Thủy văn và thủy động lực biển Đông - Chương 1

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:83

Thêm vào BST

Báo xấu

164
lượt xem 41
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hải dương học khu vực và Biển Đông cung cấp các kiến thức hải dương học khu vực của đại dương thế giới với trọng tâm là Thái Bình Dương và Biển Đông. Hải dương học khu vực có mục tiêu mô tả các đặc điểm chế độ của hệ thống đại dương thế giới. Những đặc điểm chế độ này chủ yếu được xác định trên cơ sở tập hợp, xử lý và phân tích các số liệu, dữ liệu và tài liệu hiện có về đại dương và biển. Những kết quả phân tích này làm cơ sở cho việc xây dựng, thử...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thủy văn và thủy động lực biển Đông - Chương 1

§inh V¨n ¦u Thuû v¨n v thuû ®éng lùc biÓn ®«ng §¹i häc quèc gia H Néi 2008 http://www.ebook.edu.vn
Më ®Çu H¶i d ¬ng häc khu vùc v BiÓn §«ng cung cÊp c¸c kiÕn thøc h¶i d ¬ng häc khu vùc cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi víi träng t©m l Th¸i B×nh D ¬ng v BiÓn §«ng. H¶i d ¬ng häc khu vùc cã môc tiªu m« t¶ c¸c ®Æc ®iÓm chÕ ®é cña hÖ thèng ®¹i d ¬ng thÕ giíi. Nh÷ng ®Æc ®iÓm chÕ ®é n y chñ yÕu ® îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së tËp hîp, xö lý v ph©n tÝch c¸c sè liÖu, d÷ liÖu v t i liÖu hiÖn cã vÒ ®¹i d ¬ng v biÓn. Nh÷ng kÕt qu¶ ph©n tÝch n y l m c¬ së cho viÖc x©y dùng, thö nghiÖm v triÓn khai kiÓm chøng c¸c m« h×nh, c«ng cô ®¸nh gi¸ v dù b¸o h¶i d ¬ng häc ®¸p øng yªu cÇu khai th¸c bÒn v÷ng t i nguyªn thiªn nhiªn v b¶o vÖ m«i tr êng ®¹i d ¬ng v biÓn. §èi víi nh÷ng khu vùc v nh÷ng phÇn cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi ch a cã ®ñ sè liÖu ®iÒu tra kh¶o s¸t hiÖn tr êng, c¸c m« t¶ ®Æc ®iÓm chÕ ®é hiÖn nay chØ míi dõng l¹i ë møc gi¶ thiÕt ® îc h×nh th nh tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt. Do tÝnh chÊt liªn ng nh v ®a ng nh cña h¶i d ¬ng häc- mét trong nh÷ng bé phËn c¬ b¶n cña c¸c khoa häc tr¸i ®Êt, trong khu«n khæ cña gi¸o tr×nh n y chóng t«i chØ tËp trung m« t¶ c¸c ®Æc ®iÓm chÕ ®é h¶i d ¬ng häc vËt lý v ®éng lùc häc biÓn. Nh÷ng ®Æc ®iÓm s©u h¬n vÒ ®Þa lý, ®Þa chÊt h¶i d ¬ng, ho¸ häc ®¹i d ¬ng, t i nguyªn thiªn nhiªn v m«i tr êng ®¹i d ¬ng, v.v... ® îc xem xÐt riªng trong c¸c chuyªn kh¶o hoÆc gi¸o tr×nh t ¬ng øng. Tuy nhiªn trong khu«n khæ gi¸o tr×nh n y, chóng t«i còng d nh mét phÇn néi dung liªn quan ®Õn nh÷ng ®Æc ®iÓm chung cña ®iÒu kiÖn tù nhiªn v c¸c nh©n tè g©y ¶nh h ëng ®Õn sù h×nh th nh v biÕn ®éng cña chÕ ®é h¶i d ¬ng häc vËt lý v ®éng lùc häc ®¹i d ¬ng. VÒ nguyªn lý, néi dung phÇn h¶i d ¬ng häc vËt lý ph¶i bao gåm tÊt c¶ c¸c ®Æc tr ng vËt lý cña n íc biÓn, tuy nhiªn do møc ®é ®¸p øng sè liÖu v t i liÖu ®iÒu tra kh¶o s¸t, chóng ta chØ dõng l¹i ë mét sè ®Æc tr ng thuû v¨n biÓn chñ yÕu nh nhiÖt ®é, ®é muèi, «-xy. Nh÷ng ®Æc tr ng n y còng ® îc ph¶n ¶nh trùc tiÕp qua nh÷ng ®Æc ®iÓm h×nh th nh, lan truyÒn v biÕn ®éng cña c¸c khèi n íc trong biÓn v ®¹i d ¬ng. PhÇn ®éng lùc häc ®¹i d ¬ng hay thuû ®éng lùc häc biÓn ® îc giíi thiÖu th«ng qua c¸c ®Æc tr ng dao ®éng mùc n íc (sãng v thuû triÒu) v ho n l u quy m« lín trong ®¹i d ¬ng v biÓn. Víi nh÷ng néi dung trªn, gi¸o tr×nh h¶i d ¬ng häc khu vùc v BiÓn §«ng ® îc chia th nh hai phÇn chÝnh: - ChÕ ®é h¶i d ¬ng häc cña c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi víi träng t©m l Th¸i B×nh D ¬ng. Trong phÇn n y sÏ tr×nh b y ®iÒu kiÖn tù nhiªn, ®Æc ®iÓm ph©n bè c¸c ®¹i d ¬ng, c¸c nh©n tè ¶nh h ëng v nh÷ng nÐt c¬ b¶n vÒ chÕ ®é thuû v¨n v ®éng lùc c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi. Bªn c¹nh c¸c ®Æc ®iÓm quy m« to n cÇu sÏ xem 2 http://www.ebook.edu.vn
