Nghiên cứu sự biến đổi của tốc độ chuyển động thẳng đứng trên khu vực Bắc Bộ Việt Nam

Bài viết Nghiên cứu sự biến đổi của tốc độ chuyển động thẳng đứng trên khu vực Bắc Bộ Việt Nam tập trung xem xét sự biến đổi theo thời gian trong năm và sự biến đổi theo chiều cao của tốc độ CĐTĐ trên khu vực Bắc Bộ Việt Nam. Nghiên cứu nhằm cung cấp các kết quả định lượng, từ đó có cái nhìn tổng quát về sự biến đổi của tốc độ CĐTĐ trên khu vực.

NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CỦA TỐC ĐỘ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG

ĐỨNG TRÊN KHU VỰC BẮC BỘ VIỆT NAM

Trần Đình Linh, Chu Thị Thu Hường

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Tóm tắt

Xem xét sự biến đổi trong năm và theo độ cao của tốc độ chuyển động thẳng đứng trên khu vực Bắc Bộ Việt Nam từ số liệu tái phân tích ERA Interim cho thấy, tốc độ thẳng đứng trên khu vực có thay đổi lớn theo chiều cao và theo thời gian trong năm, đồng thời, sự thay đổi đó cũng khác nhau giữa các khu vực, giữa các tháng trên mỗi khu vực Cụ thể, về sự biến đổi theo chiều cao, trên khu vực Tây Bắc Bộ, tốc độ chuyển động thẳng đứng ít thay đổi trong lớp biên còn biến đổi nhanh phía trên mực 800 hPa Trong phần lớn thời gian, dòng thăng đạt tốc độ cực đại ở khoảng 800 hPa - 750 hPa và 450 hPa - 400 hPa, cực tiểu dòng thăng (hoặc cực đại dòng giáng)

ở mực 650 hPa - 550 hPa và 200 hPa Trên khu vực Đông Bắc Bộ, tốc độ chuyển động thẳng đứng biến động theo chiều cao mạnh hơn, đồng thời, các cực trị cũng đạt được ở độ cao thấp hơn trên khu vực Tây Bắc Bộ Về sự biến đổi trong năm, trong lớp biên khí quyển, dòng thăng chiếm ưu thế trên toàn khu vực trong suốt cả năm Tốc độ dòng thăng trong lớp khí quyển này đạt cực đại trong các tháng 02, 03, 04 và cực tiểu trong tháng 08 Phía trên mực 800 hPa, dòng thăng chiếm ưu thế trên khu vực trong thời kỳ mùa mưa, cực đại dòng thăng xuất hiện trong tháng 08, tháng 09; dòng giáng chiếm ưu thế trong thời kỳ mùa khô và đạt cực đại trong các tháng 02, 03, 04

Từ khóa: Chuyển động thẳng đứng; Chuyển động đối lưu; Khu vực Bắc Bộ; Tốc độ thẳng đứng Abstract

The variation of vertical motion speed over the Northern of Vietnam

Results of the variation in the year and along the atmosphere of vertical motion speed in the Northern of Vietnam from ERA Interim reanalysis data show that vertical speed has a large variation with height and time of year, and that change also varies from region to region, from month to month in each region Specifically, in terms of height variation, in the Northwest region, the speed is quite stable with height in 1 km layer of the atmosphere close to the surface, when above 1km, the vertical speed changes rapidly Most of the time, the updraft reaches its maximum speed at from 800 hPa to 750 hPa and from 450 hPa to 400 hPa, with a minimum of updraft (or

a maximum of downdraft) at from 650 hPa to 550 hPa and 200 hPa; In the Northeast region, vertical motion speed change in altitude is stronger, and the maximum values are also reached at lower altitudes than in the Northwest region In terms of the variation in year, in the atmospheric boundary layer, updraft prevail over the entire region throughout the year The updraft velocity in this layer reaches to maximum value in February, March or April, and minimum value in August

In the atmosphere above 800 hPa level, updrafts prevail over the area during the rainy season, peaks of updrafts appear in August or September; Downflow predominates during the dry season and peaks in the months from February to April.

Keywords: Vertical movement; Convection; Northern region; Vertical speed.

