Luận văn Nghiên cứu các cấu trúc hải dương phục vụ dự báo ngư trường vùng biển khơi miền Trung Việt Nam

về nhiệt độ, độ muối, oxy hoà tan, ... đã được đo từ trước tới thời điểm năm 1994 và xây dựng các trường trung bình một độ kinh, vĩ cho từng tham số này bằng cách sử dụng kỹ thuật phân tích khách quan. Dữ liệu profile ứng 29 với các tầng quan trắc nhưng đã được nội suy về các tầng chuẩn có kèm theo các mã kiểm tra, được phân phát cho cộng đồng hải dương học quốc tế sử dụng dưới dạng loạt đĩa CD-ROM gọi là World Ocean Atlas 1994. Năm 1998 tái bản bổ sung thành World Ocean Atlas 1998, đến năm 2001 lại tái bản bổ sung thành WOA 2001. Ngoài ra loạt đĩa CD-ROM này còn chứa những mảng số liệu phân tích khách quan trung bình ô vuông 1o ×1o kinh, vĩ của từng tham số quan trắc đã nói trên và các đặc trưng thống kê ô vuông 5o×5o kinh, vĩ các tầng chuẩn từ mặt tới 5.500 m. Một số profile sâu hơn có thêm các tầng chuẩn bổ sung là 6000m, 6500m, 7000m, 7500m, 8000m, 8500m, 9000m. Từ cơ sở dữ liệu này bộ môn Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã trích ra được 137181 trạm thuộc biển Đông. Trong đó có một số trạm nằm trong vùng biển xa bờ Miền Trung và giữa Biển Đông. Số liệu này được phân loại, thống kê cho từng tháng. • Những nguồn dữ liệu trong nước Sự nghiệp điều tra nghiên cứu vùng biển Việt Nam thực sự được tiến hành một cách hệ thống từ những năm 20 của thế kỷ XX với những giai đoạn hoạt động chính từ năm 1954-1975, và giai đoạn sau năm 1975. Nguồn dữ liệu trong nước được thu thập chủ yếu từ các chuyến điều tra khảo sát thuộc các đề tài dự án do Viện quản lý hoặc các đề tài dự án hợp tác quốc tế. Đây là nguồn số liệu quý vì nó có tính đồng bộ cả về thời gian và địa điểm với số liệu cá được thu thập. Số liệu của một số đề tài dự án được sử dụng chủ yếu ở đây là: Chương trình Thuận Hải-Minh Hải, Chương trình thăm dò khảo sát nguồn lợi hải sản biển Việt Nam hợp tác với Liên Xô trước đây (1979 - 1988), Đề tài điều tra nguồn lợi sinh vật biển quần đảo trường Sa (1994 - 1997), Dự án JICA (1995 - 1997), Dự án ALMRV -I (1996 -1998) và ALMRV - II (1999 - 2004), Dự án Thăm dò khai thác nguồn lợi hải sản phục vụ phát triển nghề cá xa bờ (1998 - 1999), Dự án SEAFDEC (1999 - 2000), Đề tài KC09.03, Dự án ALMRV –II (2003-2005), Đề tài nghiên cứu nguồn lợi cá nổi nhỏ (2003-2006. Đề tài Dốc thềm lục địa (2005- 2006), đề tài KC09.14/06-10 (2008-2010) v.v.. 30 Từ các nguồn số liệu nêu trên, đã tiến hành trích các trạm đo nằm trong phạm vi vùng biển xa bờ miền trung (từ vĩ tuyến 6oN trở lên 170N phía bắc và từ kinh tuyến 107oE đến 1170E). Tổng số các trạm thu được là 55 400 trạm. Sơ đồ biểu diễn sự phân bố các trạm chứa số liệu quan trắc nhiệt-muối được thể hiện trên hình 11. Trên cơ sở dữ liệu này tiến hành xây dựng trường nhiệt độ, độ muối trung bình tháng nhằm mục đích phục vụ cho việc tính toán và nghiên cứu các câu trúc nhiệt đặc trưng, công việc này được thực hiện như sau: Số liệu nhiệt độ tại các trạm đo nằm trong ô lưới 0,5o× 0,5o kinh, vĩ của từng tháng sau khi đã được chỉnh lý sơ bộ đã tiến hành lấy trung bình thành một chuỗi số liệu nhiệt độ, độ muối đặc trưng cho tháng đó, ô đó. Theo phương thẳng đứng các giá trị nhiệt độ và độ muối được nội suy tuyến tính cho các tầng sâu: 0m, 10m, 20m, 30m, 40m, 50m, 60m, 75m, 100m, 125m, 150m, 200m, 250m, 300m, 400m, 500m, 600m, 800m. va cũng đã được lấy trung bình tháng trên từng ô lưới 0,5độ kinh-vĩ Hình 11. Phân bô số lượng trạm lịch sử có thu thập nhiệt độ nước biển 31 1.3.2. Cơ sở dữ liệu cá Vietfish base Riêng vùng biển xa bờ Miền Trung và giữa Biển Đông thuộc phạm vi nghiên cứu của đề luận văn (6-17oN, 107-117oE), các thông tin về dữ liệu của CSDL nghề cá xa bờ được thể hiện trên hình 12đến 14 và bảng 4, 5, 6, 7, 8 Có thể thấy mặc dù dữ liệu nghề cá xa bờ đã có một dung lượng khá lớn (28153 lượt trạm cho cả 3 nghề, chiếm trên 70% dung lượng của CSDL VietFishBase), song lại tập trung chủ yếu vào lượng dữ liệu thu được từ sổ nhật ký khai thác (trên 92%) mà chất lượng đang còn phải kiểm tra thêm, trong khi số lượng dữ liệu thu được từ các chuyến điều tra khảo sát và giám sát nghề cá (có chất lượng cao hơn) còn khá khiêm tốn. Bảng 4. Nguồn số liệu nghề câu vàng Nguồn Tên đề tài/dự án (tên tóm tắt) Năm Số chuyến Dự án Đánh giá nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV) 2000-2001 4 Đề tài điều tra hiện trang nguồn lợi và môi trường vùng biển quần đảo Trường Sa 2001-2003 4 Nghiên cứu trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi (chủ yếu là cá ngừ vằn, ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to) và hiện trạng cơ cấu nghề nghiệp khu vực biển XBMT và Đông Nam Bộ 2002-2004 4 Đề tài Nghiên cứu cải tiến và ứng dụng công nghệ mới trong nghề câu cá ngừ đại dương ở vùng biển miền Trung và Đông Nam Bộ. 2005 1 Xây dựng mô hình dự báo cá khai thác và các cấu trúc hải dương có liên quan phục vụ đánh bắt xa bờ ở vùng biển Việt Nam 2001-2004 3 Số liệu điều tra khảo sát Đề tài Ứng dụng và hoàn thiện quy trình công nghệ dự báo ngư trường phục vụ khai thác hải sản xa bờ, KC.09.14/06-10 2008 2 Dự án Đánh giá Nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV) 2001 1 Nghiên cứu, thăm dò nguồn lợi hải sản và lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp phục vụ phát triển nghề cá xa bờ Việt Nam. 2000-2001 3 Đề tài điều tra hiện trang nguồn lợi và môi trường vùng biển quần đảo Trường Sa 2001-2003 3 Xây dựng mô hình dự báo cá khai thác và các cấu trúc hải dương có liên quan phục vụ đánh bắt xa bờ ở vùng biển Việt Nam 2001-2004 2 Số liệu giám sát Đề tài Ứng dụng và hoàn thiện quy trình công nghệ dự báo ngư trường phục vụ khai thác hải sản xa bờ, KC.09.14/06-10 2009-2010 8 Đề tài Nghiên cứu lập dự báo ngư trường khai thác cá biển và một số loài đặc sản ở biển Việt Nam 2000-2008 72 tàu Số liệu nhật ký khai thác Đề tài Ứng dụng và hoàn thiện quy trình công nghệ dự báo ngư trường phục vụ khai thác hải sản xa bờ, KC.09.14/06-10 2008-2010 45 tàu/1 tháng (14 tháng) 32 Bảng 5. Nguồn số liệu nghề lưới rê Nguồn Tên đề tài/dự án (tên tóm tắt) Năm Số chuyến Dự án JICA, RIMF-JICA, June 1996 1996-1997 3 Dự án giữa