nghiên cứu ảnh hưởng của enso đến mưa mùa hè ở khu vực tây nguyên

DANH MỤC VIẾT TẮTBMT: Buôn Ma Thuột CPC: Climate Prediction Center trung tâm dự báo khí hậu CS: Chuẩn sai ENSO: El Nino Southern Oscillation ET: Năm El Nino thiết lập IRT: International

MỤC LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT iii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về khu vực Tây Nguyên 3

1.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình khu vực Tây Nguyên 3

1.1.2 Đặc điểm khí hậu khu vực Tây Nguyên 5

1.2 Tổng quan về ENSO 8

1.2.1 Khái niệm và cơ chế vật lý của ENSO 8

1.2.2 Các chỉ số xác định hiện tượng ENSO và phân vùng NINO 16

1.3 Tổng quan về mưa 19

1.3.1 Chế độ mưa ở Tây Nguyên 19

1.3.2 Các đặc trưng về mưa 20

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Cơ sở số liệu 21

2.1.1 Số liệu ENSO 21

2.1.2 Số liệu mưa 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 22

2.2.1 Phương pháp xác định thời kì ENSO 22

2.2.2 Phương pháp xác định mùa hè ENSO 24

2.2.3 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của ENSO đến các đặc trưng mưa 25

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 29

3.1 Các đợt ENSO giai đoạn 1983 – 2012 29

3.2 Kết quả phân loại mùa hè ENSO 32

3.3 Ảnh hưởng của ENSO đến các đặc trưng mưa 33

3.3.1 Ảnh hưởng của ENSO đến sự biến động lượng mưa 33

3.3.2 Ảnh hưởng của ENSO đến sự biến động của số ngày mưa 43

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC PL1

DANH MỤC VIẾT TẮT

BMT: Buôn Ma Thuột

CPC: Climate Prediction Center (trung tâm dự báo khí hậu)

CS: Chuẩn sai

ENSO: El Nino Southern Oscillation

ET: Năm El Nino thiết lập

IRT: International Research Institute for Climate Prediction

JMA: Japan Meteorological Agency

LT: Năm La Nina thiết lập

NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration

NE: Năm không ENSO

OLR: Bức xạ sóng dài

R: Lượng mưa

∆R: Chuẩn sai lượng mưa

STT: Nhiệt độ mặt nước biển

SSTA: Chuẩn sai nhiệt độ mặt nước biển

SOI: Southern Oscillation Index

SO: Dao động nam

SSTA: Sea surface temperature anomaly

SE: Năm sau El Nino

SL: Năm sau La Nina

SNM: Số ngày mưa

SNMMM: Số ngày mưa mùa mưa

SNMN: Số ngày mưa năm

TBD: Thái Bình Dương

TBNN: Trung bình nhiều năm

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Thông tin các trạm quan trắc khí tượng được sử dụng nghiên cứu ở khu vực

Tây Nguyên 22

Bảng 2.2: Tổng số trường hợp xảy ra cho 8 trạm trong từng nhóm năm 28

Bảng 3.1: Các đợt El Nino trong giai đoạn 1983 - 2012 29

Bảng 3.2: Các đợt La Nina trong giai đoạn 1983 - 2012 29

Bảng 3.3: Trung bình trượt 5 tháng của SSTA 30

Bảng 3.4: Phân loại các năm ENSO và năm không ENSO 32

Bảng 3.5: Thống kê chuẩn sai lượng mưa năm toàn khu vực Tây Nguyên 33

Bảng 3.6: Tỷ lệ % số trường hợp với mức chuẩn sai số ngày mưa có mưa (Rngày mm) 43

Bảng 3.7: Tỷ lệ % số trường hợp với mức chuẩn sai số ngày mưa vừa (Rngày 25mm) 44

Bảng 3.8: Tỷ lệ % số trường hợp với mức chuẩn sai số ngày mưa to (Rngày 50mm) 44 Bảng 3.9: Tỷ lệ % số trường hợp với mức chuẩn sai số ngày mưa rất to (Rngày 100mm) 45

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Vị trí địa lý của khu vực Tây Nguyên Việt Nam 3

Hình 1.1: Địa hình khu vực Tây Nguyên Việt Nam 4

Hình 1.3: Hoàn lưu Walker trong điều kiện thường 10

Hình 1.4: Hoàn lưu Walker trong điều kiện La Nina 12

Hình 1.5: Những thích ứng cơ bản của TBD và khí quyển đối với hiện tượng La Nina 13

Hình 1.6: Hoàn lưu Walker trong điều kiện El Nino 14

Hình 1.7: Những thích ứng cơ bản của TBD và khí quyển đối với hiện tượng El Nino 15

Hình 3.1: Chỉ số SSTA trong 30 năm giai đoạn 1983 – 2012 32

Hình 3.2: Chuẩn sai lượng mưa năm khu vực Tây Nguyên những năm El Nino thiết lập (ET) giai đoạn 1983 - 2012 34

Hình 3.3: Chuẩn sai lượng mưa năm khu vực Tây Nguyên những năm sau El Nino (SE) giai đoạn 1983 -2012 34

Hình 3.4: Chuẩn sai lượng mưa năm khu vực Tây Nguyên những năm La Nina thiết lập (LT) giai đoạn 1983 -2012 35

Hình 3.5: Chuẩn sai lượng mưa năm khu vực Tây Nguyên những năm sau La Nina (SL) giai đoạn 1983 - 2012 36

Hình 3.6: Chuẩn sai lượng mưa năm khu vực Tây Nguyên những năm không ENSO (NE) giai đoạn 1983 - 2012 36

Hình 3.7: Chuẩn sai lượng mưa mùa mưa ở khu vực Tây Nguyên những năm El Nino thiết lập (ET) giai đoạn 1983 - 2012 37

Hình 3.8: Chuẩn sai lượng mưa mùa mưa ở khu vực Tây Nguyên những năm sau El Nino (SE) giai đoạn 1983 - 2012 38

Hình 3.9: Chuẩn sai lượng mưa mùa mưa ở khu vực Tây Nguyên những năm La Nina (LT) thiết lập giai đoạn 1983 - 2012 38

Hình 3.10: Chuẩn sai lượng mưa mùa mưa khu vực Tây Nguyên những năm sau La Nina (SL) giai đoạn 1983 - 2012 39

Hình 3.11: Chuẩn sai lượng mưa mùa mưa khu vực Tây Nguyên những năm không ENSO (NE) giai đoạn 1983 - 2012 39

Hình 3.1: Trung bình chuẩn sai lượng mưa tháng khu vực Tây Nguyên năm El Nino thiết lập (ET) giai đoạn 1983 - 2012 40

Hình 3.13: Trung bình chuẩn sai lượng mưa tháng khu vực Tây Nguyên năm sau El Nino (SE) giai đoạn 1983 - 2012 41

Hình 3.24: Trung bình chuẩn sai lượng mưa tháng khu vực Tây Nguyên năm La Nina thiết lập (LT) giai đoạn 1983 - 2012 41

Hình 3.15: Trung bình chuẩn sai lượng mưa tháng khu vực Tây Nguyên năm sau La Nina (SL) giai đoạn 1983 - 2012 42

Hình 3.16: Trung bình chuẩn sai lƣợng mƣa tháng khu vực Tây Nguyên năm không ENSO (NE) giai đoạn 1983 - 2012 42

MỞ ĐẦU

Đại dương và khí quyển là hai thành phần quan trọng của trái đất, sự tương tác của hai thành phần này làm nên tính đa dạng của hệ thống khí hậu Các hiện tượng thời tiết và khí hậu không phải lúc nào cũng diễn ra theo quy luật mà cũng có lúc dị thường, trong đó ENSO là hiện tượng liên quan đến dị thường nhiệt độ mặt nước biển

và chế độ gió ở khu vực xích đạo Thái Bình Dương Mức độ ảnh hưởng của ENSO không chỉ ở khu vực Thái Bình Dương mà còn ảnh hưởng đến toàn cầu trong đó có Việt Nam

