Quá trình Phát tán vật chất trong các cửa sông và vùng nước ven bờ ( ĐH khoa học tự nhiên ) - Chương 9

Nghiên cứu những hệ thống Phân tầng9.1 Giới thiệu Có những khu vực trong các cửa sông và nước ven bờ có thể xác định là phân tầng bởi vì ở đó tồn tại chênh lệch mật độ rất rõ ràng giữa nước nổi trên mặt và lớp nằm bên dưới. Chênh lệch mật độ có thể do nước mặt có tỉ lệ nước ngọt lớn hơn nước tại các độ sâu, hoặc cách khác, nước mặt có thể tương đối ấm. Trong nhiều trạng thái, những biến đổi mật độ theo độ sâu có thể kiểm soát bởi...
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 9 Ch¬ng 9. Nghiªn cøu nh÷ng hÖ thèng Ph©n tÇng9.1 Giíi thiÖu Cã nh÷ng khu vùc trong c¸c cöa s«ng vµ níc ven bê cã thÓ x¸c ®Þnh lµ ph©n tÇngbëi v× ë ®ã tån t¹i chªnh lÖch mËt ®é rÊt râ rµng gi÷a níc næi trªn mÆt vµ líp n»m bªndíi. Chªnh lÖch mËt ®é cã thÓ do níc mÆt cã tØ lÖ níc ngät lín h¬n níc t¹i c¸c ®é s©u,hoÆc c¸ch kh¸c, níc mÆt cã thÓ t¬ng ®èi Êm. Trong nhiÒu tr¹ng th¸i, nh÷ng biÕn ®æimËt ®é theo ®é s©u cã thÓ kiÓm so¸t bëi c¶ thay ®æi ®é mÆn lÉn nhiÖt ®é. H×nh 9.1 Biªn h×nh thµnh bëi dßng ch¶y ra cña níc nhiÔm mÆn tõ cöa s«ng Teign, T©y Nam níc Anh. (®îc sù ®ång ý cña Gi¸o s K.R. Dyer, ViÖn cña Nghiªn cøu BiÓn, Trêng ®¹i häc Plymouth) Trong cöa s«ng, sù gi¶m ®é mÆn cña níc mÆt cã thÓ do viÖc th©m nhËp tù nhiªncña níc ngät tõ s«ng chÝnh hoÆc nh÷ng s«ng nh¸nh cña nã. Ngoµi ra, ®é mÆn cña líptrªn nhiÔm mÆn cã thÓ bÞ ¶nh hëng bëi lu lîng tõ nh÷ng r·nh tiªu ®ång ruéng hoÆcnguån níc th¶i. Cöa s«ng thÓ hiÖn sù thay ®æi ®é mÆn rÊt râ rµng t¹i ®é s©u nµo ®ã,®îc coi nh hiÖn th©n cña nªm mÆn. Tuy nhiªn nh÷ng hÖ thèng cöa s«ng ®ã, nhnh÷ng fio, s©u ®Õn nçi dßng triÒu ch¶y rÊt yÕu theo mét c¸ch kh¸c víi nh÷ng hÖ thèngnªm mÆn vµ ®îc ph©n lo¹i kiÓu fio. Khi triÒu xuèng, níc bÞ h·m trong cöa s«ng trongthêi gian triÒu lªn trë nªn tù do lan truyÒn trªn líp níc mÆn h¬n cña biÓn hë. Nã t¹o ra 274trêng dßng ch¶y ®Æc trng cã thÓ nh×n thÊy nh mét khu vùc mÞn cña biÓn cã mét biªnrâ rÖt so víi níc th« h¬n cña vïng ven bê (h×nh 9.1).H×nh 9.2 VÞ trÝ cña nh÷ng front nhiÖt (®¸nh dÊu tõ A ®Õn E) trong níc thñy triÒu cña biÓn Ai len vµ English Channel. (Theo Simpson vµ nnk., 1977, cã sù cho phÐp) Nh÷ng chªnh lÖch nhiÖt ®é theo ®é s©u cã thÓ h×nh thµnh bëi viÖc lµm Êm nícgÇn bÒ mÆt do bøc x¹ mÆt trêi, dÉn ®Õn sù k×m h·m x¸o trén th¼ng ®øng. §é næi h·mníc Êm ë khu vùc gÇn mÆt níc vµ x¸o trén do giã/sãng cã thÓ t¹o ra mét líp níc t¬ng®èi ®ång nhÊt cã mËt ®é thÊp n»m trªn mét líp s©u h¬n, l¹nh h¬n. Trong nh÷ng