CHƯƠNG 2 : NGUỒN SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Nghiên cứu phân bố mưa khi xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt
vực Việt Nam tương tác với khơng khí lạnh
3.1.1. Đặc điểm của xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với gió mùa đơng bắc tương tác với gió mùa đơng bắc
Mỗi năm trung bình có khoảng 27-28 đợt khơng khí lạnh tràn về nước ta, năm nhiều 1970 có 40 đợt, năm ít 1992 có 21 đợt tập trung vào tháng 10 đến tháng 5 năm sau (trung bình 2.5 đợt một tháng); nhiều nhất vào tháng 1(4 đợt).
Khi khơng khí lạnh xuống gây ra gió đơng bắc mạnh kết hợp với XTNĐ đi vào làm phía bắc XTNĐ tốc độ gió cũng tăng lên đặc biệt hội tụ gió và mưa tăng mạnh. Bình thường khơng khí lạnh gây ra mưa vừa mưa to. Đặc biệt khu vực miền Trung mưa rất to, một trong nguyên nhân chính là do hội tụ địa hình; hội tụ gió đơng bắc và bắc. Phân tích trường hợp bão số 11 Marinae lúc 7h ngày 2/11/2009 ta thấy gió mạnh vùng phía bắc bão và tây bắc bão, đó là vùng hội tụ của gió bão và khơng khí lạnh.
3.1.2. Trường mưa khi xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với gió mùa đơng bắc Nam tương tác với gió mùa đơng bắc
Trường hợp cụ thể bão không mạnh như cơn bão số 4 Muifa ngày 23- 24-25/11/2004)
Tối 24/11 bão vượt qua Côn Đảo và gần sáng 25/11 bão đi qua mũi Cà Mau vào vùng biển Cà Mau - Kiên Giang, sau đó đi sâu vào vịnh Thái Lan.
Bảng 3.1. Lượng mưa quan trắc và dự báo 72h bão Muifa Trạm Lượng mưa quan trắc 72h (X) Lượng mưa dự báo 72h (F) Fi-Xi |Fi – Xi| Đồng Hới 153.0 24.1 -128.9 128.9 Ba Tơ 310.9 110.2 -200.7 200.7 Trà My 515.5 299.1 -216.4 216.4 Tam Kỳ 84.3 62.3 -22.0 22.0 Nam Đông 827.2 312.7 -514.5 514.5 Ba Đồn 158.6 96.2 -62.4 62.4 Đông Hà 221.2 113.9 -107.3 107.3 Huế 747.4 355.6 -391.8 391.8 Quảng Ngãi 54.4 46.3 -8.1 8.1 A Lưới 445.2 106.3 -338.9 338.9 Khe Sanh 120.0 67.9 -52.1 52.1 Cồn Cỏ 80.0 63.1 -16.9 16.9 Tuyên Hóa 144.3 101.5 -42.8 42.8 Đà Nẵng 59.6 64.2 4.6 4.6 Trung bình 280.1 130.2 -149.9 150.5 ME1= 130.2 – 280.1= -149.9 MAE1= 150.5
Như vậy trong trường hợp này dự báo là dưới chuẩn với sai số lượng mưa là 150.5mm (Bảng 3.1)
(a) (b)
Hình 3.1. Bản đồ áp, gió ngày 23/11/2004 và tổng lượng mưa 72h tính đến 7h ngày 26/11/2004
Do hồn lưu bão hẹp nên phạm vi ảnh hưởng trực tiếp không rộng và suy yếu dần khi vào bán đảo Cà Mau nên bão số 4 chỉ gây mưa vừa, mưa to ở các tỉnh miền Tây Nam Bộ với lượng khoảng 30-50mm, mưa rất to ở khu vực Trung Bộ (Hình 3.1)
Trường hợp cụ thể bão số 11 Marinae ngày 1-2/11/2009
Bảng 3.2. Lượng mưa quan trắc và dự báo 72h bão Marinae Trạm Lượng mưa quan trắc 72h (X) Lượng mưa dự báo 72h (F)
