Nghiên cứu một số đặc trưng nhiệt động lực quy mô lớn thời kỳ bùng nổ gió mùa hè trên khu vực nam bộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Bùi Minh Tuân NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘNG LỰC QUY MÔ LỚN THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ TRÊN KHU VỰC NAM BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Bùi Minh Tuân NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘNG LỰC QUY MÔ LỚN THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ TRÊN KHU VỰC NAM BỘ Chuyên ngành: Khí tƣợng khí hậu học Mã số: 60.44.87 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Minh Trƣờng Hà Nội – 2012 MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ KHU VỰC CHÂU Á 1.1 Ý nghĩa nghiên cứu gió mùa mùa hè 1.2 Thực tiễn nghiên cứu gió mùa mùa hè Việt Nam 1.3 Thực tiễn nghiên cứu gió mùa mùa hè giới 1.4 Các tiêu nghiệp vụ CHƢƠNG 2: NHIỆT ĐỘNG LỰC QUI MƠ LỚN THỜI KÌ BÙNG NỔ GIĨ MÙA QUA SỐ LIỆU TÁI PHÂN TÍCH 2.1 Lựa chọn năm giai đoạn nghiên cứu 2.1.1 Lựa chọn năm nghiên cứu 2.1.2 Lựa chọn giai đoạn nghiên cứu 2.2 Đặc trƣng trƣờng mƣa GPCP giai đoạn bùng nổ gió mùa 2.2.1 Đặc trƣng khu vực phân bố mƣa 2.2.2 Đặc trƣng trƣờng xạ sóng dài 2.3 Đặc trƣng trƣờng gió tái phân tích 2.3.1 Đặc trƣng trƣờng gió ngày bùng nổ gió mùa 2.3.2 Đặc trƣng khí hậu trƣờng gió giai đoạn đầu mùa hè CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ MƠ PHỎNG BẰNG MƠ HÌNH RAMS 3.1 Các điều kiện biên, điều kiện ban đầu cấu hình miền tính 3.2 Phân bố mƣa mô 3.2.1 Đặc trƣng phân bố mƣa mô diện 3.2.2 Đặc trƣng mƣa mô lƣợng 3.3 Đặc trƣng trƣờng hồn lƣu mơ 3.3.1 Đặc trƣng hoàn lƣu mực thấp 3.3.2 Đặc trƣng hoàn lƣu mực cao 3.4 Đặc trƣng trƣờng nhiệt mô 3.4.1 Đặc trƣng trƣờng nhiệt mực thấp 3.4.2 Đặc trƣng trƣờng nhiệt mực cao 3.5 Vai trị giải phóng ẩn nhiệt quy mô lớn 3.6 Thí nghiệm với mơ khơng có địa hình 56 3.6.1 Trƣờng mƣa mô 56 3.6.2 Trƣờng hồn lƣu mơ 57 3.6.3 Quá trình vận chuyển động lƣợng ngang 59 CHƢƠNG 4: XÂY DỰNG CHỈ SỐ GIÓ MÙA VÀ TRƢỜNG HỢP DỰ BÁO CHO NĂM 2012 63 4.1 Xây dựng số gió mùa 63 4.1.1.Chỉ số mƣa 63 4.1.2 Chỉ số gió vĩ hƣớng 64 4.1.3 Chỉ số gradient nhiệt độ mực cao 67 4.2 Áp dụng số để dự báo cho trƣờng hợp năm 2012 70 4.2.1 Đặc trƣng trƣờng mƣa quan trắc giai đoạn bùng nổ gió mùa năm 2012 70 4.2.2 Trƣờng mƣa trƣờng hoàn lƣu dự báo 72 4.2.3 Chỉ số mƣa dự báo 73 4.2.4 Chỉ số gió vĩ hƣớng dự báo 75 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vai trị độ ẩm ngƣng kết tới hồn lƣu quy mơ lớn.Nguồn: Webster (1998) 16 Hình 1.2 Hồn lƣu khí mùa hè mùa đông bắc bán cầu Nguồn: Webster (1998) Hình 1.3 Dị thƣờng OLR trung bình từ tháng Mƣời Hai tới tháng Hai (a) đƣợc sinh theo lí thuyết Gill (b) Nguồn: Gill (1980) Hình 1.4 Mơ hình hồn lƣu phi tuyến đối xứng (a) bất đổi xứng (b) Held-Hou Nguồn: Held-Hou (1980) Hình 2.1 Mƣa GPCP tích lũy ngày ngày bùng nổ gió mùa năm 1998, 1999, 2001, 2004 2010 16 Hình 2.2 Trƣờng OLR trung bình pentad thời điểm trƣớc bùng nổ pentad (pentad -2), trƣớc bùng nổ pentad (pentad -1) pentad bùng nổ (pentad 0) Hình 2.3 Hồn lƣu mực 850 hPa NCAR/NCEP ngày bùng nổ gió mùa năm 1998, 1999, 2001 2004 2010 20 Hình 2.4 Hồn lƣu mực 200 hPa NCAR/NCEP ngày bùng nổ gió mùa năm 1998, 1999, 2001 2004 2010 21 Hình 2.5 Hai thành phần trực giao chiếm lƣợng thông tin lớn trƣờng gió vĩ hƣớng tái phân tích NCAR/NCEP ba tháng: tháng Tƣ, tháng Năm, tháng Sáu từ năm 1980 tới 2010 Hình 2.6 Trƣờng nhiệt mực 850 hPa số liệu tái phân tích NCAR/NCEP cho ngày bùng nổ gió mùa năm 1998, 1999, 2001, 2004 2010 Hình 2.7 Trƣờng nhiệt trung bình từ mực 500 hPa tới 