Như đã trình bày trong chương 1 thì mùa đông những đợt xâm nhập lạnh xảy ra mạnh mẽ nhất vào tháng 1. Cùng với sự mở rộng và tăng cường của cao áp Siberi dưới mặt đất, ở trên cao thinh hành đới gió tây ở rìa xoáy thuận hành tinh. Khi xoáy thuận hành tinh mở rộng, đưa không khí lạnh từ vùng ôn đới xuống vùng nhiệt đới, khi đó trên rìa xoáy thuận hành tinh trong đới gió tây xuất hiện nhiễu động sóng dài với bước sóng khoảng 4000-5000 km, tạo các hệ thống sống rãnh trên cao, trong đó có hai rãnh sâu nhất là rãnh Đông Á và rãnh Bắc Mỹ. Rãnh Đồng Á đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong xâm nhập lạnh ở Việt Nam. Khi trục rãnh Đông Á nằm dọc trên bờ đông Châu Á là lúc trục rãnh sâu nhất và xâm nhập lạnh là mạnh nhất. Như vậy có thể nói cùng vói sự dịch chuyển của cao áp Sibêri xuống phía nam hình thế hai rãnh một sống trên cao đóng vai trò quyết định đối với sự xâm nhập lạnh ở Việt Nam. Nếu ta dự báo được thời điểm rãnh Đông Á có độ sâu lớn nhất tức thời điểm trục rãnh nằm dọc trên bờ đông Châu Á, ta dự báo được thời điểm có xâm nhập lạnh mạnh nhất. Để dự báo được thời điểm đó cần dự báo được sự dịch chuyển của hệ thống sóng đài, Trong chương này chúng tôi sẽ trình bày phương pháp tính toán và dự báo sự dịch chuyển của hệ thống sóng dài.
2.2.1 Công thức tính tốc độ sóng dài
Đê dẫn công thức tinh tốc độ sóng dài Rossby giả định chuyển động cua khí quyên là chuyển động tựa ngang, không phân kỳ và chính áp theo chiều ngang. Do đó phương trình xoáy có dạng.
+ - 0 Đây là phương trình bảo toàn xoáy ^ ^ tuyệt đối. .Ta có thể phân tích
df ổf dĩ d ỉ
— - — + 11 — + V —
dt ỡt ỡx ổy
d ĩ/õy = ỡ(2co sin ọ)ổy - 2co cos(p ổọ/ỡy = 2(ử cos(p/a = p ở đây f = 2co sincp, tó tốc độ góc quay của trái đất, (p là vĩ độ a: bán kính trung bình của Trái Đất
P: Thông số Rossby
Vì vậy ta có thể thay phương trình (1) bằng phương trình
Đặt tốc độ gió tây song song với trục X là u, nhiễu động đới với gió tây là V và giả thiết u đổng đều theo trục y hay 5U/ ổy = 0
(1)
(2)
£ _ õv õu _ õv' ỠU _ ỡv'
ỡx ổy ỡx õy ổx
Khai triển phương trình 2 ta được: — + (U + u ')— + V1— + Pv'= 0 õt õx õy c = -r- (3) Thế giá trị ^ vào ta có: õtõx Õx (4) ỡx ■» I là giá trị nhỏ nhất có thế bỏ qua 42
Phương trinh (4) có lời giải v ' = A c o s( 2k/ L ) (x - c t ) . Đưa lời giải v à o
phương trình (3) ta có:
(C -u { £ + |3 = 0 h ay C = U -
4k2 (5)
Đây là công thức Rossby tính tốc độ lan truyền của đới gió tây. ở đãy Ư : tốc độ gió tây cơ bản
L: độ dài bưác sóng
C: tốc độ di chuyển của sóng dài
Qua công thức (5) ta thấy tốc độ sóng dài trên đới gió tây cơ bản c nhỏ hơn tốc độ gió tây u một đại lượng P(L/27ĩ). Ta thấy rõ nếu đ ộ dài sóng càng lớn tốc độ di chuyển càng chậm và ngược lại. Nếu sự biến đổi của õl/õy càng lớn tốc độ sóng càng nhỏ. p - (2Qcoscp)/a, Q càng nhỏ nghĩa là càng về phía vĩ độ thấp p càng lớn và do đó c càng nhỏ. [3 có bậc đại lượng l O 'V m '1 với biên độ tương ứng p ít biến đổi theo y và do đó cũng có thể coi (3 cố đinh.
Nếu bước sóng L quá dài thì sóng trở nên không di chuyển c=0.
Uc: Tốc độ tới hạn
(6)
U a
2ũ) cosọ
Nếu bước sóng lớn hơn nữa tốc độ sóng c<0 khi đó sóng sẽ lùi trở lại sau (người ta gọi nó là sóng lùi).
Rosby đã tìm được công thức tính tốc độ sóng dài: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
p ữ
c - U -
Atĩ2 (7)
n _ ô f _ 2(0 COS ọô ỹ ~ E