ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÁT HIỆN THEO DÕI CÁC HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT NGUY HIỂM: TỐ, LỐC, MƯA ĐÁ, MƯA LỚN CỤC BỘ

Trong quá trình thực hiện đề tài đã giải quyết được các nội dung sau: - Tổng quan được các HTTTNH liên quan đến mây đối lưu phát triển mạnh có thể phát hiện và theo dõi bằng ra đa thời

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KH&CN CẤP BỘ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÁT HIỆN THEO DÕI

CÁC HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT NGUY HIỂM:

TỐ, LỐC, MƯA ĐÁ, MƯA LỚN CỤC BỘ BẰNG HỆ THỐNG RAĐA THỜI TIẾT TRS-2730

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN QUỐC GIA

Số 4 Đặng Thái Thân - Hoàn Kiếm – Hà Nội -******* -

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÁT HIỆN THEO DÕI CÁC HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT NGUY HIỂM: TỐ, LỐC, MƯA ĐÁ, MƯA LỚN CỤC BỘ BẰNG HỆ THỐNG RAĐA THỜI TIẾT TRS-2730

Chỉ số đăng ký:

Chỉ số phân loại:

Chỉ số lưu trữ:

Cộng tác viên chính: TS Vương Quốc Cường, ThS Nguyễn Viết Thắng,

CN Nguyễn Tuấn Tài, KS Lê Văn Thảo, KS TrịnhVăn Lý,

KS Nguyễn Văn Hải, KS Nguyễn Xuấn Hiếu

Hà Nội, ngày tháng năm 2009 Hà Nội, ngày tháng năm 2009 Hà Nội, ngày tháng năm 2009

KT TỔNG GIÁM ĐỐC PHÓ TỔNG GIÁM ĐỐC

Trần Văn Sáp

Hà Nội, ngày tháng năm 2009 Hà Nội, ngày tháng năm 2009

HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TS Nguyễn Lê Tâm

CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI

GIẢI THÍCH CÁC KÝ HIỆU VÀ DANH TỪ VIẾT TẮT

5

Cột phản hồi vô tuyến yếu hầu như thẳng đứng được

bao bọc bởi một phía và bên trên bằng phản hồi vô

tuyến rất mạnh

BWER

9 Hiện tượng thời tiết nguy hiểm cục bộ HTTTNHCB

19 Vùng PHVTyếu được bao bọc bởi một phía và bên trên bằng PHVTmạnh WER

Trong quá trình thực hiện đề tài đã giải quyết được các nội dung sau:

- Tổng quan được các HTTTNH liên quan đến mây đối lưu phát triển mạnh có thể phát hiện và theo dõi bằng ra đa thời tiết;

- Tổng kết được một số loại hình thế Synop điển hình thuận lợi cho việc xuất hiện dông mạnh và có khả năng gây nên tố lốc, mưa đá và mưa lớn cục bộ;

- Tổng kết được hoạt động của tố lốc, mưa đá trên lãnh thổ miền Bắc Việt nam ( từ Quảng Bình trở ra) như: số ngày và số lần xuất hiện theo các tháng trong năm cho cả vùng và cho các tỉnh trong khu vực;

- Nghiên cứu và rút ra một số kết luận ban đầu về ảnh hưởng của các điều kiện bất

ổn định nhiệt động lực ảnh hướng đến việc xuất hiện các HTTTNHCB;

- Xây dựng được các đặc điểm phản hồi vô tuyến (PHVT) liên quan đến các HTTTNHCB làm cơ sở cho việc phát hiện và theo dõi các hiện tượng này ở trạm ra đa thời tiết có trang bị loại ra đ TRS-2730

- Dự thảo được Quy trình phát hiện và theo dõi các HTTTNHCB bằng hệ thống ra

đa thời tiết TRS-2730;

- Thực hiện việc thử nghiệm quy trình ở 3 trạm ra đa thời tiết và có đánh giả kết quả

Trong quá trình thực hiện đề tài chủ nhiệm và các công tác viên gặp nhiều khó khăn do không lường trước được những sự cố như: hệ thống các ra đa TRS-2730 hoạt động không ổn định (vào đúng mùa khảo sát ra đa hoạt động không đảm bảo tiêu chuẩn

kỹ thuật để đo định lượng hoặc bị hỏng phải ngừng quan trắc) Số liệu về các HTTTNHCB không có đầy đủ trong dãy số liệu lưu trữ của các trạm Khí tượng bề mặt trong mạng lưới quan trắc thời tiết của Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia, đặc biệt

là số liệu về gió tự ghi (liên tục theo thời gian) Rất nhiều số liệu thu thập được từ nguồn

tư liệu quá khứ đã không sử dụng được để phục vụ cho mục tiêu của đề tài Hơn thế nữa các HTTTNHCB thường xảy ra trong phạm vi thời gian và không gian nhỏ nên khó có những ghi nhận đầy đủ để làm căn cứ sử dụng Vấn đề phân tích thông tin thám không vô tuyến cũng có những trở ngại do số lượng kỳ quan trắc thám không rất ít (2 kỳ trong ngày), nên khó phát hiện tính quy luật của các chỉ số nhiệt động lực của khí quyển ảnh hưởng quyết định đến khả năng hình thành các HTTTNHCB, chỉ phát hiện được có sự tăng đột biến về giá trị các chỉ số đó trong phần lớn các ngày có hiện tượng so với ngày trước đó

Trong thời gian thực hiện đề tài chủ nhiệm đã nhận được sự động viên và tạo điều kiện thuận lợi của lãnh đạo Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Quốc Gia, lãnh đạo đài Khí tượng Cao không và các đài Khí tượng Thuỷ Văn Khu vực: Đông Bắc, Việt Bắc, Bắc Trung Bộ Xin chân thành cảm sự quan tâm và gúp đỡ quý báu đó

Chủ nhiệm đề tài cảm ơn tập thể các cán bộ chuyên môn về Khí tượng ra đa của Đài Khí tượng Cao không đã có những cộng tác tích cực trong quá trình thực hiện đề tài Cảm ơn tập thể ba trạm ra đa thời tiết Phù Liễn, Vịêt Trì và Vinh đã cộng tác tích cực trong việc thu thập tư liệu khảo sát, theo dõi và kiểm chứng kết quả thử nghiệm Quy trình Cám ơn phòng Dự báo Hạn ngắn Trung tâm Dự báo Khí tượng Thuỷ văn Trung ương đã có những sự cộng tác và giúp đỡ rất hiệu quả

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT NGUY

HIỂM CỤC BỘVÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT NGUY HIỂM CỤC BỘ VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGOÀI

Các hệ thống thời tiết có kích thước khác nhau Có những hệ thống cỡ lớn, kéo dài trong nhiều ngày, chi phối thời tiết trên một khu vực rộng lớn, phát hiện được thông qua việc phân tích bản đồ Synop Song cũng có những hệ thống cỡ nhỏ hơn chỉ hoạt động trong khu vực nhỏ và chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn cỡ vài phút đến vài giờ Việc phân loại các hệ thống thời tiết theo kích thước đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Fujita [17] đã tổng kết kích thước các hệ thống thời tiết khác nhau và phân loại chúng để làm cơ sở cho việc nghiên cứu phạm vi ảnh hưởng Orianski [25] đã phân loại các hiện tượng thời tiết cỡ vừa (Mesoscale) thành ba nhóm α; β và γ theo kích thước ngang Kết quả phân loại của các tác giả đã được thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Phân loại các hệ thống thời tiết cỡ vừa [25]

Hệ thống thời tiết Kích thước hoạt động Thời gian Gió cực đại

Xoáy thuận nhỏ ( Mesocyclone) 10 – 100 km 0,5 - 6 60 β

phục cao Với sự xuất hiện của ra đa thời tiết, vệ tinh khí tượng hiện tượng này được khảo sát và nghiên cứu sâu hơn Nhiều nước đã xây dựng được các hệ thống quan trắc và cảnh báo rất hữu hiệu các hiện tượng này trên cơ sở sử dụng các chỉ tiêu nhận biết hiện tượng tính toán được theo số liệu thám không và số liệu ra đa thời tiết Hiện tượng dông

tố kèm theo gió xoáy mạnh có khi có cả mưa đá liên quan đến các quá trình đối lưu mạnh, có kích cỡ khoảng 2-50 km, kéo dài trong khoảng từ vài phút đến 6 giờ được gọi chung là các hiện tượng thời tiết nguy hiểm cục bộ (HTTTNHCB) Theo phân loại của bảng 1.1 các hiện tượng này thuộc hệ thống cỡ vừa (nhóm γ và cuối nhóm β) Trên màn hình ra đa thời tiết các hiện tượng này được thể hiện bằng đám hoặc tập hợp đám phản hồi vô tuyến (PHVT) với những đặc điểm định tính và định lượng riêng đặc trưng cho từng loại

Ở Nga, trong những năm nửa cuối của thế kỷ trước, hiện tượng HTTTNHCB đã

được nghiên cứu kỹ Hai cơ quan nghiên cứu nhiều về tố, lốc, mưa đá là Viện nghiên cứu khí tượng núi cao và Đài vật lý địa cầu Trung ương G.K Sulacvelize, L.M Phetchenko, N.I Gluskova [14] từ những năm bảy mươi, đã xây dựng các chỉ tiêu về nhận biết dông mạnh có khả năng gây tố, lốc theo số liệu thám không Quan hệ giữa điều kiện nhiệt động lực của khí quyển, giữa độ cao đỉnh PHVT mây đối lưu và độ cao đối lưu hạn với khả năng xảy ra lốc đã được khảo sát kỹ và đưa ra được các chỉ tiêu để sử dụng trong nghiệp

vụ dự báo

G.B Brulop, S.B Gasina, G.K Sulacvelize [13] trên cơ sở các kết quả khảo sát các dạng cấu trúc PHVT của mây đối lưu mạnh bằng ra đa thời tiết đã xây dựng được các chỉ tiêu phát hiện mưa đá theo độ phản hồi cực đại, độ cao đỉnh mây và hình dạng đám mây Những chỉ tiêu này đã đưa vào sử dụng có kết quả trong hoạt động nghiệp vụ ở hơn

