CHƢƠNG 3 : SỰ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU Ở KHU VỰC
3.2 Kết quả phân tích trƣờng mƣa
3.2.1. Biến đổi của lƣợng mƣa mùa
Dựa vào hình thế chung trong Bảng 3.4 có thể thấy từ Tháng Một tới Tháng
Ba, lƣợng mƣa trung bình năm đo đƣợc tại các trạm là tƣơng đối thấp, gần nhƣ không đáng kể. Giá trị mƣa đo đƣợc dao động từ 20 mm/Tháng tới 50 mm/tháng. Tuy nhiên sang Tháng Tƣ, giá trị mƣa này thay đổi đột ngột, tăng nhanh lên trên mức khoảng 100 mm/tháng. Liên tiếp các Tháng sau đó, từ Tháng Tƣ đến Tháng Mƣời, giá trị mƣa tăng dần lên trên 200 mm/tháng trong Tháng Năm, 250 mm/tháng trong Tháng Sáu, 300 mm/tháng trong Tháng Bảy và đạt cực đại trong Tháng Tám với lƣợng mƣa trung bình xấp xỉ 300 mm/tháng, thậm chí tại một số trạm nhƣ Móng Cái có thể đạt trên 500 mm/Tháng, Bãi Cháy 400 mm/Tháng. Sau tháng Tám, giá trị mƣa giảm dần, tuy nhiên vẫn đạt mức trên 150 mm/tháng vào Tháng Chín và khoảng 100 mm/tháng vào Tháng Mƣời. Do đó có thể nhận thấy mùa mƣa ở Đông Bắc kéo dài từ Tháng Tƣ tới Tháng Mƣời và hình thế mƣa tạo thành hình parabol với một cực đại vào Tháng Tám. Sự hình thành của cực đại mƣa này là do vùng Đơng Bắc nằm ở vùng chí tuyến do đó trong một năm, dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) chỉ đi qua một lần. Đồng thời do địa hình núi cao nên ITCZ bị cản lại ở khu vực này và khơng thể di chuyển q xa lên phía bắc.
Tháng Mƣời Một đánh dấu sự kết thúc mùa mƣa, bắt đầu mùa khô ở Đông Bắc với sự giảm rất nhanh của lƣợng mƣa khi giá trị đo đƣợc tại hầu hết các trạm dao động trong khoảng 20 mm/tháng tới 40 mm/tháng. Giá trị này tiếp tục giảm trong Tháng Mƣời Hai và các tháng sau đó với lƣợng mƣa chỉ đạt khoảng 10 mm/Tháng tới 20 mm/Tháng. Mùa khô tại Đông Bắc gắn liền với mùa đông lạnh
khi các khối khí lục địa lạnh khơ liên tục đƣợc đƣa xuống phía nam và thống trị thời tiết nơi đây. Các cơn mƣa chỉ là những cơn mƣa nhỏ khi các đợt khơng khí lạnh bắt đầu tràn về và cũng không kéo dài.
Bảng 3.4. Lƣợng mƣa trung bình các Tháng và trung bình năm tại một số trạm tại Đông Bắc Việt Nam từ 1970-2010.
