Phạm Văn Huấn, Phạm Hoàng Lâm - Một số kết khai thác sở liệu hải dương học để nghiên cứu biến động môi trường nước vùng biển xa bờ Việt Nam Tạp chí Khí tượng thủy văn, số 548 * tháng - 2006, tr 28-38 Mét sè Kết khai thác sở liệu hải dơng học để nghiên cứu biến động môi trờng nớc vùng biển xa bờ Việt Nam Phạm Văn Huấn Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG HN Phạm Hong Lâm Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG HN Mở đầu Báo cáo ny tiếp tục nghiên cứu gần biến động trờng vật lý v môi trờng biển [1-4] Trong năm 2003-2004, khuôn khổ đề ti Phân tích v dự báo trờng khí tợng thủy văn biển Đông đà hon thnh việc thu thập v hệ thống hóa nguồn liệu biển lớn v lu trữ máy tính §ång thêi ®· tiÕn hμnh cËp nhËt bỉ sung mét lợng lớn trạm quan trắc hải dơng học quan nghiên cứu nớc ta, chủ yếu l Viện nghiên cứu hải sản, thực gần §Õn cã thĨ nãi r»ng q d÷ liƯu thu đợc đà bao quát gần hết nguồn số liệu quan trắc yếu tố vật lý v thủy hóa biển Đông Trong báo cáo ny, trình by số kết khai thác liệu nhiệt v muối theo hớng tìm hiểu biến động thêi gian cđa tr−êng hai u tè nμy nh»m nh÷ng mục đích dự đoán khai thác cá v tính toán ứng dụng khác Giới hạn vùng biển nghiên cứu v tóm tắt sở liệu Vùng biển nghiên cứu giới hạn từ kinh tuyến 107oĐ đến 115oĐ v vĩ tuyến từ 6oB đến 17oB (hình 1) Ton sở liệu nhiệt, muối v số yếu tố thủy hóa biển Đông gồm 135 785 trạm quan trắc trắc diện thẳng đứng Tổng số trạm quan trắc nhiệt độ, độ muối thuộc vùng biển nghiên cứu giới hạn từ 107oĐ đến 115oĐ v từ 6oB đến 17oB đợc khai thác 44 213 Phân bố số liệu ô vuông độ kinh vĩ vùng ny liệt kê bảng Bảng Mật độ trạm quan trắc vùng biển nghiên cứu Kinh ®é VÜ ®é 107 108 109 110 111 112 113 114 115 17 3774 2153 1570 1223 16 198 1459 1297 366 86 269 246 165 496 104 383 92 118 15 1624 14 856 690 560 508 582 428 840 530 381 826 230 561 13 444 234 863 382 447 333 1186 456 12 485 776 984 607 592 531 352 11 134 1337 722 589 645 356 66 15 10 509 791 1051 781 691 285 132 28 12 754 665 778 602 322 164 53 12 345 429 585 188 103 36 17 11 13 254 252 549 251 447 141 134 96 99 73 77 48 236 27 60 87 124 124 108 109 110 111 112 113 114 16 16 15 15 14 14 13 13 12 12 11 11 10 10 9 8 7 108 109 110 111 112 113 114 Hình Bản đồ độ sâu vùng biển nghiên cứu Trong khoảng thời gian cụ thể, ứng với tháng năm định, số lợng số liệu không nh Có tháng năm số lợng số liệu tạm đủ để xây dựng đồ trung bình tháng Trong có năm tháng số lợng số liệu tha thớt Với sở liệu ny đà xây dựng chơng trình để quản lý v tạo số sản phẩm liệu phục vụ cho công tác dự đoán môi trờng khai thác cá Nội dung công việc khai thác liệu trình by báo cáo ny nhằm: 1) Chỉ biến thiên trờng nhiệt độ, độ muối năm 2) Chỉ khác trờng nhiệt độ v độ muối từ năm ny sang năm khác 3) Rút kiến nghị phơng hớng thực quan trắc tơng lai Các mục tiếp sau trình by số kết sử dụng sở liệu ny để