực (Bắc Băng Dương) trùng với thủy vực cực của Bắc Băng Dương và
đặc trưng bởi thảm băng thường trực quanh năm;
- 2) Đới cận cực (cận Bắc Băng Dương) - đó là những vùng đại dương và biển
nằm trong phạm vi di chuyển của các đồng băng và mùa hạ nước được sưởi ấm đến 5oC;
- 3) Ôn đới - đó là các thủy vực rộng lớn trong dải gió tây ngự trị Nước mặt mùa
hạ được sưởi ấm đến 15-20 oC, biên độ dao động năm của nhiệt độ khoảng 10-15 oC;
- 4) Đới cận chí tuyến - những vùng đại dương chủ yếu chịu ảnh hưởng của các
vùng khí áp cao tựa dừng - các cực đại Azo và Ha Oai Nơi này có đặc điểm là nước lớpmặt thường bị mặn hóa do bốc hơi nhiều và ít mưa, do đó mật độ nước tăng và chìmxuống dưới;
- 5) Đới chí tuyến (tín phong) nằm trong phạm vi tác động của các gió tín phong,
vì vậy luôn ngự trị dòng nước mặt ổn định hướng về phía tây, có nhiệt độ và độ muốicao;
- 6) Đới xích đạo - về vị trí địa lý hơi dịch về phía bắc và đối xứng qua mặt phẳng
xích đạo nhiệt Nét đặc trưng là nhiệt độ cao trong suốt năm và độ muối hơi giảm
Trang 12Ở nam bán cầu Bogđanov phân chia được 5 đới, về đặc điểm thì đồng nhất với cácđới tương tự ở bắc bán cầu, chỉ có điều là chúng biểu hiện ít rõ nét hơn, đó là đới chítuyến, đới cận chí tuyến, ôn đới, đới cận cực và đới cực.
Từng đới tự nhiên khác biệt so với các đới lân cận về khí hậu, các tính chất vàchuyển động của nước, thế giới sinh vật và những đặc điểm địa chất Ngoài ra ranh giớicác đới phải không đổi trong thời gian
Tính đới trong đại dương bị phá hủy mạnh ở những vùng hoạt động của các dòngchảy ổn định như Gơnstrim và Kurosyo Ngoài ra, ở vùng các dòng chảy ấm biên giớidịch về phía các cực, còn ở vùng các dòng chảy lạnh - về phía xích đạo Các đới tự nhiêntrong đại dương thực tế hoàn toàn tương ứng với các đới địa thực vật trên đất liền, thí dụđới cận cực - tương ứng với vùng đài nguyên phương bắc (tundra), vùng ôn đới - tươngứng các đới rừng cỏ và thảo nguyên, đới cận chí tuyến - tương ứng với đai Địa TrungHải
1.1.2 Đặc điểm khí hậu của đại dương
Các lực tạo triều không gây nên những biến động chu kỳ dài đối với các tính chấtkhí tượng hải văn hay nói cách khác chính là khí hậu thế giới, ba ngoại lực chính tạo ranhững biến động đối với chế độ hải văn đại dương bao gồm: ứng suất gió, thông lượngnhiệt và thông lượng nước trao đổi qua mặt phân cách nước-không khí
Tất cả ba tác động này đều có một nguồn gốc chung là bức xạ mặt trời Nhữngkiến thức về khí quyển sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn cơ chế biến đổi của các tác động nàycũng như quá trình chuyển hóa của bức xạ mặt trời vào các dạng năng lượng cụ thể trongđại dương thế giới
Nguyên nhân gây ra sự thay đổi, biến động về ưng suất gió, thông lượngnhiệt,nước trao đổi chính là lượng bức xạ đến trái đất Lượng bức xạ đi vào biên ngoàicủa khí quyển có sự biến đổi đáng kể từ xích đạo đến các vùng cực Tuy những biến đổicũng có sự khác biệt giữa các mùa, nhưng khu vực xích đạo vẫn nhận được nhiều nănglượng hơn so với các vùng cực Không khí lạnh ở các vùng cực có mật độ lớn hơn so vớikhông khí ấm tại xích đạo dẫn đến hình thành sự khác biệt về áp suất khí quyển tại haimiền này của Quả Đất
Trang 13Từ quy luật khí áp, áp suất khí quyển ở mực nước biển tại các miền cực có giá trịlớn hơn so với miền xích đạo và tạo ra gradient áp suất theo hướng từ cực về xích đạo.Trong khi đó tại tầng cao khí quyển thì gradient áp suất lại có hướng ngược lại.
Trong cơ học chất lỏng, gradient áp suất là tác nhân gây ra dòng vận chuyển từmiền áp cao về miền áp thấp Trong trường hợp Quả Đất không quay thì không khí trongkhí quyển sẽ chuyển động theo hai vòng hoàn lưu đơn giản trên hai bán cầu (hình 1.8a).Trên mặt biển không khí chuyển động từ cực về xích đạo; không khí sẽ nâng lên tại xíchđạo và quay trở lại các miền cực trên tầng cao
Hình 5 Sơ đồ phân bố áp suất không khí trên mặt cắt kinh tuyến và chuyển động
của khí quyển tương ứng
Trang 14Hình 6 Sơ đồ phân bố gió trên quả đất
Khi trái đất quay, hiện tượng chuyển động của không khí có sự biến đổi một cách
cơ bản theo hai cách
- Cách 1: Khối hông khí chuyển động về phía xích đạo, hiệu ứng Quả Đất quay
làm cho đại dương và mặt đất nằm phía dưới đó chuyển dịch tương đối về phía đông
Người quan trắc ở trên mặt đất sẽ nhận thấy chuyển động của không khí tương tựdòng gió đông: gió thổi từ hướng đông kèm theo thành phần hướng xích đạo Tại khu vựcnhiệt đới và cận nhiệt đới loại gió này được gọi là tín phong hay gió mậu dịch, tại các khuvực vĩ độ cực đó là gió đông cực đới Như vậy gió sẽ không còn thổi từ các miền áp suấtcao về các miền áp suất thấp nữa mà hầu như chuyển dịch theo các đường có giá trị ápsuất không đổi (các đường đẳng áp) Cũng xuất phát từ đây mà ý nghĩa của các đườngđẳng áp được khẳng định vị trí trên các bản đồ thời tiết hàng ngày trên phương tiện thôngtin đại chúng
Do Quả Đất quay các dòng khí có hướng theo vỹ tuyến hơn là theo hướng kinhtuyến, vai trò của chuyển động theo phương thẳng đứng bị suy giảm: không khí có thể đitheo các hoàn lưu ngang trên mặt đất một cách nhanh chóng mà không cần đến cácchuyển động thăng hoặc giáng
Trang 15- Cách 2: Chính sự điều chỉnh này dẫn đến hướng biến đổi thứ hai của chuyển
động không khí làm cho hoàn lưu đơn trên từng bán cầu bị phân hóa Do các dòng khôngkhí thổi theo địa đới có vận tốc lớn có tính bất ổn định cao đã hình thành nên các xoáydẫn đến sự điều chỉnh phân bố khí áp Điều này dẫn đến sự xuất hiện của một cực đại ápsuất chuyển tiếp nằm ở vùng vĩ độ trung bình (Hình 6) Điều này tạo ra gradient áp suấttheo chiều ngược lại và gây nên một dải gió tây trên bề mặt Quả Đất (Hình 5 và 6)
Những người đi biển lâu năm trên các đại dương đều hiểu rõ thuật ngữ “vùng vĩtuyến 40”, do gió tại khu vực từ vĩ tuyến 40 đến 50 độ luôn có giá trị lớn, sự biến độngmạnh và độ giật lớn hết sức nguy hiểm
Hình 7 Trường gió trung bình trên mặt đại dương thế giới vào tháng 7 (Đặc trưng
mùa Hè).
