Vùng B1 B2 B3 B4
Chỉ số J SPI Ped J SPI Ped J SPI Ped J SPI Ped
Không hạn 55.1 65.7 77.2 58.6 63.5 75.7 57.4 61.8 73.5 61.5 65.9 73.8
Hạn nhẹ 23.1 20.8 15.7 26.7 23.3 16.5 27.2 23.8 18.9 32.1 18.4 16.9
Hạn vừa 8.6 9.8 5.4 8.1 11.3 6.1 7.1 12.9 6.4 5.9 14.5 8.6
Hạn nặng 13.2 3.7 1.7 6.6 1.9 1.7 8.3 1.5 1.2 0.5 1.2 0.7
Trong ba ngƣỡng hạn là hạn nhẹ, hạn vừa và hạn nặng, chỉ số J cho tỉ lệ khơng hạn ít hơn 2 chỉ số SPI và PED, trong khi đó tỉ lệ hạn vừa và hạn nặng lại cao hơn. Kết quả này cho thấy khi xác định theo chỉ số J thì hạn hán đƣợc phân định rõ rệt hơn theo các cấp độ hạn.
Hình 3.1: Tần suất hạn các vùng phía bắc
Có thể nhận thấy ở cả 4 vùng khí hậu phía bắc (Hình 3.1), tần suất xuất hiện hạn của chỉ số J dao động trong khoảng từ 40-45%; có nghĩa là trong chuỗi thời gian 1981-2014, tần suất hạn hán xuất hiện chiếm 40-45% thời gian. Xếp thứ hai là chỉ số SPI cho tần suất xuất hiện hạn tƣơng đối ổn định, khoảng 35-40%. Và cuối cùng là chỉ số Ped, chỉ khoảng xấp xỉ quanh ngƣỡng 25%. Nhƣ vậy, chỉ số J cho tần suất xuất hiện hạn ở cả 4 vùng khí hậu là lớn nhất và Ped là thấp nhất.
Về mức độ hạn (theo các cấp độ hạn nặng, hạn vừa, hạn nhẹ và không hạn): - Hạn nhẹ: Chỉ số J cho mức độ hạn nhẹ xuất hiện trong hạn nhẹ là cao hơn
so với hai chỉ số SPI và Ped, ƣớc tính vào khoảng 25-30%, chỉ số SPI dao động từ 20-23%, cá biệt có vùng khí hậu B4 chỉ xấp xỉ 18%. Còn chỉ số Ped cho mức độ xuất hiện hạn nhẹ là thấp nhất, phổ biến khoảng 16-18%. - Hạn vừa, hạn nặng:
+ Theo xu thế chung, chỉ số J luôn cho mức độ xuất hiện hạn vừa, hạn nặng cao hơn hai chỉ số Ped và SPI. Điều này cũng có nghĩa là trong thực tế, với ba vùng khí hậu B1, B2, B3, đối với chỉ số J sẽ có khoảng 15-20% thời gian là xảy ra hạn nặng, hạn nhẹ trong chuỗi thời gian 1981-2014.
Riêng cá biệt với vùng B4 (khu vực Bắc Trung Bộ) mức độ hạn vừa, hạn nặng của chỉ số J lại đặc biệt thấp hơn SPI và Ped.
+ Tần suất xuất hiện hạn vừa, hạn nặng của chỉ số SPI chỉ xấp xỉ 13-15% và chỉ số Ped chỉ dao động trong khoảng 6-8%. Tuy nhiên, đối với tần suất xuất hiện hạn vừa, chỉ số SPI (khoảng 11,25%) lại luôn lớn hơn chỉ số J (xấp xỉ 7,4%). Đặc biệt, đối với vùng khí hậu B4, cả hai chỉ số SPI và Ped đều cho thấy mức độ xuất hiện hạn vừa cao hơn so với chỉ số J. Không những thế, mức độ xuất hiện đối với hạn nặng của 2 chỉ số trên cũng cao hơn chỉ số J. Nhƣ vậy là chỉ riêng đối với vùng khí hậu B4, mặc dù về mức độ xuất hiện hạn hán chỉ số J vẫn chiếm ƣu thế so với 2 chỉ số còn lại nhƣng đối với 2 chỉ tiêu hạn vừa, hạn nặng thì chỉ số SPI và Ped lại cho tần suất cao hơn.
