THỬ NGHIỆM CẢI TIẾN CHỈ TIÊU DỰ BÁO KHÔNG KHÍ LẠNH CÁC THÁNG CUỐI MÙA ĐÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SYNOP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUỒNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TựNHIÊN ^^ ^ »1* Tên báo cáo: THỬ NGHIỆM CẢI TIẾN CHỈ TIÊU D ự BÁO KHƠNG KHÍ LẠNH CÁC THÁNG CUỐI MÙA ĐÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SYNÔP MÃ SỐ QT-00-28 CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI:GVC TRAN c n g m in h Q T jiw HÀ NỘI - 2003 BÁO CÁO TÓM TẮT Tin đ i tài: Thử nghiệm cải tiến tỉêu dự báo khổng khí lạnh tháng cuối mùa phương pháp synôp Chủ trì đề tà i : GVC Trần Cơng Minh I M ục tiêu: Trên sở phân tích 30 trường hợp xâm nhập lạnh vào Việt Nam nghiên cứu chế xâm nhập khơng khí cực đới vào khu vực áp cao Sibêri làm tăng cường độ áp cao Sibêri đông thời rãnh Đồng Á tiến tới vị trí trung bình để đưa tiêu dự báo hạn vừa 2-3 ngày xủm nhập lạnh vào Việt Nam II Nội dung: Phđn I: Cơ sở lý thuyết q trình quy mơ lớn mở rộng cùa áp thấp hành tinh, sóng đới gió tây, hình hai rãiứi sống Đồng Á, tăng cường áp cao Sibêri vai trò cao nguyên Tibet, áp thấp Aleut trình xâm nhập lạnh vào Việt Nam Phần II: Thuyết minh chì tiêu định tính dự báo xâm nhập lạnh vào Việt Nam kết tính thử nghiệm tốc sóng dài để xác định vị trí rãnh Đơng Á dùng dự báo xâm nhập lạnh hạn vừa xâm nhập lạnh vào Việt Nam III Các kết dạt được: Bản báo cáo đề tài Hướng đẫn luận văn tốt nghiệp cho sinh viên Nguyễn Thị Hương Lý (K42) chun viên khí tượng IV Tình hình kinh phí: EXã toán để tài QT-00-28 KHOA QUẢN LÝ (Ký ghi rõ họ tên) CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI (Ký ghi rõ họ tên) TitleĨ Dcfenition o f criteries for cold surges to Viet nam forcasting of widle range l-3days) Code fo r partner: Q7-00-28 I.Aim o f Report: From analysis resutls of 30 synoptic situations, in which Siberian anticycle intencofied, East Asia Tromph reach mean position, to find critries for tnidle range forcasting cold surges to Viet natn II Conten o f report: Part 1: Theorthical basic on macro scale processes as well as expanding o f the phanetary cyclone, long wave ( prossly wave) two ừough and one situation in East Asia, intenciíĩcatủig of the Siberian anticyclone, role o f die Tibet plato anh Aleutian cyclone in the cold surges to Viet Nam to find criteries for midle range forcast of cold surges to Viet Nam Part 2: Describing established criteries for midle range forcasting cold surges to Viet Nam Results of computing long wave speed Mam results: Report o f the projects 2.Result in training One theme of bachelor MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU PHÂN I Hình cao thấp Đồng Á quy đinh trình xâm nhập lạnh vào Việt Nam 1.1 Hình mặt đất 1.2 Vai