Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là nghiên cứu đầu tiên trong việc tìm kiếm mối liên hệ giữa sự khởi phát gió mùa mùa hè Nam Á và hiện tượng nắng nóng tại một khu vực cụ thể ở nước ta. Số liệu tái phân tích và số liệu quan trắc trong 32 năm (1985-2016) được sử dụng để tìm hiểu sự thay đổi nhiệt độ bề mặt khí quyển mực 2m (T2m) ở khu vực vùng núi bắc Trung Bộ trước và sau thời điểm bùng phát gió mùa mùa hè Nam Á.
BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRƯỜNG NHIỆT ĐỘ VÙNG NÚI BẮC TRUNG BỘ TẠI THỜI ĐIỂM TRƯỚC VÀ SAU NGÀY BẮT ĐẦU GIÓ MÙA MÙA HÈ Đỗ Thị Thi1, Hoàng Đức Cường2, Lương Tuấn Minh3, Nguyễn Đăng Quang2 Tóm tắt: Đây nghiên cứu việc tìm kiếm mối liên hệ khởi phát gió mùa mùa hè Nam Á tượng nắng nóng khu vực cụ thể nước ta Số liệu tái phân tích số liệu quan trắc 32 năm (1985-2016) sử dụng để tìm hiểu thay đổi nhiệt độ bề mặt khí mực 2m (T2m) khu vực vùng núi bắc Trung Bộ trước sau thời điểm bùng phát gió mùa mùa hè Nam Á Phân tích giá trị trung bình nhiệt độ hàm trực giao tự nhiên theo khoảng thời gian trước, sau thời điểm bắt đầu gió mùa mùa hè cho thấy số ngày nắng nóng khu vực bắc Trung Bộ có gia tăng kể từ thời điểm gió mùa mùa hè bắt đầu hoạt động Kết nghiên cứu bổ sung vào hiểu biết chung ảnh hưởng gió mùa mùa hè tới chế độ thời tiết khu vực cụ thể Việt Nam Từ khóa: Ngày bắt đầu gió mùa mùa hè, Nắng nóng, bắc Trung Bộ Ban Biên tập nhận bài: 12/06/2018 Ngày phản biện xong: 15/08/2018 Ngày đăng bài: 25/08/2018 Mở đầu Trong nghiên cứu thời điểm bắt đầu gió mùa mùa hè (GMMH) khu vực bán đảo Đông Dương Việt Nam, phần lớn tác giả tập trung phân tích thay đổi hồn lưu số yếu tố khí khí áp bề mặt biển trung bình, gió vĩ hướng mực 850hPa, mưa, xốy thuận nhiệt đới vịnh Bengal, xạ sóng dài, nhiệt độ bề mặt nước biển [1,6,7,8,9,10,12] Đặc điểm dễ nhận biết đạt thống cao kết nghiên cứu gió vĩ hướng mực 850hPa đổi hướng từ đông sang tây trước sau thời điểm bắt đầu GMMH; mưa gia tăng; xuất xoáy xoáy thuận nhiệt đới khu vực vịnh Bengal; xạ sóng dài giảm nhiệt độ mặt nước biển tăng khu vực biển Đông Tây Thái Bình Dương Trên phạm vi tồn quốc, khu vực Tây Nguyên - Nam Bộ khu vực GMMH điển hình, mùa mưa mùa gió mùa hè tương đối đồng pha Đài khí tượng thủy văn tỉnh Thanh Hóa Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia Vụ Quản lý dự báo khí tượng thủy văn, Tổng cục Khí tượng Thủy văn Email: quangvnes@gmail.com 26 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 chế gây mưa mùa hè hoạt động đợt GMMH Trên khu vực lại từ Trung Trung Bộ trở phía Bắc, chế gây thay đổi mưa-nhiệt mùa hè thường không gió hướng chủ đạo tây nam mà cịn liên quan tới hoạt động hình thời tiết khác dải hội tụ nhiệt đới, xoáy thuận nhiệt đới, rãnh thấp tây bắc đơng nam, rãnh gió tây cao, hay gió đơng nam từ rìa phía tây áp cao cận nhiệt Thái Bình Dương Số liệu thực tế cho thấy, có đợt