1 Mở đầu

Chuyển động thẳng đứng (CĐTĐ) trong khí quyển có vai trò to lớn đến điều kiện thời tiết trên mỗi khu vực Khi khu vực thịnh hành, dòng thăng thường sẽ hình thành mây, gây thời tiết xấu Ngược lại, khi trên vực thịnh hành, dòng giáng lại làm tan mây và thời tiết tốt

Trên các khu vực gió mùa, hoạt động đối lưu có thể phụ thuộc vào thời gian kéo dài và cường

độ của gió mùa trong năm [1, 2] Ở Ấn Độ Dương, trên khu vực rãnh xích đạo, đặc biệt là ở phía Đông, hoạt động đối lưu mạnh hơn trong những năm có gió mùa kéo dài [2] Đối lưu cũng phụ thuộc vào điều kiện ENSO gián tiếp, thông qua sự thay đổi hoạt động của gió mùa Trong điều kiện El-nino, thời gian gián đoạn gió mùa tăng lên làm suy giảm hoạt động đối lưu Ngược lại, trong điều kiện La Nina, gió mùa hoạt động mạnh hơn, thúc đẩy hoạt động đối lưu hoạt động mạnh hơn trên khu vực Ấn Độ [2]

Hoạt động đối lưu cũng có sự biến đổi theo chu trình ngày đêm và phụ thuộc vào đặc điểm hoạt động của gió mùa Trong thời kỳ gió mùa hoạt động mạnh, đối lưu tăng cường, làm gia tăng lượng mưa ở khu vực miền Trung Ấn Độ Ngược lại, thời kỳ gián đoạn gió mùa, lượng mưa giảm

ở miền Trung Ấn Độ nhưng tăng lên ở vùng chân núi phía Nam dãy Himalaya và các quốc gia nằm

ở phía Đông Ấn Độ [3] Chu trình ngày đêm của lượng mưa cũng thay đổi theo hoạt động của gió mùa Trong thời kỳ gió mùa tích cực, lượng mưa và tần suất mưa tăng lên trên khu vực miền Trung

Ấn Độ, đồng thời xuất hiện thêm cực đại thứ hai vào buổi sáng trong thời gian từ 03 đến 06 giờ địa phương, ngoài cực đại chính xuất hiện từ 12 đến 18 giờ như trong thời kỳ gián đoạn Ở khu vực Nam dãy Himalaya, thời điểm lượng mưa đạt cực đại trong thời kỳ gián đoạn là vào khoảng 09 - 12 giờ địa phương, muộn hơn trong thời kỳ gió mùa tích cực (03 - 09 giờ địa phương) [3]

Trên các đại dương, quy mô không gian của CĐTĐ và cường độ mưa có phụ thuộc vào nhiệt

độ mặt nước biển và sự hội tụ gió trong lớp biên Ở hầu hết các vùng biển ấm, lượng mưa lớn chỉ xuất hiện ở các vùng có hội tụ trong lớp biên trên bản đồ trung bình tháng Ở những khu vực này, phạm vi của đối lưu sâu và lượng mưa có quan hệ tuyến tính với nhiệt độ mặt nước biển Đồng thời, hoạt động đối lưu nông liên quan trực tiếp với sự hội tụ trong lớp biên cũng có đóng góp làm gia tăng lượng mưa trên khu vực Ở phía Đông và trung tâm Thái Bình Dương, trên dải hội tụ nhiệt đới, hoạt động đối lưu do hội tụ trong lớp biên đóng vai trò chủ yếu quyết định quy mô đối lưu cũng như lượng mưa [4]

Bên cạnh đó, hoạt động đối lưu còn phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt Quá trình đô thị hóa làm thay đổi các đặc trưng vật lý, như: gia tăng đồ gồ ghề, tăng lưu trữ nhiệt hay làm gia tăng các quá trình làm nóng nhân tạo Sự thay đổi này ảnh hưởng đến sự hình thành dông trên khu vực Phoenix, Arizona, phía Bắc Hoa Kỳ, khi làm giảm lượng mưa ở khu vực trung tâm và gia tăng lượng mưa ở khu vực phía Bắc thành phố Sự suy giảm thông lượng hiển nhiệt vào buổi chiều ảnh hưởng rõ rệt đến lượng mưa khi làm thay đổi khu vực hội tụ gió trên khu vực [5]

