ĐỀ CƯƠNG TÍNH TOÁN các yếu tố ĐỘNG lực BIỂN

ĐỀ CƯƠNG TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ ĐỘNG LỰC BIỂN
1. Các hình thức tự học trong hoạt động dạy và học ở Đại Học?
2. Các phương pháp lý thuyết, nghiên cứu thực tiễn. Thế nào là một bài báo khoa
học?
3. khái niệm về những yếu tố sóng
4. Phân loại sóng
5. phân loại sóng trọng lực
6. khái niệm vận tốc nhóm sóng và công thức tính
7. Năng lượng sóng là gì, công thức tính năng lượng toàn phần của sóng
8. Các yếu tố sóng biển sâu
9. Các yếu tố sóng biển nông
10.Các yếu tố sóng phát triển
11.Các yếu tố sóng ổn định
12.Sóng lừng là gì
13.Sóng khúc xạ là gì
14.Các mô hình tính sóng ven bờ, ưu điểm và hạn chế của mô hình SWAN
15.Nguyên nhân sóng thần, sóng thần là loại sóng gì, các đặc trưng cơ bản của
sóng thần
16.Quy trình dự báo sóng theo phương án tối đa
17.Quy trình dự báo sóng theo phương án tối ưu
18.Định nghĩa dòng chảy ekman, điều kiện và giả thiết xây dựng lý thuyết dòng
chảy ekman
19.Khái niệm và phân loại dòng chảy biển
20.Phân loại các quá trình không dừng trong đại dương.

1


Câu 1. Các hình thức của tự học trong hoạt động dạy học ở Đại học
+ Tự học trên lớp:
- Nghe giảng

- Ghi chép
- Làm bài tập
+ Tự học ngoài lớp:
- Đọc sách và tài liệu tham khảo
- Làm đề cương cho thảo luận nhóm, thảo luận lớp.
- Thực hiện các bài tập thực hành bộ môn
- Làm đề cương ôn tập
- Hoàn thành tiểu luận, luận văn tốt nghiệp

2


Câu 2. Các phương pháp lý thuyết, nghiên cứu thực tiễn. Thế nào là 1 bài báo
khoa học?
• Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Là các phương pháp tác động trực tiếp vào đối tượng có trong thực tiễn để làm
rõ
bản chất và các quy luật của đối tượng.
-

Phương pháp quan sát khoa học: Quan sát khoa học là phương pháp tri
giác đối

tượng một cách có hệ thống để thu thập thông tin đối tượng. Có 2 loại quan sát
khoa học là
quan sát trực tiếp và quan sát gián tiếp.
-

Phương pháp điều tra: Điều tra là phương pháp khảo sát một nhóm đối
tượng trên

diện rộng để phát hiện các quy luật phân bố và các đặc điểm của đối tượng.
-

Phương pháp thực nghiệm khoa học: Là phương pháp các nhà khoa học
chủ động

tác động vào đối tượng và quá trình diễn biến sự kiện mà đối tượng tham gia để
hướng sự
phát triển của chúng theo mục tiêu dự kiến của mình.
-

Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm: Là phương pháp nghiên
cứu và xem

xét lại những thành quả thực tiễn trong quá khứ để rút ra kết luận bổ ích cho thực
tiễn và
khoa học.
-

Phương pháp chuyên gia: Là phương pháp sử dụng trí tuệ của đội ngũ chuyên
gia để

xem xét nhận định bản chất của đối tượng, tìm ra một giải pháp tối ưu.

• Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết
3


- Là các phương pháp thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn

bản,
tài liệu đã có và băng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học cần thiết.
-

Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: Phân tích là nghiên cứu
các tài liệu,

lý luận khác nhau bằng cách phân tích chúng thành từng bộ phận để tìm hiểu sâu sắc
về
đối tượng. Tổng hợp là liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã được phân tích
tạo ra
một hệ thông lý thuyết mới đầy đủ và sâu sắc về đối tượng.
-

Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lý thuyết: Phân loại là sắp xếp
các tài liệu

khoa học theo từng mặt, từng đơn vị, từng vấn đề có cùng dấu hiệu bản chất, cùng
một
hướng phát triển Hệ thống hóa là sắp xếp tri thức thành một hệ thống trên cơ sở một
mô
hình lý thuyết làm sự hiểu biết về đối tượng đầy đủ hơn.
-

Phương pháp mô hình hóa: Là phương pháp nghiên cứu các đối tượng
bằng xây

dựng gần giống với đối tượng, tái hiện lại đối tượng theo các cơ cấu, chức năng của
đối
tượng.

