CHƯƠNG 3: BIẾN ĐỘNG NỘI MÙA CỦA NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT BIỂN VÀ GIÓ BỀ MẶT PHÍA TÂY BIỂN ĐÔNG
3.2. Phân tách các thành phần dao động từ số liệu trạm
Số liệu SST và vận tốc gió tại các trạm hải văn được sử dụng để phân tách các thành phần dao động bằng phương pháp EEMD. Kết quả phân tách cho thấy, có tất cả 12 thành phần dao động được phân tách, các thành phần dao động nội mùa nằm ở các thành phần IMF3, IMF4 và IMF5 (Bảng 3.1). Thành phần IMF3 có chu kỳ từ 12 đến 16 ngày đại diện cho thành phần dao động nội mùa quy mô 10-20 ngày. Các thành phần IMF4 và IMF5 có chu kỳ nằm trong khoảng 25-70 ngày. Tuy nhiên chúng ta có thể tổ hợp hai thành phần IMF này thành một thành phần duy nhất. Thực hiện điều này là do theo định nghĩa của dao động nội mùa Madden-Julien thì dao động này có chu kỳ nằm trong khoảng 30 – 60 ngày. Vì vậy mặc dù phân tách ra hai dao động IMF4 và IMF5 chu kỳ riêng biệt nhưng vẫn có thể cộng hai thành phần dao động này
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
1993-01-01 1993-03-18 1994-01-02 1994-03-19 1995-01-03 1995-03-20 1996-01-04 1996-03-20 1997-01-04 1997-03-21 1998-01-05 1998-03-22 1999-01-06 1999-03-23 2000-01-07 2000-03-23 2001-01-07 2001-03-24 2002-01-08 2002-03-25 2003-01-09 2003-03-26 2004-01-10 2004-03-26 2005-01-10 2005-03-27 2006-01-11 2006-03-28 2007-01-12 2007-03-29 2008-01-13 2008-03-29 2009-01-13 2009-03-30 2010-01-14 2010-03-31 2011-01-15 2011-11-01 2012-01-16 2012-11-01 2013-01-16 2013-11-02 2014-01-17 2014-11-03 2015-01-18 2015-11-04
Biênđộ
Thời gian
thành một dao động có khoảng chu kỳ trong khoảng 30 – 60 ngày theo đúng định nghĩa của dao động nội mùa Madden-Julien. Việc cộng hai thành phần dao động này cũng là một kỹ thuật mà phương pháp EEMD cho phép. Điều này đã được thực hiện trong nghiên cứu của Zhaohua Wu và Norden E. Huang năm 2008 [78] . Trong công trình nghiên cứu này các tác giả đã tổ hợp hai thành phần dao động có chu kỳ từ 1 tháng đến nửa năm thành một dao động duy nhất.
Bảng 3.1. Các chu kỳ dao động được phân tách của tốc độ gió và SST tại các trạm hải văn (đơn vị: ngày)
IMF/Trạm Bãi Cháy Sơn Trà Phú Quý Phú Quốc
Gió SST Gió SST Gió SST Gió SST
IMF1 3 3 3 3 3 3 3 3
IMF2 6 7 6 7 7 7 6 7
IMF3 12 14 14 15 16 14 13 15
IMF4 25 29 27 29 33 31 28 32
IMF5 51 60 56 64 66 70 54 68
IMF6 99 210 121 226 175 179 106 175
IMF7 227 350 277 349 336 350 300 350
IMF8 382 700 506 760 600 600 442 525
IMF9 840 1200 914 1394 1050 1200 933 1400
IMF10 1680 4200 2522 2788 1680 2100 1680 2100 IMF11 7887 8279 7447 8303 7667 4307 4315 4752 IMF12 8317 8739 9947 8702 8738 8739 8055 8749
Hình 3.9. Tỷ lệ % phương sai của từng dao động IMF vào tổng Phương sai chung của các dao động trong chuỗi số liệu SST tại các trạm hải văn: Bãi Cháy,
Sơn Trà, Phú Quý, Phú Quốc.
Từ bảng 3.1 ta thấy hai dao động nội mùa chu kỳ 10-20 ngày và 30-60 ngày đều xuất hiện trong số liệu SST và vận tốc gió tại tất cả các trạm từ bắc đến nam. Tại trạm Phú Quý chu kỳ dao động nội mùa của gió lớn hơn hoặc bằng chu kỳ dao động nội mùa của SST. Các trạm khác thì ngược lại, biên độ dao động cũng có sự khác biệt giữa các trạm. Biên độ biến động nội mùa trong cả hai quy mô thời gian của vận tốc gió tại các trạm phía nam như Phú Quý, Phú Quốc lớn hơn các trạm phía bắc như Bãi Cháy, Sơn Trà, trong đó biên độ biến động tại Phú Quý là lớn nhất (hình 3.10 b, d).
Ngược lại, biên độ biến động nội mùa của SST tại các trạm phía bắc lớn hơn phía nam (hình 3.11 b, d). Như vậy bước đầu có thể thấy có sự phân hoá về độ dài của chu kỳ biến động nội mùa và biên độ biến động nội mùa của SST và gió theo không gian giữa các trạm quan trắc. Sự phân hoá này sẽ được giải thích trong phần cấu trúc phân bố theo không gian của SST và vận tốc gió trong quy mô nội mùa.
Ngoài ra tỷ lệ % phương sai của từng dao động IMF cũng thể hiện mức độ đóng góp (cũng có thể xem là năng lượng) của từng dao động trong chuỗi số liệu. Từ hình 3.9 ta thấy mức độ năng lượng của các IMF 6 và 7 là lớn nhất, sau đó là các IMF 3, 4, 5. Như vậy các dao động nội mùa (IMF 3, 4, 5) có mức độ đóng góp đáng kể
trong chuỗi số liệu, chỉ đứng sau IMF6 là dao động nửa năm và IMF7 là dao động năm.
a) SST
b) Biên độ biến động SST
c) Vận tốc gió
d) Biên độ biến động vận tốc gió
Hình 3.10. Chuỗi số liệu và biên độ của thành phần biến động nội mùa quy mô 10-20 ngày của SST và vận tốc giótrong thời kỳ 01/01/1993-31/12/2015 tại các trạm:a) SST, b) biên độ biến động SST, c) Vận tốc gió, d) biên độ biến động vận
tốc gió.
a) SST
b) Biên độ biến động SST
c) Vận tốc gió
d) Biên độ biến động vận tốc gió
Hình 3.11. Chuỗi số liệu và biên độ của thành phần biến động nội mùa quy mô 30 – 60 ngày của SST và vận tốc giótrong thời kỳ 01/01/1993-31/12/2015 tại các trạm:a) SST, b) biên độ biến động SST, c) Vận tốc gió, d) Biên độ biến động vận
tốc gió.