CHƯƠNG 2. SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.4. Tổng quan đặc điểm, nguyên nhân xảy ra hai đợt mưa đá
2.4.1. Tổng quan hai đợt mưa đá
Từ đêm 17 đến ngày 18/03/2020, do ảnh hưởng của không khí lạnh kết hợp
với hội tụ gió trên mực 1500 m nên các tỉnh Bắc Bộ và Thanh Hóa có mưa rào và dông, riêng vùng núi có mưa, mưa vừa, có nơi mưa to [9]. Dựa vào thông tin báo cáo tại hiện trường đã xác định có ba trận mưa đá chính đã xảy ra tại khu vực Tây Bắc Bộ. Trận mưa đá đầu tiên xuất hiện lúc 19 giờ tại Si Ma Cai (Lào Cai) nhưng
không ghi nhận kích thước hạt đá cực đại. Trận mưa đá lớn nhất và được báo cáo đầy đủ nhất xảy ra từ khoảng 20 - 22 giờ, kéo dài từ địa bàn tỉnh Lai Châu qua Lào Cai. Các báo cáo mưa đá ghi nhận chủ yếu tại tỉnh Lai Châu, đường kính hạt đá phổ biến từ 20 - 30 mm. Cục bộ tại Bản Hon (huyện Tam Đường) mưa đá lên tới trên 30 mm. Từ khoảng 23 giờ ngày 17/03 tới 01 giờ ngày 18/03 xảy ra trận mưa đá thứ ba, kéo dài từ Lai Châu, Lào Cai tới Yên Bái.
Do chịu ảnh hưởng của rãnh gió tây trên cao kết hợp với rìa Nam rãnh áp
thấp bị nén nên ở Bắc Bộ và Thanh Hóa có mưa dông, vùng núi cục bộ có mưa vừa, mưa to từ ngày 21 - 25/03/2020, trong đó đêm 24, rạng sáng ngày 25/03 ghi nhận
nhiều điểm báo cáo xảy ra mưa đá [9]. Do thông tin báo cáo hạn chế cả về thời gian và kích thước hạt mưa đá, kết quả tổng hợp chỉ ra hai trận mưa đá lớn đã xảy ra tại Lai Châu lúc 19 giờ và Lào Cai lúc 22 giờ 35 phút, báo cáo đường kính hạt mưa đá cực đại đều từ 30 - 40 mm. Ngoài ra, nhiều điểm tại Điện Biên, Sơn La đã xảy ra mưa đá, gây ra nhiều thiệt hại, được tổng hợp tại Phụ lục 3.
2.4.2. Dữ liệu quan trắc mưa đá HSDA của hai đợt mưa đá
Nghiên cứu sử dụng các báo cáo tại hiện trường nhằm so sánh chất lượng
quan trắc mưa đá của sản phẩm HSDA. Trên toàn bộ thời gian ghi nhận báo cáo mưa đá (từ 19:00 - 24:00 ở cả hai đợt), pha mưa đá lớn nhất được tính toán, thể hiện trên Hình 2.2. Kết quả cho thấy sản phẩm HSDA có thể thể hiện vị trí các khu vực
xảy ra mưa đá tương đối tốt so với các điểm báo cáo với độ lệch không gian không lớn. Sản phẩm HSDA chỉ ra vị trí các vùng dông rời rạc, quy mô chỉ từ 10 - 20 km chủ yếu do tần suất quan trắc 10 phút/lần của radar. Mặc dù vậy, có thể phân biệt rõ một số dải mưa đá thông qua chỉ số HSDA.
Trong ngày 17/03, HSDA chỉ thị tương đối rõ vị trí hai trận mưa đá chính
xảy ra tại Lai Châu và Lào Cai (Hình 2.2a). Tương tự, sản phẩm HSDA của ngày 24/03 tương đối nhiễu, rời rạc, xảy ra tại hầu khắp các tỉnh Tây Bắc Bộ (Hình 2.2b).
Một số dải mưa đá chính tương ứng với vị trí báo cáo mưa đá tương đối rõ ràng tại Điện Biên, Sơn La và Lai Châu. Bên cạnh đó, xuất hiện tương đối nhiều điểm báo cáo “khống” như tại tây bắc tỉnh Sơn La hay phía bắc tỉnh Lào Cai.