-

Phương pháp giả thuyết: Là phương pháp đưa ra các dự đoán về quy luật
của đối

tượng sau đó đi chứng minh dự đoán đó là đúng.
- Phương pháp lịch sử: Là phương pháp nghiên cứu bằng cách đi tìm nguồn
gốc phát
sinh, quá trình phát triển của đối tượng từ đó rút ra bản chất và quy luật của đối tượng

4


• Thế nào là một bài báo khoa học:
(academic;

Đó là bài viết mang tính học thuật

Example; collcssays…) được trình bày những suy nghĩ logic (critical thinking) của
người
viết dựa trên những thông tin phù hợp (appropriate information) mà họ nghiên cứu từ
ý
tưởng mới, sáng tạo, từ những nguồn tư liệu tin cậy (eligible resources).
Bài báo khoa học (BBKH) không chấp nhận những vấn đề được tư duy mang tính
chủ quan, cảm tính, thiếu số liệu và bằng chứng khoa học, càng không thể là mảng
thông
tin chắp vá, được sao chép, cóp nhặt. Bài báo khoa học là một phản ánh sinh động
những
kiến thức khách quan thu thập được qua tư duy logic chủ quan của người viết. Do
vậy, một

BBKH hay phải là một bài viết độc đáo, có ý tưởng mới nhưng được nghiên cứu,
nghiền
ngẫm qua thực tiễn cuộc sống, mang đậm dấu ấn cá nhân (personal signature) của
người
viết.

5


Câu 3. Khái niệm về những yếu tố sóng
- Mức sóng trung bình: đường thẳng nằm ngang chia con sóng sao cho diện tích
phần trên và dứoi bằng nhau
- Mực k nhiễu động: mực nước khi ko có sóng
- Ngọn sóng: phần sóng nằm cao trên mực ko nhiễu động
- Đỉnh sóng: điểm cao nhât của ngọn sóng
- Chân sóng: phần sóng thấp hơn phần k nhiễu động
- Đáy sóng: điểm thấp nhât của chân sóng
- Độ cao sóng h: chênh cao của đỉnh sóng và đấy sóng lân cận
- Bước sóng: khoảng cách the phương nằm ngang giữa 2 đỉnh sóng or 2 đáy
sóng theo hướng lan truyền sóng
- Độ dốc sóng: tỷ số độ cao và bước sóng
- Chu kỳ sóng: khoảng thời gian giữa các thời điểm 2 đỉnh sóng kề cận đi qua 1
đường thẳng dừng cố định
- Phần sóng từ chân sóng đến đỉnh sóng hướng về phái gió thổi tới tạo thành
sườn đón gió của sóng. Phần ngược lại từ đỉnh đến chân sóng khuất gió gọi là
sườn khuất gió của sóng
- Hướng truyền sóng trong biển đc tính từ hướng bắc đến hướng chuyển động
của sóng.
- Sóng nước sâu: là sóng không tác động đến đáy biển, quỹ đạo chuyển động
phân tử nước là hình tròn : L

- Vận tốc sóng: tỷ số giữa bước sóng và chu kỳ sóng, tốc độ di chuyển ngọn
sóng trên hướng truyền sóng được xác định trong một khoảng ngắn bằng
khoảng một chu kỳ sóng.
- Vận tốc truyền sóng hay vận tốc pha là vận tốc di chuyển ngọn sóng theo
hướng truyền. Khái niệm về vận tốc truyền sóng chỉ áp dụng với sóng tiến.
- Phần sóng từ chân sóng đến đỉnh sóng hướng về phía gió thổi tới tạo thành
sườn đón gió của sóng, phần ngược lại từ đỉnh->chân sóng khuất gió gọi là
sườn khuất gió của sóng

6


- Hướng truyền sóng trong biển đc tính từ hướng bắc->hướng chuyển động của
sóng
- Front sóng là đường nối các đỉnh sóng xác định trên nhiều sóng theo hướng
truyênd đỉnh của sóng. Tia sóng- đường thằng với front sóng

7


Câu 4. Phân loại sóng:có 5 loại:
• Có 5 loại sóng thường được quan tâm
- Sóng âm: Liên quan tới tính nén được của nước
- Sóng trọng lực: Do tác động phục hồi của trọng lực lên những phần tử nước,
khiến
chúng bị di dời khỏi các mặt cân bằng. Mặt cân bằng có thể là mặt tự do hoặc
bất kỳ
trong chất lỏng phân tầng.
- Sóng mao dẫn: Sinh ra do sức căng mặt ngoài xuất hiện tại mặt tiếp giáp giữa 2
bề

mặt có mật độ khác nhau.
- Sóng quán tính: Chịu tác động của lực quán Coriolis có phương vuông góc với
phương di chuyển.
- Sóng Rossby: Được sinh ra bởi các dao động vĩ mô chậm do biến đổi độ sâu
hoặc
vĩ độ địa lý

8


Câu 5. Phân loại sóng trọng lực
• sóng trọng lực được chia thành 4 loại chính:
- Sóng gió: Do tác động của gió, có chu kỳ sóng từ 0,1-30s
- Sóng phong áp: Gây nên bời những biến thiên của áp suất khí quyển, tác động
dâng-dạt của gió và những nguyên nhân khí tượng khác dẫn tới biến thiên mực nước.
- Sóng địa chấn: Xuất hiện khi có những dịch chuyển đột ngột dưới đáy đại
dương,
có chu kỳ biến đổi từ vài phút đến hàng chục phút
- Sóng thủy triều: Do các lực tạo triểu chủ yếu của mặt trăng và mặt trời gây nên
và
có chu kỳ từ một giờ đến nhiều ngày
- Theo đặc điểm tác động của lực sau khi xuất hiện sóng, người ta chia các sóng
thành sóng cưỡng bức, nếu lực vẫn tiếp tục tác động lên sóng và sóng tự do, nếu lực
ngừng tác dụng sau khi tạo sóng.
- Theo các lực kéo hạt nước trong sóng trở về vị trí cân bằng, người ta còn chia
thành
sóng mao dẫn và sóng trọng lực. Trong trường hợp sóng mao dẫn, lực phục hồi là
sức
căng mặt ngoài, trong trường hợp thứ hai là trọng lực.
- Theo biến động của các yếu tố sóng với thời gian, người ta chia ra thành sóng

ổn
định với các yếu tố sóng không biến đổi theo thời gian, sóng không ổn định là sóng
đang
phát triển, hoặc bắt đầu tắt dần, với các yếu tố biến đổi theo thời gian.
-Theo sự dịch chuyển của dạng sóng, người ta chia ra sóng tiến có dạng dịch chuyển
nhìn thấy được trong không gian và sóng đứng có dạng nhìn thấy không dịch chuyển
trong không gian. Sóng đứng thể hiện dưới dạng dao động mực cực đại ở các điểm
bụng
9


và cực tiểu ở các điểm nút. Các hạt nước trong sóng dịch chuyển theo đường thẳng
đứng
ở các điểm bụng và theo đường nằm ngang ở các điểm nút. Ở khoảng cách giữa hai
điểm
đó các hạt nước dao động trên những mặt phẳng làm thành những góc khác nhau với
mặt
nằm ngang

10


Câu 6. Khái niệm vận tốc nhóm sóng và công thức tính
- Đối vs biển sâu, vận tốc nhóm sóng xấp xỉ bằng nửa vận tốc pha trung bình của
các sóng giao thoa
Cs = C/2
- Đối vs biển nông, công thức vận tốc nhóm sóng có dạng:
Cn = C/2 x (1- 2x/ Sh2α)
α = 2πH/………….

11


Câu 7. Năng lượng sóng là gì? Công thức tính năng lực cúa sóng?
- Năng lượng sóng: các hạt nc cđ trg sóng có năng lượng gồm động năng do
chúng cđ theo quỹ đạo và thế năng do chúng có độ cao biến đổi so vs mức biển
yên tĩnh
- Động năng của hạt nc khối lượng đơn vị bằng
Δ Ed = (V^2)/2 = (gπ r^2)/….
V : vận tốc hạt bằng wr, w là vận tốc góc quay theo quỹ đạo ( w = 2π/