phân tích biến thiên không gian thời gian nhiƯt ®é vμ ®é mi cịng nh− cÊu tróc líp mặt biển Trong mục đa phân bố thẳng ®øng cđa nhiƯt ®é, ®é mi t¹i mét sè ®iĨm điển hình vùng biển Trong mục đa phân bố mặt rộng trờng 1989 nhiệt độ v độ muối số điểm điển hình vùng biển để thấy biến thiên năm yếu tố ny Các đồ thị ny cho thấy phân bố thẳng đứng nhiệt độ biến thiên mạnh năm (theo mùa) v năm Dới trình by mặt cắt độ sâu - tháng nhiệt độ hai điểm lm thí dụ để trực quan nhận thấy biến thiên ny (các hình 2, 3) nhiệt độ (hoặc độ muối) nớc biển tầng sâu v thời gian khác Phân bố thẳng đứng nhiệt độ v độ muối số điểm điển hình vùng biển Đà tiến hnh vẽ đồ thị phân bố thẳng đứng nhiệt độ v độ muối giao điểm đờng kinh tun vμ vÜ tun nguyªn vïng biĨn nghiªn cứu, xây dựng đồ thị phân bố thẳng đứng tháng năm 1966 v Th¸ng 10 11 12 0 -20 -40 -40 -60 -60 -80 -80 -100 -100 -120 Độ sâu (m) -20 -120 -140 -140 o o Hình Mặt cắt tháng - độ sâu nhiệt độ nớc điểm 109 Đ-17 B năm 1966 Th¸ng 10 -20 -40 -40 -60 Độ sâu (m) -20 -60 -80 -80 -100 -100 -120 -120 -140 -140 -160 -160 -180 -180 -200 -200 o o H×nh Mặt cắt tháng - độ sâu nhiệt độ nớc điểm 114 Đ-13 B năm 1966 Dựa hình vẽ phân bố thẳng đứng nhiệt độ ớc lợng đợc biến thiên độ dy lớp đồng nhiệt độ (ĐNNĐ) gần mặt (bảng - 4) Trong bảng l biến thiên lớp đồng điểm thuộc cửa vịnh Bắc Bộ (tọa độ 109oĐ-17oB), bảng - đại diện ®iĨm ë ngoμi kh¬i vïng biĨn lùa chän (täa ®é 114oĐ v 13oB) v bảng - đại diện vùng ven bờ Nam Trung Bộ (tọa độ 109oĐ-11oB) Bảng Biến trình năm độ dy lớp đồng nhiệt độ điểm 109oĐ v 17oB (năm 1966) Tháng 10 11 12 62 60 40 10 10 15 15 − 22 50 60 60 Độ dy lớp ĐNNĐ (m) Bảng Biến trình năm độ dy lớp đồng nhiệt độ điểm 114oĐ v 13oB (năm 1966) Tháng 10 11 12 60 65 66 45 20 − 30 30 50 40 − Độ dy lớp ĐNNĐ (m) Bảng Biến trình năm độ dy lớp đồng nhiệt độ điểm 109oĐ v 11oB (năm 1966) Tháng 10 11 12 25 − − − 10 − 15 30 50 − Độ dy lớp ĐNNĐ (m) Thấy rằng, điểm vùng biển có đặc điểm biến thiên nhiệt độ, độ muối theo độ sâu khác Nhng đặc điểm chung tất điểm l quy luật biến thiên mùa độ dy lớp đồng nhiệt độ: tháng mùa hè lớp đồng l lớp mỏng gần mặt, độ dy khoảng dới chục mét, hình thnh xáo trộn học dới tác ®éng cđa giã vμ sãng biĨn ®iỊu kiƯn ph©n tầng nhiệt thẳng đứng ổn định, tháng mùa đông - lớp đồng xâm nhập tới độ sâu 50-60 m, chí sâu hơn, có ảnh hởng bổ sung đối lu mùa đông v gió mùa đông bắc mạnh Ta xét biến thiên năm trờng nhiệt độ v độ muối cách so sánh phân bố thẳng đứng ®iĨm nμo ®ã vμo mïa l¹nh vμ mïa nãng số năm khác Trên hình biểu diễn biến thiên năm phân bố thẳng đứng nhiệt độ điểm 112oĐ12oB hai mùa lạnh (tháng 1, năm 1966, 1969, 1972, 1980, 1982 v 1989) v mùa nóng (tháng 7, năm 1967, 1969, 1979, 1983, 1985 v 1986) Độ dy lớp đồng mùa đông điểm ny đợc ớc lợng v so sánh năm nh bảng Bảng Biến thiên độ dy lớp đồng nhiệt độ điểm 112oĐ-12oB mùa đông Năm 1966 1969 1972 