C HỮ VIẾT TẮT TRONG GIÁO TRèNH
4.1.1 Một số kiến thức chung về front lạnh
a) Front lạnh và hệ thống mõy đặc trưng của front lạnh vựng vĩđộ cao
Thuật ngữ front do Bjerknes đưa ra với nghĩa là biờn giới của 2 khớ đoàn khỏc nhau; trong trường hợp khớ đoàn lạnh đến thay thế khớ đoàn núng ta cú front lạnh và ngược lại thỡ ta cú front núng. Song ở mỗi khu vực khỏc nhau, người ta định ra cỏc chỉ
tiờu khỏc nhau về tớnh nhiệt ẩm và hướng giú trờn bản đồ khớ ỏp bề mặt để xỏc định
đường front.
Hỡnh 4.1 Bốn giai đoạn phỏt triển của xoỏy thuận ngoại nhiệt đới [22, (1)]
Front lạnh hay khụng khớ lạnh trờn khu vực nước ta cú quan hệ với khớ đoàn lạnh ngoại nhiệt đới, nờn ta sẽ bắt đầu từ front lạnh ngoại nhiệt đới. Front lạnh trờn vựng vĩ độ cao thường gắn với xoỏy thuận ngoại nhiệt đới (nờn cú tỏc giả gọi chung là
front lạnh ngoại nhiệt đới - extratropical cold front, lại cú tỏc giả chia chỳng ra front lạnh vựng cực và front lạnh vựng vĩ độ trung bỡnh). Cỏc xoỏy thuận ngoại nhiệt đới là cỏc hệ thống ỏp thấp gõy ra thời tiết ẩm và giú. Cỏc nhà khớ tượng Na-uy đó phỏt hiện ra rằng cỏc xoỏy thuận này liờn hệ với cỏc front và chỳng cú một vũng đời (chu trỡnh sống) xỏc định, từ sinh ra, trưởng thành và kết thỳc (chết) theo một chu trỡnh trong vài ba ngày
Sự phỏt sinh xoỏy thuận (cyclogenesis) ỏm chỉ sự phỏt triển một xoỏy thuận ngoại nhiệt đới. Sự phỏt sinh xoỏy thuận cú thể được giỏm sỏt bằng cỏc quan trắc bề
mặt cũng như bằng cỏc ảnh mõy vệ tinh. Hỡnh vẽ 4.1 chỉ ra quan điểm kinh điển về 4 giai đoạn với 4 hỡnh thể mõy vệ tinh được vẽ phối cảnh với đường front:
- Giai đoạn hỡnh lỏ: Trong phỏt triển ban đầu của xoỏy thuận ngoại nhiệt đới, dải mõy của nú trờn ảnh vệ tinh cú hỡnh dỏng chiếc lỏ. Hỡnh dỏng đặc trưng này thường quan sỏt được ở phớa đụng của rónh thấp trờn cao. Dải mõy này dầy nờn thấy rất rừ trờn cỏc ảnh thị phổ, hồng ngoại và hơi nước. Ảnh mõy dỏng hỡnh chiếc lỏ được tạo ra bởi dũng xiết tràn vào xống phớa tõy của hệ thống mõy.
- Giai đoạn dấu phẩy mở: Ảnh mõy hỡnh dấu phẩy mở xuất hiện khi xoỏy thuận ngoại nhiệt đới đó cú front núng và front lạnh phỏt triển rừ. Khi hỡnh mõy dấu phẩy phỏt triển thỡ khớ ỏp bề mặt hạ xuống, gờ xống sau của hỡnh mõy dấu phẩy thường rất dễ nhận biết, nú tiờu biểu cho vị trớ của front lạnh và mõy, thường là mõy dụng hỡnh thành do chuyển động thăng của front. Gờ front của ảnh mõy hỡnh dấu phẩy khuyếch tỏn nhiều hơn do cỏc loại mõy khỏc nhau hỡnh thành nhờ sự lan ra, liờn kết với front núng như ta thấy trờn hỡnh 4.2.
