Nghiên cứu sự ảnh hưởng của dải hội tụ nhiệt đới đến lượng mưa ở khu vựcTrung Trung BỘ

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Dải hội tụ nhiệt đới 1.1.1.Khái niệm Theo Khromov (1957)7:ITCZ là dải thời tiết xấu, hình thành bởi sự hội tụ của tín phong 2 bán cầu, của tín phong 1 bán cầu với tín phong bán cầu kia vượt xích đạo và chuyển hướng và tín phong mỗi bán cầu với đới tín phong gió tây xích đạo mở rộng. Có 3 mô hình của dải hội tụ nhiệt đới: Loại 1: Gần sát xích đạo, xảy ra ở Đại Tây Dương khi tín phong 2 bán cầu gặp nhau ở gần xích đạo. Loại dải hội tụ gió này có tần suất cao, tồn tại ngay trên bản đồ gió trung bình toàn cầu ở miền xích đạo ĐTD. Trong dải hội tụ nhiệt đới này, dải mây tích và mây vũ tích tạo thành dải có mật độ không đều. Chiều rộng của dải mây chừng 200 300m, chiều dài rất lớn, có trường hợp gần như bao quanh Trái Đất. Hình 1.1a: Mô hình ITCZ loại I. Loại 2: Dải hội tụ nhiệt đới là kết quả của sự hội tụ giữa tín phong Nam Bán Cầu vượt xích đạo chuyển hướng thành gió mùa tây nam với tín phong đông bắc Bắc Bán Cầu. Đặc điểm của loại dải hội tụ nhiệt đới này là nằm cách xa xích đạo, với khoảng cách này lực Coriolis đủ lớn để tạo các xoáy xoáy thuận thể hiện qua các xoáy mây trên ảnh mây vệ tinh. Hình 1.1b: Mô hình ITCZ loại II. Dải hội tụ nhiệt đới loại 2 đặc trưng cho dải hội tụ nhiệt đới ở Đông Nam Á và Biển Đông. Những xoáy thuận trên dải hội tụ nhiệt đới là nhiễu động ban đầu cho sự hình thành của bão ở Biển Đông. Loại 3: Tín phong hai bán cầu hội tụ với đới gió tây xích đạo mở rộng. Dải hội tụ nhiệt đới thứ ba là dải hội tụ kép với dải hội tụ chính ở Bắc Bán Cầu và dải hội tụ phụ ở Nam Bán Cầu với cường độ phát triển không lớn bằng dải hội tụ ở phía bắc. Loại dải hội tụ nhiệt đới này ít thấy hơn so với hai loại trên và chỉ xảy ra ở nơi đới gió tây xích đạo biểu hiện rõ.

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là bài nghiên cứu của riêng em và được sự hướng dẫnkhoa học của ThS Phạm Minh Tiến Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài

là trung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những sốliệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chínhtác giả thu thập từ các nguồn số liệu khác nhau Ngoài ra đồ án còn sử dụng một sốnhận xét đánh giá của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn vàchú thích nguồn gốc Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịutrách nhiệm về nội dung đồ án tốt nghiệp của mình

Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2017

Sinh viên

Ngô Duy Anh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thiện tốt bài đồ án này, với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm

ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong khoa Khí tượng Thủy văn đã dạy dỗ,tận tình chỉ bảo em trong suốt những năm tháng học tập tại trường

Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy giáo Phạm Minh Tiến,người đã trực tiếp định hướng và hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án tốtnghiệp

Bên cạnh đó em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành những lời nhận xét, góp ý

từ Thầy cô và bạn bè giúp em hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp này được hoàn chỉnhhơn

Cũng nhân đây em muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đãluôn bên cạnh ủng hộ, động viên và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập cũngnhư làm đồ án tốt nghiệp

Trong suốt quá trình làm đồ án, mặc dùem đã rất cố gắng để hoàn thiện nhưngcũng không thể tránh khỏi được sai sót, rất mong nhận được những góp ý quý báucủa các thầy cô để em có thể rút kinh nghiệm, sửa chữa bổ sung cũng như để hoànthành được hoàn chỉnh hơn nữa

Cuối cùng em xin chúc Quý thầy cô, gia đình, bạn bè lời chúc sức khỏe, hạnhphúc và công tác tốt

Em xin chân trọng cảm ơn !

MỞ ĐẦU

Trong thực tế, không khí xáo trộn và được đưa lên cao, dọc theo một đường,đường đó gọi là dải hội tụ nhiệt đới Nói khác đi, dải hội tụ là nơi có dòng thăng rõrệt Dọc theo dải hội tụ, ảnh hưởng của tốc độ gió và hướng gió khác nên không khí

bị dồn nén lại và thăng lên cao Dải hội tụ có thể kéo dài từ 500- 600 đến hàngnghìn km

Dải hội tụ nhiệt đới là một trong các hệ thống thời tiết có thể cho lượng mưarất lớn đến mức kỷ lục trên diện rộng ở miền nhiệt đới, đặc biệt là khi hoạt động củadải hội tụ nhiệt đới lại kết hợp với các hình thế thời tiết khác như front lạnh, bão cóthể hình thành trên dải hội tụ nhiệt đới

Trung Trung Bộ là vùng có điều kiện khí hậu khắc nghiệt nhất trong cả nước.Hàng năm thường xảy ra nhiều thiên tai như bão, lũ, gió Lào, hạn hán, mà nguyênnhân cơ bản là do vị trí, cấu trúc địa hình tạo ra Vùng này cũng chịu ảnh hưởng củagió mùa đông bắc lạnh, tuy nhiên không nhiều như ở Bắc Bộ Điều kiện khí hậu củavùng gây khó khăn cho sản xuất đặc biệt là sản xuất nông nghiệp

Vào mùa mưa ở khu vực Trung Trung Bộ có nhiều hình thế thời tiết gây mưatrên khu vực: bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới, rãnh gió mùa Vì vậy, việcnắm rõ quy luật, thời gian hoạt động, đặc điểm cơ bản của những hình thế gây mưalớn và sự kết hợp giữa các hình thế với nhau đóng vai trò quan trọng đối với côngtác dự báo của các dự báo viên

Do đó, em đã chọn đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của dải hội tụ nhiệt

đới đến lượng mưa ở khu vực Trung Trung Bộ” với những nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan về dải hội tụ nhiệt đới

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả nghiên cứu

Do quá trình nghiên cứu và việc tìm tài liệu, kiến thức cũng như kinh nghiệmcủa bản thân còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót Em rấtmong các thầy, cô cho em những nhận xét, ý kiến để em có thể tiếp thu Đó sẽ lànhững kiến thức quý báu, là hành trang giúp em trong công việc sau này

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ATNĐ: Áp thấp nhiệt đới

CNĐ: Cận nhiệt đới

ĐTD: Đại Tây Dương

ITCZ: Dải hội tụ nhiệt đới.

Loại 1: Gần sát xích đạo, xảy ra ở Đại Tây Dương khi tín phong 2 bán cầu gặpnhau ở gần xích đạo Loại dải hội tụ gió này có tần suất cao, tồn tại ngay trên bản đồ giótrung bình toàn cầu ở miền xích đạo ĐTD Trong dải hội tụ nhiệt đới này, dải mây tích

và mây vũ tích tạo thành dải có mật độ không đều Chiều rộng của dải mây chừng 300m, chiều dài rất lớn, có trường hợp gần như bao quanh Trái Đất

200-Hình 1.1a: Mô hình ITCZ loại I

Loại 2: Dải hội tụ nhiệt đới là kết quả của sự hội tụ giữa tín phong Nam BánCầu vượt xích đạo chuyển hướng thành gió mùa tây nam với tín phong đông bắcBắc Bán Cầu Đặc điểm của loại dải hội tụ nhiệt đới này là nằm cách xa xích đạo,với khoảng cách này lực Coriolis đủ lớn để tạo các xoáy xoáy thuận thể hiện quacác xoáy mây trên ảnh mây vệ tinh

Hình 1.1b: Mô hình ITCZ loại II

Dải hội tụ nhiệt đới loại 2 đặc trưng cho dải hội tụ nhiệt đới ở Đông Nam Á

và Biển Đông Những xoáy thuận trên dải hội tụ nhiệt đới là nhiễu động ban đầucho sự hình thành của bão ở Biển Đông

Loại 3: Tín phong hai bán cầu hội tụ với đới gió tây xích đạo mở rộng Dảihội tụ nhiệt đới thứ ba là dải hội tụ kép với dải hội tụ chính ở Bắc Bán Cầu và dảihội tụ phụ ở Nam Bán Cầu với cường độ phát triển không lớn bằng dải hội tụ ở phíabắc Loại dải hội tụ nhiệt đới này ít thấy hơn so với hai loại trên và chỉ xảy ra ở nơiđới gió tây xích đạo biểu hiện rõ.

