Quá trình Phát tán vật chất trong các cửa sông và vùng nước ven bờ ( ĐH khoa học tự nhiên ) - Chương 10

Nghiên cứu những hệ thống phân tầng một phần10.1 Giới thiệu Trong Chương 8 những kết quả khảo sát thực nghiệm trong môi trường biển xáo trộn mạnh đã được thảo luận, những trường hợp nghiên cứu đặc trưng được dùng để minh họa trạng thái phát tán trong những điều kiện như vậy. Khi cột nước xáo trộn mạnh, nói chung do rối mạnh phát sinh bởi ma sát của biên với dòng chảy, mặc dầu việc khuấy bởi tác động gió và sóng tại mặt nước cũng hỗ trợ quá trình đồng nhất hoá. Trong những...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Quá trình Phát tán vật chất trong các cửa sông và vùng nước ven bờ ( ĐH khoa học tự nhiên ) - Chương 10 Ch¬ng 10. Nghiªn cøu nh÷ng hÖ thèng ph©n tÇng mét phÇn10.1 Giíi thiÖu Trong Ch¬ng 8 nh÷ng kÕt qu¶ kh¶o s¸t thùc nghiÖm trong m«i trêng biÓn x¸otrén m¹nh ®· ®îc th¶o luËn, nh÷ng trêng hîp nghiªn cøu ®Æc trng ®îc dïng ®Óminh häa tr¹ng th¸i ph¸t t¸n trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nh vËy. Khi cét níc x¸o trénm¹nh, nãi chung do rèi m¹nh ph¸t sinh bëi ma s¸t cña biªn víi dßng ch¶y, mÆc dÇu viÖckhuÊy bëi t¸c ®éng giã vµ sãng t¹i mÆt níc còng hç trî qu¸ tr×nh ®ång nhÊt ho¸. Trongnh÷ng hoµn c¶nh nh vËy, ®éng lîng s½n sµng vËn chuyÓn qua cét níc, dÉn ®Õn møc®é trît t¬ng ®èi thÊp. ThuËt ng÷ thÊp ph¶i ®îc sö dông víi sù c©n nh¾c, v× níc x¸otrén m¹nh liªn quan ®Õn nh÷ng dßng ch¶y m¹nh cã thÓ ph¸t sinh trît ®¸ng kÓ; chÝnhx¸c h¬n cÇn nãi r»ng ®é trît trªn ®¬n vÞ dßng ch¶y trung b×nh ®é s©u lµ thÊp. Tængqu¸t, ph¸t t¸n trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®ång nhÊt liªn quan ®Õn x¸o trén m¹nh vµ ®é trîtthÊp. Ngîc l¹i, ph¸t t¸n trong nh÷ng dßng ch¶y ph©n tÇng, nh ®· xÐt trong Ch¬ng 9,phô thuéc ®¸ng kÓ vµo x¸o trén vµ sù trît qua mÆt ph©n c¸ch mËt ®é, ngoµi ra lµ rèiph¸t sinh bëi ma s¸t biªn. Sù trît mÆt ph©n c¸ch g©y ra nh÷ng bÊt æn ®Þnh ph¸t sinh rèicêng ®é cao, thêng lµ gi¸n ®o¹n, trong khu vùc l©n cËn nªm mËt ®é. H¬n n÷a, viÖc t¹othµnh nh÷ng bÊt æn ®Þnh nµy ®îc trî gióp bëi sù trît qua nªm mËt ®é, mµ ®Õn lît nã®îc t¨ng cêng bëi ®éng lîng th¼ng ®øng, ®éng lîng nµy bÞ gi¶m díi nh÷ng ®iÒukiÖn ph©n tÇng. Nh vËy ph¸t t¸n trong dßng ch¶y ph©n tÇng liªn quan ®Õn x¸o trén yÕuvµ trît m¹nh. Ch¬ng cuèi cïng nµy nh»m môc ®Ých ph¸c ho¹ ®ång thêi nh÷ng kÕt qu¶ kh¶o s¸t,c¶ trong phßng thÝ nghiÖm vµ hiÖn trêng, ®Ó thÊy r»ng nh÷ng qu¸ tr×nh ph¸t t¸n cã vÎbÞ ¶nh hëng bëi sù biÕn ®æi æn ®Þnh ®îc quan tr¾c trong c¸c cöa s«ng vµ níc ven bê rasao. §Ó b¾t ®Çu, chóng ta xÐt mét vµi ®iÒu kiÖn dßng ch¶y kh¸c nhau g©y ra nh÷ng ®iÒukiÖn ®Æc biÖt cña trît vµ rèi. MÆc dÇu mét dßng ch¶y ®Æc trng cã thÓ tõ mét møc ®é æn®Þnh, vµ do x¸o trén trë thµnh dßng ch¶y kh¸c trong mét chu kú thêi gian ng¾n, sù xuÊthiÖn ngÉu nhiªn cña nh÷ng sù kiÖn nµy kh«ng ®óng víi møc ®é trËt tù vèn cã. KhÝa c¹nhnµy sÏ ®îc th¶o luËn trong môc 10.3.1 vÒ nguån muèi cöa s«ng, cã thÓ ph¸t biÓu ®¬ngi¶n lµ ®iÒu kiÖn mµ ®é mÆn trung b×nh trong mét chu kú dµi t¹i mét vÞ trÝ ®· cho trongcöa s«ng kh«ng ®æi. Nguån muèi sÏ sö dông ®Ó chØ ra cã thÓ sö dông ph©n bè ®é mÆn nhmét ®¸nh gi¸ ban ®Çu nh÷ng ®Æc trng ph¸t t¸n cña mét hÖ thèng nh thÕ nµo. Trongníc ven bê nh÷ng kh¸c biÖt ®é mÆn cã thÓ kh«ng ®ñ ®Ó x¸c ®Þnh nh÷ng gradientkhuyÕch t¸n mét c¸ch chÝnh x¸c vµ nh÷ng nghiªn cøu ph¸t t¸n dùa trªn mét chÊt chØ thÞ 317®îc tr×nh bµy. Bëi vËy, môc tiÕp theo kh¶o s¸t viÖc c¸c thùc nghiÖm chÊt chØ thÞ ®· chØra ph¹m vi nh÷ng hÖ sè ph¸t t¸n trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c nhau cña dßng ch¶y vµ sùæn ®Þnh ra sao. Nh÷ng ph¸t hiÖn nµy sÏ ®îc th¶o luËn díi ¸nh s¸ng cña hiÓu biÕt hiÖnt¹i vÒ m«i trêng biÓn côc bé. T¹i ®iÓm nµy sÏ trë nªn râ rµng ®èi víi ngêi ®äc lµ sù hiÓubiÕt thËt sù vÒ ph¸t t¸n, nh÷ng nguyªn nh©n vµ nh÷ng hiÖu øng cña nã, lµ mét qu·ng®êng dµi ph¶i ®i. Bëi vËy, ch¬ng nµy kÕt luËn b»ng mét vµi nhËn xÐt vÒ nh÷ng con®êng cã thÓ nghiªn cøu, Ýt nhÊt còng xÐt ®Õn tiÒm n¨ng lín sö dông c«ng nghÖ míi.10.2 qu¸ ®é 10.2.1 Sù thÝch øng cña ph¸t t¸n ®èi víi nh÷ng møc ®é rèi kh¸c nhau Trong nh÷ng ch¬ng tríc ®©y ®· thÓ hiÖn r»ng ph¸t t¸n phô thuéc vµo møc ®éx¸o trén vµ ®é lín cña trît th¼ng ®øng vµ n»m ngang. Trong ch¬ng nµy sù chó ý tËptrung vµo trît th¼ng ®øng v× ®©y thêng lµ yÕu tè thèng trÞ ë xa nh÷ng biªn ngang nh®êng bê hoÆc nh÷ng hßn ®¶o. H¬n n÷a, ph©n tÇng mËt ®é ¶nh hëng ®Õn ph©n bè th¼ng®øng cña x¸o trén vµ trît, vµ ®Æc ®iÓm nµy cã mèi quan t©m ®Æc biÖt lµ nghiªn cøu qu¸tr×nh ph¸t t¸n trong nh÷ng hÖ thèng ph©n tÇng mét phÇn. Còng ®· chØ ra r»ng rèi sö dông hiÖu øng ph¶n håi lªn ph¸t t¸n ë chç møc ®é t¨ngrèi, vµ do ®ã lµ x¸o trén, t¹o ra sù thay ®æi ph©n bè trît vËn tèc, ¶nh hëng lªn sù ph¸tsinh vÒ sau cña chuyÓn ®éng rèi. Møc ®é rèi trong dßng triÒu phô thuéc vµo søc m¹nh cñadßng triÒu, vµ bëi vËy møc ®é ph¸t t¸n chÊt hoµ tan ph¶i biÕn ®æi ®¸ng kÓ trong mét chukú triÒu. Ngoµi ra, sù t¨ng rèi gi¸n ®o¹n ®· ®îc quan tr¾c trong nh÷ng dßng triÒu(Heathershaw, 1974). Nh÷ng sù kiÖn næ tung nµy bÒn v÷ng víi kho¶ng tõ 5 ®Õn 10 gi©yvµ cã ®é c¸ch gi·n lµ 100 gi©y. Nh÷ng thùc nghiÖm trong phßng cña Linden vµ Simpson (1988) m« t¶ trong môc9.4.2 ®îc sö dông ®Ó suy luËn sù ph¸t t¸n thÝch øng víi nh÷ng ®iÒu kiÖn x¸o trén kh¸cnhau ra sao, chóng ®îc t¹o ra b»ng c¸ch cho nh÷ng bät kh«ng khÝ khuÊy hai líp trongbÓ chøa. Sù trît vËn tèc cã tr¸ch nhiÖm víi ph¸t t¸n ph¸t sinh bëi sù x©m nhËp cñaníc mÆn díi mét líp ...