Khi nghiên cứu biến đổi lượng mưa chúng ta quan tâm đến các tính chất biến đổi sau đây:
a. Tính xu thế:
Tính xu thế của chuỗi số liệu được nghiên cứu thông qua các phương pháp sau đây: Phương pháp trung bình trượt dùng để lọc bớt những biến đổi ngẫu nhiên của chuỗi số liệu nhằm làm nổi bật xu thế biến đổi của chuỗi.
Phương pháp lập phương trình xu thế: phương pháp này thể hiện mối quan ệ giữa chuỗi lượng mưa và chuỗi biến trình thời giạn thông qua quan hệ hàm số.
Phương pháp kiểm nghiệm xu thế Spearman: Đây là phương pháp đã được tổ chức Khí tượng Thế giới công nhận và giới thiệu.
b. Tính chu kỳ:
Tính chu kỳ được đánh giá bằng phương pháp phân tích phổ (còn gọi là phương pháp phân tích phổ phương sai).
Phân tích phổ là phương pháp nghiên cứu biến đổi nội tại của chuỗi số liệu lượng mưa trên miền tần số nhằm tìm kiếm các giao động tần số có vai trò chủ yếu trong biến đổi lượng mưa.
húng tôi sẽ trình bày nội dung cụ thể của các phương pháp nghiên cứu về tính xu thế và tính chu kỳ trong chương 2.
1.3
Trong đề tài nay mùa mưa trong từng năm được xác định như sau:
Mùa mưa trong một năm bất kỳ là chuỗi các tháng tương đối liên tục trong năm có lượng mưa trung bình tháng từ 100 mm trở lên. Trong mùa mưa có thể có một số
tháng gián đoạn (tháng có lượng mưa dưới 100 mm). Trường hợp một tháng có lượng mưa trên 100 mm nhưng gián đoạn với các thàng mùa mưa khác liên tục từ hai tháng trở lên, thì tùy vào tính phổ biến và mức độ mưa ở từng trạm mà có thể xem đó là tháng bắt đầu hoặc kết thúc mùa mưa hay là tháng mưa bất thường trong mùa khô. Trường hợp tháng có lượng mưa trên 100 mm là tháng mùa khô phổ biến thì được xem là tháng mưa nhiều trong mùa khô, ngược lại, nếu xảy ra vào tháng phổ biến của mùa mưa thì được xem là tháng bắt đầu hoặc kết thúc mùa mưa.
Trường hợp lượng mưa tháng I lớn hơn 100 mm thì nếu mùa mưa năm trước đó của trạm kéo dài tới tháng XII (Lượng mưa tháng XII của năm trước trên 100 mm) thì chúng tôi xem đó là tháng kết thúc của mùa mưa năm trước và được kí hiệu là tháng thứ XIII ở trên bảng số liệu, số tháng kéo dài mùa mưa năm trước được tính cả tháng XIII đó. Còn nếu lượng mưa của tháng XII năm trước nhỏ hơn 100 mm thì xem lượng mưa của tháng I là hiện tượng mưa nhiều trong mùa khô và không tính vào mùa mưa năm trước.
Biến đổi mùa mưa thời kỳ 1961 – 2005 được đánh giá thông qua việc phân tích mức độ biến đổi của các đặc trưng sau đây:
Tháng bắt đầu: Tháng bắt đầu mùa mưa là tháng có lượng mưa cao trên 100 mm đầu tiên trong năm.
Tháng cao điểm mùa mưa: Tháng cao điểm mùa mưa là tháng có lượng mưa lớn nhất trong năm.
Tháng kết thúc mùa mưa: Tháng kết thúc mùa mưa là tháng cuối cùng có lượng mưa trên 100 mm của mùa mưa.
Thời gian kéo dài mùa mưa là số tháng mùa mưa được tính từ tháng bắt đến tháng kết thúc mùa mưa bao gồm cả các tháng gián đoạn trong mừa mưa đó.
Các tháng gián đoạn và số tháng gián đoạn trong mùa mưa: háng gián đoạn bất kỳ nằm trong mùa mưa nhưng lại có lượng mưa thấp hơn 100 mm. Để đánh giá mức độ biến đổi của các đặc trưng mùa mưa chúng ta phải phân tích tần số xuất hiện của các đặc trưng trong các tháng
Tần suất của đặc trưng C vào tháng Y trong năm là số năm xuất hiện đặc trưng C vào tháng Y trong tổng số năm quan trắc .
