Bài viết tiến hành nghiên cứu và khảo sát tần suất xuất hiện của các đợt lạnh bất thường trong mùa đông trên khu vực Bắc Bộ dựa trên tiêu chức mức độ giảm nhiệt độ trung bình ngày so với ngưỡng đưa ra (là tổng của nhiệt độ trung bình nhiều năm với độ lệch chuẩn).
DOI: 10.36335/VNJHM.2020(714).30-39 BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA SỐ ĐỢT LẠNH BẤT THƯỜNG VỚI HIỆN TƯỢNG ENSO TRÊN KHU VỰC BẮC BỘ VIỆT NAM Võ Văn Hịa1, Lê Thị Thu Hà2 Tóm tắt: Nghiên cứu khảo sát tần suất xuất đợt lạnh bất thường mùa đông khu vực Bắc Bộ dựa tiêu chức mức độ giảm nhiệt độ trung bình ngày so với ngưỡng đưa (là tổng nhiệt độ trung bình nhiều năm với độ lệch chuẩn) Kết xác định cho thấy tần suất xuất đợt lạnh bất thường tương đối nhạy với tiêu chí xác định Tần suất xuất đợt lạnh nhạy với tượng El Nino La Nina Số lượng đợt lạnh bất thường thay đổi tùy theo cường độ tượng Nhìn chung năm La Nina có số đợt lạnh bất xuất với tần xuất nhiều năm El Nino (tương ứng 20 đợt đợt) Đặc biệt, năm La Nina mạnh năm 2008, 2011 xuất đợt lạnh bất thường với nhiệt độ giảm so với ngưỡng xác định từ 7.0 đến 8.0oC, xuất cực trị lịch sử nhiệt độ tối thấp ngày Từ khóa: Đợt lạnh bất thường, Mùa đông, ENSO, Khu vực Bắc Bộ Ban Biên tập nhận bài: 8/04/2020 Ngày phản biện xong: 12/06/2020 Mở đầu Tại Việt Nam, 10 năm trở lại ảnh hưởng biến đổi khí hậu mà chế độ khí hậu hầu khắp vùng miền Việt Nam có thay đổi đáng kể Việc xuất ngày tăng tượng lạnh bất thường mùa đông khu vực Bắc Bộ điển hình cho thay đổi chế độ khí hậu nói Cụ thể, đợt rét đậm, rét hại kéo dài điều kiện khí hậu nóng lên tồn cầu, tượng mưa tuyết, băng giá, sương muối,… xảy diện rộng Câu hỏi đặt tác động BĐKH, tần suất xuất hiện tượng lạnh bất thường mùa đông thay đổi năm gần thay đổi tần suất xuất có mối liên hệ với tượng ENSO hay không Theo Li (1990) [1], dao động mùa gió mùa Đơng Á có mối quan hệ mật thiết với ENSO, sóng lạnh có xu hướng mạnh với Đài Khí tượng Thủy văn khu vực đồng Bắc Bộ, Tổng cục Khí tượng Thủy văn Vụ Quản lý dự báo, Tổng cục Khí tượng Thủy văn Email: vovanhoa80@yahoo.com 30 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 Ngày đăng bài: 25/06/2020 tần suất cao khu vực Đơng Á gắn liền với gió mùa mùa đơng mạnh có khả làm tăng đối lưu vùng phía tây Thái Bình Dương Như vậy, làm tăng dao động nội mùa khu vực bắt đầu cho chu trình ENSO Nghiên cứu biến động gió mùa thường diễn trước biến động số dao động nam (SOI) đó, gió mùa thúc đẩy biến động ENSO độ lớn pha Phạm Đức Thi (1993) phân tích chuẩn sai nhiệt độ mùa đông Việt Nam đợt El Nino La Nina nhận xét chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng mùa đơng (từ tháng 11 năm trước đến tháng năm sau), tháng đơng (từ tháng 12 năm trước đến tháng năm sau) tháng cuối đông (tháng 3, tháng 4) đợt El Nino có giá trị dương [2] Ngược lại, đợt La Nina có giá trị âm Ngồi ra, số ngày rét đậm mùa đơng El Nino hẳn mùa đông La Nina Phạm Vũ Anh (2001) [3] nghiên cứu ảnh hưởng ENSO đến Front cực đới Việt Nam đưa nhận định, tần số front khơng có khác đáng kể, cường độ Front điều kiện El Nino mạnh điều BÀI BÁO KHOA HỌC kiện La Niña, lưỡi áp cao lục địa Châu Á mùa đơng La Nina lấn sâu phía vĩ độ thấp Đông Nam Á Theo nghiên cứu Nguyễn Đức Ngữ cộng (2007) [4], năm El Nino La Nina, số front lạnh ảnh hưởng đến nước ta bình thường Tỷ lệ tổng chuẩn sai dương tổng chuẩn sai âm tần số front lạnh qua Hà Nội tháng năm 70% Phan Văn Tân cộng (2010) [5] thực nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu tồn cầu đến yếu tố tượng khí hậu cực đoan Việt Nam nhận thấy xu chung nhiệt độ thấp vùng khí hậu Tây Bắc, Đông Bắc, đồng Bắc Bộ Bắc Trung Bộ tăng, tốc độ tăng nhanh nhiều so với nhiệt độ cao nhất, điều phù hợp với xu chung biến đổi khí hậu tồn cầu Tuy nhiên, xem xét tượng rét đậm, rét hại, xu chung không tăng mặt số lượng lại có xu tăng cường độ đợt lạnh thông qua cực trị tối thấp ngày Mặc dù có nhiều nghiên cứu KKL mối quan hệ KKL với tượng ENSO ngồi nước, có nghiên cứu tập trung vào đợt lạnh bất thường mối liên hệ tượng với ENSO Bài báo trình bày kết khảo sát số đợt lạnh bất thường mùa đông khu vực Bắc Bộ giai đoạn 1979-2017 mối liên hệ tượng với tượng ENSO giai đoạn nói Phương pháp xác định đợt lạnh bất thường tập số liệu nghiên cứu 2.1 Phương pháp xác định đợt lạnh bất thường mùa đông Để xác định đợt lạnh bất thường mùa đông khu vực Bắc Bộ, nghiên cứu dựa tiêu mức độ giảm nhiệt độ trung bình ngày so với khí hậu để xác định Một ngày xác định thỏa mãn điều kiện xảy lạnh bất thường ngày có nhiệt độ trung bình ngày nhỏ ngưỡng T (là tổng nhiệt độ trung bình ngày trung bình nhiều năm tháng xét với độ lệch chuẩn tương i , j , k ,l ứng) Cụ thể, gọi TTBN nhiệt độ trung bình ngày trạm thứ i ngày thứ j tháng thứ k (k chạy từ tháng 11 đến hết tháng năm sau) năm thứ l Khi ta tính đại lượng sau: i , k ,l - Nhiệt độ trung bình tháng TTBT cho tháng giai đoạn 1979-2017 cơng thức (1) D số ngày tháng thứ k i , k ,l TTBT = (1) N i , j ,k ∑ TTBN D j =1 i ,k - Nhiệt độ trung bình nhiều năm TTBNN cho T tháng thứ k cơng thức (2) Y số năm giai đoạn 1979-2017 i ,k = TTBNN (2) Y i , k ,l ∑ TTBT Y l =1 - Chuẩn sai khí hậu nhiệt độ trung bình i ,k ngày σ TBNN cho tháng thứ k trongTcơng thức (3) Y số năm giai đoạn 1979-2017 i ,k σ TBNN = ( Y D i , j , k ,l i ,k TTBN − TTBNN ∑∑ (Y − 1)( D − 1) l =1 j =1 ) 2 (3) - Ngưỡng xác định đợt lạnh bất thường theo công thức (4): (4) δT i ,k = T i ,k + σ i ,k TBNN TBNN Quá trình xác định ngày xảy đợt lạnh thực riêng rẽ điểm trạm qui trình xác định gồm bước sau: Xác định tháng lạnh bất thường: thực i ,k i , k ,l i , k ,l = TTBT - δT cho tháng tính độ lệch ∆TTBT giai đoạn 1979-2017, Nếu độ lệch dương, nhiệt độ trung bình tháng coi ấm so với khí hậu, bỏ qua tháng Ngược lại, âm nhiệt độ trung bình tháng coi lạnh so với khí hậu Q trình tính toán thực riêng rẽ cho tháng giai đoạn 1979-2017 điểm trạm nghiên cứu Giả sử tìm N M tháng giai đoạn 1979-2017 (N ≤ M) thỏa mãn tiêu chí có nhiệt độ trung bình tháng nhỏ ngưỡng chuẩn Xác định ngày lạnh bất thường: TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 31 4 BÀI BÁO KHOA HỌC tháng N tháng tìm thấy, tiếp tục tính i , j , k ,l )so độ lệch nhiệt độ trung bình ngày( TTBN i ,k i ,k i , j , k ,l i , j , k ,l δ T δ T = ∆ T T với ngưỡng : TBN Một ngày TBN thỏa mãn điều kiện lạnh bất thường xảy i , j , k ,l ∆TTBN < Một đợt lạnh bất thường xảy khu vực Bắc Bộ đợt lạnh có có 50% số trạm khu vực nghiên cứu thỏa mã tiêu chí nói Như vậy, số lượng ngày thỏa mãn điều kiện xảy đợt lạnh bất thường nhạy với tiêu chí xác định đưa Để khảo sát tần suất xuất hiện tượng ngày, đảm bảo tiêu chí “bất thường” (theo nghĩa kiến hiếm), phần kết khảo sát tần suất xuất dựa điều kiện i , j , k ,l ABS ( ∆TTBN < 0) theo ngưỡng từ 1oC đến 10oC với khoảng cách 0.5oC 2.2 Số liệu 2nghiên cứu Số liệu quan trắc nhiệt độ trung bình ngày thu thập 85 trạm quan trắc khí tượng bề mặt có 21 trạm thuộc khu 3vực Tây Bắc, 25 trạm thuộc