Nghiên cứu thử nghiệm xác định front dòng chảy mùa gió mùa tây nam tại vùng biển ven bờ Khánh Hòa

33 Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2015, tập 21, số 2: 33-41 NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH FRONT DÒNG CHẢY MÙA GIÓ MÙA TÂY NAM TẠI VÙNG BIỂN VEN BỜ KHÁNH HÒA Phạm Sỹ Hoàn, Bùi Hồng Long, Nguyễn Bá Xuân Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam Tóm tắt Việc xác định front dòng chảy có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu hải dương học, nó sẽ là định hướng để xác định các front hải dương khác như front nhiệt, mặn Tuy nhiên, cho đến nay, việc tính toán, xác định front dòng chảy, đặc biệt trong vùng ven bờ vẫn còn chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều, có lẽ vì khó khăn trong yêu cầu về mức độ số liệu đo phải đủ dày và đồng bộ. Bài viết đưa ra một vài đặc điểm về sự biến đổi theo phương ngang của các thành phần tốc độ dòng chảy và xác định các front của chúng dựa vào số liệu đo mới nhất về dòng chảy mùa gió mùa tây nam năm 2010. Thành phần dòng chảy theo phương kinh tuyến (bắc - nam) có giá trị lớn hơn và sự biến động mạnh hơn thành phần theo phương vĩ tuyến (đông - tây). Độ lớn (modune) gradient thành phần dòng chảy theo phương kinh tuyến dao động từ 0,03 - 9,76 cm/s/km, theo phương vĩ tuyến từ 0,04 - 6,94 cm/s/km. Giá trị trung bình của các modun này lại rất nhỏ, dao động từ 0,74 - 1,40 cm/s/km (thành phần theo vĩ tuyến), từ 1,36 - 2,01 cm/s/km (thành phần theo kinh tuyến). Do tác động của gió và tương tác với lục địa mà modune gradient của các thành phần dòng chảy tại các tầng nước gần mặt (2 m, 5 m) có giá trị lớn hơn và biến động mạnh hơn tại các lớp nước tầng sâu (25 m, 50 m). Kết quả thống kê của modune gradient các thành phần tốc độ dòng chảy cho ta đưa ra chỉ tiêu xác định front (bắt đầu xuất hiện front các thành phần tốc độ dòng chảy), thành phần tốc độ dòng chảy theo phương vĩ tuyến là >2,44 cm/s/km; thành phần tốc độ dòng chảy theo phương kinh tuyến là >3,94 cm/s/km. THE EXPERIMENTAL STUDY ON CURRENT FRONTS DURING THE SOUTHWEST MONSOON IN THE COASTAL WATERS OF KHANH HOA PROVINCE Pham Sy Hoan, Nguyen Ba Xuan, Bui Hong Long Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology Abstract Calculation of current fronts plays the important role in oceanographic research. It will be the key for calculating other fronts in oceanography as temperature, salinity However, up to now calculation of current fronts in the coastal areas has not been interested specially, because it may be not enough samples. Some characteristics of gradient of the current components and their fronts were defined depending on newly observed data in July and August 2010. Values of gradient of longitudinal current component were higher and more variant than latitudinal current component. Values of gradient module of longitudinal and latitudinal current components varied from 0.03 to 9.76 cm/s/km and from 0.04 to 6.94 cm/s/km respectively. 