Hình 1.1c: Mô hình ITCZ loại III.

Quy luật hoạt động:

Theo những thời hạn ngắn, ITCZ cũng có những quy luật hoạt động nhấtđịnh Theo kết quả nghiên cứu về thời gian kéo dài của một đợt ITCZ hoạt động (từkhi hình thành cho đến khi tan rã) cho thấy, thời gian này rất không đồng nhất, cónhững đợt ITCZ tồn tại rất ngắn, chỉ trong một ngày, thậm chí là trong vài kì quantrắc; ngược lại, có những đợt ITCZ tồn tại trong thời gian khá dài, đợt kéo dài điểnhình nhất đợt từ ngày 12-30/11/86 (19 ngày) [1]

Theo quy luật hoạt động mùa: trong tháng 4 và tháng 11, ITCZ hoạt động ở vĩ

độ thấp nhất Thực tế nghiên cứu từng ngày cũng cho thấy, trong tháng 11, có nhữngđợt ITCZ hoạt động ở vĩ độ rất thấp, xấp xỉ 30N Khi ITCZ hoạt động lên vị trí cao nhất(trong tháng 7 và 8) thường là những ngày có bão hoạt động trong ITCZ và bão đi lênvùng vĩ độ cao; khi bão đổ bộ rồi tan đi thì ITCZ cũng tan theo nên nó không kéo dàimấy ngày như khi ở vĩ độ thấp nhất Ví dụ, đợt ngày 15/7/1987, ITCZ hoạt động ở vĩ

độ khá cao, cao trên 360N và đến ngày sau đó bão đổ bộ vào Trung Quốc thì ITCZcũng tan theo

1.1.2 Đặc trưng

ITCZ có những đặc trưng sau:

1) ITCZ là giới hạn phía xích đạo của vòng hoàn lưu Hadley và cũng là nơihình thành nhánh đi lên vòng hoàn lưu này

2) ITCZ là một đới hẹp bao quanh Trái đất, về cơ bản, nó nằm trong bán cầumùa hè Tuy nhiên, vị trí của ITCZ có sự biến động rất lớn tuỳ theo từng khu vực.Trên bề mặt, vị trí cực bắc của nó trong tháng 7 và vị trị cực nam của nó trong tháng

1 Trong tháng 7, vị trí của ITCZ dịch chuyển lên phía bắc nhất (tới 280N) trên lục

địa châu Á, còn trong tháng 1 vị trí của nó dịch chuyển xuống phía nam thấp nhấttrên lục địa Australia và Đông Phi Như vậy, tại bề mặt, vị trí của ITCZ thườngtrùng với vùng có nhiệt độ cao nhất, thậm chí ngay cả trên các vùng đại dương.Vìvậy, ITCZ thường được gọi là xích đạo nhiệt của Trái đất.

3) Khi ITCZ nằm ở vị trí cao nhất lên phía bắc hay thấp nhất xuống phía namthì khối không khí phía xích đạo của ITCZ không phải bao giờ cũng là khối khôngkhí từ bán cầu mùa đông thổi sang

4) ITCZ không nằm ngay trên xích đạo mà thường là ở phía bắc hoặc phíanam Nguyên nhân của hiện tượng này vẫn chưa được giải thích một cách rõ ràng.Khi tín phong của một trong hai bán cầu vượt qua xích đạo rồi đổi hướng thành gió

có thành phần tây trước khi hội tụ vào ITCZ (không hẳn chỉ do tác động của lựcCoriolis).Như vậy luôn có một độ đứt gió xoáy thuận qua ITCZ với gió có thànhphần hướng tây phía xích đạo và thành phần hướng đông phía cực của ITCZ

5) Trên quy mô hành tinh, ta có thể xem ITCZ là một đới có khí áp thấp nhất

và có sự hội tụ khối lượng theo phương nằm ngang trong tầng thấp, do vậy nó cũng

là đới có dòng thăng mạnh

6) Thông thường khối không khí phía cực của ITCZ là không khí trong nhánh

đi xuống của vòng hoàn lưu Hadley nên nó là dòng giáng đoạn nhiệt, vì vậy nó khánóng, khô và ổn định Trong khi đó khối không khí phía xích đạo của ITCZ là khốikhông khí biển nhiệt đới, khá mát hơn khối không khí phía cực nên ITCZ thườngnghiêng về phía xích đạo Độ nghiêng của ITCZ có tính biến động rất lớn theokhông gian cũng như thời gian Độ nghiêng này phụ thuộc vào sự khác nhau củanhiệt độ và tốc độ gió giữa hai bên ITCZ.Tuy nhiên sự chênh lệch nhiệt độ giữa haibên ITCZ thường không đáng kể nên độ nghiêng của ITCZ cũng không lớn Do đótrên bản đồ synop, ITCZ thường được xem là một đới bất liên tục về hướng gió vàmột rãnh khí áp thấp nhất chứ không phải là một đới bất liên tục của nhiệt độ

7) Nếu căn cứ vào sự bất liên tục của hướng gió thì trên vùng Ấn Độ, vào tháng

7, ITCZ phát tiển lên đến độ cao lớn nhất, tới mực 400mb Trong khi đó ở nhữngvùng khác, ITCZ thường chỉ phát triển lên đến mực 700mb Phía trên mực đó là dònggió đông khá khô thuộc hoàn lưu của áp cao cận nhiệt đới Mây được hình thànhtrong lớp không khí ẩm phía xích đạo của ITCZ Trong nhiều trường hợp, khi độ dàycủa lớp ẩm lên tới trên 3km thì những đám mây Cu và Cb lớn được hình thành Trênnhững vùng khác, ta có thể nhận thấy những đám mây tích phát triển theo chiều caokhông lớn hoặc những đám mây tầng tích Lượng mây cực đại thường quan trắc được

ở về phía xích đạo của ITCZ với kích thước khoảng từ 200 đến 500km tính từ vị tríITCZ bề mặt Trên cơ sở đó, việc xác định vị trí của ITCZ trên những vùng không có

số liệu quan trắc gió và áp được thực hiện bằng ảnh mây vệ tinh cho kết quả rấttốt.Như vậy, ITCZ không những là một đới bất liên tục về hướng gió, một đới có khí

áp nhỏ nhất mà còn là một đới mây cực đại trên ảnh mây vệ tinh

Những hệ thống thời tiết quy mô synop và quy mô vừa cũng tác động nhấtđịnh đối với thời tiết gần vùng ITCZ Trong ITCZ, mây biến đổi mạnh do có sự daođộng về vị trí và cường độ của chuyển động thăng trong vùng lân cận Vị trí vàcường độ của áp cao cận nhiệt đới trong cả hai bán cầu đều ảnh hưởng tới vị trí vàcường độ của ITCZ

8) ITCZ có vai trò vận chuyển nhiệt: Như đã biết, cán cân bức xạ của hệ thốngmặt đất-khí quyển vùng nhiệt đới luôn luôn dương, còn ở vùng vĩ độ cao luôn luôn

