Dự tính biến đổi lượng mưa trong mùa gió mùa mùa hè ở khu vực việt nam bằng mô hình precis

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 Dự tính biến đổi lượng mưa mùa gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam mơ hình PRECIS Nguyễn Đăng Mậu*, Nguyễn Văn Thắng, Mai Văn Khiêm Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu, Số 23/62 Nguyễn Chí Thanh, Đống Đa, Hà Nội Nhận ngày 08 tháng năm 2016 Chỉnh sửa ngày 26 tháng năm 2016; Chấp nhận đăng ngày 16 tháng 12 năm 2016 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, chúng tơi giới thiệu kết dự tính biến đổi lượng mưa mùa gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam mơ hình PRECIS theo kịch RCP4.5 RCP8.5 Trong đó, mơ hình PRECIS chạy với số liệu đầu vào từ mơ hình CNRM-CM3 (PRECIS/CNRM-CM3) GFDL-CM5 (PRECIS/GFDL-CM5) cho mô thời kỳ sở (1986-2005) dự tính tương lai (2046-2065 2080-2099) Các kết cho thấy, biến đổi lượng mưa mùa gió mùa mùa hè dự tính khác phương án mơ hình PRECIS Biến động nội mùa lượng mưa mùa gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam tương lai theo dự tính rõ ràng Trong đó, biến động nội mùa lượng mưa mùa gió mùa mùa hè theo phương án PRECIS/GFDL-CM3 có quan hệ rõ ràng với biến động nội mùa đới gió tây vĩ hướng mực 850 hPa, biến động cường độ gió mùa mùa hè Tuy nhiên, mối quan hệ lại không thật rõ ràng phương án dự tính CNRM-CM5 Điều cho thấy, phương án PRECIS/GFDL-CM3 mơ dự tính mưa mùa gió mùa mùa hè có quan hệ gần gũi với hoạt động gió mùa mùa hè phương án PRECIS/CNRM-CM5 Trong đó, phương án PRECIS/CNRM-CM5 lại cho thấy rằng, biến đổi lượng mưa mùa gió mùa mùa hè gắn liến với hình thành xốy thuận/xốy nghịch chênh lệch hồn lưu gió mực 850 hPa tương lai với thời kỳ sở gây Phương án PRECIS/GFDL-CM3 dự tính hình lượng mưa mùa hè gia tăng tương lai so với thời kỳ sở, đặc biệt vào đầu cuối mùa gió mùa mùa hè Ngược lại, phương án PRECIS/CNRM-CM5 cho thấy hình giảm lượng mưa tương lai so với thời kỳ sở theo kịch RCP4.5 chiếm ưu thế; theo kịch RCP8.5, hình tăng lượng mưa phía Bắc giảm phía Nam Từ khóa: Gió vĩ hướng mực 850 hPa, hồn lưu gió mực 850 hPa, lượng mưa mùa hè Mở đầu * thống gió mùa châu Á Nguyễn Đức Ngữ Nguyễn Trọng Hiệu (2004), lãnh thổ Việt Nam nằm vùng tiểu hệ thống gió mùa Đơng Nam Á Cũng nơi chuyển tiếp nên hồn lưu gió mùa Việt Nam phức tạp khó dự đốn Nguyễn Đức Ngữ Nguyễn Trọng Hiệu (2004), gió mùa khu vực Việt Nam tổng hòa gió mùa Nam Á gió mùa Đơng Á Trong tháng mùa hè, hồn lưu gió mùa chịu tác động hệ thống xích đạo, nhiệt đới cận nhiệt đới Khi gió mùa mùa Việt Nam nằm Đông Nam đại lục Âu - Á, nơi chuyển tiếp tiểu hệ thống gió mùa châu Á Do vậy, thời tiết khí hậu Việt Nam chịu tác động hệ thống gió mùa châu Á Bin Wang Lin Ho (2002), lãnh thổ Việt Nam nằm vùng giao tranh tiểu hệ _ * Tác giả liên hệ: ĐT 84-946647228 Email: mau.imhen@gmail.com 153 154 N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 hè bắt đầu, dịng vượt xích đạo mực thấp phát triển mạnh từ Ấn Độ Dương kết hợp với dòng xiết Somalia Sự xáo trộng xáo trộn vận chuyển ẩm mạnh mẽ từ mặt biển nóng vào khí thúc đẩy phát triển mưa từ mây đối lưu mạnh lớp dầy Trên đại dương lớp mây tích mỏng chứng q trình xáo trộn mạnh lớp biên dịng khí tây nam vượt xích đạo qua vùng biển [1] Theo chu kỳ hàng năm, gió mùa mùa hè bắt đầu vào khoảng cuối tháng đầu tháng kết thúc vào cuối tháng đầu tháng 10 khu vực Việt Nam [2] Thời kỳ bắt đầu gió mùa mùa hè (onset) đánh dấu đảo ngược hồn lưu quy mơ lớn thay đột ngột mùa khô mùa khô [3] Ngược lại, thời kỳ kết thúc (withdraw) gió mùa mùa hè đánh dấu thay mùa khô mùa mưa Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu (2004), mùa mưa Bắc Bộ, Tây Nguyên Nam Bộ gắn liền với hoạt động gió mùa mùa hè Tuy nhiên, ảnh hưởng địa hình (dãy núi Trường Sơn) gây hiệu ứng Foehn, nên thời kỳ hoạt động mạnh gió mùa mùa hè thời kỳ gió tây khơ nóng khu vực Trung Bộ Đối với khu vực Trung Bộ, mùa mưa thường đến vào cuối mùa hè mưa chủ yếu tác động đới gió Đơng Như thấy, tác động gió mùa mùa hè đến khụ vực khác khác rõ ràng, có khu vực gây mưa, có khu vực gây điều kiện khơ nóng Ngồi ra, mưa