xÐt kü h¬n Th¸i B×nh D ¬ng còng nh c¸c biÓn chÝnh kÒ cËn n»m trong giíi h¹n cña ®¹i d ¬ng lín nhÊt thÕ giíi n y. Nh÷ng néi dung ® a ra sÏ gãp phÇn l m s¸ng tá qu¸ tr×nh h×nh th nh v biÕn ®æi ®Æc ®iÓm h¶i d ¬ng häc BiÓn §«ng mét trong nh÷ng biÓn gi÷a lôc ®Þa lín trong hÖ thèng ®¹i d ¬ng thÕ giíi. - ChÕ ®é h¶i d ¬ng häc BiÓn §«ng. Trong phÇn n y sÏ ®i s©u giíi thiÖu c¸c ®Æc ®iÓm tù nhiªn bao gåm ®Þa h×nh, khÝ t îng thuû v¨n v ®éng lùc häc biÓn. §Ó biªn so¹n gi¸o tr×nh n y chóng t«i sö dông mét tËp hîp c¸c tËp b¶n ®å, c¸c gi¸o tr×nh, c¸c chuyªn kh¶o, nh÷ng c¬ së d÷ liÖu v t i liÖu ®· ® îc thu thËp t¹i Bé m«n H¶i d ¬ng häc. §èi víi phÇn ChÕ ®é h¶i d ¬ng häc cña c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi, t i liÖu chñ yÕu ® îc tham kho¶ v sö dông l bé gi¸o tr×nh H¶i d ¬ng häc (Oceanography) do gi¸o s M. Tomczak, §¹i häc Flinders, óc chñ biªn ® îc tæ chøc H¶i d ¬ng häc liªn chÝnh phñ (IOC) thuéc UNESCO ph¸t h nh (phiªn b¶n 4.4, 2002) ®· ® îc GS Tomczak v IOC cung cÊp. T i liÖu tham kh¶o chÝnh cho phÇn ChÕ ®é h¶i d ¬ng häc BiÓn §«ng l bé s¸ch BiÓn §«ng gåm 4 tËp do Ch ¬ng tr×nh Khoa häc c«ng nghÖ biÓn KHCN06 xuÊt b¶n trong c¸c n¨m 2003 v 2004, gi¸o s §Æng Ngäc Thanh l Tæng biªn tËp, GS TS Lª §øc Tè, cè GS TSKH Ph¹m V¨n Ninh, GS TSKH Mai Thanh T©n v GS TSKH §Æng Ngäc Thanh l chñ biªn cña c¸c tËp t ¬ng øng. T¸c gi¶ ch©n th nh c¶m ¬n tËp thÓ c¸c gi¸o s vÒ nh÷ng t i liÖu quan träng n y. Trong qu¸ tr×nh biªn so¹n, chóng t«i ®· tham kh¶o c¸c th«ng tin cËp nhËt vÒ c¸c lÜnh vùc liªn quan còng nh c¸c sè liÖu míi nhÊt vÒ BiÓn §«ng nh»m cung cÊp c¸c kiÕn thøc mang tÝnh phæ qu¸t ®· ® îc c«ng nhËn còng nh mét sè vÊn ®Ò cÇn cÇn ® îc nghiªn cøu v b n luËn thªm trong t ¬ng lai. Víi tinh thÇn ®ã, trong gi¸o tr×nh chóng t«i chØ ® a ra c¸c t i liÖu tham kh¶o chñ yÕu dÔ tiÕp cËn phôc vô l m t i liÖu häc tËp cho sinh viªn. Nh÷ng t i liÖu tham kh¶o ®· ® îc sö dông trong hai bé t i liÖu chÝnh nªu trªn sÏ kh«ng ® a v o danh môc c¸c t i liÖu tham kh¶o. T ¬ng tù ®èi víi c¸c h×nh vÏ v biÓu b¶ng, chóng t«i chØ dÉn nguån theo trÝch dÉn gèc cña c¸c t i liÖu tham kh¶o chÝnh. Ng êi ®äc cã thÓ xem tªn c¸c t i liÖu tham kh¶o cô thÓ th«ng qua danh môc cã trong c¸c t i liÖu chÝnh n y. §©y l kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh tËp hîp v tæng hîp c¸c t i liÖu h¶i d ¬ng häc khu vùc v BiÓn §«ng cña tËp thÓ nhiÒu nh gi¸o l m viÖc ë bé m«n H¶i d ¬ng häc trùc tiÕp gi¶ng d¹y c¸c gi¸o tr×nh H¶i d ¬ng häc khu vùc, H¶i d ¬ng häc BiÓn §«ng. Tuy nhiªn do yªu cÇu tæng hîp nhiÒu kiÕn thøc ®a ng nh v chuyªn ng nh nªn kh«ng thÓ tr¸nh nh÷ng thiÕu sãt nhÊt ®Þnh, mong nhËn ® îc c¸c ý kiÕn ®ãng gãp cña ng êi sö dông ®Ó n©ng cao chÊt l îng cña gi¸o tr×nh. 3 http://www.ebook.edu.vn
Ch ¬ng 1 HÖ thèng ®¹i d ¬ng thÕ giíi 1.1. Qu¶ §Êt v §¹i d ¬ng thÕ giíi 1.1.1. Nh÷ng phÐp chiÕu sö dông trong h¶i d ¬ng häc Mét trong nh÷ng trang bÞ quan träng trong h¶i d ¬ng häc còng nh trong c¸c khoa häc tr¸i ®Êt ®ã l c¸c tËp b¶n ®å (atlas). Mäi ng êi th êng chØ quan t©m ®Õn c¸c néi dung cô thÓ ® a ra trong atlas m Ýt chó ý ®Õn tÝnh chÝnh x¸c cña phÐp chiÕu ® îc lùa chän ®Ó thÓ hiÖn c¸c b¶n ®å. PhÐp chiÕu ® îc sö dông th«ng dông trong h¶i d ¬ng häc l ph ¬ng ph¸p Mercator. Ph ¬ng ph¸p n y ® îc ph¸t triÓn tõ thÕ kû 16 thêi kú në ré cña c¸c cuéc chinh phôc thuéc ®Þa còng nh th¸m hiÓm thÕ giíi. V o thêi kú n y, sau khi Columbus t×m ra ra ch©u Mü v Magellan ®i vßng quanh thÕ giíi, c¸c thñy thñ vÉn ®iÒu khiÓn t u ®i tõ ®iÓm n y ®Õn ®iÓm kh¸c b»ng ® êng ph ¬ng vÞ (® êng cã gãc ph ¬ng vÞ kh«ng ®æi). Mercator ®· ph¸t minh ra phÐp chiÕu cho phÐp thÓ hiÖn mÆt ®Êt trong d¹ng m ® êng th¼ng trªn mÆt ph¼ng b¶n ®å còng l ® êng ph ¬ng vÞ. Nh vËy thñy thñ khi biÕt ®iÓm xuÊt ph¸t v ®iÓm ®Õn chØ cÇn vÏ ® êng th¼ng v x¸c ®Þnh gãc ph ¬ng vÞ cho t u. Víi u thÕ n y, phÐp chiÕu Mercator trë th nh phÐp chiÕu chuÈn cña h ng h¶i. Tuy nhiªn kh«ng ph¶i lóc n o yªu cÇu vÒ kho¶ng c¸ch v diÖn tÝch còng ® îc ®¶m b¶o khi tiÕn h nh lËp b¶n ®å. Trong tr êng hîp n y c¸c h×nh trßn nhá trªn mÆt ®Êt vÉn ® îc