Link xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem phim mới 2023 hay nhất xem phim chiếu rạp mới nhất phim chiếu rạp mới xem phim chiếu rạp xem phim lẻ hay 2022, 2023 xem phim lẻ hay xem phim hay nhất trang xem phim hay xem phim hay nhất phim mới hay xem phim mới link phim mới

Link xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem phim mới 2023 hay nhất xem phim chiếu rạp mới nhất phim chiếu rạp mới xem phim chiếu rạp xem phim lẻ hay 2022, 2023 xem phim lẻ hay xem phim hay nhất trang xem phim hay xem phim hay nhất phim mới hay xem phim mới link phim mới

intTypePromotion=1
ADSENSE

Tương tác biển khí quyển ( Đinh Văn Ưu ) - Chương 3

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

111
lượt xem
12
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tương tác Biển - khí quyển nhiệt đới 3.1. Bất ổn định đối lưu trong khí quyển nhiệt đới Quá trình phân bố lại nhiệt l-ợng trong đại d-ơng và khí quyển xảy ra một cách phức tạp, tuy nhiên mọi quá trính chính tập trung trong tầng đối l-u khí quyển và lớp hoạt động trên của đại d-ơng và biển. Trong khí quyển theo Ludlam tồn tại bốn dạng đối l-u cơ bản sau đây. (i). Đối l-u vi mô thể hiện qua đối l-u thẳng đứng ở biên d-ới tầng đối l-u khi các dòng nhiệt đ-ợc đ-a...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tương tác biển khí quyển ( Đinh Văn Ưu ) - Chương 3

  1. Ch−¬ng 3 t−¬ng t¸c BiÓn - khÝ quyÓn nhiÖt ®íi 3.1. BÊt æn ®Þnh ®èi l−u trong khÝ quyÓn nhiÖt ®íi Qu¸ tr×nh ph©n bè l¹i nhiÖt l−îng trong ®¹i d−¬ng vµ khÝ quyÓn x¶y ra mét c¸ch phøc t¹p, tuy nhiªn mäi qu¸ trÝnh chÝnh tËp trung trong tÇng ®èi l−u khÝ quyÓn vµ líp ho¹t ®éng trªn cña ®¹i d−¬ng vµ biÓn. Trong khÝ quyÓn theo Ludlam tån t¹i bèn d¹ng ®èi l−u c¬ b¶n sau ®©y. (i). §èi l−u vi m« thÓ hiÖn qua ®èi l−u th¼ng ®øng ë biªn d−íi tÇng ®èi l−u khi c¸c dßng nhiÖt ®−îc ®−a vµo trong khÝ quyÓn. (ii). §èi l−u trong m©y tÝch Cu ®ãng vai trß ph©n bè l¹i nhiÖt trong toµn tÇng ®èi l−u. (iii). §èi l−u vÜ m« theo bÒ dµy khÝ quyÓn còng nh− tõ vÜ ®é thÊp ®Õn vÜ ®é cao, d¹ng ®èi l−u nµy chÞu t¸c ®éng m¹nh cña ¶nh h−ëng lùc quay qu¶ ®Êt (lùc Koriolis). (iv). §èi l−u cì trung b×nh chñ yÕu do hiÖu øng tµ ¸p (barocline), hiÖn t−îng nµy th−êng liªn quan tíi c¸c qu¸ tr×nh ®èi l−u vÜ m« kh«ng ®ång nhÊt t¹i c¸c vïng ®Þa h×nh kh¸c nhau. Hoµn l−u chung khÝ quyÓn cã thÓ xem nh− tæng hîp cña c¸c qu¸ tr×nh ®èi l−u kÓ trªn. Trªn h×nh 3.1 thÓ hiÖn s¬ ®å c¸c d¹ng hoµn l−u khÝ quyÓn th«ng qua c¸c d¹ng xo¸y hoµn l−u khÝ quyÓn trªn khu vùc ch©u ¸. ë vïng vÜ ®é thÊp hoµn l−u chñ yÕu theo xo¸y x«lªnoit Hadley. GÇn xÝch ®¹o dßng nhiÖt do ®èi l−u mang tõ líp d−íi ®i lªn t¹o ra c¸c m©y tÝch m−a (Cumulus). Trªn vïng cËn nhiÖt ®íi xung quanh vÜ tuyÕn 300 kh«ng khÝ toµn tÇng ®èi l−u tõ trªn ®i xuèng d−íi ngo¹i trõ mét líp ma s¸t mÆt cã ®é cao 1-2 km. TÝn phong ®ãng vai trß tiÕp nèi trong líp khÝ quyÓn gÇn mÆt lu«n cã h−íng tõ hai phÝa ®i vÒ xÝch ®¹o t¹o nªn khu vùc héi tô nhiÖt ®¬Ý (HTN§: Intertropical Convergence Zone - ICTZ) HÖ thèng tr−êng giã vµ ¸p toµn cÇu lu«n cã xu h−íng lÖch vÒ phÝa b¸n cÇu mïa h¹ (c¸c h×nh 3.2a,b). Trong th¸ng giªng, vÞ trÝ cña d¶i héi tô nhiÖt ®íi trªn khu vùc ch©u ¸ n»m ë vÞ trÝ tõ 50 S ®Õn 150 S, giã ®«ng b¾c bao trïm toµn vïng §«ng Nam ¸ trong ®ã khã ph©n biÖt gi÷a giã mïa ®«ng b¾c vµ tÝn phong b¾c Th¸i b×nh d−¬ng v× ranh giíi gi÷a 62
  2. hai dßng khÝ kh«ng cã ®−îc c¸c ®Æc tÝnh cô thÓ cña mét front. Th«ng th−êng rÊt khã ph©n biÖt c¸c nghÞch nhiÖt vµ Èm gi÷a líp khÝ Êm ®¹i d−¬ng n»m trªn líp khÝ l¹nh vµ kh« h¬n nguån gèc lôc ®Þa. H×nh 3.1. S¬ ®å c¸c æ hoµn l−u chung khÝ quyÓn trªn vïng ®«ng – nam ¸ [9] 63
  3. H×nh 3.2a S¬ ®å hoµn l−u khÝ quyÓn trªn mÆt ®Êt trong mïa ®«ng [6] : 1- vÞ trÝ trung b×nh cña d¶i héi tô nhiÖt ®íi, 2- h−íng giã th−êng gÆp, 3- h−íng giã thÞnh hµnh (>50%) H×nh 3.2b S¬ ®å hoµn l−u khÝ quyÓn trªn mÆt ®Êt trong mïa hÌ [6], chó thÝch nh− h×nh 3.2a 64