Hỡnh 4.2.Front lạnh ngoại nhiệt đới & dải mõy hỡnh dấu phẩy [22, (3), (6)]
- Giai đoạn cố tự: Khi giai đoạn cố tự hỡnh thành thỡ hoàn lưu ỏp thấp tỏch ra khỏi dũng xiết. Đõy là giai đoạn trưởng thành của cơn bóo (storm) khi mà ỏp suất ở
tõm cơn bóo ngừng hạ thấp xuống; ảnh mõy vẫn cũn cú hỡnh dấu phẩy, nhưng xoắn mõy quanh tõm của cơn bóo đó ởđầu của dấu phẩy.
- Giai đoạn tan ró: Khi xoỏy thuận ngoại nhiệt đới tiếp tục yếu đi dải mõy ró rời ra, đầu dấu phẩy tỏch khỏi đuụi và hệ thống mõy trở thành vụ tổ chức.
Tuy nhiờn, khụng phải bao giờ cũng quan sỏt được đủ 4 giai đoạn của nú, thớ dụ
trờn hỡnh 4.2 là front ngoại nhiệt đới quan sỏt được ngày 31/12/2004, mà ngày 30/12/2004 cũn chưa xuất hiện và sang ngày 1/1/2005 thỡ đó khụng thấy tồn tại.
b) Cỏc loại mõy và hiện tượng thời tiết của front lạnh
Trờn thực tế khụng cú sựđồng nhất về cỏc hiện tượng thời tiết trong front lạnh cho một khu vực hạn chế. Vỡ vậy việc chỉ chọn cú 5 yếu tố / hiện tượng sau đõy là cú tớnh chất tương đối chung cho front lạnh ngoại nhiệt đới, đú là nhiệt độ, khớ ỏp, mõy, giỏng thuỷ và năng kiến. Một số tỏc giảđưa vào cả giú và độ ẩm, nhưng chỳng tụi cho rằng giú và độ ẩm phụ thuộc mạnh vào địa phương hay khu vực. Ngoài ra front lạnh ngoại nhiệt đới trờn lục địa tồn tại hay cú vũng đời khỏc trờn đại dương, do đú cũng cú
đặc trưng khỏc nhau. Ngay khỏi niệm front đi qua và sau khi đi qua một khu vực là tương đối, vỡ quỏ trỡnh di chuyển của khớ đoàn là liờn tục, cũn cỏc kỳ quan trắc khớ tượng thỡ rời rạc. Hiện tượng hay yếu tố thời tiết trước, trong và sau front lạnh được cho trờn bảng 4.1 mang tớnh điển hỡnh hay đặc trưng nhất, trong thực tế mõy và giỏng thuỷ phức tạp hơn nhiều, cũn phụ thuộc vào cả giai đoạn phỏt triển của front nữa.
Bảng 4.1 Hiện tượng / yếu tố thời tiết trong front lạnh ngoại nhiệt đới
Hiện tượng/ yếu tố
Trước khi front qua Front qua Sau khi front qua
Nhiệt độ ấm đột ngột hạ xuống Hạ xuống từ từ
Khớ ỏp hạ xuống từ từ cực tiểu tăng lờn từ từ
Mõy Ci, Cs và Cb tăng lờn Cb Cu
Giỏng thuỷ mưa rào ngắt quóng mưa lớn, đụi khi kốm dụng chớp và
mưa đỏ
mưa rào sau đú trời quang Năng kiến từ đẹp chuyển õm u,
mự
xấu, sau đú tốt dần tốt trừ khi cú mưa rào
c) Front lạnh trờn khu vựcnước ta
Qua hỡnh 4.3 ta thấy khụng khớ lạnh tràn về miền Bắc nước ta hầu như quanh năm, song mạnh và tập trung vào cỏc thỏng chớnh đụng, từ thỏng 10 năm trước đến thỏng 3 năm sau; yếu hơn vào cỏc thỏng giao thời là thỏng 4, thỏng 5 và thỏng 9; cực tiểu rơi vào thỏng 7 và 8, nghĩa là cỏ biệt trong những thỏng 7 và 8 cũng cú khụng khớ lạnh tràn về, nhưng yếu hơn. Đỏng chỳ ý là từ thỏng 7 đến thỏng 10, 11 đang là chớnh mựa bóo nờn cú khi khụng khớ lạnh kết hợp với bóo, gõy ra mưa lớn đặc biệt nghiờm trọng, nhất là khu vực Trung bộ. Trong đa số trường hợp front lạnh vềảnh hưởng chủ
yếu đến Bắc bộ và bắc Trung bộ, một số ớt ảnh hưởng đến cả thời tiết toàn Trung bộ và một phần của khu vực Nam bộ.
