Xem mẫu
- §inh V¨n ¦u
Thuû v¨n v thuû ®éng lùc biÓn ®«ng
§¹i häc quèc gia H Néi 2008
http://www.ebook.edu.vn
- Më ®Çu
H¶i d ¬ng häc khu vùc v BiÓn §«ng cung cÊp c¸c kiÕn thøc h¶i d ¬ng häc
khu vùc cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi víi träng t©m l Th¸i B×nh D ¬ng v BiÓn §«ng.
H¶i d ¬ng häc khu vùc cã môc tiªu m« t¶ c¸c ®Æc ®iÓm chÕ ®é cña hÖ thèng ®¹i
d ¬ng thÕ giíi. Nh÷ng ®Æc ®iÓm chÕ ®é n y chñ yÕu ® îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së tËp
hîp, xö lý v ph©n tÝch c¸c sè liÖu, d÷ liÖu v t i liÖu hiÖn cã vÒ ®¹i d ¬ng v
biÓn. Nh÷ng kÕt qu¶ ph©n tÝch n y l m c¬ së cho viÖc x©y dùng, thö nghiÖm v
triÓn khai kiÓm chøng c¸c m« h×nh, c«ng cô ®¸nh gi¸ v dù b¸o h¶i d ¬ng häc
®¸p øng yªu cÇu khai th¸c bÒn v÷ng t i nguyªn thiªn nhiªn v b¶o vÖ m«i
tr êng ®¹i d ¬ng v biÓn. §èi víi nh÷ng khu vùc v nh÷ng phÇn cña ®¹i d ¬ng
thÕ giíi ch a cã ®ñ sè liÖu ®iÒu tra kh¶o s¸t hiÖn tr êng, c¸c m« t¶ ®Æc ®iÓm chÕ
®é hiÖn nay chØ míi dõng l¹i ë møc gi¶ thiÕt ® îc h×nh th nh tõ c¸c kÕt qu¶
nghiªn cøu lý thuyÕt.
Do tÝnh chÊt liªn ng nh v ®a ng nh cña h¶i d ¬ng häc- mét trong nh÷ng
bé phËn c¬ b¶n cña c¸c khoa häc tr¸i ®Êt, trong khu«n khæ cña gi¸o tr×nh n y
chóng t«i chØ tËp trung m« t¶ c¸c ®Æc ®iÓm chÕ ®é h¶i d ¬ng häc vËt lý v ®éng
lùc häc biÓn. Nh÷ng ®Æc ®iÓm s©u h¬n vÒ ®Þa lý, ®Þa chÊt h¶i d ¬ng, ho¸ häc ®¹i
d ¬ng, t i nguyªn thiªn nhiªn v m«i tr êng ®¹i d ¬ng, v.v... ® îc xem xÐt riªng
trong c¸c chuyªn kh¶o hoÆc gi¸o tr×nh t ¬ng øng. Tuy nhiªn trong khu«n khæ
gi¸o tr×nh n y, chóng t«i còng d nh mét phÇn néi dung liªn quan ®Õn nh÷ng ®Æc
®iÓm chung cña ®iÒu kiÖn tù nhiªn v c¸c nh©n tè g©y ¶nh h ëng ®Õn sù h×nh
th nh v biÕn ®éng cña chÕ ®é h¶i d ¬ng häc vËt lý v ®éng lùc häc ®¹i d ¬ng.
VÒ nguyªn lý, néi dung phÇn h¶i d ¬ng häc vËt lý ph¶i bao gåm tÊt c¶ c¸c
®Æc tr ng vËt lý cña n íc biÓn, tuy nhiªn do møc ®é ®¸p øng sè liÖu v t i liÖu
®iÒu tra kh¶o s¸t, chóng ta chØ dõng l¹i ë mét sè ®Æc tr ng thuû v¨n biÓn chñ
yÕu nh nhiÖt ®é, ®é muèi, «-xy. Nh÷ng ®Æc tr ng n y còng ® îc ph¶n ¶nh trùc
tiÕp qua nh÷ng ®Æc ®iÓm h×nh th nh, lan truyÒn v biÕn ®éng cña c¸c khèi n íc
trong biÓn v ®¹i d ¬ng.
PhÇn ®éng lùc häc ®¹i d ¬ng hay thuû ®éng lùc häc biÓn ® îc giíi thiÖu
th«ng qua c¸c ®Æc tr ng dao ®éng mùc n íc (sãng v thuû triÒu) v ho n l u
quy m« lín trong ®¹i d ¬ng v biÓn.
Víi nh÷ng néi dung trªn, gi¸o tr×nh h¶i d ¬ng häc khu vùc v BiÓn §«ng
® îc chia th nh hai phÇn chÝnh:
- ChÕ ®é h¶i d ¬ng häc cña c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi víi träng t©m l Th¸i
B×nh D ¬ng. Trong phÇn n y sÏ tr×nh b y ®iÒu kiÖn tù nhiªn, ®Æc ®iÓm ph©n bè
c¸c ®¹i d ¬ng, c¸c nh©n tè ¶nh h ëng v nh÷ng nÐt c¬ b¶n vÒ chÕ ®é thuû v¨n v
®éng lùc c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi. Bªn c¹nh c¸c ®Æc ®iÓm quy m« to n cÇu sÏ xem
2 http://www.ebook.edu.vn
- xÐt kü h¬n Th¸i B×nh D ¬ng còng nh c¸c biÓn chÝnh kÒ cËn n»m trong giíi h¹n
cña ®¹i d ¬ng lín nhÊt thÕ giíi n y. Nh÷ng néi dung ® a ra sÏ gãp phÇn l m
s¸ng tá qu¸ tr×nh h×nh th nh v biÕn ®æi ®Æc ®iÓm h¶i d ¬ng häc BiÓn §«ng mét
trong nh÷ng biÓn gi÷a lôc ®Þa lín trong hÖ thèng ®¹i d ¬ng thÕ giíi.
- ChÕ ®é h¶i d ¬ng häc BiÓn §«ng. Trong phÇn n y sÏ ®i s©u giíi thiÖu c¸c
®Æc ®iÓm tù nhiªn bao gåm ®Þa h×nh, khÝ t îng thuû v¨n v ®éng lùc häc biÓn.