thời kỳ gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam khơng hồn tồn tác động gió mùa mùa hè, mà chịu tác động nhiều nhân tố địa phương (nhiễu động, tác động cưỡng địa hình, gió đất biển, …) [2] Do vậy, biến động lượng mưa mùa hè khu vực Việt Nam chưa hẳn hoàn toàn tác động biến động hoàn lưu gió mùa mùa hè Dự tính IPCC (2013) [4] cho rằng, gió mùa mùa hè châu Á có xu hướng tăng phạm vi cường độ kỷ 21 Thời điểm bắt đầu gió mùa sớm kết thúc muộn dẫn đến chậm pha mùa mưa Ở Việt Nam, nghiên cứu dự tính biến đổi gió mùa mùa hè chưa quan tâm nhiều Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu (2016) cho rằng, gió mùa mùa hè đến sớm hơn, kết thúc sớm độ dài mùa ngắn hầu hết vùng khí hậu Việt Nam Trên sở dự tính biến đổi khí hậu mơ hình PRECIS theo kịch RCP4.5 RPC8.5, báo trình bày kết dự tính biến đổi lượng mưa mùa gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam Trong nghiên cứu này, tập trung vào đánh giá biến đổi lượng mưa tương lai (giữa cuối kỷ 21) so với thời kỳ sở Hoàn lưu gió vĩ hướng mực 850 hPa phản ánh cường độ gió mùa mùa hè [5] hồn lưu mực thấp (850 hPa) đại diện cho hồn lưu gió mùa mùa hè [6, 2] sử dụng để lý giải chế gây biến đổi lượng mưa tương lai so với thời kỳ sở Như phân tích trên, biến động mưa gió mùa mùa hè khơng hẳn hồn tồn biến động hồn lưu gió mùa gây Do vậy, giải thích biến đổi lượng mưa mùa hè biến đổi hồn lưu gió mùa mùa hè khn khổ báo cịn điểm chưa chắn Số liệu cấu hình thực nghiệm Trong nghiên cứu này, chúng tơi sử dụng kết mô thời kỳ sở dự tính tương lai theo kịch RCP4.5 RCP8.5 thu thập từ Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu [7] Trong khn khổ nghiên cứu báo, sử dụng số liệu lượng mưa, hồn lưu gió mực 850 hPa độ phân giải 25x25km Cụ thể, hai phương án chạy mơ hình PRECIS khai thác sử dụng: (1) Dự tính Exp1 với số liệu đầu vào GFDL-CM3; (2) Dự tính Exp2 với số liệu đầu vào CNRM-CM5 Thời kỳ tương lai đề cập đến nghiên cứu bao gồm (2046-2065) cuối kỷ 21 (2080-2099) Thời kỳ sở 19862005 sử dụng để đánh giá mức độ biến đổi tương lai Mức độ biến đổi tương lai thực đơn giản thơng qua so sánh dự tính tương lai so với thời kỳ sở (chênh lệch tương lai thời kỳ sở) Cụ thể, phương án dự tính trình bày bảng N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 155 Bảng Các phương án mơ dự tính mơ hình PRECIS sử dụng Thời kỳ Phương án dự tính PRECIS Điều kiện biên từ mơ hình tồn cầu Độ phân giải Exp1 GFDL-CM3 25x25km RCP4.5, RCP8.5 1986-2005 2045-2064 2080-2099 Exp2 CNRM-CM5 25x25km RCP4.5, RCP8.5 1986-2005 2045-2064 2080-2099 Kịch Thời kỳ sở Giữa kỷ 21 Cuối kỷ 21 f Các đánh giá kỹ kỹ mơ khí hậu mơ hình PRECIS với số liệu đầu vào GFDL-CM3 CNRM-CM5 trình bày chi tiết số nghiên cứu tác giả nước [8, 7] Do vậy, nghiên cứu không đề cập đến đánh giá kỹ mơ khí hậu mơ hình PRECIS cho khu vực Việt Nam Các dự tính mơ hình PRECIS sử dụng nghiên cứu phương án Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu sử dụng xây dựng kịch biến đổi khí hậu cho Việt Nam [7] Theo Nguyễn Văn Hiệp cộng (2015), mơ hình PRECIS có kỹ mơ lượng mưa tốt phương án mơ hình khí hậu khu vực khác sử dụng xây dựng kịch biến đổi khí hậu cho khu vực Việt Nam Kết thảo luận 3.1 Dự tính theo phương án PRECIS/GFDL CM3 (Exp1) Nhìn chung, biến đổi lượng mưa mùa hè tương lai so với thời kỳ sở có hình tương đồng thời kỳ kịch theo phương án dự tính PRECIS/GFDL-CM3 (Exp1) Hình cho thấy, dự tính theo kịch RCP4.5 RCP8.5 cho thấy lượng mưa gia tăng vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở vào đầu cuối hè; giảm vào tháng hè (tháng tháng 8) Kết dự tính gió vĩ hướng mực 850 hPa (Hình 2) cho thấy rằng, biến động nội mùa đới gió tây mực 850 hPa tương đồng với biến động nội mùa lượng mưa mùa hè Thời kỳ đới gió tây mực 850 hPa tăng cường phù hợp với thời kỳ tăng cường lượng mưa mùa hè Bắc Bộ Nam Bộ; phù hợp với thời kỳ giảm lượng mưa khu vực Trung Bộ hiệu ứng gió Foehn tăng cường Điều cho thấy, phương án dự tính mơ hình PRECIS/GFDL-CM3 có thiên hướng mơ dự tính mưa mùa gió mùa mùa hè Việt Nam có liên quan chặt chẽ với hồn lưu gió mùa mùa hè Phân bố theo khơng gian lượng mưa hồn lưu gió mực 850 