âm Trong đó, các đại dương nhiệt đới chiếm phần lớn năng lượng này Khoảng 1/3năng lượng mà các đại dương nhận được được vận chuyển lên vùng vĩ độ cao nhờcác dòng hải lưu, còn 2/3 năng lượng còn lại được vận chuyển từ các đại dương vàokhí quyển do bốc hơi Khi trong ITCZ chưa có đối lưu phát triển mạnh thì hơi nướcđược vận chuyển tới những vùng cận nhiệt đới trong tầng đối lưu dưới Nhưng khitrong ITCZ có đối lưu phát triển mạnh thì tiềm nhiệt ngưng kết được giải phóng ra,trở thành hiển nhiệt trong các lớp khí quyển của tầng đối lưu trên rồi được vậnchuyển lên các vĩ độ cận nhiệt đới

Theo chương trình nghiên cứu GATE [2] (Global Atmospheric TropicalExperiment) trên khu vực Đại Tây Dương đã chỉ ra những đặc điểm cơ bản củaITCZ trong phạm vi 15 vĩ độ Về cơ bản, cấu trúc của ITCZ trên phạm vi toàn cầuđưuọc mô tả như trên, nhưng đối với từng khu vực cụ thể thì nó lại mang những nétđặc trưng riêng Ngay cả khi đã xét cho tưng khu vực cụ thể, vị trí và cấu trúc củaITCZ cũng có những biến động hàng ngày và nhiều ngày khá phức tạp Theo cáccông trình nghiên cứu thì sự biến động của ITCZ theo thời gian là do:

- Sự dịch chuyển theo hướng bắc- nam quy mô toàn cầu.

- Sự dịch chuyển của sóng đông.

- Biến thiên nhiệt độ ngày đêm.

- Cấu trúc của trường áp: ở trung tâm rãnh, khí áp cực tiểu với giá trị

1011,9-1012,0mb kéo dài trên phạm vi khoảng 6 độ vĩ, từ dải thứ 5 đến dải thứ 11 Phần phíabắc của rãnh, gradient khí áp là 0,15mb/độ vĩ, còn phần phía nam là 0,3mb/ độ vĩ

- Cấu trúc trường gió vĩ hướng: Ở bề mặt gió tây tồn tại trong tất cả các vĩ

tuyến và đạt cực đại tại điểm thứ 8, nơi có đối lưu cực đại Dòng gió đông tầng giữa

có tốc độ cực đại lớn hơn 10m/s với trung tâm nằm phía bắc vùng có dòng thăngcực đại Dòng gió đông nhiệt đới trên mực 200mb có một một cực tiểu rõ ràng trênvùng có dòng thăng cực đại

- Cấu trúc trường gió kinh hướng: Hầu hết các dòng kinh hướng tầng thấp hội

tụ vào ITCZ đều đến từ phía nam của ITCZ, dòng hội tụ từ phía bắc ITCZ đến yếunhưng tồn tại tới độ cao lớn Đới hội tụ giữa gió nam và gió bắc tại bề mặt nằm cáchvùng đối lưu cực đại khoảng 200km về phía bắc.Vùng phân kì mạnh nhất xuất hiệntrong tầng đối lưu trên với trục gần trùng với đới hội tụ tầng thấp

- Sự phân kì vận tốc nằm ngang và chuyển động thẳng đứng: Xung quanh đới

đối lưu cực đại có một vùng hội tụ tầng thấp và phân kì tầng cao

- Độ ẩm tương đối: Xung quanh dải có đối lưu cực đại, từ thấp lên cao, độ ẩm

ntương đối lớn hơn vùng khác từ 10 đến 15%

- Giáng thuỷ: Giáng thuỷ cực đại có thể đạt 30 mm/ngày.

1.1.4 Hệ quả thời tiết

Dải hội tụ nhiệt đới có ảnh hưởng lớn thới thời tiết khu vực Nam Á Hằngnăm, Dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) bắt đầu từ tháng 6, tới tháng 7, 8, thậm chí làtháng 9, nó thường hoạt động mạnh ở biển Đông Áp thấp ở Biển Đông và Bãothường phát triển trên Dải hội tụ nhiệt đới[6]

Căn cứ vào quy luật hoạt động của ITCZ và số liệu TBNN cho thấy, vị trícao nhất trung bình tháng của ITCZ vào tháng 8, khoảng 210N đi qua khu vựcĐBBB, tương ứng với vị trí trục Áp cao Tây TBD cao nhất vè phía bắc TBNN vàotháng 8: khoảng 30,50N (theo tập số liệu TBNN vè trục Áp cao tây TBD của Phòng

Dự báo hạn ngắn- Trung tâm Quốc gia Dự báo KTTV)

Đối với khu vực Bắc Bộ, ITCZ hoạt động mạnh vào các tháng 7, 8 trong khi ởkhu vực Trung Trung Bộ, ITCZ thường hoạt động trong tháng 9, 10

Vào tháng 9, 10, ITCZ lùi vê phía nam ở ven biển Trung Bộ, tháng 11 lùi vềphía nam hơn nữa, sang tháng 12 thì nó sẽ trở về vị trí TBNN của mùa đông Bìnhthường khi ITCZ hoạt động trong thời tiết đối lưu: mưa rào, dông ở 2 rìa của đườnghội tụ; song mưa lớn diện rộng chỉ xảy ra khi cường độ của ITCZ mạnh lên, tức là

tốc độ gió đông - đông nam ở phía bắc đường hội tụ, hoặc gió mùa tây nam ở phíanam đường hội tụ mạnh lên, hoặc khi trên đường ITCZ xuất hiện các nhiễu độngxoáy thuận ở gần bờ biển rồi đi vào phía tây vào đất liền, gây quá trình mưa vừa-mưa to diện rộng.

Hoặc từ tháng 9 đến tháng 11, khi ITCZ hoạt động trên khu vực Trung Bộ,trên cao là đới gió đông- đông nam dày và mạnh, ở mặt đất có KKL xâm nhập, tácđộng vào rìa phía bắc của ITCZ, gây quá trình mưa lớn diện rộng, đặc biệt là phầnphía bắc của ITCZ, có thể nói đây là các quá trình cơ bản , đặc trưng cho ITCZ ảnhhưởng đến thời tiết nước ta, nhất là khu vực Bắc Bộ và Trung Bộ

Dựa vào kết quả nghiên cứu, tổng kết các dạng hình thế Synop gây mưa lớncho các tỉnh ven biển Trung Bộ, trong đó ITCZ là loại hình thế rất đặc trưng có thểgây ra các dạng sau:

- ITCZ hoạt động đơn thuần: trên cao là đới gió đông- đông nam dày và mạnh

của rìa phía nam Áp cao tây TBD Ở dạng này, mưa lớn xảy ra tập trung ởphía bắc đường ITCZ với lượng mưa phổ biến từ 200- 300m trong toàn đợt,thời gian mưa từ 2- 3 ngày; khi tốc độ gió đông- đông nam ở trên cao suy yếu,mưa giảm đi; vùng mưa từ phía nam đường ITCZ rất hẹp

- ITCZ có kèm theo xoáy thuận ở gần bờ biển Trung Bộ: mưa lớn xảy ra với

cường độ mạnh khi xoáy thuận tiếp giáp bờ biển và đi sâu về phía tây Vùngmưa lớn từ vị trí xoáy thuận vào đất liền và mở rộng về phía bắc tới 3- 4 vĩ độ,lượng mưa cả đợt phổ biến từ 300- 400mm; trung tâm mưa lớn xảy ra ở vùngxoáy thuận vào đất liền và lệch về phía bắc, vùng phía nam xoáy thuận cũngnhư phía nam ITCZ mưa lớn xảy ra trên phạm vi hẹp dưới 1 vĩ độ

