Hải văn biển

. Các đặc điểm của thủy triều và dòng triều không hoàn toàn phù hợp với nhau do sự khác biệt về cơ chế vật lý của dao động mực nước triều (thủy triều) và chuyển động các khối nước trong sóng triều (dòng triều). Vùng ven bờ Vịnh Bắc bộ (Hải Phòng - Quảng Ninh) và khu vực Vũng Tàu, thủy triều có thể vượt quá 4m trong chu kỳ 19 năm. Vùng có thủy triều thấp nhất là khu vực ven biển Thuận An và cửa Vịnh Thái Lan với giá trị không vượt quá 0,5m. Các vùng ven bờ và khơi còn lại của Việt Nam có độ lớn thủy triều dao động trong khoảng 1,5 đến 3 m. Dòng triều cực đại thay đổi rất mạnh phụ thuộc vào địa hình khu vực bờ và ảnh hưởng của các đảo, eo biển, cửa vịnh, ... Khu vực vịnh Diễn Châu (Nghệ An) có thể xảy ra dòng triều cực đại chu kỳ 19 năm với giá trị lớn hơn 1 m/s. Hải văn biển 5 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân Bảng 1. Phân vùng chế độ thủy triều và dòng triều vùng ven biển và ngoài khơi Việt Nam Vùng ven bờ Thủy triều Dòng triều Tính chất Độ lớn (m) Tính chất Độ lớn (cm/s) BNT BNTKD NTKD NT BNT BNTKD NTKD NT Vịnh Bắc bộ X X x 1,0 – 4,5 x x x 25 - 100 Miền Trung x X X 0,5 – 2,3 x x 25 - 50 Đông Nam Bộ X X 2,0 – 3,0 x x 25 - 50 Tây Nam Việt Nam X X x 0,9 – 1,3 x x x 25 - 50 Chú giải: BNT: bán nhật triều; BNTKD:bán nhật triều không đều;NTKD:nhật triều không đều; NT: nhật triều Nguồn: Phạm Văn Ninh, Hà Nội, 2002. Chuyên khảo khí tượng hải văn, động lực biển Việt Nam. tập 1,2 1.2. Nước dâng do bão và gió mùa vùng khơi và ven bờ Việt Nam Trong khoảng thời gian 1970 - 1996, có tới 28 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào vùng ven bờ biển Quảng Ninh - Hải Phòng, trong đó có cơn bão Sarah đổ bộ trực tiếp vào vùng bờ biển Hải Phòng ngày 21/7/ 1977 với sức gió mạnh nhất đạt 51 m/s, hay cơn bão Vera đổ bộ vào Quảng Yên ngày 18/7/1983 với sức gió đạt tới 40 m/s. Trong khoảng thời gian 1956 - 1989 có 20 cơn bão đổ bộ vào vùng bờ biển Thanh Hoá, trong đó có 11 cơn bão bắt nguồn từ Tây Thái Bình Dương và 9 cơn bão hình thành trên Biển Đông. Chỉ tính riêng khu vực Kỳ Anh, Hà Tĩnh, trong khoảng thời gian 1970 - 1991 có 7 cơn bão đổ bộ trực tiếp (không kể các cơn bão gây ảnh hưởng), trong đó có cơn bão Becky đổ bộ ngày 30/8/1990 với sức gió đạt tới 54 m/s. Vùng bờ biển Nam Bộ và Nam Trung Bộ vẫn được xem là ít chịu ảnh hưởng của bão. Trong khoảng thời gian 1968 - 1988 có 9 cơn bão muộn đổ bộ vào các tháng 10 - 11 Hải văn biển 6 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân gồm: bão Thelma - tháng 10/1968, Hester - 10/1968, Ruth - 11/ 1970, Nora - 11/1970, Thelma - 11/1973, Mamie - 11/1981, Nina 11/1983, Lucy 11/1985 và Kate - 11/1988. Nước dâng do bão là một hiện tượng tự nhiên rất nguy hiểm đối với tính mạng và tài sản của các nước có vùng biển nơi bão đổ bộ nói chung và ở vùng biển ven bờ Việt Nam nói riêng. Ở vùng biển ven bờ nước ta, nước dâng cực đại ghi được trong cơn bão DAN năm 1989 là 3,6 m. Năm 1985, cơn bão Cecil đổ bộ vào khu vực Huế - Bình Trị Thiên (cũ) gây nước dâng và làm chết hơn 1.000 người. Năm 1989, nước dâng do bão làm chết 352 người, mất tích 600 người. Năm 1990, nước dâng do