Tải bản đầy đủ

Đặc điểm của mưa trong thời kỳ ENSO ở khu vực Bắc Trung Bộ

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được bài khóa luận này, trước tiên em xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến ThS. Lê Đức Cương - Phó giám đốc Đài Khí tượng Thủy văn khu
vực Bắc Trung Bộ; đồng thời cũng là người đã tận tình hướng dẫn cũng như định
hướng cho bài báo cáo này.
Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo ThS.
Phạm Minh Tiến, người đã quan tâm, giúp đỡ và gửi gắm cho những hướng dẫn chi
tiết trong bài khóa luận để em có hoàn thành như hôm nay.
Xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong khoa Khí tượng Thủy văn đã
tạo điều kiện thuận lợi giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong
quá trình học tập tại trường.
Nhân đây, em cũng gửi đến gia đình, bạn bè lời cảm ơn sâu sắc trong thời
gian qua đã luôn ở bên và ủng hộ, giúp đỡ em.
Mặc dù đã cố gắng nhiều trong quá trình nghiên cứu và làm bài tuy nhiên
cũng không tránh được có những thiếu sót. Vì vậy, rất mong những ý kiến góp ý
quý báu của các thầy cô để bài khóa luận của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin chúc các ban lãnh đạo nhà trường, các quý thầy cô trong
khoa Khí Tượng - Thủy Văn sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 11 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện


Nguyễn Thị Huyền


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH ẢNH


DANH MỤC BẢNG BIỂU


DANH MỤC HÌNH VẼ


MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, do vậy hàng
năm thường xuyên phải gánh chịu những thiệt hại lớn do thiên nhiên gây ra, đáng
kể đến như những thiệt hại do mưa gây ra: ngập lụt, lũ, lũ quét, … Trong những
năm gần đây, sự biến đổi của lượng mưa cũng như mùa mưa có chiều hướng diễn
biến phức tạp hơn làm tăng sự biến động của mùa mưa, hiện tượng mưa mạnh lên
hoặc yếu đi thay đổi và không theo quy luật, gây ra lũ lụt hoặc hạn hán trên nhiều
khu vực ở Việt Nam, ảnh hưởng và gây tác hại đáng kể đến thiên nhiên cũng như
đời sống kinh tế của con người. Trước những biến đổi dị thường của thời tiết và khí
hậu đó, hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên
cứu về những vấn đề về mưa, yếu tố tác động, đặc điểm mưa cũng như biến động
lượng mưa trên nhiều khu vực khác nhau. Trong những nghiên cứu, một số nhà
khoa học cũng đã đặc biệt chú ý đến hiện tượng ENSO (El Nino và La Nina). Mỗi
khi hiện tượng El Nino và La Nina xảy ra, khí hậu và thời tiết lại có những diễn
biến bất thường gây ra hạn hán, lũ lụt và thiên tai ở nhiều vùng khác nhau trên thế
giới, gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Do đó việc phân tích đặc điểm mùa mưa,
cũng như tác động của ENSO đến biến động của mùa mưa trên các khu vực Việt
Nam là có ý nghĩa thực tiễn. Chính vì vậy, bản thân em đã chọn đề tài để nghiên
cứu: Đặc điểm của mưa trong thời kỳ ENSO ở khu vực Bắc Trung Bộ”. Bài khóa
luận bao gồm ba phần như sau :
Chương I: Tổng quan
Chương II: Cơ sở số liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương III: Kết quả nghiên cứu


5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Đặc điểm vị trí địa lý, khí hậu khu vực nghiên cứu

1.1.1 Đặc điểm vị trí địa lý, điều kiện địa hình khu vực Bắc Trung Bộ
Khu vực Bắc Trung Bộ bao gồm các tỉnh thuộc phần phía Bắc của Trung Bộ:
Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh với diện tích 33.648 km2
Vị trí: Vĩ tuyến từ 17054' N – 20040' N, kinh tuyến từ 106030' E – 103055' E.
Phía Bắc giáp các tỉnh Sơn La, Hòa Bình, Ninh Bình; Phía Tây giáp Lào, có dãy
Trường Sơn chắn ngang có độ cao trung bình khoảng 2000m chạy theo hướng Tây
Bắc – Đông Nam.
Lãnh thổ kéo dài, hành lang hẹp, phía Đông là biển Đông (Vịnh Bắc Bộ) cả
trung du và miền núi, hải đảo dọc suốt lãnh thổ, có thể hình thành cơ cấu kinh tế đa
dạng phong phú. Địa hình phức tạp, thời tiết khắc nghiệt, nhiều biến động. Nhiều
vũng nước sâu và cửa sông có thể hình thành cảng lớn nhỏ phục vụ việc giao lưu
trao đổi hàng hoá giữa các tỉnh trong vùng, với các vùng trong nước và quốc tế.

