Xu thế biến động nhiệt độ bề mặt nước biển vùng biển Tây nam Việt Nam

Tóm tắt – Trên cơ sở tổng hợp và phân tích số liệu 15 năm (2002 – 2017) về trường nhiệt độ mặt nước biển đã xây dựng các bản đồ về trường nhiệt độ mặt biển vùng biển Tây Nam của Việt nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ bề mặt nước biển có sự biến động theo thời gian (Có sự khác biệt giữa mùa gió Đông Bắc và mùa gió Tây Nam) và biến động theo không gian (Nhiệt độ tăng dần từ phía Đông Nam lên Tây Bắc, từ vùng bờ ra khơi). So với mùa gió Đông bắc, nhiệt độ bề mặt nước biển trung bình mùa gió Tây nam ở vùng biển Tây Nam Việt Nam cao hơn từ 1 – 3⁰C.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Nhiệt độ bề mặt biển (Sea Surface Temperature – SST) đóng một vai trò rất quan trọng đối với hệ thống dòng chảy đại dương và các quá trình tương tác biển – khí quyển, là một biến quan trọng trong hầu hết các mô hình dự báo thời tiết, bão, dòng chảy, và biến đổi khí hậu… Trên thế giới có khá nhiều công trình nghiên cứu về SST [4,5,6]. Mặc dù ở nước ta cũng có một số tác giả nghiên cứu về điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên [1,2,3], nhưng cho đến nay việc nghiên cứu biến động trường nhiệt bề mặt biển ở Việt Nam nói chung và vùng biển Tây Nam nói riêng vẫn còn hạn chế.

2. NGUỒN DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguồn dữ liệu

Dữ liệu đo đạc thực địa là nguồn số liệu bao gồm 32 điểm đo được thực hiện vào tháng 3, 4 và 11 năm 2017 bằng thiết bị đo các thông số hoá lý tại hiện trường AAQ1183s-IF. Nguồn số liệu này được đo đạc theo 3 mặt cắt Rạch Giá – Phú Quốc, Phú Quốc – Thổ Chu và Thổ Chu – Cà Mau.

Bộ dữ liệu độ phân giải cao đa tỉ lệ phiên bản 4 (MUR) L4 được phân tích dựa trên các quan.trắc nhiệt độ bề mặt biển từ một số thiết bị bao gồm AMSRE (Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS) của NASA, MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) trên vệ tinh Aqua và Terra của NASA, thiết bị vi sóng trên vệ tinh WindSat của Hải quân Hoa Kỳ,.AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) trên một.số vệ tinh NOAA, và các quan sát SST ngoài thực địa từ dự án iQuam của NOAA…

Tập dữ liệu này được tài trợ bởi chương trình MEaSUREs của NASA (http://earthdata.nasa.gov/our-community/community-data-system-programs/measures-projects)

2.2 Phương pháp xác định nhiệt độ bề mặt biển từ số liệu đo cao vệ tinh

Nhiệt độ bề mặt biển là một điều kiện khí hậu và thời tiết quan trọng được đo bởi máy đo sóng vô tuyến vi sóng vệ tinh, hồng ngoại, các phao nổi, và các tàu.. Các nhiệt độ bề mặt biển tối ưu nội suy bằng vi điện tử (OI) được thiết kế để đại diện cho nhiệt độ bề mặt biển nền tại độ sâu khoảng 1 mét, hoặc nhiệt độ ngay dưới lớp ngày đêm.

Phương pháp trung bình thống kê

Trong đó: (SST) là giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình (theo tháng, mùa, năm và nhiều năm); SSTi: là các giá trị nhiệt độ bề mặt biển trung bình của từng ngày trong tháng, từng tháng trong một mùa, từng tháng trong một năm; n: là số lượng các ngày trong tháng, các tháng trong một mùa, các tháng trong một năm.