bão làm chết 356 người, … Nước dâng do bão xảy ra vào các thời kỳ triều cường làm mực nước dâng cao, phá hủy đê đập, công trình, đường xá, tràn vào đồng ruộng. Sóng mạnh trên nền nước cao là nguyên nhân gây ra các thiệt hại to lớn về người và của tại vùng ven biển Việt Nam. Ngoài ra, những đợt gió mùa mạnh cấp 6-7 kéo dài cũng gây nước dâng chừng 30-40 cm. Tuy nước dâng trong gió mùa không lớn nhưng xảy ra rất thường xuyên (thí dụ trong 3 năm 1977-1979, ở khu vực ven bờ Vịnh Bắc bộ đã thống kê được 60 đợt gió mùa). Về chế độ nước dâng do bão, khu vực biển ven bờ phía Bắc Việt Nam (từ 16o đến 22 o N) có thể chia thành 6 vùng (Phạm Văn Ninh, 2002): vùng 1 từ 22o đến 21oN (biên giới Việt Trung đến Hải Phòng), vùng 2 từ 21o đến 20oN (Hải Phòng - Cửa Đáy), vùng 3 từ 20o đến 19oN (Cửa Đáy - Cửa Vạn), vùng 4 từ 19o đến 18oN (Cửa Vạn - Đèo Ngang), vùng 5 từ 18o đến 17oN (Đèo Ngang - Cửa Tùng) và vùng 6 từ 17o đến 16oN (Cửa Tùng- Đà Nẵng). Các đặc điểm nước dâng tại 6 vùng này như sau: - Bão đổ bộ nhiều nhất vào vùng 1 (26 cơn bão trong 30 năm trên tổng số 101 cơn bão đổ bộ vào khu vực ven bờ phía Bắc), ít nhất vào vùng phía Nam - vùng 6 (có 6 cơn bão) và phân bố gần như đều trong các vùng còn lại. - Bão đổ bộ vào vùng 6 thường ít nguy hiểm nhất vì không có cơn nào gây nước dâng cao hơn 150 cm và chỉ có hai cơn (trong 6 cơn) gây nước dâng cao hơn 100 cm. - Bão đổ bộ vào vùng 2 và vùng 4 nguy hiểm hơn cả vì có tới 50% và 56% gây nước dâng lớn hơn 150cm, trong đó có 33% và 12% gây nước dâng hơn 200 cm. - Bão đổ bộ vào các vùng 1, 3, 5 nói chung ít nguy hiểm hơn các vùng 2 và 4. Hải văn biển 7 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân Vùng ven biển Việt Nam từ Móng Cái đến Đà Nẵng có chế độ nước dâng sau: - Cứ 2 cơn bão có một cơn gây nước dâng đáng kể (hơn 100 cm). - Cứ 10 cơn bão có 3 cơn gây nước dâng nguy hiểm (hơn 150 cm). - Cứ khoảng 10 cơn bão có một cơn gây nước dâng cực kỳ nguy hiểm (hơn 200 cm). Nước dâng do bão khu vực biển miền Trung và miền Nam (từ vĩ tuyến 16oN trở xuống) thuộc loại không lớn lắm, cao nhất đạt cỡ 200 cm và rất ít khi xảy ra, thường chỉ dưới 50 cm. Mực nước dâng 80 cm có thể xảy ra tại mọi vĩ độ của khu vực này. Đoạn bờ phía Bắc có thể có nước dâng lớn hơn (đến 140 cm). Đoạn bờ 14-15oN, nước dâng cực đại có thể đạt 100 cm, đoạn 14-12oN đạt 80 cm, đoạn 12-11oN đạt 100 cm, đoạn 11-10oN đạt 180 cm và đoạn bờ 10-80N đạt 200 cm. Gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam với cường độ tới cấp 5 đến cấp 8 không gây nước dâng lớn trên toàn dải ven biển Việt Nam. Giá trị nước dâng thường từ 10-40 cm. Ở các vùng biển đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ, gió mạnh hướng Đông có thể gây nước dâng tới 40 cm. 1.3. Đặc điểm trường sóng vùng khơi và ven bờ Việt Nam Trường sóng trên biển là một trong các yếu tố động lực biển quan trọng tác động lên tàu thuyền, các công trình và mọi hoạt động trên biển. Trường sóng vùng ven bờ cũng là nguyên nhân chính gây xói lở bờ biển, biến đổi đáy biển vùng ven bờ, tác động đến các công trình bảo vệ bờ, công trình cảng và luồng ra vào cảng. Sóng và dòng chảy sóng