Hải dương học đại cương - Chương 3: các tính chất quang học và âm học của nước biển

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

163
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Như đã nêu ở trên, các tính chất quang học của nước biển có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng. Thật vậy, độ trong suốt và màu thường được dùng làm những đặc trưng bổ sung của các khối nước, trong một số trường hợp cho phép người ta phân định các khối nước chính xác hơn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hải dương học đại cương - Chương 3: các tính chất quang học và âm học của nước biển

Các thu c di t côn trùng có th g m ba lo i: nh ng ch t clo h u c , tr ng thái t do. Nh ng ngu n nhân sinh ch y u a ca imi vào i photpho h u c và thu c gây mê. Lo i clo h u c tiêu bi u là DDT d ng là các xí nghi p khai khoáng và luy n kim, c ng nh n c th i. Ngoài (dichlordipheniltrichloretan) và các d n xu t c a nó, PCB ra, có m t l ng ca imi nh t nh r i vào n c bi n trong th i gian phun núi (polichlorbiphenil), HCB (hexachlorbenzol) v.v... Chu kì bán phân rã c a l a. i d ng Th gi i ch a t ng c ng kho ng 140 tri u t n ca imi và n ng nh ng ch t này t t i vài ch c n m, chúng có c tính cao và r t b n v ng trung bình c a ch t này b ng 0,1 g/l. i v i s phân h y sinh h c, do ó thu n l i cho s tích l y trong c th Ô nhi m môi tr ng bi n b ng asen t n c th i công nghi p nh sinh v t bi n. h ng tr c h t t i tr ng thái các v nh, c a sông và nh ng vùng g n b PCB c s d ng c bi t r ng rãi trong công nghi p. Theo m t s khác. Nh p l ng asen theo con ng n c sông c c l ng b ng c l ng, 420 nghìn t n PCB ang l u hành trong môi tr ng, trong s ó 40 70 nghìn t n/n m. G n 700 t n/n m i t khí quy n vào i d ng. T ng 250 nghìn t n trong i d ng, t c 35 % t ng l ng PCB do công nghi p s n l ng asen trong i d ng Th gi i b ng 3 150 tri u t n và n ng trung xu t (1,2 tri u t n). H n n a i d ng Th gi i gi vai trò m t b ch a bình 2,3 g/l. cu i cùng thu nh n PCB qua khí quy n và dòng l c a. Do ó, có th cho Ô nhi m n c t nhiên do chì di n ra do h qu c a quá trình làm gi u r ng n ng các ch t hy rôcacbua ch a clo trong n c bi n ph i t ng d n. và n u ch y qu ng chì, do th i ph li u t các xí nghi p công nghi p c ng Hi n nay n ng PCB b ng 0,01 0,03 g/l. B ô nhi m h n h t là các vùng nh t t than, g và các v t li u h u c khác. Hàm l ng chì t ng c ng ven b g n các c a sông và nh ng thành ph l n. trong n c i d ng Th gi i c c l ng b ng 2,8 tri u t n và n ng 3 2 10 g/l. Các kim lo i n ng theo các ánh giá v c tính chi m v trí th hai trong s các ch t ô nhi m, ch thua thu c tr sâu. Nh ng kim lo i n ng ph bi n và r t nguy hi m là th y ngân, ca imi, chì và asen. Nh ng ngu n chính mang các kim lo i c vào bi n là s ô nhi m tr c ti p, các dòng t t li n, b i khí quy n và giáng th y. Th y ngân nh p vào i d ng c t các ngu n t nhiên l n các ngu n nhân t o. Nh ng ngu n Ch ng 3 nhân t o g m có t cháy nhiên li u khoáng, các ch t th i công nghi p vào khí quy n, các lo i n c th i v.v... T ng c ng môi tr ng quanh ta ã nh n Các tính ch t quang h c và âm h c c a n c n 10 nghìn t n th y ngân ngu n g c nhân sinh, trong s ó g n 3 nghìn t n bi n do t cháy nhiên li u. Ngu n th y ngân t nhiên là nh ng v phun núi l a, hóa khí trong 3.1. Các tính ch t quang h c th ch quy n và phong hóa á. Hàng n m n c bi n nh n g n 5 nghìn t n th y ngân. T ng l ng th y ngân trong n c i d ng Th gi i b ng g n Nh ã nêu trên, các tính ch t quang h c c a n c bi n có ý ngh a 10 tri u t n v i n ng trung bình 0,01 0,03 g/l. khoa h c và th c ti n quan tr ng. Th t v y, trong su t và màu th ng Ca imi thu c lo i nh ng nguyên t t hi m và th c t không g p th y c dùng làm nh ng c tr ng b sung c a các kh i n c, trong m t s 119 120
sáng 1 lumen (lm) trên di n tích 1 m2. L u ý r ng tr ng h p cho phép ng i ta phân nh các kh i n c chính xác h n. Các chi u sáng c a m t i c tr ng quang h c có th c s d ng nghiên c u c u trúc th y v n d ng t i v trí M t Tr i thiên nh b ng 140 nghìn lk, còn ban êm vào k th ng ng, ch ng h n tìm v trí c a l p t bi n m t , b i vì lân c n tr ng tròn - g n 0,25 lk. Thông l ng M t Tr i t t i m t i d ng ch y u l p ó th ng tích t các h t v n. Ngoài ra, theo các c tr ng quang h c có t p trung vùng ph nhìn th y, t c vùng v i các b c sóng t 0,4 n 0,7 th xác nh ranh gi i gi a các dòng ch y h ng khác nhau và nh n nh v m. Ph n áp o b c x c c tím và ph n áng k b c x h ng ngo i b h p các sóng ng m trong i d ng. Cu i cùng, các tính ch t quang h c n c th b i khí quy n, trong ó dòng c c tím b h p th b i ôzôn, còn dòng h ng bi n gi vai trò c bi t trong quá trình quang h p c a phù du sinh v t - là c ngo i - b i h i n c và khí cacbonic. s ban u c a s n ph m sinh h c i d ng. Dòng ánh sáng i t i m t i d ng là t ng c a các dòng tr c x và tán Khi nghiên c u ô nhi m n c bi n, các ph ng pháp quang h c t ra x . Dòng tr c x gây b i các tia M t Tr i chi u tr c ti p, dòng tán x là r t tri n v ng, nh ng ph ng pháp này cho phép phát hi n nh ng ch t gây ô dòng ánh sáng b tán x b i b u tr i và mây. Vì v y chi u sáng là t ng nhi m c trên m t và trong b dày l p n c. ây, trên c s phân tích s c a các chi u sáng do hai dòng này t o thành. chi u sáng ph thu c h p th ph có th phân bi t c ch t gây ô nhi m, d a vào ch s suy y u r t m nh vào cao M t Tr i. N u ch p nh n chi u sáng m t bi n b i ánh sáng có th xác nh n ng ch t ô nhi m. M t h ng nghiên c u khác các tia tr c ti p t i v trí M t Tr i thiên nh làm n v , thì chi u sáng phát tri n nhanh và r t tri n v ng - ó là nh ng ph ng pháp vi n thám kh o t ng i (tính b ng ph n c a n v ) tùy thu c vào cao M t Tr i có th ng cong M trên hình 3.1. sát nh ng tính ch t quang h c c a i d ng và tr c h t là t các v tinh c bi u di n b ng nh n c các giá tr nhân t o c a Trái t. tuy t i c a chi u sáng, ch c n nhân các giá tr t ng i v i 140 nghìn lk. 3.1.1. Nh ng nhân t c b n quy t nh tính ch t quang h c c a n c bi n S hình thành và bi n ng c a các tính ch t quang h c c a n c bi n ph thu c vào m t lo t các nhân t bên ngoài và bên trong. Nh ng nhân t bên ngoài g m các c tr ng c a ngu n ánh sáng t i m t bi n, còn nh ng nhân t bên trong - ó là nh ng tính ch t v t lý - hóa h c và thành ph n c a n c bi n. Nh ng nhân t bên ngoài quan tr ng nh t là bi n ng c a dòng ánh sáng tùy thu c vào cao M t Tr i, s hi n di n c a mây và c a Hình 3.1. chi u sáng t ng i tr ng sóng gió. c a bi n b i ánh sáng M t Tr i tr c ti p ( M ) và ánh sáng tán x t b u Thông l ng ánh sáng, hay thông l ng b c x M t Tr i, có th c tr i trong i u ki n không mây ( N ) bi u di n trong h th ng n v n ng l ng ho c trong h th ng n v ph thu c vào cao M t Tr i quang h c. Trong tr ng h p th hai ng i ta th ng s d ng chi u sáng, c xác nh b ng dòng ánh sáng i t i m t n v di n tích. nv o c a nó là luyk (lk), t ng ng v i chi u sáng do m t thông l ng ánh 121 122