100 trạm ra đa thời tiết trên toàn lãnh thổ Liên Xô cũ, đặc biệt là trong công tác phá mưa

đá bảo vệ mùa màng ở vùng núi phía Tây Nam nước Nga (vùng Capcazơ) Hiện nay các chỉ tiêu nhận biết này đã được đưa vào chương trình cảnh báo của các ra đa thế hệ mới với phần mền MERKOM [12] sử dụng không chỉ trong lãnh thổ Nga mà còn ở Peru, Bolivia, Phần lan

Mỹ là nơi hiện tượng lốc xoáy có kèm theo vòi rồng xảy ra mạnh, đặc biệt là ở các Bang miền Trung và miền Nam nên hiện tượng này được nghiên cứu nhiều Với điều kiện kỹ thuật và kinh tế thuận lợi, Mỹ cũng là nơi nghiên cứu kỹ bản chất của các hiện tượng tố, lốc, mưa đá với nhiều tác giả có tên tuổi Theo Galway [18] việc nghiên cứu để giảm nhẹ thiên tai do các hiện tượng này gây ra đã được bắt đầu từ những năm 30 của thể

kỷ trước và vẫn tiếp tục đến bây giờ

Trong việc khảo sát và nghiên cứu tố lốc người ta thường sử dụng thang độ để ước lượng sức gió gián tiếp Fujita [20] đã đưa ra hệ thống thang độ ước lượng tốc độ gió trong cơn lốc theo mức độ tàn phá của nó gồm :

Theo Grazulic, những nỗ lực trong việc nghiên cứu và tìm tòi các phương pháp cảnh báo để giảm bớt các tai hoạ do các HTTTNHCB đã mang lại hiệu quả đáng kể ở

Mỹ Những năm đầu của thể kỷ trước hàng năm có khoảng 200 người chết do các hiện tượng này gây nên nhưng đến 1974 con số này đã giảm nhiều mặc dù số lượng hiện tượng được thông báo là nhiều hơn và mật độ dân số cũng tăng cao hơn

Doswel, C.A.[21] đã nghiên cứu lũ quét do mưa lớn cục bộ gây nên Báo cáo về nghiên cứu này được trình bày tại hội thảo của Mỹ và Tây Ban Nha ở Barcelona năm

1994 Trong một công trình khác công bố năm 1999 ông đã coi sự xuất hiện mây đối lưu đám siêu lớn (Super cell) là nguyên nhân của mưa lớn cục bộ gây lũ quét

Phil Alford trong công trình công bố năm 1995 đã tổng hợp các công trình nghiên cứu về các hiện tượng thời tiết nguy hiểm liên quan đến mây đối lưu phát triển mạnh của các tác giả trước đó Trong công trình này tác giả đã mô tả rất kỹ các phương pháp nhận biết tình thế có khả năng xảy ra các hiện tượng nguy hiểm cỡ Mezo - scale trên cơ sở các

số liệu thám không nhiệt gió, số liệu ra đa kể cả ra đa Doppler Đây là công trình có giá trị sử dụng lớn vì ngoài việc mô tả và phân tích về lý thuyết tác giả còn đưa ra phương pháp tính toán để dự báo khả năng xuất hiện

Dessens, C.A và J.T Snow đã mô tả lốc ở Pháp và lốc ở Mỹ, đưa ra được một số đặc điểm địa phương rất bổ ích cho việc nghiên cứu tính địa phương của hiện tượng này

Stumpf, Mitchell và các cộng sự đã đưa ra tập hình ảnh mẫu về PHVT của lốc xoáy (Tornado) để sử dụng trong công tác nghiệp vụ phát hiện và theo dõi hiện tượng này bằng ra đa thời tiết ở phòng thí nghiệm quốc gia về HTTTNHCB (NSSL Tornado detection) Các HTTTNHCB có thể xảy ra trong một đám riêng biệt (single cell) mà cũng

có thể xảy ra trong tập hợp nhiều đám (muticellular)

1.1.1 Mây đối lưu mạnh

Mây đối lưu mạnh thường xuất hiện ở vào các tháng mùa hè và mùa chuyển tiếp khi điều kiện nhiệt động lực khí quyển thuận lợi cho đối lưu khí quyển phát triển Kích cỡ đám mây có thể khác nhau Chúng có thể xuất hiện độc lập cũng có thể xuất hiện dưới dạng quần thể nhiều đám phụ thuộc vào điều kiện hoàn lưu Trường hợp đám mây phát triển đạt đến kích thước rất lớn (đám siêu lớn - Supercell) sẽ gây ra nhiều hiện tượng thời tiết rất nguy hiểm như gió mạnh, sấm chớp, mưa đá

Hình 1.1 mô tả sự phát triển của một đám mây đối lưu: Hình phía trên mô phỏng các giai đoạn phát triển của đám đối lưu không mạnh trong điều kiện độ chuyển dịch thẳng đứng của gió nhỏ Độ PHVT lớn và dòng giáng với mưa đổ xuống nhanh trong môi trường có dòng thăng đang tồn tại Hình phía dưới mô phỏng sự phát triển của PHVT của một đám mây đối lưu độc lập mạnh Lưu ý rằng trong trường hợp này PHVT mây xuất hiện cao hơn so với đám đối lưu không mạnh (hình phía trên) PHVT có cường độ mạnh

từ trên cao phát triển nhanh xuống phía dưới làm cho hiện tượng nguy hiểm xuất hiện đột ngột, có thể là mưa mạnh, mưa đá nhưng thường xảy ra nhất là dòng giáng mạnh

Hình 1.1 Các giai đoạn phát triển của đám mây đối lưu

Hình 1.2 là ảnh mây đám siêu lớn Các đám siêu lớn có khi tồn tại đến vài giờ và trên một vùng lớn đến hàng chục cây số Độ cao đám siêu lớn ở vùng nhiệt đới có thể đạt đến độ cao đối lưu hạn hoặc lớn hơn Một số trường hợp đỉnh mây có thể “xuyên thủng” đối lưu hạn gây nên những hiện tượng thời tiết rất nguy hiểm

Trong mây đối lưu dạng đám siêu lớn, nguy hiểm nhất là dòng giáng (Microburst) mạnh Khi chạm đất dòng này tỏa ra và tạo nên tố Hiện tượng này thường gây nguy hiểm cho hoạt động của hàng không Hình 1.3a, 1.3b và 1.3c mô tả Microburst trong một đám mây Cb Các dòng ra (Out flow) xuất phát từ tâm và tỏa ra ở phía dưới mây

Hình 1.2 Đám mây đối lưu siêu lớn (http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/svr/type/spr/home.rxml)

Hình 1.3a Cơ chế gây Microburst trong

mây đối lưu mạnh

Hình 1.3b Hiện tượng Microburst trong mây Cb, rất nguy hiểm cho hoạt động của

máy bay

Hình1.3c Hình ảnh Microburst trong mây đối lưu phát triển mạnh

Ra đa Doppler có thể nhận biết hiện tượng Microburst theo trường gió Hướng

gió ở các phía khác nhau của tâm đám mây thể hiện trên hình 1.4 Gió từ tâm tỏa ra mọi hướng Trường gió này thể hiện trên mặt cắt xiên gió (PPI V) với hai đới gió Doppler khác biệt nhau về hướng: vùng xa ra đa gió sẽ có hướng thổi ra còn vùng gần ra đa hơn thì ngược lại (vị trí của ra đa ở phía dưới) Đường tốc độ gío bằng 0 (Zeroline) ở giữa phân biệt hai miền gió đối hướng

Sự di chuyển của các đám mây đối lưu được mô tả theo nhiều hệ thức toán học khác nhau nhưng nói chung hướng di chuyển của chúng có xu thế theo véc tơ gió trung bình của lớp gió từ mức gió địa chuyển đến mức 6 km Quan hệ được mô tả bằng công thức sau [17]

2

020,065,09,

Trong đó Uw – Véc tơ gió trung bình từ mức gió địa chuyển đến 6 km

UC – Tốc độ di chuyển của đám mây

Hình 1.4 a Mặt cắt ngang hướng gió trong

Hình 1.5 là ảnh chụp hiện tượng phóng điện trong mây dông Quan hệ giữa PHVT mây với khả năng có dông trong mây đối lưu đã được nghiên cứu nhiều Các tác giả thường sử dụng độ cao đỉnh PHVT mây, độ PHVT hoặc tổ hợp hai đại lượng đó để làm chỉ tiêu nhận biết [11] Một số nghiên cứu đã sử dụng kết hợp cả thông tin ra đa và thông tin thám không vô tuyến như độ cao tầng nhiệt độ 00C, độ cao tầng nhiệt độ-220C để thiết lập chỉ tiêu tổng hợp nhận biết dông