34 Average values of gradient of these components were very small, from 0.74 to 1.40 cm/s/km (latitudinal component) and from 1.36 to 2.01 cm/s/km (longitudinal component). Gradient module near the surface layers (2 m and 5 m of depth) was higher and more variant than that at deeper layers (25 m and 50 m). The front index, which current components begin forming fronts, was defined by more 2.44 cm/s/km and more 3.94 cm/s/km for longitudinal and latitudinal current component correspondingly depended on statistical gradients. I. MỞ ĐẦU Front là dải biên giữa hai khối nước khác nhau (Douglas A. Segar, 1998). Các front hầu như luôn đi kèm với sự tăng cường gradient ngang của các yếu tố như: nhiệt độ, độ muối, mật độ, chất dinh dưỡng và các đặc trưng khác (Fedorov, 1986; Belkin, 2003). Các front và các dòng chảy liên quan rất quan trọng trong vận chuyển nhiệt, muối, tương tác biển – khí quyển và các hoạt động sinh thái khác (Belkin, 2003). Do đó, một trong những cách tiếp cận để xác định front là dựa vào gradient của đại lượng. Tại nơi mà gradient của đại lượng có giá trị lớn là nơi có khả năng xuất hiện front. Các front đã được nhận dạng khi sử dụng phương pháp này là front nhiệt, front mặn, front độ đục Theo khái niệm này, để cho việc xác định được các front, sự phân bố số liệu của đại lượng (ví dụ SST) phải đủ dày. Đối với các front vùng bờ có tính chất biến đổi nhanh, quy mô nhỏ thì sự phân bố số liệu càng phải lớn. Cùng với sự ra đời và phát triển của công nghệ viễn thám, các phương pháp xác định front dựa vào các ảnh vệ tinh độ phân giải cao (MODIS, AVHRR) cũng được phát triển dần. Đầu tiên là phương pháp phân tách front dựa vào gradient của các ảnh SST được phát triển bởi Holyer and Peckinpaugh, 1989. Sau đó, phương pháp SIED (single-image edge detection) do Cayula và Cornillon (1992) đề xuất, được phát triển và cải tiến bởi Diehl và cs. (2002) và vẫn được dùng cho đến ngày nay. Các front trên Biển Đông đã được nghiên cứu từ những năm 1999, cho đến năm 2005, Belkin đã hoàn thành sơ đồ các front lớn trên Biển Đông và đã chỉ ra có 6 dải front cơ bản tồn tại. Vùng ven bờ là vùng có sự biến động mạnh của các yếu tố hải dương, sinh thái theo không gian và thời gian. Có lẽ do sự biến động mạnh và sự hạn chế của các ảnh vệ tinh (tác động của các yếu tố vùng bờ) trong vùng bờ mà các nghiên cứu front trong vùng bờ còn rất hạn chế. Các nghiên cứu kiểm chứng độ chính xác từ các ảnh vệ tinh cho vùng ven bờ Việt Nam gần như còn rất thưa thớt để có thể sử dụng nguồn tư liệu này. Với cách tiếp cận đánh giá gradient như đã nêu và dựa vào nguồn số liệu khảo sát đồng bộ, chúng ta cũng có thể nhận diện ra các front vùng ven bờ như front dòng chảy ven bờ. Một hạn chế để đánh giá cấu trúc front dòng chảy là tài liệu thực đo không thực sự đủ dày nên vẫn còn tồn tại những sai số nhất định. Tuy nhiên, về mặt định tính vẫn cho ta thấy những đặc điểm biến đổi của cấu trúc front của các thành phần dòng chảy, từ đó có thể thấy được những khu vực có sự biến động mạnh của chúng. Có thể thấy được mức độ phức tạp cũng như đòi hỏi sự phân bố của số liệu đo phải đủ nhiều và đồng bộ, vì thế, cho đến nay, gần như chưa có các công trình công bố về cấu trúc front của dòng chảy trong khu vực này. Do vậy, chỉ tiêu để xác định front dòng chảy vùng bờ vẫn còn đang để ngỏ. Như ta đã biết, dòng chảy là một đại lượng vec tơ, tức là gồm 02 thành phần, thành phần theo phương kinh tuyến (V) và theo phương vĩ tuyến (U). Bản thân từng thành phần này có sự biến đổi theo phương ngang (theo phương kinh tuyến và vĩ tuyến). Do đó, gradient của các thành phần này được tính theo không gian ngang 02 35 chiều. Gradient 02 chiều này cũng là một đại lượng vec tơ với giá trị modune (độ lớn) của nó thể hiện sự biến động của đại lượng theo không gian (nơi có sự biến động mạnh của đại lượng thì độ lớn gradient của nó lớn và ngược lại) và hướng của nó thể hiện xu thế chuyển dịch của đại lượng đó (từ nơi có tỷ lệ biến đổi thấp đến nơi có tỷ lệ biến đổi cao của