200 hPa số liệu tái phân tích NCAR/NCEP cho ngày bùng nổ gió mùa năm 1998, 1999, 2001, 2004 2010 25 Hình 3.1 Phân bố mƣa mơ thời kì bùng nổ gió mùa năm 1998 Hình 3.2 Phân bố mƣa mơ thời kì bùng nổ gió mùa năm 1999 Hình 3.3 Phân bố mƣa mơ thời kì bùng nổ gió mùa năm 2001 Hình 3.4 Phân bố mƣa mơ thời kì bùng nổ gió mùa năm 2004 Hình 3.5 Phân bố mƣa mơ thời kì bùng nổ gió mùa năm 2010 Hình 3.6 Lƣợng mƣa quan trắc trạm Nam Bộ từ 08/05 đến 21/05 năm 1998, đơn vị mm.ngày-1 32 Hình 3.7 Lƣợng mƣa mơ hình trạm Nam Bộ từ 08/05 đến 21/05 năm 1998, đơn vị mm.ngày-1 32 Hình 3.8 Lƣợng mƣa quan trắc trạm Nam Bộ từ 14/04 đến 23/04 năm 1999, đơn vị mm.ngày-1 33 Hình 3.9 Lƣợng mƣa mơ hình trạm Nam Bộ từ 14/04 đến 23/04 năm 1999, đơn vị mm.ngày-1 33 Hình 3.10 Lƣợng mƣa quan trắc trạm Nam Bộ từ 02/05 đến 15/05 năm 2001, đơn vị mm.ngày-1 34 Hình 3.11 Lƣợng mƣa mơ hình trạm Nam Bộ từ 02/05 đến 15/05 năm 2001, đơn vị mm.ngày-1 34 Hình 3.12 Lƣợng mƣa quan trắc trạm Nam Bộ từ 14/05 đến 17/05 năm 2004, đơn vị mm.ngày-1 35 Hình 3.13 Lƣợng mƣa mơ hình trạm Nam Bộ từ 04/05 đến 17/05 năm 2004, đơn vị mm.ngày-1 35 Hình 3.14 Lƣợng mƣa quan trắc trạm Nam Bộ từ 14/05 đến 27/05 năm 2010, đơn vị mm.ngày-1 36 Hình 3.15 Lƣợng mƣa mơ hình trạm Nam Bộ từ 14/05 đến 27/05 năm 2010, đơn vị mm.ngày-1 36 Hình 3.16 Hồn lƣu mơ mực 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1998 40 Hình 3.17 Hồn lƣu mơ mực 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1999 40 Hình 3.18 Hồn lƣu mơ mực 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2001 41 Hình 3.19 Hồn lƣu mơ mực 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2004 41 Hình 3.20 Hồn lƣu mơ mực 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2010 42 Hình 3.21 Hồn lƣu mơ mực 200 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1998 44 Hình 3.22 Hồn lƣu mực 200 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1999 44 Hình 3.23 Hồn lƣu mực 200 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2001 45 Hình 3.24 Hồn lƣu mực 200 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2004 45 Hình 3.25 Hồn lƣu mực 200 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2010 46 Hình 3.26 Trƣờng nhiệt mực mơ 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1998.47 Hình 3.27 Trƣờng nhiệt mực mơ 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 1999.48 Hình 3.28 Trƣờng nhiệt mực mơ 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2001.48 Hình 3.29 Trƣờng nhiệt mực mơ 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2004.49 Hình 3.30 Trƣờng nhiệt mực mơ 850 hPa thời kì bùng nổ gió mùa năm 2010.49 Hình 3.31 Trƣờng nhiệt mơ trung bình mực 500 – 200 hPa năm 1998 50 Hình 3.32 Trƣờng nhiệt mơ trung bình mực 500 – 200 hPa năm 1999 51 Hình 3.33 Trƣờng nhiệt mơ trung bình mực 500 – 200 hPa năm 2001 51 Hình 3.34 Trƣờng nhiệt mơ trung bình mực 500 – 200 hPa năm 2004 52 Hình 3.35 Trƣờng nhiệt mơ trung bình mực 500 – 200 hPa năm 2010 52 Hình 3.37 Tốc độ giải phóng ẩn nhiệt đối lƣu trung bình năm ngày trƣớc thời điểm bùng nổ gió mùa trung bình từ 80oE – 100oE, đơn vị K.s-1 55 Hình 3.38 Mƣa mơ trƣờng hợp khơng có địa hình mơ hình RAMS, đơn vị mm.ngày-1 57 Hình 3.39 Trƣờng gió mơ trƣờng hợp khơng có địa hình mơ hình RAMS, đơn vị mm.ngày-1 58 Hình 3.40 Vận chuyển momen động lƣợng tƣơng đối khí mơ có địa o o 22 -1 hình năm ngày trƣớc bùng nổ gió mùa, trung bình từ 50 E – 140 E, đơn vị 10 g.m.s 60 Hình 3.41 Vận chuyển momen động lƣợng tƣơng đối khí mơ khơng địa hình năm ngày trƣớc bùng nổ gió mùa, trung bình từ 50oE – 140oE, đơn vị 1022 g.m.s-1 61 Hình 4.2 Trung