12


Câu 8: các yếu tố sóng biển sâu?
Lý thuyết sóng biển sâu cổ điển dựa trên những giả thiết: biển sâu vô hạn, chất lỏng
lý tưởng bao gồm nhiều hạt riêng biệt không có ma sát trong, mật độ nước không đổi,
sóng phẳng, tác dụng của lực tạo sóng sẽ ngừng sau khi sóng đã phát triển. Trong
trường hợp đó, các hạt chất lỏng dao động dưới tác dụng của hai lực là trọng lực và
lực građien áp suất thủy tĩnh.
Chúng ta đã biết độ cao sóng thì bằng đường kính quỹ đạo, nên h = h0e − 2π λ b ,
trong đó h0 − độ cao sóng trên mặt biển. Từ công thức này suy ra rằng ở độ sâu bằng
nửa bước sóng (b = λ / 2), độ cao sóng chỉ còn bằng 0,04 giá trị của nó ở trên mặt.
Trong thực tế, người ta coi độ sâu xâm nhập của sóng là 0,5λ.
Vậy giới hạn biến đổi của áp suất ở độ sâu bất kỳ tương ứng với độ cao sóng ở độ sâu
đó và giảm theo độ sâu. Và như ta thấy, ở độ sâu lớn hơn bước sóng, áp suất sóng chỉ
còn biến đổi rất ít. Do đó, các cảm biến ghi độ biến đổi áp suất để xác định sóng mặt
phải được đặt ở những độ sâu không lớn, còn muốn chuyển từ độ cao sóng đo được ở
độ sâu b sang độ cao sóng mặt biển thì phải tính đến quy luật biến đổi độ cao sóng
theo độ sâu. Tóm lại, lý thuyết sóng trocoid trong biển sâu vô hạn cho những kết luận

sau:
1) Các hạt nước trong sóng chuyển động theo những quỹ đạo tròn với bán kính quỹ
đạo giảm theo độ sâu bằng định luật hàm mũ, trong đó giảm càng nhanh khi sóng
càng ngắn.
2) Vận tốc truyền sóng trong biển sâu chỉ phụ thuộc vào bước sóng và không đổi theo
độ sâu. Chu kỳ sóng và bước sóng cũng không đổi theo độ sâu. C = √ gλ /2π .
3) Profin sóng là đường trocoid.
4) Giới hạn biến đổi áp suất sóng giảm theo độ sâu, tỷ lệ thuận với độ giảm độ cao
sóng. Ở độ sâu bằng bước sóng, độ biến đổi áp suất rất nhỏ (vì độ cao sóng chỉ còn
bằng 1/ 535 độ cao sóng trên mặt).
Vùng biển sâu sóng không tác động đến đáy nền biển.

13


Câu 9: các yếu tố sóng biển nông
Trong biển nông, hiện tượng ma sát đáy làm thay đổi các đặc trưng hình học và động
học của sóng. Lý thuyết sóng biển nông nghiên cứu sóng ổn định hai chiều dưới sự
ảnh hưởng của độ sâu nhận được những kết luận sau đây:
1) Quỹ đạo các hạt nước trong sóng là những ellip với trục lớn kéo dài theo
phương truyền sóng. Kích thước các trục ellip quỹ đạo phụ thuộc vào tỷ số
giữa bước sóng và độ sâu của biển và càng gần đến đáy càng giảm.
2) Profin sóng là đường trocoid ellip.
- Khi λ / H < 1 quỹ đạo các hạt sẽ biến thành đường tròn và profin sóng sẽ có dạng
trocoid thông thường.
- Khi λ / H > 10, quỹ đạo biến thành các ellip kéo duỗi dài theo trục B, dạng
profin sóng gần như hình sin (sóng thủy triều).
3) Vận tốc truyền sóng phụ thuộc không chỉ vào bước sóng, mà còn vào độ sâu
của biển
4) Tính chất biến đổi áp suất ở các độ sâu phụ thuộc vào tỷ số H / λ.

- Với sóng ngắn (H / λ > 1 / 2), biến đổi áp suất ở các độ sâu tỷ lệ thuận với độ
cao sóng ở các độ sâu đó.
- Với sóng dài (H / λ < 1 / 10) áp suất ở mọi độ sâu biến đổi như nhau và tỷ lệ
thuận với độ cao sóng trên mặt (vì trong sóng dài, lực ly tâm nhỏ, không ảnh
hưởng tới trọng lực của các hạt chuyển động).
5) đối với các sóng có bước sóng nhỏ hơn hai lần độ sâu biển, thì các công thức
sóng trocoid sẽ đúng với các yếu tố sóng trên mặt biển, những sóng như vậy gọi là
sóng ngắn, đó là sóng gió ngoài khơi. Còn các sóng với H / λ < 1 / 10, thì gọi là
sóng dài, như sóng thủy triều. Các sóng với 1 / 10 < H / λ < 1 / 2, gọi là sóng dài chu
kỳ ngắn. Sóng gió ở ven bờ nước nông và txunami thuộc loại này.
Vùng biển nông là vùng nước sóng tác động đến đáy.
nguyên tắc đo sóng bằng các cảm biến áp suất: nếu đặt cảm biến ở độ sâu lớn hơn
nửa bước sóng ngắn (sóng gió), nó sẽ ghi nhận áp suất thủy tĩnh do sóng thủy triều
gây nên. Nếu đặt cảm biến ở độ sâu nhỏ hơn, nó sẽ ghi nhận cả áp suất của sóng ngắn
và sóng dài. Phải tách riêng lấy áp suất sóng ngắn để xác định độ cao sóng ngắn tại
tầng sâu đặt máy và nhờ thực nghiệm hoặc công thức gần đúng (42) mà chuyển thành
độ cao sóng trên mặt biển

