NGHIÊN cứu xác ĐỊNH HÌNH THẾ và hệ QUẢ THỜI TIẾT KHI KHÔNG KHÍ LẠNH xâm NHẬP XUỐNG nước TA TRONG nửa đầu mùa ĐÔNG

Căn cứ vào mức độ thay đổi thời tiết trước và sau khi không khí lạnh ảnhhưởng mà phân chia ra hai loại ảnh hưởng chính: Gió mùa đông bắc và khôngkhí lạnh tăng cường.. Vào cuối thu đầu đô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

-o0o -NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÌNH THẾ VÀ HỆ QUẢ THỜI TIẾT KHI KHÔNG KHÍ LẠNH XÂM NHẬP XUỐNG NƯỚC TA

TRONG NỬA ĐẦU MÙA ĐÔNG

SINH VIÊN: LÊ THỊ HUYỀN Ngành: Khí tượng học

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VIẾT LÀNH

HÀ NỘI, 2018

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1 Khái quát lãnh thổ Việt Nam 2

1.2 Khái niệm và phân loại không khí lạnh 4

1.2.1 Khái niệm 4

1.2.2 Phân loại 4

1.3 Đặc điểm hoạt động của không khí lạnh 5

1.4 Các hình thế thời tiết khi không khí lạnh xâm nhập xuống Việt Nam nửa đầu mùa đông 7

1.4.1 Gió mùa Đông Bắc 7

1.4.2 Không khí lạnh tăng cường 9

1.5 Một số nghiên cứu trong nước và thế giới 10

1.5.1 Thế giới 10

1.5.2 Trong nước 12

Chương 2 SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Số liệu 15

2.1.1 Số liệu thống kê 15

2.1.2 Số liệu tái phân tích 15

2.2 Phương pháp nghiên cứu 15

2.2.1 Phương pháp xác định sự biến đổi của số đợt không khí lạnh 15

2.2.2 Phương pháp phân tích bản đồ synop 15

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KÊT QUẢ NGHIÊN CƯÚ 16

3.1 Đặc điểm hoạt động của không khí lạnh ảnh hưởng đến Việt Nam 16

3.1.1 Tiêu chí xác định thời kì dầu mùa đông 16

3.1.2 Hoạt động trung bình của không khí lạnh 16

3.2 Hình thế của không khí lạnh ảnh hưởng đến Việt Nam trong các tháng đầu đông năm 2016-2017 20

3.2.1 Tháng 9 của cả 2 năm 20

3.2.2 Tháng 10 của cả 2 năm 22

3.2.3 Tháng 11 của cả 2 năm 25

3.3 Hệ quả thời tiết 27

KẾT LUẬN 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là bài nghiên cứu của em được hoàn thành dưới sựhướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Viết Lành Những nội dung nghiên cứu làtrung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào Số liệu trong bảngbiểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu nhập

từ các nguồn số liệu khác nhau Ngoài ra, bài niên luận còn tham khảo một sốnhận xét, đều được chú thích nguồn gốc rõ ràng Nếu có bất kỳ phát hiện về sựgian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Hà Nội, tháng 5 năm 2018

Sinh viên

Lê Thị Huyền

LỜI CẢM ƠN

Thực tế cho thấy rằng bất cứ một thành công nào đều được tạo ra khôngchỉ dựa trên sự nỗ lực của bản thân mà còn gắn liền với sự động viên, giúp đỡ từngười khác dù ít hay nhiều, dù gián tiếp hay trực tiếp Từ lúc bắt đầu học tập tạiTrường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội cho tới nay, em đã nhậnđược rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của các quý Thầy cô, gia đình và bạn bè.Với một sự tri ân và lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy CôKhoa Khí tượng Thủy văn – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

đã dồn hết tâm huyết của mình để truyền đạt tri thức cho chúng em Tạo điềukiện tốt nhất cho chúng em để hoàn thành bài niên luận này

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS Nguyễn Viết Lành –Trưởng khoa Khí tượng Thủy văn – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường

Hà Nội, người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, định hướng đề tàicũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình làm niên luận.Nếu không có những lời hướng dẫn và góp ý, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bàiniện luận này của em cũng khó có thể hoàn thành được

Dù em đã rất cố gắng, tuy nhiên do vốn kiến thức và kinh nghiệm chưanhiều nên trong quá trình làm niên luận này vẫn còn nhiều thiếu sót Em kínhmong nhận được những ý kiến góp ý; xây dựng của các thầy, các cô, các anh chị

và bạn bè để bài nghiên cứu của em được hoàn thiện hơn

Một lần nữa em xin chúc các thầy cô khoa Khí Tượng – Thủy Văn luônmạnh khỏe và thành công trong công việc

Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô!

