Wednesday, April 14, 2021  
..:: Trang chủ » Trang tin các phòng nghiên cứu » Phòng Vật lý biển » Hoạt động khoa học ::..   Login
 Article Details
Điều tra, nghiên cứu Thủy triều - Thủy văn


CÔNG VIỆC CHỦ YẾU

- Điều tra, nghiên cứu thuỷ triều và dao động mực nước, nước biển dâng  

- Điều tra, nghiên cứu trường nhiệt - muối, độ trong suốt và cấu trúc các khối nước biển                                          

- Điều tra, nghiên cứu chế độ thủy động lực cửa sông...

- Phân tích và dự báo các quá trình truyền triều, xâm nhập mặn, nước biển dâng, thủy nhiệt động lực học của nước biển;

- Nghiên cứu phương pháp đo đạc, khảo sát và vận hành trang thiết bị máy móc thuộc lĩnh vực Thủy triều – Thủy văn và của Hải dương học;

- Nghiên cứu, triển khai ứng dụng của Thủy triều-Thủy văn phục vụ phát triển kinh tế và an ninh quốc phòng;

- Tham gia đào tạo về Thủy triều – Thủy văn, hợp tác trao đổi về khoa học biển, xuất bản

Phu trach: PGS.TS Bui Hong Long,  Email: buihonglongion@gmail.com

Thanh vien ke can: ThS. Pham Sy Hoan Email: pshoan.vnio@gmail.com  

 

 Thủy triều

                                    Mở đầu

           Thủy triều là một trong những hiện tượng kỳ diệu của tự nhiên rất gần gũi với con người từ bao đời nay. Vào thế kỉ 12 ở nước Anh, nông dân vùng ven biển đã chế tạo ra cối xay bột nhờ lợi dụng sức chảy của dòng triều, sau đó còn tạo ra điện thủy triều là nguồn tài nguyên vô giá mà rẻ tiền. Nước ta có vùng biển rộng lớn với thủy triều phong phú và đặc sắc. Nhân dân ta từ xưa vốn đã quan sát và tích lũy nhiều kinh nghiệm quý báu về thủy triều và lợi dụng thủy triều vào sản xuất nông nghiệp, đánh cá, làm muối và đi biển. Và độc đáo hơn nữa, trong công cuộc dựng nước và giữ nước ông cha ta  đã lập nên những chiến thắng lẫy lừng hiếm có do vận dụng thủy triều một cách tuyệt vời qua các trận đánh: trận Bạch Đằng Giang chống quân Nam Hán năm 938, trận thủy chiến chống quân Nguyên năm 1288, trận đánh quân Xiêm và tay sai trên sông Tiền tại khu vực Rạch Gầm - Xoài Mút năm 1785...

Mặt biển không khi nào phẳng lặng, dù trong khoảnh khắc, ngay trong điều kiện gió lặng, vẫn luôn có chuyển động, nếu ghi lại sự lên xuống của mực nước biển ở một nơi nào đó, ta sẽ thấy một đường cong theo dao động tuần hoàn, đó là hiện tượng thủy triều. Do chuyển động của mặt trăng, mặt trời và trái đất khi chúng cùng nằm trên một đường thẳng gọi là lúc sóc vọng, khi ấy biên độ triều là cực đại. Khi mặt trăng và mặt trời nhìn trái đất dưới một góc vuông gọi là lúc trực thế, khi ấy biên độ triều là cực tiểu. Triều sóc vọng thường không xuất hiện vào lúc sóc vọng mà ở một số vùng có thể sớm hơn, ở một số vùng có thể chậm hơn. Khoảng thời gian giữa các lúc sóc vọng và triều sóc vọng được gọi là tuổi triều. 