Hình 1.1 Bản đồ khu vực Bắc Trung Bộ

6


Bắc Trung Bộ có địa hình tương đối phức tạp với trên 70% là diện tích đồi
núi, từ Tây sang Đông. Địa hình phân hóa thành 3 dải rõ rệt, dải đồi núi ở phía Tây,
dải đồng bằng ở giữa, dải bờ biển, đảo và thềm lục địa ở phía Đông. Vì vậy, mỗi
tỉnh trong vùng đều gồm nhiều dạng địa hình: núi đồi, đồng bằng, đảo và thềm lục
địa,…
1.1.2 Đặc điểm khí hậu
Khí hậu Bắc Trung Bộ nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, chịu sự tác
động trực tiếp của gió mùa Tây Nam khô nóng và gió mùa Đông Bắc. Chịu ảnh
hưởng của khí hậu chuyển tiếp của Miền Bắc và Miền Nam. Trong năm có hai mùa
rõ rệt: mùa mưa, nóng từ tháng 4 đến tháng 10 và mùa khô lạnh từ tháng 11 đến
tháng 4 năm sau. Mùa mưa có nhiều bão lụt, lượng mưa trung bình cao (trên 2000
mm), mùa hè chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam (thổi từ Lào sang) nên thời tiết
nóng, lượng nước bốc hơi lớn, gây hạn hán nghiêm trọng. Do đặc điểm phức tạp
của khí hậu nên có sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ mùa đông và mùa hè. Nhiệt độ
trung bình khoảng 24 – 250C.
Là vùng có mùa đông ít lạnh, nhiều mây, có năm có sương muối. Mùa hè
nóng, thịnh hành gió Tây khô nóng, nhiệt độ cao, hàng năm khu vực thường chịu
ảnh hưởng gián tiếp hoặc trực tiếp của bão và XTNĐ gây ra gió mạnh, mưa lũ lớn
làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản của người dân. Mưa thường nhiều vào nửa
cuối năm, mùa mưa không trùng với mùa nóng. Bức xạ tổng cộng trung bình năm là
110 – 140 Kcal/cm2, cán cân bức xạ trung bình năm 65 – 80 Kcal/cm2, số giờ nắng
năm từ 1500 – 2000 giờ, nhiệt độ trung bình năm 23 – 25°C, tháng nóng nhất tới 28
– 30°C. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối 40 – 42,7°C, nhiệt độ trung bình tháng lạnh
nhất 16,5 – 19,5°C, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 3 – 8°C, biên độ năm của nhiệt độ 8
– 9°C, nhỏ nhất trong miền khí hậu phía bắc. Mùa mưa từ tháng 8 đến tháng 12 và
mùa mưa tiểu mãn là tháng 5, 6, mưa cực đại vào tháng 9. Trong năm có 10 – 30
ngày mưa phùn. Lượng mưa trung bình năm 1500 – 2000mm, lượng mưa ngày lớn
nhất 300 – 500mm. Lượng bốc hơi năm là 700 –1000mm. Hạn hán xảy ra vào giữa
mùa hè do ảnh hưởng của gió Tây khô nóng kéo dài. Tốc độ gió trung bình năm 1,5

7


– 3,0m/s. Tốc độ gió mạnh nhất 30 – 40m/s. Mùa đông thịnh hành hướng Bắc, Tây
Bắc, Đông Bắc, mùa hè thịnh hành gió Đông và Đông Nam.
Về cơ bản, khí hậu Bắc Trung Bộ vẫn giữ những đặc điểm chính của khí hậu
Miền Bắc. Song liên quan đến vị trí cực nam của vùng này trong miền khí hậu phía
Bắc, và với đặc điểm riêng của địa hình khu vực, mà khí hậu ở đây thể hiện những
nét riêng có tính chất chuyển tiếp giữa kiểu khí hậu miền phía Bắc và Miền Đông
Trường Sơn.
Mùa đông ở đây đã bớt lạnh hơn so với Bắc Bộ. Trung bình nhiệt độ mùa
đông ở Bắc Trung Bộ cao hơn Bắc Bộ trên dưới 1 oC. Tuy nhiên, ở đây không loại
trừ khả năng nhiệt độ xuống rất thấp (xấp xỉ 5 oC ở đồng bằng), trong những đợt gió
mùa Đông Bắc mạnh. Cho tới vĩ độ của Nghệ An, vẫn còn quan sát được sương
muối xuất hiện ngay ở vùng trung du (Tây Hiếu).
Mùa đông ở Bắc Trung Bộ đồng thời cũng rất ẩm ướt. Liên quan với sự tăng
hàm lượng ẩm trong luồng gió mùa Đông Bắc thổi qua biển tới và với tình trạng
front cực bị chặn lại trên sườn đông dãy Sông Mã và Trường Sơn mà suốt mùa
đông ở vùng này đã duy trì một chế độ ẩm ướt thường xuyên, khác hẳn các vùng
phía Bắc có một thời kỳ tương đối khô đầu mùa đông. Độ ẩm trung bình trong suốt
các tháng mùa đông đều ở mức trên 85%. Lượng mưa ngày trong tháng cực tiểu
cũng tới 30-40mm.
Đặc điểm quan trọng nhất của vùng Bắc Trung Bộ là sự xuất hiện một thời
kỳ khô nóng gió Tây vào đầu mùa hạ, liên quan với hiệu ứng phơn của Trường Sơn
đối với luồng gió mùa Tây Nam. Đặc biệt ở đồng bằng Nghệ An-Hà Tĩnh và trong
thung lũng sông Cả, thời tiết gió Tây phát triển rất mạnh (hàng năm có tới 20-30
ngày gió Tây và trên nữa).
Sự phát triển mạnh mẽ của thời tiết gió Tây đã làm sai lệch đáng kể sự diễn
biến mùa mưa ẩm ở Bắc Trung Bộ so với tình hình chung của miền. Ở đây, các
tháng đầu mùa hạ lại là một thời kỳ khô và mức độ khô ngày càng trầm trọng trong
quá trình phát triển của gió mùa mùa hạ. Tháng VII trở thành tháng nóng nhất và có
độ ẩm thấp nhất trong năm. Lượng mưa không những không tăng mà thậm chí còn