§Ó biªn so¹n gi¸o tr×nh n y chóng t«i sö dông mét tËp hîp c¸c tËp b¶n ®å,
c¸c gi¸o tr×nh, c¸c chuyªn kh¶o, nh÷ng c¬ së d÷ liÖu v t i liÖu ®· ® îc thu thËp
t¹i Bé m«n H¶i d ¬ng häc. §èi víi phÇn ChÕ ®é h¶i d ¬ng häc cña c¸c ®¹i d ¬ng
thÕ giíi, t i liÖu chñ yÕu ® îc tham kho¶ v sö dông l bé gi¸o tr×nh H¶i d ¬ng
häc (Oceanography) do gi¸o s M. Tomczak, §¹i häc Flinders, óc chñ biªn ® îc
tæ chøc H¶i d ¬ng häc liªn chÝnh phñ (IOC) thuéc UNESCO ph¸t h nh (phiªn
b¶n 4.4, 2002) ®· ® îc GS Tomczak v IOC cung cÊp. T i liÖu tham kh¶o chÝnh
cho phÇn ChÕ ®é h¶i d ¬ng häc BiÓn §«ng l bé s¸ch BiÓn §«ng gåm 4 tËp do
Ch ¬ng tr×nh Khoa häc c«ng nghÖ biÓn KHCN06 xuÊt b¶n trong c¸c n¨m 2003
v 2004, gi¸o s §Æng Ngäc Thanh l Tæng biªn tËp, GS TS Lª §øc Tè, cè GS
TSKH Ph¹m V¨n Ninh, GS TSKH Mai Thanh T©n v GS TSKH §Æng Ngäc
Thanh l chñ biªn cña c¸c tËp t ¬ng øng. T¸c gi¶ ch©n th nh c¶m ¬n tËp thÓ c¸c
gi¸o s vÒ nh÷ng t i liÖu quan träng n y.
Trong qu¸ tr×nh biªn so¹n, chóng t«i ®· tham kh¶o c¸c th«ng tin cËp nhËt
vÒ c¸c lÜnh vùc liªn quan còng nh c¸c sè liÖu míi nhÊt vÒ BiÓn §«ng nh»m cung
cÊp c¸c kiÕn thøc mang tÝnh phæ qu¸t ®· ® îc c«ng nhËn còng nh mét sè vÊn
®Ò cÇn cÇn ® îc nghiªn cøu v b n luËn thªm trong t ¬ng lai.
Víi tinh thÇn ®ã, trong gi¸o tr×nh chóng t«i chØ ® a ra c¸c t i liÖu tham
kh¶o chñ yÕu dÔ tiÕp cËn phôc vô l m t i liÖu häc tËp cho sinh viªn. Nh÷ng t i
liÖu tham kh¶o ®· ® îc sö dông trong hai bé t i liÖu chÝnh nªu trªn sÏ kh«ng
® a v o danh môc c¸c t i liÖu tham kh¶o. T ¬ng tù ®èi víi c¸c h×nh vÏ v biÓu
b¶ng, chóng t«i chØ dÉn nguån theo trÝch dÉn gèc cña c¸c t i liÖu tham kh¶o
chÝnh. Ng êi ®äc cã thÓ xem tªn c¸c t i liÖu tham kh¶o cô thÓ th«ng qua danh
môc cã trong c¸c t i liÖu chÝnh n y.
§©y l kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh tËp hîp v tæng hîp c¸c t i liÖu h¶i d ¬ng häc
khu vùc v BiÓn §«ng cña tËp thÓ nhiÒu nh gi¸o l m viÖc ë bé m«n H¶i d ¬ng
häc trùc tiÕp gi¶ng d¹y c¸c gi¸o tr×nh H¶i d ¬ng häc khu vùc, H¶i d ¬ng häc
BiÓn §«ng. Tuy nhiªn do yªu cÇu tæng hîp nhiÒu kiÕn thøc ®a ng nh v chuyªn
ng nh nªn kh«ng thÓ tr¸nh nh÷ng thiÕu sãt nhÊt ®Þnh, mong nhËn ® îc c¸c ý
kiÕn ®ãng gãp cña ng êi sö dông ®Ó n©ng cao chÊt l îng cña gi¸o tr×nh.
3 http://www.ebook.edu.vn
- Ch ¬ng 1
HÖ thèng ®¹i d ¬ng thÕ giíi
1.1. Qu¶ §Êt v §¹i d ¬ng thÕ giíi
1.1.1. Nh÷ng phÐp chiÕu sö dông trong h¶i d ¬ng häc
Mét trong nh÷ng trang bÞ quan träng trong h¶i d ¬ng häc còng nh trong
c¸c khoa häc tr¸i ®Êt ®ã l c¸c tËp b¶n ®å (atlas). Mäi ng êi th êng chØ quan t©m
®Õn c¸c néi dung cô thÓ ® a ra trong atlas m Ýt chó ý ®Õn tÝnh chÝnh x¸c cña
phÐp chiÕu ® îc lùa chän ®Ó thÓ hiÖn c¸c b¶n ®å.
PhÐp chiÕu ® îc sö dông th«ng dông trong h¶i d ¬ng häc l ph ¬ng ph¸p
Mercator. Ph ¬ng ph¸p n y ® îc ph¸t triÓn tõ thÕ kû 16 thêi kú në ré cña c¸c
cuéc chinh phôc thuéc ®Þa còng nh th¸m hiÓm thÕ giíi. V o thêi kú n y, sau
khi Columbus t×m ra ra ch©u Mü v Magellan ®i vßng quanh thÕ giíi, c¸c thñy
thñ vÉn ®iÒu khiÓn t u ®i tõ ®iÓm n y ®Õn ®iÓm kh¸c b»ng ® êng ph ¬ng vÞ
(® êng cã gãc ph ¬ng vÞ kh«ng ®æi). Mercator ®· ph¸t minh ra phÐp chiÕu cho
phÐp thÓ hiÖn mÆt ®Êt trong d¹ng m ® êng th¼ng trªn mÆt ph¼ng b¶n ®å còng
l ® êng ph ¬ng vÞ. Nh vËy thñy thñ khi biÕt ®iÓm xuÊt ph¸t v ®iÓm ®Õn chØ
cÇn vÏ ® êng th¼ng v x¸c ®Þnh gãc ph ¬ng vÞ cho t u.
Víi u thÕ n y, phÐp chiÕu Mercator trë th nh phÐp chiÕu chuÈn cña h ng
h¶i. Tuy nhiªn kh«ng ph¶i lóc n o yªu cÇu vÒ kho¶ng c¸ch v diÖn tÝch còng
® îc ®¶m b¶o khi tiÕn h nh lËp b¶n ®å. Trong tr êng hîp n y c¸c h×nh trßn nhá
trªn mÆt ®Êt vÉn ® îc thÓ hiÖn b»ng h×nh trßn trªn b¶n ®å nh ng kÝch th íc l¹i
t¨ng lªn khi ®i vÒ phÝa cùc. C¸c ®Þa cùc v khu vùc s¸t cùc kh«ng thÓ thÓ hiÖn
® îc trªn b¶n ®å phÐp chiÕu Mercator v× kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm trë nªn rÊt
lín v kh«ng x¸c ®Þnh ® îc. Nh×n chung c¸c phÐp chiÕu ®Òu l m nÈy sinh tÝnh dÞ
h íng dÉn ®Õn mÊt liªn tôc trªn mÆt ph¼ng b¶n ®å. Kh«ng cã lo¹i phÐp chiÕu
n o tháa m·n ®ång thêi mét lóc ba yªu cÇu chÝnh sau ®©y:
§ång d¹ng vÒ kho¶ng c¸ch- thÓ hiÖn kho¶ng c¸ch t ¬ng ®èi nh nhau
t ¬ng øng trªn b¶n ®å v trong thùc tÕ
§ång d¹ng vÒ d¸ng- ®¶m b¶o thÓ hiÖn h×nh d¸ng
§ång d¹ng vÒ diÖn tÝch.
