Nghiên cứu về đặc điểm vận tải ẩm ở việt nam trong các đợt ENSO (TT)

1 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƢỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Vũ Văn Thăng ĐẶC ĐIỂM VẬN TẢI ẨM Ở VIỆT NAM TRONG CÁC ĐỢT ENSO Chuyên ngành: Khí tượng khí hậu học Mã số: 62440222 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC TRÁI ĐẤT Hà Nội-2016 Công trình hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƢỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Văn Thắng GS TS Nguyễn Trọng Hiệu Phản biện 1:……………………………………………… Phản biện 2:……………………………………………… Phản biện 3:……………………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: vào hồi ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án thư viện:………………………… MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam nằm khu vực gió mùa châu Á, khí hậu Việt Nam chịu ảnh hưởng mạnh hoàn lưu gió mùa, có chế độ mưa theo mùa liên quan mật thiết với phân bố vận tải ẩm Trong năm El Niño, tập trung dòng thăng phía Đông Thái Bình Dương, Việt Nam thường có lượng mưa trung bình nhiều năm Ngược lại, năm La Niña, dịch chuyển dòng thăng phía Tây, Việt Nam thường có tổng lượng mưa lớn trung bình nhiều năm Có thể thấy rằng, vận tải ẩm vừa đóng vai trò quan trọng chế hoàn lưu gió mùa nhiệt đới vừa góp phần tích cực vào tác động ENSO đến thời tiết, khí hậu Việt Nam, đặc biệt hạn hán mưa lớn Vì nghiên cứu Đặc điểm vận tải ẩm Việt Nam đợt ENSO cần thiết Mục tiêu luận án 1) Làm sáng tỏ thêm chế vận tải ẩm mùa Việt Nam; 2) Xác định mối quan hệ vận tải ẩm ENSO, đặc biệt đợt ENSO gây mưa lớn hạn hán nghiêm trọng Việt Nam; 3) Đề xuất ứng dụng thông tin vận tải ẩm để nhận định diễn biến hạn hán đợt El Niño diễn biến mưa lớn đợt La Niña Việt Nam Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu + Vận tải ẩm: Vận tải ẩm tổng hợp, vận tải ẩm vĩ hướng vận tải ẩm kinh hướng; + Các yếu tố hoàn lưu: Gió vĩ hướng kinh hướng; khí áp mực biển; + Các yếu tố khí hậu tượng cực đoan bao gồm: Lượng mưa tháng trạm thuộc vùng khí hậu Việt Nam; lượng mưa tái phân tích lưới; số tháng hạn hán; số tháng mưa lớn - Phạm vi nghiên cứu + Các đặc trưng vận tải ẩm xem xét khu vực Đông Á Tây Thái Bình Dương (ĐATTBD) mở rộng: (40°S-60°N; 40°E-60°W) + Các yếu tố hoàn lưu gió, khí áp mực biển xem xét khu vực Đông Á mở rộng: (10°S-40°N; 60°E-160°E) + Các đặc trưng yếu tố khí hậu số tháng hạn, số tháng mưa lớn vùng khí hậu Việt Nam Những đóng góp luận án 1) Đã xác định nguồn ẩm phân bố ẩm Việt Nam điều kiện chung điều kiện ENSO 2) Luận án xác định mối quan hệ vận tải ẩm với hạn hán, mưa lớn vùng khí hậu Việt Nam đợt ENSO 3) Bước đầu lý giải chế vật lý giải thích mối quan hệ vận tải ẩm với mưa mùa thu Miền Trung Việt Nam điều kiện ENSO mưa tháng V Tây Nguyên điều kiện El Niño Các luận điểm bảo vệ 1) Có khác biệt phân bố vận tải ẩm điều kiện chung phân bố vận tải ẩm điều kiện ENSO 2) Tồn mối quan hệ vận tải ẩm với hạn hán, mưa lớn vùng khí hậu Việt Nam đợt ENSO 3) Vận tải ẩm liên quan mật thiết với mưa mùa thu Miền Trung Việt Nam điều kiện ENSO mưa tháng V Tây Nguyên điều kiện El Niño Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Luận án góp phần làm sáng tỏ chế vận tải ẩm mùa năm Việt Nam điều kiện chung điều kiện ENSO - Luận án làm sáng tỏ mối quan hệ vận tải ẩm với mưa lớn Việt Nam đợt La Niña hạn hán đợt El Niño - Luận án lý giải chế vật lý gây hụt mưa tháng mùa thu Miền Trung Việt Nam điều kiện El Niño tăng mưa điều kiện La Niña - Kết nghiên cứu luận án làm tài liệu tham khảo cho công trình nghiên cứu quan hệ vận tải ẩm với mưa, với hạn hán điều kiện ENSO Ngoài ra, tạo điều kiện thuận lợi cho nhà dự báo khí hậu sử dụng thông tin vận tải ẩm nhận định hạn hán (hụt mưa) điều kiện El Nio mưa lớn (tăng mưa) điều kiện La Niña Cấu trúc luận án Chương 1: Tổng quan công trình nghiên cứu vận tải ẩm vấn đề liên