Nội dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN ĐỖ HƯƠNG LINH NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DẢI HỘI TỤ NHIỆT ĐỚI VÀ RÃNH GIÓ MÙA TỚI CHẾ ĐỘ MƯA TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ Hà Nội, Năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN ĐỖ HƯƠNG LINH NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DẢI HỘI TỤ NHIỆT ĐỚI VÀ RÃNH GIÓ MÙA ĐẾN CHẾ ĐỘ MƯA TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ Chuyên ngành: Khí tượng học Mã ngành: D440221 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phạm Minh Tiến Hà Nội, Năm 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là bài nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của ThS. Phạm Minh Tiến. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài là trung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn số liệu khác nhau. Ngoài ra đồ án còn sử dụng một số nhận xét đánh giá của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án tốt nghiệp của mình. Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2016 Sinh viên Đỗ Hương Linh LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện tốt bài niên luận này, với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy cô giáo trong khoa Khí tượng Thủy văn đã dạy dỗ, tận tình chỉ bảo em trong suốt những năm tháng học tập tại trường. Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy giáo Phạm Minh Tiến, người đã trực tiếp định hướng và hướng dẫn em trong suốt thời gian làm khóa luận. Bên cạnh đó em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành những lời nhận xét, góp ý từ Thầy cô và bạn bè giúp em hoàn thành bài khóa luận này tốt hơn. Cũng nhân đây em muốn gửi lời cảm ơn tới Gia đình, người thân và bạn bè đã luôn bên cạnh ủng hộ, động viên và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập cũng như làm khóa luận. Bài khóa luận mặc dù em đã rất cố gắng để hoàn thiện nhưng cũng không thể tránh khỏi được sai sót,rất mong nhận được những góp ý quý báu của các thầy cô để em có thể rút kinh nghiệm, sửa chữa bổ sung cũng như để hoàn thành được bài tốt hơn nữa . Cuối cùng em xin chúc Quý Thầy cô, Gia đình, bạn bè lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và công tác tốt. Em xin chân trọng cảm ơn ! MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH 9 MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1 CHƯƠNG I - TỔNG QUAN ....................................................................................3 1.1 Dải hội tụ nhiệt đới .............................................................................................3 1.1.1 Khái niệm ........................................................................................................3 1.1.2 Đặc trưng ........................................................................................................5 1.1.3 Cấu trúc ..........................................................................................................7 1.1.4 Hệ quả thời tiết .............................................................................................10 1.2 Những kiến thức cơ bản về Rãnh gió mùa ........................................................12 1.2.1 Khái niệm .....................................................................................................12 1.2.2 Cấu trúc .......................................................................................................12 1.2.3 Hệ quả thời tiết ..............................................................................................13 1.3 Mưa ..................................................................................................................15 1.3.1 Khái niệm ......................................................................................................15 1.3.2 Đặc trưng ......................................................................................................15 1.3.3 Phân loại mưa ...............................................................................................15 1.4. Đặc điểm địa lý và khí hậu khu vực ĐBBB .....................................................16 1.4.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................16 1.4.2. Đặc điểm khí hậu......................................................................................... 16 1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .......................................................18 1.5.1 Ngoài nước ....................................................................................................18 1.5.2. Trong nước ...................................................................................................19 CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................ 26 2.1. Cơ sở số liệu ....................................................................................................26 2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................26 CHƯƠNG 3 - MỘT SỐ KẾT QỦA NGHIÊN CỨU ..............................................28 3.1 Đặc điểm chế độ mưa trên khu vực ..................................................................28 3.2 Ảnh hưởng của ITCZ và MST tới chế độ mưa lớn trên khu vực ......................31 3.3. Phân tích đợt mưa lớn ngày 15 tháng 10 năm 2000 .........................................33 3.4. Phân tích đợt mưa lớn ngày 21- 22 tháng 7 năm 2001..................................... 35 3.5. Phân tích đợt mưa lớn ngày 09 tháng 09 năm 2003......................................... 39 3.6. Phân tích đợt mưa lớn ngày từ 21- 23 tháng 07 năm 2004 ..............................42 KẾT LUẬN ............................................................................................................49 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................50 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT . CNĐ: Cận nhiệt đới. ĐTD: Đại Tây Dương. ITCZ: Dải hội tụ nhiệt đới. KKL: Không khí lạnh. KTTV: Khí tượng Thủy văn. MST: Rãnh gió mùa. TBD: Thái Bình Dương. TBNN: Trung bình nhiều năm DANH MỤC BẢN Bảng 3.1. Tổng lượng mưa tháng từ 1985-2004..................................................... 