8


giảm ít nhiều từ đầu mùa (tháng V) vào giữa mùa (tháng VI, VII), tạo ra một cực
tiểu phụ trong biến trìmh năm của lượng mưa vào tháng VI. Và hai tháng VI-VII
với lượng mưa thường ít hơn 100mm/tháng có thể được gọi là “mùa khô nhỏ” ở khu
vực này. Lượng mưa chỉ bắt đầu tăng dần vào tháng VIII, nhanh chóng đạt cực đại
vào tháng IX, rồi giảm chút ít qua tháng X và mùa mưa còn kéo dài cho đến hết
tháng XI. Đáng chú ý là hai tháng IX, X có lượng mưa trội hơn hẳn so với các tháng
khác, riêng trong hai tháng đó đã tập trung tới 40-50% lượng mưa của toàn năm.
Hai đặc điểm quan trọng vừa nêu trên (sự hình thành thời tiết gió Tây khô
nóng và sự xê dịch mùa mưa ẩm về cuối mùa hạ) đã khiến cho chế độ mùa hạ ở
vùng này có nhiều phần gần gũi với miền khí hậu tiếp sau, là miền khí hậu Đông
Trường Sơn. Trong khi đó đặc điểm mùa đông khá lạnh lại đem lại nét đặc thù của
miền khí hậu phía Bắc.
Vùng Bắc Trung Bộ là một trong những vùng chiu ảnh hưởng trực tiếp của
bão. Đáng chú ý là tháng bão đổ bộ nhiều nhất vào bờ biển vùng này là tháng IX,
muộn hơn một tháng so với Bắc Bộ. Bão gây gió lớn, mưa to ở vùng ven biển Bắc
Trung Bộ không kém gì vùng duyên hải Bắc Bộ. Tốc độ gió bão cũng có thể vượt
quá 40m/s (Kỳ Anh: 48m/s; Hà Tĩnh: 40m/s). Cường độ mưa cũng có thể đạt tới
300-400mm/ngày và trên nữa. Trong hai tháng nhiều mưa nhất ở đây (tháng IX,
tháng X), riêng mưa bão chiếm tới 40-50% tổng lượng mưa tháng.
Về sự phân khí hậu trong phạm vi vùng, trước hết có thể nhận xét đến sự
biến thiên khí hậu khá mạnh theo chiều từ Bắc xuống Nam. Có thể chia Bắc Trung
Bộ thành ba khu vực: khu vực Thanh Hóa và vùng núi Tây Bắc Nghệ An-Hà Tĩnh;
khu vực đồng bằng Nghệ An và khu vực Hà Tĩnh.
Khí hậu khu vực Thanh Hóa có tính chất chuyển tiếp với khí hậu đồng bằng
Bắc Bộ: mùa đông lạnh hơn, gió Tây khô nóng ít hơn, thời kỳ đầu mùa hạ không rõ rệt.
Khí hậu khu vực Nghệ An đặc trưng bằng sự hoạt động mạnh của gió Tây
khô nóng, đem lại một thời kỳ khô nóng gay gắt đầu mùa hạ, và một tình trạng ít
mưa nói chung.

9


Khu vực Hà Tĩnh có chế độ mưa ẩm đặc biệt phong phú liên quan đến tác
dụng chắn gió của dãy Hoành Sơn. Lượng mưa ở đây lớn gấp hai lần ở khu vực
Nghệ An, và khu vực này đã trở thành một trong những trung tâm mưa lớn ở nước
ta với lượng mưa năm đạt tới 2500-3000mm.
Từ các phân tích về khí hậu của vùng Bắc Trung Bộ cho thấy, điều kiện khí hậu
ở đây tương đối khắc nghiệt: mùa đông khá lạnh và ẩm ướt; mùa hạ nhiều nắng, nóng
bức và khô hạn vào đầu và giữa mùa, mưa lớn tập trung vào cuối mùa. Tuy vậy, so với
các vùng phía Bắc mùa đông ở đây cũng ít rét hơn. Điều kiện đó có thể giúp cho việc
phát triển một số cây trồng nhiệt đới như cà phê, hồ tiêu, dừa, … Mưa hạ nắng nhiều, ít
mưa cho phép phát triển nghề làm muối ven biển và nghề chế hải sản.
Bên cạnh những thuận lợi ít ỏi đó, vùng Bắc Trung Bộ có một số khó khăn:
- Mùa đông ở đây về cơ bản đã ít rét hơn, nhất là ở khu vực phía Nam của
vùng, song trong những trường hợp gió mùa Đông Bắc mạnh tràn về vẫn có thể xảy
ra sương muối.
- Mùa hè ở đây có hiện tượng gió Tây khô nóng khắc nghiệt và thường là
nguyên nhân gây ra khô hạn ảnh hưởng nghiêm trọng đến trồng trọt, chăn nuôi.
- Nạn mưa to, gió lớn, lũ lụt, nước biển dâng do hiệu ứng bão, … ảnh hưởng
rất nghiêm trọng đến sản xuất và đời sống của nhân dân trong vùng.

10


Hình 1.2: Bản đồ phân vùng khí hậu Việt Nam
1.2. Một số kiến thức cơ bản về mưa
Việt Nam nằm hoàn toàn trong khu vực nhiệt đới gió mùa kéo dài trên 15 vĩ độ
trên khu vực Đông Nam Á. Lượng mưa trung bình vào khoảng 700 - 5000mm mùa
mưa ở nước ta biến đổi mạnh mẽ từ năm này qua năm khác, về thời gian bắt đầu, tháng
cao điểm cũng như về thời gian kết thúc. Nói chung, mùa mưa có thể dao động trong
phạm vi 3 - 4 tháng hoặc hơn nữa, tuỳ thuộc vào biến trình mưa của khu vực:

11


Tây Bắc, Đông Bắc: Mùa mưa bắt đầu vào tháng IV, tháng V, cao điểm vào
tháng VII, tháng VIII, kết thúc vào tháng IX, tháng X.
Đồng bằng Bắc Bộ: Mùa mưa bắt đầu vào tháng IV, tháng V, cao điểm vào
tháng VII, tháng VIII, kết thúc vào tháng X, tháng XI.
Bắc Trung Bộ: Mùa mưa bắt đầu vào tháng V, tháng VI, đặc biệt thất
thường trong tháng VII, nửa đầu tháng VIII, cao điểm vào tháng IX, tháng X, kết
thúc vào tháng XI, tháng XII.
Nam Trung Bộ: Mùa mưa bắt đầu vào tháng VIII, tháng IX, cao điểm vào
tháng X, tháng XI, kết thúc tháng XII. 17
Cực Nam Trung Bộ: Mùa mưa bắt đầu vào tháng IV, tháng V, cao điểm vào
tháng VIII, kết thúc vào tháng XI.
Tây Nguyên: Mùa mưa bắt đầu vào tháng IV, tháng V, cao điểm vào tháng
VIII, kết thúc vào tháng X, tháng XI.
Nam Bộ: Mùa mưa bắt đầu vào tháng V, cao điểm vào tháng IX, tháng X,
kết thúc vào tháng XI.
Biển đổi về lượng mưa kéo theo biến đổi về mùa của các yếu tố khí hậu tiêu
biểu về thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc cũng như thời gian lượng mưa cực đại,
cực tiểu. Trong 30 - 40 năm gần đây, hiện tượng ENSO và tình trạng mưa thất
thường và hạn hán ở Châu Phi diễn ra tích cực. Trên khu vực Châu Á - Thái Bình
Dương, lượng mưa giảm đi ở nhiều nơi, song lại tăng lên ở những nơi khác. Nhìn
chung ở nước ta cũng có một vài biểu hiện cho thấy xu thế biến đổi của lượng mưa
trên toàn lãnh thổ.
Như vậy việc nghiên cứu biến động lượng mưa giữa các năm cho khu vực
Việt Nam nói chung và cho từng khu vực cụ thể ở nước ta có ý nghĩa to lớn. Nghiên
cứu góp phần đưa ra xu thế biến động mưa trên toàn lãnh thổ Việt Nam một cách
chi tiết và tổng quát nhất, góp phần đưa ra nhận định chung về xu thế biến đổi cũng
như nguyên nhân sự biến đổi này.

12


1.2.1 Tiêu chí về mưa lớn
- Mưa lớn điểm (diện nhỏ) là khi một trạm quan trắc khí tượng thủy văn đo

được lượng mưa từ 25-50mm/12 giờ, gọi là mưa to, trên 50mm/12 giờ gọi là mưa
rất to.
- Mưa lớn diện rộng là khi 2 tỉnh (theo địa giới hành chính) liền kề trở lên có
ít nhất 2/3 số trạm khí tượng thủy văn đo được lượng mưa trên 50mm/24 giờ thì
xem là có ngày mưa lớn diện rộng. Mưa lớn được phân cấp ở bảng 1.
Bảng 1: Quy định các cấp mưa lớn
Thời gian

Lượng
mưa

<= 24 giờ

<= 72 giờ

>72 giờ

50 – 100
101 – 200
201 – 300
301 – 500
> 500

Mưa to
Mưa to – rất to
Mưa rất to
Mưa rất to – đặc biệt to
Mưa đặc biệt to

Mưa vừa – to
Mưa to
Mưa to - rất to
Mưa rất to
Mưa rất to - đặc biệt to

Mưa vừa, có nơi mưa to
Mưa vừa – mưa to
Mưa to
Mưa to – rất to
Mưa rất to

1.2.2 Các hình thế gây mưa ở khu vực Bắc Trung Bộ
Có thể nói các tỉnh miền Trung nói chung, ở Bắc Trung Bộ nói riêng là khu
vực giao tranh của nhiều hệ thống Synop khác nhau, sự hoạt động của nó thường
tuân thủ theo một quy luật và quyết định các hiện tượng thời tiết kèm theo. Ngoài ra
do đặc điểm vị trí địa lý của Miền Trung và điều kiện địa hình đã tạo nên tính
không đồng nhất trong thời tiết giữa các khu vực khi một hệ thống Synop nào
khống chế. Và như chúng ta đã biết, mưa vừa, mưa to đến mưa rất to thường gây ra
tình trạng ngập lụt, sinh lũ, lũ ống và lũ quét làm tổn hại nặng nề về người và tài sản
cho những nơi mà nó xảy ra. Việc nghiên cứu các đặc trưng nhiệt ẩm, hoàn lưu gây
mưa vừa, mưa to, mưa rất to chính là nghiên cứu những loại hình thế thời tiết gây
mưa vừa, mưa lớn diện rộng sinh ra lũ lụt, lũ, lũ ống và lũ quét trên các khu vực mà
nó xảy ra. Để hiểu rõ bản chất và sự hình thành mưa lớn trên khu vực, việc phân
tích và tổng kết các hình thế thời tiết chủ yếu gây ra mưa lớn là rất quan trọng. Trên

13


khu vực Bắc Trung Bộ, các hình thế thời tiết chủ yếu gây ra mưa lớn diện rộng sinh
lũ lớn là:

14


1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)