còn là nhân tố tác động đến các quá trình lan truyền ô nhiễm vùng ven bờ. Nước ta nằm trong vùng tác động của bão và các loại gió mùa. Sóng trong gió mùa và bão là yếu tố hải văn cực kỳ nguy hiểm trên biển. - Trường sóng trung bình vùng ven bờ và ngoài khơi biển Việt Nam: Để đưa ra các số liệu về chế độ trường sóng trung bình vùng ven bờ và ngoài khơi cần sử dụng các số liệu độ cao sóng thực đo tại các trạm ven bờ dọc bờ biển nước ta gồm Hải văn biển 8 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân 12 trạm. Kết quả cho thấy vùng ven bờ biển Việt Nam có chế độ trường sóng trung bình phụ thuộc trực tiếp vào các chế độ gió mùa. Vào mùa gió Đông Bắc và mùa bão (từ tháng 8 năm trước đến tháng 1 năm sau trường sóng thường khá mạnh đặc biệt tại các khu vực biển thoáng miền Bắc và miền Trung như Bạch Long Vĩ, Cồn Cỏ, Phú Quý, Côn Đảo. Ở các vùng vịnh được các đảo che chắn và khu vực Vịnh Thái Lan trường sóng trung bình mùa và năm không lớn, sóng thường là sóng gió địa phương với chu kỳ nhỏ. - Trường sóng cực đại vùng ven bờ và ngoài khơi biển Việt Nam: Các số liệu sóng cực đại đo được tại các trạm ven bờ có thể đặc trưng cho sóng bão vùng ven bờ nước ta vì tại các trạm này, đo đạc được tiến hành định kỳ theo các ốp đo (obs), kể cả thời gian có bão. Bảng 2 đưa ra các kết quả đo đạc sóng cực đại tại các trạm hải văn dọc ven bờ nước ta. Bảng 2. Độ cao sóng trung bình H [m], chu kỳ sóng trung bình  [s] và tốc độ gió V [m/s] tại các trạm hải văn ven bờ và ngoài khơi Việt Nam Trạm hải văn Tháng 10 - 1 2 – 4 5 - 7 8 - 10 TB năm H  V H  V H  V H  V H  V Cô Tô 0,4 3,0 4,8 0,3 3,2 3,7 0,5 3,5 4,3 0,5 3,5 4,5 0,7 4,0 6,0 Hòn Gai 0,1 1,5 3,0 0,1 1,5 2,2 0,1 1,5 3,2 0,1 1,5 3,2 0,1 1,5 3,0 Hòn Dáu 0,5 3,5 5,0 0,5 3,5 4,5 0,6 3,8 6,0 0,6 3,8 6,0 0,6 3,8 6,0 Bạch Long Vĩ 0,6 3,7 6,5 0,5 3,5 5,5 0,6 3,7 6,5 0,5 3,6 7,0 0,7 3,8 7,0 Văn Lý 0,4 3,0 3,5 0,4 3,0 3,5 0,5 3,5 4,0 0,5 3,5 4,0 0,5 3,5 4,0 Hòn Ngư 0,5 3,5 4,2 0,5 3,5 3,5 0,4 3,2 3,8 0,6 4,0 4,0 0,6 4,0 5,0 Cồn Cỏ 0,9 4,0 5,0 0,7 3,5 3,5 0,7 3,5 3,8 1,0 4,5 4,0 1,0 4,5 5,5 Sơn Trà 0,3 3,0 2,0 0,2 2,4 2,0 0,3 3,0 1,5 0,4 3,5 2,0 0,4 3,5 2,0 Phú Quý 0,9 4,7 8,0 0,7 4,5 4,5 0,8 4,6 7,5 0,8 4,7 6,0 0,8 4,6 7,0 Vũng Tàu 0,3 2,5 3,5 0,4 2,8 2,5 0,4 2,8 3,0 0,3 2,5 2,3 0,4 2,8 3,2 Hải văn biển 9 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân Trạm hải văn Tháng 10 - 1 2 – 4 5 - 7 8 - 10 TB năm H  V H  V H  V H  V H  V Côn Đảo 0,5 2,8 4,5 0,4 2,7 3,5 0,4 2,8 4,0 0,4 2,7 4,0 0,5 2,8 4,5 Phú Quốc 0,2 2,2 3,5 0,2 2,3 2,5 0,5 3,8 4,0 0,4 3,2 4,0 0,5 3,2 4,0 Nguồn: Phạm Văn Ninh, Hà Nội, 2002. Chuyên khảo khí tượng hải văn, động lực biển Việt Nam. tập 1,2. Bảng 3. Độ cao sóng hữu hiệu cực đại và chu kỳ sóng tương ứng theo số liệu thống kê nhiều năm tại các vùng ven bờ Việt Nam Trạm hải văn Cửa Ông Hòn Gai Cô Tô Hòn Dấu Văn Lý Bạch Long Vĩ H [m] 2,5 1,5 5,0 5,6 5,0 7,0 T [s] - - 9 11 - 9 Trạm hải văn Hòn Ngư Cồn Cỏ Cửa Tùng Phú Quý Vũng Tầu Côn Đảo H [m] 7,5 9,0 4,0 3,8 3,0 3,5 T [s] 9 9 9 - 6 5 Nguồn: Phạm Văn Ninh, Hà Nội, 2002. Chuyên khảo khí tượng hải văn, động lực biển Việt Nam. tập 1,2 1.4. Dòng