đại lượng), có nghĩa là, nó thể hiện xu thế để hình thành nên trường hiện tại của đại lượng đó. Trong phần nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành tính gradient vùng ven bờ biển Khánh Hòa dựa vào tài liệu khảo sát mà theo chúng tôi đánh giá là khá đồng bộ. Từ đó, đã đưa ra chỉ tiêu xuất hiện front dòng chảy cho vùng biển này trong thời gian tháng 7 - 8/2010. Một số ranh giới của front dòng chảy của khu vực này cũng được đưa ra, quan trọng là phải chọn được chỉ tiêu để xác định front hợp lý. II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Dựa vào tài liệu đo dòng chảy tại 30 trạm đo mặt rộng và 2 trạm đo liên tục 01 ngày đêm của chuyến khảo sát vào tháng 7 – 8/2010 đã xử lý, tính gradient theo phương ngang và xác định front của các thành phần dòng chảy. Vị trí các trạm khảo sát được thể hiện trên hình 1. Sự phân bố của các trạm khảo sát theo mặt cắt từ bờ ra biển là 0,05o kinh độ, giữa các mặt cắt là 0,25o vĩ độ. Các trạm được đo theo các tầng là 2 m, 5 m, 25 m, 50 m, 75 m, 100 m, 125 m, 150 m, đáy (tầng đáy phụ thuộc các trạm có độ sâu khác nhau). NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM St20St18St17St16St15St14St13St12St11 St21 St22 St01 St02 St03 St04 St05 St06 St23 St24 St25 St26 St27 St31 St32 St33 St34 St35 NT01 NT02 NT03 LT1 LT2 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN25 St01 LT1 : Ñöôøng ñaúng saâu (m) : Traïm ño maët roäng vaø soá hieäu : Traïm ño lieân tuïc vaø soá hieäu 50 10 0 15 0 10 0 15 0 V . N ha T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang Hình 1. Sơ đồ các trạm khảo sát, tháng 7 - 8/2010 (dự án Việt - Nga) Fig. 1. Location of sampling stations, 7 - 8/2010 (Vietnamese-Rusian project) 36 Modune (độ lớn) gradient thành phần tốc độ U trong không gian 02 chiều được tính theo các công thức nêu trong (Phạm Ngọc Hồ, 1979), cụ thể: (1) Trong đó: (2) Hướng của gradient cũng được tính theo: Dir_gradU = atan2(gradUx, gradUy) (3) Trong đó, U là giá trị của thành phần tốc độ dòng chảy theo phương vĩ tuyến tại điểm tính (i, j) nào đó; chỉ số i tăng theo hướng đông; j tăng theo hướng bắc. Các thành phần tốc độ U(i, j) và gradU(i, j) được bố trí như trên hình 2. Các tính toán tương tự được thực hiện cho thành phần tốc độ dòng chảy theo phương kinh tuyến V. Các số liệu từ chuyến khảo sát thu được là khá đồng bộ tại các tầng 2 m, 5 m, 25 m, 50 m, cho nên các tính toán đã nêu trên đây được thực hiện cho các tầng sâu này. Như ta đã biết, gradient của một đại lượng vật lý nào đó cho ta biết mức độ biến đổi của đại lượng đó trong một đơn vị không gian, trong nghiên cứu này là các thành phần dòng chảy. Trong một phạm vi không gian nhất định đủ rộng lớn, sẽ thấy tồn tại những vùng có gradient lớn liền kề với những vùng có gradient nhỏ. Giữa các vùng này là một dải ngăn cách mà ở đó, đại lượng vật lý sẽ chuyển từ tính chất này sang tính chất khác (ví dụ giữa nóng - lạnh, dốc - thoải). Dải ngăn cách này có thể là một dạng front. Vấn đề là chỉ tiêu để tìm ra front như thế nào? Dựa vào kết quả tính gradient các thành phần dòng chảy, chúng tôi cố gắng phân tích để tìm ra chỉ tiêu có thể sẽ hình thành front. Y X i = 1 2 3 j = 1 2 3 U, V U, V U, V U, VU, V U, VU, VU, V U, V gradU gradV gradU gradV gradU gradV gradU gradV x Hình 2. Sơ đồ biểu diễn lưới tính gradient của các thành phần tốc độ dòng chảy Fig. 2. Diagram of grid for calculating the gradient of current speed components III. KẾT QUẢ 1. Chỉ tiêu hình thành front dòng chảy Sau khi tính gradient