ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

HOÀNG THỊ BÌNH

ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐỢT

XÂM NHẬP LẠNH TRÊN CÁC VÙNG KHÍ HẬU

PHÍA BẮC VIỆT NAM TRONG CÁC THÁNG CHUYỂN TIẾP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

HOÀNG THỊ BÌNH

ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐỢT

XÂM NHẬP LẠNH TRÊN CÁC VÙNG KHÍ HẬU

PHÍA BẮC VIỆT NAM TRONG CÁC THÁNG CHUYỂN TIẾP

Chuyên ngành: Khí tƣợng và Khí hậu học

Mã số: 60 44 02 22

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:

TS. Chu Thị Thu Hƣờng

PGS.TS. Nguyễn Minh Trƣờng

Hà Nội - 2017

1

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của TS. Chu Thị Thu Hường

và PSG.TS. Nguyễn Minh Trường, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy

và Cô. Qua đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn cácThầy, Cô trong Khoa Khí tượng

Thủy văn và Hải dương học, Phòng sau đại học (Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên), đã giúp đỡ trong quá trình học tập vừa qua. Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến

bố,mẹ, anh, chị, em, đồng nghiệp và các bạn học, đặc biệt là chồng, con, đã luôn

động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện để hoàn thành luận văn này.

Tác giả

Hoàng Thị Bình

2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 1

DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ 5

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHŨ VIẾT TẮT ....................................................... 7

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 8

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHÔNG KHÍ LẠNH......................................... 9

1. 1. Khái niệm ........................................................................................................... 9

1.2. Đặc điểm hoạt động của KKL ......................................................................... 10

1.2.1. Đặc điểm chung .......................................................................................... 11

1.2.2. Đặc điểm các trung tâm khí áp thời kỳ mùa đông ...................................... 12

1.3. Một số nghiên cứu trong và ngoài nƣớc ......................................................... 13

1.3.1. Ngoài nước .................................................................................................. 13

1.3.2. Trong nước .................................................................................................. 19

CHƢƠNG 2. SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 23

2.1. Số liệu ................................................................................................................ 23

2.1.1. Số liệu các đợt xâm nhập lạnh .................................................................. 23

2.1.2. Số liệu tái phân tích .................................................................................... 23

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 23

2.2.1. Phương pháp xác định đặc điểm hoạt động, cường độ và phạm vi các trung

tâm khí áp .............................................................................................................. 23

2.2.2. Xác định các chỉ số gió mùa, ENSO ........................................................... 25

2.2.3. Phương pháp xác định ngày bắt đầu, kết thúc mùa đông và sự biến đổi của

các đợt XNL .......................................................................................................... 27

2.2.4. Phương pháp xác định mối quan hệ giữa cường độ của gió mùa với số đợt

XNL ...................................................................................................................... 28

CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐỢT XÂM NHẬP LẠNH

TRONG CÁC THÁNG CHUYỂN TIẾP .............................................................. 30

3.1. Đặc điểm hoạt động và sự biến đổi phạm vi, cƣờng độ của các trung tâm

khí áp ........................................................................................................................ 30

3

3.1.1. Đặc điểm hoạt động của các trung tâm khí áp trong thời kỳ mùa đông ..... 30

3.1.2. Sự biến đổi cường độ và phạm vi hoạt động của một số trung tâm khí áp

trong các tháng cuối đông ..................................................................................... 35

3.2. Đặc điểm hoạt động của không khí lạnhtrong thời kỳ 1981-2015 .............. 41

3.2.1. Sự biến đổi của số đợt xâm nhập lạnh ........................................................ 41

3.2.2. Sự biến đổi ngày bắt đầu và kết thúc mùa đông ......................................... 44

3.3. Sự biến đổi của các chỉ số gió mùa và mối quan hệ giữa chúng với sự XNL

................................................................................................................................... 46

3.3.1. Sự biến đổi của các chỉ số GMMĐ ............................................................. 46

3.3.2. Mối quan hệ giữa các chỉ số GMMĐ với số đợt và thời gian duy trì đợt

XNL ...................................................................................................................... 50

3.3.3. Sự biến đổi các trung tâm khí áp trong các tháng chuyển tiếp cuối đông .. 51

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 57

PHỤ LỤC ................................................................................................................ 60

4

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Các chỉ số GMMĐ Đông Á. ..................................................................... 17

Bảng 1.2. Mối tương quan giữa cường độ các trung tâm khi áp với chỉ số gradient

áp suất bắc-nam (NSI), đông-tây (EWI) và chỉ số EAWMI trên các vùng tương ứng

(hình trên) và vùng tác giả chọn (hình dưới) ........................................................... 18

Bảng 3.1. Bảng HSTQ giữa các chỉ số gió mùa và số đợt XNL trong các tháng cuối

đông thời kỳ 1981-2015 ............................................................................................ 50

Bảng 3.2. Bảng HSTQ giữa các chỉ số gió mùa và thời gian duy trì đợt XNL trong

các tháng cuối đông thời kỳ 2001-2015 .................................................................... 51

5

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Thời kỳ El Nino và La Nina trong các thập kỷ từ 1951-2013. ................. 14

Hình 1.2. Vùng hoạt động của các trung tâm khí áp dựa trên trường Pmsl trung bình

thời kỳ 1957-2001 và các vùng tác giả lựa chọn ..................................................... 18

Hình 2.1. Bản đồ trường Pmsl trung bình trong tháng 3, tháng 4 và tháng 5 ........... 24

Hình 2.2. Vùng xác định chỉ số EAWM .................................................................. 26

Hình 2.3. Vùng xác định chỉ số GMMĐ tổng hợp UMI ........................................... 26

Hình 2.4. Vùng xác định chỉ số GMMĐ WMI ........................................................ 27

Hình 3.1. Bản đồ trường HGT và đường dòng các mực 1000 và 850hPa của các

tháng đầu đông .......................................................................................................... 31

Hình 3.2. Bản đồ trường HGT và trường đường dòng các mực 1000 và 850mb trong

các tháng chính đông ................................................................................................. 32

Hình 3.3. Bản đồ trường HGT và trường dòng các mực 1000 và mực 850mb các

tháng cuối đông ......................................................................................................... 34

Hình 3.4. Phạm vi biến đổi của các trung tâm khí áp qua các thập kỷ trong tháng 3

................................................................................................................................... 36

Hình 3.5. Phạm vi biến đổi của các trung tâm khí áp qua các thập kỷ trong tháng 4

................................................................................................................................... 37

Hình 3.6. Phạm vi biến đổi của các trung tâm khí áp qua các thập kỷ trong tháng 5

................................................................................................................................... 38

Hình 3.7. Cường độ của các trung tâm khí áp thời kỳ 1981-2015 trong tháng 3 ..... 39

Hình 3.8. Cường độ của các trung tâm khí áp thời kỳ 1981-2015 trong tháng 4 ..... 40

Hình 3.9. Cường độ của các trung tâm khí áp thời kỳ 1981-2015 trong tháng 5 ..... 41

Hình 3.10. Xu thế biến đổi số đợt XNL giai đoạn 1981-2015 .................................. 42

Hình 3.11. Số đợt XNL trung bình trong từng thập kỷ các tháng cuối đông ............ 43

Hình 3.12. Xu thế biến đổi số đợt XNL trong các tháng cuối đông ......................... 43

Hình 3.13. Ngày bắt đầu mùa đông thời kỳ 1995-2015 ............................................ 45

Hình 3.14. Ngày kết thúc GMMĐ thời kỳ 1995-2015 .............................................. 45

Hình 3.15. Sự biến đổi của chỉ số EAWM trong các tháng cuối đông ..................... 46

6

Hình 3.16. Chỉ số GMMĐ WMItrong các tháng cuối đông ..................................... 48

Hình 3.17. Chỉ số GMMĐ tổng hợp UMI trong các tháng cuối đông ...................... 49

Hình 3.18. Phạm vi biến đổi các trung tâm trong tháng 4 (đường màu đen là TBNN,

đường màu đỏ là trung bình 5 năm có số đợt nhiều nhất và đường màu xanh là trung

bình 5 năm có số đợt XNL ít) trong thời kỳ 1981-2015 ........................................... 52

Hình 3.19. Phạm vi biến đổi các trung tâm trong tháng 4 (đường màu đen là TBNN,

đường màu đỏ là trung bình 5 năm có số đợt nhiều nhất và đường màu xanh là trung

bình 5 năm có số đợt XNL ít) trong thời kỳ 1981-2015 ........................................... 54

7

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHŨ VIẾT TẮT

ALI Chỉ số áp thấp Aleut

EAWM Gió mùa đông Đông Á

EAWMI Chỉ số gió mùa đông Đông Á

EWI Chỉ số đông-tây

ERA Trung tâm Dự báo thời tiết hạn vừa Châu Âu

GMĐB Gió mùa đông bắc

GMMĐ Gió mùa mùa đông

HGT Độ cao địa thế vị

HSTQ Hệ số tương quan

ITCZ Dải hội tụ nhiệt đới

KKL Không khí lạnh

KKLTC Không khí lạnh tăng cường

NSI Chỉ số bắc-nam

NCEP Trung tâm Dự báo Môi trường Quốc gia

NCAR Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu khí quyển

Pmsl Khí áp mực nước biển

RXĐ Rãnh thấp xích đạo

SSTA Nhiệt độ trung bình mặt nước biển

SST Nhiệt độ bề mặt biển

SHI Chỉ số áp cao Siberia

TBD Thái Bình Dương

TBNN Trung bình nhiều năm

VBLV Tốc độ gió tại trạm Bạch Long Vĩ

XNL Xâm nhập lạnh

XTNĐ Xoáy thuận nhiệt đới

WMI Chỉ số gió mùa mùa đông

8

MỞ ĐẦU

Không khí lạnh (KKL) là một trong những bộ phận quan trọng trong hệ

thống gió mùa Châu Á. Nó đã ảnh hưởng đến thời tiết, khí hậu các nước Đông Nam

Ánói chung và ở Việt Nam nói riêng. Sự xâm nhập lạnh(XNL)trong thời kỳ chuyển

tiếp thường gây ra sự biến đổi thời tiết mạnh mẽ như gió mạnh, dông và kèm theo

các hiện tượng thời tiết cực đoan như lốc, tố, vòi rồng, mưa đá, đặc biệt gây nên rét

đậm, rét hại,ảnh hưởng không nhỏ tới các hoạt động của con người.

Trong khi đó, sự biến đổi của nhiệt độ không khí bề mặt trên các vùng dưới

ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã và đang làm biến đổi cường độ của các trung tâm

khí áp, tác động gián tiếp đến hoạt động của gió mùa. Hơn nữa, trong những năm

gần đây, các hiện tượng thời tiết cực đoan xảy ra với tần suất ngày càng tăng.

Chính vì thế, luận văn lựa chọn vấn đề nghiên cứu: “Đặc điểm hoạt động

của các đợt xâm nhập lạnh trên các vùng khí hậu phía bắc Việt Nam trong các

tháng chuyển tiếp”.Tuy nhiên,luận văn này chỉ nghiên cứu đặc điểm, hoạt động các

trung tâm chính tác động trong mùa chuyển tiếp từ đông sang hè. Từ đó, hệ quả tác

động của GMMĐ được xác định dựa trên các đợt XNL, sự biến đổi phạm vi, cường

độ của các trung tâm khí áp, các chỉ số gió mùa và cũng như mối quan hệ giữa

chúng.

Nội dung chính của luận văn gồm 3 chương:

Chương 1 sẽ trình bày tổng quan về KKL, khái niệm, đặc điểm hoạt động

của KKL và các nghiên cứu trong và ngoài nước.

Chương 2 sẽ trình bày các nguồn số liệu và phương pháp nghiên cứu trong

luận văn.

Chương 3 sẽ phân tích đặc điểm hoạt động, sự biến đổi cường độ và phạm

vi của các trung tâm khí áp tác động chính trong mùa đông. Đồng thời sự biến đổi

của các đợt XNL cũng như mối quan hệ của chúng với các chỉ số gió mùa trong các

tháng chuyển tiếp đã được xác định dựa trên các phương pháp thống kê cơ bản.

9

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHÔNG KHÍ LẠNH

1. 1. Khái niệm

Không khí lạnh là hiện tượng thời tiết nguy hiểm do khối không khí lạnh phía

Bắc xâm nhập xuống Việt Nam, hệ thống gió đang tồn tại ở miền Bắc thay đổi một

cách cơ bản trở thành một hệ thống gió có hướng bắc và khí áp tăng[11].

Cường độ của KKL được xác định dựa trên tốc độ gió đo được tại trạm

Bạch Long Vĩ. Cụ thể như sau [11]:

KKL mạnh là không khí lạnh gây gió mạnh từ cấp 7 trở lên và kéo dài trên 6

giờ hoặc cấp 6 nhưng kéo dài liên tục trên 24 giờ.

KKL trung bình là không khí lạnh gây gió mạnh từ cấp 6 trở lên và kéo dài

trên 6 giờ hoặc cấp 7 trở lên nhưng kéo dài không quá 6 giờ.

KKL yếu là không khí lạnh gây gió mạnh dưới cấp 6 hoặc cấp 6 nhưng kéo

dài không quá 6 giờ.

Một đợt KKL hay XNL được xem như có ảnh hưởng đến Việt Nam nếu

thỏa mãn một trong hai điều kiện sau đây:

- Hướng gió lệch bắc, tại trạm đảo Bạch Long Vĩ, tốc độ gió đo được từ cấp

6 trở lên và kéo dài trên 3 giờ,trong 2 kỳ quan trắc liêntục(điều kiện 1).

- Nhiệt độ không khí trung bình ngày trên một nửa số trạm trên đất liền

thuộc khu vực Đông Bắc giảm từ 30C trở lên(điều kiện 2).

KKL xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam thường được chia làm 2 loại:

Gió mùa đông bắc (GMĐB) và không khí lạnh tăng cường (KKLTC) .

- GMĐB là KKL ảnh hưởng có kèm theo front lạnh hoặc đường đứt khi

xâm nhập đến Việt Nam, làm cho hệ thống gió trước đó bị thay đổi hoàn toàn, thời

tiết biến đổi mạnh mẽ, nhiệt độ giảm đột ngột và thay đổi trạng thái thời tiết từ

nóng, ấm sang lạnh hoặc rét. GMĐB đôi khi kèm theo gió giật, tố, lốc xoáy, dông

hoặc mưa lớn…

Cường độ của GMĐB được chia ra làm 3 loại:

+ GMĐB mạnh xảy ra khi tốc độ gió tại trạm đảo Bạch Long Vĩ đạt từ cấp

7 (VBLV ≥ cấp 7) và kéo dài từ 12h trở lên.

