Báo cáo: Tìm hiểu về ENSO

El Nino là hiện tượng bất thường về thời tiết và nguồn cá biển bờ Đông Thái Bình Dương: Mặt nước bờ Đông nóng thêm 4 – 5oc, gây mưa lớn, bão nhiệt đới mạnh, lũ quét, trượt đất, lũ bùn đá dữ dội, nước trồi biến mất. Trong khi đó, vùng nhiệt đới Tây Thái Bình Dương lạnh đi, dòng khí giáng biến mất, khô hạn kéo dài. Hiện tượng El Nino xảy ra bắt đầu từ lễ Giáng Sinh, kéo dài vài tháng,thường lặp lại với chu kì từ 2 – 7 năm. Kế tiếp El Nino thường xảy ra Lanina, là hiện tượng mặt nước biển Đông TBD lạnh đi dị thường.

Nội dung

1 Định nghĩa

2 Nguyên nhân và cơ chế hình thành

2.1 Một số khái niệm liên quan

2.2 Cơ chế hoạt động của ENSO

3 Tác động đối với hệ thống môi trường.

4 Công tác theo dõi dự báo.

4.1 Diễn biến qua các năm các công cụ dự báo ENSO

4.2 Công tác dự báo và khắc phục hậu quả.

 El Nino là hiện tượng bất thường về thời tiết và

nguồn cá biển bờ Đông Thái Bình Dương:

• Mặt nước bờ Đông nóng thêm 4 – 5oc, gây mưa lớn, bão nhiệt đới mạnh, lũ quét, trượt đất, lũ bùn đá dữ dội, nước trồi biến mất.

• Trong khi đó, vùng nhiệt đới Tây Thái Bình Dương lạnh

đi, dòng khí giáng biến mất, khô hạn kéo dài.

 Hiện tượng El Nino xảy ra bắt đầu từ lễ Giáng Sinh,

kéo dài vài tháng,thường lặp lại với chu kì từ 2 – 7 năm

 Kế tiếp El Nino thường xảy ra Lanina, là hiện tượng

mặt nước biển Đông TBD lạnh đi dị thường.

1)Định nghĩa

 EL Nino - Dao động nam (ENSO: El Nino

Southern Oscillation)

• Là dị thường quy mô lớn của hệ thống đại dương -

khí quyển với nhiễu động lớn trong dòng biển và nhiệt độ mặt nước biển gây nên điều kiện dị thường khí quyển và môi trường trong khu vực xích đạo, trước hết là ở Thái Bình Dương

• ENSO bao gồm 2 pha:

Pha nóng: El Nino + SO

Pha lạnh: La Nina + SO

…1)Định nghĩa.

Dao động nam

và hoàn lưu Walker Đại dương – khí quyển Tương tác

2 Cơ chế hoạt động của ENSO

 Nước trồi là một quá trình chuyển

 Trong vùng nước trồi, khối nước

đã thực hiện sự trao đổi động

lượng, nhiệt, muối… giữa nước

sâu và nước mặt.

Nước giàu dinh dưỡng Gió

2.1 Một số khái niệm liên quan

 Trong điều kiện bình thường:

• Nhiệt độ nước biển giảm dần theo độ sâu Lớp nước chuyển tiếp giữa

lớp nước bên trên nóng hơn với lớp nước bên dưới lạnh hơn được gọi

là “Thermocline”

• Tín phong đưa nước từ bờ đông đại dương sang bờ tây đại dương Do

đó, lớp “Thermocline” sẽ bị đẩy lên trên => hình thành nêm nhiệt

2.1.2 Nêm nhiệt.

Nêm nh iệt

Nêm nh iệt

Đ T

…2.1 Một số khái niệm liên quan

2.1.3 Dao động nam và hoàn lưu Walker

 Dao động Nam:

• Được Gilbert I.Walker phát hiện vào cuối những năm 20

của thế kỷ trước

• Hơn 40 năm sau, Jacob Bjerknes (1966) thừa nhận có sự

dao động cỡ lớn trong hoàn lưu tín phong của Bán cầu Bắc và Nam ở Thái Bình Dương và ông cho rằng nó có liên quan với Dao động Nam.

• Nhiễu loạn Dao động nam xảy ra do sự thay đổi lớn của

hoàn lưu Walker có liên quan chặt chẽ đến mô hình nhiệt

độ nước biển vùng nhiệt đới Thái Bình Dương.