Biển Đông (Giua Bien Dong Proj.) 1999 2 Dự án Đánh giá Nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV) 2000-2005 9 Dự án ven bờ 2001-2002 3 Đề tài điều tra hiện trang nguồn lợi và môi trường vùng biển quần đảo Trường Sa 2001-2003 4 Nghiên cứu trữ lượng và khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi (chủ yếu là cá ngừ vằn, ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to) và hiện trạng cơ cấu nghề nghiệp khu vực biển XBMT và Đông Nam Bộ 2002-2003 3 Số liệu điều tra khảo sát Xây dựng mô hình dự báo cá khai thác và các cấu trúc hải dương có liên quan phục vụ đánh bắt xa bờ ở vùng biển Việt Nam 2003 2 Số liệu giám sát Dự án Đánh giá Nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV) 2001-2002 5 Đề tài Nghiên cứu lập dự báo ngư trường khai thác cá biển và một số loài đặc sản ở biển Việt Nam 2000-2008 243 tàu Số liệu nhật ký khai thác Đề tài Ứng dụng và hoàn thiện quy trình công nghệ dự báo ngư trường phục vụ khai thác hải sản xa bờ, KC.09.14/06-10 2008-2010 9 tàu/1 tháng (14 tháng) Bảng 6. Nguồn số liệu nghề lưới vây Nguồn Tên đề tài/dự án (tên tóm tắt) Năm Số chuyến Dự án Đánh giá Nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV) 2001 2 Số liệu điều tra khảo sát Đề tài Nghiên cứu nguồn lợi cá cơm ở vùng biển Tây Nam Bộ 2005-2006 3 Số liệu giám sát Dự án Đánh giá Nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV) 2001-2005 10 Đề tài Nghiên cứu lập dự báo ngư trường khai thác cá biển và một số loài đặc sản ở biển Việt Nam 2000-2008 161 tàu Số liệu nhật ký khai thác Đề tài Ứng dụng và hoàn thiện quy trình công nghệ dự báo ngư trường phục vụ khai thác hải sản xa bờ, KC.09.14/06-10 2008-2010 6 tàu/1 tháng (14 tháng) 33 Bảng 7. Số bản ghi theo thành phần loài và theo trạm trong CSDL nghề cá Số lượng bản ghi theo loài Số lượng bản ghi theo trạm Loại Nghề Nhật ký Khảo sát Giám sát Cộng Nhật ký Khảo sát Giám sát Cộng Câu 30385 1810 779 32974 15230 651 216 16097 Rê 25048 15326 1078 41452 10160 4391 119 14670 Vây 17492 2174 5647 25313 8585 146 387 9118 Tổng 72925 19310 7504 99739 33975 5188 722 39885 Hình 12. Mật độ các trạm nghề câu trong CSDL nghề cá xa bờ Hình 13. Mật độ các trạm nghề rê trong CSDL nghề cá xa bờ Hình 14. Mật độ các trạm nghề vây trong CSDL nghề cá xa bờ Bảng 8. Thống kê số lượng trạm và tỷ lệ số lượng trạm theo nghề trong CSDL nghề cá vùng biển XBMT&GBĐ Nguồn Nghề câu Nghề rê Nghề vây Cộng Nhật ký 14041 94,26% 5126 80,86% 6866 99,25% 26033 92,47% Khảo sát 590 3,96% 1171 18,47% 15 0,22% 1776 6,31% Giám sát 265 1.78% 42 0,66% 37 0,53% 344 1,22% Tổng 14896 100% 6339 100% 6918 100% 28153 100% 34 1.3.2. Phương pháp v Phương pháp chuyên gia:Trong quá trình làm luận văn, tôi có tham khảo ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực sinh học, sinh thái cá, dự báo cá. Tôi có tham gia buổi sermina do bộ môn tổ chức , tham gia hội thảo do đề tài KC09.14/06-10 nhằm thu thập các ý kiến định hướng tiếp cho tôi về mặt nội dung khoa học của luận văn . v Các đặc trưng cấu trúc nhiệt độ nước biển được tính toán bằng các phương pháp chuẩn và thông dụng trong hải dương học, cụ thể như sau: - Nhiệt độ tầng mặt và các tầng chuẩn được tính trung bình tháng trên từng ô lưới 0,5độ. Giá trị được quy về tâm ô. - Dị thường nhiệt độ tại mỗi ô trong từng tháng được tính theo công thức sau: Anoma (x,y)= T(x,y) – T(x,y) Trong đó: Anoma(x,y): Dị thường nhiệt độ tại ô có toạ độ x, y T(x,y): Nhiệt độ trung bình tháng nhiều năm tại ô lưới tính T(x,y) : Nhiệt độ trung bình nhiều năm tại điểm lưới tính - Giá trị Gradien nhiệt độ tại mỗi ô lưới tại tầng mặt và ở các tầng chuẩn được tính theo 16 hướng cơ bản và chọn lấy giá trị lớn nhất. - Độ dày lớp đồng nhất trên được xác định theo gradien nhiệt độ theo độ sâu với tiêu chí Gradien T=
T/
Z ≤ 0,050C/m. - Lớp đột biến nhiệt độ được xác định theo gradien nhiệt độ theo độ sâu với tiêu chí Gradien T=
T/
Z > 0,050C/m. - Phương pháp phân tích tương quan nhiều biến là công cụ hiệu quả được sử dụng để đánh giá định lượng mối quan hệ này, từ đó xây dựng được các dự báo ngư trường khi có được các dự báo môi trường. Phương trình hồi quy có dạng: ∑ = += m i ii xaay 1 0 . Trong đó, y (biến phụ thuộc – chính là giá trị CPUE) là năng suất khai thác; a0, ai – các hệ số (được tìm theo phương pháp bình phương nhỏ nhất), m - số lượng các biến độc lập, xi - các biến độc lập, bao gồm các đặc trưng hải dương - Sử dụng các phần mềm Mapinfor, surfer, Excel, để thể hiện phân bố các yếu tố cấu trúc nhiệt biển trên các bản đồ, mặt cắt, đồ thị, bảng. 35 Chương 2. Một số cấu trúc hải dương đặc trưng tại vùng biển nghiên cứu 2.1. Phân bố và biến động trường nhiệt độ nước biển tầng mặt Thời kỳ các tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, phân bố nhiệt độ nước biển tầng mặt cho thấy có một lưỡi nước lạnh ép sát vùng ven bờ phía tây vùng biển, phát triển mạnh dần và mạnh nhất vào tháng 1 sau đó yếu dần đến tháng 4, nhân lưỡi nước này nhỏ hơn 24,50C. Nhiệt độ tại các khu vực ngoài khơi vùng biển nghiên cứu trong thời kỳ này, nhiệt độ có xu thế tăng dần về hướng đông nam (hình 15). Hình 15. Phân bố trung bình nhiều năm nhiệt độ nước biển tầng mặt (0C) tháng 1(bên trái) và tháng 4 (bên phải) Thời kỳ tháng 5 đến tháng 10 hình thế phân bố nhiệt độ nước biển trên vùng biển nghiên cứu cho thấy có một tâm nước lạnh khu vực ven biển bình thuận phát triển mạnh dần với nhân nhiệt có nhiệt độ nhỏ hơn 280C lớn nhất vào thời kỳ tháng 7, 8. Sau đó vùng nước này có diện tích thu hẹp dần và được thay thế bởi hình thế lưỡi nước lạnh mùa đông vào tháng 11. Theo các kết quả nghiên cứu trước đây của các tác giả vùng nước lạnh nêu trên trong thời kỳ này chính là vùng tâm nước trồi được tạo nên bởi hiệu ứng do gió mùa tây nam tạo nên. 36 Hình 16. Phân bố trung bình nhiều năm nhiệt độ nước biển tầng mặt (0C) tháng 7(bên trái) và tháng 10 (bên phải) Biến trình nhiệt độ trung bình nhiều năm của các tháng trong toàn vùng biển nghiên cứu cho thấy: nhiệt độ toàn vùng có xu hướng tăng cao vào tháng 5 giảm nhẹ vào các tháng 6, 7 và 8 sau đó tăng nhẹ vào tháng 9, sau đó giảm mạnh, thấp nhất vào tháng 1 và tiếp tục tăng vào đến tháng 5 (hình 