ng cong N c tr ng cho C ng trên hình này, chi u sáng t ng sóng. i nh ánh sáng tán x (khu ch tán) c a b u tr i trong i u ki n b u tr i Các c tr ng quang h c c a n c bi n còn ph thu c vào nh ng nhân không có mây và t i các cao M t Tr i khác nhau. D nh n th y r ng nh t bên trong, nh ng nhân t này c xác nh b ng các tính ch t c a nh ng h ng c a cao M t Tr i lên chi u sáng b i ánh sáng tán x ít h n h p ph n ch y u: b n thân n c tinh khi t, các ch t hòa tan (vô c và h u nhi u so v i dòng tr c x . c ), ch t l l ng (khoáng ch t và ch t h u c ). Các tính ch t quang h c c a N u M t Tr i hoàn toàn b mây bao ph , thì t t c chi u sáng c a n c tinh khi t là m t nhân t th c t không thay i, vì nó ph thu c r t ng cong 1 m t bi n là do ánh sáng tán x t mây gây nên. Trên hình 3.2 y u vào nhi t và áp su t. Vì v y s bi n ng c a các tính ch t quang h c c tr ng cho chi u sáng do b u tr i t o nên khi không có mây và t ng ch y u ph thu c vào thành ph n và n ng c a các ch t hòa tan và l l ng ng cong N trên hình 3.1. Nh ng ng v i ng cong còn l i t ng ng c ng nh b c sóng ánh sáng. vi chi u sáng gây b i các d ng mây khác nhau. chi u sáng t ra y u Trong s nh ng ch t hòa tan có m t b ph n c bi t lý thú, g i là nh t khi có các lo i mây t ng và mây m a. Còn các lo i mây c m t ng cao “ch t màu vàng”. ó là h n h p nh ng h p ch t d ng mùn c t o thành thì cho qua nhi u ánh sáng nh t t i m t i d ng. kh p n i trong i d ng khi phân h y ch t h u c phù du sinh v t và các s n ph m ho t ng s ng c a chúng. M t ngu n “ch t màu vàng” khác là t các h p ch t mùn c a dòng ch y n c sông. nh h ng c a ch t l l ng lên các c tr ng quang h c c quy t nh b i s l ng, kích th c, hình d ng và nh h ng c a các h t. Trong ó nh ng h t có kích th c t ph n tr m micrông n ch c micrông có vai trò l n nh t. Nh ng h t nh h n thì quá nh nh h ng t i các tính ch t quang h c. Còn s l ng các h t r t l n thì không nhi u, do ó nh h ng c a chúng lên các tính ch t quang h c c ng không áng k . Hình 3.2. chi u sáng t ng i Dòng ánh sáng i t i m t n c m t ph n b ph n x , m t ph n b khúc c a m t bi n do các lo i mây khác nhau ph thu c vào cao M t Tr i x và i xu ng phía d i i d ng, ó nó b tán x và h p th . Ta s xem xét tóm t t nh ng quá trình này. 1- Không mây; 2- mây ti; 3- Mây c m, ti; 4- Mây c m cao; 5- Mây t ng; 6- Mây c m, t ng; 7- Mây c m, m a; 3.1.2. Ph n x và khúc x ánh sáng t i m t bi n. Khái ni m 8- Mây t ng; 9- Mây m a Albe ô M t phân cách gi a khí quy n và i d ng là ranh gi i gi a hai môi quang h c khác nhau. Tia sáng A i t i m t bi n d i m t tr ng có m t Sóng gió tr c h t nh h ng t i các tính ch t ph n x c a m t i góc i s chia thành hai: m t (tia C ) b i h ng và truy n ti p vào sâu d ng. Các tính ch t ph n x c bi t bi n i m nh khi có b t trên nh trong bi n, còn tia khác (tia B ) b ph n x và i ng c tr l i không khí 123 124
(hình 3.3). Quá trình khúc x t i biên n c - không khí c mô t b ng nh x c a các tia sáng, nó là tr n các mép c a hình nón Snellius, góc nh có lu t Snellius th sai khác t i 15 %. sin i T hình 3.3 c ng suy ra r ng góc t i c a tia sáng b ng góc ph n x . n, (3.1) sin j Theo các công th c Frenel h s ph n x toàn ph n có th bi u di n b ng 1 góc khúc x , n trong ó i góc t i c a tia, j ch s khúc x ( i v i R (Rs R p ) , 2 n c bi n tinh khi t S 35 %o , n 4 / 3 ). Ch s khúc x r t ít thay i khi ây R s và R p tu n t là h s ph n x ánh sáng i v i các tia có bi n i nhi t và mu i, vì v y ng i ta th ng ch p nh n nó b ng h ng s . N u ch p nh n n 4 / 3 , t công th c (3.1) d dàng th y r ng góc i h ng vuông góc và song song v i m t ph ng t i, c xác nh theo các luôn luôn l n h n góc j . Do ó tia i nghiêng vào bi n g n v i ng th ng công th c: ng h n so v i trong khí quy n. i v i tr ng h p tia t i i ti p tuy n sin 2 (i tg 2 (i j) j) m t bi n ( i 90 ) góc khúc x t i h n j 48,5 o . Rs Rp . , o sin 2 (i tg 2 (i j) j) i v i n 4 / 3 v i các góc t i Nh ng tr s c a các h s ph n x khác nhau c a các tia sáng i d n tong b ng 3.1. Nh ta th y t b ng này, i v i nh ng tia t i m t vuông góc ( i 0 ), h s ph n x R r t nh (g n 2 %). Khi t ng góc t i R t ng lên ch m (th t v y, khi i 60 o R 5,9 % ). Tuy 90 o ph n x s là toàn ph n, t c t ng t và khi i nhiên, sau ó nó t ng R 100 % . B ng 3.1. Các h s ph n x (%) i v i m t bi n b ng ph ng Hình 3.3. Ph n x và khúc x tia sáng t i m t bi n Góc t i (o) R 0 10 20 30 40 50 60 70 75 80 85 90 N u ngu n sáng n m trong bi n, thì tia i t i m t phân cách v i khí 2,0 1,9 1,7 1,2 0,6 0,1 0,4 4,7 11,0 24,0 49,3 100 Rp quy n c ng s b khúc x . Trong ó t n t i m t góc i ra j 0 t i ó tia sáng 2,0 2,1 2,5 3,1 4,3 6,7 11,5 21,9 31,3 45,9 67,4 100 Rs t phía d i i lên t i m t bi n s b ph n x toàn ph n bên trong và không ra kh i m t bi n. Góc i ra nh v y c ng b ng 48,5o. K t qu là trong bi n R 2,0 2,0 2,1 2,4 2,4 3,4 5,9 13,3 21,2 34,9 58,3 100 t i m i i m ch có nh ng tia nào i t d i lên trong m t hình nón v i góc Albe ô (“ tr ng”) m t bi n c tr ng cho kh n ng ph n x c a nó nh 2 j 0 97 o m i ra kh i m t bi n. và là m t i l ng không th nguyên. Albe ô là t s gi a dòng b c x b Ph i nh r ng s khúc x c mô t b ng nh lu t Snellius ch úng m t n c ph n x và dòng b c x toàn ph n i t i m t ó. Khác v i h s i v i tr ng h p m t ph ng. Sóng gió s bi n i r t m nh quá trình khúc ph n x toàn ph n c tr ng cho s ph n x nh h ng, t c theo các h ng 125 126
màu n c. Tuy nhiên khi h 20 o nh h ng c a sóng có th b qua, còn riêng bi t, albe ô là m t tham s tích phân và cho ta khái ni m v ph n x khi h 20 o thì n ng l ng M t Tr i không l n và do ó dù sóng có t t i khu ch tán, t c theo t t c các h ng và trong t t c d i b c sóng. nh ng kích th c l n c ng không nh h ng áng k t i b c x h p th . Các giá tr lý thuy t c a albe ô có th bi n thiên t nv iv im t tr ng tuy t i, ph n x hoàn toàn, n không i v i m t en tuy t i, h p i u kh ng nh cu i cùng úng n u trên m t bi n không có b t. Khi th hoàn toàn các tia M t Tr i. Albe ô có vai trò quan tr ng trong s hình có b t, các giá tr th c c a albe ô v t tr i h n nh ng giá tr trung bình nh n thành cán cân b c x c a m t i d ng. c t i cùng cao M t Tr i và i u ki n không có b t. Vi c tính t i nh h ng c a b t lên albe ô có ý ngh a quan tr ng trong tính toán ch nhi t Tuân theo quá trình ph n x các tia ánh sáng ã xét trên, có th cho c a l p m t i d ng nh ng vùng hay có bão. áng ti c, r t hi m r ng albe ô c n ph i ph thu c m nh vào cao M t Tr i. Th t v y, khi M t Tr i n m thiên nh ( h 0 ) albe ô c c ti u, vì h u nh t t c b c x nh ng quan tr c v b c x ph n x trong i u ki n bão, vì v y trong các tính toán th ng s d ng nh ng giá tr albe ô c tr ng c a i u ki n sóng trung i t i b h p th , Ng c l i, v i cao M t Tr i th p, các tia t i m t n c bình. d i m t góc nh , s ph n x g ng và g n nh không b h p th . i u ó làm cho albe ô t ng m nh. B ng 3.2. Giá tr khí h u c a albe ô m t i d ng (%) Ph thu c c a albe ô vào cao M t Tr i trong th i ti t sáng s a và (theo N.A. Timopheev và O.P. Petrova) sóng t ng i nh (d i 4 c p) có th c xác nh theo công th c th c iv Tháng 1 Tháng 4 Tháng 7 Tháng 10 nghi m do A.A. Pivovarov xu t: o 70 60 N 9 11 7 11 A (h) 0,04 / ( sin h 0,04) , (3.2) 60 50 15 8 7 9 ây h cao M t Tr i, A(h) albe ô. 50 40 10 8 7 9 40 30 9 8 7 8 Albe ô ph thu c vào nhi u nhân t khí t ng th y v n, nh ng quan 30 20 8 7 6 7 tr ng nh t trong s ó là l ng mây. Vì l ng mây là i l ng v i n 20 10 7 7 6 6 nh cao và nó khó xác nh nh l ng, ng i ta th ng tính t i l ng mây 10 0 6 7 6 6 theo cách gián ti p. V i m c ích ó, ng i ta s d ng các c l ng albe ô 0 10 oS 6 7 6 6 i v i th i ti t sáng s a và a vào nh ng hi u ch nh do l ng mây. Thí d , 10 20 6 8 7 6 20 30 6 8 8 6 trong tr ng h p này công th c (3.2) s có d ng 30 40 6 9 9 7 0,04 40 50 7 11 11 7 A ( h) 0,04 / sin h 0,08 n , 0,04) (3.3) (sin h 0,04 50 60 7 14 9 8 n 0 (không có mây) trong ó n s cpl ng mây, bi n it n Trong b ng 3.2 d n nh ng giá tr khí h u c a albe ô các i i n 10 (tr i y mây). d ng và các mùa trong n m. D nh n th y r ng bi n ng gi a các v và Sóng gió c ng có nh h ng nh t nh t i albe ô, nó làm bi n d ng gi a các mùa không l n (tr các vùng c c). Vì v y, th ng trong tính toán ng cong A(h) tùy thu c có hay không có b t trên sóng, trong su t và cân b ng b c x , th m chí tính cho nh ng chu kì ng n (tháng), ng i ta s 127 128