28 Bảng 3.2. Số đợt mưa lớn hơn 50mm từ năm 1985-2004. ......................................31 Bảng 3.3. Các đợt mưa lớn và nguyên nhân gây mưa lớn của các đợt.................... 31 Bảng 3.4. Lượng mưa đo được tại các trạm ngày 21- 23/07/2004. .........................47 DANH MỤC HÌN Hình 1.1a. Mô hình ITCZ loại I ................................................................................3 Hình 1.1b. Mô hình ITCZ loại II ..............................................................................4 Hình 1.1c. Mô hình ITCZ loại III............................................................................. 4 Hình 1.1d. Hoạt động của ITCZ theo mùa................................................................ 5 Hình 1.1e. Sự phân bố khí áp bề mặt mmmmặtmặt ..................................................8 Hình 1.1f. Mặt cắt thẳng đứng kinh hướng của gió vĩ hướng. ..................................8 Hình 1.1i. Mặt cắt thẳng đứng kinh hướng của độ phân kì vận tốc ngang (x10-6/s) ..9 Hình 1.1h. Mặt cắt thẳng đứng theo hướng bắc- nam của gió kinh hướng ...............9 Hình 1.1k. Phân bố mưa theo hướng bắc- nam. ........................................................9 Hình 1.1j. Mặt cắt thẳng đứng theo hướng bắc- nam của độ ẩm tương đối.............. 9 Hình 1.1m. Mô hình lý tưởng của ITCZ. ................................................................10 Hình 1.1l. Mặt cắt thẳng đứng theo hướng bắc- nam của gió trên vùng biển Ả rập tại kinh tuyến 550E và 650E. ........................................................................................10 Hình 1.1m. Rãnh gió mùa nối vào ITCZ ................................................................12 Hình 1.4: Bản đồ khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ. ......................................................16 Hình 3.1a. Diễn biến lượng mưa trung bình tháng của các trạm. ............................29 Hình 3.1b. Diễn biến lượng mưa trung bình tháng của các trạm. ...........................30 Hình 3.1c. Diễn biến lượng mưa trung bình tháng của các trạm. ............................30 Hình 3.3. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 15 tháng 10 năm 2000....... 34 Hình 3.4a: Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 21 tháng 7 năm 2001 ........37 Hình 3.4b: Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 22 tháng 7 năm 2001....... 38 Hình 3.5. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 09 tháng 09 năm 2003....... 41 Hình 3.6a. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 21 tháng 7 năm 2004 ........43 Hình 3.6b. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 22 tháng 7 năm 2004. ......45 Hình 3.6c. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 23 tháng 7 năm 2004. .......46 MỞ ĐẦU Trong khí quyển ngoài sự chuyển động theo chiều ngang, không khí còn chuyển động theo chiều thẳng đứng. Tốc độ thẳng đứng so với tốc độ di chuyển của không khí theo chiều nằm ngang thì rất nhỏ nhưng nó lại giữ một vai trò chủ yếu trong những nguyên nhân gây ra các hiện tượng thời tiết như mây, mưa, dông.... Trong thực tế, không khí xáo trộn và được đưa lên cao, dọc theo một đường, đường đó gọi là Dải hội tụ nhiệt đới. Nói khác đi, dải hội tụ là nơi có dòng thăng rõ rệt. Dọc theo dải hội tụ, ảnh hưởng của tốc độ gió và hướng gió khác nên không khí bị dồn nén lại và thăng lên cao. Dải hội tụ có thể kéo dài từ 500-600 đến hàng nghìn kilomets. Dải hội tụ nhiệt đới là một trong các hệ thống thời tiết có thể cho lượng mưa rất lớn đến mức kỷ lục trên diện rộng ở miền nhiệt đới, đặc biệt là khi hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới lại kết hợp với các hình thế thời tiết khác như front lạnh, bão có thể hình thành trên dải hội tụ nhiệt đới. Bên cạnh đó, rãnh gió mùa cũng là một hình thế gây mưa lớn. Rãnh gió mùaMST là một dải tương đối hẹp, được đặc trưng bởi sự chuyển hướng gió theo chiều xoáy thuận trong vùng gió mùa. Trên khu vực Nam Á và Đông Nam Á, MST là một hệ thống hình thành từ một dải thấp nóng bề mặt mạnh và phát triển đến tầng đối lưu giữa nhờ có sự hội tụ vào rãnh của gió mùa tây nam giàu hơi nước ở phía nam với gió đông có nguồn gốc lục địa ở phía bắc. Ở khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ, vào mùa mưa, có nhiều hình thế thời tiết gây mưa trên khu vực: bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới, rãnh gió mùa... lượng mưa trong mùa mưa chiếm tới 80- 85% lượng mưa cả năm. Vì vậy, việc nắm rõ quy luật, thời gian hoạt động, đặc điểm cơ bản của những hình thế gây mưa lớn và sự kết hợp giữa các hình thế với nhau đóng vai trò quan trọng đối với công tác dự báo của các dự báo viên. Do đó, em đã chọn đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của ITCZ, MST tới chế độ mưa ở khu vực Đồng bằng Bắc Bộ” với những nội dung sau: Chương 1: Tổng quan về ITCZ, MST Chương 2: Phương pháp nghiên cứu 1 Chương 3: Kết quả nghiên cứu. Do quá trình nghiên cứu và việc tìm tài liệu, kiến thức cũng như kinh nghiệm của bản thân còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong Thầy, Cô cho em những nhận xét, ý kiến để em có thể tiếp thu. Đó sẽ là những kiến thức quý báu, là hành trang giúp em trong công việc sau này. 2 CHƯƠNG I - TỔNG QUAN 1.1 Dải hội tụ nhiệt đới 1.1.1 Khái niệm Theo Khromov (1957) [5]: ITCZ là dải thời tiết xấu, hình thành bởi sự hội tụ của tín phong 2 bán cầu, của tín phong 1 bán cầu với tín phong bán cầu kia vượt xích đạo và chuyển hướng và tín phong mỗi bán cầu với đới tín phong gió tây xích đạo mở rộng. Có 3 mô hình của dải hội tụ nhiệt đới:  Loại 1: Gần sát xích đạo. Xảy ra ở Đại Tây Dương khi tín phong 2 bán cầu gặp nhau ở gần xích đạo. Loại dải hội tụ gió này có tần suất cao, tồn tại ngay trên bản đồ gió trung bình toàn cầu ở miền xích đạo ĐTD. Trong dải hội tụ nhiệt đới này, dải mây tích và mây vũ tích tạo thành dải có mật độ không đều. Chiều rộng của dải mây chừng 200300m, chiều dài rất lớn, có trường hợp gần như bao quanh Trái Đất. Hình 1.1a. Mô hình ITCZ loại I  Loại 2: Dải hội tụ nhiệt đới loại 2 là kết quả của sự hội tụ giữa tín phong Nam Bán Cầu vượt xích đạo chuyển hướng thành gió mùa tây nam với tín phong đông bắc Bắc Bán Cầu. Đặc điểm của loại dải hội tụ nhiệt đới này là nằm cách xa xích đạo, với khoảng cách này lực Coriolis đủ lớn để tạo các xoáy xoáy thuận thể hiện qua các xoáy mây trên ảnh mây vệ tinh. Dải hội tụ nhiệt đới loại 