bình gió vĩ hƣớng mực 850 hPa khu vực o o o o (10 N-15 N, 100 E-110 E) mô RAMS 65 Hình 4.3 Trung bình gió vĩ hƣớng mực 850 hPa khu vực o o o o (10 N-15 N, 100 E-110 E) số liệu tái phân tích NCAR/NCEP 66 Hình 4.4 Đồ thị nhiệt độ trung bình từ 500 tới 200 hPa, đƣờng đứt miền (100oE-110oE; 5oS-5oN) đƣờng liền (100oE-110oE;15oN-25oN) mô RAMS 68 Hình 4.5 Đồ thị nhiệt độ trung bình từ 500 tới 200 hPa, đƣờng đứt miền (100oE-110oE; 5oS-5oN) đƣờng liền (100oE-110oE;15oN-25oN) số liệu tái phân tích NCAR/NCEP 69 Hình 4.6 Lƣợng mƣa quan trắc trạm Nam Bộ từ 01/05 đến 15/05 năm 2012, đơn vị mm.ngày-1 71 o o o o Hình 4.7 Lƣợng mƣa tích lũy ngày trung bình từ (5 N – 15 N, 100 E – 110 E ), đơn vị mm.ngày-1 Nguồn: CPC (Gauge – Based) Unified Precipitation http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/Global_Monsoons/Asian_Monsoons/ 71 Hình 4.8 Trƣờng mƣa dự báo thời kì bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ 2012 72 Hình 4.9 Trƣờng hồn lƣu mực 850 hPa dự báo cho thời kì bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ 2012 73 Hình 4.10 Trung bình gió vĩ hƣớng mực 850 hPa khu vực (10oN – 15oN, 100oE – 110oE) số liệu dự báo (trái) số liệu tái phân tích NCAR/NCEP (phải) 75 Hình 4.11 Trung bình gió vĩ hƣớng mực 850 hPa khu vực (10o N – 15o N, 100o E – 110o E) số liệu dự báo (trái) số liệu tái phân tích NCAR/NCEP (phải) 76 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Dị thƣờng nhiệt độ mặt nƣớc biển trung bình trƣợt ba tháng vùng Niđo 3.4 (5oN–5oS, 120oW–170oW) Nguồn http://www.cpc.ncep.NCAR/NCEP gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ensoyears.shtml 14 Bảng 2.2 Thời gian mô giai đoạn bùng nổ gió mùa mùa hè năm 1998, 1999, 2001, 2004 2010 15 Bảng 4.1 Ngày bùng nổ gió mùa đƣợc xác định số mƣa quan trắc mƣa mô 64 Bàng 4.2 Ngày bùng nổ gió mùa dựa vào số gió vĩ hƣớng mơ tái phân tích NCAR/NCEP 67 Bảng 4.3 Ngày bùng nổ gió mùa dựa vào số gradient nhiệt độ mô gradient nhiệt độ tái phân tích NCAR/NCEP 70 Bảng 4.4 Lƣợng mƣa dự báo trạm Nam Bộ từ 04/05 đến 09/05 năm 2012, đơn vị mm.ngày-1 Các số bôi đậm giá trị mƣa mm.ngày-1 74 DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT BAO: Bảo Lộc BMT: Buôn Ma Thuột CAM: Cà Mau CAN: Cần Thơ DAL: Đà Lạt DAR: DarkNong ENSO: Dao động nam (El Niño–Southern Oscillation) GPCP: Mƣa phân tích tồn cầu NOAA (Global Precipitation Climatology Project) NOAA: Cơ Quan Khí Quyển Đại Dƣơng Quốc Gia Hoa Kì (National Oceanic and Atmospheric Administration) PCR: Hồi quy thành phần (Principle Component Regression) PHU: Phú Quốc PLE: Pleiku RAC: Rạch Giá RAMS: Mơ hình khí khu vực (the Regional Atmospheric Model System) SOI: Chỉ số dao động nam (Southern Oscillation Index) VUN: Vũng Tàu khu vực phía nam chênh lệch kéo dài ba ngày Hình 4.4 Đồ thị nhiệt độ trung bình từ 500 tới 200 hPa, o o đường đứt miền (100 E-110 E; o o S-5 N) đường liền (100oE-110oE;15oN-25oN) mô RAMS Đồ thị biểu diễn số gradient nhiệt độ mực cao mơ Hình 4.4 cho thấy, giai đoạn trƣớc bùng nổ gió mùa, nhiệt độ trung bình mực cao phía bắc Việt Nam (đƣờng đậm) gần nhƣ thấp so với nhiệt độ trung bình phía nam Việt Nam (đƣờng nét đứt) Tuy nhiên tới gần thời điểm bùng nổ gió mùa, nhiệt độ khu vực phía nam gần nhƣ khơng tăng, chí giảm nhẹ nhiệt độ trung 68 bình khu vực phía bắc tăng nhanh Sự đảo ngƣợc gradient nhiệt độ kinh hƣớng mực cao diễn trƣớc thời điểm xuất mƣa gió mùa từ hai đến ba ngày Hình 4.5 Đồ thị nhiệt độ trung bình từ 500 tới 200 hPa, đường đứt miền (100oE-110oE; 5oS-5oN) đường liền (100oE-110oE;15oN25oN)số liệu tái phân tích NCAR/NCEP Dựa vào Hình 4.4 Hình 