dI I dz, (3.4) d ng các tr s khí h u c a nó. N u so sánh albe ô i d ng v i albe ô c a t t c các d ng m t m trong ó I n ng l ng c a tia i vào l p n c. D u tr ch l ng m t n ng khác, thì th y albe ô m t bi n nh nh t. Th t v y, albe ô c a t màu không l ng. N u th c hi n tách bi n trong (3.4) và l y tích phân theo ph ng che ph dao ng t 10 % ( t x m màu) n 35 % (cát). Albe ô c a th m th ng ng t z 0 n z h , ta có công th c c b ng 18 33 %, c a r ng cây g 10 15 %. Albe ô c a th m tuy t c b ng Ih I 0 exp ( h) , (3.5) 30 50 %, còn c a tuy t m i r i l n n 70 90 %. B ng tinh khi t có albe ô 0 ). Công th c (3.5) ôi khi trong ó I 0 ng c a tia t i ( z n ng l c 20 40 %. Tuy nhiên, trong t nhiên b ng h u nh bao gi c ng có tuy t ph , g i là nh lu t Buger và cho th y n ng l ng ánh sáng suy y u khá nhanh dù ch là m t l p m ng, nên albe ô c ng s t ng. theo sâu. V y trong s t t c các b m t t nhiên, vùng kh i i d ng là v t h p N c không h p th nh nhau i v i các tia sáng v i b c sóng khác th n ng l ng M t Tr i l n nh t, ng c l i, tuy t và b ng là nh ng v t ph n nhau, mà h p th có ch n l c. i u này th hi n trên b ng 3.3, ó d n các x l n nh t. giá tr c a ph thu c vào b c sóng i v i n c c t tinh khi t. 3.1.3. S h p th và tán x ánh sáng trong n c bi n B ng 3.3. Ch s h p th c a n c tinh khi t i v i các b c sóng khác nhau D i giác quang h c, n c bi n là môi tr ng c h p th , vì khi m 0,658 0,622 0,612 0,602 0,579 0,522 0,494 chùm sáng lan truy n trong nó s b h p th và tán x các photon. 0,320 0,230 0,233 0,173 0,049 0,002 0,002 Khi h p th , n ng l ng tia b bi n i thành nhi t n ng. Ngoài ra, s h p th m t ph n di n ra do n ng l ng tia tham gia vào các ph n ng hóa S h p th trong ph n ph l n h n nhi u so v i ph n còn l i, và s h c, thí d nh quang h p. Tuy nhiên, ph n n ng l ng này r t nh . h p th t ng m nh g n 0,6 m. Do ó, ph n ph b h p th ch y u l p m t c a i d ng. Xu ng t i các sâu th ng ch còn các tia màu Trong quá trình tán x , h ng chuy n ng c a các phôtôn b thay i, l c và c bi t màu xanh lam, chính nh ng tia này hình thành nên màu bi n và quá trình này di n ra không m t n ng l ng. B n thân các phân t n c và t o nên chi u sáng các sâu. hay ch t hòa tan trong n c gây tán x t ng i y u, g i là tán x phân t . Nh ng ph n l n ánh sáng b tán x b i các ph n t l l ng trong n c (phù T ng t nh s h p th , s tán x tia sáng c xác nh b ng ch s du sinh v t, các tàn tích h u c v.v...), k t qu là n ng l ng c a chùm sáng tán x G , m t i l ng ngh ch o v i kho ng cách trên ó thông l ng gi m nhanh v i sâu. ánh sáng gi m i e l n. T ng t v i công th c (3.4), l ng n ng l ng tia sáng b m t i do tán x phân t b i l p nguyên t d z c bi u di n b ng S h p th n ng l ng tia b i n c bi n khi b c sóng b ng c c tr ng b ng ch s h p th (m t i l ng ngh ch o v i kho ng cách công th c sau: mà trên ó thông l ng n ng l ng trong n c gi m i e l n và có th dI p GId z , (3.6) nguyên m-1). N ng l ng c a chùm sáng b m t i dI khi nó i qua m t l p z nz h , ta có hay sau khi l y tích phân theo ph ng th ng ng t 0 dày d z s t l v i n c nguyên t dày l p h p th và c bi u d i n I 0 exp ( Gh) . (3.7) Ip b ng 129 130
ng cong phân Th y r ng công th c này ch úng trong tr ng h p tán x phân t bi n thiên c a ch s tán x theo h ng c c tr n g b i b tán x (indicatrice), xác nh b ng ch s không th nguyên: ng h ng ( u trên t t c các h ng). Trong th c t không ph i nh v y, b i vì các phân t n c b t ng h ng và s thay i nh h ng c a chúng G( j) ( j) 4 , (3.8) trong chuy n ng nhi t nh h ng t i c ng tán x ánh sáng trên các G h ng khác nhau. Có th tính t i hi u ng này b ng cách a ra m t ch s trong ó G ch s tán x t ng c ng. ng cong phân b tán x xác nh tán x ph thu c h ng G ( j ) ph thu c ch y u vào b c sóng và ch s tán x nh m t hàm c a góc tán x , là m t c tr ng quang h c quan tr ng khúc x n . nh t. Có th nh n th y ba tính ch t chung c a các ng cong phân b tán Ngoài ra, tán x phân t còn di n ra do các ch t hòa tan trong n c. x : 1) giãn dài trên h ng tia t i; 2) t c c i không rõ nét trong kho ng 100 130o; 3) t ng không nhi u trên h ng i ng c. Trên hình 3.4 d n các Song giá tr này không l n và ch b ng d i 1/4 tán x ánh sáng b i n c tinh khi t. K t qu là tán x phân t t ng c ng b ng t ng c a ba hi u ng. ng cong phân b tán x i n hình i v i tán x phân t và tán x b i các Khi b c sóng t ng, ch s tán x phân t t ng c ng Gm gi m. h t l l ng trong n c bi n. Các h t l l ng trong n c bi n có nh h ng quy t nh t i s tán x ánh sáng. Kích th c c a nh ng h t này th ng b ng ho c l n h n b c sóng ánh sáng. n nay ch a có m t lí thuy t ch t ch v s tán x ánh sáng Hình 3.4. Các ng cong b i nh ng h t nh v y, nh ng nh ng c l ng g n úng c ng ã cho th y phân b tán x ánh sáng b i r ng các h t l l ng th c t làm t ng ch s tán x phân t Gm lên hai b c. phân t n c (a), h t l n (b) và h t l n h n n a (c) B ng 3.4. Bi n thiên c a ch s tán x t ng c ng theo sâu (theo K.S. Shifrin) 3.1.4. S suy y u ánh sáng trong n c bi n L pn c (m) 0 50 50 100 100 200 200 1000 M c dù ánh sáng b h p th m nh l p m t, m t ph n ánh sáng có th G (m 1 ) 0,166 0,131 0,090 0,063 thâm nh p xu ng nh ng sâu áng k c a i d ng. M t ng i có th c m t l ng ánh sáng ch nh b ng 2,5 10 15 n ng l ng ánh V trung bình, ph n óng góp c a tán x phân t vào tán x t ng c ng c m nh n th m chí trong nh ng vùng n c i d ng tinh khi t nh t c ng không v t sáng t i m t bi n. Trung bình, l ng n ng l ng ánh sáng này thâm nh p t i quá 7 8 % và trong a s tr ng h p có th b qua. Giá tr i n hình c a ch sâu 300-400 m. Bên d i sâu này thì b t u vùng t i hoàn toàn i s tán x l p m t vùng kh i i d ng b ng 0,10 0,16 m-1, còn i v i n c v i con ng i. Tuy nhiên, nh các máy o quang i n nh y, ánh sáng ban sâu 0,05 0,10 m-1. Giá tr tán x c c i, b ng 2,7 m-1 o d i các c ngày có th ghi nh n c t i sâu kho ng 1 000 m. t i vùng g n b Peru. Trong b ng 3.4 d n các giá tr G i v i các l p khác Khi ánh sáng b suy y u do h p th và tán x thì ng th i thành ph n nhau do K.S. Shifrin tính theo d li u quan tr c t i 34 tr m h i v n n c sâu ph c a nó c ng bi n i, vì các ch s h p th và tán x ph thu c vào b c Thái Bình D ng và n D ng. sóng. C c i c a ng cong phân b ph trong n c i d ng s ch n m ã nh n xét, dòng ánh sáng b tán x không u trên các h ng. S Nh vùng 0,45-0,46 m, t c vùng ph lam - l c. 131 132