  4. Mïa hÌ do t¸c ®éng cña giã mïa t©y nam d¶i héi tô vïng nam ¸ vµ §«ng Nam ¸ xª dÞch vÒ phÝa b¾c vÜ tuyÕn 200 N thËm chÝ 300 N trªn ®Êt liÒn. §èi víi ®èi l−u trong m©y tÝch, trªn phÇn lín c¸c vïng biÓn vµ ®¹i d−¬ng khÝ quyÓn th−êng cã ph©n tÇng kh«ng æn ®Þnh, viÖc trao ®æi c¸c th«ng l−îng theo ph−¬ng th¼ng ®øng x¶y ra d−íi t¸c ®éng cña lùc Acsimet vµ rèi ®éng lùc. Khi chuyÓn ®éng rèi cã vai trß lín h¬n lùc Acsimet th× ®èi l−u mang tÝnh c−ìng bøc, ng−îc l¹i ta cã ®èi l−u tù do. §é cao cã thÓ ®¹t ®−îc cña dßng ®èi l−u phô thuéc vµo ph©nbè th¼ng ®øng cña nhiÖt ®é vµ ®é Èm. TÇng ®èi l−u cµng lín th× m©y cµng ph¸t triÓn. Ph©n bè c¸c m©y tÝch m−a trong vïng nhiÖt ®íi th−êng tu©n theo mét sè thø tù nhÊt ®Þnh: c¸c ®¹i lé m©y xuÊt ph¸t tõ nguån nhiÖt (v.d. bê dèc phÝa nam cña nói bÞ ®èt nãng) tr¶i theo h−íng giã, c¸c æ xo¸y quy m« trung b×nh d¹ng hë vµ d¹ng kÝn nh− ®· tr×nh bµy ë trªn theo c¬ chÕ ®èi l−u Bernard. c¸c ph©n bè thµnh c¸c vÖt hoÆc hµnh lang m©y chñ yÕu do c¸c èng xo¸y Langmur t¹o nªn. Sù h×nh thµnh c¸c tr−êng m©y tÝch m−a do qu¸ tr×nh ®èt nãng bÒ mÆt cã ®−êng kÝnh æ trung t©m vµo kho¶ng 50 km vµ tû lÖ gi÷a ®−êng kÝnh vµ ®é cao tõ 10:1 ®Õn 100:1, riªng æ trung t©m cã tû lÖ vµo kho¶ng 30:1. C¸c m©y tÝch m−a ph¼ng th−êng cã ®é dµy kh«ng lín H < W, víi W lµ ®é réng cña ch©n m©y, th«ng th−êng W vµo kho¶ng mét, vµi kil«mÐt. §èi víi m©y trung b×nh th× ®é dµy vµ réng cña m©y gÇn t−¬ng ®−¬ng nhau, khi m©y cµng lín th× ®é dµy (cao) lín h¬n nhiÒu so víi ®é réng. Trong tr−êng hîp khèi khÝ Èm ®i lªn, qu¸ tr×nh ng−ng tô h×nh thµnh nªn m©y tÝch. M©y ph¸t triÓn cao khi líp ®èi l−u bÊt æn ®Þnh cã cïng ®é lín. PhÇn lín m©y tÝch m−a ®¹t tíi ®é cao cña tÇng nghÞch nhiÖt : kho¶ng 15 km t¹i vïng nhiÖt ®íi. Trong mét sè tr−êng hîp, qu¸ tr×nh ph¸t triÓn lªn cao cã thÓ bÞ dõng l¹i ë líp nghÞch nhiÖt thø cÊp n»m ë phÇn d−íi tÇng ®èi l−u trªn ®é cao kho¶ng 2 - 3 km tõ mÆt ®Êt, trong tr−êng hîp nµy, ®Ønh m©y cã d¹ng «van, kh¸c víi d¹ng h×nh nÊm trong tr−êng hîp ®èi l−u toµn tÇng. HiÖn t−îng ®èi l−u trong m©y tÝch m−a cã thÓ kÌm theo hiÖn t−îng vßi rång liªn quan tíi ®èi l−u m¹nh ë líp biªn khÝ quyÓn trªn biÓn. Vßi rång th−êng xuyªn 65
  5. chuyÓn ®éng víi tèc ®é cña ®¸m m©y ph¸t sinh vµ liªn kÕt víi nã. KÝch th−íc cña vßi rång th«ng th−êng kh«ng lín; b¸n kÝnh tõ vµi, ba mÐt ®Õn vµi ,ba tr¨m mÐt vµ ®é cao kho¶ng vµi, ba tr¨m mÐt. B¶n chÊt cña vßi rång lµ mét xo¸y kh«ng khÝ mµ sù ng−ng tô h¬i n−íc trong nã ®· lµm cho chóng ta thÊy ®−îc dÔ dµng trong d¹ng èng tõ ch©n m©y ®Õn s¸t mÆt ®Êt - biÓn. Nguyªn nh©n lµm h¬i n−íc ng−ng tô lµ do ¸p suÊt kh«ng khÝ trong vßi rång gi¶m m¹nh bëi lùc ly t©m cña xoaý. B¶n th©n xo¸y nµy theo mét sè t¸c gi¶, ®−îc t¹o nªn tõ cét kh«ng khÝ trong ®¸m m©y mÑ. H×nh 3.3. S¬ ®å hoµn l−u chung khÝ quyÓn trªn mÆt c¾t th¼ng ®øng vu«ng gãc xÝch ®¹o [6] Mét trong nh÷ng ®Æc tr−ng cña vïng biÓn nhiÖt ®íi lµ viÖc h×nh thµnh c¸c d¹ng m©y tÝch tÝn phong trong ®ã ®éng lùc c¬ b¶n l¹i lµ c¸c qu¸ tr×nh ®èi l−u c−ìng bøc trong c¸c vïng tÝn phong ph¸t triÓn m¹nh. Theo kÕt qu¶ ph©n tÝch ¶nh vÖ tinh, d¶i tËp trung m©y th−êng trïng víi líp nghÞch nhiÖt tÝn phong n»m ë ®é cao 2-3 km. Líp nghÞch nhiÖt chia tÇng ®èi l−u ra hai phÇn : líp x¸o trén d−íi vµ hoµn l−u Hadley trong tÇng trªn víi dßng ®i xuèng trong líp gi÷a cña tÇng ®èi l−u. Trªn h×nh 3.3 ®−a ra s¬ ®å hoµn l−u khÝ quyÓn trªn mÆt c¾t th¼ng ®øng tõ xÝch ®¹o ®Õn cùc ph¶n ¸nh c¸c æ xo¸y c¬ b¶n theo h−íng kinh tuyÕn (hoµn l−u kinh h−íng). B·o nhiÖt ®íi lµ mét trong c¸c nhiÔu ®éng ®Æc tr−ng cña khÝ quyÓn nhiÖt ®íi. Ngµy nay, mäi ng−êi ®Òu x¸c nhËn ®iÒu kiÖn tèi thiÓu ®Ó mét nhiÔu ®éng nhiÖt ®íi 66