Hỡnh 4.4 Hệ thống mõy front lạnh tràn về nước ta ngày 15/11/2004 [22, (4), (8)] Khụng khớ lạnh hay front lạnh trờn khu vực nước ta bắt nguồn từ khối khụng khớ (khớ đoàn) lạnh vựng vĩ độ cao của lục địa Âu-Á. Ở đõy khụng phải sự di chuyển của chớnh front lạnh từ vựng vĩ độ cao xuống, mà qỳa trỡnh khụng khớ lạnh di chuyển xuống Đụng Nam hoặc Nam Trung hoa, front lạnh được hỡnh thành ở khoảng 25-35 độ
vĩ bắc, rồi từđú tràn vào lónh thổ nước ta. Trong trường hợp mạnh, nú cú thể kộo dài và nối với front lạnh kộo từ phớa đụng bắc quần dảo Nhật bản xuống khu vực đụng nam Trung quốc, như front lạnh ngày 15/11/2004 trong hỡnh 4.4.
Trờn đõy là trường hợp front lạnh tràn về nước ta cú vẽđược đường front. Tuy nhiờn khụng phải khi nào front lạnh tràn về ta cũng cú thể vẽđược đường front, mà cú thể chỉ vẽ được đường đứt, thậm chớ đường đứt cũng chưa thoả món tiờu chuẩn theo quan điểm kinh điển. Trong những trường hợp vẽ được đường front thỡ thường thấy front lạnh hỡnh thành ở khu vực cận nhiệt đới, như trờn đó núi, ở 25-35 độ vĩ bắc. Trờn bản đồ bề mặt cũng như trờn ảnh mõy vệ tinh trong một số trường hợp nú được nối với front lạnh ở vựng vĩđộ cao, thường ở phớa đụng hoặc đụng bắc Nhật bản. Chớnh vỡ võy mà phần front lạnh qua nước ta luụn luụn cú hỡnh dỏng như cỏi đuụi của dải mõy hỡnh dấu phẩy.
Từ những phõn tớch trờn rỳt ra một đặc điểm quan trọng là: Front lạnh trờn khu vực nước ta được hỡnh thành từ rỡa đụng nam của ỏp cao lục địa, chứ khụng phải từ
xoỏy thuận như front ngoại nhiệt đới. Song cũng cú trường hợp người ta vẽ được
đường front, chạy từ một rónh hoặc tõm ỏp thấp rất nhỏở phớa tõy, vắt ngang qua Bắc bộ rồi chạy lờn phớa đụng bắc, kộo lờn vựng ngoại nhiệt đới, nối với rónh hoặc ỏp thấp
ở phớa đụng Nhật bản. Cả trong trường hợp như thế, đường front vẫn men theo rỡa cao ỏp.