…2.1 Một số khái niệm liên quan

 Hoàn lưu Walker:

• Khi tín phong mạnh, nước tương đối lạnh có nguồn gốc

nước trồi ở xích đạo thuộc bờ biển Nam Mỹ được hình thành bởi áp lực của gió Đông lên bề mặt đại dương, mở rộng về phía Tây tới trung tâm Thái Bình Dương

• Sự chênh lệch khí áp và nhiệt độ trên khu vực xích đạo Thái Bình Dương dẫn đến chuyển động ngược chiều của không khí ở tầng thấp (gió Đông) và trên cao (gió Tây)

=> Ở phía Đông có chuyển động giáng, ở phía Tây có chuyển động

thăng của không khí, tạo thành một hoàn lưu khép kín, được

…2.1.3 Dao động nam và hoàn lưu Walker

Sơ đồ hoàn lưu Walker trong điều kiện bình thường.

T Đ

 Là quá trình trao đổi nhiệt, ẩm, động lượng, năng lượng giữa

lớp nước bề mặt đại dương với lớp không khí bên trên, chủ yếu thông qua hoạt động đối lưu và các nhiễu động khí quyển

 Phía Tây xích đạo Thái Bình Dương là nơi hội tụ của gió Đông

và gió Tây tầng thấp, thường diễn ra hoạt động đối lưu của hoàn lưu Walker

 Trái lại, ở vùng xích đạo phía Đông Thái Bình Dương, nhánh

phía Đông của Hoàn lưu Walker thường có chuyển động giáng của không khí, hoạt động đối lưu bị hạn chế, ít mây, mưa

d Tương tác đại dương – Khí quyển.

…1 Một số khái niệm liên quan

 là sóng di chuyển bên dưới mặt nước biển.

…2.1 Một số khái niệm liên quan

1 Sóng Kelvin: Ở khu vực Xích Đạo, lan truyền từ

Tây sang bờ Đông Thái Bình Dương, trung bình khoảng 50 ngày và bị phản xạ trở lại.

2 Sóng Rossby: Ở khu vực Xích Đạo, chuyển động

về phía Tây thái bình Dương với thời gian trung bình khoảng 6 tháng.

Sự phản xạ qua lại của các sóng Kelvin và Rossby

ở hai bờ của Thái Bình Dương quyết định độ dài

và tính không ổn định trong các pha của một chu trình El Nino

…2.1.5 Sóng đại dương

Cơ chế tạo thành El Nino

2.2 Cơ chế hoạt động của ENSO

Khi hoàn lưu Walker suy yếu hoặc bị tách thành 2 phần:

 Áp lực của gió Đông lên mặt biển giảm đi, kéo theo sự suy

yếu của nước trồi và dòng chảy hướng Tây

 Nước biển từ vùng biển nóng Tây Thái Bình Dương chảy về

phía Đông theo hướng Xích Đạo, tạo thành một sóng đại dương (sóng Kelvin), mang theo nhiệt về vùng trung tâm và Đông Thái Bình Dương

=>làm cho nước biển bề mặt ở vùng này nóng lên dị thường.

2.2 Cơ chế hoạt động của ENSO

Chênh lệch nhiệt độ nước biển giữa vùng phía Đông

và phía Tây giảm đi

Độ sâu của nêm nhiệt ở bờ phía Tây giảm đi, ở bờ phía Đông tăng lên

Trao đổi nhiệt thẳng đứng trong lớp nước xáo trộn

đại dương mạnh mẽ hơn.

Sóng Kelvin lan truyền về phía bờ Đông, bị phản xạ tạo thành sóng Rossby chuyển động về phía Tây => lớp nước bề mặt ấm được vận chuyển về phía Tây

2.2 Cơ chế hoạt động của ENSO

Sơ đồ hoàn lưu Walker trong điều kiện El Nino

Nêm nhiệt biến mất

2.2 Cơ chế hoạt động của ENSO

 Khi hoàn lưu Walker mạnh hơn bình thường, áp lực gió

Đông lên mặt biển tăng lên

 Nước trồi mạnh hơn

 Bình lưu lạnh hướng Tây tăng lên, làm cho vùng biển

trung tâm và Đông Thái Bình Dương lạnh đi dị thường.

