8. Cấu trúc của đề tài
2.2. Các nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình hình thành, phát triển củabão và áp
thấp nhiệt đới vùng Nam Trung bộ
2.2.1. Vị trí địa lý
Bình Định - Phú Yên - Khánh Hòa, ba tỉnh thuộc vùng Duyên hải Nam Trung bộ. Hệ tọa độ địa lí: Điểm cực Bắc: 14º42’10’’B; Điểm cực Nam: 11º42’50’’B; Điểm cực Tây: 108º37’30’’Đ; Điểm cực Đông: 109º27’55’’Đ. Khu vực nằm hồn tồn trong vùng nội chí tuyến, tiếp giáp biển Đơng nên sẽ chịu tác động của nhiều kiểu hình thế thời tiết, chịu tác động trực tiếp của bão và ATNĐ, gió Tây khơ nóng… điều đó quyết định tính chất của khí hậu: khí hậu nóng quanh năm, mùa khơ và mùa mƣa phân hóa rất sâu sắc; tính chất của bão, hạn hán… Nhƣ vậy, vị trí giáp biển Đơng đã quy định tính chất nội chí tuyến, nóng ẩm, chịu tác động mạnh bởi thiên tai nhƣ bão, ATNĐ.
2.2.2. Nhân tố tự nhiên
2.2.2.1. Nhân tố hồn lưu khí quyển
Khu vực nghiên cứu có 4 hình thế thời tiết chính hình thành khí hậu và tác động đến các hiện tƣợng thời tiết trong vùng, gồm: Khối khơng khí cực đới lục địa, khối khơng khí nhiệt đới biển Ấn Độ Dƣơng, khối khơng khí Xích đạo, khối khơng khí nhiệt đới biển Thái Bình Dƣơng hoạt động theo mùa rõ rệt. Hệ quả tạo ra khi các khối khí đồn này tác động đến vùng Tây Nguyên và Nam Trung bộ hình thành hai cơ chế gió mùa ln phiên khống chế đó là: Gió mùa Đơng Bắc và gió mùa Tây Nam. Hội tụ gió trên cao giữa khối khí nhiệt đới biển Thái Bình Dƣơng (TBg) và khối khí Xích đạo (Em) góp phần tăng cƣờng dải hội tụ nhiệt đới.
45
Hình 2.1: Bản đồ khí tƣợng synop bề mặt ngày 5/11/2019 (khi cơn bão Nakri chuẩn bị đổ bộ)[22]
Với mùa bão trên biển Đơng tính từ tháng VI đến tháng XI, cho thấy có hiện tƣợng dịch chuyển đáng kể đồng thời của vị trí trung bình của rãnh áp thấp, khu vực bão đổ bộ và khu vực cao điểm mùa mƣa từ Bắc bộ đến Nam Trung bộ. Với quy luật biến động đồng thời đó, có thể rút ra đƣợc trong thực tế, mùa bão trên lục địa và ven bờ Nam Trung bộ chỉ kéo dài từ 3 đến 4 tháng. Khi dải hội tụ nội chí tuyến (CITZ) dịch chuyển qua vùng Nam Trung bộ từ tháng 9 đến tháng 11 tạo nhiễu động khí quyển là nguyên nhân chính gây bão trên biển Đơng hoặc tăng cƣờng bão từ Tây Thái Bình Dƣơng vào biển Đơng.
Hồn lƣu gió mùa Đơng Bắc với tính chất khơ - lạnh của khối khí lục địa châu Á cũng là nhân tố tác động mạnh đến hoạt động của bão trên biển Đơng. Gió mùa Đơng Bắc hoạt động mạnh có thể làm giảm nhiệt độ mặt biển, giảm nguồn nuôi dƣỡng và làm suy yếu bão, nhất là những cơn bão cuối mùa khi đổ bộ vào vùng Nam Trung bộ.
2.2.2.2. Nhân tố bề mặt đệm
Bình Định - Phú Yên - Khánh Hòa, ba tỉnh thuộc vùng Duyên hải Nam Trung bộ là một dải lãnh thổ kéo dài, hẹp ngang và có đặc điểm địa hình tƣơng đối phức tạp, phần phía Tây là sƣờn Đông của Trƣờng Sơn Nam, ôm lấy vùng Tây
46
Ngun, phía Đơng là biển Đơng. Ở đây, có các nhánh núi đâm ngang ra biển đã chia nhỏ phần duyên hải thành các vùng đồng bằng duyên hải nhỏ hẹp, tạo nên hàng loạt các bán đảo, vũng vịnh và nhiều bãi biển đẹp.
2.2.2.3. Nhân tố khác
Quá trình hình thành, phát triển của bão và áp thấp nhiệt đới còn liên quan đến sự phát triển của một cơn lốc xoáy ấm, do sự đối lƣu đáng kể trong một mơi trƣờng khí quyển thuận lợi.