của các thành phần dòng chảy theo các công thức từ (1) đến (3) tại các tầng sâu 2 m, 5 m, 25 m, 50 m, để đánh giá được front của các thành phần dòng chảy này, cần phải có một chỉ tiêu xác định. Tuy nhiên, cho đến nay, trong vùng nghiên cứu này, chúng tôi chưa cập nhật được thông tin nào về chỉ tiêu đánh giá front dòng chảy. Chúng tôi đã thử nghiệm xây dựng chỉ tiêu này như sau: Qua thống kê tính gradient của các thành phần dòng chảy, chúng tôi nhận thấy, sự biến động của cường độ (modun) gradient 37 của các thành phần dòng chảy có xu thế nhỏ dần theo độ sâu (Bảng 1 và 2), cường độ gradient của thành phần V có phần lớn hơn cường độ gradient của thành phần U. Trên bảng này có thể thấy, giá trị cực tiểu của modun gradient là rất nhỏ (lớn nhất là 0,14 cm/s/km), trong khi giá trị cực đại của nó có thể đạt từ 4,95 - 6,94 cm/s/km (đối với thành phần U) và từ 7,10 - 9,76 cm/s/km (đối với thành phần V). Giá trị trung bình của modun gradient lại ít biến đổi, đạt từ 0,74 - 1,40 cm/s/km (đối với thành phần U) và 1,36 - 2,01 cm/s/km (đối với thành phần V). Ở đây cũng có thể thấy, giá trị độ lệch chuẩn của modun gradient cũng tương đối nhỏ, xấp xỉ bằng giá trị trung bình của nó. Chỉ tiêu để đánh giá front của các thành phần dòng chảy theo chúng tôi là giá trị cực đại của tổng của giá trị trung bình modun gradient và giá trị độ lệch chuẩn modun gradient. Theo chỉ tiêu này, giới hạn xuất hiện front thành phần dòng chảy theo phương vĩ tuyến U là 2,44 cm/s/km; giới hạn này cho thành phần theo phương kinh tuyến V là 3,94 cm/s/km. Bảng 1. Thống kê modune gradient thành phần tốc độ dòng chảy theo phương vĩ tuyến (cm/s/km) (gradU_50: giá trị modun gradient tại tầng sâu 50 m) Table 1. Statictics of the gradient module of latitudinal current speed component (cm/s/km); (gradU_50: the value of gradient module at 50 m depth) Cực tiểu Cực đại Trung bình Độ lệch chuẩn Tổng (Trung bình và độ lệch chuẩn) gradU_50 0,09 4,95 0,83 0,87 1,70 gradU_25 0,04 6,94 0,74 0,74 1,48 gradU_05 0,12 5,49 1,13 0,92 2,05 gradU_02 0,12 6,03 1,40 1,04 2,44 Cực đại (chỉ tiêu front) 2,44 Bảng 2. Thống kê modune gradient thành phần tốc độ dòng chảy theo phương kinh tuyến (cm/s/km); (gradV_50: giá trị modun gradient tại tầng sâu 50 m) Table 2. Statistics of gradient module of longitudinal current speed component (cm/s/km); (gradV_50: the value of gradient module at 50 m depth) Cực tiểu Cực đại Trung bình Độ lệch chuẩn Tổng (Trung bình và độ lệch chuẩn) gradV_50 0,07 7,10 1,37 1,30 2,67 gradV_25 0,03 9,20 1,36 1,39 2,75 gradV_05 0,14 9,51 1,69 1,51 3,20 gradV_02 0,11 9,76 2,01 1,48 3,49 Cực đại (chỉ tiêu front) 3,49 2. Đặc điểm biến đổi gradient và front dòng chảy 2.1. Modune gadient của thành phần dòng chảy theo phương vĩ tuyến Độ lớn của gradient của thành phần tốc độ dòng chảy theo phương vĩ tuyến nhìn chung nhỏ hơn độ lớn gradient của thành phần dòng chảy theo phương kinh tuyến. Độ lớn gradient ở đây có xu thế giảm dần theo độ sâu, tức là, càng xuống sâu, sự biến động của thành phần dòng chảy theo phương vĩ tuyến càng nhỏ. Tại lớp nước sát mặt (tầng 2 m và 5 m), giá trị gradient lớn tập trung ở khu vực cửa vịnh Nha Trang, nơi có bộ phận dòng chảy ra - vào cửa vịnh, cũng là nơi có địa hình phức tạp. Khu vực này, thành phần dòng chảy hướng đông - tây (theo phương vĩ tuyến cũng đồng thời là phương của cửa 38 vịnh Nha Trang) có sự biến động khá mạnh, có thể đạt hơn 6 cm/s/km. Theo chỉ tiêu tồn tại front như đã nêu ở trên, khu vực này là khu vực có khả