Tên
trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Bắc Giang 26.2 30.1 57.9 96.9 207.8 251.6 272.6 313.5 179.5 97.4 51.6 19.9 1605.5 Bãi Cháy 28.8 24.5 46.8 82.2 210.2 299.0 370.2 437.5 281.6 124.2 28.1 19.0 1962.9 Bảo Lạc 25.6 30.1 46.9 77.0 189.9 233.6 271.8 222.1 114.8 69.8 39.5 21.2 1342.7 Cao Bằng 30.5 32.5 49.3 86.8 218.7 281.7 278.8 265.4 150.1 73.5 40.9 23.4 1532.1 Đinh Lập 29.8 30.6 44.5 100.2 195.9 252.0 319.8 305.5 221.9 75.6 53.4 17.4 1647.1 Hữu Lũng 27.7 30.0 55.6 114.3 200.8 246.9 287.6 293.4 171.5 81.7 39.9 19.8 1569.8 Lạng Sơn 39.5 22.7 51.0 88.5 182.2 209.2 260.2 237.2 135.5 78.4 43.9 24.7 1402.9 Lục Ngạn 27.5 28.6 48.9 105.0 192.5 224.7 272.9 255.8 183.2 78.7 44.7 20.3 1482.3 Móng Cái 49.0 40.0 63.2 118.0 307.5 510.2 514.5 496.6 295.0 141.0 74.7 31.1 2741.4 Nguyên Bình 47.7 45.4 63.4 99.8 256.9 327.6 350.9 332.2 213.7 104.1 59.3 36.0 1937.5 Phủ Liễn 28.0 29.2 50.1 86.6 209.9 244.9 242.7 378.1 255.7 118.6 45.9 25.5 1715.7 Sơn Động 24.6 28.6 44.6 104.6 205.3 250.3 328.7 322.1 212.2 82.8 47.5 19.4 1671.7
3.2.1.1. Xu thế biến đổi của lượng mưa trung bình năm
Xu thế biến đổi của lƣợng mƣa trung bình nhiều năm của các trạm Đơng Bắc trong các 4 giai đoạn từ 1971 tới 2010 đƣợc biểu diễn trong Bảng 3.5. Xu thế của
mƣa đƣợc nhận thấy rõ nhất tại hầu hết các trạm là sự giảm so với trung bình diễn ra trong 3 thập kỉ đầu tiên và tăng so với trung bình diễn ra trong thập kỉ cuối cùng. Trong các thập kỉ có xu thế giảm, lƣợng giảm diễn ra mạnh nhất trong thập kỉ thứ 3 (1991-2001), hai thập kỉ còn lại tốc độ giảm là tƣơng đối giống nhau. Các trạm có lƣợng mƣa trung bình năm giảm lớn nhất là Đình Lập, Lạng Sơn, Sơn Động, các
trạm có lƣợng mƣa trung bình năm giảm nhỏ nhất là Bắc Giang, Bảo Lạc, Móng Cái. Trong giai đoạn cuối, xu thế tăng mạnh nhất diễn ra tại các trạm Đình Lập, Móng Cái, Sơn Động. Tuy nhiên, về giá trị tuyệt đối, lƣợng mƣa giảm có giá trị lớn hơn lƣợng mƣa tăng rất nhiều, do đó xu thế biến đổi mƣa trung bình năm trong tồn bộ giai đoạn 1971-2010 là xu thế giảm.
Bảng 3.5. Biến động lượng mưa trung bình qua các thập niên giai đoạn 1971-2010
Trạm 1971- 2010 1971- 1980 Chênh lệch 1981-1990 Chênh lệch 1991-2000 Chênh lệch 2001-2010 Chênh lệch Bắc Giang 1605.5 1591.9 -13.6 1638.2 32.7 1601.0 -4.5 1600.6 -4.8 Bãi Cháy 1962.9 2081.1 118.2 1803.7 -159.2 1815.2 -147.7 1973.0 10.2 Bảo Lạc 1342.7 1284.2 -58.5 1283.7 -59 1242.6 -100.1 1350.0 7.3 Cao Bằng 1532.1 1314.3 -217.8 1559.0 26.9 1431.6 -100.5 1585.0 5.2 Đinh Lập 1647.1 1577.8 -69.3 1437.1 -210 1386.9 -260.2 1774.9 127.8 Hữu Lũng 1569.8 1495.8 -74 1458.8 -111 1416.2 -153/6 1621.9 52.1 Lạng Sơn 1402.9 1413.2 10.3 1351.3 -51.6 1143.3 -259.6 1449.9 47.0 Lục Ngạn 1482.3 1385.5 -96.8 1481.9 -0.4 1333.6 -148.7 1533.4 71.1 Móng Cái 2741.4 2729.4 -12 2364.7 -376.7 2643.2 -98.2 2853.3 111.9 Nguyên Bình 1937.5 1863.3 -74.2 1845.1 -92.4 1779.7 -157.8 1951.8 14.2 Phủ Liễn 1715.7 1884.5 168.8 1575.1 -140.6 1615.2 -100.5 1676.4 -39.3 Sơn Động 1671.7 1517.0 -154.7 1515.3 -156.4 1285.3 -386.4 1845.6 173.9
Xu hƣớng giảm của lƣợng mƣa trung bình năm của các trạm Đông Bắc đƣợc biểu diễn chi tiết hơn qua phƣơng trình xu thế đƣợc biểu diễn trong Bảng 3.6 và Hình 3.15. Hệ số a của phƣơng trình hồi quy tuyến tính là âm tại hầu hết các trạm, chỉ có duy nhất hai trạm Cao Bằng và Sơn Động có hệ số a là dƣơng. Xu thế giảm mạnh nhất đƣợc nhận thấy tại Phủ Liễn (hệ số a bằng -10.481) và Bãi Cháy (hệ số a bằng -8.2379). Trạm Đình Lập có xu thế giảm nhỏ nhất (hệ số a là -0.4206), hay nói
cách khác, giá trị mƣa trung bình năm tại trạm này gần nhƣ khơng thay đổi trong suốt giai đoạn.