Ba chØ tiªu c¬ b¶n n y l¹i th êng lo¹i trõ nhau. PhÇn lín c¸c phÐp chiÕu
®¶m b¶o ®ång d¹ng vÒ diÖn tÝch th êng sö dông ®Õn l íi kinh tuyÕn trong d¹ng
® êng cong v yªu cÇu b¶n ®å cho phÐp x¸c ®Þnh täa ®é ®Þa lý cña c¸c ®iÓm (h×nh
1.1). PhÐp chiÕu Gall/Peters kÕt hîp ®ång d¹ng vÒ diÖn tÝch víi l íi kinh vü trùc
giao. §©y l l ph ¬ng ph¸p thÓ hiÖn b¶n ®å chung c¸c ®¹i d ¬ng (h×nh 1.2).
4 http://www.ebook.edu.vn
- Mercator Gall/Peters §ång d¹ng diÖn tÝch
H×nh 1.1. VÝ dô vÒ c¸c b¶n ®å thÕ giíi sö dông nh÷ng phÐp chiÕu kh¸c nhau (b n tr êng nhiÖt ®é
c th hi n qua c¸c phÐp chiÕu kh¸c nhau).
n íc mÆt biÓn
Trªn c¸c h×nh 1.2 thÓ hiÖn b¶n ®å c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi sö dông phÐp
chiÕu Gall/Peters.
§¹i T©y D ¬ng Th¸i B×nh D ¬ng
Ên §é D ¬ng
H×nh 1. 2. B¶n ®å c¸c ®¹i d ¬ng sö dông phÐp chiÕu Gall/Peters
1.1.2. §Æc ®iÓm chung vÒ ®Þa h×nh cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi
§¹i d ¬ng thÕ giíi bao gåm c¸c ®¹i d ¬ng v biÓn kÒ cËn ph©n bè trªn mÆt
Qu¶ §Êt. N íc biÓn chiÕm 71% tæng diÖn dÝch bÒ mÆt Qu¶ §Êt, trong ®ã ë B¾c
B¸n CÇu l 61% v Nam B¸n CÇu l 81%. Ng êi ta cßn chia Qu¶ §Êt th nh hai
b¸n cÇu theo ®¹i d ¬ng v lôc ®Þa: B¸n CÇu Lôc §Þa cã cùc n»m t¹i s«ng Loire
(Ph¸p) cã 51% l ®¹i d ¬ng v B¸n CÇu §¹i D ¬ng cã cùc l New Zealand víi
89% l ®¹i d ¬ng.
§é s©u trung b×nh cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi l 3795 m v ®iÓm cã ®é s©u lín
nhÊt 11022m mang tªn Vitiaz thuéc r·nh s©u Mariana, t©y-b¾c Th¸i B×nh
D ¬ng.
PhÇn lín ®¸y ®¹i d ¬ng ® îc chia th nh c¸c khu vùc ch©n lôc ®Þa, thñy vùc
s©u v nói ngÇm trung t©m ®¹i d ¬ng.
5 http://www.ebook.edu.vn
- Tuy chóng ta vÉn quen víi kh¸i niÖm 5 ch©u 4 biÓn, nh ng theo quy uíc
cña Tæ chøc Thñy ®¹c Quèc tÕ (IHO) hiÖn cã 5 ®¹i d ¬ng chÝnh sau ®©y.
a.Th¸i B×nh D ¬ng
Th¸i B×nh D ¬ng (h×nh 1.3) l ®¹i d ¬ng lín nhÊt thÕ giíi víi diÖn tÝch
kho¶ng 179,7 triÖu km2 t ¬ng ® ¬ng 1/3 diÖn dÝch bÒ mÆt Qu¶ §Êt. Th¸i B×nh
D ¬ng kÐo d i 15500km tõ biÓn Bering gi¸p B¾c B¨ng D ¬ng ®Õn biÓn Ross ë
bê ch©u Nam Cùc. BÒ réng cña Th¸i B×nh D ¬ng kho¶ng 19800km kÐo d i tõ
Indonesia ®Õn bê biÓn Columbia v Peru. Giíi h¹n phÝa t©y cña Th¸i B×nh
D ¬ng th êng ® îc lÊy eo biÓn Malacca, ®iÓm cã ®é s©u lín nhÊt l r·nh s©u
Mariana- 11022m. §é s©u trung b×nh cña Th¸i B×nh D ¬ng l 4280m.
H×nh 1.3. B¶n ®å Th¸i B×nh D ¬ng
b. §¹i T©y D ¬ng
§¹i T©y D ¬ng l ®¹i d ¬ng lín thø hai trong sè c¸c ®¹i d ¬ng thÕ giíi víi
diÖn tÝch kho¶ng 106,4 triÖu km2 (82,4 triÖu km2 kh«ng bao gåm c¸c biÓn kÒ cËn)
chiÕm kho¶ng 1/5 tæng diÖn dÝch bÒ mÆt Qu¶ §Êt.
§¹i T©y D ¬ng (h×nh 1.4) cã h×nh d¸ng ch÷ S n»m gi÷a ch©u Mü ë phÝa
t©y, lôc ®Þa ¸-¢u v ch©u Phi ë phÝa ®«ng v ch©u Nam Cùc ë phÝa nam. VÒ phÝa
c¸c ®¹i d ¬ng, §¹i T©y D ¬ng giíi h¹n víi B¾c B¨ng D ¬ng ë phÝa b¾c, tr íc
®©y vÉn ® îc xem nh mét phÇn cña §¹i T©y D ¬ng, Th¸i B×nh D ¬ng vÒ phÝa
t©y-nam, Ên §é D ¬ng vÒ phÝa ®«ng-nam v Nam §¹i D ¬ng vÒ phÝa nam.
§ êng xÝch ®¹o chia §¹i T©y D ¬ng ra hai phÇn: B¾c §¹i T©y D ¬ng v Nam
§¹i T©y D ¬ng.
6 http://www.ebook.edu.vn
- H×nh 1.4. B¶n ®å §¹i T©y D ¬ng
§é s©u trung b×nh §¹i T©y D ¬ng l 3338m (3926m kh«ng bao gåm c¸c
biÓn) víi ®é s©u cùc ®¹i l 8605 m t¹i r·nh s©u Puerto-Rico. BÒ réng kho¶ng
2848km gi÷a Brasil v Liberia v 4830km gi÷a Mü v B¾c Phi.
c. Ên §é D ¬ng
Ên §é D ¬ng (h×nh 1.5) l ®¹i d ¬ng lín thø ba trong sè c¸c ®¹i d ¬ng thÕ
giíi víi diÖn tÝch kho¶ng 73,556 triÖu km2 (bao gåm c¶ Hång H¶i v vÞnh PÐc-
xich) t ¬ng ® ¬ng 1/5 tæng diÖn tÝch mÆt n íc trªn thÕ giíi.