  6. trë thµnh b·o ®ã lµ mÆt biÓn ph¶i ®ñ nãng. Xem xÐt ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn cña bÊt æn ®Þnh ®èi l−u cña khÝ quyÓn nhiÖt ®íi lªn biÓn, Palmen ®· chøng minh r»ng b·o nhiÖt ®íi chØ cã thÓ xuÊt hiÖn trªn nh÷ng vïng biÓn mµ nhiÖt ®é bÒ mÆt cao h¬n 260C. Theo ®ã b·o kh«ng thÓ cã ë vïng nam §¹i t©y d−¬ng còng nh− ë ®«ng nam Th¸i b×nh d−¬ng n¬i mÆt biÓn kh«ng ®ñ nãng. Tuy nhiªn, khi b·o ®· xuÊt hiÖn th× nã cã thÓ tån t¹i trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh v× vËy vÉn cã thÓ quan tr¾c ®−îc b·o trªn c¸c khu vùc nhiÖt ®é thÊp h¬n gi¸ trÞ tíi h¹n kÓ trªn. Tån t¹i mét mèi liªn quan mËt thiÕt gi÷a giã mïa vµ b·o, ®iÒu nµy ®−îc ph¸t hiÖn th«ng qua ph©n tÝch ¶nh vÖ tinh. Th«ng qua c¸c nhiÔu ®éng cã kh¶ n¨ng t¹o thµnh b·o, cã thÓ lÊy c¸c sãng ®«ng lµm vÝ dô: nhiÔu ®éng giã vµ ¸p lan truyÒn vÒ h−íng t©y xuÊt hiÖn kÌm theo hoµn l−u giã mïa. Tuy nhiªn ngµy nay vÉn ch−a lý gi¶i ®−îc c¸c ®iÒu kiÖn vËt lý quyÕt ®Þnh qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ c¸c nhiÔu ®éng sang b·o. §iÒu nµy cã lÏ liªn quan tíi c¸c qu¸ tr×nh t−¬ng t¸c khÝ quyÓn - ®¹i d−¬ng, m©y vµ hoµn l−u synop ë vïng nhiÖt ®íi vµ cã thÓ c¶ nh÷ng dÞ th−êng cña ®¹i d−¬ng vµ khÝ quyÓn h×nh thµnh trong c¸c thêi gian tr−íc ®ã. Trong b¶ng 3.1 ®−a ra sè l−îng c¸c c¬n b·o ho¹t ®éng trªn hai vïng biÓn ph¸t sinh b·o chÝnh cña ®¹i d−¬ng thÕ giíi. B¶ng 3.1. Sè l−îng trung b×nh c¸c c¬n b·o trªn khu vùc t©y Th¸i b×nh d−¬ng- biÓn §«ng (1) vµ t©y §¹i t©y d−¬ng (2) theo [6] Th¸ng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Vïng 1 0.3 0.1 0.1 0.4 1.1 1.8 4.0 4.5 4.6 3.0 2.1 1.0 2 0 0 0 0 0 0.2 0.3 1.7 2.0 1.0 0.1 0 Ph©n tÝch sè liÖu trªn cho thÊy thêi gian b·o ho¹t ®éng chÝnh (mïa b·o) trïng víi thêi gian ho¹t ®éng cña giã mïa mïa h¹ b¾c b¸n cÇu. 3.2. ho¹t ®éng cña giã mïa trong hÖ thèng biÓn vµ khÝ quyÓn nhiÖt ®íi Theo kh¸i niÖm ®Þa lý vïng nhiÖt ®íi n»m gi÷a hai chÝ tuyÕn b¾c vµ nam trong giíi h¹n 23027’ N vµ 23027’ S. Tuy nhiªn dùa trªn c¬ së ph©n tÝch c¸c ®Æc ®iÓm 67
  7. ph©n bè vµ biÕn ®éng cña c¸c yÕu tè khÝ t−îng h¶i d−¬ng th× vïng biÓn nhiÖt ®íi cÇn ®−îc më réng h¬n. Trong vïng tõ 250 N ®Õn 250 S diÖn tÝch mÆt biÓn bao gåm 160 triÖu km2 t−¬ng ®−¬ng 44% diÖn tÝch ®¹i d−¬ng thÕ giíi. NÕu kÓ ®Õn vïng gi÷a c¸c vü tuyÕn 300 b¾c vµ nam th× diÖn tÝch vïng biÓn nhiÖt ®íi cã thÓ lªn ®Õn 190 triÖu km2 hay 53% diÖn tÝch ®¹i d−¬ng thÕ giíi. Trong khu vùc nµy diÖn tÝch mÆt biÓn vµ ®¹i d−¬ng chiÕm tíi 74% vµ ®Êt liÒn cßn l¹i kho¶ng 26%. §©y lµ khu vùc gÆp nhau cña c¸c tÝn phong vµ giã mïa víi dßng giã t©y nhiÖt ®íi. D¶i ¸p thÊp gi÷a hai b¸n cÇu hay d¶i héi tô nhiÖt ®íi (HTN§) chÝnh lµ khu vùc ph¸t sinh vµ ph¸t triÓn cña b·o nhiÖt ®íi. Theo Khr«mèp th× giã mïa lµ " chÕ ®é vÜ m« cña c¸c dßng khÝ quyÓn trªn mét phÇn lín bÒ mÆt tr¸i ®Êt víi tÇn suÊt lÆp l¹i cao cña mét h−íng giã thÞnh hµnh trong mïa hÌ còng nh− mïa ®«ng cïng sù thay ®æi h−íng ng−îc chiÒu hoÆc gÇn ng−îc chiÒu nhau trong hai mïa". Vïng ho¹t ®éng cña giã mïa phÇn lín trïng víi vïng s¶n xuÊt n«ng nghiÖp chñ yÕu trªn thÕ giíi. Trªn h×nh 3.4 cho ta b¶n ®å ph©n bè c¸c vïng ho¹t ®éng cña gÝo mïa trªn thÕ giíi. Trong sè nh÷ng khu vùc ho¹t ®éng kh¸c nhau trªn thÕ giíi, giã mïa Ên §é D−¬ng vµ §«ng Nam ¸ lµ réng lín nhÊt kÐo dµi tõ bê t©y ch©u Phi ®Õn t©y Th¸i B×nh D−¬ng vµ lµ mét trong nh÷ng nhiÔu ®éng lín nhÊt cña hoµn l−u chung khÝ quyÓn. H×nh 3.4.Giíi h¹n c¸c vïng ho¹t ®éng giã mïa theo Khromov [9] 68
