Xem mẫu
- LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình “Dự báo thủy văn biển” nhằm cung cấp cho sinh viên hải dương học những khái
niệm và nguyên lý cơ bản xây dựng những dự báo về những đặc trưng chế độ thủy văn các biển và
đại dương.
Phần mở đầu và chương 1 nêu lên những nhiệm vụ và tầm quan trọng của các dịch vụ thông
tin thủy văn cho các hoạt động kinh tế, khái quát các nguồn dữ liệu mà nhà hải dương học có thể
thu thập khi hình thành các tài liệu phục vụ thông tin và làm dự báo. Ở đây cũng mô tả về nội dung
và những đặc điểm của mỗi dạng dữ liệu theo nghĩa lợi dụng nó khi xây dựng các phương pháp dự
báo.
Chương 2 giới thiệu những nguyên lý vật lý và những phương pháp chung nhất để xây dựng
các mô hình dự báo. Thủ tục phân tích hồi quy với tư cách là công cụ chủ yếu để nhận các phương
trình dự báo được xét chi tiết. Phần còn lại của chương 2 mô tả những cách đánh giá chất lượng các
phương pháp dự báo.
Vì phần lớn các sơ đồ dự báo những tham số thủy văn biển dựa trên tương tác đại dương khí
quyển, các chương 3 và 4 mô tả những phương pháp tính tới hoàn lưu khí quyển, đặc điểm của các
trường khí áp, trường gió và các hợp phần cân bằng nhiệt, trong đó chú trọng những phương pháp
thể hiện giải tích các trường khí tượng và hải văn.
Các chương từ 5 đến 8 giành tổng quan những phương pháp cụ thể được dùng rộng rãi để dự
báo từng tham số động lực và nhiệt độ nước đại dương.
Một số ví dụ về dự báo dài hạn và những giả thiết, những phát hiện của các nhà khoa học nổi
tiếng về những biến động dao động chung của hệ thống khí quyển − đại dương như là cơ sở của dự
báo siêu hạn được giới thiệu trong chương 9.
Cuốn sách này được viết dựa theo cuốn sách giáo khoa cùng tên của các tác giả K. I.
Kyđriavaia, E. I. Seriakov và L. I. Scriptunova, xuất bản năm 1974 và cuốn cẩm nang “Hướng dẫn
về dự báo thủy văn biển” năm 1994 của Viện Nghiên cứu Khoa học Khí tượng Thủy văn Liên bang
Nga.
4
- MỞ ĐẦU
1. NHỮNG NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA PHỤC VỤ THỦY VĂN CHO CÁC CƠ SỞ KINH TẾ
P h ụ c v ụ k hí t ượ ng th ủ y v ă n cho các l ĩ nh v ự c có liên quan đ ế n bi ể n c ủ a kinh t ế
l à nhi ệ m v ụ c ơ b ả n c ủ a công tác ph ụ c v ụ d ự b áo bi ể n mà l ị ch s ử p hát tri ể n c ủ a nó
luôn luôn g ắ n li ề n v ớ i nh ữ ng ho ạ t đ ộ ng c ủ a con ng ườ i. V ớ i s ự p hát tri ể n c ủ a hàng
h ả i, xây d ự ng th ủ y công trình ở b i ể n, nh ữ ng đ òi h ỏ i v ề p h ụ c v ụ t h ủ y v ă n cho các
c ơ s ở k i nh t ế n h ư c ác tài li ệ u t ổ ng quan, nh ữ ng thông tin và d ự b áo th ủ y v ă n càng
ngày càng t ă ng và thay đ ổ i v ề n ộ i dung, ch ấ t l ượ ng và hình th ứ c.
Thông th ườ ng ng ườ i phân lo ạ i t ài li ệ u t ổ ng quan g ồ m nh ữ ng ki ế n th ứ c v ề
t r ạ ng thái c ủ a bi ể n ở n h ữ ng th ờ i gian đ ã qua, t hông tin l à tr ạ ng thái c ủ a bi ể n trong
th ờ i gian hi ệ n t ạ i, còn d ự b áo l à nh ữ ng thông tin, nh ữ ng nh ậ n đ ị nh có c ơ s ở k hoa
h ọ c v ề t r ạ ng thái c ủ a bi ể n trong t ươ ng lai. T ấ t c ả c ác d ạ ng ph ụ c v ụ t h ủ y v ă n này
đ ề u có ý ngh ĩ a to l ớ n đ ố i v ớ i hàng h ả i, ngành đ ánh b ắ t h ả i s ả n, xây d ự ng th ủ y công
trình và phòng th ủ đ ấ t n ướ c.
Đ ố i v ớ i m ộ t n ướ c có ngành giao thông đ ườ ng bi ể n và đ ộ i tàu đ ánh cá phát
tri ể n, có nhi ề u h ả i c ả ng... thì d ĩ n hiên nh ữ ng đ òi h ỏ i ph ụ c v ụ t h ủ y v ă n bi ể n c àng
nhi ề u và công tác nghiên c ứ u ch ế đ ộ t h ủ y v ă n c ủ a các bi ể n và đ ạ i d ươ ng càng m ở
r ộ ng.