1980 1982 1989 66 38 40 50 22 65 §é dμy líp §NN§ (m) 10 15 20 25 -200 -800 -1000 -1000 -1200 -1200 -1400 -1400 -1600 -1600 -1800 -1800 -2000 25 -600 -800 20 -400 -600 15 -200 -400 10 -2000 -2200 Mùa lạnh (tháng 1) Mùa nóng (tháng 7) Hình Biến thiên năm phân bố thẳng đứng nhiệt độ nớc điểm 112oĐ-12oB Những thí dụ so sánh biến thiên theo phơng thẳng đứng nhiệt độ v độ muối năm v năm cho thấy đặc trng vật lý lớp mặt biển có biến động đáng kể Biên độ dao động nhiệt độ năm điểm vùng khơi ny đạt khoảng 3-5oC mặt biển So sánh năm cho thấy nhiệt độ nớc mùa đông biến thiên khoảng từ 25 đến 28oC, mùa hè từ 27 đến 29-30oC, tức chênh lệch năm đạt khoảng 2-3oC Những biến động ny, đặc biệt biến ®éng ®é dμy líp ®ång nhÊt nhiƯt ®é cã thĨ có ảnh hởng định tới di c phơng thẳng đứng loại cá khai thác v l đặc trng cần dự báo hải dơng học nghề cá Phân bố mặt rộng nhiệt độ v độ muối vùng biển thời kỳ khác Mục ny khảo sát biến thiên trờng nhiệt độ độ muối toμn vïng biÓn theo thêi gian Muèn vËy, ta vÏ đồ phân bố mặt rộng nhiệt độ tầng mặt, tầng 50 m v tầng 100 m v so sánh chúng thời gian khác Đà dựng đồ cho thời kỳ có tơng đối đầy đủ số liệu, tháng năm đồ Chúng ta so sánh đồ tháng nhng năm khác để nhận định biến thiên năm (xem hình - 16) Trong biến thiên mùa trờng nhiệt độ mặt biển nhận thấy hai cấu trúc đặc trng nh sau: Trong tháng mùa 108 109 110 111 112 113 đông thờng tồn lỡi nớc lạnh xâm nhập vo vùng biển từ phía đông bắc Lỡi nớc lạnh ny thờng có bề rộng lớn gần cửa vịnh Bắc Bộ v kết thúc thềm lục địa Nam Trung Bộ (xem hình - 10) Trong tháng hè (tháng 7, 8) vùng nớc trồi gần bờ Trung v Nam Trung Bộ phát triển mạnh Những đờng đẳng trị nhiệt độ có hình dạng cung trßn quay bỊ lâm vμo phÝa bê ViƯt Nam (xem hình 11 - 16) 108 114 109 110 111 112 113 114 16 16 16 16 15 15 15 15 14 14 14 14 13 13 13 13 12 12 12 12 11 11 11 11 10 10 10 10 9 9 8 8 7 7 108 109 110 111 112 113 114 Hình Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 1/1966 Nếu so sánh đồ nhiệt độ tháng nhng năm khác nhau, dễ thấy mức độ xâm nhập nớc lạnh từ phía đông bắc vo vùng biển cờng độ phát triển nớc trồi phần tây nam vùng biển có khác Nhìn chung cấu trúc lỡi nớc lạnh xâm nhập từ hớng đông bắc vo vùng biển có hình dạng khác năm nhng có xu ổn định Trong năm đợc biểu diễn hình - 10 đờng đẳng nhiệt 108 109 110 111 112 113 114 Hình Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 1/1968 độ 24, 25oC xâm nhập sâu xuống phía tây nam vùng biển dọc theo dải bờ Việt Nam Tuy nhiên nhận thấy năm 1968, 1989 xâm nhập tỏ mạnh hơn, đờng đẳng trị nhiệt độ thấp 24oC rõ tới tận vùng đảo Phú Quý (vĩ tuyến 11 - 12oB), hình thnh đới tơng phản nhiệt độ nớc mặt biển rõ rệt phần bắc v đông bắc vùng biển nghiên cứu Trong năm 1966 đờng đẳng nhiệt ®é 24oC chØ hiƯn râ ë phÝa trªn vÜ tun 15oB 108 109 110 111 112 113 114 108 109 110 111 112 113 114 16 16 16 16 15 15 