Dao động tự do và dao động mùa của mực nước biển Đông

Dao động tự do và dao động mùa của mực nước biển Đông Dao động tự do và dao động mùa của mực nước biển Đông Dao động tự do và dao động mùa của mực nước biển Đông luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

B iế n động t h ò i g ia n v à không g ia n củ a miAc nưóc b iể n l à một h iậ n tUOng tư n h iê n có quy mô to lố n ánh hưỏng môt cá ch

tr ự c quan t ố i n h iề u h o ạ t động k in h t ế kỹ th u ậ t củ a con n g ư ò i, trư ố c h ế t l à c á c ngành vận t ả i b iể n , x â y dung công t r ì n h t r ê n

b iể n v à ven b ồ , công t r ì n h bào v ệ b ò , hệ th ổn g t ư ó i t i ê u nông

n g h iệ p vùng v en b ò , cấp t h o á t mlốc th àn h phố ven b iể n , công

t á c phòng chống t h iê n t a i l i ê n quan đến bão v à nưốc dâng tro n g bão ổ những vùng ven bò b iể n Chể cíộ dao đông mực mióc cũng quy đ in h c à n h ip đ iê u sân x u ấ t v à s in h h o ạ t cù a nhân dân những vùng ven b iể n

Nhũng th ôn g t i n t r ê n th ế g i ố i v ể những h iệ n tưộng ngập

l u t nguy hiểm ổ ven b iế n c á c nưốc N h ật, Mỹ, Ấn đ ô , Hà l a n ,

P h i l i p i n , B ă n g la đ é t làm t h i ệ t hạ 1 v ậ t c h ấ t v à c h ế t ngư òi cho

th ấ y kể c ả c á c nưốc t i ê n t i ế n lẫ n c ấ c nưốc kém p h á t t r i ể n

v i ệ c n g h iê n cứu cfể nấm vững quy l u ậ t v ầ t i ế n t ó i kiếm s o á t

chế ngvt h iệ n tượng n ầy vẫn đang còn l à vấn để t h ò i su cấp

t h i ế t v à cần đưoc p h á t t r i ể n [ 1 4 , 4 ]

N ghiên cúu b iế n đông mUc nưóc củ a b iể n kể c ả ỏ vùng cfạ.i dương v à v e n bò còn có ý n g h ĩa khoa học ctôc lậ p b ỏ i l ẽ b iế n động mực nưốc tr o n g th u ỷ vUc k ín hoăc hỏ một phần bao g iò cũng l à k ế t quà t á c động củ a n h iề u quá t r ì n h t u n h iê n , t r o n g

đó có c à những quá t r ì n h động lự c kh ác x ả y r a t r o n g b iể n v à những quá t r ì n h nhân t ạ o v à v ể phần mình chế đô mực nưốc l ạ i

-ỏ rvuồc t a tr o n g những năm gần đây đã b ấ t ctẫu có đ iể u k iê n quan tâm t ố ỉ v i ệ c th u th ậ p những th ôn g t i n v ề những t h i ệ t h ạ i không nhó do những vụ vỡ đê b iể n , ngập l ụ t , ngập mặn, có cả

c h ế t n g u ò i do những h iê n tưong dâng mạnh, đ ộ t n g ồ t củ a mực mlốc t r o n g c á c cớn bão đổ bộ v ào c á c vùng ven bò V iệ t nam [ 4 , 1 4 , 1 1 ] Cũng đ ã x u ấ t h iệ n những du án k ỉn h t ế kỹ t h u ậ t c ả i

tạ o hệ th ốn g tư ố ỉ t i ê u m ióc nông n g h iê p v à cấp t h o á t nưốc

th àn h phố v e n b iể n đ ò i h ỏ i những th ôn g t i n về chế độ mực nưóc

b iể n v à hệ th ốn g sôn g có ảnh hưỏng củ a b iể n N hiều t ín h to á n ,

t h i ế t kế th u ỷ l o i v à g ia o th ô n g , x â y dung đ ò i h ỏ i những dữ

l i ệ u t i n c ậ y v ề chế độ nvực nuốc ỏ b iể n v à củ a sô n g , cũng như tr o n g sô n g