  8. 3.3. T−¬ng t¸c nhiÖt biÓn - khÝ quyÓn - lôc ®Þa : nguyªn nh©n h×nh thµnh vµ biÕn ®æi cña hoµn l−u khÝ quyÓn vµ ®¹i d−¬ng. Nguyªn nh©n chñ yÕu h×nh thµnh hoµn l−u khÝ quyÓn vµ ®¹i d−¬ng lµ n¨ng l−îng cña mÆt trêi cung cÊp cho qu¶ ®Êt, nguån n¨ng l−îng nµy ph©n bè kh«ng ®ång ®Òu trªn c¸c khu vùc vµ ®íi ®Þa lý kh¸c nhau cña qu¶ ®Êt. Sù biÕn ®æi theo thêi gian cña c¸c qu¸ tr×nh hÊp thô vµ trao ®æi nguån n¨ng l−îng nµy lµ nguyªn nh©n cña c¸c biÕn ®éng vµ nhiÔu ®éng cña hoµn l−u. Tuy nguyªn nh©n trùc tiÕp h×nh thµnh chuyÓn ®éng giã vµ dßng ch¶y trong khÝ quyÓn vµ biÓn lµ chªnh lÖch ¸p suÊt thÓ hiÖn qua c¸c gradient ngang, nh−ng nguån gèc cña chóng l¹i lµ chÕ ®é nhiÖt. Ng−êi ta sö dông kh¸i niÖm "m¸y nhiÖt" ®Ó m« t¶, nghiªn cøu vµ lý gi¶i c¸c d¹ng hoµn l−u quy m« kh¸c nhau trong ®ã cã quy luËt h×nh thµnh vµ biÕn ®æi cña c¸c nhiÔu ®éng hoµn l−u. Trong c¸c m¸y nhiÖt nµy c¸c "bÕp lß - nåi h¬i" n»m t¹i c¸c khu vùc ®èt nãng m¹nh quanh n¨m cña líp mÆt, trong ®ã cã vïng biÓn nhiÖt ®íi vµ c¸c lôc ®Þa trong mïa hÌ. C¸c "buång l¹nh" t−¬ng øng sÏ lµ c¸c vïng vÜ ®é cao hay c¸c lôc ®Þa trong mïa ®«ng. BiÕn ®æi chÕ ®é nhiÖt ®é gi÷a xÝch ®¹o vµ cùc cã chu kú chung nöa n¨m. Sù kh¸c biÖt trong tÝnh chÊt nhiÖt cña bÒ mÆt biÓn vµ lôc ®Þa dÉn ®Õn chªnh lÖch mËt ®é kh«ng khÝ gi÷a hai vïng vµ g©y nªn hiÖn t−îng giã mïa trªn quy m« lín. Cã mét d¹ng hoµn l−u t−¬ng tù nh−ng víi quy m« nhá h¬n mang tÝnh khu vùc ®ã lµ hiÖn t−îng giã ®Êt - giã biÓn. Lý thuyÕt cña d¹ng hoµn l−u nµy cã thÓ dùa trªn ph−¬ng tr×nh tÝnh hoµn l−u theo mét ®−êng khÐp kÝn l ®èi víi vËn tèc v: → → ∫ v .d l C= l ⎛ → →⎞ ⎜d ⎟ = ∫ ⎜ v .d l ⎟ dC vµ ®èi víi gia tèc: dt dt ⎝ ⎠ l 69
  9. → Trong tr−êng hîp tæng qu¸t, khi tÝnh ®Õn hiÖu øng tµ ¸p, ®¹i l−îng v ≠ 0 cã d dt thÓ biÓu thÞ th«ng qua ph−¬ng tr×nh sau, cho r»ng øng suÊt τ tû lÖ thuËn víi vËn tèc: → → τ = −α v , nh− vËy: → ⎛ → →⎞ → dv 1 = − ∇P − α v − 2⎜ ω , v ⎟ ⎝ ⎠ ρ dt hay: ∇P → → →→ dC . d l − α ∫ v.d l − 2 ∫ ω , v ' dl ' = −∫ ρ dt l l trong ®ã v’ vµ l’ lµ h×nh chiÕu cña v vµ l lªn mÆt ph¼ng xÝch ®¹o. Hinh 3.5. S¬ ®å tÕ bµo hoµn l−u, AD vµ BC: ®−êng ®¼ng ¸p [2] XÐt tr−êng hîp hoµn l−u theo vßng kÝn ABCD trªn hai mÆt ®¼ng ¸p P1 vµ P2 c¾t hai ®−êng song song CD vµ AB (h×nh 3.5). Thµnh phÇn tµ ¸p trong c«ng thøc trªn ®−îc biÓu thÞ qua sè h¹ng ®Çu: 70
  10. B C D A dG1 dP dP dP dP = −∫ −∫ −∫ −∫ ρ Bρ Cρ Dρ dt A V× sù biÕn ®æi ¸p suÊt trªn c¸c mÆt ®¼ng ¸p b»ng 0 nªn chØ cßn l¹i hai thµnh phÇn thø nhÊt vµ thø ba. MÆt kh¸c do dP =-ρgdz, ta cã: B D dG1 = ∫ gdz + ∫ gdz dt A C Sö dông kh¸i niÖm ®é cao thÕ vÞ H = gz/g1,,ta cã : [ ] = g1 ( H B − H A ) − ( H C − H D ) dG1 dt Nh− vËy sù kh¸c nhau cña mËt ®é t¹o nªn kho¶ng c¸ch kh¸c nhau gi÷a c¸c mÆt ®¼ng ¸p tõ ®ã dÉn tíi sù biÕn ®æi cña hoµn l−u. Trªn h×nh 3.6 thÓ hiÖn s¬ ®å c¸c vßng xo¸y hoµn l−u trªn khu vùc ven bê khi mÆt ®Êt bÞ ®èt nãng vµ biÓn l¹nh, ta thÊy r»ng giã líp s¸t mÆt vµ dßng ch¶y mÆt cã h−íng ng−îc nhau. H×nh 3.6. S¬ ®å hoµn l−u tµ ¸p (barocline) tr−êng hîp ®Êt Êm h¬n ®¹i d−¬ng [2]: T – Êm, X – l¹nh. 71
  11. T¸c ®éng cña lùc Coriolis lµm cho hoµn l−u bÞ lÖch khái ®−êng ph¸p tuyÕn so víi ®−êng bê - giíi h¹n gi÷a hai vïng nãng l¹nh. Nh− ®· xÐt ë c¸c phÇn trªn, hoµn l−u chung cña khÝ quyÓn cã nguån gèc nhiÖt vµ ®éng lùc bao gåm c¸c chuyÓn ®éng ®èi l−u trong d¹ng c¸c æ xo¸y quy m« kh¸c nhau, cã thÓ ph©n chia chóng thµnh hai lo¹i: hoµn l−u kinh h−íng vµ vÜ h−íng. Hoµn l−u kinh h−íng bao gåm hoµn l−u xolªnoit Hadley n»m hai phÝa xÝch ®¹o víi dßng nhiÖt ®i lªn nhê ®èi l−u trong m©y tÝch t¹i khu vùc ho¹t ®éng cña d¶i héi tô nhiÖt ®íi vµ ®i xuèng t¹i khu vùc vÜ tuyÕn 30°N(S). Hoµn l−u nµy liªn kÕt víi tÝn phong NE ë b¾c b¸n cÇu vµ SE ë nam b¸n cÇu t¹i phÇn d−íi cña tÇng ®èi l−u vµ gÆp nhau t¹i d¶i héi tô nhiÖt ®íi. VÞ trÝ cña d¶i héi tô nhiÖt ®íi biÕn ®æi t−¬ng ®èi m¹nh do qóa tr×nh t−¬ng t¸c biÓn - lôc ®Þa vµ ho¹t ®éng cña giã mïa. T¹i vïng biÓn t©y Th¸i b×nh d−¬ng vµ Ên ®é d−¬ng d¶i HTN§ n»m t¹i vÞ trÝ b¾c 20°S trong th¸ng 1, cßn phÝa ®«ng Th¸i b×nh d−¬ng l¹i n»m gÇn xÝch ®¹o (h×nh 3.2a). Mïa hÌ, t¹i khu vùc t©y Th¸i b×nh d−¬ng vµ Ên ®é d−¬ng d¶i HTN§ v−¬n lªn phÝa b¾c vµ n»m trªn s−ên ®«ng nam lôc ®Þa ch©u ¸ kÐo dµi tíi ®«ng - b¾c Trung Quèc (h×nh 3.2b). D¶i héi tô nhiÖt ®íi ®ãng mét vai trß quan träng trong biÕn ®éng hoµn l−u giã mïa, v× nã lµ giíi h¹n ph©n c¸ch gi÷a hai b¸n cÇu nhiÖt cña qu¶ ®Êt. Trong giíi h¹n cña khu vùc nµy th−êng xuyªn cã dßng giã ®«ng nhiÖt ®íi. VÒ hai phÝa b¾c (®èi víi b¸n cÇu b¾c) vµ nam (®èi víi b¸n cÇu nam) hoµn l−u Hadley lµ hoµn l−u Ferrel víi dßng ®i lªn t¹i khu vùc 60°N(S) vµ ®i xuèng ë phÝa ngoµi vÜ tuyÕn 30°, trªn khu vùc ph©n c¸ch gi÷a hai hoµn l−u nµy lµ c¸c luång giã t©y cËn nhiÖt ®íi. Trªn d¶i ph©n c¸ch gi÷a c¸c hoµn l−u Ferrel vµ c¸c xo¸y vïng cùc tån t¹i mét dßng giã t©y, thÓ hiÖn râ nÐt nhÊt b»ng vßng ¸p thÊp ven ch©u Nam cùc kÐo theo viÖc h×nh thµnh dßng ch¶y ®i vÒ phÝa ®«ng bao quanh lôc ®Þa b¨ng gi¸ nµy. Bªn c¹nh c¸c hoµn l−u däc kinh tuyÕn kÐo theo c¸c dßng giã ®«ng vµ giã t©y c¬ b¶n kÓ trªn, viÖc lôc ®Þa vµ biÓn xen kÏ nhau theo vÜ tuyÕn còng ®· h×nh thµnh c¸c trung t©m nhiÖt vµ l¹nh kh¸c nhau trªn cïng mét ®íi vÜ tuyÕn vµ h×nh thµnh nµy c¸c æ xo¸y quy m« kh¸c nhau theo mÆt c¾t vÜ tuyÕn. T¹i vïng xÝch ®¹o cã d¹ng hoµn l−u ®Æc tr−ng víi tªn lµ hoµn l−u Walker (h×nh 3.7). 72
  12. H×nh 3.7. Hoµn l−u Walker víi m−a nhiÒu ë Brasilia, ch©u Phi xÝch ®¹o vµ Indonesia (a) vµ dÞ th−êng nhiÖt ®é n−íc mÆt biÓn ë xÝch ®¹o (b) theo Wyrtki [2]. Nguyªn nh©n h×nh thµnh vµ c¬ chÕ ho¹t ®éng cña hoµn l−u Walker liªn quan mËt thiÕt tíi hiÖn t−îng El-Nino vµ Dao ®éng Nam (ENSO). Mét ®Æc ®iÓm c¬ b¶n cña dao ®éng Nam lµ hiÖn t−îng biÕn ®æi ¸p suÊt ng−îc chiÒu nhau t¹i vïng biÓn Nam Th¸i b×nh d−¬ng vµ Ên ®é d−¬ng: ¸p suÊt cao ë Th¸i b×nh d−¬ng th× ¸p suÊt thÊp trªn Ên ®é d−¬ng tõ ch©u Phi ®Õn Australia. Trªn ph¹m vi tõng ®¹i d−¬ng cã sù dao ®éng hiÖu nhiÖt ®é n−íc tÇng mÆt gi÷a hai bê ®«ng vµ t©y. T¹i bê ®«ng Th¸i b×nh d−¬ng (gÇn Pªru) còng nh− bê t©y Ên ®é d−¬ng (Somalie, Mosambich) do t¸c ®éng cña giã t¹o nªn c¸c vïng ho¹t ®éng m¹nh mÏ cña n−íc tråi, n−íc tõ c¸c tÇng s©u ®i lªn mÆt biÓn lµm h×nh thµnh mét vïng réng lín dÞ th−êng ©m cña nhiÖt ®é n−íc bÒ mÆt. Trong kho ®ã t¹i vïng ®¶o vµ b¸n ®¶o Malaisia- Indonesia l¹i lµ vïng bÞ ®èt nãng m¹nh lµm cho nhiÖt ®é n−íc cao h¬n h¼n so víi c¸c vïng ®èi diÖn cña hai ®¹i d−¬ng, ®©y lµ mét bÕp lß khæng lå t¹o nªn dßng ®i lªn víi c¸c m©y tÝch Cumulus khæng lå. Trªn vïng biÓn §¹i t©y d−¬ng còng tån t¹i hiÖn t−îng t−¬ng tù, phÝa bê ®«ng n−íc l¹nh do n−íc tråi Mauritanie- GinÐ vµ n−íc Êm t¹ bê t©y víi khu vùc biÓn Caribª. Nh− vËy h×nh thµnh mét khu vùc nhiÖt Èm ®i lªn t¹i bê t©y §¹i T©y D−¬ng vµ mét khu vùc dßng ®i lªn t¹i lôc ®Þa ch©u Phi bÞ ®èt nãng. Nh÷ng khu vùc dßng ®i xuèng bao gåm c¸c khu vùc n−íc tråi ®«ng Th¸i B×nh D−¬ng, Somalie vµ Mauritanie. Sù liªn kÕt gi÷a c¸c trung t©m kÓ trªn h×nh thµnh nªn c¸c xo¸y Walker trªn Th¸i B×nh D−¬ng , Ên §é D−¬ng, Ch©u Phi vµ §¹i T©y D−¬ng . C¸c æ xo¸y nµy còng quyÕt ®Þnh cho h−íng c¸c dßng khÝ trªn c¸c vïng vµ trªn c¸c tÇng kh¸c nhau. 73
  13. Trªn h×nh 3.8. ®−a ra s¬ ®å c¸c æ hoµn l−u kinh h−íng vµ vÜ h−íng trªn khu vùc ®«ng nam ¸ trong mïa ®«ng cho thÊy ph¹m vi ho¹t ®éng cña c¸c æ ®èi l−u vµ ¶nh h−ëng cña nã ®Õn c¸c hiÖn t−îng khÝ hËu, thêi tiÕt khu vùc. H×nh 3.8. C¸c xo¸y hoµn l−u vÜ m« mïa l¹nh t¹i khu vùc ®«ng - nam ¸ [9]. 1- xo¸y Hadley kinh tuyÕn; 2- xo¸y Walker , vïng ®¸nh dÊu - Cao nguyªn T©y t¹ng Nh÷ng kÕt qu¶ quan tr¾c cao kh«ng däc theo khu vùc xÝch ®¹o - nhiÖt ®íi trong c¸c ch−¬ng tr×nh nghiªn cøu quèc tÕ cho thÊy sù tån t¹i vµ biÕn ®éng cña c¸c æ xo¸y nªu trªn còng nh− c−êng ®é cña chóng phô thuéc m¹nh mÏ vµo chu kú ho¹t ®éng cña hiÖn t−îng El-Nino vµ Dao ®éng nam. 3.4. C¸c chu kú dao ®éng trong hÖ thèng khÝ quyÓn - ®¹i d−¬ng. 3.4.1. Ph¶n øng cña ®¹i d−¬ng lªn c¸c t¸c ®éng cña khÝ quyÓn vµ dao ®éng víi chu kú nhá h¬n 1 n¨m. Dùa vµo phæ n¨ng l−îng c¸c ®Æc tr−ng khÝ t−îng, h¶i v¨n (h×nh 3.9 ) ta thÊy râ c¸c chu kú dao ®éng nhá h¬n mét n¨m cã vai trß rÊt ®¸ng kÓ. 74