hPa tương lai so với thời kỳ sở theo kịch phản ánh hình biến đổi tương tự (Hình 3) Các phương án kịch dự tính Exp1 cho thấy hồn lưu gió mùa tăng cường so với thời kỳ sở toàn lãnh thổ Việt Nam Do vậy, lượng mưa dự tính gia tăng rõ ràng Bắc Bộ, Tây Nguyên Nam Bộ; giảm ven biển Trung Bộ so với thời kỳ sở 3.1.1 Kịch RCP4.5 Biến đổi vào kỷ 21 so với thời kỳ sở: Biến động nội mùa lượng mưa mùa hè dự tính Exp1 theo kịch RCP4.5 vào kỷ rõ ràng dải vĩ độ Đối với vĩ độ khu vực Bắc Bộ: Lượng mưa tăng liên tiếp từ đầu hè đến tháng 7; sau đến giai đoạn giảm lượng mưa khoảng từ tháng đến đầu tháng 8; tiếp đến giai đoạn tăng lượng mưa, đặc biệt phía Nam khu vực Các vĩ độ khu vực 156 N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 Trung Bộ Tây Nguyên: Lượng mưa tăng vào đầu hè (tháng 5) phía Bắc phía Nam, sau liên tiếp giảm lượng mưa khoảng đầu tháng liên tiếp tăng cường hết mùa hè Các vĩ độ khu vực Trung Trung Bộ Bắc Tây Nguyên (khoảng 15oN-18oN), lượng mưa mùa hè giảm liên tục từ đầu hè đến đầu tháng sau tăng liên tục cuối mùa hè Đối với vĩ độ khu vực Nam Bộ, lượng mưa mùa hè tăng mạnh vào đầu hè (tháng 5) cuối hè (giữa tháng đến tháng 10); xen kẽ vào giai đoạn giảm lượng mưa khoảng thời gian từ tháng đến tháng (Hình 1a) Nhìn chung, mức độ biến đổi lượng mưa mùa hè so với thời kỳ sở phổ biến dao động khoảng từ -20 đến 40% Trong đó, lượng mưa mùa hè giảm rõ ràng vĩ độ thuộc khu vực Bắc Trung Bộ khoảng thời gian hè Lượng mưa tăng rõ ràng so với thời kỳ sở vào giai đoạn hè Bắc Bộ (tháng 6-tháng 7); cuối hè Trung Bộ, Tây Nguyên Nam Bộ; đầu hè Nam Bộ Hình 2a cho thấy, biến đổi đới gió tây vĩ hướng mực 850 hPa phổ biến hình gia tăng vào kỷ so với thời kỳ sở, với mức tăng gió vĩ hướng phổ biến khoảng từ đến 2m/s Trong đó, đới gió tây liên tục tăng cường Bắc Bộ từ đầu hè đến hết tháng 8; khu vực Nam Bộ, đới gió tăng cường so với thời kỳ sở suốt mùa hè Như nhận thấy, lượng mưa mùa hè tăng cường Bắc Bộ Nam Bộ gắn liền với tăng cường hoạt động gió mùa mùa hè Đối với khu vực Trung Bộ, lượng mưa mùa hè giảm gắn liền với hiệu ứng Foehn hoạt động mạnh mẽ gió mùa tăng cường Đến tháng cuối mùa hè, hoạt động đới gió tây vĩ hướng mực 850 hPa yếu khu vực Trung Bộ, tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn lưu gây mưa khu vực phát triển mạnh so với thời kỳ sở Do vậy, lượng mưa vào cuối mùa hè giữ kỷ 21 dự tính gia tăng khu vực Trung Bộ soi với thời kỳ sở (Hình 1a Hình 2a) Biến đổi vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở: Biến đổi lượng mưa vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở theo kịch RCP4.5 tương đồng so với thời kỳ kỷ Tuy nhiên, hình giảm lượng mưa mùa hè khu vực Bắc - Trung Trung Bộ kỷ 21 khơng cịn rõ ràng cuối kỷ 21 Thay vào đó, vùng có lượng mưa mùa hè giảm so với thời kỳ sở mở rộng phía Nam (Hình 1b) Điều đáng lưu ý đây, đới gió tây vĩ hướng mực 850 hPa phát triển sớm (cuối tháng 3-đầu tháng 4) quy mô nước Có thể thấy rõ điều Hình 2c, gió vĩ hướng mực 850 hPa tăng khoảng từ đến 2m/s so với thời kỳ sở khoảng tháng Cùng với tăng cường đới gió tây, mùa mưa đến sớm khu vực nước Kể từ cuối tháng 3, lượng mưa dự tính gia tăng rõ ràng so với thời kỳ sở quy mô nước, với mức độ gia tăng khoảng từ đến 30% (Hình 1c) Thời kỳ tăng cường đới gió tây kết thúc vào khoảng tháng Bắc Bộ chậm dần phía Nam (Hình 2c) Lượng mưa tăng cường vào đầu mùa hè toàn dải vĩ độ có khả gió mùa mùa hè đến sớm hơn, khiến mùa mưa đến sớm Đối với vĩ độ khu vực Trung Bộ Tây Nguyên, có khả tăng cường lượng mưa sườn phía Tây dãy trường sơn Tây Nguyên vào đầu mùa hè lớn so với giảm lượng mưa sườn phía Đơng Do vậy, khiến lượng mưa dải vĩ độ tăng so với thời kỳ sở (Hình 1c) Đối với lượng giảm so với thời kỳ sở vĩ độ 19oN, nhiều khả lượng mưa giảm sườn Đông hiệu ứng Foehn lớn lượng mưa gia tăng biến đổi sường phía Tây (Hình 1c) 3.1.2 Kịch RCP8.5 Nhìn chung, biến đổi lượng mưa mùa hè vào cuối kỷ 21 theo kịch RCP8.5 có hình tương tự tương đồng với kịch RCP4.5 dự tính Exp1 Trong đó, hình điển hình lượng mưa tăng vào đầu cuối hè; giảm vào tháng hè so với thời kỳ sở N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 Tương tự