LỜI CẢM ƠN . Tôi xin chân thành cảm ơn :
Khoa Khai Thác Hàng Hải – Trường Đại Học Thuỷ Sản cùng các thầy cô
trong khoa đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt khóa học .
Xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Bá Xuân, đã trực tiếp chỉ bảo và hướng
dẫn tôi thực hiện đề tài này .
Xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô, các cán bộ trong phòng vật lý,
thư viện – Viện Hải Dương Học Nha Trang đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập
tại đây.
Nha Trang 06 / 2005
Sinh Viên
Lê Đức Cường MỤC LỤC
III.1.Đặc điểm phân bố mặt rộng của nhiệt độ, độ muối trung bình mùa……18
III.1.1.Phân bố mặt rộng nhiệt
độ……………………………………………………………………………….18
III.1.1.Phân bố mặt rộng độ
muối……………………………………………………………………………….20
III.2.Đặc điểm phân bố mặt rộng và cấu trúc thẳng đứng của tốc độ âm
trung bình
mùa…………………………………………………………………………………………
………………22
III.2.1.Cấu trúc thẳng
đứng…………………………………………………………………………………………
…22
III.2.2.Mặt cắt thẳng đứng tốc độ
âm……………………………………………………………………… 24
III.2.3.Xác định kênh âm
ngầm……………………………………………………………………………………25
III.2.4.Đặc điểm phân bố mặt rộng của trường tốc độ âm
………….……………………29
CÁC KẾT LUẬN CHỦ
YẾU… ………………………………………………………………………………………
.33
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
3
TÀI LIỆU THAM
KHẢO………………………………………………………………………………
……….36
ờng
4
lĩnh vực khoa học, kỹ thuật rất hiện đại , chuyên nghiên cứu và chế tạo các thiết bị,
máy móc thủy âm sử dụng trong môi trường nước và để nghiên cứu các hiện tượng
xảy ra trong môi trường trên cơ sở nghiên cứu các tín hiệu âm thanh truyền đi và
phản hồi từ các đối tượng thiên nhiên.
Việc nghiên cứu phân bố không gian vận tốc âm, nhằm mục đích đóng góp
vào những kiến thức chung về khoa học biển đông, cũng như việc giải quyết những
vấn đề thiết yếu do những yêu cầu trong nước đang đặt ra. Như vậy việc nghiên cứu
phân bố không gian trường tốc độ âm có ý nghĩa rất lớn, nhằm phục vụ cho các mục
đích trên. Hiện nay các công trình nghiên cứu về trường tốc độ âm ở vùng biển
miền Trung Việt Nam còn rất hạn chế, nhiều vấn đề khoa học biển nói chung liên
quan đến trường vận tốc âm hầu như còn chưa được nghiên cứu, tổng kết đánh giá
một cách đầy đủ.
Vì vậy, tôi được khoa Khai Thác Hàng Hải – Trường Đại Học Thủy Sản,
cùng thầy TS.Nguyễn Bá Xuân giao cho thực hiện đề tài: “Các đặc điểm phân bố
không gian của trường tốc độ âm ở vùng biển miền trung Việt Nam ”.
Nội dung thực hiện gồm IV phần :
I. Tổng quan tình hình nghiên cứu trường thủy âm ở vùng biển miền Trung Việt
Nam .
II. Tính toán trường tốc độ âm trong 4 mùa : Xuân, Hạ, Thu, Đông.
III. Nghiên cứu cấu trúc thẳng đứng của trường tốc độ âm trong 4 mùa : Xuân, Hạ,
Thu, Đông.
IV. Xác định kênh âm ngầm .
V. Nghiên cứu đặc điểm phân bố mặt rộng của nhiệt độ, độ muối và tốc độ âm trong
4 mùa : Xuân, Hạ, Thu, Đông .
