Hình 3.11, đồ thị mơ tả số ngày có phơn giai đoạn 1961 - 2012 tại các trạm. Năm 1992, 2002 và 2004 tại trạm Hƣơng Khê có thể thấy khơng có ngày nào có phơn, đó cũng là các năm nằm trong khoảng thời gian gần đây. Năm với số ngày có phơn nhiều nhất là 1998, 2010 đều nằm ở cuối giai đoạn, trong đó năm có nhiều ngày có phơn nhất là 1998 với 87 ngày tại trạm Tuyên Hóa. Năm có số ngày có phơn
trạm Kỳ Anh, Tƣơng Dƣơng, Hƣơng Khê. Xu thế số ngày có phơn trong năm tăng (ngoại trừ trạm Hƣơng Khê) với mức tăng tƣơng đối nhanh, trung bình khoảng gần 25 ngày trong 50 năm.
a) b)
Số ngày có cƣờng độ phơn yếu trạm Vinh
y = 0.0847x + 20.794 0 10 20 30 40 50 60 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm Ngày
Số ngày có cƣờng độ phơn vừa trạm Vinh
y = 0.1472x + 10.292 0 10 20 30 40 50 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày c) d)
Số ngày có cƣờng độ phơn mạnh trạm Vinh
y = 0.0283x + 0.7896 0 5 10 15 20 25 30 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày
Độ dài đợt phơn trung bình mùa trạm Vinh
y = 0.0086x + 2.8895 0 2 4 6 8 10 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày
Hình 3.12 Số ngày (ngày) có cường độ phơn yếu (a), trung bình (b), mạnh (c) và cường độ phơn trung bình mùa (d) theo chỉ số Tmax/Umin giai đoạn 1961 - 2012 và
a) b)
Số ngày có cƣờng độ phơn yếu trạm Tƣơng Dƣơng
y = 0.2789x + 20.504 0 10 20 30 40 50 60 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm Ngày
Số ngày có cƣờng độ phơn vừa trạm Tƣơng Dƣơng
y = 0.2756x + 5.733 0 10 20 30 40 50 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày c) d)
Số ngày có cƣờng độ phơn mạnh trạm Tƣơng Dƣơng
y = 0.0947x - 0.3964 0 5 10 15 20 25 30 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày
Độ dài đợt phơn trung bình mùa trạm Tƣơng Dƣơng
y = 0.0176x + 2.2726 0 2 4 6 8 10 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày
Hình 3.13 Số ngày (ngày) có cường độ phơn yếu (a), trung bình (b), mạnh (c) và cường độ phơn trung bình mùa (d) theo chỉ số Tmax/Umin giai đoạn 1961 - 2012 và
a) b)
Số ngày có cƣờng độ phơn yếu trạm Hƣơng Khê
y = -0.0199x + 23.086 0 10 20 30 40 50 60 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm Ngày
Số ngày có cƣờng độ phơn vừa trạm Hƣơng Khê
y = -0.0526x + 17.663 0 10 20 30 40 50 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày c) d)
Số ngày có cƣờng độ phơn mạnh trạm Hƣơng Khê
y = 0.024x + 2.3824 0 5 10 15 20 25 30 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày
Độ dài đợt phơn trung bình mùa trạm Hƣơng Khê
y = -0.0277x + 3.7419 0 2 4 6 8 10 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Năm N g ày
Hình 3.14 Số ngày (ngày) có cường độ phơn yếu (a), trung bình (b), mạnh (c) và cường độ phơn trung bình mùa (d) theo chỉ số Tmax/Umin giai đoạn 1961 - 2012 và
xu thế tuyến tính trạm Hương Khê
Cƣờng độ phơn đƣợc xác định theo bộ chỉ tiêu tỷ lê ̣ g iƣ̃a nhiê ̣t đô ̣ cƣ̣c đa ̣i và đơ ̣ ẩm cƣ̣c tiểu Tmax/Umincủa nhƣ̃ng ngày có phơn. Hình 3.12, 3.13, 3.14 (a, b, c) mơ tả biến trình số ngày có cƣờng độ phơn yếu, trung bình, mạnh và xu thế tuyến tính giai đoạn 1961 – 2012 của các trạm Vinh , Tƣơng Dƣơng và Hƣơng Khê . Một cách tổng thể có thể thấy rằng, xu thế số ngày có cƣờng độ phơn yếu và cƣờng độ phơn trung bình và cƣờng độ phơn mạnh đều tăng nhƣng với mức độ khác nhau tại các trạm. Kết hợp nhận định trên với nhận định xu thế gần nhƣ không đổi của cƣờng độ
phơn trung bình mùa Hình 3.12, 3.13, 3.14 (d), có thể chứng tỏ cƣờng độ phơn ngày càng cực đoan hơn.