Theo số liệu lấy từ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sử dụng số liệu từ Cơ sở dữ liệuĐại dương/Khí quyển (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS)
Do không khí trên đất liền bị đốt nóng nhanh hơn so với trên đại dương trong mùa
hè và bị làm lạnh nhanh hơn trong mùa đông nên các khối khí trên cùng một vĩ tuyến ởlục địa có áp suất thấp hơn trong mùa hè và áp suất cao hơn trong mùa đông so với cáckhối không khí trên đại dương
Trang 16Kết quả của quá trình này dẫn tới sự chuyển hướng gió trung bình so với hướngđông hoặc tây cơ bản đối với từng đới cụ thể của đại dương thế giới Tại một số vùng đạidương hướng gió có sự biến đổi đáng kể theo mùa, trong đó có trường hợp gió đổi hướngtheo chiều đối lập Với trường hợp này chúng ta có được các khu vực hoạt động của giómùa ở đây cũng cần nhắc lại quy ước khác nhau về hướng gió và dòng chảy: hướng gióđược gọi theo điểm xuất phát của véc tơ (từ đâu tới) còn hướng dòng chảy biển lại theohướng véc tơ (đi tới đâu).
Hình 8 Trường gió trung bình trên mặt đại dương thế giới vào tháng 1(Đặc trưng
hè trên khu vực bắc Pakistan và áp cao mùa đông trên khu vực Mông Cổ Những trungtâm khí áp này là nguyên nhân chính của hệ thống gió mùa ấn Độ Dương và Đông-Nam
Á
Trang 17Sự phân hóa của các trường áp dẫn đến hình thành các trường gió đã được mô tả ởphần trên Tính địa đới của phân bố áp suất trên khu vực Nam Bán cầu dẫn đến hìnhthành đới gió tây mạnh từ 40˚ đến 60˚S Trong khi đó có sự hiện diện của các hoàn lưukhép kín xung quanh các trung tâm khí áp cao cận nhiệt đới bắc Thái Bình Dương vàNam Thái Bình Dương.
Trên thế giới, lượng nhiệt tổng cộng bức xạ từ mặt trời đến trái đất được tính toánthông qua lượng nhiệt mặt biển hấp thụ Lượng bức xạ mặt trời đến mặt biển lớn nhất tạicác khu vực nhiệt đới và các vùng quang mây Theo tính đới của đại dương, lượng nhiệthấp thụ vào biển tại các vùng xích đạo lên đến 97% Lượng nhiệt tổng cộng có thể đượcxác định thông qua các yếu tố: Bức xạ tới, bức xạ mặt biển, mất nhiệt do bốc hơi, vànhiệt trao đổi thông qua mặt phân cách; và ở các vùng khác nhau, các yếu tố này cũngđược xác định khác nhau Chính các nhân tố trên tạo nên khí hậu cho trái đất
Khí hậu Việt Nam
Dọc theo lãnh thổ trải dài khí hậu Việt Nam phân bố thành 3 vùng: miền bắc cókhí hậu cận nhiệt đới ẩm, miền trung mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, trong khikhi miền nam nằm trong vùng nhiệt đới xavan Khí hậu Việt Nam có độ ẩm tương đốitrung bình 84-100% cả năm Tuy nhiên, vì có sự khác biệt về vĩ độ và sự khác biệt địahình nên khí hậu có khuynh hướng khác biệt nhau khá rõ nét theo từng vùng Trong mùađông hay mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, gió mùa thường thổi từ phíađông bắc dọc theo bờ biển Trung Quốc, qua vịnh Bắc Bộ, luôn theo các thung lũng sônggiữa các cánh cung núi ở Đông Bắc mang theo nhiều hơi ẩm; vì vậy ở đa số các vùngviệc phân biệt mùa đông là mùa khô chỉ là khi đem nó so sánh với mùa mưa hay mùa hè.Trong thời gian gió mùa tây nam mùa hè, xảy ra từ tháng 5 đến tháng 10, không khí nóng
từ sa mạc Gobi phát triển xa về phía bắc, khiến không khí ẩm từ biển tràn vào trong đấtliền gây nên mưa nhiều
Lượng mưa hàng năm ở mọi vùng đều lớn dao động từ 120 đến 300 xentimét, và ởmột số nơi có thể gây nên lũ Gần 90% lượng mưa đổ xuống vào mùa hè Nhiệt độ trungbình hàng năm ở đồng bằng nói chung hơi cao hơn so với vùng núi và cao nguyên Daođộng nhiệt độ từ mức thấp nhất là 5°C từ tháng 12 đến tháng 1, tháng lạnh nhất, cho tớihơn 37°C vào tháng 4, tháng nóng nhất Sự phân chia mùa ở nửa phía bắc rõ rệt hơn nửaphía nam, nơi mà chỉ ngoại trừ vùng cao nguyên, nhiệt độ mùa chỉ chênh lệch vài độ,thường trong khoảng 21-28°C
Trang 181.1.3 Đặc điểm địa chất, địa mạo của đại dương
1.1.3.1 Đặc điểm địa chất, địa mạo
Những bản đồ đo sâu hiện đại cho thấy địa hình đáy Đại dương Thế giới rất đadạng Tính chia cắt của đáy đại dương không thua kém tính chia cắt của địa hình lục địa(hình 10), bao gồm:
- Phần rìa lục địa: Thềm lục địa (1), sườn lục địa (2), chân lục địa (3)
- Phần đới chuyển tiếp: long chảo biển ven (4), vòng cung đảo (5), rãnh sâu (6)
- Phần long đáy đại dương: bình nguyên sâu (7), dãy núi giữa đại dương (8), địahình đồi dưới sâu (9)
Hình 9 Mặt cắt ngang khái quát của đáy đại dương theo Leonchep O.
Đại hình đáy đại dương, trừ những vùng hoạt động núi lửa, có đặc điểm khá ổnđịnh so với địa hình lục địa, vì tác động của các quá ngoại sinh yếu hơn nhiều, thậm chívắng hẳn một số quá trình như gió và phong hóa vật lý
Độ lặp lại của các cấp độ sâu ở các đại dương khác nhau cũng giống nhau vàgiống như độ lặp lại của các cấp độ sâu ở toàn đại dương Thế giới, điều này phần nào nóilên nguyên nhân hình thành chung của các đại dương Thế giới
Theo những quan điểm hiện đại, có thế phân chia đáy đại dương thành những cấutrúc vĩ mô như: rìa lục địa, đới chuyển tiếp, dãy núi giữ đại dương, long chảo đại dương.Trong đó, rìa lục địa dưới nước chiếm 22.6% đáy đại dương thế giớ, viền quanh tất cả cáclục địa, gồm các dạng địa hình lớn nhứ:
Trang 19- Thềm lục địa là phần kéo dài trực tiếp của nền lục địa Nơi đây đáy đại dương hạ
thấp dần đều tới độ sâu 200 m, có khi sâu hơn, đồng thời độ dốc nhỏ Địa hình đáythường khá phẳng, nhưng nhiều khi phát hiện thấy các dạng cổ phản ánh địa hình nền đấtliền kế cận Bề rộng lớn nhất quan sát thấy ở vùng thềm lục địa Bắc Băng Dương; ở bờchâu Âu, các bờ đông của châu Mỹ, bờ đông nam Nam Mỹ của Đại Tây Dương; bờ đôngchâu Á và vùng quần đảo Dônđơ của Thái Bình Dương Trong khi đó ở vùng bờ tây củaBắc Mỹ và Nam Mỹ, ở bờ châu Phi thềm lục địa rất hẹp thềm lục địa Đại dương Thếgiới có giá trị kinh tế to lớn, là nơi khai thác dầu khí, phát hiện những mỏ phốt phát,quặng kim loại và tập trung phần lớn sản lượng đánh bắt cá và hải sản Đồng thời thềmlục địa liên quan trực tiếp với hàng hải và mọi hoạt động kỹ thuật khác của các dân tộc
- Sườn lục địa là phần dưới nước của lục địa, nằm ở độ sâu từ khoảng 200 m đến
khoảng 2500 m Nơi đây đáy biển có độ dốc lớn hơn ở thềm lục địa, tới 4-7o, đôi khi tới13-14o, thậm chí 20-40o, tức gần như độ dốc của sườn núi trên đất liền, do đó tại đây tínhchất của sóng biển, hướng dòng chảy biển thay đổi Sườn lục địa có thể thể hiện dướidạng một dải nghiêng đều hoặc có tính chất từng bậc, làm thành những bình nguyên dướinước Nét tiêu biểu của các sườn lục địa – tồn tại các hẻm (canhiôn), đó là những rãnhsâu cắt xuyên sườn lục địa, dạng chữ V, sâu tới 1-2 km, dài vài trăm km, bề ngoài giốngcác hẻm lớn trên lục địa Đỉnh của các canhiôn thường phân nhánh và rất giống các thunglũng sông Các canhiôn cắt xuyên sườn lục địa, ăn sâu vào thềm lục địa, có khi vào cả đới
bờ của biển
- Chân lục địa – miền bình nguyên khổng lồ gồm các đá trầm tích terigen dày tới
3.5 km, có đặc điểm là mặt nghiêng, dạng sóng thoải, bề rộng kể từ biên với sườn lục địa
ra tới vùng nước sâu của đại dương bằng khoảng vài trăm km Thềm lục địa, sườn lục địa
và chân lục địa có cấu tạo địa chất giống nhau, cả ba làm thành rìa ngập nước của lục địa
Vỏ Trái Đất nơi đây thuộc loại lục địa, tức gồm lớp tương đối xốp đá trầm tích, sau đếnlớp granít cứng và sau nữa là lớp bazan cứng hơn Dưới nữa là mantia gồm đá cứng hơnnữa Ở chân lục địa, độ dày của vỏ lục địa vào khoang 5-10 km Nơi đây bắt đầu chuyểntiếp sang loại vỏ đại dương không có granít
- Đới chuyển tiếp với 8.5 % tổng diện tích, rất tiêu biểu ở tây Thái Bình Dương
với các dạng địa hình như sau: kế cận với rìa lục địa dưới nước là lòng chảo biển ven(Nhật Bản, Ôkhôt, Bêrinh) – sau đó là miền nâng cao nhưngg hẹp làm thành vòng cungđảo – cuối cúng là rãnh nước sâu Ở các vùng khác, đới chuyển tiếp có thể chỉ gồm mộthoặc hai dạng địa hình trong số trên, chẳng hạn ở đông Thái Bình Dương chỉ đặc trưngbằng một dạng địa hình rãnh sâu, còn các dãy núi trẻ trên đất liền (như dãy Ăngđơ) đóng
Trang 20vai vòng cung đảo Địa hình của các lòng chảo biển ven có dáng của các đồng bằng vớinhững bậc gờ, những núi dưới nước, những thung lũng và những gò đất dưới nước Vòngcung đảo là miền nâng định hướng thành tuyến dài bị chia cắt bởi những đứt gãy ngangvới hoạt động núi lửa và động đất mãnh liệt.
