Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu tổng quát của luận án là nghiên cứu xác định ngày bắt đầu và kết thúc GMMH và các chỉ số mưa cực đoan trong thời kỳ GMMH trên khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ, dự tính sự biến đổi của ngày bắt đầu và kết thúc GMMH, sự biến đổi của các chỉ số mưa cực đoan trong thời kỳ GMMH trong tương lai.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -*** NGÔ THỊ THANH HƯƠNG BIẾN ĐỔI HOẠT ĐỘNG GIÓ MÙA MÙA HÈ Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Khí tượng khí hậu học Mã số: 62440222 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÍ TƯỢNG VÀ KHÍ HẬU HỌC Hà Nội - 2017 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Vũ Thanh Hằng PGS TS Nguyễn Hướng Điền Phản biện 1: Phản biện 2: ………………………… Phản biện 3: …………………………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sỹ họp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên vào hồi …… ngày … tháng năm …… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Đặt vấn đề: “Gió mùa chế độ dịng khí hồn lưu khí phạm vi rộng lớn bề mặt trái đất, đó, 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 đông” GMMH cung cấp lượng mưa lớn cho nhiều khu vực Tuy nhiên, đến sớm hay muộn GMMH gây ảnh hưởng lớn đến tổng lượng mưa năm, mùa cường độ mưa tượng cực đoan liên quan đến lượng mưa Trong năm gần đây, với phát triển khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng mơ hình số để mơ khí hậu, mơ ngày bắt đầu kết thúc GMMH, dự tính thay đổi đặc trưng GMMH tương lai theo kịch khí nhà kính thực nhiều có kết đáng tin cậy Chính vậy, đề tài luận án “Biến đổi hoạt động gió mùa mùa hè Việt Nam” xác định ngày bắt đầu/ kết thúc GMMH xu biến đổi nó, biến đổi số mưa cực đoan mùa GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ thời kỳ khứ thời kỳ tương lai Mục tiêu chung - Nghiên cứu xác định ngày bắt đầu kết thúc GMMH số mưa cực đoan thời kỳ GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ, dự tính biến đổi ngày bắt đầu kết thúc GMMH, biến đổi số mưa cực đoan thời kỳ GMMH tương lai Mục tiêu cụ thể - Xác định ngày bắt đầu/kết thúc khác biệt mùa mưa mùa GMMH; - Áp dụng điều chỉnh tiêu để xác định ngày bắt đầu/kết thúc GMMH tính tốn số mưa cực đoan khu vực Tây Nguyên Nam Bộ khứ; - Dự tính biến đổi ngày bắt đầu kết thúc GMMH biến đổi số mưa cực đoan thời kỳ GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ tương lai; - Phân tích đặc điểm hồn lưu quy mơ lớn thời kỳ GMMH hai khu vực Phạm vi nghiên cứu: - Khu vực nghiên cứu: Khu vực Tây Nguyên Nam Bộ - Thời gian: thời kỳ khứ 1981-2014, thời kỳ tương lai (2016-2035), (2046-2065), (2080-2099) Ý nghĩa khoa học thực tiễn: - Góp phần làm rõ xu sớm lên GMMH năm gần - Góp phần xác định ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực, dự tính thay đổi hoạt động GMMH tương lai khu vực Việt Nam, dự tính thay đổi số mưa cực đoan thời kỳ GMMH Ngoài ra, nghiên cứu cịn góp phần cơng tác dự báo mưa mưa lớn Những đóng góp luận án: - Xác định ngày bắt đầu/ kết thúc GMMH xu biến đổi giai đoạn 1981-2014; khác biệt mùa mưa mùa GMMH đặc điểm hồn lưu quy mơ lớn thời kỳ - Dự tính biến đổi ngày bắt đầu/ kết thúc GMMH biến đổi số mưa cực đoan thời kỳ GMMH Tây Nguyên Nam Bộ tương lai theo kịch RCP4.5 Cấu trúc luận án: Ngoài phần Mở đầu, Kết luận Kiến nghị, Luận án gồm: Chương Tổng quan, Chương Số liệu phương pháp nghiên cứu Chương GMMH mưa thời kỳ 19812014 Chương Dự tính số đặc trưng GMMH theo kịch RCP4.5 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm khu vực gió mùa Khái niệm gió mùa: Gió mùa chế độ dịng khí hồn lưu khí phạm vi rộng lớn bề mặt Trái Đất, gió thịnh hành chuyển ngược hướng