H×nh 1.5. B¶n ®å Ên §é D ¬ng
7 http://www.ebook.edu.vn
- Giíi h¹n phÝa t©y Ên §é D ¬ng ® îc lÊy theo kinh tuyÕn 20˚E xuÊt ph¸t tõ
mòi Agulhas, phÝa ®«ng lÊy theo kinh tuyÕn 147˚E. C¸c phÇn lôc ®Þa bao quanh
gåm cã ch©u Phi, ch©u ¸, b¸n ®¶o Trung Ên, vßng cung ®¶o Sunda v ch©u óc.
Gi÷a Ên §é D ¬ng cã nhiÒu quèc ®¶o trong ®ã ®¶o Madagascar réng v o lo¹i thø
t trong sè c¸c ®¶o lín nhÊt thÕ giíi (sau Greenland, New Ginea v Borneo). §é
s©u trung b×nh cña Ên §é D ¬ng l 3890m víi ®iÓm s©u nhÊt 8047m ë vïng
tròng Diamantina gÇn bê t©y óc.
d. Nam §¹i D ¬ng
H×nh 1.6. B¶n ®å Nam §¹i D ¬ng
Nam §¹i D ¬ng (h×nh 1.6) cßn ® îc gäi l Nam B¨ng D ¬ng, §¹i D ¬ng
Nam cùc, §¹i d ¬ng Cùc Nam bao gåm to n bé phÇn nam cña c¸c ®¹i d ¬ng thÕ
giíi n»m phÝa nam vü tuyÕn 60˚S. Theo Tæ chøc Thñy ®¹c Quèc tÕ th× Nam §¹i
D ¬ng l ®¹i d ¬ng bao quanh ch©u Nam Cùc. §©y l ®¹i d ¬ng lín thø t
trong sè ®¹i d ¬ng thÕ giíi v còng l ®¹i d ¬ng ® îc ®Æt tªn cuèi cïng.
Tæng diÖn tÝch Nam §¹i D ¬ng v o kho¶ng 20,327 triÖu km2, ®é s©u trung
b×nh vïng biÓn s©u v o kho¶ng tõ 4000 ®Õn 5000m, n¬i s©u nh©t 7235m thuéc
r·nh s©u Sandwich Nam.
e. B¾c B¨ng D ¬ng
B¾c B¨ng D ¬ng (h×nh 1.7) hay cßn gäi l §¹i d ¬ng B¾c Cùc bao quanh
Cùc B¾c cña Qu¶ §Êt l ®¹i d ¬ng nhá nhÊt v n«ng nhÊt trong sè 5 ®¹i d ¬ng
thÕ giíi. Tr íc ®©y v c¶ hiÖn t¹i nhiÒu nh h¶i d ¬ng häc vÉn gäi B¾c B¨ng
D ¬ng l BiÓn §Þa Trung H¶i B¾c Cùc v xem nã nh mét trong nh÷ng biÓn
gi÷a lôc ®Þa thuéc §¹i T©y D ¬ng. DiÖn tÝch cña B¾c B¨ng D ¬ng v o kho¶ng
14,056 triÖu km2, ®é s©u trung b×nh 1038m v ®iÓm s©u nhÊt 5450m thuéc phÇn
bÓ ¸-¢u.
8 http://www.ebook.edu.vn
- H×nh 1.7. B¶n ®å B¾c B¨ng D ¬ng
§©y l ®¹i d ¬ng cã diÖn tÝch bÒ mÆt bÞ b¨ng phñ lín nhÊt, ®é muèi trung
b×nh v o lo¹i thÊp nhÊt so víi 5 ®¹i d ¬ng cßn l¹i.
1.2. Nh÷ng nguyªn lý c¬ b¶n m« t¶ ®Æc ®iÓm khÝ t îng h¶i v¨n cña
®¹i d ¬ng thÕ giíi
H¶i d ¬ng häc l khoa häc nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn xÈy ra trong
m«i tr êng biÓn phôc vô môc tiªu m« t¶, ph©n tÝch v dù b¸o chóng mét c¸ch
®Þnh l îng. §Ó thÓ hiÖn ®Þnh l îng c¸c qu¸ tr×nh cÇn thiÕt ph¶i sö dông nguyªn
lý cña c¸c chu tr×nh còng nh c¸c c¸n c©n cña nh÷ng ®Æc tr ng n¨ng l îng,
nhiÖt, chÊt t ¬ng øng.
Nguyªn lý cña c¸c chu tr×nh ® îc thÓ hiÖn qua t ¬ng quan c©n b»ng ®Þnh
l îng, cßn nguyªn lý c¸c c¸n c©n thÓ hiÖn suÊt biÕn biÕn ®æi gi÷a c¸c tr¹ng th¸i
cña chu tr×nh.
Chu tr×nh n íc liªn kÕt c¸c qu¸ tr×nh xÈy ra trong thÕ giíi tù nhiªn g¾n
liÒn víi n íc bao gåm: m a v bèc h¬i liªn kÕt ®¹i d ¬ng víi khÝ quyÓn; bèc h¬i
tõ mÆt ®Êt v ®i qua th¶m thùc vËt liªn kÕt khÝ quyÓn víi sinh quyÓn.
Chu tr×nh n íc tõ ®¹i d ¬ng v o khÝ quyÓn thÓ hiÖn qua bèc h¬i, n íc ® îc
giã trong khÝ quyÓn vËn chuyÓn trong d¹ng m©y v quay trë l¹i mÆt ®Êt trong
d¹ng m a. Sinh quyÓn ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng trong chu tr×nh
n íc: l îng h¬i n íc tho¸t ra tõ c©y cèi l hîp phÇn quan träng cña chu tr×nh
n íc tõ ®Êt v o khÝ quyÓn; bèc h¬i tõ mÆt biÓn còng ®ãng mét vai trß hÕt søc
quan träng. Mèi liªn kÕt gi÷a lôc ®Þa v ®¹i d ¬ng th«ng qua l u l îng n íc
s«ng ®æ v o biÓn ®· khÐp kÝn chu tr×nh n y.
C¸c c¸n c©n trong chu tr×nh n íc ® îc thÓ hiÖn ®Þnh l îng th«ng qua c¸c
c¸n c©n ®éng v c¸n c©n tÜnh, trong ®ã c¸c c¸n c©n ®éng cho ta suÊt biÕn ®æi
9 http://www.ebook.edu.vn
- gi÷a c¸c hîp phÇn cña chu tr×nh.
Trong b¶ng sau cho ta ph©n bè cña n íc trªn Qu¶ §Êt (c¸n c©n tÜnh) t ¬ng
øng l îng n íc chøa trong tõng hîp phÇn cô thÓ.
ThÓ tÝch (103 km3)
Hîp phÇn % tæng l îng
§¹i d ¬ng 1,350,000 94.12
N íc ngÇm 60,000 4.18
B¨ng 24,000 1.67
Hå 230 0.016
Èm trong ®Êt 82 0.006
KhÝ quyÓn 14 0.001
-
S«ng 1
Theo M. J. Lvovich: World water balance; trng: Symposium on world water balance, UNESCO/IASH
publication 93, Paris 1971.