chảy vùng khơi và ven bờ Việt Nam Đặc điểm chung của chế độ dòng chảy vùng biển Việt Nam là chế độ hoàn lưu mùa với hai bức tranh gần như đối lập nhau ứng với hai mùa gió: mùa gió Đông Bắc (mùa Đông) và mùa gió Tây Nam (mùa hè). Đối với hai thời kỳ chuyển tiếp, phụ thuộc vào sự thay thế nhau của trường áp và trường gió mùa, các đặc trưng hoàn lưu có thể xuất hiện sớm hơn hoặc lưu lại lâu hơn. Như vậy, đặc điểm dòng chảy khu vực ven bờ và khơi biển Việt Nam chủ yếu hình thành do các quá trình tương tác biển - khí. Ngoài ra, ở các vùng sát bờ còn chịu ảnh hưởng của dòng chảy trong sông đổ ra. Hải văn biển 10 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân - Đặc điểm hoàn lưu mùa đông Trong mùa Đông, ở khu vực giữa Biển Đông tồn tại một xoáy thuận chính, ảnh hưởng đến toàn bộ khu vực biển khơi và ven bờ miền Trung. Ở khu vực Vịnh Bắc Bộ và Vịnh Thái Lan, do độ sâu không lớn nên hoàn lưu hình thành chủ yếu do tác động của trường gió mùa Đông Bắc thịnh hành trên mặt biển. Ở khu vực Vịnh Bắc Bộ cũng tạo ra một xoáy thuận phụ với hướng dòng chảy khu vực ven bờ từ Móng Cái đến Đà Nẵng, theo hướng dọc bờ từ Bắc xuống Nam. Từ Đà Nẵng đến bờ Đông mũi Cà Mau, dòng chảy duy trì hướng thịnh hành từ Bắc xuống Nam, trong đó, tốc độ dòng chảy đạt giá trị lớn nhất tại khu vực Nam Trung Bộ. Tại khu vực Vịnh Thái Lan cũng tồn tại xoáy thuận, tạo ra dòng chảy có hướng thịnh hành từ Nam mũi Cà Mau lên khu vực Hà Tiên. - Đặc điểm hoàn lưu mùa hè Bức tranh dòng chảy mùa hè hầu như trái ngược hoàn toàn với dòng chảy mùa Đông. Tại các khu vực ven bờ miền Trung và Vịnh Thái Lan thịnh hành xoáy nghịch nhỏ hơn tại khu vực ngoài khơi Trung Bộ và Bắc Hoàng Sa. Nằm giữa hai xoáy nghịch này là xoáy thuận gần bờ biển sâu Trung Bộ. Trong các điều kiện nhất định, xoáy thuận này có thể bao gồm cả vùng hoạt động nước trồi do hiệu ứng phân hóa trường gió gần bờ biển Việt Nam và các phần uốn của dòng chảy chính đi về phía Bắc và Đông Bắc. Như vậy, chế độ dòng chảy mùa hè khu vực ven bờ và ngoài khơi từ mũi Cà Mau đến Đà Nẵng có xu thế chung là đi dọc theo bờ từ Nam lên Bắc (ngược lại hoàn toàn với mùa Đông). Tuy nhiên, khi gió hướng Nam đủ mạnh thì ở các khu vực sát bờ, hoàn lưu địa chuyển có hướng từ Bắc xuống Nam chiếm ưu thế tới tận khu vực nước trồi Nam Bộ. Khi dải hội tụ nhiệt đới nằm về phía Bắc, gió Tây Nam và Nam trở nên áp đảo và tạo ra dòng chảy tổng cộng lên phía Bắc. Với đặc điểm địa hình và đường bờ vùng biển Trung Bộ, trong mùa hè, sự xuất hiện và phát triển nước trồi dọc bờ chỉ tồn tại khi có dòng chảy hướng Bắc, Đông Bắc hoặc Đông. Đặc điểm quan trọng trong chế độ dòng chảy ven bờ và ngoài khơi Việt Nam, tại khu vực Vịnh Bắc bộ, kể cả trong mùa hè và mùa Đông, là dòng chảy tổng cộng vẫn chảy dọc từ Bắc xuống Nam. Nguyên nhân duy trì hướng dòng chảy này tại khu vực ven bờ Vịnh Bắc bộ có thể là sự phân hóa về hướng trên vịnh do hoạt động kết hợp của áp thấp Hải văn biển 11 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân Bắc Đông Dương và dải hội tụ nhiệt đới. Trong khu vực Vịnh Thái Lan, về mùa hè tồn tại xoáy nghịch tạo ra dòng chảy thịnh hành ven bờ Tây Nam Việt Nam có hướng từ Bắc xuống Nam (Phạm Văn Ninh, 2002). 