Tần suất xuất hiện đặc trưng C nào đó vào tháng Y trong năm là tỷ số giữa số năm xuất hiện đặc trưng C vào tháng Y với tổng số năm quan trắc. Tần suất được tính theo phần trăm:
Công thức tính tần suất:
Trong đó:
– Số năm xuất hiện đặc trưng C vào tháng Y trong năm. – Số năm quan trắc.
Chƣơng 2
BIẾN ĐỔI LƢỢNG MƢA VÀ MÙA MƢA Ở VIỆT NAM THỜI KỲ 1961 – 2005
2.1. Biến đổi lƣợng mƣa.
2.1.1. 2005.
2.1.1.1. Biến đổi lượng mưa hàng năm so với lượng mưa trung bình nhiều năm.
Nhìn chung biến đổi lượng mưa ở nước ta trong thời kỳ 1961 – 2005 rất phức tạp. Tình hình biến đổi lương mưa năm và tháng mưa lớn nhất trong toàn thời kỳ của các trạm tiêu biểu được thể hiện bằng các đường biểu diễn giá trị gốc ở trên hình 2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để đánh giá tình trạng biến đổi lượng mưa giữa các năm người ta thường so sánh lượng mưa hàng năm với lượng mưa trung bình toàn thời kỳ. Trị số chênh lệch giữa lượng mưa hàng năm với lượng mưa trung bình toàn thời kỳ được gọi là chuẩn sai lượng mưa. Những năm có lượng mưa lớn hơn lượng mưa trung bình toàn thời kỳ sẽ có chuẩn sai dương, ngược lại những năm có lượng mưa bé hơn lượng mưa trung bình toàn thời kỳ sẽ có chuẩn sai âm. Tần số chuẩn sai âm (n ) và tần số chuẩn sai dương (n+) của lượng mưa năm, lượng mưa tháng lớn nhất và lượng mưa tháng bé nhất trên các trạm khí tượng tiêu biểu được trình bày trong bảng 2.1 sau đây.
Ta thấy, lượng mưa ở hầu hết các trạm đều có tần số chuẩn sai âm lớn hơn tần số chuẩn sai dương, cả lượng mưa năm, lượng mưa tháng lớn nhất và lượng mưa hất, sự chênh lệch giữa chuẩn sai âm và chuẩn sai dương của lượng mưa năm thấp nhất và của lượng mưa tháng bé nhất là lớn nhất. Điều đó chứng tỏ số năm có lượng mưa hụt nhiều hơn số năm có lượng mưa trội và sự chênh lệch giữa lượng mưa của những năm mưa trội và lượng mưa trung bình thường lớn hơn so
với chênh lệch giữa lượng mưa của những năm hụt mưa với lượng mưa trung
: Tần số chuẩn sai dƣơng (n+) và tần số chuẩn sai âm (n-) của lƣợng mƣa tháng ít nhất, lƣợng mƣa tháng lớn nhất
và lƣợng mƣa năm thời kỳ 1961 - 2005
Vùng Trạm Tháng mƣa bé
nhất Tháng mƣa lớn nhất Lƣợng mƣa măm TB Sơn La Lai Châu ĐB Lạng Sơn Sa Pa Bắc Quang ĐBSH Hà Nội Bạch Long Vĩ BTB Vinh Tƣơng Dƣơng NTB Đà Nẵng Phan Thiết TN Buôn Ma Thuột Plâycu Đà Lạt NB Tân Sơn Hoà
Côn Đảo Cần Thơ
2.1.1.2. Biến đổi lượng mưa giữa các thập kỷ.
Biến đổi lượng mưa thời kỳ1961 2005 còn thể hiện ở sự tăng hay giảm lượng mưa trong từng thập kỷ.
