B ộ K HOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỂU TRA CƠ BẢN VÀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIỂN ĐÊ TÀI KC 09.17 ĐIỂU TRA TỔNG HỢP ĐIỀU KIỆN T ự NHIÊN, TẢI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG BIỂN VỊNH BẮC B ộ Chủ nhiệm: TS Nguyễn Thế Tưởng Trung tâm Khí tượng Thủy văn biển BẢO CẢO NHÁNH CHUYÊN ĐỂ KHÍ TƯỢNG T H Ủ Y VÃN Chủ trì: TS Trần Hổng Lam Cơ quan thực hiện: Trung tâm Khí tượng Thủy văn biển HÀ NỘI, 2006 MỤC LỤC X r a n g ì CƠSỜDỮLIỆƯ L I Số liệu quan trắc trạm Khí tượng Hải văn ven bồ hải đảo thuộc vịnh Bắc Bộ 1.2 Số liệu Khí tượng Hải văn quan trắc khơi vịnh Bắc Bộ 1.3 Số liệu Khí tượng Hải vãn đề tài tiến hành khảo sát l i BIẾN ĐỘNG CỦA CÁC YẾU T ố KHÍ TƯỢNG THÚY VĂN TẠI VỊNH BẮC BỘ l i Ì Phương pháp phân tích, đánh giá l i Ì ỉ Phương pháp tốn học thống kê lì.Ì,2 Phương pháp biểu đồ l i Ì Phương pháp hổi quy tuyến tính li.2 Đánh giá biến động yếu tố Khí tượng Thủy văn vịnh Bắc Bộ 10 II.2 Ì Các yếu tố Khí tượng 10 a Nhiệt độ khơng khí lo b Độ ẩm khơng khí 12 c áp suất khơng khí ' 13 d.Gió 15 e Sương mù tầm nhìn xa 18 f Lượng mưa 21 ỉỉ.2.2 Các yếu tố thủy vãn 23 a- Mực nước thủy triều 23 b- Nhiệt độ nước biển 27 c- Độ mặn nước biển 29 đ- Dòng chảy 31 e- Sóng biển 37 IL2.3- Bão áp thấp nhiệt đới 39 I I 2.4- Nước dâng bão 43 IU- MƠ PHỊNG MỘT SỐ U T ố KHÍ TUỒNG THÚY VĂN TẠI VỊNH BẮC BỘ BẰNG MƠ HÌNH số 46 in Ì- Mơ hình hồn lưu cấu trúc nhiệt muối, 46 IIĨ.2- Mơ hình tính tốn dịng triều 52 III, 3- Mơ hình tính tốn dự báo sóng 58 ĨV KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NĨI ĐẦU Vịnh Bắc Bộ (hình ỉ.ỉ) vịnh lớn Đông Nam Á giới, vịnh có diện tích khoảng 126.250 k m (36.000 hải lý vuông), chiều ngang nơi rộng khoảng 310 km (176 hải lý), nơi hẹp cửa vịnh rộng khoảng 220 km (Ì 19 hải lý) Vịnh hoàn toàn bờ biển hai nước Việt Nam Trung Quốc bao bọc, bao gồm b ò biển Đông Bắc Việt Nam chạy qua lo tỉnh, thành phố bờ biển hai tỉnh Quảng Tây, Hải Nam Trung Quốc Vịnh có hai cửa eo biển Quỳnh Châu nằm bán đảo Lôi Châu đảo H ải Nam với bề rộng khoảng 19 hải lý cửa cửa vịnh từ đảo Cồn cỏ (Việt Nam) tới mũi Oanh Ca (đảo H ải Nam, Trung Quốc) rộng khoảng 112 hải lý Chiều dài bờ biển phía Việt Nam khoảng 763 km, phía Trung Quốc khoảng 695 kin Phần vịnh phía Việt Nam có khoảng 3000 hịn đảo đá ven bờ, ngồi cịn có đảo Bạch Long Vĩ nằm cách đất liền V i ệ t Nam khoảng 110 kin, cách đảo H ả i Nam (Trung Quốc) khoảng 130 kin Phía Trung Quốc có số đảo nhỏ phía Đơng Bắc vịnh đảo VỊ Châu, Tà Dương vịnh Bắc Bộ cửa ngõ giao lưu lớn lâu đời Việt Nam giới, có Trung Quốc, có tầm quan trọng đặc biệt đ ố i với phát triển kinh tế, thương mại quốc tế quốc phòng bảo vệ an ninh, chủ quyền nước ta Hoạt động