Mặc dù HSDA đã có thể chỉ ra thông tin phân bố mưa đá tương đối tốt ở cả hai trường hợp nghiên cứu, tuy nhiên chỉ số chỉ phân loại cường độ mưa đá nhỏ (dưới 25 mm). Dữ liệu báo cáo chỉ ra kích thước hạt trung bình trên 20 mm, do đó đây là điểm trừ khi chỉ số chưa thể phân loại kích thước hạt.
Hình 2.2. Sản phẩm Phân loại kích thước hạt mưa đá HSDA cực đại và các điểm
báo cáo mưa đá từ 19:00 đến 24:00 cho (a) ngày 17/03 và (b) ngày 24/03/2020
2.4.3. Phân tích trường quy mô lớn tại các thời điểm xảy ra mưa đá.
Mưa đá chỉ xuất hiện trong các ổ dông đối lưu, nơi mà điều kiện địa phương và hoàn lưu quy mô lớn đều đóng vai trò quan trọng. Vì có sự tương đồng về hình thế thời tiết trên quy mô không gian và thời gian tương đối lớn, các ổ dông có thể liên tục phát triển trong một khu vực cụ thể. Do đó, việc phân tích các yếu tố ở quy mô synop đóng vai trò quan trọng trong dự báo hiện tượng mưa đá. Nhằm phân tích trạng thái khí quyển tại thời điểm xảy ra mưa đá, luận văn sử dụng dữ liệu tái phân tích toàn cầu ERA5 [33] của Trung tâm dự báo hạn vừa Châu Âu (ECMWF) nhằm mô phỏng lại trạng thái khí quyển quy mô lớn tại thời điểm xảy ra mưa đá.
Phân tích bản đồ khí áp và gió bề mặt tại thời điểm 19:00 ngày 17/03, rìa khối không khí lạnh nằm trên khu vực biên giới Việt Nam - Trung Quốc, đới gió chủ đạo trên khu vực Bắc Bộ là gió đông - đông nam (Hình 2.3a). Trên cao, Bắc Bộ
nằm ở rìa tây bắc khối áp cao cận nhiệt (Hình 2.4b, c). Tại mực 500 mb, phân bố đường dòng tương đối ổn định, không ghi nhận các nhiễu động gió tây trên cao tại Bắc Bộ (Hình 2.4c). Như vậy, tại thời điểm cho mưa đá của ngày 17/03, miền Bắc chịu tác động của rìa đới không khí lạnh trên điều kiện hội tụ đới gió đông nam mực thấp, đặc điểm hình thế có điểm tương đồng với trận mưa đá trong nghiên cứu của Luo và ccs., (2017) [45].
Hình 2.3. (a) Bản đồ khí áp bề mặt (miền màu) và gió 10m (vector); (b) Bản đồ độ
cao địa thế vị tuyệt đối mực 850 mb và (c) Bản đồ độ cao địa thế vị tuyệt đối mực
500 mb cho ngày 17/03/2020.
Ở đợt mưa đá ngày 24/03, phân tích trạng thái khí quyển bề mặt lúc 19:00, đới không khí lạnh đã rút hẳn về phía đông, hoàn toàn không chi phối điều kiện thời tiết tại Bắc Bộ. Trường gió bề mặt chủ yếu là đông nam đưa lượng ẩm lớn từ Vịnh Bắc Bộ vào khu vực (Hình 2.3a). Rãnh gió tây khơi sâu, thể hiện rất rõ trên bản đồ các mực 850 mb và 500 mb, trục rãnh ở khoảng 95 độ kinh đông (Hình 2.4b, c).
Bắc Bộ nằm dưới khu vực cửa ra của rãnh gió tây, do đó điều kiện phân kỳ trên cao cực kỳ thuận lợi cho đối lưu phát triển. So sánh với đợt mưa đá ngày 18/03/2019 tại
Vân Nam (Trung Quốc), đặc điểm hình thế gây ra mưa đá trong ngày 22/04 gần như tương đồng, theo nghiên cứu của Zhang và ccs., (2021) [73].
Hình 2.4. Tương tự Hình 2.3 cho ngày 24/03/2020