Khí tượng biển - Chương 6 pdf

Sự biến đổi của thời tiết có 2 loại: Biến đổi có chu kỳ và biến đổi không có chu 6.1.1 Các công cụ phân tích và dự báo thời tiết 1 Các loại bản đồ thời tiết Bản đồ thời tiết cho phép t

CHƯƠNG VI THỜI TIẾT BIỂN ĐÔNG

6.1 Thời tiết và hình thế thời tiết

Thời tiết là trạng thái vật lý của khí quyển ở một địa điểm nhất định trong một khoảng thời gian nhất định và được đặc trưng bởi tập hợp các giá trị của các yếu tố khí tượng như nhiệt độ không khí, áp suất khí quyển, gió, độ ẩm, mây mưa tại thời điểm

đó Các yếu tố này còn được gọi là các yếu tố thời tiết

Nghiên cứu về thời tiết và dự báo thời tiết là nội dung của bộ môn Dự báo thời tiết Dự báo thời tiết bằng phương pháp dùng bản đồ còn được gọi là Khí tượng học si nốp Nói một cách khác, đối tượng nghiên cứu của môn học Khí tượng si nốp chính là các điều kiện thời tiết và sự biến đổi của nó trên một phạm vi rộng

Sự biến đổi của thời tiết có 2 loại: Biến đổi có chu kỳ và biến đổi không có chu

6.1.1 Các công cụ phân tích và dự báo thời tiết

1) Các loại bản đồ thời tiết

Bản đồ thời tiết cho phép ta hình dung sự phân bố các yếu tố khí tượng trên phạm vi rộng lớn, xác định thời tiết hiện tại; phân tích và dự báo về sự xuất hiện và phát triển của các đối tượng si nốp, tức là dự báo hình thế si nốp và từ đó dự báo điều kiện thời tiết trong tương lai Như vậy, các bản đồ thời tiết là công cụ cơ bản để phân tích và dự báo thời tiết

Bản đồ thời tiết cho phép ta hình dung sự phân bố các yếu tố khí tượng trên phạm vi rộng lớn, xác định thời tiết hiện tại; phân tích và dự báo về sự xuất hiện và phát triển của các đối tượng si nốp

Để có được bản đồ thời tiết, người ta sử dụng một loại bản đồ gọi là bản đồ trống Bản đồ trống là bản đồ địa lý, đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Không bị biến dạng về hình thù địa hình, ít thay đổi về tỷ lệ xích ở các vùng quan trọng, phản ảnh được phép chiếu gần nhất của quả đất thực

- Kích thước của bản đồ thời tiết không quá lớn, hoặc quá bé, song phải bao gồm đầy

đủ toàn bộ lãnh thổ một vùng rộng lớn Có đầy đủ các đường phân giới, các vị trí đài trạm khí tượng, có thước gradien để xác định vận tốc gió theo sự phân bố áp suất

- Các bản đồ trống được dùng ở Việt Nam thông thường là: Bản đồ Âu á có tỷ lệ: 1/200.000.000 và bản đồ Biển Đông có tỷ lệ: 1/7.500.000

Sử dụng các bản đồ trống, người thiết lập được các bản đồ thời tiết bao gồm: bản

đồ mặt đất và các bản đồ trên cao

a) Bản đồ mặt đất

Dùng bản đồ trống, điền các số liệu quan trắc ở mặt đất vào vị trí của các trạm quan trắc ta được bản đồ mặt đất Các số liệu về các yếu tố khí tượng được điền trên bản đồ mặt đất bao gồm: nhiệt độ, áp suất khí quyển (đã quy về mực nước biển), độ ẩm, lượng

Trong đó:TT, TsTs, TdTd: nhiệt độ, nhiệt độ cực trị, điểm sương;

PPP, aPP: áp suất, biến áp 3 giờ;

WW, W: hiện tượng thời tiết lúc quan trắc, giữa 2 kỳ quan trắc;

RR: mưa trong 12 giờ;

VV: tầm nhìn ngang;

N: lượng mây;

CH, CM, CL: dạng mây tầng cao, trung bình, dưới;

h, hs hs: các độ cao chân mây;

dd: hướng và tốc độ gió

b) Bản đồ cao không

Như chúng ta đã biết, cơ sở lý thuyết để thiết lập các bản đồ cao không (bản đồ

hình thế khí áp) là dựa vào công thức khí áp dưới dạng địa thế vị đã được trình bày

trong tĩnh học khí quyển Trong nghiệp vụ khí tượng, người ta dùng các bản đồ trống điền các yếu tố khí tượng quan trắc được ở các độ cao khác nhau của tầng khí quyển ta được các bản đồ trên cao

Có 2 loại bản đồ trên cao:

- Bản đồ hình thế khí áp tuyệt đối gọi tắt là bản đồ AT: AT850, AT700, AT500…;

- Bản đồ hình thế khí áp tương đối gọi tắt là bản đồ OT: thường dùng bản đồ

500

1000

OT

* Bản đồ AT: Đây là bản đồ hình thế khí áp tuyệt đối, trên đó điền các yếu tố khí

tượng quan trắc được trên mặt đẳng áp nào đó Trên các bản đồ này ta vẽ các đường đẳng cao trên mặt đẳng áp và biểu diễn các đặc trưng thời tiết trên một mặt đẳng áp

đó Ví dụ: bản đồ AT850, AT700, là bản đồ hình thế khí áp tuyệt đối trên mặt đẳng

áp 850 và 700 mb

N

Trong đó: TT, TdTd: nhiệt độ, điểm sương;

HHH, ΔH24: độ cao địa thế vị, biến cao 24 giờ;

f f: độ ẩm;

dd: hướng và tốc độ gió

* Bản đồ OT: Đây là bản đồ hình thế khí áp tương đối, trên đó điền các giá trị độ

cao địa thế vị tương đối giữa 2 mặt đẳng áp, như đã nói ở trên, trong tác nghiệp dự báo thời tiết, thông thường người ta sử dụng 500

a) Mặt cắt thẳng đứng theo thời gian

Mặt cắt thẳng đứng theo thời gian là một loại đồ thị biểu điễn sự thay đổi của các yếu tố khí tượng theo thời gian tại 1 địa điểm ở các độ cao khác nhau

Ví dụ: Sự thay đổi của gió ở độ cao nào đó theo thời gian (hình 6-4)

Mặt cắt thẳng đứng theo không gian cũng là một loại đồ thị cho biết sự biến thiên của yếu tố thời tiết đồng thời xảy ra ở các độ cao khác nhau trên phạm vi cần dự báo

Ví dụ: diễn biến gió trong khu vực dự báo (hình 6-5)

z (lnP)

Lạng sơn Hà Nội Huế Sài Gòn

Hình 6-5

3) Các bản đồ đặc trưng phụ

a) Bản đồ các hiện tượng thời tiết nguy hiểm

Bản đồ các hiện tượng thời tiết nguy hiểm bao gồm các bản đồ về bão, bão cát, sương mù dày, dông, băng kết

b) Bản đồ đặc trưng phụ ở mặt đất

Lược đồ điền bản đồ đặc trưng phụ ở mặt đất như sau (hình 6-6):

Trong đó:

TTmax: nhiệt độ tối cao S

TTmin: nhiệt độ tối thấp

TgTg: nhiệt độ tối thấp mặt đất

TTmax RRđêm

TTmin RRngày

E: trạng thái mặt đất TgTg E

RR: mưa đêm, mưa ngày

Hình 1-6 6.1.2 Kiểm tra và sửa chữa số liệu đo đạc

Trước khi xem xét phân tích bản đồ phải xem xét, kiểm tra các số liệu si nốp đã ghi trên bản đồ để kịp thời sửa chữa các sai sót, từ đó tránh được những sai lầm trong phân tích dự báo Các sai sót số liệu si nốp có thể bao gồm sai sót có hệ thống và sai sót đột xuất

1) Sai sót có hệ thống

Sai sót có hệ thống là các sai sót được lặp đi lặp lại nhiều lần ở một trạm nên dễ nhận thấy khi so với các trạm xung quanh do sự chênh lệch quá lớn về gía trị của cùng loại các yếu tố khí tượng

Nguyên nhân gây nên sai sót hệ thống có thể do máy hỏng, độ cao trạm sai, hoặc năng lực của quan trắc viên