năng tồn tại front dòng chảy quy mô nhỏ (từ kinh độ 109,25 đến 109,45). Front dòng chảy này có liên quan đến hệ dòng chảy ra - vào cửa vịnh Nha Trang và do ảnh hưởng của địa hình làm cho thành phần dòng chảy theo phương vĩ tuyến có sự biến động khá mạnh so với toàn bộ khu vực nghiên cứu (Hình 3a và 3b). Tại lớp nước này cũng ghi nhận được vùng có giá trị gradient thành phần tốc độ dòng chảy theo phương vĩ tuyến khá lớn là khu vực vùng biển Bãi Dài - Cam Ranh (từ kinh độ khoảng 109,40 - 109,55oE). Tuy nhiên so với cường độ và quy mô của nó thì bộ phận này kém xa vùng cửa vịnh Nha Trang đã nêu. Vùng có khả năng tồn tại front dòng chảy này hiện chưa được nghiên cứu kỹ, nhưng theo chúng tôi, nó có liên quan mật thiết với vùng có độ mặn thấp và độ đục cao ngoài cửa vịnh Nha Trang như đã được đề cập trong (Vyacheslav và cs., 2011). Đây cũng là vùng có dòng chảy hướng đông theo sườn lục địa khá mạnh xuất hiện cùng thời gian đo đạc như đã nêu ở trên (Phạm Sỹ Hoàn và Nguyễn Kim Vinh, 2012). Tại các tầng sâu, thành phần dòng chảy theo phương vĩ tuyến gần như không biến động (Hình 3c, 3d), ngoại trừ vùng cửa vịnh Cam Ranh tại tầng 25 m (Hình 3c). Tại khu vực cửa vịnh Cam Ranh, giá trị gradient thành phần dòng chảy theo phương vĩ tuyến cũng có thể đạt trên 5 cm/s/km. Vùng có giá trị gradient lớn hơn chỉ tiêu tồn tại front ở đây có quy mô ngang hẹp hơn so với quy mô vùng có thể tồn tại front ở cửa vịnh Nha Trang như đã nêu. Theo các kết quả nghiên cứu dòng chảy trước đây, khu vực ven bờ biển Bãi Dài và khu vực Vĩnh Hy (Ninh Thuận) là khu vực có dòng chảy hướng lên phía bắc khá lớn (có thể đạt trên 100 cm/s) và khá ổn định trong mùa gió mùa tây nam. Tuy nhiên, tại cửa vịnh Cam Ranh, có một bộ phận dòng chảy có hướng chảy vào - ra cửa vịnh đã làm cho thành phần dòng chảy theo phương vĩ tuyến ở đây có sự biến động khá mạnh so với các khu vực khác. Theo kết quả tính toán thì tại các lớp nước sát mặt và lớp nước sâu hơn cũng thu được những giá trị gradient lớn, nhưng lớn nhất lại tồn tại ở tầng 25 m. 2.2. Modune gradient của thành phần dòng chảy theo phương kinh tuyến Theo kết quả tính toán modune gradient của thành phần tốc độ dòng chảy theo phương kinh tuyến (gradV) thể hiện trên hình 4 cho thấy, gradV đạt giá trị lớn nhất ở vùng biển ven bờ bãi dài Cam Ranh (cách bờ khoảng 10 km), kéo dài từ kinh tuyến 109,3 - 109,6 oE. Khu vực có giá trị gradV lớn này tồn tại từ lớp nước sát mặt tới độ sâu hơn 50 m với sự biến đổi giảm dần từ mặt xuống các tầng sâu. Tại lớp nước sát mặt, giá trị gradV có thể đạt 9,5 cm/s/km, tại độ sâu 50 m, giá trị này là 7 cm/s/km. Như vậy, giá trị gradV lớn hơn đáng kể so với gradU, có nghĩa là sự biến động của thành phần dòng chảy theo phương kinh tuyến (bắc - nam) mạnh hơn theo phương vĩ tuyến (vuông góc đường bờ). Cũng trên hình này, vùng ranh giới có thể tồn tại front dòng chảy theo phương kinh tuyến (đường nét đứt) thấy khá rõ nét và có quy mô khá lớn, gần như bao trùm toàn bộ vùng biển Bãi Dài, ra tới kinh độ 109,6oE. Càng xuống sâu, quy mô của vùng này càng thu hẹp. Vùng front này rõ ràng là có mối liên quan đến hệ dòng chảy ven bờ trong mùa gió mùa tây nam (dòng hướng lên phía bắc) như chúng ta đã biết. Các khu vực có thể hình thành các front dòng chảy như đã nêu ở trên hiện vẫn chưa được nghiên cứu kỹ. Theo chúng tôi, trong điều kiện khí tượng thủy văn ổn định như thời kỳ khảo sát (gió mùa tây nam mạnh và ổn định), sự tồn tại của các front này là hoàn toàn có thể. Tuy nhiên, cần phải có