2 đặc trưng cho dải hội tụ nhiệt đới ở Đông Nam Á và Biển Đông. Những xoáy thuận trên dải hội tụ nhiệt đới là nhiễu động ban đầu cho sự hình thành của bão ở Biển Đông. 3 Hình 1.1b. Mô hình ITCZ loại II  Loại 3: Tín phong hai bán cầu hội tụ với đới gió tây xích đạo mở rộng. Dải hội tụ nhiệt đới thứ ba là dải hội tụ kép với dải hội tụ chính ở Bắc Bán Cầu và dải hội tụ phụ ở Nam Bán Cầu với cường độ phát triển không lớn bằng dải hội tụ ở phía bắc. Loại dải hội tụ nhiệt đới này ít thấy hơn so với hai loại trên và chỉ xảy ra ở nơi đới gió tây xích đạo biểu hiện rõ. Hình 1.1c. Mô hình ITCZ loại III. Quy luật hoạt động: Theo những thời hạn ngắn, ITCZ cũng có những quy luật hoạt động nhất định. Theo kết quả nghiên cứu về thời gian kéo dài của một đợt ITCZ hoạt động (từ khi hình thành cho đến khi tan rã) cho thấy, thời gian này rất không đồng nhất, có những đợt ITCZ tồn tại rất ngắn, chỉ trong một ngày, thậm chí là trong vài kì quan trắc; ngược lại, có những đợt ITCZ tồn tại trong thời gian khá dài, đợt kéo dài điển hình nhất đợt từ ngày 12-30/11/86 (19 ngày) [1]. Theo quy luật hoạt động mùa: trong tháng 4 và tháng 11, ITCZ hoạt động ở vĩ độ thấp nhất. Thực tế nghiên cứu từng ngày cũng cho thấy, trong tháng 11, có những đợt ITCZ hoạt động ở vĩ độ rất thấp, xấp xỉ 30N. Khi ITCZ hoạt động lên vị trí cao nhất (trong tháng 7 và 8) thường là những ngày có bão hoạt động trong ITCZ và bão đi lên vùng vĩ độ cao; khi bão đổ bộ rồi tan đi thì ITCZ cũng tan theo nên nó không kéo dài 4 mấy ngày như khi ở vĩ độ thấp nhất. Ví dụ, đợt ngày 15/7/1987, ITCZ hoạt động ở vĩ độ khá cao, cao trên 360N và đến ngày sau đó bão đổ bộ vào Trung Quốc thì ITCZ cũng tan theo. Hình 1.1d. Hoạt động của ITCZ theo mùa. 1.1.2 Đặc trưng ITCZ có những đặc trưng sau: 1) ITCZ là giới hạn phía xích đạo của vòng hoàn lưu Hadley và cũng là nơi hình thành nhánh đi lên vòng hoàn lưu này. 2) ITCZ là một đới hẹp bao quanh Trái đất, về cơ bản, nó nằm trong bán cầu mùa hè. Tuy nhiên, vị trí của ITCZ có sự biến động rất lớn tuỳ theo từng khu vực. Trên bề mặt, vị trí cực bắc của nó trong tháng 7 và vị trị cực nam của nó trong tháng 1. Trong tháng 7, vị trí của ITCZ dịch chuyển lên phía bắc nhất (tới 28 0N) trên lục địa châu Á, còn trong tháng 1 vị trí của nó dịch chuyển xuống phía nam thấp nhất trên lục địa Australia và Đông Phi. Như vậy, tại bề mặt, vị trí của ITCZ thường trùng với vùng có nhiệt độ cao nhất, thậm chí ngay cả trên các vùng đại dương. Vì vậy, ITCZ thường được gọi là xích đạo nhiệt của Trái đất. 3) Khi ITCZ nằm ở vị trí cao nhất lên phía bắc hay thấp nhất xuống phía nam thì khối không khí phía xích đạo của ITCZ không phải bao giờ cũng là khối không khí từ bán cầu mùa đông thổi sang. 4) ITCZ không nằm ngay trên xích đạo mà thường là ở phía bắc hoặc phía nam. Nguyên nhân của hiện tượng này vẫn chưa được giải thích một cách rõ ràng. Khi tín phong của một trong hai bán cầu vượt qua xích đạo rồi đổi hướng thành gió có thành phần tây trước khi hội tụ vào ITCZ (không hẳn chỉ do tác động của lực 5 Coriolis). Như vậy luôn có một độ đứt gió xoáy thuận qua ITCZ với gió có thành phần hướng tây phía xích đạo và thành phần hướng đông phía cực của ITCZ. 5) Trên quy mô hành tinh, ta có thể xem ITCZ là một đới có khí áp thấp nhất và có sự hội tụ khối lượng theo phương nằm ngang trong tầng thấp, do vậy nó cũng là đới có dòng thăng mạnh. 6) Thông thường khối không khí phía cực của ITCZ là không khí trong nhánh đi xuống của vòng hoàn lưu Hadley nên nó là dòng giáng đoạn nhiệt, vì vậy nó khá nóng, khô và ổn định. Trong khi đó khối không khí phía xích đạo của ITCZ là khối không khí biển nhiệt đới, khá mát hơn khối không khí phía cực nên ITCZ thường nghiêng về phía xích đạo. Độ nghiêng của ITCZ có tính biến động rất lớn theo không gian cũng như thời gian. Độ nghiêng này phụ thuộc vào sự khác nhau của nhiệt độ và tốc độ gió giữa hai bên ITCZ. Tuy nhiên sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai bên ITCZ thường không đáng kể nên độ nghiêng của ITCZ cũng không lớn. Do đó trên bản đồ synop, ITCZ thường được xem là một đới bất liên tục về hướng gió và một rãnh khí áp thấp nhất chứ không phải là một đới bất liên tục của nhiệt độ. 7) Nếu căn cứ vào sự bất liên tục của hướng gió thì trên vùng Ấn Độ, vào tháng 7, ITCZ phát tiển lên đến độ cao lớn nhất, tới mực 400mb. Trong khi đó ở những vùng khác, ITCZ thường chỉ phát triển lên đến mực 700mb. Phía trên mực đó là dòng gió đông khá khô thuộc hoàn lưu của áp cao cận nhiệt đới. Mây được hình thành trong lớp không khí ẩm phía xích đạo của ITCZ. Trong nhiều trường hợp, khi độ dày của lớp ẩm lên tới trên 3km thì những đám mây Cu và Cb lớn được hình thành. Trên những vùng khác, ta có thể nhận thấy những đám mây tích phát triển theo chiều cao không lớn hoặc những đám mây tầng tích. Lượng mây cực đại thường quan trắc được ở về phía xích đạo của ITCZ với kích thước khoảng từ 200 đến 500km tính từ vị trí ITCZ bề mặt. Trên cơ sở đó, việc xác định vị trí của ITCZ trên những vùng không có số liệu quan trắc gió và áp được thực hiện bằng ảnh mây vệ tinh cho kết quả rất tốt. Như vậy, ITCZ không những là một đới bất liên tục về hướng gió, một đới có khí áp nhỏ nhất mà còn là một đới mây cực đại trên ảnh mây vệ tinh. 6 Những hệ thống thời tiết quy mô synop và quy mô vừa cũng tác động nhất định đối với thời tiết gần vùng ITCZ. Trong ITCZ, mây biến đổi mạnh do có sự dao động về vị trí và cường độ của chuyển động thăng trong vùng lân cận. Vị trí và cường độ của áp cao cận nhiệt đới trong cả hai bán cầu đều ảnh hưởng tới vị trí và cường độ của ITCZ. 8) ITCZ có vai trò vận chuyển nhiệt: Như đã biết, cán cân bức xạ của hệ thống mặt đất-khí quyển vùng nhiệt đới luôn luôn dương, còn ở vùng vĩ độ cao luôn luôn âm. Trong đó, các đại dương nhiệt đới chiếm phần lớn năng lượng này. Khoảng 1/3 năng lượng mà các đại dương nhận được được vận chuyển lên vùng vĩ độ cao nhờ các dòng hải lưu, còn 2/3 năng lượng còn lại được vận chuyển từ các đại dương vào khí quyển do bốc hơi. Khi trong ITCZ chưa có đối lưu phát triển mạnh thì hơi nước được vận chuyển tới những vùng cận nhiệt đới trong tầng đối lưu dưới. Nhưng khi trong ITCZ có đối lưu phát triển mạnh thì tiềm nhiệt ngưng kết được giải phóng ra, trở thành hiển nhiệt trong các lớp khí quyển của tầng đối lưu trên rồi được