Việt Nam là nước nằm trong khu vực Đông Nam Á, khu vực lân cận phía Tây Thái Bình Dương nơi có liên quan trực tiếp với hiện tượng El Nino và La Nina nên khí hậu, thời tiết Việt Nam cũng bị ảnh hưởng mỗi khi xảy ra hiện tượng này Vào năm ENSO thì một số yếu tố khí hậu như mưa, nhiệt độ, độ ẩm,… có xu thế tăng hoặc giảm

so với giá trị trung bình nhiều năm, trong đó mưa là yếu tố có tính biến động mạnh và khó dự báo nhất Vào năm ENSO thì từng khu vực ở Việt Nam sẽ chịu ảnh hưởng khác nhau, khu vực Tây Nguyên cũng ảnh hưởng mạnh mẽ từ hiện tượng này Với địa hình núi và cao nguyên rộng lớn lại nằm khuất bên sườn Tây của dãy Trường Sơn, khí hậu Tây Nguyên có sự phân hóa sâu sắc giữa hai mùa mưa ẩm và mùa khô hạn nên mưa đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với khí hậu khu vực này

Việc nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO đến chế độ mưa là một trong những việc làm cần thiết để khu vực Tây Nguyên nói riêng và Việt Nam nói chung khi chịu ảnh hưởng của ENSO sẽ có những biện pháp phòng tránh, giảm nhẹ tác động của thời tiết, khí hậu đến con người và các hoạt động kinh tế - xã hội Đây cũng là lý do chọn hướng

nghiên cứu của đồ án là “Nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO đến mưa mùa hè ở khu

vực Tây Nguyên”

+ Nội dung nghiên cứu:

- Tổng quan về khu vực nghiên cứu, về hiện tượng ENSO và chế độ mưa ở khu

vực Tây Nguyên

- Thu thập số liệu, lựa chọn chỉ số và xác định năm ENSO

- Nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO đến mưa mùa hè ở khu vực Tây Nguyên để đánh giá được sự biến đổi của lượng mưa, số ngày mưa trong những năm ENSO và

+ Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi nghiên cứu trong đồ án này là trên địa bàn khu vực Tây Nguyên, gồm

có 5 tỉnh là Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông, Lâm Đồng

- Thời gian lấy số liệu nghiên cứu trong vòng 30 năm từ 1983 – 2012, số liệu của 8 trạm quan trắc khí tượng bề mặt gồm trạm: Đăk Tô, Pleiku, Ayunpa, Buôn Mê Thuột, MĐrăk, Đăk Nông, Bảo Lộc, Liên Khương

+ Trong đồ án có sử dung một số phương pháp để phục vụ nghiên cứu:

- Sử dụng phương pháp tính toán thống kê khí hậu, nghiên cứu tính biến động thông qua phân tích chuẩn sai, phân tích tỉ lệ phần trăm

- Phân tích tổ hợp: Các đối tượng có cùng thuộc tính được nhóm lại, sau đó các đặc trưng nghiên cứu được xét theo từng nhóm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về khu vực Tây Nguyên

1.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình khu vực Tây Nguyên

Khu vực Tây Nguyên, Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ kết hợp với nhau thành Miền Trung Việt Nam Trong đó khu vực Tây Nguyên là một chuỗi các cao nguyên liền kề gồm có 5 tỉnh xếp theo thứ tự vị trí địa lý từ Bắc xuống Nam gồm các tỉnh: Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông và Lâm Đồng [8]

Hình 1.1: Vị trí địa lý của khu vực Tây Nguyên Việt Nam

(Nguồn: Diễn đàn hỗ trợ dạy và học tích cực kenhdaihoc.com)

Tây Nguyên là vùng cao nguyên, có phía Bắc giáp với tỉnh Quảng Nam, phía Đông giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, phía Nam giáp các tỉnh Đồng Nai, Bình Phước, phía Tây giáp với Lào và Campuchia Trong 5 tỉnh thì Kon Tum là tỉnh có biên giới phía Tây giáp với Lào và Campuchia, các tỉnh Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông có đường biên giới giáp với Campuchia Trong khi đó Lâm Đồng là tỉnh duy nhất không có đường biên giới quốc

tế nào Tổng diện tích tự nhiên của khu vực là 54.474 km²

Khu vực Tây Nguyên nằm ở phía Tây của dãy núi Trường Sơn, có bề mặt địa

thổi vào Địa hình bị chia cắt phức tạp và có tính phân bậc rõ ràng, bao gồm các địa hình sau:

+ Địa hình cao nguyên là địa hình đặc trưng nhất của vùng, không chỉ có một cao nguyên mà là một loạt các cao nguyên liền kề nhau có độ cao khoảng từ 500 –

1000 mét Các cao nguyên liền kề từ Bắc vào Nam gồm: Kon Tum, Kon Plông, Kon

Hà Nừng, Pleiku, MĐrăk, Buôn Mê Thuột, Mơ Nông, Lâm Viên, Di Linh Tất cả các cao nguyên này đều được bao bọc về phía Đông bởi những dãy núi và khối núi cao Trường Sơn Nam

+ Địa hình vùng núi

+ Địa hình thung lũng chiếm diện tích không lớn

Hình 1.1: Địa hình khu vực Tây Nguyên Việt Nam

(Nguồn: Tài liệu ôn thi môn Địa Lý kenhdaihoc.com)Tây Nguyên chia thành ba vùng địa hình đồng thời cũng là ba vùng khí hậu gồm có: Bắc Tây Nguyên (tương ứng với các tỉnh Kon Tum và Gia Lai), Trung Tây Nguyên (tương ứng với các tỉnh Đăk Lăk và Đăk Nông), Nam Tây Nguyên (tương ứng với tỉnh Lâm Đồng) [2]

+ Vùng khí hậu Bắc Tây Nguyên: Là vùng có độ cao địa hình từ 750 – 2000 mét, bao gồm chuỗi cao nguyên núi cao phía Bắc và phía Tây Bắc Tây Nguyên với núi Ngọc Lĩnh, cao nguyên Kon Plông, cao nguyên Kon Hà Nừng và phần lớn diện tích cao nguyên Pleiku [2]

+ Vùng khí hậu Trung Tây Nguyên: Là vùng chiếm phần lớn diện tích Tây Nguyên bao gồm từ vùng trũng lòng hồ Yaly, toàn bộ chuỗi liên tiếp các cao nguyên Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông và phía Tây cao nguyên Đà Lạt Phần lớn diện tích có độ cao địa hình dưới 750 mét và xen kẽ một ít khu vực núi cao trên 750 mét [2]

+ Vùng khí hậu Nam Tây Nguyên: Độ cao địa hình cao nguyên có độ cao từ

1.1.2 Đặc điểm khí hậu khu vực Tây Nguyên

Tây Nguyên là khu vực có khí hậu dạng đặc biệt của khí hậu nhiệt đới gió mùa

- dạng khí hậu nhiệt đới cao nguyên gió mùa Tính chất cao nguyên làm thay đổi đáng

kể nhịp điệu mùa và các yếu tố khí hậu cơ bản nhưng không làm thay đổi tính chất nhiệt đới Sự phân hóa khí hậu của khu vực là sự phân hóa trong cùng một đới do các nhân tố phi đới là hoàn lưu gió mùa và điều kiện địa hình tạo thành [3]

Khí hậu Tây Nguyên phân làm 2 mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa:

+ Mùa khô bắt đầu từ tháng XI năm trước đến tháng IV năm sau, trong đó tháng III và tháng IV là tháng nóng và khô nhất, độ ẩm thấp, thường có gió cao nguyên từ cấp 4 đến cấp 6 [3]

+ Mùa mưa từ tháng V đến tháng X, khí hậu ẩm và dịu mát Mùa mưa và mùa khô tương phản nhau rõ rệt [3]