điều tra, khảo sát nghiên cứu biển vịnh Bắc Bộ tiến hành từ năm 20 kỷ X X Ngay từ năm 1922 tàu nghiên cứu biển De Lanessan số tàu hải quân Pháp tiến hành điều tra khảo sát vịnh Bắc Bộ với mặt cắt định kỳ để thu thập yếu tố Khí tượng, Thúy văn, địa chất, sinh vật sinh vật đáy vịnh Trải qua nhiều giai đoạn gắn liền với lịch sử phát triển đất nước, công điều tra nghiên cứu biển vịnh Bắc Bộ liên tục thực phát triển với qui mô ngày mở rộng, trình độ ngày nâng cao với tham gia nhiều ngành, nhiều địa phương nước nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển kinh t ế biển, quản lý khai thác bền vững tài nguyên môi trường biển vịnh Bắc Bộ - Ì - Đề tài " Điều tra tổng họp điêu kiên tự nhiên tài nguyên môi trường vịnh Bắc Bộ", mã số: KC09-17 triển khai để tiến hành tập hợp cách có hệ thống tài liệu, số liệu diều tra khảo sát biển vịnh Bắc Bộ từ năm 1960 trở l i Đồng thời tiến hành điều tra, khảo sát bổ sung nhằm mục đích xây dựng sở liệu hoàn chỉnh đầy đủ điều kiện tự nhiên tài nguyên môi trường nói chung Khí tượng Thủy văn nói riêng vịnh Bắc Bộ Dựa sở liệu đó, chuyên đề Khí tượng Thủy văn đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu khoa học để đánh giá biến động yếu tố Khí tượng Thủy vãn biển vòng 40 năm qua chế hoạt động chúng vịnh Bắc Bộ Báo cáo tổng kết chuyên đề Khí tượng Thủy văn trình bày sau: + Mục ì Cơ sở liệu Trình bày cụ thể cơng việc thu thập số liệu khứ, khảo sát đo đạc bổ xung, tập hợp chỉnh lý số liệu góp phần hoàn thành nhiệm vụ quan trọng đề tài là: Xây dựng sở liệu điều kiện tự nhiên, tài nguyên môi trường vịnh Bắc Bộ + M ụ c l i Biên động yêu tố Khí tượng Thủy văn vịnh Bắc Bộ Trình bày phương pháp tiến hành phân tích, đánh giá biến động, chế hoạt động yếu tố Khí tượng Thủy văn vịnh Bắc Bộ vòng 40 năm qua kể từ năm 1960 + Mục n i Mô trình Khí tượng Thủy văn vịnh Bắc Bộ mị hình Giới thiệu sơ lược mơ hình sử dụng để mơ q trình động lực, vật lý, Khí tượng Thủy văn vịnh Bắc Bộ phân tích sơ kết đạt + Mục IV Kết luận Tóm tắt tồn cơng việc chun đề Khí tượng Thủy văn thực theo nhiệm vụ đề tài giao, kết luận sơ tình hình biến động -2- yếu tố Khí tượng Thủy văn vịnh Bắc Bộ 40 năm qua kể từ năm 1960 + Phần phụ lục: Trình bày tồn biến trình, đồ, hình vẽ nhận q trình nghiên cứu, phân tích, đánh giá biến động mơ yếu tố Khí tượng Thủy văn vịnh Bắc Bộ ì Cơ SỞ D ữ L I Ệ U Để thực nhiệm vụ đề tài: "Điều tra tổng hợp điều kiện tự nhiên tài nguyên môi trường vịnh Bắc Bộ" Chuyên đề Khí tượng Thủy vãn (KTTV) tiến hành thu thập lượng lớn số liệu thực đo yếu tố Khí tượng Thủy văn trạm Khí tượng H ả i văn ven bờ, hải đảo số liệu tiến hành khảo sát đo đạc vịnh Bắc Bộ chương trình, dự án quốc tế nước Ngoài đề tài triển khai 04 chuyến