trị mở rộng xốy thuận hành tinh nhiễu động sóng đới gió tây đối vói q trình xâm nhập lanh, 20 PHAN II Chỉ tiêu đinh tính đự báo xâm nhập lạnh kết qủa tính thử nghiệm tốc độ sóng dài dùng dự báoxâm nhập lạnh 38 2.1 Chỉ tiêu định tính 38 2.2 Tính tốn chuyển động sóngdài 41 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 50 MỞ ĐẦU Hàng năm vào mùa đông đợt khơng khí cực đới biến tính lạnh khơ vào đầu mùa đơng khơng khí lanh với độ ẩm tương đối lớn vào mùa đơng thường xâm nhập từ phía đơng nam Trung Quốc vào Việt Nam Những đợt khơng khí lanh cịn gọi sóng lanh hay hàn triều gây rét đậm, rét hại, ngồi khơi vinh Bắc Bộ gió mạnh lên cấp 6, cấp 7, biển động manh gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp hoạt động biển Có năm đợt xâm nhập lanh gây thiệt hại đến ngàn tỉ cho riêng vụ đông xuân Dự báo thời tiết xâm nhập lạnh dự báo quan trọng hàng đầu, xâm nhập lạnh có khả phối hợp với bão hay dải hội tụ nhiệt đới gây mưa lớn kéo dài, gây lụt trận lũ lụt năm 1999 Trong nghiệp vụ dự báo thời tiết người ta gọi đợt xâm Iihập lạnh kèm theo front lạnh gió mùa đơng bắc, đợt xâm nhập lạnh khơng kèm theo biến đổi hưóng gió gây giảm nhiệt độ đáng kể gọi đường đứt, đợt xâm nhập lanh xuống sau đợt xâm nhập lạnh trước đưa khơng khí cực đới biến tính lanh khơ sau khơng khí thống trị địa phương, gây giảm nhiệt độ khơng lớn, gió đơng bắc manh lên, gọi đợt khơng khí lanh tăng cường Gần 30 năm dự báo xâm nhập lạnh hạn 24 thực theo phương pháp synôp Nguyễn Vũ Thi (1974) Phương pháp dự báo khả khơng khí lạnh xâm nhập vào miền Bắc Việt Nam sở chênh lệch khí áp số trạm Nam Trung Quốc với khí áp trạm Hà Nội Chênh lệch khí áp lớn khả nâng xâm nhập lạnh Việt Nam lớn Theo phương pháp dự báo xâm nhập lạnh khơng khí lạnh tới Nam Trung Quốc Dự báo hạn 2-3 ngày thường tiến hành nhờ hỗ trợ sản phẩm số trị trường khí tượng hạn vừa 2-3 ngày Trong báo cáo chúng tơi trình bày sở lý thuyết phương pháp synôp kéo dài hạn dự báo xâm nhập lạnh từ đến 2-3 ngày sở xem xét xu phát triển hình synơp cao phối hợp với hình thấp khu vực Âu - Á, xác định tiêu định tính dự báo thời điểm xâm nhập lanh vào Việt Nam kết thử nghiệm việc tính tốc độ sóng dài khu vực Âu - Á nhằm dự báo vị trí rãnh Đơng Á, hình cao định xâm nhập lanh vào Việt Nam Về mặt nguyên tắc, để xây dựng phương pháp synôp với hạn dài cần phải xem xét xa nguồn gốc ban đầu đối tượng synôp đồ bao quát phạm vi rộng lớn Chính để xây dựng tiêu dự báo xâm nhập lạnh vào Việt Nam với hạn vừa cần phải xem xét q trình synơp quy mô hai lục địa Âu - Á cịn phải xem xét lan truyền sóng dài quy định xâm nhập lạnh Để dự báo xâm nhập lạnh Trung Quốc sau xâm nhập vào Việt Nam ta cần xem xét lan truyền sóng cao quy mơ tồn Bắc Bán Cầu Điều quy luật tương tác xa phẩn khác khí quy luật ảnh