14


Câu 10: các yếu tố sóng phát triển
Sóng phát triển là sóng gió với những tham số sóng phát triển tăng theo thời gian
Nếu điểm (x/VT∞, t/T∞) nằm thấp hơn đường cong trên toán đồ thì sóng pt.
Những nhân tố chính quyết định sự phát triển sóng gồm: tốc độ gió, thời gian hoạt
động của gió, đà − độ dài khoảng không gian kể từ điểm tính sóng về phía ngược
chiều gió tác động cho tới nơi gió thay đổi đáng kể về hướng hoặc tới đường bờ
khuất gió, và độ sâu biển nơi tính sóng.
Nếu gió cường độ và hướng không đổi tác động trên khoảng không gian rất lớn trên
đại dương trong thời gian đủ dài, thì sóng sẽ tăng trưởng cho đến khi đạt trạng thái

phát triển hoàn toàn ứng với tốc độ gió đang xét. Khi đó phổ sóng sẽ bao gồm toàn
dải chu kỳ, độ dài và tốc độ sóng (về lý thuyết từ 0 đến ∞ ). Độ cao, chu kỳ, độ dài và
tốc độ sóng sẽ chỉ phụ thuộc vào một tham số − tốc độ gió v .Trong trường hợp này
tốc độ gió càng lớn thì thời gian cần để sóng phát triển hoàn toàn càng lớn.Vì vậy với
những tốc độ gió rất lớn, sóng rất ít khi đạt sự phát triển hoàn toàn bởi các gió lớn
thường không kéo dài.
Nếu sóng chưa đạt sự phát triển hoàn toàn thì ngoài tốc độ gió, sự tăng trưởng sẽ phụ
thuộc vào thời gian tác động của gió và đà, và xảy ra ba tình huống chính:
1. Gió cường độ và hướng không đổi tác động trên khoảng không gian lớn, nhưng
thời gian hoạt động nhỏ. Sự phát triển của sóng bị hạn chế bởi thời gian hoạt động
của gió.
2. Gió cường độ và hướng không đổi hoạt động trong khoảng thời gian đủ dài, nhưng
đà nhỏ, thì sự phát triển của sóng bị hạn chế bởi đà.
3. Nếu cả thời gian tác động của gió và đà đều có hạn, thì sự phát triển của sóng phụ
thuộc vào yếu tố nào hạn chế sự tăng trưởng của sóng nhiều hơn

15


Câu 11: các yếu tố sóng ổn định
Sóng ổn định là sóng gió với các tham số sóng không biến đổi theo thời gian.
Nếu điểm (x/VT∞, t/T∞) nằm cao hơn đường cong trên toán đồ thì sóng ổn định và
theo giá trị x/vT∞ xác định ƞ trên toán đồ.
biểu thức liên hệ giữa độ cao sóng và đà đối với sóng ổn định ξ = 2arcth√η − 2√η

16


Câu 12. Sóng lừng là gì?
- Sóng lừng là sóng lan truyền trong vùng tạo sóng sau khi gió yếu đi hoặc gió

thay đổi hướng hoặc sóng đi từ vùng tạo sóng đến vùng khác, nơi có các đặc trưng
gió khác.
Có thể có sóng lừng lan truyền trong khi hoàn toàn không có gió. Hệ thống sóng hình
thành
do tổng hợp các sóng gió và sóng lừng gọi là sóng hỗn hợp.

