4. Cấu trúc luận văn
2.1.5. Đặc điểm khí hậu
2.1.5.1. Chế độ bức xạ mặt trời và nắng
Nằm trong vĩ độ thấp của Bắc bán cầu, trên toàn khu vực nghiên cứu có khả năng nhận được nguồn bức xạ mặt trời phong phú. Độ cao mặt trời lớn, thời gian được chiến sáng kéo dài… đã tạo ra một nguồn năng lượng bức xạ chiếu tới mặt đất với tổng thời gian có nắng cao.
Với cán cân bức xạ dương, lượng bức xạ cả năm ở khu vực nghiên cứu đạt khoảng 120-130 Kcal/cm2, tháng ít nhất cũng đạt 5-6 Kcal/cm2, tháng nhiều nhất từ 14-15 Kcal/cm2. Do ảnh hưởng của độ cao làm thay đổi tỷ lệ của các thành phần bức xạ trong lượng bức xạ tổng nên lượng bức xạ tổng cộng trên cao bao giờ cũng nhiều hơn các khu vực thấp.
Tổng số giờ nắng trung bình năm phổ biến dao động trong khoảng 1300- 1500 giờ/năm. Phân bố của số giờ nắng có sự khác biệt theo mùa và ngược với sự phân bố của lượng mây. Những tháng có nhiều mây là những tháng ít nắng và ngược lại.
Nắng thường tập trung nhiều trong các tháng mùa hè (VI-IX) mỗi tháng đều có trên 140-160 giờ nắng. Số giờ nắng nhiều nhất vào tháng VII hoặc VIII có thể đạt tới trên 180 giờ nắng. Tháng I là tháng có ít nắng nhất và đây là tháng có nhiệt độ thấp nhất trong năm, trong tháng này chỉ có khoảng 50-65 giờ nắng (bảng 2.1).
Bảng 2.1: Tổng số giờ nắng trung bình tháng và năm (giờ)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định
Hóa 53.3 46.0 44.5 78.4 133.2 141.5 143.3 165.1 167.0 134.4 125.0 85.3 1316.9 Thái
Nắng là một trong những nhân tố có ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe con người, đặc biệt là đối với thị lực và hệ thần kinh. Trong phần lớn hoạt động hàng ngày của con người, bức xạ mặt trời đầu có khả năng đóng góp một phần đáng kể vào quá trình trao đổi năng lượng. Với nguồn bức xạ lớn của miền nhiệt đới, ánh sáng tự nhiên trên toàn khu vực đều phong phú. Tuy nhiên do chế độ gió mùa và lượng mây nhiều ở khu vực đã hạn chế rất nhiều khả năng chiếu sáng cũng như nhiều đặc trưng bức xạ khác vào thời kỳ đông - xuân.
2.1.5.2. Chế độ gió .
Chế độ gió mùa là nguyên nhân chủ yếu tạo ra sự phân hóa mùa sâu sắc trên hầu hết các yếu tố khí hậu cơ bản. Đối với con người, gió có tác dụng lưu thông không khí, điều chỉnh tự nhiên nhiệt độ môi trường, gió cũng góp phần làm sạch môi trường. Tuy nhiên bên cạnh đó gió cũng gây ra những tác hại nhất định đối với sức khỏe con người, ví dụ như gió lạnh thường không có lợi cho sức khỏe của người gia và trẻ nhỏ, gió mạnh làm không khí đổi lưu mạnh và đột ngột gây nên sự mất nhiệt của cơ thể.
Do ảnh hưởng của hoàn lưu gió mùa Đông Nam Á và địa hình nên hướng gió thay đổi theo mùa rõ rệt. Mùa đông thịnh hành hướng gió Đông Bắc hoặc hướng Bắc. Mùa hạ chủ yếu là hướng gió Đông - Nam hoặc hướng Nam.
Tốc độ gió trung bình năm đạt khoảng 1-1.4 m/s ở các khu vực có độ cao dưới 400m và có thể đạt đến 3,0m/s ở độ cao 800-900m. Tốc độ gió thường đạt giá trị thấp nhất vào tháng chuyển tiếp (tháng IX-X) và lớn nhất vào những tháng đầu mùa hè, tháng IV, V (bảng 2.2).
