Chương 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ NĂNG LƯỢNG BÃO
1.3 Quan hệ giữa SST, dòng xiết cận nhiệt đới với bão ở TBTBD và bão trên
1.3.2 Quan hệ giữa SST, dòng xiết cận nhiệt đới với bão trên Biển Đông
Nhiều nghiên cứu cho thấy SST là nhân tố quan trọng đối với hoạt động của bão trên Biển Đông. Điều này là do SST liên quan quan đến hoàn lưu khí quyển mực thấp ảnh hưởng đến hoạt động của bão (Chen. G, 2011 [50], Tahereh và ctv 2017 [122], Richard và Zhou 2014 [110], Bo Xiang và ctv 2020 [41]). Ảnh hưởng của SST dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong mô phỏng thông lượng ẩn nhiệt, dẫn đến thay đổi về kết quả mô phỏng cường độ và quỹ đạo bão. Khi trường SST tăng ở phía Bắc Biển Đông, dẫn đến giá trị cường độ bão cực đại tăng lên (Chiang và ctv, 2011 [54], Sun và ctv, 2017 [120]).
Ở Việt Nam, mối liên hệ giữa SST và cường độ bão cũng đã được nghiên cứu từ đầu thập kỷ 90. Lê Đình Quang và ctv (1987, 1991) [17], [18] cho thấy cường độ bão tăng (giảm) khi di chuyển trên mặt có SST cao (thấp). Đồng thời cho thấy tương quan giữa SST với cường độ của bão trên Biển Đông. Trần Duy Bình (1991) [2] dựa trên bộ số liệu thám sát bão bằng máy bay cho thấy mối tương quan giữa SST với vị trí tâm bão, gió cực đại và khí áp. Mối quan hệ thực nghiệm giữa SST và cường độ gió bão cực đại (Vmax) trên Biển Đông đã được Thanh và ctv (2019) [123] xây dựng dưới dạng hàm logarit tự nhiên cho thấy Vmax trong khu vực này tăng chậm hơn so với dạng tuyến tính và hàm mũ là do biên độ dao động SST ở Biển Đông hẹp (trong khoảng 240C-300C) so với khu vực Bắc Đại Tây Dương hoặc trên toàn bộ khu vực TBTBD.
Nhiều nghiên cứu cho thấy hoàn lưu quy mô lớn ảnh hưởng đến sự di chuyển và vị trí hình thành của bão. Do đó, bất cứ yếu tố gì ảnh hưởng đến các điều kiện quy mô lớn sẽ gây ra sự thay đổi trong hoạt động của bão (Holland, 1983 [73]; Wu và Zhao, 2012 [139]; Wu và ctv, 2012 [140]). Vấn đề này, biến động SST ở trung tâm-đông xích đạo Thái Bình (liên quan đến ENSO) và PDO đóng vai trò quan trọng liên quan đến sự thay đổi điều kiện quy mô lớn ảnh hưởng đến sự hình thành và quỹ đạo của bão trên Biển Đông; chẳng hạn như những thay đổi ACTBD (Wang và ctv, 2013 [127]) hay sự thay đổi hoàn lưu gió mùa trên Biển Đông liên quan đến rãnh gió mùa (Wu và ctv, 2012 [140]).
Dựa trên chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển vùng Nino 3,4, nhiều nghiên cứu cho thấy số lượng bão trên Biển Đông là thấp hơn trung bình nhiều năm trong các năm El Niño nhưng cao hơn trung bình nhiều năm trong năm La Niña. Nguyên nhân chủ yếu của sự biến động số lượng bão là do dòng giáng, dòng thăng liên quan đến hoàn Walker và các sự kiện nước biển ấm (lạnh) ở trung tâm-đông xích đạo Thái Bình Dương, dẫn đến xoáy tương đối ít (nhiều) trên Biển Đông; Sự xê dịch về vị trí và thay đổi về cường độ của trung tâm đối lưu khu vực xích đạo Thái Bình Dương trong điều kiện nước biển ở trung tâm xích đạo ấm hơn (lạnh hơn) (Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Trọng Hiệu (2004) [16], Đinh Bá Duy và ctv (2016) [6], [7]; Trần Quang Đức và ctv (2020) [8], Chan và ctv (2000) [46], Goh (2010) [70], Wang và ctv (2014) [130]).
Dựa trên số liệu bão từ JMA, Ling và ctv (2014) [102] đã xem xét đặc điểm của yếu tố môi trường đối với bão hình thành trên Biển Đông và bão từ bên ngoài TBTBD di chuyển vào. Kết quả cho thấy ACTBD rút ra phía Đông (hoặc lấn về phía Tây) dẫn đến ít (nhiều) bão từ ngoài TBTBD vào Biển Đông. Đồng thời cũng cho thấy chênh lệch SST giữa các năm bão cao và thấp là không đáng kể và chỉ ra SST trên Biển Đông luôn đáp ứng đủ điều kiện cho bão hình thành và tiến triển (Hình 1.15). Chỉ số ACE cũng được sử dụng trong nghiên cứu này nhưng chỉ để minh chứng về sự khác biệt giữa bão hình thành trên Biển Đông và bão từ ngoài TBTBD di chuyển vào.