Bão và áp thấp nhiệt đới
Dải hội tụ nhiệt đới
Không khí lạnh
Rìa lưỡi áp cao Thái Bình Dương
Nhiễu động sóng Đông
Áp thấp
Tổ hợp của các hình thế ở trên
Do vị trí địa lý kết hợp với địa hình và khí hậu của các tỉnh thuộc vùng Bắc
Trung Bộ có tính chất khí hậu phía Nam của đồng bằng Bắc Bộ và phía Bắc của các
tỉnh Trung Bộ. Khu vực Bắc Trung Bộ trải dài hơn 2 vĩ độ theo hướng bắc nam và
gần 2,5 kinh độ theo hướng đông tây, chịu ảnh hưởng cùng một hệ thống thời tiết
gây mưa như bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới, không khí lạnh, rìa tây nam
lưỡi áp cao Thái Bình Dương, …
Các hình thế thời tiết gây mưa lũ lớn ở Trung Bộ thường là bão, áp thấp
nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới, không khí lạnh, rìa lưỡi cao áp Thái Bình Dương và
các dạng tổ hợp của chúng. Đặc biệt, trong các hình thế thời tiết gây mưa lớn thì sự
tương tác của không khí lạnh với các hệ thống khác gây mưa lớn ở Miền Trung
chiếm một tỷ lệ khá lớn.
1.3. Tổng quan về ENSO
1.3.1. Dao động Nam và hoàn lưu Walker
Dao động Nam (Southern Oscillation) là dao động của khí áp quy mô lớn, từ
năm này qua năm khác ở 2 phía Đông và Tây của khu vực xích đạo Thái Bình
Dương, được Gilbert I.Walker phát hiện vào cuối những năm 20 của thế kỷ trước.
Hơn 40 năm sau, Jacob Bjerknes (1966) thừa nhận có sự dao động cỡ lớn trong
hoàn lưu tín phong của bán cầu Bắc và Nam ở Thái Bình Dương và ông cho rằng nó
có liên quan với dao động Nam. Khi tín phong mạnh, nước tương đối lạnh có nguồn
gốc nước trồi ở xích đạo thuộc bờ biển Nam Mỹ được hình thành bởi áp lực của gió
Đông lên bề mặt đại dương, mở rộng về phía Tây tới trung tâm Thái Bình Dương.
Sự chênh lệch khí áp giữa Đông (cao) và Tây (thấp) và nhiệt độ giữa Đông (thấp)
và Tây (cao) trên khu vực xích đạo Thái Bình Dương dẫn đến chuyển động ngược

15


chiều của không khí ở tầng thấp (gió Đông) và trên cao (gió Tây); ở phía Đông có
chuyển động giáng, ở phía Tây có chuyển động thăng của không khí, tạo thành một
hoàn lưu khép kín, được Bjerknes gọi là hoàn lưu Walker. Chênh lệch nhiệt độ và
khí áp giữa Đông và Tây Thái Bình Dương càng lớn, hoàn lưu Walker càng mạnh,
ngược lại, chênh lệch nhiệt độ và khí áp giảm, hoàn lưu Walker yếu đi.
Thông thường, nhiệt độ nước biển giảm dần theo độ sâu nên từ mặt biển đến
độ sâu khoảng vài trăm mét, nhiệt độ ở vùng biển phía Tây Thái Bình Dương cao
hơn phía Đông, tạo ra một lớp nước chuyển tiếp giữa lớp nước bên trên nóng hơn
với lớp nước bên dưới lạnh hơn, có độ nghiêng từ Đông sang Tây Thái Bình
Dương, thường được gọi là “nêm nhiệt” (the Thermocline). Độ sâu của nêm nhiệt ở
bờ phía Tây khoảng 200m, giảm dần về bờ phía Đông chỉ còn vài chục mét. Khi
hoàn lưu Walker mạnh lên, hoạt động của nước trồi tăng lên, độ nghiêng của nêm
nhiệt lớn hơn, trái lại, khi hoàn lưu Walker yếu đi, nước trồi bị hạn chế, độ nghiêng
của nêm nhiệt giảm đi.
1.3.2 Khái niệm và Cơ chế vật lý của ENSO
a. Khái niệm ENSO

El Nino là từ dùng để chỉ hiện tượng nóng lên dị thường của lớp nước biển bề
mặt ở khu vực xích đạo trung tâm và Đông Thái Bình Dương, kéo dài từ 8 -12
tháng, hoặc lâu hơn, xuất hiện 3-4 năm 1 lần, song cũng có khi dày hoặc thưa hơn.
La Nina là hiện tượng lớp nước biển bề mặt ở khu vực nói trên lạnh đi dị
thường, xảy ra với chu kỳ tương tự hoặc thưa hơn El Nino.
ENSO là chữ viết tắt của các từ ghép El-Nino Southern Oscillation (El-Nino Dao động Nam) để chỉ cả 2 hai hiện tượng El-Nino và La-Nina và có liên quan với
dao động của khí áp giữa 2 bờ phía Đông Thái Bình Dương với phía Tây Thái Bình
Dương - Đông Ấn Độ Dương (Được gọi là Dao động Nam) để phân biệt với dao
động khí áp ở Bắc Đại Tây Dương).

16


b. Cơ chế hoạt động của ENSO

Dưới áp lực của gió Đông tầng thấp, mặt biển khu vực xích đạo Thái Bình
Dương nghiêng về phía Đông (mực nước biển ở bờ phía Tây Thái Bình Dương cao
hơn ở bờ phía Đông khoảng 30 - 70cm). Khi hoàn lưu Walker suy yếu hoặc bị tách
thành 2 phần, áp lực của gió Đông lên mặt biển giảm đi, kéo theo sự suy yếu của
nước trồi và dòng chảy hướng Tây, nước biển từ vùng bể nóng Tây Thái Bình
Dương nhanh chóng đổ dồn về phía Đông, tạo thành một sóng đại dương xích đạo
(sóng Kelvin) lan truyền về phía Đông và nhiệt từ vùng bể nóng được vận chuyển
về vùng trung tâm và Đông Thái Bình Dương, làm cho nước biển bề mặt ở vùng
này nóng lên dị thường. Kết quả là chênh lệch nhiệt độ nước biển giữa vùng phía
Đông và phía Tây giảm đi, độ sâu của nêm nhiệt ở bờ phía Tây giảm đi, trong khi ở
bờ phía Đông tăng lên, trao đổi nhiệt thẳng đứng trong lớp nước xáo trộn đại dương
mạnh mẽ hơn.
Khi hoàn lưu
Walker mạnh hơn bìnhĐối lưu phát triển