kịch RCP4.5, tăng cường lượng mưa so với thời kỳ sở dự tính xảy sớm, khoảng tháng 3-tháng Biến động nội mùa lượng mưa mùa gió mùa mùa hè rõ ràng, điều nhận thấy thơng qua giai đoạn tăng/giảm lượng mưa mùa gió mùa mùa hè Biến đổi vào kỷ 21 so với thời kỳ sở: Ngày từ đầu mùa hè, lượng mưa gia tăng quy mô toàn vĩ độ Đối với khu vực Bắc Bộ, lượng mưa mùa hè tăng so với thời kỳ sở hết tháng Đối với khu vực phía Nam (dưới vĩ độ 21oN), sau giai đoạn tăng cường lượng mưa so với thời kỳ sở vào đầu mùa hè giai đoạn V 157 giảm lượng mưa, giai đoan tồn đến khoảng hết tháng 7, đầu tháng Vào cuối mùa gió mùa mùa hè, lượng mưa gia tăng rõ ràng so với thời kỳ sở khu vực phía Nam (dưới 21oN) Hình 2b cho thấy đới gió tây mực 850 hPa dự tính tăng cường khoảng từ đến 4m/s so với thời kỳ sở tháng mùa hè Trong đó, đới gió tăng cường rõ ràng vào tháng hè khu vực phía Nam (dưới 21oN) Như vậy, biến động nội mùa hồn lưu gió tây mực 850 hPa mưa tháng mùa hè phần có tương đồng Trong đó, lượng mưa suy giảm so với thời kỳ sở phía Nam hiệu ứng Foehn tăng cường Hình Phân bố theo vĩ hướng - thời gian trung bình kinh hướng (100oE-110oE) kết dự tính biến đổi lượng mưa (%) vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở theo dự tính Exp1 158 N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 Biến đổi vào kỷ 21 so với thời kỳ sở: Đến cuối kỷ 21, hình biến đổi lượng mưa tương tự vào kỷ 21 Trong đó, lượng mưa tăng từ đến 40% so với thời kỳ sở vào đầu cuối mùa hè dải vĩ độ, đặc biệt tăng nhiều vào cuối mùa hè Ở phía Bắc (trên khoảng 21oN), lượng mưa tăng từ đầu hè hết tháng 8, tăng nhiều tháng Khu vực phía Nam (khoảng 21oN), lượng mưa tăng vào đầu cuối hè; giảm vào tháng hè (cuối tháng 5-đầu tháng 8) Trong đó, khu vực V 10oN (Nam Bộ Nam Biển Đơng), có lượng mưa giảm so với thời kỳ sở kéo dài đến đầu tháng (Hình 1d) Kết tính tốn cho thấy, gió vĩ hướng mực 850 hPa vào cuối kỷ tăng khoảng từ đến 6m/s so với thời kỳ sở, tăng mạnh tháng hè Tuy nhiên, giõ vĩ hướng lại giảm phía Bắc vào đầu cuối mùa hè (Hình 2d) Cường độ gió vĩ hướng tăng mạnh khiến tác động hiệu ứng gió Foehn gia tăng, coi nguyên nhân dẫn đến giảm lượng mưa vào tháng hè Hình Phân bố vĩ hướng - thời gian trung bình kinh hướng (100oE-110oE) kết dự tính biến đổi gió vĩ hướng (m/s) vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở theo kịch RCP4.5 (a, c) RCP8.5 (b, d) Exp1 N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 Các phân tích thứ nghiệm Exp1 phần thấy rõ biến đổi lượng mưa mùa hè mối quan hệ với hoạt động gió mùa mùa hè thơng qua hoạt động đới gió tây mực 850 hPa Hình trình bày kết tính tốn dự tính biến đổi lượng mưa hồn lưu gió vĩ hướng vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở Nhìn chung, cường độ gió mùa mùa hè dự tính tăng cường đáng kể so với thời kỳ sở vào cuối kỷ 21 theo phương án kịch Theo kịch RCP4.5 (Hình 3a,c), cường độ gió mùa mùa hè tăng cường phạm V 159 vi nước so với thời kỳ sở, tăng mạnh mẽ vào cuối kỷ 21 Kết cho thấy, lượng mưa tăng nhiều Bắc Bộ, vịnh Bắc Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ Nam Biển Đông Ngược lại, lượng mưa giảm Trung Bộ vùng biển Trung Bộ Sự gia tăng lượng mưa so với thời kỳ sở khu vực chủ yếu hồn lưu gió mùa tăng cường Do đó, tăng cường vận chuyển ẩm từ vùng biển nhiệt đới lên gây mưa nhiều Đối với khu vực Trung Bộ, phương án dự tính mơ hình PRECIS cho thấy rõ tác động hiệu ứng gió Foehn gây giảm mưa khu vực Trung Bộ Hình Phân bố theo khơng gian kết dự tính biến đổi lượng mưa (%) đổi gió vĩ hướng (m/s) vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở theo kịch RCP4.5 (a, c) RCP8.5 (b, d) Exp1 160 N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 Theo kịch RCP8.5 (Hình 3b, d), hình biến đổi lượng mưa hồn lưu gió mực 850 hPa vào cuối kỷ 21 tương tự kịch RCP4.5 Tuy nhiên, lượng mưa mùa hè cường độ gió vĩ hướng mực 850 hPa dự tính tăng rõ ràng so với kịch RCP4.5 Gió mùa mùa hè hoạt động mạnh mẽ, vận chuyển lượng ẩm lớn từ vùng biển nhiệt đới lên khiến lượng mưa gia tăng rõ ràng khu vực phía Tây dãy Trường Sơn, Bắc Bộ, hầu hết diện tích Biển Đơng, Tây Nguyên Nam Bộ Trong đó, lượng