M ỗ i ngành kinh t ế , m ỗ i ho ạ t đ ộ ng c ủ a con ng ườ i trên bi ể n đ òi h ỏ i nh ữ ng d ạ ng
tài li ệ u khác nhau v ề b i ể n. N ế u nh ư đ ể t hi ế t k ế c ác công trình k ỹ t hu ậ t trên bi ể n và
ven b ờ b i ể n ng ườ i ta c ầ n nh ữ ng tài li ệ u v ề c h ế đ ộ n hi ề u n ă m (các giá tr ị t rung
bì nh, c ự c đ ạ i, c ự c ti ể u c ủ a các y ế u t ố k hí t ượ ng, v ậ t lý th ủ y v ă n, t ầ n s ố l ặ p l ạ i c ủ a
chúng), thì đ ố i v ớ i hàng h ả i, d ẫ n d ắ t tàu, l ắ p đ ặ t các h ệ t h ố ng k ỹ t hu ậ t trong bi ể n,
ng ườ i ta c ầ n c ả n h ữ ng thông tin "th ờ i ti ế t" đ ang có c ủ a bi ể n l ẫ n nh ữ ng d ự b áo v ề
c ác y ế u t ố t h ủ y v ă n bi ể n nh ư s óng, dòng ch ả y... và nh ữ ng d ự b áo này th ườ ng c ó ý
ngh ĩ a l ớ n h ơ n.
Ngày nay, bên c ạ nh vi ệ c đ ả m b ả o an toàn ch ạ y tàu trên bi ể n, ng ườ i ta còn
quan tâm t ớ i hi ệ u qu ả c ao nh ấ t c ủ a m ỗ i chuy ế n ch ạ y tàu. T ạ i các n ướ c có ngành
kinh t ế g iao thông bi ể n phát tri ể n nh ư A nh, M ỹ , Nga... ngành ph ụ c v ụ t h ủ y v ă n còn
đ ả m nh ậ n c ả d ị ch v ụ đ ả m b ả o nh ữ ng đ ườ ng b ơ i t ố i ư u cho các tàu vi ễ n d ươ ng. Đ ây
là m ộ t h ình th ứ c ph ụ c v ụ t h ủ y v ă n m ớ i và h ứ a h ẹ n, đ ang phát tri ể n m ạ nh m ẽ . Đ ồ ng
th ờ i hình th ứ c ph ụ c v ụ n ày l ạ i đ ề r a nh ữ ng yêu c ầ u l ớ n h ơ n đ ố i v ớ i các d ự b áo gió,
dòng ch ả y, sóng, đ ộ đ óng b ă ng... trên nh ữ ng vùng r ộ ng l ớ n c ủ a đ ạ i d ươ ng.
Ngành cá bi ể n và công nghi ệ p khai thác khoáng s ả n và d ầ u khí trên bi ể n c ũ ng
5
- c ầ n nhi ề u t hông tin v ề t r ạ ng thái c ủ a bi ể n. Nh ữ ng tháp khoan, nh ữ ng c ầ u n ố i,
đ ườ ng ố ng đ ượ c thi ế t k ế , xây d ự ng ở v ùng th ề m l ụ c đ ị a đ ể k hai thác d ầ u, khí và
các khoáng s ả n khác c ũ ng c ầ n đ ượ c ph ụ c v ụ t h ủ y v ă n m ộ t cách toàn di ệ n. Trong
xây d ự ng các công trình k ỹ t hu ậ t và khai thác cá ở m i ề n b ờ , nh ữ ng d ự b áo v ề s óng,
dòng ch ả y, dao đ ộ ng m ự c n ướ c và các hi ệ n t ượ ng b ă ng ( đố i v ớ i các n ướ c ở v ùng v ĩ
đ ộ c ao) vô cùng quan tr ọ ng.
Ph ụ c v ụ t h ủ y v ă n bi ể n thâm n h ậ p c ả v ào các ho ạ t đ ộ ng c ủ a h ả i quân. Ở đ ây
c ầ n thi ế t nh ữ ng d ự b áo dao đ ộ ng m ự c n ướ c bi ể n, dòng ch ả y, th ờ i gian xu ấ t hi ệ n
nh ữ ng hi ệ n t ượ ng b ă ng. L ị ch s ử b i ế t đ ế n nhi ề u cu ộ c d ự b áo trôi mìn đ ã ng ă n ch ặ n
nguy hi ể m cho bao nhiêu sinh m ạ ng con ng ườ i và tàu thuy ề n, nh ữ ng d ự b áo đ i ề u
ki ệ n th ủ y v ă n và đ ộ ng l ự c b i ể n cho các cu ộ c đ ổ b ộ q uân đ ộ i. G ầ n đ ây, do phát
tri ể n c ủ a h ạ m tàu ng ầ m ho ạ t đ ộ ng trong bi ể n và đ ạ i d ươ ng, ng ườ i ta đ ặ c bi ệ t quan
tâm đ ế n vai trò c ủ a nh ữ ng d ự b áo đ ặ c thù nh ư d ự b áo v ề p hân b ố t heo ph ươ ng
th ẳ ng đ ứ ng c ủ a nhi ệ t đ ộ n ướ c đ ạ i d ươ ng, di ễ n bi ế n c ủ a các l ớ p đ ộ t b i ế n nhi ệ t đ ộ ,
m ậ t đ ộ ở c ác vùng bi ể n khác nhau.
Ở n hi ề u n ướ c, vi ệ c thông báo k ị p th ờ i cho các c ơ s ở s ả n xu ấ t, các c ơ q uan nhà
n ướ c v ề n h ữ ng hi ệ n t ượ ng th ủ y v ă n nguy hi ể m và đ ặ c bi ệ t nguy hi ể m nh ư c ác v ụ
n ướ c dâng, n ướ c d ạ t l ớ n, sóng th ầ n, đ óng ph ủ b ă ng đ ố i v ớ i tàu thuy ề n... có ý ngh ĩ a
h ế t s ứ c quan tr ọ ng.