2. Các yếu tố thủy văn biển 2.1. Nhiệt độ nước vùng khơi và ven bờ Việt Nam Vùng ven bờ Vịnh Bắc bộ, thềm lục địa miền Trung và Nam Bộ, ven bờ Tây Nam Việt Nam thường có độ sâu không lớn (<100 m), rất đặc trưng cho khu vực biển nông. Nhìn chung, phân bố của nhiệt độ nước có dạng thẳng đứng và phân tầng. Dạng thẳng đứng thường xảy ra trong mùa Đông, chịu tác động của các yếu tố động lực khá mạnh, gây xáo trộn mạnh các tầng nước từ mặt đến đáy. Dạng phân tầng thường xảy ra vào mùa hè. Tuy nhiên, tại các vùng sát bờ, độ sâu 10-15 m, nhiệt độ nước quanh năm có dạng thẳng đứng do xáo trộn động lực. Vào mùa Đông, các mặt cắt nhiệt độ nước khu vực Vịnh Bắc bộ cho thấy nhiệt độ giảm dần từ cửa Vịnh Bắc bộ (23,5-20oC) vào khu vực giữa vịnh và Bắc vịnh (17oC). Tại khu vực miền Trung, phân bố nhiệt độ trong mùa Đông chịu ảnh hưởng mạnh của dòng chảy lạnh từ phương Bắc xuống, tạo ra dải nhiệt độ thấp (25-26 o C) kéo dài xuồng phía Nam tới giữa cửa Vịnh Thái Lan. Trong khu vực Vịnh Thái Lan, nhiệt độ trong mùa Đông dao động trong khoảng 26-27oC. Về mùa hè, nhiệt độ nước thường đạt giá trị khoảng 30oC tại cả 3 khu vực Nam, giữa và Bắc Vịnh Bắc bộ. Nhiệt độ nước khu vực ven biển và khơi miền Trung ít biến đổi so với mùa Đông vì đây là khu vực biển sâu và dốc. Kết quả nghiên cứu, đo đạc cho thấy ở đây có ba vùng nước trồi: dải nước trồi Nam Trung Bộ - khu vực Phan Rang đến Phú Quý, dải nước trồi Đông đảo Phú Quý và dải nước trồi Bắc bãi Tư Chính (Phạm Văn Ninh, 2002). Đặc điểm chính của các khu vực nước trồi là có nhiệt độ giảm mạnh, độ mặn tăng và các trung tâm nước trồi là các khu vực có năng suất sinh học cao. Nhiệt độ nước mùa hè khu vực ven bờ miền Trung và Nam Bộ có nền khá cao (29oC) và đồng nhất. Khu vực nước trồi có nhiệt độ nước khoảng 27,0-28,0oC. Nhiệt độ nước mùa hè tại khu vực Vịnh Thái Lan khá ổn định, trong khoảng 29-30oC. Hải văn biển 12 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân 2.2. Độ mặn vùng khơi và ven bờ Việt Nam Khu vực Vịnh Bắc bộ, Vịnh Thái Lan và bờ biển đồng bằng Nam Bộ là những nơi có dòng sông lớn đổ vào nên độ mặn thay đổi rất mạnh giữa mùa mưa và mùa khô. Phần lớn nước vùng ven bờ Vịnh Bắc bộ có độ mặn nhỏ hơn 34‰ và Vịnh Thái Lan nhỏ hơn 33,5‰. Càng vào gần bờ, độ mặn càng giảm đáng kể. Về mùa hè (mùa mưa) thường xuất hiện các tâm nước nhạt ở vùng cửa sông Hồng, cửa sông Cửu Long và ven Vịnh Thái Lan. Về mùa Đông, các tâm và dải nước lợ trong sông đổ ra bị ép sát vào bờ và có khả năng biến mất phụ thuộc vào lưu lượng nước trong sông đổ ra. Khu vực ven bờ miền Trung có độ mặn khá ổn định, thường đạt các giá trị cao vào thời gian từ các tháng 9 đến tháng 12 với giá trị khoảng 33,4-34,0‰. Tại các khu vực nước trồi có độ mặn khá cao do nước từ các tầng sâu tải lên. 2.3. Hàm lượng oxy hòa tan vùng khơi và ven bờ Việt Nam Trong lớp nước tầng mặt, về mùa Đông, do nền nhiệt độ thấp và cường độ xáo trộn mạnh nhất trong năm nên lượng oxy hòa tan cũng cao nhất trong năm. Khu vực Vịnh Bắc bộ và Bắc Trung Bộ có lượng oxy hòa tan trên tầng mặt dao động từ 4,75 ml/l