- Đây là dạng hình thế ITCZ có xoáy thuận đi vào đất liền có tác động đồng thời

của KKL đến rìa phía bắc của xoáy thuận và ITCZ, hoặc KKL tác động sau 24h sau khi xoáy thuận đi vào đất liền miền Trung Mưa lớn xảy ra trên diện rộng

12-kể từ vị trí ITCZ có xoáy thuận mở rộng về phía bắc, tiếp giáp khu vực có KKLxâm nhập xuống phía nam bất kể có front lạnh hoặc KKL khuếch tán Loại hìnhnày thường xảy ra nhiều trong tháng 10, 11 (khi ITCZ đã lùi xuống dưới vĩ tuyến

150N); lượng mưa trung bình trong toàn đợt phổ biến từ 300- 500mm, và không íttrường hợp cho lượng mưa từ 600- 700mm; lượng mưa ngày lớn nhất có thể đạttới 400-500mm Thời gian mưa kéo dài 4- 5 ngày, khi KKL suy yếu (khí áp mặtđất bắt đầu giảm, quá trình mưa lớn cũng giảm dần)

1.3 Mưa

1.3.1 Khái niệm

Mưa là một dạng ngưng tụ của hơi nước khi gặp điều kiện lạnh, mưa có cácdạng như: mưa phùn, mưa rào, mưa đá, các dạng khác như tuyết, mưa tuyết, sương.

Mưa được tạo ra khi các giọt nước khác nhau rơi xuống bề mặt Trái Đất từcác đám mây Không phải toàn bộ các cơn mưa đều có thể rơi xuống đến bề mặt,một số bị bốc hơi trên đường rơi xuống do đi qua không khí khô, tạo ra một dạngkhác của sự ngưng đọng

1.3.2 Đặc trưng

Mưa đóng một vai trò quan trọng trong chu trình thủy học trong đó nước từcác đại dương (và các khu vực khác có chứa nước) bay hơi, ngưng tụ lại thành cácđám mây trong tầng đối lưu của khí quyển do gặp lạnh, khi các đám mây đủ nặng,nước sẽ bị rơi trở lại Trái Đất, tạo thành mưa, sau đó nước có thể ngấm xuống đấthay theo các con sông chảy ra biển để lại tiếp tục lặp lại chu trình vận chuyển

Các giọt mưa nhỏ là có dạng gần như hình cầu Các giọt lớn hơn thì bị bẹt dần

đi, giống như bánh hamburger (một loại bánh mì dẹp như bánh bao); còn các giọt rấtlớn thì có hình dạng giống như cái dù Trung bình thì giọt mưa có kích thước từ 1mmđến 2 mm theo đường kính.Những giọt mưa lớn nhất trên Trái Đất đã được ghi lại

ở Brasil và quần đảo Marshall năm 2004 - một số giọt có kích thước tới 10mm Kíchthước lớn được giải thích là sự ngưng tụ trong các hạt khói lớn hay bởi sự va chạmgiữa các giọt mưa trong một khu vực nhỏ với lượng rất lớn nước lỏng

1.3.3 Phân loại mưa

Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia phân loại mưa theo mức độ mưa:

- Mưa vừa: lượng mưa đo được từ 16 - 50 mm/24h,

- Mưa to: Lượng mưa đo được từ 51 – 100mm/24h,

- Mưa rất to: Lượng mưa đo được > 100mm/24

1.4 Đặc điểm địa lý và khí hậu khu vực Trung Trung Bộ

1.4.1 Vị trí địa lý

Khu vực Trung Trung Bộ nằm ở Trung phần Việt Nam theo hướng tây bắc –đông nam trải dài từ vĩ tuyến 14°32’ - 18°06’N Gồm 5 tỉnh và 1 thành phố: QuảngBình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi và Thành phố Đà Nẵng

Trung Trung Bộ là một khu vực lớn thuộc duyên hải miền Trung có địa hìnhkhá phức tạp: Phía Đông là dải đồng bằng nhỏ hẹp ven biển tiếp cận biển Đông vàvùng đồi núi thấp, Phía tây là một phần Đông Nam dãy Trường Sơn, với nhiều

nhánh núi ngang vuông góc bờ biển tạo thành những đèo cắt ngang các đồng bằngnhư Đèo Ngang, đèo Hải Vân.

Nhìn chung khu vực Trung Trung Bộ có 4 loại địa hình chủ yếu: núi, đồithấp, đồng bằng và bãi cát ven biển; trong đó loại địa hình vùng núi chiếm khoảng2/3 diện tích đất tự nhiên Địa hình có hướng nghiêng từ tây sang đông với độ dốckhá lớn

1.4.2 Đặc điểm khí hậu

Trung Trung Bộ cũng như các vùng khác ở Việt Nam nằm trong vùng nhiệtđới gió mùa, nhưng do vị trí địa lý và địa hình phức tạp nên thời tiết do gió mùađem đến cho khu vực Trung Bộ khác biệt nhiều so với các khu vực khác trên lãnhthổ nước ta

Gió mùa tây nam thường đem đến mưa to ở một số thung lũng đón gió tâynam của các tỉnh ven biền miền Trung, nhưng lại đem đến không khí khô hanh,nắng nóng ở phần lớn lãnh thổ các tỉnh ven biển Trung Bộ Hoặc như gió mùa đôngbắc gây ra mưa to đến rất to ở các tỉnh ven biển miền Trung Do đó mùa mưa vàmùa khô ở khu vực này khác hẳn với các nơi khác

Mạng lưới sông suối rất phức tạp, sông ngắn, quanh co khúc khuỷu, có độdốc lớn, các sông đều bắt nguồn từ những vùng núi cao của dãy Trường Sơn và đổ

ra biển Đông, do đó dòng chảy trong sông chủ yếu phụ thuộc vào lượng mưa trong

Hình 1.2 B n đ khu v c Trung Trung B [ngu n: ĐKTTV KV TTB] ản đồ khu vực Trung Trung Bộ [nguồn: ĐKTTV KV TTB] ồ khu vực Trung Trung Bộ [nguồn: ĐKTTV KV TTB] ực Trung Trung Bộ [nguồn: ĐKTTV KV TTB] ộ [nguồn: ĐKTTV KV TTB] ồ khu vực Trung Trung Bộ [nguồn: ĐKTTV KV TTB].

lưu vực Cùng với chế độ mưa phức tạp nên dòng chảy lũ trên các sông thường rất

ác liệt, lũ tập trung nhanh, biên độ lũ lớn gây ra nhiều khó khăn cho công tác dựbáo Trên toàn khu vực có 4 hệ thống sông lớn gồm: Hệ thống sông Gianh tỉnhQuảng Bình, hệ thống sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế, hệ thống sông Vu Gia -Thu Bồn tỉnh Quảng Nam – TP Đà Nẵng và hệ thống sông Trà Khúc tỉnh QuảngNgãi Vào mùa lũ các hệ thống sông này cùng các hệ thống sông nhỏ khác thườngxuất hiện lũ quét vùng thượng lưu và gây ngập lụt nghiêm trọng cho vùng hạ lưu

1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.5.1 Ngoài nước

Đối với việc dự báo thời tiết, việc nắm vững những hệ thống thời tiết và hình thếthời tiết với những quy luật hoạt động của nó là vấn đề then chốt, có ý nghĩa quan trọngđối với công tác dự báo của các dự báo viên Chính vì vậy mà ngay chiến tranh Thếgiới lần thứ 2, khi người ta nhận thức được tầm quan trọng của bản tin dự báo khítượng đối với an ninh và quốc phòng, hàng loạt các công trình nghiên cứu về hệ thốngthời tiết và hình thế thời tiết đã được thực hiện

Tác giả Chen đã nghiên cứu mưa lớn ở miền Trung Việt Nam để tìm ra sự khácbiệt về chế độ mưa của vùng này so với các vùng khác Ông đã tiến hành xem xét ảnhhưởng của hiện tượng ENSO đến mưa ở miền Trung Thông qua lượng mưa 29 năm(1979-2007) theo dạng lưới, từ bộ số liệu tích hợp quan trắc phân giải cao Châu Á đểđánh giá nguồn nước (APHRODITE), sử dụng để mô tả khí hậu mưa ở Việt Nam.Lượng mưa quan trắc được tại 163 trạm mặt đất ở Việt Nam năm 2007 được sử dụng

