Nghiên cứu một số đặc trưng nhiệt động lực qui mô lớn thời kỳ bùng nổ gió mùa mùa hè trên khu vực nam bộ

Nghiên cứu một số đặc trưng nhiệt động lực qui mô lớn thời kỳ bùng nổ gió mùa mùa hè trên khu vực Nam Bộ Bùi Minh Tuân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học; Mã số: 60 44 87 Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Trường Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Trình bày tổng quan về bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Châu Á. Nhiệt động lực qui mô lớn thời kì bùng nổ gió mùa qua số liệu tái phân tích: đặc trưng trường mưa GPCP giai đoạn bùng nổ gió mùa; đặc trưng trường gió tái phân tích. Kết quả mô bằng mô hình RAMS: các điều kiện ban đầu và cấu hình miền tính; phân bố mưa mô phỏng; đặc trưng hoàn lưu mô phỏng; đặc trưng của trường nhiệt phô phỏng; vai trò của giải phóng ẩn nhiệt quy mô lớn. Xây dựng chỉ số gió mùa và trường hợp dự báo cho năm 2012. Keywords: Khí hậu học; Hoàn lưu khí quyển; Gió; Nam bộ Content 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. 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. 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. 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. 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. 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 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. Một cách tổng quan, tất cả các yếu tố có thể liệt kê bao gồm: lục địa, giải phóng ẩn nhiệt đối lưu, ENSO. 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 5 o N – 15 o N; 110 o E – 120 o E. 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 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 Year DJF JFM FMA MAM AMJ MJJ JJA JAS ASO SON OND NDJ 1998 2.2 1.8 1.4 0.9 0.4 -0.2 -0.7 -1.0 -1.2 -1.2 -1.4 -1.5 1999 -1.5 -1.3 -1.0 -0.9 -0.9 -1.0 -1.0 -1.1 -1.1 -1.3 -1.5 -1.7 2001 -0.7 -0.6 -0.5 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.0 -0.1 -0.2 -0.2 -0.3 2004 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0.3 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 2010 1.6 1.4 1.1 0.7 0.2 -0.3 -0.8 -1.2 -1.4 -1.5 -1.5 -1.5 Bảng 2.1. Dị thường nhiệt độ mặt nước biển trung bình trượt ba tháng tại vùng Niño 3.4 (5 o N – 5 o S, 120 o – 170 o W). Nguồn http://www.cpc.ncep.NCAR/NCEP.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ensoyears.shtml. 2.1.2. Lựa chọn các giai đoạn nghiên cứu Ngày bắt đầu mô phỏng Ngày kết thúc mô phỏng Ngày bùng nổ gió mùa theo quan trắc tại trạm 1998 08/05 22/05 15/05 1999 14/04 28/04 21/04 2001 02/05 16/05 11/05 2004 04/05 18/05 12/05 2010 14/05 28/05 21/05 Bảng 2.2. Thời gian mô phỏng giai đoạn bùng nổ gió mùa mùa hè của các năm 1998, 1999, 2001, 2004 và 2010. 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 khu vực lục địa ven biển của Châu Á. 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. 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 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. Khu vực Nam Bộ nằm trong khu vực chuyển tiếp và kết nối của dòng xiết này với các hệ thống hoàn lưu quy mô lớn khác. Hơn nữa do tác động của địa hình, tốc độ gió tây ở Nam Bộ tương đối nhỏ hơn so với tốc độ gió ở vịnh Bengal hoặc vùng biển xích đạo nhiệt đới Sri Lanka. Sau khi vượt qua Nam Bộ và Biển Đông, đới gió này hòa 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. 