hay gần ngược hướng từ mùa đông sang mùa hè từ mùa hè sang mùa đơng Trong hai loại gió mùa, gió mùa mùa hè (GMMH) cung cấp lượng mưa lớn cho hoạt động sản xuất, nông lâm ngư nghiệp, thủy điện Cơ chế hình thành gió mùa mùa hè: có ba nhân tố hình thành trì hoạt động gió mùa: nóng lên khác theo mùa lục địa đại dương, trình ẩm khí tự quay trái đất Phân chia khu vực gió mùa GMMH Châu Á hệ thống gió mùa lớn trái đất cung cấp lượng mưa dồi cho khu vực Châu Á Theo Murakami cộng (1994), khu vực gió mùa Châu Á bao gồm gió mùa Đơng Nam Á (SEAM), gió mùa tây bắc Thái Bình Dương (WNPM), gió mùa bắc Oxtralia (NAIM) hai vùng mưa ngoại nhiệt đới meiyu Trung Quốc Baiu Nhật Bản Khu vực gió mùa Đơng Nam Á kéo dài từ phía đơng biển Ả rập, Ấn Độ, Vịnh Bengal, bán đảo Đông Dương (Việt Nam, Lào, Campuchia), gồm gió mùa Nam Á Theo Wang Ho (2002) Wang ccs (2003), GMMH Châu Á chia thành ba tiểu hệ thống gió mùa: GMMH Ấn Độ (ISM) (5-270N, 65-1050E), GMMH tây-bắc Thái Bình Dương (WNPSM) (5-22,50N, 105-1500E), GMMH Đông Á (EASM) (22,5-450N,105-1400E) Với cách phân chia Việt Nam nằm bán đảo Đơng Dương, ranh giới đới GMMH Nam Á Đơng Á, tây bắc Thái Bình Dương nên chịu ảnh hưởng đới gió mùa chế độ GMMH khu vực Việt Nam phức tạp 1.2 Tình hình nghiên cứu gió mùa mùa hè giới 1.2.1 Nghiên cứu gió mùa mùa hè khứ Nghiên cứu GMMH Nam Á, Đông Á, khu vực bán đảo Đông Đương, Biển Đông khứ dựa số liệu quan trắc số liệu tái phân tích thực nhiều Các kết nghiên cứu cho thấy ngày bắt đầu GMMH khu vực Ấn Độ thường xảy vào cuối tháng đầu tháng kết thúc khoảng cuối tháng tháng 10 Ngày bắt đầu GMMH Biển Đông xảy vào nửa đầu tháng 5, bán đảo Đông Dương Vịnh Bengal thường xảy vào đầu tháng Ngày kết thúc GMMH khu vực Châu Á không nghiên cứu nhiều ngày bắt đầu GMMH Tuy nhiên, số kết cho thấy ngày kết thúc GMMH khứ Biển Đông dao động tháng 10 1.2.2 Nghiên cứu khả mô dự tính GMMH từ sản phẩm mơ hình số Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật cơng nghệ cao việc ứng dụng sản phẩm mơ hình số vào việc mơ dự tính thay đổi đặc trưng gió mùa ngày nhiều Điển hình, Dash ccs (2006) mơ hình RegCM3 mơ tốt đặc tính hồn lưu GMMH Ấn Độ gió tây mực 850 hPa, gió đơng mực 200 hPa; lượng mưa mơ mơ hình gần với lượng mưa từ trung tâm lượng mưa khí hậu tồn cầu, cao so với quan sát khu vực phía bắc đơng bắc Ấn Độ Kitoh Uchiyama (2006) xem xét ngày bắt đầu kết thúc GMMH Đông Á dựa số liệu lượng mưa ngày dự tính cho kỷ 21 từ 15 mơ hình khí hậu tồn cầu kết hợp đại dương khí theo kịch A1B Kết cho thấy ngày kết thúc GMMH muộn rõ rệt Đài Loan phía nam Nhật Bản ngày kết thúc dường lại sớm lưu vực sông Dương Tử Inoue Ueda (2011) cho thấy ngày bắt đầu GMMH vịnh Bengal, bán đảo Đông Dương Biển Đông vào cuối kỷ 21 theo kịch A1B chậm 5-10 ngày so với cuối kỷ 20 Nguyên nhân lý giải đảo chiều gradient kinh hướng nhiệt độ phía tầng đối lưu lục địa Á-Âu bắc Ấn Độ Dương bị chậm lại 1.2.3 Nghiên cứu mưa cực đoan Xuebin ccs (2005) nghiên cứu xu biến đổi số khí hậu cực đoan, bao gồm số ngày mưa, cường độ mưa, kiện mưa ngày lớn Kết xu biến đổi số mưa dựa phương pháp Mann Kendall không đồng theo khơng gian Boroneant ccs (2006) sử dụng mơ hình RegCM để ước tính thay đổi cường độ lượng mưa cực trị khu vực ven biển Pháp Kết nghiên cứu cho thấy, mơ hình mơ chu trình năm lượng mưa cao quan trắc, mô tốt số mưa ngày cực đại tất mùa 1.3 Tình hình nghiên cứu gió mùa mùa hè Việt Nam 1.3.1 Các nghiên cứu gió mùa mùa hè khứ Nghiên cứu GMMH Việt Nam thực sớm Một số nghiên cứu cho thấy ngày bắt đầu GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ trung bình thời kỳ dài xảy lân cận ngày 10/5 Một số nghiên cứu khác mối quan hệ ngày bắt đầu mùa mưa với tổng