để xác nhận kết quả phân tích lượng mưa từ APHRODITE Từ số liệu APHRODITE,tác giả dùng để xác nhận 2 chế độ mưa: chế độ mưa tháng 10 - tháng 11 ở miền TrungViệt Nam và chế độ mưa tháng 5 - tháng 10 ở phía Bắc và phía Nam Việt Nam Ông

đã nhận thấy rằng, sự hiện diện của dãy Trường Sơn dọc theo biên giới phía tây củaViệt Nam với Lào và Campuchia đã tạo ra chế độ mưa tháng 10- 11 ở miền Trung ViệtNam khác biệt so với chế độ mưa tại những vùng khác.[1]

Jun Matsumoto(2007) đã tiến hành nghiên cứu về sóng lạnh và dị thường gióNam tại khu vực giữa biển Đông (Nam Trung Hoa) kết hợp với một số áp thấp nhiệtđới gây mưa lớn ở khu vực Trung bộ; khi nghiên cứu về mưa lớn trên khu vực miềnTrung, tác giả đã sử dụng bộ số liệu tái phân tích và bộ số liệu về lượng giáng thủy

bề mặt trong 24 năm (1972-2002) Cùng với đó là bộ số liệu trường hoàn lưu khíquyển sử dụng trong nghiên cứu này là bộ số liệu tái phân tích trong 25 năm củaNhật Bản, được cung cấp bởi cơ quan khí tượng Nhật Bản (JMA) và trung tâmnghiên cứu về công nghiệp điện năng (CRIEPI) Độ phân giải theo phương ngang

với kinh độ và vĩ độ là 1,250, khoảng thời gian là 6h, với 12 mực tầng đối lưu (1000,

925, 850, 700, 600, 500, 400, 300, 250, 200, 150 và 100 hPa) Nghiên cứu này cũng

sử dụng số liệu được thu thập liên tục bởi phòng Khí tượng Thủy văn Lào (8 trạm),phòng khí tượng Campuchia (4 trạm) và Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Giacủa Việt Nam (52 trạm) Theo tác giả, các nhiễu động qui mô synop và qui mô lớngây ra những biến đổi về giáng thủy tại miền Trung trong suốt mùa gió mùa mùa hèvới một khoảng thời gian dài từ vài ngày cho tới vài tuần Các nhiễu động cũngđóng vai trò quan trọng đối với những biến đổi về giáng thủy tại các khu vực venbiển phía Đông trong suốt pha chuyển tiếp gió mùa [2]

Theo tác giả Nguyễn Viết Lành và Phạm Vũ Anh trong cuốn giáo trình

“Phân tích và dự báo thời tiết”[4], rãnh thấp xích đạo/ ITCZ hoạt động trên phía

Tây Bắc Thái Bình Dương và trên lãnh thổ Việt Nam theo mùa như sau:

Theo kết quả nghiên cứu từ bộ bản đồ đường dòng và đường đẳng cao trungbình tháng, trong thời gian từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, ITCZ chủ yếu hoạtđộng ở bán cầu Nam và ít ảnh hưởng đến thời tiết Việt Nam

Từ tháng 4 đến tháng 12, ITCZ dần dịch chuyển từ bán cầu Nam lên bán cầuBắc và nó dịch chuyển lên tới vĩ độ cao nhất ( khoảng 250N) vào các tháng mùa hè ởbán cầu Bắc Khi đó ITCZ ảnh hưởng rất nhiều tới thời tiết Việt Nam Cụ thể như sau:

a) Trong tháng 4: Ở vùng xích đạo tồn tại ITCZ kép, tín phong từ hai bán cầuđều tiếp cận và xâm nhập vào vùng xích đạo, chúng vẫn đang ở thế gần như cânbằng: tín phong bán cầu Bắc chưa rút lui hẳn nhưng tín phong bán cầu Nam cũngchưa vượt lên phía bắc được Hình thế này phản ánh đây là tháng chuyển tiếp từmùa đông sang mùa hè ở bán cầu Bắc

b) Sang tháng 5: ITCZ kép đã được thay thế bằng hệ thống đệm ở trên khuvực xích đạo từ Ấn Độ Dương qua nam Biển Đông tới Tây Bắc TBD Tín phongbán cầu Nam đã vượt qua xích đạo đi lên bán cầu Bắc, thay thế tín phong ở phíanam áp cao Ả Rập và áp cao vịnh Bengal Đới gió tây này, ngoài phần thổi qua

Ấn Độ và Myanma để hội tụ vào rãnh thấp Nam Á, còn thổi sang phía đông đểcùng đới gió vượt qua xích đạo ở nam Biển Đông hội tụ với tín phong bán cầuBắc từ rìa tây nam áp cao Bắc TBD tạo thành ITCZ chạy từ Tây Bắc TBD đếnnam Biển Đông

c) Sang tháng 6: Hoàn lưu khu vực không thay đổi nhiều so với tháng 5,ngoại trừ một số điểm đáng chú ý như: áp cao Bắc TBD thì đang có xu hướng dịchchuyển dần lên phía đông bắc cùng với sự mạnh lên của đới gió mùa tây nam đãlàm cho ITCZ ở phía nam Biển Đông dịch dần lên phía đông bắc, đi qua phía namquần đảo Philippines và liên thông với nhánh tây bắc-đông nam của MST ở venbiển Trung Bộ

d) Đến tháng 7: Áp thấp Nam Á và áp thấp phía đông Trung Quốc đã mạnh đếncực điểm, còn áp cao Bắc TBD tiếp tục dịch chuyển lên phía đông bắc tới vùng biểnphía đông Trung Quốc; cho nên, gió mùa tây nam mạnh thêm, thổi qua bán đảo ĐôngDương, Biển Đông và gặp tín phong bán cầu Bắc ở vùng biển phía đông Philippines

Vì thế, ITCZ không liên thông được với nhánh tây bắc-đông nam của MST nữa mà bịđẩy lên phía đông bắc, rời khỏi Biển Đông đi ra vùng biển Philippines

đ) Vào tháng 8: Gió mùa tây nam trở nên ổn định, áp cao Bắc TBD tiếp tụcdịch chuyển về phía đông bắc, trục của áp cao đã lên tới vĩ tuyến 300N Sự dịchlên của áp cao này cũng tạo điều kiện cho gió mùa tây nam mạnh thổi xa hơn vềphía đông và ITCZ cũng tiếp tục lùi xa hơn một ít về phía đông, song vẫn ở trênvùng biển ngoài khơi quần đảo Philippines

e) Sang tháng 9: Gió mùa tây nam bắt đầu suy thoái, bức tranh hoàn lưu đãthay đổi rõ rệt, điều thể hiện rõ nét nhất là có sự liên thông giữa ITCZ ở phía đôngPhilippines với hệ thống MST Nam Á Tuy vậy, điều quan trọng nhất xuất hiệntrong tháng này là trên mực 1000mb, trong khi gió mùa tây nam còn đang khốngchế khu vực Nam Á và Đông Nam Á, hội tụ mạnh vào MST và ITCZ thì ở trên lụcđịa Trung Quốc đã xuất hiện áp cao Hoa Đông (ở khoảng 370N; 1150E) Xoáynghịch này có một ý nghĩa quan trọng vì đây là cơ cấu đầu tiên của hoàn lưu mùađông, bắt đầu nảy sinh từ trong lòng gió mùa tây nam ở bán cầu Bắc