Bảng 2.2: Tốc độ gió trung bình tháng và năm (m/s)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định
Hóa 1.0 1.2 1.0 1.3 1.1 1.1 1.1 1.0 0.9 0.9 0.9 1.0 1.0 Thái
Nguyên 1.4 1.5 1.5 1.6 1.7 1.5 1.5 1.3 1.3 1.3 1.3 1.4 1.4 Tốc độ gió mạnh nhất có thể đạt tới 32m/s trong các tháng mùa hè (bảng 2.3), thường xuất hiện trong các cơn dông.
Bảng 2.3: Tốc độ gió mạnh nhất tháng và năm (m/s)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định
Hóa 16 22 20 32 32 20 25 20 20 20 20 20 32 Thái
Nguyên 14 17 26 25 24 32 28 25 24 22 24 16 32 Vì nằm trong nội địa vùng Đông bắc nên khu vực hầu như không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão. Còn gió mùa đông bắc đợt nào mạnh nhất thổi qua thì sức gió cũng chỉ tới cấp 3 - 4. Nhưng thời kỳ giao tiếp đổi mùa (mùa thu, nhất là mùa
xuân) hay xuất hiện lốc, giông tố địa phương với tốc độ gió lên tới cấp 8-9 gây hậu
quả nghiêm trọng.
2.1.5.3. Chế độ nhiệt
Cũng như nhiều nơi khác ở vùng nhiệt đới, nhiệt độ không khí trung bình năm ở Thái Nguyên khá cao, đạt trị số trung bình 22-230C. Ở Thái Nguyên, nhiệt độ có sự phân hóa rõ rệt theo độ cao địa hình. Đại bộ phận lãnh thổ có độ cao <200 m (tập trung với diện tích lớn >60% diện tích toàn tỉnh, chiếm toàn bộ khu vực phía Bắc và Đông, Tây bắc của tỉnh), có nhiệt độ trung bình năm trên 220C. Sang đến khu vực phía Tây và phía Nam, nhiệt độ giảm dần theo độ cao, ở độ cao trung bình 160-540 m, nhiệt độ trung bình năm dao động trong khoảng từ 22-200C. Lên cao từ 540-900 m, nhiệt độ không khí trung bình năm giảm xuống còn 20-180C.
Bảng 2.4. Nhiệt độ không khí trung bình năm (ºC)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định
Hóa 15.5 17.0 19.8 23.6 26.8 28.2 28.2 27.8 26.6 23.9 20.1 16.6 22.8 Thái
Nguyên 16.0 17.4 20.0 23.8 27.2 28.6 28.6 28.2 27.2 24.8 21.2 17.6 23.4
Biến trình năm của nhiệt độ không khí trung bình có 1 cực đại vào khoảng tháng VI, VII và 1 cực tiểu vào tháng I (hình 2.2).
Hình 2.2. Biến trình năm của nhiệt độ không khí trung bình
Do ảnh hưởng của hoàn lưu gió mùa mùa đông, chế độ nhiệt ở Thái Nguyên có sự phân hóa thành hai mùa: mùa nóng và mùa lạnh rất rõ rệt.
Mùa nóng kéo dài chừng 5 tháng, từ đầu tháng V cho đến cuối tháng IX, nhiệt độ trung bình tháng trên 250C (bảng 5). Đây là thời kỳ có nhiều ngày nóng nực, nhiệt độ tối cao trong những ngày mùa hè thường vào khoảng 30-330C. Tháng VII là tháng có nhiệt độ không khí tối cao trung bình lên cao nhất là 33,10C, nhiệt độ không khí cao nhất có thể đạt trên 40ºC (bảng 2.5).
