NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘNG LỰC QUY MÔ LỚN THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ TRÊN KHU VỰC NAM BỘ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Bùi Minh Tuân NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘNG LỰC QUY MÔ LỚN THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ TRÊN KHU VỰC NAM BỘ

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Bùi Minh Tuân

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘNG LỰC

QUY MÔ LỚN THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ

TRÊN KHU VỰC NAM BỘ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Bùi Minh Tuân

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘNG LỰC QUY MÔ LỚN THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ

TRÊN KHU VỰC NAM BỘ

Chuyên ngành: Khí tượng và khí hậu học

Mã số: 62.44.87

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Nguyễn Minh Trường

Hà Nội – 2012

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Minh Trường, là

người đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này Tôi xin cảm ơn

các thầy cô và các cán bộ trong Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học đã cung

cấp cho tôi những kiến thức chuyên môn quý giá, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về

cơ sở vật chất trong suốt thời gian tôi học tập và thực hành ở Khoa

Tôi cũng xin cảm ơn Phòng Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã

tạo điêu kiện cho tôi trong thời gian hoành thành luận văn

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân và bạn bè,

những người đã luôn ở bên cạnh cổ vũ, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi

trong suốt thời gian học tập tại trường

Hà Nội ngày 11 tháng 12 năm 2012

Bùi Minh Tuân

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ KHU VỰC CHÂU

Á 1

1.1 Ý nghĩa của nghiên cứu gió mùa mùa hè 1

1.2 Thực tiễn nghiên cứu gió mùa mùa hè ở Việt Nam 2

1.3 Thực tiễn nghiên cứu gió mùa mùa hè trên thế giới 5

1.4 Các chỉ tiêu nghiệp vụ 11

CHƯƠNG 2: NHIỆT ĐỘNG LỰC QUI MÔ LỚN THỜI KÌ BÙNG NỔ GIÓ MÙA QUA SỐ LIỆU TÁI PHÂN TÍCH 13

2.1 Lựa chọn các năm và giai đoạn nghiên cứu 13

2.1.1 Lựa chọn các năm nghiên cứu 13

2.1.2 Lựa chọn các giai đoạn nghiên cứu 14

2.2 Đặc trưng trường mưa GPCP giai đoạn bùng nổ gió mùa 15

2.2.1 Đặc trưng về khu vực phân bố của mưa 15

2.2.2 Đặc trưng trường bức xạ sóng dài 16

2.3 Đặc trưng trường gió tái phân tích 19

2.3.1 Đặc trưng trường gió ngày bùng nổ gió mùa 19

2.3.2 Đặc trưng khí hậu của trường gió giai đoạn đầu mùa hè 22

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BẰNG MÔ HÌNH RAMS 27

3.1 Các điều kiện biên, điều kiện ban đầu và cấu hình miền tính 27

3.2 Phân bố mưa mô phỏng 28

3.2.1 Đặc trưng phân bố mưa mô phỏng về diện 28

3.2.2 Đặc trưng mưa mô phỏng về lượng 31

3.3 Đặc trưng trường hoàn lưu mô phỏng 39

3.3.1 Đặc trưng của hoàn lưu mực thấp 39

3.3.2 Đặc trưng hoàn lưu các mực trên cao 42

3.4 Đặc trưng của trường nhiệt mô phỏng 47

3.4.1 Đặc trưng của trường nhiệt mực thấp 47

3.4.2 Đặc trưng của trường nhiệt mực cao 50

3.5 Vai trò của giải phóng ẩn nhiệt quy mô lớn 53

3.6 Thí nghiệm với mô phỏng không có địa hình 56

Trang 3

3.6.1 Trường mưa mô phỏng 56

3.6.2 Trường hoàn lưu mô phỏng 57

3.6.3 Quá trình vận chuyển động lượng ngang 59

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHỈ SỐ GIÓ MÙA VÀ TRƯỜNG HỢP DỰ BÁO CHO NĂM 2012 63

4.1 Xây dựng các chỉ số gió mùa 63

4.1.1.Chỉ số mưa 63

4.1.2 Chỉ số gió vĩ hướng 64

4.1.3 Chỉ số gradient nhiệt độ mực cao 67

4.2 Áp dụng các chỉ số để dự báo cho trường hợp năm 2012 70

4.2.1 Đặc trưng trường mưa quan trắc giai đoạn bùng nổ gió mùa năm 2012 70

4.2.2 Trường mưa và trường hoàn lưu dự báo 72

4.2.3 Chỉ số mưa dự báo 73

4.2.4 Chỉ số gió vĩ hướng dự báo 75

KẾT LUẬN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vai trò của độ ẩm ngưng kết tới hoàn lưu quy mô lớn.Nguồn: Webster (1998) 16

Hình 1.2 Hoàn lưu khí quyển trong mùa hè và mùa đông bắc bán cầu Nguồn: Webster (1998) 7

Hình 1.3 Dị thường OLR trung bình từ tháng Mười Hai tới tháng Hai (a) và hoàn lưu được sinh ra theo lí thuyết của Gill (b) Nguồn: Gill (1980) 9

Hình 1.4 Mô hình hoàn lưu phi tuyến đối xứng (a) và bất đổi xứng (b) của Held-Hou Nguồn: Held-Hou (1980) 9

Hình 2.1 Mưa GPCP tích lũy ngày trong ngày bùng nổ gió mùa các năm 1998, 1999, 2001, 2004 và 2010 16

Hình 2.2 Trường OLR trung bình pentad tại các thời điểm trước bùng nổ 2 pentad (pentad -2), trước bùng nổ 1 pentad (pentad -1) và pentad bùng nổ (pentad 0) 17

Hình 2.3 Hoàn lưu mực 850 hPa NCAR/NCEP ngày bùng nổ gió mùa các năm 1998, 1999, 2001 2004 và 2010 20

Hình 2.4 Hoàn lưu mực 200 hPa NCAR/NCEP ngày bùng nổ gió mùa các năm 1998, 1999, 2001 2004 và 2010 21

Hình 2.5 Hai thành phần trực giao chiếm lượng thông tin lớn nhất của trường gió vĩ hướng tái phân tích NCAR/NCEP trong ba tháng: tháng Tư, tháng Năm, tháng Sáu từ năm 1980 tới 2010 23

Hình 2.6 Trường nhiệt mực 850 hPa số liệu tái phân tích NCAR/NCEP cho ngày bùng nổ gió mùa các năm 1998, 1999, 2001, 2004 và 2010 24

Hình 2.7 Trường nhiệt trung bình từ mực 500 hPa tới 200 hPa số liệu tái phân tích NCAR/NCEP cho ngày bùng nổ gió mùa các năm 1998, 1999, 2001, 2004 và 2010 25 Hình 3.1 Phân bố mưa mô phỏng thời kì bùng nổ gió mùa năm 1998 29

Hình 3.2 Phân bố mưa mô phỏng thời kì bùng nổ gió mùa năm 1999 29

Hình 3.6 Lượng mưa quan trắc tại các trạm Nam Bộ từ 08/05 đến 21/05 năm 1998, đơn vị mm.ngày-1 32

Trang 4

Hình 3.7 Lượng mưa mô hình tại các trạm Nam Bộ từ 08/05 đến 21/05 năm 1998, đơn

vị mm.ngày-1 32

Hình 3.9 Lượng mưa mô hình tại các trạm Nam Bộ từ 14/04 đến 23/04 năm 1999, đơn vị mm.ngày-1 33

Hình 3.16 Hoàn lưu mô phỏng mực 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1998 40

Hình 3.22 Hoàn lưu mực 200 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1999 44

Hình 3.26 Trường nhiệt mực mô phỏng 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1998.47 Hình 3.27 Trường nhiệt mực mô phỏng 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1999.48 Hình 3.28 Trường nhiệt mực mô phỏng 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2001.48 Hình 3.29 Trường nhiệt mực mô phỏng 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2004.49 Hình 3.30 Trường nhiệt mực mô phỏng 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2010.49 Hình 3.31 Trường nhiệt mô phỏng trung bình mực 500 – 200 hPa năm 1998 50

Hình 3.32 Trường nhiệt mô phỏng trung bình mực 500 – 200 hPa năm 1999 51

Hình 3.37 Tốc độ giải phóng ẩn nhiệt do đối lưu trung bình năm ngày trước thời điểm bùng nổ gió mùa trung bình từ 80o E – 100oE, đơn vị K.s-1 55

Hình 3.38 Mưa mô phỏng trong các trường hợp không có địa hình bởi mô hình RAMS, đơn vị mm.ngày-1 57

Hình 3.39 Trường gió mô phỏng trong các trường hợp không có địa hình bởi mô hình RAMS, đơn vị mm.ngày-1 58

Hình 3.40 Vận chuyển momen động lượng tương đối của khí quyển mô phỏng có địa hình năm ngày trước bùng nổ gió mùa, trung bình từ 50o E – 140oE, đơn vị 1022 g.m.s-1 60

Hình 3.41 Vận chuyển momen động lượng tương đối của khí quyển mô phỏng không địa hình năm ngày trước bùng nổ gió mùa, trung bình từ 50o E – 140oE, đơn vị 1022 g.m.s-1 61

Hình 4.2 Trung bình gió vĩ hướng mực 850 hPa khu vực (10oN-15oN, 100oE-110oE) mô phỏng bởi RAMS 65