Ở Việt Nam, cho đến nay, nghiên cứu về CĐTĐ là rất ít Năm 2020, nghiên cứu về đặc điểm phân bố của CĐTĐ trên khu vực Bắc Bộ được Trần Đình Linh và Nguyễn Thị Mỹ Duyên kết hợp thực hiện Kết quả các nghiên cứu cho thấy, dòng thăng có ưu thế trên khu vực trong thời kỳ mùa

hè Bên cạnh đó, tốc độ thẳng đứng phân hóa lớn theo không gian, đặc biệt là theo chiều Đông - Tây Đặc điểm CĐTĐ cũng khác nhau trong các lớp khí quyển Trong lớp biên (1.000 - 800 hPa), tốc độ thăng ở khu vực Đông Bắc mạnh hơn ở khu vực Tây Bắc, ngược lại, trong lớp 800 - 600 hPa và lớp khí quyển trên mực 600 hPa, tốc độ dòng thăng ở khu vực Tây Bắc lại mạnh hơn Bên cạnh đó, trên khu vực cũng tồn tại hai khu vực thịnh hành dòng giáng Dòng giáng thứ nhất phát triển từ bề mặt, đạt cực đại ở khoảng 850 hPa và triệt tiêu ở khoảng 700 hPa, dòng giáng này tồn tại trên khu vực Hòa Bình, Sơn La, Phú Thọ Dòng giáng thứ hai trong lớp từ khoảng 750 - 600 hPa, tồn tại trên khu vực Đông Hoàng Liên Sơn, trên địa phận các tỉnh Yên Bái, Lào Cai, Tuyên Quang Đối với dòng thăng ở lớp khí quyển giữa và lớp khí quyển trên cao, trên cả hai khu vực, tốc độ thăng đều đạt cực đại trong tháng 07, tháng 08 Nghiên cứu cũng cho thấy, sự hình thành

các vùng thăng (giáng) liên quan đến sự hội tụ của hoàn lưu và ảnh hưởng của điều kiện địa hình, tiêu biểu như ảnh hưởng của dãy Trường Sơn, dãy Hoàng Liên Sơn [6, 7]

Tiếp theo các nghiên cứu năm 2020, trong bài báo này, chúng tôi tập trung xem xét sự biến đổi theo thời gian trong năm và sự biến đổi theo chiều cao của tốc độ CĐTĐ trên khu vực Bắc Bộ Việt Nam Nghiên cứu nhằm cung cấp các kết quả định lượng, từ đó có cái nhìn tổng quát về sự biến đổi của tốc độ CĐTĐ trên khu vực

2 Số liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1 Số liệu

Bài báo sử dụng số liệu tái phân tích ERA Interim của Trung tâm Khí tượng hạn vừa châu

Âu Số liệu được thu thập với độ phân giải ngang là 0,5 × 0,5, độ kinh vĩ của tốc độ thẳng đứng w Đơn vị của tốc độ thẳng đứng là Pa/s, với giá trị âm thể hiện chuyển động thăng và giá trị dương thể hiện chuyển động giáng Theo chiều cao, bộ số liệu gồm 23 mực đẳng áp chuẩn, từ mực 1.000 hPa đến 200 hPa Trong đó, gồm 10 mực trong lớp từ 1000 hPa - 750 hPa, mỗi mực cách nhau 25 hPa; 11 mực trong lớp 750 hPa - 250 hPa, cách nhau 50 hPa mỗi mực; 02 mực ở 225 hPa và 200 hPa Số liệu này được lựa chọn tải về trên khu vực bao quanh khu vực Bắc Bộ và lân cận trong suốt

cả năm, thuộc giai đoạn 35 năm, từ 1981 đến 2015

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Sự biến đổi theo độ cao và theo thời gian trong năm của tốc độ CĐTĐ được đánh giá cho