Bảng 3.6. Phƣơng trình xu thế tuyến tính của lƣợng mƣa trung bình năm các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010
STT Tên trạm Phƣơng trình xu thế 1 Bắc Giang y = -4.643x + 1662. 2 Bãi Cháy y = -8.2397x + 2038.4 3 Bảo Lạc y = -3.2077x + 1322.6 4 Cao Bằng y = 1.3362x + 1408.1 5 Đình Lập y = -0.4206x + 1514.9 6 Hữu Lũng y = -1.132x + 1483. 7 Lạng Sơn y = -6.0553x + 1429.7 8 Lục Ngạn y = -2.812x + 1444.6 9 Móng Cái y = -4.4726x + 2673.7 10 Nguyên Bình y = -3.91x + 1892.1 11 Phủ Liễn y = -10.481x + 1858.8 12 Sơn Động y = 2.8893x + 1444.2
Hình 3.15: Đồ thị hệ số a của xu thế tuyến tính lƣợng mƣa trung bình năm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010.
Hình 3.16 biểu diễn biến trình nhiều năm của các trạm Đơng Bắc trong giai đoạn (1971-2010). Xu thế giảm mƣa diễn ra tại hầu hết các trạm, trạm có xu thế mƣa giảm mạnh nhất là Phủ Liễn, tuy nhiên trạm có lƣợng mƣa giao động giữa các năm lớn nhất là trạm Móng Cái, với sự chênh lệch lên tới khoảng 1500 mm/năm. Tiếp theo là trạm Lạng Sơn và Bãi Cháy với sự dao động của giá trị mƣa giữa các năm là khá rõ nét, từ 1500 mm/năm tới 1000 mm/năm. Các trạm còn lại, sự dao động này là không quá lớn, xung quanh giá trị 500 mm/năm tới 1000 mm/năm.
Hình 3.16: Biến trình nhiều năm và xu thế của lƣợng mƣa năm tại các trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010
Hình 3.17: Biến trình nhiều năm và xu thế của lƣợng mƣa mùa đông tại các trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010
Không giống với xu thế giảm của lƣợng mƣa trung bình năm, lƣợng mƣa trung bình 6 tháng mùa đông nhận thấy xu thế tăng nhẹ tại một số trạm trong suốt giai đoạn nghiên cứu. Xu thế giảm đƣợc nhận thấy tại Bảo Lạc, Đình Lập, Lạng
Sơn, Bắc Giang, Bãi Cháy, tuy nhiên tốc độ giảm cũng không lớn nhƣ tốc độ giảm của lƣợng mƣa trung bình năm, các hệ số hồi quy âm chỉ dao động trong khoảng -0.5 tới -1.7.
Hình 3.18: Biến trình nhiều năm và xu thế của lƣợng mƣa mùa hè tại các trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010
Trong khi xu thế biến đổi của lƣợng mƣa trung bình 6 tháng mùa đông là khơng rõ ràng giữa các trạm, thì lƣợng mƣa trung bình 6 tháng mùa hè phản ánh sự giảm rất rõ nét khi các hệ số hồi quy của các trạm đều đạt giá trị âm lớn, ví dụ nhƣ tại các trạm Bãi Cháy, Cao Bằng, Lạng Sơn … Tại các trạm khác, giá trị hồi quy cũng dao động xung quanh -1. Chỉ có 2 trạm Đình Lập, Sơn Đơng có giá trị hồi quy dƣơng.