15 15 14 14 14 14 13 13 13 13 12 12 12 12 11 11 11 11 10 10 10 10 9 9 8 8 7 7 108 109 110 111 112 113 108 114 Hình Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 1/1979 108 109 110 111 112 113 109 110 111 112 113 114 Hình Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 1/1980 114 108 109 110 111 112 113 114 16 16 16 16 15 15 15 15 14 14 14 14 13 13 13 13 12 12 12 12 11 11 11 11 10 10 10 10 9 9 8 8 7 7 108 109 110 111 112 113 114 Hình Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 1/1981 108 109 110 111 112 113 114 Hình 10 Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 1/1989 108 109 110 111 112 113 114 108 109 110 111 112 113 114 16 16 16 16 15 15 15 15 14 14 14 14 13 13 13 13 12 12 12 12 11 11 11 11 10 10 10 10 9 9 8 8 7 7 108 109 110 111 112 113 108 114 H×nh 11 Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 7/1966 108 109 110 111 112 113 109 110 111 112 113 114 Hình 12 Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 7/1967 114 108 109 110 111 112 113 114 16 16 16 16 15 15 15 15 14 14 14 14 13 13 13 13 12 12 12 12 11 11 11 11 10 10 10 10 9 9 8 8 7 7 108 109 110 111 112 113 114 Hình 13 Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 7/1968 108 109 110 111 112 113 114 Hình 14 Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 7/1979 108 109 110 111 112 113 114 108 109 110 111 112 113 114 16 16 16 16 15 15 15 15 14 14 14 14 13 13 13 13 12 12 12 12 11 11 11 11 10 10 10 10 9 9 8 8 7 7 108 109 110 111 112 113 114 Hình 15 Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 7/1983 Cấu trúc nhân nớc lạnh mùa hÌ n−íc tråi ë bê Nam Trung Bé biÕn động năm mạnh so với cấu trúc lỡi nớc lạnh mùa đông trình ny phụ thuộc mạnh vo điều kiện tăng cờng hay suy yếu gió mùa tây nam khu vực biển Thí dụ, so sánh hình 11 - 16 thấy năm 1966, 1967 v 1979 l năm tợng nớc trồi phát triển mạnh Mùa hè năm ny vùng nớc mát bao đờng đẳng nhiệt độ 27oC có diện tích lớn, cã xu h−íng dÞch xng phÝa nam tíi vÜ tun 11-12oB v tâm lộ rõ đờng đẳng nhiệt độ nớc thấp 25, 26oC gần khép kín (xem hình 11, 12, 14) Trong năm 1983 (hình 15) tâm nớc trồi đặc trng đờng đẳng nhiệt độ 27oC, dịch lên phía bắc Năm 1968 (hình 13) có cờng độ nớc trồi tơng tự nh năm 1983, nhng tâm lạnh dịch chuyển xa lên phía bắc tới vĩ tuyến 108 109 110 111 112 113 114 Hình 16 Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 7/1987 14-15oB Năm 1987 (hình 16) gần nh nớc trồi, ton vùng biển ngự trị đờng đẳng trị nhiệt độ cỡ từ 28oC trở lên Đơng nhiên tăng cờng hay suy yếu nớc tråi ven bê Trung vμ Nam Trung Bé cã ¶nh h−ëng lín ®Õn bøc tranh nhiƯt ®é toμn vïng biĨn quan tâm v yếu tố nớc trồi với hệ trờng nhiệt mặt biển v tầng sâu gần mặt l yếu tố thị vị trí ng trờng hải dơng học nghề cá Kết luận v kiến nghị Những kết khai thác bớc đầu sở liệu hải dơng học cho phép lần khẳng định l vùng biển nhiệt đới, nhng trờng