vận chuyển lên các vĩ độ cận nhiệt đới. 1.1.3 Cấu trúc Đôi khi, ITCZ thể hiện rõ một cấu trúc với hội tụ ở mực thấp và phân kỳ ở mực cao với dòng thăng rất mạnh và có tốc độ cực đại ở phần giữa tầng đối lưu. Hội tụ ở mực thấp chủ yếu là do sự hội tụ của thành phần kinh hướng của gió mỗi bán cầu và xoáy là do độ đứt trong dòng khí giữa các nhánh hội tụ của tín phong mỗi bán cầu hay là hội tụ giữa tín phong một bán cầu với đới gió tây xích đạo vốn là tín phong của bán cầu kia khi vượt xích đạo chuyển hướng. Theo nghiên cứu của GATE [2] (Global Atmospheric Tropical Experiment) trên khu vực Đại Tây Dương đã chỉ ra những dặc điểm cơ bản của ITCZ trong phạm vi 15 vĩ độ. Về cơ bản, cấu trúc của ITCZ trên phạm vi toàn cầu đưuọc mô tả như trên, nhưng đối với từng khu vực cụ thể thì nó lại mang những nét đặc trưng riêng. Ngay cả khi đã xét cho tưng khu vực cụ thể, vị trí và cấu trúc của ITCZ cũng có những biến động hàng ngày và nhiều ngày khá phức tạp. Theo các công trình nghiên cứu thì sự biến động của ITCZ theo thời gian là do: - Sự dịch chuyển theo hướng bắc- nam quy mô toàn cầu. 7 - Sự dịch chuyển của sóng đông. - Biến thiên nhiệt độ ngày đêm. 1) Cấu trúc của trường áp Hình 1.1e cho thấy, ở trung tâm rãnh, khí áp cực tiểu với giá trị 1011,9-1012,0mb kéo dài trên phạm vi khoảng 6 độ vĩ, từ dải thứ 5 đến dải thứ 11. Phần phía bắc của rãnh, gradient khí áp là 0,15mb/độ vĩ, còn phần phía nam là 0,3mb/ độ vĩ. 2) Cấu trúc trường gió vĩ hướng Hình 1.1f. Mặt cắt thẳng đứng kinh hướng của gió vĩ hướng. Hình 1.1e. Sự phân bố khí áp bề mặt Hình 1.1f đã chỉ ra rằng, ở bề mặt gió tây tồn tại trong tất cả các vĩ tuyến và đạt cực đại tại điểm thứ 8, nơi có đối lưu cực đại. Dòng gió đông tầng giữa có tốc độ cực đại lớn hơn 10m/s với trung tâm nằm phía bắc vùng có dòng thăng cực đại. Dòng gió đông nhiệt đới trên mực 200mb có một một cực tiểu rõ ràng trên vùng có dòng thăng cực đại. 3) Cấu trúc trường gió kinh hướng Hình 1.1g: mô tả gió kinh hướng trung bình trong vùng ITCZ. Từ hình vẽ ta thấy, hầu hết các dòng kinh hướng tầng thấp hội tụ vào ITCZ đều đến từ phía nam của ITCZ, dòng hội tụ từ phía bắc ITCZ đến yếu nhưng tồn tại tới độ cao lớn. Đới hội tụ giữa gió nam và gió bắc tại bề mặt nằm cách vùng đối lưu cực đại khoảng 200km về phía bắc (điểm 6). Vùng phân kì mạnh nhất xuất hiện trong tầng đối lưu trên với trục gần trùng với đới hội tụ tầng thấp. 4) Sự phân kì vận tốc nằm ngang và chuyển động thẳng đứng Hình 1.1h chỉ ra rằng, xung quanh đới đối lưu cực đại có một vùng hội tụ tầng thấp 8 và phân kì tầng cao. Phía nam điểm 12, đặc trưng này không thể hiện rõ rệt. Hình 1.1h. Mặt cắt thẳng đứng Hình 1.1i. Mặt cắt thẳng đứng kinh theo hướng bắc- nam của gió hướng của độ phân kì vận tốc kinh hướng ngang (x10-6/s) 5) Độ ẩm tương đối Hình 1.1i chỉ ra rằng, xung quanh dải có đối lưu cực đại, từ thấp lên cao, độ ẩm ntương đối lớn hơn vùng khác từ 10 đến 15%. 6) Giáng thuỷ Từ hình 1.1j ta thấy, điểm số 8 là nơi có giáng thuỷ cực đại với giá trị 3cm/ngày. Đây cũng là điểm chuyển động thăng có giá trị cực đại. Trong vùng từ điểm 4 đến điểm 11, lượng mưa trung bình khoảng 2cm/ngày. Hình 1.1j. Mặt cắt thẳng đứng theo Hình 1.1k. Phân bố mưa theo hướng bắc- nam của độ ẩm tương hướng bắc- nam. đối. Mô hình lí tưởng của ITCZ được dẫn ra trong hình 1.1k. Bằng việc sử dụng số liệu thám sát tàu biển từ tháng 5 đến tháng 7 năm 1973 trên vùng biển Ả Rập, Godbole và Ghosh đã xây dựng được mặt cắt thẳng đứng của ITCZ trên vùng từ 9 550E và 650E như được dẫn ra trong hình 1.1l. Hình 1.1m. Mô hình lý tưởng của ITCZ. Hình 1.1l. Mặt cắt thẳng đứng theo hướng bắc- nam của gió trên vùng biển Ả rập tại kinh tuyến 550E và 650E. 1.1.4 Hệ quả thời tiết Dải hội tụ nhiệt đới có ảnh hưởng lớn thới thời tiết khu vực Nam Á. Hằng năm, Dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) bắt đầu từ tháng 6, tới tháng 7, 8, thậm chí là tháng 9, nó thường hoạt động mạnh ở biển Đông. Áp thấp ở Biển Đông và Bão thường phát triển trên Dải hội tụ nhiệt đới [4]. Căn cứ vào quy luật hoạt động của ITCZ (đã được nói đến ở Chương I) và số liệu TBNN cho thấy, vị trí cao nhất trung bình tháng của ITCZ vào tháng 8, khoảng 210N đi qua khu vực ĐBBB, tương ứng với vị trí trục Áp cao Tây TBD cao nhất vè phía bắc TBNN vào tháng 8: khoảng 30,50N (theo tập số liệu TBNN vè trục Áp cao tây TBD của Phòng Dự báo hạn ngắn- Trung tâm Quốc gia Dự báo KTTV). 10 Đối với khu vực Bắc bộ, ITCZ thưởng hoạt động trong tháng 7, tháng 8 dưới hai dạng sau cần lưu ý : 1. ITCZ hoạt động đơn thuần - ITCZ đi qua ĐBBB mỗi khi lưỡi áp cao tây TBD mạnh lên và lấn về phía tây, đới gió đông- đông nam ở phía bắc ITCZ mạnh lên. Trên bản đồ mặt đất khí áp tăng (p 24: dương), các bản đồ trên cao, độ cao địa thế vị (H24: dương) đều tăng; biểu hiện quá trình áp cao tây TBD mạnh, cường độ hội tụ phần phía bắc ITCZ mạnh lên, gây quá trình mưa rào và dông diện rộng, có nơi mưa vừa, mưa to, chủ yếu xảy ra ở phần phía bắc đường hội tụ. - Kinh nghiệm cho thấy, trên bản đồ mực 500mb (đường 588 dam, địa thế vị) lấn về phía tây với kinh tuyến 107 0- 1080E, quá trình mưa bắt đầu từ vùng ven biển rồi lan dần về phía tây. Ở đồng bằng trung du Bắc bộ thời gian mưa chủ yếu xảy ra vào đêm và sáng với lượng mưa ngày trung bình 20-30mm, có nơi từ 50-70mm, quá trình mưa kéo dài 2-3 ngày. Khi lưỡi áp cao tây TBD suy yếu và lùi dần ra phía đông, tốc độ gió đông- đông nam yếu dần, khí áp ở mặt đất và độ cao địa thế vị ở các tầng trên cao chuyển sang biến áp và biến cao âm, quá trình mưa giảm dần và đi đến kết thúc, chỉ còn mưa rào nhẹ và có tính chất cục bộ ở ven biển đồng bằng. 2. ITCZ hoạt động, đồng thời xuất hiện các nhiễu động xoáy thuận ở vịnh Bắc bộ hoặc phía đông đảo Hải Nam. - Khi lưỡi áp cao tây TBD mạnh lên và lấn về phía tây, nhiễu động xoáy thuận- vùng áp thấp (ở mặt đất thường là 1- 2 đường đẳng áp đóng kín, chưa đạt cấp ATNĐ) theo dòng gió đông dày và mạnh ở các tầng trên cao, di chuyển về phía tây vào đất liền Bắc bộ gây ra quá trình mưa vừa, mưa to diện rộng từ đông sang tây, kéo dài từ 2- 3 ngày, lượng mưa 24h phổ biến từ 30- 50mm, có nơi đạt 50- 100mm. Khi xoáy thuận đi về phía tây và sát nhập vào vùng áp thấp Ấn- Miến hoặc vùng áp thấp ở tây nam Trung Quốc, quá trình mưa vừa- mưa to ở phía đông Bắc bộ kết thúc. - Cũng có trường hợp, khi