Phương pháp sửa chữa: cần xác định đúng nguyên nhân gây sai sót và dựa vào số liệu các trạm xung quanh để sửa chữa

2) Sai sót đột xuất

Những sai sót còn lại thuộc sai sót đột xuất Phát hiện sai số đột xuất bằng cách đối chiếu với các trạm trên cơ sở tính hợp lý của các yếu tố khí tượng, đối chiếu quan

hệ giữa các yếu tố thời tiết của mỗi trạm

Nguyên nhân gây sai sót đột xuất có thể là do quan trắc không tốt, mã điện dịch sai,

Phương pháp sửa chữa: chỉ được sửa chữa khi đã tìm rõ nguyên nhân sai sót Tuyệt đối không vội gạch bỏ một cách vội vàng làm ảnh hưởng đến quá trình phân tích bản đồ

và dự báo thời tiết

6.1.3 Phân tích và dự báo hình thế si nốp

Người ta gọi hình thế si nốp là một tập hợp các quá trình khí quyển đã được phản ánh trên các bản đồ thời tiết

Phân tích hình thế si nốp tức là khảo sát các điều kiện thời tiết trên một vùng nào

đó, vạch ra các quy luật biến thiên của nó và chuẩn bị lập luận cho dự báo thời tiết tiếp theo

Dự báo hình thế si nốp tức là dự báo sự di chuyển và tiến triển của các khối không khí, các front khí quyển, các tổ chức xoáy thuận, xoáy nghịch đưa tới thành lập được bản đồ thời tiết trong tương lai (thông thường là lập cho 1 ngày hoặc 2 ngày tiếp theo) Phân tích và dự báo hình thế si nốp là cơ sở của việc dự báo các điều kiện thời tiết trong miền này hay miền khác Do vậy, để tiến hành dự báo yếu tố cho tốt chúng ta hãy làm tốt công tác phân tích và dự báo hình thế si nốp

1) Phân tích hình thế si nốp

Để tiến hành phân tích si nốp người ta căn cứ vào các qui luật tiến triển của các yếu tố thời tiết và dựa vào nguyên tắc chủ yếu là “tổng hợp - đối chiếu” Nguyên tắc tổng hợp - đối chiếu nhằm đảm bảo tính hợp lý cho mối tương quan giữa các qúa trình, các hiện tượng thời tiết trong không gian và theo thời gian, đồng thời cũng loại bỏ được những sai sót trong quan trắc hoặc điền đồ Có thể tóm tắt nguyên tắc phân tích

si nốp như sau:

- Đối chiếu các số liệu thời tiết cùng kỳ quan trắc của nhiều trạm

- Đối chiếu các số liệu thời tiết khác nhau trên cùng một trạm

- Đối chiếu các các số liệu thời tiết của từng trạm vào những kỳ quan trắc khác nhau

Phải chú ý nhiều tới các đới front bởi vì ở đó, trong quá trình phát triển của thời tiết, có thể xảy ra những thay đổi lớn cả về chất lẫn về lượng Ngoài ra còn phải lưu tâm đến bão, dải hội tụ nhiệt đới, xoáy thuận

Các kết luận rút ra được trong khi phân tích si nốp phải có cơ sở vật lý chắc chắn Các hiện tượng thời tiết xảy ra ở các khu vực lân cận không được mâu thuẫn với nhau

Ví dụ:

+ Tại A xác định được một front lạnh đang đến gần và bản tin thời tiết ở đó cho thấy có mây Ac sau đó xuất hiện Cb và cho mưa rào thì khả năng front lạnh đến A càng chắc chắn

+ Khi so sánh 2 bản đồ ở 2 kỳ quan trắc nối tiếp nhau thấy front đó đi được một đoạn dài mà giữa 2 kỳ đó gió mặt đất và trên cao không mạnh thì cần phải xem lại ! Khi

đó, hoặc là vị trí front ở kỳ trước vẽ sai hoặc là front kỳ sau ở đây có thể là một front mới xuất hiện

Như vậy, khi phân tích hình thế si nốp chúng ta phải phân tích thật tỷ mỉ bản chất vật lý của hiện tượng, tính đến ảnh hưởng của điều kiện địa phương, tìm ra trình tự lịch sử của quá trình khí quyển để rút ra kết luận cho xác đáng Khi gặp sai sót, tuỳ theo mức độ để sửa chữa; song đại đa số phải thay đổi cơ sở quá trình, tức là lập lại trình tự quá trình Phải nêu được kiến trúc không gian của các quá trình khí quyển Muốn vậy, dự báo viên phải khảo sát kết hợp tất cả các số liệu (mặt đất, trên cao, giản

đồ cao không ) qua đó hình dung được quá trình khí quyển trong không gian

Công tác phân tích hình thế si nốp bao gồm nhiều việc có liên quan mật thiết với nhau được trình bày dưới đây

a) Vẽ và phân tích bản đồ mặt đất

Vẽ và phân tích bản đồ mặt đất là công việc phức tạp nhất Do vậy, trước khi phân tích cần nắm được những trình tự xảy ra trước đó và giải thích được chúng Ngoài ra phải nắm chắc được những quy luật cơ bản trong sự phân bố địa lý của các yếu tố khí tượng, nhất là trên toàn bộ khu vực của bản đồ dự báo

Nội dung phân tích bản đồ mặt đất bao gồm:

- Xem khái quát bản đồ: Xem khái quát bản đồ giúp dự báo viên có một cách nhìn chung trước khi phân tích bản đồ và bao gồm các công việc sau đây:

+ Xác định vùng nào trời quang, âm u; vùng nào có mưa, sương mù; phác họa

sơ bộ vị trí xoáy thuận, xoáy nghịch

+ Làm nổi bật các hiện tượng thời tiết bằng cách dùng bút chì mầu tách ra các vùng có giáng thuỷ (mầu xanh), vùng có sương mù (mầu vàng) và các vùng có các hiện tượng khác (mầu xanh lục)

- Vẽ và phân tích front: Vẽ và phân tích front là một khâu rất phức tạp, phụ thuộc khá nhiều vào yếu tố chủ quan của những người làm dự báo Ngay cả những dự báo viên có kinh nghiệm lâu năm cũng có thể vẽ khác nhau về chi tiết Nhưng về cơ bản để

vẽ và phân tích chính xác front các dự báo viên cần phải dựa vào các dấu hiệu sau đây: + Front nằm dọc theo trục rãnh khí áp, rãnh càng rõ thì front càng hiện rõ

+ Dọc theo đường front quan sát thấy đường dòng hội tụ, tức là: nếu kéo dài hướng gió ở 2 phía front thì chúng cắt nhau

+ Qua front có sự thay đổi đột ngột của các yếu tố khí tượng đặc biệt là nhiệt độ (có thể chênh nhau tới 5 đến 100)

+ Biến áp ΔP của 2 bên front ngược nhau: trước front khí áp giảm (ΔP < 0), sau front khí áp tăng (ΔP > 0)

+ Hệ thống ngưng, đông kết và nước rơi khí quyển (mây và mưa) đặc trưng cho front sắp xếp dọc theo các đường front

Các dấu hiệu nêu trên có mối liên hệ mật thiết với nhau cùng với sự tồn tại của front Tuy nhiên, chỉ khi front thể hiện rõ mới quan sát thấy tồn tại đồng thời và biểu hiện rõ các dấu hiệu trên; còn đối với các front mờ thì một phần các dấu hiệu đó bị mờ hoặc mất hẳn

Ngoài ra, để xác định front một cách chính xác ta cần phải chú ý đến tính ba chiều của front thể hiện trên bản đồ hình thế khí áp AT và OT: những chỗ nào có front thì đường đẳng cao ở đó dày xít, front ở mặt đất không trùng front trên cao, mặt front có

độ nghiêng

Nhờ sự tồn tại khách quan của front trong tầng đối lưu: không xuất hiện và không biến mất một cách đột ngột, nên ta có thể theo dõi một front trên bản đồ thời tiết kế tiếp nhau được dễ dàng, tức là xác định được hướng di chuyển và mức độ tiến triển của nó, cụ thể:

+ Hướng di chuyển, vị trí tương quan của front giữa các khối không khí và sự phân bố trường biến áp và thời tiết cho ta xác định được loại của front