B ng 3.6. Các tr s c a h s suy y u th ng ng Trong b ng 3.5 d n ph n óng góp t ng i c a các vùng ph vào i v i m t s vùng kh i i d ng (theo Erlov) t ng n ng l ng c a dòng ánh sáng t i nh ng sâu khác nhau. ây n ng l ng các tia i qua m t n c c qui c b ng 100 %. Theo b ng này, các 1 Vùng Kho ng sâu (m) m tia sóng dài (h n 0,9 m) b h p th ch y u l p m t dày vài mét. Ph n ph Bi n Sargass 100-400 0,040 ánh sáng tán x lam - l c có th thâm nh p t i sâu h n 10 m. T i sâu 400-500 0,038 100 m ch còn kho ng 1 % thông l ng ánh sáng t i m t. B c ph n i Tây D ng 100-350 0,031 Nh v y, dòng ánh sáng b suy y u r t nhanh theo sâu. T ng t các B c ph n n D ng 200-800 0,0220-10,033 công th c (3.5) và (3.7), m t cách g n úng quá trình suy y u ánh sáng có Thái Bình D ng ( o 100-400 0,034 Haiti) th bi u di n d i d ng: i d ng Th gi i 0,03-0,04 Ez E 0 exp ( h) , (3.9) K t qu quan tr c ã xác l p c r ng tùy theo m c bi n i c a trong ó E 0 thông l ng ánh sáng ( phát x ) t i m t ph ng ngang n m thông l ng ánh sáng v i sâu các vùng kh i i d ng, có th chia toàn ngay d i m t bi n, ch s suy y u th ng ng là t ng c a các ch s b dày i d ng thành ba l p: l p sát d i m t, l p trung gian và l p sâu. h p th và tán x . sâu c a l p th nh t ch p nh n b ng sâu không nhìn th y a tr ng Nh ng giá tr c tr ng c a ch s suy y u th ng ng iv im t z , l p sâu phân b phía d i sâu 4 z , còn l p trung gian - trong kho ng s lo i n c i d ng s ch t i 0,46 m, t c ph n ph xanh lam, d n z n 4z . t trong b ng 3.6. D dàng th y r ng bi n ng c a h s không l n. i u ng nhiên, trong l p sát d i m t, phát x bi n i áng k . Ch này có ngh a r ng trong các tính toán g n úng có th s d ng giá tr trung s suy y u th ng ng ây ph thu c vào góc t i c a b c x m t tr i, còn bình c a h s suy y u ( 0,035) . ph b c x thì r t r ng - t c c tím n - da cam. Trong l p trung gian B ng 3.5. Dòng n ng l ng m t tr i t ng c ng (%) i t i các sâu khác nhau bi n ng c a dòng ánh sáng gi m m nh, d i ph b c x liên t c h p d n. (theo Sverdrup và nnk.) Ch s suy y u th ng ng ti n d n t i giá tr c a nó trong l p sâu. Trong l p th ba th c t không còn th y nh ng th ng giáng c a chi u sáng, t t c dày l p (m) B c sóng nh ng bi n i ch liên quan t i các nhân t bên ngoài (l ng mây, bi n trình ( m) 0 0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0 10,0 ngày v.v...). Ph b c x nghèo nàn, ch còn màu lam - l c. 0,2 - 0,6 24 24 24 24 24 23 17 Trong th y sinh h c, ng i ta phân ra ba l p th ng ng: l p gi u ánh 0,6 - 0,9 36 36 36 36 30 13 1 sáng, l p nghèo ánh sáng và l p t i. L p gi u ánh sáng là l p bên trên c a 0,9 - 1,2 19 18 17 12 1 - - i d ng, trong ó quá trình quang h p c a phù du th c v t di n ra m nh 1,2 - 1,5 9 8 6 2 - - - m nh t. L p nghèo ánh sáng b t u t biên d i c a l p gi u ánh sáng t i 1,5 - 2,1 10 7 3 - - - - 2,1 - 3,0 2 2 - - - - - ranh gi i m t ng i không nh n bi t c ánh sáng n a. Cu i cùng, l p t i - T ng 100 95 86 74 55 36 18 ó là vùng t i hoàn toàn phía d i l p nghèo ánh sáng. 133 134
3.1.5. Màu và trong su t c a n c bi n vào ch s tán x , ch s này thay i theo s bi n i c a l ng ch t l ng trong n c bi n. ây s hi n di n c a các h t l l ng có th làm t ng ch Vn màu không ch liên quan t i tính ch t v t lý c a b c x , mà c s tán x ôi khi lên h n m t b c. Do ó, khi l ng h t l ng ít thì màu bi n t i sinh lý c a m t ng i quan sát. ây ph i l u ý r ng chúng ta ch cp t ra xanh h n, các vùng kh i i d ng th m chí g n v i màu tím. Trong ph n n ng l ng tia có tác ng n m t con ng i. C n ph i phân bi t màu các vùng ven b n c c, h s t ng làm cho ph n óng góp c a các tia c a n c bi n và màu bi n. b c sóng dài (l c và vàng) trong ánh sáng tán x t ng, và do ó, màu bi n Màu c a n c bi n - ó là màu c a b n thân n c, ph thu c vào các ây tr thành màu xanh l c, ôi khi l c th m. quá trình h p th và tán x ch n l c ánh sáng, t c vào các tính ch t quang Các quá trình h p th và suy y u ánh sáng c a n c bi n có tác ng h c c a n c và dày l p n c ang xét, ch không ph thu c vào các t i trong su t c a nó. c hi u là t l gi a dòng b c x i trong su t nhân t bên ngoài. Ng c l i, màu bi n c quy t nh không ph i ch b i qua m t quãng ng b ng n v không i h ng và dòng dòng b c x i các tính ch t quang h c c a b n thân n c, mà ch y u b i các nhân t bên vào n c d i d ng m t chùm song song. trong su t c a n c bi n liên ngoài (hi n di n c a mây, sóng, góc nghiêng c a M t Tr i v.v...). quan m t thi t v i h s truy n qua T - là t s gi a dòng b c mà m t l p Ng i quan sát nhìn t trên b ho c boong t u không nhìn th y màu n c nào ó cho i qua và dòng b c x i t i l p ó. i v i h s truy n n c, mà màu bi n. Màu bi n c xác nh b i t ng quan gi a các ln qua t n t i t ng quan sau: và thành ph n ph c a hai dòng ánh sáng chính i t i m t ng i quan sát. I M t là dòng ánh sáng t M t Tr i và b u tr i b m t bi n ph n x l i. Hai là T exp ( c h) . I0 dòng ánh sáng tán x t các sâu i lên. K t qu là trong su t c a n c bi n s b ng Khi xác nh màu, màu c ng nh t v i b c sóng ánh sáng áp o exp ( c) , và c ánh giá theo m t h th ng trong ó m t màu nào ó c xem là k t h p c a ba h p ph n ánh sáng chính: , l c và lam. ánh giá phân b t c b ng h s truy n qua iv il p ng nh t dày nv. n ng l ng ph , ng i ta th ng s d ng h th ng tr c màu tiêu chu n c a Bên c nh nh ngh a v t lý v trong su t v a r i, ng i ta còn s y ban qu c t v chi u sáng (n m 1957). d ng m t nh ngh a khác, theo ó trong su t c a n c bi n là sâu t i T n t i m t s lí thuy t khác nhau gi i thích màu xanh lam c a n c h n t i ó m t chi c a tr ng tiêu chu n ng kính 30 cm b t u không bi n s ch và s bi n i màu khi t ng c. V.V. Suleikin l n u tiên a trong su t t ng còn nhìn th y c n a. Ng i ta g i i l ng này là i. ra gi i thích y v màu bi n n m 1921. Ông rút ra m t công th c tính t i nh ng nhân t nh h ng chính: s tán x ánh sáng b i các phân t n c và B n ch t v t lý c a vi c chi c a tr ng không còn nhìn th y t i m t các h t l n (các b t không khí, h t l l ng) và s h p th ánh sáng b i các sâu nh t nh là ch : khi dòng ánh sáng thâm nh p vào b dày l p n c, nó b suy y u b i s tán x và s h p th . T i m t sâu nào ó, dòng tán x v phân t và các ch t hòa tan. các phía s b ng n ng l ng c a ánh sáng tr c x . Do ó, n u th chi c a Khi nhìn theo ph ng th ng ng xu ng bi n, ch y u có m t dòng xu ng th p h n sâu ó, thì dòng tán x v các phía s l n h n dòng c ánh sáng tán x t b dày l p n c i lên phía trên t i m t ng i quan sát. b n i xu ng d i và s “che khu t” chi c a. K t qu là nó không còn nhìn Theo các nh lu t h p th và tán x , màu c a các tia ó ch y u ph thu c th y c n a. 135 136