hưởng tương tác hoàn lưu ơn đới hồn lưu thời tiết miền nhiệt đới Riehl (1954, 1979), DuZen (1956) nhiều tác giả khác đề cập đến Chúng xuất phát từ quan điểm để tìm tiêu định tính cho dự báo xâm nhập lanh vào việt Nam hạn 2-3 ngày thử nghiệm tính tốc độ sóng dài xem xét khả sử dụng kết cho dự báo Báo cáo gồm phần: Phần I Hình cao thấp Âu-Á quy định trình xâm nhập lanh vào Việt Nam Phán II Các tiêu định tính dự báo xâm nhập lạnh kết tính thử nghiệm tốc độ sóng dài dùng dự báo xâm nhập lạnh Phẩn phụ lục PHẦN I HÌNH THẾ SYNÔP TRÊN CAO VÀ DƯỚI THÂP Ở ĐÔNG Á QUY ĐỊNH CÁC QUÁ TRÌNH XÂM NHẬP LẠNH VÀO VIỆT NAM 1.1 Hình mặt đất Trên đồ phân bố khí áp mặt đất tháng (hình l)tồn cao áp lạnh có quy mơ lớn Trái Đất với tâm khu vực BaiCal - Mông Cổ gọi áp cao Sibêri (trong nghiệp vụ dự báo, Trung tâm Dự Báo Khí tượng Thuỷ văn Trung ương gọi áp cao lục địa hay áp cao lanh) Vùng trung tâm cao áp giới hạn đường đẳng áp có giá trị 1035mb Hình ì Trường áp hệ thống dịng khí mặt đất Tháng ì Đường đẳng áp (ỉ- đường đẳng áp, 2,3 - đường front); véctơ gió traniỊ bình (mũi tên) Phía đơng áp cao Sibêri áp thấp trung tâm Alêut Rìa phía nam áp cao Sibêri đoạn front cực kéo dài tới trung tâm áp thấp Alêut Áp cao Sibêri, áp thấp Alêut đoạn front cực nhân tố chủ yếu quy định hình thời synơp mặt đất vào mùa đơng Đơng Á Có thể thấy ba sống áp cao mở rộng ba phía từ trung tâm áp cao sống mở rộng sang phía tây tới tận biển Caspiên Hắc Hải, sống thứ hai mở rộng phía Cực bắc Đơng Á tới sát Bắc Băng Dương, sống thứ ba mở rộng phía đơng nam, tiến sâu vào miền nhiệt đới tới Đông Nam Á có Việt Nam Hai sống phía tây phía bắc hệ đợt xâm nhập lanh trình cao áp lanh vốn áp cao trung gian áp cao kết thúc chuỗi xoáy thuận front Băng Dương front cực phát triển phía tây Các áp cao di động gia nhập vào áp cao Sibêri Cứ lần có xâm nhập có tăng cường áp cao Sibêri Vói điều kiện synơp điều kiện địa hình thích hợp khối khí lạnh từ áp cao Sibêri di chuyển phía đơng nam gây xâm nhạp lạnh miền đơng nam Trung Quốc từ xâm nhập vào Việt Nam Theo Duzen (1956), xét cách chi tiết có bốn đường xâm nhập lạnh mặt đất Tuỳ theo nguồn gốc khối khí đặc trưng q trình synơp chia đợt xâm nhập lanh thành loại - Đưòng xâm nhập lanh thứ thường thấy khối khí hình thành khu vục Bắc Băng Dương phía tây miền Đất Mới xâm nhập vào Trung Quốc qua miền bắc Scandinave, biển Bạch Hải, miền tây Sibêri Mông Cổ - Đường xâm nhập lạnh thứ hai khối khí hình thành miền Bắc Băng Dương phía đơng lục địa Châu Á dịch chuyển tới miền tây Sibêri phía nam vĩ tuyến 60°N khối khí quay phía đơng nam xâm nhập vào Mơng cổ Trung Quốc Trong q trình khối khí dịch chuyển phía nam dãy Ưran hình thành sống áp cao Đổng thời rãnh sóng dài dịch chuyển phía đơng nam tới miền đơng ưran Trong q trình dịch chuyển