10

+ GMĐB trung bình xảy ra khi tốc độ gió tại trạm đảo Bạch Long Vĩ đạt từ

cấp 6 (VBLV ≥ cấp 6) và kéo dài trên6h hoặc VBLV= cấp 7, nhưng kéo dài không quá

2 obs quan trắc liên tiếp.

+ GMĐB yếu xảy ra khi tốc độ gió tại trạm đảo Bạch Long Vĩ đạt chỉ hơn

cấp 6 hoặc đạt cấp 6 nhưng kéo dài không quá 2 obs quan trắc liên tiếp.

- KKLTC là KKL ảnh hưởng đến nước ta trong điều kiện trước đó khu vực

đang bị một khối KKL khống chế với hệ thống gió thành phần bắc đã suy yếu.

KKLTC không kèm theo front. Khi KKLTC ảnh hưởng đến khu vực, tốc độ gió

tăng trở lại, có thể làm giảm nhiệt độ, điểm sương hoặc ít thay đổi về nhiệt độ.

Ngoài ra, KKLTC còn làm giảm lượng mây làm tăng nhiệt độ ban ngày.Tuy không

gây ra giảm nhiệt mạnh, nhưng KKLTC cũng có thể làm cho trời rét tiếp tục kéo

dài.

Cường độ của KKLTC cũng được chia thành 3 loại: mạnh, trung bình và

yếu, dựa trên các cấp độ gió như đối với GMĐB.

GMĐB hay KKLTC ảnh hưởng đến Việt Nam thường gây hiện tượng rét

đậm, rét hại trên các khu vực Bắc Bộ. Đặc biệt, tại các tỉnh miền núi phía Bắc, rét

đậm, rét hại thường kéo dài gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống, nông sản của

người dân.

1.2. Đặc điểm hoạt động của KKL

KKL khi di chuyển vào Việt Nam theo 2 đường chính sau đây:

+ KKL đi qua lục địa Trung Quốcvà sau đó di chuyển theo hướng

bắcvàoViệt Nam, thường ảnh hưởng vào thời kỳ đầu mùa đông từ tháng 10 đến

tháng 12. Do không khí lạn KKL thổi qua lục địa nên không khí trở nên khô, lạnh

tạo nên kiểu thời tiết lạnh, khô hanh trên miền Bắc Việt Nam.

+ KKL cực đới biến tính di chuyển qua biển phía Bắc Biển Đông, sau

đóvào Việt Nam theo hướng gió thịnh hành là đông bắc. KKL do thổi qua biển nên

nêm nhiệt càng giảmvàẩm ướt gây ra kiểu thời tiết nhiều mây, mù và mưa phùn, chủ

yếu ảnh hưởng trong thời gian từ tháng1 đến tháng 3 hàng năm.

11

1.2.1. Đặc điểm chung

Như đã biết, các đợt KKL xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam có cường độ

rất khác nhau, có những đợt rất mạnh, gây nên những biến đổi thời tiết đột ngột

như: khí áp tăng, gió chuyển hướng đông bắc và mạnh dần lên, mưa lớn xảy ra trên

diện rộng, thậm chí có nơi có dông, lốc, tố, mưa đá và nhiệt độ giảm rất mạnh.

Nhưng cũng có những đợt KKL xâm nhập yếu khó nhận biết được, chỉ thể hiện qua

sự tăng áp với mức độ nhất định.

Ngoài ra, thời gian ảnh hưởng trên lãnh thổ miền Bắc Việt Nam cũng rất

khác nhau. Có những đợt XNL tồn tại hàng tuần nhưng cũng có những đợt chỉ tồn

tại trong một vài kỳ quan trắc tại các trạm phía đông Bắc Bộ rồi biến tính.

Theo số liệu thống kê KKL thường xâm nhập xuống Miền Bắc Việt Nam

thành từng đợttừtháng tháng 9 đến tháng 6 năm sau. Trong đó, đầu mùa đông, KKL

thường di chuyển trên lục địa nên nó chỉ bị biến tính về nhiệt độ và độ ẩm gần như

không thay đổi. Khi đó, miền Bắc nằm sâu trong lưỡi cao lạnh khô với thời tiết điển

hình, trời ít mây đến quang mây, gió nhẹ, khô hanh. Sang các tháng chính đông,

XNL hoạt động thường kèm theo front lạnh mạnh, gây nên rét đậm, rét hại, gió

đông bắc mạnh. Các tháng cuối mùa đông, khi áp cao Siberia di chuyển lệch đông,

đi qua Biển Đông, biến tính tăng nhiệt độ và độ ẩm, cho nên KKL di chuyển xuống

phía Nam khi tới miền Bắc Việt Nam thường cho mưa phùn.

Trong thời kỳ chuyển tiếp, KKL tuy không mạnh nhưng lại tạo ra những đợt

mưa rào và dông mạnh trên diện rộng, thậm chí gây nên mưa đá, lốc, tố... Ngoài ra,

khi KKL kết hợp với các hệ thống thời tiết khác như dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ),

xoáy thuận nhiệt đới(XTNĐ)gây ra mưa lớn. Có thể nói, KKL ảnh hưởng đến Việt

Nam hầu như quanh năm (trừ tháng chính mùa hè), KKL trong tháng hoạt động ít

nhất có từ 1-2 đợt, tháng nhiều có từ 4-5 đợt, thậm chí có 7-9 đợt.

Thời tiết do KKL gây ra những hệ quả khác nhau, khi GMĐB tràn

vềthường gây ra những đợt mưa trên diện rộng, đặc biệt là các tỉnh thuộc khu vực

phía đông Bắc Bộ, ven biển Trung Bộ. Khi GMĐB tràn về, mưa chỉ xảy ra ở vài nơi

thuộc phía đông Bắc Bộ với lượng mưa không đáng kể. Gió đổi hướng gió đột ngột,

12

gió đang có thành phần nam chuyển sang thành phần bắc với tốc độ gió mạnh cấp

6-7, giật có thể lên đến cấp 9 trên vịnh Bắc Bộ và vùng biển ngoài khơi Trung Bộ,

biển động rất mạnh. Bên cạnh đó, nhiệt độ không khí giảm nhiệt đột ngột, gây thời

tiết rét đậm, rét hại xảy ra ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam

1.2.2. Đặc điểm các trungtâm khí áp thời kỳ mùa đông

Gió mùa Châu Á là sự luân phiên khống chế theo mùa của các trung tâm khí

áp tầng đối lưu dưới. Sự thay đổi của các nhân tố động lực và nhiệt lực, sự dịch

chuyển kinh hướng của các đới khí áp và gió, quy mô hành tinh phù hợp với sự

phân bố của cán cân bức xạ bề mặt trong năm.

Mùa đông, các trung tâm áp cao có hướng từ lục địa ra biển. Ngược lại, mùa

hè, các trung tâm áp thấp có hướng từ biển vào lục địa. Sự di chuyển theo mùa của

các trung tâm khí áp trong tầng đối lưu dưới dẫn đến sự đổi hướng gió rõ rệt (gần

như đối lập nhau) trên khu vực Châu Á. Các trung tâm tác động trong mùa đông

gồm: Áp cao Siberia, áp thấp Aleut, rãnh thấp xích đạo, áp cao TBD, áp cao Hoa

Đông... Trong đó, áp cao Siberia là trung tâm phát gió chủ đạo trong hệ thống

GMMĐ Châu Á. Áp cao này hoạt động ở tầng thấp, mạnh nhất trong các tháng

chính đông và phạm vi mở rộng bao phủ vùng lớn lục địa Châu Á. Áp thấp Aleut là

một áp thấp bán vĩnh cửu nằm ở quần đảo Aleut, phát triển mạnh trong mùa đông

và suy yếu trong mùa hè. Trong khi, dải áp thấp xích đạo lùi về Nam Bán Cầu[10].

Hoạt động của các trung tâm tác động trong mùa đông ít phức tạp hơn so

với các tháng mùa hè. Cụ thể,

Trong thời kỳ đầu đông (từ tháng 9 đến tháng 11), hệ thống các trung tâm

hoạt động trong mùa hè đã suy yếu, thay vào đó là sự mạnh lên của các hệ thống

trung tâm hoạt động trong mùa đông. Các đợt KKL di chuyển trên lục địa Trung

Quốc, theo hướng Bắc- Nam và ảnh hưởng đến thời tiết Việt Nam.

Trong thời kỳ chính đông (tháng 12 đến tháng 2), áp cao Siberia tăng cường

và mở rộng cùng với sự khơi sâu của rãnh Đông Á trên cao. Đây là nguyên nhân

khiến những đợt XNLảnh hưởng đến các vùng vĩ độ thấp hơn.Đây cũng là thời gian

gió mùa hoạt động mạnh nhất, gây rét đậm, rét hại trên nhiều vùng.

13

Trong thời kỳ cuối đông (tháng 3, tháng 4 và tháng 5),hệ thống các trung

tâm hoạt động trong mùa đông đang dần suy yếu, thay vào đó là sự mạnh lên của

các trung tâm hoạt động trong mùa hè. Áp cao Siberia dịch chuyển lệch đông, qua

phía Bắc Biển Đôngnên độ ẩm tăng, gây thời tiết nồm ẩm trong thời kỳ này.

Có thể nói, trong thời kỳ mùa đông, áp cao Siberia có vai trò quan trọng

quyết định hoạt động của GMMĐ nói chung và số đợt XNL ảnh hưởng đến các

vùng khí hậu phía Bắc Việt Nam nói riêng.

1.3. Một số nghiên cứu trong và ngoài nƣớc

1.3.1. Ngoài nƣớc

Trong những năm gần đây, hoạt động của gió mùa nói chung và GMMĐ

nói riêng đã và đang được nhiều tác giả quan tâm.

Nghiên cứu khí hậu và biến trình năm GMMĐ Đông Á giai đoạn 1979-1995,

Yi Zhang, Kenneth R. Sperber và cs(1997) cho rằng, sự biến đổi trong hoạt động của

GMMĐthường có nguồn gốc từ áp cao Siberia.Cường độ áp cao này mạnh nhất trong

tháng 1, khí áp mực nước biển vùng trung tâm có khi lên đến 1060hPa. Các đợt

XNLtrung bình thường có 7 ngày, cũng có thể kéo dàitới 9 ngày [24].

Cường độ của áp cao Siberia mạnh lên trong những năm 60 và yếu đi rất

nhiều những năm 1980, yếu đi rõ rệt từ những năm 70 đến những năm 90cũng

đượctác giả Gong D.Y và C.H. Ho (2002) nghiên cứu. Trong đó, cường độ áp cao

này được xác địnhlà giá trị Pmsl trung bình trên vùng (40-600N, 70-120

0E) [18].

Bingyi Wu & Jia Wang (2002) cũng xác định chỉ số áp cao Siberia trên

vùng (40-600N, 80-120

0E). Chỉ số nàycó tương quan cao với cường độ GMMĐ

Đông á (EAWMI) với hệ số tương quan (HSTQ) lên tới0,8. Đồng thời, tác giả cũng

cho rằng, có thể sử dụng chỉ số số áp cao Siberia đểđặc trưng cho cường độ của

EAWM[13].

Bên cạnh đó, EAWM biến đổi qua từng thập kỷ được tác giảDing Yihui và

cs(2014)xem xét trong thời kỳ 1951-2013. Kết quả cho thấy, EAWM mạnh lên từ

mùa đông 1950 đến mùa đông 1986/87, và yếu đi từ mùa đông 1986/87 đến mùa

đông 2004/05, song lại tăng cường từ năm 2005. Sự biến đổi của EAWM có liên

14

quan chặt chẽ với sự thay đổi của hoàn lưu khí quyển và nhiệt độ bề mặt biển.

Trong các năm EAWM mạnh/yếu thì nhiệt độ lạnh/nóng hơn ở Trung Quốc. Phân

tích sự biến đổi của hiện tượng El Nino và La Nina trong các thập kỷ từ 1951-2013

cho thấy, những thập kỷ 1961-1970, 1971-1980 và 2001-2013 hiện tượng La Nina

xảy ra nhiều hơn hiện tượng El Nino. Ngược lại ở những thập kỷ 1991-2000 thì

hiện tượng El Nino lại xảyra nhiều hơn [14].

Hình 1.1.Thời kỳ El Nino và La Ninatrong các thập kỷ từ 1951-2013 [14].

F. Panagiotopoulos và cs (2005)nghiên cứu sự biến đổivề cường độ của áp

cao Siberia trong vùng 400-65

0N và 80

0-120

0E. Kết quả cho thấy, cường độ áp cao

Siberia có xu hướng giảm trong năm 1978 và 2001.Khi đó, giá trị khí áp của áp cao

này giảm khoảng 2,5 hPa/thập kỷ và tương quan chặt chẽ với nhiệt độ bề mặt. Vì

vậy, nhiệt độ toàn cầu tăng có ảnh hưởng đến cường độ của nó. Trong khi, không

khí ấmtừ Đông Âu được xác định là cơ chế chính gây ra sự biến đổi của áp cao

Siberia và những biến đổi đó tác động mạnh mẽ đến biến đổi khí hậu [15].

Bên cạnh đó, Ghap Jhun Jong và cs (2004) lại phân tích cường độ của

GMMĐ ở Đông Á thông qua chỉ số GMMĐ. Chỉ số này dựa vàochênh lệch độ đứt

gió theo phương kinh tuyến trên mực 300mb để xác định sự biến đổi của EAWM

trên khu vực Đông Á. Chỉ số xác định bởi:Hiệu của tốc độ gió vĩ hướng trung bình

trên vùng (27,580N- 37,58

0N, 110,8

0E- 170,8

0E) và vùng (50,8

0N- 60,8

0N, 80,8

0E-

15

140,80E) ở mực 300hPa, thời kỳ 1958-2001. Qua nghiên cứu cho thấy, EAWM

mạnh xảy ra vào những năm có chuẩn sai lơn hơn 0,9. EAWM yếu xảy ra vào

những năm có chuẩn sai nhỏ hơn - 0,9. Cụ thể, các năm 1967, 1969, 1976, 1980,

1983, 1984 và 1985 là năm mạnh lên của EAWM, trong đó, các năm 1969, 1976

trong thời kỳ El Nino và năm 1984 là trong thời kỳ La Nina. Ngược lại, các năm

1958, 1971, 1972, 1978, 1989, 1991 và 1997, gió EAWMhoạt động yếu (năm 1972

trong thời kỳ La Nina và 2 năm 1991 và 1997 trong thời kỳ El Nino). Tuy nhiên,

các tác giả cho rằng, sự thay đổi GMMĐ ở khu vực Đông Á dường như không có

liên quan chặt chẽ đến các hiện tượng ENSO[17].