Nh ư v ậ y, ngành ph ụ c v ụ k hí t ượ ng th ủ y v ă n đ ã và đ ang th ự c hi ệ n nh ữ ng
nhi ệ m v ụ đ a d ạ ng. Hi ệ u qu ả c ủ a s ự p h ụ c v ụ , d ĩ n hiên, càng ngày càng t ă ng và quy
đ ị nh m ộ t m ặ t b ở i các ho ạ t đ ộ ng s ả n xu ấ t, kinh t ế v à các l ĩ nh v ự c khác c ủ a con
ng ườ i ngày càng phát tri ể n r ộ ng và sâu, yêu c ầ u dung l ượ ng khoa h ọ c k ỹ t hu ậ t cao
h ơ n, m ặ t khác b ở i trình đ ộ c ác ph ươ ng pháp nghiên c ứ u và d ự b áo bi ể n ngày m ộ t
hoàn thi ệ n. Hai m ặ t đ ó quan h ệ h ữ u c ơ v ớ i nhau và luôn thúc đ ẩ y nhau phát tri ể n.
2. CÁC KHÁI NIỆM THÔNG TIN THỦY VĂN BIỂN VÀ DỰ BÁO THỦY VĂN BIỂN
C ác t hông tin th ủ y v ă n bi ể n l à các tài li ệ u quan tr ắ c, k ế t qu ả x ử l ý tài li ệ u
quan tr ắ c v ề t h ủ y v ă n bi ể n và đ ạ i d ươ ng, t ậ p h ợ p nh ữ ng công trình nghiên c ứ u c ủ a
các c ơ q uan ph ụ c v ụ d ự b áo bi ể n nh ằ m đ ả m b ả o cho ho ạ t đ ộ ng kinh t ế , k ỹ t hu ậ t,
nh ữ ng t ư l i ệ u v ề t r ạ ng thái c ủ a bi ể n trong ngày qua và trong m ộ t th ờ i k ỳ n g ắ n đ ã
qua ( đế n 10 ngày). Nh ữ ng t ư l i ệ u này giúp đ ánh giá hoàn c ả nh, tình hu ố ng th ủ y
v ă n trên bi ể n (nh ư s óng, h ả i l ư u, nhi ệ t đ ộ , phân b ố b ă ng...). N ế u không quán xuy ế n
đ ượ c tr ạ ng thái c ủ a bi ể n ở t h ờ i đ i ể m hi ệ n t ạ i thì c ũ ng không th ể l ậ p đ ượ c d ự b áo
hoàn c ả nh th ủ y v ă n bi ể n trong t ươ ng lai.
D ự b áo th ủ y v ă n bi ể n l à đ oán tr ướ c, tính tr ướ c m ộ t cách có c ơ s ở k hoa h ọ c
nh ữ ng thay đ ổ i c ủ a các đ ặ c tr ư ng th ủ y v ă n, m ộ t hi ệ n t ượ ng nh ấ t đ ị nh hay m ộ t y ế u
t ố c ủ a ch ế đ ộ t h ủ y v ă n d ự a trên n h ữ ng s ự h i ể u bi ế t v ề c ác quy lu ậ t v ậ t lý th ủ y
quy ể n và khí quy ể n có tính đ ế n các đ i ề u ki ệ n đ ị a lý, t ự n hiên đ ị a ph ươ ng. Trong
các d ự b áo ph ả i ph ả n ánh đ ượ c đ ặ c tr ư ng đ ị nh l ượ ng và đ ị nh tính c ủ a h i ệ n t ượ ng
d ự b áo và th ờ i gian xu ấ t hi ệ n c ủ a nó trong m ộ t vùng hay m ộ t đ ị a đ i ể m c ụ t h ể .
L ậ p và đ ư a ra các d ự b áo là giai đ o ạ n quan tr ọ ng và đ ầ y trách nhi ệ m trong
6
- c ông vi ệ c c ủ a c ơ q uan ph ụ c v ụ d ự b áo. Yêu c ầ u và đ òi h ỏ i c ủ a các c ơ s ở k inh t ế
t rong l ĩ nh v ự c d ự b áo bi ể n r ấ t l ớ n và ngày càng gia t ă ng.
7
- CHƯƠNG 1 - THÔNG TIN THỦY VĂN BIỂN
1.1. MẠNG LƯỚI THÔNG TIN
N gu ồ n đ ể n h ậ n thông tin có h ệ t h ố ng v ề t r ạ ng thái hi ệ n t ạ i c ủ a bi ể n là nh ữ ng
quan tr ắ c c ủ a các tr ạ m khí t ượ ng th ủ y v ă n trên b ờ v à trên tàu kh ả o sát, nghiên c ứ u,
các tàu th ờ i ti ế t, các tr ạ m phao ho ạ t đ ộ ng đ ộ c l ậ p, nh ữ ng quan tr ắ c h ả i d ươ ng h ọ c
t ừ m áy bay và v ệ t inh.
