Một số đặc điểm hoạt động của gió mùa mùa đông trên khu vực việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đỗ Thị Thanh Thủy MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA GIĨ MÙA MÙA ĐƠNG TRÊN KHU VỰC VIỆT NAM Chuyên ngành: Khí tƣợng khí hậu học Mã số: 60 44 87 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS PHAN VĂN TÂN Hà Nội - 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành hướng dẫn GS.TS Phan Văn Tân Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo Phan Văn Tân hướng dẫn nhiệt tình, thầy Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học giúp đỡ cung cấp kiến thức quý báu, lời khuyên chân thành niềm say mê nghiên cứu khoa học trình học tập Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học, Phòng Sau Đại học (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên), Trung tâm Dự báo khí tượng – Thủy văn Trung Ương (Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia) tạo điều kiện thuận lợi Trong trình làm luận văn tác giả nhận giúp đỡ nhiệt tình chú, anh chị em đồng nghiệp Tác giả gửi lời cảm ơn chân thành đến DBV Trần Trung Trực, DBV Nguyễn Thị Sênh (Trung tâm dự báo Khí Tượng Thủy văn Trung Ương) bảo nhiều kinh nghiệm bổ ích Lời cảm ơn sâu nặng tác giả xin gửi tới bố mẹ người thân gia đình chăm lo, động viên tạo điều kiện để hoàn thành luận văn Tác giả Đỗ Thị Thanh Thủy MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ GIÓ MÙA 10 1.1 Khái niệm định nghĩa gió mùa 10 1.2 Những nhân tố hình thành gió mùa .11 1.2.1 Sự nóng lên khác theo mùa lục địa đại dương 11 1.2.2 Các trình ẩm khí 12 1.2.3 Sự quay trái đất 12 1.3 Tình hình nghiên cứu gió mùa 12 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước 12 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 17 CHƢƠNG CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Đặt vấn đề .23 2.2 Cơ sở số liệu 24 2.2.1 Số liệu .24 2.2.2 Phần mềm xử lí số liệu 26 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 26 2.3.1 Phương pháp thống kê khí hậu .26 2.3.2 Phương pháp phân tích tương quan khí hậu 28 2.3.3 Phương pháp synop 29 2.3.4 Phương pháp địa lí 29 CHƢƠNG MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA GIĨ MÙA MÙA ĐƠNG THỜI KỲ 1999 - 2009 30 3.1 Đặc điểm chung 30 3.2 Đặc trƣng trung tâm tác động thời kỳ gió mùa mùa đơng 31 3.2.1 Đặc điểm hoạt động trung tâm thời kỳ từ năm 1999 - 2009 31 3.2.2 Diễn biến trung tâm tác động tháng thời kỳ 10 năm 33 3.2.3 Hệ số tương quan trung tâm tác động thời kỳ mùa đông .44 3.2.4 Hệ số tương quan trung tâm tác động với số đợt xâm nhập lạnh 45 3.2.5 Độ biến thiên trung tâm tác động 48 3.3 Nhận xét số đặc điểm hoạt động trung tâm tác động thời kỳ 10 năm (1999 - 2009) 49 3.4 Hình thời tiết số đợt xâm nhập lạnh điển hình 57 3.4.1 Một số đợt rét đậm rét hại kéo dài 57 3.4.2 Đợt mưa lớn kéo dài 66 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC 78 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vùng có gió mùa theo Ramage-1971 .11 Hình 1.2 Hệ số tương quan khí áp mực biển lấy trung bình cho vùng (40 – 600N; 80 -1200E) với tốc độ gió theo vùng lưới mực 300hPa theo Jong Ghap Jhun Eun Jeong Lee (2003) 15 Hình 3.1 Biến trình trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, trục áp cao CNĐ mặt đất .31 Hình 3.2 Biến trình trục áp cao CNĐ mực 500mb 200mb .32 Hình 3.3 Biến đổi trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, trục áp cao CNĐ vào tháng 10 34 Hình 3.4 Biến đổi trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, trục áp cao CNĐ vào tháng 11 35 Hình 3.5 Biến đổi trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, trục áp cao CNĐ vào tháng 12 36 Hình 3.6 Biến đổi trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, áp cao Cận nhiệt đới vào tháng .37 Hình 3.7 Biến đổi trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, trục áp cao CNĐ vào tháng 38 Hình 3.8 Biến đổi trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, trục áp cao CNĐ vào tháng 39 Hình 3.9 Biến đổi trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, trục áp cao CNĐ vào tháng 40 Hình 3.10 Biến đổi trung tâm áp cao Siberi, áp thấp Aleut, trục áp cao CNĐ thời kỳ mùa đông .43 Hình 3.11 Biến đổi tốc độ gió trục dịng xiết mực 200mb thời kỳ mùa đông 43 Hình 3.12 Độ biến thiên áp cao Siberi tháng 48 Hình 3.13 Độ biến thiên áp thấp Aleut tháng 48 Hình 3.14 Bản đồ trường khí áp mực biển TBNN (00Z) tháng 12 51 Hình 3.15 Bản đồ trường khí áp mực biển trường gió mực 10m TBNN (00Z) tháng 12 .52 Hình 3.16 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 850mb TBNN (00Z) tháng 12 .53 Hình 3.17 Bản đồ trường đường dịng đường đẳng cao mực 500mb TBNN (00Z) tháng 12 54 Hình 3.18 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 200mb TBNN (00Z) tháng 12 .55 Hình 3.19 Bản đồ trường tốc độ gió đường đẳng cao mực 200mb TBNN (00Z) tháng 12 .56 Hình 3.20 Biểu đồ nhiệt độ trung bình ngày đo trạm quan trắc 58 Hình 3.21 Bản đồ khí áp mực biển (00Z) ngày 26 tháng 12 năm 2002 58 Hình 3.22 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 850mb (00Z) ngày 26 tháng 12 năm 2002 59 Hình 3.23 Bản đồ trường đường dịng đường đẳng cao mực 500mb (00Z) ngày 26 tháng 12 năm 2002 60 Hình 3.24 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 200mb (00Z) ngày 26 tháng 12 năm 2002 61 Hình 3.25 Biểu đồ nhiệt độ trung bình ngày đo trạm quan trắc 62 Hình 3.26 Bản đồ trường khí áp mực biển (00Z) ngày 21 tháng 01 năm 2008 62 Hình 3.27 Bản đồ trường khí áp mực biển (00Z) ngày 11 tháng 02 năm 2008 63 Hình 3.28 Bản đồ trường đường dịng đường đẳng cao mực 850mb (00Z) ngày 11 tháng 02 năm 2008 .63 Hình 3.29 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 500mb (00Z) ngày 11 tháng 02 năm 2008 .64 Hình 3.30 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 200mb (00Z) ngày 22 tháng 01 năm 2008 65 Hình 3.31 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 200mb (00Z) ngày 11 tháng 02 năm 2008 65 Hình 3.32 Bản đồ phân bố tổng lượng mưa từ ngày đến 11/10/2005 .66 Hình 3.33 Bản đồ trường khí áp mực biển (00Z) ngày tháng 10 năm 2005 67 Hình 3.34 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 850mb (00Z) ngày tháng 10 năm 2005 