CÁC ĐẶC TRƯNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
I. CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN
Một trong những đặc điểm và dấu hiệu thể hiện rõ nét sự ảnh hưởng của hiện tượng nước trồi lên quy luật phân bố của trường nhiệt độ và độ muối, đó là: thường ở vùng gần bờ trong mùa Hè sự phân bố của nhiệt độ và độ muối có giá trị cực tiểu và cực đại tương ứng so với các vùng xa bờ. Đặc biệt, ở vùng biển Ninh Thuận - Bình Thuận, do sự chi phối của một xoáy thuận thứ cấp, nên tâm nhiệt độ thấp và độ muối cao của hiện tượng nước trồi thường không phân bố ở vùng gần bờ, mà ở vùng ngoài khơi cách bờ Phan Rang khoảng 15- 25km. Đặc điểm phân bố này có thể giải thích dựa vào sự phân kỳ của hệ dòng chảy lạnh Bắc - Nam do sự thay đổi hướng đường bờ và độ dốc của địa hình đáy, kết hợp đồng thời với sự ảnh hưởng mạnh của gió mùa Tây Nam tại khu vực giáp ranh giữa Ninh Thuận và Khánh Hòa (hình 2.3). Theo các sơ đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ trung bình và cực tiểu, được tổng hợp và thống kê nhiều năm, có thể nhận thấy, ở các vùng gần bờ của các tỉnh Nam Trung Bộ và Nam Bộ vào tháng 8, sự ảnh hưởng của hiện tượng nước trồi được thể hiện ở nhiều mức độ mạnh yếu khác nhau, thông qua các xu thế phân bố của trường nhiệt độ và độ muối ở các vùng gần bờ. Ở vùng biển Ninh Thuận - Bình Thuận, hiện tượng nước trồi được thể hiện thông qua giá trị nhiệt độ trung bình và cực tiểu ở tâm nước trồi vào khoảng 25,50oC và 21,75oC tương ứng (hình 2.1). Phạm vi ảnh hưởng của hiện tượng nước trồi Nam Trung Bộ theo các hướng từ bờ ra khơi và từ Bắc xuống Nam, có thể đạt xấp xỉ khoảng 100km và 200km tương ứng. Ở các vùng biển gần bờ từ Bắc Khánh Hòa đến Bình Định và từ Vũng đến Cà Mau, hiện tượng nước trồi cũng tồn tại nhưng ở mức độ trung bình yếu và yếu tương ứng. Nguyên nhân như đã nêu ở trên là do ở các vùng biển này chưa hội đủ các điều kiện cần và đủ để hình thành một
tương đối yếu và không ổn định, còn độ dốc của thềm lục địa và sự tồn tại khá mạnh của dòng chảy lạnh Bắc - Nam là 2 nguyên nhân chủ yếu cấu thành hiện tượng nước trồi ở đây. Trong khi đó, với vùng biển từ Vũng Tàu đến Cà Mau, hiện tượng nước trồi được hình thành là do sự ảnh hưởng mạnh trường gió mùa Tây Nam, còn sự ảnh hưởng của hệ dòng chảy lạnh Bắc Nam và độ dốc của địa hình đáy là không tối ưu, do đó hiện tượng nước trồi khó có thể phát triển được rõ nét và do đó khó có thể phân biệt được với các hiện tượng thủy văn, động lực khác xảy ra đồng thời. Hơn nữa ở vùng biển này, do sự ảnh hưởng mạnh của các quá trình thủy văn vùng cửa sông, nên hiện tượng nước trồi thường bị chi phối mạnh.