phía đơng rãnh sâu xuống đáng kể thay rãnh sau dịch chuyển ngang qua đường bờ biển - Nơi xuất phát khối khí đường xâm nhập lạnh thứ ba miền tây Sibêri Mùa đông miền tây Sibêri Mông c ổ xốy nghịch tĩnh trì nhiều ngày Sự trì thời gian dài có liên quan với trình ngăn chặn Uran Khối khí hình thành xốy nghịch lanh phát xạ Dần dần khối khí có nhiệt độ thấp cịn khí áp mặt đất tăng lên đến giá trị cao Cùng với kết thúc hình ngăn chặn Uran xoáy nghịch lanh bắt đầu dịch chuyển xuống phía nam gây nên Trung Quốc thời tiết lạnh - Loại đường xâm nhập lanh thứ tư thường khó phát Ban đầu xuất front lạnh không rõ Ưran, áp cao dịch chuyển với front lanh tới Châu Á trở thành xoáy nghịch Sau xốy nghịch di chuyển phía đơng nam ngang qua Mồng c ổ xâm nhập vào Trung Quốc Như vậy, khơng khí lanh sau xâm nhập vào Trung Quốc có bốn loại theo bốn hướng thành đợt sóng, Trung Quốc người ta gọi hàn triều (sóng lạnh) Khơng khí lanh sau xâm nhập tói miền đơng nam Trung Quốc vượt qua trướng ngại địa hình dãy núi khu vực này, đáng kể dãy núi Nam Lĩnh có độ cao trung bình 2000m, dừng lại 1-2 ngày vói ranh giới phía nam front tĩnh Hoa Nam nhận bổ sung không khí lanh phương bắc tới vượt qua dãy Nam Lĩnh xâm nhập xuống phía nam sau thời gian tới biên giới Việt mam tỉnh phía Bắc Tiếp khơng khí lanh di chuyển tới vùng đồng Bắc Bộ tỉnh Bắc Trung Bộ Đồng thời lên phía Việt Bắc tới Bắc Quang (Tuyên Quang) gây mưa mùa đông khu vực Thực tế, hình thành di chuyển áp cao lanh áp thấp front Băng Dương front cực xẩy từ ngày trưóc Ta biết front cực Bắc Đại Tây Dương, phía đơng áp thấp Jsland thường xẩy nhiễu động sóng front hình thành chuỗi xốy thuận với xốy thuận đỉnh sóng, xoáy nghịch trung gian xoáy thuận cuối chuỗi xoáy xoáy nghịch kết thúc thân khu vực khơng khí lanh quy mơ lớn nằm phía nam chuỗi xốy Trong di động sang phía đơng, theo quy luật, xốy thuận front di chuyển phía đơng bắc xoáy nghịch trung gian xoáy nghịch kết thúc di chuyển phía đơng nam, xốy tách khỏi hệ thống front trình chia cắt Các xoáy thuận trải qua giai đoạn trẻ, giai đoạn cố tù cuối tan hệ thống mây mưa chúng Các xoáy nghịch với phân khơng khí lanh chuyển động phía đơng nam mang khơng khí lanh phía vĩ độ thấp Các xoáy nghịch front cực châu Âu di chuyển qua vĩ độ cuối gia nhập vào khu vực cao áp Sibêri thể qua kéo dài sống cao áp phía tây phận khơng khí lạnh thâm nhập vào khu vực áp cao này, tăng cường áp cao Sibêri Quá trình lặp lặp lại đợt Q trình tương tự xẩy sống phía bắc áp cao Sibêri v ề thực chất áp cao Sibêri áp cao trung tâm Hệ bổ sung khơng khí lạnh phía tây phía bắc áp cao Sibêri làm khối lượng khơng khí lanh khu vực áp cao, áp cao tăng lèn, khí áp vùng trung tâm áp cao tăng nhanh Đồng thời với di chuyển khơng khí lanh phía đơng nam Trung Quốc sống áp cao