+ Front mạnh lên khi: sự tương phản nhiệt độ tăng nhanh; độ ẩm không khí lớn;

sự hội tụ của các dòng không khí ở mặt đất gần front tăng lên; tầng kết của không khí nóng không ổn định; chuyển động đi lên của không khí nóng xuất hiện: lượng mây tăng, giáng thủy xuất hiện và mạnh lên, tầm nhìn xa kém đi

Ngoài việc sử dụng các bản đồ thời tiết kế tiếp nhau chúng ta còn phải tuân theo tính liên tục lịch sử của việc phân tích bản đồ thời tiết

- Vẽ các đường đẳng áp: Sau khi xác định front xong, ta vẽ hệ thống các đường đẳng áp Nếu khó nhận ra front hoặc cần xác định gấp các trung tâm, các cơ cấu khí áp thì ta có thể vẽ các đường đẳng áp ở khu vực đó trước Khi vẽ các đường đẳng áp cần chú ý các nguyên tắc sau:

+ Các đường đẳng áp vẽ cách nhau 5 mb trên bản đồ chính; 2,5 mb trên bản đồ khu vực (Bản đồ Âu - á: cách 5 mb; Bản đồ Biển Đông: cách 2 mb)

+ Các đường đẳng áp vẽ trơn không gấp khúc Nếu không có gì cần thiết thì vẽ xong đường này mới chuyển sang vẽ đường khác Qua front đường đẳng áp uốn từ từ;

ở vùng núi đường đẳng áp có thể biểu thị bằng các đường răng cưa

+ Các đường đẳng áp phải tuân theo định luật khí áp của gió: ở mặt đất đường đẳng áp lệch với hướng gió chừng 300, chỗ nào gió mạnh hơn thì đường đẳng áp dày hơn

+ Những vùng không có số liệu thì phải nội suy

+ Các đường đẳng áp tuyệt nhiên không được cắt nhau và điểm cuối các đường đẳng áp ở đầu mép bản đồ xếp thành một hàng cho dễ nhìn

- Vẽ các đường đẳng biến áp: Từ các giá trị biến áp (ΔP3h, ΔP6h, , ΔP24h), có thể phân tích và vẽ các trường biến áp tương ứng Với trường biến áp 3h, ta có các ổ biến áp 3 giờ; với trường biến áp 6h, ta có các ổ biến áp 6 giờ Các đường đẳng biến

+ Vẽ các đường front bằng chì mầu theo quy định

+ Tô vùng có giáng thuỷ, có sương mù bằng chì mầu tương ứng

+ Vẽ hoàn chỉnh hệ thống các đường đẳng biến áp bằng chì đen đứt đoạn

+ Kiểm tra lại toàn bộ và ký tên vào bản đồ

Một số ký hiệu để phân tích bản đồ thời tiết

Hiện tượng Ký hiệu Dạng front Ký hiệu

Sương muối Front lạnh phụ

Trình tự phân tích một bản đồ AT như sau:

- Vẽ đường đẳng cao: Hệ thống các đường đẳng cao được vẽ bằng bút chì mầu đen cách nhau 4 damdtv để tương ứng với hệ thống các đường đẳng áp vẽ cách nhau 5mb trên bản đồ mặt đất (H1000 = 0,8 (P0 – 1000) damđtv) Khi vẽ cần lưu ý các điểm sau:

+ Lựa sao cho hướng gió gần như tiếp tuyến với đường đẳng cao, chỗ nào gió mạnh đường đẳng cao xít hơn và ngược lại ở vùng núi các đường đẳng cao cũng có thể xít và cong lại nhiều hơn

+ Tại vùng vĩ độ thấp, ở miền núi, trong các vùng hội tụ hoặc phân kỳ thì hướng gió và đường đẳng cao có thể chênh lệch đáng kể do tình hình không ổn định của không khí

Họ các đường đẳng cao này cho ta biết sự phân bố khí áp ở trên cao Với các tâm cao trên bản đồ hình thế khí áp tuyệt đối AT ghi chữ “ C ” (mầu xanh), với tâm thấp ghi chữ “ T ” (mầu đỏ)

- Vẽ đường đẳng nhiệt: Hệ thống các đường đẳng nhiệt được vẽ bằng bút chì đỏ cách nhau 20 hoặc 40 Trên các bản đồ AT nói chung xu thế các đường đẳng nhiệt gần tương tự như xu thế các đường đẳng cao Hệ thống các đường đẳng nhiệt tạo thành các tâm nóng và tâm lạnh Tâm nóng đề chữ “ N ” (mầu đỏ); tâm lạnh đề chữ “ L ” (mầu xanh)

- Ngoài ra: Người ta còn vẽ các đường đẳng ẩm riêng qua 1, 2, 4, 6 g/kg và đề chữ

“ẩm” và “KHÔ” vào trung tâm tương ứng của nó; xác định front trên bản đồ AT850;

vẽ hệ thống các đường đẳng biến cao ΔH qua 2 damđtv và ghi chữ (T) và chữ (G) vào các trung tâm tăng và giảm của nó; chấm vị trí các trung tâm khí áp ở mặt đất; ghi hướng di chuyển của xoáy thuận xoáy nghịch trong 12 h đã qua trên bản đồ AT700 Cần lưu ý rằng đối với các bản đồ ở các mực cao hơn khi phân tích cần thận trọng:

Ví dụ: trên bản đồ AT300, AT200 phải lưu ý đến vị trí của các dòng chảy xiết, đặc biệt là những nơi có tốc độ gió mạnh khác thường

Bản đồ OT cho phép ta phân tích đối với một lớp khí quyển nhất định về: vị trí của các khối không khí nóng lạnh, sự phân bố của gió nhiệt và sự biến thiên của trường nhiệt độ trung bình theo thời gian

c) Tổng hợp phân tích bản đồ mặt đất và bản đồ trên cao

Sau khi đã có được các bản đồ mặt đất và bản đồ trên cao qua các bước phân tích trên; để nâng cao độ chính xác của phép phân tích và nắm được toàn bộ quá trình khí quyển ta phải tổng hợp phân tích cả hai loại bản đồ này

Tổng hợp phân tích các loại bản đồ này chủ yếu là để:

- Nắm vững cấu trúc không gian của các cơ cấu khí áp: về số lượng áp cao,

áp thấp và khả năng tiến triển; vị trí của chúng ở trên cao và mặt đất có phù hợp hay không? (ví dụ: các tổ chức khí áp tầm thấp, tầm cao; trục nghiêng của các áp cao,

áp thấp có đúng quy luật không )

- Nắm được sự diễn biến của áp suất, nhiệt độ, độ ẩm theo độ cao; khu vực khô, ẩm; nóng, lạnh; phát hiện ra bình lưu nóng, lạnh (nhờ trường nhiệt áp) mà xác định rõ thêm, chắc chắn thêm loại front ở mặt đất

- Xác định cường độ và độ dốc của front: Qua việc xuất hiện front ở các bản đồ trên cao mà nhận biết cường độ front đang tồn tại mạnh hay yếu; xem xét vị trí của front ở mặt đất và trên cao cách nhau bao nhiêu mà tìm được độ dốc và hướng di chuyển của front

- Đặc biệt khi chập bản đồ 500

1000

OT với bản đồ AT700 (hoặc bản đồ AT500) chúng

ta sẽ nhận được bản đồ trường nhiệt áp của tầng đối lưu dưới (hoặc nhiều khi gần như xấp xỉ cả tầng) và từ đó mà có thể xét tới được các biến thiên bình lưu của nhiệt độ trong các lớp tương ứng

Như vậy, khi tổng hợp phân tích bản đồ mặt đất và các bản đồ trên cao ta phải chú

ý tới mối liên quan của các yếu tố khí tượng ở các mực khác nhau, thông thường từ mực đầu tiên kể từ mặt đất đến AT850, AT700

d) Vẽ và phân tích bản đồ bổ trợ

Các bản đồ bổ trợ bao gồm: bản đồ hiện tượng thời tiết nguy hiểm, bản đồ đặc trưng phụ, bản đồ đẳng biến áp và bản đồ đẳng biến nhiệt