Hình 4.3 Trung bình gió vĩ hướng mực 850 hPa khu vực (10o N-15oN, 100oE-110oE) số liệu tái phân tích NCAR/NCEP 66

Hình 4.4 Đồ thị của nhiệt độ trung bình từ 500 tới 200 hPa, đường đứt là miền (100oE-110oE; 5oS-5oN) và đường liền là (100o E-110oE;15oN-25oN) mô phỏng bởi RAMS 68

Hình 4.5 Đồ thị của nhiệt độ trung bình từ 500 tới 200 hPa, đường đứt là miền (100oE-110oE; 5oS-5oN) và đường liền là (100o E-110oE;15oN-25oN) số liệu tái phân tích NCAR/NCEP 69

Trang 5

Hình 4.7 Lượng mưa tích lũy ngày trung bình từ (5N – 15N, 100E – 110E ), đơn vị

mm.ngày-1 Nguồn: CPC (Gauge – Based) Unified Precipitation

110oE) số liệu dự báo (trái) và số liệu tái phân tích NCAR/NCEP (phải) 75

Hình 4.11 Trung bình gió vĩ hướng mực 850 hPa khu vực (10o

1999, 2001, 2004 và 2010 15 Bảng 4.1 Ngày bùng nổ gió mùa được xác định bởi chỉ số mưa quan trắc và mưa mô phỏng 64 Bàng 4.2 Ngày bùng nổ gió mùa dựa vào chỉ số gió vĩ hướng mô phỏng và tái phân tích NCAR/NCEP 67 Bảng 4.3 Ngày bùng nổ gió mùa dựa vào chỉ số gradient nhiệt độ mô phỏng và gradient nhiệt độ tái phân tích NCAR/NCEP 70 Bảng 4.6 Lượng mưa dự báo tại các trạm Nam Bộ từ 04/05 đến 09/05 năm 2012, đơn

vị mm.ngày-1 Các số bôi đậm chỉ giá trị mưa trên 5 mm.ngày-1 74

Trang 6

DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

ENSO: Dao động nam (El Niño–Southern Oscillation)

GPCP: Mưa phân tích toàn cầu của NOAA (Global Precipitation Climatology Project)

NOAA: Cơ Quan Khí Quyển và Đại Dương Quốc Gia Hoa Kì (National Oceanic and

RAMS: Mô hình khí quyển khu vực (the Regional Atmospheric Model System)

SOI: Chỉ số dao động nam (Southern Oscillation Index)

VUN: Vũng Tàu

MỞ ĐẦU

Gió mùa châu Á là hệ thống gió mùa lớn nhất, đặc trưng nhất trong hệ thống khí hậu toàn cầu Sự hoạt động của nó có vai trò cực kì quan trọng tới sự phát triển kinh tế, xã hội của các quốc gia nơi đây, đặc biệt với một quốc gia nông nghiệp như Việt Nam

Trong luận văn này, mô hình RAMS được sử dụng để mô phỏng sự phát triển của hoàn lưu khí quyển quy mô lớn thời kì bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ trong các năm 1998, 1999, 2001, 2004 và 2010 nhằm xác định những đặc trưng cơ bản

và cơ chế nhiệt động lực của quá trình bùng nổ gió mùa, trong đó đặc biệt nhấn mạnh vai trò của lục địa – địa hình trong sự tương phản với các đại dương xung quanh Kết quả nghiên cứu cho thấy, giai đoạn bùng nổ gió mùa mùa hè Nam Bộ gắn liền với sự hình thành của một trung tâm nhiệt lớn phía trên khu vực Nam Á Trung tâm nhiệt này gây nên sự đảo ngược của gradient nhiệt độ kinh hướng tại các mực trên cao với bán cầu mùa hè trở thành bán cầu có nhiệt độ cao hơn Trung tâm nhiệt này cũng đồng thời tạo nên một xoáy nghịch mực cao rất lớn với hoàn lưu mở rộng từ vùng biển Ả rập tới Việt Nam Ở các mực dưới thấp, một dòng xiết gió tây kéo dài từ vùng biển Đông Phi tới phía nam vịnh Bengal, đồng thời xoáy kép Sri Lanka xuất hiện và tăng cường rất mạnh trường gió tây nhiệt đới xích đạo này Cùng thời điểm đó, áp cao cận nhiệt Tây Thái Bình Dương đột ngột thay đổi cấu trúc và rút lui rất nhanh sang phía đông, chỉ ra

sự chuyển mùa đang diễn ra ở khu vực này Sự di chuyển này đồng thời tạo điều kiện cho dải mưa nhiệt đới di chuyển dần lên phía bắc và trường gió tây nam phát triển tới bán đảo Đông Dương Luận văn được bố cục thành bốn chương, ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo như sau:

Chương 1: Tổng quan về bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Châu Á

Chương 2: Nhiệt động lực qui mô lớn thời kì bùng nổ gió mùa qua số liệu tái phân tích Chương 3: Kết quả mô bằng mô hình RAMS

Chương 4: Xây dựng chỉ số gió mùa và trường hợp dự báo cho năm 2012

Trang 7

1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ

KHU VỰC CHÂU Á

1.1 Ý nghĩa của nghiên cứu gió mùa mùa hè

Gió mùa mùa hè Châu Á là hệ thống gió mùa lớn nhất và đặc trưng nhất trong hệ

thống khí hậu toàn cầu Giai đoạn bùng nổ của hệ thống này được đánh dấu bởi sự đảo

ngược của hoàn lưu quy mô lớn và thay thế đột ngột mùa khô bởi mùa mưa trong chu

kì hàng năm Một mặt, gió mùa xuất hiện cung cấp một lượng nước lớn rất cần thiết

cho nông nghiệp, sản xuất, nhưng mặt khác mưa lớn và dồn dập trong nhiều ngày lại là

nguyên nhân của các thảm họa nghiêm trọng như lũ quét, xói lở đất, phá hủy mùa

màng, làm ngập khu dân cư, khu công nghiệp và các vùng nuôi trồng thủy hải sản

Bên cạnh đó, sự xuất hiện của gió mùa thường kèm theo những hiện tượng thời tiết

nguy hiểm như giông, tố, lốc xoáy do đó thường xuyên gây ra những thiệt hại lớn tới

hoạt động kinh tế, xã hội và thậm chí đe dọa tính mạng con người

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa châu Á nên khí hậu của Việt

Nam chịu chi phối hoàn toàn bởi hệ thống này Với hơn 70% dân số làm nghề nông

cùng với hệ thống nhà máy thủy điện dày đặc, nhu cầu sử dụng nước của Việt Nam là

rất lớn Tuy nhiên, lượng nước sản sinh từ ngoài lãnh thổ Việt Nam chiếm tới xấp xỉ

hai phần ba tổng lượng nước có được nên rất khó chủ động trong việc khai thác và sử

dụng Hơn nữa, ở thời điểm hiện tại việc tranh chấp sử dụng nước giữa các quốc gia đã

và đang phát sinh những mâu thuẫn gay gắt, ảnh hưởng lớn tới việc sử dụng nguồn tài

nguyên này trong tương lai Vì vậy, những dự báo chính xác về hoạt động của gió mùa

cả ở hạn ngắn và hạn dài đều có vai trò rất quan trọng giúp đưa ra những định hướng

Ngày nay, các nước Châu Á có tốc độ phát triển công nghiệp rất nhanh, điều này

đồng nghĩa một lượng khí ô nhiễm lớn đã và đang được thải vào bầu khí quyển

Những nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng gió mùa Châu Á là nguyên nhân phát tán các

chất ô nhiễm mạnh nhất, lên cả tầng cao khí quyển Khi lên được các tầng trên cao, khí

ô nhiễm sẽ lan tỏa rất nhanh ra toàn cầu Do đó nghiên cứu gió mùa có vai trò quan

trọng trong việc nghiên cứu ô nhiễm môi trường

2

Về mặt khoa học, nghiên cứu gió mùa là nghiên cứu hệ thống hoàn lưu quy mô lớn, chứa đựng trong đó các hệ thống thời tiết quy mô nhỏ hơn Nghiên cứu gió mùa giúp hiểu rõ hơn những cơ chế hình thành và vận động của khí quyển, giải quyết được bài toán này sẽ cải thiện rất lớn khả năng dự báo thời tiết trong tương lai Đặc biệt, trong hoàn cảnh khí hậu đang bị biến đổi do sự nóng lên toàn cầu, việc hiểu rõ được cơ chế vận động của khí quyển là cực kì quan trọng Mặt khác, các mô hình dự báo khí hậu hiện nay vẫn chưa thực sự nắm bắt được những quá trình động lực có thể dẫn đến

sự thay đổi hoàn toàn của hệ thống khí hậu (ví dụ như các quá trình hồi tiếp trong khí quyển), do đó dẫn đến những dự báo chưa chính xác

Từ những thực tiễn trên, nghiên cứu gió mùa ở Việt Nam đặt ra là một nhu cầu

cấp thiết, có vai trò quan trọng nhiều mặt Vì vậy tôi đề xuất đề tài:“ Nghiên cứu một

số đặc trưng nhiệt động lực quy mô lớn thời kì bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ” nhằm hướng đến vấn đề quan trọng này