Bảng 2.5. Nhiệt độ không khí tối cao tuyệt đối tháng và năm (ºC)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định
Hóa 31.3 36.8 36.8 39.9 41.6 38.3 38.3 38.9 37.8 35 33.7 32.5 41.6 Thái
Nguyên 31.1 33.5 35.7 37.7 40.7 39.5 39.2 38.4 37.4 34.9 34 30.6 40.7 Mùa đông, do ảnh hưởng của gió mùa Đông bắc mang không khí lạnh từ phía Bắc tới, làm nhiệt độ giảm rõ rệt. Ở Thái Nguyên, trung bình mùa lạnh (tháng có nhiệt độ < 200C) kéo dài 3 tháng từ tháng XII cho đến tháng II ở những vùng thấp. Tháng I là tháng lạnh nhất trong năm nhiệt độ trung bình tháng hạ thấp xuống tới 15,5-160C ở vùng có độ cao dưới 200m, nhiệt độ không khí tối thấp trung bình có thể xuống tới 12,7-13,70C, trong các tháng XII và II cũng xuống tới 14,4-14,60C.
Nhiệt độ không khí tối thấp tuyệt đối có thể xuống dưới 0ºC ở những khu vực có độ cao 200m trở lên (bảng 2.6).
Bảng 2.6. Nhiệt độ không khí tối thấp tuyệt đối tháng và năm (ºC)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định
Hóa 0.5 3.2 1 11.4 12.5 18.1 20.2 20.5 13.6 8.1 3.9 -0.4 -0.4 Thái
Nguyên 3 1.3 6.1 12.6 16.4 19.7 20.5 21.3 13.9 10.2 1.4 3.2 1.3 Biên độ nhiệt năm tại của nhiệt độ không khí tương đối lớn, vào khoảng 16.6ºC. Biên độ nhiệt ngày vào khoảng 6.6-6.8ºC. Tháng X, XI là thời kỳ có biên độ nhiệt ngày đêm trung bình cao nhất trong năm, với giá trị dao động trong khoảng 8-9ºC; Và giá trị này thấp nhất rơi vào tháng II, III với giá trị khoảng 5-6ºC (bảng 2.7).
Bảng 2.7. Biên độ nhiệt ngày trung bình tháng và năm (ºC)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định
Hóa 6.6 5.8 5.6 6.3 7.8 7.6 7.4 7.7 8.4 8.4 8.9 8.5 6.6 Thái
Nguyên 6.0 5.3 5.1 5.8 7.3 7.2 7.1 7.1 7.6 7.8 8.1 7.5 6.8
2.1.5.4. Chế độ mưa
Tổng lượng mưa năm của Thái Nguyên phổ biến dao động trong khoảng 1500- 2000mm. Phân bố không gian không đồng đều giữa các khu vực. Mưa tập trung nhiều nhất ở phía Tây của tỉnh, với tổng lượng mưa năm trên 2000mm và ít nhất, dưới 1500mm tập trung ở phần phía Đông Nam (Phú Bình, Phổ Yên) (bảng 2.8).
Bảng 2.8. Tổng lượng mưa trung bình tháng và năm (mm)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định Hóa 24.4 28.6 55.9 101.2 209.0 263.7 332.0 307.5 174.2 96.8 42.5 19.6 1655.3 Thái Nguyên 27.9 31.4 61.9 111.7 242.0 323.1 411.6 342.5 235.7 118.3 52.9 23.2 1982.3 Cầu Mai 23.7 38.6 38.9 133.6 239.3 311.9 338.3 339.6 245.0 127.6 62.9 15.1 1914.4 Chã 30.6 26.3 57.8 73.2 177.5 249.0 297.2 246.4 175.4 95.2 50.6 21.8 1501.1 Gia Bẩy 32.4 23.0 60.9 91.2 219.6 239.2 371.3 294.5 208.3 97.7 50.7 30.8 1719.6 Đại Từ 32.1 31.9 60.5 111.2 220.9 267.3 348.7 340.0 228.0 135.8 52.3 24.1 1852.9 Điềm Mặc 45.5 41.7 96.3 127.7 276.6 300.5 501.5 431.0 238.1 121.0 63.7 30.4 2274.0 Đình Cả 21.9 30.4 57.5 122.5 208.1 260.7 331.2 299.4 196.8 85.4 37.5 20.4 1671.8 Mỏ Cẩm 26.7 29.2 78.4 100.3 229.3 247.2 418.0 325.6 221.2 98.1 51.1 20.6 1845.6 Ký Phú 31.7 27.2 52.3 103.2 220.4 292.7 394.8 369.3 