→ Hình thành La Nina

Cơ chế tạo thành La Nina

2.2 Cơ chế hoạt động của ENSO

• Khi El nino xuất hiện, khí hậu ở nhiều nơi trên toàn

cầu sẽ bị thay đổi trạng thái, các vùng nóng bức

xảy ra nhiệt độ thấp, những vùng có mưa lại trở nên khô ráo

Nguyên nhân: do trong thời ki El nino, những cơn gió ở

Thái Bình Dương tự dưng đổi hướng Chúng thổi ngược

về hướng Đông thay vì hướng Tây như thời tiết mọi năm.

3) Ảnh hưởng của ENSO đối với hệ thống môi trường

3.1 El Nino

• Bình thường, gió thổi từ Đông sang Tây với hệ quả là

làm nhiệt độ nước biển gần Indonesia thường cao hơn

bờ biển ở Nam Mỹ và giữa Thái Bình Dương khoảng

40C Nước bốc hơi lên tầng khí quyển và đi vế phía

Tây, gây ra mưa bình thường ở Đông Nam Á và Bắc

Úc.

• El nino xảy ra khi vùng nước biển nóng ấm di chuyển

khỏi Indonesia, về phía Dôngđến giữa Nam Thái Bình

Dương và gần bờ biển Nam Mỹ.

 Mưa xảy ra nhiều hơn ở giữa Nam Thái Bình Dương và Nam Mỹ, nhưng lại có rất ít ở Đông Nam Á và Bắc Úc.

3) Ảnh hưởng của ENSO đối với hệ thống môi trường

• Ở Đông Nam Á và châu Úc, nạn hạn hán xảy ra ở

nhiều nơi, hệ quả trầm trọng nhất là ở

Indonesia Vào năm 1997, cháy rừng lớn ở đất

nước này đã làm nghẹt khói và ô nhiễm không

khí Đông Nam Á, mùa mang bị thiệt hại nặng vì

hạn hán.

• Ngược lại, các quốc gia ở Nam Mỹ phải hứng

chịu một Lượng mưa lớn bất thường, có khi

lượng mưa lên đến 15cm mỗi ngày.

3) Ảnh hưởng của ENSO đối với hệ thống môi trường

• Hệ sinh thái biển

Chim biển di chuyển về phía nam dọc theo

bờ biển Peru sau khi xuất hiện En Nino do thiếu thức ăn.

En Nino năm 1972-1973 làm cua biển xâm chiếm toàn bờ biển từ Êcuado đến Chilê

En Nino năm 1982-1983 tôm hùm di chuyển

đến vĩ độ 18 o Nam dọc bờ biển Peru cách xa nơi cư trú của chúng 1000km

Các loài nhuyễn thể, bào ngư tập với mật độ không bình thường dọc bờ biển miền trung Peru

3.2 La nina

 Dù được đánh giá là khá ôn hòa, song hiện tượng thời Dù được đánh giá là khá ôn hòa, song hiện tượng thời

tiết bất thường La nina cung gây ra nhưng thiệt hại đáng

kể cho nhiều quốc gia.

 La Nina sẽ gây mưa bão rất lớn ở Tây Bắc Thái Bình

Dương, Indonesia, Australia, khu vực Amazon ở Nam Mỹ

và khô hạn nặng ở Nam Thái Bình Dương, Đông châu Phi, Nam và Tây Nam nước Mỹ

 Hoạt động của các cơn bão tại Đại Tây Dương cũng sẽ

mạnh hơn do La Nina Có thể xuất hiện các trận bão và lốc xoáy với cường độ rất mạnh.

 Các tác động lớn nhất của La nina thể hiện trong mùa

đông, thường là gây hạn hán nghiêm trọng ở Nam bán cầu, nhưng lại gây mưa nhiều ở Bắc bán cầu.

3) Ảnh hưởng của ENSO đối với hệ thống môi trường

Diễn biến qua các năm

 Chỉ tiêu xác định các chu trình ENSO

• Một chu trình El Nino là thời kỳ liên tục, kéo dài từ 6

tháng trở lên

• Có trị số trung bình trượt 5 tháng của chuẩn sai tháng

nhiệt độ trung bình mặt nước biển ( SSTA ) ở vùng NINO.3 (50N - 50S, 1500W - 900W) (>=0,50C).

• Một chu trình La Nina là thời kỳ liên tục, kéo dài từ 6

tháng trở lên.

• Có trị số trung bình trượt 5 tháng của chuẩn sai tháng

nhiệt độ trung bình bề mặt nước biển ở vùng NINO.3 nhỏ hơn hoặc bằng 0,50C.