Những đồi h ổ i đó k íc h t h íc h công t ấ c n g h iê n cứu khảo s á t

v à t ỉn h to á n b iể n đông mực nưóc b iể n , kể c ả đư b á o , củ a n hiều nhầ n g h iê n cúu tr o n g c á c l ĩ n h vực khác nhau l i ê n quan t ó i

Tổng quan v ề những công t r ì n h n g h iê n cứu cù a c á c chuyêr

g i a tr o n g v à n g o à i nưóc vê vấn efe dao đông mực mlốc củ a b iể r Dông cho t h ấ y rắ n g tr o n g l ĩ n h vực n ày đã cíat ctươc những k ểl quà t o ló n so n g cũng n ổ i lê n một đ ặ c điểm không đổng ctể\

tr o n g công t á c n g h iê n cúu vấn efe n à y

5

-Nhỏm l ó n n h ẩ t gổm đ a s ố c ấ c c ô n g t r ì n h t h u ộ c l ĩ n h v ttc n à y [ 3 2 , 6 1 , 5 5 , 4 1 , 3 0 , 2 4 , 4 6 , 4 7 , 2 5 , 4 5 , 1 2 , 1 5 , 1 3 ] c h ú ý đ ế n v ấ n ctể d a o

11

-c á -c p h ư ơ n g t r ì n h dự b á o mvi-c n ư ố -c t h u ỷ t r i ề u , t h a y v ì p h ü ö n g pháp phân t í c h đ iều hoà tru yền thống theo SÖ đổ D a r w in cẵn

5 N hữ n g v ẩ n đ ề c ó t í n h q u y mô t o à n c â u đ ư ô c n h i ể u n h à

k h o a h ọ c q u a n tâ m n h ư s ự d â n g l ê n c ủ a mUc n ư ố c đ ạ i d ư ơ n g d o

12

-CHUONG 1 KHÁI QUÁT VE DIEU KIẸN t ự n h i ê n v à đ ặ c ĐĩỂm d a o đ ọ n g

MỤC NUÓC BIEN DồNG co sỏ PHUONG PHAP NGHIẼN cóu

1.1 Khấỉ quất vê điêu kiên tự nhiên và đặc điểm dao động

mUc mlốc biển Đông

1.1.1 Hinh dang đưòng bò và phân bố đô sâu của biển Đông

17

HÌNH 1 1 THAN IK) TX) í»Au nI KN 1XJNG VA MEN TJ NII

(- -5 0 0 — (Jư(ìĩif* fjííníí d ô íi/itj, vẨy', cỉiíỏn/ĩ nô-P

khúc l à b i ê n l.ính ciía c;ór* mô b ình HO,

hình vuông nho !’liỉ vĩ l.ĩ-í rfîAn l.ính f-hô)

» *1 ►V*' ‘ '-,r

b ộ c h ế đ ô n h i ệ t đ ộ n g l ự c h ọ c n ó i c h u n g v à c h ế đ ộ d a o đ ộ n g mUc rn íốc n ó i r i ê n g c ù a n ó [ 1 9 , 5 6 ]

-t ổ n -t ạ ỉ c ả n h ậ -t -t r i ề u v à b á n n h ậ -t -t r i ề u , v ù n g b i ê n &l-t;JỘ l ố n x e n Tĩẽ v ố ì n h ũ n g v ù n g v ô t r i ể u n g a y t r o n g k h ô n g g i a n v ị n h

p h a p h ụ t h u ộ c v à o đ i ề u k i ệ n đ ị a l ý đ iể m n g h i ê n c ử u v à c ầ n

đ ư o c x á c đ i n h d ư a v à o c h u ỗ i s ố l i ệ u q u a n t r ấ c mực n u ố c

ỏ V i ệ t nam k h i p h â n t í c h n h ữ n g c h u ỗ i miAc m lố c d à i t r ê n máy t í n h , t h ô n g t h ư ò n g [ 9 ] n g i i ò ỉ t a đ ã á p d u n g c ô n g t h ú c t r ê n

miốc dâng t r o n g khuôn khổ l ý t h u y ế t tu y ế n t ỉ n h , ngưòi t a thuòng x u ấ t p h á t t ù hệ phương t r ì n h tu y ế n t ỉ n h củ a chuyển động c h ấ t lô n g đổng n h ấ t t r o n g t r á i đ ấ t quay v ó i x ấp x ỉ th ủ y

s ẽ v i ế t l ạ i c á c phương t r ì n h đó bò qua những g ạch ngang ỏ

t r ê n đầu c á c đ ạ i lượng u v à V như s a u :