- Bản đồ hiện tượng thời tiết nguy hiểm

Trên bản đồ này người ta ghi các hiện tượng thời tiết nguy hiểm với thời gian bắt đầu, kết thúc bằng các ký hiệu theo quy phạm và cường độ của hiện tượng bằng

mã số (số 0: cường độ yếu, số 1: cường độ trung bình và số 2: cường độ mạnh) Ghi hướng di chuyển của hiện tượng thời tiết bằng mũi tên đặt bên trên ký hiệu hiện tượng nếu hiện tượng đó di chuyển theo phương vĩ tuyến hay đặt bên trái ký hiệu hiện tượng nếu hiện tượng đó di chuyển theo phương kinh tuyến

- Bản đồ đặc trưng phụ

Trên bản đồ đặc trưng phụ người ta thường phân tích và vẽ hệ thống các đường giáng thuỷ trong 24 h qua 0,1; 1; 5; 10 mm; đường giới hạn của lớp tuyết phủ và đường giới hạn vùng băng giá

- Bản đồ đẳng biến áp

Bản đồ đẳng biến áp thường được thiết lập với các giá trị biến áp ΔP24h, ΔP12h, ΔP6h Hệ thống các đường đẳng biến áp vẽ cách nhau 5mb Đường đẳng biến áp số

“0” vẽ nét kép, đường đẳng biến áp dương vẽ nét đơn mầu xanh, đường đẳng biến áp

âm vẽ nét đơn mầu đỏ

Hệ thống các đường đẳng biến áp tạo thành các ổ biến áp Tại trung tâm các ổ biến áp dương ghi chữ tăng (T), trung tâm các ổ biến áp âm ghi chữ giảm (G) và có kèm trị số biến áp Đánh dấu đường đi của các ổ đẳng biến áp bằng đường chì liền nét; đường di chuyển dự đoán bằng đường đứt đoạn và ghi trị số biến áp ΔP dự đoán ở đầu mũi tên

- Bản đồ đẳng biến nhiệt

Bản đồ đẳng biến nhiệt thiết lập tương tự như bản đồ đẳng biến áp chỉ có khác là

hệ thống các đường đẳng biến nhiệt vẽ cách nhau 20; trị số đẳng biến nhiệt dương với trung tâm nóng ghi chữ (N) mầu đỏ, trị số đẳng biến nhiệt âm với trung tâm lạnh ghi chữ (L) mầu xanh và có kèm theo trị số biến nhiệt ΔT ở đó

2) Dự báo hình thế si nốp

a) Nội dung của công tác dự báo hình thế si nốp

Dự báo hình thế si nốp là dự báo sự di chuyển và tiến triển của các khối không khí, các front khí quyển, các xoáy thuận, xoáy nghịch Hình thức đầy đủ và hoàn hảo nhất là lập được bản đồ dự báo hình thế si nốp tức là bản đồ hình thế si nốp trong tương lai

Đôi khi người ta không lập được bản đồ dự báo hình thế si nốp mà trên các bản đồ thời tiết cơ bản (bản đồ mặt đất) dự báo viên đánh dấu sự di chuyển dự đoán bằng các mũi tên gián đoạn của các trung tâm khí áp và front trong một ngày đêm và bổ sung bằng cách mô tả sự phát triển của các quá trình si nốp và nguyên nhân thay đổi của hình thế si nốp trong kỳ hạn dự báo

Để dự báo hình thế si nốp được tốt, các dự báo viên phải đưa ra được các kết luận về

sự phát triển của các quá trình si nốp và các hiện tượng thời tiết có thể xảy ra trong thời hạn dự báo Các kết luận đó phải mang tính chất định tính và định lượng rõ rệt

- Các kết luận định tính là cơ sở để dự báo hình thế si nốp Muốn có được các kết luận định tính tốt cho công tác dự báo các dự báo viên cần phải:

(1) Hiểu rõ các quy luật phát triển của các quá trình khí quyển từ kinh nghiệm si nốp trên địa bàn dự báo và những điểm khái quát về lý thuyết của kinh nghiệm đó; vận dụng tốt các định luật động học và nhiệt học khí quyển khi xem xét các quá trình khí quyển

(2) So sánh sự phát triển của các quá trình si nốp trong các trường hợp tương tự khác đã xảy ra trước kia

(3) Hiểu biết và nắm được các đặc trưng cực trị của các yếu tố thời tiết từ số liệu khí hậu trên địa bàn dự báo

(4) Sử dụng các quy tắc, quan trắc các dấu hiệu địa phương và sự biến đổi của thời tiết rút ra từ công tác lâu năm của dự báo viên

Như vậy, sự chính xác của các kết luận này phụ thuộc vào sự phức tạp nhiều hay ít của hình thế si nốp và vào chủ quan của dự báo viên đặc biệt là khả năng vận dụng lý thuyết và kinh nghiệm thực tế vào công tác dự báo của họ

- Các kết luận định lượng rút ra được từ các phương pháp sau đây:

(1) Phương pháp ngoại suy hình thức;

(2) Phương pháp ngoại suy vật lý;

(3) Phương pháp tính toán (dựa vào việc giải các phương trình thuỷ động lực học

và nhiệt động lực học - Phương pháp lý thuyết)

Trong công tác dự báo hình thế si nốp, phương pháp ngoại suy hình thức và phương pháp ngoại suy vật lý khá đơn giản mà kết quả dự báo cũng khá cao, vì vậy cho đến nay vẫn được nhiều nước trên thế giới sử dụng

b) Các phương pháp dự báo hình thế si nốp

* Những phương pháp ngoại suy hình thức:

Phương pháp này coi sự di chuyển hay tiến triển của một đối tượng si nốp bất kỳ vào các khoảng thời gian tiếp theo vẫn bảo toàn như các khoảng thời gian trước không kể tới mối quan hệ nhân quả có thể làm thay đổi tận gốc của các đối tượng đó Các phương pháp ngoại suy hình thức bao gồm: ngoại suy tuyến tính (ngoại suy đường thẳng); ngoại suy đường cong (ngoại suy có xét tới gia tốc); ngoại suy bằng phương pháp các đường

đẳng biến áp; ngoại suy bằng phương pháp khai triển những biến thiên khí áp thành sóng

và ngoại suy tính theo các công thức ngoại suy vi phân Sau đây sẽ trình bày 4 phương pháp đầu:

(1) Ngoại suy đường thẳng: Ngoại suy đường thẳng bao gồm việc xác định hướng và

tốc độ di chuyển của đối tượng si nốp với giả thuyết rằng hướng và tốc độ đó vẫn được bảo tồn trong khoảng thời gian sau Đây là phương pháp đơn giản nhất được sử dụng trong công tác dự báo hình thế si nốp Muốn tiến hành ngoại suy theo phương pháp này ta chỉ cần 2 bản đồ thời tiết kế tiếp nhau

Hình 6-1

Khi đó quãng đường mà tâm xoáy (hoặc một đối tượng si nốp khác) đi được trong thời gian t với vận tốc v được tính như sau:

S = v.t

Sơ đồ biểu diễn như hình 6-1

(2) Ngoại suy đường cong: Ngoại suy đường cong bao gồm việc xác định tốc độ di

chuyển của đối tượng si nốp trong khoảng thời gian cuối cùng giữa các bản đồ thời tiết và xác định gia tốc chuyển động của đối tượng si nốp Gia tốc này được xác định căn cứ vào biến thiên về hướng và tốc độ di chuyển của đối tượng si nốp trong 2 khoảng thời gian kế tiếp nhau

Để làm công việc đó người ta

dùng 3 bản đồ thời tiết kế tiếp

nhau Sơ đồ biểu diễn như hình

6-2

Quãng đường mà tâm xoáy

(hoặc các đối tượng si nốp khác) đi

được sẽ được tính theo công thức:

S = v.t +

2

at 2

Hình 6-2

Nói chung, phương pháp ngoại suy đường thẳng và đường cong là cơ sở chủ yếu cho

dự báo hình thế si nốp trong thời kỳ phát triển đầu tiên của Khí tượng si nốp và cho tới nay nó vẫn còn được áp dụng kết hợp với các phương pháp khác Phép ngoại suy đường thẳng áp dụng được cho dự báo hạn từ 6 đến 12 h, còn phép ngoại suy đường cong khi không có sự biến thiên rõ rệt của hình thế si nốp thường cho kết quả tương đối thoả đáng trong dự báo hạn từ 12 đến 24 h

(3) Phương pháp các đường đẳng biến áp: Phương pháp các đường đẳng biến áp

bao hàm các bước sau đây:

- Lập bản đồ các đường đẳng biến áp bằng cách tính sự biến thiên của khí áp ở các đài trạm, phân tích và vẽ các đường đẳng biến áp trên bản đồ

- Dự báo sự di chuyển của các ổ biến áp (dùng ngoại suy tuyến tính hoặc ngoại suy đường cong) bằng cách di chuyển các ổ biến áp dọc theo hướng của các đường đẳng cao ở mực 700 mb với tốc độ bằng 0,8 lần tốc độ gió, hoặc ở mực 500 mb với tốc độ bằng 0,5 lần tốc độ gió Cần chú ý rằng:

+ Các ổ biến áp ứng với các thời đoạn khác nhau theo thời gian có thể thay thế cho nhau (chẳng hạn: tâm giảm áp 6 h sẽ thay thế cho tâm giảm áp 3 h ) Hay nói cách khác là ở một vị trí nhất định sẽ xuất hiện lần lượt các trung tâm biến áp với thời gian lệch pha nhau Thời gian đó gọi là độ lệch pha Dựa vào tính chất lệch pha này người ta có thể dự báo được sự di chuyển của các ổ biến áp

Độ lệch pha được tính theo công thức:

2

1

2 − τ τ

sẽ có tâm biến áp ΔP12h

+ Sự phân bố vị trí địa lý của tâm các ổ biến áp so với hướng di chuyển sẽ như sau: đằng trước là ổ biến áp ΔP3h, sau đó đến ổ biến áp ΔP6h, ΔP12h và ΔP24h Và chỉ khi nào các trung tâm biến áp này trùng nhau thì các cơ cấu khí áp mới ổn định và ít chuyển động

- Dự đoán độ sâu của các ổ biến áp bằng cách so sánh, ngoại suy trên cơ sở các bản đồ biến áp kế tiếp nhau Trên thực tế độ sâu các ổ biến áp ΔP24h là lớn nhất, còn nhỏ nhất là các ổ biến áp ΔP3h

Ngoài ra, có thể xem sự di chuyển của các ổ biến áp như là sự di chuyển của một sóng khí áp với chu kỳ bằng thời gian một ổ này chiếm chỗ một ổ khác cùng dấu và biên độ bằng hiệu số khí áp ở trung tâm của các ổ biến áp âm và dương cạnh nhau Người ta đã tính được tỷ số các biên độ sóng ấy trong trường hợp cường độ biến áp các vùng không biến thiên theo thời gian như sau:

1

2

τ τ

Trên kinh nghiệm thực tế, nếu cường độ biến áp biến đổi theo thời gian thì:

1

2

τ

τ thì cường độ của vùng biến áp 2 giảm xuống

2 sin 2 sin

1

2

τ

τ thì cường độ của vùng biến áp 2 tăng lên

Do đó có thể dùng tỷ số này để dự báo sự biến đổi độ sâu của các ổ biến áp

Thông thường với chu kỳ 48 h thì:

- Vẽ bản đồ đẳng biến áp trong tương lai với các đường đẳng biến áp cách nhau

5 mb bằng cách nội suy giữa các độ sâu của các ổ biến áp đã dự đoán, có lưu ý đến bản đồ đẳng biến áp gần nhất

- Tính giá trị khí áp dự đoán của từng điểm bằng cách cộng đại số giá trị khí áp ở các điểm với trị số biến thiên khí áp tương ứng trên bản đồ dự báo đẳng biến áp (có thể dùng phương pháp chập) Sau đó vẽ các đường đẳng áp, ghi các trung tâm xoáy thuận, xoáy nghịch Ta được bản đồ hình thế khí áp dự báo ở mặt đất

Một cách tương tự, có thể dùng các bản đồ đẳng biến cao để lập các bản đồ hình thế khí áp trên cao trong tương lai

Phương pháp này được coi là phương pháp phụ khi dự báo hình thế si nốp

(4) Phương pháp khai triển những biến thiên khí áp thành sóng

Cơ sở của phương pháp khai triển những biến thiên khí áp thành sóng là coi sự biến thiên khí áp là kết quả của các sóng khí áp hình sin có biên độ và chu kỳ khác nhau Với phương pháp này, người ta tiến hành dựng các đồ thị sóng khí áp với các chu kỳ dao động 4, 6, 8, 12 và 16 ngày đêm Các đồ thị này được đem so sánh với các

đồ thị về sự biến thiên thực của khí áp tại điểm dự báo trong suốt mấy ngày trước để chọn lấy một đồ thị sóng khí áp phù hợp nhất với diễn biến thực tế của khí áp

Từ đồ thị chọn được này, ta có thể ngoại suy và dự báo được những biến thiên khí áp

ở điểm dự báo trong thời hạn sau

Tung độ của mỗi sóng qua nửa chu kỳ (y2) được tính như sau:

y2 = - 0,19 (3 y0 - 2 y-1 - y-2)

Trong đó: y0: tung độ sóng khí áp tại thời điểm đã định gần nhất (hiện tại);

y-1: tung độ sóng 1/4 chu kỳ trước;

y-2: tung độ sóng 1/2 chu kỳ trước

Như vậy, nếu ta chọn được sóng khí áp có chu kỳ 4, 8, 12 ngày đêm thì việc dự báo thực hiện được cho 2, 4, 6 ngày đêm

Phương pháp khai triển những biến thiên khí áp thành sóng có thể kết hợp với phương pháp đường đẳng biến áp cho kết quả khá tốt

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng: trong những trường hợp khí áp biến thiên đột ngột thì bất

kỳ phương pháp ngoại suy hình thức nào cũng không có thể cho kết quả thoả đáng, khi

đó cần sử dụng các phương pháp ngoại suy khác

* Phương pháp ngoại suy vật lý

Phương pháp ngoại suy vật lý sử dụng trong dự báo hình thế si nốp và các điều kiện thời tiết dựa vào việc tính sự vận chuyển của các đặc trưng thời tiết cùng với sự di chuyển của các khối không khí mang theo các đặc trưng đó

ưu điểm của phương pháp là tính lập luận có cơ sở vật lý rõ ràng, song khi đơn giản hóa thì nó cũng chỉ hơn phương pháp ngoại suy hình thức chút ít

- Cơ sở của phép ngoại suy vật lý là quy tắc dòng dẫn đường:

+ Quy tắc tổng quát: Hệ thống khí áp ở mặt đất di chuyển theo hướng của các dòng không khí bền ít xoáy (dòng dẫn đường) ở độ cao chừng 4 đến 6 km với tốc độ di chuyển có thể xác định theo công thức tổng quát:

vmđ = k.vg|P =const

Trong đó: k là hệ số vận chuyển, phụ thuộc tốc độ gió ở mực chuyển vận;

vg là tốc độ gió địa chuyển ở mực vận chuyển

Tất nhiên, không phải bất cứ trường hợp nào cũng thoả mãn quy tắc này, đặc biệt khi trung tâm khí áp ở mặt đất trùng với trung tâm ở trên cao thì khó có thể áp dụng được

vì tốc độ di chuyển của cơ cấu khí áp không lớn

+ Quy tắc chắn gió: Nếu trên đường đi của một xoáy thuận trong tầng đối lưu có một đới gió mạnh lập một góc lớn với quỹ đạo của xoáy thuận thì khi đến gần đới chắn gió ấy: thoạt đầu xoáy thuận sẽ chuyển động chậm lại, rồi sau đó thay đổi hướng rõ rệt phù hợp với hướng của các đường dòng mới và tốc độ di chuyển của xoáy thuận lại tăng lên

- Những quy tắc thực nghiệm về sự di chuyển của xoáy thuận, nghịch là hình thức riêng của quy tắc tổng quát

Chẳng hạn:

+ Xoáy thuận không đối xứng về

phương diện nhiệt di chuyển theo hướng

song song với hướng đường đẳng áp trong

khu nóng Điều này phù hợp với quy tắc

dòng dẫn đường bởi vì đường đẳng áp trong

khu nóng có hướng trùng với hướng của

đường (hình 6-4)