V. Tổng hợp phân tích và đánh giá các kết quả nghiên cứu .
Đề tài nhằm tìm ra xu thế phân bố tốc độ âm trong khu vực biền miền Trung
Việt Nam, nhằm phục vụ cho các lĩnh vực nghiên cứu khoa học có liên quan, cho
lĩnh vực quân sự, khai thác tài nguyên thiên nhiên và đánh bắt hải sản …
thuyền người ta buộc chuông vào giây thừng và thả xuống nước, còn thuyền thứ 2
cách xa thuyền 1 khoảng 13,847 m và thả ống nghe xuống nước. Khi thuyền thứ
nhất đánh vào chuông và đồng thời cũng đốt sáng đèn lên, lúc đó trên thuyền 2 quan
sát thấy thời điểm đèn sáng trên thuyền 1 và đánh dấu thời gian đến của sóng âm so
với thời điểm đèn sáng, như vậy họ đă tính được thời gian đi của sóng âm từ thuyền
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
6
1 đến thuyền 2. Và thấy rằng tốc độ truyền sóng âm trong nước lớn hơn vài lần so
với trong không khí, nếu tốc độ âm trong không khí là 300 m/s thì trong nước là
1500 m/. Trong môi trường nước biển tốc độ âm phụ thuộc vào nhiệt độ nước biển ,
độ muối và độ sâu truyền âm.
Người ta đã đưa ra những công thức thực nghiệm liên hệ giữa nhiệt độ, độ
muối, độ sâu với tốc độ truyền âm trong nướ. Sự tăng nhiệt độ, độ muối, và áp suất
sẽ làm tăng tốc độ truyền sóng âm trong biển:
- Khi nhiệt độ nước biển là 10
0
C, tốc độ âm sẽ tăng lên 3,5 m/s khi nhiệt
độ tăng lên 1
0
C
- Khi nhiệt độ nước biển là 20
0
C, tốc độ âm sẽ tăng lên 2,7 m/s khi nhiệt
độ tăng lên 1
0
C .
0
30’N, 109
0
05’E
đến 10
0
40’N, 109
0
05E .
Một trong những đặc điểm của lát cắt vận tốc sóng âm tại khu vực Nam
Trung Bộ là có một lớp vận tốc sóng âm gần như không đổi có giá trị là 1540 m/s
kéo dài t
ừ mặt (h = 0 m) đến độ sâu xấp xỉ 60 m sau đó giảm dần đến
1537 m/s và 1524 m/s tại độ sâu 110 m.
Như vậy việc nghiên cứu trường thủy âm mới được thực hiện tại vùng biển Nam
Trung Bộ, còn ở khu vực Trung Bộ và Bắc Trung Bộ hầu như chưa có một công
trình nào nghiên cứu về trường tốc độ âm nơi đây.
CHƯƠNG II : TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
II.1.Vùng biển nghiên cứu:
Vùng biển nghiên cứu là vùng biển miền Trung Việt Nam, được giới hạn
trong phạm vi từ 10
o
30’N đến 17
o
00’N vĩ độ bắc và từ bờ ra đến 112
o
45’ kinh độ
đông, đây là một vùng biển có độ sâu rất lớn và có thềm lục địa rất hẹp với độ dốc
của sườn lục địa rất lớn. Vùng biển này do vậy là một vùng biển xung yếu về an
mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 11). Sự phân mùa này được thực hiện dựa trên cơ sở
đặc điểm thời tiết, khí hậu của toàn biển đông nói chung và vùng biển miền trung
nói riêng.
II.3. Phướng pháp nghiên cứu :
Có nhiều phương pháp để tính toán và xác định tốc độ truyền sóng âm trong
biển, có thể giới thiệu tóm tắt một số phướng pháp đó :
II.3.1. Phương pháp đo trực tiếp :
Trước hết để ghi được những biến đổi của vận tốc sóng âm trong nước biển,
máy đo phải có quán tính nhỏ, với tần số giới hạn trên của máy phải không nhỏ hơn
tần số phổ cực đại của sự thăng giáng vận tốc. Gồm có các phương pháp sau :
a. Phương pháp xung :
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
9
Phương pháp này được sử trong thời gian đầu để xác định vận tốc của sóng
âm trong nước biển dựa trên việc xác định thời gian truyền của sóng âm trên một
khoảng cách từ đầu phát đến đầu thu. Phương pháp này có sai số khoảng 0.05%.