xoáy thuận đã sát nhập vào vùng áp thấp Ấn- Miến thì ở vịnh Bắc bộ hoặc vùng hía đông đảo Hải Nam, trên đường ITCZ lại xuất hiện một xoáy thuận khác, đồng thời lại một quá trình lưỡi áp cao tây TBD mạnh lên và 11 lấn về phía tây, xoáy thuận tiếp tục di chuyển về phía tây, đi vào đất liền Bắc bộ, một quá trình mưa vừa, mưa to mới lại xuất hiện ở Bắc bộ. Điển hình của quá trình này là thời kì hoạt động của ITCZ có kèm xoáy thuận liên tiếp xảy ra vào gia đoạn từ ngày 2 tháng 8 đến ngày 18 tháng 8 năm 1971, gây mưa vừa, mưa to kéo dài trog nhiều ngày, đợt nọ nối tiếp đợt kia, gây ngập lụt nghiêm trọng ở nhiều nơi thuộc Bắc Bộ. 1.2 Những kiến thức cơ bản về Rãnh gió mùa 1.2.1 Khái niệm Rãnh gió mùa MST là một dải tương đối hẹp, được đặc trưng bởi sự chuyển hướng gió theo chiều xoáy thuận trong vùng gió mùa. Trên khu vực Nam Á và Đông Nam Á, MST là một hệ thống hình thành từ một dải thấp nóng bề mặt mạnh và phát triển đến tầng đối lưu giữa nhờ có sự hội tụ vào rãnh của gió mùa tây nam giàu hơi nước ở phía nam với gió đông có nguồn gốc lục địa ở phía bắc [1]. Hình 1.1m. Rãnh gió mùa nối vào ITCZ 1.2.2 Cấu trúc Hàng năm, trên khu vực Nam Á, khi gió mùa tây nam được thiết lập, tín phong bán cầu Nam vượt xích đạo đi lên bán cầu Bắc, ITCZ kép bị phá vỡ, hệ thống đệm ở xích đạo được thiết lập thì gió mùa tây nam nhanh chóng tiếp cận và 12 hội tụ vào rãnh thấp Nam Á. Như vậy, MST hình thành ngay trong rãnh thấp Nam Á và đem vào rãnh một động năng, và quan trọng hơn là đã tích luỹ được một lượng ẩm dồi dào, khiến cho hệ thống này đã thay đổi về chất. Vì thế, vào mùa hè, khi gió mùa tây nam đã hội tụ vào rãnh thấp Nam Á thì hệ thống này cần được gọi là MST để nhấn mạnh đến lượng tiềm năng bất ổn định đang tàng trữ của nó. 1.2.3 Hệ quả thời tiết Phạm vi hoạt động của MST chỉ trong khoảng từ 15-300N nên nó chủ yếu chỉ gây mưa rào và dông cho các khu vực từ Bắc Bộ tới Trung Trung Bộ; còn các khu vực phía nam ít chịu ảnh hưởng của MST. Trong khu vực nghiên cứu, MST thường hiện diện khá đa dạng, song có thể phân thành hai dạng chính tuỳ theo hướng phát triển của nó: MST vĩ hướng và MST kinh hướng [1]. MST vĩ hướng: Vào những thời kì khác nhau MST vĩ hướng cũng có những đặc trưng khác nhau, ta có thể chia thành ba giai đoạn, trong đó, giai đoạn đầu và cuối của mùa gió mùa tây nam có những đặc trưng khá giống nhau. - Vào giai đoạn đầu (tháng 5) và cuối (tháng 8, 9) của mùa gió mùa tây nam, gió tây nam thường thổi qua bán đảo Đông Dương tới Biển Đông. Trên biển Đông gió đổi hướng, đi vào rãnh thấp nóng trên lục địa châu Á làm xuất hiện MST trên khu vực Biển Đông. Trong tình huống như vậy, MST trên biển không trùng với rãnh thấp nóng như trên đất liền. Nhưng chính sự xuất hiện MST trên Biển Đông là cơ hội để MST từ đất liền có thể vươn ra biển, đi qua Bắc Bộ hoặc Bắc Trung Bộ. Sự liên thông này làm cho MST trên đất liền trở nên ít di động hơn và có độ bất ổn định không lớn nên nó thường chỉ gây ra những trận mưa rào hoặc mưa rào nhẹ vào trưa và chiều. Hiện tượng được lặp đi lặp lại trong mấy ngày. Song thường xảy ra tình huống là cùng với sự xuất hiện của MST trên biển thì ở rìa phía bắc có KKL, gây ra các đợt mưa rào và dông cho vùng duyên hải. - Vào giai đoạn giữa (tháng 6, 7): MST thường xuất hiện ở các vĩ độ khá cao (25-300N) qua bắc bán đảo Đông Dương và nam lục địa Trung Quốc. Lúc này MST thường liên thông với front Meiyu thành một dải từ Nam Á tới Đông Bắc Á. Đối với những đoạn MST trên đất liền thì khi gió mùa tây nam mang theo hơi ẩm đi lên tiếp cận với rãnh thì chúng thường chuyển hướng theo chiều xoáy thuận rồi mới hội 13 tụ vào rãnh cho nên một dải hội tụ khối lượng của không khí ẩm được hình thành dọc theo rìa phía nam của rãnh, còn ở phía bắc của rãnh, không khí mát và khô hơn tiếp cận và hội tụ thẳng vào rãnh. Khi KKL hội tụ vào rãnh đủ mạnh nó sẽ kích hoạt làm cho không khí nóng ẩm bốc lên theo chiều xoáy thuận và phát triển thành những vùng áp thấp trong rãnh. Ở một số địa phương nhất định, tác động địa hình có thể góp phần tạo nên các dòng KKL mạnh, có tác dụng kích hoạt làm xuất hiện các trung tâm áp thấp trong rãnh khi MST đi qua địa phương này. Với cấu trúc như vậy, trên MST trong đất liền, thời tiết xấu (mưa rào, dông) thường xảy ra ở trên rãnh và mở rộng về phía nam rãnh. Thời tiết xấu thường tập trung trong khu vực áp thấp và mở rộng ở rìa phía nam và đông rãnh. MST trên đất liền ảnh hưởng tới thời tiết Việt Nam thường diễn ra như sau:  Khi gió mùa tây nam tiếp cận và hội tụ vào MST ở khu vực phía Tây nam và nam Trung Quốc, đồng thời KKL lục địa tiếp cận tới phía bắc MST. Khi đủ mạnh, KKL đẩy MST di chuyển xuống phía nam. Vân Nam Trung Quốc là một trong những nơi hình thành áp thấp trên MST. Khi MST xuống gần biên giới ViệtTrung thì mưa bắt đầu xuất hiện ở Việt Nam và duy trì cho đến khi MST đi qua hoặc suy yếu và tan đi.  Mưa do MST loại này gây ra có thể chỉ 1 ngày nếu MST đi qua nhanh. Khi MST di chuyển chậm hoặc di chuyển lên hoặc xuống thì đợt mưa có thể kéo dài 2-3 ngày. Với MST loại này, mưa thường xảy ra vào buổi chiều và tối khi mà điều kiện bất ổn định nhiệt lực phát triển, đêm và sáng thời tiết tốt. MST kinh hướng: Khi áp thấp Nam Á phát triển mạnh về phía đông, thường tới bắc bán đảo Đông Dương và tây nam Trung Quốc, đồng thời gió mùa tây nam hoạt động mạnh, tiến xa về phía đông đông bắc, vượt qua bán đảo Đông Dương tới Biển Đông. Ở đây gió mùa tây nam gặp đới tín phong lượn theo chiều xoáy nghịch ở rìa phía tây của áp cao TBD đi lên phía bắc nên gió mùa tây nam cũng phải chuyển hướng đi lên phía bắc, theo chiều xoáy thuận trên Biển Đông đã làm xuất hiện MST có trục chạy theo hướng bắc tây bắc- nam đông nam phù hợp với bờ biển Bắc Trung Bộ và đi qua Bắc Bộ. 14 Bình thường MST kinh hướng chỉ gây nên mưa rào nhẹ vào trưa và chiều ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ. Nhưng khi ở phía đông của rãnh có sự hợp lưu giữa gió mùa tây nam và gió đông có nguồn gốc là KKL hoặc là tín phong thổi vào thì vùng hợp lưu thường có trục gần như theo hướng bắc-nam. Do tác động của địa hình, vùng hợp lưu này thường gây ra mưa to đến rất to ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ. 