Bài giảng Địa chất biển đại cương - Phần 3: Thủy động học của biển và đại dương

Bài giảng Địa chất biển đại cương - Phần 3: Thủy động học của biển và đại dương giúp các bạn hiểu rõ các vòng tuần hoàn của các dòng hải lưu và vai trò của nó, các quá trình thủy động học đới ven biển và vận chuyển trầm tích.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Địa chất biển đại cương - Phần 3: Thủy động học của biển và đại dương CHƯƠNG 3 THỦY ĐỘNG HỌCCỦA BIỂN VÀ ĐẠI DƯƠNGVòng tuần hoàn của các dòng hải lưu có vai trò rất quan trọng đối với:• xói mòn và vận chuyển vật liệu trầm tích• Điều hòa nhiệt độ thủy quyển và khí quyển• cân bằng sự ổn định/bền vững của môi trường sốngSự phân bố và hoạt động của các dòng hải lưu phụ thuộc mạnh mẽ vào:• Sự chênh lệch tỉ trọng của nước mà nó là kết quả của sự chênh lệch về: nhiệt độ, độ mặt• Tuần hoàn của khí quyển• Địa hình đáy biển• Do có sự chênh lệch về tỉ trọng nên nước biển và đại dương có sự phân tầng/phân đới theo chiều thẳng đứng• Đới trên cùng có độ sâu vài trăm mét chịu tác động mạnh của sóng, thủy triều, bức xạ mặt trời nên được gọi là đới hỗn hợp. Các hoạt động của dòng chảy chủ yếu diễn ra theo phương ngang• Các đới nằm sâu hơn có chu trình thủy hải lưu hoạt động do sự chênh lệch về tỉ trọng và có đặc điểm ngèo oxi.Hoạt động quay của trái đất làm lệch hướngchuyển động của vật thể về bên phải ở bán cầubắc và lệch về bên trái ở bán cầu nam. (Ekman) do hiệu ứng coriolis mà gió có thể làm cho nước trên mặt chuyển động ở một góc tối đa là 45o so với hướng gió. Lực coriolis làm lệch hướng của từng lớp nước nhiều hơn so với hướng gió theo độ sâu cho đến khi lực ma sát và chuyển động của dòng do gió không còn đáng kể. Do vậy mà vận tốc giảm dần và độ lệch tăng dần theo độ sâu. CấuLiên quan đến xoắn Ekman là hiện tượng dòng trồi (upwelling), trúc vận tốc dạngxảy ra khi bờ biển nằm bên trái hướng gió thổi. nước ấm và xoắn này đc gọi lànhẹ được vận chuyển đi xa và nước lạnh là nặng giàu chất xoắn Ekmandinh dưỡng ở dưới sâu trồi lên Các dạng dòng chảy khác1. Dòng phân kì2. Dòng hội tụ =>hình thành lên dòng hút chìm (trụt, downwelling)3. Dòng nước sâu/dòng đáyCÁC QUÁ TRÌNH THỦY ĐỘNG HỌC ĐỚI VEN BIỂN VÀ VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH SÓNG• Phần lớn sóng ở đại dương được hình thành do gió. Sóng có thể di chuyển trên một diện tích và quãng đường rất lớn. Trong quá trình di chuyển, sóng có thể thay đổi biên độ nhưng vẫn duy trì được bước sóng và chu kỳ ổn định.• Khi vào đến ven bờ, biên độ, bước sóng và chu kỳ của sóng biển do tác động của một loạt các yếu tố như độ sâu đáy biển, địa mạo đáy biển, hình thái đường bờ,... L H x tc 2 cos 2 ( L T ) T• Mặc dù sóng biển/đại dương thường thay đổi theo thời gian và không gian nhưng trong phạm vi hẹp có thể coi là sóng tuyến tính (sóng airy) khi chiều cao sóng có giá trị nhỏ so với bước sóng và độ sâu đáy biển.• ƞ – độ cao sóng theo thời gian so với mực nước tĩnh• c – vận tốc truyền sóng• x – Khoảng cánh theo phương nằm ngang Độ sâu Vs tốc độ truyền sóng• Nước sâu: h/L ≥ 0,5 gT Co 2 gLo Co 2Nước nông: h/L ≤ 0,04 C ghVùng chuyển tiếp: 0,5 > h/L > 0,04 gT C tan g (kh) Co tan g (kh) Co 2 2k – Trị số sóng, k L Sự khúc xạ của sóng Sin L C tan g (kh) Sin o Lo C0• Khi sóng tiếp bờ với đường đỉnh sóng lệch so với đường đồng mức độ sâu đáy biển một góc α nào đó sẽ làm cho đường đi của sóng bị khúc xạ và có xu hướng // với đường đồng mức độ sâu và đường bờ.• Vận tốc và bước sóng cũng giảm theo Sóng đổ• Sóng đổ khi chiều cao sóng đạt mức độ tới hạn, Một phần lớn năng lượng sóng chuyển sang dạng động năng rối (turbulent) Sóng đổĐiều kiện sóng đổ• Trường hợp chung:hb=1,28.Hb(b- thời điểm sóng đổ)• Đối với sóng đơn:H/L• Đới sóng đổ (surf zone) đặc trưng bởi nước có nhiều bọt và hòa tan không khí nhiều hơn ...