L Ờ IC ẢM ƠN
3.6.1. Cơ chế động lực
Hình 3.10 đưa ra bản đồ tái phân tích mực 10m tại thời điểm 7 giờ các ngày 14/1 trước khi không khí lạnh gây rét đậm, rét hại và ngày 15/1 khi các tỉnh miền núi phía Bắc bắt đầu đợt rét đậm, rét hại. Trên hình 3.10a cho thấy một khối không khí lạnh đã bắt đầu ảnh hưởng đến khu vực các tỉnh phía đông Bắc Bộ nhưng chưa gây được gió đông bắc mạnh trên vịnh Bắc Bộ (gió đông bắc quan trắc được là 10-11m/s). Trung tâm khối không khí lạnh nằm
lệch về phía Đông Bắc Trung Quốc, đây cũng là hướng tác động đến khu vực vùng núi phía Đông Bắc Việt Nam. Cũng trên bản đồ tái phân tích này nhận thấy một xoáy thuận nhiệt đới đang hoạt động trên vùng biển ngoài khơi các tỉnh Nam Trung Bộ là nguyên nhân khiến KKL di chuyển lệch hơn.
Sang ngày 15/1/2008 (hình 3.10b), lúc này một khối không khí lạnh khác lại được bổ sung và có sự thay đổi khác hoàn toàn so với ngày hôm trước khi hướng tác động lần này theo hướng Bắc - Nam, di chuyển hoàn toàn trên lục địa Trung Quốc và khu vực với các đường đẳng áp dày xít (gradient khí áp lớn) đã mở rộng sâu xuống lãnh thổ Việt Nam. Cường độ gió đông bắc tại thời điểm 7 giờ sáng vẫn chỉ ở mức cấp 5, nhưng tối cùng ngày đã mạnh lên cấp 6-7.
(a) (b)
Hình 3.10. Bản đồ tái phân tích trường gió mực 10m tại thời điểm 7h ngày 14/1 (a) và 15/1/2008 (b)
Bản đồ tái phân tích (hình 3.3) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng gió) ở các mực 925mb và 850mb tại thời điểm 7 giờ ngày 14/1 (ngày bắt đầu đợt rét đậm trên khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc). Trên bản đồ tái phân tích mực 925mb ( hình 3.3a) cho thấy khu vực có độ xoáy dương tập trung trên khu vực vùng biển phía Bắc quần đảo Trường Sa mà không thấy ở bất cứ điểm nào trên lãnh thổ Việt Nam nói chung và khu vực các tỉnh miền núi phía
Bắc nói riêng. Gió đông bắc từ khối không khí lạnh vẫn thể hiện rõ ở mực này trên khu vực các tỉnh vùng núi phía Bắc.
Sang bản đồ tái phân tích mực 850mb (hình 3.3b) đã khác đi hoàn toàn khi trên bản đồ mực này không còn thấy có ảnh hưởng của khồi không khí
lạnh phía Bắc. Hướng gió thịnh hành trên toàn bộ khu vực Bắc Bộ nói chung và các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng chuyển hoàn toàn sang hướng Đông Nam. Như vậy có thể đánh giá tại thời điểm này khối không khí lạnh khi ảnh hưởng đến miền Bắc Việt nam phát triển ở độ cao thấp dưới 1500 mét. Điều này cũng đồng nghĩa với việc khi không khí lạnh tràn về, khả năng thăng lên của phần tử không khí là không có (bị ngăn bởi lớp không khí mực 1500
(a) (b)
Hình 3.11. Bản đồtái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008
Bản đồ tái phân tích (hình 3.12) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng gió) ở các mực 700mb và 500mb tại thời điểm 7 giờ ngày 14/1/2008. Trên bản đồ tái phân tích mực 700mb (hình 3.12a), khu vực có độ xoáy dương lớn hơn 4x10-5/s (khả năng gây mưa) quan sát thấy chạy dọc theo vĩ tuyến 26-28
độ vĩ Bắc (cách khu vực vùng núi Bắc Bộ khoảng 200km về phía Bắc). Một lưỡi áp cao cận nhiệt đới có trục đi qua khu vực Trung Trung Bộ và hướng gió thịnh hành trên khu vực này hoàn toàn chuyển sang hướng Tây Nam tuy nhiên với độ dày xít không lớn (tốc độ gió không mạnh). Trên bản đồ tái phân
tích mực 500mb (hình 3.12b) khu vực có độ xoáy dương lớn hơn 4x10-5/s lúc
này lui gần hơn về phía các tỉnh vùng núi và độ dày của các đường đẳng tốc độ gió cũng dày xít hơn trên khu vực vùng núi Bắc Bộ. Đây là điều kiện tiên quyết khiến khả năng thăng lên của các phần tử không khí ở các tầng không khí thấp hơn bị ngăn cản.