trong su t c a n c ph thu c vào các i u ki n chi u sáng, tr ng thái bi n, kích th c và b n ch t các h t l l ng trong n c c ng nh m t lo t các nhân t khác. Hình 3.5 trình bày s phân b trong su t t ng i ng Th gi i (theo K.S. Shifrin) c a i d ng Th gi i. Tr c h t ph i nh n th y tính phân i bao quanh l c a: n i lên i n c ven b b cv i sâu nhìn th y a tr ng d i 10 m, di n tích phân b b ng kho ng 2 % di n tích i d ng Th gi i. vùng kh i i d ng phân b trong su t liên quan t i quá trình hoàn l u chung và hàm l ng phù du sinh v t, do ó nó tuân theo tính phân iv . các vùng c c và v trung bình, n i sinh kh i phù du sinh v t l n, trong su t b ng 10-20 m. Ng c l i, các v nhi t i hàm l ng phù du sinh v t c c ti u và trong su t ây b ng 30-40 m. trong su t cao c tr ng cho các vùng i d ng có dòng n c xoáy ngh ch, trong id su t th p - các vùng có dòng n c xoáy thu n. Nh ng tr s trong su t cao nh t ã c Kriummel quan tr c t th k 19 vùng bi n Sargass (62 c m) và trong i h i t nhi t i Thái Bình D ng (67 m) tháng 4 n m 1971 ic an trong th i gian chuy n b i c a t u nghiên c u khoa h c “ mitri Men eleev” 19o04’S và 162o36’W. Tr s trung bình c a t it a trong su t t ng i i v i các vùng kh i c a i d ng Th gi i b ng 27,5 m. ng trong su t t 3.1.6. S phát sáng và bi n màu c a bi n S phát sáng c a bi n nh m t hi n t ng quang h c - là ánh sáng “bên trong” c a bi n, t c chi u sáng c a bi n gây b i s phát x riêng c a các ngu n sáng bên trong. Ng i ta phân bi t hai nguyên nhân phát sáng Hình 3.5. Phân b chính - phát sáng sinh h c và phát sáng quang h c. Phát sáng sinh h c là s phát sáng liên quan t i quá trình ho t ng s ng c a các sinh v t bi n. Nó là tr ng h p riêng c a phát sáng hóa h c (phát sáng trong các ph n ng t a nhi t) và xu t hi n khi ôxy hóa m t ch t c bi t (luxipherin) do các sinh v t s n sinh ra khi có m t ch t xúc tác - luxipheriza. S phát sáng sinh h c m nh nh t c tr ng cho các lo i vi khu n, th c v t phù du và ng v t phù du. 137 138
M c dù dòng ánh sáng t m t cá th vi khu n r t không áng k , nh ng trung nhi u lo i tép h ng nh t. ng nhiên, trong th i kì phát màu trong khi t t p ông o chúng có th phát ra ánh sáng m t ng i nhìn th y c. su t c a n c gi m r t m nh. C c i ph phát sáng c a các vi khu n n m trong d i 0,47-0,50 m. C c i ph phát sáng c a các sinh v t n gi n, trong s ó các loài t o chân tia 3.2. Các tính ch t âm h c phát x m nh nh t, c ng n m trong kho ng ó. Khác v i vi khu n và nh ng sinh v t n gi n, s phát sáng sinh h c Nh ng quá trình và hi n t ng v t lý ch y u c tr ng cho s truy n c a các loài ng v t phù du di n ra ch y u bên ngoài c th chúng. Khi âm và ánh sáng trong n c bi n (ph n x , khúc x , tán x , suy y u và h p b kích thích, chúng ti t vào n c bi n nh ng ch t có kh n ng tham gia th ) có th xem là gi ng nhau. M c dù v y, n u nh ánh sáng và các dao ph n ng quang hóa. Vai trò chính trong nhóm này là thu c v các loài tôm ng i n t khác thâm nh p vào sâu trong i d ng t i vài ch c, tr ng chi u sáng áng k quanh c th . và tép chân chèo, chúng có th t o ra h p khá nh t là vài tr m mét, thì các sóng âm có th truy n trong môi tr ng M c phát quang l n nh t g p th y l p ho t ng, n i ây chi u sáng do n c i xa hàng tr m kilômét. Ngoài ra t c âm có th o cv i -1 phù du ng v t di chuy n ôi khi lên t i 10 lk. chính xác cao nh các d ng c o xa (h i âm, th y ra a). Phát sáng quang h c là s phát sáng c a các v t xu t hi n d i tác Vi c phát minh ra máy h i âm vào th i gian c a mình là m t b c ng c a b c x nhìn th y ho c b c x c c tím. Hi n t ng này ã c ngo t trong th y c. Trong m t th i h n t ng i ng n ã xây d ng c phát hi n t n m 1922 nh m t b c x d so v i ánh sáng tán x b i n c nh ng b n sâu i d ng Th gi i, phát hi n h th ng các dãy núi bi n. Trong bi n s phát sáng quang h c m nh nh t thu c v các ch t h u c gi a i d ng và các rãnh sâu i d ng. Các ph ng pháp âm h c khác ã hòa tan và các ch t nhu m màu c a phù du ng v t. Do ó, phát sáng quang cho phép nh n c b c tranh c u t o a ch t áy d i i d ng tr c khi h c c ng x y ra m nh nh t l p trên v i s n l ng sinh h c cao. b t u công tác khoan sâu vùng kh i i d ng. S bi n màu c a bi n - hi n t ng quang h c liên quan t i s bi n i Các c tr ng âm h c có th c s d ng ch th các kh i n c, màu bi n khi t p trung các vi sinh v t - nh ng i di n c a th c v t, ng v t nghiên c u các dòng ch y, sóng m t và sóng ng m, b ng bi n. Các ph ng phù du các l p m t. pháp âm h c c áp d ng r ng rãi khi gi i quy t nhi u bài toán ng d ng. Th ng s bi n màu di n ra vào th i kì sinh s n r m r (“bùng n ”) Thí d , ó là vi c tìm và khai thác vùng t p trung cá, tìm ki m khoáng s n có c a m t loài phù du nào ó. Thí d , các lo i chân tia peridienei và noktiluk ích trên áy bi n và i d ng, m b o hàng h i và d n t u... c bi t ph i ôi khi phát tri n r t ông, t o ra s phát màu d i d ng các ám và v t màu k t i vi c s d ng r ng rãi các ph ng pháp âm h c trong l c l ng h i h ng, x m, vàng ho c xanh l c. nh ng vùng kh i nhi t i, ôi khi quân. quan sát th y s phát tri n m nh m c a t o l c lam tricodecmium trên kho ng không r ng vài ch c và th m chí vài tr m h i lí. 3.2.1. S truy n âm trong n c bi n M t s loài chân tia có th làm bi n màu m t bi n m nh n m c hi n c bi t r ng s truy n âm trong n c di n ra d i d ng các sóng âm t ng c g i là “th y tri u ”. d c, ó là nh ng nén và dãn tu n hoàn c a môi tr ng àn h i liên t c. T c các vùng c c hay quan sát th y bi n phát màu ho c h ng do t p c a các bi n d ng àn h i d c chính là t c âm. Các quá trình nén và 139 140
dãn có th xem nh quá trình o n nhi t, t c bi n thiên enthalpy do công dãn Giá tr c a m t và h s nén c ng bi n thiên t ng t nh v y trong tr ng h p t ng áp su t, trong ó k gi m nhanh h n. Vì v y, khi t ng áp n l n h n nhi u so v i nhi t l ng n t bên ngoài, vì v y có th b qua l ng nhi t ó. su t, t c âm s t ng lên kho ng 1,7 m/s trên m i 100 m sâu. Nh v y khi T , S và P t ng thì t c âm t ng. Trong ó nhi t i v i môi tr ng ng nh t và ng h ng, khi sóng âm truy n th ng và v i t c không i, không ph thu c vào h ng truy n, t c âm n c có nh h ng m nh nh t. Tuy nhiên, ph i l u ý r ng m c nh c mô t nh sau: h ng này tùy thu c vào chính giá tr c a nhi t . D i ây là nh ng c t ng 1 oC t i nh ng nhi t l ng v gia s t c âm khi nhi t khác v 1 C , (3.10) nhau: k k o C .......... 5 10 15 20 25 30 T mô un àn h i th tích, k và v trong ó h s nén o n nhi t, C m/s ...... 4,1 3,6 3,2 2,8 2,4 2,1 tu n t là m t và th tích riêng. Các c l ng này cho th y r ng m c t ng t c â m s ch m d n Vì t t c nh ng c tr ng này ph thu c vào nhi t , mu i và áp khi nhi t t ng lên. su t, nên t c âm c n g c quy t nh b i các tham s tr ng thái c a c bi t, trong i d ng nhi t lúc u gi m nhanh v i sâu, sau n c bi n. ó gi g n nh không i cho t i áy, trong khi ó áp su t th y t nh liên t c Các sóng âm c qui c chia theo t n s thành ba nhóm: âm, ngo i t ng. Do ó, các nhân t này tác ng ng c h ng nhau, và v i nh ng âm và siêu âm. Khái ni m “âm” t ng ng v i các dao ng âm mà con sâu l n thì nh h ng c a áp su t có th b ng ho c th m chí v t tr i nh ng i nghe c, t c v i nh ng t n s t 16 Hz n 18 kHz. Nh ng dao h ng gây b i nh ng bi n i c a nhi t . ng t n th p h n g i là ngo i âm, còn nh ng dao ng t n cao h n - siêu Gi s v i mu i không i, nhi t gi m t 20 oC t i m t i d ng âm. Trong i d ng quan sát th y th c t t t c ba ki u dao ng âm, song n 4 oC t i sâu 5 000 m. Trong tr ng h p này gi m l ng c a t c âm ph bi n nh t là nh ng dao ng v i t n s t vài tr m Hz n vài ch c kHz. ti sâu 5 000 m do nhi t là 61,5 m/s, nh ng gia l ng d i tác d ng Xu t phát t công th c (3.10), có th phân tích nh h ng c a t ng c a áp su t b ng g n 