Phương pháp phân tích xu thế biến động nhiệt độ bề mặt nước biển

Mối quan hệ giữa yếu tố nhiệt độ bề mặt biển và thời gian được xác định dưới dạng phương trình tuyến tính: y=ax+b

Để tính xu thế biến động nhiệt độ bề mặt biển của một mùa theo một khoảng thời gian, thì theo phương trình trên, y đại diện cho giá trị SST trung bình một mùa tại một điểm lưới trong một năm, x là năm tương ứng, a và b là các hệ số hồi quy.

3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Trên cơ sở các kết quả số liệu đặc trưng của nhiệt độ bề mặt biển, các file SST trung bình theo mùa được export sang ARCVIEW để chia khoảng nhiệt độ thích hợp ở dạng raster và sau đó vector hóa bằng phần mềm MAPINFO để biên tập thành bản đồ nhiệt độ mặt nước biển cho từng mùa gió. Để xây dựng bản đồ biến thiên nhiệt độ nước biển tầng mặt khu vực nghiên cứu giữa hai mùa gió đông bắc và tây nam, trước tiên các bản đồ nhiệt độ nước trung bình cho từng mùa gió được tính toán xây dựng theo công thức (1) dựa trên chuỗi dữ liệu 15 năm trong giai đoạn 2002 – 2017. Các bản đồ kết quả về nền nhiệt độ trung bình theo mùa gió được thể hiện thành các đường đẳng nhiệt với khoảng cao đều là 0.2⁰C (hình 1 và hình 2).

Kết quả nghiên cứu cho thấy:

Trên Biển Đông luôn tồn tại một lưỡi nước lạnh có cường độ mạnh đi qua eo Luzon, Đài Loan theo phía tây Biển Đông tới tận thềm lục địa Sunda và ảnh hưởng đến quy luật phân bố nhiệt ở vùng nghiên cứu, khiến cho nền nhiệt tại khu vực này bị ảnh hưởng đáng kể, cụ thể:

Tại khu vực phía tây và tây bắc nhiệt độ tương đối ổn định và đồng nhất, nền nhiệt dao động từ 28.2⁰C – 28.4⁰C. Nguyên nhân là do khu vực này nằm sâu trong vịnh Thái Lan, ít bị ảnh hưởng bởi gió mùa đông bắc và dòng nước lạnh từ biển Đông chảy vào, bề mặt biển ít bị xáo trộn, do đó sự thay đổi về nhiệt độ gần như không thay đổi trong mùa này.

Khu vực phía nam mũi Cà Mau có nhiệt độ thấp nhất là 26.4⁰C (chênh lệch cao hơn 2⁰C so với khu vực trung tâm của vịnh Thái Lan). Do khu vực này nằm trọn trong vùng ảnh hưởng của lưỡi nước lạnh từ biển Đông đi vào và ảnh hưởng bởi cường độ gió mùa Đông bắc làm nền nhiệt bề mặt giảm mạnh.

Nhiệt độ khu vực ven bờ Cà Mau – Kiên Giang thấp, dao động từ 27 – 27.8⁰C và tăng dần từ bờ ra khơi. Do vùng ven bờ từ Cà Mau đến Kiên Giang bị ảnh hưởng yếu bởi lưỡi nước lạnh từ biển Đông chảy vào lên đến tận Kiên Lương, nên nền nhiệt ở đây cao hơn phía nam mũi Cà Mau (từ 0.4 – 1.4⁰C) và thấp hơn khu vực trung tâm (từ 0.6 – 1.2⁰C) nơi có nền nhiệt độ bề mặt biển ổn định và ít biến đổi.

Khu vực đảo Phú Quốc và Thổ Chu nền nhiệt dao động trong khoảng 28⁰C – 28.4⁰C. Tại đây, nhiệt độ khá ổn định và ít thay đổi do không bị ảnh hưởng bởi lưỡi nước lạnh từ biển Đông và gió mùa đông bắc.

Nhìn chung nhiệt độ mặt nước biển trong mùa gió Đông bắc đặc trưng cho các tháng từ tháng 12 năm trước đến tháng 2 năm sau, phân bố khá rõ theo quy luật: nhiệt độ có xu hướng tăng dần từ phía đông nam lên phía tây bắc, với khoảng nhiệt dao động từ 26.4⁰C – 28.4⁰C và tăng dần đều từ bờ ra khơi, ổn định ở khu vực trung tâm (phía tây và tây bắc của vùng).