quan Chương 2: Phương pháp nghiên cứu số liệu Chương 3: Phân bố vận tải ẩm tổng hợp điều kiện ENSO Chương 4: Quan hệ vận tải vận tải ẩm với hạn hán, mưa lớn mưa số khu vực Việt Nam điều kiện ENSO CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ VẬN TẢI ẨM VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 1.1 Tổng quan công trình nghiên cứu vận tải ẩm Trên giới, từ năm 1980, nhờ tiến công nghệ quan trắc thám sát khí tượng cao phát triển vượt bậc công nghệ máy tính, công nghệ tin học, công trình nghiên cứu vận tải ẩm ngày phong phú sâu sắc, góp phần tích cực trình nghiên cứu hoàn lưu khí dự báo khí hậu Các công trình nghiên cứu vận tải ẩm thực với nhiều đối tượng nghiên cứu khác nhau, quốc gia, khu vực, phần hay toàn châu lục toàn cầu đề cập đến nhiều nội dung khác vận tải ẩm bao gồm: - Phân bố theo không gian vận tải ẩm loại: vĩ hướng, kinh hướng, tổng hợp phạm vi không gian diện tích khác dòng vận tải ẩm chủ yếu châu lục khu vực - Diễn biến theo thời gian vận tải ẩm loại khu vực thịnh hành hay không thịnh hành gió mùa - Quan hệ lượng vận tải ẩm với lượng mưa, đặc biệt với tượng cực đoan liên quan đến mưa hạn hán, mưa lớn quốc gia tiêu biểu rộng lớn: Ấn Độ Nam Á, Trung Quốc Đông Á, Canada Bắc Mỹ, Nam Mỹ, châu Úc hầu hết châu lục khác - Cân ẩm hay dòng vận tải ẩm vào đường biên: Tây, Đông, Nam, Bắc nhiều khu vực Nam Á, Đông Á số lưu vực thuộc Bắc Mỹ Ở Việt Nam, năm gần đây, nhiều công trình nghiên cứu khí hậu Việt Nam bắt đầu quan tâm đến yếu tố hoàn lưu khí quan trọng: Vận tải ẩm khí quan hệ vận tải ẩm với gió mùa mưa số khu vực Việt Nam,…Các kết cho thấy rằng, vận tải ẩm có quan hệ mật thiết với mưa tháng mùa hè Bắc Bộ Nam Bộ Việt Nam [4], [5], [20] 1.2 Tổng quan số công trình nghiên cứu ENSO tác động thời tiết khí hậu Trong năm gần đây, nhờ tiến mô hình hoàn lưu khí quyển-đại dương, phát triển vượt bậc công nghệ máy tính giới, ngày có nhiều công trình nghiên cứu ENSO, bao gồm chế vật lý hoạt động ENSO, số, đặc trưng ENSO phân bố không gian, thời gian chúng, tác động ENSO đến đặc trưng hoàn lưu, gió mùa, thời tiết, khí hậu tượng cực đoan 1.3 Nhận xét cuối chƣơng Ở Việt Nam, công trình nghiên cứu vận tải ẩm năm 2000 số khu vực Các nghiên cứu ra, phân bố không gian vận tải ẩm tháng năm sơ đề cập đến mối quan hệ vận tải ẩm với mưa tháng mùa hè Bắc Bộ Nam Bộ Việt Nam Cho đến chưa có công trình nghiên cứu phân tích chế vận tải ẩm mùa khu vực Việt Nam, đặc biệt vận tải ẩm điều kiện ENSO, mối quan hệ vận tải ẩm với hạn hán, mưa lớn Việt Nam, Tương tự công trình nghiên cứu ENSO năm 1990 với nội dung chủ yếu tìm hiểu kiến thức ENSO tác động ENSO đến số đặc trưng hoàn lưu khí quyển, gió mùa thời tiết khí hậu Vì vậy, luận án này, cần phải phân tích sâu vấn đề sau đây: - Phân bố không gian vận tải ẩm tổng hợp mùa lớp khí toàn cột khí điều kiện chung điều kiện ENSO - Mối quan hệ vận tải ẩm với hạn hán mưa lớn thời kỳ hoạt động ENSO - Bên cạnh hoàn lưu, vai trò ẩm vận tải ẩm yếu tố định tới mưa, cần nghiên cứu sâu số khu vực nhỏ biến đổi mưa mùa thu khu vực Miền Trung Việt Nam điều kiện ENSO hụt mưa tháng V khu vực Tây Nguyên điều kiện El Niño CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.1.1 Phương pháp tính vận tải ẩm khí Các đặc trưng vận tải ẩm tính toán bao gồm: Vận tải ẩm tổng hợp, vận tải ẩm vĩ hướng vận tải ẩm kinh hướng toàn cột khí (1000 - 300 hPa) lớp khí (1000 - 700 hPa, 700 - 500 hPa 500 - 300 hPa) 1) Véc tơ vận tải ẩm toàn cột khí từ bề mặt (Ps=1000 hPa) đến mực 300 hPa tính công thức [42, 44]: 300 Q  (V q)dp g 1000 2) Vận tải ẩm vĩ hướng ( (1) , kg m-1 s-1) toàn cột khí từ bề mặt (1000 hPa) đến mực 300 hPa tính công thức: Q u   g 3) Vận tải ẩm kinh hướng ( 300  (uq )dp (2) 1000 , kg m-1 s-1) toàn cột khí từ bề mặt (1000 hPa) đến mực 300 hPa tính công thức: Q v g  300  (vq)dp (3) 1000 4) Độ lớn vận tải ẩm tổng hợp