85 m/s. nhân t lên s bi n thiên t c âm. D dàng ch ra r ng nhi t n c có Hi n nay, xác nh t c âm ng i ta s d ng hai ph ng pháp T t ng thì ng th i di n ra gi m nh h ng l n nh t. ó là do khi nhi t chính. Tr c h t ó là ph ng pháp tr c ti p, d a trên o tr c ti p giá tr C m t và h s nén. K t qu là hi u ng t ng t c âm càng m nh. nh các thi t b âm h c. T khi xu t hi n nh ng máy o t c âm u tiên N u xét bi n thiên c a S và P tình hình s khác. Khi mu i t ng, thì vào nh ng n m 1940 n nay chính xác phép o ã t ng lên g n hai b c: t ng, còn h s nén gi m. Vì k gi m nhanh h n so v i mt t ng, nên t m/s n cm/s. c bi t s xu t hi n khúc x k nh y cao ã cho phép âm t ng. Th t v y, v i S t ng lên 14%, t c tc âm gi m 0,04 % do chuy n sang nghiên c u c u trúc vi mô c a tr ng t c âm. t ng, nh ng t ng 0,123 % do k gi m. V y khi S t ng lên 14 % t c âm Trên c s nh ng m ng d li u quan tr c th y v n chu n kh ng l t ng lên 0,083 %. Thí d , t i t c âm b ng 1450 m/s, gia l ng này b ng c tích l y t i các Trung tâm thu th p d li u th gi i ( Nga - Vi n 1,2 m/s. nghiên c u khoa h c toàn liên bang v thông tin khí t ng th y v n - Trung 141 142
tâm d li u th gi i), ng i ta ã ti n hành kh o sát c u trúc qui mô l n c a máy âm h c hi n i. tr ng t c âm, nghiên c u bi n ng mùa c a nó, l p các b n và atlas. Công th c c a Wilson c ng có chính xác g n nh v y và ã c Ph ng pháp gián ti p s d ng nh ng quan h th c nghi m gi a t c dùng làm c s xác nh t c âm trong “B ng h i d ng h c”. Công âm và các tham s tr ng thái v n ch a m t giá tr c a nó. Th c ch t c a th c Wilson có c u trúc t ng t nh (3.11) nh ng nó g m 23 s h ng. ph ng pháp gián ti p là t o ra nh ng dung d ch trong i u ki n phòng thí nghi m có thành ph n và n ng các mu i gi ng t i a v i n c bi n. B ng 3.2.2. S khúc x các tia âm. Kênh âm ng m con ng th c nghi m v i chính xác cao, ng i ta xác nh t c âm t i Khi lan truy n các tia âm trong môi tr ng không ng nh t âm h c, nh ng giá tr khác nhau c a T , S và P . Sau ó l p các b ng ho c tìm nh ng quan sát th y qu o tia âm b i h ng, g i là khúc x . Vì gra ien t c quan h th c nghi m cho phép tính ra t c âm. âm l n nh t trong bi n quan tr c c trên ph ng th ng ng, nên c ng Ngày nay c bi t r t nhi u công th c th c nghi m nh v y, chúng chính là trên ph ng này di n ra s khúc x l n nh t. S khúc x trên m t th ng là t ng c a các a th c v i b c khác nhau mô t bi n thiên c a nhi t ph ng ngang t ra nh h n nhi u và th ng không c n tính t i. , mu i và áp su t. V i t cách là thí d , d i ây d n m t công th c xây d ng qu o tia âm trong n c bi n không ng nh t âm h c khá chính xác và t ng i n gi n do Fra và Pag nh n c n m 1971: trên ph ng th ng ng, ta chia b dày n c thành nhi u l p, trong ph m vi C C0 CT CS CP C STP , (3.11) m il pt c âm có th xem là không bi n i. Khi chuy n t m t l p này 0 o C, S trong ó C 0 âm t i T tc 35 %o và áp su t khí quy n tiêu sang l p khác tia âm s b ph n x và khúc x (hình 3.6). c bi t, góc ph n x c a tia i b ng góc t i i . Góc khúc x j có th ho c l n h n, ho c chu n ( C 0 C T , C S , C P và C STP 1449,3 m/s ), tu n t là các hi u nh h n i tùy thu c vào t ng quan t c trong hai l p. ch nh cho bi n i nhi t , mu i, áp su t và t ng tác phi tuy n gi a chúng. Nh ng hi u ch nh này c mô t b ng các a th c b c t 2 n 4 và có d ng nh sau: 5,356 10 2 T 2 2,604 10 4 T 3 , ACT 4,587 T 1,19 ( S 35) 9,6 10 2 ( S 35) 3 , CS 1,5848 10 1 P 1,572 10 5 P 2 12 P4 , CP 3,46 10 Hình 3.6. S khúc x tia âm 1,354 10 5 T 2 P 7,19 10 7 TP 2 1,2 10 2 ( S 35)T . C STP ây T bi u di n b ng oC, S b ng %o, P b ng kg/cm2. Kho ng bi n thiên c a T , S và P c xác nh b ng i u ki n 3 T 30 , T ng t nh ánh sáng, i v i tia âm có th vi t 33,1 S 36,6 , 1,03 P 984,30 , t c bao quát 99,5 % th tích n c i d ng Th gi i. Sai s bình ph ng trung bình tính toán C theo công th c Cn C1 C2 C ... const , (3.11) b ng 0,1 m/s, t c h i l n h n sai s t ng t xác nh C b ng nh ng sin i sin i1 sin i2 sin in 143 144
trong ó C , C1 , ..., C n ng ng, i tc âm trong các l p t góc t i c a kênh, t o i u ki n truy n âm i siêu xa, m ra kh n ng liên l c và d n t u d i n c. tia âm t i ranh gi i gi a hai l p n c k nhau, tính t ph ng th ng ng. kênh âm ng m có th xu t hi n, c n ph i có phân b t c âm sao T s gi a các hàm sin c a các góc t i và khúc x g i là ch s khúc x sâu nào ó nó t c c ti u. T ng sâu z k t i ó cho t i m t ng cong t ng i c a các tia âm. T s này b ng t s gi a các t c âm trong các C ( z ) t c c ti u, g i là tr c kênh âm ng m. Ta ký hi u t c âm t i m t là l p t ng ng. Vì v y có th vi t C n , t i tr c kênh là C k , t i sâu ngu n âm là C 0 , t i áy là C . Trên hình C sin i n . ng cong C ( z ) i n hình c a vùng kh i i d ng, các ranh 3.7 d n m t C1 sin j gi i c a kênh là m t id ng và t ng sâu z p , t i ó t c âm C p Cn . Tùy thu c vào phân b th ng ng c a t c âm quan tr c c trong bi n, có th phân bi t b n ki u khúc x : t t i tr c kênh, t c C 0 C k và z 0 z k . Các Ta t ng t ng ngu n Ki u I - khúc x d ng, quan tr c th y khi t c âm t ng theo sâu; tia i ra t ngu n v i góc nghiêng xu ng phía d i không l n s i vào vùng khúc x d ng (hình 3.7, ng g ch n i), quay h ng lên phía trên và tr Ki u II - khúc x âm, quan tr c th y khi t c âm gi m theo sâu; v t ng sâu xu t phát d i cùng m t góc nh khi chúng i ra kh i ngu n. i Ki u III - bi n i t khúc x d ng l p m t, trong ó t c âm t ng qua tr c kênh vào vùng phía trên, n i quan tr c th y khúc x âm. ó tia l i theo sâu, sang khúc x âm các l p d i, trong ó t c âm gi m theo b t u gi m d c, quay h ng xu ng phía d i và s c t tr c kênh. Ti p sâu; theo chu trình s l p l i, tia nhi u l n c t tr c kênh, chuy n t vùng gra ien Ki u IV - bi n i t khúc x âm l p m t sang khúc x d ng các tc âm sang vùng gra ien t c d ng, l i tr v ph n trên c a kênh và l pd i. l i i xu ng qua t ng z k . Ngoài s khúc x , c n ph i tính n quá trình ph n x các tia âm t m t i d ng và t áy. Có th phân chia b n nhóm tia âm quan tr c c trong các ki u khúc x : Nhóm I - các tia ph n x c t m t bi n l n t áy i n; Nhóm II - các tia ch ph n x t m t bi n và b ph n x toàn ph n bên trong b dày l p n c, không i t i áy; Nhóm III - các tia ch ph n x t áy và b ph n x toàn ph n bên trong b dày l p n c, không i t i m t bi n; Nhóm IV - các tia b ph n x toàn ph n bên trong b dày l p n c, không i t i m t và áy bi n. L p n c mà trong ph m vi c a nó các tia âm b ph n x toàn ph n bên Hình 3.7. Phân b các tia âm trong kênh âm ng m trong c g i là kênh âm ng m. N ng l ng âm t p trung d c theo tr c (ngu n phát n m t i tr c kênh) 145 146