- Đáy đại dương chiếm 68 % diện tích còn lại của toàn diện tích Đại dương Thế
giới Vùng này cũng có cấu tạo hết sức phức tạp, có thể còn hơn cả địa hình lục địa Yếu
tố địa hình lớn nhất của long đáy đại dương là những lòng chảo đại dương với độ sâu từ4-4.5 km đến 6-7 km được ngăn cách với nhau bởi những dãy núi dưới nước và nhữngmiền nâng, những cao nguyên dưới nước, gọi là thành long chảo đại dương Những dãynúi dưới nước liên kết với nhau thành chuỗi dài gần 80 nghìn km qua tất cả các đại dươngđược gọi là những dãy núi giữa đại dương và là một dạng địa hình lớn độc lập
- Các lòng chảo đại dương là những vùng rộng lớn, thấp, khá phẳng và đồng điệu
với độ dốc nhỏ hơn 0.1% nghiêng về phía tâm đại dương Dạng bình nguyên nay ngự trị
ở vùng đáy Bắc Băng Dương, Đại Tây Dương và một phần Ấn Độ Dương Tuy nhiên, ởThái Bình Dương lại tiêu biểu dạng địa hình đồi dưới sâu: tại đáy các lòng chảo đạidương phát hiện thấy những miền nâng độc lập định hướng khác nhau, cao từ vài chụcđến vài trăm mét, đường kính từ vài trăm đến vài km Những đồi này cấu tạo từ đá núilửa và có lớp phủ trầm tích Một số đồi có dạng núi cao nhô lên khỏi mặt đại dương hoặctạo thành đảo
- Những miền nâng dưới nước, những cao nguyên đại dương là những dạng địa
hình dương cỡ lớn ở đáy đại dương, không liên quan tới những dãy núi giữa đại dương
Đó là những cao nguyên rộng lớn nhưng không cao lắm (vài trăm mét) hoặc những dãynúi định hướng theo những hướng khác nhau cũng như những ngọn núi dưới nước đứngriêng lẻ và những gaiôt – núi đỉnh phẳng dạng chóp cụt Đỉnh của những dạng địa hìnhnày ở thấp dưới mặt nước đại dương đến 2 km Chúng có thể là những đảo núi lửa đã bịchìm hay những đảo atôn san hô chìm (ở nhiệt đới)
- Những dãy núi giữa đại dương Như trên đã nói, các dãy núi giữa đại dương là
một hệ thống thống nhất bao trùm toàn bộ hành tinh chúng ta với độ trải dài phi thường
và chiếm một diện tích so sánh được với diện tích các đại lục Độ cao đạt tới 2-3 km trênmực đáy đại dương Trên bình đồ hình dáng của hệ thống này như sau: ở nam bán cầu tạiđới giữa 40o và 60o vĩ độ Nam tồn tại một vòng gần kín những khối nâng dưới nước baoquanh châu lục Nam Cực
Trang 211.1.3.2 Trầm tích đáy đại dương
Đáy đại dương và biển là nơi liên tục tích tụ vật liệu lắng đọng Trầm tích đáy, tùythuộc nguồn gốc xuất sinh, có thể gồm những nhóm:
- Trầm tích terigen hình thành từ những sản phẩm lục địa do phá hủy cơ học và
hóa học đất đá bờ, các dòng sông mang ra rồi được dòng chảy mang đi rất xa, có thể tớinhững nơi xa nhất ở đại dương, những sản phẩm nhiều cỡ hạt do băng hà mang vào đạidương, bụi do gió cuốn đi cùng những bào tử phấn hoa của thực vật cổ;
- Trầm tích biogen gồm những mảnh vụn thực và động vật sống ở đáy biển, chủ
yếu vùng nước nông ven bờ Ở những nơi sâu chỉ gồm những mảnh động thực vật sống ởgần mặt, trong lớp nước có ánh sáng Phần lớn xác phù du sinh vật hòa tan trong khichìm, chỉ phần khó hòa tan chứa canxi và silic mới đạt đáy biển sâu Theo tên gọi của các
cơ thể mà những mảnh vụn của chúng có nhiều trong bùn, người ta phân chia thành bùnglôbigerina, pterôpôđa, kôcôlita, rađiolaria và điatômê;
- Trầm tích vulcanôgen gồm những tàn than, bụi và những sản phẩm phún xuất
khi núi lửa hoạt động, những phần tử mài mòn bờ đảo núi lửa v.v ;
- Trầm tích hêmôgn là những thành tạo khoáng vật xuất hiện do bão hòa các chất
tan, những kết hạch sắt – mangan ở đáy biển;
- Trầm tích côsmôgen được gặp ít hơn, dưới dạng những viên bi nhỏ chứa sắt từ,
silicat từ vũ trụ đi vào biển
Kích thước hạt của các trầm tích đáy biển biến đổi trong một dải rộng: đá tảng(đường kính lớn hơn 20 mm), đá dăm (20-2 mm), cát hạt lớn (2-0.5 mm), cát hạt vừa(0.5-0.2 mm), cát hạt mịn (0.2-0.1 mm), cát bụi (0.1-0.02 mm), á sét (0.02-0.002 mm) vàsét (nhỏ hơn 0.002 mm) tùy thuộc vào tốc độ chìm lắng của các hạt và tốc độ di chuyểncác hạt theo đáy biển do hải lưu gây nên
Ở vùng thềm và sườn lục địa cỡ hạt biến đổi mạnh từ nơi này đến nơi khác, phụthuộc vào độ sâu biển, tốc độ hải lưu, độ lớn triều, tính chất đá bờ v.v Ở đáy sâu của đạidương các hạt đều đặn hơn Cũng có thể nói như vậy về thành phần hóa học của trầm tích
Trang 22đáy: các trầm tích nước nông thì đa dạng hơn, còn các trầm tích nước sâu – đồng nhấthơn.