Hình 1.5 Hiện tượng phóng điện trong mây dông

1.1.3 Mưa lớn cục bộ

Mưa lớn cục bộ (Rainstorm) là hiện tượng mưa rào với cường độ mạnh xảy ra từ các đám mây dông Khái niệm này dùng để phân biệt với mưa đá và mưa của hệ thống mây đối lưu cỡ lớn như xoáy thuận nhiệt đới, hội tụ gió trong hoàn lưu cỡ Synop ( thường kéo dài nhiều ngày và xảy ra trên diện rộng)

Mưa lớn cục bộ có thể gây ra lũ quét (trong những điều kiện địa hình và chế độ thuỷ văn thuận lợi), sạt lở đất ở miền núi và cũng được coi là hiện tượng nguy hiểm phải cảnh báo Ở các thành phố lớn nơi số lượng người tham gia giao thông rất nhiều, các trận mưa lớn cũng cần được cảnh báo trước để có thể điều thêm phương tiện giải tỏa đường phố trước khi mưa xảy ra đề phòng hiện tượng bất ngờ phải vội vã tránh mưa, dễ gây tai nạn hoặc ùn tắc giao thông

Mưa lớn xảy ra trong thời gian ngắn là đặc điểm của mưa từ mây đối lưu Cường

độ mưa tính theo độ phản hồi vô tuyến (PHVT) nhưng với hệ số A và b khác nhau Theo Batan [17], Doviak Zrníe [22] thì khi ước lượng cường độ mưa rào theo độ PHVT từ mây đối lưu nên sử dụng công thức:

4 , 1

300R

Z = (1.2)

Trong vùng nhiệt đới Rosenfeld [19] khuyến cáo sử dụng công thức:

2 , 1

250R

Z = (1.3) Nói chung quan hệ giữa độ PHVT và cường độ mưa là mối quan hệ phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố Để có thể ước lượng sơ bộ cường độ mưa theo độ PHVT người ta thường sử dụng mối quan hệ định lượng theo bảng 1.2

Bảng 1.2 Quan hệ giữa cường độ mưa và độ PHVT Z (dBZ)

Mưa nhẹ hoặc tuyết Mưa phùn mùa xuân: 1-2 mm/h 25

1.1.4 Tố

Tố (Squall) là hiện tượng gió mạnh xuất hiện đột ngột, kéo dài trong khoảng thời gian vài phút (phân biệt với gió giật có thời gian tồn tại ít hơn) [30] Hướng gió trong tố thay đổi liên tục Trường hợp có nhiều vùng tố sắp xếp theo một trật tự nhất định có chiều dài lớn hơn chiều rộng và di chuyển theo một hướng nhất định thì gọi là đường tố (Squall line) Đường tố là một đường ổn định gồm các đám mây đối lưu mạnh, còn được gọi là đường nhiều đám (multi- cell line) Đường tố đôi khi liên quan với hoạt động của

bão (Pre-cyclone Squall lines), Front hoặc các xoáy khác nhưng cũng có khi tồn tại độc lập Thông thường đường tố độc lập xuất hiện dọc theo đường Front và có thể chứa mưa mạnh, mưa đá, gây sấm chớp, gió mạnh đổi hướng liên tục ( http://en.Wikipedia.org/wiki/Squall)

Hình 1.6 mô tả cấu trúc gió trong đám mây đối lưu có tố dòng thăng ở bên phải và dòng giáng (có mưa) ở bên trái gây nên một đường phân cách gọi là đới gió giật (Gust Front) hay đường tố

Đường tố thường được kiến tạo trong môi trường khí quyển không ổn định mà trong đó không khí ở tầng thấp có thể bay lên mà không cần “trợ giúp” sau đã được kích hoạt đẩy lên (nhờ Frong) cho đến độ cao mà ở đó có thể xảy ra hiện tượng ngưng kết Nhiệt lượng được giải phóng trong quá trình ngưng kết làm cho phần tử không khí bay lên nhẹ hơn không khí xung quanh ở cùng một độ cao, dẫn đến tốc độ phần tử khí bay lên tăng lên rất nhanh, có khi đạt đến 30 m/phút Đường tố có thể kéo dài hàng chục km hoặc dài hơn, gây thời tiết xấu trên một khu vực rộng trong cùng một lúc

Hình 1.6 Cấu trúc gió trong trong tố

Tốc độ di chuyển của đường tố có thể đạt đến 60 m/phút Theo một kết quả nghiên cứu của Mỹ (South Dakota School of Mines and technology) thì ở vùng đồng bằng phía Bắc nước Mỹ vùng tố có gió mạnh thường xuất hiện trong môi trường khí quyển có độ đứt thẳng đứng của gió (Vertical Wind Shear) trong tầng thấp (0-3 km) ít nhất là cỡ trung bình và mức độ bất ổn định khá cao (CAPE lớn hơn 2000 J/kg) Đám mây siêu lớn được sinh ra nơi có độ dịch chuyển thẳng đứng của gió lớn ở trong một lớp dày 0-6 km hay 0-8 km với CAPE (3200 J/kg) Các đám mây đối lưu mạnh có PHVT hình cánh cung (Bow choes) xuất hiện trong điều kiện độ đứt thẳng đứng của gió trong lớp 0-3 km lớn với CAPE cỡ trung bình (2600 J/kg) Đường tố không mạnh lắm xuất hiện ở mức độ dịch chuyển thẳng đứng trung bình và với giá trị năng lượng bất ổn định (CAPE) thấp hơn Ở

Mỹ tố chỉ được thông báo khi tốc độ gió vượt quá 19 knots ( 8,2 m/s)

Bảng 1.3 Độ đứt thẳng đứng của gió và các chỉ số nhiệt động lực của khí quyển

trong vùng gió mạnh ở đồng bằng Bắc Mỹ

Độ đứt thẳng đứng của gió và các chỉ số nhiệt động lực của khí quyển

Tham số Gió không mạnh

(Non-Severe Line)

Đường tố (Squall line) PHVT hình cánh cung

(Bow choes)

Siêu đám (Suppercell)

đổi: đám cũ mất đi, đám mới xuất hiện Tại cùng một thời điểm các đám mây đối lưu có

thể ở trong các giai đoạn khác nhau: phát triển, trưởng thành và tan rã Có trường hợp

một đám trong số các đám gặp được điều kiện thuận lợi bộ phát thành đám rất lớn tạo nên

vùng gió xoáy cục bộ Các đám luôn trong tình trạng di chuyển theo một hướng liên quan

chặt chẽ đến hướng di chuyển của đường Frong Gió trong đường tố không ổn định về

hướng và tốc độ theo không gian và thời gian Hiện tượng có những vùng gió xoáy cục

bộ rất mạnh trong đường tố là có thể lý giải được

Hình 1.7 là PHVT đường tố liên quan đến một nhiễu động mạnh quan trắc được ở

Mỹ, tại Pennsylvania tháng 6 năm 2003 Đây là một đường tố mỏng bị uốn cong có dạng

hình cánh cung

Hình1.7.PHVT đường tố trong một nhiễu động mạnh ở Pennsylvaniatháng6

1.1.5 Lốc

Lốc (ở Mỹ gọi là tornado) là vùng gió xoáy có kích thước nhỏ [30] Vùng gió xoáy

này được thể hiện bằng một cột không khí chuyển động quay ngược chiều kim đồng hồ Tốc độ gió trong lốc rất lớn, từ 18 đến 135 m/s, không thể đo đạc trực tiếp được bằng các dụng cụ thông thường mà phải dùng thang độ F để xác định theo mức độ tàn phá Rất nhiều trường hợp có lốc kèm theo vòi rồng (Water spouts)

Khi lốc đã xảy ra, dù không có vòi rồng, các mảnh vỡ của nhà cửa, của các công trình xây dựng bị đổ nát, cây cối bị đổ gãy là những dấu hiệu cho thấy sự tồn tại của một xoáy rất mạnh đã tiếp xúc với mặt đất Ở phạm vi địa phương lốc là loại xoáy mạnh nhất trong các xoáy của khí quyển Kích thước lốc có thể là vài trăm mét đến hàng kilomét Nói chung lốc xảy ra ở khắp mọi nơi trên thế giới nhưng nhiều nhất vẫn là ở Mỹ với con số 1000 cơn lốc mỗi năm, tập trung phần lớn ở các bang miền Trung và miền Nam và xảy vào tất cả các tháng trong năm

Theo G.C Asnani [29] lốc là một hiện tượng thời tiết cực kỳ nguy hiểm Khi có vòi rồng (một cái phễu mây thò xuống phía dưới) thì mức độ nguy hiểm của cơn lốc lại càng lớn hơn Trước khi vòi rồng chạm đất có thể nhìn thấy những mảnh vỡ của các vật ở mặt đất bay lên cao theo chuyển động xoáy Phễu mây chạm đến đất với một tiếng động mạnh Trong khoảng một vài giây các mảnh vỡ bay lên Mái nhà và các vật nặng khác kể

cả người và động vật, ô tô, xe tải bắt đầu bay khỏi mặt đất Bò kéo và ngựa tuột khỏi xe

và bị thổi bay xa Có trường hợp ô tô bị bốc khỏi đường và rơi xuống trên lùm cây Xe lửa bị trượt khỏi đường ray Cầu bị nhấc khỏi bờ sông, bị vặn cong hoặc xô gập lại

Quan trắc thực tế và lý thuyết cho thấy rằng lốc có thể xảy ra trong những điều kiện sau [30]:

a Lốc lớn có thể xảy ra từ đám mây đối lưu siêu lớn (Supercell cloud) hoặc từ nhiều đám với điều kiện khí tượng thuận lợi cho đối lưu mạnh:

- Có nguồn ẩm dồi dào trong tầng thấp

- Khí quyển có khả năng bất ổn định lớn

- Cơ chế chuyển động thăng tạo nên hội tụ tầng dưới và phân kỳ ở tầng trên

để khởi đầu và gia tăng sự giải phóng năng lượng bất ổn định

- Độ đứt thẳng đứng của gió lớn

b Trước khi lốc được tạo thành thường có một xoáy thuận nhỏ trong đám mây siêu lớn Một số tác giả cho rằng đó là hoàn lưu của không khí môi trường xung quanh đám mây Có thể cả đám lớn đều quay chậm quanh trục thẳng đứng Song một số tác giả lại cho rằng xoáy thuận nhỏ trong đám mây được tạo thành do quá trình nghiêng của trục xoáy luôn tồn tại trong đám mây đối lưu siêu lớn do có sự dịch chuyển ngang của gió giữa dòng thăng ấm phía dưới và dòng giáng lạnh ở phía trên

Đường kính của cơn lốc mạnh vào khoảng 200 m, ít khi vượt quá 1000 m Độ dày của mây trong cơn lốc ở vùng ôn đới khoảng 7 km, không hiếm trường hợp đến 10 km Các cơn lốc có thời gian tồn tại khoảng 3 phút với tốc độ cực đại 50 m/giây song cũng có các cơn lốc tồn tại đến 3 giờ với tốc độ gió cực đại đạt đến 100 m/giây (F4) hoặc lớn hơn Tần suất xuất hiện các cơn lốc lớn rất nhỏ song thiệt hại do lốc loại này gây ra thì rất lớn

do mức độ tàn phá khủng khiếp ở Mỹ chỉ có 5% cơn lốc thuộc loại này nhưng thiệt hại

do chúng gây ra chiếm đến 70% tổng số thiệt hại do lốc gây nên Có cơn lốc ở bang Iiinois kéo dài đến 7 giờ (ngày 26tháng 5 năm 1917) Hình 1.8 mô tả một giản đồ của khí

áp ký khi có lốc đi qua ( Ward ,1972)

Hình 1 8 Giản đồ của khí áp ký khi có cơn lốc đi qua

Khi lốc đi qua khí áp giảm rất mạnh song không phải giảm đều theo thời gian mà lúc đầu có tăng khoảng 1 mb sau đó thì giảm từ ngoài vào trong tâm lốc, tạo thành một cái phễu giảm áp trên giản đồ khí áp của khí áp ký Hiện tượng này làm cho các vật thuộc loại hộp đóng kín (rương, hòm, nhà đóng kín cửa ) bị nổ tung khi lốc đi qua

Hình 1.9 Ảnh chụp một cơn lốc

Gió trong cơn lốc rất mạnh Hình 1.10 a và 1.10 b mô tả tốc độ gió trong cơn lốc theo số liệu đo được bằng phương pháp chụp ảnh Chính vì gió mạnh nên lốc được coi là hiện tượng thời tiết nguy hiểm nhất với sức tàn phá rất lớn

Hình 1.10a Tốc độ của các mảnh vỡ

trong cơn lốc ngày 3-4 tháng 4 năm 1974

ở Xenia, Ohio quan trắc được bằng

phương pháp chụp ảnh (Fujita và các cộng

sự 1974)

Hình 1.10b Tốc độ gió trong cơn lốc ở Sayler Park khi nó đi qua Ohio quan trắc được bằng phương pháp chụp ảnh (Kesler,1981)

Khi có vòi rồng (Waterspout) cơn lốc thể hiện thành một phễu mây và có một “ vòi” thò xuống phía dưới giống như vòi voi hút nước (hình 1.11.a, 1.11.b) Hiện tượng vòi rồng có thể nhìn thấy được bằng mắt nhưng rất hiếm

Hình 1.11a Hình ảnh cơn lốc có vòi rồng

(www Spc.noaa.gov) Hình 1.11b Hình ảnh cơn lốc có vòi rồng (http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/

mtr/svr/modl/line/torn.rxml)

Cũng có nhiều trường hợp lốc có vòi rồng xảy ra không phải trong đám siêu lớn

mà trong hệ thống nhiều đám mây đối lưu (hình 1.12) Hiện tượng này rất hiếm thấy nhưng cũng đã ghi nhận được Điều này chứng tỏ cơ chế tạo nên lốc rất phức tạp

Hình 1.12 Lốcvới vòi rồng trong hệ thống nhiều đám mây đối lưu (Nonsupercell (http://ww 2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/svr/modi/line/torn.rxml)

Phản hồi vô tuyến của cơn lốc Ra đa thời tiết khó phát hiện được vòi rồng song

đám mây đối lưu siêu lớn gây nên lốc mạnh có vòi rồng thì có thể phát hiện được Đám siêu lớn này cũng phải ở trong một khoảng cách thích hợp thì ra đa mới có khả năng nhận

ra các dấu hiệu của cơn lốc Nếu lốc xảy ra ngay tại trạm ra đa thì hoàn lưu xoáy sẽ xuất hiện trong vùng mù nên ra đa sẽ không phát hiện được Song nếu lốc xảy ra quá xa thì độ cao cánh sóng sẽ vượt quá hoàn lưu Khoảng cách tối ưu là khi mà ra đa có thể bắt trúng hoàn lưu xoáy ở một vài góc cao Khi xuất hiện các đám mây đối lưu siêu lớn độc lập phải đề phòng khả năng xảy ra vòi rồng, nhất là ở những vùng có địa hình bằng phẳng như bình nguyên, đồng cỏ hay vùng biển

Vì cơn lốc thường xảy ra trong phạm vi không gian hẹp và trong thời gian ngắn nên các phương tiện quan trắc thời tiết truyền thống rất khó phát hiện và theo dõi Với việc sử dụng ra đa thời tiết việc quan trắc và phát hiện lốc đã có những tiến bộ hơn Một

số dấu hiệu PHVT liên quan đến sự tồn tại của cơn lốc cũng đã được xác lập và đã được đưa vào sử dụng trong nghiệp vụ của hệ thống ra đa thời tiết của nhiều nước Theo Stout

và Huff (1953) thì phản hồi vô tuyến mây đối lưu có dạng hình móc câu ( Hook echo) rất

có khả năng gây ra lốc Kết luận này về sau được bổ sung và khẳng định thêm

1.1.6 Mưa đá

Cơn mưa đá (Hail Storm) là cơn mưa có các hạt giáng thuỷ dạng rắn (băng)

Những cơn mưa thuộc loại này thường xuất hiện từ các đám mây đối lưu phát triển mạnh,

độ cao đỉnh mây rất cao Rất nhiều trường hợp mưa đá xảy ra cùng với lốc hoặc tố Mưa

đá thường xuất hiện ở miền núi nơi điều kiện nhiệt động lực thuận lợi để mây đối lưu phát triển đến độ cao lớn Hơn thế nữa khoảng cách giữa mức tan băng (Melting level) và

mặt đất nhỏ hơn các vùng khác ở cùng một điều kiện nên ở miền núi hiện tượng mưa đá được ghi nhận nhiều hơn ở vùng khác

Hình dạng hạt mưa đá có thể rất khác nhau song thường gặp nhất là dạng hình cầu (Hình 1.13) Cấu trúc hạt băng cũng rất khác nhau (có thể đặc và trong suốt nhưng cũng

có xốp và đục hoặc gồm nhiều lớp) phụ thuộc vào điều kiện môi trường nơi hạt mưa hình thành và phát triển

Hình 1.13 Hình dạng hạt mưa đá (nguồn: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/svr/type/spr/home.rxml)

Mưa đá thường xuất hiện trong mây đối lưu phát triển mạnh vì vậy trong cơn mưa này thường có cả những hiện tượng nguy hiểm khác như lốc, tố, dông mạnh Mưa đá thường xảy ra trong ba dạng mây đối lưu như sau:

- Dạng một đám (Uni- cellular storm)

Trong những điều kiện nhiệt động lực và ẩm thuận lợi đám mây đối lưu có thể phát triển thành siêu đám (supercell) với dòng thăng rất mạnh, đạt đến độ cao lớn, tạo điều kiện cho hạt nước hóa băng để gây nên mưa đá và có thể có cả lốc mạnh

- Dạng nhiều đám (Multi - cellular storm)

Cơn mưa đá thuộc dạng này thường gồm nhiều đám mây Các đám khác nhau có thể chuyển động không phụ thuộc vào nhau: đám mới hình thành thường vượt lên trước, đám cũ thường phải lùi lại sau

- Dạng đường tố (squall- line storm)

Đường tố có thể gồm các đám nhỏ hoặc chỉ gồm các siêu đám mà cũng có thể có

sự lẫn lộn giữa các loại

Mưa đá xảy ra trong mây đối lưu phát triển mạnh song không phải tất cả các đám mây đối lưu thuộc loại này đều gây mưa đá Vì vậy việc xác định khả năng gây mưa đá của đám mây đối lưu phải được dựa trên các tham số vật lý như độ PHVT ( tỷ lệ thuận với kích thước và mật độ hạt), độ cao đỉnh phản hồi vô tuyến mây Hình dạng phản hồi

vô tuyến cũng được coi là một đặc điểm rất quan trọng để nhận biết khả năng gây mưa đá trong đám mây

Nhiều tác giả đã xây dựng các phương pháp dự báo mưa đá theo số liệu quan trắc

ra đa và số liệu quan trắc thám không của trạm gần nhất (Sulacdvelize, Kachurin, Sh