mưa gia tăng đáng kể vào khoảng từ 40 đến 50% so với thời kỳ sở Bắc Bộ, vịnh Bắc Bộ Bắc Biển Đơng Ngược lại, gió mùa mùa hè hoạt động mạnh, hiệu ứng Foehn thể rõ ràng khu vực Trung Bộ ven biển Trung Bộ; lượng mưa khu vực giảm so với thời kỳ sở từ đến 30% 3.2 Dự tính theo phương án PRECIS/ CNRM CM5 (Exp2) Nhìn chung, có sựu khác rõ ràng dự tính Exp1 với Exp2 theo kịch cho cuối thể kỷ 21 Trong khi, lượng mưa mùa gió mùa mùa hè dự tính với hình tăng so với thời kỳ sở Exp1, hình Exp2 lại giảm Ngoài ra, biến động nội mùa lượng mưa mùa gió mùa mùa hè khơng đồng pha rõ ràng với biến động nội mùa gió mùa mùa hè Exp2 Hình biến động nội mùa lượng mưa mùa hè vào cuối ky 21 tương đồng kịch Tuy nhiên, hình biến động lượng mưa lại tương đối khác phương án kịch dự tính Exp2 3.2.1 Theo phương án kịch RCP4.5 Nhìn chung, hình biến đổi lượng mưa mùa hè vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở tương đồng Trong đó, lượng mưa giảm vào đầu cuối mùa hè vĩ độ phía Bắc phía Nam; xen kẽ gia tăng lượng mưa dự tính vào thời kỳ hè Đối với khu vực vĩ độ thuộc khu vực Trung Bộ, hình lượng mưa giảm so với thời kỳ sở hầu hết thời kỳ gió mùa mùa hè (Hình 4a, c) Biến đổi vào kỷ 21 so với thời kỳ sở: Ở Bắc Bộ, hình giảm lượng mưa vào đầu cuối mùa hè, với mức độ giảm phổ biến từ đến 20%; xen kẽ vào gia tăng lượng mưa khoảng từ đến 20% tháng hè (tháng đến tháng 8) Trên khu vực Bắc Trung Bộ (trên vĩ độ 16oN), hình giảm lượng mưa vào tháng đầu hè (tháng 5), sau tăng liên tục tháng phần phía Bắc khu vực; phần phía Nam khu vực, lượng mưa tăng nhẹ vào thời kỳ đầu mùa hè sau giảm liên tục tháng Đối với khu vực Nam Trung Bộ Tây Nguyên, hình giảm lượng mưa từ đến 30% suốt mùa hè, đặc biệt vào tháng hè; riêng phần phía Nam khu vực, hình tăng lượng mưa tháng đến cuối hè chiếm ưu Đối với khu vực Nam Bộ, lượng mưa giảm khoảng từ đến 30% so với thời kỳ sở vào đầu hè hè (tháng đến tháng 7); xen kẽ xu tăng lượng mưa, với mức độ tăng khoảng từ đến 20% (Hình 4a) Như thấy rõ, biến động nội mùa lượng mưa vào kỷ có phân hóa rõ ràng khu vực Điều điều kiện phương tác động đến hồn lưu gió mùa mùa hè mưa mùa gió mùa mùa hè khiến diễn biến lượng mưa có khác đáng kể Hình 5a cho thấy, hình đới gió tây mực 850 hPa tăng cường liên tục (gió vĩ hướng lớn thời kỳ sở khoảng từ đến 2m/s) Bắc Bộ phía Bắc Bắc Trung Bộ từ đầu hè đến đầu tháng 9, sau yếu so với thời kỳ sở Đối với khu vực cịn lại, hình gió tây mực 850 hPa suy yếu vào đầu hè, tăng cường từ tháng đến tháng 8, tiếp đến suy yếu từ tháng đến tháng tăng cường thời gian cịn lại (Hình 5a) Như nhận thấy, gần khơng có tương đồng pha biến động nội mùa gió tây mực 850 hPa với lượng mưa mùa gió mùa mùa hè, đặc biệt Bắc Bộ Đối với khu vực Trung Bộ, gió mùa mùa hè hoạt động tăng cường so với thời kỳ sở, N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 nguyên nhân khiến lượng mưa giảm hiệu ứng gió Foehn tăng cường Khu vực Tây Nguyên Nam Bộ, lượng mưa giảm vào đầu cuối mùa hè có khả đới gió tây yếu hơn; lượng mưa tăng cường vào hè liên quan đến tăng cường đới gió tây Biến đổi vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở: Hình biến đổi lượng mưa mùa hè tương tự vào kỷ Tuy nhiên, hình giảm lượng mưa chiếm ưu hơn; mức độ tăng lượng mưa thấp so với kỷ 21 (Hình 4a Hình 4c) So sánh Hình 5c Hình 4c cho thấy, biến động nội mùa đới gió tây mực 850 hPa dự tính khơng có đồng pha rõ ràng với biến động nội mùa lượng mưa mùa hè Kết dự tính cho thấy, hình đới gió tây mực 850 hPa giảm so với thời kỳ sở, với mức độ giảm khoảng từ đến 4m/s Riêng khu vực phía Nam, đới gió tây mực 850 hPa tăng cường vào thời kỳ hè phù hợp với thời tăng lượng mưa 3.2.2 Kịch RCP8.5 Kết dự tính biến đổi lượng mưa mùa hè theo kịch RCP8.5 khác rõ ràng so với dự tính theo kịch RCP4.5 Nhìn chung, biến động nội mùa lượng mưa mùa hè vào cuối kỷ 21 rõ ràng thông qua kết dự tính tăng/giảm lượng mưa xen kẽ Hình phổ biến lượng mưa mùa hè gia tăng phía Bắc (khu vực khoảng 13oN) giảm khu vực phía Nam so với thời kỳ sở (Hình 4b, d) Biến đổi vào kỷ 21 so với thời kỳ sở: Hình lượng mưa tăng phổ biến từ đến 30% suốt thời kỳ mùa hè so với thời kỳ sở khu vực