03 khu vực đại diện: lần lượt cho ba khu vực Tây Bắc Bộ (TBB), Vùng núi phía Bắc (VNPB) và Đồng bằng - Đông Bắc Bộ (ĐB-ĐB) Phạm vi của ba khu vực này lần lượt được xác định như sau:

• TBB (210N - 230N, 1020E - 1040E);

• VNPB (220N - 23,50N, 1040E - 1070E);

• ĐB-ĐB (200N - 220N, 1050E - 1080E)

Trên mỗi khu vực, tốc độ CĐTĐ được tính cho tất cả 23 mực được nghiên cứu trong tất cả các tháng Giá trị trên mỗi mực trong từng tháng là trung bình 35 năm của giai đoạn nghiên cứu Việc tính toán giá trị trung bình được thực hiện bằng phần mềm GrADS

Các kết quả tính toán được từ phần mềm GrADS, sau đó được xử lý và vẽ biểu đồ bằng phần mềm Excel để phân tích sự biến động theo độ cao và theo thời gian trong năm của tốc độ thẳng đứng trên các khu vực trong từng tháng Đặc điểm biến động theo độ cao được so sánh giữa các tháng và giữa các khu vực

3 Kết quả và thảo luận

3.1 Sự biến đổi theo độ cao của tốc độ thẳng đứng

3.1.1 Sự biến đổi trong thời kỳ từ tháng 05 đến tháng 10

Tốc độ thẳng đứng trên cả ba khu vực gần như có giá trị âm trên toàn bộ cột khí quyển được xét (Hình 1) Điều này đồng nghĩa rằng, dòng thăng thịnh hành xuyên suốt trong tầng đối lưu khí quyển trong thời kỳ này Mặc dù vậy, trên mỗi khu vực, tốc độ thẳng đứng biến đổi khá phức tạp theo độ cao và sự biến đổi ở khu vực TBB khác với sự biến đổi ở khu vực ĐB - ĐB và VNPB Đối với khu vực TBB, trong thời kỳ này, tốc độ thẳng đứng ít thay đổi trong khoảng 1 km khí quyển dưới cùng (từ 1.000 hPa đến 900 hPa) Từ phía trên mực 900 hPa, tốc độ thẳng đứng có thay đổi lớn theo độ cao Trong các tháng 05, 06, 07, tốc độ thăng tăng nhanh từ mực 900 hPa, đạt cực đại ở khoảng mực 775 - 750 hPa Phía trên mực 750 hPa, tốc độ thăng lại giảm đến khi đạt cực tiểu

ở mực 650 hPa, sau đó lại tăng lên Sự tăng lên duy trì đến mực 400 hPa, sau đó giảm xuống Tốc

độ dòng thăng ở sát bề mặt chỉ khoảng 0,01 Pa/s, trên mực 775 - 750 hPa và 400 hPa vào khoảng 0,09 Pa/s, mực 650 hPa khoảng 0,045 Pa/s và mực 200 hPa vào khoảng 0,03 Pa/s Trong tháng 08

và tháng 09, ở sát bề mặt tốc độ chưa đến 0,01 Pa/s, sau đó, tăng nhanh theo độ cao đến khoảng mực

800 hPa (ở đây có tốc độ khoảng 0,05 - 0,06 Pa/s) Ở phía trên mực 800 hPa, tốc độ thăng tăng chậm đến mực 450 hPa (khoảng 0,09 Pa/s trong tháng 08 và 0,06 Pa/s trong tháng 09) Phía trên mực 450 hPa, tốc độ thăng giảm dần xuống chỉ còn 0,03 - 0,05 Pa/s ở mực 200 hPa Trong tháng 10, tốc độ thẳng đứng tăng từ trên mực 900 hPa, đạt cực đại ở mực 850 hPa rồi duy trì tương đối ổn định, sau

đó giảm Từ mực 300 hPa trở lên, trên khu vực đã thịnh hành dòng giáng

Hình 1: Biến đổi của tốc độ thẳng đứng theo độ cao trên các khu vực trong các tháng từ tháng