Biaistavili, V.F Lapchepva ) Ivan Holleman (1999) đã đề xuất phương pháp sử dụng hiệu độ cao lớn nhất của vùng có độ phản hồi vô tuyến bằng 45 dBZ và độ cao của tầng đẳng nhiệt 00C làm các nhân tố dự báo )

o

H H

H = −

∆ 45 (1.4) Trong đó :

H45 - độ cao lớn nhất của vùng có ĐPHVT bằng 45 dBZ

H0- độ cao mức đóng băng (Frezing level) hay đẳng nhiệt 00C Phương pháp này được gọi là phương pháp Waldvogel (http://www.knmi.nl/onderzk/applied/ob/en/ob_radarhail.html)

Hình 1.14 Giải thích cách chọn độ cao làm nhân tố dự báo (H frz - Độ cao 0 0 C, H 45 - Độ cao cực đại vùng Z=45dBZ)

Đồ thị xác định khả năng có mưa đá theo phương pháp Waldvogel được thể hiện

trên hình 1.15

Hình 1.15 Đồ thị xác định khả năng có mưa đá theo phương pháp Waldvogel

Nếu biết được độ cao mức đẳng nhiệt 00C theo số liệu thám không thì các trạm ra

đa có thể sử dụng đồ thị này để tính khả năng có mưa đá trong các đám mây đối lưu ra đa quan trắc được

Ở một số nước, điển hình nhất là Nga, kỹ thuật sóng kép được sử dụng trong chế tạo ra đa thời tiết để định vị vùng mưa đá Ra đa thời tiết sóng kép (Dual-wavelength radar) thực hiện thu tín hiệu phản hồi từ mục tiêu khí tượng bằng cả hai dải sóng: dải X

và dải S Sự khác nhau về giá trị độ phản hồi của cùng một mục tiêu thu được từ hai dải sóng cho phép tách được vùng mưa đá

Gần đây nhất kỹ thuật phân cực tín hiệu phản hồi đã được áp dụng để tách vùng mưa đá trong mây đối lưu Sự khác biệt về giá trị của thành phần phân cực ngang so với thành phần phân cực thẳng đứng của tín hiệu phản hồi sẽ là dấu hiệu tốt để xác định sự hiện diện của mưa đá

1.2.TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN TƯƠNG THỜI TIẾT NGUY HIỂM CỤC BỘ Ở VIỆT NAM

1.2.1 Giai đoạn trước năm 2000

Các HTTTNHCB cũng đã được nghiên cứu từ 10 -20 năm trước đây ở Việt nam Năm 1999 TS Đinh Văn Loan đã nghiên cứu vấn đề này, đưa ra được 8 loại hình thời tiết thuận lợi cho mây đối lưu phát triển có thể gây nên tố, lốc, mưa đá [3] Theo ông Loan, trên lãnh thổ Việt Nam trong giai đoạn 1993-1998 đã xảy ra 233 cơn tố, lốc và mưa đá, trong số đó 124 cơn (53%) xảy ra ở miền núi, đồng bằng và trung du Bắc bộ (Bảng 1.4) Trong khuôn khổ hợp tác Việt - Xô về nghiên cứu khí tượng nhiệt đới và bão TS Trần Duy Bình và các cộng sự đã mô tả một số cơn lốc, xoáy quan trắc được từ trạm ra đa thời tiết MRL-5 Phù Liễn Một số các mô phỏng dạng mây gây lốc mạnh cũng đã được trình bày trong báo cáo tổng kết [1]

Bảng 1.4 Phân bố tố, lốc, mưa đá các tháng trong năm tại các khu vực, tỉnh thành trong cả nước [3]

Tháng Khu

Bắc Giang 1 1 Vĩnh Phú (cũ) 3 7 6 4 1 1 1 23

Trong giai đoạn 1993 – 1998 vào các tháng 3, 4 và 5 ở vùng núi phía Bắc, Đồng bằng và Trung du Bắc

bộ có 101 cơn tố lốc, mưa đá, chiếm 81% cả năm của khu vực.

1.2.2 Giai đoạn sau năm 2000

Sau khi các rađa thời tiết triển khai hoạt động các nghiên cứu về dông cũng đã được thực hiện Công trình [2] đã trình bày các chỉ tiêu nhận biết dông trong mây đối lưu theo giá trị Y tính bằng công thức (1.5)

Maxx Max Z H

Y = × (1.5) Trong đó: HMax- độ cao đỉnh PHVT (km)

ZMax - độ PHVT (dBZ) cực đại ở mức cao hơn mức nhiệt độ 00C từ 2 đến 2,5

Giá trị chỉ tiêu được trình bày trong Bảng 1.5

Bảng 1.5 Chỉ tiêu nhận biết Dông

Hình 1.16 Xác suất xuất hiện dông phụ thuộc vào Z Max

trên PPI Z với góc nâng 0,4 0 -0,6 0 [24]

Gần đây đã có một số nghiên cứu về PHVT mây của các HTTTNHCB [9], [11]

sử dụng thông tin của ra đa thời tiết TRS-2730 Song chỉ mới là những nhận xét định tính của từng trường hợp cụ thể, chưa phân tích và lý giải bản chất vật lý của của mối quan hệ giữa hiện tượng và PHVT mây quan trắc được

CHƯƠNG 2 CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY DÔNG MẠNH VÀ HIỆN TƯƠNG THỜI TIẾT NGUY HIỂM CỤC BỘ Ở CÁC TỈNH MIỀN BẮC VIỆT NAM

Lãnh thổ Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa Miền Bắc Việt Nam

là nơi giao tranh của nhiều hệ thống Synop mang bản chất khác nhau như hệ thống thời tiết vùng ngoại nhiệt đới (cực đới biến tính hay ôn đới) với hệ thống thời tiết cận nhiệt đới hay nhiệt đới; giữa khối không khí lục địa khô với khối không khí biển ẩm Hoạt động của các hệ thống thời tiết thường tuân thủ theo quy luật và quyết định các hiện tượng thời tiết kèm theo Tuy nhiên, khi ở Bắc Bộ chịu sự chi phối của cùng một

hệ thống thời tiết tương đối đồng nhất theo hướng từ Tây bắc sang Đông nam thì ở các tỉnh Bắc Trung Bộ do địa hình hẹp và kéo dài theo hướng Bắc Nam, thời tiết thường không đồng nhất từ Bắc xuống Nam Vì vậy ngoài việc hiểu rõ cơ sở lý thuyết chung thì nghiên cứu những ảnh hưởng của điều kiện địa hình đến các hệ thống Synop ở địa phương là rất cần thiết khi phân tích đánh giá hoạt động dông nói chung và dông mạnh có tố lốc và mưa đá nói riêng

2 1 CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY DÔNG MẠNH Ở CÁC TỈNH

MIỀN BẮC

2.1.1 Nguồn số liệu

Như đã nói ở trên dông nói chung và dông mạnh có kèm theo tố lốc và mưa

đá thường hình thành trong điều kiện khí quyển bất ổn định Vì vậy muốn xác định được hình thế Synóp thuận lợi cho việc xuất hiện các hiện tượng này trước hết phải thống kê và phân tích hình thế gây thời tiết có dông mạnh, loại hình thế đặc trưng dễ xảy ra tố lốc Để làm việc này phải tiến hành thống kê số liệu trong 10 năm gần đây (1998-2007) Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu xây dựng quy trình phát hiện và theo dõi các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như tố lốc, mưa đá và mưa lớn cục bộ nên trước hết phải biết được loại hình thế Synop đặc trưng gây mưa rào và dông mạnh đối với các tỉnh miền Bắc Trên cơ sở đó sẽ phối hợp với trạm ra đa thời tiết quan trắc và theo dõi sự xuất hiện của các hiện tượng đó Số liệu sử dụng để phân tích xác định hình thế này là số liệu về hiện tượng thời tiết thu thập từ các trạm quan trắc khí tượng bề mặt trong khu vực hoạt động của các ra đa TRS-2730 và các bản đồ thời tiết (surface maos) và bản đồ cao không (aero maps) ở các lớp khí quyển khác nhau tương đương với độ cao khoảng 1500m, 3000m, 5000m, 9000m và 12000m được thể hiện trên các bản đồ AT 850, AT 700, AT 500, AT 300 và AT 200

2.1.2 Cơ sở phân loại hình thế Synop

Phân tích hệ thống thời tiết là dựa trên kết quả phân tích hình thế Synop được đặc trưng bởi trường khí áp tầng thấp và trường thế vị trên cao Lãnh thổ miền Bắc nước ta có diện tích không lớn nên việc xác định chính xác hình thế Synop khống chế

là rất khó khăn Vì vậy muốn xác định hình thế Synop phải dựa trên kết quả phân tích mối tương tác của các khối không khí và điều kiện hoàn lưu quy mô Synop, quy mô vừa và quy mô nhỏ Trong các loại hình thế Synop giống nhau có thể có nhiều loại thời tiết khác nhau Vì vậy khi phân tích hình thế Synop đặc trưng gây dông nhất thiết phải phân tích đánh giá mối tương tác của nhiều trường khí tượng khác nhau,

phân tích hình thế Synop tầng thấp kết hợp chặt chẽ với việc phân tích hoàn lưu cũng như các tác động của trường nhiệt ẩm, điều kiện động nhiệt lực ở các lớp khí quyển trên cao và đặc biệt là phải phân tích ảnh hưởng của điều kiện địa hình khu vực