đến 6,00 ml/l. Khu vực Nam Bộ và Vịnh Thái Lan có lượng oxy hòa tan dao động trong khoảng 3,00-4,50 ml/l. Phân bố hàm lượng oxy hòa tan của nước tầng mặt trong mùa Đông có xu thế giảm dần từ Bắc xuống Nam. Về mùa hè, hầu như toàn bộ vùng ven biển và khơi Việt Nam có lượng oxy hòa tan nước tầng mặt khá cao (4,00-4,50ml/l) và đồng nhất cho mọi vùng. Bảng 4. Hàm lượng oxy hòa tan trung bình tầng mặt [ml/l] Hải văn biển 13 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân Khu vực Mùa Đông Mùa Xuân Mùa Hè Mùa Thu Vịnh Bắc bộ 5,35 4,87 4,58 4,73 Miền Trung 5,14 4,27 4,61 4,56 Nam Bộ 4,28 4,18 4,41 4,47 Vịnh Thái Lan 4,30 4,25 4,23 4,00 Nguồn:Phạm Văn Ninh, Hà Nội, 2002. Chuyên khảo khí tượng hải văn, động lực biển Việt Nam. tập 1,2. Hải văn biển 14 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân II. THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU HẢI VĂN BIỂN TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1. Thực trạng nghiên cứu hải văn biển trên thế giới Hoạt động nghiên cứu hải văn biển trên thế giới đang ngày càng được mở rộng, trong đó đáng chú ý là sự phát triển khoa học công nghệ trong lĩnh vực này. Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ thông tin, viễn thông liên lạc đã tạo ra những căn cứ mới làm cho việc nghiên cứu hải văn biển có những bước tiến quan trọng. Công nghệ thông tin phát triển cao cho phép thiết kế và chế tạo các máy tính có công suất lớn, tốc độ nhanh và giá thành ngày càng hạ. Đây là thuận lợi lớn cho các hoạt động quan trắc, thu thập, chỉnh lý số liệu hải văn. Hệ thống quan trắc khí tượng thủy văn biển cũng đã có những tiến bộ căn bản. Các trạm quan trắc tự động, nhiều loại thiết bị hiện đại như các loại ra-đa thời tiết thế hệ mới, các thiết bị tự động quan trắc trên cao và trên biển được sử dụng ngày càng nhiều ở các nước. Các phương tiện quan trắc cao không mới như : thiết bị đo prôphin gió, GPS đo ẩm, rađa dople đo gió, hệ thống định vị sét cho phép quan trắc liên tục với mật độ dày hơn, không phụ thuộc vào máy thả tốn kém. Các vệ tinh khí tượng với những thiết bị hiện đại cho phép quan trắc được chi tiết và đầy đủ hơn các yếu tố khí tượng trên phạm vi rộng lớn với độ phân giải cao, bổ sung số liệu cho mạng lưới trạm điều tra cơ bản KTTV không đủ dầy Cùng với sự tiến bộ của các thiết bị quan trắc, công nghệ dự báo cũng phát triển và đạt được nhiều thành tựu quan trọng. Nhiều loại mô hình số với các kỹ thuật mới trong xử lý số liệu, tính toán và dự báo đã được phát triển, tích hợp các loại số liệu quan trắc khác nhau để đưa ra các bản tin dự báo và cảnh báo ngày càng tốt hơn. Các mô hình số trị có độ phân giải rất cao được ứng dụng rộng rãi trong nghiệp vụ. Chất lượng dự báo hạn ngắn đã được nâng cao, đồng thời mở ra khả năng dự báo hạn dài tới mùa hoặc năm. Hải văn biển 15 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân Việc ứng dụng ngày càng rộng rãi Hệ thống thông tin địa lý (GIS), Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đã góp phần nâng cao chất lượng quan trắc cũng như dự báo khí tượng thủy văn biển. Sự phát triển của khoa học công nghệ nói chung và