Các điều kiện hình thành bão nhiệt đới: nhiệt độ mặt nƣớc biển ấm áp, sự bất ổn định bầu khí quyển, độ ẩm cao ở tầng trung lƣu của tầng đối lƣu, lực Coriolis đủ để phát triển một trung tâm áp suất thấp, sự tập trung hoặc sự xáo trộn hiện tại ở mức thấp và gió đứt theo chiều dọc thấp.
1) Nước biển nóng, sự bất ổn định và độ ẩm trung bình
Sóng trong gió mậu dịch là những khu vực gió hội tụ di chuyển từ từ theo cùng một tuyến đƣờng với gió đang lƣu hành đã tạo ra những bất ổn định trong bầu khí quyển có thể dẫn đến sự hình thành của các cơn bão.
Thông thƣờng, nhiệt độ đại dƣơng 26,5 0
C (79,7 0F) trải dài độ sâu tối thiểu 50 m (160 ft) đƣợc coi là nhỏ nhất để duy trì một cơn lốc xốy đặc biệt là cơn xoáy thuận nhiệt đới. Những vùng nƣớc ấm này là cần thiết để duy trì cốt lõi ấm áp làm nhiên liệu cho các hệ thống nhiệt đới. Giá trị này cao hơn 16,1 0
C (60,9 0F), nhiệt độ bề mặt tồn cầu trung bình của các đại dƣơng.
Các cơn lốc xốy nhiệt đới hình thành ngay cả khi điều kiện bình thƣờng khơng đƣợc đáp ứng. Ví dụ, nhiệt độ khơng khí thấp hơn ở độ cao (ví dụ, ở mức 500 hPa, hay 5,9 km) có thể dẫn đến sự hình thành bão nhiệt đới ở nhiệt độ nƣớc thấp hơn, nhƣ một tỉ lệ giảm độ nhiệt nhất định đòi hỏi để bắt buộc bầu khí quyển khơng ổn định đủ để đối lƣu. Trong điều kiện ẩm ƣớt, tỷ lệ này là 6,5 °C/km, trong khi ở trong khơng khí có độ ẩm tƣơng đối nhỏ hơn 100 % thì tỷ lệ giảm độ nhiệt là 9,8 °C/km.
47
nhiệt đới, nhƣng khơng khí ở vùng nhiệt đới thƣờng khơ ở mức này, cho khơng khí có chỗ cho bầu ƣớt (nhiệt độ bầu ƣớt), hoặc mát mẻ khi nó ẩm, đến một nhiệt độ thuận lợi hơn mà sau đó có thể hỗ trợ đối lƣu. Cần có nhiệt độ bầu ƣớt ở 500 hPa trong khí hậu nhiệt đới -13,2 0C để bắt đầu sự đối lƣu nếu nhiệt độ nƣớc là 26,5 0
C và đòi hỏi về nhiệt độ này tăng hoặc giảm một cách tƣơng ứng 1 0
C ở nhiệt độ mặt biển cho mỗi 1 0C thay đổi ở 500 hpa. Dƣới bão lốc xoáy lạnh, nhiệt độ 500 hPa có thể giảm xuống thấp đến -30 0C, có thể bắt đầu sự đối lƣu thậm chí ở mơi trƣờng khơ nhất. Điều này cũng giải thích lý do tại sao độ ẩm ở giữa tầng của tầng đối lƣu, khoảng ở mức 500 hPa, thƣờng là một đòi hỏi cho sự phát triển. Tuy nhiên, khi khơng khí khơ đƣợc tìm thấy ở cùng độ cao, nhiệt độ ở 500 hPa thậm chí cịn lạnh hơn khi bầu khí quyển khơ địi hỏi tỷ lệ mất đi lớn hơn đối với sự bất ổn so với bầu khí quyển ẩm ƣớt. Ở độ cao gần cuối tầng đối lƣu, nhiệt độ trung bình 30 năm (đƣợc đo trong khoảng thời gian từ 1961 đến 1990) là -77 °C (-105 °F). Một ví dụ gần đây về một cơn lốc xốy nhiệt đới duy trì chính nó ở những vùng nƣớc mát hơn là hurricane Epsilon của mùa bão nhiệt đới Đại Tây Dƣơng năm 2005.
2) Lực Coriolis
Khoảng cách tối thiểu 500 km (310 dặm) từ đƣờng xích đạo thƣờng là cần thiết cho cyclogenesis nhiệt đới. Lực Coriolis truyền đạt độ xoáy vào dịng chảy và phát sinh khi gió bắt đầu chảy về phía áp suất thấp tạo ra bởi sự xáo trộn đã có sẵn. Trong các khu vực có lực Coriolis rất nhỏ hoặc khơng tồn tại (ví dụ gần đƣờng xích đạo), chỉ có lực khí quyển đáng kể đóng một vai trị ở đây là lực chênh lệch áp suất (sự chênh lệch áp suất làm cho gió thổi từ cao đến thấp) và một lực ma sát nhỏ hơn; hai lực này một mình sẽ khơng gây ra độ xốy quy mơ lớn địi hỏi cho việc hình thành bão nhiệt đới. Sự tồn tại của một lực Coriolis đáng kể cho phép xoáy phát triển để đạt đƣợc sự cân bằng gió gây ra bởi áp suất chênh lệch. Đây là điều kiện cân bằng đƣợc tìm thấy trong các cơn lốc nhiệt đới đã trƣởng thành cho phép nhiệt tiềm ẩn (latent heat) tập trung gần lõi bão; điều này dẫn đến việc duy trì hoặc tăng cƣờng gió cuộn nếu các yếu tố phát triển khác là trung tính.