Quy luật chung của sự phân bố bùn đáy là ở gần bờ tích tụ những trầm tích hạt lớnnhư đá tảng, cuội, cát, cát bùn, lẫn với vỏ trai ốc, xa bờ xuất hiện bùn cát và cuối cùng làbùn biển thẳm Điều kiện vận chuyển trầm tích ở đáy, sự xói mòn, tốc độ lắng đọng, tínhchất triều lưu và sóng, nhất là địa hình đáy có thể tạo nên những phân bố dị thường: vậtliệu mảnh hạt và đều đặn tập trung ở gần đới bờ, còn trầm tích hạt thô bị mang đi xa rarìa bên ngoài của thềm lục địa
1.1.3.3 Sự phân chia các vùng biển
Trong mỗi đại dương có thể tách ra các biển - đó là những vùng khá rộng của đạidương, giới hạn bởi các bờ lục địa, các đảo, các miền nâng đáy (các ngưỡng) và có chế
độ thủy văn riêng
Các đặc trưng trắc lượng hình thái của một số biển chính của Đại dương Thế giới.Diện tích các biển chỉ bằng gần 10% diện tích Đại dương Thế giới, còn thể tích nướctrong đó không vượt quá 35.0 % Biển lớn nhất là biển Koran nằm ở gần bờ tây nước Úc(4.07 triệu km2), còn biển nhỏ nhất - Mramo, nằm giữa biển Địa Trung Hải và Hắc Hải.Diện tích của nó chỉ bằng 12,000 km2 Độ sâu cực đại của các biển cũng nhận thấy ở biểnKoran (10,038 m) Nếu xét các độ sâu trung bình, thì biển sâu nhất là biển Sulavesi (biểnSelebes) Biển nông nhất là biển Azov, độ sâu trung bình chỉ bằng 7 m, độ sâu lớn nhất -13m
Theo vị trí phân bố và các điều kiện địa lý tự nhiên, các biển được phân ra thành
ba nhóm chính: biển nội địa, biển ven và biển giữa các đảo.
Các biển giữa đất liền được bao bọc từ mọi phía bởi đất liền và thông với đại
dương hay biển khác bởi một hay một số eo biển Vì vậy nét đặc trưng của những biểnnày là tính đặc thù cao về các điều kiện tự nhiên, tính khép kín của hoàn lưu nước mặt vàtính biệt lập trong phân bố độ muối và nhiệt độ Các biển giữa đất liền có thể thuộc loạigiữa các lục địa (thí dụ, Hồng Hải, Địa Trung Hải) và biển bên trong lục địa (thí dụ, biểnBantic, Hắc Hải)
Các biển nửa kín thâm nhập khá sâu vào lục địa và tách biệt với đại dương bởi
các bán đảo hay chuỗi đảo Dĩ nhiên là sự trao đổi nước với đại dương diễn ra tương đối
Trang 23tự do hơn so với các biển giữa đất liền, tuy nhiên tính đặc thù của hoàn lưu và phân bốcác đặc trưng vật lý thủy văn vẫn được bảo toàn Các biển nửa kín gồm biển Bering, biểnOkhot, biển Nhật Bản, những biển này ngăn cách với Thái Bình Dương bởi các chuỗi đảoAleut, Kurinski và Nhật Bản.
Các biển ven không thâm nhập sâu vào lục địa và phân cách với đại dương bởi các
bán đảo hoặc đảo thực tế không cản trở quá trình trao đổi nước Đại dương và lục địa cóảnh hưởng như nhau đối với sự phân bố của nhiệt độ, độ muối và sự hình thành hệ thốngdòng chảy trong các biển này Thuộc loại biển ven có các biển ở thủy vực Bắc BăngDương, ngoại trừ Bạch Hải
Biển giữa các đảo - đó là những bộ phận của đại dương được bao bọc bởi một
vòng cung đảo, các ngưỡng ngầm trong các eo giữa các đảo hầu như không cản trở sựtrao đổi nước tự do Chế độ thủy văn trong các biển như vậy gần với chế độ đại dương,mặc dù có thể nhận thấy những khác biệt địa phương Các biển thuộc quần đảo Đông Ấn
Độ (Sulu, Sulavesi, Banđa ) là những biển giữa các đảo
Vịnh - một bộ phận của biển hay đại dương hõm sâu vào đất liền, nhưng không bị
ngăn cách với đại dương hay biển bởi các đảo hoặc các ngưỡng đáy và do đó có sự traođổi nước tự do với những bộ phận khác của biển hay đại dương Ranh giới phía đạidương hay phía biển của các vịnh trong đa số các trường hợp chỉ có thể vẽ một cách quyước Về kích thước, các vịnh đại dương có thể lớn hơn biển (thí dụ, vịnh Biskay, vịnhMêhicô, vịnh Huđzon) Tùy thuộc nguồn góc, hình dạng và cấu tạo bờ mà các vịnh đượcgán những tên địa phương như vịnh, vũng, hõm, fiord, liman )
Vũng là một vịnh không lớn, bị giới hạn với thủy vực chính bằng các đảo hay bán
đảo cản trở sự trao đổi nước tự do Ở phía bắc nước Nga những vịnh hõm sâu vào đất liền
và thường có các sông đổ vào được người ta gọi là các hõm Các hõm lớn nhất là Ôbi,Đvina, Onhega, Penzin
Liman - phần cửa của các thung lũng sông bị biển tràn ngập do quá trình lún yếu
của lục địa Liman thường gặp ở bờ các biển phương bắc, trên đảo Sakhalin, ở biển Azov
và Hắc Hải
Trang 24Lagoon - là thủy vực không sâu, ngăn cách với biển do quá trình lắng đọng trầm
tích dưới dạng doi cát ven bờ và nối với biển bằng một eo hẹp hay một vùng biển giữalục địa và rạn san hô
Khác với các lục địa, trong Đại dương Thế giới nhận thấy ba dạng phân đới tựnhiên: phân đới vĩ độ, phân đới phương thẳng đứng và phân đai bao quanh lục địa Mức
độ biểu lộ những dạng phân đới này không như nhau và phụ thuộc vào vĩ độ địa lý, phân
bố độ sâu, tính chất tương tác với các nhân tố lục địa và những nhân tố khác Tổng quátnhất vẫn là phân đới vĩ độ, là một bộ phận cấu thành của tính đới khí hậu vĩ độ trên mặttrái đất Nó biểu hiện rõ nhất trong lớp tựa đồng nhất bề mặt đại dương và chủ yếu đượcgây nên bởi lượng nhiệt bức xạ tới
Càng xuống sâu, phân bố của các đặc trưng sẽ trở nên đều hơn, kết quả là số đới vĩ
độ đồng nhất sẽ giảm và sự khác biệt giữa chúng cũng giảm Nước lớp sâu ở tất cả cácđại dương, kể cả ở các vùng cực lẫn ở các vùng nhiệt đới, không còn khác biệt nhaunhiều về các đặc trưng của mình nữa Tính đới theo phương thẳng đứng (phân tầng) trongđại dương thực chất là sự phân chia bề dày nước đại dương thành các dải cấu trúc, bêntrong mỗi dải sự phân bố của các đặc trưng hải dương học cơ bản được xem là đồng nhất
Phân đai bao quanh lục địa được nghiên cứu ít nhất Đai bao quanh lục địa đượcqui định bởi mức độ liên hệ của các quá trình diễn ra trong đại dương với những tác độngtrực tiếp hay gián tiếp của các nhân tố lục địa Giá trị sinh thái học và địa hóa học của đaibao quanh lục địa ngang bằng, hoặc đôi khi thậm chí vượt trội giá trị của các dạng phânđới khác Ảnh hưởng của các lục địa tới những quá trình thủy văn biểu lộ rõ nhất ở đaithềm lục địa trải rộng tới độ sâu 150-200 m Chiều rộng của thềm và diện tích thềmchiếm chỗ ở các vùng đại dương khác nhau không như nhau Chiều rộng trung bình củađai thềm lục địa gần các bờ lục địa và các đảo bằng gần 80 km, mặc dù ở một số vùng bờ