toàn cột khí ( Q , kg m-1 s-1) tính công thức: Q  Q u Q (4) v Trong đó: g - Gia tốc trọng trường (m s-2); ⃑ - Véctơ gió; u-Tốc độ gió vĩ hướng (m s-1) v- Tốc độ gió kinh hướng (m s-1); q- Độ ẩm riêng (g kg-1); ps - Khí áp bề mặt (1000 hPa) 10 5) Vận tải ẩm vĩ hướng lớp khí P1 đến P2 tính công thức: Q u ( p1 , p2 )   g P2  u ( p)q( p)dp (5) P1 6) Vận tải ẩm kinh hướng lớp khí P1 đến P2 tính công thức: Qv ( p1 , p2 )   g P2  v( p)q( p)dp (6) P1 7) Vận tải ẩm tổng hợp lớp khí P1 đến P2 Q( p1 , p2 )  Q u ( p1 , p2 )  Q ( p1 , p2 ) v (7) Trong luận án này, vận tải ẩm tổng hợp toàn cột khí tính thông qua vận tải ẩm vĩ hướng ( hướng ( ), vận tải ẩm kinh ) theo phương pháp xấp xỉ tích phân liên tục theo quy tắc hình thang lớp khí quyển, phân cách mặt đẳng áp chuẩn 1000, 925, 850, 700, 600, 500, 400, 300hPa Vận tải ẩm tổng hợp lớp khí quyển: 1) 1000 -700hPa (P1=1000 hPa, P2=700 hPa); 2) 700-500hPa (P1=700 hPa, P2=500 hPa) 3) 500300 hPa (P1=500 hPa, P2=300 hPa) tính thông qua thành phần vĩ hướng kinh hướng lớp khí theo phương pháp tương tự toàn cột khí Vận tải ẩm tính theo lưới 2,5º x 2,5º cho khu vực Đông Á Tây Thái Bình Dương mở rộng (400S-600N, 400E-600W) sau tính cho Việt Nam khu vực lân cận Ngoài ra, số trường hợp vận tải ẩm tính cho khu vực Đông Á giới hạn từ 100S-400N, 600E-1600E 12 2.1.5 Mối quan hệ vận tải ẩm với mưa lớn, hạn hán Mối quan hệ vận tải ẩm với số tháng hạn, số tháng mưa lớn vùng khí hậu Việt Nam phân tích dựa vào hệ số tương quan (rxy) hai biến x, y sau đây: rxy   (x t (8)  x )( yt  y ) t  2  ( xt  x )  ( yt  y )  t  t  Trong đó: x-vận tải ẩm vĩ hướng, vận tải ẩm kinh hướng; ySTH, STML vùng khí hậu Việt Nam 2.2 Số liệu nghiên cứu - Số liệu trạm: Sử dụng số liệu lượng mưa tháng 56 trạm khí tượng thời kỳ 1960-2009 vùng khí hậu Việt Nam - Số liệu hoàn lưu: Độ ẩm riêng, số liệu gió thành phần vĩ hướng thành phần kinh hướng mực đẳng áp 1000-300hPa với độ phân giải 2,5x2,5 độ kinh, vĩ - Số liệu gió tái phân tích (CFSR) 10m, mực 850hPa, khí áp mực biển với độ phân giải 0,50x0,50 độ kinh vĩ thời kỳ 1980-2007 NCEP - Số liệu mưa lưới lấy từ www.chikyu.ac.jp Nhật Bản với độ phân giải 0,25x0,25 độ kinh vĩ 13 CHƢƠNG 3: PHÂN BỐ VẬN TẢI ẨM TỔNG HỢP TRONG ĐIỀU KIỆN ENSO 3.1 Vận tải ẩm tổng hợp điều kiện ENSO 3.1.1 Vận tải ẩm tổng hợp điều kiện chung Dải vận tải ẩm Tây Nam, có cường độ 150-180 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 60-70 kgm-1s-1 lớp 1, 58-68 kgm-1s-1 lớp 33-43 kgm-1s-1 lớp Dải vận tải ẩm Đông Bắc, có cường độ 210 – 240 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 90-100 kgm-1s-1 lớp 1, 75 - 85 kgms lớp 45 - 55 kgm-1s-1 lớp -1 Dải vận tải ẩm Đông Nam, có cường độ 170-200 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 110-120 kgm-1s-1 lớp 1, 50-60 kgms lớp 10-20 kgm-1s-1 lớp -1 Như vậy, xét chung năm, cường độ vận tải ẩm mạnh dải Đông Bắc, thứ đến Đông Nam yếu dải Tây Nam Vận tải ẩm giảm dần từ lớp đến lớp từ lớp đến lớp Trên khu vực Việt Nam, vận tải ẩm tổng hợp thay đổi hướng cường độ mùa năm Ở Bắc Bộ, vận tải ẩm có hướng Tây, Tây Nam với cường độ 7590 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, đó, 33-38 kgm-1s-1 lớp 1, 28-33 kgm-1s-1 lớp 15-20 kgm-1s-1 lớp Ở Trung Bộ, vận tải ẩm có hướng Đông, Đông Bắc với cường độ 45-60 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 25-30 kgm-1s-1 lớp 1, 10-15 kgm-1s-1 lớp lớp Ở Nam Bộ, vận tải ẩm có hướng Đông, Đông Bắc với cường độ 45-60 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 20-15 kgm-1s-1 lớp 1, 15-20 kgm-1s-1 lớp 10-15 kgm-1s-1 lớp 14 Tính chung năm, vận tải ẩm có hướng Tây, Tây Nam Bắc Bộ Đông, Đông Bắc Trung Bộ Nam Bộ Ở khu vực, vận tải ẩm mạnh vào mùa hè yếu vào mùa đông hay mùa xuân Trên toàn cột khí quyển, vận tải ẩm Bắc Bộ lớn Trung Bộ Nam Bộ Trong lớp khí quyển, vận tải ẩm mạnh lớp yếu lớp 3.1.2 Vận tải ẩm tổng