b. Phương pháp pha của xung :
Bằng cách xác định hiệu số của xung phát và xung thu được. Hiệu số pha của
tín hiệu thu được đối với tín hiệu phát ra được xác định bởi biểu thức
ϕ
= 2ft, trong
đó :
t = r/
V. Từ đó V = 2ft/
T
, ∆ V
S
, ∆V
P
là các số hiệu chỉnh do ảnh hưởng của nhiệt độ, độ muối và áp
suất thủy tĩnh, còn ∆V
TSP
cũng là một số hiệu chỉnh do ảnh hưởng đồng thời cả T,
S, P, bản thân số hiệu chỉnh này chỉ đơn thuần được bổ sung từ thực nghiệm chứ
không có ý nghĩa gì về mặt vật lý. Có nhiều công thức tính toán thực nghiệm khác
nhau, cụ thể là:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
10
a. Công thức tính toán thực nghiệm Wilson:
Giá trị V
0
là thành phần cơ bản với giá trị vận tốc sóng âm đo tại vị trí có
nhiệt độ T = 0
0
, độ muối S = 35
0
/
00
và với áp lực thủy tĩnh P = 0 và
V = V
∆V
P
= 1.63431.10
-5
P + 1.06768.10
-15
P
2
+ 3.73403.10
-2
.4P
3
–
3,63320.10
-32
P
4
∆V
TSP
=(S-35)(-1,1244.10
-2
T+7.7711T
2
+7,85344.10
-10
P
–1,31981.10
-12
P+3,22026.10
Ở đây V
0
là vận tốc sóng âm chuẩn ( với T = 0
0
C , S = 35
0
/
00
, P = 0 thì V
0,35,0
=
1449 m/s ).
b. Công thức Del Gresse:
Giá trị V
0,0,0
= 1402,392 m/s ( Với T = 0
0
, S = 0 , P= 0 )
V = V
0,0,0
+ ∆V
T
+ ∆ V
S
+ ∆V
P
+∆V
TSP ;
V
0,0,0
P
3
∆V
TSP
= -1,27562783426.10
-2
TS + 6,47715186.10
-8
TP
+ 2,760566.10
-18
T
2
P
2
– 1,656949.10
-16
TP
2
+ 5,53611.10
-12
TP
3
– 4,4666741.10
-12
T
3
P - 1,681125.10
-19
0
/s
với nhiệt độ trong khoảng từ 0 ÷ 30
0
C
V/ ∂S = 1,2m/s/‰ và V/ ∂P = 0.175 m/s/kg/cm
2
Từ ngững giá trị đạo hàm riêng trên đây khi sử dụng công thức Wilson để xác
định V có thể mắc sai số từ 0,8 ÷ 2,8 m/s.
Khi nhiệt độ nước biển tăng 1
0
C tùy thuộc vào môi trường nước biển lúc đó, với
nước lạnh (dưới 10
0
C) vận tốc truyền sóng âm tăng khoảng 4 m/s và khi nhiệt độ
cao hơn ( 25 ÷ 30
0
C ) vận tốc sóng âm chỉ tăng 2,5 m/s.
Sự giảm nhiệt độ khi độ sâu tăng có thể đạt tới 3
0
/m hoặc lớn hơn. Khi độ muối
tăng 1 ‰ vận tốc sóng âm tăng 1,2 m/s . Còn khi độ sâu tăng 1 m tức áp suất thủy
tĩnh tăng 9,8 kg/cm
2
vận tốc sóng âm tăng 0,0175 m/s .
Sai số khi xác định vận tốc sóng âm trong nước biển bằng phương pháp gián
tiếp sẽ bao gồm sai số do bản thân những công thức tính gây ra cộng với những sai
số mắc phải khi đo các giá trị T, S, P.
Để giảm khối lượng tính toán người ta sử dụng công thức rút gọn sau :
V = 1449,2 + 4,6T – 0,055T
-2
(S – 35 )
3
C
P
= 1,5848.10
-1
P – 1,572.10
-5
P
2
– 3,46.10
-12
P
4
C
TSP
= 1,354.10
-5
.T
2
P – 7,19.10
-7
TP
2
– 1,2.10
-2
(S - 35)T
3
- 3,97.10
-16
z
4
– 3,38.10
-21
z
5
– 1,3.10
-26
z
6
Với : T- nhiệt độ nước biển
S- độ muối nước biển
P- áp suất nước biển
Z- độ sâu lớp nước
Tính toán theo công thức này có độ chính xác 0,1 m/s, với điều kiện :
- Nhiệt độ biến đổi trong khoảng : -3
0
< T < 30
0
C
- Độ muối biến đổi trong khoảng : 33,1‰ < S < 36,6‰
- Ap suất biến đổi trong khoảng : 1,033kg/cm
3
< P < 984,3 kg/cm
3
điểm cấu trúc và động lực vùng biển nghiên cứu còn chịu ảnh hưởng của gió mạnh
trong các trường hợp thời tiết đặc biệt, như bão và áp thấp nhiệt đới. Trung bình
một năm có 1,5 cơn bão đi qua vùng biển này, thường là vào thời kỳ tháng 8 đến
tháng 12. Tốc độ gió cực đại đô được trong bão đạt 55m/s. Vùng biển gần bờ còn
chịu ảnh hưởng của gió đát-biển. Trong thời gian ngày đêm tốc độ gió thường biến
đổi ( trừ trường hợp có bão hoặc áp thấp nhiệt đới ) như sau : ban đêm và buổi sáng
gió lặng hay yếu ( tốc độ nhỏ ), ban ngày tốc độ gió tăng và về đêm lại giảm.
Hệ thống gió mùa có vai trò quyết định trong quá trình hoàn lưu bề mặt biển
và ảnh hưởng lên sự phân bố nhiệt độ và độ nước biển. Trong bức tranh hoàn lưu,
giống như trong các điều kiện khí tượng, phân biệt rõ hai trường hợp : mùa đông và
mùa hè. Nhìn chung thì hướng dòng trong hai mùa ngược nhau, còn tốc độ dòng
trong gió mùa Đông-Bắc lớn hơn trong gió mùa Tây-Nam. Tốc độ dòng trong vùng
11-12
o
N thường lớn hơn ở các vùng khác, và trong màu gió Đông-Bắc có thể đạt
150cm/s. Mùa hè ( từ tháng 5 đến tháng 10 ) trong vùng phía Nam nước sông tác
động mạnh lên đặc điểm hoàn lưu và cấu trúc nhiệt-muối nước biển. Trong mùa gió
Tây-Nam, trong vùng 10
o
30’-13
o
30’N thường xuất hiện nước trồi ven bờ. Có nghĩa
là vào mùa hè cấu trúc nhiệt-muối và động lực học vùng biển phức tạp hơn trong
mùa đông, vì chúng chịu tác động mạnh của hai quá trình là nước trồi vùng bờ và
lưu lượng sông lớn đổ vào. Mùa hè nước biển giảm dần theo hướng vào tâm nước
trồi ( khoảng từ 10
o
30’N đến 13
o
30’N ). Kết quả phân tích các đặc trưng nhiệt-
đông của biển.Tại khu vực ngoài khơi Nam Trung Bộ xoáy thuận mùa đông quy mô
toàn Biển Đông bị thu hẹp chiều ngang đến mức có thể cảm nhận như đã hình thành
một xoáy thuận mùa đông nam Biển Đông với dải hội tụ chạy theo hướng kinh
tuyến 110 -111
o
E và kéo dài từ vĩ độ 6-7
o
N đến14-15
o
N và có xu thế chuyển hướng
dần về phía đông bắc. rong thời kỳ mùa hè, điển hình là từ tháng 6 đến tháng 8 gió
mùa tây nam ngự trị đã tao ra những dòng nước mạnh chuyển động theo hướng tây
nam-đông bắc đi qua vùng biển Miền Trung và phân dòng ở vĩ độ 14-15
o
N, nhánh
chính tiếp tục chuyển động trong hướng tây nam-đông bắc, nhánh thứ hai chảy theo
vĩ tuyến 15
o
N sang phía đông để một phần thoat ra biển Xulu.
Khu vực biển miền Trung chịu tác động của các khối nước cơ bản sau :
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
15
+Khối nước tầng mặt Tây Nam ( khối nước mùa hè ). Đây là khối nước có nhiệt độ
cao và độ muối thấp, ít bị biến động ( nhiệt độ khoảng 28,4
o
C-29
o
C-30,5
o
C và độ muối từ 33,9%o-34,2%o. Thực chất
của loại nước này chính là biến tính của khối nước ngoài khơi bị hâm nóng trong
quá trình vận chuyển xuống phái Nam.