Từ áp cao Hoa Đông, KKL toả xuống khống chế phần đông nam lục địa TrungQuốc, chúng hợp lưu với tín phong bán cầu Bắc thổi qua bắc Biển Đông, đi sâu vào bắc

bán đảo Đông Dương Chính vì thế mà ITCZ từ phía đông bắc quần đảo Philippines đã

có thể phát triển về phía tây, tiếp cận và liên thông với hệ thống MST Nam Á

g) Sang tháng 10: Áp cao Sebiria dịch sang phía đông, hoàn lưu của nó hợplưu với hoàn lưu của áp cao Hoa Đông và tín phong, tạo thành một đới gió đông bắcmạnh thổi từ vùng biển phía đông Trung Quốc xuống phía tây nam, tới Biển Đông

và bán đảo Đông Dương Trên mực 850mb hoàn lưu đông bắc từ áp cao Hoa Đônghợp lưu với tín phong bán cầu Bắc thổi tới bao trùm cả Biển Đông và bán đảo ĐôngDương Tín phong đông bắc mạnh đã đẩy MST xuống phía nam và đã thực sự trởthành ITCZ đi qua khoảng vĩ tuyến 100N Điều đáng chú ý là sự hoạt động mạnh mẽcủa gió đông, đông bắc ở phía bắc và gió mùa tây nam ở phía nam Biển Đông cũnglàm tăng cường độ hội tụ và thường tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành cácxoáy thuận trên ITCZ trong khu vực Biển Đông và phía đông quần đảo Philippines

h) Đến tháng 11: Trong các lớp khí quyển tầng thấp, gió mùa mùa đông kếthợp với tín phong đông bắc xâm nhập xuống phía nam, tiếp tục đẩy ITCZ xuốngvùng cận xích đạo Trên mực 850mb, ITCZ cũng bị đẩy xuống vùng và lại hìnhthành ITCZ kép ở hai phía của xích đạo, phản ảnh thế cân bằng của hai đới gió bắc

và nam bán cầu và kết thúc thời kì hoạt động của ITCZ ở bán cầu Bắc

Cũng theo PGS.TS Nguyễn Viết Lành, PGS.TS Phạm Vũ Anh và nhómnghiên cứu đã chỉ ra rằng: hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) ảnh hưởng tớithời tiết Việt Nam như sau:

Hàng năm, trên khu vực Nam Á, khi gió mùa tây nam được thiết lập, tínphong bán cầu Nam vượt xích đạo đi lên bán cầu Bắc, ITCZ kép bị phá vỡ, hệthống đệm ở xích đạo được thiết lập thì gió mùa tây nam nhanh chóng tiếp cận vàhội tụ vào rãnh thấp Nam Á Như vậy, MST hình thành ngay trong rãnh thấp Nam

Á và mang vào rãnh một động năng, quan trọng hơn là đã tích lũy được một lượng

ẩm dồi dào khiến cho hệ thống này đã thay đổi về chất Vì thế, vào mùa hè, khi giómùa tây nam đã hội tụ vào rãnh thấp Nam Á thì hệ thống này cần được gọi là MST

để nhấn mạnh đến lượng tiềm năng bất ổn định đang tàng trữ của nó

Gió mùa tây nam không phải bao giờ cũng có thể hội tụ đồng thời trên toàn

bộ rãnh thấp Nam Á dài hàng chục ngàn km, mà nó thường chỉ xảy ra ở một sốđoạn nhất định Thông thường vào những tháng đầu mùa hè (từ tháng 5 đến tháng7), ở phía tây kinh tuyến 800E, MST dường như bị neo giữ vào vị trí của rãnh ápthấp, còn ở phía đông kinh tuyến 800E, MST dao động trong phạm vi từ 15-350N.Đến những tháng cuối hè (từ tháng 8-9), khi tín phong đã dần dần xuất hiện trên

biển Đông thì MST cũng dần tách khỏi rãnh thấp Nam Á để trở thành ITCZ, lùi dầnxuống các vĩ độ thấp cận xích đạo.

Như Nguyễn Văn Hưởng [5] đã đề cập đến trong bài nghiên cứu của mình(2012), tác giả đã tiến hành thống kê mưa lớn ở các tỉnh miền Trung trong vòng 17năm trở lại đây (từ năm 1994- 2010), ở 4 khu vực của miền Trung, trong giai đoạn1994- 2007, khảo sát tập số liệu trên 49 trạm đo và đến giai đoạn 2008- 2010 khảo sáttập số liệu của 57 trạm đo khí tượng Với tiêu chí lượng mưa, diện mưa, thời gian,không gian và dựa trên số liệu mưa có được, tác giả tiến hành phân tích và nhận thấyrằng trung bình hàng năm ở miền Trung và Tây Nguyên có khoảng từ 13- 15 đợt mưalớn Như vậy trong khoảng 17 năm, tác giả đã thống kê được trên 200 đợt mưa lớn diệnrộng, trong đó chỉ riêng trong giai đoạn từ 2001 đến 2010 đã có 142 đợt mưa lớn diệnrộng Để xác nhận các cơ chế ngẫu nhiên của các trường hợp mưa lớn tại miền Trung-Tây Nguyên Việt Nam, tác giả đã tiến hành các phân tích tổng hợp sử dụng số liệu táiphân tích trong khoảng thời gian 25 năm (1979-2010) và số liệu về lượng mưa

Từ kết quả phân tích, tác giả nhận thấy phân bố mưa ở các tỉnh miền Trung

có thể chia làm 3 vùng chính, khu vực bắc miền Trung chịu ảnh hưởng nhiều củacác hình thế từ phía bắc xuống, với các tỉnh Trung và Nam Trung Bộ (các tỉnh từQuảng Bình trở vào xuống đến Bình Thuận)ngoài các hình thế từ phía bắc xuống thìnhững hình thế gây mưa từ phía Đông vào đóng góp chủ yếu; với khu vực TâyNguyên thì những nguyên nhân phía bắc cũng có, từ phía đông vào cũng xuất hiện,nhưng mưa vừa, mưa to ở Tây Nguyên chủ yếu bắt nguồn từ sự mạnh lên của giómùa tây nam, vì thế giữa khu vực trung và nam Trung Bộ các hình thế gây mưa lớn

là tương đối đồng nhất do vậy, chúng tôi đã chia miền Trung ra làm 3 vùng có cáchình thế gây mưa giống nhau nhất đó là khu vực Bắc Trung Bộ, Trung và NamTrung Bộ (các tỉnh từ Quảng Bình đến Ninh Thuận); khu vực Tây Nguyên

Nguyễn Tiến Toàn đã dựa trên số liệu quan trắc và tổng lượng mưa dự báo24h, 48h, 72h tại các trạm quan trắc để xây dựng phương trình dự báo lượng mưatại trạm của mô hình WRF trong 02 trường hợp cập nhật và không cập nhật cho 15trạm Khí tượng trong khu vực Trung Trung Bộ, cụ thể các trạm: Tuyên Hóa, BaĐồn, Khí tượng Đồng Hới, Đông Hà, Khe Sanh, Cồn Cỏ, Nam Đông, A Lưới, Huế,

Đà Nẵng, Trà My, Tam Kỳ, Quảng Ngãi, Ba Tơ, Lý Sơn và lượng mưa trung bìnhtại các phân vùng: Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên- Huế, Quảng Nam - ĐàNẵng, Quảng Ngãi Các nhân tố dự báo được tuyển chọn bằng phương pháp hồi quytừng bước Khi xây dựng phương trình dự báo cho trạm khí tượng và mưa trungbình ở khu vực nhỏ nào thì nhân tố dự báo sẽ được sử dụng là số liệu lượng mưa dự

báo tại các trạm tại các khu vực đó Phương án xây dựng phương trình hồi quy đốivới dự báo mưa dựa trên kết quả dự báo của WRF với trường hợp không cập nhật

và cập nhật số liệu địa phương đã cải thiện đáng kể chất lượng dự báo mưa do KKLkết hợp ITCZ ở khu vực Trung Trung Bộ [8]

Trong nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Thục (1992): Khi phân loại các dạnghình thế Synop gây mưa lớn, đặc biệt lớn thuộc các tỉnh Nghệ An- Thừa Thiên Huế,