Khí hậu vùng núi nhiệt đới, mùa đông ít chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc Nhưng mức độ lạnh ở khu vực chịu chi phối nhiều do độ cao địa hình Ở cùng độ cao, nhiệt độ các tháng mùa đông ở đây cao hơn vùng khí hậu Đông Bắc và Việt Bắc

từ 4 - 50 C, vì vậy mùa đông ở đây ít lạnh Nhiệt độ thấp nhất trên vành đai núi cao từ 0

nhất có thể lên tới 400 C ở các khu vực thung lũng, ở độ cao trên 1500 mét không có mùa nóng [3]

Phần phía Tây khu vực cũng có một số nét của khí hậu lục địa, biên độ ngày của nhiệt độ lớn tương tự như Tây Bắc Mùa khô ở vùng này bụi nhiều và thiếu nước Trên những khu vực vùng núi thấp, vấn đề chủ yếu vẫn là chống nóng nhưng càng lên cao thì yêu cầu này càng giảm, lên tới trên 1500 mét hầu như không còn mùa nóng [3]

Do ảnh hưởng của độ cao địa hình nên ở các cao nguyên cao 400 - 500 mét khí hậu tương đối mát và mưa nhiều, riêng cao nguyên cao trên 1000 mét (như Đà Lạt) thì khí hậu lại mát mẻ, không có mùa nóng như vùng ôn đới [2]

Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 240 C, lượng ánh sáng dồi dào, cường độ

ổn định Tổng lượng bức xạ mặt trời trung bình hàng năm khoảng 240 - 250 kcal/cm2

Số giờ nắng trung bình 2200 – 2700 giờ/năm Biên độ dao động nhiệt giữa ngày và đêm khá lớn (mùa khô biên độ từ 15 - 200 C, mùa mưa biên độ từ 10 - 150 C) Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1900 - 2000 mm, tập trung chủ yếu trong mùa mưa [2]

Khu vực có 3 vùng khí hậu: Bắc Tây Nguyên, Trung Tây Nguyên, Nam Tây Nguyên

+ Vùng khí hậu khu vực Bắc Tây Nguyên (vùng khí hậu I): Là vùng bao gồm chuỗi cao nguyên núi cao phía Bắc và Tây Bắc Tây Nguyên với núi Ngọc Lĩnh, cao nguyên Kon Plông, cao nguyên Kon Hà Nừng và phần lớn diện tích cao nguyên Pleiku Độ cao địa hình từ 750 mét đến khoảng 2000 mét Nhiệt độ trung bình trong khoảng từ 28 - 220 C, mang đặc điểm vùng khí hậu nhiệt đới núi cao Lượng mưa tăng dần về phía Bắc kết nối với vùng mưa lớn Trà My - Quảng Nam, tổng lượng mưa năm

là 2206 mm, số ngày mưa trung bình năm 157 ngày Mùa mưa kéo dài sáu tháng (từ tháng V đến tháng X), các tháng mùa khô (từ tháng XI đến tháng IV năm sau) Độ ẩm tương đối trung bình 83%, số giờ nắng là 2429 giờ trong năm, tổng lượng bốc hơi từ 992mm Khu vực này gần như không có thời tiết vượt ngưỡng nắng nóng [2]

+ Vùng khí hậu khu vực Trung Tây Nguyên (vùng khí hậu II): Là vùng chiếm phần lớn diện tích khu vực Tây Nguyên bao gồm từ vùng trũng lòng hồ Yaly, toàn bộ chuỗi liên tục cao nguyên Gia Lai - Đăk Lăk - Đăk Nông và phía Đông cao nguyên Đà

trên 750 mét Vùng có tổng lượng nhiệt năm từ 8023 - 89050 C, đặc biệt tại vùng thung lũng thấp Ayunpa có tổng nhiệt độ là 94320 C cao tương đồng với nhiệt độ khu vực Duyên Hải Nam Trung Bộ Ayunpa là vùng có độ cao < 200 mét với địa hình thung lũng khác biệt nên thường chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió Tây khô nóng Độ ẩm tương đối trung bình từ 77 - 85%, tổng số giờ nắng từ 2059 - 2495 giờ trong năm, tổng lượng bốc hơi từ 925 - 1542mm Vùng khí hậu Trung Tây Nguyên chia ra làm 5 tiểu vùng khí hậu dựa theo lượng mưa: [2]

 Tiểu vùng khí hậu II1: Gồm chủ yếu diện tích dọc theo lòng hồ Yaly nối với phần núi thấp phía Tây cao nguyên Pleiku và khu vực thung lũng thấp của Kon Tum Lượng mưa năm từ 1727 - 1837mm, số ngày mưa trung bình năm từ 149 - 155 ngày Mùa mưa kéo dài sáu tháng (từ tháng V đến tháng X), các tháng mùa khô (từ tháng XI đến tháng IV năm sau) Tổng lượng mưa mùa mưa từ 1539 - 1627mm, ba tháng có lượng mưa tập trung lớn nhất là tháng VII, VIII, IX lượng từ 967 - 1007mm chiếm 55

- 57% lượng mưa năm Có một số hiện tượng thời tiết nguy hiểm như: dông, sương

mù, mưa đá, số ngày có Tx 0 C không lớn và phân bố không đồng đều nhiều nhất khoảng 10 - 12 ngày trong năm, nhưng số ngày có Tm 0 C tương đối nhiều từ 23 -

58 ngày trong năm, số ngày có Tm 0

C từ 5 - 30 ngày [2]

 Tiểu vùng khí hậu II2: Bao gồm toàn bộ diện tích phần phía Đông cao nguyên Pleiku, khu vực trũng thấp Gia Lai - Ayunpa, đèo An Khê kết nối vùng Cheo Reo - Phú Túc Do điều kiện địa hình là vùng trũng thấp và thung lũng phía đông chịu ảnh hưởng của hiệu ứng phơn nên lượng mưa thấp Tổng lượng mưa năm thấp nhất so với các vùng khác ở khu vực Tây Nguyên từ 1287 – 1539 mm, số ngày mưa trung bình năm từ 143 - 145 ngày Tổng lượng mưa mùa từ 1183 – 1430 mm, ba tháng có lượng mưa lớn từ 618 – 833 mm, tỷ trọng chiếm 48 - 54% lượng mưa năm, tháng có lượng mưa lớn nhất vào tháng IX hoặc X và đạt từ 236 – 346 mm [2]

 Tiểu vùng khí hậu II3: Bao gồm phần lớn nửa phía Bắc cao nguyên BMT - Buôn Hồ, vùng Cư Jut và Đăk Mil của cao nguyên Đăk Nông và toàn bộ vùng trũng thấp phía Tây cao nguyên Pleiku - Buôn Hồ Vùng có tổng lượng mưa năm từ 1772 –

2150 mm, số ngày mưa năm từ 160 - 170 ngày Tổng lượng mưa mùa mưa từ 1594 –

2083 mm, chiếm 90 - 97% tỷ trọng lượng mưa năm Mùa khô có tổng lượng mưa thấp

 Tiểu vùng khí hậu II4: Bao gồm cao nguyên BMT nối liền với MĐrăk và phần nhỏ diện tích phía Đông Bắc cao nguyên Đăk Nông Tổng lượng mưa năm từ

1886 - 2073 mm, số ngày mưa hàng năm từ 160 - 187 ngày Tổng lượng mưa mùa mưa từ 1642 – 1878 mm, chiếm 87 - 91% tỷ trọng lượng mưa năm Mùa khô có tổng lượng mưa thấp khoảng 194 – 224 mm chiếm 9 - 13% tỷ trọng lượng mưa năm [2]

 Tiểu vùng khí hậu II5: Bao gồm toàn bộ diện tích phía Nam của cao nguyên Đăk Nông và diện tích nửa phía Tây của cao nguyên Bảo Lộc Đây là vùng có sườn đón gió mùa Tây Nam nên lượng mưa năm lớn, tổng lượng mưa năm từ 2043 – 2570

mm Tổng lượng mưa mùa mưa từ 1908 - 2418 mm, chiếm 93 - 94% tỷ trọng lượng mưa năm Tổng lượng mưa mùa khô rất ít từ 135-153 mm, chỉ chiếm 6 - 7% tỷ trọng lượng mưa năm [2]