lượng mưa Nghiên cứu ngày kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ cịn hạn chế 1.3.2 Tình hình nghiên cứu mưa cực đoan Các số mưa cực đoan thường sử dụng nghiên cứu số ngày ẩm ướt (WD), cường độ mưa (SDII), tổng lượng mưa ngày có mưa (PRCPTOT), số ngày mưa lớn 50 mm (R50), lượng mưa ngày lớn năm, mùa (RX1day), tổng lượng mưa ngày lớn năm, mùa (RX5day), số ngày liên tiếp có mưa dài (CWD), số ngày liên tiếp không mưa dài (CDD) Kết nghiên cứu cho thấy số ngày ẩm ướt (WD) có xu giảm, cường độ mưa (SDII) tăng lên phía nam số ngày mưa lớn 50 mm (R50) có xu tăng mạnh khu vực Tây Nguyên RX1day RX5day có xu tăng lên nhiều trạm, tổng lượng mưa năm tăng nhanh trạm Mdrak, Đăk Nông, Bảo Lộc, CDD có xu giảm Việc ứng dụng sản phẩm mơ hình số để mơ khí hậu tượng thời tiết cực đoan nước ta ngày phổ biến Ở Việt Nam, RegCM sử dụng để mơ khí hậu khu vực dự báo khí hậu mùa, mơ số yếu tố khí hậu cực đoan khu vực Việt Nam, mơ hạn hán khu vực Nam Trung Bộ thời kỳ tương lai theo kịch phát thải khí nhà kính Gần nhất, khn khổ dự án CORDEX-SEA, Ngô Đức Thành ccs (2016) chạy thử nghiệm mơ hình RegCM 4.3 cho 18 thí nghiệm với thông số vật lý khác Nghiên cứu đánh giá khả mơ 18 thí nghiệm cho 12 số khí hậu cực đoan khu vực Đông Nam Á, gồm số mưa số nhiệt độ Kết rằng, thí nghiệm với sơ đồ MIT-Emuael cho kết tốt hơn, đặc biệt kết hợp trao đổi đại dương MIT – Emanuel sơ đồ BATS1e CHƯƠNG SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Số liệu 2.1.1 Số liệu quan trắc: Luận án sử dụng số liệu mưa ngày quan trắc 13 trạm thuộc khu vực Tây Nguyên trạm thuộc khu vực Nam Bộ thời kỳ 1981-2014 2.1.2 Số liệu tái phân tích: số liệu gió, độ ẩm, nhiệt độ NCEP/NCAR với độ phân giải 2,5 độ thời kỳ 1981-2014 Số liệu tái phân tích ERA_Interim thời kỳ 1986-2005 2.1.3 Số liệu mơ hình: Gió, mưa, nhiệt độ, độ ẩm từ mơ hình RegCM thời kỳ sở chạy với điều kiện ban đầu điều kiện biên từ số liệu tái phân tích ERA_Interim thời kỳ sở tương lai theo kịch RC4.5 chạy với điều kiện ban đầu điều kiện biên mơ hình tồn cầu CNRM5 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp xác định ngày bắt đầu, kết thúc mùa mưa mùa gió mùa mùa hè Luận án thử nghiệm tính tốn xác định mùa mưa theo phương pháp Zhang ccs (2002) mùa GMMH theo phương pháp Cheang cs (1988) Wang ccs (2004) cho khu vực Tây Nguyên Nam Bộ, sở phân tích điều chỉnh tiêu cho phù hợp với khu vực nghiên cứu Phương pháp Zhang ccs (2002) Ngày bắt đầu mùa mưa hàng năm ngày ngày liên tiếp có lượng mưa trung bình trượt ngày lớn mm, 20 ngày liên tiếp có 10 ngày có lượng mưa trung bình trượt ngày lớn mm Ngày kết thúc ngày từ cuối năm trở trước thỏa mãn điều kiện Phương pháp Cheang cs (1988) Theo phương pháp này, ngày bắt đầu gió mùa tây nam khu vực Tây Nguyên Nam Bộ định nghĩa ngày có hai thành phần gió vĩ hướng mực 850 hPa 700 hPa tính trung bình khu vực Tây Nguyên (12oN-14.5oN; 107.5oE-109oE), Nam Bộ (9oN11,5oN, 104,5oE -107oE) dương kéo dài 20 ngày kể từ ngày bắt đầu Ngày kết thúc GMMH xác định ngược lại từ cuối chuỗi số liệu trở trước Phương pháp Wang ccs (2004) Ngày bắt đầu GMMH ngày ngày liên tiếp có gió vĩ hướng trung bình khu vực Tây Nguyên (Nam Bộ) dương, 15/20 ngày liên tiếp có gió vĩ hướng dương, gió vĩ hướng trung bình 20 ngày liên tiếp phải lớn m/s, phải xảy sau ngày 25/4 Ngày kết thúc xác định ngược lại từ cuối năm trở trước Đề xuất tiêu kết hợp Để xác định ngày bắt đầu kết thúc GMMH cho khu vực Tây Nguyên Nam Bộ thời kỳ 1981-2014, nghiên cứu kết hợp số mưa số gió sau: Ngày bắt đầu kết thúc GMMH (kí hiệu tương ứng BĐGM KTGM) xác định 𝑆−1 𝑘ℎ𝑖 𝑆 > 𝑉𝑎𝑟(𝑆) 𝜏= (2.3) 𝑘ℎ𝑖 𝑆 = 𝑆−1 𝑉𝑎𝑟(𝑆) 𝑘ℎ𝑖 𝑆 < đó, Var (S) phương sai S, tính theo cơng thức: 𝑉𝑎𝑟 𝑆 = (𝑁 𝑁 − 2𝑁 + − 18 ! (2.4) 𝑡! 