Sau khi đánh giá biến đởi của nắng nóng và phơn giai đoa ̣n 1961 – 2012 các trạm Vinh, Tƣơng Dƣơng, Hƣơng Khê, Kỳ Anh, Đồng Hới và Tun H óa có thể sơ bơ ̣ nhâ ̣n thấy biến đởi của nắng nóng và phơn ngày càng có xu thế cực đoan . Ngày bắt đầu của phơn có xu thế muộn cịn ngày bắt đầu Nắng nóng lại có xu thế sớm nhƣng ngày kết thúc của nắng nóng và phơn đều có xu thế muộn chƣ́ng tỏ thời gian kéo dài mùa nắng nóng và mùa phơn tăng tuy nhiên xu thế kéo dài của nắng nóng là lớn hơn so với xu thế kéo dài của phơn (mùa nắng nóng có xu thế kéo dài hơn mùa phơn khoảng 40 ngày). Trong khi đó , sớ nhi ̣p nắng nóng và số nhịp phơn đa phần đều có xu thế tăng ngoại trừ số nhịp phơn tại trạm Hƣơng Khê chứng tỏ tính liên tục của nắng nóng và phơn càng ngày càng kém.
Trên cơ sở nhƣ̃ng nhâ ̣n đi ̣nh bƣớc đầu nhâ ̣n thấy có sƣ̣ khác biệt giữa nắng nóng và phơn trong sớ liê ̣u quá khứ nên tác giả đã tiến hành sử dụng mơ hình WRFARW đơ ̣ phân giải cao để xây dƣ̣ng chỉ số phơn bằng mơ phỏng.
CHƢƠNG 4. NGHIÊN CƢ́U XÂY DƢ̣NG CHỈ SỚ PHƠN
4.1. Lựa chọn khoảng thời gian mô phỏng
Năm 2007 là năm có phơn mạnh (dƣ̣a trên sớ ngày phơn và cƣờng độ ngày phơn trên thƣ̣c tế ) nên tác giả đã cho ̣n năm 2007 làm năm mơ phỏng để chạy mơ hình WRFARW độ phân giải cao (0.1o).
Vào mùa hè khu vƣ̣c Bắc Trung Bô ̣ – Viê ̣t Nam chịu tác động mạnh của gió mùa Tây Nam đƣợc bắt nguồn từ khối khí chí tuyến hình thành trong vịnh Bengan gây ra hiện tƣợng gió phơn. Khối khí này khi thổi đến Việt Nam đã trải qua một quãng đƣờng dài hơn 1000 km và gây mƣa trong quá trình di chuyển. Đặc biệt khi đến Thƣợng Lào gió đã bị chắn bởi dãy Trƣờng Sơn Bắc. Dãy Trƣờng Sơn Bắc chạy gần nhƣ vng góc với hƣớng gió, lại có sƣờn đón gió thoải nên khối khí đã gây mƣa hết bên sƣờn đón gió (sƣờn Tây) khi tràn vào nƣớc ta gió đã biến tính và trở nên cực kỳ khơ và nóng. Do đó trong khn khở l ̣n văn này , tác giả đã tiến hành mô phỏng trƣờng Tmax/Umin, trƣờ ng nhiê ̣t đô ̣, trƣờng đô ̣ ẩm , trƣờng khí áp và trƣờng gió bằng mô hình WRFARW.
Khoảng thời gian mô phỏng đƣợc lựa cho ̣n trên cơ sở đợt phơn xác định theo số liê ̣u quan trắc với tổng giai đoa ̣n kéo dài mƣời bốn ngày sao cho ngày bắt đầu là ngày trƣớc thời kỳ phơn trong thƣ̣c tế 5 ngày, ngày kết thúc là ngày sau thời kỳ phơn trong thƣ̣c tế 5 ngày. Thời kỳ đƣợc lƣ̣a cho ̣n để mô phỏng là năm 2007 với ngày bắt đầu mô phỏng là ngày 1/6, ngày kết thúc mô phỏng là ngày 15/6 và thời kỳ phơn theo quan trắc ta ̣i tra ̣m kéo dài tƣ̀ ngày 6/6 đến ngày 9/6.