68 Hình 3.35 Bản đồ trường đường dịng đường đẳng cao mực 500mb (00Z) ngày 7, 10 tháng 10 năm 2005 .69 Hình 3.36 Bản đồ trường đường dòng đường đẳng cao mực 200mb (00Z) ngày tháng 10 năm 2005 .70 Hình 3.37 Bản đồ hình Synop vào lúc 06Z ngày 00Z, 12Z ngày tháng 10 năm 2005 71 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Đặc trưng trung tâm tác động tháng thời kỳ 10 năm (1999 - 2009) .42 Bảng 3.2 Đặc trưng trung tâm tác động tổng số đợt XNL tháng thời kỳ 10 năm (1999 - 2009) 45 Bảng 3.3 Hệ số tương quan trung tâm tác động với số đợt XNL tháng thời kỳ mùa đông 47 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ATNĐ Áp thấp nhiệt đới EAWMI East Asian winter monsoon index (chỉ số gió mùa mùa đơng Đơng Á) GMMĐ Gió mùa mùa đơng HTNĐ Dải hội tụ nhiệt đới P Giá trị khí áp SH Trường đường dòng độ cao địa vị TBNN Trung bình nhiều năm TTB Nhiệt độ trung bình ngày VBLV Tốc độ gió trạm bạch Long Vĩ XTNĐ Xốy thuận nhiệt đới XNL Xâm nhập lạnh MỞ ĐẦU Việt Nam nằm khu vực gió mùa điển hình, có chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt mùa gió mùa mùa hè mùa gió mùa mùa đơng Mùa đơng lạnh đặc trưng quan trọng chế độ gió mùa mùa đơng phía Bắc Việt Nam Sự xâm nhập lạnh tác động kết hợp gây nhiều biến đổi thời tiết Xâm nhập lạnh (XNL) loại hình thường gây thời tiết nguy hiểm, kết hợp với hình khác có khả gây thời tiết cực đoan ảnh hưởng đến hoạt động Kinh tế, Xã hội Quốc phòng Cơ chế hoạt động gió mùa phức tạp Trong năm gần đây, gió mùa Châu Á ngày nhiều tác giả giới nước quan tâm thực cơng trình nghiên cứu, mang lại số thành tựu rõ rệt Trước tình hình khí hậu thời tiết ngày có diễn biến phức tạp, nhận thấy vấn đề nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng gió mùa nói chung, gió mùa mùa đơng nói riêng cần thiết Những kết nghiên cứu giúp hiểu đánh giá đầy đủ hoạt động gió mùa Do thấy tầm quan trọng gió mùa nên vấn đề đưa vào nghiên cứu luận văn là: “Một số đặc điểm hoạt động gió mùa mùa đông khu vƣ ̣c Việt Nam” Nội dung luận văn gồm: Mở Đầu Chương Tổng quan Gió mùa Chương trình bày khái niệm định nghĩa gió mùa, số cơng trình nghiên cứu nước nước Chương Cơ sở số liệu phương pháp nghiên cứu Chương trình bày loại số liệu sử dụng nghiên cứu luận văn phương pháp nghiên cứu sử dụng Từ chuỗi số liệu 10 năm (1999 - 2009), phân tích đặc trưng hệ thống chủ yếu mùa đông khu vực nghiên cứu; sử dụng phương pháp tính hệ số tương quan trung tâm tác động với nhau, trung tâm tác động với số đợt xâm nhập lạnh tháng thời kỳ mùa đơng; tính hệ số độ lệch tiêu chuẩn Chương Một số đặc điểm hoạt động gió mùa mùa đơng thời kỳ 1999 – 2009: Những đặc điểm trung tâm tác động đến gió mùa mùa đơng, biến trình trung tâm thời kỳ 10 mùa đông (1999- 2009) Từ hệ số tương quan, hệ số độ lệch tiêu chuẩn đánh giá mối quan hệ trung tâm tác động, quan hệ trung tâm tác động với số đợt xâm nhập lạnh, độ biến thiên cường độ trung tâm theo thời gian Kết luận CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ GIÓ MÙA 1.1 Khái niệm định nghĩa gió mùa Thuật ngữ gió mùa (Monsoon) có nguồn gốc từ vùng Ả Rập với từ địa