thÓ hiÖn b»ng h×nh trßn trªn b¶n ®å nh ng kÝch th íc l¹i t¨ng lªn khi ®i vÒ phÝa cùc. C¸c ®Þa cùc v khu vùc s¸t cùc kh«ng thÓ thÓ hiÖn ® îc trªn b¶n ®å phÐp chiÕu Mercator v× kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm trë nªn rÊt lín v kh«ng x¸c ®Þnh ® îc. Nh×n chung c¸c phÐp chiÕu ®Òu l m nÈy sinh tÝnh dÞ h íng dÉn ®Õn mÊt liªn tôc trªn mÆt ph¼ng b¶n ®å. Kh«ng cã lo¹i phÐp chiÕu n o tháa m·n ®ång thêi mét lóc ba yªu cÇu chÝnh sau ®©y: §ång d¹ng vÒ kho¶ng c¸ch- thÓ hiÖn kho¶ng c¸ch t ¬ng ®èi nh nhau t ¬ng øng trªn b¶n ®å v trong thùc tÕ §ång d¹ng vÒ d¸ng- ®¶m b¶o thÓ hiÖn h×nh d¸ng §ång d¹ng vÒ diÖn tÝch. Ba chØ tiªu c¬ b¶n n y l¹i th êng lo¹i trõ nhau. PhÇn lín c¸c phÐp chiÕu ®¶m b¶o ®ång d¹ng vÒ diÖn tÝch th êng sö dông ®Õn l íi kinh tuyÕn trong d¹ng ® êng cong v yªu cÇu b¶n ®å cho phÐp x¸c ®Þnh täa ®é ®Þa lý cña c¸c ®iÓm (h×nh 1.1). PhÐp chiÕu Gall/Peters kÕt hîp ®ång d¹ng vÒ diÖn tÝch víi l íi kinh vü trùc giao. §©y l l ph ¬ng ph¸p thÓ hiÖn b¶n ®å chung c¸c ®¹i d ¬ng (h×nh 1.2). 4 http://www.ebook.edu.vn
Mercator Gall/Peters §ång d¹ng diÖn tÝch H×nh 1.1. VÝ dô vÒ c¸c b¶n ®å thÕ giíi sö dông nh÷ng phÐp chiÕu kh¸c nhau (b n tr êng nhiÖt ®é c th hi n qua c¸c phÐp chiÕu kh¸c nhau). n íc mÆt biÓn Trªn c¸c h×nh 1.2 thÓ hiÖn b¶n ®å c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi sö dông phÐp chiÕu Gall/Peters. §¹i T©y D ¬ng Th¸i B×nh D ¬ng Ên §é D ¬ng H×nh 1. 2. B¶n ®å c¸c ®¹i d ¬ng sö dông phÐp chiÕu Gall/Peters 1.1.2. §Æc ®iÓm chung vÒ ®Þa h×nh cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi §¹i d ¬ng thÕ giíi bao gåm c¸c ®¹i d ¬ng v biÓn kÒ cËn ph©n bè trªn mÆt Qu¶ §Êt. N íc biÓn chiÕm 71% tæng diÖn dÝch bÒ mÆt Qu¶ §Êt, trong ®ã ë B¾c B¸n CÇu l 61% v Nam B¸n CÇu l 81%. Ng êi ta cßn chia Qu¶ §Êt th nh hai b¸n cÇu theo ®¹i d ¬ng v lôc ®Þa: B¸n CÇu Lôc §Þa cã cùc n»m t¹i s«ng Loire (Ph¸p) cã 51% l ®¹i d ¬ng v B¸n CÇu §¹i D ¬ng cã cùc l New Zealand víi 89% l ®¹i d ¬ng. §é s©u trung b×nh cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi l 3795 m v ®iÓm cã ®é s©u lín nhÊt 11022m mang tªn Vitiaz thuéc r·nh s©u Mariana, t©y-b¾c Th¸i B×nh D ¬ng. PhÇn lín ®¸y ®¹i d ¬ng ® îc chia th nh c¸c khu vùc ch©n lôc ®Þa, thñy vùc s©u v nói ngÇm trung t©m ®¹i d ¬ng. 5 http://www.ebook.edu.vn
Tuy chóng ta vÉn quen víi kh¸i niÖm 5 ch©u 4 biÓn, nh ng theo quy uíc cña Tæ chøc Thñy ®¹c Quèc tÕ (IHO) hiÖn cã 5 ®¹i d ¬ng chÝnh sau ®©y. a.Th¸i B×nh D ¬ng Th¸i B×nh D ¬ng (h×nh 1.3) l ®¹i d ¬ng lín nhÊt thÕ giíi víi diÖn tÝch kho¶ng 179,7 triÖu km2 t ¬ng ® ¬ng 1/3 diÖn dÝch bÒ mÆt Qu¶ §Êt. Th¸i B×nh D ¬ng kÐo d i 15500km tõ biÓn Bering gi¸p B¾c B¨ng D ¬ng ®Õn biÓn Ross ë bê ch©u Nam Cùc. BÒ réng cña Th¸i B×nh D ¬ng kho¶ng 19800km kÐo d i tõ Indonesia ®Õn bê biÓn Columbia v Peru. Giíi h¹n phÝa t©y cña Th¸i B×nh D ¬ng th êng ® îc lÊy eo biÓn Malacca, ®iÓm cã ®é s©u lín nhÊt l r·nh s©u Mariana- 11022m. §é s©u trung b×nh cña Th¸i B×nh D ¬ng l 4280m. H×nh 1.3. B¶n ®å Th¸i B×nh D ¬ng b. §¹i T©y D ¬ng §¹i T©y D ¬ng l ®¹i d ¬ng lín thø hai trong sè c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi víi diÖn tÝch kho¶ng 106,4 triÖu km2 (82,4 triÖu km2 kh«ng bao gåm c¸c biÓn kÒ cËn) chiÕm kho¶ng 1/5 tæng diÖn dÝch bÒ mÆt Qu¶ §Êt. §¹i T©y D ¬ng (h×nh 1.4) cã h×nh d¸ng ch÷ S n»m gi÷a ch©u Mü ë phÝa t©y, lôc ®Þa ¸-¢u v ch©u Phi ë phÝa ®«ng v ch©u Nam Cùc ë phÝa nam. VÒ phÝa c¸c ®¹i d ¬ng, §¹i T©y D ¬ng giíi h¹n víi B¾c B¨ng D ¬ng ë phÝa b¾c, tr íc ®©y vÉn ® îc xem nh mét phÇn cña §¹i T©y D ¬ng, Th¸i B×nh D ¬ng vÒ phÝa t©y-nam, Ên §é D ¬ng vÒ phÝa ®«ng-nam v Nam §¹i D ¬ng vÒ phÝa nam. § êng xÝch ®¹o chia §¹i T©y D ¬ng ra hai phÇn: B¾c §¹i T©y D ¬ng v Nam §¹i T©y D ¬ng. 6 http://www.ebook.edu.vn