Các hệ thống Synop chủ yếu chi phối miền Bắc nước ta là áp cao lạnh phía Bắc, áp cao cận nhiệt đới, áp thấp nóng Ấn-Miến và xoáy thuận nhiệt đới Tuy nhiên tuỳ thuộc vào vị trí, cường độ, xu thế thay đổi các trường khí tượng, mối tương tác giữa chúng mà các thuộc tính kèm theo sẽ rất khác nhau và kết quả là thời tiết xảy

ra cũng rất khác nhau Ngoài ra do sự tranh chấp của nhiều hệ thống thời tiết nên kết quả xác định hệ thống Synop sẽ có thể là hệ thống thời tiết độc lập chi phối chú yếu,

có thể là nhiều hệ thống thời tiết cùng tương tác, thậm chí có khi không thể xác định được hình thế Synop Khi xác định hệ thống Synop gây hiện tượng thời tiết nói chung và hệ thống gây dông mạnh có kèm theo tố lốc nói riêng cần thiết phải xác định được hệ thống chính (hệ thống chủ đạo), các hệ thống thời tiết tương tác cũng như điều kiện hoàn lưu, điều kiện nhiệt động lực (các tác nhân gây thời tiết) và mối quan hệ giữa chúng Những hình thế thời tiết điển hình được xác định thông qua những tiêu chí đặc trưng cho từng loại đã được đúc kết

Một loại hình thế Synop có thể bao gồm một hay nhiều hệ thống Synop

tương tác lẫn nhau và được phân chia thành hệ thống chính và hệ thống phụ Hệ thống chính là hệ thống chủ đạo khống chế khu vực Hệ thống phụ là những hệ thống có tác động đến hệ thống chính làm gia tăng hoặc suy yếu quá trình thời tiết

đặc trưng của hệ thống chính Các hình thế Synop đặc trưng gây mưa và dông có thể

quyết định bởi một loại hình thế độc lập và cũng có thể kết hợp nhiều loại hình thế khác nhau Đặc trưng chính để phân loại hình thế là dựa trên khối khí với các đặc trưng vật lý của nó nói chung và trường áp nói riêng Có 5 loại hình thế chính gây

mưa rào và dông là: áp cao lạnh, áp thấp nóng Ấn Miến, áp cao cận nhiệt đới, xoáy

thuận nhiệt đới và dải hội tụ nhiệt đới Ngoài ra trong quá trình tranh chấp của các

khối khí nói trên có thể tạo nên một loại hình thế Synop không rõ ràng hoặc một loại hình thời tiết chịu tác động bởi nhiều loại hình thế mà vai trò của chúng tương đương nhau Cũng có trường hợp hệ thống chính chi phối nhưng lại nhưng chịu tác động của địa hình Những hình thế phức tạp này được xếp vào các loại hình thế khác Tuy nhiên khi xem xét một loại hình thế đặc trưng gây dông cần phải phân tích đánh giá

cơ chế hoàn lưu và các điều kiện động nhiệt lực khác kèm theo Các loại hình thế synop đặc trưng gây mưa và dông ở miền bắc có thể được mô tả cụ thể như sau

2.1.3 Các hình thế Synop gây dông mạnh ở miền Bắc Việt nam

2.1.3.1 Hình thế áp cao lạnh

Hình thế Áp cao lạnh là hình thế cơ bản gây mưa rào và dông ở miền Bắc Việt Nam Hình thế này được phân chia thành các loại sau

a Hình thế Rìa phía Nam hoặc Tây Nam của áp cao lạnh (Hình 2.1)

Áp cao lạnh khống chế thời tiết miền Bắc nước ta chủ yếu là do vùng áp cao hoặc lưỡi áp cao ở vùng Đông Nam Trung Hoa có nguồn gốc là áp cao cực đới biến tính trong quá trình di chuyển xuống phía Nam

Hình 2.1 Hình thế Rìa phía Nam áp cao lạnh

Mưa rào và dông chủ yếu xảy ra trong giai đoạn áp cao lạnh bắt đầu ảnh

hưởng hay nói cách khác là ở phần rìa của áp cao lạnh Song trong điều kiện có sự

tác động đồng thời của các hệ thống thời tiết khác nữa thì quá trình dông và mưa rào

có thể xảy ra trước hoặc sau khi áp cao lạnh tác động Mức độ mãnh liệt và thời gian kéo dài cũng phụ thuộc vào quan hệ tương tác này Tiêu chí rìa áp cao là phải có đường đẳng áp đóng kín của xoáy nghịch qua Bắc Bộ Hình thế áp cao lạnh này có thể kèm theo đương đứt, frong lạnh cùng với quá trình tăng khí áp, giảm nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương Mưa và dông trong loại hình thế này chỉ có thể xảy ra vào thời

kỳ đầu mùa Đông hoặc trong các tháng chuyển tiếp Thông thường quá trình mưa và dông xảy ra do sự tượng tác của áp cao lạnh với các hệ thống thời tiết khác mà điển hình nhất là hệ thống áp thấp Ấn - Miến

b Hình thế Áp cao lạnh kết hợp với rãnh áp thấp bị nén (Hình 2.2)

Đây là loại hình thế Synop gây mưa và dông đặc trưng nhất thường xảy ra trong mùa chuyển tiếp khi áp thấp nóng Ấn - Miến còn hoạt động (vào cuối mùa) ở khu vực Đông Nam lục địa Trung Hoa hay ở Bắc Bộ nước ta hoặc phát triển trở lại (đầu mùa) sau những tháng mùa đông Quá trình mưa và dông xuất hiện ngay trước khu vực áp cao lạnh ảnh hưởng, nơi mà đối lưu phát triển mạnh mẽ nhất Trường hợp

áp cao lạnh có cường độ mạnh, di chuyển nhanh kèm theo frong lạnh hay đường đứt thì dông với tố lốc có thể xảy ra đặc biệt là ở khu vực vịnh Bắc Bộ và vùng ven biển Trung Bộ Tùy thuộc vào vị trí trung tâm áp cao lạnh, mức độ phát triển, hình dạng, đặc trưng của rãnh áp thấp và cấu trúc hoàn lưu trên cao mà phạm vi, thời gian và cường độ dông sẽ khác nhau Vị trí tâm áp cao lạnh lạnh tồn tại ở hai khu vực khác nhau: khu vực tỉnh Tứ Xuyên hoặc phía Tây tỉnh Quảng Đông Tùy thuộc vào vị trí

tâm hướng di chuyển xuống phía nam của áp cao lạnh cũng khác nhau ( theo hướng Bắn – Nam hoặc Đông Bắc – Tây Nam)

Hình 2.2 Hình thế Áp cao lạnh kết hợp với rãnh áp thấp bị nén

c Hình thế Rìa áp cao lạnh kết hợp với nhiễu động trong dòng xiết gió Tây cận nhiệt đới trên cao (Hình 2.3)

Trong những tháng chuyển tiếp từ mùa đông sang mùa hè hoặc ngược lại khi

áp cao lạnh cực đới đã suy yếu hoặc mới bắt đầu phát triển trở lại, ở khu vực nam Trung Hoa hoặc miền Bắc nước ta đôi khi vẫn chịu tác động của rìa áp cao này Đây cũng là thời kỳ hoạt động mạnh mẽ nhất của những nhiễu động trong đới gió Tây cận

nhiệt đới ở lớp trên của tầng đối lưu Sự kết hợp này tạo ra hình thế Rìa áp cao lạnh

kết hợp với nhiễu động trong dòng xiết gió Tây cận nhiệt đới trên cao gọi tắt là Rìa

áp cao lạnh kết hợp với rãnh gió Tây trên cao Vào thời kỳ này khu vực từ 200 đến

400 vĩ độ Bắc ở phía nam của dãy Hymalaya thường xuất hiện nhữmg nhiễu động dạng rãnh áp thấp trong dòng xiết gió Tây trên cao của đới gió Tây cận hiệt đới

Khi vị trí của rãnh áp thấp này ở vào khoảng 900 đến 1000 kinh độ Đông thì sẽ

có những tác động đến thời tiết của các tỉnh miền Bắc nước ta Tuy nhiên không phải tất cả các các rãnh áp thấp trong dòng xiết gió Tây trên cao đều gây mưa rào và dông Tùy thuộc vào độ nông sâu của rãnh, vào vị trí và tốc độ di chuyển mà quá trình mưa rào và dông xảy ra trong phạm vi và mức độ mãnh liệt khác nhau Hình thế áp cao lạnh kết hợp với tác động của nhiễu động rãnh áp thấp trên cao này là một dạng điển

hình nhất của quá trình mưa rào và dông ở các tỉnh miền Bắc

Hình 2.3 Hình thế Rìa áp cao lạnh kết hợp với rãnh gió Tây trên cao

d Hình thế Rìa áp cao lạnh kết hợp với xoáy thuận nhiệt đới (Hình 2.4)

Rìa áp cao lạnh kết hợp với xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) là dạng hình thế Synop đặc trưng gây mưa rào và dông kéo dài ở các tỉnh miền Bắc nước ta, đặc biệt

là đối với các tỉnh Trung Bộ

Đối với Bắc Bộ phần lớn các XTNĐ hình thành trong thời kỳ hoạt động của cao áp lạnh, có nguồn gốc chú yếu từ rãnh áp thấp bị nén hoặc do sự phát triển của các xoáy thuận trong các nhiễu động ở lớp trên của tầng đối lưu nên thời gian tồn tại của mưa rào và dông không dài Đối với các tỉnh Trung Bộ thời kỳ hoạt động của XTNĐ cũng trùng với thời kỳ hoạt động của gió mùa mùa đông Các XTNĐ xuất hiện hoặc đi qua biển Đông nên quá trình tương tác này thường xảy ra mãnh liệt và kéo dài hơn