Sun và Wu (2015)cho rằng,EAWM có cường độ mạnhcó thể dẫn đến các

hiện tượng cực đoan, như hạn hán, lũ lụt, tuyết rơi và những đợt lạnh. Các tác giả

xem xét vai trò của SST biển Bắc TBD ở phía Đông Châu Á trong mùa đông. Các

biến trình chỉ số SST đưa ra tương đối phù hợp với biến thiên thập kỷ của EAWM

thời kỳ 1871-2012. Chỉ số EAWMI được định nghĩa là H500 hPa trong vùng (250 -

450N) và (110

0 -45

0E), nơi có rãnh Đông Á; khu vực này phản ánh sự khác biệt liên

quan đến EAWM (Sun và Li 1997, Wang và cộng sự, 2009, Wang and He

2012)[22].

Nghiên cứu của Lu and Chan (1999) đã thống nhất chỉ số gió mùa sử dụng

cho cả mùa hè và mùa đông sử dụng cho khu vực phía Bắc Biển Đông. Trênvùng

biển Biển Đông là khu vực quan trọng cho hoạt động EAWM. Quan sát gió mực

1000 và 200hPa, tác giả thấy có hiện tượng sự đổi chiều gió từ mùa đông sang mùa

hè và ngược lại. Do đó, ở khu vực Đông Á, gió vào mùa hè (mùa đông) có thành

phần hướng nam (hướng Bắc). Tuy nhiên, thành phần vùng trong hai mùa có thể

giống nhau (đông nam vào mùa hè và đông bắc vào mùa đông). Chủ yếu dựa trên

cơ chế độ tương phản nhiệt đối nghịch giữa hai mùa. Bởi vì, cơ chế vật lý cơ bản

giống nhau, nên chỉ có thể sử dụng xem xét cường độ của GMMĐ và cả trong mùa

hè. Để cung cấp một chỉ số thích hợp, một phương pháp đơn giản, các tác giả đãchỉ

ra các khu vực trong khu vực Châu Á TBD nơi có gió mùa mùa hè và mùa đông

chiếm ưu thế.Trong khu vực Châu ÁTBD, tốc độ gió theo phương vĩ hướng ởmực

16

1000 hPa trên khu vựccho giá trị lớn. Trong đó, gió mùa đông trongbốn tháng của

tháng 11, tháng 12, tháng 1 và tháng 2. Trong đó, tháng 4 và tháng 11 là thời kỳ

chuyển tiếp, chỉ số xác định như sau:

UMI = U1000 (7.50N–20

0N; 107.5

0E–120

0E) (2.1)

Khi UMI có giá trị lớn hơn 0,5 thì GMMĐ hoạt động yếu. Ngược

lại,khiUMI cho giá trị nhỏ hơn -0.5 thì GMMĐ hoạt động mạnh và giá trị UMI

trong khoảng (-0.5; 0.5) thìhoạt động GMMĐkhá ổn định. Mặt khác, khi xem xét sự

tương phản về nhiệt độ bắc- nam của 19 mùa đông, cho thấy, tương quan nhiệt độ

và tốc độ gió u mực 1000 trong phạm vi vùng (107.5-1200E, 7.5-20

0N) đạt 0.65 [20]

Dựa trên chỉ số của Lu and Chan (1999), Wu và Chan(2004) nghiên cứu về

mối quan hệ của gió mùa mùa hè và GMMĐtrên toàn khu vực Đông Á giai đoạn

1958-1999. Các tác giả thấy, có sự tương quan đáng kể giữa nhiệt độ mùa đông và

lượng mưa vào mùa hè ở Trung Quốc. Cụ thể, các tác giả xem xét trung bình của

thành phần gió tại mực 1000 hPa khoảng thời gian 20 năm (1976-1995). Kết quả

cho thấy, có một khu vực gió có thể phản ánh cường độ của gió mùa mùa hè và cho

cả mùa đông. Trong mùa đông thể hiện rõ bởi sự mạnh lên của gió bắc trong vùng

(107.5-1200E, 7.5-20

0N).Kết quả cho thấy, GMMĐhoạt động yếu trong các năm

1958/59; 1974/75; 1977/78; 1978/79; 1984/85. Ngược lại, GMMĐhoạt động mạnh

trong các các năm 1961/62; 1966/67;1981/82; 1962/63;1967/68; 1975/76 và

1985/86 [23].

Ngoài ra, Gao Hui và cs (2007) phân tích các năm có EAWM mạnh thểhiện

qua gió đông bắc mạnh hơn, nhiệt độ giảm mạnh đó làkhi áp cao Siberia và dòng

xiết gió tây đều rất mạnh, áp thấp Aleut và rãnh Đông Á khơi sâu. Cường độ của

GMMĐ dựa trên xác định các chỉ số: gió kinh hướng mực dưới tầng đối lưu V10m(Ji

và Sun, 1997; Chen và cộng sự(2001); Gió vĩ hướng ở trên tầng đối lưu u300hPa

(Jhun và Lee, 2004); rãnh Đông Á H500hPa (Sun và Sun, 1995) (Bảng 1).Trong đó,

mối tương quan giữa các chỉ số đạt độ tin cậy đều trên 99%. Kết quả cho

thấy,EAWMhoạt động mạnh trong các mùa đông1961/62,1967/68,1976/77,

1980/81, 1983/84, 1985/86. Ngược lại, EAWMhoạt động yếutrong các mùa đông

17

1958/59, 1972/1973, 1978/79, 1989/90, 1997/98. Tương ứng, cường độ áp cao

Siberia, dòng xiết gió tây đều rất mạnh, áp thấp Aleut và rãnh Đông Á khơi sâu và

ngược lại [16].

Bảng 1.1. Các chỉ số GMMĐĐông Á [16].

Chỉ

số

Biến Khu vực Cƣờng độ gió mùa

ICHEN V10m Hiệu (250-40

0N,120

0-140

0E)

và(100-25

0N, 110

0-130

0E)

Chỉ số nhỏ thì gió mùa EAWM hoạt

động mạnh và chỉ số lớn thì gió EAWM

hoạt động yếu

ISUN HGT500hPa (300-40

0N, 125

0-145

0E) Chỉ số nhỏ gió mùa EAWM hoạt động

mạnh và chỉ số lớn thì gió EAWM hoạt

động yếu

IJHUN U300hPa Hiệu (27,580-37,58

0N; 110,8

0-

170,80E) và (50,8

0N-60,8

0N;

80,80E -140,8

0E)

Chỉ số lớn thì EAWMhoạt động

mạnh. Chỉ số nhỏ thì EAWM hoạt động

yếu

Shi

Pmsl Hiệu (1100E; 20

0-50

0N)

và(1600E, 20

0-50

0N)

WMI > 1.0: GMMĐ hoạt động mạnh và

WMI < - 1.0: GMMĐ hoạt động yếu.

Wang và Chen (2013) xác định chỉ số mới của EAWM, thông qua xem xét

chỉ số đông-tây (EWI) (gradient khí áp giữa áp cao Siberia và áp thấp Aleutvà chỉ

số Bắc-Nam (NSI) (gradient giữa áp cao Siberiavà RXĐ). HSTQ giữa các chỉ số

được chuẩn hoá và Pmsl vùng tác giả chọn trong 45 năm là 0,99. HSTQ giữa chỉ số

EAWM và EWI (NSI) là 0,95 (0,91). HSTQ giữa NSI và EWI là 0,74. Các tác giả

cho rằng,mối quan hệ của Siberia và RXĐ cao hơn so với mối quan hệ của Siberia

và Aleut. Mặt khác, chỉ số này có liên quan mật thiết đến dao động ENSO vàSST

trên Ấn Độ Dương nhiệt đới[19].

IEAWM = (2SLP1 - SLP2 - SLP3)/2 (2.2)

Trong đó, SLP11à khí áp mực biển trong vùng (40,8–60,80N, 70,8–120,8

0E)

của áp cao Siberia, SLP2 là khí áp mực biển Bắc TBD vùng (30,8–50,80N, 140,8

0E

18

–170,80W), SLP3 là khí áp mực biển vùng RXĐ vùng (20,8

0S–10,8

0N, 110,8–

160,80E) (Hình 1.2).

Hình 1.2. Vùng hoạt động của các trung tâm khí áp dựa trên trường Pmsl trung bình

thời kỳ 1957-2001 và các vùng tác giả lựa chọn [19].

Kết quả cho thấy,RXĐ tương quan cao với EAWM qua đó ta thấy vai trò

RXĐ trong mối quan hệ với EAWM. Ngoài ra, các tác giả cho thấy, áp thấp Aleut

ảnh hưởng đến EAWM ở phần rìa tây nam hơn vùng trung tâm của nó (Bảng 1.2).

Bảng 1.2.Mối tương quan giữa cường độ các trung tâm khi áp với chỉ số

gradient áp suất bắc-nam (NSI), đông-tây (EWI) và chỉ số EAWMI trên các vùng

tương ứng (hình trên) và vùng tác giả chọn (hình dưới) [19].

SH AL RXĐ NSI EWI

EAWMI 0.91/0.89 0.64/0.58 0.48/0.61 0.91/0.92 0.95/0.91

EWI 0.78/0.81 0.83/0.81 0.29/0.30 0.74/0.67 —

NSI 0.94/0.82 0.29/0.26 0.66/0.82 — —

RXĐ 0.35/0.35 0.12/0.12 — — —

AL 0.30/0.30 — — — —

19

Xem xét mối quan hệ của ENSO với lượng mưa trong mùa đông ở phía

Nam Trung quốc trong thời kỳ La Nina và El Nino, tác giả YUAN, Li and YANG

(2013) xem xét đặc điểm của GMMĐ dựa trên các chỉ số khác nhau như:Trường

HGT mực 500, Pmsl và gió tầng thấp (V10m). Kết quả cho thấy, các mùa đông

trước năm 1980,trong thời kỳ La Ninathì EAWM hoạt động mạnh hơn. Ngược lại,

các mùa đông sau năm 1980 trong thời kỳ La Nina, cường độ của EAWM lại yếu đi

đáng kể. Bên cạnh đó, các tác giảcho rằng mùa đông "lạnh và ẩm ướt" ở miền nam

Trung Quốc vào tháng giêng cao hơn so với các tháng khác hay trong thời kỳ La

Nina sau năm 1980.Ngoài ra, những năm gần đây, mưa băng tuyết và bão tuyết

cũng xảy ra nhiều hơn vào tháng giêng thời kỳ La Nina [25].

1.3.2. Trong nƣớc

Bên cạnh các nghiên cứu ngoài nước thì ở Việt Nam, Nguyễn Viết Lành và

cs(2007) tập chung vào nghiên cứu về các đợt XNL của gió mùa Á-Úc. Các tác giả

cho rằng, hoạt động của các trung tâm tác động như áp cao Hoa Đông, áp cao lạnh

Siberia và áp cao Thanh Tạng làm ảnh hưởng đến các đợt XNL chủ yếu ở khu vực

phía Bắc, thường tăng cường mạnh vào các tháng chính và cuối đông. Ngoài ra, sự

gia tăng nhiệt độ trong tháng 1 và tháng 2 trong thời kỳ 1961-2000, ở một số trạm là

thời kỳ áp thấp Trung Hoa và áp cao TBD hoạt động mạnh[06].

Trước đó, Nguyễn Viết Lành, Chu Thị Thu Hường (2005)đã xem xét đặc

điểm hoạt động của các trung tâm khí áp, trường HGT và trường đường dòng trung

bình tháng trên các mực đẳng áp chuẩn, trong thời kỳ 1953-2000. Kết quả cho

thấy,trong các tháng đầu đông, các trung tâm khí áp biến đổi nhiều hơn so với các

tháng chính đông. Cường độ áp cao áp cao Siberia tăng trong tháng 11, ít biến đổi

trong tháng 12, tháng 1 và giảm khi sang tháng 2, tháng 3[04].

Dựa vào số liệu nhiệtđộ trung bình và cực tiểu tháng tại 21 trạm ở Bắc Bộ

trong thời kỳ 1961-2007, Chu Thị Thu Hường và cs (2010) đãnghiên cứu xu hướng

biến đổi cường độ của áp cao Siberia dựa vào khí áp mực nước biển và gió bề mặt.

Kết quả cho thấy, cường độ áp cao Siberia giảm chậm trong các tháng chính đông,

tăng chậm trong các tháng đầu và cuối đông. Bên cạnh đó, tác giả đã cho thấy mối

20

quan hệ khá tốt của áp cao Siberia với nhiệt độ trong các tháng mùa đông trên khu

vực Bắc Bộ trong thời kỳ và thể hiện mối tương quan có giá trị âm trong các tháng

mùa đông[02].

Nghiên cứu hoạt động của GMMĐ ở Việt Nam trong thời kỳ 1999-2009,

Đỗ Thị Thanh Thủy (2013) đã phân tích quan hệ giữa áp cao Siberia với áp thấp

Aleut và tốc độ gió vĩ hướng mực 200mb trong các tháng mùa đông tương ứng-0.78

và 0,77.Ngoài ra, mối quan hệ của áp thấp Aleut với tốc độ gió vĩ hướng tại trục

dòng xiết mực 200mb với HSTQ đạt tới -0.9. Hơn nữa, áp cao Siberia và áp thấp

Aleut có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, cả hai trung tâm này đều liên quan chặt chẽ

với trục dòng xiết mực 200mb, nhất làáp thấp Aleut. Mặt khác, tác giả cũng khẳng

định, vai trò trung tâm áp cao Siberia chi phối mạnh mẽ đến quá trình XNLtrong

mùa đông ở Việt Nam [09].

Vũ Thanh Hằng và cs (2010) xem xét sự biến đổi của các hiện tượng rét

đậm, rét hại trong giai đoạn 1961- 2007. Kết quả nghiên cứu cho rằng, áp cao lạnh

lục địa Siberia có cường độ mạnh nhất trong thời kỳ 1961-1970 (khí áp tại tâm là

1036mb), suy giảm về cường độ ở các thập kỷ tiếp với giá trị khí áp tại tâm chỉ đạt

1032hPa và vị trí tâm áp cao nằm xa về phía bắc hơn (cách xa vùng lãnh thổ Việt

Nam hơn so những thập kỷ trước đó). Điều này có thể là một trong những nguyên

nhân ảnh hưởng đến sự biến đổi của hiện tượng rét đậm, rét hại ở nước ta. Trong

khi, hiện tượng rét đậm, rét hại chủ yếu xuất hiện ở các vùng khí hậu phía bắc Việt

Nam [03].