Hình 3.19: Biến trình nhiều năm và xu thế của lƣợng mƣa 3 tháng chính đơng tại các trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010
Mặc dù xu thế giảm mƣa là không rõ ràng trong 6 tháng mùa đông, tuy nhiên khi thu hẹp quy mơ thời gian, với trung bình 3 tháng mùa đông, xu thế mƣa lại thể hiện rõ ràng sự tăng ở tất cả các trạm. Đồ thị cũng cho thấy trong giai đoạn 1985- 1990 xuất hiện một giai đoạn tăng mƣa rất mạnh. Các giai đoạn sau đó, lƣợng mƣa lớn cũng đƣợc nhận thấy tại các năm 1996, 2001 và 2008. Do đó nếu chỉ xét riêng 3 tháng mùa đơng, lƣợng mƣa lại có xu hƣớng tăng nhẹ.
3.2.1.5. Xu thế biến đổi lượng mưa 3 tháng mùa hè
trạm. Trong khi một nửa số trạm có giá trị hệ số hồi quy âm, thì các trạm có hệ số hồi quy dƣơng cũng khơng thật sự rõ ràng. Do đó có thể nhận thấy, sự thay đổi mƣa lại diễn ra mạnh mẽ trong các tháng chuyển mùa, thay vì trong các tháng chính hè.
Hình 3.20: Biến trình nhiều năm và xu thế của lƣợng mƣa 3 tháng chính hè tại các trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010
3.2.2. Biến đổi mùa mƣa theo thời gian.
Dựa trên kết quả phân tích lƣợng mƣa trung bình tháng tại các trạm Đơng Bắc đã đƣợc phân tích trong Mục 3.2.1 có thể nhận định tháng bắt đầu mùa mƣa tại khu vực này là Tháng Tƣ, cao điểm của mùa mƣa vào Tháng Tám và kết thúc mùa mƣa vào Tháng Chín. Mục 3.2.2 và 3.2.3 cũng cho thấy mƣa tại Đơng Bắc có xu hƣớng giảm cả về diện và lƣợng trong suốt 4 thập kỉ. Mặc dù sự chuyển từ mùa khô sang mùa mƣa ở Đông Bắc không thật sự mạnh mẽ nhƣ q trình chuyển mùa của gió mùa mùa hè ở Nam Bộ, tuy nhiên dựa trên lƣợng mƣa trung bình tháng, tháng bắt đầu mùa mƣa tại đây cũng đƣợc đánh dấu bởi sự xuất hiện của các cơn mƣa lớn gây lên sự tăng vọt của lƣợng mƣa quan trắc. Thông thƣờng, các cơn mƣa này đƣợc hình thành bởi sự lấn xuống phía nam của các font lạnh, đi qua Biển Đông, vận chuyển ẩm gây mƣa trong đất liền. Tác động của gió mùa tây nam tới mƣa đầu mùa hè ở khu vực là này khơng thật sự rõ nét. Cũng vì nằm trong khu vực giao tranh của các hệ thống hoàn lƣu nên thời điểm bắt đầu mùa mƣa của vùng Đơng Bắc khơng điển hình nhƣ các khu vực khác của Việt Nam.
Xu thế thay đổi của pentad bắt đầu mùa mƣa tại các trạm Đông Bắc đƣợc biểu diễn trong Hình 3.21 và Hình 3.22. Có thể nhận thấy trong suốt giai đoạn 1971- 2010, ở hầu hết các trạm, mùa mƣa có xu hƣớng xuất hiện muộn hơn. Hệ số a của các phƣơng trình tuyến tính dao động trong khoảng 0.03 tới hơn 0.11. Mặc dù các hệ số này đều mang dấu dƣơng tuy nhiên đều là các giá trị tƣơng đối nhỏ, cho thấy
sự thay đổi của thời điểm bắt đầu mùa mƣa diễn ra không mạnh mẽ. Một cách chi tiết hơn, trong suốt 2 thập kỉ đầu, thời điểm bắt đầu mùa mƣa chỉ dao động nhẹ xung quanh 1 thời điểm trung bình. Sự thay đổi chỉ đƣợc nhận thấy rõ nét nhất trong thập kỉ thứ 3 với thời điểm bắt đầu muộn hơn khoảng 4-5 pentad so với giai đoạn trƣớc đó. Trong pentad cuối cùng, thời điểm bắt đầu này xuất hiện sớm trở lại, tuy nhiên không thật sớm nhƣ 2 thập kỉ đầu tiên. Nhìn chung xu thế chung của thời điểm bắt đầu mùa mƣa là muộn hơn trong tồn giai đoạn.