Hà Nội, tháng 5 năm 2018

Sinh viên

Lê Thị Huyền

CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT

KKLTC Không khí lạnh tăng cường

NCAR Trung tâm nghiên cứu khí quyển Quốc giaNCEP Trung tâm Dự báo Môi trường Quốc giaVBLV Tốc độ gió tại trạm Bạch Long Vĩ

ĐẶT VẤN ĐỀ

Không khí lạnh là một trong những hệ thống thời tiết nguy hiểm, do khốikhông khí từ phía Bắc xâm nhập xuống nước ta, hệ thống gió đang tồn tại ởmiền Bắc thay đổi một cách cơ bản: trở thành hệ thống gió có hướng lệch bắc vàkhí áp tăng Cùng với sự xâm nhập lạnh là sự giảm nhiệt độ từ 5-10˚C/ ngày Căn cứ vào mức độ thay đổi thời tiết trước và sau khi không khí lạnh ảnhhưởng mà phân chia ra hai loại ảnh hưởng chính: Gió mùa đông bắc và khôngkhí lạnh tăng cường

Không khí lạnh xâm nhập xuống miền Bắc nước ta thành từng đợt, gây ra

sự biến đổi thời tiết mạnh mẽ như rét đậm, rét hại, gió trên đất liền chuyểnhướng lệch Bắc với cường độ mạnh gây ra biển động sóng lớn, gây thiệt hạiđáng kể về người và tài sản Những đợt không khí lạnh liên tiếp là nguyên nhângây ra rét đậm kéo dài, ảnh hưởng nhiều đến sản xuất nông- lâm- ngư nghiệp vàđời sống sinh hoạt của người dân Không khí lạnh ảnh hưởng đến nước ta hầunhư quanh năm Vào thời kỳ chuyển tiếp xuân - hè, hoặc đôi khi cuối thu, khôngkhí lạnh xâm nhập có thể xuất hiện mưa, dông trên diện rộng, đôi khi kèm theo

tố lốc, mưa đá với sức tàn phá lớn Vào cuối thu đầu đông, không khí lạnhthường kết hợp với các hệ thống thời tiết như: dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ), xoáythuận nhiệt đới (XTNĐ), bão gây ra những đợt mưa lớn diện rộng, đặc biệt là ởcác tỉnh ven biển Trung Bộ dẫn tới lũ lụt nghiêm trọng

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về không khí lạnh nói chung, sự xâm nhập củakhông khí lạnh xuống nước ta vào thời kỳ nửa đầu mùa đông nói riêng đã đượcthực hiện, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề cần tìm hiểu sâu hơn Do thấy được tầmquan trọng của sự xâm nhập lạnh vào thời kỳ đầu đông nên vấn đề đã được chọn

để nghiên cứu trong đồ án này“Nghiên cứu xác định hình thế và hệ quả thời tiết khi không khí lạnh xâm nhập xuống nước ta trong nửa đầu mùa đông”

với mục tiêu: 1) xác định được hình thế thời tiết xâm nhập xuống nước ta trongnửa đầu mùa đông; 2) xác định được hệ quả thời tiết khi không khí lạnh xâmnhập xuống nước ta trong nửa đầu mùa đông

Nội dung của đồ án có bố cục như sau:

Chương 1: Tổng quan về không khí lạnh

Chương 2: Cơ sở số liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Một số kết quả nghiên cứu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Khái quát lãnh thổ Việt Nam

Việt Nam là một quốc gia nằm ở cực Đông Nam bán đảo Đông Dương.Biên giới Việt Nam giáp với vịnh Thái Lan ở phía nam, vịnh Bắc Bộ và biểnĐông ở phía đông, Trung Quốc ở phía bắc, Lào và Campuchia ở phía tây NướcViệt Nam có hình chữ S, khoảng cách từ bắc tới nam (theo đường chim bay) là1.648 km và vị trí hẹp nhất theo chiều đông sang tây là 50 km Đường bờ biểndài 3.260 km không kể các đảo Ngoài vùng nội thuỷ, Việt Nam tuyên bố 12 hải

lý lãnh hải, thêm 12 hải lý vùng tiếp giáp lãnh hải, 200 hải lý vùng đặc quyềnkinh tế và cuối cùng là thềm lục địa Diện tích vùng biển thuộc chủ quyền,quyền chủ quyền và quyền tài phán của Việt Nam chiếm diện tích khoảng1.000.000 km² biển Đông

Việt Nam đa dạng: đồi núi, đồng bằng, bờ biển và thềm lục địa, phản ánh lịch sử phát triển địa chất, địa hình lâu dài trong môi trường gió mùa, nóng ẩm, phong hóa mạnh mẽ Địa hình thấp dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, được thể hiện rõ qua hướng chảy của các dòng sông lớn.

Đồi núi chiếm tới 3/4 diện tích lãnh thổ nhưng chủ yếu là đồi núi thấp Địahình thấp dưới 1.000 m chiếm tới 85% lãnh thổ Núi cao trên 2.000 m chỉ chiếm1% Đồi núi Việt Nam tạo thành một cánh cung lớn hướng ra Biển Đông, chạydài 1400 km, từ Tây Bắc tới Đông Nam Bộ Những dãy núi đồ sộ nhất đều nằm

ở phía Tây và Tây Bắc với đỉnh Phan-xi-phăng cao nhất bán đảo Đông Dương(3.143m) Càng ra phía đông, các dãy núi thấp dần và thường kết thúc bằng mộtdải đất thấp ven biển Từ đèo Hải Vân vào Nam, địa hình đơn giản hơn Ở đâykhông có những dãy núi đá vôi dài mà có những khối đá hoa cương rộng lớn,thỉnh thoảng nhô lên thành đỉnh cao; còn lại là những cao nguyên liên tiếp hợpthành Tây Nguyên, rìa phía đông được nâng lên thành dãy Trường Sơn