4.2. Xây dƣ̣ng chỉ số phơn trên cơ sở các trƣờng khí tƣợng
Trên cơ sở lựa chọn khoảng thời gian mơ phỏng nhƣ đã trình bày ở trên, tác giả đƣa ra bảng các đặc điểm về Tmax và Umin tại 6 trạm trong giai đoạn phơn theo số liệu quan trắc (phụ lục 2).
4.2.1. Mô phỏng giai đoạn trước phơn
a) b)
c) d)
Hình 4.1. Trườ ng chỉ số Tmax/Umin (a), khí áp (b), độ ẩm (c) và nhiệt độ (d) mô phỏng ngày 4/6/2007 (giai đoạn trước phơn)
a) b)
c) d)
Hình 4.2. Trườ ng chỉ số Tmax/Umin (a), khí áp (b), độ ẩm (c) và nhiệt đợ (d) mô phỏng ngày 5/6/2007 (giai đoạn trước phơn)
Đối với trƣờng khí áp, trong giai đoạn này ở sƣờn đông và sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn tồn tại 2 hình thế khí áp đối lập nhau. Nếu ở bên sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn là khu vực áp cao thì ngƣợc lại bên sƣờn đông dãy Trƣờng Sơn lại là khu vực áp thấp. Tuy nhiên, chênh lệch khí áp giữa 2 bên sƣờn đông và sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn trong giai đoạn này là không lớn chỉ vào khoảng 2mb.
Đối với trƣờng độ ẩm, trong giai đoạn này độ ẩm bên sƣờn đông dãy Trƣờng Sơn tƣơng đối thấp, càng gần đến ngày có phơn thì độ ẩm càng có xu thể giảm. Ở sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn, độ ẩm có xu thế cao hơn so với ở sƣờn đông Trƣờng Sơn đặc biệt là ở những khu vực ở ngay sát sƣờn đông của dãy Trƣờng Sơn.
Đối với trƣờng nhiệt độ Tmax, trong giai đoạn này tồn tại một dải nhiệt độ cao trong khoảng 32o - 34oC không liên tục dọc theo sƣờn đông của dãy Trƣờng Sơn trên khu vực Bắc Trung Bộ của nƣớc ta với đơi chỗ có thể có nhiệt độ cao hơn 34o
C nhƣng khơng nhiều. Đặc biệt, bên cạnh đó chúng ta có thể thấy rõ nét khu vực có nhiệt độ cao tƣơng tự nhƣ vậy ở Lào bên sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn với nhiệt độ Tmax trên 30oC.
Dựa trên phân bố của trƣờng chỉ số Tmax/Umin mô phỏng thời kỳ trƣớc phơn ta thấy, trong giai đoạn trƣớc thời kỳ phơn không tồn tại trƣờng Tmax/Umin ≥ 0.6 ở các tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh và Quảng Bình (sƣ̉ du ̣ng giá tri ̣ 0.6 ở đây là do tác giả đã đƣa ra chỉ tiêu phơn sƣ̉ du ̣ng trong khuôn khổ luâ ̣n văn là Tmax 35o
C và Umin ≤ 55% nên Tmax/Umin phải ≥ 0.6).
Hình 4.3. Trường gió mơ phỏng mực 1000mb, 850mb, 700mb ngày 4/6/2007 (giai đoạn trước phơn)
Hình 4.4. Trường gió mơ phỏng mực 1000mb, 850mb, 700mb ngày 5/6/2007 (giai đoạn trước phơn)
Trong thời kỳ trƣớc phơn, ở mƣ̣c 1000mb, hồn lƣu gió ở khu vực Thƣợng
Lào đa phần là gió tây nam yếu khoảng 2 – 3 m/s không vƣợt qua đƣợc dãy Trƣờng Sơn do đó khơng gây ra hiện tƣợng phơn làm tăng nhiệt độ và giảm độ ẩm. Nền nhiệt ở khu vực Bắc Trung Bộ thƣờng dƣới 350C do ả nh hƣởng của gió đơng và đơng nam mang hơi ẩm từ biển vào làm giảm nhiệt độ và tăng độ ẩm ở khu vực này. Tại các mực trên cao (850 mb, 700 mb), hồn lƣu gió khơng cịn chịu tác động
của địa hình giống nhƣ ở mực 1000mb nƣ̃a nên khi có gió tây nam thởi tới khu vƣ̣c này thì gió khơng bị đổi hƣớng.