những nghiên cứu sâu hơn để biết rõ quy mô, thời gian tồn tại của nó. 39 NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 109.9 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN G ra d ie n t (c m /s /k m ) V . N h a T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 109.9 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN 1 2 2.44 3 4 5 6 7 8 9 10 G ra d ie n t (c m /s /k m ) V . N h a T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 109.9 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN 1 2 2.44 3 4 5 6 7 8 9 10 G ra d ie n t (c m /s /k m ) V . N h a T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 109.9 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN 1 2 2.44 3 4 5 6 7 8 9 10 G ra d ie n t (c m /s /k m ) V . N h a T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang Hình 3. Modune gradient (cm/s/km) của thành phần tốc độ dòng chảy theo phương vĩ tuyến, tầng 2 m (a); tầng 5 m (b); tầng 25 m (c) và tầng 50 m (d), (đường đứt đậm là ranh giới front), tháng 7 - 8/2010 Fig. 3. The gradient module (cm/s/km) of latitudinal current speed component at layers of 2 m (a); 5 m (b); 25 m (c); 50 m (d), (bold dashed line is front boundary), July-August/2010 (a) (b) (c) (d) 40 NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 109.9 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN 1 2 3 3.49 5 6 7 8 9 10 G ra d ie n t (c m /s /k m ) V . N h a T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 109.9 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN 1 2 3 3.49 5 6 7 8 9 10 G ra d ie n t (c m /s /k m ) V . N h a T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 109.9 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN 1 2 3 3.49 5 6 7 8 9 10 G ra d ie n t (c m /s /k m ) V . N h a T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang NHA TRANG PHAN RANG- THAÙP CHAØM 108.6 108.7 108.8 108.9 109.0 109.1 109.2 109.3 109.4 109.5 109.6 109.7 109.8 109.9 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 BÌNH THUAÄN NINH THUAÄN KHAÙNH HOØA PHUÙ YEÂN 0 1 2 3 3.49 4 5 6 7 8 9 10 G ra d ie n t (c m /s /k m ) V . N h a T ra n g Tu Boâng Vaïn Giaõ Ninh Hoøa Cam Ranh Vónh Hy Ninh Chöõ V. Phan Rang Hình 4. Modune gradient (cm/s/km) của thành phần tốc độ dòng chảy theo phương kinh tuyến, tầng 2 m (a); tầng 5 m (b); tầng 25 m (c) và tầng 50 m (d), (đường đứt đậm là ranh giới front), tháng 7 - 8/2010 Fig. 4. The gradient module (cm/s/km) of longitudinal current speed component at layers of 2 m (a); 5 m (b); 25 m (c); 50 m (d), (bold dashed line is front boundary) July-August/2010 IV. NHẬN XÉT VÀ THẢO LUẬN Bước đầu tính toán gradient dựa vào tài liệu đo dòng chảy khu vực ven biển Khánh Hòa đã cho thấy có những khu vực có giá trị gradient lớn như vùng biển Nha Trang, Bãi Dài, phía nam cửa vịnh Cam Ranh, trong đó, đáng chú ý là vùng biển Bãi Dài có cường độ và quy mô khá lớn có thể liên quan đến bộ phận dòng chảy mạnh (cường hóa) dọc bờ tây vùng Nam Trung Bộ của hoàn lưu chung Biển Đông. Đây là bộ phận dòng chảy thường kỳ, nên vùng có sự biến động mạnh này cần được quan tâm đo đạc, nghiên cứu nhiều hơn để xem xét về thời gian tồn tại, sự biến đổi của nó. Vùng biển cửa vịnh Nha Trang cũng là vùng có thể tồn tại front dòng chảy do sự tồn tại bộ phận dòng chảy hướng đông ở đây và sự biến đổi của địa hình khu vực. Cùng với việc phát hiện ra sự tồn tại độ đục cao và độ mặn thấp (b) (a) (c) (d) 41 tại khu vực này của các công trình nghiên cứu trước đây đã cho