Tuy nhiên khi đề cập đến quá trình tương tác của rìa áp cao lạnh XTNĐ cần thiết phải xem xét về thời gian tác động (áp cao lạnh ảnh hưởng trước, sau hay đồng thời kỳ với hoạt động của xoáy thuận vì điều kiện mặt đệm sẽ ảnh hưởng đến mức độ hoạt động của dông trong quá trình tương tác này

Hình 2.4 Hình thế Áp cao lạnh kết hợp với xoáy thuận nhiệt đới

2.1.3.2 Hình thế Rìa áp cao cận nhiệt đới lấn về phía Tây

Áp cao cận nhiệt đới là áp cao nóng cỡ hành tinh Thời tiết xấu chỉ xuất hiện ở rìa của áp cao này Nước ta nằm ở phía Tây bắc của của áp cao cận nhiệt đới Thái Bình Dương và là nơi tranh chấp mãnh liệt nhất của nhiều hệ thống thời tiết ở lớp dưới của tầng đối lưu trong đó quá trình lấn về phía Tây của áp cao cận nhiệt đới này

là phổ biến nhất Quá trình lấn về phía tây của áp cao này thường xảy ra với chu kỳ

từ 3 đến 7 ngày phụ thuộc vào mức độ mạnh liệt và thời kỳ hoạt động của nó trong năm Song song với quá trình lấn về phía Tây trục áp cao cận nhiệt đới cũng được nâng dần lên phía Bắc Sự lấn dần về phía Tây của áp cao cận nhiệt đới làm cản trở

sự xâm nhập của các khối không khí lạnh từ phía Bắc xuống hoặc hạn chế sự phát triển của áp thấp nóng Ấn - Miến Quá trình mưa và dông mạnh thường xảy ra vào thời gian gần sáng và sáng khi áp cao lấn sang phía Tây với mức tăng của độ cao địa thế vị từ 2 đến 3 dam Cường độ mưa, dông do hình thế này gây nên phụ thuộc nhiều vào độ dày, cường độ đới gió Đông Nam và độ ẩm trên khu vực Lớp gió Đông Nam phát triển mạnh nhất có thể lên đến độ cao 5000 mét Quá trình mưa và dông di chuyển từ phía Đông sang phía Tây xảy ra mạnh mẽ nhất là ở các tỉnh Bắc Bộ và Thanh Hóa, ít khi xảy ra ở khu vực phía tây dãy núi Hoàng Liên Sơn Trong thời gian này nếu nếu hoàn lưu Tây Nam có nguồn gốc từ vịnh Ben Gan được duy trì hoặc có dòng xiết trong đới gió Tây hoạt động mạnh ở khu vực 200 đến 300 vĩ độ Bắc thì quá trình mưa và dông xảy ra mạnh hơn, thời gian kéo dài cũng sẽ lâu hơn

Có hai dạng điển hình của Rìa áp cao cận nhiệt đới lấn về phía Tây

a Hình thế Rìa áp cao cận nhiệt đới lấn về phía Tây (Hình 2.5)

Vị trí và hướng của trục của áp cao ảnh hưởng nhiều đến quá trình gây mưa rào và dông ở miền Bắc do rìa áp cao cận nhiệt đới lấn về phía Tây ( đôi khi còn được gọi là rìa áp cao cận nhiệt đới tăng cường) Sự lấn về phía Tây của áp cao cận nhiệt đới làm ảnh hưởng đến sự duy trì và phát triển của đới tín phong Đông hoặc Đông Nam trên toàn bộ khu vực miền Bắc

Hình 2.5 Hình thế Rìa phia Tây áp cao cận nhiệt lấn về phía Tây

Sự duy trì quá trình mưa và dông liên quan mật thiết đến cường độ và độ dày của đới gió nóng và ẩm này Hiện tượng mưa và dông liên quan đến loại hình Synop này chỉ kết thúc khi áp cao cận nhiệt đới lấn rất sâu về phía Tây khi Bắc Bộ và Thanh Hóa đã nằm sâu trong xoáy nghịch hoặc khi áp cao cận nhiệt đới đã suy yếu Ngoài

ra trong hình thế rìa cao áp cận nhiệt đới này khi có những nhiễu động trong đới gió Đông dưới dạng sóng khí áp hoặc dưới dạng xoáy thuận cũng có thể làm gia tăng quá trình mưa và dông cả về cường độ và thời gian kéo dài

b Hình thế Rìa áp cao cận nhiệt đới lấn về phía Tây với hội tụ gió ở trên cao

Ngoài hình thế Synop rìa áp cao cận nhiệt đới lấn về phía Tây với sự duy trì của tín phong đã nêu trên, một nguyên nhân động lực khác gây ảnh hưởng đến cơ chế hình thành mưa rào và dông cho loại hình thế thời tiết này là điều kiện động lực và cơ chế hoàn lưu rìa phía Tây áp cao cận nhiệt đới Điều kiện này phụ thuộc không chỉ vào cường độ mà còn phụ thuộc vào vị trí và dạng của trục áp cao Có thể chia làm hai loại vị trí trục áp cao:

- Vị trí trục áp cao cận nhiệt đới ở vĩ độ từ 250 vĩ độ Bắc trở lên có trục Đông – Tây hay Tây Bắc – Đông Nam có tác động của tín phong Đông hay Đông Nam với đới gió Tây có nguồn gốc từ vịnh Ben Gan

- Vị trí trục áp cao cận nhiệt đới ở dưới 150 vĩ độ Bắc, các tỉnh miền Bắc chịu tác động hội tụ của hoàn lưu gió Tây Nam của rìa Tây Bắc áp cao cận nhiệt đới với gió Tây Nam từ vịnh Ben Gan

Trong cả hai trường hợp này đều xuất hiện hội tụ gió kinh hướng của hai đới gió có nguồn gốc khác nhau Quá trình mưa và dông của của lọai hình thế này kéo dài và chỉ kết thúc khi quá trình hội tụ tan rã Mưa ở các tỉnh miền Bắc suy giảm hoặc kết thúc khi cường độ áp cao cận nhiệt đới suy giảm hoặc vị trí trục của nó thay đổi làm cho mức độ hội tụ gió yếu dần hoặc vị trí vùng hội tụ di chuyển sang vùng khác ngoài phạm vi miền Bắc nước ta

2.1.3.3 Hình thế Xoáy thuận nhiệt đới

Xoáy thuận nhiệt đới ( XTNĐ) ảnh hưởng đến thời tiết nước ta nói chung, đến các tỉnh miền Bắc nói riêng có nguồn gốc khác nhau song thường do hai quá trình chú yếu là di chuyển từ các nơi khác đến và hình thành ngay ở địa phương ( trên đất liền hoặc trên biển) Tùy thuộc vào mức độ phát triển của xoáy mà dông và mưa rào

có thể tồn tại ở các mức độ cao khác nhau Những XTNĐ đạt đến cường độ bão thì hiện tượng dông ít khi xảy ra trong xoáy nhưng dông tố có thể xảy ra ở vành đai bên ngoài (đường tố trước bão – Presqua line), nơi mà quá trình đối lưu phát triển mạnh Hình thế XTNĐ có thể tồn tại dưới dạng một hay nhiều đường đẳng áp khép kín bao trùm lên một khu vực rộng Quá trình mưa, vị trí vùng mưa liên quan chặt chẽ với cơ chế hoàn lưu trong khu vực xoáy tồn tại Sự xuất hiện mưa và dông có thể liên quan tới các quá trình kết hợp giữa XTNĐ với các hệ thống thời tiết khác như dải hội tụ nhiệt đới, áp cao lạnh, áp cao cận nhiệt đới Quá trình mưa sẽ kết thúc khi xoáy thuận nhiệt đới di chuyển ra khỏi khu vực hoặc tan đi hoặc được thay thế bằng

hệ thống thời tiết khác không thuận lợi cho sự phát triển của đối lưu Căn cứ vào nguồn gốc của xoáy thuận nhiệt đới có thể chia hình thế này làm hai loại sau

a Hình thế Xoáy thuận nhiệt đới phát triển ở Bắc Bộ (Hình 2.6)

Loại hình thế này xuất hiện khi XTNĐ phát triển chú yếu ở Bắc Bộ Qúa trình mưa xảy ra phụ thuộc vào sự tồn tại và phát triển theo chiều thẳng đứng của xoáy hay nói cách khác là phụ thuộc vào độ dày và phạm vi hoạt động của vùng hội tụ gió xoáy

Hình 2.6 Hình thế Xoáy thuận nhiệt đới phát triển ở Bắc Bộ

b Hình thế Bão, áp thấp nhiệt đới (Hình 2.7)

Đây là hình thế gây mưa đặc biệt và rõ rệt nhất Mưa thường bắt đầu và tồn tại cùng với sự ảnh hưởng khác của bão hay ATNĐ và có thể kéo dài vài ngày với tổng lượng mưa có thể đạt đến 400 -500 mm trong cả đợt

Hình 2.7 Hình thế Bão

Quá trình mưa chỉ có thể kết thúc khi không còn tồn tại hình thế này Do tác động của địa hình và sự tương tác với các hệ thống thời tiết khác mà quá trình mưa ở các tỉnh Trung Bộ trong loại hình thế này thường xảy ra mạnh hơn Trước bão, đặc biệt là trong các dải mây thường phát hiện được những vùng mây đối lưu mạnh sắp xếp theo hình xoắn Sự tương tác giữa các đám mây đối lưu này trong quá trình tồn tại có thể gây ra những cơn gió mạnh cục bộ có tốc độ vượt xa tốc độ gió đặc trưng của cơn bão