Đồng bằng chỉ chiếm ¼ diện tích trên đất liền và bị đồi núi ngăn cách thànhnhiều khu vực Ở hai đầu đất nước có hai đồng bằng rộng lớn, phì nhiêu là đồngbằng Bắc Bộ (lưu vực sông Hồng, rộng 16.700 km2) và đồng bằng Nam Bộ (lưuvực sông Mê Công, rộng 40.000 km2) Nằm giữa hai châu thổ lớn đó là mộtchuỗi đồng bằng nhỏ hẹp, phân bố dọc theo duyên hải miền Trung, từ đồng bằngthuộc lưu vực sông Mã (Thanh Hóa) đến Phan Thiết với tổng diện tích 15.000km2

Việt Nam có ba mặt Đông, Nam và Tây-Nam trông ra biển với bờ biển dài3.260 km, từ Móng Cái ở phía Bắc đến Hà Tiên ở phía Tây Nam Phần BiểnĐông thuộc chủ quyền Việt Nam mở rộng về phía đông và đông nam, có thềmlục địa, các đảo và quần đảo lớn nhỏ bao bọc Chỉ riêng Vịnh Bắc Bộ đã tậptrung một quần thể gần 3.000 hòn đảo trong khu vực Vịnh Hạ Long, Bái TửLong, các đảo Cát Hải, Cát Bà, đảo Bạch Long Vĩ Xa hơn là quần đảo Hoàng

Sa và Trường Sa Phía Tây-Nam và Nam có các nhóm đảo Côn Sơn, Phú Quốc

và Thổ Chu

Sông ngòi: Việt Nam có một mạng lưới sông ngòi dày đặc (2.360 con sôngdài trên 10 km), chảy theo hai hướng chính là Tây Bắc- Đông Nam và vòng

cung Hai sông lớn nhất là sông Hồng và sông Mê Công tạo nên hai vùng đồngbằng rộng lớn và phì nhiêu Hệ thống các sông suối hàng năm được bổ sung tới

310 tỷ m3 nước Chế độ nước của sông ngòi chia thành mùa lũ và mùa cạn.Đất ở Việt Nam rất đa dạng, có độ phì cao, thuận lợi cho phát triển nông,lâm nghiệp Việt Nam có hệ thực vật phong phú, đa dạng (khoảng 14 600 loàithực vật) Thảm thực vật chủ yếu là rừng rậm nhiệt đới, gồm các loại cây ưa ánhsáng, nhiệt độ lớn và độ ẩm cao

1.2 Khái niệm và phân loại không khí lạnh

1.2.1 Khái niệm

Không khí lạnh ảnh hưởng đến Việt Nam là một hiện tượng thời tiết nguyhiểm khi xâm nhập từ phía bắc xuống nước ta làm thay đổi một cách cơ bản hệthống gió đang tồn tại ở miền Bắc, trở thành hệ thống gió có hướng lệch bắc vàthời tiết biến đổi rõ rệt, đặc biệt có quá trình giảm nhiệt độ trên diện rộng

Mỗi đợt không khí lạnh được coi là xâm nhập hoặc ảnh hưởng đến nước tanếu thỏa mãn một trong hai điều kiện sau đây:

- Không khí lạnh làm tốc độ gió hướng lệch bắc ngoài khơi đo được tại

trạm Bạch Long Vĩ từ cấp 6 trở lên và kéo dài trên 3 tiếng (2 quan trắc liên tiếp)

- Không khí lạnh gây thay đổi thời tiết mạnh mẽ: diện mưa tăng lên từ 2

cấp trở lên ở một hoặc nhiều khu vực và đồng thời làm nhiệt độ trung bình ngàyđối với trên một nửa số trạm ở một hoặc nhiều khu vực đất liền giảm từ 3 độ trởlên[6]

mùa đông bắc, KKLTC tuy không gây giảm nhiệt độ, nhưng cũng có thể làmcho trời rét tiếp tục kéo dài.

Cường độ của không khí lạnh được xác định đồng thời bởi sự thay đổi của

hệ thống gió và sự giảm nhiệt độ (mức độ giảm nhiệt trong 24 giờ xảy ra ít nhất

ở trên một nửa số trạm trong một khu vực)

Trong thực tế, cường độ của không khí lạnh (KKL) thường được xác địnhbởi tốc độ gió quan trắc được tại trạm Bạch Long Vĩ (VBLV) Cụ thể[6]:

- Không khí lạnh mạnh xảy ra khi VBLV ≥ cấp 7 và kéo dài từ 2 quan trắc trởlên hoặc cấp 6 nhưng kéo dài liên tục trên 8 quan trắc

- Không khí lạnh trung bình xảy ra khi VBLV≥ cấp 6 và kéo dài từ 2 quantrắc trở lên hoặc cấp 7 nhưng không kéo dài quá 1 quan trắc

- Không khí lạnh yếu xảy ra khi VBLV< cấp 6 hoặc cấp 6 nhưng kéo dàikhông quá 1 quan trắc