khu vực Việt Bắc, 25 trạm thuộc khu vực Đông Bắc 14 4trạm thuộc khu vùng đồng Bắc Bộ Số liệu tất trạm được thu thập từ 1/1/1979 đến 31/12/2017 Chi tiết thơng tin trạm tham khảo Võ Văn Hòa cộng (2020) [6] Hình đưa phân bố theo khơng gian 85 trạm nói Số liệu nhiệt độ trung bình ngày kiểm tra chất lượng trước sử dụng bao gồm bước kiểm tra mã điện, kiểm tra logic, kiểm tra vật lý kiểm tra khơng gian [5] Hình Phân bố theo khơng gian 85 trạm quan trắc khí tượng bề mặt thu thập số liệu nhiệt độ trung bình ngày giai đoạn 1979-2017 [7] Trong nghiên cứu số liệu thống kê El Nino La Nina thu thập từ NOAA [8], chu trình El Nino/La Nina định nghĩa thời kỳ liên tục, kéo dài từ tháng trở lên, có trị số trung bình trượt tháng chuẩn sai tháng nhiệt độ trung bình mặt nước biển vùng Niđo 3.4 (5oN-5oS, 120o-170oW) lớn 32 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 0,5 oC Bảng đưa kết thống kê đợt ENSO giai đoạn 1979-2017 có phân cấp cường độ theo mức yếu, trung bình mạnh Bảng đưa kết phân loại ENSO theo cường độ giai đoạn 1979-2017 BÀI BÁO KHOA HỌC Bảng Thống kê số ENSO giai đoạn 1979-2017 [8] WE= EL Nino yếu, ME=El Nino trung bình, SE=El Nino mạnh, WL=La Nina yếu, ML=La Nina trung bình, SL=La Nina mạnh Dạng SE WL WL ME SE SL ME ME WL SE ML SL WL ME WE WL WE ML WL ME SL WL SE WL WL Năm JJA JAS ASO SON OND NDJ DJF JFM FMA MAM AMJ MJJ 1979-1980 1980-1981 1981-1982 1982-1983 1983-1984 1984-1985 1985-1986 1986-1987 1987-1988 1988-1989 1989-1990 1990-1991 1991-1992 1992-1993 1993-1994 1994-1995 1995-1996 1996-1997 1997-1998 1998-1999 1999-2000 2000-2001 2001-2002 2002-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2006 2006-2007 2007-2008 2008-2009 2009-2010 2010-2011 2011-2012 2012-2013 2013-2014 2014-2015 2015-2016 2016-2017 2017-2018 0.3 -0.4 0.7 0.2 -0.3 -0.5 0.3 1.4 -1.3 -0.3 0.3 0.8 0.3 0.3 0.4 -0.2 -0.2 1.5 -0.7 -1 -0.6 0.8 0.2 0.5 0.2 0.2 -0.4 -0.3 0.5 -0.9 -0.2 0.1 -0.3 0.0 1.2 -0.3 0.2 0.2 0.1 -0.4 -0.2 -0.2 -0.5 0.5 1.6 -1.2 -0.3 0.3 0.7 0.2 0.4 -0.4 -0.3 1.8 -1 -1.1 -0.5 0.8 0.4 0.7 0.1 0.3 -0.6 -0.2 0.6 -1.2 -0.4 0.4 -0.3 0.0 1.5 -0.6 -0.1 0.3 -0.1 -0.3 1.5 -0.5 -0.3 -0.5 0.7 1.6 -1.3 -0.3 0.4 0.7 -0.2 0.2 0.5 -0.7 -0.3 2.1 -1.2 -1.1 -0.6 -0.1 0.9 0.4 0.8 0.5 -0.8 -0.1 0.8 -1.4 -0.6 0.5 -0.3 0.2 1.8 -0.7 -0.4 0.5 -0.2 1.9 -0.8 -0.6 -0.4 0.9 1.5 -1.6 -0.3 0.3 0.8 -0.3 0.2 0.7 -0.8 -0.3 2.3 -1.3 -1.3 -0.6 -0.2 1.2 0.4 0.7 -0.2 0.8 -1.1 -0.2 1.1 -1.5 -0.8 0.6 -0.2 0.4 2.1 -0.7 -0.7 0.5 -0.2 2.1 -0.9 -0.9 -0.4 1.1 1.3 -1.9 -0.2 0.4 1.2 -0.2 0.1 -0.9 -0.4 2.4 -1.4 -1.5 -0.8 -0.3 1.3 0.4 0.7 -0.5 -1.2 -0.5 1.4 -1.5 -1 0.2 -0.3 0.6 2.2 -0.7 -0.9 0.6 -0.1 -0.1 2.2 -0.8 -1.1 -0.4 1.2 1.1 -1.9 -0.1 0.4 1.4 0.1 1.2 -0.9 -0.5 2.3 -1.5 -1.7 -0.8 -0.3 1.3 0.3 0.7 -0.8 -1.4 -0.7 1.6 -1.5 -1 -0.3 -0.4 0.6 2.3 -0.6 -1.0 0.5 -0.4 -0.1 2.2 -0.5 -1 -0.5 1.2 0.8 -1.7 0.1 0.3 1.6 0.2 0.1 -0.9 -0.5 2.2 -1.5 -1.7 -0.7 -0.2 1.1 0.3 0.6 -0.9 0.7 -1.5 -0.8 1.6 -1.4 -0.9 -0.6 -0.6 0.5 2.2 -0.3 -0.9 0.4 -0.6 1.9 -0.3 -0.9 -0.4 1.3 0.5 -1.5 0.2 0.2 1.5 0.3 0.1 0.8 -0.8 -0.4 1.8 -1.3 -1.5 -0.6 0.8 0.2 0.4 -0.7 0.3 -1.5 -0.7 1.3 -1.2 -0.6 -0.6 -0.6 0.4 0.3 -0.5 0.1 1.5 -0.3 -0.7 -0.2 1.2 0.1 -1.1 0.3 0.2 1.4 0.5 0.2 0.6 -0.6 -0.1 1.4 -1 -1.2 -0.5 0.1 0.4 0.1 0.3 -0.5 -0.1 -1.2 -0.5 -0.9 -0.5 -0.4 -0.4 0.5 0.3 -0.4 0.3 1.2 -0.4 -0.7 -0.2 1.1 -0.2 -0.8 0.3 0.3 1.2 0.6 0.3 0.3 -0.4 0.2 0.9 -0.9 -0.9 -0.4 0.3 0.1 0.3 -0.3 -0.2 -0.9 -0.2 0.6 -0.6 -0.3 -0.2 -0.2 0.7 0.4 -0.3 0.5 0.9 -0.5 -0.7 -0.1 -0.8 -0.6 0.2 0.5 0.6 0.4 0.2 -0.3 0.7 0.4 -0.9 -0.8 -0.2 0.5 -0.2 0.2 0.3 -0.3 -0.7 0.2 0.1 -0.3 -0.2 -0.2 0.0 0.9 0.4 -0.3 0.7 0.6 -0.5 -0.6 1.2 -1.2 -0.4 0.2 0.7 0.7 0.5 0.4 -0.2 1.2 -0.2 -1 -0.7 -0.1 0.7 -0.1 0.3 0.3 0.1 -0.3 -0.5 0.4 -0.4 -0.2 -0.3 0.0 1.0 -0.1 -0.8 0.1 -0.6 0.3 -0.4 0.4 -0.1 0.4 0.1 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 33 BÀI BÁO KHOA HỌC Bảng Phân cấp pha ENSO từ năm 1979-2017 [8] El Nino La Nina Yếu Trung bình Mạnh Yếu Trung bình Mạnh 1979-80 1986-87 1982-83 1983-84 1995-96 1988-89 2004-05 1994-95 1987-88 1984-85 2011-12 1998-99 2006-07 2002-03 1991-92 2000-01 1999-00 2014-15 2009-10 1997-98 2005-06 2007-08 2015-16 2008-09 2010-11 2016-17 34 Kết 3.1 Khảo sát tần suất xuất đợt lạnh bất thường theo ngưỡng xác định Dựa tiêu chí xác định trên, kết xác định đợt lạnh bất thường xảy mùa đông khu vực Bắc Bộ dựa chuỗi số liệu từ 1979-2017 (39 năm) cho Bảng Từ Bảng nhận thấy: + Tại ngưỡng giảm so với độ lệch chuẩn cận 1-1,5 độ: xảy 17-18 lần (khoảng năm xuất lần) Tháng tháng 12 có 10-13 đợt, tương ứng khoảng 3-4 năm xuất lần Riêng tháng có đợt + Tại ngưỡng 1,5-2 độ: Tháng tháng 12 xảy nhiều nhất, có 12-15 đợt tương ứng (2,5 3,5 năm lặp lại lần) Các tháng 11, tháng tháng có 8-10 đợt (4-5 năm xảy lần) + Tại ngưỡng 2-2,5 độ: Tháng xảy nhiều đợt (12 đợt) Các tháng lại dao động khoảng 7-8 đợt + Tại ngưỡng 2,5-3 độ: Tháng 12 tháng xảy 11 13 đợt Các tháng khác xuất 7-9 đợt + Tại ngưỡng 3-3,5 độ: Phần lớn tháng có 5-6 đợt; riêng tháng có 10 đợt + Tại ngưỡng 3,5-4 độ: Trong tháng 11, tháng 12 xảy 3-4 đợt; tháng tháng xuất 6-7 đợt; riêng tháng có 11 đợt + Tại ngưỡng 4-4,5 độ: Tháng 1, tháng có đợt Các tháng lại xảy 2-3 đợt + Tại ngưỡng 4,5-5 độ: Chỉ xảy 2-3 đợt tháng, riêng tháng 11 có tới đợt TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 2017-18 + Tại ngưỡng 5-5,5 độ: Tháng 1, tháng tháng có 1-2 đợt Riêng tháng 11, tháng 12 xảy 3-4 đợt + Tại ngưỡng 5,5-6 độ: Xuất đợt tháng 11 tháng Các tháng khác xảy đợt + Tại ngưỡng 6-6,5 độ: Tháng 11 xảy lần Các tháng 12, tháng tháng xảy lần Chưa xuất lần tháng + Tại ngưỡng 6,5-7 độ: Xảy lần tháng 12, lần tháng tháng Các tháng 11 tháng chưa xuất + Tại ngưỡng 7-8 độ: Tháng có đợt Tháng tháng có đợt Các tháng khác chưa xảy đợt + Tại ngưỡng 8-10 độ: Mới xuất lần vòng 39 năm vào tháng năm 1986) Như vậy, từ ngưỡng giảm 5,5-10 độ, tháng đơng xuất 1-2 lần (tần suất khoảng 20-40 năm xảy lần) Hầu hết ngưỡng giảm nhiệt độ (ngưỡng giảm từ 1-10o so với độ lệch chuẩn cận dưới) chủ yếu xảy nhiều năm thập niên 1980 thập niên 2000 Đặc biệt ngưỡng giảm nhiệt độ lớn ngưỡng giảm từ 5,5-10o Cụ thể, số 22 đợt có ngưỡng giảm từ 5,5-10o, có đợt xảy thập kỉ năm 1990, là: 1991, 1996 1999, đợt xảy năm 1980 10 đợt xuất năm 2000, đợt xảy vào năm 1979 Trong có đợt giảm BÀI BÁO KHOA HỌC ngưỡng 6-6,5o xuất vào năm 2017 đợt giảm ngưỡng 7-8o xảy vào năm 2016 3.2 Khảo sát quan hệ tần xuất đợt lạnh với tượng ENSO 3.2.1 Đối với năm xảy El Nino Theo số liệu phân bố đợt khơng khí lạnh (KKL) năm El Nino mạnh, nhận thấy có năm có số đợt KKL thấp TBNN, năm 1998 có số đợt xấp xỉ TBNN, riêng năm 1988 có số đợt khơng khí lạnh lại nhiều TBNN khoảng đợt Về mặt hình chi phối, nhận thấy trung bình độ cao địa vị tháng đơng năm 1983, 1992 2016 có hồn lưu gần tương tự với dịng xiết gió tây nhánh phía nam (đường 5840 hạ xuống qua miền Bắc Việt Nam) Trong đó, xét đến chuẩn sai độ cao địa vị, năm 1983 1992 có chuẩn sai âm tháng đơng; năm cịn lại hầu hết có