khảo sát tổng hợp, có 03 chuyến đo đạc yếu tố Khí tượng Thủy văn ngồi khơi vịnh Bắc Bộ Đây số liệu đầy đủ có kể từ trước tới Việt Nam Việc tập hợp thu thập số liệu tiến hành cụ thể sau: L I Sô liệu quan trắc trạm K hí tượng Hải vãn ven bờ hải đảo thuộc vịnh Bắc Bộ Tại trạm Khí tượng H ả i vãn ven bờ hải đảo thuộc vịnh Bắc Bộ là: Bạch Long Vĩ, Cô Tơ, Hịn Dấu, Hịn Ngư Cồn cỏ ( Hình L I ) đề tài thu thập số lượng lớn số liệu thực đo yếu t ố Khí tượng H ả i văn quan trắc theo 04 obs ( l h , 7h, 13h, 19h) từ năm 1960 đến năm 2002 -3- Hoii Đun líìĩcE Loựg VT Hói! Ngu Đảo Hài Nam Oou C ị Hình 1.1 Sơ đồ vỉ trí trạm KTTV ven bờ hải đảo thc vinh Bắc Bơ Trong yếu t ố khí tượng thu thập trạm bao gồm: Á p suất, nhiệt độ khơng khí, đ ộ ẩm khơng khí; hướng tốc độ gió, tầm nhìn xa, sương mù lượng mưa trung bình ngày Chuỗi thời gian yếu tố khí tượng thể bảng L I Bảng 1.1 Chuỗi thịi gian thu thập sơ liệu khí tượng trạm cố định Trạm Yếu tố B Long Vĩ Cơ Tơ Hịn Dâu Hịn Ngư Cồn Cổ Áp suất 1960-2002 1960-2002 1960-2002 1975-1-2002 1975-2002 Nhiệt độ 1960-2002 1960-2002 1960-2002 1975-1-2002 1975-2002 Độ ẩm 1960-2002 1960-2002 1960-2002 1975-1-2002 1975-2002 Gió 1960-2002 1960-2002 í 960-2002 1975-1-2002 1975-2002 Lượng mưa 1960-2002 1960-2002 1960-2002 1975-1-2002 1975-2002 Sương mù 1960-2002 1960-2002 1960-2002 1975-1-2002 1975-2002 Tầm nhìn 1960-2002 1960-2002 1960-2002 19754-2002 1975-2002 Các yếu tố Hải văn bao gồm: Nhiệt độ nưóc biển, độ mặn nước biển, sóng biển mực nước biển Ngồi hai trạm Hòn Dấu Hòn Ngư, đề tài thu thập số liệu quan trắc mực nước từ năm 1960 nay, chuỗi thời gian thu thập số liệu thể bảng Ì Bảng 1.2 Chuỗi thời gian thu thập sô liệu hải văn trạm cố định Trạm u tơ B Long Vĩ Cơ Tơ Hịn D âu Hòn Ngư Cồn Cổ Nhiệtđộ 1960-2002 1960- 1960-2002 1975-2002 1975-2002 Độ mặn 1960-2002 1960- 1960-2002 1975-2002 1975-2002 Sóng biển 1960-2002 1960- 1960-2002 1975-2002 1975-2002 Mực nước 1960-2002 1960- 1960-2002 1975-2002 1975-2002 1.2 Sỏ liệu Khí tượng Hải văn quan trắc khơi vịnh Bắc Bộ Đè tài tiến hành thu thập đuợc lượng lớn chuỗi số liệu nhiệt độ độ mặn nước biển theo tầng sâu chuẩn ( mặt, Ì Om, 20m, 30m, 50m, 75m, lOOm) có từ trước tới vịnh Bắc Bộ Nguồn số liệu thư thập từ chương trình hợp tác quốc tế như: Hợp tác V i ệ t Trung giai đoạn 1959 — 1962; H ợp tác V i ệ t Nga giai đoạn 1989- 1994; Các chuỗi số liệu V i ệ n Hải sản, Viện Tài nguyên Môi trường biển H ả i Phòng đo đạc, lưu trữ chuyến khảo sát định kỳ Trung tâm Khí tượng Thủy vãn biển thực Trong có hai chuyến khảo sát tầu "Nghiên Cứu Biển" thực vào mùa đơng mùa hè năm 2003 Ngồi yếu tố nhiệt muối nêu trên, đề tài thu thập 109 chuồi số liệu đò dòng chảy liên tục vịnh Bắc Bộ Thời gian đo liên tục