1.3 Đặc điểm hoạt động của không khí lạnh

Không khí lạnh ảnh hưởng đến Việt Nam đều có nguồn gốc từ áp caoSiberia Áp cao Siberia là một áp cao lạnh lục địa hoạt động ở tầng thấp (dưới700mb), mạnh nhất vào các tháng chính đông Vào các tháng mùa đông, áp caonày có tâm ở vùng Siberia nên được gọi là áp cao Siberia Ở các tháng chínhđông là khoảng thời gian áp cao này mạnh nhất, áp cao Siberia bao phủ phần lớnvùng phía bắc lục địa châu Á Vào các tháng cuối đông, áp cao này suy yếu dần,

vị trí tâm của áp cao Siberia dịch chuyển dần theo hướng tây bắc và dần khôngcòn ảnh hưởng đến Việt Nam khi vào các tháng mùa hè

Tháng 12 và tháng 1, khi không khí lạnh tràn về, có gió bắc đến đôngmạnh, trời nhiều mây, nhiệt độ thấp và hạ đột ngột Khi không khí lạnh xuốngsâu hơn về phía Nam, các tỉnh thuộc khu vực Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ nằm sâutrong lưỡi cao lạnh, thời tiết chuyển khô hanh, trong một số trường hợp trờiquang mây, bức xạ mạnh, nhiệt độ thấp ở vùng thung lũng và núi cao có thểgiảm xuống hoặc dưới xấp xỉ 0˚C gây nên các đợt băng giá và sương muối.Không khí lạnh đến thường kèm theo front gây nên rét đậm, rét hại và mưa kéodài, nhiệt độ hạ thấp Chênh lệch nhiệt độ cực đại và cực tiểu dao động 3-4 ˚C

có khi còn hạ xuống 1-2 ˚C Khi áp cao Siberia yếu đi và phân tán thành nhiềutâm, gió mùa đông bắc suy yếu và không còn xâm nhập xuống phía nam.

Sự nguy hiểm của thời tiết không khí lạnh trước hết là sẽ gây ra biến đổithời tiết Ở trên biển, gió đổi hướng và mạnh lên đột ngột, biển đang yên tĩnhbỗng nổi sóng dữ dội, tầm nhìn giảm xuống nhanh, gió thổi mạnh trong mưa rét

là điều kiện thời tiết rất nguy hiểm cho các hoạt động hàng hải và khai thác gầnthềm lục địa, còn kéo theo sự ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất Đặc biệt làvào thời kỳ xuân hè, khi khối không khí trước front ở trạng thái bất ổn định thì

sự xâm nhập của không khí lạnh là điều kiện tác động quan trọng gây ra sự pháttriển mạnh mẽ của khối mây đối lưu, làm xuất hiện dông mạnh kèm theo lốc, tố

và mưa đá Còn vào thời kỳ mùa đông, sự xâm nhập của không khí lạnh từ phíaBắc có thể kết hợp với tín phong đông bắc, dải hội tụ nhiệt đới và địa hình sẽgây ra những đợt mưa lũ rất lớn ở ven biển miền Trung

Gió mùa mùa đông ảnh hưởng đến miền Bắc nước ta có thể được phân chiathành 3 thời kỳ như sau:

Thời kỳ đầu đông: Từ tháng 9 đến tháng 11, vào thời kỳ này các đợt khí

lạnh tràn xuống miền Bắc được di chuyển theo hướng bắc- nam và chịu sự biếntính qua lục địa Trung Quốc Mặc dù nhiệt độ đã tăng lên nhiều nhưng khi trànđến nước ta nhiệt độ vẫn không thay đổi đáng kể và vẫn giữ trạng thái lạnh.Khi lên cao lớp nghịch nhiệt dày xuất hiện do tác động chuyển động củađới gió Tây trên cao Thời tiết Bắc Bộ trong thời kỳ này đặc trưng quang mây,ban ngày sẽ có nắng, nhiệt độ sẽ tăng cao từ từ, nhưng về ban đêm mặt đất phát

xạ sóng dài rất mạnh làm nhiệt độ tụt xuống nhanh chóng Biên độ nhiệt độ ngàyđêm ở Bắc Bộ trong thời kỳ này là lớn nhất, thường đạt trên 10˚C có khi còn lêntới 15-17˚C và còn hơn nữa Trong thời kỳ này thường xuất hiện nhiều lớpsương mù vào buổi sáng, chỉ tồn tại khi nắng lên gọi là sương mù bức xạ

Vào tháng 9 và tháng 10 ở khu vực Bắc Bộ khi mặt đệm tương đối nóng ,gây ra sự xáo trộn ẩm, nhiệt mạnh khiến các dòng khí ẩm chuyển động đối lưutrên cao và giải phóng năng lượng rất lớn sẽ cho mưa rào và dông, đôi khi kéo

theo tố lốc và mưa đá.