- XV + - - -+ g - +

3 t 9w 3 x 9w ( h + § ) 3 x

2 _ 2 1 / 2 rU(U +v )

V i ệ t nam cũng cíã có nhũng k in h nghiệm n h a t đ ịn h t r o n g v i ệ c

sủ dụng những phưống t r ì n h n à y T h í dụ, Dỗ Ngọc Quỳnh [ 3 3 ]

x u ấ t p h á t t ù hệ những phương t r ì n h cơ bân cù a l ý t h u y ế t nưóc nông p h i t u y ế n , s a u k h i đánh g i á b ậc đ ạ i lượng, bò qua c á c số hang p h i t u y ế n t r o n g chúng v ằ chấp nhận hệ phưống t r ì n h d iiói dộng ( 1 2 1 ) - ( 1 2 3 ) để mô h ìn h hoấ số t r ị quá t r ì n h nuốc dâng

t r o n g bão ỏ b i ể n Đông B ù i Hổng Long [ 2 5 ] v à Nguyễn Thọ sá o

[4 5 ] cũng đã aừ dung hệ phương t r ì n h dưối dang n ày để n g h iê n củu sú tru yễrt tb u ỳ t r i ề u ỏ b i ể n Dông v à v ịn h Bẩc bô (trư ò n g hớp này không cẳn t í n h t ố i c ả c số hạng chúa g r a d i e n áp s-uẩt

k h í quyển v à ma s á t g i ó t r ê n mặt b i ể n )

1 2 3 2 Những đ i ể u k i ệ n ban đấu v à ctiểu k ỉ ậ n b i ê n

V iệ c cho đ i ể u k i ệ n ban đầu đ ố i v ó i những b à i to á n đ ặ t r a không gập khó khăn Các th àn h phần củ a v ận t ố c v à n h ie u động mực nưóc thưòng được cho g i á t r ị bầng không t ạ i t h ò i điểm đầu t í n h t o á n :

hoăc v ố i trư ò n g hợp khảo s á t dao ctông t u do

T ạ i b iê n cúng G i củ a vùng b i ể n đương n h iê n chấp nhận

đ i ể u k i ê n không x u yên qua củ a dòng c h ả y :

-t h i ê n v ã n ; H ij G i - tu ầ n t u l à b i ê n độ v à góc pha t r u n g b ìn h của sóng i cú a th u ỳ t r i ề u

Dối v ố i b i ê n lỏ n g G 2 cố t h ể [ 2 7 , 3 3 ] chấp nhận một t r o n g nhũng đ i ể u k i ệ n sa u đấy t u ỳ th uộc mục đ ỉ c h khảo s á t :

- mực nuóc không đ ổ i t r o n g s u ố t chu kỳ t ỉ n h t o á n :

Khi g i ả i bắng số hệ phướng t r ì n h ( 1 2 4 ) - ( 1 2 6 ) để thuận

t i ê n hơn c à nên áp dụng sơ đổ s a i phân h iệ n t r ê n l ư ố i

R ic h a r d s o n , t r ê n đó c á c điểm t í n h § , u , V d ịc h chuyển so v ó i

nhau một nửa bưóc t ỉ n h (h ìn h 1 2 )

Trong trư ờ ng hộp n ày c ấ c công th ú c s a i phân ctẩ t í n h có dang:

36

-U ' l j

gAt Ö1.J + X A t Ki.d - — S'i.j) +

CHUONG 2

hệ số khuếch đ ạ i như t r o n g v ậ t l ý , để đánh g i á múc độ cộng ỉuiỏng, hoặc l à t í n h c á c dòng năng lưộng t r i ể n v à b i ể u t h ỉ

l ê n bản đổ để c h ỉ r a những vùng nảng ruộng đuợc t ậ p t r u n g

Mặt k h á c , nếu như chúng t a xem x é t hệ th ốn g dao động của

b i ể n , dù đó l à c á c dao động t r i ể u , dao đọng nuóc dân g, hoặc dao động b ấ t kỳ v ố i nguổn gốc khác nhau th e o quan điểm t r u y ể n

th ốn g t r o n g v ậ t l ý k h i n g h iê n cúu sự cộng hưởng, t h ì dễ dàng

có cfuçic những su y đoán n g ay t ù đầu v ề khả nàng p h á t t r i ể n mạnh hay yếu củ a h i ê n tượng dao động.