17), khoảng dao động (26,03-29,40C). Hình 17. Biến trình trung bình nhiệt độ nước tầng mặt toàn vùng biển nghiên cứu Như vậy kiểu biến trình của nhiệt độ nước biển tương tự với kiểu biến đổi nhiệt độ không khí trong vùng biển phía nam: một năm có một cực đại chính và một cực đại phụ. 37 Tuy nhiên, trong các biến trình năm của nhiệt độ trung bình theo các tháng tại các điểm trên các kinh tuyến cho thấy, những điểm ở ven bờ phía tây, nơi chịu ảnh hưởng của tâm nước trồi nam trung bộ thì xuất hiện hiện tượng hai cực đại như đã nêu trên. Khu vực ngoài khơi bờ biển Bình Thuận, cực tiểu nhiệt độ xuất hiện sớm vào tháng 7 (hình) trong khi khu vực phía bắc xuất hiện muộn hơn vào tháng 9 (hình 18). Đây là hệ quả của thay đổi về cường độ hoạt động của vùng nước trồi từ đầu mùa đến cuối mùa gió tây nam. Hình 18. Biến trình năm nhiệt độ nước bỉên ở các tầng tại điểm (109,25 và 10,25) Hình 19. Biến trình năm nhiệt độ nước biển ở các tầng tại điểm (110,75 và 15,75) Ở ngoài khơi, biến trình nhiệt độ nước biển lớp nước tầng mặt tại vùng biển cho thấy ít chịu ảnh hưởng bởi sự hoạt động của vùng nước trồi nam trung bộ, trong năm nhiêt độ lớp nước tầng mặt thể hiện chung một xu thế là thấp nhất vào tháng 1, tăng dần từ tháng 3 đến tháng 5, giảm không nhiều từ tháng 5 đến tháng 10 sau đó giảm mạnh đến tháng 12 (hình 20). 38 Hình 20. Biến trình năm nhiệt độ nước biển ở các tầng tại điểm (113,25 và 13,25) 2.2. Dị thường nhiệt độ tầng mặt Cá cũng như các sinh vật khác chúng thường thích cư trú và sinh sống ở những vùng có các yếu tố môi trường thuận lợi và ổn định. Qua các thí nghiệm Bull đã kết luận rằng có nhiều loài cá phân biệt được độ chênh lệch nhiệt độ 0,020C [5] và có phản ứng đối với chênh lệch nhiêt độ đó. Dị thường nhiệt độ nước biển tầng mặt thể hiện sự biến động hay mức độ ổn định của nhiệt độ trong vùng biển nghiên cứu vì vậy dị thường nhiệt độ là một trong những yếu tố cấu trúc rất nhiệt quan trọng cần được nghiên cứu trong hải dương học nghề cá. Dị thường nhiệt độ so với giá trị trung bình vĩ độ có những đặc trưng sau: Mùa đông, khu vực có dị thường âm hầu như chiếm trọn toàn dải phía tây Biển Đông. Trị số dị thường âm lớn nhất là -3,6°C gặp ở phía tây bắc vùng biển nghiên cứu vào tháng 1. Đi về phía nam giá trị tuyệt đối của dị thường giảm dần, trên vùng ven bờ Trung Bộ giá trị đó đã nhỏ hơn 1°C. Điều này đã được lý giải ở phần trên trên cơ sở phân tích hiện tượng xâm nhập của các khối nước lạnh từ phía bắc xuống. Đối với phần lớn tầng mặt phía đông Biển Đông dị thường nhiệt độ nước biển có giá trị dương trong các tháng 3 và 4. Mùa hè, có một vùng dị thường âm rộng lớn ngoài khơi Trung Bộ Việt Nam với giới hạn 5-15°N và 109-115°E, và trị số lớn nhất là - 1.2°C. Như đã phân tích ở phần trên, những khu vực có dị thường âm thường gắn liền với các cấu trúc vừa dạng 39 nước trồi. Các vùng biển rộng lớn còn lại đều có dị thường dương với giá trị trong khoảng nhỏ hơn 1°C. Một cách khái quát ta thấy rằng: trong cả mùa hè và mùa đông trên cùng một vĩ tuyến thì phía tây Biển Đông lạnh hơn phía đông. Hình 21. Phân bố trung bình nhiều năm dị thường nhiệt độ tầng mặt(0C) tháng 1 (bên trái) và tháng 4 (bên phải) Hình 22. Phân bố trung bình nhiều năm dị thường nhiệt độ tầng mặt (0C) tháng 7 (bên trái) và tháng 10 (bên phải) 40 2.3. Cấu trúc nhiệt độ thẳng đứng Như đã các thông lượng nhiệt trao đổi qua mặt phân cách biển-khí quyển đóng một vai trò quyết định đối với các đặc trưng chế độ nhiệt nước biển bao gồm nhiệt độ nước mặt biển và cấu trúc thẳng đứng của nhiệt độ. Trước khi đi sâu xem xét biến động phân bố của nhiệt độ nước mặt biển, chúng ta xem xét cấu trúc nhiệt thẳng đứng của toàn bộ các tầng nước biển từ mặt đến đáy. Để nghiên cứu biến đổi nhiệt độ theo độ sâu chúng tôi đã tiến hành xây dựng các biểu đồ phân bố nhiệt động nước biển theo phương thẳng đứng tai tất cả các điểm tâm với ô lưới 0,5x0,50C. Và xây dưng phân bố nhiệt độ theo các mặt cắt đại diện vào các tháng điển hình là tháng 1và tháng 7 trên các vĩ tuyến đại diện cho vùng biển nghiên cứu16,25oN (phía bắc), 11,25oN (giữa) và các mặt cắt kinh tuyến 110,25oE (phía tây), 113,75oE (phía đông) vùng biển nghiên cứu Cấu trúc thẳng đứng của nhiệt độ nước Biển Đông có sự khác biệt đáng kể giữa hai vùng nước nông và nước sâu cũng như giữa hai phần bắc và nam biển. Đối với khu vực ngoài khơi Biển Đông, đường cong phân bố nhiệt độ theo độ sâu hầu như tuân thủ theo quy luật đồng dạng và tương tự như cấu trúc nước nhiệt đới Tây Thái Bình Dương .Với cấu trúc thẳng đứng này chúng ta thấy rõ sự tồn tại của nêm nhiệt mùa và nêm nhiệt cố định cũng như sự độ ổn định của các đặc trưng nhiệt tầng sâu của biển. có thể phân chia chi tiết thành các lớp chính sau đây: Lớp tựa đồng nhất nhiệt bề mặt hay lớp xáo trộn có độ dày khoảng từ 5m đến 50m trong mùa hè và từ 30m đến 100m trong mùa đông. Giá trị nhiệt độ của nước trong lớp này luôn biến đổi theo không gian và thời gian với khoảng biến động từ khoảng 17°C đến 30°C. Khu vực phía bắc và phía tây-bắc Biển Đông có biên độ biến động nhiệt độ lớn nhất, tại các vùng biển phía nam và đông-nam có sự biến động ít nhất. Lớp nêm nhiệt mùa với gradien nhiệt độ theo phương thẳng đứng có giá trị cực đại khoảng 0,09-0,12°C/m trong mùa hè và 0,06-0,09°C/m trong mùa đông. Biên dưới của lớp này biến động theo mùa trong khoảng từ 150m đến 250m. 41 Lớp nêm nhiệt chính (cố định) với nhiệt độ giảm dần một cách đều đặn, có gradient nhiệt độ vào khoảng 0,01°C/m. Biên dưới của lớp này nằm ở độ sâu khoảng từ 900m đến1000m và hầu như không biến đổi theo mùa (hình 26). Phân bố thẳng đứng của nhiệt độ thể hiện trên các mặt cắt dọc và ngang Biển Đông cho thấy vị trí của đường đẳng nhiệt 20°C -“chỉ thị” của lớp đột biến nhiệt độ trong mùa hè cũng như mùa đông hầu như nằm ở khoảng độ sâu từ 80m đến 120m. Tại các tầng sâu hơn các đường đẳng nhiệt phân bố tương đối song song với nhau và ít biến đổi giữa các mùa. Tại các mặt cắt đi qua khu vực Nam Trung bộ cho thấy tại các khu vực tây Biển Đông các đường đẳng nhiệt có xu thế nâng lên liên quan đến hoạt động nước trồi dọc bờ Việt Nam. Hình 23. Phân bố thẳng đứng nhiệt độ nước tại điểm 