4.2.2. Mô phỏng giai đoạn phơn
a) b)
c) d)
Hình 4.5. Trườ ng chỉ số Tmax/Umin (a), khí áp (b), độ ẩm (c) và nhiệt đợ (d) mô phỏng ngày 6/6/2007 (giai đoạn phơn)
a) b)
c) d)
Hình 4.6. Trườ ng chỉ số Tmax/Umin (a), khí áp (b), độ ẩm (c) và nhiệt độ (d) mô phỏng ngày 7/6/2007 (giai đoạn phơn)
a) b)
c) d)
Hình 4.7. Trườ ng chỉ số Tmax/Umin (a), khí áp (b), độ ẩm (c) và nhiệt độ (d) mô phỏng ngày 8/6/2007 (giai đoạn phơn)
a) b)
c) d)
Hình 4.8. Trườ ng chỉ số Tmax/Umin (a), khí áp (b), độ ẩm (c) và nhiệt độ (d) mô phỏng ngày 9/6/2007 (giai đoạn phơn)
Dựa trên phân bố của trƣờng chỉ sớ Tmax/Umin, trƣờng khí áp, trƣờng độ ẩm và trƣờng nhiệt độ từ ngày 6/6/2007 đến ngày 9/6/2007 mô phỏng thời kỳ phơn đƣợc thể hiện trên các hình 4.5, 4.6, 4.7 và 4.8 cho thấy, trong thời kỳ phơn tồn tại
tƣợng phơn ở khu vực Bắc Trung Bộ là nhiệt độ tối cao ngày tăng và độ ẩm tối thấp ngày giảm mạnh. Do đó, khi quan sát sự dịch chuyển cũng nhƣ sự phát triển của những vùng có Tmax/Umin ≥ 0.6 ở khu vực này có thể đƣa ra đƣợc những nhận định quan trọng về các giai đoạn phát triển của hiện tƣợng phơn cho khu vực Bắc Trung Bộ. Trong thời kỳ phơn từ ngày 6/6/2007 đến 9/6/2007 có thể thấy phơn mạnh nhất vào ngày 7/6/2007 và 8/6/2007 (ở khu vực H à Tĩnh, Nghệ An). Với dải Tmax/Umin ≥ 0.6 không liên tục ở khu vực Bắc Trung Bộ chứng tỏ trong thời kỳ phơn không phải tất cả các vùng ở khu vực này đều chịu tác động của phơn mà hiện tƣợng phơn chỉ xảy ra ở trên một số nơi chứng tỏ hiện tƣợng phơn chịu rất nhiều tác động bởi địa hình (ngồi tác động của dãy Trƣờng Sơn thì có lẽ độ cao trên mực nƣớc biển của địa hình cũng là một yếu tố đáng đƣợc quan tâm).
Đối với trƣờng khí áp, trong thời kỳ phơn cũng tƣơng tự nhƣ giai đoạn trƣớc thời kỳ phơn ở sƣờn đông và sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn tồn tại 2 hình thế khí áp đối lập nhau. Nếu ở bên sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn là khu vực áp cao thì ngƣợc lại bên sƣờn đơng dãy Trƣờng Sơn lại là khu vực áp thấp. Tuy nhiên, chênh lệch khí áp giữa 2 bên sƣờn đông và sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn trong giai đoạn này cũng không quá cao mà chỉ khoảng 2 – 3 mb. Điều đó chứng tỏ nếu chúng ta chỉ sử dụng trƣờng khí áp (hay chênh lệch khí áp giữa sƣờn đông và sƣờn tây của dãy Trƣờng Sơn) để nghiên cứu hiện tƣợng phơn thì rất khó để có thể đƣa ra nhận định rõ ràng về ngày có phơn hay ngày khơng phơn cho khu vƣ̣c Bắc Trung Bô ̣ – Viê ̣t Nam.