4.5, ngày bùng nổ gió mùa mùa hè đƣợc xác định số gradient nhiệt độ mực cao trƣờng hợp nghiên cứu đƣợc liệt kê Bảng 4.3 Nhận thấy, ngày bùng nổ gió mùa đƣợc xác định số liệu mô tƣơng đối gần so với thời điểm đƣợc xác định số liệu tái phân tích Mơ hình RAMS mơ tốt trƣờng nhiệt độ giai đoạn Trong năm La 69 Nina, số gradient nhiệt độ cho ngày bùng nổ gió mùa sớm so với số mƣa trạm Đặc biệt năm 1999, đảo ngƣợc gradient nhiệt độ diễn sớm, chí sớm thời điểm bắt đầu tích phân Gradient mơ Gradient tái phân tích Bảng 4.3 Ngày bùng nổ gió mùa dựa vào số gradient nhiệt độ mô gradient nhiệt độ tái phân tích NCAR/NCEP 4.2 Áp dụng số để dự báo cho trường hợp năm 2012 Trong Mục 4.2 này, số liệu GFS (Global Forecast System) đƣợc sử dụng để làm điều kiện biên điều kiện ban đầu cho mơ hình RAMS nhằm mục đích thử nghiệm áp dụng dự báo ngày bùng nổ gió mùa mùa hè cho khu vực Nam Bộ năm 2012 Mang đặc trƣng năm La Nina, ngày bùng nổ gió mùa năm 2012 đƣợc xác định ngày 06 tháng Năm, sớm hầu hết trƣờng hợp đƣợc nghiên cứu Mục 3, ngoại trừ năm 1999 Mơ hình bắt đầu tích phân dự báo từ ngày 04 tháng Năm kết thúc vào ngày 10 tháng Năm Vì với pha dự báo, chất lƣợng mơ hình khu vực phụ thuộc vào chất lƣợng mơ hình dự báo tồn cầu, thời gian tích phân đƣợc lựa chọn ngắn so với trƣờng hợp mô sử dụng số liệu tái phân tích Cấu hình miền tính giống nhƣ trình bày Mục 3.1 Số liệu GFS có độ phân giải 1o x 1o theo phƣơng ngang 26 mực theo phƣơng thẳng đứng File số liệu đƣợc định dạng theo chuẩn Grib2, bƣớc thời gian đƣợc ghi file, file cách sáu 4.2.1 Đặc trưng trường mưa quan trắc giai đoạn bùng nổ gió mùa năm 2012 Giá trị mƣa quan trắc trạm Nam Bộ giai đoạn bùng nổ gió mùa mùa hè năm 2012 đƣợc biểu diễn Hình 4.6 Nhận thấy, trƣớc ngày 06 tháng Năm, mƣa xuất số trạm nhƣ Cà Mau, Bảo Lộc, Đà Lạt, Buôn Ma 70 Thuột, nhiên đến ngày 06 tháng Năm, mƣa mƣa mm.ngày -1 xuất hầu hết trạm Nam Bộ Các ngày tiếp theo, mƣa đƣợc trì số trạm nhƣ Daknong, Phú Quốc, Rạch Giá, Cà Mau, Cần Thơ, Bảo Lộc Do dựa vào số mƣa quan trắc nhận định ngày 06 tháng Năm ngày bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ Hình 4.6 Lượng mưa quan trắc trạm Nam Bộ từ 1/5 đến 15/5 năm 2012, đơn vị mm.ngày-.1 o o o o Hình 4.7 Lượng mưa tích lũy ngày trung bình từ (5 N – 15 N, 100 E – 110 E ), -1 đơn vị mm.ngày Nguồn: CPC (Gauge – Based) Unified Precipitation http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/Global_Monsoons/Asian_Monsoons/ 71 Số liệu mƣa GPCP chƣa đƣợc cung cấp thời điểm nên luận văn sử dụng giá trị mƣa CPC Unified Precipitation NOAA trung bình từ (5 o N – 15o N, 100o E – 110o E) số tham khảo Giá trị mƣa đƣợc biểu diễn Hình 4.7 cho thấy, từ đầu Tháng Tƣ tới Tháng Năm năm 2012 có hai giai đoạn mƣa lớn xuất bán đảo Đông Dƣơng, giai đoạn thứ 06/04 giai đoạn thứ hai 06/05 Tuy nhiên giai đoạn thứ nhất, mƣa mm.ngày -1 đƣợc trì khoảng hai ngày, sau mƣa giảm hẳn, ngày sau lƣợng mƣa gần nhƣ khơng đáng kể Vì nhận định mƣa giai đoạn đầu tháng Tƣ khơng phải mƣa gió mùa Trong giai đoạn thứ hai, lƣợng mƣa bắt đầu vào ngày 06 tháng Năm đƣợc trì liên tục ngƣỡng mm.ngày -1 ngày Đến ngày 15 tháng Năm, mƣa tiếp tục xuất lại với lƣợng mƣa đạt mm.ngày -1 Do đó, ngày 06 tháng Năm thức đánh dấu giai đoạn bắt đầu mùa mƣa Đông Dƣơng năm 2012 4.2.2 Trường mưa trường hồn lưu dự báo Hình 4.8 Trường mưa dự báo thời kì bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ 2012 72 Trƣờng mƣa dự báo đƣợc biểu diễn Hình 4.8 cho thấy từ ngày 04 tháng Năm tới ngày 07 tháng Năm diễn di chuyển nhanh dải mƣa quy mô lớn từ khu vực nam Bengal lên phía bắc Ngày 04 tháng Năm, vị trí