Fi-Xi |Fi – Xi|
Đồng Hới 7.3 12.4 5.1 5.1
Ba Tơ 416.9 132.2 -284.7 284.7
Tam Kỳ 107 36.2 -70.8 70.8 Nam Đông 208.2 96.7 -111.5 111.5 Ba Đồn 2.3 18.9 16.6 16.6 Đông Hà 35.7 4.6 -31.1 31.1 Huế 110.4 44.1 -66.3 66.3 Quảng Ngãi 132.2 53.2 -79.0 79.0 A Lưới 439.4 185.3 -254.1 254.1 Khe Sanh 104.5 86.9 -17.6 17.6 Cồn Cỏ 8.3 16.7 8.4 8.4 Tuyên Hóa 23.7 42.3 18.6 18.6 Đà Nẵng 68.7 35.7 -33.0 33.0 Trung bình 151.3 66.7 -84.6 91.6 ME2= 66.7 – 151.3= -84.6 MAE2= 91.6
Như vậy trong trường hợp này dự báo là dưới chuẩn với sai số lượng mưa là 91.6mm (Bảng 3.2)
(a) (b)
Hình 3.2. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 19h ngày 1/11/2009 Từ hình 3.2 mơ tả phân bố mưa quan trắc và mưa dự báo lúc 19h ngày 1/11/2009 cho thấy:
Đới mưa cường độ lớn xảy ra ở phía bắc XTNĐ. Đới mưa của hội tụ đơng bắc kéo dài ra phía đơng bắc. Trường mưa lệch về bắc và tây bắc XTNĐ và đất liền; Mưa chủ yếu là do địa hình và các đám mây dơng phân bố khơng đều. Khơng khí lạnh tràn xuống và xâm nhập do vậy không thấy vùng mưa dơng lớn.
(a) (b)
Hình 3.3. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 7h ngày 2/11/2009 Trên hình 3.3a thì lượng mưa dự báo cho khoảng 12h lúc 7h ngày 2/11/2009 cho thấy: Gió đơng bắc khá mạnh (grandient khí áp tăng mạnh). Khi XTNĐ tiến gần bờ trường mưa dịch phía bắc XTNĐ, trường mưa lệch hẳn về bắc và tây bắc bờ biển nước ta. Lượng mưa đo được lớn phía bắc XTNĐ (có nơi trên 200mm/12h); trong khi mơ hình dự báo 50-100mm. Sai số trong trường hợp này là quá lớn, có nơi trên 100mm; trung bình mưa do mơ hình dự báo ở phía bắc bão thấp hơn nhiều thực tế khoảng 20-50 mm/12h.
(a) (b)
Hình 3.4. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 19h ngày 2/11/2009 Trường hợp lúc 19h ngày 2/11/2009 (hình 3.4) thấy rằng: trường mưa ở đây lệch hẳn về bắc bão. Lượng mưa thực tế ở phía bắc bão lớn hơn nhiều dự báo khoảng 40-70 mm/12h và diện mưa ở phía bắc bão lớn hơn nhiều và trải rộng ra phía bắc.
Sai số lượng mưa khi có tác động của gió mùa Đơng Bắc
(MAE1+ MAE2) : 2 = (150.5 + 91.6) : 2 = 121.1mm
Như vậy, trong trường hợp XTNĐ hoạt động tương tác với khơng khí lạnh thì phân bố về trường mưa có thể được tóm tắt như sau:
- Khi XTNĐ đi lên kết hợp với gió mùa đơng bắc mưa có tác động địa hình.
- Khi XTNĐ đi vào bờ, đới gió mùa đơng bắc mạnh tác động hội tụ mạnh thì mơ hình dự báo thấp hơn thực tế.
- Vùng mưa cường độ lớn tập trung ở phía bắc của XTNĐ, dự báo mơ hình thấp hơn thực tế 121.1mm /72h.
- Trong dự báo XTND, với tác động của khơng khí lạnh, lượng mưa tăng mạnh phía bắc nhưng chú ý nhất là địa hình có hội tụ gió mạnh tạo ra hội tụ mưa địa hình.