phía vĩ độ 13oN; xen kẽ vào đó, lượng mưa mùa hè giảm phổ biến từ đến 10% thời gian ngắn tháng hè Đối với khu vực phía Nam (dưới 13oN), lượng mưa dự tính giảm phổ biến từ đến 30% so với thời kỳ sở vào đầu cuối hè; tăng khoảng từ đến 10% từ khoảng tháng đến tháng (Hình 4c) Hình 5c cho thấy, hình đới gió tây mực 850 hPa dự tính mạnh thời 161 kỳ sở vào đầu (đầu tháng 5) cuối mùa hè dải vĩ độ, vào tháng hè Bắc Bộ Nam Bộ Tuy nhiên, hình đới gió tây mực 850 hPa yếu khoảng từ đến 2m/s so với thời kỳ sở, đặc biệt vào tháng hè khu vực Trung Bộ (Hình 5c) Như vậy, biến động mạnh/yếu đới gió tây mực 850 hPa chưa rõ ràng đồng pha với biến động lượng mưa mùa gió mùa mùa hè Biến đổi vào kỷ 21 so với thời kỳ sở: Hình biến đổi lượng mưa vào cuối kỷ tương đồng với kỷ 21 Tuy nhiên, mức độ biến đổi rõ ràng có phân hóa thành hai vùng tăng/giảm rõ ràng Khu vực phía Bắc (trên 13oN), hình chủ đạo gia tăng lượng mưa tháng mùa hè, với mức tăng phổ biến từ đến 40% Ngược lại, hình giảm lượng mưa mùa hè phổ biến phía Nam (dưới 13oN), với mức độ giảm từ đến 30%, đặc biệt vào đầu cuối mùa hè (Hình 4d) Mặc dù vậy, hình đới gió tây mực 850 hPa tăng cường vào đầu hè trải vĩ độ, kéo dài đến đầu tháng Bắc Bộ vào cuối mùa hè (giữa tháng đến tháng 10) phía Nam (dưới 18oN) (Hình 2d) Như vậy, nhận thấy có đồng pha tăng cường gió vĩ hướng mưa so với thời kỳ sở Bắc Bộ; khu vực Trung Bộ Nam Bộ lại khơng có tương đồng pha gió vĩ hướng mực 850 hPa mưa mùa hè Từ phân tích cho thấy, biến đổi lượng mưa mùa hè khu vực Việt Nam dự tính Exp1 phức tạp; khác rõ ràng mặt phân bố địa lý, kịch thời kỳ tương lai Đặc biệt, mưa mùa gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam chịu tác động nhiều nhân tố địa phương, dẫn đến tương đồng phá rõ ràng biến động nội mùa đới gió tây mực 850 hPa với biến động mưa gió mùa mùa hè Tuy nhiên, gió mùa tăng cường tương lai, thường kèm theo hệ mưa gia tăng Bắc Bộ, Tây nguyên Nam Bộ; ngược lại, mưa giảm Trung hiệu ứng gió Foehn tăng cường 162 N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 V Hình Phân bố vĩ hướng - thời gian trung bình kinh hướng (100oE-110oE) kết dự tính biến đổi lượng mưa (%) vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở theo dự tính Exp2 Theo kịch RCP4.5, hình biến đổi hướng gió mực 850 hPa vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở ngược lại với hướng gió mùa gió mùa mùa hè Do hồn lưu gió mùa mùa ngun nhân gây mưa khu vực Tây Nguyên Nam Bộ, nên gió mùa mùa hè yếu xem nguyên nhân khiến lượng mưa khu vực giảm vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở Đối với khu vực phía Bắc (Bắc Bộ Bắc Trung Bộ), biến đổi hồn lưu gió mực 850 hPa so với thời kỳ sở hình thành xốy nghịch với quy mơ lớn có tâm Trung Trung Bộ (giữa kỷ 21) khu vực quần đảo Hoàng Sa (cuối kỷ 21) xem nguyên nhân khiến làm giảm hội tụ ẩm mực thấp khu vực Do vậy, khiến lượng mưa vùng giảm so với thời kỳ sở (Hình 6a, c) Theo kịch RCP8.5, lượng mưa mùa hè dự tính gia tăng đáng kể so với thời kỳ sở hầu hết phần đất liền Bắc Biển Đơng (Hình 6c, d) Vào kỷ 21, hồn lưu gió mùa mùa hè yếu phía Bắc mạnh phía Nam Do vậy, lượng mưa gió mùa mùa hè tăng cường Tây Nguyên Nam Bộ Đối với khu vực Trung Bộ, hồn lưu gió mùa yếu hơn, tác động hiệu ứng Feohn giảm có khả nguyên nhân dẫn đến lượng mưa gia tăng Hơn nữa, biến đổi hồn lưu gió mực 850 hPa vào kỷ so với thời kỳ sở hình thành xốy thuận có tâm khu vực đảo Hải Nam (Hình 6b) Đây xem ngun nhân làm tăng cường hội tụ ẩm mực thấp gây tăng cường mưa gió mùa mùa hè Đến cuối kỷ 21, biến đổi hồn lưu gió mực 850 hPa hình thành dải hội tụ gió mực 850 hPa N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 có trục Đơng – Tây qua khu vực Bắc Trung Bộ Đối với khu vực phía Nam, gió mùa mùa hè yếu (đặc biệt Nam Biển Đơng) hình thành xốy nghịch yếu có tâm khu vực quần đảo Trường Sa Điều đáng ý, vùng hội tụ gió có trục Bắc Trung Bộ xốy nghịch nguyên nhân khiến ẩm V 163 vận chuyển đến khu vực Tây Nguyên tăng cường Những biến đổi hồn lưu ngun nhân dẫn đến gia tăng lượng mưa Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên; giảm mưa khu vực Nam Trung Bộ, Nam Bộ vào cuối kỷ 