chuỗi số liệu dịng chảy từ Ì ngày đếm Ì tháng tầng mặt đáy Các yếu tố Khí tượng Thủy văn thu thập khơi vịnh Bắc Bộ thể bảng 1.3 -5- Bảng 1.3 Các chuỗi sỏ liệu thu thập ngồi khơi vịnh Bắc Bộ Yếu tơ Sô số liệu Ghi Nhiệt độ nước biển 23328 SỐ liệu tầng sâu chuẩn Độ mặn nước biển 15573 Số liệu t i tầng sâu chuẩn Dịng chảy 50211 109 chuỗi 1.3 Sơ liệu Khí tượng Hải vãn đề tài tiến hành khảo sát Theo đề cương đưa ra, đề tài KC09-17 tiến hành 04 chuyến khảo sát biển vịnh Bắc Bộ Trong chun đề Khí tượng Thúy văn tham gia 03 chuyến, thời gian khảo sát yếu tố đo đạc đạt khảo sát trình bày cụ thể sau: * Chuyến khảo sát mùa đông năm 2003 tiến hành vào tháng 10 - l i năm 2003 Các yếu tố đo đạc bao gồm: Gió, tầm nhìn xa, sương mù, áp suất nhiệt độ khơng khí 38 trạm mặt rộng Đồng thời khoảng thời gian cịn tiến hành đo đồng dòng chảy 03 trạm liên tục, thời gian đo đạc 03 ngày đêm tầng: Mặt Đáy Sơ đồ đo đạc thể hình 1.2 -6- Hình lã- Sơ đồ mạng lưới khảo sát mùa Đông năm 2ỠỠ3 mùa Hè năm 2004 * Chuyến khảo sát tháng 3-4 năm 2004 tiến hành từ ngày 18/3 đến ngày 4/4 năm 2004 d e yếu tố đo đạc bao gồm nhiệt độ độ mạn nước biển theo táng sâu chuẩn 50 trạm mặt rộng Thiết bị sử dụng hệ thống CTD Rossette (Seabird 12 ống) Đây chuyến khảo sát chủ yếu giành cho chuyên đề địa chất Địa vật lý biển nên không tiến hành đo đạc yếu tố K T T V trạm liên tục * Chuyến khảo sát mùa hè năm 2004 tiến hành vào tháng 8, yếu tố đo đạc bao gồm: Nhịêt độ độ mặn nước biển theo tầng sâu, yếu Biên trình nhiệt độ nước biển trung bình năm 1960 1963 Ỉ966 1969 1972 1975 1978 Í98Ỉ 1984 Ỉ987 1990 Nhiơt dỏ Biến trình nhiệt độ nước hiên trung bình năm ÌV("0 Trạm Bạch Long Vĩ 1960 1963 Ỉ966 1969 1972 1975 1978 1981 Í984 1987 mo 1993 1996 19^ Ỉ993 1996 19^, 10 Biến trình nhiệt độ nước biển trung bình tháng Nhiệt đ ỏ Biến trình nhiệt độ nước biển trung bình tháng Tràm Cơ Tó H Tw( C) 40 30 20 10 ỈU Nhiệt đ ộ IV VI VU Vin rx Xỉ láng Biến trình nhiệt độ nước biển trung bình tháng Trạm Bạch Lọng Vĩ „ _ _ _ Tw(°C) 35 30 25 20 15 10 Hỉ IV VI vu VUI IX XI |>8 Biến trình nhiệt độ nước biển trung bình tháng Tràm Cồn c ỏ Ị N h i ệ t (tộ Tw(°C) 35 Ị 30 •25 20 15 li IU IV VI vu vin IX XI 11 Biến trình độ mặn nước biển trung bình tháng Biến trình độ mãn nước biển trung bình tháng Biến trình đổ mặn nước biển trung bình tháng T r m Bạch Long Vĩ Độ muối S(°/oo> : Ĩ2 M 30 29 ni n IV VI VII vin X XI xu Thang Biên trình độ mặn nước biển trung bình tháng Trạm Hịn Ngư t n u í ) i Dụ S(%o) ;35 - - — • _ , : ì IX li HI IV V VI Vin IX X XI XI 12 Hoa dòng chảy số trạm đo H O A DÒNG C H À Y TONG CỘNG D i ê m đo: - Toa độ :LŨ7X)018*00 T n g đ o : 30rạ T h ò i g i a n đo: 06 - 09£i7/2Ũ03 H O A DÒNG C H Ả Y TONG CỌNG D i ê m