05 đến tháng 10

Trên khu vực VNPB và khu vực ĐB-ĐBm tốc độ thẳng đứng biến đổi theo độ cao gần tương

tự nhau trong tất cả các tháng Sự biến đổi trong các tháng 05, 06, 07 ở mỗi khu vực có đặc điểm giống nhau cơ bản Trong các tháng này, tốc độ dòng thăng tăng theo độ cao trong lớp sát đất, giảm theo độ cao trong lớp 900 đến khoảng 750 hPa Từ mực 750 hPa đến 400 hPa, tốc độ thăng tăng chậm, sau đó duy trì hoặc giảm chậm trong lớp khí quyển phía trên mực 400 hPa Theo chiều cao, tốc

độ thẳng đứng đạt cực đại ở mực 925 hPa (khu vực ĐB - ĐB) hoặc ở mực 875 hPa (khu vực VNPB)

và cực tiểu ở mực 775 hPa (khu vực ĐB - ĐB) hoặc 700 hPa (khu vực VNPB)

Trong tháng 08, tốc độ dòng thăng tăng từ bề mặt, đạt cực đại ở mực 925 hPa (ĐB - ĐB) hoặc 850 hPa (VNPB), sau đó giảm rồi đạt cực tiểu ở mực 850 hPa (ĐB - ĐB) hoặc 750 hPa, từ phía trên các mực này, tốc độ dòng thăng duy trì tương đối ổn định

Cũng trên khu vực VNPB và khu vực ĐB - ĐB, trong tháng 09 và tháng 10, sự biến đổi theo

độ cao của tốc độ thẳng đứng trên hai khu vực tương tự nhau và đặc điểm trong từng tháng cũng tương tự nhau Tốc độ thẳng đứng tăng từ bề mặt, sau đó đạt cực đại ở khoảng mực 850 hPa Ở phía trên mực 850 hPa, tốc độ thẳng đứng giảm dần theo độ cao, trong đó, tốc độ suy giảm trong tháng 10 nhanh hơn trong tháng 09

So sánh tốc độ dòng thăng giữa các khu vực nhận thấy, nhìn chung, ở dưới mực 850 hPa, tốc

độ dòng thăng ở khu vực ĐB - ĐB và VNPB lớn hơn ở khu vực TBB Trong khi từ mực 850 hPa trở lên, tốc độ dòng thăng ở TBB lại lớn hơn các khu vực ở Đông Bắc Còn đối với hai khu vực

ĐB - ĐB và VNPB, kết quả cho thấy tốc độ dòng thăng ở khu vực VNPB lớn hơn trong các tháng

05, 06, 07 còn ở khu vực ĐB - ĐB lớn hơn trong tháng 09 Trong hai tháng còn lại tốc độ ở hai khu vực có giá trị tương đương nhau

3.1.2 Sự biến đổi trong thời kỳ từ tháng 11 đến tháng 04

Tốc độ thẳng đứng trên khu vực trong thời kỳ từ tháng 11 đến tháng 04 năm sau cũng biến đổi theo độ cao rất phức tạp (Hình 2) Trong đó, có sự giống nhau tương đối giữa đặc điểm biến đổi ở khu vực ĐB - ĐB với khu vực VNPB và sự biến đổi ở hai khu vực này khác với biến đổi ở khu vực TBB Trên cả ba khu vực, nhìn chung dòng thăng chiếm ưu thế ở tầng thấp và dòng giáng chiếm ưu thế ở trên cao

Đặc điểm biến động trong các tháng là gần giống nhau nhưng mức độ biến động có thay đổi lớn Trong tháng 11 và tháng 12, kết quả cho thấy, trên các khu vực, dòng thăng chiếm ưu thế trong các mực phía dưới 750 hPa còn từ mực 700 hPa trở lên, dòng giáng thịnh hành hơn trên khu vực Ở khu vực TBB, tốc độ dòng thăng duy trì ổn định hoặc tăng nhẹ từ bề mặt đến mực 850 hPa Phía trên mực 850 hPa, tốc độ thăng giảm, sau đó chuyển động đảo chiều sang dòng giáng từ mực 650 hPa Phía trên mực này, tốc độ thẳng đứng duy trì tương đối ổn định Trên khu vực ĐB - ĐB và khu vực VNPB, tốc độ dòng thăng từ bề mặt tăng khá nhanh theo độ cao, đạt cực đại ở khoảng mực 875 hPa, sau đó giảm nhanh Đến mực 700 hPa, chuyển động đảo chiều rồi duy trì đà tăng chậm (ĐB - ĐB) hoặc giảm rồi tăng (VNPB) theo độ cao đến giới hạn trên của phạm vi nghiên cứu