+ Vùng khí hậu khu vực Nam Tây Nguyên (vùng khí hậu III): Bao gồm khu vực khí hậu cao nguyên núi cao Bảo Lộc - Đà Lạt - Liên Khương, độ cao địa hình cao nguyên có độ cao 750 - 2000 mét Tổng nhiệt độ năm từ 6559 - 79970 C, biên độ nhiệt trung bình năm từ 3.2 - 3.50

C, nhiệt độ trung bình năm từ 180C - 21.90 C Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối khoảng 340 C, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối khoảng 4.20 C Tổng lượng mưa năm phân bố không đồng đều phía Bắc vùng (cao nguyên Lâm Viên) có lượng mưa lớn 2909 mm, khu vực phía Nam từ Đà Lạt đến Liên Khương tổng lượng mưa năm từ 1611 - 1814 mm Số ngày mưa từ 150 - 200 ngày mưa/ năm Tổng lượng mưa mùa mưa từ 1417 - 2723 mm, chiếm 88 - 93% tỷ trọng lượng mưa năm Tổng lượng mưa mùa khô từ 140 - 198 mm, chiếm 7 - 12% tỷ trọng lượng mưa năm, số ngày mưa

ít chủ yếu mưa nhỏ và mưa phùn Độ ẩm tương đối trung bình 80 - 86%, tổng số giờ nắng từ 2029 - 2330 giờ trong năm, tổng lượng bốc hơi từ 897 - 1149 mm [2]

1.2 Tổng quan về ENSO

1.2.1 Khái niệm và cơ chế vật lý của ENSO

a Khái niệm về ENSO

ENSO là chữ viết tắt của các từ ghép El Nino Southern Oscillation (El Nino - Dao động Nam) để chỉ cả hai hiện tượng El Nino và La Nina, hiện tượng này có liên quan tới dao động của khí áp giữa hai bờ phía Đông Thái Bình Dương với bờ phía Tây Thái Bình Dương [5]

“El Nino (pha ENSO nóng) là từ được dùng để chỉ hiện tượng nóng lên dị thường của lớp nước biển bề mặt ở khu vực xích đạo trung tâm và Đông Thái Bình Dương, kéo dài 8 - 12 tháng hoặc lâu hơn, thường xuất hiện 3 - 4 năm 1 lần song cũng

có khi dày hơn hoặc thưa hơn” [5]

“La Nina (pha ENSO lạnh) là hiện tượng lớp nước biển bề mặt ở khu vực nói trên lạnh đi dị thường, xảy ra với chu kỳ tương tự hoặc thưa hơn El Nino.” [5]

b Cơ chế vật lý của ENSO

 Dao động Nam và Hoàn lưu Walker

Dao động Nam (Southern Oscillation) là sự dao động của khí áp quy mô lớn, từ năm này qua năm khác ở hai phía Đông và Tây của khu vực xích đạo Thái Bình Dương

Nhà khoa học Gilbert I.Walker phát hiện vào cuối những năm 20 của thế kỷ trước nhận thấy mối liên quan giữa khí áp hai bờ Đông - Tây của Thái Bình Dương và nhận thấy khi khí áp ở phía Đông Thái Bình Dương giảm mạnh thì thường xảy ra hạn hán

ở khu vực Indonesia, Australia, Ấn Độ và mùa đông Bắc Mỹ ấm hơn bình thường Tuy nhiên khi đó ông chưa đủ thông tin số liệu để chứng minh mối liên hệ này [5]

Cho tới giữa những năm 1960, nhà khí tượng Na Uy Jacob Bjerknes đã đưa ra giả thuyết rằng sự ấm lên của dải xích đạo Thái Bình Dương có liên quan đến sự suy yếu của đới gió Đông tín phong, khác với quan niệm trước đây rằng El Nino chỉ là sự nóng lên cục bộ của nước biển ngoài khơi Nam Mỹ Ông thừa nhận có sự dao động cỡ lớn trong hoàn lưu tín phong của bán cầu Bắc và Nam ở Thái Bình Dương và ông cho rằng nó có liên quan tới Dao động Nam Ông là người kết nối Dao động Nam và El Nino dựa vào việc sử dụng bộ số liệu thu thập trong những năm 1957 là năm El Nino mạnh Ông nhận ra El Nino và Dao động Nam được kết nối với nhau trong hệ thống lớn ENSO liên quan đến cả đại dương và khí quyển [5]

Khi tín phong mạnh, nước tương đối lạnh có nguồn gốc nước trồi ở xích đạo thuộc bờ biển Nam Mỹ được hình thành bởi áp lực của gió Đông lên bề mặt đại dương, mở rộng về phía Tây tới trung tâm Thái Bình Dương Sự chênh lệch khí áp giữa Đông (cao) và Tây (thấp) và nhiệt độ giữa Đông (thấp) và Tây (cao) trên khu vực xích đạo Thái Bình Dương dẫn đến chuyển động ngược chiều của không khí ở tầng

có chuyển động thăng của không khí, tạo thành một hoàn lưu khép kín, được Bjerknes gọi là Hoàn lưu Walker [5]

Hình 1.3: Hoàn lưu Walker trong điều kiện thường

(Nguồn: Bản tin KHCN số 08/2010) Cường độ mạnh yếu của hoàn lưu Walker được thể hiện bởi sự chênh lệch nhiệt

độ và khí áp giữa bờ Đông và bờ Tây Thái Bình Dương Sự chênh lệch nhiệt độ và khí

áp giữa bờ Đông và Tây càng lớn thì hoàn lưu Walker càng mạnh, ngược lại chênh lệch nhiệt độ và khí áp giảm thì hoàn lưu Walker yếu đi [5]

Ở vùng nhiệt đới TBD ngoài hoàn lưu kinh hướng Hadley theo hướng Bắc – Nam còn có hoàn lưu vĩ hướng Walker theo hướng Đông – Tây

Hoàn lưu Walker là một hoàn lưu vĩ hướng vùng xích đạo Hoàn lưu này được đặc trưng bởi dòng không khí thăng lên trên Tây TBD, khu vực Indonesia, đi sang phía Đông tới Đông TBD, khu vực ngoài khơi Nam Mỹ, giáng xuống ở đây rồi lại đi về phía Tây tạo thành một vòng hoàn lưu khép kín

Thường thì nhiệt độ nước biển giảm dần theo độ sâu nên từ mặt biển đến độ sâu khoảng vài trăm mét, nhiệt độ ở vùng biển phía Tây Thái Bình Dương cao hơn phía Đông, tạo ra một lớp nước chuyển tiếp giữa lớp nước bên trên nóng hơn với lớp nước bên dưới lạnh hơn, có độ nghiêng từ Đông sang Tây Thái Bình Dương, thường được gọi là “nêm nhiệt” (the Thermocline) Độ sâu của nêm nhiệt ở bờ phía Tây khoảng 200 mét, giảm dần về bờ phía Đông chỉ còn vài chục mét Khi hoàn lưu Walker mạnh lên,

hoạt động của nước trồi tăng lên, độ nghiêng của nêm nhiệt lớn hơn, trái lại khi hoàn lưu Walker yếu đi, nước trồi bị hạn chế, độ nghiêng của nêm nhiệt giảm đi [5]

 Tương tác khí quyển – đại dương

Tương tác khí quyển – đại dương là quá trình trao đổi nhiệt, ẩm, động lượng, năng lượng giữa lớp không khí bên trên với lớp nước bề mặt đại dương, chủ yếu thông qua hoạt động đối lưu và các xoáy khí quyển [5]

ENSO có thể được coi là hệ quả của tương tác khí quyển - đại dương dưới tác động của nhiều nhân tố trong và ngoài vùng nhiệt đới TBD

Trên khu vực phía Tây xích đạo Thái Bình Dương (vùng bể nóng (The Warm Pool)), nơi có hội tụ của gió Đông và gió Tây tầng thấp, thường diễn ra hoạt động đối lưu sâu trong nhánh phía Tây của hoàn lưu Walker Mây, mưa nhiều và lượng bức xạ phát xạ sóng dài (OLR) từ mặt biển thường không vượt quá 240w/m2 Do đó lượng bức xạ sóng ngắn từ mặt trời thường nhỏ hơn lượng tiềm nhiệt bốc hơi [5]