+Khối nước cực đại độ muối : có nguồn gốc hình thành ở vùng cận nhiệt đới
Thái Bình Dương do hiện tượng bốc hơi làm tăng độ muối ở lớp nước mặt và chìm
xuống ở độ sâu từ 75m-125m. Và dưới tác động của các yếu tố khách quan như sự
ổn định của hệ thống gió mùa Tây Nam, biến đổi địa hình đáy, đương bờ có thể tạo
nên sự chuyển động thẳng đứng của khối nước này ( hiện tượng nước trồi, nước
chìm ).
+Theo nhiều nguồn tài liệu, tháng 6,7,8 trên vùng biển Đông Nam Việt Nam
có gió mùa Tây Nam thịnh hành. Điều này dẫn đến sự vận chuyển của khối nước
tầng mặt Tây Nam lên xâm chiếm ở vùng biển phía Nam 9
o
vĩ độ bắc.Trong khi đó
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
16
ở vùng biển ngoài khơi vĩ độ này là sự hiện diện của khối nước biến tính đông-hè,
biến tính của khối nước ngoài khơi. Tạo nên sự xáo trộn và đi lên của loại nước cực
đại độ muối, tạo thanhd một dải hỗn hợp rộng lớn ở dải ven bờ từ Quy Nhơn đến
Phan Thiết. Ở độ sâu 30m quy luật đi lên của khối nước này cũng thể hiện rõ hơn và
tập trung hơn ở ngoài khơi Quy Nhơn và Phan Thiết. Đây là hiện tượng nước trồi.
+Tháng 9 và 10 là thời kỳ chuyển tiếp từ gió mùa Tây Nam sang gió mùa
Đông Bắc. Khối nước tầng mặt Tây Nam theo đà phát triển liên tục đến thời kỳ này
N do gặp dòng chảy đối lập Tây
Nam- Đông Bắc từ phía Nam đi lên.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
17
III.1 : Đặc điểm phân bố mặt rộng của nhiệt độ và độ muối trung bình mùa.
III.1.1. Phân bố mặt rộng nhiệt độ:
Trong một năm nhiệt độ nước biển luôn biến đổi:
Nhiệt độ nước tầng mặt đạt giá trị cao nhất vào mùa hè 27-29
0
C ( H.22a, Phụ
Lục), có xu thế tăng dần từ bờ ra khơi và từ nam ra bắc, nhiệt độ tầng mặt thấp nhất
tại vùng ven bờ.
Nhiệt độ tầng mặt thấp nhất trong mùa đông 23-26,5
0
C, xu thế biến đổi tăng
từ bắc vào nam và từ bờ ra khơi (H-25a, Phụ Lục).
Trong mùa mưa và mùa khô là hai mùa chuyển tiếp nên nhiệt độ tầng mặt
gần tương đồng nhau 25-28,5
0
C, xu thế biến đổi tăng từ bờ ra khơi và từ bắc vào
nam ( H-23a và H-24a, Phụ Lục).
Nhìn chung nhiệt độ tầng mặt trung bình trong cả năm khoảng 26-28
0
18
bắc , về phía xích đạo, về phía lục địa và về phía đại dương, nhiệt độ cực đại ở tầng
75 m trong mùa này đạt 25
0
C ( H-23c, Phụ Lục).
Tại tầng 75 m trong mùa khô và mùa đông nhiệt độ tương đối đồng nhất trên
toàn khu vực ( 21,2-24,2
0
C ), với gradient nhỏ, xu thế biến đổi tăng dần từ bắc vào
nam và từ bờ ra khơi(H-24c,25c, Phụ Lục), nhiệt độ tầng 75 m trong mùa khô và
mùa đông có giá trị tương đương và cao hơn so với mùa hè và mùa mưa. Nhìn
chung xu thế biến đổi nhiệt độ tầng 75 m trong cả năm tăng dần từ bắc vào nam,
còn biến đổi theo phương vĩ tyến là nhỏ, nhiệt độ đạt 21-23,5
0
C, và còn chịu tác
động của nước lục địa và dòng lạnh từ phía bắc tràn xuống.