𝑡! − (2𝑡! + 5) !!! Với g số nhóm, nhóm bao gồm phần tử có giá trị, số phần tử thuộc nhóm p Để kiểm nghiệm xu thế: ta giả thiết xác xuất phạm sai lầm loại 𝛼 cho trước, với τcó phân bố chuẩn: 𝑃 𝜏 > 𝜏! = 𝛼 P τ > τ! = α xác định 𝜏! theo bảng thống kê Như vậy, | 𝜏 | > 𝜏! chuỗi có xu có ý nghĩa thống kê, | 𝜏 | < 𝜏! chuỗi khơng có xu thế, 𝜏 dương xu tăng, 𝜏 âm chuỗi có xu giảm Xu Sen (Sen’slope) Để xác định độ lớn xu cho ngày bắt đầu kết thúc mùa GMMH số mưa cực đoan, nghiên cứu sử dụng ước lượng hệ số Sen Hệ số Sen kí hiệu Q, Q giá trị trung vị của: !! -!! !-! , vớik = 1,2, … , n-1; j > k Ở Q dấu với 𝝉 b) Phương pháp kiểm nghiệm Student Luận án xác định biến đổi ngày bắt đầu kết thúc mùa mưa, ngày bắt đầu, kết thúc thời gian kéo dài mùa GMMH, số mưa cực đoan năm thời kỳ GMMH tính trung 11 bình giai đoạn 1998-2014 so với giai đoạn 1981-1997 Tương tự, luận án xác định biến đổi đặc trưng GMMH thời kỳ đầu, cuối kỷ 21 so với thời kỳ sở 1986-2005 Luận án sử dụng phương pháp kiểm nghiệm Student với mức độ tin cậy 95% để đánh giá ý nghĩa thống kê biến đổi yếu tố 2.2.4 Phương pháp hiệu chỉnh lượng mưa Giả thiết phân bố tích lũy lượng mưa mơ từ mơ hình quan trắc xấp xỉ hàm phân bố lý thuyết gamma Cụ thể, phân bố tích lũy phân bố lý thuyết gamma trạm (mơ quan trắc) tính toán Mỗi kiện (lượng mưa ngày hàng tháng) mơ hình (Mi) có sắc xuất tích lũy (CDFim) tính CDFim = Fm(Mi) (2.12) -1 Ngịch đảo hàm gamma quan trắc (F o) xác suất tích lũy i M cho ta kiện (Ni): Ni= F-1o(CDFim) (2.13) i N giá trị lượng mưa mơ hình hiệu chỉnh CHƯƠNG GIĨ MÙA MÙA HÈ VÀ MƯA THỜI KỲ 1981-2014 3.1 Sự phân bố lượng mưa khu vực Tây Nguyên Nam Bộ 3.1.1 Sự phân bố lượng mưa khu vực Tây Nguyên Kết cho thấy tổng lượng mưa năm trạm nằm sườn đón gió (tây nam) khu vực núi cao tương đối lớn, lên tới 2936 mm 2545 mm trạm Bảo Lộc Đăk Nơng Ở sườn khuất gió mùa hè, tổng lượng mưa năm thấp, ví dụ trạm Ayunpa, lượng mưa đạt 1268 mm/năm Lượng mưa tập trung chủ 12 yếu từ tháng đến tháng 10 Lượng mưa trạm An Khê, Ayunpa, Mdrak tập trung chủ yếu vào tháng đến tháng 12 nằm sườn khuất gió Do đó, ba trạm khơng xem xét việc tính tốn tổng lượng mưa mùa mưa, mùa GMMH toàn khu vực Tây Nguyên phần sau 3.1.2 Sự phân bố lượng mưa khu vực Nam Bộ Tổng lượng mưa năm trạm khu vực dao động từ 1600 mm đến 2400 mm Lượng mưa tập trung chủ yếu từ tháng đến tháng 11, cao điểm vào tháng đến tháng 10 hầu hết trạm 3.2 Xác định mùa mưa/ mùa gió mùa mùa hè khu vực Tây Nguyên, Nam Bộ đặc điểm trường hồn lưu quy mơ lớn Đối với khu vực Tây Nguyên Phương pháp Zhang ccs (2002) xác định mùa mưa khu vực Tây Nguyên Kết ngày bắt đầu kết thúc mùa mưa khu vực Tây Nguyên thời kỳ 1981-2014 ngày 20/4 31/10 với độ lệch chuẩn 17,4 ngày 15,7 ngày Phương pháp Cheang cs (1988) Wang ccs (2004) xác định ngày bắt đầu GMMH khu vực Tây Nguyên xảy muộn hơn, ngày kết thúc GMMH xảy sớm so với nhiều nghiên cứu trước Ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên thời kỳ 1981-2014 theo tiêu kết hợp ngày 13/5 ngày 30/9 với độ lệch chuẩn 17,8 ngày 10,2 ngày Đối với khu vực Nam Bộ Phương pháp Zhang ccs (2002) xác định mùa mưa khu vực Nam Bộ Kết ngày bắt đầu kết thúc mùa mưa khu vực Nam Bộ thời kỳ 1981-2014 ngày 27/4 13/11 với độ lệch chuẩn 20,9 ngày 14,8 ngày 13 Phương pháp Cheang cs (1988) xác định ngày bắt đầu GMMH muộn ngày kết thúc sớm so với nghiên cứu trước Phương pháp Wang ccs (2004) xác định ngày bắt đầu GMMH khu vực Nam Bộ tương đối phù hợp ngày kết thúc GMMH xảy sớm so với nhiều nghiên cứu trước Ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Nam Bộ thời kỳ 1981-2014 theo tiêu kết hợp ngày 15/5 ngày 13/10 với độ lệch chuẩn 14,1 ngày 