C¸c c¸n c©n n íc tÜnh cho thÊy vai trß quan träng cña líp b¨ng ®èi víi chu
tr×nh n íc to n cÇu. KhÝ quyÓn hÇu nh kh«ng cã vai trß ®¸ng kÓ trong c¸n c©n
n íc tÜnh nh ng lai quan träng khi xÐt ®Õn c¸n c©n ®éng.
Trong b¶ng kÌm theo cho ta khèi l îng n íc tham gia v o tõng qu¸ tr×nh
trong chu tr×nh n íc (c¸n c©n ®éng).
Khèi l îng
Qu¸ tr×nh
(m3 /n¨m)
3.24 . 1014
M a trªn ®¹i d ¬ng
-3.60 . 1014
Bèc h¬i tõ ®¹i d ¬ng
0.98 . 1014
M a trªn lôc ®Þa
-0.62 . 1014
Bèc h¬i tõ mÆt lôc ®Þa
0.36 . 1014
C©n b»ng n íc lôc ®Þa = l u l îng s«ng
Cã thÓ nhËn thÊy khÝ quyÓn ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng trong chu
tr×nh n íc, mÆc dÇu l îng n íc chøa trong khÝ quyÓn kh«ng lín.
Chu tr×nh muèi liªn kÕt chñ yÕu ®¹i d ¬ng víi ®Þa quyÓn v mét phÇn nhá
cña khÝ quyÓn. C¸c kho¸ng chÊt t¸ch ra tõ ®¸ theo n íc ngÇm v ¨n mßn bÒ mÆt
®æ v o s«ng ®i v o ®¹i d ¬ng l m cho biÓn mÆn. Kho¸ng chÊt l¹i ®i tõ n íc biÓn
v o trÇm tÝch thong qua c¸c ph¶n øng hãa häc t¹o ra c¸c lo¹i ®¸ míi v ho n tr¶
kho¸ng chÊt vÒ víi ®Þa quyÓn. Mét phÇn muèi ®i v o khÝ quyÓn theo tia n íc b¾n
v o kh«ng khÝ khi cã sãng v h×nh th nh nªn dßng vËn chuyÓn muèi tõ biÓn v o
lôc ®Þa theo chu tr×nh muèi. Do chu tr×nh muèi th êng kÐo d i trªn quy m« thêi
gian lín, nªn trong h¶i d ¬ng häc chØ chó träng ®¸nh gi¸ c¸c c¸n c©n muèi tÜnh
10 http://www.ebook.edu.vn
- nh ® îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau:
YÕu tè H m l îng (%) Thêi gian tån t¹i (n¨m)
Mét sè th nh ph n chÝnh cña muèi biÓn:
Natri (Na) 2.4 60,000,000
Chlo (Cl) 0.013 80,000,000
Magie (Mg) 2.3 10,000,000
Mét sè chÊt vÖt trong muèi biÓn:
Ch× (Pb) 0.001 400
S¾t (Fe) 2.4 100
Nh«m (Al) 6.0 100
Dinh d ìng l nh÷ng chÊt cÇn thiÕt cho ®êi sèng sinh vËt, chu tr×nh dinh
d ìng ® îc ph©n biÖt riªng cho lôc ®Þa v ®¹i d ¬ng.
Trong ®¹i d ¬ng c¸c chÊt dinh d ìng ® îc thùc vËt hÊp thô trªn líp n íc
mÆt cã n¨ng l îng mÆt trêi th«ng qua qu¸ tr×nh quang hîp. PhÇn lín chÊt dinh
d ìng ® îc t¶i ra vïng biÓn s©u tõ d¶i ven bê. T¹i c¸c líp n íc s©u l¹i xÈy ra
qu¸ tr×nh t¸i sinh kho¸ng chÊt: c¸c chÊt dinh d ìng quay trë l¹i trong d¹ng hßa
tan. Nh vËy ®¹i d ¬ng sÏ kh«ng thÓ duy tr× ®é ph× nhiªu cña m×nh nÕu nh
kh«ng cã nguån dinh d ìng bæ sung trë l¹i ®Æc biÖt xÈy ra ë c¸c vïng ho¹t ®éng
n íc tråi.
Chu tr×nh c¸c- bon diÔn ra kh¸c nhau phô thuéc v o quy m« thêi gian.
Trong quy m« ®Þa chÊt c¸c bon ® îc ® a v o khÝ quyÓn v ®¹i d ¬ng th«ng qua
qu¸ tr×nh phong hãa ®¸ cacbonat. L îng c¸c-bon n y ® îc tr¶ vÒ trong d¹ng ®¸
h×nh th nh do qu¸ tr×nh trÇm tÝch.
Trong quy m« khÝ hËu, c¸c bon ® îc trao ®æi gi÷a khÝ quyÓn, ®¹i d ¬ng,
sinh vËt sèng v x¸c sinh vËt. Trong h¶i d ¬ng häc ng êi ta quan t©m nhiÒu
®Õn quy m« khÝ hËu cña chu tr×nh c¸c bon.
1.3. C¸c nh©n tè h×nh th nh v biÕn ®éng chÕ ®é khÝ t îng h¶i
v¨n
§Ó n¾m b¾t ® îc c¸c ®Æc ®iÓm khÝ t îng thuû v¨n biÓn v ®¹i d ¬ng thÕ
giíi kh«ng thÓ kh«ng nãi ®Õn nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ ®Þa lý thÕ giíi. Nh÷ng
kiÕn thøc vÒ khÝ t îng thñy v¨n lu«n ®i kÌm víi kiÕn thøc ®Þa lý vÒ c¸c tr êng
t¸c ®éng h×nh th nh v biÕn ®æi c¸c ®Æc tr ng ®ã.
Nh chóng ta ®Òu biÕt c¸c lùc t¹o triÒu kh«ng g©y nªn nh÷ng biÕn ®éng
chu kú d i ®èi víi c¸c tÝnh chÊt khÝ t îng h¶i v¨n, ba ngo¹i lùc chÝnh t¹o ra
nh÷ng biÕn ®éng ®èi víi chÕ ®é h¶i v¨n ®¹i d ¬ng bao gåm: øng suÊt giã, th«ng
l îng nhiÖt v th«ng l îng n íc trao ®æi qua mÆt ph©n c¸ch n íc-kh«ng khÝ.
TÊt c¶ ba t¸c ®éng n y ®Òu cã mét nguån gèc chung l bøc x¹ mÆt trêi. Nh÷ng
11 http://www.ebook.edu.vn
- kiÕn thøc vÒ khÝ quyÓn sÏ gióp chóng ta hiÓu râ h¬n c¬ chÕ biÕn ®æi cña c¸c t¸c
®éng n y còng nh qu¸ tr×nh chuyÓn hãa cña bøc x¹ mÆt trêi v o c¸c d¹ng n¨ng
l îng cô thÓ trong ®¹i d ¬ng thÕ giíi.