Trong thực tế, chỉ số J thƣờng đƣợc dùng để tính tốn thời điểm bắt đầu hạn hán; giúp chúng ta nhận biết sớm về thời gian xảy ra hay sự bắt đầu của một đợt hạn hán.
Phân tích ba vùng khí hậu phía nam cũng cho kết quả tƣơng tự nhƣ bốn vùng khí hậu phía bắc, trong đó chỉ số J cũng cho tỉ lệ khơng hạn và hạn nhẹ ít hơn hai chỉ số còn lại nhƣng lại cho tỉ lệ hạn vừa và hạn nặng cao hơn. So sánh giữa chỉ số SPI và PED thì chỉ số SPI cho tỉ lệ hạn vừa và hạn nặng lớn hơn (Bảng 3.2).
Bảng 3.2: Tần suất (%) hạn các vùng phía nam
Vùng N1 N2 N3
Chỉ số J SPI Ped J SPI Ped J SPI Ped
Không hạn 48.5 62.7 72.8 60.0 64.7 74.0 59.1 64.0 74.3
Hạn nhẹ 34.8 23.8 18.9 12.8 24.0 18.2 12.9 23.3 15.0
Hạn vừa 8.8 12.5 6.4 5.9 8.3 5.6 9.1 9.5 7.3
Hình 3.2: Tần suất hạn các vùng phía nam
Nhƣ vậy, về tổng thể, mức độ xuất hiện hạn của cả ba vùng phía nam cũng tƣơng đồng nhƣ các vùng khí hậu phía bắc. Tuy nhiên tần suất tại phía nam lại có xu hƣớng cao hơn, với chỉ số J (>50%), SPI (35-40%), Ped (xấp xỉ 25%). Tuy nhiên đối với cả ba vùng phía nam, vùng N1 cho tỉ lệ hạn nhiều hơn hai vùng còn lại, nhƣng chỉ tập trung ở mức độ hạn nhẹ và hạn vừa. Trong khi đó, vùng N2 và N3 cho tỉ lệ hạn nhỏ hơn, nhƣng lại xảy ra chủ yếu ở ngƣỡng hạn nặng.
Nhƣ vậy, với ba chỉ số hạn đƣợc lựa chọn, trong cùng một vùng khảo sát, chỉ số J thƣờng có xu hƣớng cho mức độ hạn hán nặng hơn hai chỉ số còn lại. So sánh giữa hai miền bắc và nam, các vùng khí hậu phía nam cho tỉ lệ hạn nặng lớn hơn; trong đó hai vùng N2 và N3 cho tỉ lệ hạn nặng lớn nhất.
3.1.2. Tần suất hạn theo tháng
Phần tiếp theo, tác giả đƣa ra tần suất hạn diễn biến theo từng tháng của bảy vùng khí hậu với ba chỉ số J, SPI và PED. Trong cả bảy vùng khí hậu, chỉ số J đều cho đƣờng tần suất khác biệt với hai chỉ số còn lại. Cụ thể là, chỉ số J cho tần suất hạn đƣợc phân mùa hạn rõ rệt với những tháng có tần suất lớn hơn 50% và nhỏ hơn 50%. Trong khi đó chỉ số SPI và PED cho tần suất hạn của 12 tháng phổ biến trong khoảng 20% đến 50%.
Hình 3.3: Tần suất hạn theo tháng các vùng phía bắc
Với vùng Tây Bắc (B1) chỉ số J cho kết quả từ tháng 4 đến tháng 9, tần suất hạn nhỏ hơn 30%, đặc biệt trong 3 tháng 6, tháng 7 và tháng 8 tần suất hạn bằng 0 tức là trong giai đoạn 1981 - 2014 hạn không xuất hiện trong 3 tháng này. Trong 3 tháng chính đơng từ tháng 12 đến tháng 2, tần suất hạn lớn hơn 94%. Hai chỉ số SPI và PED cho kết quả khơng có sự chênh lệch giữa các tháng trong năm, so sánh giữa 2 chỉ số thì chỉ số SPI cho tần suất hạn lớn hơn chỉ số PED trong từng tháng. Chỉ số SPI cho giá trị lớn nhất 50% trong tháng 11.