HOÀN LƯU

thường, áp lực gió
Đông lên mặt biển
tăng lên, có thể dẫn
đến một chu trình

Tín phong BBC
Xích đạo

Nóng, khí áp thấp
Gió Đông

El Nino (chu trình La
của nước trồi mạnh
hơn và bình lưu lạnh

Lạnh, khí áp cao
Tín phong NBC

ngược lại với chu trình
Nina) do hoạt động

Chuyển động giáng

Gió Tây

Nêm nhiệt
1200Đ

Nước trồi
800T

Hình 1.3: Sơ đồ hoàn lưu walker trong điều kiện
bình thường (Nguyễn Đức Ngữ-2007)

hướng Tây tăng lên,
làm cho vùng biển trung tâm và Đông Thái Bình Dương lạnh đi dị thường

17


Hình 1.4: Sơ đồ hoàn lưu walker trong điều kiện El Nino( Nguyễn Đức Ngữ-2007)
1.4 Tổng quan về tình hình nghiên cứu
1.4.1 Các nghiên cứu trên thế giới
Jose và Cruz (1999) đã chỉ ra rằng biến đổi giữa các năm của lượng mưa trên
hầu hết các khu vực ở Philippin chịu ảnh hưởng của ENSO, với điều kiện khô (ẩm)
không thường xuyên tương ứng với những năm ENSO ấm (lạnh) trong hầu hết các
năm. Lyon và ccs (2006) đã chỉ ra rằng lượng mưa trong mùa tương ứng với các
năm ENSO có sự thay đổi trái ngược giữa mùa hè bắc bán cầu (tháng VI-tháng IV)
và mùa thu (tháng X-XII) trong suốt pha ENSO [1].
Liebmann (2002) đã đánh giá biến trình năm của lượng mưa theo mùa trên
lưu vực sông Amazon-Brazil dựa trên mối quan hệ của nó với nhiệt độ bề mặt nước
biển Thái Bình Dương nhiệt đới và Đại Tây Dương.. Một điểm đáng chú trọng
trong nghiên cứu này là nghiên cứu đã đưa ra được bằng chứng thời gian mùa mưa
(biến đổi thời gian chuẩn). Hầu hết các nghiên cứu về biến trình năm của lượng

18


mưa ở Amazon tập trung vào các dị thường liên quan đến hiện tượng El Nino-Dao
động Nam (ENSO) (Kousky và cộng sự năm 1984; Kayano và Moura 1986;
Aceituno 1988; Ropelewski và Halpert năm 1987, 1989, Rogers 1988 ; Kiladis và
Diaz năm 1989; Kousky và Ropelewski 1989; Rao và Hada 1990; Figueroa và
Nobre 1990; Obregon và Nobre 1990; Marengo 1992, 1995; Marengo và Hastenrath
năm 1993; Rao và ccs 1996; Marengo và Nobre 2000, Fu và cộng sự. 2001). Giai
đoạn El Nino, lượng mưa ở Amazon giảm, đặc biệt là ở Miền Bắc và Miền Trung,
trong khi dị thường ngược lại thường xảy ra trong giai đoạn cao của SOI (liên quan
đến La Nina [2].
Ảnh hưởng của ENSO đến biến đổi lượng mưa theo mùa trên bờ biển
Tanzania đã được Kijazi và Reason (2005) nghiên cứu cho mùa mưa ngắn từ tháng
X đến tháng XII (OND) và mùa mưa dài hơn từ tháng III đến tháng V(MAM).
Nghiên cứu sử dụng chuỗi số liệu mưa trên lưới NCEP, ORL NOAA, CMAP cho
chuỗi thời gian 1970-1999 để thấy những ảnh hưởng của ENSO đến lượng mưa
vùng ven biển Tanzania. Tác giả đã chỉ ra được sự thay đổi lượng mưa ngày qua
từng thời điểm (khởi phát, cao điểm và kết thúc [3]
Giannini (2005). Tác giả cho rằng những năm El-Nino mùa khô đến muộn
hơn và khô hơn trung bình nhiều năm (đặc biệt là tháng 7-8) còn những năm LaNina mùa khô lại bắt đầu sớm hơn trung bình nhiều năm. Lượng mưa tăng trong các
tháng chuyển tiếp (tháng 8-9) và giảm liên tục trong các tháng đầu mùa mưa ở năm
El-Nino dẫn tới những sai lệch trong dự báo về thời điểm bắt đầu của mùa mưa; còn
trong những năm La-Nina mùa mưa bắt đầu sớm và đặc trưng cho sự xuất hiện của
các giá trị mưa cực đại [4].
Trong bài báo của tác giả Vũ Văn Thăng và các cộng sự về tác động của
ENSO đến mưa lớn ở Việt Nam chỉ ra rằng lượng mưa trung bình hàng năm của
Việt Nam (R) dao động trong một giới hạn rất lớn 700-4800mm và khả năng cho
mưa lớn (GHRP) dao động từ 0,0% đến 36,5%. Nhìn chung, lượng mưa rào cao hơn
GHRP cho thấy La-Nina khiến 4 trên 7 vùng khí hậu bị thâm hụt lượng mưa. ElNino làm giảm khả năng xuất hiện mưa lớn ở 46 trong tổng số 56 trạm nghiên cứu.