GMMH hoạt động mạnh, mưa xuất bổ sung, tăng cường khu vực Tây Nguyên - Nam Bộ; nhiên khu vực khác điều kiện địa hình kết hợp gió hướng tây nam với hình thời tiết khác nên hệ thời tiết khác nhau, có nơi xuất mưa có nơi xuất hiện tượng nắng nóng Trong nghiên cứu này, chúng tơi cố gắng tìm hiểu mối liên hệ xuất GMMH tượng nắng nóng khu vực Bắc Trung Bộ Mục báo giới thiệu nguồn số liệu phương pháp nghiên cứu, Mục dành cho phân tích kết thảo luận, phần Kết luận bố trí Mục báo BÀI BÁO KHOA HỌC Số liệu phương pháp 2.1 Số liệu Nguồn số liệu sử dụng nghiên cứu cung cấp đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Tài nguyên Môi trường mã số TNMT.2016.05.29, nguồn số liệu bao gồm: +) Số liệu nhiệt độ cao tuyệt đối theo ngày 16 trạm vùng núi khu vực Bắc Trung Bộ (Bảng 1) Phạm vi khu vực nghiên cứu thể Hình Hình Phân bố vị trí địa lý vùng núi bắc Trung Bộ +) Số liệu tái phân tích JRA-55 Nhật Bản download theo địa http://extreme.kishou.go.jp/tool/itacstcc2015/elements.html#jra55 Đây số liệu toàn cầu, độ phân giải 1.25ox1.25o kinh vĩ có định dạng grib2 Các yếu tố lựa chọn khí áp bề mặt biển trung bình, độ cao địa vị mực 500hPa, SST nhiệt độ mực 2m khu vực bắc Trung Bộ Sau thu nhận số liệu, chúng tơi tiến hành lấy trung bình biến 32 năm trở lại đây, từ năm 1985 đến 2016; thời kỳ lấy trung bình bao gồm 10 ngày tháng tháng TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 27 BÀI BÁO KHOA HỌC Bảng Phân bố trạm khí tượng thời gian có số liệu quan trắc 2.2 Phương pháp Đối với thời điểm bắt đầu GMMH khu vực Đông Dương-Việt Nam, sử dụng kết nghiên Nguyễn Đăng Quang cộng [8] Cụ thể ngày bắt đầu GMMH nước ta trung bình ngày 10 tháng Nhằm phân tích thay đổi nhiệt độ bề mặt mực 2m (T2m) trước sau thời điểm bắt đầu GMMH, T2m tính trung bình theo khoảng ngày (pentad) quanh thời điểm 10/5 thời kỳ 1985-2016 Dấu “-“ “+” biểu thị trước sau ngày bắt đầu GMMH (coi ngày bắt đầu ngày 0); pentad đại diện cho trung bình từ ngày đến ngày +4 pentad -1 biểu thị trung bình từ ngày -5 đến ngày -1 Cách tính tương tự thực cho pentad 28 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 Phân tích hàm trực giao tự nhiên (EOF) yếu tố nhiệt độ T2m sử dụng nghiên cứu nhằm nén thơng tin giảm số chiều (để tính toán) trường nhiệt độ bề mặt quanh thời điểm bắt đầu GMMH Thay phải tính tốn với tồn tập số liệu có độ lớn khổng lồ, sau phân tích EOF, cần phân tích số vector riêng đầu tiên, nơi chứa đựng nhiều thông tin số liệu Cơ sở lý thuyết ý nghĩa phép phân tích EOF giới thiệu chi tiết [11] Kết thảo luận Trường nhiệt độ bề mặt T2m khoảng thời gian trước sau thời điểm bắt đầu mùa GMMH khu vực Ấn Độ, vịnh Bengal, bán đảo Đơng Dương-Việt Nam phía nam biển BÀI BÁO KHOA HỌC Đơng cho thấy có gia tăng gradient nhiệt độ; hình thành tâm nóng lục địa Ấn Độ vùng nhiệt độ cao phía nam biển Đơng mở rộng lên phía bắc (Hình 2) Hình Trường nhiệt