Đặc điểm biến đổi trong các tháng, từ tháng 01 đến tháng 04 trên từng khu vực khá giống nhau

và gần tương tự với sự biến đổi trong các tháng 05, 06, 07 Trên khu vực TBB, ở phía dưới mực 900 hPa, tốc độ thăng duy trì ổn định ở mức khoảng 0,015 Pa/s Từ phía trên mực 900 hPa, tốc độ dòng thăng tăng mạnh theo độ cao (ngoại trừ tháng 02 tăng chậm) rồi đạt cực đại ở khoảng 875 hPa Phía trên mực 875 hPa, tốc độ thăng giảm dần, đến khoảng mực 650 hPa sẽ trở thành chuyển động giáng Sau đó, dòng giáng đạt tốc độ cực đại ở khoảng mực 550 hPa rồi suy giảm Riêng trong tháng 04, từ mực 500 hPa trở lên, dòng thăng lại chiếm ưu thế trên khu vực TBB Trên khu vực ĐB - ĐB và khu

vực VNPB, từ bề mặt đến khoảng 900 hPa hoặc 875 hPa, tốc độ thăng tăng theo độ cao Phía trên các mực này, tốc độ thăng giảm theo độ cao, đến khoảng mực 800 hPa, chuyển động thẳng đứng đảo chiều thành dòng giáng Dòng giáng duy trì trong lớp từ 800 hPa đến khoảng 550 hPa Ở phía trên mực 550 hPa, dòng thăng lại chiếm ưu thế hơn với tốc độ dòng thăng tăng dần theo độ cao, đạt cực đại ở mực 400 hPa, sau đó giảm xuống cho đến đỉnh phạm vi nghiên cứu

Hình 2: Biến đổi của tốc độ thẳng đứng theo độ cao trên các khu vực trong các tháng từ

tháng 11, 12, 01, 02, 03 và 04

Về tương quan mức độ chuyển động thẳng đứng giữa các khu vực, kết quả cho thấy, ở phía dưới mực 850 hPa, tốc độ dòng thăng ở khu vực ĐB - ĐB và khu vực VNPB lớn hơn ở khu vực TBB Từ phía trên mực 850 hPa đến 700 hPa, tốc độ dòng thăng ở TBB lớn hơn ở khu vực ĐB -

ĐB và VNPB Tốc độ dòng giáng ở phía trên mực 600 hPa, ở TBB cũng lớn hơn hai khu vực còn

lại, ngoại trừ trong tháng 04 khi trên khu vực TBB dòng thăng đã chiếm ưu thế Trong tháng này, tốc độ dòng thăng ở các mực cao ở TBB cũng lớn hơn ở hai khu vực ở phía Đông Bắc Bộ Đối với khu vực ĐB - ĐB và VNPB, tất cả các mực tốc độ thăng - giáng trên khu vực VNPB đều lớn hơn, mức biến đổi theo độ cao ở khu vực VNPB cũng lớn hơn hẳn ở khu vực ĐB - ĐB

3.2 Sự biến đổi trong năm của tốc độ thẳng đứng

3.2.1 Sự biến đổi trong lớp biên khí quyển

Sự biến đổi tốc độ thẳng đứng thể hiện ở Hình 3 cho thấy, tốc độ dòng thăng trong lớp biên thường đạt cực đại trong tháng 3 và đạt cực tiểu trong tháng 8 Ở một vài mực, tốc độ thăng trong lớp biên có thể đạt cực đại trong tháng 4 hoặc tháng 02 Nhìn chung, tốc độ dòng thăng mạnh nhất trong giai đoạn các tháng 02, 3, 4

Tốc độ thăng trong lớp biên trong thời kỳ mùa mưa nhìn chung khá nhỏ Riêng đối với khu vực TBB, tốc độ thẳng đứng trong lớp biên trong mùa mưa rất nhỏ, các tháng có cực đại lượng mưa thậm chí còn có tốc độ dòng thăng trong lớp biên cực tiểu