Phân tích số đợt XNL trong 1994 - 2003,Trần Công Minh(2005)cho rằng,

mỗi năm có gần 30 đợt XNL. Trong ba tháng chuyển tiếp (tháng 4, tháng 5, tháng

10) có 25-27 đợt, các tháng 11, tháng 12, tháng 1, tháng 2 và tháng 3 mỗi tháng có

từ 34-37 đợt XNL. Các đợt XNL được đặc trưng bởi sự mạnh lên của tốc độ dòng

xiết cận nhiệt đới vào mùa đông. Trong đó, sự tồn tại và ổn định của dòng xiết gió

tây nhánh phía nam cao nguyên Tibet còn được xem là dấu hiệu mở đầu hay kết

thúc mùa đông ở Đông Á. Mùa đông hàng năm bắt đầu là khi dòng xiết gió tây phía

cao nguyên Tibet xuất hiện ổn định,thường khoảng cuối tháng 10 đầu tháng 11.

21

Trục của dòng xiết cận nhiệt đới trung bình nằm ở vĩ độ 27,50N dao động 20-35

0N.

Khi có sự XNL thì dòng xiết cận nhiệt lại mạnh lên. Mặt khác, vùng trung tâm cao

áp Siberia giá trị 1035mb, có thể đạt giá trị 1050 đến 1080mb [07].

Nghiên cứu mối quan hệ của XNL với áp thấp Aleut, Nguyễn Viết Lành và

cs(2016) phân tích cường độ của áp thấp Aleut thông qua chỉ số áp thấp Aleut. Chỉ

số này được tính thông qua giá trị khí áp trung bình khu vực khí áp nhỏ hơn hoặc

bằng 1005mb trong khu vực 20-700N, 120

0E-120

0W. Trong đó, áp thấp Aleut tương

quan cao với số đợt XNL có ảnh hưởng đến thời tiết trong mùa đông Việt Nam. Cụ

thể, khi áp thấp mạnh lên thì số đợt XNL xuống Việt Nam giảm đi và khi đó áp cao

Siberia có hướng lệch đông hơn so với lệch nam. HSTQ giữa cường độ Aleut và số

đợt XNL cho tất cả các chuỗi số liệu trong thời kỳ khá ổn định, cao nhất 0,7 (giai

đoạn 1986-2015) [05].

Nguyễn Đức Ngữ (2002)đã nghiên cứu biến đổi về cường độ các trung tâm

khí áp trong thời kỳ ENSO mạnh (El Nino năm 1997 và La Nina năm 1999). Tác

giả cho rằng,cường độ áp cao Siberia mạnh hơn trong mùa đông La Nina. Khi đó,

sống áp cao này phát triển mạnh về phía Đông Nam khống chế vùng biển cận nhiệt

đới Tây Bắc TBD. Đồng thời, RXĐmở rộng và tín phong Bắc Bán cầu mạnh lên

tăng cường cho hoạt động của GMMĐ[08].

Chu Thị Thu Hường (2015)cho rằng, biến đổi khí hậu có thể gây nên sự

biến đổi hệ thống hoàn lưu chung. Trong đó, áp cao Siberia cócường độ giảm,phạm

vi thu hẹp và lùi về phía bắc hơn trong mùa đông, thời kỳ 1961-2010. Trong khi đó,

áp thấp Aleut và RXĐ lại có phạm vi ít biến đổi [01].

Có thể nói, các nghiên cứu trong và ngoài nước cho đến hiện nay chủ yếu

vẫn tập trung phân tích biến đổi cường độ và phạm vi của áp sao Siberia hay một số

trung tâm khí áp, các chỉ số GMMĐ trong thời kỳ chính đông.Mà trong thời kỳ này,

các trung tâm tác động mạnh nhất và ổn định, cho hệ quả thời tiết về thời tiết rõ

ràng. Trên thực tế, hiện tượng thời tiết cực đoan thường xảy ra vào các tháng

chuyển tiếp đầu và cuối đông. Mặc dù vậy, thời kỳ chuyển tiếp lại chưa được nhiều

tác giả quan tâm hay đề cập đến. Ngoài ra, hầu như chưa có tác giả nào nghiên cứu

22

ngày bắt đầu và kết thúc của GMMĐtrên khu vực Việt Nam. Chính vì vậy, luận văn

sẽ nghiên cứu đặc điểm hoạt động của các trung tâm khí áp, sự biến đổi của các đợt

XNL trong thời kỳ chuyển tiếp. Số liệu, phương pháp và kết quả nghiên cứu sẽ

được trình bày trong chương 2 và 3 của luận văn này.

23

CHƢƠNG 2. SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Số liệu

2.1.1. Số liệu các đợtxâm nhập lạnh

Số liệucác đợt XNLnhập trong các tháng, năm ảnh hưởng đến Việt Nam

trong thời kỳ 1981–2015 được thống kê trong cuốn ―Đặc điểm khí tượng thủy

văn‖qua các nămcủa Trung tâm Khí tượngThủy văn Quốc Gia. Từ đó, ngày bắt đầu,

kết thúc các đợt XNLtrong thời kỳ 1995-2015 đã được thống kê vàphân tích.

2.1.2.Số liệu tái phân tích

Nguồn số liệu tái phân tích được cung cấp bởi Trung tâm dự báohạn vừa

Châu Âu (ERA) trong thời kỳ 1981-2015, có độ phân giải là 0.75x0.75 độ kinh vĩ.

Bộ số liệu này bao gồm:Số liệu trung bình thángcủa các trường khí áp mực nước

biển (Pmsl), độ cao địa thế vị (HGT) và gió kinh hướng (v), vĩ hướng (u) tại các

mực đẳng áp: 1000, 850, 700, 200hPa vàđược download

trênwebsite:http://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim-full-daily/levtype=sfc/.

Bên cạnh đó, số liệu SSTtrong thời kỳ 1981-2015cũng được sử dụng xem

xét các năm El Nino và La Nina. Nguồn số liệuđược download từ trang website:

https://www.esrl.noaa.gov/psd/data/correlation/nina3.data.

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

2.2.1. Phƣơng pháp xácđịnh đặc điểm hoạt động,cƣờng độ và phạm vi các

trung tâm khí áp

a) Đặc điểm hoạt động

Đặc điểm hoạt động của các trung tâm khí áp trong thời kỳ mùa đông được

phân tích dựa trên trường HGT và đường dòng trên các mực đẳng áp chuẩn 1000,

850, 700 và 200mb trong từng tháng. Thời kỳ hoạt động của GMMĐ được xác định

từ tháng 9 đến tháng 5 năm sau. Trong đó,tháng 9, 10 và 11 được xem là các tháng

đầu đông (hay thời kỳ chuyển tiếp từ hè sang đông), tháng 12, 1 và 1 được xem là

tháng chính đông và tháng 3, 4 và 5 là các tháng cuối đông (hay thời kỳ chuyển tiếp

từ đông sang hè).

24

b) Cường độ các trung tâm khí áp

Dựa trên bản đồ Pmsl trung bình 3 tháng cuối đông, cường độ của các trung

tâm khí áp được xác định dựa trên giá trị Pmsl trung bình vùng gần trung tâm của

các trung tâm khí áp (Hình 2.1).

Hình 2.1. Bản đồ trường Pmsl trung bình trong tháng 3, tháng 4 và tháng 5

Cụ thể, cường độ áp cao Siberia, được xác định là giá trị trung bình Pmsl

trong vùng (450N- 55

0N, 70

0E- 95

0E). Đây là vùng hình chữ nhật bao phủ trung tâm

của áp cao, nơi có khí áp trung bình lớn hơn 1018 hPa. Trong các tháng cuối đông,

trung tâm áp cao Siberia đã dịch lên phía tây bắc hơn trong các tháng chính đông rất

nhiều(Hình 2.1).

Cường độ cuả áp thấp Aleut được xác định là Pmsl trung bình vùng 500N–

600N, 170

0E–145

0W. Đây là vùng chữ nhật bao phủ trung tâm của áp thấp, nơi có

khí áp trung tâm nhỏ hơn 1008hPa (Hình 2.1).

Cường độ của RXĐ được xác định trung bình Pmsl trên vùng 100S–10

0N,

800E–160

0E. Đây là hình chữ nhật bao phủ vùng trung tâm của rãnh thấp,nơi có

khí áp trung bình trong 3 tháng cuối đông nhỏ hơn 1010 hPa (Hình 2.1).

c) Phạm vi hoạt động

Phạm vi hoạt động các trung tâm khí áp được xác định là vùng không gian

mà nó bao phủ (có thể xác định qua đường đẳng áp) trong một khoảng thời gian

25

nhất định. Tuy nhiên, do cường độ của các trung tâm khí áp thường biến đổi trong

các tháng, các thời kỳ nên các đường đẳng áp cũng sẽ bị biến đổi theo. Bởi vậy, sự

biến đổi phạm vi hoạt động của của các trung tâm khí áp được xác định dựa trên sự

dịch chuyển, mở rộng hay thu hẹp của một đường đẳng áp đặc trưng trong từng

tháng,thờikỳ và qua từng thập kỷ.

Trong luận văn sử dụng đường đẳng áp 1016 hPa để xem xét sự mở rộng

hay thu hẹp phạm vi hoạt động của áp cao Siberiaqua các thập kỷ. Tương tự, với

sự biến đổi của áp thấp Aleut và RXĐ, sử dụng đường đẳng áp 1010hPa, để xem

xét sự biến đổi phạm vi hoạt độngqua các thập kỷ.Trong đó, phạm vi biến đổi xem

xét trong các tháng cuối đông.

2.2.2. Xác định các chỉ số gió mùa, ENSO

Các chỉ số gió mùa đã được nhiều tác giả xây dựng để xác định cường độ

GMMĐ như Shi, 1996;Jhun và Lee, 2004; Lu và Chan, 1999; Sun và Sun, 1995; Ji

và Sun, 1997 và Chen et al (2001)... Dựa trên cơ chếhoàn lưu hay sự chênh lệch

Pmsl giữa biển (kinh tuyến 1600E) và lục địa(kinh tuyến 110

0E).Có thể nói rằng,

phần lớn các chỉ số được xây dựng trên nhiều quan điểm, cho các khu vực khác

nhau, thời gian và phạm vi xây dựng chỉ số khác nhau.Tuy nhiên, các chỉ số này đều

xây dựng định lượng về một đặc tính và đặc trưng cho cường độ của GMMĐ.

Hệ thống gió mùa toàn cầu là một thành phần quan trọng trong hệ thống khí

hậu chung. Khi hệ thống khí hậu có sự biến đổi thì tác động đến khí hậu gây ra

những ảnh hưởng rõ rệt trong hệ thống gió mùa toàn cầu. Điều này đặc biệt chính

xác đối với hệ thống gió mùa châu Á và thường bị chi phối chủ yếu bởi chênh lệch

nhiệt độ giữa đất liền và biển. Mặt khác, gió mùa là một trong hệ thống rất phức tạp

cả về không gian và thời gian. Vì vậy mà khó có thể có một chỉ số nào có thể hiện

được đầy đủ đặc điểm và diễn biến của gió mùa. Trong luận văn này, cường độ của

GMMĐ được xác định theo các chỉ số sau:

- Chỉ số GMMĐ Đông Á (East Asia Winter Monsoon index: EAWMI): Xác

định dựa vào hiệu của tốc độ gió vĩ hướngtrung bình trên 2 vùng (27.50N-37.5

0N;

110,80E-170,8

0E) và (50,8

0N-60,8

0N; 80,8

0E-140,8

0E)ởmực 300hPa[17].

26

Hình 2.2. Vùng xác định chỉ số EAWM [19]

EAWMI= U300 (27,5-37,50N; 110-170

0E) - U300 (50-60

0N; 80-140

0E) (2.1)

Khi chỉ số EAWMI lớn hay tốc độ dòng xiết trên vùng (27,5-37,50N; 110-

1700E) mạnh còn tốc độ dòng xiết trên vùng (50-60

0N; 80-140

0E) lại yếu thìEAWM

hoạt động mạnh và ngược lại.

- Chỉ số GMMĐ tổng hợp(UMI) (Lu và Chan, 1999)[20]:Xác định trung

bình tốc độ gió vĩ hướng mực 1000hPa trên vùng (7.5–200N; 107.5–120

0E) (hình

2.3) hay

Hình 2.3. Vùng xác định chỉ số GMMĐ tổng hợpUMI [20]

UMI = U1000 (7.50N–20

0N; 107.5

0E–120

0E) (2.2)

Nếu chỉ số UMI >0,5 thì GMMĐ hoạt động yếu và ngược lại, chỉ số UMI<

-0.5 thì GMMĐhoạt động mạnh. Còn khi, chỉ số UMI có giá trị trongkhoảng (-0.5;

0.5) thì GMMĐhoạt động ổn định.

- Chỉ số GMMĐ(WMI): Được xác định dựa trên sự chênh lệch khí áp giữa

lục địa vàbiển hay giữa vùng (20-500N, 110

0E) và vùng (20-50

0N, 160

0E)(Shi,

1996) (Hình 2.4)

27

Hình 2.4. Vùng xác định chỉ số GMMĐ WMI [21]

WMI = Pmsl(20-500N; 110

0E) – Pmsl(20-50

0N, 160

0E) (2.3)

Nếu chỉ số WMI >1.0 thì GMMĐ hoạt động mạnh và ngược lại, nếu chỉ số

WMI <-1.0 thì GMMĐ hoạt động yếu.

Bên cạnh đó, cường độ của GMMĐ còn được xác định dựa trên cường

độcủa các trung tâm khí áp tác động chính như áp cao Siberia, áp thấp Aleut và

RXĐ. Trong nghiên cứu này, chỉ số đặc trưng cho cường độ của trung tâm khí áp có

thể cũng được coi như các chỉ số gió mùa.

Ngoài ra, các thời kỳ ENSO được xác định dựa trên chỉ số dị thường nhiệt

độ mặt nước biển trên vùng NINO 3. Trong đó, thời kỳ El Nino/La Nina là thời kỳ

liên tục, kéo dài từ 6 tháng trở lên, của chuẩn sai tháng nhiệt độ trung bình mặt nước

biển ( ) ở vùng NINO.3 (50N - 5

0S, 150

0W - 90

0W) ≥ 0,5

0C hoặc ≤ -0.5

0C.

Thời kỳ có -0,50C < SSTA < 0,5

0C được gọi là thời kỳ không ENSO hay thời kỳ

trung tính [08].

2.2.3.Phƣơng pháp xác định ngày bắt đầu, kết thúc mùa đông và sự biến đổi

của các đợt XNL

Trong nghiên cứu này, ngày bắt đầu mùa đông được xác định là ngày đầu

tiên của đợt XNL ảnh hưởng đến Việt Nam, ngày kết thúc mùa đông được xác định

là ngày cuối cùng của đợt XNL cuối cùng trong thời kỳ chuyển tiếp từ mùa đông

sang mùa hè.