3.2. Nghiên cứu phân bố mưa khi xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với gió mùa tây nam vực Việt Nam tương tác với gió mùa tây nam
3.2.1. Đặc điểm của xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với gió mùa tây nam
Gió mùa tây nam tác động lên sự thay đổi hướng của XTNĐ và làm cho gió mạnh lên, đặc biệt ở phía nam. Gió mùa tây nam có nguồn gốc ở Nam Bán Cầu thổi qua Ấn Độ Dương vào Việt Nam và nguồn thứ hai thổi qua xích đạo qua Vịnh Thái Lan, Nam Biển Đông thổi lên theo hướng nam tây nam và tây nam.
(a) (b)
Hình 3.5. Bản đồ phân tích trường gió mặt đất và 500mb lúc 7h ngày 4/8/2007 (Bão số 2)
Từ đây chúng ta có thể thấy gió mùa tây nam thổi mạnh từ Tây Ấn cũng như Nam Biển Đông. Cao cận nhiệt đới rút ra phía đơng và gió mùa tây nam hoạt động
mạnh ở phía nam. Khi XTNĐ đi lên vừa là cao cận nhiệt đới suy yếu vừa là có tác
động của gió mùa tây nam. (Hình 3.5)
3.2.2. Trường mưa khi xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với gió mùa tây nam Nam tương tác với gió mùa tây nam
Trường hợp cụ thể bão Chanthu ngày 12-13-14/6/2004
Bảng 3.3. Lượng mưa quan trắc và dự báo 72h bão Chanthu
Trạm Lượng mưa quan trắc 72h (X) Lượng mưa dự báo 72h (F) Fi-Xi |Fi – Xi| Yên Định 54.5 12.0 -42.5 42.5 Tĩnh Gia 132 46.1 -85.9 85.9 Quỳ Châu 140.5 59.5 -81.0 81.0 Quỳ Hợp 206.5 147.3 -59.2 59.2 Con Cuông 197.3 47.8 -149.5 149.5 Hương Khê 204.1 113.1 -91.0 91.0 Kỳ Anh 185.1 98.2 -86.9 86.9 Hà Tĩnh 355.8 161.2 -194.6 194.6 Vinh 140.4 52.6 -87.8 87.8 Tương Dương 95.2 53.1 -42.1 42.1 Hồi Xuân 53.9 62.4 8.5 8.5 Thanh Hóa 82.1 12.2 -69.9 69.9 Đô Lương 224.3 125.3 -99.0 99.0 Trung bình 159.4 76.2 -83.2 84.5
ME3= 76.2 – 159.4= -83.2 MAE3= 84.5
Như vậy trong trường hợp này dự báo là dưới chuẩn với sai số lượng mưa là 84.5mm (Bảng 3.3)
(a) (b)
Hình 3.6. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 19h ngày 14/6/2004 Từ bản đồ dự báo và phân tích 19h ngày 14/6/2004 (Bão Chan Thu) ta thấy: Mơ hình bắt được vùng mưa ở phía bắc nhưng không bắt được ở phía nam.Tâm mưa cũng bắt được khá chính xác, tuy nhiên tâm mưa dự báo nhỏ hơn lượng mưa quan trắc thực tế. (Hình 3.6)
Bảng 3.4. Lượng mưa quan trắc và dự báo 72h bão số 2 ngày 4-7/8/2007 Trạm Lượng mưa quan trắc 72h (X) Lượng mưa dự báo 72h (F) Fi-Xi |Fi – Xi| Quỳnh Lưu 143.7 42.3 -101.4 101.4 Tây Hiệu 94 12.3 -81.7 81.7 Như Xuân 75.6 34.7 -40.9 40.9 Bái Thượng 83.8 38.4 -45.4 45.4 Yên Định 52.9 16.7 -36.2 36.2 Tĩnh Gia 181.8 76.9 -104.9 104.9 Quỳ Châu 62.3 39.2 -23.1 23.1 Quỳ Hợp 73.4 46.1 -27.3 27.3 Con Cuông 120.6 71.9 -48.7 48.7 Hương Khê 992.8 385.1 -607.7 607.7 Kỳ Anh 635.3 311.9 -323.4 323.4 Hà Tĩnh 527.4 307.1 -220.3 220.3 Vinh 352.5 181.6 -170.9 170.9 Tương Dương 18.4 32.2 13.8 13.8 Hồi Xuân 28.3 21.0 -7.3 7.3 Thanh Hóa 142.3 70.2 -72.1 72.1 Đô Lương 112.9 63.1 -49.8 49.8 Trung Bình 217.5 103.0 -114.5 116.2
ME4= 103.0 – 217.5= -114.5 MAE4= 116.2
Như vậy trong trường hợp này dự báo là dưới chuẩn với sai số lượng mưa là 116.2 mm (Bảng 3.4)
(a) (b)
Hình 3.7. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 19h ngày 4/8/2007 Tính tốn dự báo trường mưa 12h từ 7h 4/8/2007 đến 19h 4/8/2007 trong hình 3.7 cho thấy trường mưa lệch về tây và tây nam bão.
