Bước đầu nghiên cứu dòng hải lưu tây bắc Thái Bình Dương bằng mô hình số

Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu bước đầu về dòng hải lưu tây bắc Thái Bình Dương bằng mô hình số (ROMS). Sử dụng công nghệ OpeNDAP (Open-source Project for a Network Data Access Protocol) truy cập lấy số liệu toàn cầu ở khu vực nghiên cứu làm đầu vào cho mô hình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bước đầu nghiên cứu dòng hải lưu tây bắc Thái Bình Dương bằng mô hình số Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2015, tập 21, số 1: 21-31 BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU DÒNG HẢI LƯU TÂY BẮC THÁI BÌNH DƯƠNG BẰNG MÔ HÌNH SỐ Phạm Xuân Dương Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam Tóm tắt Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu bước đầu về dòng hải lưu tây bắc Thái Bình Dương bằng mô hình số (ROMS). Sử dụng công nghệ OpeNDAP (Open-source Project for a Network Data Access Protocol) truy cập lấy số liệu toàn cầu ở khu vực nghiên cứu làm đầu vào cho mô hình. Các kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy: Tồn tại dòng hải lưu mạnh (dòng xiết phía tây) chảy liên tục sát bờ tây Biển Đông và bờ đông Philippin. Tốc độ dòng hải lưu bờ đông Philippin thường lớn hơn tốc độ dòng hải lưu bờ đông Việt Nam. Xuất hiện nhiều vực xoáy ở các vùng khác nhau ở vùng phía tây bắc Thái Bình Dương với đường kính có thể lên tới 50 km đến hàng trăm kilômet. So sánh dòng hải lưu do tính toán ở phía tây Biển Đông với tài liệu của Bộ tư lệnh Hải quân năm 1985, về hướng di chuyển của vật nổi cho thấy có sự phù hợp. THE INITIAL STUDY ON CIRCULATION AT NORTH-WEST PACIFIC BY NUMERICAL MODEL Pham Xuan Duong Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology Abstract This paper shows the results of the initial study on circulation at North-West Pacific by numerical model (ROMS). Using OpeNDAP (Open-source Project for a Network Data Access Protocol) access to global data obtained in the study area as input to the model. The first results showed that there were strong currents flowing continuously near the west coast of the East Sea and the east coast of the Philippines. The velocity of circulation at the east coast of Philippines was often greater than that at the west coast of Vietnam. In the North-Western Pacific, there was more turbulence appeared in the different regions with diameter of 50 kilometers to hundreds of kilometers. Calculation on the circulation in the West of East Sea compared with the documents of the Naval Command in 1985 showed that the direction of movement of floating objects was similar. I. MỞ ĐẦU cũng có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoàn lưu khí quyển và khí hậu ở các vùng khác nhau của Trái Đất. Phía tây bắc Thái Bình Dương có rất nhiều biển lớn như biển Hoàng Hải, Hoa Đông, biển Philippine, biển Nhật Bản, Biển Đông, biển Sulu, biển Tasman, Dòng chảy đóng vai trò to lớn trong đời sống đại dương, làm tăng khả năng trao đổi nước, phân bố lại nhiệt độ và độ muối, làm biến đổi bờ biển, di chuyển bùn cát..., nó 21 cộng đồng khoa học, lượng người nghiên cứu sử dụng và phát triển tăng nhanh. Minh chứng cho việc này, trước đây ở Việt Nam chỉ có Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường sử dụng và phát triển mã nguồn mở ROMS chạy trên hệ điều hành Linux. Bây giờ phát triển ra rất nhiều Viện, Trường nghiên cứu về Hải dương học sử dụng như: Viện Hải dương học, Viện Tài nguyên Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. Hà Nội và Tp. Hồ Chí Minh, Trường Đại học Thủy lợi, Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội... Độ tin cậy của mô hình ROMS được đánh giá cao trong các mô hình nghiên cứu Đại Dương. Cơ sở nghiên cứu, tính toán dòng hải lưu tây bắc Thái Bình Dương là triển khai áp dụng và phát triển mô hình ROMS. Các phương trình chi phối của ROMS được thiết lập dựa trên ba hệ tọa độ: Đề Các Sigma - Cong trực giao. Hệ tọa độ Đề Các; với x tăng theo hướng đông, y tăng theo hướng bắc và z tăng theo hướng thẳng đứng từ dưới lên. Bề mặt tự do của biển được xác định tại vị trí z = ζ (x,y,t) và đáy tại vị trí z r = - H(x,y). Trong đó, v là vector vận tốc theo phương ngang với các thành phần (u, v), w là thành phần thẳng đứng, T-S là thành phần nhiệt - muối và ∇ là toán tử gradient theo phương ngang. Khi đó ROMS đưa ra bảy phương trình: Phương trình liên tục đối với chất lỏng không nén được, hai phương trình động lượng theo phương ngang, phương trình động lượng theo phương thẳng đứng, phương trình trạng thái, phương trình khuếch tán nhiệt đô, phương trình khuếch tán độ muối (Phạm Xuân Dương, 2014). Đáy biển ở Thái Bình Dương có các khu vực sâu thẳm với độ sâu trung bình khoảng 4.270 m và xen kẽ ở khu vực lòng chảo là các ngọn núi dưới mặt nước độ dốc lớn và đỉnh bằng. Phần phía tây của nền gồm các rặng núi mọc lên trên mặt biển tạo thành các hòn đảo, như đảo Solomon và New Zealand, và các vực sâu, như vực Mariana, vực Philippine, và vực Tonga. Hầu hết các vực nằm sát với rìa ngoài của thềm lục địa phía tây rộng lớn. Vì vậy để và eo biển Malacca nối Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương. Các nghiên cứu dòng hải lưu phía tây bắc Thái Bình Dương tương tác với dòng hải lưu Biển Đông cũng chưa thật nhiều vì vùng Đại Dương này quá lớn, số liệu ngoài Biển Đông nhất là về dòng chảy hầu như chúng ta còn thiếu nhiều. Do vậy việc áp dụng mô hình số trị ROMS để nghiên cứu dòng hải lưu tây bắc Thái Bình Dương hiện nay là cần thiết để cho chúng ta có được những hiểu biết nhiều hơn nữa về tính chất ...