L îng bøc x¹ ®i v o biªn ngo i cña khÝ quyÓn cã sù biÕn ®æi ®¸ng kÓ tõ
xÝch ®¹o ®Õn c¸c vïng cùc. Tuy nh÷ng biÕn ®æi còng cã sù kh¸c biÖt gi÷a c¸c
mïa, nh ng khu vùc xÝch ®¹o vÉn nhËn ® îc nhiÒu n¨ng l îng h¬n so víi c¸c
vïng cùc. Kh«ng khÝ l¹nh ë c¸c vïng cùc cã mËt ®é lín h¬n so víi kh«ng khÝ Êm
t¹i xÝch ®¹o dÉn ®Õn h×nh th nh sù kh¸c biÖt vÒ ¸p suÊt khÝ quyÓn t¹i hai miÒn
n y cña Qu¶ §Êt. Tõ quy luËt khÝ ¸p, ¸p suÊt khÝ quyÓn ë mùc n íc biÓn t¹i c¸c
miÒn cùc cã gi¸ trÞ lín h¬n so víi miÒn xÝch ®¹o v t¹o ra gradient ¸p suÊt theo
h íng tõ cùc vÒ xÝch ®¹o. Trong khi ®ã t¹i tÇng cao khÝ quyÓn th× gradient ¸p
suÊt l¹i cã h íng ng îc l¹i.
Trong c¬ häc chÊt láng, gradient ¸p suÊt l t¸c nh©n g©y ra dßng vËn
chuyÓn tõ miÒn ¸p cao vÒ miÒn ¸p thÊp. Trong tr êng hîp Qu¶ §Êt kh«ng quay
th× kh«ng khÝ trong khÝ quyÓn sÏ chuyÓn ®éng theo hai vßng ho n l u ®¬n gi¶n
trªn hai b¸n cÇu (h×nh 1.8a). Trªn mÆt biÓn kh«ng khÝ chuyÓn ®éng tõ cùc vÒ
xÝch ®¹o; kh«ng khÝ sÏ n©ng lªn t¹i xÝch ®¹o v quay trë l¹i c¸c miÒn cùc trªn
tÇng cao.
(a) (b)
H×nh 1.8a. S¬ ®å ph©n bè ¸p suÊt kh«ng khÝ trªn mÆt c¾t kinh tuyÕn v chuyÓn ®éng cña khÝ quyÓn
t ¬ng øng 2 tr êng hîp: (a) qu¶ ®Êt kh«ng quay, (b) qu¶ ®Êt quay (kh«ng t¸ch lôc ®Þa-®¹i d ¬ng)
12 http://www.ebook.edu.vn
- H×nh 1.8b. S¬ ®å ph©n bè giã trªn Qu¶ §Êt.
§èi víi Qu¶ §Êt quay, hiÖn t îng chuyÓn ®éng cña kh«ng khÝ cã sù biÕn
®æi mét c¸ch c¬ b¶n theo hai c¸ch. Tr íc hÕt, khi kh«ng khÝ chuyÓn ®éng vÒ phÝa
xÝch ®¹o, hiÖu øng Qu¶ §Êt quay l m cho ®¹i d ¬ng v mÆt ®Êt n»m phÝa d íi
®ã chuyÓn dÞch t ¬ng ®èi vÒ phÝa ®«ng.
Ng êi quan tr¾c ë trªn mÆt ®Êt sÏ nhËn thÊy chuyÓn ®éng cña kh«ng khÝ
t ¬ng tù dßng giã ®«ng: giã thæi tõ h íng ®«ng kÌm theo th nh phÇn h íng xÝch
®¹o. T¹i khu vùc nhiÖt ®íi v cËn nhiÖt ®íi lo¹i giã n y ® îc gäi l tÝn phong hay
giã mËu dÞch, t¹i c¸c khu vùc vÜ ®é cùc ®ã l giã ®«ng cùc ®íi. Nh vËy giã sÏ
kh«ng cßn thæi tõ c¸c miÒn ¸p suÊt cao vÒ c¸c miÒn ¸p suÊt thÊp n÷a m hÇu
nh chuyÓn dÞch theo c¸c ® êng cã gi¸ trÞ ¸p suÊt kh«ng ®æi (c¸c ® êng ®¼ng
¸p). Còng xuÊt ph¸t tõ ®©y m ý nghÜa cña c¸c ® êng ®¼ng ¸p ® îc kh¼ng ®Þnh
vÞ trÝ trªn c¸c b¶n ®å thêi tiÕt h ng ng y trªn ph ¬ng tiÖn th«ng tin ®¹i chóng.
Do Qu¶ §Êt quay c¸c dßng khÝ cã h íng theo vü tuyÕn h¬n l theo h íng
kinh tuyÕn, vai trß cña chuyÓn ®éng theo ph ¬ng th¼ng ®øng bÞ suy gi¶m: kh«ng
khÝ cã thÓ ®i theo c¸c ho n l u ngang trªn mÆt ®Êt mét c¸ch nhanh chãng m
kh«ng cÇn ®Õn c¸c chuyÓn ®éng th¨ng hoÆc gi¸ng.
ChÝnh sù ®iÒu chØnh n y dÉn ®Õn h íng biÕn ®æi thø hai cña chuyÓn ®éng
kh«ng khÝ l m cho ho n l u ®¬n trªn tõng b¸n cÇu bÞ ph©n hãa. Do c¸c dßng
kh«ng khÝ thæi theo ®Þa ®íi cã vËn tèc lín cã tÝnh bÊt æn ®Þnh cao ®· h×nh th nh
nªn c¸c xo¸y dÉn ®Õn sù ®iÒu chØnh ph©n bè khÝ ¸p. §iÒu n y dÉn ®Õn sù xuÊt
hiÖn cña mét cùc ®¹i ¸p suÊt chuyÓn tiÕp n»m ë vïng vÜ ®é trung b×nh (h×nh
1.8b). §iÒu n y t¹o ra gradient ¸p suÊt theo chiÒu ng îc l¹i v g©y nªn mét d¶i
giã t©y trªn bÒ mÆt Qu¶ §Êt (h×nh 1.8 v 1.9).
Nh÷ng ng êi ®i biÓn l©u n¨m trªn c¸c ®¹i d ¬ng ®Òu hiÓu râ thuËt ng÷
13 http://www.ebook.edu.vn
- “vïng vÜ tuyÕn 40”, do giã t¹i khu vùc tõ vÜ tuyÕn 40 ®Õn 50 ®é lu«n cã gi¸ trÞ
lín, sù biÕn ®éng m¹nh v ®é giËt lín hÕt søc nguy hiÓm.
H×nh 1.9 cho ta bøc tranh vÒ tr êng giã ë mùc n íc biÓn trªn ph¹m vi to n
cÇu. Nh÷ng ®Æc tr ng ph©n bè thÓ hiÖn râ nh÷ng quy luËt rót ra tõ c¸c s¬ ®å
trªn h×nh 1.8, tuy nhiªn sù hiÖn diÖn cña c¸c lôc ®Þa ®· l m cho ho n l u khÝ
quyÓn bÞ ph©n hãa ®¸ng kÓ.