Ngược lại ở vùng xích đạo phía Đông Thái Bình Dương, trong nhánh phía Đông của Hoàn lưu Walker thường có chuyển động giáng của không khí, hoạt động đối lưu bị hạn chế, ít mây, mưa Lượng bức xạ phát xạ sóng dài từ mặt biển thường đạt những giá trị cực đại (>280w/m2) Bức xạ sóng ngắn từ mặt trời cũng đạt những giá trị lớn nhất và thường lớn hơn lượng tiềm nhiệt bốc hơi [5]

Khi hoàn lưu Walker hoạt động yếu hơn bình thường (gió Đông tầng thấp yếu, trong khi gió Tây ở vùng phía Tây Thái Bình Dương xích phát triển mạnh lên), vùng đối lưu sâu ở Tây Thái Bình Dương bị dịch chuyển về phía Đông đến trung tâm Thái Bình Dương, làm tăng cường các chuyển động xoáy của khí quyển ở vùng này, lượng mây và mưa tăng lên, OLR giảm, lượng nhiệt và lượng ẩm từ đại dương chuyển vào khí quyển giảm đi Trái lại, ở vùng phía Tây Thái Bình Dương xích đạo, đối lưu bị hạn chế, lượng mây và mưa giảm đi, OLR tăng, lượng nhiệt và ẩm từ đại dương chuyển vào khí quyển tăng lên [5]

 Cơ chế hoạt động của ENSO

Trong điều kiện bình thường, nhiệt độ trung bình năm của lớp nước bề mặt vùng nhiệt đới Đông TBD khoảng 21 - 260 C, trong khí đó vùng Tây TBD là 28 - 290

C (phía Tây cao hơn phía Đông 3 - 60 C) Gradient nhiệt độ dọc theo xích đạo có hướng

từ Tây sang Đông Ở Tây TBD mưa nhiều còn Đông TBD và các vùng biển lân cận thuộc Nam Mỹ mưa ít [4]

Tín phong Bắc và Nam Bán Cầu đã đẩy nước biển bề mặt về phía Tây làm cho mực nước biển phía Tây cao hơn phía Đông khoảng 40cm Ở lớp dưới sâu nước trồi lên thay thế lớp nước ấm nóng hơn trên mặt đã bị đẩy về phía Tây Vì thế nhiệt độ mặt nước biển (SST) ở phía Đông TBD thấp hơn phía Tây TBD Lớp nước mặt ở phía Đông TBD (khoảng 50cm) mỏng hơn phía Tây TBD (khoảng 200m) [4]

Do nhiệt độ mặt nước biển bờ phía Tây cao hơn bờ phía Đông TBD (4 - 50C) nên ở bờ phía Tây, trên vùng Indonesia thường có chuyển động thăng hình thành mây đối lưu và cho mưa Còn ở khu vực ngoài khơi và ven biển Pêru (vùng gần xích đạo thuộc phía Tây Nam của Nam Mỹ) có dòng giáng, không khí khô và thời tiết tốt [4]

Khi hoàn lưu Walker mạnh hơn bình thường, tín phong càng mạnh thì các dòng hải lưu cũng di chuyển dọc theo xích đạo đi về phía Tây càng mạnh, nên nước nóng ở phía Tây TBD càng dày hơn Ngược lại, ở phía Đông TBD, độ cao mực biển thấp hơn, bề dày lớp tà nhiệt mỏng hơn, nước trồi mạnh hơn, nhiệt độ mặt nước biển thấp hơn trạng thái trung bình Kết quả ở phía Tây TBD dòng thăng càng mạnh, đồng thời, mưa sẽ càng lớn Song ở phía Đông TBD, dòng giáng mạnh hơn, không khí khô hơn và thời tiết lạnh đi khác thường Khi đó hiện tượng La Nina xuất hiện: [4]

Hình 1.4: Hoàn lưu Walker trong điều kiện La Nina

(Nguồn: Phòng Thí nghiệm khí quyển- Đại Dương NOAA)

Hình 1.5: Những thích ứng cơ bản của TBD và khí quyển đối với hiện tượng La

Nina (Nguồn: Khí tượng Synop của Trần Công Minh)

Hiện tượng El Nino xảy ra khi hoàn lưu Walker suy yếu, áp lực của gió Đông lên mặt biển giảm đi, kéo theo sự suy yếu của nước trồi và dòng chảy hướng Tây Nước biển từ vùng bể nóng Tây TBD đổ dồn về phía Đông, tạo thành một sóng đại dương xích đạo (sóng Kelvin) lan truyền về phía Đông và nhiệt từ vùng bể nóng được vận chuyển về vùng trung tâm và Đông TBD, làm cho nước biển bề mặt ở vùng này nóng lên dị thường, cao hơn trung bình 4 - 50 C hoặc hơn nữa Kết quả là chênh lệch nhiệt độ nước biển giữa vùng phía Đông và phía Tây giảm đi, độ sâu của nêm nhiệt ở

bờ phía Tây giảm đi, trong khi ở bờ phía Đông tăng lên, trao đổi nhiệt thẳng đứng trong lớp nước xáo trộn đại dương mạnh mẽ hơn [4]

Hình 1.6: Hoàn lưu Walker trong điều kiện El Nino

(Nguồn: Phòng thí nghiệm khí quyển – đại dương NOAA) Khu vực có nhiệt độ cao dị thường được mở rộng từ phía Đông đến vùng trung tâm Tây TBD Trong khi đó, khu vực nhiệt đới Tây TBD vốn được coi là “bể nóng” TBD, lại trở lên lạnh hơn so với bình thường Cùng với sự thay đổi của nhiệt độ mặt nước biển, vùng mưa nhiều ở Tây TBD cũng bị dịch chuyển về phía Đông làm cho khu vực Đông và trung tâm TBD trở lên ấm và mưa nhiều hơn Trái lại, khu vực Tây TBD vốn nóng và ẩm lại trở lên mát và khô hơn [4]

Hình 1.7: Những thích ứng cơ bản của TBD và khí quyển đối với hiện tượng El

Nino

(Nguồn: Khí tượng Synop của Trần Công Minh)Tuy hiện tượng El Nino chỉ xảy ra trên khu vực nhiệt đới TBD song phạm vi ảnh hưởng của nó rất rộng lớn, hầu như trên toàn cầu với mức độ tác động khác nhau, hiệu quả tác động cũng rất đa dạng [4]

Ở khu vực nhiệt đới Tây TBD và các vùng lân cận thuộc Đông Nam Á, Bắc Australia, các hoạt động dông, bão, mưa giảm đi Các vùng phía bắc Australia, Indonexia, Philippin,… trở lên khô hạn dị thường Trái lại, ở vùng nhiệt đới trung tâm

và Đông TBD, bờ phía Tây của Nam Mỹ, các vĩ độ cận nhiệt đới Bắc Mỹ vốn ít mưa

và khô lại mưa nhiều và ẩm ướt Ngoài ra, hiện tượng khô hạn hơn bình thường cũng thường quan sát được ở vùng Đông Nam Châu Phi và Đông Bắc Nam Mỹ và mưa lại xảy ra nhiều hơn ở vùng nhiệt đới phía Đông Châu Phi và cận nhiệt đới Nam Mỹ [4]

 Các sóng trong cơ chế ENSO

“Sóng Kelvin lan truyền tới bờ phía Đông Thái Bình Dương trung bình mất khoảng 50 ngày và bị phản xạ trở lại Sự phản xạ này gây ra một sóng đại dương (sóng

Rossby) chuyển động về phía Tây với thời gian trung bình khoảng 6 tháng, qua đó, lớp nước bề mặt ấm lại được vận chuyển về phía Tây.” [5]