1.2 Thực tiễn nghiên cứu gió mùa mùa hè ở Việt Nam

Nam Bộ nằm trong khu vực giao tranh của hai hệ thống gió mùa lớn là hệ gió mùa mùa hè Nam Á và gió mùa mùa hè Đông Á, do đó mưa gió mùa ở Nam Bộ có diễn biến phức tạp do chịu tác động của cả hai hệ thống này Theo trung bình khí hậu, mùa mưa tại Nam Bộ bắt đầu vào cuối tháng Tư tới đầu tháng Năm, được đánh dấu bởi sự hình thành của gió tây nam nhiệt đới thổi từ vịnh Bengal sang Theo rất nhiều nghiên cứu trên thế giới, giai đoạn này trùng với thời điểm xuất hiện mưa tại vịnh Bengal và nam Biển Đông, và là những khu vực xuất hiện mưa mùa hè sớm nhất của gió mùa mùa hè châu Á Gió mùa mùa hè Ấn Độ thường xuất hiện muộn hơn sau đó khoảng hai tuần Tuy nhiên, ngày bắt đầu mùa mưa tại Nam Bộ có sự dao động lớn giữa các năm và phân bố mưa giữa các khu vực cũng không hoàn toàn giống nhau

Gió mùa mùa hè Ấn Độ và gió mùa mùa hè Đông Á là những hệ thống gió mùa điển hình, đã được nghiên cứu khá nhiều trên thế giới, tuy nhiên Việt Nam (bán đảo Đông Dương) là khu vực chuyển tiếp, giao tranh của các đới gió mùa lại chưa được nghiên cứu nhiều Bên cạnh sự hạn chế về số lượng các trạm quan trắc, hoàn lưu gió mùa khu vực này có sự biến đổi phức tạp, chịu tác động của nhiều yếu tố, do đó rất khó khăn trong phân tích cũng như xây dựng những chỉ tiêu xác định ngày bùng nổ gió

Trang 8

3

mùa một cách chính xác Hiện nay, nghiên cứu gió mùa mùa hè ở Việt Nam chủ yếu

sử dụng phương pháp thống kê Các nghiên cứu có thể chia ra thành hai hướng chính

bao gồm:

Trước đây các nghiên cứu về bùng nổ gió mùa mùa hè ở Việt Nam chủ yếu được

thực hiện bằng phương pháp phân tích các hình thế synốp Ví dụ, trong đề tài cấp

Tổng cục (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường) năm 1999, các tác giả Phạm Thị

Thanh Hương và Trần Trung Trực [4] đã sử dụng số liệu mưa quan trắc lấy trung bình

trượt năm ngày và gió vĩ hướng 850 hPa để xác định thời điểm bùng nổ gió mùa mùa

hè trên khu vực Nam Bộ Cụ thể, khi lượng mưa vượt 25 mm/ngày hoặc gió vĩ hướng

850 hPa chuyển từ thành phần hướng đông sang hướng tây thì có thể xem là xảy ra

bùng nổ gió mùa Điều đáng nói là hai chỉ tiêu này nhiều khi không đồng thời thỏa

mãn Ngoài ra kết quả nghiên cứu của đề tài cũng cho thấy thời điểm bùng nổ gió mùa

trên khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ thường gắn với thời kỳ có xoáy thuận hoạt động

trên khu vực vịnh Bengal Tương tự như vậy là các bộ chỉ số gió mùa với các nghiên

cứu của Trần Việt Liễn (2007) [5] Các chỉ số được xây dựng chủ yếu dựa trên trường

gió tái phân tích mực 850 hPa nhằm xác định thời điểm bùng nổ và kết thúc của gió

mùa Đồng thời tìm hiểu mối liên hệ giữa trường mưa và trường gió của gió mùa mùa

hè trên khu vực Nam Bộ

Nguyễn Thị Hiền Thuận (2001) [2] đã sử dụng số liệu BMRC của Cơ quan Khí

tượng Úc với độ phân giải 2,5 x 2,5o để nghiên cứu thời kỳ bùng nổ gió mùa mùa hè

trên khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ, sử dụng công cụ hỗ trợ là chương trình hệ thống

dự báo và đồng hóa toàn cầu GASP (Global Assimilation and Prediction System) Qua

đó đã rút ra nhận xét là có thể dùng số liệu gió vĩ hướng mực 850 hPa để nghiên cứu

bùng nổ gió mùa Ngoài ra tác giả cũng cho thấy mối liên hệ giữa bùng nổ gió mùa

khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ Việt Nam với vùng nổ gió mùa trên vịnh Bengal

Tuy nhiên, nghiên cứu này còn mang tính định tính rất nhiều của phương pháp phân

tích synốp

Tiếp theo, trong nghiên cứu của Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Thị Hiền Thuận

(2006) [1] , các tác giả đã có bước tiến mới trong việc đề xuất một chỉ số hoàn lưu gió

mùa để nghiên cứu tính biến động của gió mùa mùa hè ở Nam Bộ Trong nghiên cứu

4

này số liệu mưa CMAP (Climate Prediction Center – Merged Analysis of Precipitation) đã được sử dụng để so sánh với trường gió trên khu vực nghiên cứu Kết quả cũng cho thấy có thể sử dụng gió vĩ hướng mực 850 hPa để xây dựng chỉ số hoàn lưu vì đây là nhân tố có mối quan hệ chặt với số liệu mưa CMAP trên khu vực Nam

Bộ Cuối cùng là chỉ số hoàn lưu được xác định là hiệu gió vĩ hướng mực 850 hPa giữa hai khu vực (2,5o N – 12,5o N; 95o E – 110o E) và (20o N – 27,5o N; 105o E – 120o E) rồi lấy trung bình cho tất cả các tháng mùa hè

Nghiên cứu sự tương quan giữa giao động nam ENSO và các chỉ số gió mùa với các nghiên của Trần Quang Đức (2010) [5] và Nguyễn Thị Hiền Thuận (2008) [3] Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng gió mùa mùa hè Nam Bộ có sự biến đổi phức tạp và tương quan yếu với ENSO, vì vậy ENSO không phải là một chỉ số dự báo tốt cho sự phát triển của gió mùa mùa hè ở khu vực này

Như vậy, mặc dù đã xác định một chỉ tiêu định lượng có khả năng mô tả mức độ biến động của gió mùa mùa hè giữa các năm ở Nam Bộ nhưng kết quả nghiên cứu của Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Thị Hiền Thuận (2006) [1] chỉ phục vụ cho mục đích nghiên cứu vì chỉ số hoàn lưu phải được tính trung bình cho toàn bộ các tháng hoạt động của gió mùa tây nam và không nói đến ngày bùng nổ gió mùa mùa hè trên khu vực Nam Bộ Ngoài ra các nghiên cứu ở Việt Nam thường chỉ sử dụng số liệu gió vĩ hướng tái phân tích mực 850 hPa để nghiên cứu gió mùa, và như vậy rất có thể sẽ không đầy đủ vì cơ chế vật lý của gió mùa mùa hè, nhất là bùng nổ gió mùa, là rất phức tạp Hơn nữa, các chỉ số xây dựng được chỉ phục vụ mục đích nghiên cứu và cảnh báo, chưa có khả năng dự báo ngày bùng nổ gió mùa

Cho tới thời điểm hiện tại, các nghiên cứu về thời kì bùng nổ gió mùa ở Việt Nam còn rất ít Hơn nữa, những nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức đánh giá định tính những xu thế biến đổi của gió mùa, chưa đưa ra được một cơ chế phản ánh đầy đủ bản chất của gió mùa Những chỉ số gió mùa và các yếu tố tác động được đưa ra thường bỏ qua các đặc trưng quy mô lớn và chưa loại đi được tác động gây nhiễu của các yếu tố địa phương Do đó, kết quả đạt được của nghiên cứu gió mùa mùa hè ở Việt Nam là chưa cao và chưa phù hợp với nhu cầu đặt ra

Trang 9

5

1.3 Thực tiễn nghiên cứu gió mùa mùa hè trên thế giới

Đặc trưng bùng nổ và cơ chế nhiệt động lực của gió mùa luôn là vấn đề chính của

các nghiên cứu về gió mùa mùa hè Châu Á, đặc biệt là những nghiên cứu về khu vực

xuất hiện đầu tiên của gió mùa như nghiên cứu của Wang và Lin (2002) [29], Ding

(2004) [9], Wang (2004) [30] Tuy nhiên, do vẫn còn nhiều vấn đề gây tranh cãi nên

chưa có một kết luận chung chính thức được đưa ra Cho tới thời điểm hiện tại, có bốn

quan điểm chính về khu vực bùng nổ đầu tiên của gió mùa như sau:

- Gió mùa bùng nổ đầu tiên tại Biển Đông sau đó mở rộng lên phía bắc và phía tây

(Tao và Chen, 1987) [25]

- Gió mùa bùng nổ đầu tiên tại vịnh Bengal (Wu và Zhang, 1998) [36]

- Gió mùa bùng nổ đầu tiên tại bán đảo Đông Dương và khu vực phía nam xung

quanh (Li và Qu, 1999 [16]; Zhang, 2004 [38]; Lau và Yang, 1997 [15];

Matsumoto, 1997 [18]; Webster, 1998 [34]; Wang và Fan, 1999 [31]; Lu và đồng

tác giả, 2006 ) [17]

- Gió mùa bùng nổ cùng lúc ở vịnh Bengal, Biển Đông và bán đảo Đông Dương (He

và đồng tác giả, 2004 [13]; Wang và đồng tác giả, 2003[26] )