112oE , 12 oN Quy luật phân bố chung của nhiệt độ nước biển theo độ sâu là giảm dần từ mặt xuống đáy. Tuy nhiên dưới tác động của hoạt động hoàn lưu ngang và đối lưu thẳng đứng, ở vùng biển nghiên cứu thường tồn tại các khối nước khác nhau mà ranh giới phân chia của chúng, đặc biệt là giữa lớp đồng nhất bề mặt và lớp kế tiếp thường tồn tại lớp đột biến nhiệt độ. Độ sâu xuất hiện, độ dày và cường độ đột biến (giá trị Gradien nhiệt độ) biến động theo mùa và theo vùng: Vào chính mùa gió Đông Bắc (tháng 1và 2), tầng này xuất hiện ở độ sâu 50 đến 125 m, trung bình 69m; nhiệt độ từ 20,2-25,50C trung bình là 23,90C. Còn trong chính mùa Tây Nam (tháng 42 7 và 8) là 10 - 75 m, trung bình 45m; nhiệt độ từ 23,1 - 28,20C, trung bình là 26,70C. Chênh lệch nhiệt độ tầng GradienT cực đại tại từng tiểu vùng có thể đạt tới xấp xỉ 6,00C từ mùa gió đông bắc sang mùa gió tây nam. Tại các độ sâu như nhau, giá trị nhiệt độ và hình thái cấu trúc nhiệt theo chiều sâu cũng khác nhau đáng kể giữa vùng này và vùng kia. Đặc điểm này có ý nghĩa rất quan trọng đối với tập tính di cư và tụ đàn của cá theo chiều sâu cột nước. 109.5 110 110.5 111 111.5 112 112.5 113 113.5 114 114.5 115 115.5 116 116.5 -500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 109.5 110 110.5 111 111.5 112 112.5 113 113.5 114 114.5 115 115.5 116 116.5 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Hình 24. Phân bố nhiệt độ trên mặt cắt vĩ tuyến 16,25oN tháng 1 (trái), tháng 4 (phải) 109.5 110 110.5 111 111.5 112 112.5 113 113.5 114 114.5 115 115.5 116 116.5 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 109.5 110 110.5 111 111.5 112 112.5 113 113.5 114 114.5 115 115.5 116 116.5 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Hình 25.Phân bố nhiệt độ trên mặt cắt vĩ tuyến 16,25oN tháng 7 (trái ), tháng 10(phải) 43 110 110.5 111 111.5 112 112.5 113 113.5 114 114.5 115 115.5 116 116.5 117 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 110 110.5 111 111.5 112 112.5 113 113.5 114 114.5 115 115.5 116 116.5 117 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Hình 26 .Phân bố nhiệt độ trên mặt cắt vĩ tuyến 11,75oN tháng 1 (trái) tháng 4 (phải) 110 110.5 111 111.5 112 112.5 113 113.5 114 114.5 115 115.5 116 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 110 110.5 111 111.5 112 112.5 113 113.5 114 114.5 115 115.5 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Hình 27. Phân bố nhiệt độ trên mặt cắt vĩ tuyến 11,75oN tháng 7 (trái ) tháng10 (phải) 7.00 7.75 8.50 9.25 10.00 10.75 11.50 12.25 13.00 13.75 14.50 15.25 16.00 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Hình 28 . Phân bố nhiệt độ trên mặt cắt kinh tuyến 110,25oE trong tháng 1 44 7 7.75 8.5 9.25 10 10.75 11.5 12.25 13 13.75 14.5 15.25 16 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Hình 29. Phân bố nhiệt độ trên mặt cắt kinh tuyến 110,25oE trong tháng 7 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 -500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 Hình 30. Phân bố nhiệt độ trên mặt cắt kinh tuyến 113,75oE trong tháng 1 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Hình 31. Phân bố nhiệt độ trên mặt cắt kinh tuyến 113,75oE trong tháng 7 45 2.4. Độ dày lớp đồng nhất nhiệt độ bề mặt Tại khu vực phía tây vùng biển nghiên cứu, độ dày lớp ĐNTM trong năm thể hiện hai kiểu biến động khá rõ nét. Kiểu thứ nhất như hình vẽ 32, độ dày lớp ĐNTM giảm dần từ tháng 1 đến tháng 3, biến động không đáng kể đên tháng 10 sau đó tăng dần đến tháng 12. Thời gian thay đổi độ dày lớp ĐNTM là trùng hợp so với thời gian hoạt động của hai hệ thống gió đông bắc và tây nam hoạt động luân phiên trên vùng biển này. Kiểu biến động thứ 2 như hình vẽ 33 độ dày lớp ĐNTM có xu thế giảm dần từ tháng 1 đến tháng 3 ổn định đến tháng 6 và tăng lên trong tháng 7, 8 giảm trong thời kỳ tháng 9, 10 với biên độ dao động chung 14,2 -54m. Kiểu biến động này xảy ra ở vùng biển khoảng từ vĩ độ 10,75 trở vào trong khu vực phía nam. Hình 32. Biến trình năm độ dày lớp đồng nhất nhiệt độ tại các điểm nút (từ vĩ độ 11,25oN đến 15,75oN) trên kinh tuyến 110,75oE Hình 33. Biến trình năm độ dày lớp đồng nhất nhiệt độ tại các điểm nút (từ vĩ độ 8,25oN đến 10,75oN) trên kinh tuyến 110,75oE 46 Khu vực phía đông và đông nam vùng biển nghiên cứu có biến trình độ dày lớp ĐNTM tương tự như kiểu thứ nhất. Tuy nhiên, độ dày lớp ĐNTM bắt đầu tăng lên từ tháng 5, hầu như không biến đổi cho đến tháng 11 và giảm mạnh trong tháng 12 (hình 34). Hình 34. Biến trình năm độ dày lớp đồng nhất nhiệt độ tại các điểm nút (từ vĩ độ 12,25oN đến 16,75oN) trên kinh tuyến 114,75oE Độ dày lớp đồng nhất cuãng có sự biến động qua các năm như trong bảng 9. Bảng 9. Biến thiên độ dày lớp đồng nhất nhiệt độ(m) trong mùa đông giữa các năm tại điểm 112 độ kinh đông, 12 độ vĩ bắc Năm 1966 1969 1972 1980 1982 1989 Độ dày lớp ĐNNĐ (m) 66 38 40 50 22 65 Những thí dụ so sánh trên đây về sự biến thiên theo phương thẳng đứng của nhiệt độ trong năm và giữa các năm cho thấy các đặc trưng vật lý lớp mặt biển có biến động đáng kể. Biên độ dao động nhiệt độ trong năm tại điểm vùng khơi này có thể đạt khoảng 3-5°C tại mặt biển. So sánh giữa các năm cho thấy nhiệt độ nước mùa đông biến thiên trong khoảng từ 25- 28°C, trong mùa hè từ 27 đến 29- 30°C, tức chênh lệch giữa các năm cũng đạt khoảng 2- 3°C. Những biến động này, đặc biệt biến động độ dày lớp đồng nhất nhiệt độ có thể có ảnh hưởng nhất định tới sự di cư phương thẳng đứng của các loại cá khai thác và có thể là một trong những đặc trưng cần dự báo trong hải dương học nghề cá 47 Bảng 10. Các giá trị trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất độ dày lớp ĐNTM (m) toàn vùng biển nghiên cứu theo tháng Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhỏ nhất 6 8 8 6 3 6 3 3 4 3 4 4 Trung bình 43.1 37.5 26.5 20.6 19.4 25.9 30.3 31.6 31.1 30.5 35.1 38.8 Lớn nhất 105 77 59 52 51 51 54 77 101 77 76 82 Hình 35. Phân bố trungbình nhiều năm độ dày lớp đồng nhất nhiệt độ bề mặt (m) tháng 1 (bên trái) và tháng 4 (bên phải) Hình 36. Phân bố trungbình nhiều năm độ dày lớp đồng nhất nhiệt độ bề mặt (m) tháng 7 (bên trái) và tháng 10 (bên phải) 