chuẩn sai dương khu vực phía bắc Việt Nam Xem xét số liệu chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng đơng năm El Nino nhận thấy năm 1983, 1988, 1992 2016 có nhiệt độ tháng đơng thấp TBNN, năm 1983 thấp đến -2.1oC (mùa đông lạnh) Riêng năm 1998, nhiệt độ trung bình mức cao TBNN Theo Bảng 4, năm El Nino mạnh 1983, 1988 2016 xuất đợt lạnh bất thường có ngưỡng nhiệt độ giảm sâu từ 5.5 đến 8o so với độ lệch chuẩn Cụ thể, đợt khơng khí lạnh vào tháng 12/1983, nhiệt độ thấp vùng núi phía đơng Bắc Bộ dao động 2-4oC, vùng trung du đồng phổ biến 5-7oC; đợt khơng khí lạnh vào tháng 2/1988, nhiệt độ thấp vùng núi phía đơng khoảng 4-6oC, vùng trung du đồng phổ biến 6-8oC; đợt khơng khí lạnh vào tháng 1/2016, nhiệt độ thấp vùng núi phía đơng xuống đến 1-3oC, vùng trung du đồng phổ biến 4-6oC Với đợt khơng khí lạnh mạnh xuất từ ngày 21/1/2016, tỉnh miền Bắc trải qua đợt rét hại kéo dài từ ngày 23 đến ngày 28/1/2016 với nhiều nơi có độ cao khoảng 800m trở lên so với mực nước biển xuất băng giá mưa tuyết đêm 23, ngày 24 ngày 25/01, đặc biệt Mẫu Sơn (Lạng Sơn), Sa Pa (Lào Cai), Một số nơi có mưa tuyết Ba Vì (Hà Nội), Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Mộc Châu (Hịa Bình), Kỳ Sơn (Nghệ An) ngày 24/01 nghi nhận mưa tuyết Đây đợt rét hại đánh giá có cường độ mạnh, không kéo dài đợt rét kỷ lục năm 2008 hay năm 2011, xuất giá trị nhiệt độ thấp 40 năm trở lại Xét năm El Nino trung bình bao gồm 1986-1987, 1994-1995, 2002-2003 2009-2010 nhận thấy phân bố đợt KKL năm El Nino trung bình hầu hết ngưỡng xấp xỉ so với TBNN (dao động từ khoảng 26 đến 28 đợt); riêng năm 1995 có số đợt nhiều hẳn, cao TBNN khoảng đợt Về mặt hình thế, chuẩn sai độ cao địa vị tháng đơng năm El Nino trung bình hầu hết có chuẩn sai dương khu vực phía bắc Việt Nam, năm 1987 có chuẩn sai dương mạnh Riêng năm 1995, chuẩn sai độ cao địa vị âm thể trung tâm phía tây bắc Việt Nam Chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng đơng năm El nino trung bình có chuẩn sai dương so với TBNN ngoại trừ năm 1995 có chuẩn sai ngưỡng thấp so với TBNN, đặc biệt năm 1987 năm 2010 có nhiệt độ trung bình ấm hẳn với giá trị cao TBNN từ 1.8 đến 1.9oC Theo kết xác định Bảng 4, năm El Nino trung bình, xét từ tháng 11 năm trước đến tháng năm sau ngoại trừ năm 1987 xuất đợt khơng khí lạnh tháng 11 có ngưỡng nhiệt độ giảm xuống từ 5,5 đến 6oC so với độ lệch chuẩn; lại năm 1995, 2003 2010 xuất đợt khơng khí lạnh có ngưỡng nhiệt độ giảm so với độ lệch chuẩn nhiều từ 3,5 đến 4,0oC Chuyển sang năm El Nino yếu (19791980, 2004-2005, 2006-2007, 2014-2015), phân bố đợt KKL năm cho thấy ngoại trừ năm 2015 có số đợt KKL nhỏ TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 35 BÀI BÁO KHOA HỌC TBNN, lại năm khác có số đợt KKL dao xấp xỉ trung bình nhiều năm thời kỳ Theo động từ 28 đến 30 đợt Trong tháng đơng kết Bảng 4, ngoại trừ năm 1980 xuất năm El Nino yếu, không nhận thấy đợt lạnh bất thường tháng có dấu hiệu năm có năm ngưỡng nhiệt độ giảm xuống từ đến 6,5oC so (1980 2005) có giá trị chuẩn sai âm phía bắc với độ lệch chuẩn; lại năm 2005 2007 Việt Nam Tuy nhiên, năm 2007 xuất đợt khơng khí lạnh có ngưỡng 2015, giá trị chuẩn sai phía bắc Việt nhiệt độ giảm so với độ lệch chuẩn nhiều Nam lại mang giá trị dương (các giá trị trung tâm từ 4,0 đến 4,5oC; Riêng năm 2015 xuất chuẩn sai không lớn) Trong năm El đợt khơng khí lạnh giảm so với độ lệch nino yếu, chuẩn sai nhiệt độ trung bình chuẩn nhiều từ 2,0 đến 2,5oC tháng