độ khơng khí mực 2m (oC) quanh thời điểm bắt đầu GMMH khu vực Đông Dương - Việt Nam Căn số liệu số ngày nắng nóng vùng núi tỉnh thành Bắc Bộ Bắc Trung Bộ sau ngày Bắc Trung Bộ trước sau thời điểm xuất xảy GMMH, đặc biệt phần phía đơng bắc GMMH, ta thấy có tăng dần nhiệt độ bắc Trung Bộ (a) (b) (c) Hình Chênh lệch trường nhiệt độ 2m theo: (a) Thời kỳ trước pentad so với tuần bắt đầu GMMH; (b) Thời kỳ trước pentad so với tuần bắt đầu GMMH; (c) Thời kỳ trước pentad so với tuần bắt đầu GMMH TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 29 BÀI BÁO KHOA HỌC Cụ thể, nhiệt độ sau ngày xảy GMMH phía đơng Bắc Bộ bắc Trung Bộ cao nhiệt độ thời kỳ pentads trước ngày bắt đầu GMMH khoảng 2oC; cao nhiệt độ giai đoạn pentads trước ngày bắt đấu GMMH khoảng 1.5oC cao nhiệt độ giai đoạn pentads trước ngày bắt đấu GMMH xấp xỉ 1oC Như vậy, nhận thấy sau ngày bắt đầu GMMH, có gia tăng mưa giảm dần nhiệt độ tỉnh thành phía nam (Tây Nguyên Nam Bộ), tỉnh thành Bắc Bộ phía bắc miền Trung lại tăng dần nhiệt độ Bảng Số ngày nắng nóng vùng núi bắc Trung Bộ tuần trước sau xảy ngày bắt đầu GMMH Bảng thể số ngày nắng nóng vùng núi bắc Trung Bộ tuần trước, sau bắt đầu GMMH Có thể nhận thấy, tuần trước đó, cụ thể tuần tuần tháng 4, tổng số ngày nắng nóng 32 năm (19852016) trung bình khu vực khoảng 61 đến 67 ngày, nhiên đến tuần sau có GMMH, tổng số ngày nắng nóng gia tăng đáng kể (xấp xỉ 50%) khu vực, trung bình khu vực khoảng từ 96 đến 99 ngày Như vậy, 30 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 thấy mối liên hệ gia tăng số ngày nắng nóng vùng núi bắc Trung Bộ có xuất GMMH, điều giải thích xuất gió mùa tây nam gây hiệu ứng “Phơn” khu vực Trung Bộ Phân tích EOF trường nhiệt độ T2m thời điểm tuần từ 21 đến 30/4 (pentad -2 đến pentad -1), từ 1/5 đến 10/5 (pentad đến pentad +1) 11-20/5 (pentad +2 đến pentad +3) năm 1985 đến 2016 cho ta số kết BÀI BÁO KHOA HỌC sau Thời điểm từ 21 - 30/4, hai hình chủ đạo tác động tới chế độ nhiệt khu vực Đông Dương - Việt Nam hình xâm nhập lạnh áp cao Siberi mở rộng hoạt động áp thấp Nam Á có tâm Ấn Độ - Pakistan Hai hình chủ đạo đóng góp hay chi phối khoảng 26% phương sai nhiệt độ khu vực nghiên cứu khoảng 10 ngày trước thời điểm bắt đầu GMMH (a) (b) (c) Hình (a) Thành phần thứ EOF1 trường nhiệt độ bề mặt mực 2m: (a) từ 21 đến 30/4; (b) từ 1/5 đến 10/5; (c) từ 11/5 đến 20/5 thời kỳ 1985-2016 Trái: thành phần theo khơng gian, Phải: giá trị riêng EOF1 T2m Thời điểm 1-10/5, thời điểm đánh dấu hoạt động GMMH, tiếp tục xác nhận hai hình chủ đạo ảnh hưởng tới chế độ nhiệt khu vực lưỡi cao lạnh lục địa phía bắc áp thấp nóng phía tây Đơng Dương- Việt Nam Hai hình chủ đạo chi phối khoảng 21% phương sai chế độ nhiệt khu vực nghiên cứu Khoảng 10 ngày (2 pentads) sau GMMH hoạt động áp thấp nóng phía tây chế chi phối chế độ nhiệt toàn khu vực rộng lớn, từ Ấn Độ, Pakistan tới Đơng