Vùng B2 chỉ số J cho kết quả 2 tháng 6 và tháng 7 hạn không xuất hiện; tháng 11 đến tháng 3 tần suất hạn lớn hơn 70%; các tháng còn lại phổ biến dƣới 40%. Hai chỉ số SPI và PED cho tần suất lớn nhất lần lƣợt 44% và 32% vào tháng 6 và tháng 5. Chỉ số J cho kết quả ở vùng B3 vào tháng 7 hạn không xuất hiện trong giai đoạn số liệu khảo sát. Từ tháng 5 đến tháng 10 hạn xuất hiện với tần suất nhỏ hơn 30%. Các tháng từ tháng 11 đến tháng 4, tần suất hạn lớn hơn 55%, đặc biệt trong tháng 2 hạn xuất hiện trong tất cả các năm. Chỉ số SPI cho 2 cực đại 47% vào tháng 1 và tháng 3. Chỉ số PED cho tần suất cực đại 35% vào tháng 1.
Theo kết quả của chỉ số J, trong vùng B4 hạn xuất hiện cực đại vào tháng 2 và tháng 3 với tần suất 88%, sau đó vào tháng 6 và tháng 7 xuất hiện cực đại thứ 2 với tần suất 50%. Tháng 4 hạn xuất hiện với tần suất 74%. Các tháng còn lại tần suất hạn đều dƣới 50%, đặc biệt trong tháng 9 và tháng 10 hạn không xuất hiện.
Theo quy luật hàng năm, thơng thƣờng các vùng khí hậu B1, B2 và B3 đều xuất hiện hạn nặng vào các tháng mùa đơng là chính, riêng vùng khí hậu Tây Bắc có cả hạn nhẹ trong các tháng mùa xuân. Riêng vùng khí hậu B4, hạn hán thƣờng chỉ xảy ra nặng nề vào những tháng mùa hè.
Tƣơng tự nhƣ vậy, khi xét tần suất hạn theo tháng của 4 vùng khí hậu trên, ta nhận thấy:
+ Đối với chỉ số SPI và Ped, có thể thấy rất rõ đối với 3 vùng khí hậu B1, B2, B3, chỉ số SPI cho thấy quy luật khí tƣợng rõ hơn so với chỉ số Ped; và mặc dù không thể hiện đặc biệt cao trong các tháng mùa đông so với mùa hè nhƣng có thể nhận ra tần suất hạn từ tháng 10 bắt đầu có xu hƣớng gia tăng, cao nhất trong các tháng chính đơng (12-1-2) với tần suất vào khoảng xấp xỉ 40-50% (chỉ số SPI)
+ Đối với chỉ số J, 3 vùng khí hậu phía bắc tần suất xuất hiện hạn hán cũng tuân theo quy luật khí hậu, chủ yếu tập trung vào các tháng mùa đông, bắt đầu từ tháng 10 đến hết tháng 4 năm sau với tần suất hạn trên 80% (từ tháng 11 cho đến tháng 3 năm sau). Những tháng đầu của mùa đông, áp thấp bán vĩnh cửu Aleut (nằm gần quần đảo Aleutia) hoạt động mạnh, khiến cho rãnh Đông Á khơi sâu, tạo điều kiện cho khơng khí lạnh xuống thẳng, đi qua lục địa mang lại thời tiết đầu mua lạnh khô cho miền bắc nƣớc ta. Vùng chịu ảnh hƣởng đầu tiên là vùng núi phía bắc do có các dãy núi đón gió nằm theo hƣớng tây bắc-đơng nam, rồi sau đó mới đến khu vực đồng bằng và trung du, mƣa cũng diễn ra chủ yếu ở sƣờn phía đơng. Đây cũng chính là một phần nguyên nhân dẫn đến hụt lƣợng mƣa trong các tháng mùa đơng. Trong các tháng chính đơng 12-1-2, khi lục địa Trung Quốc thƣờng xuyên bị khống chế bởi khơng khí lạnh cực đới, và khi khối khí này xâm nhập xuống bắc Biển Đông và miền bắc Việt Nam, bề mặt đệm đã bị lạnh đi, do vậy q trình biến tính chậm lại, không gây mƣa rào và dông nhƣ những đợt khơng khí lạnh đầu mùa (độ
bất ổn định khơng cịn mạnh mẽ). Các q trình khơng khí lạnh mới liên tục tràn tới khống chế cịn gây ra q trình rét đậm rét hại, hay tuyết, sƣơng muối ở vùng núi, điều này khiến cho những tháng hạn càng trở nên khắc nghiệt hơn.