SSTA

28

Sựbiến đổi của các đợt XNL trong thời kỳ 1981-2015 đã được phân tích

dựa trên số đợt XNL trong từng tháng, năm, thập kỷ.Giá trị trung bình của chúng

được tính theo công thức sau:

n

t

t=1

1X = X

n (2.4)

trong đó, n là tổng số năm nghiên cứu từ 1981-2015 (35 năm), Xt là trị số của yếu tố

x vào năm t (t=1,.,35)

Xu thế biến đổi của số đợt XNL, cường độ của các trung tâm khí áp trong

từng tháng, thời kỳ 1981-2015,được xác định dựa trên hệ số a1của phương trình hồi

quy tuyến tính một biến y = a1x + a0. Số đợt XNL, cường độ của áp cao Siberia sẽ

tăng nếu hệ số a1 > 0 và sẽ giảm nếu a1 < 0. Riêng đối với áp thấp Aleutvà RXĐthì

ngược lại.

2.2.4.Phƣơng pháp xác định mối quan hệ giữa cƣờng độ của gió mùa với số đợt

XNL

Mối quan hệ giữa cường độ của gió mùa với số đợt XNL được xác định dựa

trên mối quan hệ tương quan giữa các chỉ số gió mùa với số đợt XNL hay thời gian

kéo dài đợt XNL. Đồng thời, quan hệ giữa cáctrung tâm khí áp cũng được xác định

trong tháng chính đông và cuối đông theo công thức sau:

1

2 2

1 1

n

tl t tl t

l

n n

tl t tl t

l t

Y Y X X

r

Y Y X X

(2.5)

Trong đó, Ytllần lượt là cácchỉ số gió mùa trong tháng thứ t, năm thứ l

Xtl là số đợt XNL hoặc thời gian kéo dài đợt XNLtrong tháng thứ t, năm

thứ l.

Khi HSTQ càng cao hay tương quan giữa chỉ số GMMĐ với số đợt XNL

cao thì hai chuỗi số liệu có mối quan hệ chặt chẽ hơn và ngược lại.

Xem xét mối tương quan của hai chuỗi số liệu ta sử dụng bảng tra Student

(t)Phan Văn Tân (2010) [10], kết quả cho thấy, khi HSTQ đạt 0,33 thì đạt mức tin

29

cậy 95% và HSTQ đạt 0,43 thì mức tin cậy 99%.còn ngoài ra mức tin cậy không

đáng kể.

Ngoài ra, để làm rõ hơn vai trò của các trung tâm khí áp đến hoạt động của

KKL.Xem xét phạm vi biến đổi của các trung tâm trung bình5 năm có tổng số đợt

XNL nhiều nhất và trung bình 5 năm có số đợt XNL ít nhất trong thời kỳ nghiên

cứu so vớiTBNN. Cụ thể, phạm vi biến đổi của áp cao Siberia sử dụng đường 1016

hPa để xem xét phạm vi biến đổi của trung tâm trong từng tháng so với TBNN. Áp

thấp Aleut sử dụng đường 1012 hPa để xem xét phạm vi biến đổi của trung tâm

trong từng tháng so với TBNN. RXĐ sử dụng đường 1010 hPa để xem xét phạm vi

biến đổi của trung tâm trong từng tháng so với TBNN.Sử dụng phần mềm Grads để

hiển thị các bản đồ, cường độ và phạm vi hoạt động của các trung tâm tác động

chính sẽ được trình bầy cụ thể trong chương 3 sau đây.

30

CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐỢT XÂM NHẬP LẠNH

TRONG CÁC THÁNG CHUYỂN TIẾP

3.1. Đặc điểm hoạt động và sự biến đổi phạm vi, cƣờng độ của các trung tâm

khí áp

3.1.1. Đặc điểm hoạt động của các trung tâm khí áp trong thời kỳ mùa đông

Các trung tâm khí áp biến động khá phức tạp theo không gian và thời gian.

Hoạt động của các trung tâm tác động chính trong mùa đông nói chung và mùa

chuyển tiếp nói riêng. Trong đó với các tháng chuyển tiếp từ đông sang hè, cùng với

sự yếu đi của các hệ thông trung tâm tác động trong mùa đông là sự bắt đầu mạnh

lên về cường độ và phạm vi hoạt động của các trung tâm khí áp chi phối thời tiết

trong mùa hè như áp thấp Nam Á, áp cao cận TBD, áp cao Mascaren và áp cao

Châu Úc. Sự bắt đầu này được xem xét đánh giá cho sự kết thúc của mỗi mùa đông.

Thời kỳ đầu đông, các trung tâm hoạt động trong mùa đông mạnh dần lên

vềcường độ và phạm vi hoạt động được mở rộng hơn. Trong tháng 9, trên mực

1000hPa, áp cao Siberia ở khoảng 520N, 95

0E, khí áp tại trung tâm khoảng 1020mb,

phạm vi hoạt động hẹp và chưa ảnh hưởng nhiều đến thời tiết Việt Nam. Sang tháng

10, áp cao Siberia mở rộng sang phía đông, cường độ mạnh lên, phạm vi hoạt động

được mở rộng, trị số khí áp tại tâm lên tới 1024mb. Đường 1020hPa gần tới biên

giới phía Bắc Việt –Trung. Sang tháng 11, cường độ của áp cao này mạnh lên, trị số

khí áp tại tâm 1028mb, cao hơn TBNN là 8mb. Khi này, đường 1020hPa đi qua Bắc

Trung Bộ và càng lên cao cao, trục áp cao này nghiêng về phía Nam (Hình 3.1)

Tương tự áp cao Siberia, áp thấp Aleut có cường độ và phạm vi hoạt động

mạnh dần từ tháng 9 sang tháng 10. Tháng 11, áp thấp có xu hướng dịch xuống phía

Nam, thể hiện rất rõ ở mực 850mb và mực 700mb. Càng lên cao, trung tâm áp thấp

lệch về Tây Bắc. Từ mực 700mb lên trên, áp thấp này tồn tại dưới dạng một rãnh

thấp (Hình P3.2).

RXĐ nằm trong khoảng vị trí khoảng (50N, 10

0S) dọc theo vĩ tuyến, khí áp

vùng trung tâm khí áp là 1010hPa.Trong thời kỳ chuyển tiếp, RXĐ có xu hướng

31

dịch chuyển dần xuống phía Nam.

Hình 3.1. Bản đồ trường HGTvà đường dòng các mực 1000 và 850hPa của các

tháng đầu đông

Trong khi đó, cường độ áp cao cận nhiệt đới Bắc TBD, trong tháng đầu

đông giảm rõ rệt, thể hiện rõ nhất ở tháng 11, phạm vi có xu hướng dịch về phía

32

đông. Cáctrung tâm khí áp tác động chi phối trong mùa hè đã suy yếu rõ rệt nhường

chỗ cho các trung tâm tác động trong mùa đông (Hình 3.1).

Hình 3.2.Bản đồ trườngHGT và trường đường dòng các mực 1000 và 850mb trong

các thángchính đông

Sang các tháng chính đông (Hình 3.2), nhìn chung các trung tâm tác động

trong mùa đông đã mạnh về cường độ, phạm vi mở rộng hơn. Trong đó, áp cao

Siberia mạnh lên rõ rệt so so với các tháng đầu đông, khí áp trung tâm đạt tới

1030hPa, ởkhoảng 450N, 100

0E. Ta thấy, áp caodịch chuyển xuống phía nam, mở

33

rộng về phía đông so với tháng 11 và thể hiện rõ nhất trong tháng 1. Bên cạnh đó,

áp thấp Aleut cũng mạnh lên, xu hướng dịch chuyển sang phía tây với trị số khí áp

tại tâm là 1000mb, tương ứng độ cao địa thế vị là 0mtv. Kích thước theo phương

ngang cũng như thẳng đứng của áp thấp Aleut tăng lên đáng kể so với các tháng đầu

đông. Xét theo phương nằm ngang, áp thấp này gần như bao trùm cả phần phía Bắc

của TBD. Còn xét theo phương thẳng đứng, trung tâm càng lên cao càng lệch về

phía tây. Trên mực 700mb vị trí trung tâm ở khoảng 570N, 145

0E, tới mực 200mb

áp thấp chỉ thể hiện dưới dạng một vùng thấp (Hình P 3.3).

Trong khi đó, RXĐdịch chuyển xuống phía Nam, trị số thấp nhất trên RXĐ

tại vùng trung tâm là 1010mb và vị trí ở khoảng 100N-30

0S thể hiện khá mạnh

(Hình 3.2).

Các tháng chuyển tiếp từ đông sang hè, các trung tâm khí áp chi phối thời

tiết trong mùa đông có cường độ các trung tâm yếu dần, phạm vi thu hẹp. Hệ thống

các trung tâm khí áp hoạt động trong mùa hè đang mạnh dần lên như áp thấp Nam

Á, áp cao Bắc TBD, áp cao Mascaren và áp cao Châu Úc, đang dần thay thế cho các

trung tâm khí áp hoạt động trong mùa đông. Khi các trung tâm này mạnh lên tạo

điều kiện thuận lợi cho gió mùa Tây Namhoạt động mạnh hơn (Hình 3.3).

Nhìn chung, hệ thống khí áp hoạt động trong thời kỳcuối đông có những

thay đổi đáng kể so với thời kỳ chính đông. Sự suy yếu dần của áp cao Siberia, trị

số khí áp tại tâm giảm, khoảng 480N, 90

0E đã dịch dần lên phía Tây Bắc. Khi đó,

đường 1020hPa dịch dần về phía Bắc ở biên giới Việt –Trung. Cường độ áp cao này

giảm sang tháng 4 và phạm vi ảnh hưởng thu hẹp rõ.

Sang tháng 5 (Hình 3.3), cường độ các trung tâm khí áp hoạt động trong

mùa đông suy yếu, thay vào đó là sự xuất hiện của các trung tâm khí áp hoạt động

trong mùa hè như áp thấp Nam Á, áp cao TBD, áp cao Chấu Úc... Bên cạnh đó, áp

thấp Aleut có sự thay đổi trong thời kỳ cuối đông cả về vị trí và cường độ và phạm

vi ảnh hưởng với trị số khí áp tại tâm 1006mb. Cụ thể, tháng 4, áp thấp này dịch

chuyển dần sang phía đông so với tháng 3, cường độít thay đổi và phạm vi hoạt

động thu hẹp lại. Ở mực 700mb áp thấp này không còn thể hiện rõ nữa. Sang tháng

34

5, vị trí trung tâm của áp thấp Aleut dịch chuyển tâm về phía Đông Bắc hoạt động

yếu dần, trị số khí áp tại tâm 1012mb. Trên mực 200mb, áp thấp này chỉ còn thể

hiện dưới dạng một rãnh thấp [Hình P 3.4]

Hình 3.3. Bản đồ trường HGT và trường dòng các mực 1000 và mực 850mb

cáctháng cuối đông

Trong khi đó, áp cao TBD có xu hướng mạnh dần lên trong tháng 3, vị trí ở

khoảng 350N, 140

0W. Cường độ áp cao TBD tăng lên đáng kể và càng lên cao tâm

35

áp cao càng lệch về phía Tây Tây Nam bao trùm lên lãnh thổ Việt Nam. Sang tháng

4, vị trí ở khoảng 150N, 135

0E và trục của nó đi qua vĩ tuyến 14

0N. Từ hình 3.3 cho

thấy, Việt Nam chịu ảnh hưởng của dòng gió đông từ rìa áp cao TBD thể hiện rõ

trên mực850mb. Trên khu vực Bắc Bộ có sự hội tụ trường gió từ áp cao này với

dòng gió rìa áp cao Siberia. Trên mực700 và 200mb khu vực Bắc Bộ Việt Nam có

sự hội tụ của dòng gió tây và dòng gió thổi từ rìa áp cao TBD gây nên thời tiết xấu

(Hình 3.3).

Sự biến đổi các trung tâm áp cao Siberia trong tháng 5 đã suy yếu. Bên

cạnh đó, áp thấp Aleut cũng không còn ảnh hưởng trong tháng này và thay vào đó là

sự xuất hiện của áp cao Hoa Đông và sự mạnh lên của áp cao TBD.

Trong các tháng cuối mùa đông, xoáy thuận hành tinh có cường độ yếu,

phạm vi thu hẹpvà rãnh Đông Á không còn sâu như trước nữa. Các hệ thống trung

tâm khí áp tác động trong mùa đông suy yếu được thay thế dần bởi các hệ thống

trung tâm tác động của mùa hè như áp cao TBD, áp cao Maxcaren, áp cao Châu Úc

đang dần mạnh lên, vị trí khoảng 300S. Trên mực 1000hPa, áp cao Siberia không

còn thể hiện rõ, dịch lên phía tây bắc, áp thấp Aleut suy yếu dịch lên trên vĩ độ cao

hơn.

Nhìn chung, các trung tâm khí áp áp cao Siberia, áp thấp Aleut và RXĐ là

các trung tâm tác động chính trong thời kỳ mùa đông. Các trung tâm tác động có

cường độtrong các tháng chính đông,đặc biệt là trong tháng 1. Tuy nhiên, trong

các tháng chuyển tiếp từ đông sang hè, phạm vi và cường độ áp cao Siberia yếu

hơn so với các chính đông nhưng vẫn thể hiện được vai trò quan trọng ảnh hưởng

đến thời tiết của Việt Nam.

3.1.2.Sự biến đổi cƣờng độ và phạm vi hoạt động của một số trung tâm khí áp

trong các tháng cuối đông

Như đã đưa ra trong chương 2, sự thay đổi phạm vi hoạt động của các trung

tâm tác động biến đổi theo không gian và thời gian. Trong đó, phạm vi biến đổi của

áp cao Siberia qua từng thập kỷ sẽ được xác định dựa trên sự thay đổi phạm vi mở

rộng hay thu hẹp bởi đường 1016hPa. Tương tự, áp thấp Aleut và RXĐ, phạm vi

36

biến đổi dựa vào biến đổi của đường đẳng áp 1010hPa biến thiên qua các thập kỷ.

Trong đó, áp cao Siberia là trung tâm chính tác động đến thời tiết trên khu vực Châu

Á. Hệ quả thời tiết thể hiện được thể hiện thông qua các đợt XNL xảy ra trong các

tháng tạo nên thời tiết đặc trưng các tháng mùa đông nói chung và mùa chuyển tiếp

nói riêng.

Cụ thể, trong tháng 3, phạm vi áp cao Siberia ít biến đổi. Tuy nhiên trong

các thập kỷ gần đây, áp cao Siberia mở rộng hơn so với TBNN, đặc biệt ở nửa thập

kỷ gần đây nhất.