công nghệ nghiên cứu hải văn biển nói riêng trên thế giới có ảnh hưởng rất lớn đến nghiên cứu hải văn biển mỗi nước, nhất là đối với các nước có trình độ khoa học – công nghệ về khí tượng thủy văn còn ở mức thấp như nước ta. Có thể thấy một số tác động như sau: - Sự phát triển của công nghệ viễn thám và các thiết bị đo lường mới đã làm cho việc quan trắc hải văn biển được bao quát và chính xác hơn rất nhiều. Đặc biệt các thiết bị trên vệ tinh thường xuyên cung cấp thông tin có giá trị về khí quyển và đại dương, giúp ích nhiều cho việc dự báo và kiểm tra, xử lý số liệu. Các quốc gia trên thế giới đều có cơ hội tiếp cận và chia sẻ một phần những thông tin này. Nhờ vậy, chúng ta cũng có thêm điều kiện thu thập, bổ sung số liệu cho hệ thống quan trắc; - Sự phát triển của công nghệ thông tin và máy tính tạo điều kiện cho nước ta tiếp cận với sự phát triển của khoa học khí tượng thủy văn thế giới, đặc biệt tiếp cận tức thời với sản phẩm dự báo khí tượng phong phú của nhiều Trung tâm Khí tượng lớn để tham khảo trong quá trình dự báo. Tóm lại, sự phát triển của khoa học công nghệ nghiên cứu hải văn biển trong những năm gần đây đã giúp ngành nghiên cứu hải văn biển trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng có những bước tiến vượt bậc. Để giúp công tác nghiên cứu hải văn biển của Việt Nam phát triển nhanh hơn, cần tranh thủ tiếp thu các thành tựu tiên tiến, điều chỉnh các tiêu chuẩn và kỹ thuật đang sử dụng cho phù hợp hơn với các tiêu chuẩn và kỹ thuật tiên tiến hiện nay nhằm nhanh chóng đuổi kịp và hội nhập trình độ khí tượng thủy văn tiên tiến của thế giới. 2. Vai trò của nghiên cứu hải văn biển đối với Việt Nam Hải văn biển có một vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội và củng cố quốc phòng, an ninh. Công tác phục vụ hải văn biển được xem như một trong các điều kiện căn bản để Chính phủ có thể hoạch định các chính sách, biện pháp nhằm Hải văn biển 16 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân phát triển kinh tế-xã hội; phòng tránh và giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai; bảo đảm an toàn cuộc sống và tài sản của người dân, đồng thời là công cụ hữu hiệu trong việc nghiên cứu khoa học môi trường, chính sách và hoạch định môi trường cũng như lượng hóa các thiệt hại của các sự cố xảy ra trên biển. Với những đặc điểm của khí hậu thời tiết nước ta, thiên tai có nguồn gốc khí tượng thủy văn trở thành mối đe doạ thường xuyên đối với sản xuất và đời sống. Mặt khác biến đổi khí hậu toàn cầu cùng với những tác động to lớn là những thách thức nghiêm trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội của nhiều quốc gia trên thế giới. Nước ta với các đặc điểm địa hình và điều kiện địa lý được đánh giá là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu, chắc chắn sẽ phải ứng phó với những hậu quả của thiên tai và biến đổi khí hậu trên nhiều lĩnh vực. Dân số tăng lên, những vùng có nguy cơ bị thiên tai nhiều cùng với hậu quả của nước biển dâng như các vùng ven biển, ven sông, các vùng đất thấp ở hạ lưu các hệ thống sông lớn ngày càng có nhiều dân cư sinh sống. Đây là những thách thức lớn