21 theo kịch RCP 8.5 (Hình 6d) Hình Phân bố vĩ hướng - thời gian trung bình kinh hướng (100oE-110oE) kết dự tính biến đổi gió vĩ hướng (m/s) vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở theo kịch RCP4.5 (a, c) RCP8.5 (b, d) Exp2 164 N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 Hình Phân bố theo khơng gian kết dự tính biến đổi lượng mưa (%) đổi gió vĩ hướng (m/s) vào cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở theo kịch RCP4.5 (a, c) RCP8.5 (b, d) Exp2 Kết luận Việt Nam có vị trí nằm ba hệ thống lớn gió mùa Ấn Độ, gió mùa Đơng Á gió mùa Tây Bắc Thái Bình Dương, gió mùa khu vực Việt Nam chịu ảnh hưởng ba hệ thống Nói cách khác, gió mùa khu vực Việt Nam mang tính chất lai gió mùa nhiệt đới gió mùa cận nhiệt đới Do vậy, biến động lượng mưa mùa hè khu vực Việt Nam phức tạp, đặc biệt vào giai đoạn đầu cuối mùa gió mùa mùa hè Trên sở kết mơ dự tính lượng mưa, gió vĩ hướng mực 850 hPa hồn lưu gió mực 850 hPa khu vực Việt Nam theo phương án mơ hình PRECIS (Exp1 Exp2), số kết sau: Có khác rõ ràng dự tính biến đổi lượng mưa, gió vĩ hướng mực 850 hPa, hồn lưu gió mực 850 hPa mùa gió mùa mùa hè hai phương án dự tính mơ hình PRECIS Tuy nhiên, phương án dự tính cho thấy, mưa mùa gió mùa mùa hè có tính biến động nội mùa rõ ràng Trong đó, phương án dự tính với đầu vào GFDLCM3 phản ánh rõ biến động nội mùa mưa N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 mùa hè phù hợp với biến động gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam Trong đó, biến động nội mùa mưa mùa gió mùa mùa hè phương án dự tính với đầu vào CNRM-CM5 khơng phù hợp hồn tồn với biến động nội mùa gió mùa mùa hè Biến động nội mùa thể thông qua giai đoạn tăng/giảm lượng mưa đới gió tây mực 850 hPa tương lai so với thời kỳ sở Phương án dự tính mơ hình PRECIS với số liệu đầu vào GFDL-CM3 cho thấy, hình lượng mưa mùa hè tăng so với thời kỳ sở vào cuối kỷ 21 theo hai phương án kịch Trong đó, lượng mưa dự tính tăng rõ ràng vào đầu cuối mùa gió mùa mùa hè; tăng nhiều theo phương án kịch cao (RCP8.5) Giai đoạn lượng mưa dự tính giảm so với thời kỳ sở dự tính xảy vào cuối mùa hè Bắc Bộ, tháng đầu giai đoạn mùa hè vĩ độ thuộc Trung Bộ-Tây Nguyên, Nam Bộ Điều hiệu ứng gió Foehn tăng cường hoạt động gió mùa mùa hè mạnh lên Nhìn chung, lượng mưa mùa Phương án dự tính mơ hình PRECIS với số liệu đầu vào CNRM-CM5 cho thấy, hình có lượng mưa mùa hè tương lai giảm so với thời kỳ sở theo kịch RCP4.5 Tuy nhiên, theo kịch RP8.5, hình lượng mưa mùa gió mùa mùa hè tăng so với thời kỳ sở phía Bắc; giảm so với thời kỳ sở phía Nam Biến động nội mùa lượng mưa mùa gió mùa mùa hè theo kịch RCP4.5 RCP8.5 khơng có tương đồng pha rõ ràng với biến động nội mùa đới gió tây mực 850 hPa Tuy nhiên, tăng/giảm lượng mưa mùa hè dự tính có quan hệ gần gũi với biến đổi hoàn lưu quy mơ lớn Trong đó, hình lượng mưa giảm vào cuối kỷ 21 theo kịch RCP4.5, có liên quan đến hình thành xốy nghịch quy mơ lớn chênh lệch hồn lưu gió mực 850 hPa tương tương lai so với thời kỳ sở Xốy nghịch hình thành chênh lệch hồn lưu, khiến giảm hội tụ ẩm tương lai, khiến lượng mưa giảm so với thời kỳ sở Đối với 165 kịch RCP8.5, chênh lệch hồn lưu gió mực 850 hPa vào kỷ 21 so với thời kỳ sở hình thành xốy thuận quy mơ lớn có tâm khu vực đảo Hải Nam, cho nguyên nhân làm tăng cường hội tụ ẩm khiến lượng mưa tương lai gia tăng so với thới kỳ sở phía Bắc Đến cuối kỷ 21, hồn lưu gió mực 850 hPa giảm so với thời kỳ sở khu vực Bắc Bộ - Bắc Trung Bộ, hiệu ứng Foehn giảm khiến lượng mưa gia tăng Lượng mưa mùa gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam ln có diễn biến phức tạp chịu chi phối nhân tố hoàn lưu, địa phương Do vậy, kết dự tính biến đổi lượng mưa nghiên cứu nhiều điểm chưa chắn chưa giải thích cách rõ ràng mặt chế động lực Do vậy, nghiên cứu tiếp theo, đưa đánh giá sâu để giải thích mặt chế động lực tác động đến biến động lượng mưa mùa gió mùa mùa hè mơ dự tính mơ hình PRECIS Lời cảm ơn Nghiên cứu hỗ trợ đề tài TNMT.05.36 thuộc Chương trình TNMT.05/10 - 15 Số liệu kịch dự án “Cập nhật kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam” Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu cung cấp Tài liệu tham khảo [1] Wang B, LinHo 2002 Rainy season of the Asian-Pacific summer monsoon Journal of Climate 15: 386 - 398 [2] Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu, 2004 Khí hậu Tài nguyên Khí hậu Việt Nam, Nxb Nông nghiệp, 2004 [3] Nguyễn Minh Trường cs, 2012 Đặc điểm hoàn lưu thời tiết thời tiết thời kỳ bùng nổ gió mùa mùa hè khu vực Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài cấp ĐH QG Hà Nội 166 N.