hợp điều kiện El Niño Ở ĐATTBD mở rộng, dải vận tải ẩm Tây Nam có trị số trung bình 180-210 kgm-1s-1 toàn cột khí đó, 70-80 kgms lớp 1, lớp 40-50 kgm-1s-1 lớp 3; dải vận tải ẩm Đông -1 Bắc có trị số trung bình 190-220 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, đó, 90-100 kgm-1s-1 lớp 1, 60-70 kgm-1s-1 lớp 4050 kgm-1s-1 lớp 3; dải vận tải ẩm Đông Nam có trị số trung bình 140-170 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, đó, 90-100 kgm-1s-1 lớp 1, 30-40 kgm-1s-1 lớp 20–30 kgm-1s-1 lớp Ở Việt Nam, khu vực Bắc Bộ, vận tải ẩm tổng hợp có hướng Tây, Tây Nam với trị số trung bình 90-120 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 50-60 kgm-1s-1 lớp 1, 20-30 kgm-1s-1 lớp 20-30 kgm-1s-1 lớp 3; Trên khu vực Trung Bộ, vận tải ẩm tổng hợp có hướng Đông, Đông Bắc với trị số trung bình 20-50 kgms toàn cột khí quyển, 10-20 kgm-1s-1 lớp 1, lớp -1 0-10 kgm-1s-1 lớp 3; Trên khu vực Nam Bộ, vận tải ẩm tổng hợp có hướng Đông, Đông Bắc với trị số trung bình 30-60 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 10-20 kgm-1s-1 lớp 15 3.1.3 Vận tải ẩm tổng hợp điều kiện La Niña Ở ĐATTBD mở rộng, dải vận tải ẩm Tây Nam có trị số trung bình 140-170 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, đó, 60-70 kgms lớp 1, 50-60 kgm-1s-1 lớp 30-44 kgm-1s-1 lớp 3; -1 Dải vận tải ẩm Đông Bắc có trị số trung bình 240-70 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, đó, 120-130 kgm-1s-1 lớp 1, 70-80 kgms lớp 50-60 kgm-1s-1 lớp 3; Dải vận tải ẩm Đông Nam -1 có trị số trung bình 140-170 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, đó, 90-100 kgm-1s-1 lớp 1, 40-50 kgm-1s-1 lớp 10-20 kgm-1s-1 lớp Ở Việt Nam, vận tải ẩm tổng hợp trung bình 11 đợt La Niña khu vực Việt Nam sau: Trên khu vực Bắc Bộ, vận tải ẩm tổng hợp có hướng Tây, Tây Nam với trị số trung bình 50-80 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 20-30 kgm-1s-1 lớp 1, lớp 10-20 kgm-1s-1 lớp 3; Trên khu vực Trung Bộ, vận tải ẩm tổng hợp có hướng Đông, Đông Bắc với trị số trung bình 50 -80 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 30-40 kgm-1s-1 lớp 10-20 kgm-1s-1 lớp lớp 3; Trên khu vực Nam Bộ, vận tải ẩm tổng hợp có hướng Đông, Đông Bắc với trị số trung bình 70-100 kgm-1s-1 toàn cột khí quyển, 30-60 kgm-1s-1 lớp 1, 20-30 kgm-1s-1 lớp lớp 3.2 Vận tải ẩm tổng hợp đợt ENSO 3.2.1 Vận tải ẩm tổng hợp toàn cột khí đợt El Niño Ở ĐATTBD mở rộng, trị số dải vận tải ẩm (Tây Nam, Đông Bắc, Đông Nam) khác đợt El Niño 16 nói chung tập trung xung quanh trị số trung bình 13 đợt El Niño Hướng phổ biến vận tải ẩm khu vực (Bắc Bộ, Trung Bộ, Nam Bộ) đợt El Niño hướng vận tải ẩm trung bình 13 đợt El Niño Căn vào hướng vận tải ẩm khu vực Việt Nam phân chia đợt El Niño vào loại: Loại 1: Vận tải ẩm có hướng Đông Bắc Bắc Bộ hướng Tây Nam Trung Bộ Nam Bộ; Loại 2: Vận tải ẩm có hướng Tây Nam khu vực: Bắc Bộ, Trung Bộ Nam Bộ; Loại 3: Vận tải ẩm có hướng Đông Bắc khu vực: Bắc Bộ, Trung Bộ Nam Bộ Trong điều kiện El Niño, với tăng cường vận tải ẩm Tây Nam, xuất đợt El Niño loại với vận tải ẩm có hướng Tây Nam nước 3.2.2 Vận tải ẩm tổng hợp toàn cột khí đợt La Niña Trị số dải vận tải ẩm (Tây Nam, Đông Bắc, Đông Nam) khác đợt La Niña nói chung tập trung xung quanh trị số trung bình 11 đợt La Niña Hướng phổ biến vận tải ẩm khu vực (Bắc Bộ, Trung Bộ, Nam Bộ) đợt La Niña hướng vận tải ẩm trung bình 11 đợt La Niña Trong điều kiện La Niña, với tăng cường vận tải ẩm Đông Bắc, xuất đợt La Niña loại với vận tải ẩm có hướng Đông Bắc khu vực 17 CHƢƠNG 4: QUAN HỆ GIỮA VẬN TẢI ẨM VỚI HẠN HÁN, MƢA LỚN VÀ MƢA Ở MỘT SỐ KHU VỰC VIỆT NAM TRONG ĐIỀU KIỆN ENSO 4.1 Vận tải ẩm qua đƣờng biên khu vực Việt Nam Trên khu vực Bắc Bộ, nguồn ẩm cung cấp cho mùa mưa BBVN tháng đầu mùa hè (V-VIII) chủ yếu từ phía Tây phía Nam, tháng cuối mùa hè (IX, X) chủ yếu từ phía Đông Trên khu vực