Góc mà tia c t v i tr c kênh trên toàn dài c a qu o gi không i kh o sát bi n Nh t B n, sau ó c các nhà khoa h c Nga L.M. và b ng v i góc mà tia i ra t ngu n. Các sâu thâm nh p c a tia này vào Brekhovskich và L. . Rozenberg gi i thích. Giá tr th c ti n c a kênh âm các vùng gra ien d ng và âm c ng nh kho ng cách trên ph ng ngang mà ng m r t to l n. Hi n t ng truy n âm i xa bên trong kênh âm ng m là c tia i c bên trên hay bên d i tr c kênh gi a hai l n liên ti p c t qua s c a th y âm h c hi n i. Thí d , có th nh c t i nh ng k t qu c a cu c tr c, t c các dài n a chu trình, c ng gi không i. Thông th ng, bên thí nghi m ti n hành g n b n c Úc n m 1960, khi ó m t v n bom trên tr c kênh giá tr tuy t i c a gra ien t c âm l n h n phía d i d i sâu ã c ghi nh n trên kho ng cách 19 000 km g n qu n o tr c, n a chu trình d i c a các qu o tia dài h n và i ra xa kh i tr c h n Bermu a. so v i n a phía trên (hình 3.7). Ngoài liên l c và phát tín hi u d i n c, kênh âm ng m có th c Ng i ta phân bi t ba lo i kênh âm ng m chính. Kênh âm ng m lo i s d ng gi i quy t tr c ti p nh ng bài toán h i d ng h c. Thí d , xây th nh t th ng hay g p khi t c âm m t i d ng nh h n áy. V i d ng h th ng tr c c âm h c, cho phép ti n hành quan tr c liên t c v tr ng thái và chuy n ng c a các kh i n c theo nh ng c tr ng tích phân lo i kênh th hai, t ng quan này ng c l i: áy t c âm nh h n m t. Cu i cùng, lo i th ba liên quan t i s hi n di n c a hai c c ti u t c âm. c a các tín hi u cùng lúc trên nh ng vùng n c r ng l n c a i d ng (g n 1 tri u km2). Nh ta th y t hình 3.8, Thái Bình D ng nh n th y lo i kênh âm th nh t, tr c kênh n m t i sâu g n 1 000 m. r ng kênh t t i 4 000 m. 3.2.3. S t t d n âm trong n c bi n i Tây D ng tr c kênh âm ng m n m t i cùng sâu ó, nh ng r ng kênh nh h n m t ít (kho ng 3130 m). nh ng vùng phía b c c a các i S truy n âm trong i d ng, gi ng nh trong môi tr ng b t kì khác, d ng sâu tr c kênh âm ng m th ng gi m xu ng t i 600-800 m, còn i kèm v i s t t d n (suy y u) gây nên b i h p th và tán x m t ph n n ng các v nhi t i, ng c l i, t ng lên n 1 500-2 000 m. l ng c a sóng âm c ng nh s khúc x và ph n x sóng âm. c tr ng v n ng l ng các sóng âm, ng i ta th ng s d ng khái ni m c ng âm I. âm là l ng n ng l ng mà sóng âm mang i trong m t giây C ng qua di n tích 1 m2 vuông góc v i h ng truy n sóng. N u kí hi u m t âm b ng C thì c ng âm I n ng l ng các sóng àn h i b ng , t c c bi u di n b ng I C. c xác nh b ng J/(m2.s). Vì i l ng I t l Hình 3.8. Phân b th ng ng c a t c C ng âm th ng âm các vùng phía b c i Tây v i bình ph ng c a t n s , nên v i cùng m t công su t c a ngu n phát có D ng (1) và Thái Bình D ng (2) th t c c ng âm l n h n n u t n g t n s . S h p th âm trong n c c gây nên b i nh t và d n nhi t Ln u tiên kênh âm ng m c phát hi n n m 1946 trong th i gian c a nó, c ng nh b i quá trình nén và dãn các phân t n c trong khi truy n 147 148
âm. S h p th âm c xác nh b i h s h p th , cho bi t s suy gi m ch sau khi ngu n phát âm ng ng ho t ng trong m t kho ng th i gian nào ó (t ph n c a giây n vài giây) t i m t vùng không gian nào ó ng i ta c ng âm v i kho ng cách. Trong môi tr ng ng nh t, s suy gi m quan tr c th y tín hi u âm gi m d n v c ng do s tán x âm. Khi i n c ng âm c a sóng ph ng c mô t b ng quan h hàm m máy thu, tín hi u này che khu t tín hi u có ích và do ó làm gi m hi u qu I I 0 exp ( x) , (3.12) s d ng các ph ng ti n th y âm. trong ó I 0 u, I âm t i kho ng cách x k c ng âm ban c ng Ng i ta phân bi t ba lo i âm vang trong bi n: âm vang th tích, âm t ngu n phát. vang m t và âm vang áy. Âm vang th tích là âm vang gây nên b i s tán x H s h p th , c ng gi ng nh c ng âm, ph thu c vào t n s c a âm b i các phân t hay các nhóm phân t n c và các v t l l ng trong các dao ng âm. Vì v y vi c l a ch n các t n s mang có ý ngh a quan n c. Trong ó vai trò chính thu c v các v t l l ng: các b t khí, các h t tr ng m b o xa truy n âm: m t m t - khi t ng t n s thì c ng âm r n và c bi t sinh v t bi n. Âm vang gây b i s tán x âm trong l p n c ban u t ng, m t khác - t ng t n s d n t i gia t ng s suy y u âm. g n m t và nh ng g gh c a m t bi n g i là âm vang m t. Âm vang áy là S tán x âm c gây nên b i các nhóm phân t c a b n thân n c do tán x âm b i áy bi n. c ng nh s hi n di n c a các h t có ngu n g c h u c và vô c l l ng Các sinh v t bi n gây nên âm vang m nh, t o thành nh ng l p g i là trong n c. N u nh tán x phân t th ng không áng k , thì tán x âm do l p tán x âm - ó là nh ng d i tích t sinh v t tr i dài trong ph ng ngang, các h t l l ng có th là m t ph n áng k so v i h p th âm. Vì trong th c t p trung ch y u trong ph m vi 1000 m bên trên. Nh ng l p tán x âm khác t th ng khó tách bi t các quá trình h p th và tán x v i nhau, nên ng i ta bi t b i tr i dài ph ng ngang r t l n và t o thành m t l p ch n liên t c a ra khái ni m h s t t d n c tr ng cho suy y u c ng âm t ng c ng. trong i d ng t l c a này t i l c a khác. tr i r ng th ng ng c a T ng t nh (3.12), gi m l ng c ng âm c bi u d i n b n g m i p h các l p này th ng l n h n nh ng vùng mà s n l ng sinh h c cao h n. thu c ng v t c a các l p tán x âm g m các lo i cá không l n, tôm, tép, I I 0 exp ( x) , (3.13) s a, nhuy n th thân nh n, m c, cá có túi khí b i v.v... Hai l n trong ngày, sáng và chi u, m t b ph n l n nh ng sinh v t này di c theo ph ng th ng trong ó h s t t d n tính b ng dB/km. cl ng g n úng h s t t ng. Khi hoàng hôn buông xu ng, chúng di chuy n lên phía m t ki m d n có th s d ng công th c th c nghi m sau ây: m i, nh ng n bình minh chúng l i l n xu ng t i nh ng sâu th ng 0,036 f 3 / 2 , kho ng 300-400 m. Nh ng t i m c a các sinh v t này tán x m nh nh t i trong ó f t n s dao ng tính b ng kHz. Nh ng tính toán theo công v i các sóng có t n s t 2-3 kHz n vài tr m kHz và các máy h i âm ghi th c này cho th y r ng thay i t 1 dB/km t i f 10 kHz n 30 dB/km nh n c chúng m t cách rõ nét khi o sâu i d ng. t i f 90 kHz . i v i t n s th p h n, các giá tr c a t ra nh h n. Thí d , t i các t n s 50 và 350 Hz t ng ng b ng 0,0004 và 0,007 dB/km, 3.2.4. c i m phân b t c âm trong các id ng t c các dao ng t n th p t t d n trong n c ch m h n các dao ng t n cao. D i góc th c ti n, phân b t c âm theo ph ng th ng ng là Tán x âm trong n c bi n liên quan t i hi n t ng âm vang, t o ra các quan tr ng nh t. Trên hình 3.8 d n các tr c di n th ng ng trung bình c a nhi u i v i máy thu tín hi u âm có ích. Âm vang (tán x ng c) th hi n 149 150
tc âm i v i các vùng phía b c c a i Tây D ng và Thái Bình nét phân i v ch th hi n rõ các v th p. T i các v trung bình D ng. Khi chuy n t các l p n c m t t ng i m t i các l p sâu l nh, và các v cao, nh ng ng ng tr ch y u nh h ng theo kinh tuy n. có hai nhân t i l p nhau nh h ng t i phân b t c âm: gi m nhi t Tc âm gi m d n t xích o nhi t v phía c c và t tr s c c ti u các gây nên gi m t c âm, nh ng t ng sâu d n t i t ng t c âm. Nh ta v cao. Nh ng gra ien ngang c c i c tr ng cho vùng dòng ch y 40 oN) và n 1 460 âm gi m, t c nhân gi m n 1 520 m/s (t i v th y trên hình 3.8, bên trên sâu kho ng 600 m t c Labra o, n i ây t c o o t nhi t áp o; sau ó t c âm gi h u nh không i n sâu g n 1 m/s (t i 60 N). K t v 40 N v phía nam t c âm ch t ng lên kho ng 000 m và d i 1 000 m b t u t ng, vì áp su t th y t nh t ng, còn nhi t 20 m/s. n c h u nh không bi n i. B ng 3.7. T c âm trung bình v (m/s) B c i Tây D ng c i m phân b t c âm ki u nh v y là i n hình i v i ph n l n (theo s li u c a V.P. Kutko và nnk.) các vùng c a i d ng Th gi i. Nh ng sai khác có th x y ra trong hai sâu (m) tr ng h p. Th nh t c tr ng cho các vùng n c nông, n i nh h ng c a iv (o ) áp su t th y t nh th c t không bi u l và t c âm ch y u ph thu c vào 0 50 100 200 300 400 500 1000 nhân t nhi t . Tr ng