4 Công tác dự báo và khắc phục hậu quả

1/ Trong 60 năm (1951 - 2010) đã xảy ra:

2/ Thời kỳ mạnh nhất (cực đại) của mỗi đợt ENSO là giữa mùa

đông (tháng 12 - tháng 1).

3/ Mỗi đợt ENSO đều thể hiện rõ 7 giai đoạn, mỗi giai đoạn

kéo dài 2 - 3 tháng

•Giai đoạn trước khi bắt đầu.

•Giai đoạn bắt đầu.

•Giai đoạn phát triển.

•Giai đoạn chuyển tiếp.

•Giai đoạn cực trị.

•Giai đoạn suy yếu.

…Nhận xét về đặc điểm phân bố và diễn biến của các chu trình ENSO

Sự biến đổi cường độ của hệ thống hoàn lưu Walker được định lượng hóa bằng chỉ số Dao động nam (SOI: Southern Oscillation Index) Chỉ số SOI được tính theo công thức TROUP (1965):

Theo Cơ quan khí tượng của Úc

SOI > + 8 => La Nina xảy ra

SOI < - 8 => El Nino xảy ra

Công cụ dự báo ENSO

 Vệ tinh cung cấp dữ liệu về lượng mưa nhiệt đới, gió,

và các mô hình nhiệt độ đại dương, cũng như những thay đổi

trong điều kiện bão hình thành.

Phao đại dương ( Ocean buoys ) giúp đỡ để theo dõi

nhiệt độ bề mặt biển và tầng cao

Các máy thăm dò theo dõi thời tiết toàn cầu và các mô

hình khí hậu, để theo dõi và dự đoán ảnh hưởng của hiện

tượng El Nino và La Niña Mật độ cao bề mặt dữ liệu mạng

giúp theo dõi và dự đoán ảnh hưởng của hiện tượng El Nino

và La Niña.

Siêu máy tính được sử dụng để thu thập tất cả các

dữ liệu thời tiết trên toàn thế giới Chúng cũng chạy các

mô hình máy tính phức tạp để giúp các nhà khoa học

hiểu rõ hơn và dự đoán hiện tượng El Nino và La Nina.

Toàn bộ một bộ phần mềm của các công cụ chẩn

đoán và dự báo chạy trên máy tính tốc độ cao cho phép

El Niño và La Niña để được theo dõi trong thời gian gần.

…Công cụ dự báo ENSO

Hệ thống quan trắc khí hậu toàn cầu

Hệ thống quan trắc khí hậu toàn cầu

Hệ thống quan trắc khí quyển toàn cầu

Hệ thống quan trắc đất liền toàn cầu

Các trung tâm nghiên cứu

Các trung tâm Phân tích và dự báo

Hệ thống quan trắc

thời tiết thế giới

Hệ thống quan trắc đại dương toàn cầu

Phục vụ người dùng

1 Công tác dự báo

 Trên cơ sở phân tích mối quan hệ giữa các đặc trưng của

ENSO với các yếu tố khí hậu và hiện tượng khí tượng thủy văn xây dựng được :

• Tần suất xoáy thuận nhiệt đới trên khu vực Biển Đông

và Việt Nam.

• Nhiệt độ không khí trung bình và cực trị.

• Lưu lượng dòng chảy tại một số điểm trên lưu vực

sông Hồng.

Công tác dự báo và khắc phuc hậu quả

 Các kết quả dự báo đều được đánh giá bằng các chỉ số

đánh giá dự báo:

• FI (Forecasting Index)

• Tỷ lệ thành công HR (Hit Rate) , sai số quân phương

(RMSE) , phương sai rút gọn (RV) và độ tinh xảo (Heidke)

và cho kết quả tốt.

Công tác dự báo và khắc phuc hậu quả

2.Khắc phục hậu quả

Ngoài các giải pháp công trình liên quan đến thủy lợi, rừng phòng hộ, bảo vệ giải ven biển , các giải pháp phi công trình chủ yếu là:

Quy hoạch và quản lý tổng thể các lưu vực sông, hệ thống các hồ chứa nước.

Điều chỉnh cơ cấu sản xuất, mùa vụ ở một số vùng nhằm thích ứng với ảnh hưởng của ENSO.

Xây dựng và hoàn thiện các phương án theo dõi, cảnh báo, dự báo

tác động của ENSO.

Tăng cường công tác tổ chức, quản lý thiên tai của Nhà nước và các

ngành đối với tác động của ENSO, một bộ phận của chiến lược về phát triển bền vững.

5) Tài liệu tham khảo