H×nh 1.4. B¶n ®å §¹i T©y D ¬ng §é s©u trung b×nh §¹i T©y D ¬ng l 3338m (3926m kh«ng bao gåm c¸c biÓn) víi ®é s©u cùc ®¹i l 8605 m t¹i r·nh s©u Puerto-Rico. BÒ réng kho¶ng 2848km gi÷a Brasil v Liberia v 4830km gi÷a Mü v B¾c Phi. c. Ên §é D ¬ng Ên §é D ¬ng (h×nh 1.5) l ®¹i d ¬ng lín thø ba trong sè c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi víi diÖn tÝch kho¶ng 73,556 triÖu km2 (bao gåm c¶ Hång H¶i v vÞnh PÐc- xich) t ¬ng ® ¬ng 1/5 tæng diÖn tÝch mÆt n íc trªn thÕ giíi. H×nh 1.5. B¶n ®å Ên §é D ¬ng 7 http://www.ebook.edu.vn
Giíi h¹n phÝa t©y Ên §é D ¬ng ® îc lÊy theo kinh tuyÕn 20˚E xuÊt ph¸t tõ mòi Agulhas, phÝa ®«ng lÊy theo kinh tuyÕn 147˚E. C¸c phÇn lôc ®Þa bao quanh gåm cã ch©u Phi, ch©u ¸, b¸n ®¶o Trung Ên, vßng cung ®¶o Sunda v ch©u óc. Gi÷a Ên §é D ¬ng cã nhiÒu quèc ®¶o trong ®ã ®¶o Madagascar réng v o lo¹i thø t trong sè c¸c ®¶o lín nhÊt thÕ giíi (sau Greenland, New Ginea v Borneo). §é s©u trung b×nh cña Ên §é D ¬ng l 3890m víi ®iÓm s©u nhÊt 8047m ë vïng tròng Diamantina gÇn bê t©y óc. d. Nam §¹i D ¬ng H×nh 1.6. B¶n ®å Nam §¹i D ¬ng Nam §¹i D ¬ng (h×nh 1.6) cßn ® îc gäi l Nam B¨ng D ¬ng, §¹i D ¬ng Nam cùc, §¹i d ¬ng Cùc Nam bao gåm to n bé phÇn nam cña c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi n»m phÝa nam vü tuyÕn 60˚S. Theo Tæ chøc Thñy ®¹c Quèc tÕ th× Nam §¹i D ¬ng l ®¹i d ¬ng bao quanh ch©u Nam Cùc. §©y l ®¹i d ¬ng lín thø t trong sè ®¹i d ¬ng thÕ giíi v còng l ®¹i d ¬ng ® îc ®Æt tªn cuèi cïng. Tæng diÖn tÝch Nam §¹i D ¬ng v o kho¶ng 20,327 triÖu km2, ®é s©u trung b×nh vïng biÓn s©u v o kho¶ng tõ 4000 ®Õn 5000m, n¬i s©u nh©t 7235m thuéc r·nh s©u Sandwich Nam. e. B¾c B¨ng D ¬ng B¾c B¨ng D ¬ng (h×nh 1.7) hay cßn gäi l §¹i d ¬ng B¾c Cùc bao quanh Cùc B¾c cña Qu¶ §Êt l ®¹i d ¬ng nhá nhÊt v n«ng nhÊt trong sè 5 ®¹i d ¬ng thÕ giíi. Tr íc ®©y v c¶ hiÖn t¹i nhiÒu nh h¶i d ¬ng häc vÉn gäi B¾c B¨ng D ¬ng l BiÓn §Þa Trung H¶i B¾c Cùc v xem nã nh mét trong nh÷ng biÓn gi÷a lôc ®Þa thuéc §¹i T©y D ¬ng. DiÖn tÝch cña B¾c B¨ng D ¬ng v o kho¶ng 14,056 triÖu km2, ®é s©u trung b×nh 1038m v ®iÓm s©u nhÊt 5450m thuéc phÇn bÓ ¸-¢u. 8 http://www.ebook.edu.vn
H×nh 1.7. B¶n ®å B¾c B¨ng D ¬ng §©y l ®¹i d ¬ng cã diÖn tÝch bÒ mÆt bÞ b¨ng phñ lín nhÊt, ®é muèi trung b×nh v o lo¹i thÊp nhÊt so víi 5 ®¹i d ¬ng cßn l¹i. 1.2. Nh÷ng nguyªn lý c¬ b¶n m« t¶ ®Æc ®iÓm khÝ t îng h¶i v¨n cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi H¶i d ¬ng häc l khoa häc nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn xÈy ra trong m«i tr êng biÓn phôc vô môc tiªu m« t¶, ph©n tÝch v dù b¸o chóng mét c¸ch ®Þnh l îng. §Ó thÓ hiÖn ®Þnh l îng c¸c qu¸ tr×nh cÇn thiÕt ph¶i sö dông nguyªn lý cña c¸c chu tr×nh còng nh c¸c c¸n c©n cña nh÷ng ®Æc tr ng n¨ng l îng, nhiÖt, chÊt t ¬ng øng. Nguyªn lý cña c¸c chu tr×nh ® îc thÓ hiÖn qua t ¬ng quan c©n b»ng ®Þnh l îng, cßn nguyªn lý c¸c c¸n c©n thÓ hiÖn suÊt biÕn biÕn ®æi gi÷a c¸c tr¹ng th¸i cña chu tr×nh. Chu tr×nh n íc liªn kÕt c¸c qu¸ tr×nh xÈy ra trong thÕ giíi tù nhiªn g¾n liÒn víi n íc bao gåm: m a v bèc h¬i liªn kÕt ®¹i d ¬ng víi khÝ quyÓn; bèc h¬i tõ mÆt ®Êt v ®i qua th¶m thùc vËt liªn kÕt khÝ quyÓn víi sinh quyÓn. Chu tr×nh n íc tõ ®¹i d ¬ng v o khÝ quyÓn thÓ hiÖn qua bèc h¬i, n íc ® îc giã trong khÝ quyÓn vËn chuyÓn trong d¹ng m©y v quay trë l¹i mÆt ®Êt trong d¹ng m a. Sinh quyÓn ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng trong chu tr×nh n íc: l îng h¬i n íc tho¸t ra tõ c©y cèi l hîp phÇn quan träng cña chu tr×nh n íc tõ ®Êt v o khÝ quyÓn; bèc h¬i tõ mÆt biÓn còng ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng. Mèi liªn kÕt gi÷a lôc ®Þa v ®¹i d ¬ng th«ng qua l u l îng n íc s«ng ®æ v o biÓn ®· khÐp kÝn chu tr×nh n y. C¸c c¸n c©n trong chu tr×nh n íc ® îc thÓ hiÖn ®Þnh l îng th«ng qua c¸c c¸n c©n ®éng v c¸n c©n tÜnh, trong ®ã c¸c c¸n c©n ®éng cho ta suÊt biÕn ®æi 9 http://www.ebook.edu.vn