phương Mausim Có nhiều định nghĩa gió mùa học giả khác (Hann-1908, Shick-1953, Khromov-1957, Kaoetal-1962) Trong đó, định nghĩa gió mùa vùng gió mùa xác định đồ khí hậu giới Khromov (1957) thừa nhận sở chủ yếu để nghiên cứu gió mùa Theo Khromov: “gió mùa chế độ dịng khí hồn lưu chung khí phạm vi rộng lớn bề mặt trái đất, nơi khu vực gió mùa , gió thịnh hành chuyển ngược hướng hay gần ngược hướng từ mùa đông sang mùa hè từ mùa hè sang mùa đơng” Khromov cịn đưa khái niệm góc gió mùa, góc hướng gió thịnh hành mùa đông mùa hè lớn 1200 Klein Ramage (1971) thống với định nghĩa cụ thể hóa tiêu chuẩn xác định khu vực gió mùa, khu vực thỏa mãn bốn điều kiện sau: - Hướng gió thịnh hành tháng phải lệch góc lớn 1200 - Tần suất trung bình hướng gió thịnh hành tháng phải lớn 40% - Tốc độ gió tổng hợp trung bình tháng phải lớn m/s; - Sự ln phiên hồn lưu xốy thuận với xốy nghịch xảy hai tháng hai năm liên tiếp, vùng có kích thước kinh/vĩ độ phải nhỏ lần 10 tâm áp cao dịch xa ngồi 180 độ kinh Đơng trục áp cao hạ thấp qua Việt Nam khoảng 130N Ở mực thấp áp cao nâng trục lên vĩ tuyến cao hoạt động yếu Vào tháng này, mặt đất mực 850mb rãnh thấp xích đạo có trục khoảng vĩ tuyến – 30N Rãnh Đông Á mực 500mb có vị trí điểm đầu khoảng 520N – 1450E, điểm cuối khoảng 380N – 1430E; lên đến mực 200mb rãnh Đơng Á có vị trí điểm đầu khoảng 600N – 1410E, điểm cuối khoảng 420N – 1400E Đới gió tây bắc phía khu vực Việt Nam tháng mực 500mb phát triển đến vĩ tuyến 360N trải rộng đến kinh tuyến 1200E với tốc độ – 12m/s; lên đến mực 200mb đới gió tây bắc phát triển đến vĩ tuyến 420N trải rộng đến kinh tuyến 1200E với tốc độ 17 – 22m/s Dịng xiết đới gió tây cao mực 200mb có vị trí khoảng (23 – 400N; 65 – 1200E) vận tốc gió đạt 45 – 60m/s Tháng năm 2008 có đợt xâm nhập lạnh (1 đợt có cường độ yếu, đợt có cường độ trung bình đợt có cường độ mạnh) Trong đó, có đợt XNL ngày 13 có cường độ mạnh gây mức giảm nhiệt độ trung bình ngày Bắc Bộ giảm tới – độ; bắc trung Trung Bộ giảm – độ Ở khu vực Bắc Bộ Thanh Hóa có đợt rét đậm, rét hại ngày (từ ngày 15 đến ngày 19) Gió đơng bắc vịnh Bắc Bộ mạnh 13 – 14m/s, giật 17m/s Đợt XNL ngày 21 có cường độ trung bình sau khơng khí lạnh liên tục bổ xung ngày từ 22 đến 24 gây đợt rét đậm, rét hại phía đơng Bắc Bộ Thanh Hóa ngày (từ ngày 21 đến ngày 25) Chiều ngày 26 lại có đợt XNL cường độ yếu trì nhiệt độ thấp phía đơng Bắc Bộ Thanh Hóa Do khu vực kéo dài rét đậm, rét hại thêm ngày (từ ngày 26 đến ngày 30) Chiều ngày 30 có thêm đợt XNL cường độ mạnh nên trì mở rộng khu vực rét đậm, rét hại tỉnh Bắc Bộ, bắc trung Bộ số nơi thuộc trung Trung Bộ Đợt rét đậm, rét hại kéo dài thêm ngày (từ ngày 31 tháng đến tận ngày mùng tháng 2) Gió đơng bắc vịnh Bắc Bộ mạnh 13 – 14m/s, giật 17m/s 162 5) Tháng năm 2008: Bảng đặc trưng trung tâm tác động Mực mặt đất Mực 850mb Áp cao Siberi Áp thấp Aleut Áp cao CNĐ P >1035 mb P 152 mđtv P 1025 mb P 148 mđtv P 1020 mb P 148 mđtv P 1025 mb P 156 mđtv P 1030 mb P 156 mđtv P 1035 mb P 152 mđtv P 1035 mb P 156 mđtv P 1025 mb P 148 mđtv P 1025 mb P 152 mđtv P 1015 mb P 148 mđtv P