Thời kỳ chính đông: từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau là những tháng rét

nhất và cũng là tháng có gió mùa mạnh nhất Vĩ độ trung bình dòng xiết gió Tâytrên cao phát triển mạnh Không khí lạnh tràn về di chuyển theo hướng ĐôngBắc- Tây Nam bị biến tính qua nên lượng ẩm tăng lên rõ rệt Sự lạnh đi của bềmặt trong giai đoạn này khiến cho nhiệt độ lớp không khí tiếp giáp cũng giảm đinhiều, độ ẩm nhanh chóng đạt trạng thái bão hòa Biên độ dao động ngày đêmrất thấp, nên thời kỳ này cũng là thời kỳ rét nhất Ở Bắc Bộ tháng 12, không khílạnh tràn về vẫn còn những đơt rét đậm, rét hại kèm theo là thời tiết hanh khô

Thời kỳ cuối đông: từ tháng 3 đến tháng 5, thời kỳ này là thời kỳ chuyển

tiếp sẽ có mưa nhiều Áp thấp phía Tây phát triển và mở rộng về phí Đông Nam

sẽ gây nên những đợt nóng rất sớm Nhiệt độ tăng ở mức khá cao

Khi lưỡi áp cao lạnh lục địa di chuyển xuống phía Nam sẽ nén rãnh thấpnối với vùng phía Tây gây ra hiện tượng nắng to, nhiệt độ ban đầu sẽ tăng cao,nóng lực thường thấy trước khi không khí lạnh tràn về

Tháng 3 là thời kỳ chuyển tiếp của gió mùa do đó khi không khí lạnh bắtđầu tràn về có thể gây nên những đợt mưa nhỏ, mưa phùn và rét , kèm theonhững cơn mưa dông đầu mùa

Tóm lại, không khí lạnh hoạt động chủ yếu vào thời kỳ chính đông và cuốiđông Đặc biệt không khí lạnh hoạt động mạnh nhất vào thời kỳ chính đông từtháng 12 đến tháng 2 năm sau là những tháng rét nhất và cũng là những tháng cógió mùa hoạt động mạnh nhất Biên độ ngày đêm cũng thấp nhất, gây nên đợt rétđậm, rét hại kèm theo thời tiết hanh khô

1.4 Các hình thế thời tiết khi không khí lạnh xâm nhập xuống Việt Nam nửa đầu mùa đông

1.4.1 Gió mùa Đông Bắc

Gió mùa Đông Bắc hay còn gọi là Gió Đông Bắc hoặc Gió mùa mùa đông.

Gió mùa đông bắc là không khí lạnh ảnh hưởng có kèm theo front lạnhhoặc đường đứt, khi xâm nhập đến nước ta làm thay đổi hoàn toàn hệ thống gió

trước đó bởi hệ thống gió mùa đông bắc (gió có thành phần bắc), làm biến đổithời tiết mạnh mẽ, nhiệt độ giảm mạnh đột ngột và thay đổi trạng thái thời tiết từnóng, ấm sang lạnh hoặc rét Gió mùa đông bắc đôi khi kèm theo gió giật, tố, lốcxoáy, dông hoặc mưa lớn.

Gió mùa đông bắc được hình thành từ trung tâm áp cao Siberia di chuyểnngang di chuyển xuống khu vực có khối không khí ấm tại Việt Nam, gây ra gióđông bắc mạnh, thời tiết xấu,những đợt gió mùa đông bắc đầu tiên xảy ra vàocuối tháng 9 đầu tháng 10, thời gian đặc trưng là vào thời kỳ từ tháng 11 đếntháng 4 năm sau tại Bắc Bộ và Bắc Trung bộ

Giai đoạn từ tháng 11 đến tháng 1 năm sau là thời kỳ tiến triển của gió mùamùa đông Đó là thời kỳ phát triển mạnh mẽ của áp cao Siberia tạo ra những đợtxâm nhập của khối không khí cực đới tới tận vùng vĩ độ thấp Giai đoạn từ tháng

2 đến tháng 4 là thời kỳ suy thoái của gió mùa mùa đông Lúc này trung tâm ápcao lục địa châu Á có xu hướng chuyển dịch về phía đông nên không khí lạnhtràn xuống Việt Nam chủ yếu qua đường biển Lưỡi áp cao lạnh khống chế ViệtNam thời kỳ này thường tạo ra một kiểu thời tiết lạnh và ẩm ướt, nhiều mây, cómưa nhỏ, mưa phùn

Vậy ta có thể nhận thấy,gió mùa đông bắc tạo nên một mùa đông lạnh ởmiền Bắc Nửa đầu mùa đông thời tiết lạnh khô, Nửa sau mùa đông thời tiết lạnh

ẩm, có mưa phùn ở vùng ven biển và các đồng bằng ở Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ.Khi di chuyển xuống phía nam, gió mùa đông bắc suy yếu dần, bớt lạnh hơn vàhầu như bị chặn lại ở dãy Bạch Mã Từ Đà Nẵng trở vào, tín phong bán cầu Bắccũng thổi theo hướng đông bắc chiếm ưu thế, gặp địa hình núi chắn gây mưacho vùng ven biển Trung Bộ Thời điểm này, ở Nam Bộ và Tây Nguyên là mùakhô.Gió mùa Đông Bắc là hiện tượng thời tiết đặc biệt nguy hiểm, vì khi nó tràn

về ngoài khơi vịnh Bắc Bộ với độ mạnh đến cấp 6 - 7, có thể đánh đắm tàuthuyền, đất liền gió cấp 4 - 5 Đặc biệt những đợt mạnh thậm chí còn gây

ra dông, tố lốc và cả mưa đá Ngoài ra nó còn tác động lớn tới sức khỏe ngườidân các nước có gió mùa