gi÷a c¸c hîp phÇn cña chu tr×nh. Trong b¶ng sau cho ta ph©n bè cña n íc trªn Qu¶ §Êt (c¸n c©n tÜnh) t ¬ng øng l îng n íc chøa trong tõng hîp phÇn cô thÓ. ThÓ tÝch (103 km3) Hîp phÇn % tæng l îng §¹i d ¬ng 1,350,000 94.12 N íc ngÇm 60,000 4.18 B¨ng 24,000 1.67 Hå 230 0.016 Èm trong ®Êt 82 0.006 KhÝ quyÓn 14 0.001 - S«ng 1 Theo M. J. Lvovich: World water balance; trng: Symposium on world water balance, UNESCO/IASH publication 93, Paris 1971. C¸c c¸n c©n n íc tÜnh cho thÊy vai trß quan träng cña líp b¨ng ®èi víi chu tr×nh n íc to n cÇu. KhÝ quyÓn hÇu nh kh«ng cã vai trß ®¸ng kÓ trong c¸n c©n n íc tÜnh nh ng lai quan träng khi xÐt ®Õn c¸n c©n ®éng. Trong b¶ng kÌm theo cho ta khèi l îng n íc tham gia v o tõng qu¸ tr×nh trong chu tr×nh n íc (c¸n c©n ®éng). Khèi l îng Qu¸ tr×nh (m3 /n¨m) 3.24 . 1014 M a trªn ®¹i d ¬ng -3.60 . 1014 Bèc h¬i tõ ®¹i d ¬ng 0.98 . 1014 M a trªn lôc ®Þa -0.62 . 1014 Bèc h¬i tõ mÆt lôc ®Þa 0.36 . 1014 C©n b»ng n íc lôc ®Þa = l u l îng s«ng Cã thÓ nhËn thÊy khÝ quyÓn ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng trong chu tr×nh n íc, mÆc dÇu l îng n íc chøa trong khÝ quyÓn kh«ng lín. Chu tr×nh muèi liªn kÕt chñ yÕu ®¹i d ¬ng víi ®Þa quyÓn v mét phÇn nhá cña khÝ quyÓn. C¸c kho¸ng chÊt t¸ch ra tõ ®¸ theo n íc ngÇm v ¨n mßn bÒ mÆt ®æ v o s«ng ®i v o ®¹i d ¬ng l m cho biÓn mÆn. Kho¸ng chÊt l¹i ®i tõ n íc biÓn v o trÇm tÝch thong qua c¸c ph¶n øng hãa häc t¹o ra c¸c lo¹i ®¸ míi v ho n tr¶ kho¸ng chÊt vÒ víi ®Þa quyÓn. Mét phÇn muèi ®i v o khÝ quyÓn theo tia n íc b¾n v o kh«ng khÝ khi cã sãng v h×nh th nh nªn dßng vËn chuyÓn muèi tõ biÓn v o lôc ®Þa theo chu tr×nh muèi. Do chu tr×nh muèi th êng kÐo d i trªn quy m« thêi gian lín, nªn trong h¶i d ¬ng häc chØ chó träng ®¸nh gi¸ c¸c c¸n c©n muèi tÜnh 10 http://www.ebook.edu.vn
nh ® îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau: YÕu tè H m l îng (%) Thêi gian tån t¹i (n¨m) Mét sè th nh ph n chÝnh cña muèi biÓn: Natri (Na) 2.4 60,000,000 Chlo (Cl) 0.013 80,000,000 Magie (Mg) 2.3 10,000,000 Mét sè chÊt vÖt trong muèi biÓn: Ch× (Pb) 0.001 400 S¾t (Fe) 2.4 100 Nh«m (Al) 6.0 100 Dinh d ìng l nh÷ng chÊt cÇn thiÕt cho ®êi sèng sinh vËt, chu tr×nh dinh d ìng ® îc ph©n biÖt riªng cho lôc ®Þa v ®¹i d ¬ng. Trong ®¹i d ¬ng c¸c chÊt dinh d ìng ® îc thùc vËt hÊp thô trªn líp n íc mÆt cã n¨ng l îng mÆt trêi th«ng qua qu¸ tr×nh quang hîp. PhÇn lín chÊt dinh d ìng ® îc t¶i ra vïng biÓn s©u tõ d¶i ven bê. T¹i c¸c líp n íc s©u l¹i xÈy ra qu¸ tr×nh t¸i sinh kho¸ng chÊt: c¸c chÊt dinh d ìng quay trë l¹i trong d¹ng hßa tan. Nh vËy ®¹i d ¬ng sÏ kh«ng thÓ duy tr× ®é ph× nhiªu cña m×nh nÕu nh kh«ng cã nguån dinh d ìng bæ sung trë l¹i ®Æc biÖt xÈy ra ë c¸c vïng ho¹t ®éng n íc tråi. Chu tr×nh c¸c- bon diÔn ra kh¸c nhau phô thuéc v o quy m« thêi gian. Trong quy m« ®Þa chÊt c¸c bon ® îc ® a v o khÝ quyÓn v ®¹i d ¬ng th«ng qua qu¸ tr×nh phong hãa ®¸ cacbonat. L îng c¸c-bon n y ® îc tr¶ vÒ trong d¹ng ®¸ h×nh th nh do qu¸ tr×nh trÇm tÝch. Trong quy m« khÝ hËu, c¸c bon ® îc trao ®æi gi÷a khÝ quyÓn, ®¹i d ¬ng, sinh vËt sèng v x¸c sinh vËt. Trong h¶i d ¬ng häc ng êi ta quan t©m nhiÒu ®Õn quy m« khÝ hËu cña chu tr×nh c¸c bon. 1.3. C¸c nh©n tè h×nh th nh v biÕn ®éng chÕ ®é khÝ t îng h¶i v¨n §Ó n¾m b¾t ® îc c¸c ®Æc ®iÓm khÝ t îng thuû v¨n biÓn v ®¹i d ¬ng thÕ giíi kh«ng thÓ kh«ng nãi ®Õn nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ ®Þa lý thÕ giíi. Nh÷ng kiÕn thøc vÒ khÝ t îng thñy v¨n lu«n ®i kÌm víi kiÕn thøc ®Þa lý vÒ c¸c tr êng t¸c ®éng h×nh th nh v biÕn ®æi c¸c ®Æc tr ng ®ã. Nh chóng ta ®Òu biÕt c¸c lùc t¹o triÒu kh«ng g©y nªn nh÷ng biÕn ®éng chu kú d i ®èi víi c¸c tÝnh chÊt khÝ t îng h¶i v¨n, ba ngo¹i lùc chÝnh t¹o ra nh÷ng biÕn ®éng ®èi víi chÕ ®é h¶i v¨n ®¹i d ¬ng bao gåm: øng suÊt giã, th«ng l îng nhiÖt v th«ng l îng n íc trao ®æi qua mÆt ph©n c¸ch n íc-kh«ng khÝ. TÊt c¶ ba t¸c ®éng n y ®Òu cã mét nguån gèc chung l bøc x¹ mÆt trêi. Nh÷ng 11 http://www.ebook.edu.vn