T ổ c h ứ c th ự c hi ệ n m ạ ng l ướ i thông tin h ả i d ươ ng h ọ c th ườ ng r ấ t t ố n kém và
ph ứ c t ạ p. M ạ ng l ướ i thông tin đ ượ c t ổ c h ứ c sao cho s ố t r ạ m t hông tin càng ít càng
t ố t, song v ẫ n đ ả m b ả o đ ượ c công tác ph ụ c v ụ b ình th ườ ng. Mu ố n v ậ y ph ả i tuân th ủ
n h ữ ng yêu c ầ u sau đ ây:
1) Ph ả i đ áp ứ ng đ ượ c nh ữ ng đ òi h ỏ i c ủ a các c ơ s ở k inh t ế ;
2) Ph ả i đ ả m b ả o tính đ ặ c tr ư ng c ủ a các d ữ l i ệ u thu đ ượ c;
3) Phân b ố c ác l ướ i thông tin ph ả i phù h ợ p v ớ i s ự c ầ n t hi ế t tìm hi ể u đ ặ c đ i ể m
th ủ y v ă n, phù h ợ p kích th ướ c c ủ a bi ể n, v ị nh, eo bi ể n...
4) Ph ả i có các ph ươ ng ti ệ n liên l ạ c đ ả m b ả o truy ề n thông tin an toàn và k ị p
th ờ i.
Nh ữ ng đ ài, tr ạ m khí t ượ ng th ủ y v ă n ven b ờ c ung c ấ p nh ữ ng s ố l i ệ u, tin t ứ c
đ ặ c tr ư ng cho ch ế đ ộ k hí t ượ ng th ủ y v ă n ở v ùng g ầ n b ờ v à có th ể m ộ t ph ầ n vùng
bi ể n lân c ậ n. Ngu ồ n thông tin này t ừ l âu v ẫ n là n gu ồ n c ơ b ả n trong công tác c ủ a
các c ơ q uan d ự b áo bi ể n. Đ ặ c đ i ể m quý giá nh ấ t c ủ a ngu ồ n d ữ l i ệ u này là nó cung
c ấ p nh ữ ng d ữ l i ệ u đ ầ y đ ủ , liên t ụ c và chính xác nh ấ t. Nh ữ ng thông tin do ngu ồ n
này cung c ấ p th ườ ng đ ượ c dùng trong nh ữ ng nghiên c ứ u khoa h ọ c, trong khi xây
d ự ng và ki ể m nghi ệ m các ph ươ ng pháp d ự b áo.
Các tr ạ m khí t ượ ng th ủ y v ă n trên tàu đ ượ c t ổ c h ứ c trên n h ữ ng tàu hàng h ả i,
tàu đ ánh cá và các tàu nghiên c ứ u khoa h ọ c. Nhìn chung cho đ ế n ngày nay s ố t r ạ m
ki ể u này trên th ế g i ớ i đ ã t ươ ng đ ố i nhi ề u. Tuy nhiên chúng phân b ố k hông đ ề u trên
đ ạ i d ươ ng và các bi ể n, phân b ố k hông đ ề u v ề t h ờ i gian ho ạ t đ ộ ng và thành ph ầ n
các quan tr ắ c. Thông th ườ ng ph ầ n l ớ n các tàu ho ạ t đ ộ ng trên đ ạ i d ươ ng và bi ể n
cung c ấ p nh ữ ng s ố l i ệ u quan tr ắ c t ố i thi ể u v ề c ác y ế u t ố k hí t ượ ng bi ể n, m ộ t v ài
y ế u t ố t h ủ y v ă n m ặ t bi ể n. Ch ỉ c ó nh ữ ng tàu khoa h ọ c chuyên d ụ ng m ớ i th ự c hi ệ n
quan tr ắ c đ ầ y đ ủ c ác y ế u t ố , trong đ ó có nh ữ ng tr ạ m h ả i v ă n n ướ c sâu, tr ạ m h ả i
v ă n liên t ụ c là d ạ ng d ữ l i ệ u ph ụ c v ụ n h ữ ng m ụ c đ ích nghiên c ứ u chuyên sâu.
Nh ữ ng tàu khoa h ọ c th ự c hi ệ n m ộ t t ậ p h ợ p đ ầ y đ ủ n h ữ ng quan tr ắ c và nghiên c ứ u
th eo m ộ t ch ươ ng trình đ ượ c cân nh ắ c tr ướ c theo nh ữ ng m ụ c tiêu, nhi ệ m v ụ c huyên
8
- m ôn. Nh ữ ng s ố l i ệ u thu đ ượ c có giá tr ị đ ặ c bi ệ t quan tr ọ ng khi xây d ự ng các
ph ươ ng pháp d ự b áo, hoàn thi ệ n nh ữ ng mô hình v ề c ác quá trình, tham s ố h oá các
quá trình...
B ắ t đ ầ u t ừ n h ữ ng n ă m hai m ươ i ng ườ i ta t ổ c h ứ c m ạ ng l ướ i các tàu khoa h ọ c
g ọ i là "tàu th ờ i ti ế t" ở đ ạ i d ươ ng nh ằ m m ụ c đ ích nghiên c ứ u toàn di ệ n các quá
trình khí quy ể n trên đ ạ i d ươ ng và các quá trình v ậ t lý trong n ướ c bi ể n đ ể h oàn
ch ỉ nh các d ự b áo th ờ i ti ế t. T ài li ệ u quan tr ắ c trên các tàu này đ ượ c nhi ề u trung tâm
khí t ượ ng h ọ c và h ả i d ươ ng h ọ c s ử d ụ ng trong công tác d ự b áo, ph ụ c v ụ . Ch ươ ng
trình ho ạ t đ ộ ng và quan tr ắ c g ồ m:
a) Các quan tr ắ c khí t ượ ng, cao không, h ả i d ươ ng h ọ c, đ ị a v ậ t lý tiêu chu ẩ n
và chuyên d ụ ng t ạ i m ộ t s ố v ùng xác đ ị nh c ủ a đ ạ i d ươ ng;
b) Thu th ậ p t ừ c ác trung tâm c ủ a th ế g i ớ i và t ừ c ác v ệ t inh nh ữ ng thông tin
còn thi ế u đ ể d ùng vào công tác th ự c d ụ ng ngay trên tàu và truy ề n t ớ i các c ơ q ua n
ph ụ c v ụ k hí t ượ ng th ủ y v ă n trên l ụ c đ ị a;
c) Ph ụ c v ụ c ho hàng h ả i, đ ánh cá, hàng không t ạ i vùng ho ạ t đ ộ ng c ủ a tàu th ờ i
ti ế t b ằ ng nh ữ ng b ả n tin v ề t r ạ ng thái đ ã qua c ủ a khí quy ể n và đ ạ i d ươ ng, b ằ ng các
b ả n d ự b áo, các thông báo v ề b ão, nh ữ ng ch ỉ d ẫ n...