Hinh 1.9a. Tr êng giã trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 7. Theo sè liÖu lÊy tõ
http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn
(Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS)
Do kh«ng khÝ trªn ®Êt liÒn bÞ ®èt nãng nhanh h¬n so víi trªn ®¹i d ¬ng
trong mïa hÌ v bÞ l m l¹nh nhanh h¬n trong mïa ®«ng nªn c¸c khèi khÝ trªn
cïng mét vÜ tuyÕn ë lôc ®Þa cã ¸p suÊt thÊp h¬n trong mïa hÌ v ¸p suÊt cao h¬n
trong mïa ®«ng so víi c¸c khèi kh«ng khÝ trªn ®¹i d ¬ng. KÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh
n y dÉn tíi sù chuyÓn h íng giã trung b×nh so víi h íng ®«ng hoÆc t©y c¬ b¶n
®èi víi tõng ®íi cô thÓ cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi. T¹i mét sè vïng ®¹i d ¬ng h íng
giã cã sù biÕn ®æi ®¸ng kÓ theo mïa, trong ®ã cã tr êng hîp giã ®æi h íng theo
chiÒu ®èi lËp. Víi tr êng hîp n y chóng ta cã ® îc c¸c khu vùc ho¹t ®éng cña giã
mïa. ë ®©y còng cÇn nh¾c l¹i quy íc kh¸c nhau vÒ h íng giã v dßng ch¶y:
h íng giã ® îc gäi theo ®iÓm xuÊt ph¸t cña vÐc t¬ (tõ ®©u tíi) cßn h íng dßng
ch¶y biÓn l¹i theo h íng vÐc t¬ (®i tíi ®©u).
Trong thùc tÕ h¶i d ¬ng häc ng êi ta th êng quan t©m tíi tr êng giã trªn
biÓn m Ýt khi chó ý ®Õn tr êng ¸p suÊt khÝ quyÓn. §iÒu n y ® îc lý gi¶i bëi t¸c
14 http://www.ebook.edu.vn
- ®éng gi¸n tiÕp cña ¸p suÊt th«ng qua giã lªn c¸c ®Æc tr ng h¶i v¨n. Tuy nhiªn vÒ
ph ¬ng diÖn ®Æc tr ng chÕ ®é, chóng ta còng cÇn n¾m ® îc nh÷ng quy luËt phæ
qu¸t cña ph©n bè ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi.
.
Hinh 1.9b. Tr êng giã trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 1. Theo sè liÖu lÊy tõ
http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn
(Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set - COADS).
Cã thÓ nhËn thÊy quy luËt ph©n bè ¸p suÊt cao thÊp theo ®íi ® îc thÓ hiÖn
râ nÐt h¬n t¹i Nam B¸n cÇu do tû lÖ t ¬ng ®èi gi÷a lôc ®Þa v ®¹i d ¬ng kh«ng
lín. ë B¾c B¸n cÇu ph©n bè ¸p suÊt theo ®íi bÞ thay ®æi ®¸ng kÓ do lôc ®Þa Ch©u
¸ bëi t©m ¸p thÊp mïa hÌ trªn khu vùc b¾c Pakistan v ¸p cao mïa ®«ng trªn
khu vùc M«ng Cæ. Nh÷ng trung t©m khÝ ¸p n y l nguyªn nh©n chÝnh cña hÖ
thèng giã mïa Ên §é D ¬ng v §«ng-Nam ¸.
Sù ph©n hãa cña c¸c tr êng ¸p dÉn ®Õn h×nh th nh c¸c tr êng giã ®· ® îc
m« t¶ ë phÇn trªn. TÝnh ®Þa ®íi cña ph©n bè ¸p suÊt trªn khu vùc Nam B¸n cÇu
dÉn ®Õn h×nh th nh ®íi giã t©y m¹nh tõ 40˚ ®Õn 60˚S. Trong khi ®ã cã sù hiÖn
diÖn cña c¸c ho n l u khÐp kÝn xung quanh c¸c trung t©m khÝ ¸p cao cËn nhiÖt
®íi b¾c Th¸i B×nh D ¬ng v Nam Th¸i B×nh D ¬ng.
Th«ng l îng ®éng l îng trao ®æi qua bÒ mÆt ph©n c¸ch biÓn-khÝ quyÓn
® îc ®Æc tr ng bëi øng suÊt giã trªn mÆt biÓn (h×nh 1.11). Tr êng ph©n bè cña
®¹i l îng n y chñ yÕu ® îc x©y dùng tõ tr êng giã trªn mÆt biÓn.
15 http://www.ebook.edu.vn
- Hinh 1.10a. Tr êng ¸p suÊt khÝ quyÓn (hPa) trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 7. Theo
sè liÖu lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ
quyÓn (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS).
Hinh 1.10b. Tr êng ¸p suÊt khÝ quyÓn (hPa) trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 1. Theo
sè liÖu lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ
quyÓn (Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS).
16 http://www.ebook.edu.vn
- Hinh 1.11a. Tr êng øng suÊt giã trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 6-8. Theo sè liÖu lÊy
tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn
(Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS).
Hinh 1.11b. Tr êng øng suÊt giã trung b×nh trªn mÆt ®¹i d ¬ng thÕ giíi v o th¸ng 12-2. Theo sè liÖu
lÊy tõ http://ferret.wrc.noaa.gov/las/ sö dông sè liÖu tõ C¬ së d÷ liÖu §¹i d ¬ng/KhÝ quyÓn
(Comprehensive Atmosphere/Ocean Data Set -COADS).
17 http://www.ebook.edu.vn
- C«ng thøc th«ng dông ®èi víi øng suÊt giã trªn mÆt biÓn l :
U2
Cd (1.1)
a
trong ®ã a l mËt ®é kh«ng khÝ, U l vËn tèc giã v C d l hÖ sè ma s¸t mÆt
biÓn ® îc x¸c ®Þnh dùa v o ®é cao lÊy vËn tèc giã (th«ng th êng lÊy ®é cao 10
m).
§èi víi th«ng l îng nhiÖt, chóng ta lÇn l ît xem xÐt tæng l îng bøc x¹ mÆt
trêi ®¹t tíi mÆt biÓn (h×nh 1.12), cã thÓ nhËn thÊy r»ng l îng bøc x¹ mÆt trêi
®Õn mÆt biÓn lín nhÊt t¹i c¸c khu vùc nhiÖt ®íi v c¸c vïng quang m©y. Còng cã
thÓ nhËn thÊy râ quy luËt ph©n bè theo ®Þa ®íi cña nguån n¨ng l îng quan
träng n y, trong ®ã cã tíi 93% ® îc c¸c ®¹i d ¬ng hÊp thô.
Cã thÓ nhËn thÊy sù hiÖn diÖn cña d¶i ¸p thÊp xÝch ®¹o-nhiÖt ®íi kÐo theo
héi tô giã: d¶i Héi tô nhiÖt ®íi, víi ®Æc ®iÓm tÝch tô lín m©y v m a nhiÒu ®·
h×nh th nh nªn d¶i cùc tiÓu cña bøc x¹ mÆt trêi.