kiÕn thøc vÒ khÝ quyÓn sÏ gióp chóng ta hiÓu râ h¬n c¬ chÕ biÕn ®æi cña c¸c t¸c ®éng n y còng nh qu¸ tr×nh chuyÓn hãa cña bøc x¹ mÆt trêi v o c¸c d¹ng n¨ng l îng cô thÓ trong ®¹i d ¬ng thÕ giíi. L îng bøc x¹ ®i v o biªn ngo i cña khÝ quyÓn cã sù biÕn ®æi ®¸ng kÓ tõ xÝch ®¹o ®Õn c¸c vïng cùc. Tuy nh÷ng biÕn ®æi còng cã sù kh¸c biÖt gi÷a c¸c mïa, nh ng khu vùc xÝch ®¹o vÉn nhËn ® îc nhiÒu n¨ng l îng h¬n so víi c¸c vïng cùc. Kh«ng khÝ l¹nh ë c¸c vïng cùc cã mËt ®é lín h¬n so víi kh«ng khÝ Êm t¹i xÝch ®¹o dÉn ®Õn h×nh th nh sù kh¸c biÖt vÒ ¸p suÊt khÝ quyÓn t¹i hai miÒn n y cña Qu¶ §Êt. Tõ quy luËt khÝ ¸p, ¸p suÊt khÝ quyÓn ë mùc n íc biÓn t¹i c¸c miÒn cùc cã gi¸ trÞ lín h¬n so víi miÒn xÝch ®¹o v t¹o ra gradient ¸p suÊt theo h íng tõ cùc vÒ xÝch ®¹o. Trong khi ®ã t¹i tÇng cao khÝ quyÓn th× gradient ¸p suÊt l¹i cã h íng ng îc l¹i. Trong c¬ häc chÊt láng, gradient ¸p suÊt l t¸c nh©n g©y ra dßng vËn chuyÓn tõ miÒn ¸p cao vÒ miÒn ¸p thÊp. Trong tr êng hîp Qu¶ §Êt kh«ng quay th× kh«ng khÝ trong khÝ quyÓn sÏ chuyÓn ®éng theo hai vßng ho n l u ®¬n gi¶n trªn hai b¸n cÇu (h×nh 1.8a). Trªn mÆt biÓn kh«ng khÝ chuyÓn ®éng tõ cùc vÒ xÝch ®¹o; kh«ng khÝ sÏ n©ng lªn t¹i xÝch ®¹o v quay trë l¹i c¸c miÒn cùc trªn tÇng cao. (a) (b) H×nh 1.8a. S¬ ®å ph©n bè ¸p suÊt kh«ng khÝ trªn mÆt c¾t kinh tuyÕn v chuyÓn ®éng cña khÝ quyÓn t ¬ng øng 2 tr êng hîp: (a) qu¶ ®Êt kh«ng quay, (b) qu¶ ®Êt quay (kh«ng t¸ch lôc ®Þa-®¹i d ¬ng) 12 http://www.ebook.edu.vn
H×nh 1.8b. S¬ ®å ph©n bè giã trªn Qu¶ §Êt. §èi víi Qu¶ §Êt quay, hiÖn t îng chuyÓn ®éng cña kh«ng khÝ cã sù biÕn ®æi mét c¸ch c¬ b¶n theo hai c¸ch. Tr íc hÕt, khi kh«ng khÝ chuyÓn ®éng vÒ phÝa xÝch ®¹o, hiÖu øng Qu¶ §Êt quay l m cho ®¹i d ¬ng v mÆt ®Êt n»m phÝa d íi ®ã chuyÓn dÞch t ¬ng ®èi vÒ phÝa ®«ng. Ng êi quan tr¾c ë trªn mÆt ®Êt sÏ nhËn thÊy chuyÓn ®éng cña kh«ng khÝ t ¬ng tù dßng giã ®«ng: giã thæi tõ h íng ®«ng kÌm theo th nh phÇn h íng xÝch ®¹o. T¹i khu vùc nhiÖt ®íi v cËn nhiÖt ®íi lo¹i giã n y ® îc gäi l tÝn phong hay giã mËu dÞch, t¹i c¸c khu vùc vÜ ®é cùc ®ã l giã ®«ng cùc ®íi. Nh vËy giã sÏ kh«ng cßn thæi tõ c¸c miÒn ¸p suÊt cao vÒ c¸c miÒn ¸p suÊt thÊp n÷a m hÇu nh chuyÓn dÞch theo c¸c ® êng cã gi¸ trÞ ¸p suÊt kh«ng ®æi (c¸c ® êng ®¼ng ¸p). Còng xuÊt ph¸t tõ ®©y m ý nghÜa cña c¸c ® êng ®¼ng ¸p ® îc kh¼ng ®Þnh vÞ trÝ trªn c¸c b¶n ®å thêi tiÕt h ng ng y trªn ph ¬ng tiÖn th«ng tin ®¹i chóng. Do Qu¶ §Êt quay c¸c dßng khÝ cã h íng theo vü tuyÕn h¬n l theo h íng kinh tuyÕn, vai trß cña chuyÓn ®éng theo ph ¬ng th¼ng ®øng bÞ suy gi¶m: kh«ng khÝ cã thÓ ®i theo c¸c ho n l u ngang trªn mÆt ®Êt mét c¸ch nhanh chãng m kh«ng cÇn ®Õn c¸c chuyÓn ®éng th¨ng hoÆc gi¸ng. ChÝnh sù ®iÒu chØnh n y dÉn ®Õn h íng biÕn ®æi thø hai cña chuyÓn ®éng kh«ng khÝ l m cho ho n l u ®¬n trªn tõng b¸n cÇu bÞ ph©n hãa. Do c¸c dßng kh«ng khÝ thæi theo ®Þa ®íi cã vËn tèc lín cã tÝnh bÊt æn ®Þnh cao ®· h×nh th nh nªn c¸c xo¸y dÉn ®Õn sù ®iÒu chØnh ph©n bè khÝ ¸p. §iÒu n y dÉn ®Õn sù xuÊt hiÖn cña mét cùc ®¹i ¸p suÊt chuyÓn tiÕp n»m ë vïng vÜ ®é trung b×nh (h×nh 1.8b). §iÒu n y t¹o ra gradient ¸p suÊt theo chiÒu ng îc l¹i v g©y nªn mét d¶i giã t©y trªn bÒ mÆt Qu¶ §Êt (h×nh 1.8 v 1.9). Nh÷ng ng êi ®i biÓn l©u n¨m trªn c¸c ®¹i d ¬ng ®Òu hiÓu râ thuËt ng÷ 13 http://www.ebook.edu.vn
“vïng vÜ tuyÕn 40”, do giã t¹i khu vùc tõ vÜ tuyÕn 40 ®Õn 50 ®é lu«n cã gi¸ trÞ lín, sù biÕn ®éng m¹nh v ®é giËt lín hÕt søc nguy hiÓm. H×nh 1.9 cho ta bøc tranh vÒ tr êng giã ë mùc n íc biÓn trªn ph¹m vi to n cÇu. Nh÷ng ®Æc tr ng ph©n bè thÓ hiÖn râ nh÷ng quy luËt rót ra tõ c¸c s¬ ®å trªn h×nh 1.8, tuy nhiªn sù hiÖn diÖn cña c¸c lôc ®Þa ®· l m cho ho n l u khÝ quyÓn bÞ ph©n hãa ®¸ng kÓ. Hinh 1.9a. Tr êng giã trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 7. Theo sè liÖu lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS) Do kh«ng khÝ trªn ®Êt liÒn bÞ ®èt nãng nhanh h¬n so