Đ ể n ghiên c ứ u ch ế đ ộ t h ủ y v ă n, khí t ượ ng vùng B ắ c B ă ng D ươ ng ng ườ i ta đ ã
s ử d ụ ng nhi ề u tr ạ m k hí t ượ ng vô tuy ế n t ự đ ộ ng và các h ả i đ ă ng vô tuy ế n.
Nh ằ m ti ế p t ụ c hoàn thi ệ n các ph ươ ng pháp d ự b áo th ủ y v ă n bi ể n c ầ n có nh ữ ng
chu trình quan tr ắ c dài ở đ ạ i d ươ ng theo m ộ t m ạ ng l ướ i đ ủ d ày các đ i ể m quan tr ắ c.
Vì không th ể t h ự c hi ệ n công vi ệ c đ ó trên nh ữ ng kho ả ng không gian r ộ ng do nh ữ ng
nguyên nhân k ỹ t hu ậ t, ng ườ i ta bu ộ c ph ả i th ự c hi ệ n nghiên c ứ u tr ong ph ạ m vi m ộ t
bãi th ử n ghi ệ m nào đ ó g ọ i là poligôn: k ế t h ợ p ho ạ t đ ộ ng c ủ a m ộ t s ố t àu kh ả o sát
v ớ i nhi ề u tr ạ m phao có trang b ị n h ữ ng máy t ự g hi đ ể k h ả o sát và nghiên c ứ u sâu
s ắ c, toàn di ệ n m ộ t vùng d ự đ ị nh.
Thông tin t ừ c ác tr ạ m phao đ ạ i d ươ ng đ ượ c truy ề n vào b ờ t ớ i các trung tâm
nghiên c ứ u b ằ ng vô tuy ế n ho ặ c chuy ể n ti ế p thông qua các v ệ t inh.
Theo quy ế t đ ị nh c ủ a U ỷ b an H ả i d ươ ng h ọ c Qu ố c t ế ( IOC) c ủ a U NESCO và
T ổ c h ứ c Khí t ượ ng Th ế g i ớ i (WMO) m ộ t ch ươ ng trình h ợ p tác khoa h ọ c qu ố c t ế đ ã
đ ượ c thành l ậ p, đ ó là H ệ t h ố ng các tr ạ m đ ạ i d ươ ng toàn c ầ u liên h ợ p (Global
Ocean Observing System - GOOS), g ồ m 26 n ướ c tham gia [12]. T ừ n ă m 1972 các
n ướ c đ ã b ắ t đ ầ u trao đ ổ i thông tin v ề t r ạ ng thái đ ạ i d ươ ng (d ữ l i ệ u v ề p hân b ố
t h ẳ ng đ ứ ng c ủ a nh i ệ t đ ộ n ướ c nh ậ n t ừ c ác tàu nghiên c ứ u khoa h ọ c, tàu th ờ i ti ế t ở
B ắ c Đ ạ i Tây D ươ ng). Nh ờ m ộ t h ệ t h ố ng liên l ạ c vô tuy ế n toàn c ầ u do T ổ c h ứ c Khí
t ượ ng Th ế g i ớ i t ổ c h ứ c, m ỗ i m ộ t n ướ c đ ề u nh ậ n đ ượ c thông tin v ề t r ạ ng thái đ ạ i
d ươ ng.
Vào nh ữ ng n ă m g ầ n đ ây b ắ t đ ầ u m ở m ang vi ệ c s ử d ụ ng hàng không đ ể t i ế n
hà nh quan tr ắ c h ả i v ă n. S ử d ụ ng máy bay đ ể q uan tr ắ c b ă ng t ạ o ra kh ả n ă ng ch ụ p
ả nh nhanh đ ượ c b ứ c tranh tr ạ ng thái, phân b ố b ă ng ở c ác bi ể n. B ắ t đ ầ u t ừ n ă m
1965 ở L iên Xô đ ã th ự c hi ệ n ch ụ p ả nh t ừ m áy bay tr ườ ng nhi ệ t đ ộ n ướ c m ặ t bi ể n
9
- b ằ ng nhi ệ t k ế b ứ c x ạ . Ch ụ p ả nh m áy bay tr ườ ng nhi ệ t đ ộ n ướ c m ặ t bi ể n có ý ngh ĩ a
quan tr ọ ng tr ự c ti ế p ph ụ c v ụ c ác c ơ q uan đ ánh cá trên bi ể n kh ơ i. B ằ ng ả nh máy
bay c ũ ng thu đ ượ c các tr ườ ng dòng ch ả y bi ể n trên nh ữ ng vùng không gian r ộ ng
l ớ n, đ i ề u r ấ t quan tr ọ ng khi thi ế t l ậ p đ ầ u vào c ủ a các mô hình d ự b áo.