1.3 Mưa 1.3.1 Khái niệm Mưa là một dạng ngưng tụ của hơi nước khi gặp điều kiện lạnh, mưa có các dạng như: mưa phùn, mưa rào, mưa đá, các dạng khác như tuyết, mưa tuyết, sương. Mưa được tạo ra khi các giọt nước khác nhau rơi xuống bề mặt Trái Đất từ các đám mây. Không phải toàn bộ các cơn mưa đều có thể rơi xuống đến bề mặt, một số bị bốc hơi trên đường rơi xuống do đi qua không khí khô, tạo ra một dạng khác của sự ngưng đọng . 1.3.2 Đặc trưng Mưa đóng một vai trò quan trọng trong chu trình thủy học trong đó nước từ các đại dương (và các khu vực khác có chứa nước) bay hơi, ngưng tụ lại thành các đám mây trong tầng đối lưu của khí quyển do gặp lạnh, khi các đám mây đủ nặng, nước sẽ bị rơi trở lại Trái Đất, tạo thành mưa, sau đó nước có thể ngấm xuống đất hay theo các con sông chảy ra biển để lại tiếp tục lặp lại chu trình vận chuyển. Các giọt mưa nhỏ là có dạng gần như hình cầu. Các giọt lớn hơn thì bị bẹt dần đi, giống như bánh hamburger (một loại bánh mì dẹp như bánh bao); còn các giọt rất lớn thì có hình dạng giống như cái dù. Trung bình thì giọt mưa có kích thước từ 1 mm đến 2 mm theo đường kính. Những giọt mưa lớn nhất trên Trái Đất đã được ghi lại ở Brasil và quần đảo Marshall năm 2004 - một số giọt có kích thước tới 10 mm. Kích thước lớn được giải thích là sự ngưng tụ trong các hạt khói lớn hay bởi sự va chạm giữa các giọt mưa trong một khu vực nhỏ với lượng rất lớn nước lỏng. 1.3.3 Phân loại mưa Trung tâm khí tượng thủy văn phân loại mưa theo mức độ mưa: - Mưa vừa: lượng mưa đo được từ 16 - 50 mm/24h - Mưa to: Lượng mưa đo được từ 51 – 100mm/24h 15 - Mưa rất to: Lượng mưa đo được > 100mm/24. 1.4. Đặc điểm địa lý và khí hậu khu vực ĐBBB 1.4.1. Vị trí địa lý Đồng bằng Bắc Bộ là một vùng đất rộng lớn nằm quanh khu vực hạ lưu sông Hồng thuộc miền Bắc Việt Nam, các tỉnh và thành phố như: Hà Nội, Hà Nam, Hưng Yên, Hải Dương, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình. Hình 1.4: Bản đồ khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ. (Nguồn: Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Đồng bằng Bắc Bộ) - Phía bắc và đông bắc giáp vùng Đông Bắc (Việt Nam) - Phía tây và tây nam tiếp giáp vùng Tây Bắc - Phía đông là vịnh Bắc Bộ - Phía nam giáp vùng Bắc Trung Bộ. Nhìn chung khu vực Đồng bằng Bắc Bộ có địa hình thấp và khá bằng phẳng, thấp dần từ tây bắc xuống đông nam, từ các thềm phù sa cổ 10- 15m xuống đến các bãi bồi 2- 4m ở trung tâm rồi các bãi triều hàng ngày còn ngập nước triều. 1.4.2. Đặc điểm khí hậu Khí hậu vùng Đồng bằng Bắc Bộ cũng điều hòa, bớt khắc nghiệt hơn. Mùa hè bớt khô nóng hơn so với vùng đồng bằng Bắc Trung Bộ. 16 Khí hậu vùng Đồng bằng Bắc Bộ có đặc điểm là có nền nhiệt độ đồng đều và cao hơn so với các vùng khí hậu khác ở miền Bắc. Tính chung cả năm, khu vực Đồng bằng Bắc Bộ có nền nhiệt cao: - Tổng lượng bức xạ từ 110-120 kcal/cm2/năm; - Tổng nhiệt từ 8000- 8500 độ C; - Nhiệt độ không khí trung bình năm 23 –240C; - Độ ẩm từ 80- 85 %; - Lượng mưa trung bình năm 1400 – 1800mm; - Lượng bốc hơi trung bình năm là 700 – 800mm; - Tốc độ gió trung bình năm 1,5 – 2,0m/s. - Do vị trí địa lý nên khí hậu vùng ĐBBB chia làm 2 mùa: Mùa hè - Kéo dài từ tháng 5- tháng 10, nóng, nhiệt độ cao nhất vào tháng 6, 7; hướng gió chính là hướng nam và đông nam, lượng mưa chiếm 80- 85% lượng mưa cả năm. - Bức xạ tổng cộng 105– 130Kcal/cm2, số giờ nắng năm 1400 – 1700 giờ. - Do ảnh hưởng của vị trí địa lý và đặc điểm địa hình nên khu vực có ảnh hưởng của áp thấp Ấn Độ- Mianma (áp thấp Ấn Miến) hút gió đông nam từ vịnh Bắc Bộ vào (hướng gió nam và đông nam ở đây là do gió tây nam đổi hướng ảnh hưởng của của áp thấp) Mùa đông - Mùa đông bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Với 3 tháng có nhiệt độ dưới 18 độ C, so với khu vực Đông Bắc đã bớt lạnh hơn. - Mùa đông chính là mùa khô, mưa ít, có nhiều ngày mưa phùn, sương mù, nên tính chất khô hạn không quá gay gắt như ở khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ. - Mùa đông diễn biến thất thường, năm rét nhiều, năm rét ít, năm sớm, năm muộn (chịu ảnh hưởng của hiện tượng ENSO). - Vùng khí hậu khu vực đồng bằng Bắc bộ chịu ảnh hưởng nhiều của bão trong thời kì từ tháng 7 đến tháng 10. Lượng mưa bão thường chiếm 25-30% tổng lượng mưa mùa hạ. 17 Đặc trưng khí hậu của vùng là mùa xuân có tiết mưa phùn. Điều kiện về khí hậu của vùng cũng tạo thuận lợi cho việc tăng vụ trong năm vụ đông với các cây ưa lạnh, vụ xuân, vụ hè thu và vụ mùa. 1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.5.1 Ngoài nước Đối với việc dự báo thời tiết, việc nắm vững những hệ thống thời tiết và hình thế thời tiết với những quy luật hoạt động của nó là vấn đề then chốt, có ý nghĩa quan trọng đối với công tác dự báo của các dự báo viên. Chính vì vậy mà ngay chiến tranh Thế giới lần thứ 2, khi người ta nhận thức được tầm quan trọng của bản tin dự báo khí tượng đối với an ninh và quốc phòng, hàng loạt các công trình nghiên cứu về hệ thống thời tiết và hình thế thời tiết đã được thực hiện. Tác giả Chen đã nghiên cứu mưa lớn ở miền Trung Việt Nam để tìm ra sự khác biệt về chế độ mưa của vùng này so với các vùng khác. Ông đã tiến hành xem xét ảnh hưởng của hiện tượng ENSO đến mưa ở miền Trung. Thông qua lượng mưa 29 năm (1979-2007) theo dạng lưới, từ bộ số liệu tích hợp quan trắc phân giải cao Châu Á để đánh giá nguồn nước (APHRODITE), sử dụng để mô tả khí hậu mưa ở Việt Nam. Lượng mưa quan trắc được tại 163 trạm mặt đất ở Việt Nam năm 2007 được sử dụng để xác nhận kết quả phân tích lượng mưa từ APHRODITE. Từ số liệu APHRODITE, tác giả dùng để xác nhận 2 chế độ mưa: chế độ mưa tháng 10 - tháng 11 ở miền Trung Việt Nam và chế độ mưa tháng 5 - tháng 10 ở phía Bắc và phía Nam Việt Nam. Ông đã nhận thấy rằng, sự hiện diện của dãy Trường Sơn dọc theo biên giới phía tây của Việt Nam với Lào và Campuchia đã tạo ra chế độ mưa tháng 10- 11 ở miền Trung Việt Nam khác biệt so với chế độ mưa tại những vùng khác. [1] Jun Matsumoto (2007) đã tiến hành nghiên cứu về sóng lạnh và dị thường gió Nam tại khu vực giữa biển Đông (Nam Trung Hoa) kết hợp với một số áp thấp nhiệt đới gây mưa lớn ở khu vực Trung Bộ; với tác giả, khi nghiên cứu về mưa lớn trên khu vực miền Trung, Jun Matsumoto đã sử dụng bộ số liệu tái phân tích và bộ số liệu về lượng giáng thủy bề mặt trong 24 năm (1972-2002). Cùng với đó là bộ số liệu trường hoàn lưu khí quyển sử dụng trong nghiên cứu này là bộ số liệu tái phân tích trong 