- Đến khoảng tháng 3, thời kỳ áp thấp Aleut suy yếu, áp cao Siberi bắt đầu lệch đơng, khiến khối khí lạnh di chuyển về phía đơng, qua biển Nhật Bản và biển Đông Trung Hoa vào nƣớc ta gây thời tiết lạnh ẩm, mƣa phùn, độ ẩm tăng, đặc biệt là vùng ven biển và đồng bằng Bắc Bộ, khiến cho tần suất xuất hiện hạn suy giảm nhanh. Ngoài ra, thời kỳ này đánh dấu sự hoạt động trở lại và mở rộng dần về phía đơng nam của vùng áp thấp nóng phía tây, gây nên những đợt nóng sớm mà ảnh hƣởng đầu tiên chính là khu vực Tây Bắc Bộ, bắt đầu những tháng đầu mùa hạ. Lúc này, áp cao lạnh lục địa di chuyển xuống phía nam, nén rãnh áp thấp phía tây gây thời tiết nắng to, nhiệt độ ban đầu tăng cao, nóng nực thƣờng thấy trƣớc khi khơng khí lạnh tràn về, và tùy thuộc vào q trình nén động lực mà cho mƣa rào và dông. Bởi vậy, mùa mƣa của Tây Bắc Bộ đến sớm hơn khoảng 1 tháng so với các vùng xung quanh (từ tháng 4-9).
- Trong giai đoạn từ tháng 5-9, cả 3 vùng khí hậu B1, B2, B3 chúng ta có thể thấy tần suất xuất hiện rất thấp (dƣới 10%) và hầu nhƣ là khơng có, đây chính là những tháng mùa mƣa, với chỉ số hạn ở ngƣỡng ẩm ƣớt nhất, đặc biệt là vào các tháng 6,7,8. Lý giải cho điều này, đó chính là hoạt động của áp cao cận nhiệt đới ở vị trí cao nhất về phía bắc (trong tháng 8), đƣờng trục sống tiến tới khoảng giữa 30- 350N, dải mƣa chính cũng dịch chuyển đến vĩ độ cao nhất, vắt qua Bắc Bộ là nguyên nhân tăng mƣa nhiều tại các tỉnh phía bắc. Thêm vào đó, khoảng tháng 9, bề mặt miền bắc cịn nóng nên khi những đợt khơng khí lạnh đầu tiên tràn về sẽ gây ra sự xáo trộn mạnh mẽ về nhiệt, ẩm khiến dịng khí ẩm chuyện động đối lƣu lên cao, giải phóng nhiệt lƣợng lớn, có thể cho mƣa rào và dông.
+ Riêng đối với vùng khí hậu B4, tháng ẩm ƣớt nhất, khơng xuất hiện hạn hán, tập trung vào các tháng 9-11.