đơng hầu hết Bảng Kết xác định số đợt lạnh bất thường mùa đông khu vực Bắc Bộ theo ngưỡng xác định khác giai đoạn 1979-2017 Ngưỡng 1-1,5oC 1,5-2oC 2-2,5oC 2,5-3oC 3-3,5oC 3,5-4oC 4-4,5oC 4,5-5oC 5-5,5oC 5,5-6oC 6-6,5oC ThỈng 11 17 9 5 2 ThỈng 12 13 15 11 4 1 ThỈng 10 12 7 ThỈng 10 8 11 1 ThỈng 18 12 13 10 3 1 6,5-7oC 7-8oC 10oC 1 1 Bảng Kết xác định năm xảy đợt lạnh bất thường mùa đông khu vực Bắc Bộ theo ngưỡng xác định khác (chỉ đưa từ ngưỡng 3oC trở lên) giai đoạn 1979-2017 Ngưỡng 3-3,5oC 3,5-4oC 4-4,5oC 4,5-5oC 5-5,5oC 5,5-6oC 6-6,5oC ThỈng 11 1981,1988 1989,1995 2004 1993,2000 2008 1992 2016 1979, 1983, 1985,1986 2007 2002 2009 1987 2001 1981 2017 1981,1993 1995,2008 2011 1982,1987 1993,2012 1982,1987 1992 1984,2005 1982,2001, 2004,2013 2002 1983 1994,1995 1996,1999 2004,2012 1979,1998 2000,2004 2005,2009 2013 1983,1989 2003,2005 2012 1984,1989 1993,2001 1983 2008 2011 ThỈng 1983,1984 1994,2012 2016 1990,1995 1998,2000 2001,2011 2012,2014 1979,1982 1984,1989 2000 1999,2004 2014 1979 1988 1980 ThỈng 1982,1992 1995,2003 2010,2011 2014,2016 1989,1994 1998,2005 1990,1996 2012 1993,2006 2007 1983,1994 2001 1985 1988 T ThỈng 12 T ThỈng T 36 7-8oC 10oC 1991 1999 1979 2016 3.2.2 Đối với năm xảy La Nina Trong năm La Nina mạnh (1988-1989, 1998-1999, 1999-2000, 2007-2008, 2010-2011), số đợt KKL ngưỡng xấp xỉ thấp TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 6,5-7oC 1996 2008 1984 2000 2011 1986 TBNN, riêng năm 2011, số đợt KKL cao TBNN đến đợt Trung bình độ cao địa vị tháng đơng năm 1989, 1999, 2000 2008 có hồn lưu gần tương tự với dịng xiết gió tây nhánh phía nam (đường 5840 hạ xuống qua miền Bắc Việt Nam) Đặc biệt, riêng năm 2011 tháng đơng dịng xiết gió tây hoạt động khơng mạnh có hoạt động áp cao cận nhiệt tây Thái Bình Dương Trong đó, xét đến chuẩn sai độ cao địa vị, năm 1989 năm 2000 có chuẩn sai độ cao địa vị xấp xỉ so với TBNN qua miền Bắc Việt Nam xuất trung tâm chuẩn sai âm phía tây bắc Việt Nam Năm 1999 năm 2008 xuất chuẩn sai dương miền Bắc Việt Nam, trị số chuẩn sai năm 1999 lớn Riêng năm 2011 có chuẩn sai độ cao địa vị âm đến -15 miền Bắc Việt Nam Điều giải thích lý đợt KKL năm 2011 cao hẳn TBNN năm 1999 có số đợt KKL TBNN đợt Chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng đơng năm La Nina mạnh cho thấy có nhiệt độ thấp TBNN từ -0,4 đến -1,3oC Riêng năm 1999, nhiệt độ trung bình mức cao TBNN Trong năm La Nina mạnh 2008, 2011 xuất đợt lạnh bất thường với nhiệt độ giảm xuống ngưỡng 7,0 đến 8,0oC, riêng năm 1999 2000 đợt lạnh không giảm mạnh năm 2008 2011 xuất đợt lạnh với ngưỡng nhiệt giảm xuống 6,5 đến 7,0oC Đặc biệt năm 2008, tháng có nhiệt độ trung bình khu vực đồng Bắc Bộ giảm xuống -4,3oC so với TBNN, năm ghi nhận đợt rét đậm, rét hại kéo dài chuỗi số liệu lịch sử (38 ngày), diễn từ ngày 14/1 đến 20/2 năm 2008 với nhiệt độ trung bình ngày xuống thấp chuỗi số liệu lịch sử (nhiệt độ trung bình ngày Hà Nội 7,3oC (ngày 1/2), Sa Pa: -0,1oC (ngày 14/2)) Trong đợt rét đậm này, nhiệt độ thấp số nơi thuộc vùng núi Bắc xuống 0oC như: Sa Pa (Lào Cai): 1,0oC, Mẫu Sơn (Lạng Sơn): -2,0oC Băng tuyết xuất vùng núi cao thuộc tỉnh Lạng Sơn, Lào Cai, Hà Giang, Sơn La, Lai Châu kéo dài nhiều ngày Đây năm có băng tuyết xuất diện rộng kéo dài từ trước đến nay, gây thiệt hại lớn cho sản xuất BÀI BÁO KHOA HỌC nông nghiệp chăn nuôi gia súc Đối với năm xảy La Nina trung bình (1995-1996, 2011-2012), đợt KKL năm ngưỡng xấp xỉ so với TBNN, khoảng 28-29 đợt/năm