13,6 ngày Đặc điểm trường hồn lưu quy mơ lớn Phân tích đặc điểm vận chuyển ẩm tích phân theo chiều thẳng đứng tương phản nhiệt độ mực 300 hPa lục địa ÁÂu đại dương thời kỳ GMMH cho thấy: Ngày bắt đầu GMMH có liên quan đến vận chuyển theo hướng tây nam đầu tháng xuất phát từ vịnh Bengal vào Tây Nguyên Nam Bộ, ngày kết thúc GMMH liên quan đến chấm dứt nguồn ẩm hướng tây nam thay nguồn ẩm từ đông bắc tràn vào hai khu vực vào khoảng đầu tháng 10 Sự sớm lên GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ có mối quan hệ với đảo chiều hướng gió đơng sang tây tương phản lục địa đại dương sớm lên 3.3 Sự biến đổi số cực đoan khu vực Tây Nguyên Nam Bộ Phân tích đặc điểm thống kê số mưa cực đoan trạm khu vực Tây Nguyên năm mùa GMMH giai đoạn 1981-2014 cho thấy: Sự dao động số PRCPTOT, SDII thời kỳ GMMH tương đồng với năm với giá trị thấp Sự dao động số RX1 day, RX5day thời kỳ GMMH tương đồng với năm R50 thời kỳ GMMH thấp so với năm CWD năm 14 thời kỳ GMMH tương tự CDD năm tương đối cao, ngược lại CDD thời kỳ GMMH thấp Xem xét xu biến đổi số mưa cực đoan năm mùa GMMH thơng quan hệ số Sen Hình 3.12a cho thấy: Chỉ số RX1day, RX5day, PRCPTOT, SDII có xu giảm trạm Đăk Tô Pleiku tăng lên hầu hết trạm khu vực Tây Nguyên Ở Hình 3.12b, R50 năm mùa GMMH có xu tăng mạnh trạm Kon Tum có ý nghĩa thống kê với mức độ tin cậy 95%, trạm cịn lại khơng có xu rõ ràng WD năm mùa GMMH có xu tăng nhẹ phần lớn trạm CDD năm giảm rõ rệt hầu hết trạm Hình 3.21a: Hệ số Sen số mưa cực đoan năm (trên) mùa GMMH (dưới) khu vực Tây Nguyên thời kỳ 1981-2014 Đối với khu vực Nam Bộ, PRCPTOT SDII thời kỳ GMMH thấp so với năm khu vực Nam Bộ Chỉ số RX1day, RX5day, R50, CWD thời kỳ GMMH thay đổi không đáng kể 15 so với năm Chỉ số CDD thời kỳ GMMH thấp rõ rệt so với CDD năm Xem xét xu biến đổi số mưa cực đoan năm mùa GMMH trạm Nam Bộ thông qua hệ số Sen (Hình 3.24) cho thấy: RX1day năm mùa GMMH tăng lên trạm Cần Thơ giảm trạm lại RX5day năm mùa GMMH không đồng trạm SDII năm mùa GMMH thay đổi không đáng kể PRCPTOT WD năm mùa GMMH tăng lên Rạch Giá giảm trạm lại CDD năm tăng trạm Cà Mau giảm hầu hết trạm lại CDD mùa GMMH tăng rõ rệt Cần Thơ gần không thay đổi trạm lại 3.4 Mối quan hệ lượng mưa GMMH với thời gian kéo dài GMMH Đối với khu vực Tây Nguyên, tổng lượng mưa mùa mưa mùa GMMH có tương quan cao với thời gian kéo dài mùa mưa mùa GMMH với hệ số tương quan 0,62 0,72 Thời gian kéo dài mùa GMMH nhìn chung ngắn thời gian kéo dài mùa mưa trung bình thời kỳ 1981-2014 54 ngày Đối với khu vực Nam Bộ, tổng lượng mưa mùa mưa mùa GMMH có tương quan cao với thời gian kéo dài mùa mưa mùa GMMH với hệ số tương quan 0,71 0,83 Thời gian kéo dài mùa GMMH Nam Bộ nhìn chung ngắn thời gian kéo dài mùa mưa trung bình thời kỳ 1981-2014 49 ngày Tổng lượng mưa mùa mưa/mùa GMHH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ có tương quan cao với ngày bắt đầu mùa mưa/mùa GMMH, với hệ số tương quan khoảng (-0,43 đến -0,55) 16 CHƯƠNG DỰ TÍNH MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG GMMH THEO KỊCH BẢN RCP4.5 4.1 Khả mơ GMMH từ mơ hình khí hậu khu vực RegCM Mơ hình RegCM_ERA-Interim mơ ngày bắt đầu GMMH khu vực Tây Nguyên trung bình thời kỳ 1986-2005 ngày 28/4 với độ lệch chuẩn 18,4 ngày, sớm 14 ngày so với ngày bắt đầu GMMH tính từ số liệu mưa quan trắc gió tái phân tích Ngày kết thúc GMMH ngày 27/9 với độ lệch chuẩn tương đối thấp 7,7 ngày, sớm ngày so với ngày kết thúc GMMH tính từ số liệu mưa quan trắc gió tái phân tích Đối với khu vực Nam Bộ, Mơ hình RegCM_ERA-Interim mô ngày bắt đầu GMMH ngày 13/5 với độ lệch chuẩn 13,7 ngày, sớm ngày so với ngày bắt đầu GMMH tính tốn từ số liệu mưa quan trắc gió tái phân