         Nghiên cứu thuỷ triều ở Biển Đông có ý nghĩa khoa học to lớn, phục vụ thiết thực cho các hoạt động về hằng hải, khai thác nguồn lợi, xây dựng quốc phòng. Sở dĩ nó có tầm quan trọng lớn lao như vậy là do vị trí và những điều kiện tự nhiên đặc thù riêng cho chế độ động lực của vùng biển. Biển Đông nằm ở khu vực Đông Nam Á tiếp giáp với nhiều quốc gia phát triển, nằm trên đường hàng hải huyết mạch của thế giới. Biển Đông cũng là một trong số ít biển có địa hình phức tạp nhất, vừa có thềm lục địa vào loại rộng nhất thế giới, vừa có vùng biển sâu thẳm rộng lớn với độ sâu trên 2000 m, thậm chí trên 4000 m. Địa hình đáy biển hết sức phức tạp, đường bờ biển quanh co khúc khuỷu, nhiều đảo to, nhỏ cùng hàng loạt vịnh, eo lớn nhỏ đã làm cho chế độ thuỷ động lực nói chung và thuỷ triều nói riêng ở Biển Đông phức tạp, có những đặc thù riêng biệt khác hẳn với các biển trên thế giới. Chính vì vậy, thuỷ triều Biển Đông đã được chú ý nghiên cứu từ rất sớm, ở Việt Nam, những nhận xét có ý nghĩa khoa học đầu tiên về đặc điểm chế độ thuỷ triều trong các vùng biển đã có trong Dư  Địa Chí của Nguyễn Trãi (thế khỷ 15) và nhất là trong Vân đài loại ngữ và Phủ biên tạp lục của Lê Quý Đôn (thế kỷ 18). Nhưng những điều tra và nghiên cứu có ý nghĩa khoa học về thuỷ triều Biển Đông thực sự có được từ đầu thế kỷ 20 với các công trình của Darwin (1905), Poincare (1910) và Ogura (1933. Từ nhiều năm nay dọc theo ven bờ Biển Đông nói chung và ven bờ Việt Nam nói riêng đã thiết lập một hệ thống các trạm nghiên cứu nhằm đo đạc liên tục dao động mực nước biển theo các khoảng thời gian kéo dài khác nhau từ hàng tháng đến hàng năm, thậm chí nhiều năm. Trên cơ sở các chuỗi số liệu này đã tiến hành phân tích tính toán các tham số đặc trưng cho chế độ thuỷ triều như mực nước trung bình, mực nước cực trị, thời gian triều dâng, thời gian triều rút, các hằng số điều hoà thuỷ triều, … cho từng trạm đo đạc. Hệ thống các hằng số điều hoà thuỷ triều dọc ven bờ và đảo là cơ sở cho các nghiên cứu thuỷ triều Biển Đông bằng các phương pháp từ đơn giản lúc ban đầu đến hiện đại ngày nay.

                    Nghiên cứu sự phân bố trong không gian của các đặc trưng thuỷ triều bằng cách giải hệ phương trình động lực thuỷ triều Hướng nghiên cứu này được bắt đầu muộn hơn so với hướng trên nhưng nó phát triển ngày càng mạnh mẽ trong những năm sau này theo sự tiến bộ không ngừng của toán học tính toán và kỹ thuật máy tính.Trước hết phải kể đến những nghiên cứu theo phương pháp tìm nghiệm giải tích của hệ phương trình thuỷ động lực học thuỷ triều. Mặc dù bằng cách này có thể có được nghiệm chính xác của bài toán được biểu diễn bằng các công thức giải tích, song đòi hỏi miền nghiên cứu phải có dạng hình học đơn giản như hình chữ nhật, hình tròn, với độ sâu không đổi hoặc biến đổi theo một quy luật tuyến tính. Chính vì vậy những nghiên cứu thuộc loại này ít được nghiên cứu ở Biển đông, vùng có hình thái bờ và địa hình đáy biến đổi rất phức tạp. Có thể đưa ra công trình theo hướng nghiên cứu này có Phan Phùng (1974) đã tính toán phân bố các sóng triều chính cho vịnh Bắc Bộ và vịnh Thái Lan sau khi đơn giản hoá các điều kiện tự nhiên thực của chúng.

             Phương pháp số trị khác để giải bài toán phân bố không gian của thuỷ triều là dựa trên hệ phương trình thuỷ động lực thuỷ triều phi tuyến với điều kiện biên hỗn hợp, cho trước dao động mực nước trên biên lỏng và sử dụng điều kiện không thấm tại biên cứng. Không sử dụng tính chất dao động tuần hoàn để loại thành phần biến đổi theo thời gian trong hệ phương trình. Hệ phương trình được giữ nguyên để giải ở dạng hyperbplic. Nhiều công trình của nhiều tác giả khác nhau đã tập trung theo phương pháp này để nghiên cứu thuỷ triều trong Biển Đông cũng như trong các vịnh riêng biệt như vịnh Bắc Bộ, vịnh thái Lan. Ngoài ra còn có thể đến những công trình được thực hiện trong khuôn khổ các luận án phó tiến sỹ (cũ) trong và ngoài nước như Bùi Hồng long - buihonglongion@gmail.com (1986). Quá trình phát triển nghiên cứu thủy triều có thể phác họa ở sơ đồ sau đây:

 

 