48 Theo mặt rộng: cũng như nhiệt độ tầng mặt, phân bố độ dày lớp ĐNTM qua các tháng cũng thể hiện hai hình thế. Từ tháng 1 đến tháng 4, do xáo trộn mạnh bởi hệ thống gió mùa đông bắc cùng với dòng nước lạnh áp sát ven bờ phía tây đi xuống , độ dày lớp ĐNTM khu vực phía đông bắc dày nhất và giảm dần theo hướng đông nam. Từ tháng 4 đến tháng 10, xu thế phân bố độ dày lớp ĐNTM thể hiện xu thế ngược lại với độ dày lớn nhất lớp ĐNTM thường đạt được tại các khu vực phía đông nam hoặc phía nam vùng biển nghiên cứu (hình 35 và 36). Nhưng đặc điểm chung của tất cả các điểm là quy luật biến thiên mùa của độ dày ĐNTM: các tháng mùa hè lớp đồng nhất chỉ là một lớp mỏng gần mặt, độ dày khoảng trên dưới chục mét, hình thành do xáo trộn cơ học dưới tác động của gió và sóng biển trong điều kiện phân tầng nhiệt thẳng đứng rất ổn định, các tháng mùa đông - lớp đồng nhất xâm nhập tới độ dày 50-60 m, thậm chí dày hơn, do có ảnh hưởng bổ sung của đối lưu mùa đông và gió mùa đông bắc mạnh hơn. 2.5. Phân bố và biến động độ sâu mặt đẳng nhiệt 240C Vùng biển nghiên cứu năm ở phía tây Thái Bình Dương, và lưu thông với Thái Bình dương qua nhiều eo biển nhỏ phía đông (Philipin), do tác động của quá trình tương tác lục địa-đại dương-khí quyển xẩy ra trên khu vực tồn tại thường xuyên của bồn nước ấm nhiệt đới-xích đạo lớn nhất hành tinh, các thông lượng nhiệt, ẩm trao đổi giữa biển và khí quyển đã có những biến động rất lớn cả về lượng cũng như hướng giữa các tháng trong năm cũng như giữa các vùng biển khác nhau với những biến động của chế độ nhiệt biển có đặc điểm hai mùa rõ rệt khác với các vùng biển xích đạo - nhiệt đới khác. Mặt khác, theo nhiều tài liệu nghiên cứu sinh học cá và các chuyên gia đã nghiên cứu và khẳng định. Nhiệt độ tối ưu (optimal temperature) cho hoạt động cá Ngừ vây vàng ở các vùng biển thuộc Thái Bình Dương là 24oC. Cả cá trưởng thành và cá chưa trưởng thành đều dành phần lớn thời gian ở tầng nước mặt đồng nhiệt (có nhiệt độ <24oC). . 49 Như vậy, nghiên cứu phân bố và biến động độ sâu mặt đẳng nhiệt độ 24oC là rất cần thiết trong hải dương học nghề cá đặc biệt với vùng biển xa bờ miền Trung và giữa Biển Đông vì đây là vùng biển sâu, có địa hình đáy tương đối phức tạp. Nhìn chung biến đổi trung bình độ sâu trên toàn của lớp nước đẳng nhiệt độ 240C là khá phức tạp, trung bình độ sâu của tầng đẳng nhiệt trong toàn vùng biển tăng dần từ tháng 1 đến tháng 6 giảm xuống đáng kể và tháng 7 và tháng 8 sau đó tăng mạnh và tháng 9 rồi giảm dần đến tháng 12 (37). Tuy nhiên theo số liệu khảo sát thực tế thực tế giá trị nhiệt độ nước biển 24oC có thể quan trắc được ngay tại tầng mặt trong vùng biển nghiên cứu vào những thời kỳ nhiệt độ nước biển đạt cực tiểu (thường vào tháng 1), còn những thời kỳ xảy ra xáo trộn mạnh với lượng bức xạ mặt trời lớn độ sâu của lớp đẳng nhiệt độ 24oC có thể rất lớn. Hình 37. Biến trình năm độ sâu tầng đẳng nhiệt 240C trong toàn vùng biển nghiên cứu Phân bố trung bình độ sâu tầng đẳng nhiệt 24oC theo mặt rộng trong các tháng điển hình được thể hiện trên các hình 38,39. Qua đó cho thấy độ sâu của tầng đẳng nhiệt độ 24oC có sự biến đổi khá lớn theo mặt rộng và giữa các tháng. Theo mặt rộng: trung bình độ sâu tầng đẳng nhiệt 24oC hầu như có xu thế tăng dần từ bờ ra khơi trong tất cả các tháng. Khu vực phía bắc thì giá trị này thay đổi mạnh hơn qua các tháng. Riêng khu vực quần đảo Trường Sa độ sâu của lớp nước đẳng nhiệt độ 24oC thường xuyên đạt giá trị khá cao. Đây là khu vực có lượng bức xạ nhiệt tương đối lớn và ít thay đổi trong năm. 50 Hình 38. Phân bố trung bình nhiều năm độ sâu(m) mặt đẳng nhiệt 240C tháng 1 (bên trái) và tháng 4 (bên phải) Hình 39. Phân bố trung bình nhiều năm độ sâu(m) mặt đẳng nhiệt 240C tháng 7 (bên trái) và tháng 10 (bên phải) Theo mặt rộng: Độ sâu tầng đẳng nhiệt 24oC thể hiện hai xu thế khá rõ rệt. Vào mùa đông sự xâm nhập của lưỡi nước lạnh từ phía bắc xuống làm cho nhiệt độ nước biển dọc theo ven bờ giảm rõ rệt và các đường đẳng độ sâu của lớp đẳng nhiệt độ 24oC trong thời kỳ này cũng tạo thành dạng lưỡi ăn sâu xuống phía nam Vào 51 mùa hè trung bình độ sâu của tầng đẳng nhiệt độ 24oC thể hiện rõ sự ảnh hưởng của các vùng nước trồi, nước chìm khác nhau trong vùng biển, khu vực ngoài khơi bờ biển Bình Thuận. Các đường đẳng độ sâu có giá trị thấp và tăng dần ra khu vực xung quanh. Nhìn chung biến đổi độ sâu mặt đẳng nhiệt độ 24oC là khá rõ theo mùa 2.6. Phân bố và biến động độ sâu mặt đẳng nhiệt 200C Trong hải dương học, mặt đẳng nhiệt độ 20oC được xem như là chỉ thị của lớp đột biến nhiệt độ. Phân bố thẳng đứng của nhiệt độ thể hiện trên các mặt cắt dọc và ngang vùng biển nghiên cứu vào các tháng đại diện cho thấy vị trí của đường đẳng nhiệt 20°C trong mùa hè cũng như mùa đông hầu như nằm ở khoảng độ sâu từ 80m đến 120m. Tại các tầng sâu hơn các đường đẳng nhiệt phân bố tương đối song song với nhau và ít biến đổi giữa các mùa. Tại các mặt cắt đi qua khu vực Nam Trung bộ cho thấy tại các khu vực tây Biển Đông các đường đẳng nhiệt có xu thế nâng lên liên quan đến hoạt động nước trồi dọc bờ Việt Nam. Qua các hình vẽ phân bố độ sâu mặt đẳng nhiệt độ 200C trong 12 tháng cho thấy có sự khác nhau giữa hai mùa gió. Trong mùa gió đông băc, mặt đẳng nhiệt này thường ở độ sâu lớn hơn 90m và cao nhất ở khu vực phía tây bắc vùng biển nghiên cứu. Trong mùa gió tây nam, độ sâu mặt đẳng nhiệt 200C ở khu vực ngoài khơi bờ biển Nam Trung Bộ được nâng lên do hoạt động của khu vực nước trồi, độ sâu nhỏ nhất mặt đẳng nhiệt 200C ở khu vực này là vào tháng 8 (48m). Phân bố độ sâu mặt đẳng nhiệt trong các tháng đại diện 1, 4,7, 10 được trình bày trong các hình vẽ 42 và 43. Do tính chất phân tầng nhiệt độ nên độ sâu mặt đẳng nhiệt độ 200C luôn nằm dưới độ sâu mặt đẳng nhiệt độ 240C. khoảng cách mặt trung bình giữa hai mặt đẳng nhiệt này thường cũng biến đổi theo các tháng tại các khu vực khác nhau của vùng biển nghiên cứu. Biến động trung bình khoảng cách giữa hai mặt đẳng nhiệt theo phương kinh tuyên và theo phương vĩ tuyến được thể hiện trên hình vẽ 40 và 41. Theo phương vĩ tuyến, khoảng cách giữa hai mặt đẳng nhiệt thường biển đổi mạnh từ khu vực kinh