Một số kết quả khai thác cơ sở dữ liệu hải dương học để nghiên cứu biến động môi trường nước vùng biển xa bờ việt nam

Báo cáo này tiếp tục những nghiên cứu gần đây về biến động của trường vật lý và môi trường biển [1-4]. Trong các năm 2003-2004, trong khuôn khổ đề tài “Phân tích và dự báo các trường khí tượng thủy văn biển Đông” chúng tôi đã hoàn thành việc thu thập và hệ thống hóa các nguồn dữ liệu biển khá lớn và lưu trữ trong máy tính. Đồng thời đã tiến hành cập nhật bổ sung một lượng lớn các trạm quan trắc hải dương học do các cơ quan nghiên cứu của nước ta, chủ yếu là Viện nghiên cứu hải sản, thực hiện gần đây. Đến nay có thể nói rằng quỹ dữ liệu thu được đã bao quát gần hết những nguồn số liệu quan trắc về các yếu tố vật lý và thủy hóa biển Đông. Trong báo cáo này, chúng tôi sẽ trình bày một số kết quả khai thác dữ liệu nhiệt và muối theo hướng tìm hiểu về biến động thời gian của trường hai yếu tố này nhằm những mục đích dự đoán khai thác cá và các tính toán ứng dụng khác.

Vùng biển nghiên cứu giới hạn từ kinh tuyến 107^oĐ đến 115^oĐ và vĩ tuyến từ 6^oB đến 17^oB (hình 1).

Toàn bộ cơ sở dữ liệu nhiệt, muối và một số yếu tố thủy hóa biển Đông gồm 135 785 trạm quan trắc trắc diện thẳng đứng. Tổng số trạm quan trắc nhiệt độ, độ muối thuộc vùng biển nghiên cứu giới hạn từ 107^oĐ đến 115^oĐ và từ 6^oB đến 17^oB được khai thác bằng 44 213. Phân bố số liệu trong từng ô vuông 1 độ kinh vĩ trong vùng này liệt kê trong bảng 1.

Đã tiến hành vẽ các đồ thị phân bố thẳng đứng của nhiệt độ và độ muối tại từng giao điểm của các đường kinh tuyến và vĩ tuyến nguyên trong vùng biển nghiên cứu, xây dựng các đồ thị phân bố thẳng đứng từng tháng trong các năm 1966 và 1989 của nhiệt độ và độ muối tại một số điểm điển hình trên vùng biển để thấy sự biến thiên giữa các năm của yếu tố này.

Các đồ thị này cho thấy phân bố thẳng đứng của nhiệt độ biến thiên khá mạnh trong năm (theo mùa) và giữa các năm. Dưới đây trình bày mặt cắt độ sâu - tháng của nhiệt độ tại hai điểm làm thí dụ để trực quan nhận thấy sự biến thiên này (các hình 2, 3).

Mặt cắt tháng - độ sâu của nhiệt độ nước điểm 109 o Đ-17 o B trong năm 1966

Mục này khảo sát sự biến thiên của trường nhiệt độ hoặc độ muối toàn vùng biển theo thời gian. Muốn vậy, ta vẽ những bản đồ phân bố mặt rộng của nhiệt độ các tầng mặt, tầng 50 m và tầng 100 m và so sánh chúng ở những thời gian khác nhau. Đã dựng những bản đồ đó cho những thời kỳ có tương đối đầy đủ số liệu, mỗi tháng trong năm một bản đồ.

Chúng ta cũng có thể so sánh các bản đồ cùng một tháng nhưng của các năm khác nhau để nhận định về sự biến thiên giữa các năm (xem các hình 5 - 16).

Trong biến thiên mùa của trường nhiệt độ mặt biển nhận thấy hai cấu trúc đặc trưng nhất như sau: 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 (xem các hình 5 - 10). Trong các tháng chính hè (tháng 7, 8) vùng nước trồi gần bờ Trung và Nam Trung Bộ phát triển mạnh. Những đường đẳng trị nhiệt độ có hình dạng các cung tròn quay bề lõm vào phía bờ Việt Nam (xem các hình 11 - 16).

Phân bố nhiệt độ tầng mặt tháng 1/1966

1. Những kết quả khai thác bước đầu cơ sở dữ liệu hải dương học trên đây cho phép một lần nữa khẳng định rằng mặc dù là một vùng biển nhiệt đới, nhưng các trường vật lý thủy văn hoàn toàn không đơn điệu và biến thiên theo thời gian khá mạnh mẽ, cần được tính đến trong hoạt động đánh bắt cá và nhiều ứng dụng khác trên vùng biển.

2. Trường nhiệt độ nước vùng biển dao động tuần hoàn theo mùa trong năm và biến động khá mạnh giữa các năm. Tính chất biến thiên mùa trong năm tuân theo quy luật mùa gió mùa đông bắc và mùa gió mùa tây nam.