đã đưa ra những khái quát về tình hình mưa lớn ở miền Trung, nêu ra định nghĩ thếnào là mưa lớn diện rộng, diễn giải sơ lược về tình hình mưa lớn từ Nghệ An đếnThừa Thiên Huế trong giai đoạn từ năm 1976 đến năm 1990, qua đó xác địnhnguyên nhân gây mưa lớn ở khu vực từ Nghệ An trở vào đến Thừa Thiên Huế Sau

đó tác giả tiến hành thống kê các hình thế mưa lớn ở khu vực này và đã chỉ ra có tất

cả 7 loại hình thế có khả năng gây mưa lớn ở miền Trung bao gồm: là Xoáy thuậnnhiệt đới đơn thuần (XTNĐ); XTNĐ kết hợp với gió đông nam (SE) tác động;XTNĐ kết hợp với không khí lạnh tác động trước; XTNĐ kết hợp với KKL tácđộng đồng thời hoặc 12- 24h; Dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) có XTNĐ từ thấp lên cao4- 5km; ITCZ có KKL tác động; KKL hội tụ với tín phong Đối với từng hình thếtác giả đã có những nghiên cứu khá chi tiết, chỉ ra sự ảnh hưởng của nó với miềnTrung như thế nào, khi nó tác động đơn lẻ thì tạo ra hệ quả thời tiết ra sao, khi nótương tác với các hình thế khác hoặc một tổ hợp các hình thế khác thì sự ảnh hưởngcủa nó đối với từng khu vực sẽ diễn ra như thế nào, như với hình thế mưa lớn doXTNĐ tác giả đã phân tích chi tiết, mưa lớn do XTNĐ đơn thuần, mưa lớn doXTNĐ đổ bộ kết hợp với KKL tác động trước, mưa lớn do XTNĐ đổ bộ có KKLkết hợp tác động đồng thời hoặc 12- 24h sau; Mưa lớn do XTNĐ đổ bộ có kết hợpvới KKL tác động 12- 24h sau;Mưa lớn do ITCZ có XTNĐ từ thấp lên cao 4-5km;Mưa lớn do XTNĐ sau khi đổ bộ kết hợp với SE tác động [9]

Với từng hình thế tác giả cũng đã đánh giá xác xuất % của từng hình thế, ảnhhưởng của nó đến từng vùng miền, khu vực ra sao, lượng mưa mà của từng hình thếđối với các vùng sẽ như thế nào, tác giả cũng đã đưa ra những nhận xét về sự giốngnhau, khác nhau giữa thời gian kéo dài, phân bố không gian, lượng mưa ngày, tổnglượng mưa, do từng loại hình thế cơ bản và tổ hợp gây ra; Nhưng ngay từ đầu vớitên đề tài là “Phân loại hình thế Synop gây mưa lớn khu vực Quảng Nam- Đà Nẵngđến Khánh Hòa, trong các tháng 9, 10, 11 giai đoạn 1976- 1990”, thì người đọc đãhình dung ra đây là một đề tài mang tính thống kê thuần túy, dựa trên kinh nghiệmlàm dự báo nhiều năm

Qua đó cho thấy việc xem xét ảnh hưởng của ITCZ đến mưa trên khu vực

Trung Trung Bộ là rất cần thiết nhất là khi đã có những bộ số liệu đầy đủ, rõ rang cả

về không gian và thời gian, từ đó dần sẽ giải quyết triệt để việc phân tích nguyênnhân gây mưa trên khu vực để giải quyết bài toán dự báo mưa tốt hơn

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở số liệu

2.1.1 Số liệu quan trắc

Để nghiên cứu về ảnh hưởng của dải hội tụ nhiệt đới đến lượng mưa khu vựcTrung Trung Bộ, em sử dụng số liệu mưa trong vòng 21 năm (1990- 2010) của cáctrạm khí tượng trong khu vực gồm có: Đồng Hới, Tuyên Hóa, Đông Hà, Lý Sơn,Cồn Cỏ, Nam Đông, Huế, A Lưới, Đà Nẵng, Trà My, Tam Kỳ, Quảng Ngãi

Số liệu mưa được quan trắc và tính toàn như sau:

Lượng mưa ngày = lượng mưa kỳ quan trắc 1h + lượng mưa kỳ quan tắc 7h+ lượng mưa kỳ quan trắc 13h + lượng mưa kỳ quan trắc 19h

Lượng mưa được quan trắc chính xác đến 0,1mm, những ngày có mưa màlượng mưa dưới 0,1mm vẫn được tính là ngày có mưa và coi là có lượng là 0,0mm

Bên cạnh đó, đồ án sử dụng số liệu tái phân tích với ba trường khí tượng:trường độ cao địa thế vị (hgt), trường gió (u, v) để vẽ các các bản đồ cho các đợtmưa lớn diễn ra trong khu vực trong vòng 21 năm (1990- 2010)

2.1.2 Kiểm tra và chỉnh lý số liệu quan trắc

Số liệu là bộ phận quan trọng nhất mà từ đó ta có thể tiến hành tính toán,thống kê, thực hiện những vấn đề trong nghiên cứu khí hậu bằng phương phápthống kê Ngoài việc lựa chọn đúng phương pháp nghiên cứu, chất lượng số liệu làyếu tố quyết định đến sự chính xác của kết quả

Nói đến chất lượng số liệu trước hết cần xem xét đến độ chính xác củachúng Có nhiều nguyên nhân gây nên sự thiếu chính xác gọi là sai số, trong bảnthân các chuỗi được sử dụng để tính toán,thường sai sót do quan trắc, nhầm lẫntrong quá trình xử lý ban đầu hoặc khi tiến hành lấy mẫu, do tác động ngẫu nhiêncủa những nhân tố bên ngoài, Do vậy cần loại bỏ sai số chứa đựng trong chuỗi sốliệu ban đầu trước khi đưa vào xử lý, tính toán

Thực tế khẳng định rằng, trong các chuỗi số liệu quan trắc luôn luôn chứađựng những sai số tiềm ẩn nào đó và người ta chia những sai số này ra làm 3 loại:Sai số thô, sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên

Sai số thô sinh ra chủ yếu bởi những thao tác nhầm lẫn, sơ suất trong quátrình đo đạc hoặc lấy mẫu Chẳng hạn, trong qui ước ban đầu, số liệu nhiệt độ đượclấy chính xác đến phần mười độvà không ghi dấu phẩy thập phân, nhưng khi tiếnhành thu thập số liệu từ các báo biểu quan trắc, do thói quen người ta ghi lẫn lộnmột vài số nào đó có dấu phẩy thập phân (tách phần nguyên và phần mười độ- ví

dụ, trị số 240 bị ghi sai thành 24) Như vậy, vô tình những giá trị này đã bị giảm đimười lần so với trị số thực Trong nhiều trường hợp những giá trị có chứa sai sốkiẻu này rất khó phát hiện do chúng bị ẩn dấu trên nền chuỗi số liệu Ví dụ, cũngvới kiểu xảy ra sai sót nói trên nhưng không phải đối với nhiệt độ mà là lượng mưa,thì hầu như không thể chỉ ra được số liệu nghi ngờ

Sai số hệ thống gây nên bởi rất nhiều nguyên nhân khác nhau, mỗi nguyênnhân mang một dáng vẻ Đây là loại sai số rất khó phát hiện nếu không có sự khảosát tỷ mỷ Ví dụ, khi xem xét các báo biểu quan trắc người ta nhận thấy rằng dohiệu chính dụng cụ không đúng nên số liệu nhiệt độ đã bị lệch đi một lượng nào đó,hoặc do thói quen, khi đọc nhiệt biểu quan trắc viên thường đọc giá trị nhiệt độ trênnhiệt kế thấp hơn so với qui định chung v.v