Gió mùa mùa hè (mùa đông) Châu Á và gió mùa mùa đông (mùa hè) Châu Úc có

mối liên hệ chặt chẽ với nhau, thậm chí có thể gộp chung thành hệ thống gió mùa Á –

Úc Do đó, sự dịch chuyển theo mùa của gió mùa Châu Á, sự tương tác giữa khí quyển

ở bán cầu bắc và bán cầu nam và sự dịch chuyển của đối lưu vùng nhiệt đới giữa hai

châu lục là không thể tách rời Zeng và Li (2002) [37] cho rằng sự di chuyển của vùng

đối lưu nhiệt quy mô hành tinh trùng pha với các sóng tựa tĩnh hành tinh (tác động

chính) và tương phản đất biển, độ cao địa hình (tác động phụ) là nguyên nhân của

vùng mưa gió mùa Châu Á – Úc Khu vực Maritime Continent bao gồm cả Sumatra và

Kalimanta là khu vực đối lưu phát triển lớn nhất trên thế giới, và sự di chuyển của

đối lưu Sumatra rất “gần” với sự bùng nổ gió mùa tại bán đảo Đông Dương Nếu gọi

vùng Maritime Continent là “cây cầu” nối giữa hai lục địa Châu Á và Châu Úc (He,

2004 [13]; Chang, 2004 [8]; Wang , 2004 [30]) thì cơ chế dịch chuyển theo mùa của

đối lưu khu vực này chính là cơ chế gây bùng nổ gió mùa mùa hè Châu Á

Quan điểm cổ điển nhìn nhận tương phản đốt nóng giữa lục địa – đại dương là

6

nguyên nhân chính của gió mùa, tuy nhiên cách nhìn nhận này không giải thích thỏa đáng cho sự bùng nổ đột ngột của gió mùa cũng như các chu kì hoạt động – gián đoạn của hệ thống này Webster và đồng tác giả (1998) [34] đã chỉ ra rằng bên cạnh đốt nóng bề mặt, có rất nhiều yếu tố tác động dẫn đến sự phức tạp của gió mùa Các yếu tố

có thể liệt kê bao gồm:

Vai trò của tương phản đất – biển: Đất và biển có sự khác nhau về nhiệt dung,

nước có khả năng tích trữ lượng nhiệt lớn vì chất lỏng có thể đưa nhiệt xuống phía dưới nhờ quá trình xáo trộn rối, sau đó lượng nhiệt sẽ được giải phóng trở lại khí quyển trong quá trình bốc hơi Mặt khác, trong mùa hè, lục địa nóng lên nhanh hơn so với đại dương, gây nên sự phân bố nhiệt không đồng đều và do đó, hoàn lưu gió mùa hình thành, đóng vai trò như cỗ máy nhiệt khổng lồ để cân bằng với sự chênh lệch nhiệt lực này

Vai trò của hơi nước trong không khí:

Hình 1.1 Vai trò của độ ẩm ngưng kết tới hoàn lưu quy mô lớn

Nguồn: Webster và đồng tác giả (1998) [34]

Hơi nước bốc hơi từ đại dương, ngưng kết và gây mưa sẽ giải phóng lượng ẩn nhiệt Ẩn nhiệt làm thay đổi gradient nhiệt độ theo phương thẳng đứng nên dẫn đến sự gia tăng chênh lệch gradient khí áp theo chiều ngang Gradient khí áp tăng đồng nghĩa với tăng gió mực thấp, do đó tăng lượng ẩm cung cấp cho đối lưu – một lần nữa tăng lượng ẩn nhiệt giải phóng Đây là quá trình hồi tiếp cực kì quan trọng của cơ chế nhiệt động lực học gió mùa

Trang 10

7

Hình 1.1 mô tả quá trì hồi tiếp này với bên trái là mô hình khí quyển với không khí

khô còn bên phải là không khí ẩm Do quá trình giải phóng ẩn nhiệt đối lưu, đường

đoạn nhiệt ẩm (W2) trong Hình 1.1b lớn hơn đường đoạn nhiệt khô trong Hình 1.1a, do

đó chênh lệch gradient khí áp mực trên cao theo phương ngang sẽ lớn hơn, đồng nghĩa

với cường độ gió mạnh hơn

Tác động của ENSO: ENSO vẫn được coi là nguyên nhân chính gây ra sự thay đổi

từ hàng năm của gió mùa Á – Úc Lượng mưa tại Ấn Độ có xu hướng giảm đi trong

suốt giai đoạn phát triển của El Niño, đặc biệt trong ba tháng: Tháng Tám, Tháng

Chín, Tháng Mười, mặc dù mối quan hệ này thay đổi và yếu trong hai thập kỉ gần đây

Mặt khác, sự biến đổi chính tại khu vực gió mùa mùa hè Đông Á lại được nhận thấy

trong những năm sau El Niño, tuy cũng có một số ít năm là trong suốt cả giai đoạn

phát triển của El Niño Trong những năm sau El Niño, lượng mưa mùa hè tại Tây Bắc

Thái Bình Dương giảm trong khi giáng thủy front cận nhiệt Đông Á lại tăng cường

Các nhà khí hậu cũng nhận thấy rằng trong pha cực trị của El Niño, sự thiếu hụt lượng

mưa gió mùa Châu Úc theo sau gió mùa yếu tại Ấn Độ, ngược lại lượng mưa tăng trên

toàn Ấn Độ và Biển Đông trong giai đoạn sau đó

Quy luật chu kì năm của gió mùa :

Hình 1.2 Hoàn lưu khí quyển trong mùa hè và mùa đông bắc bán cầu

Nguồn: Webster và đồng tác giả (1998) [34]

Dựa trên thống kê số liệu quan trắc cho thấy có sự luân phiên tuần tự của năm gió

mùa mạnh và năm gió mùa yếu Theo Hình 1.2, những năm gió mùa mạnh, gió Ekman

(gió bề mặt) vận chuyển lượng nhiệt lớn từ Bắc Ấn Độ Dương xuống Nam Ấn Độ

8

Dương khiến cho bắc bán cầu lạnh đi nhanh chóng, gradient qua xích đạo của nhiệt độ khí quyển giảm, đồng nghĩa với sự yếu đi của gió mùa Điều ngược lại xảy ra trong những năm gió mùa yếu Vì vậy sau một năm gió mùa mạnh sẽ là một năm gió mùa yếu hơn và ngược lại

Vai trò của lục địa - địa hình: Lục địa – địa hình không chỉ có vai trò như một bức

tường lớn chặn các dòng mực thấp để gây mưa cưỡng bức, nó còn làm biến đổi biên

độ và các quá trình vận chuyển năng lượng của các sóng trong khí quyển Ở các mực trên cao, dòng xiết gió tây hình thành lên những rãnh tĩnh ở sườn khuất gió của các dãy núi, ví dụ như dãy Rocky và cao nguyên Tibet Phía đông của các rãnh này, gió tây với vận tốc được tăng cường chiếm ưu thế Các nghiên cứu với mô hình toàn cầu của Syukuro và Theodore (1973) [23] cũng chỉ ra rằng, địa hình cao làm tăng cường động năng của các nhiễu động tĩnh bằng cách làm tăng sự chuyển hóa xoáy thế năng

và làm giảm động năng của các nhiễu động tức thời Nhìn chung, so với trường hợp có địa hình, những thí nghiệm trong trường hợp không có địa hình làm thay đổi đáng kể

sự phân bố mưa và làm tăng rất mạnh trường gió vĩ hướng

Phương pháp động lực và mô hình hóa trong dự báo thời tiết nói chung và nghiên cứu các hệ thống khí quyển nói riêng đã được phát triển từ những năm 1950 của thế kỉ

XX Mặc dù ở thời điểm hiện tại, bài toán mô phỏng chính xác những hệ thống thời tiết vẫn còn là vấn đề khó khăn Tuy nhiên việc sử dụng các mô hình đơn giản như mô hình hoàn lưu hai chiều hoặc các mô hình ba chiều phức tạp nhưng được loại bỏ đi một số tham số đầu vào như bức xạ, đia hình hoặc thay đổi trường nhiệt độ mặt biển giúp đưa ra những cái nhìn sâu hơn về vai trò của từng yếu tố trong việc hình thành nên hệ thống hoàn lưu toàn cầu

Nghiên hoàn lưu gió mùa được phát triển từ khá sớm, tuy nhiên hai lí thuyết đầu tiên phản ánh một cách gần đúng hoàn lưu quan trắc phải kể đến là lí thuyết hoàn lưu tuyến tính của Gill (1980) [11] và lí thuyết hoàn lưu phi tuyến Hadley của Held - Hou (1980)[14] Mô hình hoàn lưu tuyến tính của Gill dựa trên một phân bố lượng mưa cho trước và từ sự đốt nóng ẩn nhiệt được giải phóng của các vùng mưa này hình thành nên các sóng Kelvin và Rossby như được biểu diễn trong Hình 1.3 Mô hình này đã giải thích được sự hình thành của trường gió đông mực thấp Tuy nhiên, sai lầm của lí

Trang 11

9

thuyết này đó là coi phân bố mưa là yếu tố tiền định trước, còn thực tế mưa gió mùa tự

nó là một thành phần của hệ thống hoàn lưu, phân bố của nó chịu tác động rất lớn của

bất đồng nhất bề mặt giữa lục địa và đại dương

Hình 1.3 Dị thường OLR trung bình từ tháng Mười Hai tới tháng Hai (a) và

hoàn lưu được sinh ra theo lí thuyết của Gill (b) Nguồn: Gill (1980) [11]