  14. Sù chuyÓn ®æi mïa do hiÖu øng nhiÖt ¸p lµm biÕn ®æi hÖ thèng giã kÐo theo biÕn ®æi h−íng dßng ch¶y trªn biÓn vµ ®¹i d−¬ng, trong ®ã c¸c hoµn l−u ven bê chÞu t¸c ®éng m¹nh mÏ liªn quan tíi ho¹t ®éng cña n−íc tråi. Dßng ch¶y m¹nh víi vËn tèc ®¹t tíi gi¸ trÞ 2-3 m/s, song song bê Somalie vµ h−íng vÒ phÝa ®«ng b¾c trong mïa giã SW t¹o nªn hiÖn t−îng n−íc tråi m¹nh. Chu kú biÕn ®æi cña hiÖn t−îng nµy cßn phô thuéc vµo hiÖu øng c−êng ho¸ c¸c dßng ch¶y bê t©y ®¹i d−¬ng. Ta cã thÓ quan tr¾c ®−îc hiÖn t−îng t−¬ng tù t¹i vïng biÓn nam Trung bé tuy ph¹m vy vµ c−êng ®é ho¹t ®éng còng nh− møc ®é ¶nh h−ëng nhá h¬n. ViÖc tån t¹i mét líp ho¹t ®éng trªn mÆt biÓn vµ ®¹i d−¬ng víi ®é dµy hµng tr¨m mÐt, kÌm theo gi¸ trÞ lín cña nhiÖt dung n−íc ®· g©y nªn hiÖn t−îng chËm pha trong biÕn ®æi nhiÖt biÓn so víi bøc x¹ mÆt trêi. Nh− vËy trong khÝ quyÕn vµ ®¹i d−¬ng ®ång thêi tån t¹i c¸c chu kú dao ®éng kh¸c nhau. Sù xuÊt hiÖn c¸c chu kú ®ã lµm nÈy sinh c¸c dao ®éng chu kú phøc t¹p trong ®ã c¸c chu kú 1 n¨m, nöa n¨m vµ 1/3 n¨m lµ ®¸ng kÓ nhÊt. H×nh 3.9. Phæ nhiÖt ®é n−íc mÆt biÓn tr¹m Hßn DÊu [5] Bªn c¹nh c¸c hiÖu øng nhiÖt - ¸p, vai trß cña ®é Èm còng rÊt quan träng. §é Èm , mét mÆt, g©y ¶nh h−ëng chñ yÕu th«ng qua biÕn ®æi n¨ng l−îng tia: nã lµm cho bøc x¹ sãng ng¾n bÞ suy gi¶m ®¸ng kÓ, nh−ng l¹i lµm t¨ng bøc x¹ sãng dµi ®i xuèng mÆt biÓn - chóng lµm c¸c c¸n c©n nhiÖt biÓn bÞ biÕn ®æi. MÆt kh¸c, khi c¸n c©n nhiÖt biÕn ®æi, l−îng n−íc bèc h¬i tõ mÆt biÓn còng biÕn ®æi theo vµ dÉn ®Õn biÕn ®æi l−îng m©y. B»ng c¸c m« h×nh ®¬n gi¶n, cã thÓ tÝnh ®−îc chu kú biÕn ®æi cña l−îng m©y vµ t−¬ng quan nhiÖt - ¸p gi÷a mÆt biÓn vµ ®Êt liÒn. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy chu kú 75
  15. nµy vµo kho¶ng 7-8 th¸ng, trong ®ã dÞ th−êng l−îng m©y th−êng xuÊt hiÖn tr−íc dÞ th−êng nhiÖt ®é. VÒ ph−¬ng diÖn lý thuyÕt, tÊt c¶ mäi dao ®éng kÓ c¶ chu kú ng¾n lÉn chu kú dµi ®Òu ®−îc gi¶i thÝch theo hai h−íng: dao ®éng c−ìng bøc vµ dao ®éng tù do. Dao ®éng c−ìng bøc ®−îc h×nh thµnh do c¸c t¸c ®éng tõ bªn ngoµi nh− c¸c chu kú n¨m, chu kú ngµy do bøc x¹. Dao ®éng tù do, hay tù dao ®éng liªn quan tíi c¸c qu¸ tr×nh t−¬ng t¸c gi÷a c¸c yÕu tè khÝ t−îng vµ h¶i d−¬ng vµ cÊu tróc néi t¹i cña vïng nghiªn cøu, cã thÓ kÕ ®Õn ®©y quan hÖ t−¬ng t¸c m©y - nhiÖt võa ®Ò cËp trªn ®©y. Chu kú t−¬ng tù cã thÓ liªn hÖ tíi qu¸ tr×nh t−¬ng t¸c gi÷a h−íng hoµn l−u khÝ quyÓn vµ dÞ th−êng nhiÖt l−îng trao ®æi gi÷a ®¹i d−¬ng vµ khÝ quyÓn. T¹i vïng b¾c §¹i t©y d−¬ng, dÞ th−êng dßng nhiÖt biÓn - khÝ quyÓn xuÊt hiÖn khi trong khÝ quyÓn cã dßng hoµn l−u t©y, ®−a kh«ng khÝ l¹nh tõ lôc ®Þa B¾c Mü ra biÓn. §ång thêi trong d¹ng hoµn l−u t©y, víi sù t¸c ®éng cña hiÖu øng tµ ¸p l¹i g©y nªn sù c−êng ho¸ cña hoµn l−u gi÷a c¸c ®íi. §iÒu nµy l¹i lµm cho hoµn l−u t©y bÞ suy yÕu kÐo theo sù suy yÕu cña dÞ th−êng cña dßng nhiÖt biÓn - khÝ quyÓn. Sù lÆp l¹i nµy xÈy ra víi chu kú 8-9 th¸ng, trong ®ã khÝ quyÓn ®ãng vai trß chñ ®¹o. 3.4.2. C¸c dao ®éng cã chu kú lín h¬n 1 n¨m Trong hÖ thèng ®¹i d−¬ng - khÝ quyÓn - lôc ®¹i tån t¹i c¸c chu kú dao ®éng gÇn 2 n¨m vµ tõ 3 ®Õn 8 n¨m. Chu kú gÇn hai n¨m ®−îc ph¸t hiÖn lÇn ®Çu khi nghiªn cøu dßng khÝ trªn th−îng tÇng khÝ quyÓn nhiÖt ®íi. Ng−êi ta nhËn thÊy r»ng t¹i khu vùc nµy, trong vßng mét n¨m nÕu cã xu thÕ dßng t©y ¸p ®¶o th× n¨m tiÕp theo sÏ chuyÓn sang dßng ®«ng. Trªn khu vùc b¾c §¹i t©y d−¬ng, dßng t©y g©y t¸c ®éng t¨ng c−êng c¸c qu¸ tr×nh theo kinh tuyÕn, trong ®ã cã viÖc dÞch chuyÓn vïng cao ¸p cËn nhiÖt ®íi §¹i t©y d−¬ng vÒ phÝa ®«ng - b¾c, ®iÒu nµy vÒ phÇn m×nh dÉn tíi biÕn ®æi t¨ng c−êng hoµn l−u n−íc B¾c §¹i t©y d−¬ng kÐo theo sù gia t¨ng dßng n−íc Êm vÒ phÝa ®«ng b¾c. Giã t©y lµm n−íc tråi ven bê t©y Phi bÞ suy yÕu, nhiÖt ®é n−íc t¨ng lªn, tõ ®©y gradient nhiÖt ®é xÝch ®¹o - cùc bÞ biÕn ®æi kÐo theo biÕn ®æi hoµn l−u kinh tuyÕn trong khÝ quyÓn. Ng−îc l¹i, khi giã ®«ng t¨ng th× dßng kinh tuyÕn yÕu ®i, n−íc tråi l¹i ®−îc t¨ng c−êng, hiÖu nhiÖt ®é n−íc xÝch ®¹o - cùc gi¶m g©y nªn biÕn ®æi hoµn l−u khÝ quyÓn. HiÖn t−îng El-Nino ë khu vùc ven bê Chilª - Pªru còng cã chu kú hai n¨m ( theo Bierknes). TÝn phong ë phÝa bê ®«ng Th¸i B×nh d−¬ng t¹o ra upwelling ven bê 76
