(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng bắc bộ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA KHƠNG KHÍ LẠNH ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC PHÍ THỊ NGÀ HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA KHƠNG KHÍ LẠNH ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ PHÍ THỊ NGÀ CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC MÃ SỐ: 60440222 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VÕ VĂN HÒA TS CHU THỊ THU HƯỜNG HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu, nội dung, kết luận văn “Nghiên cứu đánh giá tác động không khí lạnh đến số yếu tố khí tượng khu vực đồng Bắc Bộ” cơng trình thực hướng dẫn TS Võ Văn Hòa TS Chu Thị Thu Hường Nội dung luận văn trung thực, tài liệu, số liệu trích dẫn ghi rõ phần tài liệu tham khảo chưa cơng bố cơng trình khác Nếu có gian lận nội dung nghiên cứu luận văn, tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm trước hội đồng nhà trường TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phí Thị Ngà i LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khí tượng - Khí hậu học “Nghiên cứu đánh giá tác động không khí lạnh đến số yếu tố khí tượng khu vực đồng Bắc Bộ” hoàn thành tháng năm 2018 Trong suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, tác giả nhận nhiều giúp đỡ thầy cô, gia đình bạn bè Trước hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Võ Văn Hòa, TS Chu Thị Thu Hường trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Khoa Khí tượng - Thủy văn, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện hướng dẫn suốt trình học tập thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu tới xâm nhập đợt lạnh nóng ấm bất thường mùa đơng khu vực miền núi phía Bắc phục vụ phát triển kinh tế - xã hội”, mã số BĐKH.25/16-20 cung cấp số liệu quan trắc khí tượng bề mặt thuộc khu vực đồng Bắc Bộ phương pháp kiểm tra chất lượng thám sát để tác giả thực luận văn Cuối tơi xin bày tỏ lịng cám ơn sâu sắc tới thành viên gia đình tơi người tạo cho nhiều động lực để học tập hoàn thành luận văn Do thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu chưa nhiều, bên cạnh đo nội dung nghiên cứu rộng, phức tạp luận văn khó tránh khỏi thững thiếu sót Học viên mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thầy để luận văn hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2018 Tác giả Phí Thị Ngà ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG .v DANH MỤC HÌNH .vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH VÀ TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên khu vực đồng Bắc Bộ 1.2 Khái quát đặc điểm khơng khí lạnh miền Bắc Việt Nam 1.2.1 Nguồn gốc khơng khí lạnh 1.2.2 Đặc trưng hoạt động theo thời gian 1.2.3 Đặc trưng cường độ, hình hệ thời tiết kèm .6 1.3 Tổng quan nghiên cứu nước nước 1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 14 CHƯƠNG II MÔ TẢ PHƯƠNG PHÁP VÀ TẬP SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU 20 2.1 Tập số liệu nghiên cứu 20 2.2 Phương pháp xử lý số liệu 22 2.3 Phương pháp nghiên cứu .26 CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 3.1 Đặc điểm hoạt động khơng khí lạnh giai đoạn 1997-2017 28 3.1.1 Tần suất không khí lạnh 28 3.1.2 Cường độ khơng khí lạnh 31 3.1.3 Các đặc trưng thời tiết khơng khí lạnh ảnh hưởng đến khu vực 35 iii 3.2 Biến đổi yếu tố nhiệt độ khu vực đồng Bắc Bộ vào mùa đông giai đoạn 1997-2017 37 3.2.1 Nhiệt độ trung bình ngày tháng mùa đông 37 3.2.2 Nhiệt độ tối thấp tối cao ngày 39 3.2.3 Nhiệt độ trung bình tháng 41 3.2.4 Biến đổi số ngày rét đậm rét hại 43 3.3 Biến đổi lượng mưa khu vực đồng Bắc Bộ vào mùa đông giai đoạn 1997-2017 50 3.4 Biến đổi trường gió khu vực đồng Bắc Bộ vào mùa đông giai đoạn 1997-2017 55 3.5 Phân tích nguyên nhân chi phối biến đổi hoạt động khơng khí lạnh khu vực đồng Bắc Bộ 58 3.6 Phân tích chế nhiệt động lực học chi phối đợt lạnh bất thường khu vực đồng Bắc Bộ năm 2018 .60 3.6.1 Cơ chế động lực 64 