dải mƣa Malaysia sang ngày 05 tháng Năm, dải mƣa bao phủ toàn Thái Lan phần bắc Lào Ngày 06 tháng Năm thức đánh dấu bùng nổ gió mùa mùa hè bán đảo Đơng Dƣơng dải mƣa bao phủ gần nhƣ toàn Malaysia, Thái Lan, Lào, Campuchia miền nam Việt Nam Sang ngày 07 tháng Năm, mƣa tiếp tục đƣợc trì diện lƣợng nơi Do bắt đầu tích phân dự báo từ ngày 04 tháng Năm, mơ hình RAMS cho dự báo ngày bùng nổ gió mùa bán đảo Đơng Dƣơng Nam Bộ ngày 06 tháng Năm Hình 4.9 Trường hồn lưu mực 850 hPa dự báo cho thời kì bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ 2012 Tƣơng đồng với di chuyển dải mƣa quy mơ lớn lên phía bắc, trƣờng gió mực 850 hPa đƣợc biểu diễn Hình 4.9 cho thấy ngày 04 tháng Năm, dịng gió tây vƣợt xích đạo phát triển lên bắc bán cầu bao phủ toàn khu vực vịnh Bengal, 73 vƣợt qua nam Đông Dƣơng đến Nam Bộ Việt Nam Sang ngày 05 tháng Năm đới gió tiếp tục đƣợc tăng cƣờng Đến ngày 07 tháng Năm, bị suy yếu phát triển trở lại áp cao cận nhiệt đới Tây Thái Bình Dƣơng nhƣng đới gió đƣợc trì Nam Bộ với tốc độ gió khoảng 10 m.s -1 Do đó, dựa vào hình trƣờng gió mực thấp, ngày bùng nổ gió mùa mùa hè năm 2012 khu vực Nam Bộ đƣợc dự báo xảy sớm so với mƣa quan trắc 4.2.3 Chỉ số mưa dự báo 04/5 05/5 06/5 07/5 08/5 09/5 Bảng 4.4 Lượng mưa dự báo trạm Nam Bộ từ 4/5 đến 9/5 năm 2012, đơn vị mm.ngày-.1 Các số bôi đậm giá trị mưa mm.ngày-.1 Theo Hình 4.8, mƣa dự báo quy mơ lớn thức bao phủ tồn khu vực bán đảo Đơng Dƣơng vào ngày 06 tháng Năm, nhiên Hình 4.8 cho thấy ngày trƣớc đó, mƣa xuất sớm số tỉnh Nam Bộ Do giá trị mƣa dự báo đƣợc nội suy trạm đƣợc liệt kê Bảng 4.6 cao nhiều so với thực tế, điển hình số trạm phía nam nhƣ Cà Mau, Phú Quốc, Cần Thơ, Rạch Giá, Vũng Tàu Tại khu vực cao nguyên, RAMS cho mƣa dự báo sát với quan trắc Nhƣng xét tổng thể, áp dụng số mƣa trạm để dự báo, RAMS cho ngày bùng nổ gió mùa mùa hè năm 2012 ngày 05 tháng Năm Kết sớm so với thực tế ngày Lƣu ý năm 2012 năm La Nina suy yếu, nhƣ qui luật lần lặp lại vào năm mang thuộc tính La Nina (dị thƣờng SST Nino 3.4 âm), mơ hình cho mƣa mô nhƣ dự báo diện 74 rộng xảy sớm ngày so với quan trắc Mặc dù vậy, kết nói tốt bối cảnh dự báo số 4.2.4 Chỉ số gió vĩ hướng dự báo Giá trị trung bình gió vĩ hƣớng mực 850 hPa khu vực (10 o N – 15o N, 100o E – 110o E) đƣợc biểu diễn Hình 4.10 cho thấy, hình chung, số gió vĩ hƣớng dự báo nắm bắt tốt thay đổi trƣờng gió quy mơ lớn với cực đại vào ngày 05 tháng Năm cực tiểu vào 06 tháng Năm Các ngày sau đó, số cho thấy nét tƣơng đồng so với số gió vĩ hƣớng sử dụng số liệu tái phân tích NCAR/NCEP với xu tăng vào ngày 07 tháng Năm giảm vào đầu ngày 08 tháng Năm Hình 4.10 Trung bình gió vĩ hướng mực 850 hPa khu vực (10oN – 15oN, 100oE – 110oE) số liệu dự báo (trái) số liệu tái phân tích NCAR/NCEP (phải) Với ngƣỡng tiêu 0,5 m.s-1, hai số gió vĩ hƣớng dự báo số gió vĩ hướng tái phân tích cho ngày bùng nổ gió mùa khu vực Nam Bộ năm 2012 xảy trƣớc so với số mƣa quan trắc vài ngày, từ bắt đầu dự báo Kết giống nhƣ trƣờng hợp năm 2001 nhƣ nói giống với kết thu đƣợc Phạm Thị Thanh Hƣơng Trần Trung Trực (1999) [4], nhiều trƣờng hợp gió tây thịnh hành thời gian dài trƣớc mƣa gió mùa diễn Kết cho thấy, số gió vĩ hƣớng thị xác ngày bùng nổ gió mùa, ngoại trừ năm La Nina suy yếu 75 4.2.5 Chỉ số gradient nhiệt độ Hình 4.11 Trung bình gió vĩ hướng mực 850 hPa khu vực (10oN – 15oN, 100oE – 110oE) số liệu dự báo (trái) số liệu tái phân tích NCAR/NCEP (phải) Mang đặc trƣng năm La Nina suy yếu, gradient nhiệt độ trung bình mực cao khí năm 2012 đảo ngƣợc sớm số liệu dự báo số liệu tái phân tích Hình 4.11 cho thấy nhiệt độ trung bình