đòi hỏi phải có quy hoạch dân cư và sản xuất đúng đắn, dựa trên các cơ sở khoa học, trong đó tư liệu hải văn biển là một trong những căn cứ quan trọng. Các vi phạm, tranh chấp cũng như sự cố về môi trường như tràn dầu đang diễn ra ngày càng phổ biến, kéo theo ô nhiễm nguồn nước cũng đang ngày càng trầm trọng. Vì vậy, việc nghiên cứu hải văn biển sẽ đóng góp đáng kể vào việc tính toán, lượng hóa các thiệt hại môi trường do các sự cố này gây ra, từ đó, là căn cứ để giải quyết tranh chấp, khiếu nại, bồi thường về môi trường. Các hoạt động trên biển như đánh bắt cá, khai thác dầu khí, giao thông vận tải, xây dựng, đặc biệt là hàng không, hàng hải ... rất cần những bản tin cảnh báo, dự báo cũng như các thông tin hải văn biển khác. Các hoạt động quốc phòng an ninh là những đối tượng phục vụ quan trọng, thường xuyên của ngành KTTV. Hải văn biển 17 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân 3. Thực trạng nghiên cứu hải văn biển tại Việt Nam 3.1. Công tác điều tra cơ bản hải văn biển a) Củng cố và nâng cấp mạng lưới trạm khí tượng thủy văn biển Nhà nước đã đầu tư để chống xuống cấp mạng lưới trạm khí tượng thủy văn và đã cơ bản xoá được những trạm không đủ tiêu chuẩn kỹ thuật. Tới nay, mạng lưới trạm khí tượng thủy văn đã đáp ứng về cơ bản yêu cầu thu thập số liệu phục vụ công tác điều tra cơ bản, phân tích, đánh giá điều kiện tài nguyên, quy hoạch, thiết kế các công trình khai thác dầu khí, năng lượng, nông, lâm, ngư nghiệp và phát triển kinh tế dân sinh. Các trạm được xây dựng thêm tập trung tại các vùng có địa hình phức tạp, điều kiện khí tượng thủy văn biến đổi nhiều và các vùng trọng điểm phát triển kinh tế nhưng còn thiếu số liệu điều tra cơ bản về KTTV như Tây Bắc, Tây Nguyên, vùng biển. b) Từng bước hiện đại hóa phương tiện đo khí tượng thủy văn biển Song song với việc khai thác trang thiết bị kỹ thuật truyền thống, trong những năm qua, phương tiện đo trên mạng lưới điều tra cơ bản khí tượng thủy văn và quan trắc môi trường đã từng bước được đổi mới theo hướng hiện đại hoá. Đã trang bị 6 máy triều ký cho mạng lưới trạm khí tượng hải văn; 4 trạm phao tự động tại các vùng biển Hòn Ngư, Cồn Cỏ, Lý Sơn, DK1-7 từ dự án hợp tác với Na Uy. Trong thời gian dự án, các trạm phao hoạt động tương đối tốt, thu được những chuỗi số liệu dài ngày như số liệu sóng và dòng chảy liên tục hàng tháng, kể cả trong bão. c) Xây dựng hệ thống kiểm định phương tiện đo khí tượng thủy văn biển Hệ thống kiểm định phương tiện đo khí tượng thủy văn biển đã được quan tâm đầu tư xây dựng nhằm bảo đảm tiêu chuẩn về chất lượng của phương tiện đo. Đến năm 1995, hệ thống kiểm định đã kiểm chuẩn được thiết bị đo nhiệt độ, ẩm độ, áp suất khí quyển và nhận được ủy quyền kiểm định nhà nước các yếu tố này. Năm 1997, hệ thống này đã kiểm chuẩn thêm thiết bị đo tốc độ dòng chảy và thiết bị đo gió. Nhờ đó, phương tiện đo các yếu tố hải văn biển đã cơ bản được kiểm chuẩn theo quy định. Hải văn biển 18 Sinh viên Hoàng Ngọc Hân d) Xây dựng mới hệ thống quy trình, quy phạm chuyên ngành khí tượng thủy văn Đã xây dựng và điều chỉnh, bổ sung được 25 bộ quy trình, quy phạm về khí t