Dương-Việt Nam phía nam Trung Quốc Hình thời tiết đóng góp xấp xỉ 24% phương sai lượng nhiệt khu vực nghiên cứu Các kết phân tích phù hợp với số liệu thống kê số ngày nắng nóng trước, sau thời điểm bắt đầu GMMH (Bảng 2), cụ thể xu gia tăng nắng nóng khu vực Bắc TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 31 BÀI BÁO KHOA HỌC Bộ Bắc Trung Bộ Việt Nam sau thời điểm bắt đầu GMMH Hơn nữa, năm gần đây, xu giảm nhiệt độ thời kỳ trước gia tăng nhiệt nhiệt độ thời kỳ sau ngày bắt đầu mùa GMMH có chiều hướng rõ nét (Hình 4a-4c) Kết luận Nghiên cứu cho thấy mối liên hệ chặt chẽ thời điểm bắt đầu gió mùa mùa hè khu vực bán đảo Đông Dương - Việt Nam gia tăng nhiệt độ khu vực Bắc Trung Bộ nước ta Cùng pha với thời điểm bắt đầu gió mùa mùa hè hoạt động tăng cường áp thấp nóng Ấn Độ - Pakistan, tâm nóng dần chi phối, ảnh hưởng tới chế độ nhiệt toàn khu vực từ Ấn Độ, Pakistan tới Đông Dương-Việt Nam Trước sau thời điểm bắt đầu gió mùa mùa hè khoảng 20 ngày, số ngày nắng nóng khu vực Bắc Trung Bộ tăng xấp xỉ 50% Mặc dù chưa thực đánh giá độ tin cậy 32 năm (1985-2016) vừa qua tồn xu giảm/tăng nhiệt độ thời kỳ trước/sau ngày bắt đầu mùa GMMH khu vực lục địa Nam Á Lời cảm ơn: Bài báo phần kết luận văn thạc sỹ học viên Đỗ Thị Thi Nghiên cứu hỗ trợ hai đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Tài nguyên Môi trường: “Nghiên cứu xây dựng phương pháp dự báo thời điểm bắt đầu kết thúc mùa mưa gió mùa mùa hè khu vực Trung Bộ, Tây Nguyên Nam Bộ”, mã số TNMT 2016.05.08 đề tài “ Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo thời tiết điểm với thời hạn tới ngày cho Việt Nam”, mã số TNMT.2016.05.29 Tài liệu tham khảo Phạm Thị Châm, Trần Thị Thúy Nga, Hoàng Đức Cường, Nguyễn Đăng Quang, (2017), Nghiên cứu ngày bắt đầu gió mùa mùa hè, ngày bắt đầu mùa mưa Tây Nguyên khả dự báo thời điểm bắt đầu mùa mưa phương pháp phân tích Canon Tạp chí KTTV số tháng 6/2017 Lê Thị Xuân Lan cộng (2017), Đặc điểm mùa mưa khu vực Nam Bộ, sách chuyên khảo, chương II, tr 16-24 Phan Văn Tân, Phạm Thanh Hà, Nguyễn Đăng Quang, Nguyễn Văn Hiệp, Ngô Đức Thành (2016), Sự biến đổi ngày bắt đầu mùa mưa Tây Nguyên khả dự báo Tạp chí khoa học ĐHQG Hà Nội: Các khoa học trái đất môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 1-18 Carlos Alberto Repelli, and Paulo Nobre (2003), CCA and statistical prediction Statistical prediction of sea-serface temperature over the tropical Atlantic, Int J Climatol 24: 45-55 (2004) Landman, W A., and E Klopper (1998), 15-year simulation of the December to March rainfall season of the 1980s and 1990s using canonical correlation analysis(CCA), Water S A 24.4 (1998): 281-285 Lau, K M., and S Yang (1997), Climatology and interannual variability of the Southeast Asian summer monsoon, Adv Atmos Sci., 14, 141-161 J Matsumoto, (1997), Seasonal Transition of Summer Rainy Season over Indochina and