Hình 3.4. Phạm vi biến đổi của các trung tâm khí áp qua các thập kỷ trong tháng 3

Ngược lại,ở các thập kỷ 1981-1990và 1991-2000,phạm vi áp cao Siberia

thu hẹp nhất. Cụ thể, đường 1016hPa của TBNN vào khoảng 220N, trong khi trung

bình thập kỷ gần đây đường 1016hPa ở khoảng 210N. Bên cạnh đó, áp thấp Aleut

37

biến đổi rõ rệt hơn qua các thập kỷ. Trong thập kỷ gần đây, phạm vi áp thấp Aleut

thu hẹp rõ rệt. Ngược lại, áp thấp Aleut mở rộng trong thập kỷ 1981-1990 và 1991-

2000. Nhìn chung,phạm vi biến đổi của áp thấp Aleut có xu hướng ngược lại so với

áp cao Siberia. Bên cạnh đó, RXĐ có phần ít biến đổi hơn(Hình 3.4)

Hình 3.5. Phạm vi biến đổi của các trung tâm khí áp qua các thập kỷ trong tháng 4

Sang tháng 4, phạm vi hoạt động của các trung tâm khí áp thu hẹp rõ rệt so

với tháng 3 và ít biến đổi. Trong đó, trung tâm áp cao Siberia đã dịch chuyển lên tây

bắc, ảnh hưởng đến Việt Nam rất ít. Ở các thập kỷ gần đây, phạm vi thu hẹp rõ rệt.

Áp thấp Aleut biến đổi biến đổi nhiều giữa các thập kỷ và đã dịch chuyển lên vĩ độ

cao hơn. Tuy nhiên, phạm vi biến đổi áp thấp Aleut ở thập kỷ 1991-2000 mở rộng

hơn so với các thập kỷ khác. Ngược lại, các thập kỷ gần đây, phạm vi của áp thấp

Aleut lại thu hẹp hơn (Hình 3.5).

38

Các trung tâm khí áp có phạm vi thu hẹp hơn trong tháng 5và ít biến đổi giữa

các thập kỷ. Áp cao Siberia đã dịch chuyển lên phía tây bắc, áp thấp Aleut cũng đã

dịch chuyển lên vĩ độ cao hơn và phạm vi thu hẹp,đặc biệt đối với các thập kỷ gần

đây phạm vi thu hẹp hơn.Bên cạnh đó, RXĐ phạm vi ít biến đổi(Hình 3.6).

Hình 3.6. Phạm vi biến đổi của các trung tâm khí áp qua các thập kỷ trong tháng 5

Nhìn chung, trong các tháng chuyển tiếp cuối đông, phạm vi của các trung

tâm thu hẹp và dịch chuyển lên vĩ độ cao hơn. Áp cao Siberia và RXĐ ít biến đổi

qua các thập kỷ hơn. Trong các thập kỷ gần đây áp cao Siberia, RXĐ cóphạm mở

rộng hơn so với các thập kỷ, áp thấp Aleut thì ngược lại và biến đổi rõ rệt hơn qua

các thập kỷ thể hiện rõ tháng 3 và tháng 4.

39

b) Cường độ của các trung tâm khí áp

Bên cạnh sự thay đổi về phạm vi hoạt động của các trung tâm tác động thì

sự thay đổi về cường độ cũng các trung tâm tác động trong thời kỳ cuối đông cũng

đang là vấn đề cần quan tâm.

Hình 3.7. Cường độ của các trung tâm khí áp thời kỳ 1981-2015 trong tháng 3

Nhìn chung, xu thế biến đổi của áp cao Siberia giảm theo thời gian và áp

thấp Aleutvà RXĐ có xu thế biến đổi ngược lại. Cụ thể, cường độ áp cao Siberia

trong tháng 3 có xu thế giảm gần 0.6hPa/thập kỷ. Tuy nhiên, năm 1985 và năm

2011, cường độ áp cao Siberia hoạt động mạnh, trị số khí áp lên đến 1031hPa, cao

hơn TBNN. Bên cạnh đó, cường độ áp thấp Aleut và RXĐ lại có xu thế tăng nhẹ

theo thời gian. Áp thấp Aleut tăng xấp xỉ 0.3hPa/thập kỷ. Riêng RXĐ cường độ ít

biến đổi hơn trong suốt thời kỳ nghiên cứu(Hình 3.7).

y = -0,0625x + 1026,5

1015

1020

1025

1030

1035

19

81

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

hp

a

Năm

SH - T3 y = -0,0359x + 1015,7

1010

1012

1014

1016

1018

1020

19

81

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

hp

a

Năm

Aleut - T3

y = -0,0185x + 1010,2

1005

1007

1009

1011

1013

1015

19

81

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

hp

a

Năm

RXĐ - T3

40

Hình 3.8. Cường độ của các trung tâm khí áp thời kỳ 1981-2015 trong tháng 4

Trong tháng 4, cường độ của áp cao Siberia và RXĐ có xu hướng giảm nhẹ,

áp thấp Aleut thì ngược lai, cường độ có xu thế tăng nhẹ theo thời gian.

Nhìn chung,cường độ áp cao Siberia trong tháng 4 cógiá trị cao trong các

năm 1991, 1995, 1999, 2007 và 2011, thuộc thời kỳ La Nina. Bên cạnh đó, cường

độ áp thấp Aleut mạnh các năm 1985, 1987, 1992, 1998,2001, 2004, 2011, 2012 và

năm 2014 (trong đó, các năm 1987, 1992, 1998 và 2014 thuộc thời kỳ El Nino).Và

RXĐ ít biến đổi, hoạt động mạnh trong năm 1985, trị số khí áp tại vùng trung tâm

xuống 1008hPa(Hình 3.8).

Xu thế biến đổi của áp cao Siberia tăng nhẹ trong tháng 5 còn áp thấp Aleut

và RXD có xu thế giảm nhẹ theo thời gian. Trong đó, năm 2000, cường độ áp cao

y = -0.0098x + 1019.9

1015

1017

1019

1021

1023

10251

98

1

19

84

19

87

19

90

19

93

19

96

19

99

20

02

20

05

20

08

20

11

20

14

hp

a

Năm

SH - T4

y = -0.0148x + 1014.2

1010

1012

1014

1016

1018

19

81

19

84

19

87

19

90

19

93

19

96

19

99

20

02

20

05

20

08

20

11

20

14

hp

a

Năm

AL - T4

y = 0,0006x + 1009,6

1005

1007

1009

1011

1013

1015

19

81

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

hp

a

Năm

RXĐ - T4

41

Siberia lên đến 1024hPa cao hơn TBNN (1015hPa)(Hình 3.9).

Hình 3.9. Cường độ của các trung tâm khí ápthời kỳ 1981-2015 trong tháng 5

Trong các tháng cuối đông, cường độ áp cao Siberia có xu thế giảm trong

tháng 3 và tháng 4, nhưng lại tăng nhẹ trong tháng 5. Ngược lại, cường độ áp thấp

Aleut tăng trong tháng 3, tháng 4 và giảm trong tháng 5 vàRXĐ ít biến đổi.

Có thể thấy, trong thời kỳ La Nina trung tâm áp cao Siberia và RXĐcó

cường độ mạnh lên, trung tâm Aleut thì lại ngược lại. Trong thời kỳ El Nino, cường

độ trung tâm áp thấp Aleut mạnh hơn, còn cường độ trung tâm Siberia và RXĐlại

yếu đi.

3.2. Đặc điểm hoạt động của không khí lạnhtrong thời kỳ 1981-2015

3.2.1. Sự biến đổi của số đợt xâm nhập lạnh

Dựa vào số liệu thống kê, số đợt XNL trung bình mỗi năm có 28 đợt ảnh

hưởng đến Việt Nam. Các đợt XNL ảnh hưởng dưới dạng các đợt GMĐB hay đợt

y = 0.0112x + 1015.2

1010

1015

1020

1025

1030

10351

981

19

83

19

85

19

87

19

891

991

19

93

19

951

997

19

99

20

012

003

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

hp

a

Năm

SH - T5 y = 0.007x + 1013.1

1010

1012

1014

1016

1018

1020

19

811

983

19

851

987

19

891

991

19

931

995

19

971

999

20

012

003

20

052

007

20

092

011

20

132

015

hp

a

Năm

Aleut - T5

y = 0,0039x + 1009,6

1005

1006

1007

1008

1009

1010

1011

1012

1013

1014

1015

hp

a

Năm

RXĐ - T5

42

KKLTC. Thời gian ảnh hưởng từ tháng 9 năm nay đến tháng 5năm sau. Số đợt

XNL tăng dần từ các tháng đầu đông đến các tháng chính đông rồi giảm dần trong

các tháng cuối đông. Trong các tháng mùa hè, gần như không có đợt XNL nào.

Trong 12 năm El Ninothì 6 năm có số đợt XNL thấp hơn TBNN, trong đó

có 4 năm xảy ra El Nino mạnh (năm 1983, 1997, 2002 và 2006). Trái lại, Trong 13

nămLa Nina thì 9 năm có số đợt XNL cao hơn hoặc bằng TBNN, đặc biệt, số đợt

XNL đã lên đến 8 hay 10 đợt trong năm 1995 và 2011 tương ứng.Tuy nhiên,

cũngtrong năm La Nina mạnh (1989 và 1999), số đợt XNL lại thấp hơn TBNN 4

đến 5 đợt (Hình 3.10 ).

Hình 3.10.Xu thế biến đổi số đợt XNL giai đoạn 1981-2015

Tổng số đợt XNL trong thời kỳ 1981-2015có xu thế tăng xấp xỉ 1 đợt/thập

kỷ. Số đợt XNL cao nhất trong 2 năm 1995 và 2011, tương ứng 36 đợt và 38 đợt

cao hơn TBNN. Ngược lại, số đợt XNL ít nhất trong năm 1983, 1992 và năm

1999tương ứng22-23 đợt, những năm gần đây số đợt XNL có xu hướng giảm dần

(Hình 3.10)

Số đợt XNL trong các tháng cuối đông biến đổi qua các thập kỷ không có

quy luật rõ ràng. Trong thập kỷ 1991-2000, số đợt XNL cao hơn so với các thập kỷ

còn lại(tháng 3 và tháng 5), nhưng trong tháng 4 lại ít hơn so với các thập kỷ khác,

trong khí đó, phạm vi hoạt động của áp thấp Aleut được ở rộng nhất. Số đợt XNL

trong nửa thập kỷ cuối trong hầu hết các tháng thấp hơn các thập kỷ còn lại (trừ

tháng 3) (Hình 3.11).

y = 0,0812x + 26,509

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Số đ

ợt

Năm

Số đợt xâm nhập lạnh

43

Hình 3.11. Số đợt XNL trung bình trong từng thập kỷcác tháng cuối đông

Hình 3.12. Xu thế biến đổi số đợt XNL trong các tháng cuối đông

0

1

2

3

4

5

3 4 5

Số đ

ợt

Tháng

Số đợt XNL trung bình

1981-1990 1991-2000 2001-2010 2011-2015

y = 0,0112x + 3,284

012345678

19

81

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

số đ

ợt

Năm

Tháng 3 y = -0,0148x + 2,8387

0

1

2

3

4

5

61

981

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

số đ

ợt

Năm

Tháng 4

y = -0,0146x + 2,3479

0

1

2

3

4

5

Số đ

ợt

Năm

Tháng 5

44

Số đợt XNL có xu thế giảm trong tháng 4, tháng 5 và xu thế tăng nhẹ trong

tháng 3 (0.1đợt/thập kỷ). Tuy nhiên, cường độ của áp cao Siberia có xu hướng giảm

trong tháng 3, tháng 4 và nhưng lại tăng nhẹ trong tháng 5. Nhìn chung, số đợt XNL

nhiều hơn trong năm La Nina, đặc biệt đạt tới 8 đợt xảy ra trong tháng 3/2011. Khi

đó, cường độ áp cao Siberia hoạt động mạnh với trị số khí áp cao hơn TBNN.Ngược

lại, số đợt XNL trong năm El Nino xảy ra ít hơn (trừ 4/1982 và 3/1987). Cũng có

thể thấy, số đợt XNL ít trong một số năm thời kỳ La Nina như 5/1988 (Hình 3.12).

Số đợt XNL trung bình trong các tháng cuối đông dao động từ 2 đến 3 đợt.

Đặc biệt, tháng 3/2011, số đợt XNL lên đến 8 đợt tương ứng cường độ áp cao

Siberia hoạt động mạnh, trị số khí áp vùng trung tâm đạt 1031hPa, trong thời kỳ La

Nina. Ngược lại, tháng 5/2005, 2010 và 2013 không có đợt XNL nào xảy ra, trong

đó, tháng 5/2005 và 5/2010 sau thời kỳ El Nino (Hình 3.12).

Bên cạnh đó, trong tháng 5 cũng có 5 năm, số đợt XNL lên đến 4 đợt/tháng,

trong đó có 3 năm thuộc thời kỳ La Nina và sau La Nina gồm năm 1999, 2008 và

năm 2011).

Nhìn chung, số đợt XNL cao hơn trong hoặc sau thời kỳ La Nina và thấp

hơn trong hoặc sau thời kỳ El Nino. Đồng thời,áp cao Siberia cũng có cường độ

mạnhlên (hay yếu đi) trong thời kỳ tương ứng.

3.2.2. Sự biến đổi ngày bắt đầu và kết thúc mùa đông

Thời gian bắt đầu mùa đông thường xảy ra vào khoảng tháng 9 hàng năm

và kết thúc vào tháng 5 của năm sau.

Ngày bắt đầu trung bình trong 20 mùa đông (1996-2015) là ngày 23 tháng

9 và ngày kết thúc GMMĐ là 21 tháng 5 năm sau. Trong đó, có ba mùa đông đến

rất sớm là: 2003-2004, 2004-2005, 2006-2007, xảy ra trong thời kỳ El Nino. Ngược

lại, trong các mùa đông 1999-2000, 2000-2001 và 2010-2011,thời kỳ La Nina

thường có sự bắt đầu muộn hơn thường xảy ra vào tháng 10 trong năm(Hình 3.13).

45

Hình 3.13. Ngày bắt đầu mùa đông thời kỳ 1995-2015

Bên cạnh đó, thời kỳ La Nina mùa đông thường kết thúc muộn như: mùa

đông năm 1996-1997, 1999-2000, 2007-2008 và 2012-2013. Ngược lại, năm El

Nino thì mùa đông lại kết thúc sớm vào tháng 4 như các mùa đông năm 2004-2005,

2005-2006, 2013-2014 và 2014-2015(Hình 3.14).

Hình 3.14. Ngày kết thúc GMMĐ thời kỳ 1995-2015

46

Có thể nói, ENSO cũng có ảnh hưởng đến sự bắt đầu sớm hay muộn

GMMĐ. Trong thời kỳ El Nino mùa đông thường đến sớm hơn và kết thúc thường

sớm hơn. Ngược lại, thời kỳ La Nina thì mùa đông thường đến muộn và kết thúc

thường muộn hơn.