Hình 1.4 Mô hình hoàn lưu phi tuyến đối xứng (a) và bất đổi xứng (b)

của Held-Hou Nguồn: Held-Hou (1980)[14]

10

Mô hình hoàn lưu phi tuyến của Held và Hou dựa trên thừa nhận sự bảo toàn momen động lượng của khí quyển mực cao mà ở đó, gió mùa là một thành phần của vòng hoàn lưu Hadley Điều này đặc biệt đúng cho mùa hè bắc bán cầu, khi dòng thẳng đứng trung bình ở vùng nhiệt đới của vòng hoàn lưu Hadley được thống trị bởi dòng thăng của gió mùa châu Á Trong những nghiên cứu đầu tiên, việc áp dụng các định luật của lí thuyết Held – Hou vào trường hợp mô hình hai chiều, ở đó dòng vĩ hướng trung bình đối xứng qua xích đạo (dòng thăng ở vùng xích đạo và dòng giáng ở vùng ngoại nhiệt đới) dưới một tác động ở vùng ngoại nhiệt đới (ví dụ sự đốt nóng khí quyển do cao nguyên Tibet) sẽ dẫn đến dòng vượt xích đạo từ nam bán cầu lên phía bắc bán cầu như được biểu diễn trong Hình 1.4 Điều này rất phù hợp với dòng gió tây nam nhiệt đới quan trắc được trên thực tế trong mùa hè bắc bán cầu Lí thuyết này cũng đưa ra kết luận về một ngưỡng mà ở đó tác động ngoại nhiệt đới cần vượt qua để

có sự biến đổi từ mô hình hoàn lưu đối xứng sang mô hình hoàn lưu bất đối xứng Tuy nhiên, lí thuyết có một số hạn chế là coi lực tác động này là cố định, không tính đến sự tương tác qua lại giữa lực tác động này và hoàn lưu quy mô lớn Mặt khác, lí thuyết này coi khí quyển là khô trong khi khí quyển thực là ẩm nên đã bỏ qua vai trò quan trọng của hồi tiếp hơi nước tới hoàn lưu quy mô lớn Hạn chế này dẫn đến thời gian để chuyển từ hình thế đối xứng sang hình thế bất đối xứng và đạt trạng thái cân bằng mới

ở hình thế này là rất lớn (khoảng 100 ngày) trong khi sự bùng nổ gió mùa xảy ra đột ngột và mạnh mẽ (Plumb và đồng tác giả) [20] Nói cách khác, với khí quyển khô, để xảy ra quá trình bùng nổ gió mùa, nhiệt độ bề mặt cao nguyên Tibet phải cao hơn rất nhiều so với thực tế mà nó có được

Nikki và Alan (2007) [21] đã tiến hành một loạt những thí nghiệm với mô hình toàn cầu, ở đó các trường đầu vào được thay đổi ví dụ như: loại bỏ hoàn toàn địa hình, cho địa hình là hình chữ nhật hoặc thay đổi trường nhiệt độ mặt biển như là hàm của vĩ độ để tính toán tác động của từng yếu tố này tới sự bùng nổ gió mùa Nghiên cứu cho thấy đốt nóng bề mặt không phải là nguyên nhân chính dẫn đến bùng nổ gió mùa Bên cạnh đó nghiên cứu còn chỉ ra vị trí của dải mưa gió mùa (ở đây được hiểu là dải hội tụ nhiệt đới) trùng với cực đại của năng lượng tĩnh ẩm entropy (kết luận này mang tính chuẩn đoán hơn dự đoán nên không thể áp dụng vào dự báo)

Trang 12

11

1.4 Các chỉ tiêu nghiệp vụ

Trong nghiên cứu, ngày bùng nổ gió mùa mùa hè có thể được xác định bởi rất

nhiều các chỉ tiêu có thể kể đến như: chỉ tiêu mưa, chỉ tiêu gió bề mặt và gió ở các

mực trên cao, chỉ tiêu bức xạ phát xạ sóng dài (OLR)… Để xác định ngày bùng nổ gió

mùa mùa hè tại Biển Đông, Tanaka (1992) [24] sử dụng lượng mây vệ tinh tầng cao,

Wang và Wu (1997) [28] sử dụng gió vĩ hướng và OLR còn Wang (2004) [30] sử

dụng chỉ tiêu dựa trên giá trị trung bình gió 850 hPa trong miền 5oN – 15oN; 110oE –

120oE Fasullo và Webster (2003) [10] xác định ngày bùng nổ gió mùa mùa hè tại Ấn

Độ sử dụng thông lượng ẩm được vận chuyển tới khu vực này thay vì sử dụng giá trị

mưa

Trong dự báo nghiệp vụ, Cơ Quan Đại Dương và Khí Quyển Quốc Gia Hoa Kì

NOAA (National Oceanic – Atmospheric Administration) sử dụng số liệu CFS

(Climate Forecast System) và GEFS (Global Ensemble Forecast System) để dự báo

hạn ba tháng cho tất cả các khu vực gió mùa trên thế giới Đối với khu vực gió mùa Á

– Úc, cơ quan này đưa ra ba chỉ số gió mùa sau:

- Chỉ số gió mùa Á – Úc (Webster – Yang, 1992 [33]): Chỉ số này sử dụng giá

trị gió vĩ hướng mực 850 hPa trừ đi gió vĩ hướng mực 200 hPA tại khu vực 0o –20oN,

40oE – 110oE để đại diện cho sự hoạt động của gió mùa Á – Úc

- Chỉ số gió mùa Nam Á (Goswami, 1999 [12]): Chỉ số này sử dụng giá trị

trung bình gió kinh hướng mực 850 hPa trừ đi gió kinh hướng mực 200 hPa tại khu

vực 10oN – 30oN, 70oE – 110oE

- Chỉ số gió mùa Đông Á – Tây Bắc Thái Bình Dương (Wang, 2008 [32]): Chỉ

số này sử dụng giá trị trung bình gió vĩ hướng mực 850 hPa tại khu vực 5oN – 15oN,

90oE – 130oE trừ đi giá trị gió vĩ hướng mực 850 hPa tại khu vực 20oN – 30oN, 110oE

– 140o

E

Kết quả dự báo dựa trên chỉ số gió mùa của NOAA luôn được cung cấp cùng

với bản đồ giá trị tương quan và giá trị hồi quy của cả trường gió và trường mưa của

toàn khu vực đối với các chỉ số này Điều này giúp ước lượng được độ chính xác của

chỉ số gió mùa đối với từng khu vực gió mùa khác nhau

12

Cơ quan khí tượng Ấn Độ (The India Meteorological Department) xác định ngày bùng nổ gió mùa trong dự báo nghiệp vụ cho Kerala dựa trên các chỉ tiêu của Ananthakrishman (1968) [7] và Rao (1976) [22] Các chỉ tiêu này bao gồm các ngưỡng về lượng mưa (mưa trên 10 mm.ngày-1

xuất hiện tại năm trên bẩy trạm Colombo, Minicoy, Thiruvannanthapuram, Alapuzha, Kochi, Kozhikode và Mangalore), sự xuất hiện của gió tây nam tại Kerala và độ ẩm tương đối của không khí

đủ lớn từ bề mặt cho tới ít nhất là mực 500 hPa

Pai và Nair (2008) [19] xây dựng mô hình dự báo ngày bùng nổ gió mùa ở Kerala sử dụng phương pháp hàm hồi quy thành phần chính PCR (principal component regression) với chín nhân tố dự báo Phương pháp này giúp tránh được tương quan chéo lớn giữa các nhân tố và làm giảm bậc của hạng tử tự do của các biến độc lập

Trang 13

13

Chương 2 NHIỆT ĐỘNG LỰC QUI MÔ LỚN THỜI KÌ BÙNG NỔ

GIÓ MÙA QUA SỐ LIỆU TÁI PHÂN TÍCH

2.1 Lựa chọn các năm và giai đoạn nghiên cứu

2.1.1 Lựa chọn các năm nghiên cứu

Mối liên hệ của Dao Động Nam (ENSO) và gió mùa Châu Á là vấn đề thống trị

trong nghiên cứu khí hậu ở Việt Nam cũng như trên thế giới Bên cạnh các phương

pháp thống kê như xây dựng các phương trình hồi quy sử dụng chỉ số dao động nam

(SOI) như một nhân tố để dự báo thời điểm xuất hiện và cường độ của gió mùa, các thí

nghiệm mô phỏng sử dụng mô hình khí quyển – đại dương cũng cho thấy sự tương tác

hệ biển – khí này Do đó, nghiên cứu gió mùa trong luận văn cũng không thể không

xét đến khía cạnh quan trọng này Năm giai đoạn nghiên cứu ứng với năm pha ENSO

khác nhau của năm năm được chọn để nghiên cứu, bao gồm hai năm El Niño (năm

1998 và 2010, trong đó năm 2010 là năm El Niño đang suy yếu), hai năm La Nina

(năm 1999 và 2001, trong đó năm 2001 là năm La Nina đang suy yếu) và một năm non

– ENSO (năm 2004) Việc chọn các trường hợp nghiên cứu này một mặt giúp đưa ra

những nhận định về các đặc trưng gần như không thay đổi của khí quyển, mặt khác

cũng giúp đánh giá được những tác động của ENSO tới sự bùng nổ gió mùa ở Nam

Bộ

Ở thời điểm hiện tại có rất nhiều phương pháp để xác định pha ENSO cho từng

năm Tuy nhiên để có tính thống nhất với các nghiên cứu khác trên thế giới, trong luận

văn này, chỉ số ENSO của Cơ Quan Đại Dương Và Khí Quyển Quốc Gia Hoa Kì –

National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) được sử dụng như là một

chỉ số chuẩn Chỉ số này được tính toán dựa trên giá trị dị thường nhiệt độ mặt nước

biển trung bình trượt ba tháng tại vùng Niño 3.4 (khu vực giới hạn từ 5oN – 5oS, 120o

