Nghiên cứu ảnh hưởng của Enso tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *************** Nguyễn Thị Lan NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ENSO TỚI MƢA GIÓ MÙA MÙA HÈ TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ******************* Nguyễn Thị Lan NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ENSO TỚI MƢA GIÓ MÙA MÙA HÈ TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM Chuyên ngành: Khí tượng – Khí hậu học Mã số: 60440222 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN QUANG ĐỨC Hà Nội – 2013 i Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn này, trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS. Trần Quang Đức – bộ môn Khí tượng và Khí hậu học- người đã định hướng và trực tiếp hướng dẫn tôi từ lúc bắt đầu thực hiện luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô và các cán bộ trong khoa Khí tượng – Thủy văn- Hải dương học cùng các cán bộ Phòng sau đại học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã cung cấp cho tôi những kiến thức chuyên môn quý giá, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian tôi học tập và hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và môi trường, đặc biệt là các anh chị và các bạn đồng nghiệp trong Trung tâm nghiên cứu Biển và tương tác Biển- Khí quyển đã cho tôi nhiều kiến thức, kinh nghiệm và tạo điều kiện về thời gian cho tôi tham gia học tập. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân và bạn bè đã luôn động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập. Trong quá trình thực hiện, luận văn không tránh khỏi có nhiều thiếu sót, vì vậy, tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô, các anh chị và các bạn đồng nghiệp để luận văn có thể hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2013 Học viên Nguyễn Thị Lan i MỤC LỤC Lời cảm ơn i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƢƠNG I: TỔNGQUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ENSO VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA ENSO 4 1.1. Những nghiên cứu về ENSO trên thế giới 4 1.2. Những nghiên cứu về ENSO tại Việt Nam 16 CHƢƠNG II: NGUỒN SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 22 2.1. Nguồn số liệu 22 2.1.1. Số liệu ENSO 22 2.1.2. Số liệu hoàn lưu 22 2.1.3. Số liệu mưa 23 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 25 2.2.1. Phương pháp xác định thời kì ENSO 25 2.2.1. Phương pháp phân nhóm các mùa gió mùa mùa hè ENSO 31 2.2.3. Phương pháp xác định chỉ số gió mùa, mưa gió mùa và một số đặc trưng gió mùa ở Việt Nam 35 2.2.4. Phương pháp phân tích đánh giá ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa gió mùa mùa hè 38 CHƢƠNG III: ẢNH HƢỞNG CỦA ENSO TỚI GIÓ MÙA MÙA HÈ VÀ MƢA GIÓ MÙA MÙA HÈ Ở VIỆT NAM 40 3.1. Xu thế biến động một số đặc trƣng ENSO thời kỳ 1950 - 2010 40 3.2. Xu thế biến động một số đặc trƣng gió mùa thời kỳ 1950 - 2010 47 3.3. Ảnh hƣởng của ENSO tới gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam 50 3.3.1. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển 51 3.3.2. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu 54 3.3.3. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển 57 3.3.4. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu 60 ii 3.3.5. Nhận xét chung 63 3.4. Ảnh hƣởng của ENSO tới mƣa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam 66 3.4.1. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển 67 3.4.2. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu 71 3.4.3. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển 76 3.4.4. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu 80 KẾT LUẬN 84 KIẾN NGHỊ 85 Tài liệu tiếng Việt 86 Tài liệu tiếng Anh 87 PHẦN PHỤ LỤC 90 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Từ gốc Ý nghĩa AIMR (AIRI) All-India Monsoon Rainfall (All Indian Rainfall Index) Chỉ số mưa gió mùa toàn Ấn Độ ATL3I Atlantic index Chỉ số hoàn lưu khu vực Đại Tây Dương AUSMI Australian Summer Monsoon Index Chỉ số gió mùa mùa hè khu vực Australia BEI The Best ENSO Index Chỉ số ENSO tốt nhất BOM Bureau of Meteorology Văn phòng Khí tượng Úc CSHL Chỉ số hoàn lưu Chỉ số hoàn lưu sử dụng cho khu vực Nam Trung Bộ, Việt Nam CSĐL Chỉ số đối lưu Chỉ số đối lưu sử dụng cho khu vực Nam Trung Bộ, Việt Nam CPC Climate Prediction Center Trung tâm Dự báo khí hậu Hoa Kỳ CI1 Convection Index 1 Chỉ số hoàn lưukhu vực Ấn Độ CI2 Convection Index 2 Chỉ số hoàn lưu khu vực Nam Á DU2 (SEAMI),(MCI2) The difference between the westerly zonal wind anomalies averaged over two regions Chỉ số hoàn lưu vĩ hướng Đông Nam Á EAMI East Asian Monsoon Index Chỉ số gió mùa khu vực Đông Á EASMI East Asian Summer Monsoon Index Chỉ số gió mùa mùa hè khu vực Đông Á ENSO El Nino-Southern Oscillation Hiện tượng El Nino và dao động nam ESMI East Asian subtropical summer monsoon index Chỉ số gió mùa mùa hè khu vực cận nhiệt đới Đông Á IMI The Indian summer Monsoon Index Chỉ số gió mùa mùa hè khu vực Ấn Độ IRI International Research Institute for Climate and Viện nghiên cứu Quốc tế về Khí hậu và Xã hội iv Ký hiệu viết tắt Từ gốc Ý nghĩa Society Issm Subtropical Summer Monsoon Index Chỉ số gió mùa mùa hè khu vực cận nhiệt đới GI Guo Index Chỉ số gió mùa mùa hè khu vực Châu Á – Thái Bình Dương ME Max Entropy Phương pháp phân tích phổ đơn (phổ Entropy cực đại) MEI Multivariate ENSO Index Chỉ số ENSO tổng hợp MHI Monsoon Hadley Circulation Index Chỉ số hoàn lưu gió mùa Hadley NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration Cục quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia Hoa Kỳ OLR Outgoing Longwave Radiation Bức xạ phát xạ sóng dài ORLI Outgoing Longwave Radiation Index Chỉ số bức xạ phát xạ sóng dài RM1 Rain Monsoon index Chỉ số mưa khu vực Ấn Độ mở rộng RM2(EAMI) Regional Monsoon Index (East Asian Monsoon Index) Chỉ số gió mùa khu vực Đông Á SCSSM South China Sea Summer Monsoon Chỉ số gió mùa mùa hè khu vực Biển Đông SCSMI South China Sea Monsoon Index Chỉ số gió mùa khu vực Biển Đông SOI Southern Oscillation Index Chỉ số dao động nam SSI1 Southerly shear Index Chỉ số hoàn lưu gió mùa mùa hè khu vực Ấn Độ SSI2 Southerly shear Index Chỉ số hoàn lưu gió mùa mùa hè khu vực Nam Á SST Sea Surface Temperature Nhiệt độ bề mặt nước biển SSTA Sea Surface Temperature Anomaly Chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển U bengal Gió vĩ hướng trung bình mực 850 hPa trên vịnh Bengal Chỉ số hoàn lưu gió mùa khu vực Vịnh Bengal UEOF1 The first Empirical OrthogonalFunction mode of Chỉ số hoàn lưu khu vực Đông Á v Ký hiệu viết tắt Từ gốc Ý nghĩa the 850 hPa zonal wind WMO - UNEP - ICSU - UNESCO World Meteorological Oganization - United Nations Environment Programme - International Council for Science - United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization Tổ chức Khí tượng thế giới – Chương trình Môi trường của Liên hợp quốc – Hội đồng Khoa học quốc tế - Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên Hợp Quốc WNPMI Western Norht Pacific Monsoon Index Chỉ số gió mùa khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương WYI Weber and Yang Index Chỉ số hoàn lưu của Weber và Yang ZI The mean 850 mb Zonal winds over the western equatorial Atlantic Index Chỉ số hoàn lưu vĩ hướng khu vực Tây Đại Tây Dương xích đạo XTNĐ Xoáy thuận nhiệt đới Vùng áp thấp có hoàn lưu ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số chỉ số gió mùa 10 Bảng 2.1: Các trạm khí tượng được sử dụng trong nghiên cứu 24 Bảng 2.2: Các đợt El Nino được xác định theo tiêu chuẩn thứ nhất 27 Bảng 2.3: Các đợt La Nina được xác định theo tiêu chuẩn thứ nhất 28 Bảng 2.4: Các đợt El Nino được xác định theo tiêu chuẩn thứ hai 28 Bảng 2.5: Các đợt La Nina được xác định theo tiêu chuẩn thứ hai 29 Bảng 2.6: Kết quả phân loại các mùa gió mùa mùa hè El Nino 34 Bảng 2.7: Kết quả phân loại các mùa gió mùa mùa hè La Nina 34 Bảng 3.1: Kết quả tính toán chuẩn sai các đặc trưng gió mùa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển 54 Bảng 3.2: Kết quả tính toán chuẩn