mực cao khu vực phía bắc Việt Nam (đƣờng liền đậm) lớn so với nhiệt độ trung bình khu vực phía nam Việt Nam (đƣờng chấm chấm) từ ngày bắt đầu tích phân (ngày 04 tháng Năm) Quy luật đƣợc nhận thấy trƣờng hợp năm La Nina nhƣ năm 2001 năm 1999 (đƣợc biểu diễn Hình 4.4) Trong năm 1999 năm La Nina mạnh, số gradient nhiệt độ đảo ngƣợc trƣớc thời điểm bùng nổ gió mùa chín ngày năm 2001, năm La Nina suy yếu, số gradient nhiệt độ đảo ngƣợc trƣớc ngày bùng nổ gió mùa hai ngày Nguyên nhân đảo ngƣợc sớm khơng ngun nhân mang tính địa phƣơng mà bình lƣu nhiệt từ phía tây (vùng khí mực cao phía Iran) sang phía đơng Đây điều cần đƣợc nghiên cứu thêm để đƣa kết luận xác Do nhận định, số gradient nhiệt độ số cảnh báo sớm tốt cho bùng nổ gió mùa mùa hè Nam Bộ nhƣng không dùng đƣợc năm La Nina mạnh 76 KẾT LUẬN Bùng nổ gió mùa mùa hè Châu Á đánh dấu chuyển mùa từ mùa đông sang mùa hè hoàn lƣu bắc bán cầu Khu vực Nam Bộ đƣợc ghi nhận vùng hình thành gió mùa mùa hè sớm Châu Á, hình thành diễn thời điểm với vịnh Bengal Biển Đông Dựa kết phân tích trƣờng số liệu tái phân tích mƣa quan trắc năm 1998, 1999, 2001, 2004 2010 cho thấy gió mùa thƣờng xuất sớm năm La Nina xuất muộn năm El Niño Lƣợng mƣa quan trắc năm El Niño thƣờng thấp so với năm La Nina Kết mơ mơ hình RAMS cho thấy mơ hình mơ tốt đặc trƣng khí nhƣ di chuyển dải mƣa quy mơ lớn xích đạo Đơng Nam Á giai đoạn bùng nổ gió mùa khu vực Nam Bộ Về đặc trƣng hồn lƣu quy mơ lớn, kết mơ cho thấy q trình bùng nổ gió mùa thƣờng gắn liền với hình thành của xoáy kép mực thấp Sri Lanka tăng cƣờng gió tây nhiệt đới khu vực biển xích đạo phía nam vịnh Bengal Đây dấu hiệu tham khảo dự báo tốt Hoàn lƣu mực cao cho thấy giai đoạn bùng nổ gió mùa, khu vực phía vịnh Bengal hình thành xốy nghịch quy mơ lớn, bao trùm từ Ấn Độ tới Việt Nam Xoáy nghịch làm tăng cƣờng trƣờng gió đơng mực cao khu vực xích đạo Đến ngày bùng nổ gió mùa, trƣờng gió đơng vƣợt qua xích đạo, phát triển xuống nam bán cầu, hồn lƣu chuyển từ cấu trúc đối xứng sang cấu trúc bất đối xứng qua xích đạo Đặc trƣng trƣờng nhiệt giai đoạn bùng nổ gió mùa mùa hè đƣợc đánh dấu hình thành trung tâm nhiệt lớn khí mực cao Nam Á Dựa tƣơng quan nguồn nhiệt đốt nóng, nhận định trung tâm nhiệt đƣợc hình thành giải phóng ẩn nhiệt đối lƣu vùng mƣa xích đạo Nam Á giai đoạn tiền gió mùa Kết thí nghiệm mơ khơng có địa hình cho thấy đặc trƣng khí giai đoạn bùng nổ gió mùa khơng xuất địa hình bị loại bỏ So sánh với trƣờng hợp mơ có địa hình, thơng lƣợng động lƣợng tƣơng đối đƣợc 77 vận chuyển từ vùng nhiệt đới vùng cận nhiệt đới trƣờng hợp khơng địa hình nhỏ nhiều Luận văn xây dựng đƣợc ba số thị ngày bùng nổ gió mùa Nam Bộ bao gồm số mƣa, số gió vĩ hƣớng số gradient nhiệt độ Chỉ số mƣa mơ cho ngày bùng nổ gió mùa xác năm El Niđo năm trung tính nhƣng sớm ngày năm La Nina mạnh Nhìn chung, số gió vĩ hƣớng mơ cho ngày bùng nổ gió mùa trùng sớm so với mƣa quan trắc, ngoại trừ năm La Nina mạnh 1999 số gió vĩ hƣớng mơ tái phân tích muộn ngày Chỉ số gradient nhiệt độ mơ nói chung cho ngày bùng nổ sớm so với mƣa quan trắc, ngoại trừ năm El Niño 1998 muộn bốn ngày Chỉ số gradient nhiệt độ khơng có độ tin cậy năm La Nina mạnh 1999 Trong trƣờng hợp áp dụng dự báo cho năm 2012, số mƣa dự báo nội suy trạm cho ngày bùng nổ gió mùa sớm ngày so với mƣa quan trắc Chỉ số gió vĩ hƣớng số gradient nhiệt độ cho ngày bùng nổ gió mùa sớm so với mƣa quan trắc tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp năm La Nina suy yếu 2001 Vì số khác đƣa thời điểm bùng nổ khác nhau, luận văn đề xuất kết hợp số mƣa dự báo với số khác để có dự báo ngày bùng