– 170oW) Theo định nghĩa của NCAR/NCEP , pha El Niño là các giai đoạn có chỉ số

ENSO lớn hơn hoặc bằng 0.5, các giai đoạn La Nina có chỉ số ENSO nhỏ hơn hoặc

bằng –0.5, các giai đoạn còn lại có chỉ số ENSO nằm trong khoảng –05 đến 0.5 là các

pha non – ENSO Các giá trị của chỉ số này tương ứng với các năm 1998, 1999, 2001,

2004 và 2010 được liệt kê trong Bảng 3.1

s.shtml

2.1.2 Lựa chọn các giai đoạn nghiên cứu

Khía cạnh cơ bản nhất của bùng nổ gió mùa là sự đảo ngược của trường gió quy

mô lớn và sự thay thế đột ngột của mùa khô bởi mùa mưa trong chu kì hàng năm Do

đó hai chỉ số phổ biến để xác định ngày bùng nổ gió mùa là chỉ số mưa và chỉ số gió vĩ hướng Mặc dù ở phạm vi khu vực, sự xuất hiện của gió tây và mưa tại một số vùng là không đồng thời, tuy nhiên ở phạm vi quy mô lớn, mưa vẫn là một chỉ số “truyền

thống” đáng tin cậy

Việt Nam có địa hình thức tạp, thường xuyên xuất hiện các nhiễu động nhiệt đới, các trạm quan trắc khí tượng phân bố không đồng đều và đặc biệt không có trạm quan trắc trên biển nên rất khó để xác định ngày bùng nổ gió mùa nếu chỉ dựa trên số liệu mưa quan trắc Vì các phân tích đòi hỏi phải được thực hiện trên trường số liệu đầy đủ và liên tục theo cả không gian và thời gian nên bộ số liệu được chọn để đưa ra các nhận định đầu tiên về giai đoạn nghiên cứu sẽ là bộ số liệu mưa Global Precipitation Climatology Project (GPCP) và số liệu gió vĩ hướng tái phân tích của NCAR/NCEP Trong đó, ngày bùng nổ gió mùa mùa hè cho khu vực Việt Nam là ngày được Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ xem là ngày bắt đầu mùa mưa ở Nam Bộ và được kiểm tra lại bởi mưa GPCP và gió vĩ hướng của NCAR/NCEP Các ngưỡng chỉ tiêu phải thỏa mãn những điều kiện sau:

Trang 14

15

- Giá trị lượng mưa GPCP trung bình từ 5 N – 15 N, 90 E – 110 E phải đạt

trên 5 mm.ngày-1

và kéo dài liên tục trong ba ngày tiếp theo

- Giá trị trung bình gió vĩ hướng tái phân tích mực 850 hPa của NCAR/NCEP

trung bình từ 5o

N – 15o N, 100o E – 110o E phải thịnh hành gió tây > 0,5 m.s-1 trong ít

nhất ba ngày liên tục

Sau khi xác định được ngày bùng nổ gió mùa, khoảng thời gian nghiên cứu và

mô phỏng của các năm sẽ được chọn theo quy tắc: mỗi giai đoạn kéo dài mười bốn

ngày, với ngày bắt đầu là ngày trước khi bùng nổ gió mùa mùa hè khoảng bẩy đến tám

ngày Danh sách cái giai đoạn nghiên cứu được liệt kê trong Bảng 3.2

Ngày bắt đầu mô

phỏng

Ngày kết thúc mô phỏng

Ngày bùng nổ gió mùa theo quan trắc tại trạm

2.2 Đặc trưng trường mưa GPCP giai đoạn bùng nổ gió mùa

2.2.1 Đặc trưng về khu vực phân bố của mưa

Dựa trên phân bố mưa quy mô lớn trung bình ngày của GPCP được thể hiện

trên Hình 2.1 cho thấy, trong giai đoạn bùng nổ gió mùa mùa hè Nam Bộ tồn tại hai

dải mưa chính, một tại bán đảo Đông Dương và Đông Á và một dải mưa khác tại vùng

biển xích đạo nhiệt đới phía bắc Australia Mưa tại Nam Bộ trong giai đoạn này nằm

trong dải mưa lớn thứ nhất, mở rộng từ vịnh Bengal, qua Việt Nam và đôi khi kết nối

với các dải mưa lớn khác ở phía đông Trung Quốc (ví dụ trong các năm 1998 và

2010) Sự kết nối này hình thành nên một dải mưa khổng lồ bao trùm gần như toàn bộ

2.2.2 Đặc trưng trường bức xạ sóng dài

Như đã đề cập ở phần trước, đặc trưng quan trọng của bùng nổ gió mùa mùa hè

là sự bùng phát mạnh mẽ của đối lưu quy mô lớn Nam Bộ nằm rất gần với các ổ đối lưu lớn như ổ đối lưu xích đạo (khu vực nằm giữa Châu Á và Châu Úc) và các vùng đối lưu nhỏ hơn như vùng đối lưu ở phía nam vịnh Bengal Do đó, khi quan sát sự di chuyển của các vùng đối lưu này có thể đưa ra những nhận định quan trọng về các giai đoạn phát triển của gió mùa mùa hè cho khu vực Nam Bộ

Trang 15

17

Hình 2.2 Trường OLR trung bình pentad tại các thời điểm trước bùng nổ 2 pentad

(pentad -2), trước bùng nổ 1 pentad (pentad -1) và pentad bùng nổ

(pentad 0)

18

Trong khi số liệu mưa quan trắc thường không đầy đủ, đặc biệt thiếu các trạm quan trắc trên biển và chịu tác động của các nhiễu động quy mô địa phương, có một chỉ số thay thế khá hiệu quả thường được sử dụng để biểu diễn cho sự phát triển của các vùng mây đối lưu là chỉ số phát xạ sóng dài – Outgoing Longwave Radiation (OLR) OLR biểu diễn lượng năng lượng sóng dài thoát ra khỏi đỉnh khí quyển của trái đất nhờ các vệ tinh viễn thám, ở những nơi có nhiệt độ bề mặt thấp như các đỉnh núi cao hoặc các đỉnh mây cao sẽ đo được giá trị OLR thấp Do đó, phân tích giá trị OLR

có thể đưa ra được bức tranh toàn cảnh về sự phát triển của đối lưu cho khu vực Châu

Á nói chung và thời điểm bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ nói riêng

Sự di chuyển của dải mây đối lưu thường gắn chặt với sự di chuyển của dải áp cao cận nhiệt đới lên phía bắc Do đặc tính đó, chỉ số OLR không những biểu diễn được các vùng mây đối lưu mà đồng thời còn có thể biểu diễn rất tốt sự phát triển của

hệ thống áp cao cận nhiệt đới Các hệ thống áp cao này là trường phân kì, sẽ ngăn cản

sự hình thành mây đối lưu quy mô lớn, do đó giá trị OLR tại những khu vực áp cao sẽ cao hơn rất nhiều so với các khu vực xung quanh Do đó, thay vì phải phân tích cả trường độ cao địa thế vị và trường mưa, việc chọn chỉ số OLR cho thấy là một sự lựa chọn tối ưu hơn hẳn so với các trường khác

Hình 2.2 biểu diễn sự thay đổi của trường phát xạ sóng dài OLR tại khu vực gió mùa mùa hè Châu Á trong vòng ba pentad (năm ngày), trong đó, pentad 0 là pentad có ngày đầu tiên là ngày bùng nổ gió mùa mùa hè tại Nam Bộ được xác đinh theo chỉ số mưa GPCP và số liệu tái phân tích NCAR/NCEP, pentad –1 và pentad –2 lần lượt là hai pentad liền trước pentad 0 đó Với quy ước vùng đối lưu sâu là vùng có giá trị OLR nhỏ hơn 200 W.m2, còn khu vực áp cao cận nhiệt là vùng có giá trị OLR lớn hơn

240 W.m2 , nhận thấy ở hầu hết các trường hợp, hệ thống áp cao cận nhiệt đới của bắc bán cầu gần như liền thành một dải với hai áp cao chính, một thống trị ở khu vực Nam

Á và một thống trị tại khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương Vị trí trung bình của hai áp cao này vào khoảng 20oN Các vùng đối lưu lớn chủ yếu tập trung tại vùng biển xích đạo phía nam vịnh Bengal và khu vực Indonesia (trong pentad – 2) Tuy nhiên càng gần tới thời điểm bùng nổ, hệ thống áp cao này thay đổi đột ngột với sự rút rui của áp cao Tây Bắc Thái Bình Dương sang phía đông (trong pentad –1) Sự rút lui này một mặt tạo nên sự “đứt gãy” của hệ thống áp cao tại khoảng kinh độ 100oE, mặt khác tạo