biÓnn«ng, kh«ng bÞ ¶nh hëng cña níc ngät nhËp vµo, nh÷ng dßng thñy triÒu ®Èy m¹nh x¸otrén vµ nÕu cã ®ñ n¨ng lîng rèi, th× ph©n bè th¼ng ®øng cña nhiÖt ®é cã thÓ tr¶ l¹i sù®ång nhÊt cho toµn bé ®é s©u cét níc. Sù kh¸c nhau t¬ng ®èi gi÷a ®é næi do n¨ng lîngnhiÖt tõ mÆt trêi vµ n¨ng lîng x¸o trén b¾t nguån tõ dßng triÒu x¸c ®Þnh níc cã trë nªnph©n tÇng hay kh«ng. Nh÷ng biÕn ®æi kh«ng gian cña cêng ®é dßng triÒu x¸c ®Þnhnh÷ng vÞ trÝ mµ t¹i ®ã níc x¸o trén m¹nh n»m kÒ bªn níc ph©n tÇng vµ däc theo nh÷ngbiªn nh vËy cã thÓ h×nh thµnh c¸c front nhiÖt (h×nh 9.2), ®îc nhËn thÊy râ rµng nhnh÷ng l¸t máng t¬ng ®èi mÞn. 275 Mét ®Æc tÝnh quan träng cña nh÷ng hÖ thèng ph©n tÇng lµ hiÖu qu¶ cña chóngtrong viÖc h¹n chÕ vËn chuyÓn lªn trªn cña ®éng n¨ng rèi ph¸t sinh bëi ma s¸t ®¸y. Díinh÷ng nh÷ng ®iÒu kiÖn ph©n tÇng, sù ph¸t t¸n c¸c chÊt trong níc mÆt trë nªn phôthuéc vµo rèi, ph¸t sinh bëi nh÷ng bÊt æn ®Þnh t¹i mÆt ph©n c¸ch mËt ®é hoÆc bëi øngsuÊt giã vµ sãng vì trªn mÆt níc. HiÖu øng kh¸c cña ph©n tÇng m¹nh lµ sù truyÒn ®énglîng xuèng díi bÞ ng¨n chÆn m·nh liÖt, nh vËy lµm cho líp trªn sÏ dÔ dµng dÞchchuyÓn h¬n bëi øng suÊt giã trªn mÆt níc. Tr¹ng th¸i nµy t¬ng tù nh khi ®æ kem lªnmÆt níc cµ phª; sù thæi nhÑ nhµng cã thÓ lµm cho ®èm loang cña kem chuyÓn ®éng trongcèc bëi v× cã ma s¸t nhá gi÷a kem vµ cµ phª. Mét hÖ qu¶ thø ba cña ph©n tÇng lµ tränglùc cã thÓ lµm cho líp níc mÆt lan truyÒn trªn líp dÇy ®Æc h¬n ë díi, lµm cho líp ®ãmáng ®i cho ®Õn khi ®¹t ®Õn mét ®iÓm mµ t¹i ®ã lùc nµy trë nªn kh«ng ®¸ng kÓ so víi c¸clùc kh¸c, nh søc c¶n ma s¸t t¹i mÆt ph©n c¸ch vµ do dao ®éng mÆt níc thñy triÒu. Sùlan réng nµy t¬ng tù nh sù lan réng ban ®Çu cña kem rãt lªn mÆt níc cµ phª, hoÆc sùlan réng cña chÊt láng khi trµn ra trªn mÆt bµn. Ch¬ng nµy kh¶o s¸t hiÖu øng ph©n tÇng m¹nh lªn sù ph¸t t¸n trong nh÷ng hÖthèng biÓn. §Çu tiªn, nh÷ng ®Æc trng cña dßng ch¶y ph©n tÇng ®îc xÐt chi tiÕt. Sau ®ãnh÷ng qu¸ tr×nh ph¸t t¸n trong cöa s«ng nªm mÆn lÉn nh÷ng fio ®Òu ®îc kh¶o s¸t, cã södông thùc nghiÖm hiÖn trêng ®Ó minh häa nhiÒu ®Æc tÝnh kh¸c nhau. Nh÷ng khÝa c¹nhph¸t t¸n trong dßng ch¶y ra cña cöa s«ng ®îc tãm lîc vµ tÇm quan träng cña giai ®o¹nnµy trong ph¸t t¸n cöa s«ng ®îc thÓ hiÖn b»ng viÖc ®¸nh gi¸ nång ®é cña chÊt « nhiÔmt¹i ®¸y biÓn. Sù chuyÓn ®éng liªn tiÕp vµ sù ph¸t t¸n cña níc nhiÔm mÆn ph¸t ra tõ cöas«ng sÏ ®îc th¶o luËn vµ cuèi cïng lµ xem xÐt sù h×nh thµnh nh÷ng front.9.2 nh÷ng fio vµ cöa s«ng Nªm mÆn 9.2.1 C¸c ®Æc tÝnh cña cöa s«ng nªm mÆn Khi níc ngät ch¶y vµo mét cöa s«ng lµ ...