(a) (b)
Hình 3.8. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 19h ngày 5/8/2007 Từ hình 3.8a trên chúng ta thấy: Mưa bão phân bố không đều, tập trung tây nam bão. Tại tâm bão lượng mưa nhỏ hơn khu vực phía tây. Trong khi đó lượng mưa quan trắc thực 12h từ 7h ngày 5/8/2007 đến 19h ngày 5/8/2007 cho thấy: rõ ràng trường mưa lệch về tây và tây nam bão (dự báo lệch về tây nam). Như vậy mưa do XTNĐ có tác động của gió mùa tây nam chủ yến là phía nam, tây nam, tây của XTNĐ. Đới gió mùa tây nam ẩm ln tác động liên tục và kéo dài từ tây sang đông làm cho XTNĐ luôn tăng ẩm.
(a) (b)
Hình 3.9. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 19h ngày 6/8/2007 Từ hình 3.9 ta thấy khi xoáy thuận nhiệt đới vào bờ, trường hợp mưa dự báo trong 12h từ 7h 6/8/2007 đến 19h 6/8/2007 cho thấy: trường mưa lệch về tây và tây nam bão. Đối với lượng mưa dự báo thấp hơn so với thực tế.
Sai số lượng mưa khi có tác động của gió mùa Tây Nam
(MAE3+ MAE4) : 2 = (84.5 + 116.2) : 2 = 100.4mm
Như vậy, trong trường hợp XTNĐ hoạt động tương tác với gió mùa tây nam thì phân bố về trường mưa có thể được tóm tắt như sau:
- Sự tương tác giữa sự xâm nhập của khối khí ẩm và các dịng gió trên bề mặt có hướng chủ yếu là tây nam làm cho XTNĐ tăng ẩm mạnh ở phía nam.
- Với gió thổi từ vùng khí áp cao tới vùng khí áp thấp thì gió mùa tây nam thổi mạnh thì cao áp cận nhiệt đới hoạt động khơng mạnh.
- Khi XTNĐ đi lên đới gió mùa tây nam mạnh chuyển ra phía nam và đơng nam XTNĐ do bị khuất gió, đới mưa cũng đẩy lên theo XTNĐ.
- Khi XTNĐ đi vào bờ đới gió mùa tây nam mạnh chuyển ra phía đơng XTNĐ do bị khuất gió thì trường mưa tập trung tây và tây nam XTNĐ, mơ hình dự báo mưa thấp hơn thực tế 100.4mm/72h.
3.3. Nghiên cứu phân bố mưa khi xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với đới gió tây trên cao vực Việt Nam tương tác với đới gió tây trên cao
3.3.1. Đặc điểm của xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với gió tây trên cao tương tác với gió tây trên cao
Đới gió tây trên cao có vai trị rất quan trọng đối với XTNĐ. Trong cao áp cận nhiệt đới có hai thành phần gió chủ yếu đó là đới gió đơng trên cao và đới gió tây trên cao với độ cao từ 3000m trở lên và có khả năng thay đổi hướng XTNĐ và làm cho mưa, gió tăng lên hoặc giảm xuống. Đây cũng chính là dịng dẫn đường của XTNĐ.