tuyến 109.250E đến khu vực 111,250E trong thời kỳ từ tháng 52 8 đây chính là hệ quả của hai hoạt động chính diến ra tại khu vực này đó là hoạt động xam nhập của lưỡi nước lạnh từ phía bắc xuống trong mùa gió đông bắc và sự phát triển của khu vực nước trồi nam trung bộ trong mùa gió tây nam. Từ tháng 9 đến tháng 12 khoảng cách hai mặt đẳng nhiệt này ổn định. Khu vực phía đông vùng biển từ kinh độ 111,750E trở ra khơi, khoảng cách hai mặt đẳng nhiệt độ này ổn định qua các tháng. Hình 40. Biến đổi trung bình khoảng cách hai mặt đẳng nhiệt độ 200C và mặt 240C theo phương kinh tuyến trên vùng biển nghiên cứu. Hình 41. Biến đổi trung bình khoảng cách hai mặt đẳng nhiệt độ 200C và mặt 240C theo phương kinh tuyến trên vùng biển nghiên cứu. Theo phương kinh tuyến cho thấy, ở khu vực phía bắc vùng biển nghiên cứu từ tháng 1 đến tháng 5, khoảng cách hai mặt đẳng nhiệt có sự biến động từ vĩ độ 53 14,75 và càng lên phía bắc, khoảng cách này càng lớn (lớn nhất xấp xỉ 90m vào tháng 1). Khu vực phía nam biến động khoảng cách hai mặt đẳng nhiệt nhỏ hơn so với khu vực phía bắc. Hình 42. Phân bố trung bình nhiều năm độ sâu(m) tầng đẳng nhiệt 200C tháng 1 (bên trái) và tháng 4 (bên phải) Hình 43. Phân bố trung bình nhiều năm độ sâu (m )tầng đẳng nhiệt 200C tháng 7 (bên trái) và tháng 10 (bên phải) 54 2.7. Phân bố và biến động độ sâu biên dưới tầng đột biến nhiệt độ Biến động theo thời gian và các đặc trưng cấu trúc của trường nhiệt độ nước biển là những vấn đề cần nghiên cứu trước khi đi đến kết luận về tính chất của môi trường nước biển và các quá trình vật lý xảy ra trong lớp trên của nó. Lớp nhảy vọt nhiệt độ là lớp có gradient nhiệt độ theo phương thẳng đứng cực đại. Nơi đây thường tập trung sinh vật phù du và các chất lơ lửng làm cho độ trong suốt của nước biển trở nên nhỏ nhất và cũng là nơi tập trung kiếm mồi của nhiều loài cá. Lớp nhảy vọt nhiệt độ (mật độ) còn là lớp có tác dụng làm lệch các tia âm nhiều nhất. Chính vì vậy lớp này thường là đối tượng nghiên cứu của các nhà vật lý, thủy âm học và hải dương học nghề cá. Để đánh giá biến động lớp đột biến nhiệt độ trong vùng biển nghiên cứu trong trong luận văn đã xây dựng các bản đồ phân bố độ sâu biên dưới lớp đột biến nhiệt độ trung bình nhiều năm của 12 tháng với bước lưới 0,5x0,50. Hình 44, 45 là các hình phân bố độ sâu biên dưới tầng đột biến nhiệt độ trong các tháng đại diện (1, 4, 7, 10). Phân bố độ sâu biên dưới lớp đột biến nhiệt độ trong vùng biển nghiên cứu cũng thể hiện tính chất mùa rõ rệt. Trong mùa gió đông bắc khu vực phía tây bắc vùng biển nghiên cứu biên dưới lớp đột biến nhiệt độ đạt độ sâu lớn nhất khoảng 180m, khu vực giữa vùng biển nghiên cứu lớp đột biến nhiệt độ nâng lên cao hơn và chủ yếu có độ sâu là 120- 140m. Khu vực phía đông vùng biển nghiên cứu độ sâu biên dưới lớp đột biến ít biến đổi hơn, phổ biến ở độ sâu 130m-150m Trong mùa gió tây nam xu thế phân bố độ sâu biên dưới tầng đột biến nhiệt độ thể hiện xu hướng ngược lại, xu hướng chung là tăng dần theo hướng đông nam và chịu ảnh hưởng mạnh của vùng nước trồi khu vực nam Trung bộ. Trong phạm vi xảy ra hiện tượng nước trồi, biên dưới lớp đột biến nhiệt độ được nâng nên rõ rệt với độ sâu ở vùng tâm nước trồi là 90m (hình 40) 55 2.8. Phân bố và biến động của các front Front đại dương là một trong những yếu tố rất quan trọng trong hải dương học. Front nhiệt mặt biển là một dạng cơ bản nhất của front đại dương. Trong tất cả các đại dương cũng như các biển, luôn luôn tồn tại sự chênh lệch nhiệt độ theo các Hình 44. Phân bố trung bính nhiều năm độ sâu(m) biên dưới của tầng đột biến nhiệt độ tháng 1 (bên trái) và tháng 4 (bên phải) Hình 45. Phân bố trung bình nhiều năm độ sâu (m)biên dưới của tầng đột biến nhiệt độ tháng 7 (bên trái) và tháng 10 (bên phải) 56 khu vực riêng biệt. Sự chênh lệch này có thể là do sự xâm nhập của các khối nước, quá trình vận chuyển nước của các hoàn lưu hay do sự khác biệt của các yếu tố vật lý, dinh dưỡng. Chính vì thế, nghiên cứu front nhiệt có thể giúp xác định các điều kiện vật lý khác biệt của các khu vực nước rộng lớn, nhờ đó có thể xác định ranh giới của các khối nước hay ranh giới của các dòng chảy lớn... Nghiên cứu front rất quan trọng trong việc nghiên cứu cũng như kết hợp hoàn thiện các trường hải dương khác. Khu vực Biển Đông là khu vực có đặc trưng gió mùa: gió mùa Đông Bắc vào mùa đông và gió mùa Tây Nam vào mùa hè. Trường nhiệt trong Biển Đông cũng có sự thay đổi theo mùa: vào mùa đông, xuất hiện một lưỡi nước lạnh từ phía Bắc xâm nhập sâu xuống phía Nam; mùa hè thường xuất hiện một khu vực nước trồi ở khu vực Nam Trung Bộ. Hai hiện tượng đặc trưng mùa này làm thay đổi rõ rệt trường nhiệt trong Biển Đông. Chính điều này, front trong Biển Đông cũng có sự thay đổi về cường độ và vị trí theo mùa. Khu vực Nam Trung Bộ là khu vực có sự thay đổi nhiệt độ mặt biển rõ rệt cả hai xu thế của trường nhiệt trong Biển Đông. Qua phân tích sơ đồ phân bố các điểm có gradien nhiệt độ theo 12 tháng tại các tầng chuẩn (tầng mặt, 25m, 50m, 75m, 100m, 150m) với tổng số là 72 bản đồ cho thấy: Tại tầng mặt vào các tháng có gió mùa đông bắc (tháng 11 đến tháng 4) front nhiệt độ mặt biển thể hiện rõ sự chi phối củ lưỡi nước lạnh xâm nhập từ phía bắc xuống. Các điểm có gradienT ≥ 0,20C/10km (gọi là front nhiệt) hầu như nằm trên biên của lưỡi nước lạnh, trong các tháng đầu mùa gió đông bắc (tháng 11 và 12) phân bố dải front nhiệt chủ yếu ở phía trên vĩ độ 90N. Các tháng giữa mùa gió đông bắc (tháng 1và 2) front nhiệt xuất hiện sâu ở khu vực phía nam, từ vĩ độ 70N. Vào thời kỳ cuối đông (tháng 3 và 4) front nhiệt có xu hướng đẩy lên phía bắc. Vùng biển xa bờ các dải front nhiệt phân bố rai rác không tạo thành các hình thế rõ như khu vực phía tây. Mùa gió Tây Nam hoạt động các front nhiệt bao quanh vùng biên hoạt động của vùng nước trồi nam trung bộ, về cuối mùa gió tây nam (tháng 8 và 9) khi phạm vi hoạt động của vùng nước trồi mạnh lên, các front nhiệt cũng được mở rộng hơn lên khu vực vùng biển bắc trung bộ. 57 Tại các tầng sâu, các dải front nhiệt cũng có hình thế phân bố theo hai hình thế chính như trên tầng mặt. Tuy nhiên các front nhiệt