Trang 16

19

điều kiện thuận lợi cho dải mưa xích đạo men qua “cây cầu đất Malaysia” (land

bridge) và di chuyển dần lên phía bắc Đến pentad bùng nổ gió mùa (pentad 0), áp cao

cận nhiệt Tây Bắc Thái Bình Dương đã rút lui hoàn toàn ra ngoài 120oE, lúc này toàn

bộ khu vực bán đảo Đông Dương được thống trị bởi đối lưu sâu Do đó OLR cũng là

một chỉ số rất tốt định nghĩa cho sự bùng nổ gió mùa mùa hè tại Nam Bộ

Hình 2.2 cũng cho thấy sự khác biệt trong sự phát triển của các ổ đối lưu giữa

các năm El Niño và năm La Nina Trong những năm El Niño, hình ảnh của dải áp cao

cận nhiệt đới bắc bán cầu là rất rõ ràng, đối lưu tại Sumatra chỉ di chuyển được lên

phía bắc khi áp cao Tây Thái Bình Dường đã rút lui hoàn toàn sang phía đông Tuy

nhiên trong những năm La Nina, hình ảnh của dải áp cao này là không rõ, các vùng đối

lưu sâu thậm chí còn hình thành ở bán đảo Đông Dương sớm hơn thời điểm bùng nổ

gió mùa khoảng hai pentad (năm 1999 và 2001) Do đó, trong những năm La Nina,

mưa gió mùa có xu hướng xuất hiện sớm hơn so với nhưng năm El Niño, các chỉ số để

xác định ngày bùng nổ gió mùa cũng khó hơn

Mặc dù đối lưu hình thành và di chuyển lên phía bắc trong những năm La Nina

sớm hơn so với những năm El Niño và non – ENSO, tuy nhiên cường độ đối lưu trong

những năm La Nina lại yếu hơn Điều này có thể nhận thấy rõ trong Hình 3.3 khi các

vùng OLR thấp (giá trị nhỏ hơn 200 W.m-2

) của những năm 1999 và 2001 chỉ phân tán thành các cụm nhỏ dọc theo khu vực xích đạo tại Đông Nam Á, trong khi ở các năm

còn lại, các vùng OLR này hình thành nên các vùng rất lớn, trải dọc từ nam bán cầu

lên bắc bán cầu Do đó, sự hoạt động của đối lưu giai đoạn đầu mùa hè trong những

năm El Niño có xu hướng mạnh hơn so với các năm La Nina

2.3 Đặc trưng trường gió tái phân tích

2.3.1 Đặc trưng trường gió ngày bùng nổ gió mùa

Ngoài các đặc trưng về mưa, một đặc trưng hoàn lưu quan trọng của khu vực

Nam Bộ giai đoạn bùng nổ gió mùa là sự xuất hiện của gió tây nhiệt đới mực thấp

Quy mô của đới gió này được biểu diễn trong Hình 2.3 với đại diện là trường gió mực

850 hPa Một cách trực quan có thể thấy đới gió này nằm trong một dải gió tây rất lớn,

có nguồn gốc từ nam bán cầu, vượt qua xích đạo tới bắc bán cầu Với quy mô ngang

20

trải dài trên nhiều vĩ độ và quy mô dọc hàng nghìn km chiều dài, tốc độ gió trung bình đạt trên 15 m.s-1 nên có thể coi dải gió này như một dòng xiết mực thấp khổng lồ kết nối giữa hai bán cầu trong mùa hè bắc bán cầu

Trang 17

21

vào hoàn lưu rìa phía bắc của áp cao Tây Thái Bình Dương và trở thành hoàn lưu

ngoại nhiệt đới như dải mưa Mei-yu phía đông Trung Quốc Mặc dù hệ số tương quan

của mưa vùng Đông Á đối với các hệ thống gió mùa nhiệt đới là tương đối nhỏ, tuy

nhiên hoàn lưu gió mùa này cũng đóng góp một phần quan trọng trong việc vận

chuyển ẩm từ vịnh Bengal và Biển Đông với các vùng mưa nơi đây

Hình 2.4 Hoàn lưu mực 200 hPa

NCAR/NCEP ngày bùng nổ gió mùa các năm 1998, 1999, 2001

2004 và 2010

Khác với các đặc trưng của hoàn lưu mực thấp, hoàn lưu mực cao trong giai

đoạn bùng nổ gió mùa mùa hè Nam Bộ lại thể hiện một hình thế gần như trái ngược

22

Hình 2.4 biểu diễn hoàn lưu mực cao với đới gió đại diện ở mực 200 hPa cho thấy khu vực Nam Bộ trong thời điểm này nằm dưới sự thống trị của hoàn lưu phân kì rìa phía đông của áp cao Nam Á Đây là một áp cao rất mạnh, có tâm nằm trên khu vực Ấn Độ

và sống áp cao mở rộng từ Đông Phi tới bán đảo Đông Dương Một mặt, sự hình thành của áp cao này đã đẩy lùi rãnh lạnh mực cao vốn thống trị lục địa Châu Á trong mùa đông sang phía đông (ra ngoài 120oE), đánh dấu sự chuyển từ hình thế đặc trưng của mùa đông (với sự hội tụ mực cao) sang hình thế mùa hè (với sự phân kì mực cao) ở nơi đây Mặt khác, áp cao này làm tăng cường trường gió đông mực cao khu vực nhiệt đới Ấn Độ Dương và hình thành lên dòng vượt xích đạo thổi từ bắc bán cầu xuống nam bán cầu Kết hợp với những đặc điểm của cả hai hệ thống hoàn lưu cho thấy, cấu trúc khí quyển giai đoạn này giống như một vòng khép kín với sự phát triển lên phía bắc của gió tây mực thấp và sự quay ngược trở lại phía nam của gió đông mực cao

2.3.2 Đặc trưng khí hậu của trường gió giai đoạn đầu mùa hè

Tới thời điểm hiện tại, việc phân chia các khu vực gió mùa khu vực Châu Á vẫn còn nhiều tranh cãi Quan điểm truyền thống cho rằng gió mùa khu vực Việt Nam là

sự mở rộng sang phía đông của gió mùa Ấn Độ, nhưng cũng có nhiều ý kiến cho rằng gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam là kiểu gió mùa chyển tiếp giữa hai hệ thống gió mùa nhiệt đới và gió mùa ngoại nhiệt đới Nếu chỉ dựa vào các hình thế hoàn lưu của từng năm riêng rẽ sẽ rất khó để xác định hoặc thậm chí có thể đưa ra những nhận định sai lầm Hơn nữa, gió mùa chịu tác động rất mạnh bởi ENSO nên để có được góc nhìn chính xác về các đặc trưng khí hậu của hệ thống quy mô lớn này, chuỗi số liệu phân tích cần phải đủ dài Do đó, bằng phương pháp hàm trực giao tự nhiên (EOF), khoảng thời gian 30 năm (từ năm 1980 tới 2010) của số liệu gió tái phân tích NCAR/NCEP được chọn ra để phân tích Kết quả phân tích được biểu diễn trong Hình 2.5

Hình 2.5 biểu diễn hai thành phần trực giao đầu tiên của trường gió vĩ hướng mực 805 hPa số liệu tái phân tích NCAR/NCEP từ năm 1980 tới 2010 cho khu vực Việt Nam Thành phần trực giao thứ nhất (mode 1) với lượng thông tin biểu diễn là 47,3%, hình thế trải dài từ bờ biển Đông Phi tới Philipine, còn thành phần trực giao thứ hai (mode 2) với lượng thông tin biểu diễn là 9,3%, có hình thế trải dài từ Tây Thái Bình Dương tới bán đảo Đông Dương Dựa vào các hình thế có thể thấy khu vực Nam

Trang 18

23

Bộ giai đoạn đầu mùa hè nằm dưới sự ảnh hưởng của cả hai thành phần trực giao này

Hình 2.5 Hai thành phần trực giao chiếm lượng thông tin lớn nhất của trường gió

vĩ hướng tái phân tích NCAR/NCEP trong ba tháng: tháng Tư, tháng Năm, tháng Sáu

từ năm 1980 tới 2010

Đối với khu vực Nam Bộ, tổng lượng “thông tin” được biểu diễn bởi hai mode

đầu tiên chiếm tới 56,5% so với tổng số lượng “thông tin”, do đó hình thế thời tiết nơi

đây được nhận định bị thống trị bởi hai mode này Theo lí thuyết phân tích chuỗi của

Fourier với đối số là thời gian, mode 1 và mode 2 trong Hình 2.5 sẽ lần lượt đại diện

cho các sóng dao động trong trường gió tây nhiệt đới vượt qua xích đạo từ nam bán

cầu và các nhiễu động trong trường gió đông ở rìa phía nam của áp cao cận nhiệt đới