Lượng mưa trung bình tháng và năm trong các thập kỷ được trình bày trong các bảng 2.2a; 2.2b; 2.2c; 2.2d; 2.2e
Vào thập kỷ 1961 – 1970 lượng mưa năm của hầu hết các trạm đều thấp hơn lượng mưa trung bình toàn thời kỳ 1961 –
Vào thập kỷ 1971 1980, hầu hết các trạm đều có lượng mưa năm trung bình thập kỷ tăng so với thập kỷ 1960, trừ các trạm Lai Châu, Cần Thơ giảm tương đối nhiều, Đà Nẵng giảm đi chút ít. Các vùng Đồng bằng sông Hồng, Đông Bắc là những nơi tăng nhiều và tăng đều trên các trạm. Các vùng Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên lượng mưa tăng ít, có nơi gần như không tăng
2.a: Lƣợng mƣa trung bình tháng và năm thập kỷ 1961 - 1970 của các trạm
Đơn vị tính: mm
Vùng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Cả
năm TB Sơn La 1395.6 2162.3 ĐB Lạng Sơn 1259.7 2793.2 Bắc Quang 4778.7 ĐBSH Hà Nội 1557.0 ạch Long Vĩ 1020.2 BTB Tương Dương 2022.5 1321.5 NTB Đà Nẵng 2094.8 Phan Thiết 963.4 TN Ma Thuột 1584.7 2134.0 Đà Lạt 1741.9 NB Sơn Hòa 1903.8 Côn Đảo 2082.8 Cần Thơ 1815.7
2.b: Lƣợng mƣa trung bình tháng và năm thập kỷ 1971 - 1980
Đơn vị tính: mm
Vùng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Cả năm
TB Sơn La 1469.7 2035.1 ĐB Lạng Sơn 1416.9 3067.9 Bắc Quang 5150.3 ĐBSH Hà Nội 1787.5 ạch Long Vĩ 1229.1 BTB Tương Dương 2025.7 1310.7 NTB Đà Nẵng 2030.1 Phan Thiết 1079.8 TN Ma Thuột 1809.2 2142.4 Đà Lạt 1777.1 NB Sơn Hòa 1828.5 Côn Đảo 2136.5 Cần Thơ 1559.4
2.c: Lƣợng mƣa trung bình tháng và năm thập kỷ 1981 - 1990
Đơn vị tính: mm
Vùng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Cả năm
TB Sơn La 1422.5 2004.8 ĐB Lạng Sơn 1351.7 2863.0 Bắc Quang 4335.0 ĐBSH Hà Nội 1696.8 ạch Long Vĩ 1047.0 BTB Tương Dương 2371.7 1218.1 NTB Đà Nẵng 1967.6 Phan Thiết 1051.0 TN Ma Thuột 1924.1 2349.9 Đà Lạt 1776.1 NB Sơn Hòa 1847.0 Côn Đả 2025.8 Cần Thơ 1584.9
2.d: Lƣợng mƣa trung bình tháng và năm thập kỷ 1991 - 2000
Đơn vị tính: mm
Vùng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Cả năm
TB Sơn La 1419.2 2216.6 ĐB Lạng Sơn 1143.2 2658.7 Bắc Quang 5199.8 ĐBSH Hà Nội 1590.0 ạch Long Vĩ 1033.2 BTB Tương Dương 1820.9 1164.7 NTB Đà Nẵng 2481.0 Phan Thiết 1212.1 TN Ma Thuột 1893.1 2184.6 Đà Lạt 1900.9 NB Sơn Hòa 2038.9 Côn Đảo 2029.7 Cần Thơ 1720.1
2.e: Lƣợng mƣa trung bình tháng và năm giai đoạn 2001 - 2005 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đơn vị tính: mm
Vùng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Cả năm
TB Sơn La 1321.5 2197.1 ĐB Lạng Sơn 1320.4 2755.4 Bắc Quang 4551.6 ĐBSH Hà NộiBạch LongVĩ 1721.9 1187.7 BTB ươngDương 1877.8 1417.4 NTB Đà Nẵng 2020.2 Phan Thiết 1094.7 TN Thuột 1830.0 2125.7 Đà Lạt 1659.7 NB ơn 1694.7 Côn Đảo 1966.5 Cần Thơ 1646.5
Thập kỷ , lượng mưa trung bình năm ở phần lớn các trạm đều giảm so với thập kỷ 1970, rong đó, Bắc Quang là nơi giảm nhiều nhất (từ 5150.3 mm/năm xuống còn 4335,0 mm/năm). Trên các trạm Vinh, Buôn Ma Thuột, cu, Cần Thơ lượng mưa trung bình tăng so với thập kỷ 1970, rong đó, Vinh tăng nhiều nhất (từ 2025,7 mm/năm lên 2371.7 mm/năm), Buôn Ma Thuột tăng tương đối nhiều còn ở Cần Thơ tăng không đáng kể
Vào thập kỷ 1991 2000, lượng mưa biến đổi không đều giữa các vùng trong cả nước và giữa các trạm trong từng vùng.