Trung Bộ, nguồn ẩm cung cấp cho tháng mùa mưa TBVN tháng IX, X, XI chủ yếu từ Biển Đông qua đường biên phía Đông Trên khu vực Nam Bộ, nguồn ẩm cung cấp cho mùa mưa khu vực NBVN tháng đầu mùa hè chủ yếu qua đường biên phía Tây phía Nam, tháng cuối mùa hè (X) chủ yếu qua đường biên phía Đông 4.2 Quan hệ vận tải ẩm với hạn hán Việt Nam đợt El Niño 4.2.1 Ảnh hưởng El Niño đến hạn hán Việt Nam Ảnh hưởng El Niño đến hạn hán Việt Nam, xem xét thông qua phân tích dấu chuẩn sai vụ hạn vùng khí hậu 13 đợt El Niño thời kỳ 1960 – 2009 Kết phân tích cho thấy, El Niño góp phần gia tăng hạn hán phạm vi nước Tuy nhiên, tác động El Niño hạn hán khác hai miền, rõ rệt vùng khí hậu phía Nam mờ nhạt phía Bắc, ngoại trừ vùng Bắc Trung Bộ 4.2.2 Quan hệ vận tải ẩm với hạn hán Việt Nam Mối quan hệ vận tải ẩm số tháng hạn vùng khí hậu Việt Nam đợt El Niño, xem xét thông qua hệ 18 số tương quan vận tải ẩm vĩ hướng kinh hướng trung bình khu vực bao gồm: BBVN, TBVN, NBVN, TGTQ, XĐ-ĐNA, BĐ BG với số tháng hạn trung bình (STH) vùng khí hậu Việt Nam 13 đợt El Niño Mức độ tương quan STH vùng khí hậu TB, ĐB, ĐBBB, TN NB với Qu Qv khu vực Việt Nam phụ cận mờ nhạt Tuy nhiên hệ số tương quan STH vùng khí hậu BTB NTB có quan hệ chặt chẽ với Qu, Qv số khu vực BBVN, TBVN, NBVN, BĐ BG 4.3 Quan hệ vận tải ẩm với mƣa lớn Việt Nam đợt La Niña 4.3.1 Ảnh hưởng La Niña đến mưa lớn Việt Nam Từ kết tính toán tiềm mưa lớn điều kiện chung điều kiện La Niña nhận xét sau: Theo trị số trung bình vùng tiềm mưa lớn, hiệu ứng dương La Niña mưa lớn xuất vùng khí hậu 33 trạm số 56 trạm nghiên cứu 4.3.2 Quan hệ vận tải ẩm với mưa lớn Việt Nam Quan hệ vận tải ẩm với mưa lớn nghiên cứu thông qua hệ số tương quan vận tải ẩm vĩ hướng kinh hướng khu vực với số tháng mưa lớn (STML) vùng khí hậu Việt Nam 11 đợt La Niña Kết nghiên cứu cho thấy, hệ số tương quan STML vùng khí hậu Việt Nam với Qu khu vực Việt Nam phụ cận phổ biến dương, tương đối lớn vùng TB, ĐB, vừa phải vùng BTB, NTB tương đối bé vùng ĐBBB, TN, NB Hệ số tương quan STML vùng khí hậu 19 Việt Nam với Qv khu vực Việt Nam phụ cận phổ biến dương, tương đối lớn vùng TB, ĐB, vừa phải vùng BTB, NTB, TN tương đối bé vùng ĐBBB, NB 4.4 Ứng dụng thông tin vận tải ẩm nghiên cứu ảnh hƣởng ENSO đến mƣa số khu vực cụ thể Ảnh hưởng ENSO đến lượng mưa Miền Trung Việt Nam nghiên cứu dựa số liệu mưa 13 trạm khí tượng ven biển Miền Trung (120N-190N) số liệu mưa lưới Nhật Bản thời kỳ 1980-2007 Các mùa thu El Niño La Niña xác định theo số Nino đại dương khu vực Nino3.4 (ONI) NOAA.Trong thời kỳ 1980-2007, có mùa thu El Niño 10 mùa thu La Niña [35] 4.4.1 ảnh hưởng ENSO đến mưa Miền Trung tháng mùa thu vai trò vận tải ẩm 4.4.1.1 Phân bố tổng lượng mưa mùa thu Miền Trung Việt Nam Tổng lượng mưa trung bình mùa thu (IX, X, XI) Miền Trung Việt Nam phổ biến từ 800-2400mm Có bốn trung tâm mưa lớn có tổng lượng mưa 1600mm bao gồm: Kỳ Anh (1740mm), Huế (1887mm), Trà My (2429mm) Ba Tơ (2094mm) 4.4.1.2 Ảnh hưởng El Niño Dưới ảnh hưởng El Niño tổng lượng mưa mùa thu Miền Trung Việt Nam giảm với mức giảm phổ biến từ -15 đến -25%, nhiều 30,3% (Nha Trang), -3,9% (Đông Hà) trung bình 18,3% Đánh giá mức độ đáng kể thống kê giảm lượng mưa mùa thu 13 trạm thuộc khu vực ven biển Miền Trung thông qua kiểm nghiệm Student (T-Test) dựa tập số liệu mưa mùa thu El Nino mùa thu không ENSO so với trung bình khí hậu 28 năm 20 Kết cho thấy, khác biệt lượng mưa điều kiện El Niño trung bình khí hậu có ý nghĩa thống kê mức độ tin cậy 95% Sự giảm lượng mưa mùa thu Miền Trung Việt Nam điều kiện El Niño liên quan đến hình thành xoáy nghịch chuẩn sai véc tơ gió Biển Đông Xoáy nghịch hình thành gió mùa Đông Bắc phía Bắc Biển Đông yếu trung bình nhiều năm, nguồn ẩm Thái Bình Dương đến Biển Đông Miền Trung Việt Nam thấp trung bình nhiều năm 4.4.1.3 Ảnh hưởng La Niña Ảnh hưởng hoạt động La Niña làm