234.9 146.4 56.9 24.2 1954.0 La Hiên 18.6 21.5 57.9 82.4 211.8 238.8 312.6 304.8 159.7 68.6 36.9 19.8 1533.3 Phổ Yên 24.1 24.1 50.8 90.1 182.2 247.5 305.1 278.7 195.3 106.9 49.1 22.4 1576.4 Phú Bình 23.6 21.8 49.0 88.4 196.2 221.2 291.6 263.9 171.7 91.7 45.9 17.9 1483.0 Phú Lương 17.4 19.8 43.9 89.1 178.8 227.8 310.3 305.0 200.4 100.3 33.7 14.7 1541.1 Vũ Chấn 30.0 34.4 67.3 101.8 216.0 265.4 388.3 336.9 164.1 60.5 41.5 25.7 1731.9 Thác Bưởi 26.7 39.9 78.2 88.8 247.3 310.5 447.5 354.6 193.9 107.8 44.9 16.4 1956.4
Biến trình năm của lượng mưa thuộc loại biến trình mưa vùng nhiệt đới gió mùa, lượng mưa tập trung vào thời kỳ gió mùa Đông nam, có một cực đại vào tháng VII và một cực tiểu vào tháng XII (hình 2.3).
Hình 2.3. Biến trình năm của tổng lượng mưa.
Phân bố của lượng mưa trong năm có sự phân hóa rất rõ rệt. Mùa mưa thường kéo dài 6-7 tháng, từ tháng IV, V đến tháng IX, X. Mưa tập trung trong thời kỳ từ tháng V đến tháng IX, là thời kỳ hoạt động mạnh nhất của gió mùa Đông nam, lượng mưa trong thời kỳ này chiếm xấp xỉ 80 tổng lượng mưa năm, trong đó tháng VII và VIII là 2 tháng có lượng mưa lớn nhất trong năm.
Ở khu vực nghiên cứu có một mùa khô kéo dài khoảng 3 tháng từ tháng XII đến tháng II, đây là thời kỳ thịnh hành của gió mùa Đông bắc. Lượng mưa trong thời kỳ này dưới 30mm/tháng.
Số ngày mưa trung bình năm của khu vực nghiên cứu phổ biến dao động trong khoảng 150-160 ngày mưa/năm. Tuy lượng mưa có sự chệnh lệch lớn giữa các vùng nhưng số ngày mưa lại không có sự chênh lệch nhiều (bảng 2.9).
Bảng 2.9. Số ngày mưa trung bình tháng và năm (ngày)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định Hóa 9.2 11.6 17.1 17.2 15.6 17.0 18.7 19.0 12.9 9.9 6.6 5.9 160.6 Thái
Số ngày mưa trong năm tập trung vào các tháng mùa mưa, trong đó tháng VI, VII, VIII là những tháng có nhiều ngày mưa nhất, trong các tháng này mỗi tháng có 17-19 ngày mưa. Trong mùa ít mưa, mỗi tháng trung bình không quá 10 ngày mưa, trong đó các tháng XI-XII phổ biến không quá 6 ngày mưa.
2.1.5.5. Chế độ ẩm
Độ ẩm của không khí có vai trò quan trọng trong cân bằng nhiệt cũng như trong việc xác định các đáp ứng chủ quan của cơ thể đối với sự thay đổi của môi trường (bảng 2.10).
Bảng 2.10. Độ ẩm không khí trung bình tháng và năm (%)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Định Hóa 82 83 84 85 82 83 84 85 84 83 82 81 83 Thái
Nguyên 79 82 85 86 82 83 84 85 83 80 78 77 82 Độ ẩm tương đối trung bình năm dao động trong khoảng 82-83%. Độ ẩm tương đối thay đổi theo mùa. Số ngày có độ ẩm cao tương đối nhiều, thời gian có độ ẩm cao liên tục và kéo dài, nhất là trong các tháng cuối mùa đông (tháng III-IV). Biến trình năm của độ ẩm tương đối khá phù hợp với biến trình năm của lượng mưa và ngược lại với biến trình năm của nhiệt độ. Trong năm có thể phân biệt được hai thời kỳ có độ ẩm lớn từ tháng III-X và một mùa độ ẩm thấp hơn từ tháng XI đến tháng II.