19


Trong khi đó La-Nina làm giảm khả năng xuất hiện mưa lớn ở 33 trong tổng số 56
trạm nghiên cứu [6].
Đối với tác giả Chen nghiên cứu mưa lớn Miền Trung bằng cách xem xét
ảnh hưởng của hiện tượng ENSO đến mưa ở Miền Trung. Thông qua lượng mưa 29
năm (1979-2007) theo dạng lưới từ bộ số liệu tích hợp quan trắc phân giải cao Châu
Á để đánh giá nguồn nước (APHRODITE) được sử dụng để để mô tả khí hậu mưa ở
Việt Nam. Lượng mưa quan trắc được tại 163 trạm mặt đất tại Việt Nam năm 2007
được sử dụng để xác nhận kết quả phân tích lượng mưa từ APHRODITE và để xác
nhận 2 chế độ mưa: chế độ mưa tháng 10 - tháng 11 ở Miền Trung Việt Nam và chế
độ mưa tháng 5 - tháng 10 ở phía Bắc và phía Nam Việt Nam được xác định từ số
liệu APHRODITE [5]
Vũ Văn Thăng, Nguyễn Trọng Hiếu, Nguyễn Văn Thắng, Nguyễn Văn Hiệp
Phạm Thị Thanh Hương, và Nguyễn Thị Lan đã sử dụng số liệu tái phân tích 28
năm từ 1980-2007 của các trạm lưới để nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO đến lượng
mưa mùa thu trong khu vực Miền Trung Việt Nam. Bộ dữ liệu bao gồm lượng mưa
ở các trạm, lưới số liệu mưa tái phân tích, và số liệu tái phân tích từ NCEP. Kết quả
cho thấy, trong điều kiện El Nino, lượng mưa mùa thu ở Miền Trung Việt Nam
đang giảm khoảng 10% đến 30% tại hầu hết các trạm. Ngược lại, trong điều kiện La
Nina, tổng lượng mưa mùa thu đang tăng khoảng 9% đến 19% tại hầu hết các trạm
[7].
1.4.2 Các nghiên cứu trong nước
Trần Quang Đức sử dụng số liệu chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển
(SSTA) khu vực Nino 3 để xác định chu kỳ và các giai đoạn phát triển của ENSO.
Tương ứng với các thời kỳ trước và sau giai đoạn phát triển cực đại của ENSO, mùa
gió mùa mùa hè được phân loại thành các nhóm, bao gồm: Nhóm mùa gió mùa mùa
hè ENSO phát triển và nhóm mùa gió mùa mùa hè ENSO suy yếu. Bài báo nghiên
cứu sự biến động lượng mưa gió mùa mùa hè trong thời kỳ ENSO dựa trên kết quả
phân tích chuẩn sai tổng lượng mưa gió mùa mùa hè tính từ ngày mở đầu tới ngày
kết thúc gió mùa theo các nhóm mùa gió mùa mùa hè đã phân loại. Kết quả nghiên

20


cứu cho thấy tổng lượng mưa có xu hướng thiếu hụt ở nhiều vùng khí hậu trên toàn
lãnh thổ trong những mùa gió mùa mùa hè El-Nino đặc biệt là nhóm mùa gió mùa
mùa hè El-Nino phát triển, và có xu hướng dư thừa trên nhiều vùng khí hậu trong
những mùa gió mùa mùa hè La-Nina. Mức thiếu hụt lượng mưa gió mùa mùa hè
trong những năm El-Nino lớn hơn so với mức dư thừa lượng mưa gió mùa mùa hè
trong những năm La-Nina [8].
Nguyễn Đức Ngữ (2007) đã nghiên cứu tác động của ENSO đến thời tiết, khí
hậu, môi trường và kinh tế-xã hội ở Việt Nam. Nghiên cứu đã tính toán và chỉ ra
các đơt El Nino, La Nina và tác động của nó đến một số các yếu tố khí tượng thủy
văn như nhiệt độ, lượng mưa, hoạt động của bão... cho một số khu vực cụ thể ở Việt
Nam [9].
Trong bài báo cáo của Nguyễn Thị Hiền Thuận ở Hội thảo khoa học lần thứ
10 của Viện Khoa học khí tượng thủy văn và môi trường. Tác giả đã phân loại mùa
hè theo các thời kỳ El-Nino/La-Nina (1978-2004) thành năm loại: ET/LT (mùa hè
năm El-Nino/La-Nina thiết lập), SE/SL (mùa hè năm El-Nino/La-Nina tiếp theo) và
cuối cùng là mùa hè không ENSO cùng với việc sử dụng số liệu về lượng mưa và
số ngày mưa trong mùa hè từ tháng 5-10 ở một số trạm trên khu vực Nam Bộ để
đưa ra nhận xét về sự biến động của các đặc trưng mưa mùa hè vào những năm
ENSO: các tháng chuyển tiếp từ mùa khô sang mùa mưa chịu ảnh hưởng của ENSO
mạnh hơn những tháng chính giữa mùa mưa. Lượng mưa và số ngày mưa trong
những năm SE giảm nhiều hơn những năm ET và tăng trong những năm LT, SL và
giá trị lớn nhất thường xuất hiện trong những năm SL. Ngày bắt đầu mùa mưa thì
muộn hơn trong những năm SE và sớm hơn trong những SL so với TBNN bên cạnh
đó thì đặc trưng ngày bắt đầu mùa mưa chịu ảnh hưởng của thời kỳ El-Nino rõ hơn
trong thời kỳ La-Nina [10].
Trong nghiên cứu “Ảnh hưởng của ENSO đến gió mùa mùa hè và mưa ở
Nam Bộ” (2007), Nguyễn Thị Hiền Thuận đã chỉ ra trong những năm ENSO, lượng
mưa các tháng giữa mùa gió mùa mùa hè biến động ít hơn so với các tháng chuyển
tiếp giữa mùa khô và mùa mưa đặc biệt là tháng 4 và tháng 5. Nghiên cứu còn chỉ ra

21


rằng ngày bắt đầu mùa mưa chịu ảnh hưởng của hiện tượng ENSO rõ rệt hơn so với
đặc trưng về lượng mưa [11].
Nguyễn Thị Lan (2013) nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới hoạt động của
gió mùa mùa hè và mưa gió mùa mùa hè thông qua những đặc điểm như ngày mở
đầu, ngày kết thúc, cường độ, số nhịp gió mùa dựa trên việc tính toán các chỉ số và
phân tích đánh giá ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa gió mùa mùa
hè [13].