Kết thúc GMMĐ muộn nhất vào tháng 5/2000, khi áp cao Siberia hoạt động

mạnh, trị số khí áp vùng trung tâm lên đến 1024hPa,cao hơn TBNN.

Như vậy thể nói, sự biến động của số đợt XNL trong các tháng, cường độ

của các đợt XNL, sự bắt đầu/kết thúc sớm hay có mối quan hệ với ENSO.

3.3. Sự biến đổi của các chỉ số gió mùa và mối quan hệ giữa chúng với sự XNL

3.3.1. Sự biến đổi của các chỉ số GMMĐ

Như đã đề cập tới trong chương 2, hoạt động của GMMĐ trên khu vực

Đông Á nói chung và Việt Nam nói riêng, không chỉ được thể hiện thông qua các

trung tâm tác động mà còn được đặc trưng bởi các chỉ số gió mùa.Hoàn lưu GMMĐ

là một thành phần quan trọng của hệ thống hoàn lưu toàn cầu. Trong vùng gió mùa,

thời tiết và khí hậu của các vùng bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hoạt động của các hoàn

lưu đó. Do đó, việc xác định chỉ số cường độ GMMĐ trong một vùng gió mùa xác

định để xem xét các yếu tố, thành phần và ảnh hưởng trong mối quan hệ hoàn lưu

chung.

Hình 3.15. Sự biến đổi của chỉ số EAWM trong các tháng cuối đông

Dựa vào nghiên cứu trước đây Jhun và Lee, 2004, cường độ của GMMĐ

Đông Á được xác định trong các tháng cuối đông trong thời kỳ 1981-2015 như sau:

.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

19

81

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

m/s

Năm

Tháng 3

Tháng 4

Tháng 5

EAWMI

47

Đặc trưng cho cường độ của GMMĐ dựa vào chỉ số EAWMI. Trong tháng

3, chỉ số EAWMI cao và giảm dần sang sáng 4 và tháng 5. Tương ứng với hoạt

động EAWM mạnh trong tháng 3,yếu dần ở tháng 4 và tháng 5.

Trong tháng 3, thời kỳ La Nina, chỉ số EAWMI cao cho thấy EAWM hoạt

động mạnh, đặc biệt, EAWM hoạt động mạnh trong các năm 1984, 1988/89,

1998/1999/2000 và 2010/2011. Tuy nhiên, cũng trong thời kỳ La Nina nhưng

EAWM hoạt động yếu như 2007, 2008. Ngược lại, trong các năm xảy ra El Nino,

chỉ số EAWMI nhỏ,cho thấy EAWM hoạt động yếu gồm các năm 1991, 1992,

1997, 2002, 2003, 2013 và 2015 trừ năm (1983, 1986/87/88) (Bảng P3.5 và P3.6).

Nhìn chung, cường độ EAWM hoạt động mạnh trong thời kỳ La Nina và

yếu trong thời kỳ El Nino, đặc biệt yếu trong tháng 4/1998, 4/2015 đây là các tháng

trong thời kỳ El Nino hay sau El Nino (Hình 3.15), (Bảng P3.5 và P3.6).

Sang tháng 5, sự suy yếu rõ rệt của EAWM. Tuy nhiên, các năm trong thời

kỳ El Nino như 1986, 1987, 1997/98, 2004 và 2009, cường độ EAWM yếu thông

qua chỉ số EAWMI nhỏ (trừ các năm 1982, 1991 và 1992). Trong thời kỳ La Nina

hay sau La Nina chỉ số EAWM lại khá cao như năm 1984, 1988/89, 1996 và 2001,

2011 và 2012. Tuy vậy cũng có năm cường độ EAWM yếu xảy ra trong thời kỳ La

Nina nổi bật nhất vào 1998(Hình 3.15), (Bảng P3.5 và P3.6).

Bên cạnh đó, sự chênh lệch khí áp giữa lục địa và biển cũng được thể hiện

qua chỉ số WMI sau đây.

Trong tháng 3, chỉ số WMI có giá trị cao tương ứng GMMĐ hoạt động

mạnh, xảy ra trong hay sau thời kỳ La Nina gồm năm 1984/85, 1988/89/90, 1998,

2007 và 2011. Đặc biệt, năm 1985 và năm 1999 trong thời kỳ La Nina xong

GMMĐ hoạt động yếu (chỉ số WMI nhỏ) (Bảng P3.5 và P3.6)

Sang tháng 4, chỉ có 6 năm 1994, 1997, 1998, 2008, 2012 và 2014, khi

GMMĐhoạt động khá mạnh, các năm còn lại chỉ số WMI nhỏ điều đó chứng tỏ

cường độ gió mùa hoạt động yếu hơn.

Rõ hơn nữa trong tháng 5,GMMĐ đã rất yếu, thể hiện qua chỉ số WMI đều

nhỏ hơn -1.0 (Hình 3.16).

48

Hình 3.16. Chỉ số GMMĐ WMI trong các tháng cuối đông

GMMĐ tổng hợp hoạt động mạnh trong những năm có chỉ số UMI nhỏ hơn

-0,5. Chỉ số này càng nhỏ thì chứng tỏ GMMĐ hoạt động càng mạnh. Ngược lại,

năm có chỉ số UMI lớn hơn 0,5 thì năm đó GMMĐ hoạt động yếu. Từ hình 3.17 chỉ

số UMI trong các tháng cuối đông cho ta thấy: GMMĐ hoạt động yếu dần từ tháng

3 cho đến tháng 5, đặc biệt là tháng 5. Cụ thể:

Chỉ số UMI trong tháng 3, cho thấy, các năm 1985, 1998, 2007, 2008, 2010

và 2011, trong thời kỳ La Nina,GMMĐ hoạt động mạnh.Trong các năm này, số đợt

XNL có từ 3 đến 5 đợt, đặc biệt trong năm 2011 số đợt lên đến 8 đợt, tương ứng

cường độ áp cao Siberia mạnh nhất trong 3 tháng cuối đông. Tuy nhiên, trong thời

kỳ El Nino nhưng GMMĐ hoạt động mạnh và số đợt XNL vẫn cao như năm 1994

và năm 2003, đặc biệt,trong năm 1994, số đợt XNL là 6 đợt. Ngược lại, năm 2003

và năm 2007, số đợt XNL ít hơn, xảy ra trong thời kỳ El Nino và sau El Nino(Hình

3.17)(Bảng P3.5 và P3.6).

0

2

4

6

8

10

12

14

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

2013

2015

WMI-T03

-8

-6

-4

-2

0

2

4

1981

1984

1987

1990

1993

1996

1999

2002

2005

2008

2011

2014

WMI-T04

-8

-6

-4

-2

0

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

2013

2015

WMI-T05

49

Hình 3.17. Chỉ số GMMĐ tổng hợp UMI trong các tháng cuối

đông

Tương tự trong tháng 4, thông qua chỉ số UMI cho ta thấy, các năm 1983,

1986, 1988, 1991, 1995, 1998, 2002, 2007, 2010 và 2011, GMMĐhoạt động mạnh.

Tuy nhiên, số đợt XNL trong các năm này không cao(trừ năm 2007 và 2010)(Hình

3.19).

Sang tháng 5, nhìn chung, hoạt động GMMĐ đã suy yếu được thể hiện

thông qua chỉ số UMI trong tháng lớn hơn 0,5 gồm các năm 1986, 1994, 2000,

2001, 2008 và 2012. Tuy vậy, có năm GMMĐ hoạt động mạnh như 1981, 1985,

2010, thuộc thời kỳ La Nina.

Bên cạnh đó là sự suy yếu của áp cao Siberia và các chỉ số GMMĐ Đông

Á, chỉ số WMI và UMI cũng tương tự(Hình 3.19).

-6.5

-6

-5.5

-5

-4.5

-41981

198

4

198

7

199

0

199

3

199

6

199

9

2002

200

5

200

8

201

1

201

4

UMI -T03

-5

-4

-3

-2

-1

0

UMI-T04

-3

-2

-1

0

1

2

198

1

198

3

198

5

198

7

198

9

199

1

199

3

199

5

199

7

199

9

200

1

2003

200

5

200

7

200

9

201

1

201

3

201

5

UMI-T05

50

Nhìn chung, cường độ của GMMĐ, áp cao Siberia hoạt động mạnh trong

tháng 3 giảm dần sang tháng 4 và tháng 5, tương ứng với số đợt XNL cũng giảm

dần từ tháng 3 cho đến tháng 5 trong năm. Bên cạnh đó, hoạt động GMMĐ mạnh

trong những năm La Nina và yếu hơn trong các năm El Nino

3.3.2. Mối quan hệ giữa các chỉ số GMMĐ với số đợt và thời gian duy trì đợt

XNL

Như đã đề cập trong chương 2, mối quan hệ giữa cường độ của các trung

tâm khí áp, các chỉ số gió mùa với số đợt XNLđược thể hiện qua HSTQ giữa chúng.

Bảng 3.1. Bảng HSTQ giữa các chỉ số gió mùa và số đợt XNL trong các

tháng cuối đông thời kỳ 1981-2015

Số đợt XNL/ chỉ số SHI ALI RXĐ UMI EAWMI WMI

Tháng 3 0,32 0,03 -0,08 -0,32 0,34 0,37

Tháng 4 0,14 0,07 -0,05 0.10 0,22 0,12

Tháng 5 0,10 -0,14 0,22 0,17 -0,17 -0,02

Từ bảng 3.1 ta thấy, tương quan giữa các trung tâm tác động với số đợt

XNL, áp cao Siberia đóng vai trò quan trọng trong quá trình XNL xuống Việt Nam.

Nhìn chung, trong các năm cường độ của áp cao Siberia hoạt động mạnh hay yếu

thì số đợt XNL thường tăng/giảm đi (trừ tháng 5).Tuy nhiên, HSTQ giữa chúng

trong cả tháng 4 và 5 đều chưa đạt được độ tin cậy 95%. Tương tự, mối quan hệ

giữa áp thấp Aleut, RXĐ, giữa UMI, EAWMI và WMI trong tháng 4, 5cũng có

tương quan không cao với số đợt XNL vớiHSTQ chưa đạt độ tin cậy95% (Bảng

3.1). Ngược lại, trong tháng 3, vai trò của áp cao Siberia, UMI, EAWMI và WMI

đến số đợt XNL được thể hiện rõ hơn với HSTQ đều đạt mức tin cậy trên 95%.

Không chỉ có quan hệ tốt với số đợt XNL, cường độ của áp cao Siberia còn

có quan hệ rất tốt với thời gian duy đợt XNL. HSTQ giữa chúng trong tháng 3 và 4

đều đạt mức tin cậy trên 95%. Bên cạnh đó, áp thấp Aleutcũng có vai trò không

51

nhỏvới thời gian duy trì XNL. Đặc biệt, trong tháng 5, khi áp thấp Aleut mạnh lên

KKL sẽ có xu hướng lệch đông, giúp KKL tăng cường và ảnh hưởng lâu hơn trên

khu vực. Ngược lại, do RXĐ ít biến đổi nên nó hầu như không tác động nhiều đến

cả số đợt và thời gian kéo dài XNL (Bảng 3.2).

Bảng 3.2. Bảng HSTQ giữa các chỉ số gió mùa và thời gian duy trì đợt

XNL trong các tháng cuối đông thời kỳ 2001-2015

Tháng SHI ALI RXĐ UMI EAWMI WMI

3 0,36 0,32 0,00 -0,19 0,54 0,13

4 0,59 0,45 0,11 -0,42 0,06 -0,03

5 0,07 -0,64 0,25 0,12 -0,53 0,11

Mặt khác, mối tương quan giữa chỉ số gió mùa với thời gian duy trì đợt XNL

cũng không thể hiện rõ ràng. Tuy nhiên, có thể thấy rõ vai trò của rãnh Đông Á

(thông qua chỉ số EAWMI) trong tháng 3 và của gió đông bắc từ rìa của áp cao

Siberia trong tháng 4 (thông qua chỉ số UMI). Điều này được thể hiện khá rõ dựa

trên mối quan hệ tương quan giữa chúng vớiHSTQđều đạt mức tin cậy trên

99%(Bảng 3.2).

Nhìn chung, số đợt XNL và thời gian kéo dài của các đợt XNL có quan hệ

khá tốt các chỉ số gió mùa, cường độ các trung tâm tác động hầu hết trị tuyệt đối

của HSTQ đều cao (trừ chỉ số WMI và RXĐ).

3.3.3. Sự biến đổi các trung tâm khí áp trong các tháng chuyển tiếp cuối đông

Bên cạnh HSTQ, mối quan hệ giữa số đợt XNL và các trung tâm khí áp còn

được thể hiện qua sự biến đổi về phạm vi của chúng trong các năm có số đợt XNL

nhiều hoặc ít. Phạm vi của các trung tâm khí áp được xác địnhlà trung bình 5 năm

có số đợt XNL nhiều nhất và 5 năm có số đợt XNL ít nhất so với trung bình trong cả

thời kỳ.

52

Hình 3.18. Phạm vi biến đổi các trung tâm trong tháng 4 (đường màu đen là TBNN,

đường màu đỏ là trung bình 5 năm có số đợt nhiều nhất và đường màu xanh là trung

bình 5 năm có số đợt XNL ít) trong thời kỳ 1981-2015

Trong 3 tháng cuối đông, phạm vi áp cao Siberia và RXĐ có xu thế mở

rộnghơn trong 5 năm có số đợt XNL nhiều và phạm vi thu hẹp trong 5 năm có số

TBNN

Tb 5 năm nhiều

Tb 5 năm ít

TBNN

Tb 5 năm nhiều

Tb 5 năm ít

53

đợt XNL ít, áp thấp Aleut thì có xu thế ngược lại. Trong đó, xét 5 năm có tổng số

đợt XNL nhiều nhất gồm: năm 1991, 1994, 2001, 2004 và 2011 và 5 năm có số đợt

XNL ít nhất: năm 1987, 2006, 2007, 2008 và 2013 trong tháng 3.

Hình 3.18 cho thấy, áp cao Siberia mở rộng xuống phía nam hơn trong năm

có số đợt XNL nhiều, thể hiện thông qua biến đổi bởi đường 1016hPa. Ngược lại,

áp cao Siberia thu hẹp hơn tương ứng trong 5 năm số đợt XNL ít so với TBNN.

Điều đó hoàn toàn phù hợp với các nghiên cứu trước đây đã khẳng định vai trò tác

động của áp cao Siberia đến sự XNL ở Việt Nam. Khi đó, cường độ của áp cao

Siberia mạnh lên thì áp thấp Aleut yếu, phạm vi thu hẹp, bên cạnh sự mạnh lên của

RXĐ.