nổ gió mùa xác 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Đức Ngữ Nguyễn Thị Hiền Thuận (2006), “Đề xuất số hoàn lƣu gió mùa để nghiên cứu tính biến động gió mùa mùa hè Nam bộ” Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, số 5, trang – 10 Nguyễn Thị Hiền Thuận (2001), “Gió mùa tây nam thời kỳ đầu mùa Tây Nguyên Nam Bộ” Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, số 7, trang – Nguyễn Thị Hiền Thuận (2008), “Sự biến động số gió mùa mùa hè Nam Bộ pha ENSO”, Phân viện KTTV & MT phía Nam Phạm Thị Thanh Hƣơng Trần Trung Trực (1999), “Nghiên cứu mở đầu gió mùa mùa hè khu vực Tây Nguyên – Nam quan hệ với hoạt động ENSO”, Báo cáo tổng kết Đề tài Khoa học, Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn, 80 trang Trần Việt Liễn (2007), “Chỉ số gió mùa việc sử dụng chúng đánh giá mối quan hệ mƣa – gió mù"a vùng lãnh thổ Việt Nam, phục vụ yêu cầu nghiên cứu dự báo gió mùa”, Trung tâm Khoa học Cơng nghệ KTTV & MT TS Trần Quang Đức (2010), “Nghiên cứu tác động ENSO đến gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tập 27, số 3S, tr 14 – 20 Tiếng Anh Ananthakrishman R., Acharya U R and Ramakrishman A R (1967), “On the criteria for declaring the onset of the southwest monsoon over Kerala”, Forecast Manual FMU Report No IV-18.1: 52, India Meteorological Department, Pune, India Chang C P., McBride J., Hsu H H (2004), “Maritime continent monsoon: annual cycle and boreal winter variability”, East Asian Monsoon, C P Chang, Ed, World Scientific Publishing Co Pte Ltd., 107 – 152 Ding Y (2004), “Seasonal march of the East – Asian summer monsoon East Asian Monsoon”, C.P.Chang, Ed, World Scientific Publishing Co Pte Ltd.,3–53 10 Fasullo J and Webster P J (2003) “A hydrological definition of India monsoon 79 onset and withdrawal”, J Climate 16 3200-3211 11 Gill A E., (1980), “Some simple solutions for heat-induced tropical circulation”, Quart J Roy Meteor Soc, Volume 106, Issue 449, pages 447–462, July 1980 12 Goswami, B N , V Krishnamurthy and H Annamalai (1999), “A broad scale circulation index for the interannual variability of the Indian summer monsoon”, Quart J Roy Meteor Soc., 125,611–633 13 He J., Yu J., Shen X., and Gao H (2004) “Research on mechanism and variability of East Asia monsoon”, J Trop Meteo., 20(5) 449–459 14 Held, Isaac M., Hou, Arthur Y (1980), “Nonlinear axially symmetric circulations in a nearly inviscid atmosphere”, J Atmos Sci., vol 37, Issue 3, pp.515-533 15 Lau, K M., and S Yang (1997), “Climatology and interannual variability of the Southeast Asian summer monsoon”, Adv Atmos Sci., 14,141–162 16 Li C., and Qu X (1999), “Characteristics of Atmospheric Circulation Associated with Summer monsoon onset in the South China Sea Onset and Evolution of the South China Sea Monsoon and Its Interaction with the Ocean”, Ding Yihui, and Li Chongyin, Eds, Chinese Meteorological Press, Beijing, 200–209 17 Lu J., Zhang Q., Tao S., and Ju J (2006), “The onset and advance of the Asian summer monsoon”, Chinese Science Bulletin, 51(1), 80–88 18 Matsumoto J (1997), “Seasonal transition of summer rainy season over Indochina and adjacent monsoon region” Adv Atmos Sci., 14,231–245 19 Pai D S., Nair R M., (2008), “Summer monsoon onset over Kerala: New definition and prediction”, J.Earth.Sys.Sci 2009, vol 118, no2, pp 123-135 [13 page(s) (article)] (1 p.) 20 Plum R A, Hou A., Arthur Y., “The response of a zonally symmetric atmosphere to subtropical thermal forcing: Threshold behavior”, J Atmos.Sci., vol 49, no 19 p 1790-1799 Oct 1, 1992 21 Privé, Nikki C., Alan P (2007), “Monsoon dynamics with interactive forcing Part I: Axisymmetric Studies”, J atmos Sci., 64, 1417–1430 22 Rao Y P (1976) “Southwest monsoon”, Meteorological Monograph, Synoptic Meteorology No 1/1976 India Meteorological Department, New Delhi 23 Syukuro M., Theodore B T (1973), “The effect of mountains on the general circulation of atmosphere as identified by numerical experiments”, Geophysical 80 Fluid Dynamics Laboratory/NCAR/NCEP, Princeton University, Princetion, N.J 08540 24 Tanaka M (1992), “Intraseasonal oscillation and the onset and retreat dates of the summer monsoon east, southeast Asia and the western Pacific region using GMS high cloud amount data”, J Meteorol Soc Japan 70 613 – 628 25 Tao S., Chen L (1987), “A review of recent research on East summer monsoon in China”, Monsoon Meteorology, C P Changand T N Krishramurti, Eds, Oxford University Press, Oxford, 60 – 92 26 Wang B (2003), “Atmosphere–warm ocean interaction and its impacts on Asian– Australian monsoon variation”, J.Climate, vol 16, Issue 8, pp.1195-1211 27 Wang B (2004), “Definition of South China Sea monsoon onset and commencement of the East Asia summer monsoon”, J Climate, 17, 699–710 28 Wang B and Wu R (1997), “Peculiar temporal structure of the South China Sea summer monsoon”, J Climate 15 386 – 396 29 Wang B., Lin H (2002), “Rainy season of the Asian Pacific summer monsoon”, J Climate, 15, 386 – 398 30 Wang L., He J., and Guan Z (2004), “Characteristic of convective activities over Asian Australian ”landbridge” areas and it spossible factors”, Act a Meteorologic a Sinica, 18,441–454 31 Wang, B., and Z Fan (1999), “Choice of South Asian Summer Monsoon Indices”, Bull Amer Meteor Sci., 80, 629–638 32 Wang, B., J.-Y Lee, I.-S Kang, J Shukla, J.-S Kug, A Kumar, J Schemm, J.-J Luo,T.Yamagata, and C.-K Park (2008), “How accurately coupled climate models predict the Asian-Australian monsoon interannual variability?”, Climate Dyn., 30, 605-619 DOI10.1007/s00382-007-0310-5 33 Webster P J., S Yang (1992), “Monsoon and ENSO: Selectively interactive systems”, Quart J Roy Meteor Soc., 118, 877–926 34 Webster, P J., V O Magana, T N Palmer, J Shukla, R A Tomas, M Yanai, and T Yasunari (1998), “Monsoons: Processes, predictability, and teprospects for prediction”, J Geophys Res., 103, 14451–14510 35 Widger, William K., Jr., “A study of the flow of angular momentum in the atmosphere”, J Atmos.Sci., vol 6, Issue 5, pp.292-299 81 36 Wu G., Zhang Y (1998), “Tibetan plateau forcing and the timing of the monsoon onset over South Asia and the South China Sea”, Mon.Wea.Rev., 126,913–927 37 Zeng Q and Li J (2002), “Interaction between the northern and southern hemispheric atmospheres and the essence of monsoon” Chinese J Atmos Sci., 26(4), 433 – 448 38 Zhang, Z., J C L Chan, and Y Ding (2004), “Characteristics, evolution and mechanisms of the summer monsoon onset over Southeast Asia”, J.Climatology 24, 1461–1482 82 ... mùa hè khu vực Nam Bộ? ?? nhằm hƣớng đến vấn đề quan trọng 1.2 Thực tiễn nghiên cứu gió mùa mùa hè Việt Nam Nam Bộ nằm khu vực giao tranh hai hệ thống gió mùa lớn hệ gió mùa mùa hè Nam Á gió mùa mùa... tiễn nghiên cứu gió mùa mùa hè giới Đặc trƣng bùng nổ chế nhiệt động lực gió mùa ln vấn đề nghiên cứu gió mùa mùa hè Châu Á, đặc biệt nghiên cứu khu vực xuất gió mùa nhƣ nghiên cứu Wang Lin (2002)... - Bùi Minh Tuân NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘNG LỰC QUY MÔ LỚN THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ TRÊN KHU VỰC NAM BỘ Chuyên ngành: Khí tƣợng khí hậu học Mã số: 60.44.87 LUẬN VĂN THẠC