nó vượt quá 500 km Giá trị to lớn của thềm lục địa dẫn tới chỗ gần đây đã hình thànhmột hướng khoa học mới và phát triển rất nhanh - hải dương học các vùng nước ven bờ
1.2 Vị trí địa lý và vai trò của Biển Đông đối với vùng ven biển Việt Nam
1.2.1 Vị trí địa lý
Biển Đông, tên quốc tế là South China Sea (Nam Trung Hoa hay Hoa Nam) nằm ởphía tây của Thái Bình Dương, là một biển ven đại dương tương đối kín Biển Đông đượcbao bọc bởi các đảo và quần đảo kèo dài từ Đài Loan, qua Philippin ở phía đông; đếnBorneo (Calimantan) ở Đông Nam và Sumatra ở phía Nam Các phía bắc, tây-bắc, tây và
Trang 25tây-nam, Biển Đông bị giới hạn bởi các phần lục địa châu á bao gồm bờ Nam đại lụcTrung Hoa, bán đảo Đông Dương và bán đảo Malaca
Theo định nghĩa của Tổ chức Thủy đạc quốc tế, đường ranh giới cực bắc của BiểnĐông là đường nối điểm cực bắc của đảo Đài Loan đến lục địa Trung Hoa, gần vị trí vĩ
độ 25010'N, ranh giới phía cực nam của biển là vùng địa hình đáy bị nâng lên giữa cácđảo Sumatra và Borneo (Kalimantan) gần vĩ độ 3o00'S Có 9 quốc gia nằm ven bờ BiểnĐông đó là Việt Nam, Trung Quốc, Philippin, Inđônêxia, Brunây, Malayxia, Xingapo,Thái Lan và Cămpuchia Diện tích Biển Đông khoảng 3,400,000km2, độ sâu trung bìnhkhoảng 1140m và độ sâu cực đại khoảng 5016m
Hình 10 Biển Đông và các biển kế cận
Biển Đông có khả năng trao đổi nước với các biển và các đại dương lân cận quacác eo biển với mức độ trao đổi nước rất khác nhau Biển Đông giao lưu với ấn Độ
Trang 26Dương về phía Nam thông qua eo biển Karimata đi qua biển Java và eo biển Malaca.Phía bắc Biển Đông giao lưu với biển Hoa Đông qua eo biển Đài Loan rộng 100 hải lý,
độ sâu lớn nhất là 70m Về phía đông-bắc Biển Đông kết nối thuận lợi với Thái BìnhDương qua eo biển Bashi (Luzon) Eo Bashi có bề rộng hơn 400 hải lý với độ sâu lớnnhất đạt trên 5000m Về phía đông-nam Biển Đông nối với Biển Sulu thông qua eo biểnsâu Mindoro cũng như một số eo biển hẹp khác thông qua quần đảo Philipin và Palawan
Việt Nam có bờ biển dài 3260 km, tính trung bình cứ 100 km2 đất liền thì có 1 km
bờ biển, là nước có tỷ lệ chiều dài bờ biển so với đất liền vào loại cao nhất thế giới, trongkhi đó trên thế giới trung bình cứ 600 km2 diện tích đất liền mới có 1 km bờ biển ViệtNam có 28/61 tỉnh thành tiếp giáp với biển, vùng biển chủ quyền của Việt Nam rộngkhoảng một triệu kilomét vuông, gấp 3 lần diện tích đất liền
Biển Đông có hai vịnh lớn là vịnh Bắc Bộ và vịnh Thái Lan Vịnh Bắc Bộ (cònđược gọi là vịnh Tonkin) nằm ở phía tây-bắc của biển, bề ngang rộng từ 105o36E đến
109o55E nằm trải dài từ vĩ tuyến 17oN đến vĩ tuyến 21oN, diện tích khoảng 160,000 km2,chu vi khoảng 1,950 km, trong đó phía bờ Việt Nam là 740 km, chiều dài vịnh là 496 km,nơi rộng nhất là 314 km
Vịnh Bắc Bộ được bao bọc bởi bờ biển miền Bắc Việt Nam ở phía tây, bờ biểnnam Trung Quốc ở phía bắc và đông bắc trong đó có bán đảo Lôi Châu và đảo Hải Nam
Bờ biển khúc khuỷu với nhiều đảo lớn nhỏ, tập trung chủ yếu ở phía ven bờ Việt Nam.Đặc biệt đảo Bạch Long Vĩ thuộc thành phố Hải Phòng nằm khoảng giữa vịnh với diệntích 2.5 km2 cách bờ biển Việt Nam khoảng 110 km Đảo Hải Nam là đảo lớn nhất trong
số các đảo thuộc Biển Đông, tuy nhiên do bị chia cắt với lục địa Trung Hoa với một eobiển rất hẹp nên khi mô tả Biển Đông thông thường được xem là giới hạn đường bờ
Vịnh Thái Lan nằm sâu vào phía bờ tây nam của Biển Đông có bốn quốc gia làViệt Nam, Cămpuchia, Thái Lan và Malaisia bao quanh với đường bờ dài khoảng 2,300
km và diện tích 293,000km2 Vịnh có chiều dài lớn nhất là 628 km và là một vịnh nông,nơi sâu nhất là 80m, trung bình là 60m, không có nhiều đảo như Vịnh Bắc Bộ, nhưng lại
có nhiều đảo lớn, như đảo Phú Quốc rộng hơn 568 km2 là đảo lớn nhất ven bờ Việt Nam
Bên cạnh hai vịnh lớn và nông, Biển Đông còn có hai phần thềm lục địa khá rộnggần như tách rời nhau qua vùng biển sâu ven bờ Trung Bộ Việt Nam Thềm lục địa tâybắc Biển Đông kéo dài từ cửa vịnh Bắc Bộ đến eo Đài Loan có bề rộng chỉ khoảng 200
Trang 27hải lý có các đường đẳng độ sâu hầu như song song với đường bờ biển đông nam TrungQuốc Hầu như phần lớn vùng biển tây nam Biển Đông nằm trong khu vực thềm lục địaSunda kéo dài từ bờ biển Đông Nam Bộ và cửa vịnh Thái Lan đến tận biển Java vàCalimantan
Ngoài khơi Biển Đông có hai quần đảo lớn đó là Hoàng Sa (Paracel) và Trường Sa(Spratly), bên cạnh ý nghĩa địa chính trị, còn có ý nghĩa hết sức quan trọng trong sự hìnhthành và biến động của các trường thủy văn và động lực biển
Với những đặc điểm chung vừa nêu, có thể thấy về mặt vị trí địa lý Biển Đôngnằm gọn trong vành đai nhiệt đới xích đạo có mối liên quan trực tiếp với cả Thái BìnhDương lẫn ấn Độ Dương cũng như hàng loạt các biển thuộc quần đảo Indonesia Xét vềmặt địa hình, Biển Đông là một biển có địa hình hết sức phong phú trong bao gồm cácvịnh nông, thềm lục địa và cả phần biển sâu chiếm gần 50% diện tích
Trang 28Hình 11 Bản đồ địa hình Biển Đông 1.2.2 Vai trò của Biển Đông đối với vùng ven biển Việt Nam
Biển Đông đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốcViệt Nam cả trong lịch sử, hiện tại và tương lai Biển Đông không những cung cấp nguồnlợi thủy hải sản, mà còn là cửa ngõ để Việt Nam phát triển các ngành kinh tế, giaothương với thị trường khu vực và quốc tế, là nơi trao đổi và hội nhập với nhiều nền vănhóa
1.2.2.1 Vai trò kinh tế
Biển Đông đã tạo điều kiện để Việt Nam phát triển những ngành kinh tế mũi nhọnnhư thủy sản, dầu khí, giao thông hàng hải, đóng tàu, du lịch… Điều kiện tự nhiên của bờbiển Việt Nam đã tạo ra tiềm năng vô cùng to lớn cho ngành giao thông hàng hải ViệtNam