Kết quả, những năm Siberia mạnh xu hướng dịch xuống nam thì số đợt XNL

sẽ cao hơn. Bên cạnh đó, những năm có số đợt XNL nhiều thì RXĐ mở rộng hơn.

Điều này cho thấy, RXĐ đóng vai trò là tâm hút gió ở phía nam hay Gradient hướng

bắc- nam cũng quan trọng trong quá trình XNL.

Sang tháng 4, sự biến đổi các trung tâm tác động xem xét 5 năm có tổng số

đợt XNL nhiều nhất trong tháng 4 gồm các năm 1982, 1996, 2000, 2001 và 2010

với 5 năm có số đợt XNL ít nhất gồm năm 1991, 1994, 1998, 2014 và 2015. Tương

tự như tháng 3 phạm vi của áp cao Siberia của 5 năm có số đợt XNL mở rộng hơn

so với TBNN và phạm vi trung bình của 5 năm có số đợt XNL ít nhất thu hẹp hơn

so với TBNN. Nhìn chung, trong tháng 4 sự thu hẹp của áp cao Siberia thể hiện rõ

hơn và đối với 5 năm ít ta nhận thấy rõ áp cao này mở rộng sang đông rõ rệt (Hình

3.19).

Có thể thấy, trong thời kỳ La Nina áp cao Siberia, RXĐ có cường độ mạnh

lên, áp thấp Aleut yếu đi và số đợt XNL thì nhiều hơn. Ngược lại, trong thời kỳ El

Nino, áp thấp Aleut mạnh hơn, áp cao Siberia và RXĐ lại yếu đi và số đợt XNL ít

hơn.

Nhìn chung, cường độ của GMMĐ hoạt động mạnh trong tháng 3 giảm dần

sang tháng 4 và tháng 5, tương ứng với số đợt XNL cũng giảm dần từ tháng 3 cho

đến tháng 5 trong năm. Bên cạnh đó, hoạt động GMMĐ mạnh trong những năm La

54

Nina và yếu hơn trong các năm El Nino. Bên cạnh đó, số đợt XNL và thời gian kéo

dài của các đợtXNL có quan hệ khá tốt các chỉ số gió mùa, cường độ các trung tâm

tác động hầu hết trị tuyệt đối của HSTQ đều cao (trừ chỉ số WMI và RXĐ).

Hình 3.19. Phạm vi biến đổi các trung tâm trong tháng 4 (đường màu đen là TBNN,

đường màu đỏ là trung bình 5 năm có số đợt nhiều nhất và đường màu xanh là trung

bình 5 năm có số đợt XNL ít) trong thời kỳ 1981-2015

Tb 5 năm ít

Tb 5 năm nhiều

TBNN

TBNN

Tb 5 năm nhiều

Tb 5 năm ít

TBNN

Tb 5 năm nhiều

Tb 5 năm ít

55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Nghiên cứu đặc điểm hoạt động của các đợt XNL trong các tháng chuyển

tiếp cuối đông trên cơ sở phân tích cường độ và phạm vi hoạt động của các trung

tâm khí áp trong thời kỳ 1981-2015, luận văn rút ra một số kết luận sau đây:

- Trong các tháng cuối đông, các trung tâm áp cao Siberia, áp thấp Aleut và

RXĐ vẫn là các trung tâm tác động chính, song cường độ của chúng suy yếu dần.

- Khi áp cao Siberia mạnh lên/yếu đi, áp thấp Aleut yếu đi/mạnh lên thì

cường độ GMMĐ, số đợt XNL cũng tăng lên/hay giảm đi.

- Nhìn chung, áp cao Siberia, RXĐ và cường độ của GMMĐ có xu thế

mạnh lên trong thời kỳ La Nina và yếu đi trong thời kỳ El Nino, còn áp thấp Aleut

thì ngược lại.

- Cường độ của áp cao Siberia/áp thấp Aleut có xu thế giảm/tăng chậm

trong tháng 3, 4, nhưng lại tăng/giảm chậm trong tháng 5 song RXĐ thì biến đổi

không nhiều. Phạm vi của các trung tâm khí áp này cũng biến đổi không nhiều qua

các thập kỷ, nhất là trong tháng 5. Trong tháng 3 và 4, thời kỳ2001-2015, áp cao

Siberia, RXĐ có phạm mở rộng hơn so với các thập kỷ trước, áp thấp Aleut thì

ngược lại.

- GMMĐthường bắt đầu và kết thúc sớm/muộn hơn trong thời kỳ El

Nino/LaNina.

- Số đợt XNL và thời gian kéo dài của các đợt XNL có quan hệ khá tốt với

cường độ của áp cao Siberia, áp thấp Aleut và hoạt động của GMMĐ (nhất là trong

tháng 3).

Có thể nói, cáckết quả nghiên cứu của luận văn đã cung cấp thêm những

hiểu biết về đặc điểm và vai trò của các nhân tố tác động trong hoạt động của

GMMĐ Đông Á. Sự biến đổi của các nhân tố này dựa trên các chỉ số gió mùa cũng

như mối quan hệ giữa chúng với hoạt động của KKL trên các vùng khí hậu phía Bắc

Việt Nam trong thời kỳ cuối đông là những nội dung chính trong nghiên cứu này.

Tuy nhiên, để hoàn thiện hơn, trong tương lai, chúng ta cần nghiên cứu thêm hoạt

56

động của KKL trong thời kỳ chuyển tiếp đầu đông. Đồng thời, ảnh hưởng của tất cả

các trung tâm khí áp hoạt động trong từng thời kỳ như áp cao Hoa Đông, áp cao

Thái Bình Dương,.. hay sự tác động của ENSO đến hoạt động của KKL cũng cần

được nghiên cứu thêm.

57

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng việt

1. Chu Thị Thu Hường, (2015), Nghiên cứu tác động của biến đổi khí

hậu toàn cầu đến một số cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam.

2. Chu Thị Thu Hường, Phan Văn Tân (2010), Hoạt động của áp cao

Siberia với nhiệt độ trên khu vực Bắc Bộ Việt Nam,Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, số

599, pp. 30-38.

3. Vũ Thang Hằng, (2010), Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự

nhiên và Công nghệ số 26, số 3S, 334-343.

4. Nguyễn Viết Lành và Chu Thị Thu Hường, (2005), ‖Xây dựng trường

độ cao địa thế vị trên khu vực Châu Á và lân cận trong các tháng mùa đông‖, Tạp

chí KTTV số 534.

5. Nguyễn Viết Lành, Phạm Minh Tiến, (2016), ― Nghiên cứu mối quan

hệ giữa xâm nhập lạnh xuống Việt Nam với áp thấp Aleut‖, Tạp chí Khoa học

ĐHQGHN: Các tạp chí Khoa học Trái đất và Môi trường, tập 32, số 3S,T148-152.

6. Nguyễn Viết Lành và các cộng sự (2007), ―Nghiên cứu ảnh hưởng

của gió mùa Á – Úc đến thời tiết, khí hậu Việt Nam‖, Đề tài nghiên cứu Khoa học

cấp bộ, Bộ Tài nguyên và Môi trường.

7. Trần Công Minh, (2005), “Dấu hiệu Synop dùng trong dự báo hạn 2,

3 ngày đối với các đợt xâm nhập lạnh vào Việt Nam”, Tạp chí khoa học ĐHQGHN,

KHTN&CN. TXXI, số 3PT.

8. Nguyễn Đức Ngữ và các cộng sự, (2002), Tác động của ENSO đến

thời tiết, khí hậu, môi trường và kinh tế xã hội Việt Nam, Đề tài nghiên cứu khoa

học cấp Nhà nước,Viện Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường.

9. Đỗ Thị Thanh Thủy, (2013), ―Một số đặc điểm hoạt động của gió mùa

mùa đông trên khu vực Việt Nam‖, luận văn thạc sỹ năm 2013.

10. Phan Văn Tân, (2005), Phương pháp thống kê trong khí hậu.

11. Thông tư S6: 41 /2016/TT-BTNMT.

58

12. Trung tâm Khí tượng Thủy văn Trung ương, Đặc điểm khí tượng thủy

văn hàng năm 1981 đến 2015.

Tiếng anh

13. Bingyi Wu & Jia Wang (2002), ―Siberian High and East Asian Winter

Monsoon‖, Peophysiccalresearchletters, vol 29, No.19,1897, doi: 10,1029/2002,

GL015373, 2002.

14. Ding Yihui và cs, (2014), ―Interdecadal Variability of the East Asian

Winter Monsoon and its Possible Links to Global Climate Change‖, J. Meteor. Res.,

28(5), 693, 713, 10.1007/s13351-014-4046.

15. Fotis.Panagiotopoulos, M. Shahgednova& A. Hannachi, (2005),

"Observed Trends and Teleconnections of the Siberian High: A Recently Declining

Center of Action", 1411- Journal of Climate, Vol 18.

16. Gao Hui (2007) and cs ―Comparison of East Asian winter monsoon

indices‖ Adv.Geosci, 10, 31-37).

17. Ghap Jhun. Jong and Eun. Jhong Lee (2004), ―A New East Asian

Winter Monsoon Index and Associated Characteristicsof the Winter Monsoon‖,

Journal of Climate, Vol. 17, pp. 711-725.

18. Gong D.Y và C.H.Ho (2002), "The Siberia High and climate

change over middle to high latitude Asia", Theol. Appl. Climatol. 72, 1-9.

19. Lin Wang and Wen Chen, (2013), ―An Intensity Index for the East

Asian Winter Monsoon‖, China Manuscript received 7 February 2013, in final form

15 October 2013).

20. Lu and Chan, (1999), ―A Unified Monsoon Index for South China‖T

2375- 2385, AUGUST 1999.

21. Shi, (1996): Features of the East Asian winter monsoon intensity on

multiple time scale in recent 40 years and their relation to climate, J. Appl.

Meteorol. Sci, 7(2), 175–182.

22. Sun và Wu, (2015), ― Role of the North Pacific sea surface

temperature in the East Asian winter monsoon decadal variability‖ Clim Dyn DOI

59

10.1007/s00382-015-2805-9. Received: 28 January 2015 / Accepted: 14 August

2015.

23. Wu and Chan, (2004), Inteernational Journal of Climatology, Int. J.

Climatol. 25:437-451.

24. Yi Zhang, Kenneth R. Sperber, and James S. Boyle, (1997):

Climatology and Interannual Variation of the East Asian Winter Monsoon:

Results from the 1979–95 NCEP/NCAR Reanalysis. Mon. Wea. Rev, 125,

2605–2619.

25. YUAN, LI and YANG, (2013), ―Decadal Anomalies of Winter

Precipitation over Southern China in Association with El Nino and La Nina‖ T91-

110.

60

PHỤ LỤC

Bảng P 3.1. số đợt XNL ảnh hưởng đến Việt Nam

Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả

năm

1981 5 3 4 2 1 1 1 3 4 4 28

1982 3 3 2 5 2 1 2 1 4 4 27

1983 3 5 4 2 1 2 1 2 2 2 23

1984 5 4 4 3 2 1 2 1 4 25

1985 5 2 3 3 2 1 1 2 4 4 26

1986 4 6 2 2 2 2 2 3 4 27

1987 5 2 1 4 4 2 1 2 5 4 30

1988 5 4 4 4 1 1 2 4 3 27

1989 4 2 3 2 1 1 1 2 3 5 24

1990 5 3 3 3 3 2 1 3 3 26

1991 6 2 5 1 3 1 1 1 3 2 25

1992 2 4 3 3 3 1 1 2 3 22

1993 6 3 3 2 1 1 3 4 6 29

1994 4 7 6 1 3 3 4 1 5 34

1995 5 6 5 2 3 1 4 4 6 36

1996 9 4 3 4 2 1 4 3 30

1997 4 3 4 2 3 1 2 3 2 4 28

1998 7 4 3 1 3 1 1 2 1 4 1 28

1999 3 3 3 2 4 1 3 4 23

2000 4 4 4 4 3 1 2 4 4 30

2001 4 4 5 4 2 1 4 4 4 32

2002 3 3 3 2 2 1 4 5 4 27

2003 4 3 2 3 1 1 2 2 3 5 26

2004 6 3 5 3 4 1 3 2 5 32

2005 5 4 4 1 0 5 4 7 30

61

2006 5 5 2 2 1 1 1 4 4 25

2007 7 0 2 3 3 3 2 3 5 28

2008 4 6 2 1 4 1 5 5 28

2009 6 2 5 3 2 1 1 5 3 28

2010 5 2 4 5 0 1 3 4 5 29

2011 9 2 8 2 4 1 4 3 5 38

2012 5 5 3 3 1 2 2 4 6 31

2013 5 4 2 4 0 1 1 1 5 5 28

2014 4 4 3 1 1 1 5 6 25

2015 4 4 3 1 1 1 5 5 24

62

Hình P3.2. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và đường dòng mực 700 và 200

hPa trong các tháng đầu đông

63

Hình P 3.3. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và đường dòng mực 700 và 200

hPa trong các tháng chính đông

64

Hình P3.4. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và đường dòng mực 700 và

200hPa trong các tháng cuối đông

65

Bảng P 3.5. Các thời kỳEl Nino

TT Đợt

El Nino

Tháng

bắt đầu

Tháng

kết thúc

Thời gian

kéo dài

Cực đại SSTA (0C) và

tháng xuất hiện

1 1982/1983 4/1982 9/1983 16 3.1 1/1983

2 1986/87/88 9/1986 2/1988 16 1.6 9/1987

3 1991/1992 4/1991 7/1992 13 1.7 1/1992

4 1993 2/1993 8/1993 7 1.5 5/1993

5 1994/1995 9/1994 3/1995 5 0.9 11/1994

6 1997/1998 4/1997 6/1998 15 3.9 12/1997

7 2002/2003 7/2002 3/2003 7 1.3 11/2002

8 2004/2005 8/2004 1/2005 6 0.9 12/2004

9 2006/2007 8/2006 2/2007 5 1.1 12/2006

10 2009/2010 5/2009 5/2010 11 1.3 12/2010

11 2014/2015 3/2014 1/2015 9 2.9 11/2015

Bảng P 3.6. Các thời kỳ La Nina

Số

TT Đợt La Nina

Tháng

bắt đầu

Tháng

kết thúc

Thời gian

kéo dài

Cực đại SSTA (0C) và

tháng xuất hiện

1 1984/1985 10/1984 12/1985 15 -1.2 12/1984

2 1988/1989 4/1988 3/1989 12 -1.7 11, 12/1988

3 1995/1996 5/1995 2/1996 10 -1.1 9-11,12/1995

4 1998/99/00 10/1998 3/2000 18 -1.6 1/2000

5 2007/2008 9/2007 5/2008 9 -1,9 3/2008

6 2010/2011 7/2010 4/2011 10 -1.7 2/2011