+ Hai xoáy thuận liên hợp (có các

đường đẳng áp chung khép kín) di chuyển

sao cho chúng quay ngược chiều kim

đồng hồ tương đối với nhau Hình 6-5

biểu diễn sự di chuyển của hai xoáy thuận

liên hợp, trong đó: xoáy thuận (a) ở giai

đoạn cuối di chuyển chậm hơn; còn xoáy

thuận (b) trẻ hơn di chuyển nhanh hơn

Quy tắc này cũng hiển nhiên phù hợp

với quy tắc dòng dẫn đường vì một trong

hai xoáy thuận là tổ chức khí áp tầm cao,

trên mực 700 - 500 mb được thể hiện

bằng những đường đẳng cao khép kín, do

đó hướng di chuyển của các xoáy thuận

liên hợp này sẽ theo hướng của dòng dẫn

+ Xoáy thuận đi vòng quanh một

xoáy nghịch ổn định ít di động theo

chiều kim đồng hồ, tức là theo hướng

của các đường đẳng áp trong xoáy

gần trùng với hướng của các đường đẳng

cao và như vậy trùng hướng với hướng

+ Quy tắc Bơ rao nốp: Sự di chuyển của xoáy thuận và xoáy nghịch theo hướng của các đường đẳng nhiệt đi qua tâm xoáy và hơi lệch đi một góc nào đó (ví dụ: xoáy thuận lệch 28o về bên trái) Thông thường người ta dùng hướng của các đường đẳng độ dày trên bản đồ 500

1000

OT Quy tắc này cũng phù hợp với quy tắc dòng dẫn vì theo lý thuyết gió nhiệt thì theo độ cao hướng gió sẽ quay dần đến tiếp cận với hướng của đường đẳng nhiệt,

do đó hướng của các đường đẳng nhiệt cũng gần trùng hướng gió trong tầng đối lưu trung bình (hướng của dòng dẫn)

+ Quy tắc Bu súc: Nếu các đường đẳng cao trên bản đồ AT850 hay AT700 qua trung tâm của xoáy thuận trùng về hướng với các đường đẳng cao trên bản đồ

Tuy vậy, khi sử dụng các quy tắc trên đây cần lưu ý các điểm sau đây:

- Các quy tắc nhắc đến trên đây đều thuộc Bắc bán cầu, ở Nam bán cầu có thể lập luận tương tự mà suy ra

- Khi tốc độ dòng dẫn đường lớn thì kết quả dự báo tăng rõ rệt; đồng thời khi tốc độ gió nhỏ, tâm xoáy di chuyển chỉ được quãng đường ngắn điều đó làm giảm sai số dự báo Do đó việc áp dụng quy tắc dòng dẫn khá đảm bảo khi tốc độ trên dòng dẫn lớn và tốc độ gió nhỏ

- Phương pháp dự báo này cũng chỉ là phương pháp gần đúng giản đơn Nó cho kết quả tốt nhất với việc dự báo những biến thiên của bình lưu nhiệt và kém nhất là dự báo sự biến thiên khí áp và sự di chuyển của tâm xoáy Nguyên nhân kết quả dự báo không cao là sự thay đổi của trường khí áp và sự di chuyển của

T

C V

xoáy là một quá trình phức tạp do một loạt các nhân tố bình lưu và động lực gây nên cộng với sự không chính xác khi vẽ các đường đẳng cao

* Khái niệm về phương pháp thủy động lực

Thực chất của phương pháp thủy động lực là: coi các hiện tượng, qúa trình khí quyển như là các hiện tượng, quá trình thủy động lực; các hiện tượng, quá trình này được mô tả bằng các phương trình thủy động lực đã được biến đổi một cách thích hợp có xét tới các hiện tượng, quá trình thực Chẳng hạn: việc tính toán định lượng các nhân tố bình lưu của nhiệt độ, tính các tốc độ thẳng đứng, phân tích những biến thiên khí áp đều phải sử dụng các phương trình của động lực học khí quyển như: phương trình chuyển động, phương trình liên tục, phương trình nhập nhiệt, phương trình xoáy tốc độ

Khi áp dụng các phương trình này vào việc phân tích các nhân tố hình thành thời tiết riêng biệt, phải tính đến mối tương tác giữa các hiện tượng, các quá trình với nhau vì mỗi một hiện tượng, quá trình riêng biệt đều có liên quan không thể tách rời với một loạt các hiện tượng, các qúa trình khí quyển khác

Mặt khác, các yếu tố khí tượng luôn biến đổi theo thời gian, do đó khi dự báo phải phân khoảng thời gian dự báo thành các khoảng nhỏ gọi là bước dự báo Lấy kết quả

dự báo bước trước tính toán cho bước tiếp theo Phải giải bài toán dự báo với nhiều yếu tố khí tượng một cách đồng thời (tất nhiên đôi khi cũng có thể dự báo tách riêng một vài yếu tố song cũng phải tiến hành suốt thời gian dự báo)

c) Lập bản đồ hình thế si nốp dự báo

Lập bản đồ hình thế si nốp dự báo là khâu cuối cùng của công tác dự báo hình thế

si nốp Bản đồ hình thế si nốp dự báo là một bản đồ thời tiết, trong đó thể hiện rõ về sự phân bố các đối tượng si nốp (đặc biệt là trường áp và front) trong tương lai ở thời điểm cần dự báo (thường là trùng với các kỳ quan trắc chính)

Nội dung lập bản đồ hình thế si nốp dự báo bao gồm các công việc sau:

- Dùng phương pháp ngoại suy hình thức để xác định một cách tương đối các trung tâm khí áp tại thời điểm dự báo

- Phân tích các đặc điểm của trường nhiệt áp để xác định vị trí của các trung tâm biến áp, hình dung độ biến thiên cũng như sự phân bố các trung tâm biến áp Trên cơ sở đó dự đoán độ biến thiên khí áp có thể xảy ra cũng như trị số áp suất tại các điểm khác nhau vào thời điểm dự báo

- Căn cứ vào tốc độ và hướng của dòng dẫn đường (về mùa đông lấy trên bản đồ AT700, còn về mùa hè lấy trên bản đồ AT500;), xác định lại một cách chính xác hơn

vị trí của các cơ cấu khí áp, vị trí các trung tâm biến áp (hướng di động của các cơ cấu khí áp lấy trung gian giữa hướng của dòng dẫn đường và hướng của ổ biến thiên khí

áp ở khu vực dự báo; tốc độ di chuyển v = 0,7 ÷ 0,8.vg )

- Khi xác định vị trí tương lai của cơ cấu khí áp cần để ý đến vai trò của các trung tâm khí áp có tác dụng tương hỗ với nhau và chú ý đến các quá trình lặp đi lặp lại nhiều lần (quá trình si nốp điển hình) trong khu vực dự báo đã được đúc kết từ tài liệu

si nốp địa phương và kinh nghiệm của các dự báo viên Từ đó có thể dự báo chính xác hơn một số chi tiết có thể xảy ra trong quá trình si nốp điển hình đó

- Xác định trị số khí áp dự báo cho các địa điểm trên khu vực dự báo (ưu tiên tâm, trục của lưỡi, rãnh trước) bằng cách cộng trị số ban đầu với trị số biến áp dự báo

- Xác định front trên bản đồ dự báo bằng cách:

+ Ngoại suy bằng đồ thị chuyển động của front (ngoại suy đường cong)

+ Dựa vào tốc tốc độ gió trên bản đồ hình thế khí áp (vg)

+ Dựa vào trường biến áp ở gần front (trước front ΔP < 0; sau front ΔP > 0, front

di chuyển nhanh ở nơi có ⏐ΔP⏐lớn

+ Dựa vào các giai đoạn phát triển của các cơ cấu khí áp: ứng với mỗi giai đoạn khác nhau thì front có cấu trúc khác nhau

- Để xác định quãng đường đi được của các đối tượng si nốp người ta thường dùng thước ngoại suy Thước ngoại suy là một giải băng chia thành từng đoạn biểu thị chiều dài của quãng đường tương ứng với tốc độ chuyển động Thước lập phù hợp với tỷ lệ của bản đồ (ví dụ với bản đồ tỷ lệ 1/2.107 thì mỗi đoạn của thước tính cho 24 giờ là 1,2 cm; cạnh mỗi vạch chia của thước có ghi các giá trị tốc độ gió khác nhau: 0, 10, 20, 30, 40 km/h)

Dùng thước ngoại suy có thể giải quyết được các bài toán sau:

+ Xác định đường đi của các đối tượng si nốp khi biết tốc độ gió trong khoảng thời gian nào đó (thường là trong 24 h)

Trường hợp này, để xác định đường đi của đối tượng si nốp trong 24 h, ta đặt vạch 0 km trên thước lên điểm khởi đầu của đối tượng trên bản đồ, cho thước uốn cong theo đường đi (thường lấy là đường đẳng áp hoặc đường đẳng cao) của đối tượng

si nốp; nếu tốc độ gió là 40 m/s thì điểm trên bản đồ trùng với vạch 40 m/s trên thước

sẽ là điểm cuối mà đối tượng si nốp đó đi được trong 24 h với tốc độ di chuyển là 40 m/s Người ta thường áp dụng bài toán này để tính biến thiên bình lưu nhiệt, ẩm

+ Tìm tốc độ di chuyển của các đối tượng si nốp khi biết vị trí của chúng ở thời điểm đầu và cuối trên bản đồ si nốp

Trường hợp này, ta cũng đặt vạch 0 km trên thước lên điểm khởi đầu của đối tượng si nốp trên bản đồ, cho thước uốn cong theo đường đi của đối tượng, thì tốc

độ ứng với vạch chia trên thước trùng với điểm cuối của đối tượng trên bản đồ là tốc độ di chuyển của đối tượng si nốp đó

+ Tìm vị trí tương lai của các đối tượng si nốp khi biết hướng và tốc độ di chuyển của chúng

Trường hợp này, cách làm giống như trường hợp đầu, có nghĩa là: cũng đặt vạch 0 km trên thước lên điểm khởi đầu của đối tượng trên bản đồ, cho thước uốn cong theo hướng đi dự báo (thường lấy là đường đẳng áp hoặc đường đẳng cao dự báo) của đối tượng si nốp; điểm trên bản đồ trùng với vạch ứng với tốc độ di chuyển

dự báo của đối tượng trên thước sẽ là vị trí tương lai của đối tượng si nốp đó đi được trong 24 h

- Cuối cùng vẽ lại các đường đẳng áp, sửa lại vị trí của front Trong thực hành cần luôn luôn đối chiếu vị trí của các đường đẳng áp với nhau, đối chiếu hình thù của trường khí áp với vị trí của front Phải lưu ý đến các khu vực có GP lớn và nhỏ đặc

biệt, các rãnh nhất là rãnh trong vùng front, từ đó có thể sửa chữa lại được dạng của front chính xác hơn

Tóm lại, việc lập bản đồ dự báo hình thế si nốp phụ thuộc chặt chẽ vào các phương pháp tính trước (định tính và định lượng) các nhân tố tạo thành hình thế si nốp

Ngày nay phương pháp tính toán định lượng của khí tượng học ngày càng hoàn thiện như: các phương pháp của các nhà khoa học Nga, Nauy với các công thức ngoại suy vi phân tính trước biến thiên của trường áp; các phương pháp của các nhà khoa học Đức, Anh, Mỹ với tính toán định lượng để lập bản đồ dự báo

6.2 Các loại hình thế thời tiết trên khu vực Biển Đông

6.2.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên Biển Đông

Biển Đông nằm trọn trong vành đai nhiệt đới Bắc Bán cầu, là vành đai nhận được lượng bức xạ mặt trời trực tiếp nhiều nhất so với các vành đai khác trên mặt đất Biển Đông nằm ở khu vực chịu ảnh hưởng của nhiều trung tâm tác động quy mô hành tinh, 3 trung tâm quan trọng nhất trong số đó là cao áp lạnh lục địa châu á (nguồn gốc gió mùa Đông Bắc á), cao áp phó nhiệt đới Thái Bình Dương (nguồn gốc gió mùa Đông Nam á), các áp thấp nóng và rãnh gió mùa phía tây (nguồn gốc gió mùa Nam á) Biển Đông nằm ở phía tây của Thái Bình Dương là một biển kín bao bọc bởi các đảo Đài Loan, quần đảo Philippin ở phía đông, các đảo Borneo, Sumatra thuộc Indonexia, bán đảo Malayxia ở phía nam và đông nam, bán đảo Đông Dương ở phía tây

và lục địa nam Trung Hoa ở phía bắc Biển Đông có 9 quốc gia ven biển đó là: Việt Nam, Thái Lan, Cămpuchia, Trung Quốc, Phippin, Inđônexia, Brunây, Singapo và Malayxia

Biển Đông có khả năng trao đổi nước với các đại dương và biển lân cận thông qua các eo Phía nam Biển Đông trao đổi nước với ấn Độ Dương qua eo Karimanta và Malaca, phía bắc và phía đông Biển Đông các khối nước giao lưu với tây bắc, tây Thái Bình Dương qua eo Đài Loan, Basi và vùng biển Philippin, eo Luzon Biển Đông có hai vịnh lớn là vịnh Bắc Bộ và vịnh Thái Lan Vịnh Bắc Bộ rộng khoảng 160 000 km2 trải dài từ vĩ tuyến 170N đến vĩ tuyến 210N, độ sâu trung vịnh Bắc Bộ vào khoảng 30 m, độ sâu lớn nhất hơn 100 m Vịnh Bắc Bộ nằm trong lãnh hải của hai nước Việt Nam và Trungg Quốc Vịnh Thái Lan có diện tích khoảng 293 000 km2, nằm sâu vào bờ tây nam Biển Đông Vịnh Thái Lan nằm trong lãnh hải của 4 nước là Việt Nam, Thái Lan, Cămpuchia và Malaisia

Biển Đông có khoảng hơn 3000 hòn đảo lớn nhỏ, trong đó tại vịnh Bắc Bộ có khoảng 2300 đảo, vịnh Thái Lan có khoảng 165 đảo với đảo lớn nhất ven bờ Việt Nam đó là đảo Phú Quốc Ngoài khơi Biển Đông có hai quần đảo lớn thuộc chủ quyền Việt Nam đó là quần đảo Trường Sa và Hoàng Sa Biển Đông giầu về tài nguyên, đa dạng sinh học phong phú, thuận lợi giao thông đường biển, giao lưu quốc

tế

6.2.2 Quan điểm chung về phân loại các hình thế thời tiết trên Biển Đông

Có thể có nhiều phương pháp để phân loại ra các trường khí áp Dạng trường khí

áp tự nhiên tồn tại thực tế chịu tác động trực tiếp của áp cao, áp thấp, sống, rãnh, hội tụ nhiệt đới

Mô tả dạng các hình thế khí áp tự nhiên thông qua các giải pháp chủ quan và khách quan (công nghệ tương quan, công nghệ hàm trực giao và phân tích điều hoà, công nghệ hàm trực giao kinh nghiệm…) Các trường khí áp xem xét trong tài liệu này

là kết quả của phân loại theo giải pháp chủ quan từ nhận thức thực tế về các loại hình thời tiết thường được nhận biết qua các bản tin dự báo, thông báo công cộng dựa vào các bản đồ synop hàng ngày

Cơ sở tư liệu: Bản đồ phân tích dự báo hàng ngày với nhiều yếu tố thời tiết, trong

đó có khí áp mực biển khu vực Biển Đông giai đoạn từ năm 1969 đến năm 1998, mỗi ngày có 4 bản đồ vào các obs: 01, 07, 13 và 19 giờ

Phương pháp phân loại: Nhận dạng các hình thế synop tự nhiên thông qua nhận thức chủ quan có so sánh đối chiếu với tài liệu đã công bố về các loại hình thé khí áp thường xuất hiện trên Biển Đông:

- Nhận dạng trường áp và trường gió thực tế hàng ngày trên bản đồ mặt đất khu vực Biển Đông, gán tên thông dụng cho từng dạng

- Liên hệ mỗi dạng hình thế với những hệ thống quy mô lớn (quy mô khu vực và toàn cầu), trong đó chủ yếu là 3 hệ thống gió mùa Đông-Bắc á, gió mùa Đông-Nam á và gió mùa Nam á

- Xem xét hệ quả thời tiết của mỗi dạng hình thế đã được phân định đối với vùng ven biển và vùng biển ven bờ Việt Nam

6.2.3 Kết quả phân loại hình thế thời tiết trên Biển Đông

Theo phương pháp trình bày trên, tiến hành phân loại các hình thế thời tiết trên Biển Đông, kết quả thu được 21 loại hình trong đó có 1 loại không xác định (KXĐ)