Sai số ngẫu nhiên là sai số còn lại sau khi đã khử bỏ sai số thô và sai số hệthống Sai số ngẫu nhiên gây nên bởi một lượng vô cùng lớn các nguyên nhân màảnh hưởng của mỗi một trong chúng bé đến mức ta không thể phân định nổi mứcđóng góp của từng nguyên nhân, chúng luôn luôn tồn tại trong mọi chuỗi số liệuquan trắc

2.1.1.1 Xử lý số liệu ban đầu

Việc phát hiện các giá trị khác thường được thực hiện theo hai phương phápsau:

Phương pháp kiểm nghiệm xác định giá trị khác thường được thực hiện theocác bước sau đây:

Bước 1: Ta có một chuỗi số liệu được sắp xếp từ nhỏ đến lớn: x1, x2, ,xn-2,xn-1, xn Những số liệu cận kề cận trên và dưới là những giá trị lớn nhất và nhỏ nhấtđược nghi ngờ có thể là khác thường (nhỏ nhất x1 và lớn nhất xn)

Bước 2: Xác định giá trị (r11) bằng biểu thức:

- Đối với giá trị khác thường bé:

r11=x3−x3

x n−2−x2

(2.1)

- Đối với giá trị khác thường lớn:

r11=x n−x n−2

Bước 3: Sử dụng phương pháp kiểm nghiệm Student với giả thiết Ho: x1 và

xn là không dị thường với (=5% và =1% Nếu r11 ≥ r11 thì chấp nhận giả thiết Ho, cónghĩa giá trị x1 và xn là khác thường Nếu r11 ≤ r11 thì bác bỏ giả thiết Ho, có nghĩagiá trị x1 và xn không phải là điểm khác thường

Bước 4: Nếu giá trị x1 và xn là khác thường, giá trị này được kiểm duyệt lạiđối chiếu với tập số liệu gốc, và kiểm nghiệm thành phần tiếp theo tương tự phươngpháp trên (rij)

2.1.1.2 Bổ khuyết số liệu và kéo dài chuỗi

Trong quá trình nghiên cứu có thể do một lý do khách quan nào đó, số liệukhuyết thiếu và bị gián đoạn

a Các bước bổ khuyết số liệu

- Bước 1: Bổ khuyết số liệu theo tháng cho các trạm chuẩn được lựa chọn ởcác vùng khí hậu trong cả nước theo trạm chuẩn Hà Nội;

- Bước 2: Bổ khuyết số liệu cho các trạm trong vùng theo trạm chuẩn được lựachọn trong vùng đó

b Phương pháp bổ khuyết số liệu

Giả sử A là một trạm có n trị số của một đại lượng quan trắc nào đó, n trị sốnày có thể là những trị số ứng với n năm liên tiếp hoặc không liên tiếp Trong khí

đó, B là trạm khí tượng có N năm trị số Ở đây N lớn hơn n và bao hàm n Bổkhuyết số liệu tức là ước lượng các trị số của A trong N-n năm còn lại của A

Điều kiện cơ bản để ước lượng các trị số khuyết của A theo B là A và B đềuthuộc phạm vi tác động chung của các quá trình thời tiết Khi đó, ứng với n thờiđiểm mà cả hai trạm A và B đều có n trị số quan trắc lần lượt dưới đây:

y1, y2, , yn và x1, x2, xn

Ta dễ dàng tính được trị số trung bình số học của cả hai chuỗi ứng với thờigian quan trắc n nói trên:

(2.3)(2.4)Ứng với N thời điểm ta chỉ quan trắc được

x1, x2, , xN Khi đó, ước lượng các giá trị lượng mưa và bốc hơi khuyết của trạm A đượctính theo các phương trình sau đây:

- Đối với lượng mưa, ước lượng giá trị theo phép quy chính tắc tỷ số tức làbằng phương trình tỷ số:

(2.6)

Với

(2.7)

2.1.2 Số liệu tái phân tích

Để nghiên cứu xác định được hình thế gây mưa lớn trên khu vực Đồng BằngBắc Bộ một cách đầy đủ và có hệ thống, em lựa chọn bộ số liệu tái phân tíchReanalyse từ năm 1986-2015 Độ dài chuỗi số liệu mà em lựa chọn, khai thác chocác quá trình tính toán dựa trên nguyên tắc không quá ngắn, các kết quả thu đượcđảm bảo sự ổn định thống kê

Chuỗi số liệu Reanalyse được phân bố một cách khá hoàn chỉnh và có hệthống, giá trị của các trường khí tượng được sắp xếp theo các obs, (00z, 12z), theongày (daily), các biến khí tượng như (độ ẩm, nhiệt độ, áp suất, gió, bức xạ v.v )được tính trung bình tương ứng với các obs (AT00z, AT06z, AT12z, AT18z), ngoài

ra còn có một số biến khác như tốc độ gió ở độ cao 10m, nhiệt độ ở độ cao 2m

2.1.2.1 Cấu trúc bộ số liệu Reanalyse

1 AT 00z (Giá trị phân tích thời điểm 00z)

2 AT 00z 12z (Giá trị ngày 00z và giá trị phân tích 12z)

3 AT 12z (Giá trị phân tích thời điểm 12z)

4 Daily (Giá trị trung bình ngày)

5 Fixed (Các trường hỗn hợp)

6 IEEE

7 Obs (Giá trị bức xạ sóng dài theo ốp)

8 Monthly (Giá trị trung bình tháng các biến)

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra, em đã sử dụng phương pháp thống kê để xác

định lượng mưa vừa và lượng mưa lớn hơn 50mm trên khu vực để từ đó tìm ra cácđợt mưa có khả năng liên quan đến hoạt động của ITCZ với những tiêu chí sau:

- Mưa vừa: lượng mưa đo được từ 16 - 50 mm/24h

- Mưa to: Lượng mưa đo được từ 51- 100mm/24h

- Mưa rất to: Lượng mưa đo được > 100mm/24

Một đợt mưa lớn diện rộng là một đợt mưa xảy ra khi phải quá 2/3 số trạmquan trắc ghi nhận được và tương đối liên tục trong một khoảng thời gian nhất định,trong đó có ít nhất một ngày đạt tiêu chuẩn mưa lớn Khi quá trình mưa lớn diệnrộng xảy ra nhiều đợt trong một thời gian dài, các đợt mưa lớn diện rộng khác nhauphải cách nhau một khoảng thời gian liên tục ít nhất là 24 giờ với trên 1/2 tổng sốtrạm quan trắc hoàn toàn không có mưa Tổng lượng mưa cả đợt được tính theolượng mưa đo được thực tế của từng trạm trong khoảng thời gian của cả đợt mưa kể

từ thời gian bắt đầu đến thời gian kết thúc mưa Tổng lượng mưa lớn nhất đượcchọn trong tổng lượng mưa thực đo của các trạm

Số liệu được dùng là số liệu về các ngày mưa của khu vực Trung Trung Bộ.Đầu tiên, đồ án tính trung bình lượng mưa tháng trong 21 năm (1990- 2010) của cáctrạm, tiếp theo đó là xây dựng biểu đồ để thể hiện lượng mưa của các trạm

Từ số liệu mưa, thống kê các trạm có ngày mưa vừa tới mưa lớn, sau đóthống kê thêm các trạm có cùng ngày mưa vừa với lượng từ 16- 50mm, những ngàymưa lớn trên 50mm Cuối cùng, đồ án tiến hành xây dựng bản đồ synop dựa trên sốliệu tái phân tích từ năm 1990- 2010 với các thành phần hgt, u, v; kinh độ trên bản

đồ từ -200S đến 500N, vĩ độ từ 800E đến 1600E để vẽ bộ bản đồ của những ngày đó

để tìm ra nhữnghình thế gây mưa lớn

Sau khi xây dựng bộ bản đồ, đồ án sử dụng phương pháp synop để phân tíchcác hình thế gây mưa vừa, mưa lớn, đặc biệt là do ảnh hưởng của ITCZ