2.1.5.6. Các hiện tượng thời tiết đặc biệt
Ngoài chế độ bức xạ, mây, nắng gió; chế độ nhiệt; mưa ẩm, ở Thái Nguyên, mùa đông ở đây có thể gặp các hiện tượng thời tiết đặc biệt như sương mù, sương muối, mưa phùn... Mùa hè có thể có dông, mưa lớn do bão, mưa đá...
* Sương mù.
Sương mùa có thể được xem như những đám mây cấu tạo bởi những hạt nước rất nhỏ, nằm ở lớp không khí sát mặt đất, làm giảm tầm nhìn xa xuống dưới 1 km thậm chí dưới 500m hay ít hơn nữa. Vào những tháng đầu mùa lạnh, khi trời ít
hoặc quang mây, gió nhẹ vào ban đêm thuận lợi cho sự thoát xạ từ mặt đất, thì sương mù bức xạ dễ hình thành và phát triển.
So với các nơi khác sương mù ở khu vực Thái Nguyên không nhiều, trung bình hàng năm ở có khoảng 10 - 45 ngày sương mù/năm. Nơi có nhiều sương mù và sương mù ở đây xuất hiện quanh năm các tháng IX-XII mỗi tháng có từ 6 - 8 ngày sương mù/tháng; các tháng khác mỗi tháng cũng có một vài ngày sương mù.
Các địa phương khác như thành phố Thái Nguyên số ngày sương mù không nhiều lắm trung bình chỉ từ 6-8 ngày/năm. Ở các nơi này, trong những tháng mùa hè vẫn có những ngày sương mù xuất hiện với tần suất nhỏ, trung bình 0,04-0,5 ngày/tháng, sang đến những tháng cuối thu đầu đông số ngày mưa tăng dần lên với tần suất nhỏ: 1,0-1,9 ngày/tháng.
* Sương muối
Thường vào tháng 12 và tháng 1 năm sau, khi kết thúc các đợt gió mùa Đông Bắc, trời nắng hanh, đêm không mây, lặng gió gây bức xạ mặt đất rất mạnh. Nhiệt độ không khí hạ thấp nhanh có thể xuống tới dưới 0oC.Hơi nước trong không khí giáp mặt đất ngưng kết dạng tinh thể muối.Sương muối có thể làm ngưng trệ quá trình trao đổi chất của thực vật.
* Mưa phùn
Ngay từ những tháng 10, 11, 12 đã lác đác có mưa phùn (với tần suất 0,04- 2,7 ngày/tháng), bắt đầu từ tháng 1, số ngày mưa phùn tăng lên rõ rệt trung bình đạt 3,5- 6,3 ngày/tháng. Thời kỳ nhiều mưa phùn nhất rơi vào các tháng lạnh ẩm: tháng 1, 2 với 5-6 ngày/tháng, sang đến tháng 4 số ngày mưa phùn đã giảm đi nhưng vẫn còn 4,2-4,7 ngày/tháng và đến tháng 6 hầu như hết mưa phùn. Tuy số ngày mưa phùn không nhiều nhưng nó cũng có những giá trị tích cực và tiêu cực đối với đời sống con người và cây trồng, vật nuôi và hoạt động du lịch trên địa bàn tỉnh.
* Dông
Cơn dông là những cơn gió lớn thổi đột ngột diễn ra trong thời gian ngắn, thường đi kèm với mưa lớn (mưa rào), gió giật, sét, vòi rồng, mưa đá. Ở nước ta nói chung và ở vùng núi - đồi trung du miền núi Đông Bắc dông thường là dông nhiệt,
dông địa hình (là hiện tượng đối lưu mạnh của khí quyển gây ra sự phóng điện đột ngột kèm theo sấm chớp) và có thể có cả dông động lực (chỉ xuất hiện khi có gió