víi trªn ®¹i d ¬ng trong mïa hÌ v bÞ l m l¹nh nhanh h¬n trong mïa ®«ng nªn c¸c khèi khÝ trªn cïng mét vÜ tuyÕn ë lôc ®Þa cã ¸p suÊt thÊp h¬n trong mïa hÌ v ¸p suÊt cao h¬n trong mïa ®«ng so víi c¸c khèi kh«ng khÝ trªn ®¹i d ¬ng. KÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh n y dÉn tíi sù chuyÓn h íng giã trung b×nh so víi h íng ®«ng hoÆc t©y c¬ b¶n ®èi víi tõng ®íi cô thÓ cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi. T¹i mét sè vïng ®¹i d ¬ng h íng giã cã sù biÕn ®æi ®¸ng kÓ theo mïa, trong ®ã cã tr êng hîp giã ®æi h íng theo chiÒu ®èi lËp. Víi tr êng hîp n y chóng ta cã ® îc c¸c khu vùc ho¹t ®éng cña giã mïa. ë ®©y còng cÇn nh¾c l¹i quy íc kh¸c nhau vÒ h íng giã v dßng ch¶y: h íng giã ® îc gäi theo ®iÓm xuÊt ph¸t cña vÐc t¬ (tõ ®©u tíi) cßn h íng dßng ch¶y biÓn l¹i theo h íng vÐc t¬ (®i tíi ®©u). Trong thùc tÕ h¶i d ¬ng häc ng êi ta th êng quan t©m tíi tr êng giã trªn biÓn m Ýt khi chó ý ®Õn tr êng ¸p suÊt khÝ quyÓn. §iÒu n y ® îc lý gi¶i bëi t¸c 14 http://www.ebook.edu.vn
®éng gi¸n tiÕp cña ¸p suÊt th«ng qua giã lªn c¸c ®Æc tr ng h¶i v¨n. Tuy nhiªn vÒ ph ¬ng diÖn ®Æc tr ng chÕ ®é, chóng ta còng cÇn n¾m ® îc nh÷ng quy luËt phæ qu¸t cña ph©n bè ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi. . Hinh 1.9b. Tr êng giã trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 1. Theo sè liÖu lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set - COADS). Cã thÓ nhËn thÊy quy luËt ph©n bè ¸p suÊt cao thÊp theo ®íi ® îc thÓ hiÖn râ nÐt h¬n t¹i Nam B¸n cÇu do tû lÖ t ¬ng ®èi gi÷a lôc ®Þa v ®¹i d ¬ng kh«ng lín. ë B¾c B¸n cÇu ph©n bè ¸p suÊt theo ®íi bÞ thay ®æi ®¸ng kÓ do lôc ®Þa Ch©u ¸ bëi t©m ¸p thÊp mïa hÌ trªn khu vùc b¾c Pakistan v ¸p cao mïa ®«ng trªn khu vùc M«ng Cæ. Nh÷ng trung t©m khÝ ¸p n y l nguyªn nh©n chÝnh cña hÖ thèng giã mïa Ên §é D ¬ng v §«ng-Nam ¸. Sù ph©n hãa cña c¸c tr êng ¸p dÉn ®Õn h×nh th nh c¸c tr êng giã ®· ® îc m« t¶ ë phÇn trªn. TÝnh ®Þa ®íi cña ph©n bè ¸p suÊt trªn khu vùc Nam B¸n cÇu dÉn ®Õn h×nh th nh ®íi giã t©y m¹nh tõ 40˚ ®Õn 60˚S. Trong khi ®ã cã sù hiÖn diÖn cña c¸c ho n l u khÐp kÝn xung quanh c¸c trung t©m khÝ ¸p cao cËn nhiÖt ®íi b¾c Th¸i B×nh D ¬ng v Nam Th¸i B×nh D ¬ng. Th«ng l îng ®éng l îng trao ®æi qua bÒ mÆt ph©n c¸ch biÓn-khÝ quyÓn ® îc ®Æc tr ng bëi øng suÊt giã trªn mÆt biÓn (h×nh 1.11). Tr êng ph©n bè cña ®¹i l îng n y chñ yÕu ® îc x©y dùng tõ tr êng giã trªn mÆt biÓn. 15 http://www.ebook.edu.vn
Hinh 1.10a. Tr êng ¸p suÊt khÝ quyÓn (hPa) trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 7. Theo sè liÖu lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS). Hinh 1.10b. Tr êng ¸p suÊt khÝ quyÓn (hPa) trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 1. Theo sè liÖu lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS). 16 http://www.ebook.edu.vn
Hinh 1.11a. Tr êng øng suÊt giã trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 6-8. Theo sè liÖu lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS). Hinh 1.11b. Tr êng øng suÊt giã trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 12-2. Theo sè liÖu lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS). 17 http://www.ebook.edu.vn
C«ng thøc th«ng dông ®èi víi øng suÊt giã trªn mÆt biÓn l : U2 Cd (1.1) a trong ®ã a l mËt ®é kh«ng khÝ, U l vËn tèc giã v C d l hÖ sè ma s¸t mÆt biÓn ® îc x¸c ®Þnh dùa v o ®é cao lÊy vËn tèc giã (th«ng th êng lÊy ®é cao 10 m). §èi víi th«ng l îng nhiÖt, chóng ta lÇn l ît xem xÐt tæng l îng bøc x¹ mÆt trêi ®¹t tíi mÆt biÓn (h×nh 1.12), cã thÓ nhËn thÊy r»ng l îng bøc x¹ mÆt trêi ®Õn mÆt biÓn lín nhÊt t¹i c¸c khu vùc nhiÖt ®íi v c¸c vïng quang m©y. Còng cã thÓ nhËn thÊy râ quy luËt ph©n bè theo ®Þa ®íi cña nguån n¨ng l îng quan träng n y, trong ®ã cã tíi 93% ® îc c¸c ®¹i d ¬ng hÊp thô. Cã thÓ nhËn thÊy sù hiÖn diÖn cña d¶i ¸p thÊp xÝch ®¹o-nhiÖt ®íi kÐo theo héi tô giã: d¶i Héi tô nhiÖt ®íi, víi ®Æc ®iÓm tÝch tô lín m©y v m a nhiÒu ®· h×nh th nh nªn d¶i cùc tiÓu cña bøc x¹ mÆt trêi. Th«ng l îng nhiÖt tæng céng ®i qua mÆt biÓn ® îc x¸c ®Þnh bëi 4 c¸n c©n nhiÖt chñ yÕu: bøc x¹ mÆt trêi tíi, bøc x¹ tõ mÆt biÓn, mÊt nhiÖt do bèc h¬i v nhiÖt hiÖn trao ®æi qua mÆt ph©n c¸ch. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cã thÓ dÉn ®Õn c¸c gi¸ trÞ ng îc chiÒu nhau ®èi víi c¸c vïng kh¸c nhau cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi. Trªn h×nh 1.13 dÉn ra vÝ dô vÒ kÕt qu¶ tÝnh th«ng l îng nhiÖt tæng céng trao ®æi qua mÆt ®¹i d ¬ng do Oberhuber c«ng bè. H×nh 1.12. L îng bøc x¹ mÆt trêi trung b×nh n¨m (W m-2) nhËn® îc t¹i mÆt biÓn. Theo Oberhuber (1988). L ¬ng bøc x¹ 200 W m-2 sÏ l m líp n íc 50 m nãng lªn kho¶ng 2.5°C/th¸ng khi kh«ng cã c¸c nguån nhiÖt kh¸c.C¸c khu vùc kh«ng cã ®ñ sè liÖu ® îc t« m u x¸m. 18 http://www.ebook.edu.vn
H×nh 1.13. L îng nhiÖt tæng céng n¨m (W m-2) ®i v o ®¹i d ¬ng. Theo Oberhuber (1988). C¸c khu vùc kh«ng cã ®ñ sè liÖu ® îc t« m u x¸m. H×nh 1.14. HiÖu gi¸ trÞ trung b×nh n¨m m a-bèc h¬i (P - E , cm/n¨m). Theo sè liÖu Oberhuber (1988). 19 http://www.ebook.edu.vn
Cã thÓ nhËn thÊy râ c¸c vïng ®¹i d ¬ng bÞ mÊt nhiÖt nhiÒu nhÊt tËp trung trªn c¸c dßng ch¶y nãng chñ yÕu ®ã l Gulf Srteam v Kuroshio. §¹i d ¬ng nhËn ® îc nhiÖt nhiÒu nhÊt trªn d¶i xÝch ®¹o nhiÖt ®íi víi gi¸ trÞ trªn 50 Wm-2. Nh×n chung, ®¹i d ¬ng thu ® îc nhiÖt trªn d¶i nhiÖt ®íi (gi÷a 20˚S v 20˚N) v mÊt nhiÖt t¹i c¸c d¶i «n ®íi v cùc ®íi. Trªn c¬ së n y cã thÓ mét phÇn lý gi¶i ho n l u n íc trong ®¹i d ¬ng. N íc l¹nh ph¶i vËn chuyÓn vÒ c¸c khu vùc biÓn nhËn ® îc nhiÖt v n íc Êm ph¶i ®i khái nh÷ng n¬i n y; tuy nhiªn hiÖn t îng b×nh l u nh trªn kh«ng nh nhau trªn c¸c d¶i kinh tuyÕn m dßng ch¶y th êng ® îc t¨ng c êng t¹i mét sè vïng nh c¸c dßng ch¶y däc bê Peru hay Somalia. T ¬ng tù, mét l îng nhiÖt ®¸ng kÓ bÞ mÊt t¹i khu vùc Kuroshio v Gulf Stream däc bê ®«ng cña NhËt B¶n v Hoa Kú l¹i ph¸t sinh tõ dßng n íc Êm h íng vÒ phÝa cùc. Th«ng l îng n íc ngät, hay l îng n íc trao ®æi gi÷a ®¹i d ¬ng v khÝ quyÓn ® îc tÝnh to¸n th«ng qua hiÖu sè gi÷a hai phÇn, ®ã l tæng m a v l u l îng s«ng ®æ ra biÓn v l îng n íc bèc h¬i tõ mÆt biÓn. Trªn h×nh 1.14 cho ta íc l îng míi nhÊt vÒ ph©n bè gi¸ trÞ n¨m cña hiÖu sè m a-bèc h¬i (P-E). Gi¸ trÞ cùc ®¹i P-E ® îc t×m thÊy trªn d¶i héi tô nhiÖt ®íi, n¬i khèi kh«ng khÝ Èm ®i lªn c¸c tÇng cao v t¹o nªn m©y v m a; gi¸ trÞ lín h¬n 5000 mm/n¨m cã thÓ quan tr¾c thÊy t¹i phÝa ®«ng Indonesia. Gi¸ trÞ ®é muèi trung b×nh trªn mÆt biÓn, thÓ hiÖn trªn h×nh 1.15b, ph¶n ¶nh mét c¸ch trung thùc th«ng l îng n íc ngät n y th«ng qua xu thÕ ®Þa ®íi cña c¸c ® êng ®¼ng ®é muèi: ®é muèi thÊp nhÊt trªn c¸c khu vùc cùc ®¹i P- E,mÆc dï mèi t ¬ng quan chi tiÕt còng kh«ng thÓ xem l ®¬n gi¶n. Nh÷ng biÕn ®æi cña c¸c tr êng n y bÞ chi phèi bëi thùc tr¹ng ph©n bè ®Êt liÒn, biÓn còng nh do giã v dßng ch¶y biÓn. Mét vÝ dô râ nÐt cña ¶nh h ëng n y cã thÓ ® îc minh häa qua gi¸ trÞ ®é muèi cao ë Hång H¶i do h¹n chÕ trao ®æi n íc gi÷a biÓn víi Ên §é D ¬ng. 1.4.C¸c tr êng nhiÖt ®é, ®é muèi, mËt ®é v ¸p suÊt trong ®¹i d ¬ng Do tû sè gi÷a c¸c th nh phÇn chÝnh cÊu t¹o nªn ®é muèi n íc biÓn lu«n kh«ng ®æi, nªn viÖc ®o ® îc ®é muèi tæng céng ®· trë nªn ®¬n gi¶n. HiÖn nay ng êi ta cã thÓ sö dông mét thiÕt bÞ chung d¹ng CTD hoÆc STD ®Ó quan tr¾c ®ång thêi ba ®Æc tr ng quan träng cña n íc biÓn ®ã l nhiÖt ®é, ®é muèi v ¸p suÊt. Nh÷ng ®Æc tr ng n y t¹o nªn c¬ së quan träng phôc vô m« t¶ theo tÝnh chÊt khu vùc cña ®¹i d ¬ng. 1.4.1. NhiÖt ®é n íc trong ®¹i d ¬ng Trong thùc tÕ h¶i d ¬ng häc, nhiÖt ®é T v nhiÖt ®é thÕ vÞ ® îc thÓ hi n qua ®é Celsius (˚C); ¸p suÊt p b»ng kilopascal (kPa, 1kPa=1db; 0,1kPa=1mb; do ¸p suÊt tû lÖ thuËn víi ®é s©u nªn th«ng th êng 1m t ¬ng øng ¸p suÊt 10kPa). 20 http://www.ebook.edu.vn