 Hệ quả thời tiết của gió mùa đông bắc

Sau khi hình thành trên lục địa Trung Quốc, front lạnh di chuyển về phíanam hoặc đông nam; tới Hoa Nam (vĩ tuyến 25 - 27˚N), gặp những dãy núi cao,

front lạnh thường dừng lại ở đây tạo thành front tĩnh ở Hoa Nam từ 2 – 3 ngày(cá biệt đến 10 ngày), gây nên những đợt mưa dài ở vùng Hoa Nam Có thể fronttan ngay ở đây, nhưng cũng có thể front tràn qua Nam Lĩnh rồi ảnh hưởng đếnmiền bắc Việt Nam Tới Việt Nam, front lạnh di chuyển với tốc độ khác nhau,không khí lạnh sau front lùa theo những thung lũng giữa các dãy núi đông bắctràn nhanh xuống đồng bằng Bắc Bộ Ở phía tây gặp dãy núi Hoàng Liên Sơn(với độ cao trung bình khoảng 1500m chạy từ biên giới Việt Trung đến HòaBình), front lạnh dừng lại và biến thành front tĩnh Trong trường hợp áp cao lạnhsau front có cường độ mạnh và có đường đi lệch tây thì khoảng 1 – 2 ngày sau,phần front này lại tràn qua khu Tây Bắc và dừng lại ở phía đông các dãy núi ởThượng Lào Phần phía đông của front lạnh di chuyển trên mặt đệm bằng phẳnghơn nên tốc độ lớn hơn, nó tiếp tục tràn xuống vĩ độ thấp Tới Trung Bộ, frontlạnh dừng lại phía đông dãy Trường Sơn rồi năm dọc theo vĩ tuyến 16˚N và hầuhết front lạnh tan đi ở đây Từ tháng 12 – 2 là thời kỳ không khí lạnh hoạt độngmạnh nhất, lúc này rìa tây nam lưỡi cao lạnh còn có front lạnh suy yếu, có thểtiếp tục xâm nhập tới Bình Định, Phú Yên, qua cả cao nguyên Nam Trung Bộ

Mưa: Gió mùa đông bắc tràn về thường gây ra những đợt mưa trên diệnrộng, đặc biệt là các tỉnh thuộc khu vực phía đông Bắc Bộ và ven biển Trung Bộ

và lượng mưa thường lớn hơn khi có không khí lạnh tăng cường Tuy vậy, cũng

có những trường hợp gió mùa đông bắc tràn về, mưa chỉ xảy ra ở vài nơi thuộcphía đông Bắc Bộ với lượng mưa không đáng kể khi không khí lạnh lục địa nàyrất khô; thế nhưng ở Trung Bộ vẫn có mưa, thậm chí có mưa vừa, mưa to

Gió: Gió mùa đông bắc tràn về thường gây ra sự đổi hướng gió đột ngột,

từ gió có thành phần nam sang thành phần bắc, với tốc độ gió mạnh cấp

6 – 7 , giật có thể lên đến cấp 9 trên vịnh Bắc Bộ và vùng biển ngoài khơiTrung Bộ, biển động rất mạnh

Nhiệt độ không khí: Gió mùa đông bắc tràn về thường gây nên sự giảmnhiệt đột ngột; chẳng hạn, biến thiên nhiệt độ 24 giờ ở Tuyên Quang đã lên tới21,5˚C và ở Láng cũng đã lên tới 17,4˚C; có khi có rét đậm, rét hịa xảy ra ở cáctỉnh miền Bắc Việt Nam

Khi các khu vực nằm sâu trong phần phía nam của lưỡi áp cao lạnh thì mưa

sẽ giảm hẳn, riêng vùng rìa lưỡi áp cao lạnh này còn có front lạnh với thời tiếtnhiều mây, có mưa, thậm chí có mưa rào và dông

Cũng phải nói rằng, có những đợt không khí lạnh lục địa tràn về lại làmcho nhiệt độ tối cao cao hơn, bởi vì không khí lạnh đã làm cho không khí khôhơn và tan mây.

1.4.2 Không khí lạnh tăng cường

Không khí lạnh tăng cường: là không khí lạnh khi xâm nhập đến ViệtNam không kèm theo front lạnh, trong khi ở các tỉnh miền Bắc vẫn đang ở tronglưỡi áp cao lạnh chưa biến tính mạnh, gió vẫn còn thành phần bắc Không khílạnh tăng cường làm tốc độ gió tăng trở lại gây ra gió mạnh ngoài khơi và có thểlàm cho nhiệt độ giảm hoặc ít thay đổi Trong một số trường hợp, không khílạnh tăng cường khô làm giảm lượng mây, do đó không những không gây ragiảm nhiệt độ mà lại tăng nhiệt độ vào ban ngày Ngoài ra, vào giữa mùa giómùa đông bắc, không khí lạnh tăng cường tuy không gây ra giảm nhiệt độ mạnh,nhưng cũng có thể làm cho trời rét tiếp tục kéo dài

 Hệ quả thời tiết của không khí lạnh tăng cường

Khi không khí lạnh tăng cường xuống miền Bắc Việt Nam, thời tiết củaloại hình thế này gây nên thường là:

Mưa: Không khí lạnh tăng cường thường gây ra những đợt mưa tuy khônglớn lắm nhưng xảy ra trên diện rộng, đặc biệt là ở các tỉnh thuộc khu vực ĐôngBắc Bộ và ven biển Trung Bộ Tuy vậy, cũng có những trường hợp không khílạnh tăng cường khô làm giảm hoặc kết thúc mưa trên toàn lãnh thổ thuộc Bắc