vật lý thủy văn hon ton không đơn điệu v biến thiên theo thời gian mạnh mẽ, cần đợc tính đến hoạt động đánh bắt cá v nhiều ứng dụng khác vùng biển 2 Trờng nhiệt độ nớc vùng biển dao động tuần hon theo mùa năm v biến động mạnh năm Tính chất biến thiên mùa năm tuân theo quy luật mùa gió mùa đông bắc v mùa gió mùa tây nam Sự biến thiên năm trờng nhiệt phụ thuộc vo tăng cờng hay suy yếu hai trình lớn vùng biển: xâm nhập dòng chảy lạnh mùa đông từ phía đông bắc biển Đông xuống phía tây nam tới vùng nghiên cøu vμ sù xt hiƯn n−íc tråi ven bê Trung Bé vμ Nam Trung Bé ViÖt Nam giã mïa gió tây nam Quá trình thứ tỏ tơng đối ổn định so với trình thứ hai Nớc lạnh tơng đối dòng chảy lạnh lm cho điều kiện nhiệt phần rộng lớn phía tây biển Đông có yếu tố cận ôn đới Còn trình nớc trồi có nguyên nhân cục v biến thiên năm mạnh Có thể nói tới năm nớc trồi mạnh, năm nớc trồi trung bình v năm hon ton nớc trồi vo mùa hè Khi gia tăng xâm nhập nớc lạnh từ phía đông bắc hoạt động nớc trồi mùa hè cờng hóa gây nên biến thiên mạnh ton trờng nhiệt lớp nớc gần mặt vùng biển, thí dụ đới tơng phản nhiệt, v chắn có ảnh hởng sinh häc tíi sinh vËt biĨn vμ c¸ TÝnh biÕn thiên thời gian môi trờng nớc nói chung v nhiệt độ nớc biển nói riêng cần tính tới hoạt động nghề cá v nghiên cứu c¸c tÝnh chÊt vËt lý kh¸c cđa n−íc biĨn Tõ thấy cần thiết nghiên cứu kỹ v đầy đủ biến thiên thời gian yếu tố hải dơng học Thông qua khai thác thử nguồn liệu đây, rút suy nghĩ nh sau vấn đề hon thiện sở liệu Nguồn liệu quan trắc hon ton cha đủ để khảo sát kỹ quy luật biến động v rút phơng pháp dự báo tin cậy yếu tố Vậy việc thu thập thêm kết quan trắc vệ tinh nguồn gốc quốc tế, việc tạo thông tin từ mô hình tính toán loại cần đợc trọng Đặc biệt phải nhanh chóng bổ sung thông tin hoạt động đánh bắt cá cho đồng với thông tin môi trờng Muốn sử dụng hiệu nguồn liệu hạn chế có v sớm xây dựng đợc sở liệu thông tin nghề cá hon thiện tơng lai ngời trực tiếp hoạt động đánh bắt phải đợc trang bị phơng tiện kỹ thuật hiển thị thông tin nhận thông tin, từ thông tin định hớng họ lựa chọn định cho công việc, đồng thêi hä bỉ sung th«ng tin m«i tr−êng vμ th«ng tin hoạt động sản xuất đặn v đồng Vậy ý tởng khai thác v cập nhật nhật ký chuyến tầu có ích Ngoi ra, công tác quan trắc thu thập liệu biển ngy phải hớng vo vùng đại diện, điểm mặt cắt nhạy cảm v nội dung, cách thức quan trắc phải thay đổi phù hợp với yêu cầu nghiên cứu v thực tiễn sản xuất nớc ta Ti liệu tham khảo v biến trình nhiệt độ tâm nớc trồi mạnh vùng biển Đông Nam Việt Nam Tuyển tập Nghiên cứu biển, tËp IV, Nxb Khoa häc vμ kü thuËt, tËp IV, tr 30-43 (1992) Đinh Văn u, Đon Văn Bộ, Nguyễn Thọ Phạm Văn Huấn, Phạm Hong Lâm Một số kết khảo sát trờng tốc độ âm biển Đông Tạp chí khoa học ĐHQG H Nội, T.XXI, No3AP, tr 44-53, 2005 Võ Văn Lnh, Phạm Văn Huấn Cấu trúc Sáo, Phạm văn Huấn, Mô hình chiều (3D) nghiên