Biển Đông cung cấp nguồn lợi hải sản rất quan trọng Theo các điều tra về nguồnlợi thủy hải sản, tính đa dạng sinh học, trong vùng biển nước ta đã phát hiện được khoảng11,000 loài sinh vật cư trú trong hơn 20 kiểu hệ sinh thái điển hình thuộc 6 vùng đa dạngsinh học biển khác nhau Trong đó có 6.000 loài động vật đáy, 2,400 loài cá (trong đó có
130 loài cá kinh tế), 653 loài rong biển, 657 loài động vật phù du, 537 loại thực vật phù
du, 225 loài tôm biển… Trữ lượng cá biển ước tính trong khoảng 3.1-4.1 triệu tấn, khảnăng khai thác là 1.4-1.6 triệu tấn
Bên cạnh đó, diện tích nuôi trồng thủy sản của Việt Nam khoảng 2 triệu héc-ta với
3 loại hình nước ngọt, nước lợ và vùng nước mặn ven bờ Giá trị xuất khẩu hải sảnkhoảng 5 tỷ USD/năm, là 1 trong 10 nước có kim ngạch xuất khẩu hải sản đứng đầu thếgiới Ngoài ra, với 48 vũng, vịnh nhỏ và 12 đầm, phá ven bờ, khoảng 1.120km rạn san
hô, 252.500ha rừng ngập mặn, cùng các thảm cỏ biển phân bố từ Bắc vào Nam hệ sinhthái ven biển Việt Nam còn có các loại động vật quý khác như đồi mồi, rắn biển, chimbiển, thú biển, hải sâm… Với tiềm năng trên, chúng ta có thể phát triển ngành nuôi trồng,đánh bắt, chế biến hải sản một cách quy mô, toàn diện và hiện đại tạo ra nguồn xuất khẩu
có giá trị kinh tế cao
Dầu khí là nguồn tài nguyên lớn nhất ở thềm lục địa Việt Nam có tầm chiến lượcquan trọng Đến nay, người ta đã xác định được nhiều bể trầm tích như các bể Cửu Long,Nam Côn Sơn, bồn trũng Sông Hồng, bồn trũng Thổ Chu và vùng thềm lục địa DK1
Trang 29được đánh giá có triển vọng dầu khí lớn nhất và khai thác thuận lợi Tổng trữ lượng dựbáo địa chất của toàn thềm lục địa Việt Nam xấp xỉ 10 tỷ tấn dầu quy đổi, trữ lượng khaithác 4-5 tỷ tấn Trữ lượng khí dự báo khoảng 1.000 tỷ m3 Bên cạnh nguồn dầu khí, biểnViệt Nam còn có nhiều loại khoáng vật, sa khoáng có giá trị cao, trữ lượng lớn như:Crôm, vàng, urani, photphorit, titan, than, sắt, mangan, cát thủy tinh, nước nặng…
Vùng biển nước ta án ngữ tuyến đường hàng hải quốc tế huyết mạch nối TháiBình Dương với Ấn Độ Dương; nối châu Âu, châu Phi, Trung Đông với Đông Á vàĐông Nam Á, là cầu nối quan trọng để phát triển thương mại và mở rộng giao lưu giữacác nước trong khu vực và trên thế giới, là 1 trong 10 tuyến đường biển lớn nhất thế giới,giao thông trên biển nhộn nhịp thứ 2 thế giới (sau Địa Trung Hải), hàng ngày có từ3.000-3.500 tàu có tải trọng trên 5.000 tấn đi qua, chiếm 1/4 lưu lượng hàng hóa vậnchuyển bằng đường biển của thế giới Ngoài ra, dọc bờ biển nước ta có hơn 80 cảng biển,trong đó có nhiều nơi có khả năng xây dựng cảng nước sâu như: Cái Lân, Hải Phòng,Nghi Sơn, Hòn La, Vũng Áng, Chân Mây, Đà Nẵng, Dung Quất, Vân Phong, Cam Ranh,Vũng Tàu, Thị Vải với năng lực thông quan hàng hóa qua cảng đạt khoảng 200 triệutấn/năm nên đường biển từ lâu đã trở thành con đường vận tải quan trọng của Việt Namtrong việc giao thương hàng hóa trong nước và trên thế giới
1.2.2.2 Vai trò phát triển du lịch
Biển Việt Nam đã cho thấy nhiều điều kiện để phát triển du lịch, ngành côngnghiệp không khói, hiện đang đóng góp không nhỏ vào nền kinh tế của đất nước Do đặcđiểm kiến tạo khu vực, các dãy núi đá vôi vươn ra sát biển đã tạo nhiều cảnh quan thiênnhiên sơn thủy rất đa dạng, nhiều vũng, vịnh, bãi cát trắng, hang động, các bán đảo vàcác đảo lớn nhỏ liên kết với nhau thành một quần thể du lịch hiếm có trên thế giới như disản thiên nhiên Hạ Long được UNESCO xếp hạng Các thắng cảnh trên đất liền nổi tiếngnhư Phong Nha, Bích Động, Non Nước,… các di tích lịch sử và văn hóa như cố đô Huế,phố cổ Hội An, tháp Chàm, nhà thờ đá Phát Diệm… đều được phân bố ở vùng ven biển
Tiềm năng du lịch kể trên rất phù hợp để Việt Nam phát triển và đa dạng các loạihình du lịch hiện đại như nghỉ ngơi, dưỡng bệnh, tắm biển, du lịch sinh thái, nghiên cứukhoa học vùng ven bờ, hải đảo, đáy biển, du lịch thể thao, có thể tổ chức các giải thi đấuthể thao quốc gia và quốc tế quanh năm, dịch vụ hội nghị, hội thảo trong nước và quốc tế
Trang 301.2.2.3 Vai trò về an ninh quốc phòng
Xét về mặt an ninh quốc phòng, biển Đông đóng vai trò quan trọng là tuyến phòngthủ hướng đông của đất nước Biển, đảo nước ta được xem như sân trước, như cửa ngõquốc gia, hình thành phên dậu, chiến lũy nhiều lớp, nhiều tầng, có vị trí đặc biệt quantrọng như một tuyến phòng thủ tiền tiêu bảo vệ sườn phía đông của đất nước Đặc biệt làquần đảo Hoàng Sa và Trường Sa có ý nghĩa phòng thủ chiến lược rất quan trọng
Trang 31CHƯƠNG 2 CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH, ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT KHÍ
TƯỢNG HẢI VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG BIỂN (12 tiết) 2.1 Thành phần hóa học và tính chất vật lý của nước biển
2.1.1.Thành phần hóa học của nước biển
Nhiều tính chất vật lý và hóa học của nước tự nhiên là do cấu trúc phân tử nướcgây nên Phân tử nước không đối xứng: ba hạt nhân làm thành một tam giác cân với haihạt nhân hyđrô nằm ở đáy và một hạt nhân ôxy ở đỉnh
Tùy thuộc vào trạng thái pha của nước mà cấu trúc phân tử H2O sẽ khác nhau.Thật vậy, hơi nước chủ yếu cấu tạo từ các phân tử đơn độc Trong trạng thái rắn (băng)cấu tạo nước trở nên có sắp xếp trật tự Trong các tinh thể băng những phân tử nước làmthành một hệ thống lục giác với các liên hệ hyđrô bền vững Cấu trúc như vậy rất xốp.Nước ở trạng thái lỏng giữ vị trí trung gian giữa hơi nước và băng, trong đó vẫn bảo tồncác yếu tố cấu trúc khung phân tử “giống băng”, còn các chỗ trống thì được làm đầy mộtphần bởi các phân tử đơn độc Vì vậy “sự xếp đặt” các phân tử trong nước lỏng đã gọnchặt hơn so với băng, và sự nóng chảy của băng không làm giảm, mà làm tăng mật độnước một cách “dị thường”