1) Hình thế khí áp gió mùa Đông Bắc tăng cường (Hình thế ĐB1)

áp cao lạnh lục địa châu á phát triển đến giai đoạn cực đại, khi có những điều kiện thuận lợi sẽ bột phát xuống phía nam, không khí lạnh cực đới tràn xuống Việt Nam và Biển Đông, có thể có hoặc không có fron lạnh, Biển Đông nằm ở rìa phía nam của cao

áp lạnh này, đây là hình thế synop tự nhiên gây gió đông bắc trên Biển Đông ổn định với cường độ mạnh

Hình thế ĐB1 có thể xuất hiện từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, tập trung trong các tháng từ tháng 12 năm trước đến tháng 3 năm sau Trung bình mỗi đợt tồn tại kéo dài 2,5 ngày/đợt, tháng 10, tháng 11 ngắn hơn là 2,1 ngày, tháng 1, tháng 2 dài nhất là 2,7 ngày/đợt

2) Hình thế gió mùa Đông Bắc tăng cường kết hợp rãnh ngang ở phía nam Biển Đông (Hình thế ĐB1R)

Đây là hình thế synop tự nhiên gây gió đông bắc trên Biển Đông ổn định với cường độ mạnh nhất so với các hình thế gió mùa đông bắc khác, cũng là hình thế gây gió Chướng ở vùng ven biển Nam Bộ, tuỳ thuộc hướng (đông tây hoặc tây bắc-đông nam) của trục rãnh thấp nam Biển Đông, tuỳ thuộc vị trí tâm vùng xoáy thuận (nếu có) trên rãnh, gió ở phía bắc trục rãnh khi vào đến vùng ven biển Nam Bộ có thể chuyển thành hướng đông hoặc đông nam

Hình thế ĐB1R có thể xuất hiện từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau, tập trung trong các tháng từ tháng 11 năm trước đến tháng 1 năm sau Trung bình mỗi đợt tồn tại kéo dài 2,8 ngày/đợt, không có biến động lớn giữa các tháng

3) Hình thế gió mùa Đông Bắc biến tính (Hình thế ĐB2)

Tiếp sau mỗi đợt gió mùa Đông Bắc tăng cường là quá trình suy yếu và biến tính của nó, cường độ trung tâm cao áp lạnh lục địa châu á suy yếu, tâm nằm lệch về phía đông so với vị trí trung bình, Việt Nam và Biển Đông nằm ở rìa tây nam hoặc nam-tây nam áp cao này, hướng gió dông bắc trên Biển Đông lệch dần về đông với cường độ

yếu dần, nhiệt độ và độ ẩm không khí tăng dần

Hình thế ĐB2 có thể xuất hiện từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, tập trung trong các tháng từ tháng 11 năm trước đến tháng 2 năm sau Trung bình mỗi đợt tồn tại kéo dài 2,6 ngày/đợt, tháng 10, tháng 11 dài nhất xấp xỉ 3 ngày, giảm dần sang tháng 3, tháng 4 chỉ còn 2,1 ngày/đợt

4) Hình thế gió mùa đông bắc biến tính hồi quy (Hình thế ĐB3)

Về bản chất, hình thế này là dạng đặc biệt của hình thế ĐB2 kết hợp với quá trình hình thành một fron mới ở phía nam lục địa Trung Quốc, trường gió ở phía bắc Biển Đông (tức ở phía nam của fron lạnh đang hình thành) có hướng đông đến đông nam đưa không khí biến tính trên biển tương đối ấm và ẩm xâm nhập vùng ven bờ

(biển và đất liền) nam Trung Quốc và bắc Việt Nam, khi tiếp xúc với mặt đệm lạnh hơn, hiện tượng làm lạnh bình lưu gây ra thời tiết nồm (mưa phùn và sương mù bình lưu) ở những khu vực này

Hình thế ĐB3 có thể xuất hiện từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, tập trung và tăng dần trong các tháng từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau Trung bình mỗi đợt tồn tại kéo dài 2,6 ngày/đợt, biến động giữa các tháng không thể hiện quy luật rõ rệt

5) Hình thế khí áp lưỡi cao áp lạnh Đông Trung Hoa (Hình thế CAĐTH)

Nửa sau mùa đông, cao áp lạnh lục địa châu á sau thời kỳ cường thịnh, thường suy yếu và di chuyển ra khỏi lục địa châu á và dừng lại ở vùng biển phía đông Trung Quốc nên được gọi là áp cao Đông Trung Hoa, Biển Đông nằm ở rìa tây nam lưỡi áp cao này Về bản chất, hình thế này tương tự hình thế ĐB3 nhưng trung tâm áp cao lạnh phía bắc lệch đông hơn, gió đông nam trên Biển Đông yếu hơn, do đó cường độ xâm nhập của không khí biến tính trên biển vào vùng ven biển yếu hơn

Hình thế CAĐTH có thể xuất hiện vào tháng 11 và các tháng cuối mùa đông (tháng 2, 3 và 4), tập trung trong các tháng 3 và tháng 4 Trung bình số ngày tồn tại kéo dài là 4,3 ngày/đợt, sự biến động giữa các tháng không biểu hiện quy luật rõ rệt

6) Hình thế khí áp gió mùa Tây Nam 1

Gió mùa Tây Nam bao phủ toàn bộ Biển Đông, rãnh trục hướng đông-tây nằm

ở phía nam lục địa Trung Quốc (Hình thế TN1): áp thấp nóng phía tây (trung tâm trên vùng núi cao Hymalya) phát triển mạnh sang phía đông lục địa châu á, có một rãnh thấp trục hướng đông-tây nằm trên phần phía nam lục địa Trung quốc, gió mùa Tây-Nam mạnh bao phủ toàn bộ Biển Đông

Hình thế TN1 có thể xuất hiện trong thời kỳ từ tháng 4 đến tháng 9, tập trung trong các tháng 6, tháng 7 và tháng 8 Trung bình số ngày tồn tại kéo dài là 3,7ngày/đợt và có xu hướng tăng dần từ tháng 4 đến tháng 8

7) Hình thế khí áp gió mùa Tây-Nam 2

Gió mùa Tây Nam bao phủ toàn bộ phần giữa và nam Biển Đông, rãnh trục hướng đông-tây nằm ở phía bắc Biển Đông (Hình thế TN2): áp thấp nóng phía tây (trung tâm trên vùng núi cao Hymalya) phát triển mạnh xuống phía đông nam, nối liền với rãnh thấp nguồn gốc nhiệt đới có trục hướng đông-tây nằm ở phía bắc

Biển Đông, có thể có bão hoặc áp thấp nhiệt đới ở phía đông, gió mùa Tây-Nam

bao phủ toàn bộ phần giữa và nam Biển Đông

Hình thế TN2 có thể xuất hiện trong thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 9, tập trung trong các tháng 5, 6, 7 và 8, sớm hơn hình thế TN1 một tháng Trung bình số ngày tồn tại kéo dài là 2,7 ngày/đợt, sự biến động giữa các tháng không thấy có xu hướng

rõ rệt

8) Hình thế khí áp gió mùa Tây Nam 3 (Hình thế TN3)

áp thấp nóng phía tây (trung tâm nằm ở vùng núi cao Hymalya) phát triển mạnh xuống phía nam, hình thành rãnh thấp nóng trục hướng bắc-nam nằm ở phía tây bán

đảo Đông Dương, Việt Nam và Biển Đông nằm ở phần phía đông trục rãnh này, gió Tây-Nam mạnh và ổn định bao phủ toàn bộ bán đảo Đông Dương và Biển Đông Hình thế TN3 có thể xuất hiện trong thời kỳ từ tháng 2 đến tháng 8, bắt đầu và kết thúc sớm hơn hình thế TN2 một tháng, số lượng hình thế này tương đối đồng đều giữa các tháng Trung bình số ngày tồn tại kéo dài là 2,9 ngày/đợt, giữa các tháng không thấy có xu hướng biến động rõ rệt

9) Hình thế khí áp bão và áp thấp nhiệt đới ở phía bắc Biển Đông (Hình thế B1)

Bão và áp thấp nhiệt đới có tâm nằm trên khu vực từ vĩ tuyến 17 về phía bắc