Như vậy cơ chế động lực gây rét đậm, rét hại trên khu vực miền núi Bắc Bộ chính là ảnh hưởng của khối không khí lạnh có kết hợp với hoạt động của đới gió Đông Bắc mạnh tầng thấp làm thăng lên các phân từ không khí bị ngăn cản lại bởi một khối không khí có bản chất nóng ẩm trên mực 1500 mét. Sự ngăn cản này thường hình thành nên một lớp nghịch nhiệt duy trì nêm lạnh ở các tầng không khí bên dưới.
(a) (b)
Hình 3.12. Bản đồtái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008
(a) (b)
Hình 3.13. Bản đồtái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 01/02/2008
Bản đồ tái phân tích (hình 3.13) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng gió) ở các mực 925mb và 850mb tại thời điểm 7 giờ ngày 01/02/2008 (đây là thời điểm rét nhất trong đợt rét đậm, rét hại trên khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc trong đợt này). Trên bản đồ tái phân tích mực 925mb (hình 3.13a)
cho thấy trên khu vực Bắc Bộ nói chung và khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng hướng gió không hoàn toàn thịnh hành theo hướng Đông Bắc mà ngả dần sang hướng Đông Đông Bắc tạo điều kiện cho khả năng cung cấp ẩm từ biển vào là lớn hơn rất nhiều. Cũng trên bản đồ này quan sát thấy khu vực vùng núi Đông Bắc đã xuất hiện những khu vực có độ xoáy dương lớn
hơn 4x10-5/s. Đây là điều kiện tiên quyết để mưa có khả năng xảy ra trên khu vực này. Trên bản đồ tái phân tích mực 850mb (hình 3.13b), một điều rất dễ nhận thấy là một front lạnh xuất hiện trên khu vực vùng núi Tây Bắc và Việt Bắc. Việc xuất hiện front lạnh này cũng là lý do khiến khả năng thăng lên của các phần tử không khí trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Hướng gió thịnh hành trên toàn bộ khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc có hướng Đông Nam duy trì cho khả năng cung cấp ẩm cho toàn khu vực. Suốt dọc các tỉnh vùng núi phía Bắc đã có nhiều điểm xuất hiện độ xoáy dương có giá trị lớn hơn 4x10-5/s.
(a) (b)
Hình 3.14. Bản đồtái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008
Bản đồ tái phân tích (hình 3.14) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng gió) ở các mực 700mb và 500mb tại thời điểm 7 giờ ngày 1/2/2008. Trên bản đồ tái phân tích mực 700mb (hình 3.14a) cho thấy một lưỡi áp cao cận nhiệt đới đang trải dài về phía Tây và có trục hơi nghiêng về phía Nam (hướng Đông Bắc-Tây Nam) đi qua khu vực Trung Trung Bộ. Khu vực các tỉnh Bắc Bộ (trong đó có các tỉnh miền núi phía Bắc) nằm trọn trong khu vực dòng xiết gió Tây Nam trên cao, kèm theo đó là khu vực có độ xoáy dương trải dài theo trục dòng xiết và nằm ngay trên phần phía Bắc của vùng núi Bắc Bộ. Độ dày xít của các đường đẳng tốc là tương đối lớn chứng tỏ tốc độ gió ở mực này là tương đối mạnh. Trên bản đồ tái phân tích mực 500mb (hình 3.14b). Lúc này
khu vực có độ xoáy dương mở rộng ra nhiều trên khu vực phía Bắc với độ xoáy cũng mạnh hơn lên rất nhiều. Vùng trung tâm đã đạt khoảng 10x10-5/s -
12x4x10-5/s. Dòng xiết gió Tây Nam trên cao thể hiện rõ ràng hơn sơ với trên mực 700mb.