Ngoài ra cũn cú những trường hợp khụng khớ lạnh tăng cường cũng khụng vẽ được đường front. Thường xảy ra tỡnh huống là khu vực miền Bắc nước ta đó nằm sõu trong lưỡi cao lạnh, khớ đoàn lạnh lại di chuyển từ từ xuống phớa nam, hoặc khối khụng khớ trờn khu vực cao nguyờn Võn Nam-Quý Chõu từ từ tràn xuống cũng làm cho khụng khớ lạnh trờn khu vực miền Bắc nước ta được tăng cường. Chớnh vỡ vậy mà
ở nước ta thường dựng thuật ngữ "khụng khớ lạnh" (sự xõm nhập của khụng khớ lạnh).
d) Thời tiết trong khụng khớ lạnh trờn khu vực nước ta
Thời tiết trong khụng khớ lạnh trờn khu vực nước ta khụng giống như vựng vĩ độ cao, mà phụ thuộc vào thời gian trong năm rất rừ rệt. Nếu khụng khớ lạnh vào cỏc thỏng chớnh đụng thỡ mưa nhỏ, mưa phựn là chủ yếu. Tuy vậy ta vẫn cú thể chọn ra những đặc điểm chung nhất cho thời tiết khu vực nước ta khi cú front lạnh, trong điều kiện độẩm trung bỡnh khụng quỏ thấp, như trong bảng 4.2 dưới đõy.
Bảng 4.2 Hiện tượng / yếu tố thời tiết trong front lạnh trờn khu vực nước ta
Hiện tượng/
yếu tố Trước khi front qua Front qua Sau khi front qua
Nhiệt độ ấm, trời oi đột ngột hạ xuống,
lạnh Hạ xuống từ từ, rột đậm
Khớ ỏp tăng khụng rừ rệt tăng tăng lờn từ từ
Mõy Ci, Cs tăng lờn Cb, As, Ac Ac, Cu, Sc
Giỏng thuỷ mưa rào nhẹ ngắt
quóng khi kốm dụng chớp mưa, mưa lớn, đụi và mưa đỏ
mưa phựn, mưa rào nhẹ sau đú trời
quang Năng kiến từ đẹp chuyển õm
u, mự xấu, sau đú tốt dần xấu, trừ khi trời quang mõy
Gớo (Bắc bộ) thay đổi N đến NE NE đến E
Front lạnh vào cỏc thỏng chuyển mựa thường cú mưa dụng, mưa lớn, thậm chớ cú tố lốc và mưa đỏ, vỡ nú được kết hợp với cỏc hỡnh thế thời tiết khỏc, như ỏp thấp núng phớa tõy, đặc biệt khi cú bóo và ỏp thấp nhiệt đới hoạt động trờn Biển Đụng hay
đổ bộ vào khu vực từ Trung bộ trở ra.
Trong những thỏng chớnh đụng, nếu trời khụ hanh, khi khụng khớ lạnh tràn về
thường chỉ cú giú mạnh, ỏp tăng, nhiệt độ giảm nhưng khụng gõy ra mưa, thường rột khan. Tiếp theo, miền bắc cú thể duy trỡ nhiều ngày nằm sõu trong lưỡi cao, khụng khớ khống chế trờn khu vực nước ta bắt đầu biến tớnh, chủ yếu là về nhiệt và ẩm. Khi trời
đủ ẩm, thời tiết chuyển đầy mõy, mưa nhỏ, mưa phựn, giú rột kộo dài, thậm chớ cú băng giỏ sương muối và tuyết trờn vựng cao.
Trường hợp khối khụng khớ trờn khu vực nước ta khụng cú biến tớnh đỏng kể, trời tiếp tục khụ, sẽ xuất hiện mõy thấp ban ngày và quang mõy ban đờm, khi ấy nhiệt
độ tối thiểu ban đờm cú thể xuống rất thấp, gõy ra sương giỏ ở vựng đồng bằng, sương muối và băng giỏ ở vựng trung du và miền nỳi; đặc biệt trờn vựng nỳi cao phớa bắc và
đụng bắc cú thể cú tuyết. Thớ dụ như một sốđợt front lạnh về vào cuối thỏng thỏng 12,
đầu thỏng giờng cỏc năm gần đõy.