- Giai đoạn tháng 9-10, trục áp cao cận nhiệt đới chỉ khoảng vĩ độ 18-200N, dải hội tụ nhiệt đới bắt đầu dịch chuyển dần và vắt qua Trung Bộ. Những đợt khơng
khí lạnh xuống đến Trung Bộ, sau khi đi qua vịnh bắc Bộ trở thành khối khơng khí biến tính nóng ẩm và khi khối khí này gặp những dãy núi nhô ra biển nhƣ Đèo Ngang, đèo Hải Vân, đèo Cả cùng dải Trƣờng Sơn đón gió sẽ hội tụ lại và chuyển động cƣỡng bức đi lên thành mây đối lƣu và gây mƣa lớn. Do vậy, khi khơng khí lạnh tràn về kết hợp với nhiều hiện tƣợng nhƣ bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới thì cƣờng độ mƣa sẽ càng lớn và có thể kéo dài nhiều ngày. Cịn tại khu vực Trung Trung Bộ, khi áp cao cận nhiệt đới có cƣờng độ mạnh, ở tầng thấp 850mb là đới gió đơng – đơng nam dày và mạnh, do địa hình dãy Trƣờng Sơn ở khu vực này chạy song song với bờ biển là vùng đón gió, do vậy mƣa lớn diện rộng từ phía bắc đƣờng hội tụ nhiệt đới đến vành ngoài của áp cao, phạm vi mƣa lớn có thể lan tới 2-3 độ vĩ.
- Còn đối với những tháng mùa hè, đới gió tây nam hoạt động mạnh, thổi từ vịnh Thái Lan qua vùng lục địa rộng lớn đến dãy Trƣờng Sơn thì bị trút hết mƣa xuống sƣờn phía tây. Do vậy, sau khi vƣợt qua dãy núi, khơng cịn hơi nƣớc và đi xuống trở thành khối khí khơ nóng, gây nên hiện tƣợng Phơn, nhiệt độ tăng cao, càng làm tăng thêm q trình nắng nóng, khơ hạn tại các tỉnh Trung Bộ.
Hình 3.4: Tần suất hạn theo tháng các vùng phía nam vùng phía nam
Cũng tƣơng tự nhƣ các vùng khí hậu phía bắc, tại phía nam, nhìn chung 2 chỉ số SPI và Ped đều cho kết quả hạn xảy ra đều vào các tháng từ tháng 1 đến tháng 12 với tần suất xuất hiện chủ yếu dao động trong khoảng từ 20-40 %.
+ Đối với 2 vùng khí hậu N2 và N3, tần suất xuất hiện hạn của 2 chỉ số SPI và Ped khơng thực sự rõ ràng, tuy nhiên có thể thấy đƣợc quy luật chung của khí hậu, đó là tần suất xảy ra cao hơn, khoảng từ 30-50% trong các tháng mùa đông và xuân từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
+ Đối với chỉ số J: Tại vùng N1, sau khi kết thúc những tháng mùa hè nóng bức, chuyển giao sang những tháng mùa đông, giai đoạn đầu mùa từ tháng 9-11, hạn hán không hề xuất hiện, điều này có thể dễ lý giải đó là do ảnh hƣởng của những cơn bão muộn và các xoáy thuận nhiệt đới trên khu vực Biển Đơng. Cịn tại vùng khí hậu N2 và N3, từ tháng 5-10, hạn hán cũng hầu nhƣ ở mức xuất hiện rất thấp, do đây chính là những tháng mùa mƣa với hoạt động của đới gió mùa tây nam. Chính những vùng nhiễu động trong đới gió đơng từ rìa của áp cao cận nhiệt, hay những ảnh hƣởng từ hoàn lƣu xa của những vùng xốy thấp hình thành và tách ra từ dải hội tụ nhiệt đới, kết hợp với đới gió tây nam hoạt động mạnh mẽ là tác nhân mang đến những trận mƣa lớn cho các tỉnh thành phía nam. Cịn sang đến những tháng mùa khô, từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, bắt đầu những tháng mùa đông tại Bắc Bộ với gió mùa đơng bắc hoạt động mạnh dần, thay thế hồn tồn đới gió tây nam gây mƣa cho khu vực. Đới gió đơng bắc này khi đến với khu vực Trung Bộ, vấp phải chƣớng ngại núi đã đem lại mƣa nhiều trên những khu vực ven biển và sƣờn đông Trƣờng Sơn, đặc biệt là thời kỳ đầu mùa đơng, và cịn có thể có thêm những cơn bão hay xốy thuận nhiệt đới, là một trong những hình thế gây mƣa lớn