từ áp cao Sibêri mở rộng phía nam trường áp mặt đất Cùng thời gian xoáy thuận trung tâm Aleut nhận xoáy thuận từ chuỗi xoáy front Băng Dương tới khơi sâu mở rộng phía tây nam ngăn chặn áp cao phát triển sống đưa khơng khí lanh phía nam Sống phía tây nam áp cao Sibêri đồ phân bố khí áp nhiều năm thể cuả đưịng xâm nhập khơng khí cực đới lanh khơ xuống phía nam Như mặt đất hệ thống gây xâm nhập lạnh áp cao Sibêri mở rộng áp thấp Aleut đóng góp vai trị khơng phần quan trọng Sau vượt dãy Nam Lĩnh front lạnh tới phía nam Trung Quốc biên giới phía bắc Việt Nam ta thấy chuỗi xoáy thuận, front nằm dọc theo dải áp thấp áp cao Sibêri áp cao cận nhiệt (trong nghiệp vụ dự báo dải áp thấp gọi dải áp thấp bị nén, rãnh ngang hay “rãnh gió mùa mùa đơng”) để phân biệt với rãnh gió mùa mùa hè phần kéo dài áp thấp Nam Á phía bờ biển Đơng Á Biến tốc độ Jan truyển sóng dài c biến đổi phụ thuộc vào vĩ độ bước sóng Sóng có bước sóng dài chuyển động chậm so với sóng có bước sóng ngãn Tốc độ lan truyền sóng phía vĩ độ thâp nhỏ Trong trường hợp sóng dài trở nên ổn đinh, tốc độ lan truyền sóng khơng, tốc độ gió tây đạt giá trị tới hạn Ue (8) u = Khi bước sóng tới han Ls để sóng trở nên ổn đinh tính theo cơng thức: (9) Trường hợp sóng dài có bước sóng L lớn bước sóng ổn đinh Ls tốc độ sóng có giá trị âm (C < 0), sóng lan truyền ngược trở lại từ đơng sang tây (sóng lùi) Trong thực tế trường hợp xảy 2.2.2 Phương phấp tính sóng dài Ta tiến hành tính tốc độ dịch chuyển đặc trưng khác sóng để dự báo dịch chuyển sóng dài Có thể tính tốc độ dịch chuyển sóng dài nhiều phương pháp khác Trong phần đưa ba phương pháp tính dịch chuyển sóng dài, Rossby tìm cơng thức tính tốc độ dịch chuyển sóng dài sau: (10) C = -Ễ -{LS2 - L 2) An L: Bước sóng thực sóng dài Ls: Bước sóng ổn định sóng dài (1 ) Từ công thức: NL = 2Q a coscp Ns Ls = 2Q a coscp 44 Ta có: c = 2£la COS ip(—ỉ— -ỉ—)|' Ns N2 12) 2.2.3 K ết qủa tính tốc độ sóng dài Chúng tối tính tốc độ sóng dài theo cơng thức 12 cho trường hợp xâm nhập lạnh với số đặc điểm sau: Ngụy 18/1/1996 Ngày 18/1, đợt gió mùa đơng bắc yếu xâm nhập xuống Bắc Bộ, đợt khơng khí lạnh kéo dài 13 ngày, gây mưa phùn, rét đậm, rét hại Bắc Bộ Thanh Hoá Nhiệt độ trung binh ngày thấp 12 - 14°c Đặc biệt ngày 26 - 27/1 nhiệt độ trung bình ngày 11 - 13°c Tại Hà Nội nhiệt độ tối thấp ngày 28/1 9,8°c số nơi có nhiệt độ thấp Ngày 17/2/1996 Đêm 17/2 đợt khơng khí lạnh tràn xuống miền Bắc nước ta, sau khơng khí lang lại tăng cường vào ngày 21/2 26/2, gây ngày rét hại Đặc biệt ngày 20 -21/2, nhiệt độ trung bình ngày xuống 10°c, Hà Nội ngày 21/1, Tm: 6,2°c, Tx=9,5°c, số nơi có băng: (Mẫu Sơn Lạng Sơn) Rét đậm, mở rộng đến Thừa Thiên Huế Ngày 41111998: Ngày 3/1, khơng khí lạnh đă xâm nhập xuống phía nam Trung Quốc Hổi 19h, vị