Đồ Án Nghiên cứu trường dòng chảy 3D trong vịnh Bắc bộ bằng mô hình POM

MỞ ĐẦU
Mô hình POM là mô hình đại dương hiện đại, mã nguồn mở được phát triển bởi Blumberg và Mellor vào cuối những năm 1970. POM là mô hình đại dương hệ tọa độ sigma, bề mặt tự do, phương trình nguyên thủy và chứa mô hình con khép kín rối. Đây là một trong những mô hình đại dương đầu tiên cung cấp miễn phí mã nguồn cho người sử dụng với cộng đồng người dùng trên 3000 người ở 70 quốc gia. Tuy nhiên, mã nguồn của mô hình được cung cấp miễn phí cho người dùng mới chỉ viết sẵn cho trường hợp tính dòng chảy cho một thủy vực kín, hình chữ nhật, có đáy phẳng và trường gió không đổi theo thời gian. Vì vậy, người dùng phải tự nghiên cứu, bổ sung và phát triển mô hình theo các hướng nghiên cứu riêng của.
Hiện nay, POM đã được phát triển và ứng dụng để nghiên cứu các bài bài toán ở nhiều quy mô khác nhau ở nhiều nơi trên thế giới như: vịnh Mexico (Blumberg và Herring, 1983), vịnh Delaware (B.Galparil), Bắc Băng Dương (L.Kantha, S.Hakkinen). POM vẫn tiếp tục được nhiều nhà khoa học phát triển và ứng dụng theo nhiều hướng khác nhau như: xây dựng hệ thống dự báo biển (Aikman, Chen), nghiên cứu khí hậu đại dương của Đại Tây Dương, nghiên cứu dòng chảy Gulf Stream và đồng hóa dữ liệu (T.Ezer).
Mô hình POM là một trong những công cụ tiên phong trong nghiên cứu và mô hình hóa đại dương do liên tục được cải tiến, sáng tạo và phát triển mới không ngừng bởi người sử dụng trên khắp thế giới.
Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu và phát triển mô hình POM để tính toán hoàn lưu biển dưới tác dụng tổng hợp của các yếu tố thủy triều và gió, đồng thời nghiên cứu và phát triển phương pháp lưới lồng để liên kết tính toán giữa khu vực ngoài khơi và khu vực ven bờ. Kết quả tính thủy triều tại các trạm hải văn ven bờ dọc ven biển nước ta đều cho độ chính xác khá cao. Trường dòng chảy trong Biển Đông và trong vịnh Bắc Bộ tính toán theo mô hình POM hoàn toàn phù hợp với những kết quả quan trắc và những nghiên cứu về dòng chảy đã được công bố trước đây như: bản đồ dòng chảy của Wyrtki (1961), sơ đồ dòng chảy vịnh Bắc Bộ theo chương trình hợp tác Việt – Trung điều tra tổng hợp vịnh Bắc Bộ (Báo cáo kết quả điều tra tổng hợp vịnh Bắc Bộ, 1964) hay kết quả quan trắc bằng các phao nổi (drifter) trong “The Global Drifter Program” của JCOMM. Những kết quả tính dòng chảy và nước dâng bão cho cơn bão Damrey năm 2005 cũng cho kết quả phù hợp với những quan trắc hiện trường.
Mặc dù đã đạt được nhiều kết quả khả quan trong nghiên cứu và phát triển mô hình POM tính dòng chảy 3 chiều trong Biển Đông, vẫn cần thiết phải có những nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện, nâng cao độ chính xác dự báo dòng chảy, thủy triều, nước dâng trong vịnh Bắc Bộ cũng như trong Biển Đông. Ngoài ra, có thể nghiên cứu, phát triển mô hình POM theo các hướng khác như: tính vận chuyển bùn cát, kết hợp với các mô hình sóng, khí tượng để có bộ mô hình số trị dự báo liên hoàn khí tượng – hải văn, v.v.
Tác giả rất mong được những nhận xét góp ý, bổ sung của các nhà khoa học, bạn bè và đồng nghiệp để tác giả hoàn thiện hơn nữa, nhằm đưa mô hình POM trở thành công cụ hữu hiệu để dự báo các trường thủy động lực học trong Biển Đông cũng như trong vịnh Bắc Bộ.