“Sự phản xạ qua lại của các sóng Kelvin và Rossby ở hai bờ của TBD quyết định độ dài và tính không ổn định trong các pha của một chu trình El Nino Như vậy,

có thể thấy sóng Kelvin làm giảm chênh lệch nhiệt độ giữa Đông và Tây Thái Bình Dương (hiệu ứng âm), trái lại, sóng Rossby cho hiệu ứng dương Trên thực tế, sự duy trì một thời gian dài (12 - 14 tháng) hiện tượng nóng lên dị thường của nhiệt độ nước biển bề mặt ở trung tâm và Đông Thái Bình Dương xích đạo (một chu trình El Nino), chứng tỏ hiệu ứng nhiệt bình lưu do sóng Kelvin tạo ra lớn hơn hiệu ứng nước trồi do sóng Rossby gây ra ở vùng biển này Ở vùng biển phía Tây Thái Bình Dương, sự thay đổi (giảm đi) của nhiệt độ mặt nước biển trong chu trình El Nino không lớn như ở vùng trung tâm và Đông Thái Bình Dương xích đạo, chứng tỏ hiệu ứng nhiệt do các sóng Kelvin và sóng Rossby bị triệt tiêu nhiều.” [5]

“Khi hoàn lưu Walker mạnh hơn bình thường, áp lực gió Đông lên mặt biển tăng lên, có thể dẫn đến một chu trình ngược lại với chu trình El Nino (chu trình La Nina) do hoạt động của nước trồi mạnh hơn và bình lưu lạnh hướng Tây tăng lên, làm cho vùng biển trung tâm và Đông Thái Bình Dương lạnh đi dị thường.”[5]

1.2.2 Các chỉ số xác định hiện tượng ENSO và phân vùng NINO

a Các chỉ số xác định hiện tượng ENSO

Sự thay đổi khí áp theo chiều Đông - Tây TBD và nhiệt độ mặt nước biển ở các khu vực Nino là hai dấu hiệu dễ được nhận biết khi xảy ra hiện tượng ENSO Các nhà khoa học đã lấy hai thông số này làm chỉ tiêu định lượng trong việc nghiên cứu hiện tượng ENSO Có hai chỉ số thường được nhiều nhà khoa học nghiên cứu sử dụng, đó

là chỉ số SOI và chỉ số SSTA để phản ánh diễn biến và tác động của ENSO [1]

 Chỉ số dao động nam SOI (Southern Oscillation Index)

Dao động nam (SO) là dao động quy mô lớn từ năm này qua năm khác của trường khí áp mặt biển giữa vùng phía Đông và phía Tây TBD [1]

Sự biến động của áp suất bề mặt biển trong các thời kì ENSO được xác định bằng chỉ số dao động Nam SOI [1]

Để đánh giá độ lớn của dao động nam, người ta sử dụng chỉ số dao động nam

giữa trạm Tahiti (đại diện cho vùng trung tâm xích đạo TBD) và trạm Darwin (đặc trưng cho vùng Tây TBD xích đạo) [1] Cụ thể:

+ là giá trị trung bình tháng trong thời kỳ nghiên cứu của

+ là độ lệch chuẩn trong tháng của

+ 10 là giá trị quy ước được nhân thêm vào

Hai trạm Darwin và Tahiti được dùng như vị trí để tính SOI, đây là hai trạm nằm ở các vị trí địa lý hai đầu Đông Tây của TBD, ở khu vực này có sự biến động lớn nhất của khí áp qua các năm Các khu vực này được coi như là trung tâm hoạt động của Dao Động Nam (SO) [1]

SOI có giá trị dương càng lớn thì hoàn lưu Walker càng mạnh

Trong trường hợp SOI có giá trị âm, không khí ở tầng thấp có thể chuyển động theo chiều ngược lại, nghĩa là từ Tây sang Đông

Giá trị âm của SOI càng lớn thì hiện tượng El Nino càng mạnh, ngược lại giá trị dương của SOI càng cao thì hiện tượng La Nina càng mạnh

Độ lớn của SOI phản ánh mức chênh lệch khí áp mặt biển giữa vùng trung tâm

và vùng phía Tây TBD xích đạo Nó sẽ dao động trong khoảng từ -35 đến +35 Khi SOI âm ứng với thời kỳ El Nino, khi SOI dương ứng với thời kỳ La Nina

Một thời kỳ nếu kéo dài liên tục từ 6 tháng trở lên có trị số SOIT-D trung bình trượt 5 tháng lớn hơn hoặc bằng 5 được xem là một đợt La Nina còn nhỏ hơn hoặc bằng -5 được xem là một đợt El Nino Trong đó, đợt có chỉ số SOI -15 hoặc 15 kéo dài liên tục từ 6 tháng trở lên thì được coi là một đợt El Nino mạnh hoặc một đợt

La Nina mạnh [4]

 Dị thường nhiệt độ mặt nước biển SSTA (Sea Surface Temperature Anomaly)

Sự nóng lên hay lạnh đi dị thường của nước biển, thường kéo theo sự thay đổi của nhiều yếu tố liên quan khác xảy ra trên vùng nhiệt đới TBD, nên các trị số nhiệt độ mặt nước biển (SST) hoặc chuẩn sai của nó (SSTA) tại các vùng Nino thường được dùng như những đặc trưng chủ yếu của hiện tượng ENSO [1]

Dị thường nhiệt độ mặt nước biển (SSTA) hay còn được gọi là chuẩn sai nhiệt

độ mặt nước biển bề mặt Chỉ số ENSO áp dụng trên cả Việt Nam và toàn thế giới thường được sử dụng SSTA của các vùng Nino

Trong các chu kỳ ENSO, nhiệt độ mặt nước biển giữa Đông và Tây TBD xích đạo thường biến đổi mạnh mẽ, đặc biệt ở vùng biển phía Đông Trong các thời kỳ El Nino, SSTA ở vùng phía đông xích đạo TBD thường cao hơn thời kỳ La Nina

Chỉ số ENSO về dị thường mặt nước biển SSTA khu vực xích đạo TBD với các phân vùng Nino, thường là khu vực có biến động mạnh nhất khi xảy ra hiện tượng ENSO Tuy nhiên mỗi quốc gia lại có những chỉ tiêu xác định ENSO với những vùng Nino khác nhau [1]

b Phân vùng NINO

Để theo dõi các hoạt động của ENSO và xác định các thời kì ENSO, các nhà khoa học thường sử dụng các chỉ số ENSO dựa trên sự thay đổi nhiệt độ mặt nước biển đối với các khu vực biển TBD, người ta chia vùng xích đạo TBD thành các vùng Nino dưạ trên sự thay đổi của nhiệt độ bề mặt biển Có 4 vùng Nino được phân chia như sau: [1]

- Vùng Nino 1+2: Là vùng nằm trong vĩ độ 0 - 100S và 90-800W, đây là vùng sẽ

ấm lên đầu tiên khi El Nino phát triển

- Vùng Ninno 3: Là vùng nằm trong vĩ độ 50N - 50S và 1500W - 900W, đặc điểm của vùng này là vùng nhiệt đới TBD có biên độ nhiệt độ bề mặt lớn nhất trong thời gian diễn ra hiện tượng El Nino

- Vùng Nino 4: Là vùng nằm trong vĩ độ 50N - 50S và 1600E - 1500W, đây là vùng mà khi nhiệt độ thay đổi đến 27,50C là ngưỡng quan trọng để gây mưa

- Vùng Nino 3.4: Là vùng nằm trong vĩ độ 50N-50S và 1700W - 1200W, vùng này là vùng mà các thay đổi ở nhiệt độ bề mặt là quan trọng cho việc dịch chuyển vùng mưa (trong điều kiện bình thường ở phía Tây TBD)

1.3 Tổng quan về mưa

1.3.1 Chế độ mưa ở Tây Nguyên

Chế độ mưa phân bố sâu sắc theo mùa, lượng mưa tập chung chủ yếu vào các tháng mùa mưa.[2]