- Thủy văn

             Nghiên cứu trường nhiệt - muối biển Đông

            Qua phân tích số liệu nhiệt độ, độ muối trên phạm vi toàn Biển Đông vào mùa Hè và mùa Đông, ở các tầng sâu 0 m, 10 m, 30 m, 50 m và 100 m, tác giả (duongpx63@yahoo.com) : Vào mùa Đông nhiệt độ nước biển các tầng 0 m, 10 m, 30m, 50 m có xu thế nóng dần lên từ phía Bắc xuống phía Nam, nhưng ở tầng sâu 100 m nhiệt độ không chênh lệch nhiều như ở các tầng trên. So sánh nhiệt độ nước biển tầng 100 m ở trong tháng 1 và tháng 7 cho thấy nhiệt độ nước biển ở phần phía Bắc Biển Đông từ 15o đến 23o vĩ độ Bắc vào tháng 1  (mùa Đông) lại cao hơn nhiệt độ nước biển vào tháng 7 (mùa Hè). Nhiệt độ trung bình của toàn bộ khối nước biển từ  0 m đến 100 m trong tháng 1 là 24.340 C và tháng 7 là 25.990 C. Độ muối của toàn bộ khối nước biển từ  0 m đến 100 m của Biển Đông ở tháng 1 trung bình là 33.84 o/o o và tháng 7 là 33.79 o/o o. Sự chênh lệch độ muối trung bình giữa mùa Hè và mùa Đông là –0.05 o/oo, tức là ở mùa Đông thì độ muối lại cao hơn ở mùa Hè là 0.05 o/oo.

            Vào mùa gió Đông bắc có khối nước lạnh ở phía Bắc chảy về phía Nam ven theo ven bờ biển Việt Nam có thể kéo vùng biển phía Nam, xuất hiện các tâm độ muối thấp và cao, tâm muối thấp nằm về phía Nam biển Đông và tâm độ muối cao (34.70 o/o o)  lại nằm ở phía Bắc biển Đông.

Vào mùa gió tây nam ở các tầng của biển Đông luôn luôn xuất hiện một tâm độ muối cao ở khu vực có toạ độ khoảng từ 109.50 đến 1140 E và từ 100 đến 140 N (khu vực Nam Trung Bộ) ở tất cả các tầng sâu. Đây là hiện tượng nước trồi ở khu vực Nam Trung Bộ mà nhiều đề tài, tài liệu đã đề cập đến.

          Nghiên cứu trường thủy âm

            Công cuộc nghiên cứu biển của nước ta đã được bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ trước, các nhà hải dương học đã kế tiếp nhau qua nhiều thế hệ nhưng không có người nào nghiên cứu chuyên về thủy âm, việc này có thể do nhiều nguyên nhân, trong đó nguyên nhân chủ yếu là do nước ta trong sau thời kỳ chiến tranh chống Mỹ, nền kinh tế còn nghèo nàn, hơn nữa khi ấy chúng ta cũng chưa có nhu cầu lớn trong việc sử dụng các kiến thức về trường thủy âm để phát triển kinh tế và quốc phòng.

            Trong những năm gần đây, nghiên cứu trường thủy âm ở nước ta mới bắt đầu được tiến hành và các công trình nghiên cứu về thủy âm bắt đầu xuất hiện (Phạm Văn Thục 1999 – 2006, Nguyễn Bá Xuân ba_xuan04@yahoo.com 2006 -2008), nhằm cung cấp những hiểu biết cơ bản về trường thủy âm trong biển và đại dương tại các vùng biển Việt Nam. Các công trình nghiên cứu đã bước đầu đã xác định được quy luật phân bố, cũng như các đặc điểm của trường sóng âm, nhằm tạo cơ sở cho những nghiên cứu sau này.

            Giai đoạn 1995-1999, phân viện Hải dương học tại Hà Nội thuộc Viện Hàn lâm KH và CN Việt Nam đã tiến hành một đề tài cấp Viện Hàn lâm KH và CN Việt Nam với tiêu đề ”Nghiên cứu trường sóng âm trên vùng biển Việt Nam”. Các kết quả nghiên cứu của đề tài đã thu được bao gồm: Bước đầu tiếp cận các phương pháp nghiên cứu trường thủy âm trong môi trường nước biển; Nghiên cứu quy luật phân bố chủ yếu trong không gian và thời gian của trường vận tốc âm tại các vùng biển Việt Nam; xây dựng được các sơ đồ vận tốc âm trong mùa hè và mùa đông cho vùng biển Việt Nam; Các dạng mặt cắt phân bố thẳng đứng của tốc độ âm đối ở các vùng biển chủ yếu của nước ta; Những nghiên cứu ban đầu về đặc điểm và tính chất của trường tạp âm gây ra từ các nguồn khác nhau; Đặc điểm của trường âm tại vùng nước trồi nam Trung bộ.