trí front lạnh vào khoảng 25°N Chiều tối 4/1, khơng khí lạnh kèm theo front lạnh tràn xuống Bắc Bộ Chiều 5/1 Front lạnh di chuyển đến Kỳ Anh yếu dần (khơng khí lạnh ảnh hưởng đến phía tây Bắc Bộ) Do ảnh hưởng khơng khí lạnh: Bắc Bộ có mưa vài nơi, tỉnh ven biển Trung Bộ có mưa nhỏ rải rác Tại Bạch Long Vĩ: NE 15m/s, giật 16m/s Cô Tơ: NE 12m/s Nhiệt độ trung bình ngày giảm - 8°c Nhiệt độ tối cao giảm - 8°c Nhiệt độ tối thấp giảm - 6°c Nhiệt độ điểm sương giảm - 5°c Ngày 161112000 Ngày 16/1, front lạnh xâm nhập xuống phía nam dạng lệch đơng, trưa 16/1 qua front lạnh qua Lạng Sơn, 19h ngày 16/1, front lạnh qua khu 45 đông bắc, gần 5h sáng 17/1 front lanh qua Hà Nội Do ảnh hương cua khơng khí lạnh: Bắc Bộ có mưa nhỏ vài nơi Nhiệt độ giảm 10 12 c Cac tinh ven biên Trung Bộ: có mưa, tỉnh ven biển nam trung Bộ co nơi mưa vưa, mưa to Tại Bach Long VI: NE cấp 6, câp kéo dài (7h - lOh 18/1) 2511212002: Ngày đêm 25/12, khơng khí lạnh tăng cưịng manh xuống tỉnh miên băc, ảnh hưởng đến thời tiết tỉnh nam Trung Bộ, gây mưa vừa mưa lớn diện rộng tỉnh Bắc Bộ Bắc Trung Bộ kết hợp với rãnh áp thấp đới gió tây tinh ven biển trung nam Trung Bộ có mưa, có nơi mưa vừa Tại Bạch Long Vĩ: gió đơng bắc câp 7, giât cáp kéo dài ngày Nhiệt độ giảm mạnh, - 10°c, gây rét đậm rét hại Bắc Bộ Thanh Hố Kết tính tốc độ sóng dài cho trường hợp nói phù hợp với tốc độ thưc xác định sở tốc độ lan truyền trục rãnh Đông A Riêng trường hợp ngày 12/2/1996 tốc độ rãnh lớn rãnh nơng tốc độ dịng vĩ hướng lớn Ngoài sai khác kết tính so với tốc độ thực tế cịn giả thiết đơn giản hố Rossby khơng thực thực tế Các kết tính cho trường hợp xâm nhập lạnh trình bầy luận văn tốt nghiệp sinh viên Nguyễn Thị Hương Lý cho kết qủa khả quan Tuy nhiên, kết luận cần xác minh cho nhiều trường hợp để có kết tin cậy áp dụng vào dự báo xâm nhập lạnh K ết thử nghiệm tính tốc độ sóng dài phương pháp cho đợt xâm nhập lạnh liệt kề bảng: Ngày xâm nhập lạnh 18/1/1996 15/2/1996 3/1/1998 16/1/2000 24/12/2002 (p = 33°N -ỳ sin (p = 0,545; cos(p 0,839 AH 524 - 496 — — = = 2,Sdam/do = 2Sm dtv/\\ 1000m Ay 10 ự = A = \,\m /s 28 2.7,29.1(T5.0,545 111000 L = ,1 1 l’L 0 W ~ = 8012,046Ẵ7M ' ’ ] 2.7,29.10.5.0,839 „ X J — 2.3,14.64.105.0,839 8012046 = 4,2 « ~ỳ N=NS+ =5 sóng L = 2.3,14.64.10-0,839 = 6744>2|7tm n c = 7,29.1 cr5.0,839.64.105(-Ỉ y ) = 17,6m/ í ~ \ĨJ k in h d o /n g a y 15/2/1996 Tính cho dải vĩ độ: 30 - 40°N 0,819 A // _ 5 - _ QcỊa m Ị Ày ọ = 35°N _ 40md tv /111OOOrn 10 f / = _ = 42,2 w /5 2.7,29 ic r 5.0,573 111000 I I 42,2.64.105 = ,1 , - ’ ; - = 9944,634Ẳ7W V2 7-29 10 °-819 sin (p = 0,573; coscp N=N s + =4 sổng J _ 2.3,14.64.105.0,819 £ = — “7 8229,312km c = 2.7,29 i0"5.0,819.64.105( -~ L ) = ^ / * 28,8Ainhdohigay 3/1/1998 Tính cho dải vĩ độ: 35 - 40°N 0,793

sin