Tây Nguyên có mùa mưa kéo dài 6 - 7 tháng, mùa khô kéo dài 5 – 6 tháng còn lại trong năm Mùa mưa trùng với mùa gió mùa mùa hè, thời gian có sự hoạt động của những khối không khí nóng ẩm và nhiều dông bão [2]

Mùa mưa ở khu vực Tây Nguyên khá dài từ 6 - 7 tháng với ba vùng mưa khác biệt: vùng núi phía Bắc và cao nguyên phía Đông Bắc kéo dài 6 tháng, bắt đầu từ tháng V đến tháng X, vùng bình nguyên và Trung Tây Nguyên kéo dài 7 tháng từ khoảng tháng V đến tháng XI, còn vùng cao nguyên phía Nam và Tây Nam từ khoảng cuối tháng III hoặc đầu tháng IV đến tháng XI [2]

Thời kỳ mưa lớn ở khu vực tập trung chủ yếu trong các tháng VII, VIII, IX có một số nơi thì tập trung vào tháng VIII, IX, X

Lượng mưa năm ở khu vực Tây Nguyên khoảng 1700 - 3000mm Có một số nơi mưa rất ít, như vùng thung lũng thấp hút gió thường bị ảnh hưởng của hiệu ứng phơn thuộc phía Đông của dãy Trường Sơn 1280 - 1540mm (khu vực đèo An Khê và thung lũng Ayunpa) và ở vùng núi có độ cao >1500m Nhìn chung thì lượng mưa khu vực Tây Nguyên phân bố không đồng đều giữa các khu vực và ngay cả trong một vùng nhỏ, lượng mưa cũng phụ thuộc lớn vào điều kiện địa lý và độ cao địa hình [2]

Tỷ trọng lượng mưa khu vực Tây Nguyên phân bố rất không đồng đều, mùa mưa rất lớn chiếm từ 87 - 94% lượng mưa năm vượt qua ngưỡng thừa ẩm, chỉ còn 6 - 3% lượng mưa kéo dài trong 6 tháng mùa khô và luôn ở tình trạng khô hạn và thiếu nước Ba tháng mưa lớn lượng mưa phổ biến từ 600 - 1300mm (chiếm 42 - 57% lượng mưa năm), tháng cao điểm đạt xấp xỉ 500mm Trong khi các tháng mùa khô hầu như không có mưa hoặc mưa với lượng rất ít <10mm có khi kéo dài đến vài tháng [2]

Như vậy, phân bố không gian của lượng mưa khu vực Tây Nguyên có sự phân hóa rất rõ theo địa hình với hai xu thế Tây – Đông và Tây – Nam, cả về lượng và thời gian [2]

Trung bình trong một năm ở Tây Nguyên có từ 143 - 199 ngày mưa Số ngày

với một tháng cao điểm trong mùa mưa khoảng từ 18 - 34 ngày Số ngày mưa lớn nhất tập trung ở Bảo Lộc là 199 ngày, thấp nhất ở Ayunpa là 143 ngày Trong các tháng mùa khô số ngày mưa < 5 ngày là khá phổ biến [2]

Số ngày mưa ở Tây Nguyên có ảnh hưởng rất lớn đến lượng mưa trong mùa Nếu trong tháng liên tiếp nhiều ngày có lượng mưa lớn với cường độ từ 50 – 100mm/đợt, thì tình hình lũ lụt, sạt nở đất trở nên rất nghiêm trọng, nhất là ở những vùng núi cao, sông có độ dốc lớn tốc độ truyền lũ nhanh [2]

1.3.2 Các đặc trưng về mưa

Các đặc trưng về mưa gồm có: Lượng mưa theo tháng, lượng mưa theo mùa, lượng mưa theo năm, số ngày mưa, số ngày có mưa ứng với các ngưỡng mưa khác nhau (các ngưỡng có mưa, mưa vừa, mưa to, mưa rất to), ngày bắt đầu mùa mưa [6]

Số ngày mưa được chia theo cường độ mưa như sau:

+ Ngày có mưa: Khi ngày đó có lượng mưa ngày Rngày 0.1mm

+ Ngày có mưa vừa: Là ngày có lượng mưa ngày Rngày 25mm

+ Ngày có mưa to: Là ngày có lượng mưa ngày Rngày 50mm

+ Ngày có mưa rất to: Là ngày có lượng mưa ngày Rngày 100mm

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Tham khảo công trình nghiên cứu của GS.TSKH Nguyễn Đức Ngữ trong việc

sử dụng chỉ số của khu vực để xác định các kỳ El Nino/La Nina, từ đó trong đồ án này

sử dụng số liệu tháng của SST khu vực NINO 3 sau đó tính SSTA, SSTA được dùng

để xác định các đợt ENSO Số liệu được tải về từ trang web:

http://www.cpc.noaa.gov/data/indices/ersst4.nino.mth.81-10.ascii của trung tâm

dự báo khí hậu (CPC - Climate Prediction Center) thuộc cơ quan khí quyển - đại dương (NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration) của Hoa Kỳ

Đồ án chọn khu vực Nino 3 (50

N - 50 S, 1500W - 900W) làm khu vực nghiên cứu, vì đây là nơi xảy ra những biến động mạnh nhất của nhiệt độ nước biển bề mặt mỗi khi có hiện tượng ENSO

2.1.2 Số liệu mưa

Để thực hiện nghiên cứu này đồ án sử dụng số liệu quan trắc lượng mưa ngày, tháng, năm của 8 trạm khí tượng đại diện cho 5 tỉnh thuộc khu vực Tây Nguyên trong

30 năm giai đoạn 1983 - 2012

Sau đây là danh sách 8 trạm khí tượng lấy số liệu để nghiên cứu trong khu vực Tây Nguyên để phục vụ nghiên cứu đồ án này:

Bảng 2.1: Thông tin các trạm quan trắc khí tượng được sử dụng nghiên

cứu ở khu vực Tây Nguyên

(Nguồn trích từ Quyết định số 16/2007/QĐ-TTg ngày 29 tháng 01 năm 2007 của thủ tướng chính phủ về việc quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc tài nguyên và

môi trường quốc gia đến năm 2020)

2 Pleiku TP Pleiku - Gia Lai 13058' 108001'

3 Ayunpa Ayunpa - Gia Lai 13023' 108027'

4 BMT BMT - Đăk Lăk 12040' 108003'

5 MĐrăk MĐrăk - Đăk Lăk 12044' 108046'

6 Đăk Nông Gia Nghĩa -Đăk Nông 12000' 107041'

7 Bảo Lộc Bảo Lộc - Lâm Đồng 11032' 107049'

8 Liên Khương Đức Trọng - Lâm Đồng 11045' 108023'

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp xác định thời kì ENSO

Một số chỉ tiêu có liên quan đến nhiệt độ nước biển được dùng để xác định năm

El Nino và năm La Nina như sau:

+ Theo JMA (Japan Meteorological Agency), thì một kỳ El Nino (La Nina) được xác định khi giá trị trung bình trượt 5 tháng của dị thường nhiệt độ nước biển

cả các tháng X, XI và tháng XII Những năm còn lại là năm trung tính (năm không ENSO)

+ Theo CPC (Climate Prediction Center) năm ENSO được xác định theo số liệu trượt 3 tháng của dị thường nhiệt độ khu vực Nino 3.4 (50

N - 50S và 1200 - 1700W) với ngưỡng cho pha nóng và pha lạnh tương ứng là +/- 0.50C và phải có tối thiểu là 5 tháng liên tiếp đạt và vượt ngưỡng này

+ Theo IRT (International Research Institute for Climate Prediction) năm ENSO được xác định theo chỉ tiêu của Trenberth, chỉ tiêu này dựa trên số liệu trượt 5 tháng của dị thường nhiệt độ khu vực Nino 3.4 (50N-50S và 1200-1700W) với ngưỡng cho pha nóng và pha lạnh tương ứng là +/-0.40C và phải có tối thiểu là 6 tháng liên tiếp đạt và vượt ngưỡng này