ở các tầng sâu có sự liên tục hơn và biên ngang rộng hơn so với các dải front nhiệt tầng mặt. càng xuống các tầng sâu, các front nhiệt có xu hướng dịch chuyển về phía bờ hơn. Hình 46. Các khu vực có gradienT ≥ 0,20C/10km tháng 1(trái) và tháng 4( phải) Hình 47. Các khu vực có gradienT ≥ 0,20C/10km tháng 7(trái) và tháng 10( phải) 58 Chương 3. Quan hệ giữa năng suất đánh bắt với một số cấu trúc hải dương đặc trưng 3.1. Mối liên quan định tính giữa ngư trường và một số cấu trúc hải dương Để đánh giá biến động ngư trường trong quan hệ với các cấu trúc hải dương, chúng tôi dựa trên bộ số liệu năng suất đánh bắt bằng nghề câu vàng và chỉ sử dụng số liệu thu thập từ các đợt khảo sát (survey), xây dựng các xu thế biến động của năng suất đánh bắt theo phương kinh tuyến và theo phương vĩ tuyến cho một số có tháng có số liệu, các cấu trúc hải dương cũng được xây dựng tương tự. Trong hình 48 cho thấy trong tất cả các tháng, năng suất đánh bắt lớn hơn 6kg/100 lưỡi câu tập trung chủ yếu từ vĩ độ 110 trở xuống phía nam. Xu thế này khá trùng hợp với xu thế biến đổi trung bình tháng nhiệt độ nước tầng mặt (hình 59), trên vùng biển này biên độ thay đổi nhiệt độ trung bình tháng nhỏ hơn so với khu vực phía bắc. Các cấu trúc nhiệt đặc trưng khác như độ dày lớp ĐNTM, độ sâu các mặt đẳng nhiệt 200C và 240C. Trong khu vực này cũng biến đổi nhỏ hơn so với khu vực phía bắc vùng biển nghiên cứu. Như vậy theo phương kinh tuyến vùng có năng suất đánh bắt bằng nghề câu vàng lớn hơn 6 kg/100 lưỡi câu thường tập trung ở khu vực có cấu trúc nhiệt ổn định hơn. Tuy nhiên, lượng số liệu khảo sát chưa đủ lớn, và chưa đầy đủ theo các tháng để đánh giá được sự di chuyển ngư trường một cách liên tục theo không gian và thời gian. Hình 48. Biến động trung bình năng suất đánh bắt nghề câu vàng theo phương kinh tuyến trên vùng biển nghiên cứu 59 Hình 49. Biến động nhiệt độ nước biển trung bình nhiều năm các tháng theo phương kinh tuyến trên vùng biển nghiên cứu Theo phương vĩ tuyến, năng suất đánh bắt khu vực ven bờ vào tháng 5 và tháng 9 có năng suất đánh bắt khá cao (15- 20kg/100 lưỡi câu). Riêng trong tháng 7 năng suất đánh bắt vùng ngoài kinh tuyến 111,5 có năng suất đánh bắt cao hơn rất nhiều so với các tháng khác (xấp xỉ 30kg/100 lưỡi câu). Những biến động năng suất đánh bắt bằng nghề câu vàng theo phương vĩ tuyến (hình 50) là khá trùng khớp về mặt thời gian hoạt động của vùng nước trồi Nam Trung Bộ và liên quan đến các vùng front xung quanh vùng biên nước trồi này. Như đã biết, hiện tượng nước trồi mang theo rất nhiều các chất hữu cơ hoà tan và các chất khoáng vi lượng quan trọng đối với đời sống thuỷ sinh vật. Nhưng các tầng nước tầng sâu và khu vực tâm nước trồi thường có hàm lượng ôxy hoà tan thấp do bị các chất hữu cơ lắng lắng đọng ở đáy làm tiêu hao. Mặt khác những chất hữu cơ..vv chưa được các sinh vật bậc cao sử dụng ngay mà chỉ tạo điều kiện cho các sinh vật bậc thấp sinh sống như thực vật phù và động vật phù du, từ đó sản sinh ra cả ôxy….Chính vì vậy các loài cá nổi lớn ăn các loài cá bé thường tập trung kiếm mồi ngoài vùng nước dâng. Như trên hình vẽ 50 và 51 chó thấy theo phương vĩ tuyến vùng có năng suất đánh bắt cao vào tháng 7 là ngoài vùng front nhiệt của khu vực nước trồi Nam Trung Bộ 60 Hình 50. Biến động trung bình năng suất đánh bắt nghề câu vàng theo phương vĩ tuyến trên vùng biển nghiên cứu Hình 51. Các khu vực có gradienT ≥ 0,20C/10km tháng 7 61 3.2. Mối liên quan định lượng năng suất đánh bắt và các yếu tố môi trường Bằng phân tích tương quan nhiều biến, mối liên quan giữa năng suất đánh bắt chung của các nghề khai thác câu, rê, vây và các đặc trưng cấu trúc nhiệt biển được thể hiện trong các bảng 12, 13 và 14. Các cấu trúc nhiệt biển đặc trưng được chọn phân tích tương quan với năng suất đánh bắt được trình bày trong bảng 11. Bảng 11. Danh mục các cấu trúc nhiệt biển được chọn làm biến độc lập TT Ký hiệu Đơn vị đo Tên biến 1 T0 0C Nhiệt độ nước biển bề mặt 2 Ano 0C Dị thường nhiệt độ nước biển bề mặt 3 H0 m Độ dày lớp tựa đồng nhất trên 4 T1 0C Nhiệt độ biên dưới lớp đột biến 5 H1 m Độ sâu biên dưới lớp đột biến 6 H0H1 m Độ dày lớp đột biến 7 Gradz 0C/m Gradien nhiệt trung bình trong lớp đột biến 8 H15 m Độ sâu mặt đẳng nhiệt 150C 9 H20 m Độ sâu mặt đẳng nhiệt 200C 10 H24 m Độ sâu mặt đẳng nhiệt 240C 11 H15-20 m Khoảng cách 2 mặt đẳng nhiệt 15-20 0C 12 H20-24 m Khoảng cách 2 mặt đẳng nhiệt 20-24 0C 13 Grad0 0C/10Km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt bề mặt 14 Grad25 0C/10Km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 25m 15 Grad50 0C/10Km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 50m 16 Grad75 0C/10Km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 75m 17 Grad100 0C/10Km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 100m 18 Grad150 0C/10Km Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 150m 62 Đối với nghề câu lượng số liệu tương đối dài (gồm cả ba nguồn Logbook, Survey, Observer) nên đã xác lập được mối tương quan trong 12 tháng và hai vụ Bắc và Nam. Như đã biết mối quan hệ cá – môi trường – khai thác được xem là có ảnh hưởng của rất nhiều các yếu tố khác nhau, tuy nhiên xét riêng tương quan với các yếu tố cấu trúc hai dương cho thấy hệ số tương quan chung giữa năng suất đánh bắt trung bình và các cấu trúc nhiệt biển đều đạt trên 0,53. Bảng 12. Tổng hợp một số thông tin cơ bản của phương trình tương quan đối với nghề câu Tháng R chung Sai số cho phép Độ bảo đảm (%) Độ dài chuỗi Tháng 1 0,59 5,15 78 95 Tháng 2 0,7 5,02 77 144 Tháng 3 0,6 5,44 84 156 Tháng 4 0,6 6,5 91 194 Tháng 5 0,57 5,36 90 144 Tháng 6 0,58 4,24 89 138 Tháng 7 0,74 5,05 75 155 Tháng 12 0,59 3,43 95 129 Vụ Bắc 0,53 4,58 80 167 Vụ Nam 0,57 5,02 82 165 Đối với nghề rê, lượng số liệu rất ít nên việc xác lập mối tương quan giữa năng suất đánh bắt với các cấu trúc hải dương không được đầy đủ như nghề câu. Tuy nhiên hệ số tương quan chung giữa năng suất đánh bắt và các cấu trúc hải dương trong các tháng 5, 6 và 7 đều cho thấy khá cao (trên 0,67- Bảng 12). Đây có thể do phân bố mạng trạm của nghề rê khá hẹp (hình 13) và chủ yếu ở những khu vực thường có các front