Đ Mậu nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 153-166 [4] IPCC, 2013: IPCC fifth assessment report: climate change 2013 - The physical science basis Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1535 pp [5] Nguyễn Đăng Mậu, Nguyễn Văn Thắng, Mai Văn Khiêm, Lưu Nhật Linh, Nguyễn Trọng Hiệu, 2015 Nghiên cứu số gió mùa mùa hè cho khu vực Việt Nam Tạp chí KTTV số tháng 3/2015 [6] Nguyễn Đăng Mậu, Nguyễn Văn Thắng, Mai Văn Khiêm, 2016 Hồn lưu gió mực 850 hPa Việt Nam mùa gió mùa mùa hè Tạp chí KTTV số tháng 6/2016 [7] Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu, 2016: Cập nhật kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam BCTK Dự án cấp Bộ, Hà Nội, 2016 [8] Nguyễn Văn Hiệp cs, 2015 Nghiên cứu luận khoa học cập nhật kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam BCTK đề tài KHCN cấp Nhà nước thuộc Chương trình KHCN - BĐKH/11-15 Changes in Rainfall During the Summer Monsoon over Vietnam Projected by PRECIS Model Nguyen Dang Mau, Nguyen Van Thang, Mai Van Khiem Vietnam Institute of Meteorology, Hydrology and Climate change, 23/62 Nguyen Chi Thanh, Dong Da, Hanoi Abstract: In this paper, we present the results of changes in rainfall during the summer monsoon over Vietnam projected by PRECIS model under the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios In particular, the PRECIS model was driven by the CNRM-CM5 (PRECIS/CNRM-CM5) and GFDL-CM3 (PRECIS/GFDL-CM3) for baseline simulation (1986-2005) and future projection (2046-2065 and 2080-2099) The results showed that the variability of rainfall during the summer monsoon season is expected to be in a large range of PRECIS’s projections Inter-seasonal variability of summer rainfall over Vietnam in the future according to the projections is very clear Under the PRECIS/GFDLCM3’s projection, the inter-seasonal variability of summer rainfall is quite close to inter-seasonal variability of 850 hPa zonal wind; in other way, this variability of zonal wind is the variability of summer monsoon over Vietnam However, under the PRECIS/CNRM-CM5 the relationship of summer rainfall with 850 hPa zonal wind is not really clear This results suggests that, the PRECIS/GFDL-CM3 projected summer rainfall depends on the summer monsoon circulation clearer than projection of PRECIS/CNRM-CM5 The PRECIS/CNRM-CM showed that, the changes in summer rainfall associated with the formation of anticyclonic/cyclonic circulation occurred by changes in future 850 hPa winds with the baseline 850 hPa winds The PRECIS/GFDL-CM3’s projections showed the major patterns of increase in rainfall in the mid and end-21st century compared with the baseline under both RCP4.5 and RCP8.5 scenarios However, in the PRECIS/CNRM-CM5’s projections, the increase in summer rainfall patterns only showed under RCP4.5 scenario; under RCP8.5 scenario, the increase in rainfall showed over the northern areas of Vietnam and decrease trend over the southern areas Keywords: 850 hPa zonal wind, 850 hPa winds, summer rainfall  ... kỳ sở Exp1, hình Exp2 lại giảm Ngồi ra, biến động nội mùa lượng mưa mùa gió mùa mùa hè không đồng pha rõ ràng với biến động nội mùa gió mùa mùa hè Exp2 Hình biến động nội mùa lượng mưa mùa hè. .. mùa nhiệt đới gió mùa cận nhiệt đới Do vậy, biến động lượng mưa mùa hè khu vực Việt Nam phức tạp, đặc biệt vào giai đoạn đầu cuối mùa gió mùa mùa hè Trên sở kết mô dự tính lượng mưa, gió vĩ hướng... thống lớn gió mùa Ấn Độ, gió mùa Đơng Á gió mùa Tây Bắc Thái Bình Dương, gió mùa khu vực Việt Nam chịu ảnh hưởng ba hệ thống Nói cách khác, gió mùa khu vực Việt Nam mang tính chất lai gió mùa nhiệt