Hình 2.1: Sơ đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ trung bình (a) và cực tiểu (b) của nước biển tầng mặt trong tháng 8 (theo số liệu tổng hợp trong nhiều năm)
8 10 12 14 16 18 20 22
104 106 108 110 112 114
104 106 108 110 112 114
8 10 12 14 16 18 20 22 Quãng Ninh
Hải Phòng Thái Bình Ninh Bình Thanh Hoá
Ngheọ An Hà Tĩnh
Quãng Bình Quãng Trị
Hueá Dà Nẵng Quãng Nam
Quãng Ngãi
Bỡnh ẹũnh Phuù Yeân Khánh Hoà Ninh Thuận Bình Thuận Vũng Tàu Tieàn GiangBeán Treâ
Trà Vinh Sóc Trăng Bạc Liêu Cà Mau
104 106 108 110 112 114
8 10 12 14 16 18 20 22
104 106 108 110 112 114
8 10 12 14 16 18 20 22 Quãng Ninh
Hải Phòng Thái Bình Ninh Bình Thanh Hoá
Ngheọ An Hà Tĩnh
Quãng Bình Quãng Trị
Hueá Dà Nẵng Quãng Nam
Quãng Ngãi
Bỡnh ẹũnh Phuù Yeân Khánh Hoà Ninh Thuận Bình Thuận Vũng Tàu Tiền GiangTrà VinhBến Trê Sóc Trăng Bạc Liêu Cà Mau
Vùng nước trồi mạnh
Vùng nước trồi yếu Vùng nước trồi yếu
ồ ế Vùng nước trồi yếu
ồ ế
Vùng nước trồi mạnh Vùng nước trồi yếu
( a ) ( b )
Ngoài sự nhận biết hiện tượng nước trồi thông qua xu thế phân bố của các trường nhiệt độ và độ muối, chúng ta còn có thể nhận dạng và đánh giá sự hình thành và phát triển hiện tượng nước trồi, dựa trên cơ sở phân tích sự biến đổi của cấu trúc thẳng đứng nhiệt độ và độ muối: Ở những vùng biển ven bờ, trong thời kỳ gió mùa Tây Nam, khi không có hiện tượng nước trồi hoạt động, cấu trúc phân bố thẳng đứng của nhiệt độ thường có dạng phân bố của cấu trúc chuẩn, thường chia thành 3 lớp riêng biệt: lớp tựa đồng nhất tầng mặt (Ht) với nhiệt độ tại tầng mặt cao (To); lớp đột biến nhiệt độ (Zt) với giá trị gradient nhiệt độ khá lớn (Grad Tz) và lớp tựa đồng nhất tầng đáy (Dt) với nhiệt độ thấp (TĐ). Trong trường hợp khi có sự hoạt động mạnh của hiện tượng nước trồi, nước biển với nhiệt độ thấp và độ muối cao từ các tầng sâu trồi lên các tầng mặt, làm cho độ dày của lớp tựa đồng nhất nhiệt độ tầng mặt (To) giảm dần đến giá trị cực tiểu. Trong trường hợp, nếu xảy ra hiện tượng nước trồi mạnh và ổn định, thì toàn bộ cột nước từ mặt đến đáy có thể biến thành chỉ một lớp nước có giá trị nhiệt độ rất thấp và gradient nhiệt độ rất nhỏ hoặc tiến gần đến giá trị không. Để thấy rõ quy luật biến đổi này của cấu trúc thẳng đứng nhiệt độ trong vùng nước trồi mạnh, có thể tham khảo sơ đồ mô phỏng (hình 2.2). Ở đây, chúng tôi chỉ mô phỏng quá trình biến đổi của cấu trúc thẳng đứng nhiệt độ, vì nhiệt độ là một trong những đặc trưng quan trọng và nhạy cảm nhất đối với hiện tượng nước trồi. Về cấu trúc phân bố thẳng đứng của độ muối cũng có quy luật tương tự, nhưng sự biểu hiện của nó kém rõ nét hơn, là do độ muối ở vùng biển ven bờ thường chịu sự chi phối mạnh bởi các khối nước ngọt từ lục địa và các cửa sông đổ ra.
- Như vậy, theo sơ đồ mô phỏng lý thuyết hình 2.2, có thể khái quát và xác định được mối quan hệ định lượng giữa sự biến dạng của cấu trúc thẳng đứng nhiệt độ với cường độ của hiện tượng nước trồi. Thật vậy, dưới sự tác động của hiện tượng nước trồi mạnh có xu thế mạnh dần theo hướng từ ngoài vào tâm, cấu trúc phân tầng thẳng đứng của nhiệt độ với dạng chuẩn, tức là hầu như không bị ảnh hưởng của hiện tượng nước trồi (đường số 1, hình 2.2) đã không ngừng bị phá vỡ và biến dạng liên tục (các đường số 2, 3, 4, 5), để cuối cùng hình thành một dạng cấu trúc đặc trưng nhất của vùng nước trồi mạnh (các đường số 6, 7, 8). Như vậy, để đánh giá hiện tượng nước trồi ở mức độ tương đối, chúng ta có thể dựa trên sự phân tích quá trình biến dạng của cấu trúc nhiệt độ thông qua việc đánh giá định lượng sự biến đổi của các đặc trưng cấu trúc thẳng đứng (Ht, To, Grad Tz). Hay nói cách khác, nguyên tắc phân loại và dự báo cường độ ảnh hưởng của hiện tượng nước trồi, là sự đánh
và ngược lại khi Ht, To và Grad Tz càng lớn thì hiện tượng nước trồi thể hiện càng yếu hoặc không tồn tại.