cho lượng mưa trung bình mùa thu Miền Trung tăng trung bình 10,1%, khu vực phía Nam tăng rõ rệt khu vực phía Bắc Sự tăng lượng mưa mùa thu điều kiện La Niña nguyên nhân sau: (1) Hoàn lưu gió mùa Đông Bắc mực 10m gió Đông mực 850hPa cao trung bình nhiều năm, dẫn đến hình thành xoáy thuận chuẩn sai véc tơ gió Biển Đông Xoáy thuận làm tăng cường ẩm cho mưa Miền Trung; (2) Sự tăng hai nguồn ẩm cung cấp cho mưa Miền Trung Một nguồn ẩm từ Thái Bình Dương vào Biển Đông nguồn ẩm khác từ phía vĩ độ thấp Sơ đồ minh họa nhân tố chi phối mưa mùa thu khu vực Miền Trung Việt Nam điều kiện ENSO cho thấy Hình 4.1 Sự khác El Niño La Niña: (1) Gió mùa Đông Bắc điều kiện El Niño yếu điều kiện La Niña; (2) Không tồn nguồn ẩm thứ phía Nam Biển Đông điều kiện El Niño (Hình 4.1a) (3) Trong điều kiện El Niño, có xoáy nghịch chuẩn sai véc tơ gió Biển Đông (Hình 4.1a), ngược lại La Niña xoáy thuận chuẩn sai véc tơ gió (Hình 4.1b) 21 Hình 4.1 Sơ đồ minh họa hoàn lưu khí 4.2 Ảnh hƣởng El Niño đến hụt mƣa tháng V Tây Nguyên vai trò vận tải ẩm Dưới ảnh hưởng El Niño, tổng lượng mưa tháng V khu vực Tây Nguyên phổ biến giảm (11/12 trạm nghiên cứu), với mức giảm phổ biến từ 10-25%, nhiều lên đến 30,9% (Buôn Hồ) 3,1% (A Yun Pa), ngoại trừ trạm Liên Khương tăng, với mức tăng 10% Sự hụt mưa tháng V Tây Nguyên điều kiện El Niño liên quan đến xoáy thuận chuẩn sai véc tơ gió vịnh Bengal Sự xuất xoáy thuận hoàn lưu gió mùa Tây Nam yếu trung bình nhiều năm Ngoài ra, nguồn ẩm lớn cung cấp cho mưa khu vực Tây Nguyên phía Nam vịnh Bengal thấp trung bình nhiều năm 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu đặc điểm vận tải ĐATTBD mở rộng Việt Nam, mối quan hệ vận tải ẩm với mưa, mưa lớn hạn hán Việt Nam điều kiện ENSO rút số kết luận sau: 1) Về vận tải ẩm ở ĐATTBD mở rộng Việt Nam điều kiện chung - Ở ĐATTBD mở rộng cho thấy, luôn tồn dải vận tải ẩm có trị số khác mùa: (1) dải vận tải ẩm Tây Nam vùng vĩ độ trung bình cận nhiệt đới; (2) dải vận tải ẩm Đông Bắc xích đạo-nhiệt đới Tây Thái Bình Dương; (3) dải vận tải ẩm Đông Nam bán cầu Nam Tính chung năm, vận tải ẩm tổng hợp mạnh dải Đông Bắc, thứ đến Đông Nam yếu dải Tây Nam Vận tải ẩm giảm dần lớp đến lớp từ lớp đến lớp - Ở Việt Nam, vận tải ẩm mùa đông, mùa xuân Tây, Tây Nam Bắc Bộ Đông, Đông Bắc Trung Bộ Nam Bộ, mùa hè Bắc Bộ, Trung Bộ Nam Bộ có hướng Tây, Tây Nam ngược lại, mùa thu từ Bắc chí Nam có hướng Đông, Đông Bắc Tính chung năm, vận tải ẩm có hướng Tây Nam Bắc Bộ Đông, Đông Bắc Trung Bộ Nam Bộ Ở khu vực, vận tải ẩm mạnh vào mùa hè yếu vào mùa đông hay mùa xuân Trên toàn cột khí quyển, tính chung cho năm, vận tải ẩm Bắc Bộ lớn Trung Bộ Nam Bộ Trong lớp khí quyển, vận tải ẩm mạnh lớp yếu lớp 2) Về vận tải ẩm ĐATTBD mở rộng Việt Nam điều 23 kiện ENSO - Ở ĐATTBD mở rộng, điều kiện El Niño, dải vận tải ẩm Tây Nam tăng cường dải vận tải ẩm Đông Bắc Đông Nam giảm điều kiện La Niña ngược lại, dải vận tải ẩm Tây Nam giảm dải vận tải ẩm Đông Bắc tăng lên - Ở Việt Nam, điều kiện El Niño, vận tải ẩm có hướng Tây, Tây Nam Bắc Bộ tăng lên vận tải ẩm có hướng Đông, Đông Bắc Trung Bộ Nam Bộ giảm ngược lại điều kiện La Niña, vận tải ẩm có hướng Tây, Tây Nam Bắc Bộ giảm vận tải ẩm có hướng, Đông, Đông Bắc Trung Bộ, Nam Bộ tăng lên 3) Về phân bố vận tải ẩm tổng hợp điều kiện ENSO tác động đến hạn hán, mưa lớn - Phân bố vận tải ẩm tổng hợp đợt El Niño (La Niña) có nét tương đồng khác biệt định với phân bố vận tải ẩm trung bình 13 đợt El Niño (11 đợt La Niña) Đáng lưu ý là, điều kiện El Niño, với tăng cường vận tải ẩm Tây Nam, xuất đợt El Niño loại với vận tải ẩm có hướng Tây Nam nước điều kiện La Niña, với tăng cường vận tải ẩm Đông Bắc, xuất đợt La Niña loại với vận tải ẩm có hướng Đông Bắc khu vực - Trong điều kiện El Niño tăng cường vận tải ẩm Tây, Tây Nam nên số tháng hạn vùng khí hậu phía Bắc không tăng lên chí giảm số