tích Mơ hình mơ ngày kết thúc GMMH Nam Bộ sớm ngày Như thấy, mơ hình có khả mơ ngày bắt đầu ngày kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ, sớm so với tính tốn từ số liệu mưa quan trắc gió tái phân tích Để làm rõ sớm lên luận án đánh giá khả mô lượng mưa gió vĩ hướng mực 850 hPa khu vực Kết cho thấy mơ hình mơ tốt thời gian đổi chiều từ gió đơng sang gió tây ngược lại khu vực Tây Nguyên Nam Bộ Mơ hình mơ biến trình năm lượng mưa hai khu vực thiên cao so với quan trắc Trên sở đánh giá khả mơ lượng mưa gió nhận thấy thiên cao lượng mưa nguyên nhân dẫn đến mơ hình mơ ngày bắt đầu kết thúc GMMH sớm so với kết 17 tính tốn từ số liệu quan trắc Do đó, nghiên cứu tiến hành hiệu chỉnh lượng mưa mơ hình RegCM_ERA_Interim RegCM_CNRM5 trước tính tốn ngày bắt đầu kết thúc GMMH 4.2 Dự tính biến đổi hoạt động GMMH Tây Nguyên Nam Bộ tương lai 4.2.1 Hoạt động GMMH thời kỳ sở 1986-2005 Để dự tính ngày bắt đầu kết thúc GMMH số mưa cực đoan tương lai, cần xác định ngày bắt đầu kết thúc GMMH trrong thời kỳ sở Kết cho thấy (Bảng 4.1): Bảng 4.1 Ngày bắt đầu kết thúc GMMH từ quan trắc từ mơ hình khí hậu RegCM thời kỳ 1986-2005 Các trường hợp Tây Nguyên Nam Bộ BĐGM KTGM BĐGM KTGM Quan trắc 12/5 28/9 16/5 11/10 RegCM_ERA_Interim 28/4 27/9 13/5 02/10 12/5 26/9 16/5 1/10 12/5 30/9 15/5 9/10 chưa hiệu chỉnh RegCM_ERA_Interim hiệu chỉnh RegCM_CNRM5 hiệu chỉnh - Ngày bắt đầu GMMH Tây Nguyên Nam Bộ từ hai số liệu mơ hình hiệu chỉnh tương đối phù hợp với ngày bắt đầu GMMH tính tốn từ lượng mưa quan trắc gió tái phân tích Đối với khu vực Tây Nguyên, ngày kết thúc GMMH mô từ hai mơ hình hiệu chỉnh gần với quan trắc Đối với khu vực Nam Bộ, mô hình RegCM_ERA_Interim mơ ngày kết thúc GMMH 18 thấp so với quan trắc, RegCM_CNRM5 mô ngày kết thúc GMMH gần với kết tính tốn từ số liệu mưa quan trắc gió tái phân tích Trong phần sau, luận án dùng kết mô ngày bùng phát kết thúc GMMH từ mơ hình RegCM_CNRM5 sở đánh giá biến đổi GMMH tương lai 4.2.2 Dự tính biến đổi hoạt động GMMH Hình 4.4 biểu diễn ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ tương lai theo kịch RCP4.5 Biến đổi_GMMH_Tây Nguyên_theo kịch RCP4.5 Biến đổi_GMMH_Nam Bộ_theo kịch RCP4.5 Ngàykết thúc GMMH Thời gian kéo dài GMMH Ngày -2 Ngày Ngày bùng phát GMMH -4 -4 Ngày bùng phát GMMH -6 -8 Ngàykết thúc GMMH -8 Thời gian kéo dài GMMH -12 -10 -12 2016-2035 Thời gian 2046-2065 -16 2080-2099 2016-2035 Thời gian 2046-2065 2080-2099 Hình 4.4: Sự biến đổi ngày bắt đầu kết thúc, thời gian kéo dài mùa GMMH khu vực Tây Nguyên (trái) Nam Bộ (phải) giai đoạn đầu, cuối kỷ 21 theo kịch RCP4.5 so với thời kỳ sở 1986-2005 Đối với khu vực Tây Nguyên, ngày bắt đầu GMMH có khả xảy sớm giai đoạn đầu (1 ngày) (3 ngày) không thay đối giai đoạn cuối kỷ 21 Xu sớm ngày bắt đầu GMMH giai đoạn đầu kỷ 21 có ý nghĩa thống kê với mức độ tin cậy 95% kiểm nghiệm Student Ngày kết thúc GMMH ba giai đoạn tương lai có khả xảy sớm so với thời kỳ sở Đối với khu vực Nam Bộ: ngày bắt đầu GMMH có khả xảy sớm giai đoạn đầu kỷ, muộn giai đoạn cuối thể kỷ 21 Xu muộn tương đồng với xu muộn ngày bùng phát GMMH khu vực Bán đảo 19 Đông Dương vào cuối kỷ 21 theo kịch A1B Inoue cộng (2011) Ngày kết thúc GMMH có xu sớm lên ba giai đoạn tương lai Xu sớm lên hai giai đoạn đầu có ý nghĩa thống kê với mức độ tin cậy 95% kiểm nghiệm Student 4.2.3 Sự thay đổi hoàn lưu thời kỳ GMMH Ngày bắt đầu GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ sớm lên hai giai đoạn đầu kỷ 21 với vận chuyển ẩm theo hướng tây nam từ vịnh Bengal vào khu vực sớm lên 4.3 Dự tính biến đổi số mưa cực đoan thời kỳ GMMH 4.3.1 Khu vực Tây Nguyên Trong mùa GMMH, PRCPTOT giai đoạn đầu không thay đổi đổi, giảm