Bộ và Thanh Hóa

Gió: Không khí lạnh tăng cường có thể gây ra gió đông bắc mạnh cấp 6 –

7, giật cấp 8 – 9 trên vịnh Bắc Bộ và vùng biển ngoài khơi Trung Bộ, biển độngrất mạnh

Nhiệt độ không khí: Những đợt không khí lạnh tăng cường, đặc biệt lànhững đợt không khí lạnh tăng cường liên tục, vào những tháng chính đôngthường gây nên rét đậm, rét hại ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam, nhiều nơi ở vùngnúi phía bắc xuất hiện băng giá, sương muối, thậm chí có nơi còn có tuyết rơi.Ví

dụ, ngày 16/03/2011tuyết đã rơi ở Sa Pa, hay ngày 27/12/2002 tuyết đã rơi ởMẫu Sơn,….Rét đậm, rét hại có thể kéo dài hàng chục ngày trong các thángchính đông Nhiệt độ thấp nhất tại Sa Pa đã xuống tới -3,5˚C (ngày 02/03/1986),tại Lạng Sơn đã xuống tới -2,1˚C (ngày 15/01/1963), tại Điện Biên đã xuống tới-1,5˚C (03/01/1974), tại Láng xuống tới 5˚C Trái lại, không khí lạnh tăng cường

khô có thể làm cho lãnh thổ miền Bắc Việt Nam nằm sâu trong lưỡi cao lạnh, doquang mây nên ban ngày nhiệt độ cao còn ban đêm nhiệt độ lại rất thấp, do đóbiên độ nhiệt độ ngày rất lớn, lớn nhất đã từng quan trắc được tại Sa Pa là20,3˚C (ngày 19/03/1997), tại Lạng Sơn là 23,1˚C (ngày 02/01/1974), tại ĐiệnBiên là 24,6˚C (ngày 03/01/1974).

Kết quả mới nhất trong tháng 10 TBNN đã được ghi nhận Duy trì 5 – 6ngày và cũng là sau đó là mưa rào và giông do sự bất ổn định của khí quyển.Nhưng khi đã nằm trọn trong khối không khí thì thời tiết lại tốt trở lại

1.5 Một số nghiên cứu trong nước và thế giới

1.5.1 Thế giới

Zai và Pan(2003) đã nghiên cứu sự biến đổi về tần suất của những hiện

tượng nhiệt độ cực trị ở Trung Quốc, dựa trên nghiên cứu của bề mặt của 200trạm quan trắc trong thời kỳ 1951- 1999, kết quả cho thấy tần số của những ngày

và đêm ấm tăng lên và tần số của những ngày và đêm lạnh giảm đi[11]

Áp cao Siberia có vai trò ảnh hưởng rất quan trọng trong mùa đông châu Á

Bingiyi Wu và Jia Wang (2002) đã có bài nghiên cứu về tác động của dao động

cực (AO) và áp cao Siberia (SH) trong gió mùa mùa đông Đông Á (EAWM).Trong đó ta thấy được trong màu đông: AO và SH là tương đối độc lập với nhautrong ảnh hưởng đến EAWM SH có nhiều ảnh hưởng trực tiếp và đáng kể hơn

AO tới EAWM Tác động của SH tới nhiệt độ không khí bề mặt xảy ra chủ yếu

ở phía Nam của 50˚N qua Đông Á, Tây Bắc Thái Bình Dương và biển NamTrung Quốc do AO ngăn ảnh hưởng của SH tới vĩ độ của Châu Á Các tác giả sửdụng bộ số liệu của Trung tâm dự báo môi trường Quốc gia / Trung tâm nghiêncứu khí quyển Quốc gia (NCEP / NCAR) và đưa ra kết luận: hệ số tương quancủa chỉ số AO và chỉ số EAWM là 0.28, trong khi chỉ số tương quan của chỉ số

SH và chỉ số EAWM là 0.8; mối tương quan này cho thấy chỉ số SH có thể thểhiện cường độ của EAWM[10]

Wallace và Gutzler(1981)đã có đề xuất mô hình Á – Âu (EU) bằng cách

phân tích trường độ cao địa thế vị trong mùa đông của Bán Cầu Bắc; EU đặctrưng bởi sóng hành tinh có ba trung tâm hoạt động trên lục địa Á – Âu và NhậtBản: một trung tâm nằm trên Scandinava và Ba Lan (55˚N,22˚E), một trung tâm

trên vùng siberi (55˚N,75˚E) và một trung tâm trên Nhật Bản (40˚N,145˚E) Tácgiả xác định chỉ số trung bình tháng của EU như sau:

EU (WG)=-1/4z*(55˚N,20˚E) +1/2z*(55˚N,75˚E) -1/4z*(40˚N,145˚E)

Trong đó: z* là độ cao dị thường mực 500hPa

Các tác giả chỉ ra rằng mối quan hệ giữa EU và EAWM là tương quan âm

và sự tương quan này có liên quan với sự biến đổi của áp cao Siberia và mạnhhơn so với bình thường khi chỉ số EU có giá trị dương Tuy nhiên, mối quan hệnày bị ảnh hưởng bởi các điểm địa phương ở Nhật Bản[14]