Thông tin quan tr ọ ng nh ấ t có th ể n h ậ n đ ượ c nh ờ q uan tr ắ c t ừ v ệ t inh. Đ ã t ừ
l âu nay, khi l ậ p thông tin th ủ y v ă n bi ể n ng ườ i ta s ử d ụ ng r ộ ng rãi nh ữ ng d ữ l i ệ u
nh ậ n t ừ c ác v ệ t inh khí t ượ ng. D ự a theo nh ữ ng ả nh v ệ t inh thu đ ượ c, các nhà khí
t ượ ng nghiên c ứ u s ự b i ế n đ ổ i c ủ a các dòng không khí, phát hi ệ n nh ữ ng tâm xoáy
thu ậ n, tìm ra nh ữ ng front khí quy ể n, phân b ố l ượ ng và d ạ ng mây trên vùng không
gian l ớ n. Nh ờ c ó v ệ t inh d ễ n h ậ n ra nh ữ ng mi ề n ho ạ t đ ộ ng dông, mi ề n giáng th ủ y
và nhi ề u y ế u t ố k h ác quan tr ọ ng đ ố i v ớ i các nhà khí t ượ ng. C ũ ng d ự a theo nh ữ ng
tài li ệ u này có th ể r út ra nh ữ ng d ẫ n li ệ u cho các nhà h ả i d ươ ng h ọ c. Thí d ụ , d ự a
theo nh ữ ng t ấ m ả nh v ệ t inh, n ế u mây không che khu ấ t thì có th ể n h ậ n rõ đ ườ ng b ờ
b i ể n hay đ ạ i d ươ ng, v ị t rí mi ề n b ă ng, biên gi ớ i b ă ng v ớ i m ậ t đ ộ k hác nhau, đ ườ ng
vi ề n nh ữ ng kho ả ng n ướ c thoáng l ớ n, hình d ạ ng và k ích th ướ c nh ữ ng cánh đ ồ ng
b ă ng, nh ữ ng kênh n ướ c thoáng gi ữ a các cánh đ ồ ng b ă ng trôi.
V ớ i vi ệ c thành l ậ p nh ữ ng v ệ t inh h ả i d ươ ng h ọ c chuyên d ụ ng, rõ ràng s ẽ t r ở
t hành hi ệ n th ự c kh ả n ă ng nghiên c ứ u không nh ữ ng tr ạ ng thái b ă ng bi ể n mà t ậ p h ợ p
đ ượ c đ ầ y đ ủ c ác hi ệ n t ượ ng x ả y ra trong bi ể n: các dòng bi ể n nóng, dòng bi ể n l ạ nh,
dao đ ộ ng m ự c n ướ c, các hi ệ n t ượ ng tri ề u, s ự t h ành t ạ o và phát tri ể n sóng, s ự t hay
đ ổ i cân b ằ ng nhi ệ t và các quá trình sinh h ọ c, đ ị a ch ấ t h ọ c khác. Ng ườ i ta đ ã d ự a
theo nh ữ ng ả nh v ệ t inh mà thi ế t l ậ p m ố i liên h ệ g i ữ a các xoáy mây v ớ i các vùng
sóng bão ở B ắ c Đ ạ i Tây D ươ ng, biên gi ớ i, kích th ướ c, đ ườ ng di chuy ể n và phát
tri ể n c ủ a chúng. Và nh ữ ng d ữ l i ệ u này r ấ t quý giá khi xây d ự ng các d ự b áo và
thông báo bão cho nh ữ ng tàu bi ể n, l ậ p đ ườ ng b ơ i t ố i ư u cho tàu... Ngu ồ n thông tin
t ừ v ệ t inh và ch ụ p ả nh m áy bay ngày nay là ngu ồ n d ữ l i ệ u xu ấ t phát chính cho các
mô hình d ụ b áo th ờ i ti ế t, khí h ậ u và h ả i v ă n.
1.2. NỘI DUNG VÀ THỨ TỰ THU THẬP CÁC DỮ LIỆU VỀ TRẠNG THÁI BIỂN
Đ ể đ ả m b ả o tính so sánh đ ượ c và tính đ ồ ng nh ấ t c ủ a t ấ t c ả c ác quan tr ắ c th ủ y
v ă n bi ể n, ng ườ i ta ph ả i th ự c hi ệ n chúng theo nh ữ ng tài li ệ u ch ỉ d ẫ n. Khi đ ã th ự c
hi ệ n m ộ t kh ố i l ượ ng đ ị nh tr ướ c các quan tr ắ c và ch ỉ nh lý các k ế t qu ả q uan tr ắ c,
ng ườ i quan tr ắ c truy ề n chúng v ề c ác c ơ q uan ph ụ c v ụ d ự b áo bi ể n d ướ i d ạ ng mã
theo các đ ườ ng liên l ạ c khác nhau.
N ộ i dung c ủ a các d ữ l i ệ u thông tin v ề t r ạ ng t hái bi ể n và đ ạ i d ươ ng đ ượ c xác
đ ị nh b ằ ng các b ả ng mã t ồ n t ạ i dùng đ ể t ruy ề n thông tin.