tháng hạn vùng khí hậu phía Nam tăng lên rõ rệt Trong điều kiện La Niña tăng cường vận tải ẩm Đông, Đông Bắc nên số tháng mưa lớn vùng khí hậu phía Nam tăng nên rõ rệt số tháng mưa lớn 24 vùng khí hậu phía Bắc tăng lên mức độ định 4) Về quan hệ vận tải ẩm với mưa số vùng cụ thể điều kiện ENSO - Sự hụt mưa mùa thu Miền Trung Việt Nam điều kiện El Niño điều kiện: Gió mùa Đông Bắc yếu trung bình nhiều năm; có nguồn ẩm từ Biển Đông đến nguồn ẩm thấp so với trung bình nhiều năm; tồn xoáy nghịch chuẩn sai véc tơ gió Biển Đông, xoáy nghịch làm giảm ẩm đến khu vực Miền Trung - Sự tăng mưa mùa thu Miền Trung Việt Nam điều kiện La Niña do: Gió mùa Đông Bắc mạnh trung bình nhiều năm; có hai nguồn ẩm cung cấp cho mưa khu vực nguồn ẩm Biển Đông cao trung bình nhiều năm; tồn xoáy thuận chuẩn sai véc tơ gió Biển Đông, xoáy thuận làm tăng cường ẩm đến khu vực Miền Trung Việt Nam - Sự hụt mưa tháng V khu vực Tây Nguyên điều kiện El Niño hoàn lưu gió mùa Tây Nam vịnh Bengal yếu trung bình nhiều năm xoáy thuận chuẩn sai véc tơ gió vịnh Bengal làm giảm nguồn ẩm phía Nam vịnh Bengal đến khu vực 5) Về ứng dụng thông tin vận tải ẩm - Có thể ứng dụng thông tin vận ẩm để nhận định hạn hán điều kiện El Niño mưa lớn điều kiện La Niña cho số vùng cụ thể - Sự hụt ẩm khu vực Biển Đông điều kiện El Niño tháng mùa thu yếu tố quan trọng gây hạn hán Miền Trung Việt Nam, điển hình đợt El Niño 1997-1998 25 gây hạn hán tháng X, XI năm 1997 Ngược lại tăng ẩm khu vực Biển Đông tháng mùa thu yếu tố gây tăng mưa khu vực Miền Trung Việt Nam, điển hình đợt La Niña 1998-2001 gây mưa lớn vào tháng XI năm 1999 Kiến nghị Trên có sở kết nghiên cứu đạt, kiến nghị hướng nghiên cứu sau: 1) Cần tiếp tục nghiên cứu mối quan hệ trễ vận tải ẩm với số tháng hạn số tháng mưa lớn vùng khí hậu Việt Nam nhằm xác định thông tin vận tải ẩm có hệ số tương quan tốt phục vụ dự báo mưa lớn hạn hán Việt Nam 2) Tiếp tục nghiên cứu cân ẩm, hội tụ phân kỳ ẩm khu vực Việt Nam dựa số liệu có độ phân giải cao (0,5x0,5° kinh vĩ) để lý giải chế vật lý quan hệ vận tải ẩm với mưa vùng khí hậu Việt Nam 3) Tiếp tục nghiên cứu vận tải ẩm với mưa thời kỳ khác đợt El Niño La Niña (hình thành, phát triển, suy thoái tan rã) để làm sáng tỏ mối quan hệ vận tải ẩm với mưa số vùng cụ thể 26 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Thang Van Vu, Hieu Trong Nguyen, Thang Van Nguyen, Hiep Van Nguyen, Huong Thi Thanh Pham and Lan Thi Nguyen (2015), Effects of ENSO on Autumn Rainfall in Central Vietnam Advances in Meteorology, Vol 2015, Article ID 264373, 12 pages http://dx.doi.org/10.1155/2015/264373 Vũ Văn Thăng, Nguyễn Văn Thắng, Nguyễn Trọng Hiệu, Nguyễn Văn Hiệp nnk (2014), Sự thiếu hụt lượng mưa tháng V Tây Nguyên có El Niño vai trò vận tải ẩm Tạp chí KTTV, số 644, pp 1-4 Vũ Văn Thăng, Nguyễn Văn Thắng Nguyễn trọng Hiệu (2014), Vận tải ẩm đường biên khu vực Việt Nam, Tạp chí KTTV, số 646, pp 1-4 Vũ Văn Thăng, Nguyễn Văn Thắng, Phạm Thi Thanh Hương Nguyễn Trọng Hiệu (2012), Đặc điểm vận tải ẩm Việt Nam thời kỳ hoạt động El Nino, Tuyển tập Báo cáo Hội thảo lần thứ XV, NXB KHKT tập I, pp 93-99 Vũ Văn Thăng, Nguyễn Văn Thắng Nguyễn Trọng Hiệu (2013), Phân bố chuẩn sai vận tải ẩm Việt Nam giai đoạn chu trình El Nino, Tuyển tập Báo cáo Hội thảo lần thứ XVI, NXB KHKT tập I, pp 49-54 Vũ Văn Thăng, Nguyễn Văn Thắng Nguyễn Trọng Hiệu (2015), Hiệu ứng La Niña với mưa lớn Việt Nam Tuyển tập Báo cáo Hội thảo khoa học quốc gia khí tượng, Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVIII, NXB TN-MT BĐVN, pp 3237 [...]