nhẹ giai đoạn giữa, biến đổi không đồng trạm giai đoạn cuối kỷ Cụ thể PRCPTOT tăng mạnh Đà Lạt Liên Khương (46%), giảm mạnh EakMat Buôn Ma Thuột (30%) SDII trạm Đà Lạt Liên Khương tăng giai đoạn cuối giảm hầu hết trạm ba giai đoạn RX1day RX5day giảm trạm phía bắc tăng trạm phía nam ba giai đoạn WD trạm giảm mạnh giai đoạn cuối kỷ (khoảng 10 ngày) R50 trạm giai đoạn đầu thay đổi không đáng kể, giảm (1-2ngày) giai đoạn cuối CDD giảm Đà Lạt Liên Khương tăng lên phần lớn trạm giai đoạn đầu giữa, tăng hầu hết trạm giai đoạn cuối kỷ CWD giảm trạm phía bắc giai đoạn đầu (2-4 ngày) tăng lên hầu hết trạm ba giai đoạn 20 4.3.2 Khu vực Nam Bộ Trong ba giai đoạn đầu, cuối kỷ 21, số PRCPTOT, SDII, WD, R50, CWD giảm so với thời kỳ sở tồn khu vực Nam Bộ Trong đó, mức giảm mạnh số xảy vào giai đoạn cuối kỷ 21 Hai số RX1day, RX5day tăng trạm Tây Ninh giai đoạn đầu kỷ 21 giảm tất trạm ba giai đoạn CDD ba giai đoạn đầu, cuối kỷ 21 có xu tăng lên KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên sở số liệu mưa quan trắc, gió tái phân tích NCEP/NCAR, số liệu mưa gió từ mơ hình RegCM_ERA-Interim, số liệu mơ hình RegCM_CNRM5 theo kịch RCP4.5 với điều kiện biên mơ hình CNRM5, luận án tính tốn xác định mùa mưa mùa GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ thời kỳ 1981-2014, xem xét diễn biến số mưa cực đoan năm thời kỳ GMMH; đánh giá khả mô GMMH từ mô hình RegCM_ERA-Interim, hiệu chỉnh ngưỡng tiêu mưa gió vĩ hướng mực 850 hPa xác định ngày bắt đầu kết thúc GMMH để dự tính biến đổi ngày bắt đầu kết thúc GMMH, thời gian kéo dài mùa GMMH, biến đổi số mưa cực đoan thời kỳ GMMH tương lai theo kịch nồng độ khí nhà kính trung bình thấp RCP4.5 Từ kết trên, luận án rút số kết luận 1) Mùa mưa mùa hè mùa GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ thời kỳ 1981-2014 có khác nhau: 21 - Phân tích mùa mưa số Zhang ccs (2002) thời kỳ 1981-2014, ngày bắt đầu kết thúc mùa mưa khu vực Tây Nguyên 20/4 31/10 với độ lệch chuẩn 17,4 15,7 ngày Ngày bắt đầu kết thúc mùa mưa khu vực Nam Bộ ngày 27/4 13/11 với độ lệch chuẩn tương ứng 20,9 14,78 ngày - Sử dụng tiêu kết hợp mưa gió vĩ hướng mực 850 hPa để xác định ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ thời kỳ 1981-2014 cho thấy: + Ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên ngày 13/5 30/9 với độ lệch chuẩn 17,8 ngày 10,2 ngày Ngày bắt đầu GMMH đến sớm năm gần với hệ số Sen -2,5 ngày/ thập kỷ Ngày kết thúc GMMH khơng có xu rõ ràng + Ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Nam Bộ ngày 15/5 ngày 13/10 với độ lệch chuẩn tương ứng 14,12 ngày 13,55 ngày Ngày bắt đầu kết thúc GMMH xảy sớm năm gần với giá trị hệ số Sen -3,3 ngày/thập kỷ -1,76 ngày/thập kỷ + Tổng lượng mưa mùa mưa mùa GMMH có tương quan cao với thời gian kéo dài mùa mưa mùa GMMH Thời gian kéo dài mùa GMMH Tây Nguyên, Nam Bộ nhìn chung ngắn thời gian kéo dài mùa mưa trung bình thời kỳ 1981-2014 2) Ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ thời kỳ 1981-2014 có mối liên hệ với vận chuyển ẩm theo hướng tây nam vào khu vực Sự sớm lên ngày bắt đầu kết thúc GMMH có liên quan đến đổi chiều sớm 22 lên gió vĩ hướng mực 850 hPa chênh lệch nhiệt độ mực 300 hPa lục địa Á-Âu đại dương - Ở khu vực Tây Nguyên, số ngày không mưa liên tiếp dài thời kỳ GMMH thấp cao năm Số ngày không mưa liên tiếp dài năm giảm toàn khu vực số ngày mưa liên tiếp dài năm tăng lên phần lớn trạm Tổng lượng mưa ngày có mưa (PRCPTOT), cường độ mưa (SDII), lượng mưa lớn ngày (RX1day), lượng mưa ngày liên tiếp lớn (RX5day) giảm Đăk Tô, Pleiku tăng lên hầu hết trạm năm thời kỳ GMMH Ở Nam Bộ, xu biến đổi số mưa cực đoan không đồng trạm, nhiên xu giảm chiếm phần lớn