h p th hai liên quan v i các vùng c n c c c a i 60 65 1474 1473 1474 1476 1478 1479 1479 1482 d ng Th gi i, n i phân b th ng ng c a nhi t trong mùa ông r t 55 60 1482 1479 1478 1480 1482 1479 1484 1487 ng nh t n t n áy. K t qu là t c âm v i sâu trong tr ng h p th 50 55 1488 1484 1481 1481 1483 1480 1484 1486 n i u gi m, trong tr ng h p th hai - n i u t ng. nh t s 45 50 1490 1484 1483 1488 1488 1490 1492 1491 40 45 1500 1494 1494 1495 1496 1495 1494 1492 Trong b ng 3.7 th hi n các tr s trung bình v c at c âm B c 35 40 1523 1519 1516 1513 1511 1510 1509 1497 i Tây D ng. S phân b ph n ánh khá t t qui lu t a i. Tuân theo 30 35 1529 1526 1522 1518 1517 1515 1514 1498 nh ng bi n i c a nhi t n c, t c âm gi m d n t xích o v phía 25 30 1532 1530 1526 1520 1517 1516 1512 1496 các v c c. 20 25 1536 1534 1531 1522 1517 1514 1509 1492 15 20 1535 1533 1527 1516 1508 1504 1500 1491 Trong l p 5 mét bên trên qui mô dao ng chung c a t c âm gi m t 10 15 1538 1531 1521 1507 1499 1496 1493 1489 64 n 35 m/s. T i m t i d ng c c i C n m xích o. B t u t 5 10 1537 1530 1518 1503 1495 1492 1489 1487 20-25 oN, còn t i sâu 50 m c c i d ch chuy n v iv sâu 500 m - 05 1538 1533 1519 1505 1498 1491 1488 1485 30-35 oN. Nh ng gra ien kinh h ng c c i t i t t các t ng v iv c r t n nh 40 oN, t c g n front c n c c b c. Nh ng hi u Tc c c ti u quan sát th y bi n Baphin (1454 m/s), còn t c cc quan tr c i - ph n phía tây vùng xích o i Tây D ng (1541 m/s). ng ng l n nh t c a t c âm theo ph ng th ng ng n i u gi m t xích o trung bình (1 520 m/s) i qua kho ng 40 oN, phân cách các vùng tr t c v phía các v c c t 53 n 8-9 m/s. n c c n nhi t i và c n c c B c B ng D ng. Bây gi ta xét nh ng c i m phân b không gian c a t c âm trung bình n m. D dàng th y r ng trên m t B c i Tây D ng (hình 3.9) nh ng 151 152
ích, mang thông tin v các c tr ng th y v n, th y sinh h c và th m chí khí t ng h c. Vì v y, m t bài toán h t s c quan tr ng là nh n bi t và nh d ng nh ng dao ng âm c tr ng n tr cho các quá trình và hi n t ng h i d n g h c. Xét theo ngu n g c nh ng ti ng n c chia thành các lo i: ti ng n ng l c, ti ng n d i b ng, ti ng n sinh h c, ti ng n a ch n, ti ng n k thu t. Ti ng n ng l c là nh ng ti ng n mà s xu t hi n c a chúng liên quan t i chuy n ng c a sóng bi n, các dòng r i trong i d ng và khí quy n, i sóng v b , dòng m a, nén khí t nhiên... Nh ng ti ng n này có kho ng t n t 100 Hz n 50 kHz. Ngu n ti ng n ng l c chính là sóng gió trên m t bi n. Ti ng n d i b ng liên quan t i s hình thành và ng l c th m b ng, s t ng tác c a nó v i gió và dòng ch y d i b ng. Nh ng c ch t o ti ng n ch y u là s n t b ng do nhi t khi thay i nhi t không khí, n c và b ng, s c sát các t ng b ng v i nhau, s v b ng khi b nén, dao ng t do c a b ng, chuy n ng c a tuy t trên m t b ng do gió... Ti ng n sinh h c c t o thành b i các cá th ng v t bi n. Th ng phân bi t ba d ng ti ng n sinh h c: ti ng n c a nh ng loài cá ph bi n Hình 3.9. Phân b t c âm trung bình n m nh t, ti ng n và âm thanh c a các loài cá voi, ti ng n do các tích t tôm, trên m t B c i Tây D ng (m/s) (theo V.P.Kutko và nnk.) trai và nhím bi n gây nên. Ti ng n a ch n phát sinh do ho t ng ki n t o và núi l a, s hình 3.2.5. Ti ng n c a id ng thành sóng th n... Nh ng ti ng n này c tr ng b i t n s th p, trong ó có Ti ng n là t p h p nh ng dao ng âm khác nhau v biên , t n s và ti ng n vùng ngo i âm. pha do nhi u ngu n n m bên trong và trên m t i d ng gây nên. Trong ó Ti ng n k thu t hình thành do ho t ng c a con ng i trong i ph dao ng r t r ng: t nh ng dao ng siêu âm t i nh ng dao ng ngo i d ng. ó là ti ng ng c a các tuy n hàng h i, nh ng công trình k thu t âm, song c tr ng nh t là nh ng ti ng n t n th p. trong c ng, trên th m l c a, trên b v.v... Kho ng t n s c a nh ng ti ng n Nh ng ti ng n xu t hi n trong i d ng h n ch áng k xa c a lo i này b ng 10-10 000 Hz. liên l c d i n c và nh h ng m nh t i chính xác truy n tín hi u. Tuy T t c các d ng ti ng n, không k nh ng ti ng n ng l c, có ý ngh a nhiên, nh ng ti ng n không ph i bao gi c ng là nhi u. Trong m t s a ph ng và t m th i. Th c v y, ti ng n sinh h c ch áng k h n c tr ng h p, ti ng n do máy th y âm thu nh n ph i c xem là tín hi u có 153 154
nh ng vùng ven b nhi t i, ti ng n k thu t ch hay g p các c ng và g n i d ng và t i các sâu khác nhau. i u ó gây nên s b t ng u các tuy n hàng h i, còn ti ng n d i b ng ch có các vùng c c. Ch có trong phân b các c tr ng v t lý và do ó xu t hi n các gra ien theo ti ng n ng l c quan sát c kh p n i và trong m i i u ki n khí t ng ph ng ngang và ph ng th ng ng. ng th i v i các gra ien xu t hi n, th y v n. l i có nh ng quá trình khác có xu h ng san b ng các c tr ng v t lý và c g i là s xáo tr n. M t trong nh ng bi u l lý thú c a ti ng n ng l c là hi n t ng c g i là gi ng bi n. ó là ti ng n v i t n s t 5 n 12 Hz xu t hi n Trong tr ng h p t ng quát ng i ta phân bi t ba d ng xáo tr n: phân vùng ho t ng bão. Ng i ta cho r ng ti ng n lo i này phát sinh trong t , r i và i l u, m c dù gi a hai d ng cu i s khác bi t m t m c nh t nh ng i u ki n nh t nh khi các dòng không khí chuy n ng bên trên nh ch có tính ch t qui c. sóng i d ng. Xu t hi n vùng bão, “gi ng bi n” truy n i trong không Xáo tr n phân t là do chuy n ng nhi t ng u nhiên c a các phân t khí và trong n c v i t c âm, v t tr c s di chuy n c a thành t o khí gây nên, nh ng phân t xâm nh p t l p này sang l p khác và san b ng các áp. R t có th r ng chính nh ng tín hi u này ã c nhi u loài ng v t tính ch t v t lý trên t t c các h ng. Xáo tr n phân t mang c i m vi mô bi n (thí d các loài s a) l i d ng k p th i tránh nh ng n i nguy hi m i c a chuy n ng Braon hay chuy n ng phân l p c a ch t l ng. Do kh i v i chúng. l ng các phân t r t nh và quãng ng chuy n ng t do c a chúng ng n, nên trong i d ng xáo tr n phân t hoàn toàn không áng k so v i nh ng d ng xáo tr n khác. Xáo tr n r i c hi u là m t quá trình v t lý xu t hi n trong chuy n ng h n lo n c a ch t l ng và kèm theo các th ng giáng ng u nhiên c a các Ch ng 4 tr ng th y ng l c (v n t c, áp su t, nhi t v.v...). Khác v i quá trình khu ch tán phân t , trong xáo tr n r i tham gia vào chuy n ng ng u nhiên S xáo tr n n c trong id ng không ph i các phân t riêng l , mà là nh ng th tích ch t l ng l n h n, do ó c ng xáo tr n t ng lên r t nhi u. i v i ch t l ng ng nh t, chuy n ng phân l p s chuy n sang 4.1. Khái ni m v xáo tr n chuy n ng r i khi s Reinolds Re t giá tr t i h n lV Ch có ch t l ng lí t ng tr ng b t ng hoàn toàn m i không có xáo Re cr , tr n. Trong n c bi n th c t luôn di n ra s xáo tr n, vì có nh ng quá trình liên t c tác ng làm bi n i s phân b các c tr ng lý - hóa c a n c trong ó l kích th c c tr ng c a dòng chuy n ng, V t c chuy n ng trung bình c a dòng, h s nh t phân t ng l c h c. trong ph ng th ng ng và ph ng ngang. ó là các quá trình h p th và b c x nhi t, b c h i, giáng th y, dòng n c l c a, óng và tan b ng, sóng Nh thí nghi m trong ng khí ng l c ã xác l p c giá tr t i h n gió v.v... Re cr 2 000 . N u kích th c ph ng ngang c a dòng ch p nh n b ng 10 m, Rõ ràng c ng c a các quá trình này không gi ng nhau các vùng 155 156