+ Theo Nguyễn Thị Hiền Thuận thì năm ENSO được xác định theo số liệu trượt

5 tháng của dị thường nhiệt độ khu vực Nino 3 (50N - 50S và 1500W - 900W) với ngưỡng cho pha nóng (El Nino) và pha lạnh (La Nina) tương ứng là +/- 0.50C và phải

có ít nhất 6 tháng liên tiếp đạt và vượt ngưỡng này [7]

Trong đồ án sử dụng chuẩn sai nhiệt độ mặt nước biển (SSTA) vùng Nino 3 để xác định ENSO Số liệu SST lấy từ trang web

http://www.cpc.noaa.gov/data/indices/sstoi.indices và được xác định theo công

thức sau:

SSTAi = SSTi ̅̅̅̅̅i (2.1) Trong đó:

+ SSTAi: Chuẩn sai nhiệt độ mặt nước biển tháng i (i:1→12)

+ SSTi: Nhiệt độ mặt nước biển tháng i (i: 1→12)

+ i: Trung bình nhiệt độ mặt nước biển tháng i trong giai đoạn 1981-2015 Sau đó tính toán giá trị trung bình trượt 5 tháng của SSTA theo công thức sau:

i = (SSTAi-2 + SSTAi-1 + SSTAi +SSTAi+1 +SSTAi+2)/5 (2.2)Trong đó:

+ i: Giá trị SSTA trượt 5 tháng của tháng i (i:1→12)

+ SSTAi-2, SSTAi-1: Giá trị SSTA tháng i-2 và i-1 (nghĩa là 2 tháng liền kề ngay trước tháng i)

+ SSTAi+1, SSTAi+2: Giá trị SSTA tháng i+1 và i+2 (nghĩa là 2 tháng liền kề ngay sau tháng i)

(Giá trị trượt của tháng cần tính bằng giá trị trung bình SSTA 5 tháng kế tiếp nhau với tháng cần tính nằm ở giữa, 4 tháng còn lại chia đều 2 bên trước và sau giá trị SSTA của tháng cần tính)

Với kết quả tính trung bình trượt 5 tháng trong giai đoạn 1983 - 2012, trong đồ

án này các đợt ENSO được xác định theo tiêu chí của Nguyễn Thị Hiền Thuận như sau: [7]

+ Đợt El Nino là một chuỗi số liệu liên tục ít nhất 6 tháng có trị số trung bình trượt 5 tháng của chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển (SSTA) khu vực Nino 3 lớn hơn hoặc bằng 0.50C

+ Đợt La Nina là một chuỗi số liệu liên tục ít nhất 6 tháng có trị số trung bình trượt 5 tháng của chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển (SSTA) khu vực Nino 3 nhỏ hơn hoặc bằng -0.50C

+ Các đợt El Nino/La Nina được coi là có cường độ mạnh khi giá trị SSTA đạt hoặc vượt ngưỡng +/-1.50C

2.2.2 Phương pháp xác định mùa hè ENSO

Hiện tượng ENSO thường bắt đầu vào thời kỳ Xuân – Hè ở bán cầu Bắc, khoảng tháng IV đến tháng V, sau đó mạnh dần lên và đạt cực đại vào cuối năm hoặc đầu năm kế tiếp (tháng XII – tháng II năm sau), sau đó yếu dần vào đầu năm tiếp theo Chính vì thế hiện tượng El Nino, La Nina thường được coi là gần như có chu kỳ và được xét theo pha Tuy nhiên cũng có một số trường hợp các đợt ENSO nối tiếp nhau liên tục mà không có pha trung tính (tức là không ENSO) ở giữa Như trường hợp La Nina kéo dài từ năm 1984/1985/1986 sau đó lại là El Nino 1986/1987/1988, La Nina 1988/1989, tới năm 1990 mới xuất hiện năm không ENSO Có những đợt La Nina kéo dài vài năm liên tục 1984/1985/1986 kéo dài 23 tháng

Trong bài “Nhận xét về sự biến động của các đặc trưng mưa mùa hè ở khu vực Nam Bộ trong các năm ENSO” của Ths Nguyễn Thị Hiền Thuận năm 2007, đã cho thấy theo quy ước truyền thống ở Việt Nam mùa hè được phân định từ tháng V đến tháng X, mà mùa mưa ở khu vực Tây Nguyên bắt đầu từ tháng V – X trong năm (trùng

hưởng của hiện tượng ENSO đến chế độ mưa mùa hè trên khu vực Tây Nguyên, trên

cơ sở cách phân chia các mùa hè ENSO của Nguyễn Thị Hiền Thuận dưới đây là tiêu chí chia thành trước và sau giai đoạn cực đại của ENSO cụ thể như sau:

 Mùa hè năm ENSO thiết lập là mùa hè của năm ENSO được thiết lập (năm

Y0) và phải có ít nhất 2 tháng của mùa hè nằm trong pha ENSO này

+ Nếu là kỳ El Nino thì năm này được gọi là mùa hè năm El Nino thiết lập hay năm đầu của El Nino (viết tắt là ET)

+ Nếu là kỳ La Nina thì năm này được gọi là năm La Nina thiết lập hay năm đầu của La Nina (viết tắt là LT)

 Mùa hè năm ENSO tiếp theo là mùa hè của những năm tiếp theo của kỳ ENSO (năm Y+1, Y+2) với điều kiện pha ENSO phải kéo dài ít nhất là sang hết quí một năm sau và duy trì dấu SSTA của kỳ ENSO đó cho tới ít nhất hai tháng của mùa

 Mùa hè không ENSO: là mùa hè không thuộc một trong các nhóm trên Dựa vào cách phân loại trên lập được bảng phân nhóm các mùa ENSO từ năm

1983 - 2012 được trình bày trong kết quả nghiên cứu ở chương 3

2.2.3 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của ENSO đến các đặc trưng mưa

Ảnh hưởng của hiện tượng ENSO đến biến động mưa ở khu vực Tây Nguyên được phân tích dựa trên sự biến động lượng mưa năm, lượng mưa tháng, lượng mưa mùa mưa và số ngày mưa trong năm ở khu vực Từ số liệu mưa ngày tại các trạm quan trắc khí tượng ở khu vực Tây Nguyên, đồ án đã tính chuẩn sai lượng mưa năm, chuẩn sai lượng mưa tháng, chuẩn sai lượng mưa mùa mưa và chuẩn sai số ngày mưa năm như sau:

a T nh ch n ai ượng mưa n m

CSnăm i= Rnăm i - ̅GĐ (2.3)

Trong đó:

- CSnăm i: Chuẩn sai lượng mưa năm i của từng trạm (i: 1983 →2012)

- Rnăm i: Tổng lượng mưa năm i của từng trạm (i: 1983→2012)

- ̅GĐ: Lượng mưa trung bình của từng trạm trong 30 năm giai đoạn

1983-2012

b T nh ch n ai ượng mưa tháng

CSi = Ri ̅i (2.4) Trong đó:

- CSi: Chuẩn sai lượng mưa tháng i (i: I→XII)

- Ri: Lượng mưa tháng i (i là lượng mưa từng tháng từ I→XII)

- ̅i: Lượng mưa trung bình tháng i trong 30 năm giai đoạn 1983 - 2012

c T nh ch n ai ượng mưa mùa mưa (tháng V –X)

CSmùa mưa= Rmùa mưa - ̅mùa mưa (2.5) Trong đó:

- CSmùa mưa: Chuẩn sai lượng mưa mùa mưa

- Rmùa mưa: Tổng lượng mưa các tháng trong mùa (tổng lượng mưa từ tháng V –X) từng năm của từng trạm

- ̅mùa mưa: Trung bình lượng mưa trong mùa mưa giai đoạn 1983 - 2012 của từng trạm

d T nh ch n ai ố ngày mưa

 Tính chuẩn sai số ngày mưa năm (R , R )

CSSNMN = SNăm - ̅GĐ (2.6) Trong đó:

- CSSNMN: Là chuẩn sai số ngày mưa từng năm của từng trạm cho từng loại cường độ mưa

- S : Tổng số ngày mưa từng năm cho từng loại cường độ mưa