trạm năm thời kỳ GMMH 3) Mơ hình RegCM sau hiệu chỉnh có khả mơ tốt ngày bắt đầu GMMH thời kỳ sở Mô ngày kết thúc GMMH sớm so với kết tính tốn từ số liệu mưa quan trắc gió tái phân tích 4) Trên sở đánh giá khả mô ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ, luận án dự tính biến đổi ngày bắt đầu kết thúc GMMH khu vực Tây Nguyên Nam Bộ tương lai, biến đổi số mưa cực đoan tương lai theo kịch RCP4.5 - Trong thời kỳ sở (1986-2005), ngày bắt đầu GMMH khu vực Tây Nguyên xảy vào ngày 12/5 kết thúc vào ngày 30/10, thời gian kéo dài mùa GMMH trung bình thời kỳ 142 ngày Đối với khu vực Nam Bộ, ngày bắt đầu kết thúc GMMH 15/5 09/10, thời gian kéo dài mùa GMMH 148 ngày 23 - Ở khu vực Tây Nguyên, ngày bắt đầu GMMH đến sớm giai đoạn đầu kỷ, muộn giai đoạn cuối, ngày kết thúc GMMH đến sớm ba giai đoạn tương lai Xu sớm lên ngày bắt đầu GMMH giai đoạn đầu có ý nghĩa thống kê với mức độ tin cậy 95% - Ở khu vực Nam Bộ, ngày bùng GMMH đến sớm giai đoạn đầu và muộn giai đoạn cuối kỷ 21 Ngày kết thúc GMMH đến sớm ba giai đoạn tương lai Xu sớm lên ngày kết thúc GMMH giai đoạn đầu kỷ 21 có ý nghĩa thống kê với mức độ tin cậy 95% - Trong thời kỳ GMMH, khu vực Tây Nguyên, số mưa cực đoan có xu giảm phần lớn trạm giai đoạn cuối kỷ 21 Riêng số ngày không mưa liên tiếp cực đại tăng lên hầu hết trạm giai đoạn cuối kỷ 21 Ở khu vực Nam Bộ, hầu hết số mưa cực đoan giảm tất trạm ba giai đoạn kỷ 21 Tuy nhiên, số ngày không mưa liên tiếp cực đại tăng lên ba giai đoạn, tăng mạnh giai đoạn kỷ Kiến nghị Nghiên cứu luận án dừng lại mô hình khí hậu khu vực RegCM4.3, tương lai cần sử dụng nhiều mơ hình khí hậu khu vực để nghiên cứu ngày bắt đầu kết thúc GMMH, số mưa cực đoan tương lai khu vực Tây Nguyên Nam Bộ 24 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Ngô Thị Thanh Hương, Nguyễn Thị Thanh Huệ, Vũ Thanh Hằng, Ngô Đức Thành (2013), “Nghiên cứu ngày bắt đầu mùa mưa khu vực Việt Nam thời kỳ 1961-2000”, Tạp chí đại học Quốc gia Hà Nội, Tập 29, Số 2S, tr 72-80 Ngo Thi Thanh Huong, Thanh Ngo-Duc, Hanh Nguyen-Hong, Peter Baker, Tan Phan-Van (2017), “A distinction between summer rainy season and summer monsoon season over the Central Highlands of Vietnam”, Theoretical and Applied Climatology, doi: 10.1007/s00704-017-21786 Ngo Thi Thanh Huong, Hang Vu-Thanh (2017), “A study on summer monsoon season and rainfall characteristics in summer monsoon season over the Southern Vietnam in the period 19812014”, Book of abtracts, The International Conference on Research Development and Cooperation in Geophysics Hanoi, October 18-22, pp 23 Ngo Thi Thanh Huong, Hue Nguyen-Thanh, Hang Vu-Thanh, Thanh Ngo-Duc (2013), “A study on rainy season onset dates over Vietnam for the period 1951-2007 using the APHRODITE”, MAHASRI workshop, 23-26/August, 2013, Da Nang, VietNam, pp 201-208 Ngô Thị Thanh Hương, Ngô Đức Thành, Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2015), “Phân tích đặc điểm mùa mưa mùa gió mùa khu vực Tây Nguyên khả dự báo”, Tuyển tập hội thảo khoa học Khí tượng cao không lần thứ VIII, tr 16-12, 389394 25 ... khí hậu tượng thời tiết cực đoan nước ta ngày phổ biến Ở Việt Nam, RegCM sử dụng để mơ khí hậu khu vực dự báo khí hậu mùa, mơ số yếu tố khí hậu cực đoan khu vực Việt Nam, mô hạn hán khu vực Nam. .. loại gió mùa, gió mùa mùa hè (GMMH) cung cấp lượng mưa lớn cho hoạt động sản xuất, nông lâm ngư nghiệp, thủy điện Cơ chế hình thành gió mùa mùa hè: có ba nhân tố hình thành trì hoạt động gió mùa: ... khí hậu, mô ngày bắt đầu kết thúc GMMH, dự tính thay đổi đặc trưng GMMH tương lai theo kịch khí nhà kính thực nhiều có kết đáng tin cậy Chính vậy, đề tài luận án ? ?Biến đổi hoạt động gió mùa mùa