  16. lµm gi¶m nhiÖt ®é n−íc trong líp mÆt t¹i khu vùc nµy. §iÒu nµy lµm kÐo theo chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a hai bê ®«ng vµ t©y ®¹i d−¬ng. ChÝnh chªnh lÖch nµy t¹o nªn hoµn l−u Walker trªn mÆt c¾t khÝ quyÓn däc xÝch ®¹o. Tån t¹i hoµn l−u Walker lµm t¨ng c−êng tÝn phong v× chóng cïng h−íng, mét c¸ch gi¸n tiÕp lµm t¨ng c−êng upwelling ven bê ®«ng ®¹i d−¬ng. Nh− vËy, trong giai ®o¹n ®Çu tÝn phong tù t¨ng c−êng ho¹t ®éng cña m×nh. DÇn dÇn d¶i n−íc l¹nh theo dßng ch¶y lan truyÒn kh¾p d¶i xÝch ®¹o ®¹t tíi bê t©y lµm cho hiÖu nhiÖt ®é n−íc t©y - ®«ng còng gi¶m theo vµ ®Æc biÖt lµm gi¶m hiÖu nhiÖt ®é xÝch ®¹o - cùc. §iÒu nµy vÒ phÇn m×nh lµm suy gi¶m tÝn phong còng nh− hoµn l−u Walker vµ tõ ®©y upwelling t¹i vïng bê còng gi¶m theo. KÕt qu¶ cña hiÖn t−îng nµy dÉn ®Õn hËu qu¶ vïng n−íc l¹nh bÞ thay thÕ bëi n−íc nãng h¬n cïng víi nh÷ng hËu qu¶ thêi tiÕt khÝ hËu ®Æc biÖt kh«ng nh÷ng ®èi víi vïng ven biÓn mµ cßn cã quy m« t¸c ®éng toµn cÇu. Dßng tÝn phong yÕu cïng víi upwelling vµ t¨ng nhiÖt ®é n−íc lµm cho hiÖu nhiÖt ®é gi÷a xÝch ®¹o vµ cùc t¨ng lµm t¨ng c−êng l¹i tÝn phong vµ mäi chuyÖn l¹i b¾t ®Çu theo chu kú míi. C¸c hoµn l−u Walker còng cã sù biÕn ®éng lín, ®Æc biÖt c¸c vïng n−íc nãng víi dßng khÝ ®i lªn, sù dÞch chuyÓn vÞ trÝ c¸c vïng nµy kÌm theo sù dÞch chuyÓn tÝnh chÊt thêi tiÕt tõ h¹n h¸n sang m−a hoÆc ng−îc l¹i. B¶ng 3.2. C¸c ®Æc tr−ng vÞ trÝ ®Þa lý khu vùc x¸c ®Þnh chØ sè NINO ChØ sè El-Nino Giíi h¹n kinh tuyÕn Giíi h¹n vÜ tuyÕn tõ ®«ng 90°W ®Õn bê 5°S -10°S NINO-1 tõ 90°W ®Õn 150°W 0 - 5 °S NINO-2 NINO -3 tõ 90°W ®Õn 150°W 5°N - 5 °S NINO -4 tõ 160°W ®Õn 150°W 5°N - 5 °S Cïng víi hiÖn t−îng El - Nino, ¸p suÊt khÝ quyÓn trªn hai khu vùc nam Th¸i B×nh d−¬ng vµ Ên ®é d−¬ng còng biÕn ®æi theo h−íng ng−îc chiÒu nhau, ®Ó m« t¶ hiÖn t−îng nµy, ng−êi ta ®−a ra kh¸i niÖm chØ sè dao ®éng nam (Southern oscillation Index) - SOI. Khi ¸p suÊt khÝ quyÓn ë Th¸i B×nh d−¬ng cã dÞ th−êng cao, th× trªn Ên ®é d−¬ng tõ Ch©u Phi ®Õn Ausralia l¹i cã dÞ th−êng ©m vµ ng−îc l¹i. Th«ng th−êng chØ sè SOI ®−îc lÊy theo hiÖu ¸p suÊt gi÷a Darwin (10°S, 130°E) vµ Tahiti (18°S, 150°W). C¸c n¨m cã gi¸ trÞ chªnh lÖc lín gåm: 1950,1952,1954-1955, 1957, 1959- 1960, 1961,1963-1964, 1965, 1967, 1969, 1972, 1974-1975, 1977, 1982-1983, 77
  17. 1987, 1989, 1991-1995 vµ 1997, trong ®ã vµo c¸c n¨m 1982-1983, hiÖu ¸p suÊt cùc ®¹i ®¹t tíi gi¸ trÞ 4 mb. C¸c chØ tiªu vÒ c−êng ®é El - Nino®−îc lÊy theo dÞ th−êng nhiÖt ®é n−íc t¹i 4 khu vùc ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng 3.2. Trong giai ®o¹n 1982-1983 trung b×nh dÞ th−êng nhiÖt ®é t¹i hai vïng 1 vµ 2 lín h¬n 4°C, t¹i vïng 3: 3°C vµ vïng 4 : 1°C. Trong sè c¸c chu kú nhiÒu n¨m, chu kú tõ 4 ®Õn 7 n¨m ®−îc ph¸t hiÖn vµ nghiªn cøu nhiÒu nhÊt nh− mét chu kú tù dao ®éng trong hÖ thèng ®¹i d−¬ng vµ khÝ quyÓn, song hiÖn nay ý nghÜa vËt lý cña dao ®éng nµy vÉn ch−a ®−îc lµm s¸ng tá. Cã nhiÒu ý kiÕn kh¸c nhau vÒ chu kú dao ®éng nµy, song mäi ng−êi ®Òu nhÊt trÝ víi mét sè nh©n tè quan träng sau ®©y: (i) Dao ®éng xuÊt hiÖn trªn nÒn khung dao ®éng lµ hoµn l−u ®¹i d−¬ng, (ii) Khung dao ®éng nµy cã bé phËn ®iÒu chØnh th«ng qua quan hÖ nghÞch lªn giã vµ phô thuéc vµo gradient nhiÖt, (iii) HÖ thèng dao ®éng ho¹t ®éng do lùc tuÇn hoµn bªn ngoµi ®ã lµ chu kú n¨m cña bøc x¹ mÆt trêi, (iv) HÖ dao ®éng nµy cã tÝnh phi