25 năm của Nhật Bản, được cung cấp bởi cơ quan khí tượng Nhật Bản 18 (JMA) và trung tâm nghiên cứu về công nghiệp điện năng (CRIEPI). Độ phân giải theo phương ngang với kinh độ và vĩ độ là 1,250, khoảng thời gian là 6h, với 12 mực tầng đối lưu ( 1000, 925, 850, 700, 600, 500, 400, 300, 250, 200, 150 và 100 hPa). Nghiên cứu này cũng sử dụng số liệu được thu thập liên tục bởi phòng Khí tượng Thủy văn Lào (8 trạm), phòng khí tượng Campuchia (4 trạm) và Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia của Việt Nam (52 trạm). Theo Matsumoto các nhiễu động qui mô synop và qui mô lớn gây ra những biến đổi về giáng thủy tại miền Trung trong suốt mùa gió mùa mùa hè với một khoảng thời gian dài từ vài ngày cho tới vài tuần. Các nhiễu động cũng đóng vai trò quan trọng đối với những biến đổi về giáng thủy tại các khu vực ven biển phía Đông trong suốt pha chuyển tiếp gió mùa. Đối với Koji Nishiyama và cộng sự (2007), đã tiến hành nghiên cứu các hệ thống synop và mối liên hệ giữa các trường synop và các trường hợp mưa lớn tại đảo Kyushu, thuộc Tây Nam Nhật Bản, trong suốt thời kì mùa mưa Baiu, các trường Synop này đã được phân loại, sử dụng bản đồ tự thiết lập (SOM- self organizing map), để có thể biến đổi các đặc tính phi tuyến phức tạp thành các mối liên quan hai chiều đơn giản. Giả thiết rằng, các hình thế synop có thể được biểu diễn một cách đơn giản bằng sự phân bố không gian của các thành phần gió ở mực 850mb, mưa tiềm năng được định nghĩa là lượng hơi nước được chứa trong một cột thẳng đứng của khí quyển. Bằng thuật toán và phương pháp xếp nhóm, các trường synop được chia thành 8 loại hình thế (nhóm). Một trong những nhóm đó có đặc điểm không gian nổi bật được giới thiệu bởi lượng mưa tiềm năng đi kèm với các thành phần gió mạnh được gọi là dòng xiết mực thấp. Các đặc tính của nhóm này chỉ ra một hình thế synop điển hình thường gây ra lượng mưa lớn tại Kyushu trong suốt thời kì mùa mưa [2]. 1.5.2. Trong nước Tại Việt Nam, khu vực nhiệt đới gió mùa, do rãnh thấp xích đạo có vai trò rất lớn ảnh hưởng đến thời tiết, cho nên, ngay từ những năm thập niên 60, 70 của thế kỉ trước, nhiều nghành Khí tượng Việt Nam đã tập trung nghiên cứu nên đã đạt được những thành tựu rất lớn trong lĩnh vực này. Những kết quả thu được của các Nhà Khí tượng Việt Nam như Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc, Nguyễn Vũ Thi, Đinh 19 Văn Loan, Trần Gia Khánh, Phạm Vũ Anh, Nguyễn Ngọc Thục và rất nhiều nhà khí tượng nữa thường được công bố trong các giáo trình, Tạp chí Khí tượng thủy văn, tuyển tập các báo cáo tại Hội nghị Khoa học của Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Trung ương, tuyển tập các báo cáo tại Hội nghị khoa học của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường. Theo tác giả Nguyễn Viết Lành và Phạm Vũ Anh trong cuốn giáo trình “Phân tích và dự báo thời tiết”[1], rãnh thấp xích đạo/ ITCZ hoạt động trên phía Tây Bắc Thái Bình Dương và trên lãnh thổ Việt Nam theo mùa như sau: Theo kết quả nghiên cứu từ bộ bản đồ đường dòng và đường đẳng cao trung bình tháng, trong thời gian từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, ITCZ chủ yếu hoạt động ở bán cầu Nam và ít ảnh hưởng đến thời tiết Việt Nam. Từ tháng 4 đến tháng 12, ITCZ dần dịch chuyển từ bán cầu Nam lên bán cầu Bắc và nó dịch chuyển lên tới vĩ độ cao nhất (khoảng 25 0N) vào các tháng mùa hè ở bán cầu Bắc. Khi đó ITCZ ảnh hưởng rất nhiều tới thời tiết Việt Nam. Cụ thể như sau: a) Trong tháng 4: Ở vùng xích đạo tồn tại ITCZ kép, tín phong từ hai bán cầu đều tiếp cận và xâm nhập vào vùng xích đạo, chúng vẫn đang ở thế gần như cân bằng: tín phong bán cầu Bắc chưa rút lui hẳn nhưng tín phong bán cầu Nam cũng chưa vượt lên phía bắc được. Hình thế này phản ánh đây là tháng chuyển tiếp từ mùa đông sang mùa hè ở bán cầu Bắc. b) Sang tháng 5: ITCZ kép đã được thay thế bằng hệ thống đệm ở trên khu vực xích đạo từ Ấn Độ Dương qua nam Biển Đông tới Tây Bắc TBD. Tín phong bán cầu Nam đã vượt qua xích đạo đi lên bán cầu Bắc, thay thế tín phong ở phía nam áp cao Ả Rập và áp cao vịnh Bengal. Đới gió tây này, ngoài phần thổi qua Ấn Độ và Myanma để hội tụ vào rãnh thấp Nam Á, còn thổi sang phía đông để cùng đới gió vượt qua xích đạo ở nam Biển Đông hội tụ với tín phong bán cầu Bắc từ rìa tây nam áp cao Bắc TBD tạo thành ITCZ chạy từ Tây Bắc TBD đến nam Biển Đông. c) Sang tháng 6: Hoàn lưu khu vực không thay đổi nhiều so với tháng 5, ngoại trừ một số điểm đáng chú ý như áp cao Bắc TBD thì đang có xu hướng dịch chuyển 20 dần lên phía đông bắc cùng với sự mạnh lên của đới gió mùa tây nam đã làm cho ITCZ ở phía nam Biển Đông dịch dần lên phía đông bắc, đi qua phía nam quần đảo Philippines và liên thông với nhánh tây bắc- đông nam của MST ở ven biển Trung Bộ. d) Đến tháng 7: Áp thấp Nam Á và áp thấp phía đông Trung Quốc đã mạnh đến cực điểm, còn áp cao Bắc TBD tiếp tục dịch chuyển lên phía đông bắc tới vùng biển phía đông Trung Quốc; cho nên, gió mùa tây nam mạnh thêm, thổi qua bán đảo Đông Dương, Biển Đông và gặp tín phong bán cầu Bắc ở vùng biển phía đông Philippines. Vì thế, ITCZ không liên thông được với nhánh tây bắc- đông nam của MST nữa mà bị đẩy lên phía đông bắc, rời khỏi Biển Đông đi ra vùng biển Philippines. đ) Vào tháng 8: Gió mùa tây nam trở nên ổn định, áp cao Bắc TBD tiếp tục dịch chuyển về phía đông bắc, trục của áp cao đã lên tới vĩ tuyến 30 0N. Sự dịch lên của áp cao này cũng tạo điều kiện cho gió mùa tây nam mạnh thổi xa hơn về phía đông và ITCZ cũng tiếp tục lùi xa hơn một ít về phía đông, song vẫn ở trên vùng biển ngoài khơi quần đảo Philippines. e) Sang tháng 9: Gió mùa tây nam bắt đầu suy thoái, bức tranh hoàn lưu đã thay đổi rõ rệt, điều thể hiện rõ nét nhất là có sự liên thông giữa ITCZ ở phía đông Philippines với hệ thống MST Nam Á. Tuy vậy, điều quan trọng nhất xuất hiện trong tháng này là trên mực 1000mb, trong khi gió mùa tây nam còn đang khống chế khu vực Nam Á và Đông Nam Á, hội tụ mạnh vào MST và ITCZ thì ở trên lục địa Trung Quốc đã xuất hiện áp cao Hoa Đông (ở khoảng 37 0N; 1150E). Xoáy nghịch này có một ý nghĩa quan trọng vì đây là cơ cấu đầu tiên của hoàn lưu mùa đông, bắt đầu nảy sinh từ trong lòng gió mùa tây nam ở bán cầu Bắc. Từ áp cao Hoa Đông, KKL toả xuống khống chế phần đông nam lục địa Trung Quốc, chúng hợp lưu