Đối với trƣờng độ ẩm, trong giai đoạn này độ ẩm bên sƣờn đông dãy Trƣờng Sơn rất thấp đặc biệt là những ngày có cƣờng độ phơn mạnh nhƣ ngày 7/6/2007 và ngày 8/6/2007. Đặc biệt, điều đáng quan tâm ở đây là ở sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn nhất là tại những khu vực ở ngay sát dãy núi Trƣờng Sơn độ ẩm tƣơng đối cao và không khác biệt nhiều so với giai đoạn trƣớc thời kỳ phơn.
Đối với trƣờng nhiệt độ, trong giai đoạn này tồn tại một dải nhiệt độ cao trên
34oC gần nhƣ liên tục dọc theo sƣờn đông của dãy Trƣờng Sơn trên khu vực Bắc
nữa. Dải nhiệt độ này là cao hơn đáng kể so với nhiệt độ tại những khu vực ở Lào sát bên sƣờn tây dãy Trƣờng Sơn.
Hình 4.9. Trường gió mơ phỏng mực 1000mb, 850mb, 700mb ngày 6/6/2007 (giai đoạn phơn)
Hình 4.10. Trường gió mơ phỏng mực 1000mb, 850mb, 700mb ngày 7/6/2007 (giai đoạn phơn)
Hình 4.11. Trường gió mơ phỏng mực 1000mb, 850mb, 700mb ngày 8/6/2007 (giai đoạn phơn)
Hình 4.12. Trường gió mơ phỏng mực 1000mb, 850mb, 700mb ngày 9/6/2007 (giai đoạn phơn)
Ngồi các đặc trƣng về khí áp, độ ẩm và nhiệt độ, một đặc trƣng hoàn lƣu quan trọng của khu vực Bắc Trung Bộ trong thời kỳ phơn đáng đƣợc quan tâm là hồn lƣu gió. Một cách trực quan có thể thấy, trong thời kỳ phơn, ở 1000mb, gió tây nam bắt nguồn từ khối khí chí tuyến hình thành trong vịnh Bengan khi thổi đến Việt Nam qua Thƣợng Lào đã bị chắn bởi dãy Trƣờng Sơn Bắc. Dãy Trƣờng Sơn Bắc chạy gần nhƣ vng góc với hƣớng gió, lại có sƣờn đón gió thoải nên gió tây nam khơng đổi khi đi qua đây, ở mực 1000mb gió thịnh hành là gió tây nam. Với các
mực trên cao, ở mực 850 mb, gió tây nam khi thổi qua dãy Trƣờng Sơn cũng chịu tác động của địa hình nhƣng khơng đáng kể so với mực 1000mb. Ở các mực 750 mb hồn lƣu gió khơng cịn chịu tác động của địa hình (ở đây là dãy Trƣờng Sơn) nên tốc độ gió và hƣớng gió gần nhƣ khơng đổi ở cả sƣờn đông và sƣờn tây của dãy Trƣờng Sơn.
4.2.3 Mô phỏng giai đoạn sau phơn
a) b)
c) d)
Hình 4.13. Trườ ng chỉ số Tmax/Umin (a), khí áp (b), độ ẩm (c) và nhiệt độ (d) mô phỏng ngày 10/6/2007 (giai đoạn sau phơn)
a) b)
c) d)
Hình 4.14. Trườ ng chỉ số Tmax/Umin (a), khí áp (b), độ ẩm (c) và nhiệt độ (d) mô phỏng ngày 11/6/2007 (giai đoạn sau phơn)
Dựa trên phân bố của trƣờng chỉ số Tmax/Umin, trƣờng khí áp, trƣờng độ ẩm và trƣờng nhiệt độ mô phỏng giai đoạn sau phơn ta thấy, trong giai đoạn sau phơn các trƣờng mô phỏng gần nhƣ đúng đƣợc hiện tƣợng tuy nhiên ngày 10/6/2007 là ngày đầu tiên sau đợt phơn theo hình 4.13 ta thấy, mô phỏng các trƣờng yếu tố nhiệt độ, độ ẩm và khí áp khơng khác nhiều so với những ngày có phơn chƣ́ng tỏ có sƣ̣
khác biệt giữa thực tế và mô phỏng (mô phỏng không đƣợc chính xác vào ngày này ) tuy nhiên chỉ số Tmax/Umin lại mô phỏng đúng đƣợc hiện tƣợng.
Đối với trƣờng khí áp, trong giai đoạn sau phơn này ở hầu hết các ngày