sai các đặc trưng gió mùa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu 57 Bảng 3.3: Kết quả tính toán các đặc trưng gió mùa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển 60 Bảng 3.4: Kết quả tính toán các đặc trưng gió mùa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu 63 Bảng 3.5: Chuẩn sai các đặc trưng trung bình theo từng nhóm 64 mùa gió mùa mùa hè 64 Bảng 3.6: Giá trị chuẩn sai lượng mưa và chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa gió mùa mùa hè đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển 67 Bảng 3.7: Giá trị chuẩn sai lượng mưa và chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa gió mùa mùa hè đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu 72 Bảng 3.8: Giá trị chuẩn sai lượng mưa và chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa gió mùa mùa hè đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển 77 Bảng 3.9: Giá trị chuẩn sai lượng mưa và chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa gió mùa mùa hè đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu 80 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ hoàn lưu Walker 6 Hình 1.2: Giới hạn các khu vực Nino 6 Hình 2.1: Vị trí các trạm khí tượng sử dụng trong nghiên cứu 25 Hình 2.2: Biến trình dị thường nhiệt độ bề mặt nước biển khu vực Nino 3 (a) và khu vực Nino 3.4 (b) 30 Hình 2.3: Sơ đồ khu vực tính chỉ số gió mùa SCSSM 38 Hình 3.1: Xu thế biến động thời gian kéo dài các đợt El Nino (a) và La Nina (b) 41 Hình 3.2: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt ENSO 41 Hình 3.3: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt El Nino (a) và 43 La Nina (b) 43 Hình 3.4: Xu thế biến động khoảng cách thời gian từ đợt El Nino tới đợt La Nina kế tiếp (a) và từ đợt La Nina tới đợt El Nino kế tiếp (b) 44 Hình 3.5: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt ENSO 44 Hình 3.6: Xu thế biến động của cường độ các đợt El Nino (a) và La Nina (b) 45 Hình 3.7: Xu thế biến động của cường độ các đợt El Nino mạnh (a) và 46 La Nina mạnh (b) 46 Hình 3.8: Biến trình ngày mở đầu gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 2010 47 Hình 3.9: Biến trình ngày kết thúc gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 2010 48 Hình 3.10: Biến trình thời gian kéo dài gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 2010 48 Hình 3.11: Biến trình số nhịp gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 2010 49 Hình 3.12: Biến trình thời gian kéo dài gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 2010 50 Hình 3.13: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc mùa gió mùa (b) thuộc nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển 52 Hình 3.14: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa thuộc nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển 52 Hình 3.15: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển 53 Hình 3.16: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển 53 Hình 3.17: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc (b) mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu 55 [...]... lưu gió mùa mùa hè, những 2 nghiên cứu ở Việt Nam ít quan tâm tới lượng mưa gió mùa mùa hè mà thường quan tâm tới lượng mưa năm Nhằm góp phần làm rõ ảnh hưởng của ENSO tới hoàn lưu gió mùa và mưa gió mùa mùa hè, luận văn lựa chọn đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới hoạt động của gió mùa mùa hè. .. chỉ ra rằng bùng nổ gió mùa mùa hè thời kỳ nghiên cứu có đặc điểm muộn hơn do tác động của đợt El Nino diễn ra từ giữa năm 1997 đến khoảng giữa năm 1998[10] Trong nghiên cứu về Ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa ở Nam Bộ”, tác giả Nguyễn Thị Hiền Thuận đã cho thấy cơ chế tác động của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa ở Nam Bộ .Ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ được đánh giá... và mưa gió mùa mùa hè thông qua những đặc điểm như ngày mở đầu, ngày kết thúc, cường độ, số nhịp gió mùa dựa trên việc tính toán các chỉ số và phân tích đánh giá ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa gió mùa mùa hè Cấu trúc của luận văn bao gồm 3 chương:  Chương 1: Tổng quan những nghiên cứu và ảnh hưởng của ENSO  Chương 2: Nguồn số liệu và phương pháp nghiên cứu  Chương 3: Ảnh hưởng của ENSO. .. sớm của các nhà khoa học Các kết quả nghiên cứu cho thấy ENSO ảnh hưởng tới thời tiết khí hậu trên quy mô rộng lớn với mức độ khác nhau.Đối với gió mùa, đặc biệt là gió mùa mùa hè châu Á,nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng rõ ràng có sự biến đổi cơ chế gió mùa trong thời kỳ diễn ra ENSO, tuy nhiên, ảnh hưởng của ENSO tới hệ quả của gió mùa thường ít được quan tâm, nghiên cứu Vì vậy, nghiên cứu ảnh hưởng. .. phương pháp nghiên cứu  Chương 3: Ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa gió mùa mùa hè ở Việt Nam 3 CHƢƠNG I: TỔNGQUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ENSO VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA ENSO 1.1 Những nghiên cứu trên thế giớivề ENSO và ảnh hƣởng của ENSO Nguyên nhân hình thành, cơ chế hoạt động của ENSO đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ rất sớm Ngay từ thập kỷ 20 của thế kỷ trước, Gibert Walker đã nhận thấy có sự... sử dụng để xác định pha và thời kỳ ENSO; số liệu hoàn lưu được sử dụng để tính toán chỉ số gió mùa, từ đó đánh giá ảnh hưởng của ENSO tới các đặc trưng gió mùa mùa hè; số liệu mưa được sử dụng để tính chuẩn sai lượng mưa so với trung bình cả thời kỳ nghiên cứu, từ đó đánh giá ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè 2.1.1 Số liệuENSO Theo Allan R.E [27], các sự kiện ENSO còn lưu giữ được từ giữa thế... Lượng mưa các tháng giữa mùa gió mùa mùa hè chịu ảnh hưởng của ENSO ít hơn so với các tháng trong mùa khô và các tháng chuyển tiếp giữa mùa khô và mùa mưa Mùa mưa đến muộn hơn trong những năm sau năm El Nino và đến sớm hơn trong những năm sau La Nina[11] Việc lựa chọn và sử dụng chỉ số gió mùa trong đánh giá mối quan hệ mưa- gió mùa ở Việt Nam đã được tác giả Trần Việt Liễn quan tâm, nghiên cứu. Trên. .. tích mức độ ảnh hưởng theo các giai đoạn phát triển của pha ENSO. Kế thừa những nghiên cứu trước đó, trong luận văn này, chỉ số gió mùa được lựa chọn và tính toán cho khu vực Việt Nam. Từ sự biến động của chỉ số gió mùa, hoạt động của gió mùa mùa hè và sự biến động lượng mưa gió mùa mùa hè được phân tích theo các giai đoạn phát triển của ENSO 21 CHƢƠNG II: NGUỒN SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguồn... gian kéo dài các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu .56 Hình 3.19: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu 56 Hình 3.20: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu 56 Hình 3.21: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc (b) mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển 58 Hình 3.22: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa mùa hè La Nina 58... lượng mưa mùa hè vùng Tây Bắc Thái Bình Dương có xu hướng giảm [47] trong khi đó, lượng mưa vùng Đông Á lại có xu hướng tăng Ảnh hưởng của ENSO tới sự biến động của gió mùa thường được đánh giá thông qua mối liên hệ giữa chuẩn sai lượng mưa gió mùa với chuẩn sai nhiệt độ nước biển bề mặt trên khu vực nhiệt đới Thái Bình Dương Nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của mưa gió mùa trong các giai đoạn khác nhau của . hưởng của ENSO tới hoàn lưu gió mùa và mưa gió mùa mùa hè, luận văn lựa chọn đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam . Mục tiêu của luận văn là nghiên. nghiên cứu  Chương 3: Ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa gió mùa mùa hè ở Việt Nam 4 CHƢƠNG I: TỔNGQUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ENSO VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA ENSO 1.1. Những nghiên cứu trên. gió mùa, mưa gió mùa và một số đặc trưng gió mùa ở Việt Nam 35 2.2.4. Phương pháp phân tích đánh giá ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa gió mùa mùa hè 38 CHƢƠNG III: ẢNH HƢỞNG CỦA