Hình 1. 15. (a) Sự khác biệt trung bình SST trong các năm cao và thấp của bão hình thành trên Biển Đông và (b) bão từ ngoài vào Biển Đông
Wang (2012) [129], Zuki và ctv (2008) [150], Wang và ctv (2014) [140] cho thấy SST cao và lượng bốc hơi lớn hơn từ bề mặt đại dương ở khu vực Nam Biển Đông trong những năm El Niño. Tuy nhiên, trong những này, dòng giáng hoạt động mạnh ở khu vực TBTBD đã làm hạn chế sự vận chuyển của hơi nước lên tầng trên, dẫn đến hàm lượng ẩm thấp hơn ở tầng đối lưu giữa, do đó bất lợi đến sự hình thành bão trên khu vực Nam Biển Đông.
Wang. L và ctv (2013) [132] cho thấy trên khu vực Ấn Độ Dương, SST cao hơn, dòng thăng phát triển mạnh, không khí hội tụ ở mực thấp (mực 850mb) và trên cao dòng phân kỳ phát triển mạnh (mực 200mb). Đồng thời một phần dòng phân kỳ này hướng về phía Biển Đông, dẫn đến hội tụ tầng đối lưu trên cao và dòng giáng trên khu vực Biển Đông. Hiệu ứng này dẫn đến xoáy nghịch mực thấp, hạn chế bão hình thành và hoạt động trên khu vực Biển Đông.
SST vùng Ấn Độ Dương cũng đã được Richard và ctv (2014) [110] cho thấy tương quan nghịch giữa số lượng bão trên Biển Đông với gradient SST (chênh lệch SST giữa vùng Ấn Độ Dương và bể ấm trung tâm TBTBD). Giai đoạn gradient SST dương (âm), gió đông (gió tây) mực thấp khu vực gần xích đạo thịnh hành, hoạt động đối lưu trên Biển Đông yếu (mạnh), bất lợi (thuận lợi) cho hoạt động của bão và giảm số lượng bão trên Biển Đông trong thời kỳ 1979-1993 và 2003-2010 (tăng trong thời kỳ 1994-2002) (Hình 1.16).
Hình 1. 16. Sơ đồ minh họa hoàn lưu khí quyển liên quan đến (a) Gradient SST (ZSG) dương và (b) âm
Wang. G và ctv (2007) [128] cho thấy APSJ trong mùa đông hoạt động ở khoảng 15°N trên Biển Đông có liên quan đến độ đứt gió thẳng đứng lớn. Đồng thời cho thấy điều kiện môi trường ít thuận lợi cho bão hoạt động trên Biển Đông ở khoảng phía Bắc vĩ tuyến 20°N nhưng thuận lợi từ khoảng vĩ tuyến 6 -15°N. Ảnh hưởng của gió mùa mùa hè đối với sự hình thành bão quy mô nội thập kỷ được Wang X. và ctv (2012) [133] nghiên cứu. Kết quả chỉ ra APSJ và ACTBD là một trong những thành phần quan trọng của hệ thống gió mùa mùa hè ảnh hưởng đến bão hình thành trên Biển Đông quy mô thời gian nội thập kỷ. Dị thường sóng Rossby ở tầng cao ở vĩ độ trung bình lan truyền theo hướng xích đạo liên quan đến bão hình thành trên Biển Đông. Ảnh hưởng của gió mùa trong mùa đông đến sự hình thành của bão hàng năm cũng đã được Wang. L (2019) [131] cho thấy cường độ của gió mùa trong mùa đông có thể đóng vai trò tiềm tàng đến sự hình thành bão trên khu vực Biển Đông.
Nhìn chung, sự khác nhau về SST cao (thấp) giữa Ấn Độ Dương, biển phía Đông Nam Nhật Bản, hay ở trung tâm-đông xích đạo Thái Bình Dương, biển phía Đông Philippines là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự biến động về các yếu tố môi trường, hình thành xoáy nghịch (thuận), hoạt động đối lưu bị hạn chế (tăng cường) trên khu vực TBTBD và Biển Đông. Đồng thời, sự biến động của SST ở các vùng này quan hệ chặt chẽ tới các hoàn lưu quy mô lớn như gió mùa, ACTBD, áp cao Tây Tạng và dòng xiết cận nhiệt đới ảnh hưởng đến hoạt động của bão trên khu vực TBTBD và Biển Đông.