2.1.3.4 Dải hội tụ nhiệt đới (Hình 2.8)

Đặc điểm thời tiết trong dải hội tụ nhiệt đới (HTNĐ) ở các khu vực khác nhau phụ thuộc vào vị trí của nó Với các tỉnh miền Bắc HTNĐ thường hoạt động vào thời

kỳ cuối hè ( cuối tháng 6 đến đầu tháng 9)

11

Hình 2.8 Hình thế Dải hội tụ nhiệt đới

Hình thế Synop của HTNĐ liên quan chặt chẽ đến hoạt động của tín phong và gió mùa Tây Nam Thông thường HTNĐ liên quan mật thiết với rãnh áp thấp có trục Tây Bắc- Đông Nam đi qua Bắc Bộ Tuy nhiên khó có thể phân biệt ranh giới của rãnh áp thấp có có trục Tây Bắc- Đông Nam và HTNĐ, đăc biệt là vào thời kỳ cuối của hoạt động gió mùa mùa hè Mưa và dông do HTNĐ xảy ra mạnh liệt hơn khi chịu tác động của các hệ thống Synop khác trong đó hoạt động của XTNĐ và tín phong Đông Nam là đáng kể nhất Hoạt động đơn thuần của ITCZ không có khả năng gây nên tố lốc Các hiện tượng tố lốc chỉ có thể xuất hiện khi có sự kết hợp hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới và tín phong mạnh

2.1.3.5 Áp thấp nóng Ấn – Miến bị nén

a Hình thế rãnh áp thấp bị nén (Hình 2.9)

Trong quá trình phát triển của áp thấp nóng ở Bắc Bộ thời tiết ở khu vực này chú yếu là nắng nóng, đôi khi có dông nhiệt Khi có những tác động của các hệ thống Synop khác như áp cao lạnh ở phía Bắc, áp cao cận nhiệt đới làm cho rãnh áp thấp bị nén hoặc nhiễu động của những lớp trên cao của khí quyển gây hội tụ gió hoặc thúc đẩy sự phát triển của đối lưu cưỡng bức mới có thể có mưa rào, dông có kèm theo tố lốc Hai dạng chủ yếu của của rãnh áp thấp bị nén là rãnh áp thấp có trục Đông-Tây

và trục Tây Bắc- Đông Nam

Hình 2.9 Hình thế Rãnh áp thấp bị nén

b Hình thế Rãnh áp thấp bị kết hợp với dòng xiết gió Tây trên cao

Trong quá trình phát triển áp thấp Ấn –Miến sẽ có giai đoạn suy yếu (đầy lên) Hiện tượng đầy lên có khi là do bị nén cưỡng bức làm cho vùng áp thấp này bị biến dạng trở thành rãnh áp thấp Hai yếu tố làm cho áp thấp bị nén cưỡng bức là áp cao lạnh và áp cao cận nhiệt đới

Trong mùa chuyển tiếp khi cường độ áp cao lạnh chưa đủ mạnh lấp đầy được vùng áp thấp thì chỉ tạo nên được quá trình nén cưỡng bức với đường đứt hoặc frong lạnh yếu tồn tại ở khu vực tỉnh Vân Nam của Trung Quốc và rãnh áp thấp bị nén dịch dần xuống Bắc Bộ nước ta Nếu ở lớp trên của tầng đối lưu xuất hiện nhiễu động

trong dòng xiết đới gió Tây (rãnh gió Tây) thì sẽ làm gia tăng sự bất ổn định của khí quyển Đây là nguyên nhân động lực chính gây nên mưa và dông cho các tỉnh miền Bắc Việt Nam

Bảng thống kê các hình thế Synop gây mưa rào và dông diện rộng của từng

năm trong thời kỳ 10 năm (1998-2007) được thể hiện trong phụ lục 1 Từ phụ lục 1

đã thống kê được Hình thế Synop đặc trưng gây mưa rào và dông diện rộng ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam thời kỳ 1998 – 2007 Bảng 2.1 thống kê tần suất các Hình thế Synop đặc trưng gây mưa rào và dông diện rộng ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam thời kỳ 1998 – 2007 Từ bảng này thấy rằng:

Trong số các hình thế Synop gây mưa rào và dông diện rộng hình thế Áp cao

lạnh (ACL) có tần suất xuất hiện dông nhiều nhất, chiếm 39,5% trong tất cả các hình

thế Synop gây hiện tượng thời tiết này Trong đó:

- Rìa ACL có tần suất là 13,9%;

- Áp thấp bị nén (ATBN) có tần suất là 11,4%;

- XTNĐ có tần suất là 1,4%;

- Rãnh gió Tây (RGT) có tần suất 12,8%

Chiếm vị trí thứ hai là hình thế Dải HTNĐ có tần suất xuất hiện dông là

Chiếm vị trí cuối cùng là hình thế Áp cao cận nhiệt đới (ACCNĐ) với tần suất

xuất hiện dông là 7,8% Trong đó:

- Rìa ACL có tần suất 5,0%;

- Rìa ACCNĐ có tần suất 2,8%

Bảng 2.1 Hình thế Synop đặc trưng gây mưa rào và dông diện rộng ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam

(Thời kỳ 1998 – 2007)

Áp cao lạnh (ACL) Áp cao cận nhiệt đới (ACCNĐ) Xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) Dải hội tụ nhiệt đới (HTNĐ) Rãnh áp thấp bị nén (ATBN) Năm

2.1.4 Hoạt động dông ở miền Bắc Việt nam

Trong một số hình thế Synop hoạt động dông xảy ra thường xuyên nhưng

cũng có những khi dông chỉ xuất hiện khi có sự tương tác giữa các hình thế khác

nhau hoặc chịu ảnh hưởng của yếu tố địa hình Nói chung trên lãnh thổ Việt nam hoạt

động dông xảy ra khá mạnh và khắp mọi nơi

Bảng 2.2 Thống kê số ngày dông và số ngày dông của tháng nhiều dông nhất

trong năm của một số trạm Khí tượng bề mặt từ Hà Tĩnh trở ra [7]

Bảng 2.2 Số ngày dông trong năm và số ngày dông của tháng

nhiều dông nhất trong năm

T

Số ngày dông trong năm

Số ngày dông /tháng nhiều dông nhất

12 Thái Nguyên Thái Nguyên 97 21/VII

Bảng 2.2 cho thấy những trạm có số ngày dông lớn thường tập trung ở miền

núi trong đó có nhiều trạm có đến hơn 100 ngày có dông trong năm Điều này chứng

tỏ rằng địa hình có ảnh hưởng lớn đến cơ chế xuất hiện dông Riêng Móng Cái là

trạm không phải là miền núi nhưng là nơi tiếp giáp giữa núi và biển Hoạt động dông

mạnh ở đây có lẽ cũng nhờ đặc điểm địa hình này

2.2 HOẠT ĐỘNG CỦA HIỆN TUỢNG THỜI TIÊT NGUY HIỂM CỤC BỘ

Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

2.2.1 Hình thế Synôp thuận lợi cho việc xuất hiện hiện tượng thời tiết nguy hiểm cục bộ ở miền Bắc Việt Nam

Như đã nói ở trên dông mạnh có kèm theo HTTTNHCB xảy ra trong hình thế Synop có khả năng gây dông Song không phải cơn dông nào cũng có HTTTNHCB

Số liệu thống kê trong bảng 2.3 cho thấy trong giai đoạn mười năm gần đây tần suất

HTTTNHCB xảy ra trong hình thế Synop liên quan đến Áp cao lạnh chiếm vị trí lớn nhất là 45% Trong đó:

- Rìa ACL kết hợp với rãnh gió Tây trên cao có tần suất 32%;

- Rìa ACL nén rãnh áp thấp có tần suất 9%

Chiếm vị trí thứ hai là hình thế Rãnh áp thấp bị nén với tần suất là 30%

Trong đó:

- Rãnh gió tây có tần suât là 18%;

- ATBN có tần suất 12%

Hình thế Dải HTNĐ chiếm tỷ lệ 9%

Các hình thế không phân định được chiếm tỷ lệ 10%

Từ những phân tích trên thấy rõ rằng cho dù hình thế chủ đạo là Áp cao lạnh hay Rãnh áp thấp bị nén thì yếu tố gió Tây trên cao cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc hình thành các HTTTNHCB Chính yếu tố gió Tây trên cao làm tăng tần

suất xuất hiện HTTTNHCB

Bảng 2.3 Số ngày có HTTTNHCB(N) và tần suất (P %) tương ứng trong các hình thế Synop

Áp cao lạnh (ACL)

Áp cao cận nhiệt đới (ACCNĐ)

Xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ)

Dải Hội tụ nhiệt đới (DHTNĐ)

Rãnh áp thấp bị nén (ATBN)

Đ

ACCN

Không xác định

2.2.2 Hoạt động hiện hiện tượng thời tiết nguy hiểm cục bộ theo lãnh thổ

Bảng 2.3 thống kê số ngày có HTTTNHCB của các tỉnh từ Quảng Bình trở ra trong chu kỳ 10 năm 1998-2007

phía Tây Bắc xuống

Các tỉnh đồng bằng không có núi hoặc không tiếp giáp với vùng núi như Nam Định, Hải Dương, Hưng Yên có số ngày HTTTNHCB tương đối ít, chỉ có 2- 3 ngày , trong đó Hưng Yên là tỉnh có số ngày ít nhất - 1 ngày trong 10 năm