Trong hai năm xảy La Nina trung bình, hình gần tương tự với dịng xiết gió tây nhánh phía nam hoạt động qua miền bắc Việt Nam khoảng xấp xỉ so với TBNN thời kỳ Trong đó, chuẩn sai độ cao địa vị mực 500mb, năm 1996 có chuẩn sai âm (từ -10 đến dam), ngược với năm 2012 có chuẩn sai dương (từ đến dam) Cả hai năm có nhiệt độ trung bình tháng đơng khu vực đồng Bắc Bộ thấp TBNN thời kỳ, khoảng -1,0 đến -1,7oC Trong năm La nina trung bình, xét từ tháng 11 năm trước đến tháng năm sau, năm 1996 xuất đợt lạnh bất thường tháng có ngưỡng nhiệt độ giảm xuống từ 7,0 đến 8,0oC so với độ lệch chuẩn Riêng năm 2012 xuất đợt lạnh bất thường có ngưỡng nhiệt độ giảm so với độ lệch chuẩn nhiều từ 3,0 đến 4,5oC Chuyển sang năm La Nina yếu (19831984, 1984-1985, 2000-2001, 2005-2006, 20082009, 2016-2017), ngoại trừ năm 1984 năm 2001 có số đợt KKL cao TBNN khoảng đợt, lại năm khác có số đợt KKL mức xấp xỉ thấp TBNN từ đến đợt Về chuẩn sai độ cao địa vị tháng đơng, ngoại trừ năm 1985 có chuẩn sai độ cao địa vị âm qua miền bắc Việt Nam, cịn lại năm khác có chuẩn sai độ cao địa vị dương Chuẩn sai độ cao địa vị dương lý giải cho hoạt động khơng mạnh dịng xiết gió tây nhánh phía nam dẫn đến hoạt động đợt KKL khơng mạnh Chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng đơng ngoại trừ năm 1984 năm 1985 có chuẩn sai nhiệt độ trung bình thấp TBNN từ -1,3 đến -2,6oC; lại năm khác có chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng đơng ngưỡng xấp xỉ cao TBNN, đặc biệt năm 2017 có nhiệt độ trung bình cao đến 2,7oC Các năm 1984, 1985 2017 xuất đợt lạnh bất thường gây giảm nhiệt độ từ 5,5 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 37 BÀI BÁO KHOA HỌC đến 7,0oC chủ yếu tháng chuyển tiếp tháng 11 tháng Phổ biến năm La Nina yếu xuất đợt lạnh gây giảm nhiệt độ từ 4,5 đến 5,5oC Kết luận Bài báo nghiên cứu khảo sát số đợt lạnh bất thường mùa đông khu vực Bắc Bộ mối quan hệ với tượng ENSO dựa chuỗi số liệu nhiệt độ trung bình ngày giai đoạn 1979-2017 85 trạm quan trắc khí tượng bề mặt Chỉ tiêu xác định đợt lạnh bất thường xây dựng dựa tiêu chức mức độ giảm nhiệt độ trung bình ngày so với ngưỡng đưa Ngưỡng xác định tổng nhiệt độ trung bình nhiều năm với độ lệch chuẩn tương ứng Kết xác định cho thấy tần suất xuất đợt lạnh bất thường tương đối nhạy với tiêu chí xác định Tại ngưỡng giảm 3oC, tần suất xuất đợt lạnh bất thường giai đoạn 1979-2017 trung bình 2-3 năm/lần Tại ngưỡng từ 3-5oC, tần suất xuất trung bình 4-5 năm/lần Trong đó, ngưỡng giảm 8oC trở lên, 39 năm nghiên cứu xảy lần Tần suất xuất đợt lạnh bất thường thay đổi số lượng cường độ (theo mức độ giảm nhiệt) theo tượng El Nino La Nina Nhìn chung năm La Nina có số đợt lạnh bất xuất với tần xuất nhiều năm El Nino (tương ứng 20 đợt đợt) Đặc biệt, năm La Nina mạnh năm 2008, 2011 xuất đợt khơng khí lạnh với nhiệt độ giảm so với chuẩn từ 7,0 đến 8,0oC Trong nghiên cứu tiếp theo, đặc trưng cực trị nhiệt độ độ ẩm thời gian xảy đợt lạnh nóng ấm bất thường khảo sát đánh giá Lời cảm ơn: tác giả xin gửi lời cảm ơn tới đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu tới xâm nhập đợt lạnh nóng ấm bất thường mùa đơng khu vực miền núi phía Bắc phục vụ phát triển kinh tế - xã hội”, mã số BĐKH.25/16-20 hỗ trợ để nhóm thực nghiên cứu Bài báo kết thực nội dung đề tài nói Tài liệu tham khảo 38 Li, C.Y (1990), Interaction between anomalous winter monsoon in East Asia and El Nino events Advances in Atmospheric Sciences, 7, 36-46 Phạm Đức Thi (1993), Về