thấy, đây là vùng có các biến đổi thủy văn - động lực lý thú và phức tạp cần được quan tâm nghiên cứu hơn nữa. Đây cũng là khu vực thường xuyên xuất hiện nước trồi với các đặc trưng thủy văn, động lực sinh thái đặc trưng như chúng ta đã được biết (Bùi Hồng Long, 2009). Vùng biển Khánh Hòa còn được biết đến như là một trong những ngư trường cá ngừ của cả nước. Liệu rằng có mối liên hệ nào giữa vùng có front dòng chảy và vùng khai thác cá ngừ, có lẽ phải có thêm nhiều khảo sát đồng thời giữa dòng chảy và khai thác cá ngừ để đánh giá. Các tính toán gradient và xác định khu vực có khả năng tồn tại front đã thực hiện mặc dù còn hạn chế nhất định về mặt số liệu, nhưng đã cho ta thấy được bức tranh biến động của dòng chảy, thấy được các khu vực có thể có các front dòng chảy. Cách tiếp cận tính toán như đã trình bày có thể sử dụng đối với các yếu tố vật lý môi trường khác để thu được các khu vực front, đặc biệt đối với vùng ven bờ, nơi mà các nghiên cứu front dựa vào tài liệu viễn thám và GIS là rất khó thực hiện. Lời cảm ơn. Tập thể tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới chương trình hợp tác nghiên cứu khoa học Việt Nam - Liên bang Nga (Tiểu dự án 2, dự án 19 - Đề án 47) đã cho phép chúng tôi sử dụng các số liệu của dự án trong nghiên cứu này. Chúng tôi cũng gửi tới các đồng nghiệp phía Việt Nam và Liên Bang Nga đã tham gia trong chuyến điều tra khảo sát vào tháng 7 - 8/2010 lời cảm ơn chân thành nhất. TÀI LIỆU THAM KHẢO Belkin I. M., 2003. “Front” in: Inter- disciplinary Encyclopedia of Marine Sciences, edited by Nybakken J. W., Broenkow W.W., Vallier T. L. Grolier Academic Reference, Danbury, Conn. pp. 433-436. Bùi Hồng Long (chủ biên), 2009. Hiện tượng nước trồi trong vùng biển Việt Nam. NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, trang 24 - 27. Cayula J. F. and P. Cornillon, 1992. Edge detection algorithm for SST images. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 9: 67-80. Diehl S. F., J. W. Budd, D. Ullman and J. F. Cayula, 2002. Geographic window sizes applied to remote sensing sea surface temperature front detection. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, vol.19: 1105 - 1113. Douglas A. Segar, 1998. Introduction to ocean sciences. Wadsworth Publishing Company, 498, pp. 223- 225. Fedorov K. N., 1986. The physical nature and structure of oceanic fronts. Translated from the Russian by N. Demidenko. Lecture Notes on Coastal and Estuarine Studies Vol. 19. Managing Editors. Vol. 19: 333 pages. Berlin/ Heidelberg/New York/ London/ Paris/ Tokyo. Springer-Verlag 1986. ISBN 3- 540-96445-2. Holyer R. J. and S. H. Peckinpaugh, 1989. Edge detection applied to satellite imagery of the oceans. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 27(1): 46-56. Phạm Ngọc Hồ, 1979. Thủy động lực học. Bộ ĐH và TH chuyên nghiệp. Trường ĐHTH Hà Nội, trang 47 - 49. Phạm Sỹ Hoàn, Nguyễn Kim Vinh, 2012. Đặc điểm dòng chảy vùng biển Khánh Hòa trong mùa gió mùa tây nam năm 2010. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Biển, 12(3): 57 - 66. Vyacheslav, Nguyen Ba Xuan, Aleksandr Sergeev, Nguyen Kim Vinh, Nguyen Van Tuan, Igor Gorin, Pham Xuan Duong, Pham Sy Hoan, Pavel Shcherbinin, Aleksandr Voronin, 2011. Water mass structure and dynamics over the southern Vietnam shelf in summer 2010. Tuyển tập báo cáo hội thảo quốc tế “Hợp tác quốc tế trong điều tra, nghiên cứu tài nguyên và môi trường biển”. NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, trang 183-191.