17


Câu 14. Các mô hình tính sóng ven bờ. Ưu điểm và hạn chế của mô hình SWAN
•

Các mô hình tính sóng ven bờ
A) RCPWAVE
B) STWAVE
C) SWAN

• Ưu điểm và hạn chế của mô hình SWAN
-

Ưu điểm

*Theo quá trình truyền sóng:
+ truyền sóng trong không gian địa lý,
+ khúc xạ sóng do thay đổi đáy và dòng chảy,
+ biến dạng do thay đổi đáy và dòng chảy,
+ bị chặn và phản xạ bởi dòng chảy ngược hướng,
+ truyền qua, bị chặn hoặc phản xạ do các vật cản có kích thước dưới lưới.
*Theo quá trình phát sinh và tiêu tán sóng:
+ phát sinh do gió,

+ tiêu tán năng lượng do sóng bạc đầu,
+ tiêu tán năng lượng do sóng đổ bởi độ sâu,
+ tiêu tán năng lượng do ma sát đáy,
+ tương tác giữa các sóng (bậc bốn và bậc ba)
Ngoài ra, nước dâng do sóng so với mực biển trung bình cũng có thể tính được
trong mô hình. SWAN là mô hình tính sóng ổn định và không ổn định. Các
công thức
có thể áp dụng trong hệ toạ độ Đề Các hoặc cong tuyến tính (đối với quy mô
nhỏ)
hoặc toạ độ cầu (đối với quy mô nhỏ và lớn).
- Hạn chế:
18


Hiện tượng nhiễu xạ không được tính tới trong mô hình, do vậy không nên sử
dụng mô hình trong các vùng ở đó có sự thay đổi lớn về độ cao sóng trong quy
mô
chiều ngang vài bước sóng, do trường sóng tính toán sẽ không chính xác tại sát
chân
các vật cản và trong các cảng. SWAN cũng không tính dòng chảy gây ra do
sóng. Mô
hình có thể tính nước dâng do sóng. Trong các trường hợp một chiều tính toán
dựa
trên các công thức chính xác. Trong các trường hợp hai chiều, các tính toán
dựa trên
phương trình xấp xỉ (các hiệu ứng của dòng chảy bị loại bỏ).
SWAN có thể sử dụng rất nhiều quy mô vùng tính sóng khác nhau. Lý do
SWAN sử dụng linh hoạt các quy mô là:
- Cho phép áp dụng SWAN trong điều kiện phòng thí nghiệm tới các bãi biển.
- Lồng ghép SWAN trong mô hình WAM hoặc WAVEWATCH III.

- Tuy nhiên, áp dụng SWAN cho quy mô vùng tính là đại dương sẽ không có
hiệu quả như các mô hình tính sóng vùng nước sâu WAM hoặc
WAVEWATCH III .

19


Câu 15. Sóng thần là gì, nguyên nhân sóng thần? Đặc trưng cơ bản của sóng
thần?
- Sóng thần là một thiên tai đặc biệt nguy hiểm. Sóng thần (tsunami) là một loạt
các con sóng lớn được tạo ra từ một trận động đất dưới đáy biển, sụt lở đất ngầm
hoặc
phun trào núi lửa. Cũng có khi sóng thần được tạo ra bởi một vụ lở đất đá xuống đại
dương, hoặc một khối thiên thạch lớn rơi xuống biển. Thông thường, các trận động
đất
có cường độ lớn hơn 7,0 độ Rích te dưới đáy biển có thể tạo ra sóng thần nguy hiểm
nếu nó gây ra những thay đổi mạnh địa hình đáy biển.
Sóng thần là một dạng sóng trọng lực, có những đặc tính rất khác với sóng ngắn
(như sóng do gió gây ra). Sóng thần có thể ảnh hưởng từ mặt đến đáy biển. Do vậy,
có
thể coi nó là sóng dài trên toàn bộ quy mô đại dương.
• Đặc trưng cơ bản của sóng thần: Sóng thần diễn biến rất khác biệt tùy theo
kiểu sóng: chúng chứa năng lượng cực lớn, lan truyền với tốc độ cao và có thể
vượt khoảng cách lớn qua đại dương mà chỉ mất rất ít năng lượng. Một trận
sóng thần có thể gây ra thiệt hại trên bờ biển cách hàng nghìn cây số nơi nó
phát sinh, vì thế chúng ta có thể có nhiều tiếng đồng hồ chuẩn bị từ khi nó hình
thành tới lúc ập vào một bờ biển, nó xuất hiện một thời gian khá dài sau khi
sóng địa chấn hình thành từ nơi xảy ra sự kiện lan tới.