... Niño, dải vận tải ẩm Tây Nam tăng cường trong khi dải vận tải ẩm Đông Bắc và Đông Nam đều giảm đi còn trong điều kiện La Niña thì ngược lại, dải vận tải ẩm Tây Nam giảm đi trong khi dải vận tải ẩm Đông Bắc tăng lên - Ở Việt Nam, trong điều kiện El Niño, vận tải ẩm có hướng Tây, Tây Nam ở Bắc Bộ tăng lên trong khi vận tải ẩm có hướng Đông, Đông Bắc ở Trung Bộ và Nam Bộ giảm đi và ngược lại trong điều... Nam ở Bắc Bộ và Đông, Đông Bắc ở Trung Bộ và Nam Bộ Ở cả 3 khu vực, vận tải ẩm mạnh nhất vào mùa hè và yếu nhất vào mùa đông hay mùa xuân Trên toàn cột khí quyển, tính chung cho cả năm, vận tải ẩm ở Bắc Bộ lớn hơn Trung Bộ và Nam Bộ Trong các lớp khí quyển, vận tải ẩm mạnh nhất ở lớp 1 và yếu nhất ở lớp 3 2) Về vận tải ẩm ở ĐATTBD mở rộng và Việt Nam trong điều 23 kiện ENSO - Ở ĐATTBD mở rộng, trong. .. sau: 1) Về vận tải ẩm ở ở ĐATTBD mở rộng và Việt Nam trong điều kiện chung - Ở ĐATTBD mở rộng cho thấy, luôn luôn tồn tại 3 dải vận tải ẩm chính nhưng có trị số khác nhau giữa các mùa: (1) dải vận tải ẩm Tây Nam ở vùng vĩ độ trung bình cận nhiệt đới; (2) dải vận tải ẩm Đông Bắc ở xích đạo-nhiệt đới Tây Thái Bình Dương; (3) dải vận tải ẩm Đông Nam ở bán cầu Nam Tính chung cả năm, vận tải ẩm tổng hợp mạnh... hướng Tây, Tây Nam ở Bắc Bộ và Đông, Đông Bắc ở Trung Bộ và Nam Bộ Ở cả 3 khu vực, vận tải ẩm mạnh nhất vào mùa hè và yếu nhất vào mùa đông hay mùa xuân Trên toàn cột khí quyển, vận tải ẩm ở Bắc Bộ lớn hơn Trung Bộ và Nam Bộ Trong các lớp khí quyển, vận tải ẩm mạnh nhất ở lớp 1 và yếu nhất ở lớp 3 3.1.2 Vận tải ẩm tổng hợp trong điều kiện El Niño Ở ĐATTBD mở rộng, dải vận tải ẩm Tây Nam có trị số trung... nhau giữa các đợt El Niño 16 nhưng nói chung đều tập trung xung quanh trị số trung bình của 13 đợt El Niño Hướng phổ biến của vận tải ẩm trên từng khu vực (Bắc Bộ, Trung Bộ, Nam Bộ) trong các đợt El Niño là hướng của vận tải ẩm trung bình trong 13 đợt El Niño Căn cứ vào hướng vận tải ẩm trên các khu vực Việt Nam có thể phân chia các đợt El Niño vào 3 loại: Loại 1: Vận tải ẩm có hướng Đông Bắc ở Bắc Bộ... Tây Nam ở Trung Bộ và Nam Bộ; Loại 2: Vận tải ẩm có hướng Tây Nam trên cả 3 khu vực: Bắc Bộ, Trung Bộ và Nam Bộ; Loại 3: Vận tải ẩm có hướng Đông Bắc trên cả 3 khu vực: Bắc Bộ, Trung Bộ và Nam Bộ Trong điều kiện El Niño, với sự tăng cường của vận tải ẩm Tây Nam, xuất hiện 5 đợt El Niño loại 2 với vận tải ẩm có hướng Tây Nam trên cả nước 3.2.2 Vận tải ẩm tổng hợp trên toàn cột khí quyển trong từng đợt. .. Tây Nam yếu hơn trung bình nhiều năm Ngoài ra, do nguồn ẩm lớn cung cấp chính cho mưa ở khu vực Tây Nguyên ở phía Nam vịnh Bengal thấp hơn trung bình nhiều năm 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận Từ các kết quả nghiên cứu về đặc điểm vận tải ở ĐATTBD mở rộng và Việt Nam, mối quan hệ giữa vận tải ẩm với mưa, mưa lớn và hạn hán ở Việt Nam trong điều kiện ENSO có thể rút ra một số kết luận sau: 1) Về vận. .. kiện La Niña, vận tải ẩm có hướng Tây, Tây Nam ở Bắc Bộ giảm đi trong khi vận tải ẩm có hướng, Đông, Đông Bắc ở Trung Bộ, Nam Bộ tăng lên 3) Về phân bố vận tải ẩm tổng hợp trong điều kiện ENSO và tác động đến hạn hán, mưa lớn - Phân bố vận tải ẩm tổng hợp trong từng đợt El Niño (La Niña) đều có những nét tương đồng và khác biệt nhất định với phân bố vận tải ẩm trung bình 13 đợt El Niño (11 đợt La Niña)... trên các vùng khí hậu của Việt Nam nhằm xác định các thông tin vận tải ẩm có hệ số tương quan tốt phục vụ dự báo mưa lớn và hạn hán ở Việt Nam 2) Tiếp tục nghiên cứu cân bằng ẩm, hội tụ và phân kỳ ẩm trên các khu vực của Việt Nam dựa trên các bộ số liệu có độ phân giải cao (0,5x0,5° kinh vĩ) để lý giải cơ chế vật lý trong quan hệ giữa vận tải ẩm với mưa trên các vùng khí hậu của Việt Nam 3) Tiếp tục nghiên. .. đợt La Niña loại 3 với vận tải ẩm có hướng Đông Bắc trên cả 3 khu vực 17 CHƢƠNG 4: QUAN HỆ GIỮA VẬN TẢI ẨM VỚI HẠN HÁN, MƢA LỚN VÀ MƢA Ở MỘT SỐ KHU VỰC VIỆT NAM TRONG ĐIỀU KIỆN ENSO 4.1 Vận tải ẩm qua các đƣờng biên trên các khu vực Việt Nam Trên khu vực Bắc Bộ, nguồn ẩm cung cấp cho mùa mưa ở BBVN trong các tháng đầu và giữa mùa hè (V-VIII) chủ yếu từ phía Tây và phía Nam, trong các tháng cuối mùa hè