H iện tưong công hướng l à SÜ t à n g b i ê n độ dao đông cưỗng búc c ủ a hê dao đông k h i chu kỳ củ a lự c t á c động t ù bên n g o à i

t i ế n dắn t ó i chu kỳ dao động r i ê n g cù a bàn th â n h ệ Neu x é t

t r u ò n g hộp dao đông t r ỉ ể u t r o n g b i ể n , chúng t a có búc t r a n h

như Bau: Lực t á c động thưòng ctươc đặc trư n g b ỏ ỉ công s u ấ t

tro n g trư ò n g hợp sóng t r i ề u t r u y ề n t ù đạ.i dương vào qua eo

b iể n - đo l à th ỏ n g lưong năng lü ön g cfüöc mang vào b i ể n bỏ ỉ

sóng t ố i Tưứng quan g iữ a t ầ n số củ a n g o ạ i ltfc <r v à t ầ n số

r i ê n g của b iể n O’o s ẽ ctăc t r ũ n g cho múc độ " s ẵ n s à n g " củ a

b iể n cộng hưởng v ố i dao động cưỡng búc v ó ỉ t ầ n số cr do

n g o ạ i l\Ac g ây n ên Khi <r=w0 to à n bộ công do n g o a i liAc thực

h iệ n tr o n g to à n chu kỳ dao động ( 2ìt/fr0 ) s ẽ chiöc dùng vào

v i ệ c " đưa đẩy " k h ố i nưốc b i ể n Nấu không có mẩt mát năng

lượng do ma s á t v à không t i n h đến sự p h át x ạ sóng r a k h ỏ i

b iể n qua eo t h ì năng lưộng v à b iê n độ dao động tiiông úng

tă n g vô cùng Trong ctiều k i ê n th ự c , bao g i ò cũng có mặt ma

s á t v à năng lượng mẩt b ó t do p h á t x ạ , chúng t a có chể độ

cộng hưởng hữu hạn Khi or (To, t r o n g chu kỳ dao động s ẽ có

môt khoảng t h ò i g i a n mầ n g o a i liAc " hãm " chuyển đông dte.o

đông củ a k h ố i nưóc b iể n - Năng lưộng t í c h t ụ đưửc s ẽ t h i ế t

l ậ p chế <ẩộ dao đọng dùng, v ó i độ l ệ c h pha g iữ a n g o ạ i lự c v à

phản ún g, sa o cho công dương v à ầm cù a n g o ạ i lự c cần bắng

nhau Tỳ số g iữ a b i ê n đô của dao động cù a b iể n ỏ điểm nào đó

v à b iê n đô củ a n g o ạ i lu e s e l à hậ số khuếch đ ạ i b iê n độ cùa

b ỉể n úng v ố i đ i ể u k i ệ n mất mát nãng lượng ỏ biển đó.

Như v ậ y l ầ v i ệ c t ỉ n h to á n c á c chu kỳ h a y tâ n so dao ctộng

r i ê n g cù a th u ỳ vực (n gư ồi t a g ọ i l à dao động t u do để phân

b i ệ t v ó i trư ồ n g hợp x é t đến lứ c ma s á t ) có ỷ n g h ĩa r ấ t lố n

k h i khảo s á t đ ặ c điếm phẩn úng củ a b i ể n v ố i c á c t á c động

t ù bên n g o à i có t ắ n số khác nhau.

39

-Một số công t r i n h gần đ ả y củ a c á c nhà khoa học t r ê n th ế

g i ố i đã cti sâ u n g h iê n cúu những dao động tư do củ a mực nưóc

đ ạ i dưong v à b i ể n nhầm g i ả i t h í c h sự ngự t r ị cù a c á c dao động bán n h ật t r i ề u t r ê n đ ạ i dương, sự khuếch ct©.i cộng hưỏng của th u ỳ t r ỉ ề u ỏ mọt số vùng đặc b i ệ t , cơ chế h ìn h thành dao

Ĩ.9

động dâng r ú t mUc nưóc b i ể n [ 6 2 , 6 6 , 6 7 , 3 1 ^ 3 9 , 4 0 , 5 2 ]

Vối b iể n Đông, vẩn để này gần như hoàn to à n mói mẻ Chúng

t ô i t h ấ y t r o n g [ 3 3 ] có đề cập t ó i v i ê c khào s ấ t dao động tự

do của b iể n Dông v à nhận đươc những k ể t quả khá l ý thú nhưng

v ó i mục đ i c h khác hẳn còn t r o n g [ 3 ] khảo s á t môt v i n h nhỏ.