cứu biến động cấu trúc hon lu v nhiệt muối Biển Đông điều kiện gió mùa biến đổi Tuyển tập Hội nghị KHCN biển ton quốc lần thứ 4, tập 1: Khí tợng - Thuỷ văn, §éng lùc biÓn TT KHTN & CNQG, tr 177-184 (1999) Đinh Văn u, Đon Văn Bộ, Phạm văn Huấn Mô hình tính toán v dự báo trạng thái môi tr−êng n−íc biĨn Tun tËp Héi nghÞ KHCN biĨn toμn quốc lần thứ 4, tập 2: Sinh học, nguồn lợi, sinh thái, môi trờng biển TT KHTN & CNQG, tr 1175-1185 (1999) Some results OF the treatment of oceanological data base for investigation of environment changeableness in offshore waters of Vietnam Pham Van Huan, College of Natural Science, VNUH Pham Hoang Lam, Marine Dynamics and Enviroment Centre, VNUH The report presents some results of expluatation of oceanographical data base to confirm the substatial changeableness of physical fields in sea water of off-shore region of Vietnam waters The temperature filed of sea water and its vertical structure exposed to a strong season oscillations and changeableness beetwin years due to periodical changes of the regim of north-east winds and south-west winds The multi-year changeableness of the water temperature field largely depends on strengtherning or weakening of two big processes in the region: the intrusion of cold strems from the northeast of South-china sea in winter and the appearance of up-welling near the border of the southern of Central Vietnam in season of southwest winds The influence of the first process appeared to be more steady in comparison to the second process The relative cold water of winter cold currents makes the thermal condition of a large area in the west part of South-china sea rather like that of temperate zones The up-welling phenomenon has a local origin and strongly changes from year to year All this was reflected in changes of water temperature of surface layers The intensive intrusion of cold water from the northeast and the reinforcement of winter up-welling led to large changes in temperature field of surface layers of the sea, formation of temperature-contrast zones Địa tác giả: Phạm Văn Huấn, Khoa Khí tợng, Thủy văn v Hải dơng học Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên 334, Nguyễn TrÃi, Thanh Xuân, H Nội Điện thoại: 0912 116 661 ... lợng số liệu tha thớt Với sở liệu ny đà xây dựng chơng trình để quản lý v tạo số sản phẩm liệu phục vụ cho công tác dự đoán môi trờng khai thác cá Nội dung công việc khai thác liệu trình by báo cáo. .. sâu vùng biển nghiên cứu Trong khoảng thời gian cụ thể, ứng với tháng năm định, số lợng số liệu không nh Có tháng năm số lợng số liệu tạm đủ để xây dựng đồ trung bình tháng Trong có năm tháng số. .. nớc biển nói riêng cần tính tới hoạt động nghề cá v nghiên cứu tính chất vật lý khác nớc biển Từ thấy cần thiết nghiên cứu kỹ v đầy đủ biến thiên thời gian yếu tố hải dơng học Thông qua khai thác