Tại tầng 100 m, quy luật phân bố nhiệt độ chủ yếu chịu tác động của dòng
nước lạnh từ phía bắc tràn xuống, và khối nước nóng từ xích đạo đi lên, sự tác động
của nước lục địa không còn đáng kể. Trong mùa hè nhiệt độ có xu thế biến đổi tăng
dần từ bắc vào nam và từ bờ ra khơi, nhiệt độ phân bố tương đối đồng nhất và đạt
18-21,5
0
C (H-22d, Phụ Lục). Trong mùa mưa, hình thành tâm nước lạnh17,5
0
C tại
khu vực trung tâm (113,75
0
N;110,75
0
E) và tại (16,25
phức tạp và chịu ảnh hưởng của hai quá trình chính là nước trồi vùng bờ, cộng với
nước ngọt từ các sông chảy ra (H-27a, Phụ Lục), ta thấy độ muối tầng mặt vùng ven
bờ giao động trong khoảng 31-33‰, ngoài khơi khoảng 33-34‰, xu thế phân bố
chủ yếu là tăng dần từ bờ ra khơi, do ở bờ chịu tác động của dòng nước ngọt từ các
sông đổ ra, làm cho độ muối giảm. Trong mùa mưa, xu thế phân bố độ muối ngoài
khơi khá đồng nhất và ít biến đổi33-34‰, gradient độ muối rất nhỏ, tại các khu vực
ven bờ gần các cửa sông độ muối giảm mạnh, gradient độ muối tại các khu vực này
rất lớn, tập trung tại khu vực Bình Định đến Bình Thuận và khu vực Huế- Đà Nẵng
(H-28a, Phụ Lục).Trong mùa khô độ muối tầng mặt tương đối đồng nhất, do mưa ít
nên độ muối 33,4-33,7‰, xu thế phân bố giảm dần từ bắc vào nam, do phía nam
gần xích đạo nhiệt độ nước tầng mặt cao làm cho độ muối giảm(H-29a.Phụ Lục).
Trong mùa đông , là thời kỳ hoạt động của gió mùa Đông Bắc , nên tại vùng ven bờ
từ Huế đến Ninh Thuận hình thành lưỡi nước có độ muối cao(33,7-34,3‰), ngoài
khơi độ muối tương đối đồng nhất và ít biến đổi( H-30a, Phụ Lục ). Nhìn chung
trong cả năm , cấu trúc độ muối tầng mặt biến đổi mạnh ở các vùng cửa sông, nơi
có dòng nước ngọt đổ ra, làm xuất hiện tại đây gradient lớn của độ muối, vùng
ngoài khơi nhiệt độ tương đối đồng nhất (33-34‰).
Tại tầng 30 m, trong mùa hè độ muối ít biến động (32,7-34,1‰) tại ven bờ
biển Phú Yên xuất hiện tâm đạt độ muối cực tiểu 32,7‰ (H-27b.Phụ Lục). Trong
mùa mưa, độ muối tầng 30 m phân bố tương đối đồng nhất (32,9-33,8‰), có xu thế
tăng từ bờ ra khơi(H-28b.Phụ Lục). Trong mùa khô độ muối đạt 33,5-34,1‰ và ít
có biến dộng lớn của độ muối, gradient độ muối rất nhỏ(H-29b.Phụ Lục). Tại tầng
30 m trong mùa đông độ muối đạt 33,4-34,3‰, hình thành 2 lưỡi nước có độ muối
khác nhau, tại vùng ven bờ Huế-Quảng Nam là lưỡi nước có độ muối cao do dòng
nước lạnh từ phía bắc tran xuống, vùng phía Đông Nam là lưỡi nươc có độ muối
nhỏ, do dòng nước nóng từ xích đạo đi lên(H-30b.Phụ Lục).Nhìn chung trong cả
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
E) và
32,5‰ tại(12,00
0
N;112,00
0
E), tại các khu vực khác độ muối tương đối đồng nhất
(H-27d.Phụ Lục).Trong mùa mưa , phân bố độ muối tại tầng 100 m khá phức tạp ,
với sự biến đổi mạnh của độ muối tại vùng khơi (vĩ độ 13-14
0
N) và khu vực gần
xích đạo, độ muối giao động trong khoảng 34-34,6‰ (H-28d.Phụ Lục).Tại tầng 100
m của mùa khô và mùa đông độ muối tương đối đồng nhất trên toàn khu vực 34,5-
34,7‰, gradient độ muối rất nhỏ (h-29d,30d.Phụ Lục). Nhìn chung quy luật phân
bố độ muối tầng 100m trong cả năm tương đối đồng nhất, ít biến đổi trên các vùng
của khu vực nghiên cứu, độ muối giao động trong khoảng 33,8-34,4‰ (H-26d.Phụ
Lục).