1) Đ i ệ n báo thông tin truy ề n t ừ m ạ ng l ướ i các tr ạ m khí t ượ ng th ủ y v ă n ven b ờ
c h ứ a các d ữ l i ệ u v ề :
K ý hi ệ u tr ạ m, ngày và th ờ i h ạ n quan tr ắ c;
•
H ướ ng và t ố c đ ộ g ió;
•
T ầ m nhìn xa v ề p hía bi ể n;
•
10
- N hi ệ t đ ộ n ướ c và không khí;
•
T r ạ ng thái m ự c n ướ c bi ể n;
•
S óng bi ể n và sóng v ỗ b ờ ;
•
T r ạ ng thái ph ủ b ă ng ( đố i v ớ i các bi ể n có b ă ng).
•
2) Đ i ệ n báo t ừ n h ữ ng tr ạ m khí t ượ ng th ủ y v ă n trên tàu ch ứ a nh ữ ng d ữ l i ệ u v ề :
T ọ a đ ộ t àu, ngày và th ờ i h ạ n quan tr ắ c;
•
H ướ ng và t ố c đ ộ g ió;
•
T ầ m nhìn xa ngang;
•
T h ờ i ti ế t vào h ạ n quan tr ắ c và gi ữ a các h ạ n;
•
Á p su ấ t khí quy ể n và nhi ệ t đ ộ k hông khí;
•
L ượ ng mây;
•
Đ ộ d ị ch chuy ể n c ủ a tàu;
•
N hi ệ t đ ộ n ướ c m ặ t bi ể n;
•
S óng gió và sóng l ừ ng;
•
T r ạ ng thái ph ủ b ă ng m ặ t bi ể n (n ế u có).
•
3) Đ i ệ n t ừ c ác tàu nghiên c ứ u khoa h ọ c th ự c hi ệ n quan tr ắ c h ả i v ă n n ướ c sâu
có b ổ s ung thêm nh ữ ng d ữ l i ệ u sau:
T ọ a đ ộ v à th ờ i gian quan tr ắ c;
•
Đ ộ s âu c ủ a bi ể n và các t ầ ng quan tr ắ c;
•
N hi ệ t đ ộ , đ ộ m u ố i và dòng ch ả y ở c ác t ầ ng.
•
Càng ngày càng có nhi ề u ph ươ ng pháp m ớ i đ ượ c đ ư a vào h ệ t h ố ng quan tr ắ c,
thu th ậ p và truy ề n tin khí t ượ ng th ủ y v ă n. T ạ i nhi ề u n ướ c công tác quan tr ắ c, x ử l ý
và gi ả i thích thông tin khí t ượ ng th ủ y v ă n đ ã ở t rình đ ộ t ự đ ộ ng hoá r ấ t cao. Ngoài
ra ng ườ i ta còn phát tri ể n nh ữ ng ph ươ ng pháp, nh ữ ng ph ầ n m ề m đ ể c ậ p nh ậ t và hoà
tr ộ n các thông tin linh ho ạ t m ớ i nh ậ n đ ượ c v ớ i n h ữ ng thông tin có s ẵ n, suy d ẫ n các
d ữ l i ệ u v ề h ệ t h ố ng l ướ i chuyên d ụ ng c ủ a các ph ầ n m ề m c ủ a mô hình tính toán
ch ẩ n đ oán và mô hình d ự b áo...
1.3. ĐẢM BẢO DỮ LIỆU THỦY VĂN CHO CÁC NGÀNH KINH TẾ
V i ệ c đ ả m b ả o khí t ượ ng th ủ y v ă n cho các ngành kinh t ế n h ằ m m ụ c đ ích tho ả
m ãn nh ữ ng yêu c ầ u v ề t r ạ ng thái bi ể n và th ờ i ti ế t c ủ a các c ơ s ở s ả n xu ấ t nh ư t rong
các ngành hàng h ả i, đ ánh cá, xây d ự ng trên bi ể n, nông nghi ệ p và qu ố c phòng. Các
c ơ q uan nghiên c ứ u c ủ a ngành khí t ượ ng th ủ y v ă n cùng v ớ i nh ữ ng c ơ s ở s ả n xu ấ t
ti ế n hành l ậ p tr ướ c nh ữ ng k ế h o ạ ch ph ụ c v ụ , trong đ ó ch ỉ r õ c ơ s ở đ ượ c ph ụ c v ụ
c ầ n nh ữ ng thông tin khí t ượ ng t h ủ y v ă n nào và th ờ i h ạ n c ụ t h ể r a sao.
T ậ p h ợ p nh ữ ng công vi ệ c c ủ a các c ơ q uan d ự b áo bi ể n đ ể t ho ả m ãn k ị p th ờ i,
11
- đ ầ y đ ủ n h ữ ng tà i li ệ u th ủ y v ă n cho các c ơ s ở k inh t ế g ọ i là đ ả m b ả o th ủ y v ă n. V ề
p h ươ ng di ệ n này, các tài li ệ u th ủ y v ă n bi ể n đ ượ c chia ra làm hai lo ạ i: tài li ệ u ph ụ c
v ụ l inh ho ạ t và tài li ệ u ch ế đ ộ .
Nh ữ ng t ài li ệ u ph ụ c v ụ l inh ho ạ t n êu rõ tr ạ ng thái đ ã qua và s ắ p t ớ i c ủ a các
đ i ề u ki ệ n thu ỷ v ă n. Nh ữ ng t ài li ệ u ch ế đ ộ t rình bày v ề n h ữ ng đ ặ c tr ư ng c ủ a các
y ế u t ố q ua m ộ t th ờ i k ỳ n h ấ t đ ị nh, tính bi ế n đ ộ ng c ủ a chúng, t ầ n su ấ t v à đ ộ b ả o
đ ả m.