Hình 3.21. Hình vẽ biểu diễn xu thế thay đổi của pentad bắt đầu mùa mƣa tại các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010.
Cũng có thể nhận thấy ở các mục trƣớc, 2 thập kỉ cuối cùng cũng là 2 thập kỉ diễn ra sự giảm của trƣờng mƣa cả về diện và về lƣợng ở các trạm Đông Bắc. Đồng thời 2 thập kỉ cuối cũng diễn ra sự thay đổi của thời điểm bắt đầu mùa mƣa khi mùa mƣa cũng đến muộn hơn. Thập kỉ 1991-2000 có sự giảm lƣợng mƣa mạnh nhất cũng là thập kỉ có mùa mƣa bắt đầu muộn nhất. Thập kỉ 2001-2010 lƣợng mƣa tăng trở lại thì cũng nhận thấy sự hình thành sớm trở lại của mùa mƣa. Do đó có thể nhận
định giữa thời điểm bắt đầu mùa mƣa và lƣợng mƣa có mối quan hệ rất chặt chẽ. Lƣợng mƣa càng giảm mạnh thì đồng thời mùa mƣa bắt đầu càng muộn.
Thời điểm kết thúc mùa mƣa khó xác định hơn rất nhiều so với thời điểm bắt đầu mùa mƣa do trong các tháng mùa mƣa thƣờng có các giai đoạn gián đoạn (các giai đoạn kéo dài vài tuần khơng có mƣa do sự hoạt động, gián đoạn của các dao động nội mùa). Các giai đoạn này xuất hiện xen kẽ với các ngày mƣa và thƣờng gắn liền với các giai đoạn di chuyển lên phía bắc của ITCZ. Do đó, khi xác định thời điểm kết thúc mùa mƣa thƣờng dễ nhầm với các giai đoạn này. Hơn nữa khi di chuyển từ phía bắc xuống phía nam, ITCZ di chuyển chậm hơn rất nhiều so với sự nhảy vọt từ phía nam lên phía bắc trong giai đoạn đầu mùa hè và đây cũng là một nguyên nhân dẫn những khó khăn trong việc xác định thời điểm kết thúc mùa mƣa một cách chính xác.
Kết quả pentad kết thúc mùa mƣa của các trạm Đông Bắc giai đoạn 1971-2010 đƣợc biểu diễn trong Hình 3.22. Kết quả khá thú vị là mùa mƣa cũng có xu hƣớng kết thúc sớm giống nhƣ xu hƣớng kết thúc của mùa đông. Trong khi thời điểm bắt đầu mùa mƣa muộn hơn (nhƣ đã phân tích ở phần trƣớc) thì thời điểm kết thúc lại sớm hơn. Điều này làm cho mùa mƣa trở lên ngắn hơn. Xu hƣớng này diễn ra tại gần nhƣ hầu hết các trạm và diễn ra mạnh nhất ở những thập kỉ cuối (2001-2010). Mặc dù lƣợng mƣa ở thập kỉ này có xu hƣớng tăng trở lại, nhƣng mùa mƣa lại ngắn đi, cho thấy tần xuất xuất hiện những cơn mƣa lớn đang có xu hƣớng tăng lên. Có thể thấy đây chính là hệ quả của biến đổi khí hậu gây ra ở khu vực này.
Hình 3.22. Hình vẽ biểu diễn xu thế thay đổi của pentad kết thúc mùa mƣa tại các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010
3.2.3. Biến đổi mùa mƣa theo không gian
3.2.3.1. Xu thế biến đổi của phân bố mùa mưa
Hình 3.23. Phân bố lƣợng mƣa mùa trung bình thập kỉ của 3 Tháng Sáu- Bảy- Tám cho khu vực Đơng Bắc
Hình 3.23 cho thấy phân bố mƣa trung bình ba tháng: Tháng Sáu – Bảy -Tám
tại khu vực Đơng Bắc cũng có những sự thay đổi lớn qua từng giai đoạn, đặc biệt trong hai thập kỉ cuối cùng là 1991-2000 và 2001-2010. Trong khi ở 2 thập kỉ đầu,