Th«ng l îng nhiÖt tæng céng ®i qua mÆt biÓn ® îc x¸c ®Þnh bëi 4 c¸n c©n
nhiÖt chñ yÕu: bøc x¹ mÆt trêi tíi, bøc x¹ tõ mÆt biÓn, mÊt nhiÖt do bèc h¬i v
nhiÖt hiÖn trao ®æi qua mÆt ph©n c¸ch. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cã thÓ dÉn ®Õn c¸c gi¸
trÞ ng îc chiÒu nhau ®èi víi c¸c vïng kh¸c nhau cña ®¹i d ¬ng thÕ giíi.
Trªn h×nh 1.13 dÉn ra vÝ dô vÒ kÕt qu¶ tÝnh th«ng l îng nhiÖt tæng céng
trao ®æi qua mÆt ®¹i d ¬ng do Oberhuber c«ng bè.
H×nh 1.12. L îng bøc x¹ mÆt trêi trung b×nh n¨m (W m-2) nhËn® îc t¹i mÆt biÓn. Theo Oberhuber
(1988). L ¬ng bøc x¹ 200 W m-2 sÏ l m líp n íc 50 m nãng lªn kho¶ng 2.5°C/th¸ng khi kh«ng cã c¸c
nguån nhiÖt kh¸c.C¸c khu vùc kh«ng cã ®ñ sè liÖu ® îc t« m u x¸m.
18 http://www.ebook.edu.vn
- H×nh 1.13. L îng nhiÖt tæng céng n¨m (W m-2) ®i v o ®¹i d ¬ng. Theo Oberhuber (1988). C¸c khu vùc
kh«ng cã ®ñ sè liÖu ® îc t« m u x¸m.
H×nh 1.14. HiÖu gi¸ trÞ trung b×nh n¨m m a-bèc h¬i (P - E , cm/n¨m). Theo sè liÖu Oberhuber (1988).
19 http://www.ebook.edu.vn
- Cã thÓ nhËn thÊy râ c¸c vïng ®¹i d ¬ng bÞ mÊt nhiÖt nhiÒu nhÊt tËp trung
trªn c¸c dßng ch¶y nãng chñ yÕu ®ã l Gulf Srteam v Kuroshio. §¹i d ¬ng
nhËn ® îc nhiÖt nhiÒu nhÊt trªn d¶i xÝch ®¹o nhiÖt ®íi víi gi¸ trÞ trªn 50 Wm-2.
Nh×n chung, ®¹i d ¬ng thu ® îc nhiÖt trªn d¶i nhiÖt ®íi (gi÷a 20˚S v
20˚N) v mÊt nhiÖt t¹i c¸c d¶i «n ®íi v cùc ®íi. Trªn c¬ së n y cã thÓ mét phÇn
lý gi¶i ho n l u n íc trong ®¹i d ¬ng.
N íc l¹nh ph¶i vËn chuyÓn vÒ c¸c khu vùc biÓn nhËn ® îc nhiÖt v n íc
Êm ph¶i ®i khái nh÷ng n¬i n y; tuy nhiªn hiÖn t îng b×nh l u nh trªn kh«ng
nh nhau trªn c¸c d¶i kinh tuyÕn m dßng ch¶y th êng ® îc t¨ng c êng t¹i mét
sè vïng nh c¸c dßng ch¶y däc bê Peru hay Somalia.
T ¬ng tù, mét l îng nhiÖt ®¸ng kÓ bÞ mÊt t¹i khu vùc Kuroshio v Gulf
Stream däc bê ®«ng cña NhËt B¶n v Hoa Kú l¹i ph¸t sinh tõ dßng n íc Êm
h íng vÒ phÝa cùc.
Th«ng l îng n íc ngät, hay l îng n íc trao ®æi gi÷a ®¹i d ¬ng v khÝ
quyÓn ® îc tÝnh to¸n th«ng qua hiÖu sè gi÷a hai phÇn, ®ã l tæng m a v l u
l îng s«ng ®æ ra biÓn v l îng n íc bèc h¬i tõ mÆt biÓn. Trªn h×nh 1.14 cho ta
íc l îng míi nhÊt vÒ ph©n bè gi¸ trÞ n¨m cña hiÖu sè m a-bèc h¬i (P-E). Gi¸ trÞ
cùc ®¹i P-E ® îc t×m thÊy trªn d¶i héi tô nhiÖt ®íi, n¬i khèi kh«ng khÝ Èm ®i lªn
c¸c tÇng cao v t¹o nªn m©y v m a; gi¸ trÞ lín h¬n 5000 mm/n¨m cã thÓ quan
tr¾c thÊy t¹i phÝa ®«ng Indonesia.
Gi¸ trÞ ®é muèi trung b×nh trªn mÆt biÓn, thÓ hiÖn trªn h×nh 1.15b, ph¶n
¶nh mét c¸ch trung thùc th«ng l îng n íc ngät n y th«ng qua xu thÕ ®Þa ®íi
cña c¸c ® êng ®¼ng ®é muèi: ®é muèi thÊp nhÊt trªn c¸c khu vùc cùc ®¹i P-
E,mÆc dï mèi t ¬ng quan chi tiÕt còng kh«ng thÓ xem l ®¬n gi¶n. Nh÷ng biÕn
®æi cña c¸c tr êng n y bÞ chi phèi bëi thùc tr¹ng ph©n bè ®Êt liÒn, biÓn còng nh
do giã v dßng ch¶y biÓn. Mét vÝ dô râ nÐt cña ¶nh h ëng n y cã thÓ ® îc minh
häa qua gi¸ trÞ ®é muèi cao ë Hång H¶i do h¹n chÕ trao ®æi n íc gi÷a biÓn víi
Ên §é D ¬ng.
1.4.C¸c tr êng nhiÖt ®é, ®é muèi, mËt ®é v ¸p suÊt trong ®¹i
d ¬ng
Do tû sè gi÷a c¸c th nh phÇn chÝnh cÊu t¹o nªn ®é muèi n íc biÓn lu«n
kh«ng ®æi, nªn viÖc ®o ® îc ®é muèi tæng céng ®· trë nªn ®¬n gi¶n. HiÖn nay
ng êi ta cã thÓ sö dông mét thiÕt bÞ chung d¹ng CTD hoÆc STD ®Ó quan tr¾c
®ång thêi ba ®Æc tr ng quan träng cña n íc biÓn ®ã l nhiÖt ®é, ®é muèi v ¸p
suÊt. Nh÷ng ®Æc tr ng n y t¹o nªn c¬ së quan träng phôc vô m« t¶ theo tÝnh
chÊt khu vùc cña ®¹i d ¬ng.
1.4.1. NhiÖt ®é n íc trong ®¹i d ¬ng
Trong thùc tÕ h¶i d ¬ng häc, nhiÖt ®é T v nhiÖt ®é thÕ vÞ ® îc thÓ hi n
qua ®é Celsius (˚C); ¸p suÊt p b»ng kilopascal (kPa, 1kPa=1db; 0,1kPa=1mb; do
¸p suÊt tû lÖ thuËn víi ®é s©u nªn th«ng th êng 1m t ¬ng øng ¸p suÊt 10kPa).
20 http://www.ebook.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