Nhiệt độ trung bình bề mặt nước biển mùa gió Tây nam (giai đoạn 2002-2017)

Khác với mùa gió đông bắc, mùa gió tây nam khu vực nghiên cứu không bị ảnh hưởng bởi lưỡi nước lạnh có cường độ mạnh đi qua eo Luzon, Đài Loan theo phía tây Biển Đông tới tận thềm lục địa Sunda.

Gió mùa Tây nam đặc trưng cho các tháng từ tháng 6 đến tháng 8 trong năm và chi phối toàn bộ khu vực nghiên cứu, do đó nền nhiệt về mùa này chịu sự ảnh hưởng rõ rệt bởi gió mùa Tây nam, cụ thể:

Quy luật phân bố nhiệt độ mặt nước biển có xu hướng thay đổi theo không gian (càng xa bờ nhiệt độ càng tăng) với sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ (khoảng nhiệt độ dao động từ 29.4⁰C đến 30⁰C). Vào mùa hè, do ảnh hưởng của gió mùa Tây nam và bức xạ Mặt trời rất lớn, chi phối tới toàn bộ khu vực nghiên cứu, khiến cho lớp nước mặt bị xáo trộn mạnh, nền nhiệt tăng cao (cao hơn từ 1 – 3⁰C so với mùa gió Đông bắc) và gần như đồng nhất (cực đại ≈ 30⁰C).

Tại khu vực ven bờ Cà Mau – Kiên Giang do ảnh hưởng của lưu lượng nước từ các cửa sông đổ ra nên nền nhiệt giảm hơn (khoảng 29.4⁰C).

Khu vực trung tâm và ngoài khơi vịnh Thái Lan, nhiệt độ khá đồng nhất mặc dù chịu sự ảnh hưởng của gió mùa tây nam nhưng không bị ảnh hưởng bởi nguồn nước từ lục địa đổ ra, dao động trong khoảng 29.6 – 30⁰C.

Nhiệt độ mặt biển khu vực xung quanh đảo Phú Quốc tương đương với khu vực ven bờ (xấp xỉ 29.4 – 29.6⁰C).

Nhìn chung nhiệt độ mặt nước biển trong mùa gió Tây nam đặc trưng cho các tháng từ tháng 6 năm đến tháng 8 trong năm, quy luật phân bố nhiệt độ có xu thế tăng nhẹ từ bờ ra khơi, chênh lệch nhiệt độ nhỏ, khoảng nhiệt độ dao động từ 29.4⁰C đến 30⁰C. Vào mùa hè lưỡi nước lạnh xâm nhập với cường độ yếu, nên ít ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ tại đây.

4. KẾT LUẬN

Trên cơ sở tổng hợp và phân tích số liệu 15 năm (2002 – 2017) về trường nhiệt độ mặt nước biển và xây dựng các bản đồ về trường nhiệt độ mặt biển, có thể thấy:

Vào mùa gió Đông bắc, sự phân bố nhiệt độ bề mặt nước biển trung bình nhiều năm ở vùng biển Tây Nam Việt Nam tuân theo quy luật nhiệt độ tăng dần từ phía Đông nam lên Tây bắc, từ vùng bờ ra khơi với khoảng dao động nhiệt độ trung bình từ 26,4 – 28,4⁰C. Trong khi đó, ở khu vực trung tâm vùng nghiên cứu, nhiệt độ tương đối ổn định.

Vào mùa gió Tây nam, nhiệt độ bề mặt nước biển trung bình nhiều năm cũng có xu hướng tăng từ vùng bờ ra khơi, nhưng biên độ dao động thấp (29,4 – 30⁰C).

So với mùa gió Đông bắc, nhiệt độ bề mặt nước biển trung bình mùa gió Tây nam ở vùng biển Tây Nam Việt Nam cao hơn từ 1 – 3⁰C.

Nguyễn Thùy Linh
Trường ĐH Tài nguyên và Môi trường Hà Nội