22


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở số liệu
Số liệu có vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu bài khóa luận, là cơ sở dữ
liệu để có thể tính toán và thể hiện được sự biến đổi của lượng mưa cũng như sự
ảnh hưởng của ENSO đến mưa ở khu vực Bắc Trung Bộ cho bài này thông qua các
công cụ xử lý. Các nguồn số liệu được sử dụng trong bài bao gồm: số liệu quan trắc
và số liệu năm có ENSO.
2.1.1. Số liệu quan trắc
Trong bài khóa luận này em sử dụng số liệu quan trắc lượng mưa trung bình
tháng của các trạm ở khu vực Bắc Trung Bộ với độ dài chuỗi số liệu là từ năm 1985
đến năm 2015.
Danh sách các trạm em sử dụng số liệu bao gồm:

TT

Trạm khí tượng

Vĩ độ

Kinh độ

1

Thanh Hóa

19.82°N

105.77°E

2

Hồi Xuân

20.37°N

105.12°E

3

Bái Thượng

19.90°N

105.38°E

4

Vinh

18.67°N

105.67°E

19.28°N

104.43°E

5

Tương Dương

6

Con Cuông

19.05°N

105.88°E

7

Hà Tĩnh

18.35°N

105.90°E

8

Hương Khê

18.18°N

105.70°E

23


9

Kỳ Anh

18.08°N

106.28°E

2.1.2. Số liệu ENSO
Để ngiên cứu ENSO, có rất nhiều loại số liệu khác nhau được sử dụng trong
đó thường được sử dụng nhất là: chỉ số Dao động Nam (SOI), dị thường nhiệt độ
mặt nước biển (SSTA) tại các cùng NINO, chỉ số đa biến (Multivariate ENSO
Index – MEI).
SOI được xác định, qua sự chênh lệch về trị số khí áp mặt biển giữa Ta-hiti nằm ở Đông Nam Thái Bình Dương(TBD), với Đác Uyn nằm ở Tây Nam
Australia thuộc phía Tây Thái Bình Dương. Sự biến đổi trị số khí áp ở hai điểm
này thường trái ngược nhau. Khi chỉ số dương (khí áp ở Đác Uyn thấp), gió Đông
Nam của Nam thổi mạnh từ Nam Mỹ qua Thái Bình Dương, cung cấp lượng ẩm
phong phú cho hệ thống gió mùa mùa hè ở châu Đại Dương - châu Á - châu Phi,
làm cho gió mùa phát triển mạnh mẽ. Ngược lại khi chỉ số này âm, tín phong Đông
Nam của Nam bán cầu suy yếu, đôi khi dừng hẳn và được thay thế bằng gió thổi
theo chiều ngược lại từ Tây sang Đông. Lượng ẩm hội tụ vào hệ thống gió mùa hè
ở phần phía Đông bán cầu suy giảm nhiều, gió mùa suy yếu rõ rệt.
Để đặc trưng cho dao động nam,người ta sử dụng chỉ số SOI:
Trong đó :
 Là hiệu khí áp mực biển giữa trạm Tahiti với Trạm Dawin
 Là giá trị trung bình nhiều năm của hiệu khí áp mực nước biển giữa trạm Tahiti với

trạm Dawin
 : Là độ lệch chuẩn tháng của
Thông thường ngưỡng để xác định có pha ENSO nóng hay lạnh hoặc có EL
Nino hay La Nina thường được lấy là ≥1
SOI càng lớn thì El Nino càng mạnh,ngược lại giá trị dương SOI càng lớn thì
La Nina càng mạnh

24


Giá trị SOI<0 tương ứng với trường hợp chuẩn sai khí áp ở trạm Tahiti nhỏ
hơn chuẩn sai khí áp ở trạm Dawin =>được xem là thuận lợi cho pha Enso nóng và
ngược lại thì được xem là thuận lợi cho pha Enso lạnh.
Trong bài nghiên cứu này em sử dụng kết quả tính toán năm có ENSO hoạt
động từ trang web http://www.cpc.ncep.noaa.gov/ (Climate Prediction Center)
thuộc cơ quan khí quyển đại dương: NOAA (Nation – Oceanic and Atmospheric
Administration) của Hoa Kỳ.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Xác định đặc điểm mưa khu vực
Từ số liệu quan trắc tại các trạm có được, em đã tính tổng lượng mưa trung
bình tháng của tổng 31 năm trong chuỗi số liệu từ năm 1985 đến năm 2015 sau đó
vẽ biểu đồ biến trình năm của tổng lượng mưa trung bình tháng của các trạm để từ
đó xác định một số đặc điểm mưa trung bình tháng trên khu vực nghiên cứu. Đồng
thời, em cũng tính tổng lượng mưa năm của các trạm quan trắc trong chuỗi số liệu
31 năm từ năm 1985 đến năm 2015 sau đó vẽ biểu đồ phân bố tổng lượng mưa năm
của các trạm để từ đó xác định một số đặc điểm mưa năm trên khu vực nghiên cứu.
2.2.2 Xác định thời kỳ ENSO
Trong bài khóa luận này em đã chọn ra những năm El Nino và những năm
La Nina trong thời gian nghiên cứu từ năm 1985 đến năm 2015 rồi tính lượng mưa
trung bình tháng tất cả những năm El Nino và những năm La Nina. Sau đó, tính
chênh lệch lượng mưa giữa trung bình lượng mưa tháng những năm El Nino và
những năm LaNina với trung bình lượng mưa tháng những năm 1985-2015 của các
trạm quan trắc để so sánh và tìm ra một số đặc điểm mưa của khu vực Bắc Trung
Bộ trong thời kỳ những năm El Nino và những năm La Nina.

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×