Yi Zhang, Kenneth R Sperber và James S Boyle(1997) nghiên cứu khí

hậu và biến trình năm gió mùa mùa Đông Á 1979 – 1995 của NCEP/NCAR đãthêm một số điểm chú ý về gió mùa mùa đông Các tác giả nhấn mạnh sự phân

bố thời gian và không gian của đợt lạnh tăng cường và áp cao Siberia, bao gồm:nguồn gốc, đường đi và sự tiến triển của chúng Đặc biệt là sự biến đổi của giómùa mùa đông và đợt xâm nhập lạnh Theo các tiêu chí thông thường, cókhoảng 13 đợt lạnh xảy ra mỗi màu đông, trong đó 2 đợt là mạnh mẽ Các đợtthường kéo dài trung bình là 7 ngày và cường độ trung bình là 1050hPa; các đợtmạnh thường kéo dài 9 ngày với cường độ trung bình năm là 1060hPa Các đợttăng cường lạnh bắt đầu từ 2 vùng: một là gần tây bắc hồ Baikal và khác là bắc

hồ Balkhask Các trung tâm áp cao này di chuyển xuống phía nam và kết thúc ởphía đông và đồn nam Trung Quốc Cường độ của áp cao Siberi thay đổi theomùa và có cực đại vào tháng 1 Tuy nhiên, đợt tăng cường lạnh hoạt động mạnhnhất lại xảy ra vào tháng 10 và tháng 3 Điều này cho thấy tháng 10 và tháng 3vẫn coi là có gió mùa đông Á.[15]

Trong nghiên cứu sự thay đổi theo không gian và thời gian của gió mùa

mùa đông trên bán đảo Đông Dương của Sirapong Sooktawee, UsaHumphries,Atsamon Limsakul và Prungchan Wongwises (2014)đã chỉ

ra có mối liên hệ liên quan giữa gió mùa mùa đông trên bán đảo Đông Dương(IDP) với EAWM và dị thường nhiệt độ bề mặt biển (SSTA) ở Thái BìnhDương Trong suốt mùa đông phương Bắc, các điều kiện khí hậu ở IDP bị chiphối bởi hoàn lưu kinh tuyến gắn với sự tăng cường của áp cao siberi Sự bùng

phát gió đông bắc của SH là điểm đáng chú ý nhất của gió mùa mùa đông Đông

Á Hoạt động của EAWM có tác dụng mạnh mẽ trên quy mô ngoại nhiệt đới vànhiệt đới, ảnh hưởng sự đối lưu trên vùng phía Tây và sự biến đổi của EAWM

có liên quan đến SSTA ở vùng nhiệt đới Thái Bình Dương Các dữ liệu trongnhững tháng mùa đông phương Bắc (tháng 1 -2) cho giai đoạn 1979 – 2010được sử dụng cho nghiên cứu này.[13]

Theo Hansen và cộng sự (1999), tốc độ tăng nhiệt độ trên vùng Siberia

nhanh hơn so với tốc độ tăng trung bình toàn cầu Hơn nữa, do nhiệt độ trên lụcđịa tăng nhanh hơn trên đại dương nên đã gây ra sự phân bố lại trường khí áptoàn cầu Do đó, cũng như những trung tâm ảnh hưởng khác, áp cao Siberia có

thể mạnh lên hay yếu đi trong nhiều năm Theo Bin Wang (1963), Gong D Y

và Bin Wang (1999), trong 100 năm qua áp cao Siberia đã mạnh lên trong

những năm 60 nhưng lại yếu đi rất nhiều trong những năm 80 và đầu những năm

90 Các tác giả Gong D Y và C.H Ho (2001) cũng cho rằng, cường độ tại

trung tâm áp cao Siberia yếu đi rõ rệt từ những năm 70 đến những năm 90 với

xu thế giảm tuyến tính là -1,78mb/thập kỷ trong thời gian từ 1976 – 2000[12]

1.5.2 Trong nước

Năm 2016, theo Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia, không khí

lạnh xâm nhập vào nước ta có nơi xuống tới 3˚C Nhiệt độ giảm mạnh ở các tỉnhmiền Bắc (2/2016) các tỉnh Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ rét đậm, rét hại trên diệnrộng trong 3 ngày (24/2 – 27/2), nhiệt độ trung bình ngày là 13 – 15˚C, vùng núi

là khoảng 3 – 6˚C [9]

Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến cường độ và phạm vi của áp cao

Siberia của tác giảChu Thị Thu Hường (2015) đã được phân tích chủ yếu dựa

trên nguồn số liệu tái phân tích với độ phân giải 2.0x 2.0 độ kinh vĩ của trườngkhí áp mặt nước biển (Pmsl) và nhiệt độ không khí bề mặt (TS) trung bình trêntoàn cầu và các khu vực trong thời kỳ 1961 – 2010 Tác giả Chu Thị ThuHườngphân tích đã cho thấy: sự tăng của TS trên vùng trung tâm của Siberia có thể

là nguyên nhân chính làm cho cường độ của áp cao Siberia đang có xu thế giảm,đồng thời phạm vi hoạt động cũng bị thu hẹp và lùi về phía Bắc trong thời kỳhoạt động của nó[1]