Các tài li ệ u thu ỷ v ă n ph ụ c v ụ l inh ho ạ t bao g ồ m:
1) Thông tin v ề c ác đ i ề u ki ệ n thu ỷ v ă n đ ã và đ ang di ễ n ra;
2) Các d ự b áo nh ữ ng y ế u t ố t hu ỷ v ă n trong t ươ ng lai v ớ i nh ữ ng th ờ i h ạ n khác
nhau;
3) Báo tr ướ c v ề s ự x u ấ t h i ệ n và phát tri ể n c ủ a các hi ệ n t ượ ng đ ặ c bi ệ t nguy
hi ể m và nguy hi ể m;
4) Nh ữ ng ch ỉ d ẫ n v ề c ách đ ánh giá đ úng nh ấ t và v ề c ách th ứ c s ử d ụ ng các tài
li ệ u ph ụ c v ụ l inh ho ạ t trong ho ạ t đ ộ ng s ả n xu ấ t c ủ a các c ơ q uan đ ượ c ph ụ c v ụ .
Nh ữ ng tài li ệ u sau đ ây thu ộ c v ề t ài li ệ u ch ế đ ộ :
1) Các c ẩ m nang khoa h ọ c - k ỹ t hu ậ t v à các v ă n b ả n tiêu chu ẩ n;
2) Các niên l ị ch khí t ượ ng th ủ y v ă n và l ị ch tháng;
3) Các atlas và các b ả n đ ồ p hân b ố n h ữ ng y ế u t ố t hu ỷ v ă n c ơ b ả n;
4) Các công báo thu ỷ v ă n c ơ b ả n và các b ả ng bi ể u.
Ph ụ c v ụ t hu ỷ v ă n đ ượ c ti ế n hành b ằ ng các cách sau:
a) Các báo cáo c ủ a nhân viên ph ụ c v ụ k hí t ượ ng th ủ y v ă n cho lãnh đ ạ o các c ơ
q uan đ ượ c ph ụ c v ụ v ề c ác đ i ề u ki ệ n thu ỷ v ă n đ ã d i ễ n ra và s ắ p t ớ i;
b) Cung c ấ p các tài li ệ u thu ỷ v ă n (các d ự b áo, các thông báo tr ướ c v ề b ão
bi ể n);
c) S ự t ham gia c ủ a các chuyên viên ph ụ c v ụ k hí t ượ ng thu ỷ v ă n t ạ i các h ộ i
ngh ị ;
Các tài li ệ u thu ỷ v ă n có th ể đ ượ c truy ề n đ i theo ra đ io, các đ ườ ng liên l ạ c tr ự c
ti ế p, đ i ệ n tho ạ i, đ i ệ n tín; vô tuy ế n truy ề n hình, b ư u đ i ệ n hay chuy ể n tr ự c ti ế p.
V ớ i s ự p hát tri ể n n ề n kinh t ế v à xã h ộ i và s ự t r ưở ng thành c ủ a k hoa h ọ c s ẽ
n gày càng phát sinh thêm nh ữ ng nhu c ầ u v ề t hông tin h ả i v ă n và nh ữ ng hình th ứ c
cung c ấ p thông tin h ả i v ă n.
1.4. CHỈ DẪN SỬ DỤNG CÁC TÀI LIỆU THUỶ VĂN
T rong các ch ỉ d ẫ n nh ữ ng ng ườ i công tác khí t ượ ng th ủ y v ă n đ ề đ ạ t v ớ i các c ơ
s ở s ả n xu ấ t nh ữ ng cách th ứ c s ử d ụ ng h ữ u ích nh ấ t nh ữ ng đ i ề u ki ệ n khí t ượ ng th ủ y
v ă n s ắ p x ả y ra trong vi ệ c đ ặ t k ế h o ạ ch và xúc ti ế n nh ữ ng ho ạ t đ ộ ng s ả n xu ấ t hay
12
- n h ữ ng b ướ c n g ă n đ e làm gi ả m tác h ạ i c ủ a các hi ệ n t ượ ng th ủ y v ă n đ ế n ho ạ t đ ộ ng
c ủ a các ngành kinh t ế .
Đ ể x ây d ự ng nh ữ ng b ả n ch ỉ d ẫ n thì nhà d ự b áo c ầ n ph ả i: 1) có d ự b áo th ủ y
v ă n khá tin c ậ y; 2) thông hi ể u các đ ặ c đ i ể m ho ạ t đ ộ ng s ả n xu ấ t c ủ a c ơ q uan đ ượ c
ph ụ c v ụ ; 3) bi ế t các đ ặ c đ i ể m v ề m ùa c ủ a ch ế đ ộ t h ủ y v ă n ở l ãnh th ổ p h ụ c v ụ v à
các d ị t h ườ ng c ủ a n ó có th ể x ả y ra.
Yêu c ầ u đ ố i v ớ i các ch ỉ d ẫ n là ng ắ n g ọ n, rõ ràng, c ụ t h ể v à d ễ h i ể u cho ng ườ i
dùng.
Nh ữ ng b ả n ch ỉ d ẫ n có th ể đ ượ c l ậ p ra do yêu c ầ u c ủ a các c ơ q uan s ả n xu ấ t
đ ượ c ph ụ c v ụ h ay c ũ ng có th ể d o sáng ki ế n c ủ a các c ơ q uan ph ụ c v ụ k hí t ượ ng
th ủ y v ă n.
13
nguon tai.lieu . vn
