Nghiên cứu dòng hải lưu Ân Độ Dương bằng mô hình số trị

Công nghệ OpeNDAP (Open-source Project for a Network Data Access Protocol) được sử dụng để truy cập lấy số liệu toàn cầu cho khu vực Ấn Độ Dương phục vụ nghiên cứu. Dòng hải lưu Ấn Độ Dương đã được tính toán trong thời gian dài hàng năm, các kết quả tính toán cho thấy: Tồn tại các dòng hải lưu mạnh chảy liên tục từ Tây sang Đông cách xa đất liền nằm trong khoảng vĩ độ từ 50 S đến 50N và dòng hải lưu sát bờ phía Tây với tốc độ trên 100 cm/s.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu dòng hải lưu Ân Độ Dương bằng mô hình số trịTạp chí Khoa học và Công nghệ Biển; Tập 14, Số 3; 2014: 204-211DOI: 10.15625/1859-3097/14/3/5157http://www.vjs.ac.vn/index.php/jmstNGHIÊN CỨU DÒNG HẢI LƯU ẤN ĐỘ DƯƠNGBẰNG MÔ HÌNH SỐ TRỊPhạm Xuân DươngViện Hải dương học-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamE-mail: duongpx63@yahoo.comNgày nhận bài: 5-6-2014TÓM TẮT: Công nghệ OpeNDAP (Open-source Project for a Network Data Access Protocol)được sử dụng để truy cập lấy số liệu toàn cầu cho khu vực Ấn Độ Dương phục vụ nghiên cứu. Dònghải lưu Ấn Độ Dương đã được tính toán trong thời gian dài hàng năm, các kết quả tính toán chothấy: Tồn tại các dòng hải lưu mạnh chảy liên tục từ Tây sang Đông cách xa đất liền nằm trongkhoảng vĩ độ từ 50S đến 50N và dòng hải lưu sát bờ phía Tây với tốc độ trên 100 cm/s. Ngoài ra ởẤn Độ Dương, tại nhiều vùng xuất hiện các xoáy nước synop có kích thước lớn với đường kính đếnhàng trăm km và tốc độ dòng trong các xoáy này rất lớn, trên 100 cm/s. Theo thời gian các vựcxoáy nước này không hoàn toàn nằm một chỗ mà thường xuyên di chuyển. Đối chiếu các kết quảnghiên cứu với các bức ảnh công bố của NASA cho thấy có sự phù hợp.Từ khóa: Ấn Độ Dương, Dòng hải lưu, ROMS, xoáy nước Synop.MỞ ĐẦUẤn Độ Dương là đại dương lớn thứ ba trênthế giới, bao phủ khoảng 74 triệu km2, độ sâutrung bình khoảng 3.890 m. Địa hình đáy ẤnĐộ Dương gồm các dãy núi lửa gồ ghề, cònhoạt động. Những dãy núi này có hình dạngchữ “Y” ngược, với đỉnh trên tại biển Aradian,còn hai nhánh của nó tuần tự trải dài bên dướichâu Phi và Úc. Các dòng hải lưu thịnh hành ởẤn Độ Dương phức tạp và phần lớn bị ảnhhưởng bởi chế độ gió mùa. Gió mùa có tốc độgió lên đến 45 km/h xuất hiện tại phía Bắc, tạibiển Arabian và tại vịnh Bengal. Trong thờigian khoảng tháng 4 đến tháng 10, Ấn ĐộDương chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Namvà những tháng còn lại chịu ảnh hưởng của giómùa Đông Bắc. Ấn Độ Dương có tầm quantrọng về mặt kinh tế và là vùng sản xuất dầulớn nhất trên thế giới bao gồm ở vịnh Persia,Bengal và biển Arabia, ở đây có lượng dầukhổng lổ nằm dưới biển.204ROMS [1] 1à mã nguồn mở của mô hìnhhoàn lưu đại dương được sử dụng rộng rãitrong cộng đồng khoa học, lượng người nghiêncứu sử dụng và phát triển tăng nhanh trongnhững năm gần đây, đặc biệt là tại các nước vàcác cơ quan nghiên cứu có năng lực tính toánthấp. Độ tin cậy của mô hình ROMS được đánhgiá cao qua so sánh các kết quả mô phỏng chếđộ thủy động lực học trong vùng biển giả địnhtrong trường hợp đơn giản đã có lời giải tích(Huang và Spaulding “1995” đã có lời giải tíchkhi tính dao động truyền vào kênh có độ sâukhông đổi, không có ma sát đáy, dao động mựcnước có biên độ 50 cm được đưa vào một đầucủa kênh kín có kích thước 12 × 12 km.Trường hợp thứ hai là xem xét tính phù hợp vềphân bố vận tốc dòng chảy theo phương phẳngđứng của một kênh kín cũng có kích thước 12 ×12 km có độ sâu là 40 m dước tác động của ứngsuất gió 0,1 N/m2). ROMS được rất nhiều nhànghiên sử dụng và phát triển với nhiều qui môkhông gian và thời gian khác nhau: từ dải venNghiên cứu dòng hải lưu Ấn Độ Dương …bờ tới các đại dương thế giới; mô phỏng chovài ngày, vài tháng tới hàng chục năm.Ngày 8/3/2014 máy bay MH370 của hãnghàng không Malaysia mất tích một cách bí ẩnsau khi cất cánh từ sân bay quốc tế KualaLumpur (Malaysia) để đến thủ đô Bắc Kinh,Trung Quốc. Trong việc tìm kiếm xác máy bay,lực lượng tìm kiếm sẽ phải tính toán và thu hẹpphạm vi nơi máy bay có thể lao xuống biển.Tuy nhiên nhiệm vụ đó không hề dễ dàng chútnào vì vùng biển Nam Ấn Độ Dương là mộtkhu vực biển biến động vô cùng bất thường.Tại đây với những dòng hải lưu liên tục thayđổi vận tốc và hướng mỗi ngày, khiến lựclượng tìm kiếm gặp rất nhiều khó khăn trongviệc lần tìm dấu vết của những vật thể trôi dạt,cũng như xác định xuất phát điểm của chúng.Hình 1. Vùng biển phía tây Australia giáp vớiẤn Độ Dương, nơi được cho là MH370 có thểbay qua (cho đến tháng 6/2014 vẫn chưa xácđịnh được máy bay rơi ở đâu). Australia sẽ tìmkiếm ở vùng biển này, từ Ấn Độ Dương đếnquần đảo Cocos (chấm đỏ, Đồ họa:Mapsofworld)Các nghiên cứu, tính toán, mô phỏng dònghải lưu Ấn Độ Dương của các nhà khoa họcViệt Nam đăng trên các tạp chí không nhiều,mà thường đăng tải các kết quả nghiên cứu vềcác vùng, miền của Biển Đông là chủ yếu. ViệtNam đang trên đường hội nhập quốc tế về mọilĩnh vực và hiện nay việc hội nhập nghiên cứucác hoàn lưu đại dương thế giới của các nhàkhoa học biển Việt Nam đang được đặt ra. Dovậy việc áp dụng mô hình số trị để nghiên cứudòng hải lưu Ấn Độ Dương trong bối cảnh hiệnnay là cần thiết để chúng ta có được những hiểubiết nhiều hơn nữa về tính chất, quy luật, hìnhthái của các dòng hải lưu Ấn Độ Dương cả vềmặt định tính cũng như định lượng.CƠ SỞ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨUCơ sở nghiên cứu, tính toán dòng hải lưuẤn Độ Dương trong nghiên cứu của tác giả làtriển khai áp dụng và phát triển mô hìnhROMS. Các phư ...