Gió tây trên cao có nguồn gốc ở Bắc Bán Cầu và phía bắc cao cận nhiệt đới thổi từ phía tây qua phía đơng. Gió tây trên cao hạ thấp, nâng lên và cũng có khi có nhiễu động đặc biệt là rãnh trong đới gió tây trên cao.
3.3.2.Trường mưa khi xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với đới gió tây trên cao
Trường hợp cụ thể ATNĐ ngày 17-18-19/10/2009
Bảng 3.5. Lượng mưa quan trắc và dự báo 72h ATNĐ ngày 17-19/10/2009 Trạm Lượng mưa quan trắc 72h (X) Lượng mưa dự báo 72h (F)
Fi-Xi |Fi – Xi|
Đồng Hới 21.5 15.1 -6.4 6.4
Ba Tơ 107 46.7 -60.3 60.3
Trà My 80.1 25.8 -54.3 54.3
Nam Đông 173.5 81.2 -92.3 92.3 Ba Đồn 37.3 20.9 -16.4 16.4 Đông Hà 221.7 119.7 -102.0 102.0 Huế 243.6 139.9 -103.7 103.7 Quảng Ngãi 205.3 127.6 -77.7 77.7 A Lưới 131.7 75.7 -56.0 56.0 Khe Sanh 85.9 29.2 -56.7 56.7 Cồn Cỏ 65.9 12.6 -53.3 53.3 Tuyên Hóa 17.6 29.6 12.0 12.0 Đà Nẵng 134.6 63.1 -71.5 71.5 Trung bình 122.1 62.3 -59.8 61.6 ME5= 62.3 – 122.1= -59.8 MAE5= 61.6
Như vậy trong trường hợp này dự báo là dưới chuẩn với sai số lượng mưa là 61.6 mm (Bảng 3.5)
(a) (b)
Hình 3.10. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 19h ngày 17/10/2009 Hình 3.10 cho thấy: trường mưa lệch về tây và tây nam XTNĐ. Trường mưa ở phía bắc bị kéo ra phía đơng bắc. Với tác động của gió mùa tây nam XTNĐ có hội tụ mạnh ở phía tây nam XTNĐ.
(a) (b)
Hình 3.11 cho thấy: Trường mưa lệch về tây và tây nam XTNĐ, khá trùng hợp với trường dự báo. Đặc biệt phía bắc XTNĐ cả dự báo quan trắc đều không thấy mưa ở phía bắc do bị phân kỳ. Đối với trường hợp trường mưa lệch về tây và tây nam bão, trường dự báo thường thấp hơn thực tế.
(a) (b)
Hình 3.12. Bản đồ mưa dự báo và bản đồ quan trắc lúc 19h ngày 18/10/2009 Từ hình 3.12 ta thấy khi xốy thuận nhiệt đới đi vào gần bờ, đới gió tây trên cao phá phần hội tụ phía bắc, gió mùa tây nam với sự tham gia của các dịng khí nhiệt đới và xích đạo biển có tiềm lượng nhiệt ẩm cao, kết hợp với hoạt động mạnh của các nhiễu động đã tác động lên XTNĐ đem lại một chế độ mưa rất phong phú, cường độ mưa lớn đặc biệt ở phía nam XTNĐ.
Sai số lượng mưa khi có tác động của đới gió Tây: MAE5= 61.6 mm
Như vậy, trong trường hợp XTNĐ hoạt động tương tác với gió tây trên cao phân bố về trường mưa có thể được tóm tắt như sau:
- Đới gió tây trên cao phá phần hội tụ phía bắc. Phía bắc và đông bắc XTNĐ là vùng phân kỳ tốc độ do vậy ít mưa.
- Các mơ hình thường dự báo thấp hơn thực tế ở phía tây, tây nam. Sai số 61.6 mm/72h.
3.4. Đánh giá tác động của địa hình đến phân bố mưa trong xốy thuận nhiệt đới
3.4.1. Đặc điểm của xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở khu vực Việt Nam