tuyÕn, nªn cã thÓ cã c¸c tÇn sè vµ biªn ®é kh¸c víi c¸c lùc t¸c ®éng. Tuy nhiªn, ®iÒu kiÖn tiªn quyÕt lµ c¸c dÞ th−êng nhiÖt biÓn ph¶i tån t¹i t−¬ng ®èi l©u, tèi thiÓu còng tõ 2 - 3 th¸ng trë lªn. Cã thÓ ®−a ra vÝ dô sau. Sù gia t¨ng hoµn l−u kinh tuyÕn lµm gi¶m tÝn phong vµ g©y nªn qu¸ tr×nh quay nhanh cña vßng hoµn l−u n−íc b¾c §¹i T©y d−¬ng. Sù quay vßng nhanh lµm cho thêi gian n−íc l−u l¹i trªn c¸c vïng biÓn nãng (lß nhiÖt) gi¶m vµ khi chóng ®¹t tíi vïng Gulf Stream trë nªn kh«ng ®ñ nãng. Trong tr−êng hîp nµy hiÖu nhiÖt ®é gi÷a 2 bê ®«ng- t©y gi¶m vµ hoµn l−u còng gi¶m, giã yÕu ®i kÐo theo hoµn l−u n−íc còng gi¶m, thêi gian n−íc l−u l¹i t¹i vïng lß nhiÖt ®−îc t¨ng lªn. N−íc khi ®¹t tíi vïng Gulf Stream trë nªn nãng h¬n lµm t¨ng dÞ th−êng nhiÖt vµ gradient ®«ng - t©y, ®iÒu nµy dÉn tíi t¨ng hên l−u kinh tuyÕn vµ b¾t ®Çu chu kú míi. Chu kú cña vßng quay nµy trong kho¶ng tõ 3 ®Õn 5 n¨m. Trªn c¸c h×nh 3.10 ®−a ra s¬ ®å ho¹t ®éng cña m¸y nhiÖt hÖ thèng hoµn l−u b¾c §¹i T©y D−¬ng theo Suleikin. Theo s¬ ®å nµy ®©y lµ mét qu¸ tr×nh tù dao ®éng dI = −m(Q − Q ) 78 dt 0 dQ = n( I − I 0) dt
  18. ®−îc m« t¶ b»ng hai ph−¬ng tr×nh ®èi víi l−îng b¨ng ë B¾c B¨ng D−¬ng (I) vµ tr÷ l−îng nhiÖt cña dßng ch¶y Êm b¾c §¹i T©y D−ong (Q). Theo ®¸nh gi¸ cña nhiÒu t¸c gi¶ th× chu kú nµy ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: 2π τ= mn H×nh 3.10. S¬ ®å m¸y nhiÖt hÖ thèng hoµn l−u b¾c §¹i T©y D−¬ng – B¾c B¨ng D−¬ng [2]: Φ - vïng n−íc Êm Florida, Γ - dßng ch¶y Êm Gulf Stream, H – New Foundland, Α - dßng ch¶y Êm b¾c §¹i T©y D−¬ng, Λ - dßng ch¶y l¹nh Labrador, Π - dßng ch¶y tÇng s©u B¾c B¨ng D−¬ng. KÕt qu¶ tÝnh to¸n theo c«ng thøc trªncho thÊy chu kú tù dao ®éng cña hÖ nµy lµ 3,5 n¨m. Mét vßng quay cña hoµn l−u n−íc t−¬ng tù còng quan tr¾c thÊy trªn khu vùc b¾c Th¸i b×nh d−¬ng trong hÖ thèng dßng Kurio Shio - California - TÝn phong. Trªn h×nh 3.11 ®−a ra s¬ ®å chu kú cña c¸c giai ®o¹n trong vßng dao ®éng cña hÖ thèng nµy. Còng cã mét sè ng−êi cho r»ng hiÖn t−îng dao ®éng nµy xÈy ra nhanh h¬n víi chu kú 9,6 th¸ng. Dao ®éng nhiÒu n¨m lµ kÕt qu¶ giao thoa cña dao ®éng nµy víi dao ®éng n¨m. Víi dao ®éng chu kú n¨m, tÇn sè lµ 0,083 1/th¸ng, chu kú 9,6 th¸ng cã tÇn sè lµ 0,105 1/th¸ng. T−¬ng t¸c phi tuyÕn dÉn tíi giao thoa t¹o nªn dao ®éng cã tÇn sè nhá h¬n b»ng hiÖu gi÷a hai tÇn sè nªu trªn. KÕt qu¶ thu ®−îc tÇn sè 0,022 1/ th¸ng hay t−¬ng øng chu kú 3,7 n¨m. 79
  19. H×nh 3.11. S¬ ®å hÖ thèng hoµn l−u vµ chu kú biÕn ®éng t−¬ng øng t¹i b¾c Th¸i B×nh D−¬ng [2] 3.5. C¸c ®Æc ®iÓm khÝ t−îng BiÓn §«ng 3.5.1. Tr−êng ¸p Trªn khu vùc BiÓn §«ng , trong c¶ hai mïa bªn c¹nh chÞu t¸c ®éng c¶u c¸c trung t©m khÝ ¸p quy m« lín nh− ¸p cao lôc ®Þa ch©u A mïa ®«ng, r·nh ¸p thÊp nhiÖt ®íi, v.v...mµ cßn cã sù hiÖn diÖn trùc tiÕp cña c¸c trung t©m khÝ ¸p ®ã. Vµo mïa ®«ng, trung t©m cao ¸p lôc ®Þa (Xªbªri) thÓ hiÖn t¸c ®éng cña m×nh lªn BiÓn §«ng b»ng r×a cao ¸p víi trÞ sè trung b×nh thÊp nhÊt lµ 1015 vµ cao nhÊt lµ 1025 (h×nh 3.12). Trong giai ®o¹n ho¹t ®éng m¹nh cña giã mïa, miÒn ¸p cao ¨n s©u xuèng c¶ vÞnh B¾c Bé, trong giai ®o¹n suy yÕu còng thÊy hiÖn diÖn vïng ¸p cao t¹i phÝa ®«ng - b¾c biÓn. R·nh ¸p thÊp phÝa nam BiÓn §«ng tån t¹i th−êng xuyªn, trong nhiÒu tr−êng hîp vïng ¸p thÊp nµy di chuyÓn vÒ phia ®«ng - nam biÓn. Phô thuéc vµo vÞ trÝ t−¬ng ®èi gi÷a hai vïng ¸p thÊp vµ cao nµy, mµ møc ®é t¸c ®éng cña giã mïa vµ tÝn phong b¾c b¸n cÇu còng kh¸c nhau. 80
  20. H×nh 3.12. Ph©n bè tr−êng ¸p ®Æc tr−ng mïa ®«ng (th¸ng 2) trªn BiÓn §«ng [5] 81
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD


ERROR:connection to 10.20.1.100:9312 failed (errno=113, msg=No route to host)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9312 failed (errno=113, msg=No route to host)

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2