III.2. Đặc điểm phân bố mặt rộng và cấu trúc thẳng đứng của tốc độ âm
trung bình mùa
III.2 .1. Cấu trúc thẳng đứng:
Việc nghiên cứu cấu trúc thẳng đứng vận tốc âm trong 4 mùa để rút ra sự khác
biệt về sự biến đổi vận tốc âm theo độ sâu dưới ảnh hưởng của các điều kiện khí
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
21
tượng thuỷ văn. Thông thường sự phân bố vận tốc âm theo phương thẳng đứng
0
E), lớp đột biến vận tốc âm có độ dày xấp xỉ 50÷100 m, xu thế
biến đổi vận tốc âm ở các lớp nước sâu khá phức tạp, tại độ sâu gầnn 520 m ( H-
3e.Phụ Lục ), vận tốc âm là 1485 m/s sau đó tăng trở lại bất thường với V= 1495
m/s, sau đó giảm tới độ sâu 1200 m và tại đây vận tốc bắt đầu tăng trở lại.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Lê Đức Cư
ờng
22
Trong mùa đông, vận tốc âm cực đại tại bề mặt gần 1530- 2535 m/s, ta thấy
ở các vĩ độ cao lớp tựa đồng nhất vận tốc âm lớn hơn so với các vĩ độ thấp ở gần
xích đạo ( H-4a÷H-4f.Phụ Lục ), do ở các vĩ độ cao chịu tác đông của khối nước
lạnh từ phía cực tràn xuống, lớp đột biến vận tốc âm cũng biểu hiện không rõ nét
với gradient vận tốc âm nhỏ, sau đó càng xuống sâu vận tốc âm giảm xuống.
Trong mùa khô (H-5a÷H-5f.Phụ Lục) quy luật phân bố vận tốc âm tương tự
như trong mùa hè .
Như vậy, ta thấy phân bố vận tốc âm theo phương thẳng đứng chủ yếu theo
dạng I, cấu trúc thẳng đứng vận tốc âm có dạng phân tầng mạnh, nhìn chung V
max
biến đổi trong khoảng 1540÷1545 m/s và trong mùa đông thì có giá trị thấp hơn (
1530÷1535 m/s). Độ dày lớp tựa đồng nhất khoảng (0÷35 m) và lớp đột biến vận
tốc âm nằm ở (35÷50 m), độ sâu đat V
min
khoảng (1000÷1300 m) đây là nơi tồn tại
trục kênh âm ngầm.
III.2.2. Mặt cắt thẳng đứng tốc độ âm :
Xét quy luật phân bố vận tốc âm trong một năm ta thấy, vận tốc âm thường có
của nó trên các mặt cắt tương ứng. Tức là tại hai mặt cắt vĩ tuyến 11.25
0
N và
12.75
0
N, do xa xích đạo hơn và chịu tác động của khối nước lạnh phía cực lớn hơn,
nên tộn tại lớp nước đạt V
min
ở độ sâu (900÷1200 m) sau đó vận tốc âm tăng theo độ
sâu của biển ( H-8a,8b.Phụ Lục ). Còn hai mặt cắt ở các vĩ tuyến 15.25
0
N và
16.25
0
N vận tốc âm giảm dần từ mặt xuống đáy biển.