3.6.2 Cơ chế nhiệt lực 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thông tin trạm quan trắc khí tượng bề mặt khu vực ĐBBB thu thập số liệu để phục vụ nghiên cứu 22 Bảng 3.1 Tổng số đợt khơng khí lạnh tháng giai đoạn 1997-2017 29 Bảng 3.2 Tổng số đợt GMĐB KKLTC giai đoạn 1997-2017 32 Bảng 3.3 Tổng số đợt GMĐB KKLTC theo tháng mùa đông giai đoạn 1997 – 2017 34 Bảng 3.4 Số ngày rét đậm, rét hại theo tháng (giai đoạn 1997-2017) 44 Bảng 3.5 Tổng số ngày rét đậm, rét hại (RDRH) số ngày rét đậm (RĐ) rét hại (RH) theo mùa đông (giai đoạn 1998-2017) 45 Bảng 3.6: Giá trị lượng mưa ngày lớn nhất (mm) theo tháng mùa đông giai đoạn 1997-2017 52 Bảng 3.7 Tốc độ gió lớn (m/s) tháng I giai đoạn 1998 - 2017 56 Bảng 3.8 Tốc độ gió lớn tuyệt đối tháng tốc độ gió lớn trung bình tháng (m/s) theo tháng mùa đông trạm nghiên cứu .57 Bảng 3.9: Bảng hệ số tương quan cường độ áp cao Siberia, áp thấp Aleut với số đợt khơng khí lạnh tháng 59 v DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Xu biến đổi GMĐB KKLTC giai đoạn 1997-2017 30 Hình 3.2 Tổng số trung bình số đợt KKL theo tháng giai đoạn 1997-2017 30 Hình 3.3: Xu biển đổi chuẩn sai TNn (các hình bên trên) TXx (các hình bên dưới) khu vực ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) hai thập kỷ gần (C1, C2) 40 Hình 3.4: Xu biển đổi chuẩn sai số đợt KKL (các hình bên trên) nhiệt độ trung bình tháng mùa đơng (các hình bên dưới) khu vực ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) hai thập kỷ gần (C1, C2) 42 Hình 3.5 Biến đổi số đợt KKL số ngày rét đậm, rét hại so với TBNN giai đoạn 1998 - 2016 49 Hình 3.6: Chuẩn sai tổng lượng mưa tháng mùa đông giai đoạn 1997-2017 50 Hình 3.7: Xu biến đổi tổng lượng mưa tháng số đợt KKL so với TBNN giai đoạn 1997-2017 51 Hình 3.8: Xu biển đổi chuẩn sai số đợt KKL (các hình bên trên) tổng lượng mưa tháng mùa đơng (các hình bên dưới) khu vực ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) hai thập kỷ gần (C1, C2) 53 Hình 3.9 Phân bố nhiệt độ lúc ngày 14/1; 1/2 21/2/2008 khu vực tỉnh miền núi phía Bắc 62 Hình 3.10 Bản đồ tái phân tích trường gió mực 10m thời điểm 7h ngày 14/1 (a) 15/1/2008 (b) 65 Hình 3.11 Bản đồ tái phân tích trường xốy tương đối trường gió mực 925mb (a) 850mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008 66 vi Hình 3.12 Bản đồ tái phân tích trường xốy tương đối trường gió mực 700mb (a) 500mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008 67 Hình 3.13 Bản đồ tái phân tích trường xốy tương đối trường gió mực 925mb (a) 850mb (b) thời điểm 7h ngày 01/02/2008 .67 Hình 3.14 Bản đồ tái phân tích trường xốy tương đối trường gió mực 700mb (a) 500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008 68 Hình 3.15 Bản đồ tái phân tích trường xốy tương đối trường gió mực 925mb (a) 850mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008 69 Hình 3.16 Bản đồ tái phân tích trường xốy tương đối trường gió mực 700mb (a) 500mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008 70 Hình 3.17 Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m thời điểm 7h ngày 14/1 (a) ngày 15/1/2008 (b) .71 Hình 3.18 Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 850mb thời điểm 7h ngày 14/1 (a) ngày 15/1/2008 (b) .72 Hình 3.19 Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb thời điểm 7h ngày 14/1 (a) ngày 15/1/2008 (b) .73 Hình 3.20 Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m (a) mực 850mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008 74 Hình 3.21 Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb (a) 500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008 75 Hình 3.22 Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m thời điểm 7h ngày 20/2 (a) ngày 21/2/2008 (b) .76 Hình 3.23 Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 850mb thời điểm 7h ngày 20/2 (a) ngày 21/2/2008 (b) .77 Hình 3.24 Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb thời điểm 7h ngày 20/2 (a) ngày 21/2/2008 (b) .77 vii