Tốc độ dòng thăng trong lớp biên nhỏ trong mùa mưa nhưng lại đạt cực đại trong thời kỳ mùa khô một lần nữa khẳng định chuyển động đối lưu trong lớp biên không phải có vai trò quyết định đến mưa trên khu vực

Hình 3: Biến đổi trong năm của tốc độ thẳng đứng ở mực 900 hPa trên các khu vực

3.2.2 Sự biến đổi trong lớp khí quyển từ 800 đến 600 hPa

Sự biến đổi trong năm của tốc độ thẳng đứng trong lớp khí quyển từ 800 đến 600 hPa thể hiện ở Hình 4 cho thấy, trong lớp khí quyển này, dòng thăng chiếm ưu thế trong thời kỳ mùa mưa, dòng giáng chiếm ưu thế trong mùa khô Cụ thể, ở khu vực ĐB - ĐB và khu vực VNPB, nhìn chung, tốc độ thẳng đứng có giá trị âm (dòng thăng) trong thời kỳ từ tháng 5 đến tháng 10 (trùng với thời kỳ mùa mưa trên khu vực) và có giá trị dương trong thời kỳ từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau (trùng với thời kỳ mùa khô trên khu vực) Tốc độ dòng thăng mạnh nhất trong tháng 8, tháng

9, trùng với thời gian mưa cực đại Cũng trên hai khu vực này, dòng giáng đạt tốc độ cực đại trong các tháng 02, 3, 4 Do dòng giáng mạnh nên mặc dù ở lớp biên, tốc độ dòng thăng đạt cực đại trong thời kỳ này nhưng lượng mưa vẫn không đáng kể Bởi vì sự tồn tại dòng giáng trong lớp này làm tăng độ ổn định của khí quyển, cản trở đối lưu phát triển

Trên khu vực TBB, dòng thăng thịnh hành trong lớp khí quyển này trong phần lớn thời gian Trong đó, tốc độ dòng thăng mạnh và khá đồng đều trong thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 09 Trong

ba tháng mưa cực đại trong năm thì tốc độ dòng thăng cũng rất mạnh

Sự biến đổi tốc độ thẳng đứng trong lớp khí quyển này phù hợp với sự biến đổi lượng mưa trên khu vực Bắc Bộ, điều này càng củng cố nhận định về vai trò quyết định đến mưa trên khu vực của chuyển động thẳng đứng trong lớp khí quyển này

Hình 4: Biến đổi trong năm của tốc độ thẳng đứng ở mực 700 hPa trên các khu vực

3.2.3 Sự biến đổi trong lớp khí quyển từ 600 đến 200 hPa

Hình 5 thể hiện sự biến đổi trong năm của tốc độ thẳng đứng trên mực 400 hPa cùng với sự biến đổi trong các mực khác ở Phụ lục 4 cho thấy, đặc điểm biến đổi trong lớp khí quyển từ 600 đến 200 hPa gần tương tự với sự biến đổi trong lớp khí quyển từ 800 đến 600 hPa Tốc độ dòng thăng đạt cực đại trong các tháng 6, 7, 8 trên cả ba khu vực

Về độ lớn, thời kỳ mùa hè cũng tương tự như trong lớp khí quyển từ 800 đến 600 hPa, tốc độ dòng thăng trên khu vực TBB mạnh hơn ở hai khu vực còn lại

Hình 5: Biến đổi trong năm của tốc độ thẳng đứng ở mực 700 hPa trên các khu vực

4 Kết luận

Qua phân tích đặc điểm sự biến đổi trong năm và theo chiều cao của tốc độ CĐTĐ trên khu vực Bắc Bộ, bài báo đi đến một số kết luận sau:

Về sự biến đổi của tốc độ CĐTĐ theo độ cao:

1 Tốc độ thẳng đứng có thay đổi lớn theo chiều cao và sự thay đổi đó cũng khác nhau giữa các khu vực, khác nhau giữa các tháng trên từng khu vực