Cấu tạo phân cực của nước và điện trường xuất hiện trong nước gây nên độ thấmđiện môi cao của nước - một đại lượng cho biết các lực tương tác của các điện tích khichúng ở trong nước sẽ giảm đi bao nhiêu lần so với các lực tương tác đó khi ở trong chânkhông Độ thấm điện môi cao của nước làm cho nó có khả năng ion hóa cao, tức khảnăng phân tách các phân tử của những chất khác Điều này có nghĩa rằng nước là mộtchất hòa tan mạnh Mỗi phân tử nước có một điện tích dương và hai điện tích âm có khảnăng tạo thành bốn mối liên kết hyđrô, tức mối liên kết của một nhân hyđrô tích điệndương (proton) liên hệ hóa học trong một phân tử, với một nguyên tử ôxy tích điện âmthuộc một phân tử khác
Nước biển không phải là nước tinh khiết, trong nó còn có chứa các muối hòa tan,các chất khí trong khí quyển hòa tan, các hợp chất hữu cơ và các hạt lơ lửng không hòatan Thông qua các quá trình trao đổi nước – khí quyển tự nhiên, các chất được trao đổiliên tục
Như vậy là kể cả oxy và hyđro, trong nước biển có 13 nguyên tố có mặt với khốilượng đáng kể nhất, chúng được gọi là những nguyên tố cơ bản trong thành phần hóa học
Trang 32của nước biển Những nguyên tố khác – người ta cho rằng đó là hầu hết các nguyên tốcòn lại của bảng tuần hoàn Menđêlêep – có mặt trong nước biển với khối lượng nhỏ hơn
3 mg trong 1 kg nước biển, tức nhỏ hơn 1 ‰ tổng độ muối
Đặc điểm nữa trong thành phần hóa học nước biển khác với nước ngọt, nước sông
là ở chỗ trong nước biển tương quan trọng lượng giữa các ion chủ yếu nhất trái ngược vớitương quan đó trong nước sông
Trong nước biển:
Trong nước sông:
Trong tự nhiên, các quá trình trao đổi hóa học, sinh học và địa chất học làm biếnđổi thành phần hóa học và hàm lượng các chất hòa tan Những quá trình động lực nhưdòng chảy từ lục địa, giáng thủy, bay hơi, quá trình băng làm thay đổi nồng độ dung dịchnước biển trên phạm vi rộng lớn Có thể lấy một ví dụ, độ muối của vùng nước cửa sông
có thể bằng 0‰, hoặc một số nơi độ muối có thể đạt đến 40‰
Ngay trong nước biển, thành phần của nó cũng có thể bị thay đổi do quá trìnhquang hợp, hô hấp, phân hủy chất hữu cơ có thể làm thay đổi hàm lượng, tức tỷ lệ giữacác chất hòa tan Đồng thời, nhờ có dòng chảy theo phương ngang và phương đứng, nêncác chất hòa tan được xáo trộn mạnh và làm cho thành phần nước đại dương có tính ổnđịnh, thay đổi không lớn trong thời gian dài
Trang 332.1.2 Tính chất vật lý cơ bản nước biển
Tính chất vật lý của nước biển phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó có nhiệt độ, ápsuất, nồng độ muối và một số yếu tố khác Phần này sẽ đề cập lần lượt đến các yếu tố ảnhhưởng đến tính chất vật lý của nước biển
2.1.2.1 Mật độ
Khái niệm: Mật độ nước biển là tỷ số của trọng lượng một đơn vị thể tích nước ởnhiệt độ quan trắc toC trên trọng lượng đơn vị thể tích nước cất ở 4oC Mật độ được quyước là σ, trong đó, σ được tính theo công thức
(Công thức 1)
Giá trị của mật độ nước biển được xác định qua giá trị của trọng lượng riêng nướcbiển ở nhiệt độ 17.5oC, S(17.5/17.5), hoặc ở 0oC, S(0/4) (Nhiệt độ 17.5oC là nhiệt độtrong phòng thí nghiệm, còn nhiệt độ 4oC mà nước có tỷ trọng nước cực đại)
Trang 34Tỷ số giữa biến đổi thể tích do tác dụng áp suất dα/dp trên giá trị thể tích riêng αđược gọi là hệ số nén k của nước biển
(Công thức 3)
2.1.2.4 Nhiệt độ
Nhiệt độ trong hải dương học thường được đo bằng độ bách phân (oC) và sai sốchuẩn xác định nhiệt độ không nhỏ hơn 0.01oC Trong một số trường hợp, thí dụ trongcác tính toán năng lượng, người ta biểu thị nhiệt độ bằng đơn vị của thang nhiệt độ tuyệtđối (nhiệt động lực học) của Kelvin và mốc tính từ không tuyệt đối, tức TK = ToC +273.15
Nhiệt dung riêng của nước biển: là nhiệt lượng cần để làm nóng 1g nước biển lên
Trong đó, T – Nhiệt độ tuyệt đối, α – thể tích riêng, e – hệ số giãn nở nhiệt, k – hệ
số nén thực, I – đương lượng cơ của nhiệt
Tỷ số nhiệt dung đăng áp và nhiệt dung riêng thể tích:
(Công thức 5)
Trang 352.1.2.5 Phản xạ và khúc xạ
Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào mặt nước đại dương, một phần bị khúc xạ và 1phần được hấp thụ vào nươc
Khả năng phản xạ của nước hải dương được biểu thị bằng trị số Anbedo Anbedo
= (Tổng năng lượng phản xạ)/(Tổng năng lượng tới) Năng lượng mặt trời bị nước phản
xạ càng lớn thì trị số Anbedo càng lớn
Ánh sáng mặt trời không thể xuống các độ sâu quá lớn do môi trường nước là nửatrong suốt Phần ánh sáng khúc xạ vào nước bị hấp thụ, số tia ánh sáng bị hấp thụ vàonước tỷ lệ với chiều dài bước sóng ánh sáng
Bước sóng của các tia đơn sắc đỏ mang năng lượng nhỏ sẽ bị tiêu tán ngay tại tầngnước, ngược lại với tia đơn sắc tím, chúng khó xuyên qua nước nhưng mang năng lượnglớn và lan truyền đến độ sâu lớn hơn
Năng lượng lan truyền của sóng ánh sáng phụ thuộc vào độ sâu và mầu sắc của tia.Mầu đỏ, da cam bị hấp thụ ở độ sâu từ 0 – 100; màu vàng, lục đến độ sâu 300m; các mầunhư lam, chàm và tím đến độ sâu 500 – 600m
Tóm lại, trong quá trình ánh sáng xuyên qua nước, năng lượng ánh sáng được hấpthụ một cách chọn lọc Các ánh sáng có bước sóng dài bị nước hấp thụ và tiêu tán nănglượng trước Ánh sáng có bước sóng ngắn bị hấp thụ sau và tiêu tán sau
2.1.2.6 Độ trong suốt của nước biển
Độ trong suốt của nước chính là độ sâu nước khi làm thí nghiệm thả đĩa màu trắng
có đường kính d=30 cm xuống đến độ sau mà không còn nhìn thấy đĩa nữa Độ trong suốtcủa biển Xacgax (Bắc Đại Tây dương); còn ở Thái Bình dương là 59m, Ấn Độ dương từ
40 – 50m
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ trong suốt của nước hải dương
Trang 36- Vị trí địa lý: Độ trong suốt của nước hải dương có xu hướng giảm dần từ xíchđạo lên vùng cực Ví dụ: biển Địa Trung Hải là 60m, biển Đen là 25m, biển Bantich là13m, biển Trắng (thuộc Bắc băng dương) là 8m.