Ở Tây Bắc, lượng mưa ở trạm Sơn La giảm đi chút ít trong khi ở trạm Lai Châu lượng mưa lại tăng lên so với thập kỷ1980.
+ Ở Đông Bắc, trong khi ở hai trạm Lạng Sơn và Sa Pa lượng mưa giảm xuống thì ngược lại ở trạm Bắc Quang lương mưa lại tăng so với thập kỷ 1980 là 864.0 mm/năm.
+ Ở các vùng Đồng ằng ông Hồng, Bắc Trung Bộ lượng mưa giảm đi so ới thập kỷ 1980, trong đó, lượng mưa ở Vinh giảm nhiều nhất (từ 2371,1 mm/năm trong thập kỷ 1980 xuống còn 1820 mm/năm trong thập kỷ 1990), các trạm khác giảm không đáng kể.
Ở các vùng Nam Trung Bộ và Nam Bộ lượng mưa tăng hơn so với thập kỷ 80, trong đó Nam Trung Bộ tăng mạnh còn ở Nam Bộ tăng ít. Ở Đà Nẵng lượng mưa trung bình thập kỷ 80 là 1967.6 mm/năm, tăng lên 2481.0 mm/năm trong thập kỷ 90 và ở Phan Thiết lượng mưa trung bình thập kỷ
mm/năm, tăng lên 1212.1 mm/năm trong thập kỷ
Ở Tây Nguyên lượng mưa ở hai trạm Buôn Ma Thuột và Plâycu giảm xuống trong khi ở Đà Lạt lại tăng lên so với thập kỷ 1980.
Vào năm năm đầu của thế kỉ XXI, nhìn chung lượng mưa ở Tây Bắc
Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ có xu hướng giảm xuống so với thập kỷ 1990, trong đó giảm nhiều nhất là ở Đà Nẵng
Ở Đông Bắc lượng mưa ở hai trạm Lạng Sơn và Pa tăng ở trạm Bắc Quang lại giảm đi tương đối nhiều so với thập kỷ 1990
Ở Đồng bằng sông Hồng Bắc Trung Bộ lượng mưa tăng so với thập kỷ 1990, mức độ tăng không nhiều
2.1.1.3. Biến đổi cực trị và phân phối cực hạn của lượng mưa năm trong các thập kỷ
Biến đổi lượng mưa còn thể hiện ở các cức trị và cực hạn trong cả thời kỳ và trong từng thập kỷ. Cực trị là các trị số lớn nhất và bé nhất của chuỗi lượng mưa, còn cực hạn là trị số của một số năm trong thời kỳ nghiên cứu có lượng mưa vượt qua hoặc thấp hơn một giới hạn nhất định nào đó. Ở đây chúng tôi chọn giới hạn trên là lượng mưa ứng với suất bảo đảm 20% (R ượng mưa mà trong chuỗi chỉ có 20% thành viên lớn hơn nó) và giới hạn dưới là lượng mưa ứng với suất bảo đảm
) (lượng mưa mà trong chuỗi có 80% thành viên lớn hơn nó) a. Biến đổi cực trị
Cực trị của lượng mưa năm trong các thập kỷ được trình bày trong bảng 2.3 Trong thời kỳ 1961 – 2005 trị số cực đại của lượng mưa năm ở phần lớn các trạm tiêu biểu đều vượt xa trị số trung bình nhiều năm và đạt mức phổ biến là – 3500 mm. Những nơi có cực đại trên 3500 mm là các nơi thuộc trung tâm mưa lớn như Sa Pa (3678,6 mm), Bắc Quang (6465,7 mm) và các trạm thuộc duyên hải Trung Bộ như Vinh, Đà Nẵng. Ngược lại những nơi có cực đại chưa tới 2000 mm là các trạm thuộc trung tâm mưa bé như: Sơn La (1886,0 mm), Lạng Sơn (1856,7 mm), Tương Dương (1884,0 mm), Phan Thiết (1768,1 mm). Trị số cực tiểu của các trạm tiêu biểu đều thấp hơn rất nhiều so với trị số trung bình nhiều năm, phổ biến là từ 1000 – 2000 mm. Có cực tiểu bé hơn 1000 mm là các trạm thuộc các trung tâm mưa ít như: Sơn La, Lạng Sơn, Tương Dương, Thiết và Bạch Long Vĩ. Ngược lai những nơi có cực tiểu trên 2000 mm là những nơi thuộc các trung tâm mưa lớn như: Pa, Bắc Quang.