nhiệt nên hệ số tương quan chung cao hơn so với nghề câu. 63 Bảng 13. Tổng hợp một số thông tin cơ bản của phương trình tương quan đối với nghề Rê Tháng R chung Sai số cho phép Độ bảo đảm (%) n Tháng 5 0,72 8,19 77 98 Tháng 6 0,78 10,88 84 67 Tháng 7 0,67 12,68 88 88 Lượng số liệu của nghề vây còn ít hơn so với nghề rê. Mối tương quan giữa năng suất đánh bắt và các cấu trúc hải dương chỉ được xác lập trong hai tháng là tháng 5 và 6. Tuy có đặc thù là một nghề mang tính chủ động: thấy khu vực có cá tập trung cao thì tiến hành vây bắt, trên thực tế những khu vực này thường do các ngư dân dựng nên các chà rạo, trong đèn dùng ánh sáng để dụ cá đến hoặc có các vật trôi nổi tự nhiên trên mặt biển, là nơi tập trung lượng lớn các loại sinh vật khác nhau làm thức ăn cho cá. Vì vậy năng suất đánh bắt của nghề vây rất có thể chịu ảnh hưởng nhiều của thức ăn hơn so với ảnh hưởng của các cấu trúc hải dương. Bảng 14. Tổng hợp một số thông tin cơ bản của phương trình tương quan đối với nghề Vây Tháng R chung Sai số cho phép Độ bảo đảm (%) n Tháng 5 0.64 307.44 91 85 Tháng 6 0.58 294.22 71 72 64 KẾT LUẬN Luận văn đã thu thập được các tài liệu khí tượng hải dương liên quan đến lĩnh vực hải dương học nghề cá và có nghiên cứu những yếu tố (nhiệt độ không khí, gió, dòng chảy..) ảnh hưởng đến sự phân bố cấu trúc nhiệt trong vùng biển nghiên cứu. Nhiệt độ nước biển tầng mặt thể hiện hai xu thế phân bố cơ bản. Trong các tháng mùa đông thường tồn tại một lưỡi nước lạnh xâm nhập vào vùng biển từ phía đông bắc. Lưỡi nước lạnh này thường có bề rộng lớn hơn ở gần cửa vịnh Bắc Bộ và kết thúc ở thềm lục địa Nam Trung Bộ. Trong các tháng chính hè (tháng 7, 8) vùng nước trồi gần bờ Trung và Nam Trung Bộ phát triển mạnh. Biến trình năm nhiệt độ nước tầng mặt có một cực đại chính và một cực đại phụ. Dị thường nhiệt độ vào các tháng mùa đông dị thường âm chiếm phần lớn bề mặt biển. Trong các tháng mùa hè hầu như có dị thường dương, riêng khu vực ngoài khơi Nam trung bộ, nơi có hiện thượng nước trồi khí gió mùa tây nam hoạt động mạnh trong thời kỳ này xảy ra dị thường âm. Cấu trúc nhiệt thẳng đứng nhiệt độ thể hiện sự phân tầng rõ nét: tầng đồng nhất bề mặt, lớp nêm nhiệt mùa, lớp nêm nhiệt chính (cố định). Độ dày lớp đồng nhất tầng mặt dao động trong khoảng 10 đến 60m. Biến động độ dày lớp ĐNTM theo các tháng có sự khác nhau giữa hai khu vực phía bắc và phía nam vùng biển nghiên cứu và có hai kiểu biến động đặc trưng. Phân bố độ sâu của tầng đẳng nhiệt độ 200C và 240C, lớp đột biến nhiệt độ thể hiện tính chất mùa rõ rệt với hai mùa chính là đông bắc và tây nam. Các Front nhiêt lớp mặt biến động mạnh theo các tháng trong năm, vào mùa đông bắc thể hiện rõ vùng biên nước lạnh từ phía bắc xuống, vào mùa gió tây nam thể hiện vùng biên vùng nước trồi. Các tháng giao thời front phân bố rải rác trên toàn vùng biển. ở các tầng sâu, front nhiệt phân bố liên tục thành các dải có bề ngang rộng hơn và xu thế áp sát vào phía tây hơn. Có mối liên quan định tính và định lượng giữa năng suất đánh bắt với các cấu trúc nhiệt đặc trưng trong vùng biển nghiên cứu (đặc biệt với nghề câu vàng). hệ số tương quan có thể chấp nhận được trong phương trình dự báo. 65 KIẾN NGHỊ 1. Cần tiến hành thu thập số liệu liên bổ tục hơn đáp ứng cho việc nghiên cứu các cấu trúc đặc biệt vùng biển Quần đảo Trường Sa, vì chuỗi số liệu theo tháng (cả về năng suất đánh bắt và số liệu hải dương học) của các ô lưới 0,5x0,5độ tại khu vực biển này còn rất hạn chế. 2. Cần có những nghiên cứu sâu hơn về đặc điểm sinh học sinh thái cá ngừ, đặc biệt là tập tính di cư và bắt mồi của chúng theo không gian và thời gian ngay trên vùng biển nghiên cứu để tìm ra những cấu trúc hải dương đặc trưng như là chỉ thị đối với từng loài cá để đáp ứng phục vụ công tác dự báo ngư trường một cách hiệu quả hơn. 3. Cần có sự quan tâm, ứng dụng các trường cấu trúc hải dương vào công tác dự báo ngư trường, nhằm nâng cao hiệu quả, chất lượng của các bản dự báo hiện đang chỉ sử dụng số liệu năng suất đánh bắt. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng việt 1. Báo cáo tổng kết đề tài số 1 chương trình biển Thuận Hải – Minh Hải, 1981. 2. Võ Văn Lành, Phạm Văn Huấn, 1979. Biến trình năm của nhiệt độ nước ở một vùng biển khơi miền trung Việt Nam. Tuyển tập Nghiên cứu biển, Viện nghiên cứu biển - Viện khoa học Việt Nam, tập 1, phần 2. 3. Võ Văn Lành, Phạm Văn Huấn, Hà Xuân Hùng. cấu trúc và biến trình nhiệt độ ở các tâm nước trồi mạnh trong vùng biển đông nam việt nam, tuyển tập nghiên cứu biển IV – trang 30- 43 (1992) 4. Nguyễn Viết Nghĩa và ctv (2006). Dự báo khai thác cá và một số loài hải sản vụ Bắc và vụ Nam. Viện Nghiên cứu Hải sản. 5. Lê Đức Tố (1995). Luận chứng khoa học cho việc dự báo biến động sản lượng và phân bố nguồn lợi cá. Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Nhà nước KT.03-10. 6. Lê Đức Tố và ctv (1999). Khả năng dự báo cá khai thác ở các vùng biển Việt Nam. Tuyển tập Hội nghị khoa học công nghệ biển toàn quốc lần thứ 4, tập 2: Sinh học, nguồn lợi, sinh thái, môi trường biển. NXB Thống kê. tr 1186-1199. 7. Đinh Văn Ưu (1995). Chế độ khí tượng và hải dương Biển Đông và khả năng dự báo nguồn lợi hải sản. Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số 12. tr 25-30. 8. Chu Tiến Vĩnh, và ctv (1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005). Dự báo khai thác cá và một số loài hải sản vụ Bắc và vụ Nam. Viện Nghiên cứu Hải sản. Tài liệu tham khảo tiếng anh 9. Belkin I.M, 2003. (Graduate School of Oceanography, University of Rhode Island). Front Encyclopedia, Interdisciplinary Encyclopedia of Marine Sciences. 10. Belkin I.M, Cornillon P. (2003). SST fronts of the Pacific coastal and marginal seas, Physical Oceanography, Vol. 1, No. 2, 11. Belkin I.M, Cornillon Peter C., and Kenneth Sherman (2008). Fronts in Large Marine Ecosystems of the World Ocean, Re-submitted to the Progress in Oceanography’ Special Issue on Large Marine Ecosystems. 12. He la, I and T. Laevastu. 1962 Fisheries hydrography, London, Fishing New Books, Ltd. :137pp 13. Lae vastu.T and Ilmo Hela. 1970 Fisheries Oceanography London, Fishing New Books, Ltd. :238pp