Như vậy, ngày rét nhất trong đợt rét đậm, rét hại kỷ lục và kéo dài trên khu vực Bắc Bộ thì cơ chế động lực gây rét đậm, rét hại trên khu vực các tỉnh miền núi phía bắc, ngoài các nhân tố như đã phân tích như trong ngày 14/1/2008 nhưng với cường độ mạnh hơn thì còn có thêm một số yếu tố: xuất hiện front lạnh trên mực 1500 mét trên khu vực biên giới phía Bắc (đây là nhân tố quyết định khả năng thăng lên cưỡng bức của các phần tử không khí tăng lên); độ xoáy dương trên toàn khu vực miền núi trong lớp không khí
1000-2000 mét cũng tăng đáng kể làm tăng khả năng gây mưa. Không khí lạnh gây tình trạng rét đậm, rét hại lại có thêm nhân tố là mưa làm tăng tình trạng rét đậm, rét hại lên rất nhiều.
(a) (b)
Hình 3.15. Bản đồtái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008
Bản đồ tái phân tích (hình 3.15) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng gió) ở các mực 925mb và 850mb tại thời điểm 7 giờ ngày 21/2/2008 (ngày kết thúc đợt rét đậm trên khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc). Trên bản đồ tái phân tích mực 925mb (hình 3.15a) cho thấy trung tâm khối áp cao lạnh không còn nằm trên lục địa Trung Quốc mà di chuyển sang hẳn khu vực phía Nam Nhật Bản. Gió hướng thịnh hành trên toàn bộ khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc chuyển hoàn toàn sang hướng Đông làm biến tính đi hoàn toàn bản chất
của khối không khí lạnh. Trên bản đồ tái phân tích mực 850mb (hình 3.15b)
thay thế hoàn toàn khối không khí lạnh tầng thấp lại là một lưỡi áp cao cận nhiêt đới trải dài về phía Tây và bao trùm lên khu vực các tỉnh Bắc Bộ nói chung và các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng với bản chất là nóng và ẩm. Như vậy khả năng thăng lên cưỡng bức từ khối không khí lạnh của các phần tử khí là mất đi hoàn toàn.
Bản đồ tái phân tích (hình 3.16) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng gió) ở các mực 700mb và 500mb tại thời điểm 7 giờ ngày 21/2/2008. Trên bản đồ tái phân tích mực 700mb (hình 3.16a) không còn xuất hiện dòng xiết trong đới gió Tây trên cao mà chủ đạo là gió có hướng thịnh hành Tây Nam trên khu vực Bắc Bộ. Thay vào đó là một vùng hội tụ gió giữa rìa phía Tây của lưỡi áp cao cận nhiệt đới và các nhiễu động gió Tây cận nhiệt đới. Trên bản đồ mực 700mb lúc này hội tụ gió là không mạnh. Trên bản đồ tái phân tích mực 500mb (hình 3.16b) thấy rõ hơn vùng hội tụ gió như đã phân tích trên mực 700mb.
(a) (b)
Hình 3.16. Bản đồtái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008
Như vậy, cơ chế động lực và vật lý chi phối tính bất thường của đợt lạnh kỷ lục trên các tỉnh miền núi Bắc Bộ kéo dài từ 14/1 đến 20/2/2008 chính là ảnh hưởng của khối không khí lạnh tầng thấp có bản chất lạnh và khô phát triển đủ dày đến độ cao trên 1000 mét và được thăng lên cưỡng bức. Sau đó bị
chặn lại bởi khối không khí có bản chất nóng, ẩm trên mực 1500 mét tạo ra một lớp nghịch nhiệt trên độ cao này ngăn cản khả năng nóng lên của nhiệt độ không khí ở các tầng không khí bên dưới. Sự ngăn cản của các tầng không khí trên cao chính là nguyên nhân duy trì lớp nghịch nhiệt trên mực 1500 mét và làm nó trở nên dày hơn. Cơ chế động lực gây mức độ kéo dài của đợt lạnh bất thường này chính là do mức độ tăng cường liên tục cúa các sóng lạnh từ khối không khí lạnh phía Bắc.