Tây Thái Bình Dương Mặc dù tại Nam Bộ, mode 1 có giá trị lớn hơn gấp năm lần so

với mode 2, tuy nhiên không thể bỏ qua hoàn toàn tác động của mode này Nói cách

khác, gió mùa mùa hè tại khu vực này không phải là kiểu gió mùa điển hình, hình thế

hoàn lưu không đơn giản chỉ là sự mở rộng của gió mùa Ấn Độ như những nhận định

được đưa ra trước đây Đây chính là lí do nếu áp dụng chỉ số mưa quan trắc tại trạm để

xác định ngày bùng nổ gió mùa tại Nam Bộ sẽ gặp khó khăn như đã nói trên đây cũng

như trong các chương tiếp theo

24

2.4 Đặc trưng trường nhiệt tái phân tích

Theo quan điểm truyền thống, sự chênh lệch giữa đốt nóng bề mặt của lục địa

và đại dương vẫn được nhận định như một yếu tố có vai trò quan trọng nhất đối với việc hình thành nên gió mùa Đặc biệt đối với gió mùa Châu Á, cao nguyên Tibet vẫn được coi như một yếu tố nền tảng, là chiếc lò sưởi khổng lồ, đốt nóng không khí xunh quanh và đẩy chúng lên cao theo hình xoắn ốc

Hình 2.6 Trường nhiệt mực 850

hPa số liệu tái phân tích NCAR/NCEP cho ngày bùng nổ gió mùa các năm 1998, 1999,

2001, 2004 và 2010

Trang 19

25

Hình 2.7 Trường nhiệt trung

bình từ mực 500 hPa tới 200 hPa số liệu tái phân tích NCAR/NCEP cho ngày bùng nổ gió mùa các năm 1998, 1999,

2001, 2004 và 2010

Các đặc trưng trường nhiệt mực 850 hPa trong Hình 2.6 cho thấy, trong ngày

bùng nổ gió mùa mùa hè Nam Bộ, hai khu vực có nhiệt độ cao nhất là Ấn Độ và Ả rập

với nhiệt độ khoảng 302 K Sườn phía đông của cao nguyên Tibet tồn tại một rãnh

lạnh với đường rãnh kéo dài từ bán đảo triều tiên xuống phía bắc Việt Nam Nam Bộ

nằm giữa hai hệ thống nhiệt này với nhiệt độ trung bình vào khoảng 294 K Nhiệt độ

khí quyển ở các khu vực đại dương xung quanh là tương đối đều nhau ở khoảng 292

K Chênh lệch nhiệt độ giữa Nam Bộ và các vùng xung quanh vào khoảng 2 K Do đó

Trang 20

27

Chương 3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BẰNG MÔ HÌNH RAMS

3.1 Các điều kiện biên, điều kiện ban đầu và cấu hình miền tính

Trong luận văn này, mô hình RAMS (the Regional Atmospheric Modeling

System) được sử dụng để mô phỏng hoàn lưu khí quyển thời kì bùng nổ gió mùa trong

các năm 1998, 1999, 2001, 2004 và 2010 Mô tả chi tiết về mô hình có thể tham tìm

trên trang web http://atmet.com Tâm miền tính đặt tại 19oN – 95oE, sử dụng phép

chiếu cực Cấu hình miền tính bao gồm 271 bước lưới theo phương vĩ tuyến, 221 bước

lưới theo phương kinh tuyến và 30 mực theo phương thẳng đứng Độ phân giải ngang

là 45 km x 45 km Lớp dưới cùng dày 100 m, độ dày các lớp tiếp theo bằng độ dày lớp

ngay sát bên dưới nhân với 1,15 Khi độ dày lớp thẳng đứng đạt 1200 m, các lớp tiếp

theo đó sẽ được gắn bằng 1200 m Bước thời gian tích phân là 30 s, các sơ đồ tham số

hóa đối lưu Kain-Fritsh cải tiến và sơ đồ bức xạ Mahrer/Pielke được kích hoạt 5 phút

một lần

Mô hình được ban đầu hóa sử dụng số liệu tái phân tích cho các năm 1998,

1999, 2001, 2004 và 2010 của National Oceanic and Atmospheric Administration

(NCAR/NCEP) Bộ số liệu này bao gồm nhiệt độ khí quyển, độ ẩm, độ cao địa thế vị,

trường gió kinh hướng và gió vĩ hướng Các trường được cho trên 17 mặt đẳng áp với

độ phân giải ngang 2,5 x 2,5o Các điều kiện biên trong quá trình tích phân được cập

nhật 6 h một lần cũng sử dụng các trường tái phân tích này

Nhiệt độ mặt nước biển sử dụng cho ban đầu hóa mô hình là số liệu được tính

toán dựa trên phương pháp nội suy tối ưu của NCAR/NCEP Mỗi file số liệu cung cấp

nhiệt độ mặt biển từng tuần với độ phân giải 1o

x 1o

Số liệu mưa dùng để phân tích trong luận văn này bao gồm số liệu quan trắc

của các trạm Nam Bộ và số liệu mưa Global Precipitation Climatology Project

(GPCP) Mưa GPCP là bộ số liệu mưa trên ô lưới với độ phân giải 1o x 1o của NASA

Điểm bắt đầu là (89,5°N; 0,5°E) và điểm kết thúc là (89,5°S; 0,5°W)

28

3.2 Phân bố mưa mô phỏng

3.2.1 Đặc trưng phân bố mưa mô phỏng về diện

Giá trị mưa mô phỏng được biểu diễn trong Hình 3.1 tới Hình 3.5 cho thấy trước thời điểm xuất hiện mưa mùa hè tại Nam Bộ tồn tại ba khu vực mưa chính bao gồm dải mưa tại vùng xích đạo Indonesia, dải mưa tại khu vực front Mei – yu phía đông Trung Quốc và một vùng mưa lớn tại Sri Lanka Gần tới ngày bùng nổ gió mùa, dải mưa xích đạo có xu hướng di chuyển rất nhanh lên phía bắc, lan qua Malaysia tới bán đảo Đông Dương Sự di chuyển này thường diễn ra đồng thời với sự dịch chuyển của xoáy thuận Sri Lanka vào vịnh Bengal, tạo lên sự bùng phát mưa tại các khu vực này Đến ngày bùng nổ gió mùa, các dải mưa lớn với lượng mưa trên 10 mm.ngày-1

đều đã xuất hiện ở Bengal, bán đảo Đông Dương và vùng xích đạo nhiệt đới Indonesia Hầu hết các trường hợp mô phỏng cũng cho thấy bùng nổ gió mùa tại Nam Bộ thường diễn ra sau sự xuất hiện của xoáy kép tại Sri Lanka vài ngày, mặc dù cơ chế vật lý giải thích cho hiện tượng này là chưa rõ ràng, tuy nhiên có thể coi xoáy thuận này như một tín hiệu dự báo rất tốt cho sự xuất hiện của mưa gió mùa tại Nam Bộ

So sánh với mưa GPCP trong Hình 2.1 cho thấy, mô hình RAMS đã nắm bắt khá tốt được các vùng mưa quy mô lớn, đặc biệt cho khu vực Việt Nam trong ngày bùng nổ gió mùa Sự di chuyển của các vùng mưa mô phỏng cũng khá gần với sự thay đổi của OLR được biểu diễn trong Hình 2.3 Xét về diện mưa, mô hình RAMS có xu hướng cho diện mưa chưa thực sự sát với thực tế, đặc biệt là tại khu vực Indonesia Trong một số trường hợp, mô hình cho mưa bất thường ở Ấn Độ Dương và phía nam biển Ả rập, nơi không có số liệu quan trắc mưa dành cho số liệu GPCP Ngược lại, trong một số ngày của các trường hợp khác, mô hình lại cho mưa ít hơn trên toàn bộ miền tính (ví dụ ngày 09/04/1999 hoặc ngày 06/05/2001) Tuy nhiên với độ phân giải thô của mô hình là 45 km x 45 km, mục đích chính của luận văn không phải là dự báo chính xác lượng mưa mà chỉ đưa ra nhận định về khả năng mô phỏng của mô hình trong ngày bùng nổ gió mùa, do đó, kết quả mưa mô phỏng về diện như vậy là có thể chấp nhận được

Trang 21

29

Hình 3.1 Phân bố mưa mô phỏng thời kì bùng nổ gió mùa năm 1998

30

Trang 22

31

Trong những năm El Niño, mưa thường xuất hiện khá muộn (từ giữa tới nửa

sau của tháng Năm), còn trong những năm La Nina, mưa xuất hiện khá sớm (từ cuối

tháng Tư đến đầu tháng Năm) Mưa xuất hiện tại khu vực cao nguyên Lâm Viên trước,

sau đó tại đồng bằng sông Cửu Long và Tây Nguyên Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu

tháng tư, gió tây nam chưa hình thành ở Nam Bộ nên mưa này không phải là mưa gió

mùa, mà là mưa tiền gió mùa mà là mưa gây bởi các nhiễu động nhiệt đới hoặc do gió

đông vận chuyển ẩm từ Biển Đông vào đất liền gặp địa hình gây nên Mặc dù mưa này

không lớn và liên tục, nhưng sự xuất hiện của nó có thể được coi là tín hiệu báo trước

của sự xuất hiện gió mùa mùa hè trong những ngày tiếp theo

3.2.2 Đặc trưng mưa mô phỏng về lượng

Khả năng mô phỏng mưa về lượng của mô hình RAMS được đánh già từ Hình

3.6 đến Hình 3.15 khi so sánh giá trị mưa được đưa về trạm từ kết quả mô phỏng và

giá trị mưa quan trắc tương ứng của trạm đó

32

Hình 3.6 Lượng mưa quan trắc tại các trạm Nam Bộ

từ 8/5 đến 21/5 năm 1998, đơn vị mm.ngày - 1

Hình 3.7 Lượng mưa mô hình tại các trạm Nam Bộ

Trang 23

33

34

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	13,8 MB