3. Sự biến thiên giữa các năm của trường nhiệt phụ thuộc vào sự tăng cường hay suy yếu của hai quá trình lớn trong vùng biển: sự xâm nhập của dòng chảy lạnh mùa đông từ phía đông bắc biển Đông xuống phía tây nam tới vùng nghiên cứu và sự xuất hiện nước trồi ven bờ Trung Bộ và Nam Trung Bộ Việt Nam trong gió mùa gió tây nam. Quá trình thứ nhất tỏ ra tương đối ổn định so với quá trình thứ hai. Nước lạnh tương đối của dòng chảy lạnh làm cho điều kiện nhiệt của một phần rộng lớn phía tây biển Đông có những yếu tố của cận ôn đới. Còn quá trình nước trồi có nguyên nhân cục bộ và biến thiên giữa các năm rất mạnh. Có thể nói tới những năm nước trồi mạnh, những năm nước trồi trung bình và những năm hoàn toàn không có nước trồi vào mùa hè. Khi gia tăng xâm nhập nước lạnh từ phía đông bắc hoặc khi hoạt động nước trồi mùa hè cường hóa thì đều gây nên biến thiên mạnh toàn bộ trường nhiệt trong các lớp nước gần mặt của vùng biển, thí dụ các đới tương phản nhiệt, và chắc chắn có những ảnh hưởng sinh học tới sinh vật biển và cá.

4. Tính biến thiên thời gian của môi trường nước nói chung và nhiệt độ nước biển nói riêng có thể cần tính tới trong hoạt động nghề cá và trong nghiên cứu các tính chất vật lý khác của nước biển. Từ đây có thể thấy cần thiết nghiên cứu kỹ hơn và đầy đủ hơn về sự biến thiên thời gian của các yếu tố hải dương học. Thông qua khai thác thử nguồn dữ liệu ở đây, chúng tôi cũng rút ra những suy nghĩ như sau về vấn đề hoàn thiện cơ sở dữ liệu. Nguồn dữ liệu quan trắc hiện nay của chúng ta hoàn toàn chưa đủ để có thể khảo sát kỹ hơn về quy luật biến động và rút ra phương pháp dự báo tin cậy về các yếu tố đó. Vậy việc thu thập thêm các kết quả quan trắc vệ tinh nguồn gốc quốc tế, việc tạo ra thông tin từ các mô hình tính toán các loại cần được chú trọng. Đặc biệt phải nhanh chóng bổ sung các thông tin hoạt động đánh bắt cá cho đồng bộ với thông tin môi trường.

Muốn sử dụng hiệu quả nguồn dữ liệu hạn chế hiện có và sớm xây dựng được cơ sở dữ liệu thông tin nghề cá hoàn thiện trong tương lai thì người trực tiếp hoạt động đánh bắt phải được trang bị phương tiện kỹ thuật hiển thị thông tin hoặc nhận thông tin, từ thông tin định hướng họ lựa chọn quyết định cho công việc, đồng thời họ bổ sung thông tin môi trường và thông tin hoạt động sản xuất đều đặn và đồng bộ. Vậy những ý tưởng về khai thác và cập nhật các nhật ký chuyến tầu sẽ rất có ích. Ngoài ra, công tác quan trắc thu thập dữ liệu biển ngày nay phải hướng vào những vùng đại diện, những điểm hoặc mặt cắt nhạy cảm và nội dung, cách thức quan trắc cũng phải thay đổi phù hợp với những yêu cầu nghiên cứu và thực tiễn sản xuất của nước ta.

1. Phạm Văn Huấn, Phạm Hoàng Lâm. Một số kết quả khảo sát trường tốc độ âm biển Đông. Tạp chí khoa học ĐHQG Hà Nội, T.XXI, No3AP, tr. 44-53, 2005

2.Võ Văn Lành, Phạm Văn Huấn. 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, tập IV, Nxb Khoa học và kỹ thuật, tập IV, tr. 30-43 (1992)

3. Đinh Văn Ưu, Đoàn Văn Bộ, Nguyễn Thọ Sáo, Phạm văn Huấn, ... Mô hình 3 chiều (3D) nghiên cứu biến động cấu trúc hoàn lưu và nhiệt muối Biển Đông trong điều kiện gió mùa biến đổi. Tuyển tập Hội nghị KHCN biển toàn quốc lần thứ 4, tập 1: Khí tượng - Thuỷ văn, Động lực biển. TT KHTN & CNQG, tr. 177-184 (1999)

4. Đinh Văn Ưu, Đoàn Văn Bộ, Phạm văn Huấn. Mô hình tính toán và dự báo trạng thái môi trường nước biển. Tuyển tập Hội nghị KHCN biển toàn quốc lần thứ 4, tập 2: Sinh học, nguồn lợi, sinh thái, môi trường biển. TT KHTN & CNQG, tr. 1175-1185 (1999)

Pham Van Huan, College of Natural Science, VNUH

Pham Hoang Lam, Marine Dynamics and Enviroment Centre, VNUH

The report presents some results of expluatation of oceanographical data base to confirm the substatial changeableness of physical fields in sea water of off-shore region of Vietnam waters.

The temperature filed of sea water and its vertical structure exposed to a strong season oscillations and changeableness beetwin years due to periodical changes of the regim of north-east winds and south-west winds.

The multi-year changeableness of the water temperature field largely depends on strengtherning or weakening of two big processes in the region: the intrusion of cold strems from the northeast of South-china sea in winter and the appearance of up-welling near the border of the southern of Central Vietnam in season of southwest winds. The influence of the first process appeared to be more steady in comparison to the second process. The relative cold water of winter cold currents makes the thermal condition of a large area in the west part of South-china sea rather like that of temperate zones. The up-welling phenomenon has a local origin and strongly changes from year to year. All this was reflected in changes of water temperature of surface layers.

The intensive intrusion of cold water from the northeast and the reinforcement of winter up-welling led to large changes in temperature field of surface layers of the sea, formation of temperature-contrast zones.

Địa chỉ tác giả: Phạm Văn Huấn, Khoa Khí tượng, Thủy văn và Hải dương học

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

334, Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội. Điện thoại: 0912 116 661