So sánh các trị số cực trị trong các thập kỷ ta thấy, cả cực đại và cực tiểu của các trạm tiêu biểu đều có sự biến đổi giữa các thập kỷ, trị số cực đại biến đổi nhiều hơn trị số
cực tiểu. Biến đổi cực trị giữa các thập kỷ tuy không rõ rệt bằng toàn thời kỳ nhưng trong phần lớn các thập kỷ mức chênh lệch giữa cực đại và cực tiểu đều từ 600 mm trở
3. Cực Trị lƣợng mƣa năm thời kỳ 1961 – 2005 và các thập kỷ
Đơn vị tính: mm
Vùng Trạm Lƣợng mƣa năm lớn nhất (xMax) Lƣợng mƣa năm bé nhất (xMin)
61 - 05 61 -70 71 - 80 81 - 90 91 - 00 01 - 05 61 - 05 61 - 70 71 - 80 81 - 90 91 - 00 01 - 05 TB Sơn La 1886.0 997.5 3104.0 1593.8 ĐB Lạng Sơn 1856.7 742.1 3678.6 2094.4 Bắc Quang 6465.7 3392.1 ĐBSH Hà Nội 2536.0 1033.1 Long Vĩ 2025.5 681.0 BTB 3521.3 1185.8 Tương Dương 1884.0 734.6 NTB Đà Nẵng 3904.5 1261.0 Phan Thiết 1768.1 650.4 TN Thuột 2598.0 1146.1 3174.6 1429.9 Đà Lạt 2378.7 1263.5 NB
Tân Sơn Hòa 2662.2 1310.0
Côn Đảo 2844.4 1340.4
b. Phân phối cực hạn trong các thập kỷ.
Phân phối chuỗi cực hạn lượng mưa năm được trình bày trong hai bảng 2.4 và 2.5. Nhìn chung sự phân phối các trị số cực hạn không đồng đều giữa các thập kỷ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vào thập kỷ 1961 – 1970, trên phần lớn các trạm khí tượng tiêu biểu số năm có lượng mưa đạt các giá trị cực hạn ít hơn các thập kỷ còn lại, trừ những trạm sau đây có từ 3 năm trở lên có lượng mưa đạt dưới suất bảo đảm 80 Buôn Ma Thuột ( năm Đà Lạt, Côn Đảo, Hà Nội ( năm) và những trạm có lượng mưa vượt suât bảo đảm 20% tương đối nhiều Đà Lạt (có 3 năm); Hà Nội, Côn Đảo, Cần Thơ (có 4 năm
Vào thập kỷ 1971 – 1980, những nơi có từ 3 năm trở lên có lượng mưa đạt dưới suất bảo đảm 80% là: Vinh, Cần Thơ (có 3 năm Đà Nẵng, Plâycu (có 4 năm và những nơi có từ 3 năm trở lên có lượng mưa đạt trên suất bảo đảm 20% là: Lạng Sơn, Sa Pa, Hà Nội, Bạch Long Vĩ (có 4 năm ; Sơn La,Vinh, Tương Dương, Đà Lạt (có 3 nă
Vào thập kỷ 1981 – 1990, những nơi có từ 3 năm trở lên có lượng mưa đạt dưới suất bảo đảm 80% là: Sơn La, Bạch Long Vĩ (có 3 năm), Lai Châu (có 4 năm), Bắc Quang (có 5 năm) và những nơi có từ 3 năm trở lên có lượng mưa đạt trên suât bảo đảm 20% là: Sơn La, Lạng Sơn, Hà Nội, Buôn Ma Thuột (có 3 năm), Plâycu (có 4 năm), Vinh (có 5 năm)
Vào thập kỷ 1991 2000, những trạm sau đây có từ 3 năm trở lên có lượng mưa thấp