20

Câu 16. Quy trình dự báo sóng theo phương án tối đa
- Thực thi toàn bộ các mô hình trong hệ thống với 4 mô hình khí tượng: HRM,
MM5, WRF và RAMS; 2 mô hình thủy văn MDEC3D, ROMS; 3 mô hình dự báo
sóng
nước sâu: WAM, WW3, SWAN; 1 mô hình dự báo sóng nước nông WABED, các
kết
quả từ các mô hình cùng loại được trích xuất trên cùng một lưới và tổ hợp bằng
phương pháp tổ hợp trung bình trọng số. Phương án này được thực thi với các bước
cụ
thể như sau:
+ Nhận số liệu phân tích và dự báo khí tượng từ các mô hình toàn cầu AVN/GFS
và GME. Nhận số liệu phân tích và dự báo hải văn từ mô hình toàn cầu ECCO
+ Xây dựng điều kiện ban đầu và điều kiện biên cho các mô hình dự báo thời tiết
khí tượng và hải văn bằng các công cụ nội suy vào các lưới của các mô hình.
+ Dự báo các trường khí tượng, xử lý các kết quả, trích xuất và tổ hợp số liệu cho
các mô hình hải văn.
+ Dự báo các trường hải văn sử dụng số liệu đầu vào là kết quả từ các mô hình khí
tượng và điều kiện đầu và điều kiện biên từ mô hình toàn cầu ECCO, xử lý kết quả,
trích xuất và tổ hợp số liệu cho các mô hình dự báo sóng nước sâu.
+ Dự báo trường sóng nước sâu sử dụng kết quả trích xuất từ mô hình khí tượng
và mô hình hải văn, xử lý kết quả, trích xuất và tổ hợp số liệu cho mô hình dự báo
sóng nước nông.
+ Dự báo trường sóng nước nông cho các vùng nước ven bờ
+ Xử lý, tập hợp, lưu giữ các kết quả dự báo của toàn bộ hệ thống và tự động phát
báo lên trang web, cung cấp số liệu trực tuyến nếu có yêu cầu.

21

Câu 17. Quy trình dự báo sóng theo phương án tối ưu
- Thực thi các mô hình được lựa chọn trong hệ thống với số liệu dự báo khí
tượng
lấy trực tiếp từ số liệu AVN/GFS hoặc GME; 1 mô hình thủy văn: ROMS; 1 mô hình
dự báo sóng nước sâu: SWAN; 1 mô hình dự báo sóng nước nông WABED. Phương
án này được thực thi với các bước cụ thể như sau:
+ Nhận số liệu phân tích và dự báo khí tượng từ các mô hình toàn cầu AVN/GFS
và GME. Nhận số liệu phân tích và dự báo hải văn từ mô hình hải văn toàn cầu
ECCO
+ Xây dựng điều kiện ban đầu và điều kiện biên cho mô hình dự báo hải văn bằng
các công cụ nội suy vào các lưới của các mô hình.
+ Dự báo các trường hải văn sử dụng số liệu đầu vào là kết quả từ các mô hình
khí tượng toàn cầu và điều kiện đầu và điều kiện biên từ mô hình hải văn toàn cầu
ECCO, xử lý kết quả, trích xuất số liệu cho các mô hình dự báo sóng nước sâu.
+ Dự báo trường sóng nước sâu sử dụng kết quả trích xuất từ mô hình khí
tượng và mô hình hải văn, xử lý kết quả, trích xuất số liệu cho mô hình dự báo
sóng nước nông.
+ Dự báo trường sóng nước nông cho các vùng nước ven bờ.
+ Xử lý, tập hợp, lưu giữ các kết quả dự báo của toàn bộ hệ thống và tự động
phát báo lên trang web, cung cấp số liệu trực tuyến nếu có yêu cầu.

22


Câu 18. Định nghĩa dòng chảy Ecman. Đk và giả thuyết xây dựng lý thuyết dòng
chảy Ecman
Bài toán của Ecman được giải với các điều kiện và giả thiết sau:
- Mật độ nước là không đổi, hệ số nhớt không thay đổi theo chiều sâu.
- Chuyển động theo phương ngang, thành phần thẳng đứng của vận tốc W=0

- Chuyển động ổn định (vận tốc không thay đổi theo thờ i gian) còn trường gió
là đều. Như vậy, các thành phần vận tốc dòng chảy thoả mãn: du/dt=0 ; dv/dt=0
- Biển rộng vô hạn, không diễn ra hiện tượng dâng và rút nước, mặt biển nằm
ngang, Như vậy gradien toàn phần của áp suất dP/dn chỉ có thành phần thẳng
đứng, các thành phần nằm ngang bằng không.
Phương trình tổng quát: αµ (d2u)/(dz2)+2ωsinφ.v =0
αµ (d2v)/dz2) - 2ωsinφ.u =0
hay :
d2u/dz2 + 2a2 .v =0
d2v/dz2 – 2a2 .u =0
với : a = ωsinφ/αµ……….