Trong mùa đông tại mặt cắt vĩ tuyến 12.75
0
N giá trị V
min
xuất hiện ở độ sâu
( 900-1250 m ) xuống sâu hơn vận tốc âm lại tăng trở lại theo độ sâu (H-9b.Phụ
Lục) . Còn trên các mặt cắt vĩ tuyến 11.25
0
N , 15.25
0
N ,16.75
0
N vận tốc âm giảm
tương đối đồng đều theo độ sâu (H-9a,9c,9d).
Trong mùa khô, quy luật phân bố vận tốc âm trên 2 mặt cắt vĩ tuyến 11.25
24
Đại Tây Dương và 500-300 m ở Thái Bình Dương, kênh âm tầng sâu xuất hiện dưới
ảnh hưởng của sự biến đổi nhiệt độ và áp suất theo độ sâu, đến một độ sâu nào đó
khi mà vận tốc âm đạt đến mức cực tiểu do nhiệt độ nước giảm, và từ độ sâu này trở
xuống sự biến đổi nhiệt độ hầu như bằng 0, sự biến đổi của độ muối cũng rất nhỏ và
vận tốc âm bắt đầu tăng trở lại do sự tăng của áp suất theo độ sâu. Vùng biển miền
trung Việt Nam là vùng biển có độ sâu lớn và chế độ động lực khá mạnh, nằm trong
khu vực nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ thường giảm tương đối đều ở lớp nước tầng mặ,
làm cho vận tốc âm ít xảy ra phân bố bất thường ở lớp nước bề mặt môi trường
nước biển gần giống với môi trường nước đại dương
Trong kênh âm ngầm người ta nhận thấy âm truyền đi rất xa, phạm vi hoạt
động của các hệ thống thủy âm sẽ lớn nhất khi nguồn phát và nguồn thu đặt trên
trục kênh, nguồn phát và nguồn thu càng lệch xa trục kênh thì phạm vi hoạt động
của các hệ thống thủy âm càng giảm, vì cường độ âm yếu hơn khi khoảng cách xuất
hiện các vật cản khúc xạ
Nếu nguồn phát đặt trên trục kênh, thì tia âm đi ra từ nguồn phát về phía mặt
biển sẽ vạch nên đường cong prabol với phần lồi quay về phía mặt biển ( khúc xạ
trừ ), khi phản xạ nội toàn phần, tia sẽ đạt tới trục kênh mà dưới đó vận tốc âm sẽ
biến đổi theo quy luật ngựơc lại ( V tăng theo độ sâu- khúc xạ cộng ) , quỹ đạo tia
âm sẽ quay phần lồi về phía đáy và một lần nữa sau khi bị phản xạ nội toàn phần tia
sẽ đạt tới trục kênh.
Như vậy kênh âm có thể được gọi là một lớp nước của biển hay đại dương mà
trong đó các tia âm khi phát từ nguồn âm bị khúc xạ toàn phần lặp lại nhiều lần từ
các ranh giới của chúng. Kênh âm xuất hiện trong điều kiện khi gradient của tốc độ
âm có giá trị âm trên chuyển sang gradient của tốc độ âm có giá trị dương của các
lớp nước dưới, tức là tại một độ sâu nào đó đã xuất hiện sự cực tiểu của tốc độ âm.
Độ sâu ranh giới trên và ranh giới dưới của kênh âm được lấy tại các độ sâu có giá
trị âm như nhau. Trục kênh âm được gọi là độ sâu mà ở đó tốc độ âm cực tiểu. độ
dày kênh âm được xác định bằng hiệu giữa độ sâu của ranh giới trên và độ sâu của
min
trong cả năm là giảm dần từ bờ ra khơi, các khu vực gần cửa sông
V
min
đạt giá trị thấp nhất. Tại khoảng vĩ độ ( 14,75
0
N;112,25
0
E ) là nơi đạt V
min
cực
tiểu (H-12a.Phụ Lục). Độ sâu đạt V
min
(Nơi tồn tại trục kênh âm ), có xu thế tăng
dàn từ bắc vào nam, độ sâu nhỏ nhất tồn tại trục kênh âm ngầm tại khu vực (
12,00
0
N;110,75
0
E), nguyên nhân có thể do dòng nước lạnh từ đáy đi lên làm cho
trục kênh âm tồn ở độ sâu nhỏ hơn. Xu thế phân bố độ sâu tồn tại trục kênh âm
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com