2 Trên khu vực TBB, tốc độ thăng ít thay đổi trong khoảng 1 km khí quyển sát bề mặt Từ khoảng 1 km trở lên, theo chiều cao, tốc độ thẳng đứng biến đổi nhanh, trong phần lớn thời gian,

dòng thăng đạt tốc độ cực đại ở khoảng 800 hPa - 750 hPa và 450 hPa - 400 hPa, cực tiểu dòng thăng (hoặc cực đại dòng giáng) ở mực 650 hPa - 550 hPa và 200 hPa;

3 Trên khu vực Đông Bắc Bộ bao gồm cả khu vực VNPB và khu vực ĐB - ĐB, tốc độ thẳng đứng biến động theo chiều cao mạnh hơn, đồng thời, các cực trị cũng đạt được ở độ cao thấp hơn trên khu vực TBB Trong gần suốt cả năm, cực đại dòng thăng đạt được ở khoảng độ cao tương ứng với mực 925 hPa đến 850 hPa và 450 hPa đến 400 hPa, cực tiểu dòng thăng (hoặc cực đại dòng giáng) ở khoảng 750 đến 700 hPa và ở giới hạn trên phạm vi nghiên cứu;

4 Trong thời kỳ mùa mưa trên khu vực, ở dưới mực 850 hPa, tốc độ dòng thăng ở khu vực Đông Bắc Bộ lớn hơn ở khu vực TBB Trong khi từ mực 850 hPa trở lên, tốc độ dòng thăng ở khu vực TBB lại lớn hơn

Về sự biến đổi tốc độ của CĐTĐ theo thời gian trong năm:

5 Trong lớp biên khí quyển, dòng thăng chiếm ưu thế trên toàn khu vực trong suốt cả năm Tốc độ dòng thăng trong lớp khí quyển này đạt cực đại trong các tháng 02, 03, 04 và cực tiểu trong tháng 08

6 Trong khí quyển phía trên mực 800 hPa, dòng thăng chiếm ưu thế trên khu vực trong thời

kỳ mùa mưa, cực đại dòng thăng xuất hiện trong tháng 08, tháng 09; dòng giáng chiếm ưu thế trong thời kỳ mùa khô và đạt cực đại trong các tháng 02, 03, 04

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] M B Sylla, F Giorgi, P M Ruti, S Calmantiband, A Dell’Aquilab (2011) The impact of deep

convection on the West African summer monsoon climate: a regional climate model sensitivity study Earth

System physics Section, Strada Costiera 11, PO Box 586, I-34151.

[2] M R Ramesh Kumar, S.S.C Shenoi (2005) Impact of convection over the equatorial trough on the

summer monsoon activity over India International Journal of Remote Sensing, 26, 4747 - 4762

[3] Singh, P., and K Nakamura (2010) Diurnal variation in summer monsoon precipitation during active

and break periods over central India and southern Himalayan foothills J Geophys Res.115, D12122,

doi:10.1029/2009JD012794.

[4] Larissa E Back, Christopher S Bretherton (2009) A Simple Model of Climatological Rainfall and

Vertical Motion Patterns over the Tropical Oceans J Climate 22 (23): 6477 - 6497.

[5] Susanne Grossman-Clarke, Joseph A Zehnder, Christopher L Castro, Yubao Liu and William Cassell

(2011) Urban Effects on Summer Monsoon Convection in Phoenix, Arizona (USA): A Model Case Study of

Aug 2-3, 2005 Arizona State University Global Institute of Sustainability, AZ 85287-5402.

[6] Trần Đình Linh (2020) Nghiên cứu đặc điểm chuyển động thẳng đứng trong khí quyển trên khu vực

Bắc Bộ Việt Nam Báo cáo tổng hợp Đề tài Khoa học và Công nghệ cấp cơ sở năm 2020 Mã số: 13.01.20.

E01.

[7] Nguyễn Thị Mỹ Duyên, Trần Đình Linh (2020) Đặc điểm phân bố theo không gian của chuyển động

thẳng đứng trên khu vực Bắc Bộ trong thời kỳ mùa hè Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường, số 31,

tháng 9/2020: 15 - 27.

Ngày chấp nhận đăng: 10/11/2021 Người phản biện: TS Trương Vân Anh