- Khoảng cách đến bờ: Độ trong suốt còn phụ thuộc vào khoảng cách đến bờ, cànggần bờ độ trong suốt càng giảm
- Điều kiện tự nhiên: ở những vùng có khí hậu khác nhau thì độ trong suốt cũngkhác nhau Ở những vùng gió mùa, do sự bốc hơi mạnh và độ muối cao và sự vận độngcủa nước không mạnh lắm nên độ trong suốt lớn
Độ chiếu sáng dưới sâu là độ sâu mà ánh sáng tắt (được xác định bằng kính ảnh,nghĩa là phim ảnh không có dấu vết) Khi dùng quả cầu lặn đến độ sâu 923m ở vùng quầnđảo Bec-muyt (Đại tây dương) cho thấy các diễn biến mầu như sau: Mầu xanh đến độ sâu300m nước, mầu xám đên từ 300 – 600m, và hoàn toàn tối khi độ sâu >600 m
2.1.2.7 Màu của nước biển
Do hiện tượng lọc màu, sự hấp thụ và khuêch tán ánh sáng trong nước, nên mầucủa nước biển được xác định bằng số lượng và kích thước phần tử lơ lửng
Hiện tượng lân quang biển xảy ra khi các sinh vật biển phát ra ánh sáng và vàoban đêm con người có thể nhìn được Sáng biển có thể ở nhiều lớp khác nhau và do nhiềuloại sinh vật biển khác nhau, chúng có thể phát sáng liên tục, cũng có thể phát sáng khi bịkích thích
Hiện tượng này mang nhiều ý nghĩa về kinh tế và nghiên cứu hải dương Nhưnghiên cứu về địa hình, ngư nghiệp,…
2.1.2.8 Tốc độ truyền âm
Khái niệm:
Âm truyền trong nước nhanh gấp 3 - 4 lần trong không khí Tốc độ truyền âmtrong nước được xác định bằng công thức Newton-Laplace:
Trang 37Tốc độ truyền âm trung bình phụ thuộc vào nhiệt độ, độ muối và áp suất thuỷ tĩnh:
- Khi tăng nhiệt độ lên 10C thì tốc độ truyền âm tăng lên 3-4m/s
- Khi tăng độ muối lên 1‰ thì tốc độ truyền âm tăng lên 1m/s
- Khi tăng áp suất lên 1 atmosphere thì tốc độ truyền âm tăng lên 0,18m/s
Rõ ràng tốc độ truyền âm trong nước tăng khi nhiệt độ, độ muối và độ sâu tăng,
mà nhiệt độ và độ muối của nước hải dương luôn biến đổi theo không gian cho nên tốc
độ truyền âm trong nước hải dương cũng biến đổi theo Theo kết quả nghiên cứu ở vùngbiển lạnh Grinland tốc độ truyền âm đo được là 1411m/s; trong khi đó ở vùng biển nóngHồng Hải là 1618m/s
Quỹ đạo tia âm:
Những hiểu biết về sự phân bố mật độ của nước hải dương có ý nghĩa rất lớn đếnviệc tính toán tốc độ truyền âm và cả quỹ đạo tia âm Tia âm truyền trong nước cũng tuân
Trang 38theo những quy luật chung về phản xạ và khúc xạ Do đó khi đi qua những lớp nước cómật độ âm khác nhau thì tia âm bị khúc xạ làm cho quỹ đạo của nó bị uốn khúc.
Do mật độ âm tăng khi nhiệt độ giảm, nên về mùa hè khi nhiệt độ các lớp nướcbên trên cao hơn nhiệt độ ở các lớp dưới tia âm uốn khúc làm cho phần lồi quay về phíamặt nước Trong trường hợp này, tia âm hướng xuống đáy rồi lại từ đáy biển trở về mặtnước Về mùa đông ở những vĩ độ cao và trung bình nhiệt độ của các lớp nước phía trênthấp hơn nhiệt độ ở các lớp dưới nên quỹ đạo của các tia âm hướng phần lồi của nó vềphía dưới và có thể có tia không xuống được đến đáy
Do có sự chênh lệch giữa mật độ âm của nước và không khí khác nhau rất lớn nênnhững âm truyền từ không khí vào nước và ngược lại đều truyền rất kém Ngay cả trườnghợp tia âm truyền thẳng góc với mặt nước cũng chỉ có 0,1% năng lượng của nó đi vàotrong nước được thôi
Sự hấp thụ âm trong nước hầu như không đáng kể; vì vậy cùng một cường độ âmthì khoảng cách truyền âm trong nước xa hơn so với trong môi trường không khí
2.2 Các trường nhiệt độ, độ muối, mật độ và áp suất trong đại dương
2.2.1 Trường Nhiệt độ
2.2.1.1 Biến thiên nhiệt độ trong nước hải dương
Nhiệt độ của nước hải dương ở vùng này khác vùng kia chủ yếu là do kết quả biếnthiên của các quá trình sau:
- Trao đổi nhiệt giữa khí quyển với nước hải dương
- Trao đổi nhiệt giữa lớp nước với nhau
- Trao đổi nhiệt giữa nước ở các vùng với nhau
Nhiệt độ khí quyển xâm nhập vào nước hải dương bị hấp thụ bởi lớp nước mỏngtrên bề mặt, rất khó xâm nhập sâu xuống đáy Ở độ sâu 1cm dưới mặt nước thì hiệu ứngnhiệt của năng lượng mặt trời giảm đi khoảng 100 lần, và nếu ở độ sâu 1m thì giảm đi
8350 lần Nếu như không có hiện tượng xáo trộn do sóng gió và các loại dòng chảy thìcác lớp nước dưới sâu khó có thể nhận thêm được nhiệt
Trang 39Do kết quả tác động của sóng, nhiệt thâm nhập xuống độ sâu không thể vượt quá
độ dài bước sóng Nói chung thường không quá 100-200m Các dòng hải lưu có ý nghĩarất lớn đến quá trình truyền nhiệt xuống sâu
Sự truyền nhiệt trong những lớp nước hải dương trước hết bằng con đường xáotrộn do sóng, gió, dòng chảy , dòng triều ngoài ra còn do hiện tượng đối lưu… Mùa hènhiệt độ của nước giảm từ trên mặt xuống đáy, mùa đông thì ngược lại
Nhiệt độ trung bình của nước trên bề mặt đại dương thế giới là 17.4oC trong khi đónhiệt độ trung bình của không khí là 14.3oC
2.2.1.2 Sự phân bố nhiệt độ nước trên bề mặt đại dương
Nhiệt độ của nước trên đại dương thế giới cho thấy các đường đẳng trị nhiệt độnước trên mặt nhìn chung gần như song song với các vĩ độ Càng gần xích đạo nhiệt độcàng tăng Phải chăng nguyên nhân chính quy định đến sự phân bố nhiệt theo phươngngang của nước hải dương là bức xạ mặt trời Do hình dạng của Trái Đất có dạng hìnhcầu nên ở vùng xích đạo các tia mặt trời chiếu thẳng góc càng về phía cực thì góc chiếucàng bị xiên; về mùa đông ở các vùng cực đới ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp hầu nhưkhông có…vì vậy nhiệt độ không khí ở vùng xích đạo nóng hơn ở vùng cực Phân bốnhiệt được mô tả trong hình 12 dưới đây
Hình 12 Bản đồ phân bố nhiệt trên đại dương thế giới
Trang 40Nhiệt độ trung bình của nước hải dương ở bắc bán cầu (19.4oC) cao hơn so vớinam bán cầu (19.1oC) Điều này có thể giải thích là do ảnh hưởng của lục địa Nănglượng mặt trời được hải dương và lục địa hấp thụ khác nhau phụ thuộc vào nhiệt dung và
độ dẫn nhiệt của chúng Nước hải dương khác với các lớp đất trên đất liền là có nhiệtdung lớn hơn Ở nhiệt độ 15oC và độ muối 35‰ thì nhiệt dung của nước hải dương là0.926 calo/g.độ; trong khi đó đối với các đất màu nhiệt dung trung bình 0.5-0.9-6calo/g.độ; của không khí 0.238 calo/g.độ
Vào mùa nóng trong năm, trên lục địa do nhiệt dung và độ dẫn nhiệt của đất đákém nên bức xạ năng lượng mặt trời xuống mặt đất không hấp thụ và tích giữ lại lâu màlại truyền vào không khí làm cho nhiệt độ của không khí nóng lên; trong khi đó trên đạidương thế giới nhiệt năng của mặt trời mà mặt nước đã hấp thụ được truyền xuống cáctầng nước sâu hơn chủ yếu là do kết quả của các quá trình xáo trộn
Ngược lại, vào mùa lạnh, lượng nhiệt này dần dần được truyền ngược lại qua mặtthoáng vào khí quyển Chu trình này được lặp đi lặp lại qua các năm Như vậy, trong mùa
hè, không khí trên các lục địa được sưởi nóng nhiều hơn so với ở trên đại dương thế giới
và về mùa đông thì ngược lại
Tác dụng tương hỗ giữa hai khối không khí trên địa cầu như vậy là nguyên nhânsinh ra hiện tượng gió mùa Về mùa hạ gió thổi từ biển vào đất liền mang theo hơi nướcgây mưa trên lục địa; về mùa đông thì ngược lại, gió từ đất liền ra biển mang theo thờitiết khô, trong sáng
Sự phân bố nhiệt độ trên đại dương nhận được sự chi phối rất lớn của các dòng hảilưu Những dòng hải lưu xích đạo chảy từ đông sang tây khi gặp các bờ biển phía tây củacác đại lục Á, Phi, Mỹ, Úc… phải đổi hướng về hai cực bắc và nam, đưa những dòngnước ấm đến những vĩ độ cao nên các đường đẳng nhiệt độ bị lệch so với vĩ độ Hình saubiểu thị dòng hải lưu chính của đại dương thế giới