Trong k h i đó, chế độ dao động mực nưóc kể c à đ i ề u hoà lẫ n

p h i đ i ề u hoà ỏ vùng b i ể n Đông, th e o n h iể u t á c g i ả đã khảo

s á t , đểu cố những n ế t ctôc ctáo v à r ấ t l ý th ú đáng ctưoc xem x é t

t ù những k h í a cạnh khác nhau.

Chúng t ô i x u ấ t p h á t t ù cho cho r ầ n g h ìn h dáng ctưòng bò

v à đ ị a h ìn h đ áy l à những ctãc ctiểm r i ê n g có của moi th u ỳ vự c ,

v à đ ặ t vấn để khảo s á t xem những cf ặc điểm này ành huỏng t ó i chuyển động cù a b i ể n th eo cơ chể n à o

Xuất p h á t t ù những ý tưởng đó chúng t ố i b ấ t đầu n g h iê n cúu những đặc điểm t r o n g dao động mực nưóc củ a b i ể n Dông thông qua v i ệ c khảo s á t dao động tự do c ủ a nó, v ì dao động t ụ do l à dộng dao động c h ỉ phụ th uộ c vào k í c h thưóc th u ỳ v ứ c , phản ảnh đặc điếm v ề h ìn h dạng v à phân bố độ s ằ u củ a th u ỷ v ự c

4 0

-2*2 Phuong pháp tinh dao động t\x do của thuỷ wtc

Lý t h u y ế t c á c dao đông t u do t r o n g nhũng th u ỷ vực k í n hoàn to àn h ay hỏ một phần đã được c á c nhà cơ học cổ đ iể n

n g h iên cứu dụa t r ê n phép x ấ p x ỉ kênh, k h i đó ngưòi t a xem x é t chuyển đọng c h ỉ d i l n r a t r o n g một hưóng dọc kênh G i ả i bầng

g i ả i t ỉ c h b à i to á n v ê c á c chuyển đông của sóng d à i t r o n g kênh (xem [ 5 8 ] ) cho phép n gu òi t a đ i đến k ế t lu ận rắ n g t r o n g kênh

s ẽ tổ n t ạ i nhũng sóng t i ế n ch ay ngưoc c h i ề u nhau v ố i vân t ố c

n = 0 , ngưòỉ t a g ọ i l à mốt (mode) th ấ p n h ấ t , l à có khả năng công hường.

Khi đó, t r o n g kênh k ín s ẽ chú a t r ọ n một nủa độ d à i bưốc

só n g , điểm nút nắm ỏ g i ũ a kênh, còn t r o n g kênh hờ môt đầu - môt phần tư cto d à i bước sóng v ố i điểm nút nầm ổ đầu hỏ đùa kênh.

Nguyễn Ngoe Thuy t r o n g [ 1 5 ] đã tù n g sử dụng cống th ú c ( 2 2.) ẽfể ưóc lượng k ỉ c h thưóc công hưỏng củ a b i ể n , t h i dụ

v ó i v ịn h Bắc b ộ , t ấ c g i ả nhận được t r ị số độ d à i cộng hưồng của nó v ó i sóng Oi bầng 567 km, só n g K i - bắng 6 1 3 km v à nhận

đ in h ra n g k í c h thưóc củ a v i n h Bấc bô ( th e o Phan Phùng [ 1 2 ] bằng 470 km) gẫn t r ù n g v ó i k í c h th u ố c công hưởng.

D ối v ó i những b i ể n th ự c , v i ệ c phân đ ịn h th u ỷ vực b i ể n phúc t ạ p th àn h nhũng vùng v ó i h ìn h dạng đơn g i à n đế ấp dụng

c á c công th ú c c ủ a M erian v à Đuyboa, s a u đó l ạ i ghép n ố i đế