Adjacent Monsoon Region J.Adv.Atmos.Sci, 14(2): 231 doi: 10.1007/s00367-997-0022-0 Nguyen Dang Quang et al (2014), Variations of monsoon rainfall: A simple unified index, Geophysical Research Letters, Volume 41, Issue 2, 575-581 Pham Xuan Thanh et al (2010), Onset of the summer monsoon over the southern Vietnam and its predictability Theor Appl Climatol (2010) 99:105-113 doi 10.1007/s00704-009-0115-z 10 Wang, B and LinHo (2004), Definition of South China Sea Monsoon Onset and Commencement of the East Asia Summer Monsoon J Clim (2004) Volum 17, 699-710 11 Wilks, Danial S (2006), Statistical Methods in the Atmospheric Sciences, Second Edition, Elsevier publisher, 649pg, ISBN 10: 0-12-751966-1 32 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 BÀI BÁO KHOA HỌC 12 Y Zhang., T Li, Wang B and et.al (2002), Onset of the summer monsoon over the Indochina Peninsula Int J Climatol., 15(22), 3206-3221 CHARACTERISTICS OF SURFACE TEMPERATURE IN THE MOUNTAINOUS NORTHERN CENTRAL REGION ON THE MONSOON ONSET DAYS Do Thi Thi, Hoang Duc Cuong, Luong Tuan Minh, Nguyen Dang Quang Thanh Hoa Provincial Center for Hydro-Meteorological Forecasting National Center for Hydrometeorological Forecasting Department of Hydrometeorological Forecasting Management, Viet Nam Meteorological and Hydrological Administration Abstracts: This is the first study seeking the linkage between the Southern Asian monsoon onset process and its impact to the hot spell phenomena in a specific region in Viet Nam Re-analysis and observation data for 32 years (1985-2016) are used to study the relationship between the variation of the surface temperature at 2m (T2m) and the monsoon onset over the Indochina - Viet Nam region Average temperatures and empirical orthogonal function analysis for the period of before, during and after the monsoon onset day indicates that the number of hot days in the northern Central has increased significantly and coincisely with the monsoon onset activation This research result is accredited to the general understanding of the impact of summer monsoon onset on weather regime at a specific region in Viet Nam Keywords: Summer monsoon onset, Hot days, Northern Central TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 33 ... Bắc Bộ phía bắc miền Trung lại tăng dần nhiệt độ Bảng Số ngày nắng nóng vùng núi bắc Trung Bộ tuần trước sau xảy ngày bắt đầu GMMH Bảng thể số ngày nắng nóng vùng núi bắc Trung Bộ tuần trước, sau. .. nắng nóng vùng núi tỉnh thành Bắc Bộ Bắc Trung Bộ sau ngày Bắc Trung Bộ trước sau thời điểm xuất xảy GMMH, đặc biệt phần phía đơng bắc GMMH, ta thấy có tăng dần nhiệt độ bắc Trung Bộ (a) (b) (c)... hệ chặt chẽ thời điểm bắt đầu gió mùa mùa hè khu vực bán đảo Đông Dương - Việt Nam gia tăng nhiệt độ khu vực Bắc Trung Bộ nước ta Cùng pha với thời điểm bắt đầu gió mùa mùa hè hoạt động tăng cường