23


Câu 19. Khái niệm và phân loại dòng chảy biển
• Khái niệm dòng chảy biển:
Dòng chảy là sự chuyển động có hướng của các hạt nước. Vận tốc của dòng
chả y ngang thường được biểu diễn bằng nút (nút = hải lý/giờ). Đối với các dòng
chảy có vận tốc nhỏ người ta sử dụng đơn vị hải lý/ngày. Trong các nghiên cứu
lý
thuyết người ta quy ước dùng đơn vị cm/s.Hướng dòng chảy là hướng mà dòng
chảy đó sẽ đến, ví dụ: dòng chảy biển chảy về phía đông được gọi là dòng chảy
hướng đông...
Việc nghiên cứu chuyển động của các hạt nước trong tự nhiên có thể thực
hiện theo 2 cách:
- Theo Ơle: Xét vận tốc ngang của hạt nước tại một điểm hình học cố định.
- Theo Lagrange: Xét quỹ đạo của một hạt nước xác định ở vị trí cho trước tại
thời điểm được chọn làm thời điểm ban đầu.
Các phương pháp đo dòng chảy tương ứng với 2 cách mô tả trên là đo véc tơ

vận tốc dòng chảy tại một điểm cố định nhờ các hải lưu kế (Ơle) và đo vận tốc của
phao trôi (Lagrange).
Ở đại dương, các dòng chảy ngang có vận tốc lớn hơn nhiều so với các dòng
chảy thẳng đứng, vì kích thước theo phương ngang của các đại dương lớn hơn
nhiều so với độ sâu của chúng. Các dòng chảy thẳng đứng chỉ đáng kể ở những
vùng địa lý rất hẹp.

• Phân loại dòng chảy biển: Dòng chảy biển có thể được phân loại theo các đặc
tính cơ bản sau đây:
- Theo các nhân tố hay các lực gây nên dòng chảy.
- Theo độ ổn định.
24


- Theo độ sâu phân bố.
- Theo tính chất chuyển động.
- Theo tính chất hoá lý của khối nước.
Trong các lý thuyết dòng chảy biển thì việc phân loại dòng chảy theo các
nhân tố hay các lực gây nên dòng chảy được xem là cách phân loại chính.
*Theo các lực gây nên dòng chảy thì dòng chảy có thể chia thành 3 nhóm
chính:
a) Dòng chảy gradien, là dòng chảy gây nên bởi gradien ngang của áp suất thuỷ
tĩnh xuất hiện khi mặt biển nằm nghiêng so với mặt đẳng thế. Tuỳ thuộc vào
nguyên nhân gây nên độ nghiêng của mặt biển có thể chia các dòng chảy gradien
thành: Dòng chảy dâng rút, là dòng chảy gây nên bởi sự dâng và rút nước dưới tác
dụng của gió. Dòng chảy gradien áp lực, là dòng chảy gây nên bởi thay đổi áp suất
khí quyển. Dòng chảy bờ, là dòng chảy gây nên bởi sự dâng mực nước ven bờ và
các vùng cửa sông do nước sông chảy ra. Dòng chảy mật độ, là dòng chảy gây nên
bởi gradien ngang của mật độ nước. Nếu sự phân bố không đều của mật độ nước
biển chỉ là do sự phân bố không đều của nhiệt độ nước và độ muối gây nên, thì

dòng chảy sinh ra sẽ được gọi là dòng chảy nhiệt muối.
b) Dòng chảy gió và dòng chảy trôi: Dòng chảy trôi do tác động kéo theo của
gió gây nên, còn dòng chảy gió thì do tác động của nguyên nhân nói trên và độ
nghiêng mặt biển tạo nên dưới tác dụng trực tiếp của gió và sự phân bố lại mật độ
do dòng chảy trôi.
c) Dòng triều là dòng chảy do lực tạo triều gây nên.
d) Dòng chảy quan trắc thấy sau khi các lực gây nên chúng đã ngừng tác động
được gọi là dòng chảy quán tính.
*Theo độ ổn định người ta chia ra: dòng chảy cố định, dòng chảy tuần hoàn

25