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. 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. 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 có thể nhận định sự tương phản giữa đốt nóng bề mặt mạnh nhất giữa lục địa và đại dương trong giai đoạn này không diễn ra ở khu vực cao nguyên Tibet mà tại khu vực Ấn Độ và Ả rập. 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 19 o N – 95 o E, 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. 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. 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. Các giá trị mưa quan trắc và mô phỏng tại trạm được biễu diễn trong Hình 3.1 đến Hình 3.10. Quan trắc cho thấy khu vực cao nguyên Lâm Viên thường xuất hiện mưa sớm và lượng mưa cũng lớn hơn các khu vực còn lại. Khu vực Tây Nguyên và vùng đồng bằng Nam Bộ có diễn biến mưa khá giống nhau. Nếu lấy điều kiện mưa quan trắc xuất hiện trên phần lớn số trạm (trên 50%) khu vực Tây Nguyên – Nam Bộ thì có thể xác định ngày bùng nổ gió mùa mùa hè Nam Bộ cho các năm 1998, 1999, 2001, 2004 và 2010 lần lượt là 15 tháng Năm, 21 tháng Tư, 11 tháng Năm, 12 tháng Năm, và 21 tháng Năm. Vào ngày bùng nổ gió mùa, mưa xuất hiện đồng thời tại hầu hết các trạm, với lượng mưa đo đạc trung bình đều đạt khoảng trên 5 mm/ngày. Các chu kì tăng giảm lượng mưa tại các trạm cũng tương đối giống nhau. Do đo có thể khẳng định, ngoài sự xuất hiện của mưa tiền gió mùa tại khu vực cao nguyên Lâm Viên, mưa mùa hè tại Tây Nguyên – Nam Bộ nhìn chung là tương đối đồng nhất và giống nhau giữa các vùng, miền. Tuy nhiên, nếu lấy tiêu chí mưa trên 5 mm/ngày kéo dài liên tục trong ít nhất một pentad sau bùng nổ phải quan trắc thấy trên phần lớn số trạm thì có thể nói là mưa gió mùa (và do vậy là gió mùa mùa hè) khu vực Tây Nguyên – Nam Bộ là không điển hình, nhất là trong các năm 1998, 2004, và 2010. 3.3. Đặc trưng trường hoàn lưu mô phỏng 3.3.1. Đặc trưng của hoàn lưu mực thấp [...]... hiện tại một số trạm Sau ngày bùng nổ gió mùa, mưa tại hầu hết trạm cũng không kéo dài đủ năm ngày Do đó, nếu áp dụng các chỉ số bùng nổ gió mùa của các khu vực gió mùa điển hình cho Nam Bộ thì một số năm sẽ không xác định được ngày bùng nổ gió mùa Vì vậy, luận văn đề xuất ngưỡng chỉ tiêu cho chỉ số mưa quan trắc tại các trạm Nam Bộ như sau: - Ngày bùng nổ gió mùa là ngày mưa xuất hiện tại trên 50%... chỉ số hoàn lưu gió mùa để nghiên cứu tính biến động của gió mùa mùa hè ở Nam bộ Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, số 5, trang 1 – 10 2 Nguyễn Thị Hiền Thuận (2001), Gió mùa tây nam trong thời kỳ đầu mùa ở Tây Nguyên và Nam Bộ Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, số 7, trang 1 – 7 3 Nguyễn Thị Hiền Thuận (2008), “Sự biến động các chỉ số gió mùa mùa hè ở Nam Bộ trong các pha ENSO”, Phân viện KTTV & MT phía Nam. .. là điều cần được nghiên cứu thêm để có thể đưa ra kết luận chính xác hơn Do đó có thể nhận định, chỉ số gradient nhiệt độ là một chỉ số cảnh báo sớm tốt cho sự bùng nổ gió mùa mùa hè tại Nam Bộ nhưng không dùng được trong những năm La Nina mạnh KẾT