48
3) Sự xáo trộn hiện tại ở mức thấp
Cho dù đó là áp thấp trong vùng phủ sóng liên nhiệt đới (ITCZ), một con sóng nhiệt đới, bề mặt frơng hoặc một ranh giới dịng chảy ra ngồi, cần phải có tính năng bậc thấp với độ xoáy và hội tụ đủ để bắt đầu việc hình thành bão nhiệt đới. Ngay cả với điều kiện hoàn hảo ở cấp trên và sự bất ổn định trong khí quyển nhƣ địi hỏi, sự thiếu tập trung bề mặt sẽ ngăn cản sự phát triển của sự đối lƣu hữu hiệu và bề mặt thấp. Lốc xốy nhiệt đới có thể hình thành khi các lƣu thông nhỏ hơn trong vùng hội tụ liên vùng liên nhiệt đới kết hợp.
4) Gió đứt theo chiều dọc thấp
Gió đứt dọc dƣới 10 m/s (20 kt, 22 mph) giữa bề mặt và phần cuối tầng đối lƣu thuận lợi cho sự phát triển của lốc xoáy nhiệt đới. Một gió đứt yếu hơn làm cho cơn bão phát triển nhanh hơn theo hƣớng chiều dọc vào khơng khí, giúp cơn bão phát triển và trở nên mạnh hơn. Nếu gió đứt dọc quá mạnh, cơn bão khơng thể vƣơn lên tồn bộ tiềm năng và năng lƣợng sẽ lan ra trên diện tích q lớn để bão có thể tăng cƣờng. Gió đứt mạnh có thể “thổi” tan cơn lốc xốy nhiệt đới, vì nó làm cho lõi tầng giữa ấm ra khỏi bề mặt lƣu thông và làm khô tầng giữa của tầng đối lƣu, làm ngƣng sự phát triển. Trong các hệ thống nhỏ hơn, sự phát triển của một phức hợp đối lƣu bậc giữa (meoscale) trong mơi trƣờng cắt có thể đƣa ra một ranh giới dòng chảy lớn đủ để phá huỷ lốc xốy bề mặt. Gió đứt trung bình có thể dẫn đến sự phát triển ban đầu của phức hợp đối lƣu và bề mặt thấp tƣơng tự nhƣ vĩ độ trung bình, nhƣng nó phải dịu đi để cho phép sự hình thành bão nhiệt đới tiếp tục.
Gió đứt dọc có giới hạn có thể tích cực đối với việc hình thành các cơn bão nhiệt đới. Khi một vùng khí quyển áp suất thấp tầng cao có cùng mức độ với sự xáo trộn nhiệt đới, hệ thống này có thể đƣợc dẫn dắt bởi hệ thống cấp trên vào khu vực có độ phân tán tốt hơn, có thể gây ra sự phát triển hơn nữa. Cơn lốc xốy phía trên yếu hơn là những ứng cử viên tốt hơn cho sự tƣơng tác thuận lợi. Có bằng chứng cho thấy những cơn lốc xốy nhiệt đới có gió đứt yếu ban đầu phát triển nhanh hơn các lốc xốy nhiệt đới khơng có gió đứt, mặc dù điều này xảy ra với cái giá của một
49
trình này cịn đƣợc gọi là khởi đầu chênh lệch áp suất (baroclinic) của một cơn bão nhiệt đới. Các xốy lốc phía trên và các vùng khí quyển áp suất thấp phía trên có thể gây ra các luồng dòng chảy ra ngồi bổ sung và hỗ trợ trong q trình tăng cƣờng. Cần lƣu ý rằng các rối loạn nhiệt đới phát triển có thể giúp tạo ra hoặc làm sâu vùng khí quyển áp suất thấp phía trên hay vùng thấp phía trên theo sau nó do tia thốt ra từ các xáo trộn hay lốc xoáy nhiệt đới đang phát triển.
Có những trƣờng hợp các đới lớn, vĩ độ giữa có thể giúp ích cho q trình hình thành bão nhiệt đới khi một dịng khơng khí mức cao đi qua phía tây bắc của hệ thống đang phát triển, sẽ giúp tạo ra sự phân kỳ ở trên cao và tràn xuống bề mặt, kéo theo cơn lốc xoáy. Loại tƣơng tác này thƣờng liên quan đến các rối loạn đã có trong q trình thay đổi hƣớng đi.