mối quan hệ ENSO nhiệt độ Tập san Khí tượng Thủy văn Phạm Vũ Anh (2001), Quan hệ ENSO với biến động front cực đới khu vực Đông Nam Á Việt Nam Báo cáo chuyên đề thuộc đề tài nghiên cứu khoa học độc lập cấp nhà nước ENSO Nguyễn Đức Ngữ cs (2007), Ảnh hưởng ENSO đến cực trị nhiệt độ lượng mưa Việt Nam khả dự báo Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu bản, Mã số731505 Phan Văn Tân cs (2010), Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu tồn cầu đến yếu tố tượng khí hậu cực đoan Việt Nam, khả dự báo giải pháp chiến lược ứng phó Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Nhà nước thuộc chương trình KC08.13/06-10 Võ Văn Hòa, Dư Đức Tiến, Mai Khánh Hưng, Lương Thị Thanh Huyền, Đặng Đình Quân (2020), Thử nghiệm dự báo tổ hợp hạn mùa trường nhiệt độ mùa đông khu vực Bắc Bộ dựa cách tiếp cận đa vật lý trung bình trễ Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 714, 1-9 Doi: 10.36335/VNJHM.2020(714).1-9 Vo Van, H., Du Duc, T., Mai Khanh, H., Robert Hole, L., Tran Anh, D., Luong Thi Thanh, H., Dang Dinh, Q (2020), Assessment of Seasonal Winter Temperature Forecast Errors in the RegCM Model over Northern Vietnam Climate, 8(6), 77 Doi:10.3390/cli8060077 Null, J (2020), El Nino and La Nina Years and Intensities based on Oceanic Nino index (ONI) https://ggweather.com/enso/oni.htm TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 BÀI BÁO KHOA HỌC RESEARCH ON THE RELATIONSHIP BETWEEN ABNORMAL COLD SURGES OCCURRENCE AND ENSO IN WINTER OF THE NORTHERN VIET NAM Vo Van Hoa1, Le Thi Thu Ha2 Northern Delta Regional Hydro-Meteorological Center Department of Hydro-Meteorological Forecast Managing Abstract: This study investigates the relationship between occurrence of abnormal cold surges and ENSO in winter of the northern Viet Nam based on the criteria of the decrease in daily average temperature compared to the given threshold which is the sum of the climatological average temperature with standard deviation The number of occurred abnormal cold surges during period of 1979-2017 is more sensitive to given temperature threshold In addition, the occuring frequency of abnormal cold surges is also sensitive to El Nino and La Nina phenomena The number of occurred abnormal cold surges during period of 1979-2017 is varied annunal according to the intensity of these events In general, during the year of La Nina, the abnormal cold surges is more occurred than in El Nino years (respectively, 20 events and events) Especially, in strong La Nina year in 2008 and 2011, there were abnormal cold surges with daily mean temperature lower than the given determining threshold from 7.0 to 8.0oC, there were historical extremes of daily minimum temperature Keywords: Abnormal cold surges, Winter, ENSO, Northern Viet Nam TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 06 - 2020 39 ... nhiều nghiên cứu KKL mối quan hệ KKL với tượng ENSO ngồi nước, có nghiên cứu tập trung vào đợt lạnh bất thường mối liên hệ tượng với ENSO Bài báo trình bày kết khảo sát số đợt lạnh bất thường. .. đông khu vực Bắc Bộ giai đoạn 1979-2017 mối liên hệ tượng với tượng ENSO giai đoạn nói Phương pháp xác định đợt lạnh bất thường tập số liệu nghiên cứu 2.1 Phương pháp xác định đợt lạnh bất thường. .. Nina yếu xuất đợt lạnh gây giảm nhiệt độ từ 4,5 đến 5,5oC Kết luận Bài báo nghiên cứu khảo sát số đợt lạnh bất thường mùa đông khu vực Bắc Bộ mối quan hệ với tượng ENSO dựa chuỗi số liệu nhiệt