LUẬN Bùng nổ gió mùa mùa hè Châu Á đánh dấu sự chuyển mùa từ mùa đông sang mùa hè của hoàn lưu bắc bán cầu Khu vực Nam Bộ được ghi nhận là một trong những... quả mô phỏng bởi mô hình RAMS cho thấy mô hình đã mô phỏng tốt các đặc trưng khí quyển cũng như sự di chuyển của các dải mưa quy mô lớn tại xích đạo và Đông Nam Á trong giai đoạn bùng nổ gió mùa khu vực Nam Bộ Về đặc trưng hoàn lưu quy mô lớn, kết quả mô phỏng cho thấy quá trình bùng nổ gió mùa thường gắn liền với sự hình thành của của xoáy kép mực thấp tại Sri Lanka và sự tăng cường của gió tây nhiệt. .. việc nghiên cứu các dòng vận chuyển động lượng trong khí quyển là cực kì quan trọng Chương 4 XÂY DỰNG CHỈ SỐ GIÓ MÙA VÀ TRƯỜNG HỢP DỰ BÁO CHO NĂM 2012 4.1 Xây dựng các chỉ số gió mùa 4.1.1.Chỉ số mưa Một chỉ số mưa gió mùa thường đặt ra hai chỉ tiêu, một về diện mưa (mưa diễn ra trên quy mô lớn) và một về lượng mưa (mưa diễn ra trong một thời gian đủ dài) Đối với các khu vực gió mùa điển hình như gió mùa. .. nhiều Luận văn đã xây dựng được ba chỉ số chỉ thị ngày bùng nổ gió mùa tại Nam Bộ bao gồm chỉ số mưa, chỉ số gió vĩ hướng và chỉ số gradient nhiệt độ Chỉ số mưa mô phỏng cho ngày bùng nổ gió mùa chính xác trong những năm El Niño và năm trung tính nhưng sớm hơn một ngày trong những năm La Nina mạnh Nhìn chung, chỉ số gió vĩ hướng mô phỏng cho ngày bùng nổ gió mùa trùng hoặc sớm hơn so với mưa quan trắc,... trình chuyển mùa đang diễn ra ở khu vực này 3.3.2 Đặc trưng hoàn lưu các mực trên cao Hình 3.21 tới Hình 3.25 lần lượt biểu diễn sự phát triển của hoàn lưu mực cao mô phỏng cho giai đoạn bùng nổ gió mùa ở Nam Bộ Đặc trưng lớn nhất của hoàn lưu mực trên cao giai đoạn này là sự hình thành của một áp cao tại phía nam Châu Á Áp cao có quy mô rất lớn với tâm nằm ở phía trên của vịnh Bengal Phía nam của áp... 500 hPa tới 200 hPa giai đoạn bùng nổ gió mùa Nam Bộ Khác với hình thế nhiệt mực thấp, trong giai đoạn bùng nổ gió mùa, trường nhiệt trung bình mực cao có sự thay đổi rất lớn với sự hình thành của các trung tâm nhiệt tại phía bắc vịnh Bengal Trung tâm nhiệt này hình thành từ khá sớm (trước thời điểm bùng nổ gió mùa Nam Bộ khoảng 15 ngày) đánh dấu sự đảo ngược gradient nhiệt độ mực cao khí quyển tại... cường của gió tây nhiệt đới khu vực biển xích đạo phía nam vịnh Bengal Đây là những dấu hiệu tham khảo dự báo tốt Hoàn lưu mực cao cho thấy trong giai đoạn bùng nổ gió mùa, khu vực phía trên vịnh Bengal hình thành của một xoáy nghịch quy mô lớn, bao trùm từ Ấn Độ tới Việt Nam Xoáy nghịch này làm tăng cường trường gió đông mực cao khu vực xích đạo Đến ngày bùng nổ gió mùa, trường gió đông này vượt qua xích... gió mùa Ấn Độ hoặc gió mùa Đông Á, ngày bùng nổ gió mùa thường được đánh dấu bởi sự xuất hiện của mưa lớn và kéo dài liên tục trong nhiều ngày Tuy nhiên theo phân tích dựa trên các thành phân trực giao tự nhiên trong Hình 2.5, Nam Bộ không nằm trong khu vực gió mùa điển hình mà thuộc đới chuyển tiếp của các hệ thống gió mùa Trong giai đoạn đầu mùa hè, khu vực này đồng thời chịu tác động của hai hệ thống . Nghiên cứu một số đặc trưng nhiệt động lực qui mô lớn thời kỳ bùng nổ gió mùa mùa hè trên khu vực Nam Bộ Bùi Minh Tuân . 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