            Tiếp theo sau đó, vào năm 2002-2005 đã thực hiện đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu các đặc trưng của trường sóng âm và trường sóng nội vùng biển Việt Nam”, do PGS. TS Phạm Hồng Thuận, giám đốc Học Viện Hải Quân chủ trì, gồm các cơ quan tham gia chính là: Viện Hải dương học (Nguyễn Bá Xuân ba_xuan04@yahoo.com, phòng Vật Lý biển), Học viện Hải Quân, Trường đại học KHTN Hà Nội và Học Viện Quân Sự. Đề tài tập trung nghiên cứu trên cơ sở 2 nội dung chính có liên quan mật thiết với nhau, đó là: nghiên cứu các đặc trưng của trường sóng âm và sóng nội vùng biển Việt Nam. Về nghiên cứu các đặc trưng của trường sóng âm, đã thu được các kết quả như sau: đã thu thập và tổng hợp được các nguồn số nhiệt nhiệt độ và độ muối của biển Đông đã khảo sát trong quá khứ mà hiện đang lưu trữ ở ngân hàng dự liệu biển Việt Nam, nhằm mục dích xây dựng các sơ đồ phân bố trung bình mùa cùa trường nhiệt độ, độ muối, tốc độ âm tại các tầng nước chuẩn, sơ đồ phân bố lớp nhất và lớp đột biến của nhiệt độ; nghiên cứu cấu trúc phân bố thẳng đứng của trường tốc độ âm tại các mặt cắt chuẩn; xác dịnh các kênh âm tầng sâu và tầng mặt; tính toán khoảng cách truyền âm và khúc xạ tia âm bằng việc tính toán mô hình lan truyền sóng âm trong biển; tính toán và xác định khoảng cách truyền âm bằng các đo đạc thực nghiệm; xác định tần số nổi của sóng nội tại các vùng biển Việt Nam; tính toán biên độ sóng nội theo mô hình; xác định ảnh hưởng tác động của trường sóng nội đến trường tốc độ âm...  

     

Tóm lại, các kết quả nghiên cứu của các đề tài mà các nhà khoa học Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu, bước đầu đã cho thấy rằng: môi trường truyền âm tại các vùng biển Việt Nam và biển Đông là khá phức tạp, đa dạng và có liên quan mật thiết với các quá trình động lực dòng chảy, sóng nội và hiện tượng nước trồi. Tuy nhiên, đánh giá chung về mặt chưa được của các nghiên cứu, đó là các kết quả nghiên cứu chưa được kiểm chứng bằng các số liệu đo đạc thực nghiệm trên biển, các số liệu đo đạc còn ít, thiếu sự đồng bộ và chi tiết so với yêu cầu cần nghiên cứu về một đối tượng phức tạp, thiết bị đo đạc không hiện đại, do đó độ tin cậy của các kết quả nghiên cứu chưa giám khẳng có thể ứng được vào quốc phòng một cách có hiệu quả. Kinh phí hạn hẹp và thời gian triển khai thì quá ngắn đã không cho phép điều kiện nghiên cứu sâu hơn về các đặc trưng của trường thủy âm và các đối tượng khác có liên quan. 

 

    Tháng 7/2013 Tập thể phòng vật lý đã chủ trì đấu thầu đề tài “Nghiên cứu các đặc trưng của trường thuỷ âm trên vùng biển Đà Nẵng - Cà Mau phục vụ các hoạt động kinh tế - quốc phòng” với mục tiêu:   

1. Làm rõ các đặc điểm, đặc trưng trường thủy âm vùng biển Đà Nẵng - Cà Mau, quá trình lan truyền âm trong môi trường nước biển.  

 2. Có được bản đồ thuỷ âm tỷ lệ 1/500.000 về các đặc trưng của trường thuỷ âm vùng nghiên cứu nhằm phục vụ các hoạt động kinh tế-quốc phòng.

 

 

You must be a registered subscriber in order to view this Article.
To learn more about becoming a subscriber, please visit our Subscription Services page.

Written By: Phạm Xuân Dương
Date Posted: 12/27/2013
Number of Views: 11421

Return
Error An error has occurred.
Error: Unable to load the Article Details page.

  
Copyright © 2012 - Oceanographic Data; GIS & Remote Sensing Application
  Search