- Để kiểm chứng sơ đồ mô phỏng lý thuyết nói trên, chúng tôi đã tiến hành phân tích một khối lượng số liệu nhiệt độ được khảo sát ở vùng biển thềm lục địa Nam Trung Bộ trong quá khứ, do các tàu khảo sát của Việt Nam và Liên Xô cũ thực hiện. Kết quả phân tích các đặc trưng cấu trúc của nhiệt độ (Ht, To và Grad Tz) tại 4 trạm liên tục đo trong tháng 8/1980, đại diện tiêu biểu cho 4 vùng (Phan Rang, Phan Thiết, Phú Quý và Bạch Hổ), đã nhận thấy rằng (bảng 2.1): cường độ nước trồi giảm dần từ mạnh đến yếu theo các hướng: từ Phan Rang đến Phan Thiết; Phan Rang - đảo Phú Quý và Phan Thiết - Bạch Hổ. Như vậy, đối chiếu với quy luật biến đổi cấu trúc thẳng đứng của nhiệt độ theo sơ đồ trên hình 2.1, thì nhận thấy rằng: ở vùng biển gần đảo Phú Quý và Bạch Hổ, hiện tượng nước trồi không thấy có dấu hiệu biểu hiện rõ nét hoặc nếu có thì cũng rất yếu. Bởi vì các giá trị Ht, To và Grad Tz khá cao và chỉ phù hợp với các dạng cấu trúc chuẩn và phân tầng mạnh do các chuyển động nằm ngang tạo thành. Còn ở các vùng Phan Rang (và Phan Thiết), hiện tượng nước trồi xảy ra với cường độ mạnh (và trung bình).
Bảng 2.1: Giá trị của Ht, To và Grad Tz xác định tại các trạm liên tục
Trạm liên tục To (o C) Ht (m) Grad Tz (oC/m)
Phan Rang 24.00 0 0.08
Phan Thiết 27.50 5 0.20
Phú Quý 28.80 25 0.27
Bạch Hổ 29.20 30 0.38
Sự ảnh hưởng của hiện tượng nước trồi đến cấu trúc thẳng đứng của nhiệt độ có thể được biểu hiện một cách khái quát hơn trên các sơ đồ phân bố mặt cắt thẳng đứng từ bờ ra khơi của nhiệt độ ở các vùng khác nhau trong vùng biển Nam Trung Bộ, trong mùa Hè. Hình 2.3 là một ví dụ cụ thể về sơ đồ phân bố của nhiệt độ trên mặt cắt thẳng đứng từ bờ Phan Rí Cửa ra khơi, trong một chuyến
khảo sát phối hợp Việt-Đức, vào tháng 7 năm 2004. Theo sơ đồ này chúng ta có thể nhận thấy rõ nét xu thế vồng lên của các đường đẳng nhiệt có hướng lên các tầng mặt, được bắt đầu thể hiện ở vùng ngoài khơi, cách bờ Phan Rí Cửa khoảng 80-90km. Cũng tương tự như vậy, để biết được độ sâu xuất phát của hiện tượng nước trồi, chúng ta có thể đánh giá xu thế vồng lên các tầng trên của các đường đẳng nhiệt, được xuất phát tại độ sâu khoảng 100-125m. Từ xu thế phân bố đặc trưng này, chúng ta có thể quan sát thấy tại bất kỳ mặt cắt nào nằm trong vùng biển ven bờ Nam Trung Bộ, trong thời kỳ mùa Hè, từ tháng 6 đến tháng 8.
Hình 2.2: Mô phỏng quá trình biến dạng cấu trúc thẳng đứng của nhiệt độ nước biển dưới sự tác động của hiện tượng nước trồi mạnh ở vùng biển
Nam Trung Bộ Ghi chú:
• 1- Cấu trúc phân bố thẳng đứng chuẩn của nhiệt độ đặc trưng ở vùng biển không bị tác động bởi hiện tượng nước trồi
• 2, 3, 4, 5 - Cấu trúc phân bố thẳng đứng của nhiệt độ dưới sự tác động của hiện tượng trồi, chúng có dạng biến đổi giảm dần độ dày của lớp tựa đồng nhất nhiệt độ tầng mặt, theo hướng tiến dần từ rìa vào tâm nước trồi mạnh
• 6, 7, 8 - Cấu trúc phân bố thẳng đứng của nhiệt độ dưới sự tác động mạnh của hiện tượng trồi, chúng có cấu trúc thẳng đứng dạng một lớp suốt từ mặt tới đáy với giá trị gradient của nhiệt độ giảm dần hoặc tiến tới gần bằng không
: Biến đổi cấu trúc nhiệt độ theo hướng từ vùng rìa vào tâm nước trồi mạnh.
: Hướng di chuyển của khối nước lạnh và mặn từ các tầng đáy lên mặt.
Bờ Mặt biển Biển khơi
8 7 6 5 4 3 2 1
ToC
Đáy biển
Z ( m )
Hình 2.3: Phân bố của nhiệt độ trên mặt cắt thẳng đứng vuông góc với bờ Phan Rí cửa, (Theo số liệu của chuyến khảo sát Việt - Đức VG7, tháng 7/2004)
Tóm lại, thông qua dạng cấu trúc phân bố thẳng đứng của nhiệt độ tại các trạm đo đạc riêng lẻ hoặc tại nhiều trạm đo đạc cùng nằm một mặt cắt vuông góc với bờ, chúng ta có thể tiến hành nhận dạng và đánh giá khả năng xuất hiện cũng như cường độ và phạm vi ảnh hưởng của hiện tượng nước trồi trong một vùng biển nào đó.