với tín phong bán cầu Bắc thổi qua bắc Biển Đông, đi sâu vào bắc bán đảo Đông Dương. Chính vì thế mà ITCZ từ phía đông bắc quần đảo Philippines đã có thể phát triển về phía tây, tiếp cận và liên thông với hệ thống MST Nam Á. g) Sang tháng 10: Áp cao Sebiria dịch sang phía đông, hoàn lưu của nó hợp lưu với hoàn lưu của áp cao Hoa Đông và tín phong, tạo thành một đới gió đông bắc 21 mạnh thổi từ vùng biển phía đông Trung Quốc xuống phía tây nam, tới Biển Đông và bán đảo Đông Dương. Trên mực 850mb hoàn lưu đông bắc từ áp cao Hoa Đông hợp lưu với tín phong bán cầu Bắc thổi tới bao trùm cả Biển Đông và bán đảo Đông Dương. Tín phong đông bắc mạnh đã đẩy MST xuống phía nam và đã thực sự trở thành ITCZ đi qua khoảng vĩ tuyến 100N. Điều đáng chú ý là sự hoạt động mạnh mẽ của gió đông, đông bắc ở phía bắc và gió mùa tây nam ở phía nam Biển Đông cũng làm tăng cường độ hội tụ và thường tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành các xoáy thuận trên ITCZ trong khu vực Biển Đông và phía đông quần đảo Philippines. h) Đến tháng 11: Trong các lớp khí quyển tầng thấp, gió mùa mùa đông kết hợp với tín phong đông bắc xâm nhập xuống phía nam, tiếp tục đẩy ITCZ xuống vùng cận xích đạo. Trên mực 850mb, ITCZ cũng bị đẩy xuống vùng và lại hình thành ITCZ kép ở hai phía của xích đạo, phản ảnh thế cân bằng của hai đới gió bắc và nam bán cầu và kết thúc thời kì hoạt động của ITCZ ở bán cầu Bắc. Cũng theo Nguyễn Viết Lành và Phạm Vũ Anh và nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng: hoạt động của rãnh gió mùa (MST) và dải hội tụ nhiệt đới( ITCZ) ảnh hưởng tới thời tiết Việt Nam như sau: Hằng năm, trên khu vực Nam Á, khi gió mùa tây nam được thiết lập, tín phong bán cầu Nam vượt xích đạo đi lên bán cầu Bắc, ITCZ kép bị phá vỡ, hệ thống đệm ở xích đạo được thiết lập thì gió mùa tây nam nhanh chóng tiếp cận và hội tụ vào rãnh thấp Nam Á. Như vậy, MST hình thành ngay trong rãnh thấp Nam Á và đem vào rãnh một động năng, quan trọng hơn là đã tích lũy được một lượng ẩm dồi dào khiến cho hệ thống này đã thay đổi về chất. Vì thế, vào mùa hè, khi gió mùa tây nam đã hội tụ vào rãnh thấp Nam Á thì hệ thống này cần được gọi là MST để nhấn mạnh đến lượng tiềm năng bất ổn định đang tàng trữ của nó. Gió mùa tây nam không phải bao giờ cũng có thể hội tụ đồng thời trên toàn bộ rãnh thấp Nam Á dài hàng chục ngàn km, mà nó thường chỉ xảy ra ở một số đoạn nhất định. Thông thường vào những tháng đầu mùa hè (từ tháng 5-7), ở phía tây kinh tuyến 800E, MST dường như bị neo giữ vào vị trí của rãnh áp thấp, còn ở phía đông kinh tuyến 800E, MST dao động trong phạm vi từ 15-35 0N. Đến những tháng cuối hè (từ tháng 8-9), khi tín phong đã dần dần xuất hiện trên biển Đông thì MST 22 cũng dần tách khỏi rãnh thấp Nam Á để trở thành ITCZ, lùi dần xuống các vĩ độ thấp cận xích đạo. Như tác giả Nguyễn Văn Hưởng [3] đã đề cập đến trong bài nghiên cứu của mình (2012), tác giả đã tiến hành thống kê mưa lớn ở các tỉnh miền Trung trong vòng 17 năm trở lại đây (từ năm 1994 – 2010), ở 4 khu vực của miền Trung, trong giai đoạn 1994 – 2007, khảo sát tập số liệu trên 49 trạm đo và đến giai đoạn 2008 – 2010 khảo sát tập số liệu của 57 trạm đo khí tượng. Với tiêu chí lượng mưa, diện mưa, thời gian, không gian và dựa trên số liệu mưa có được, tác giả tiến hành phân tích và nhận thấy rằng trung bình hàng năm ở miền Trung và Tây Nguyên có khoảng từ 13- 15 đợt mưa lớn. Như vậy trong khoảng 17 năm, tác giả đã thống kê được trên 200 đợt mưa lớn diện rộng, trong đó chỉ riêng trong giai đoạn từ 2001 đến 2010 đã có 142 đợt mưa lớn diện rộng. Để xác nhận các cơ chế ngẫu nhiên của các trường hợp mưa lớn tại miền Trung - Tây Nguyên Việt Nam, tác giả đã tiến hành các phân tích tổng hợp sử dụng số liệu tái phân tích trong khoảng thời gian 25 năm (1979-2010) và số liệu về lượng mưa. Từ kết quả phân tích, tác giả nhận thấy phân bố mưa ở các tỉnh miền Trung có thể chia làm 3 vùng chính, khu vực bắc miền Trung chịu ảnh hưởng nhiều của các hình thế từ phía bắc xuống, với các tỉnh Trung và Nam Trung Bộ (các tỉnh từ Quảng Bình trở vào xuống đến Bình Thuận) ngoài các hình thế từ phía bắc xuống thì những hình thế gây mưa từ phía Đông vào đóng góp chủ yếu; với khu vực Tây Nguyên thì những nguyên nhân phía bắc cũng có, từ phía đông vào cũng xuất hiện, nhưng mưa vừa, mưa to ở Tây Nguyên chủ yếu bắt nguồn từ sự mạnh lên của gió mùa tây nam, vì thế giữa khu vực trung và nam Trung Bộ các hình thế gây mưa lớn là tương đối đồng nhất do vậy, chúng tôi đã chia miền Trung ra làm 3 vùng có các hình thế gây mưa giống nhau nhất đó là khu vực Bắc Trung Bộ, Trung và Nam Trung Bộ (các tỉnh từ Quảng Bình đến Ninh Thuận); khu vực Tây Nguyên. Trong bài Nghiên cứu Thạc sĩ của Nguyễn Tiến Toàn (2012), tác giả dựa trên số liệu quan trắc và tổng lượng mưa dự báo 24h, 48h, 72h tại các trạm quan trắc để xây dựng phương trình dự báo lượng mưa tại trạm của mô hình WRF trong 02 trường hợp cập nhật (CN) và không cập nhật (KCN) cho 15 trạm Khí tượng trong 23 khu vực Trung Trung Bộ, cụ thể các trạm: Tuyên Hóa, Ba Đồn, Khí tượng (KT) Đồng Hới, KT Đông Hà, Khe Sanh, Cồn Cỏ, Nam Đông, A Lưới, Huế, Đà Nẵng, Trà My, KT Tam Kỳ, Quảng Ngãi, Ba Tơ, Lý Sơn và lượng mưa trung bình tại các phân vùng: Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên- Huế, Quảng Nam - Đà Nẵng, Quảng Ngãi. Các nhân tố dự báo được tuyển chọn bằng phương pháp hồi quy từng bước. Khi xây dựng phương trình dự báo cho trạm Khí tượng và mưa trung bình ở khu vực nhỏ nào thì nhân tố dự báo sẽ được sử dụng là số liệu lượng mưa dự báo tại các trạm tại các khu vực đó. Phương án xây dựng phương trình hồi quy đối với dự báo mưa dựa trên kết quả dự báo của WRF với trường hợp không cập nhật và cập nhật số liệu địa phương đã cải thiện đáng kể chất lượng dự báo mưa do KKL kết hợp ITCZ ở khu vực Trung Trung Bộ [6]. Trong nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Thục (1992): Khi phân loại các dạng hình thế Synop gây mưa lớn, đặc biệt lớn thuộc các tỉnh Nghệ An – Thừa Thiên Huế, đã đưa ra những khái quát về tình hình mưa lớn ở miền Trung, nêu ra định nghĩ thế nào là mưa lớn diện rộng, diễn dải sơ lược về tình hình mưa lớn từ Nghệ An đến Thừa Thiên Huế trong giai đoạn từ năm 1976 đến năm 1990, qua đó xác định nguyên nhân gây mưa lớn ở khu vực từ Nghệ An trở vào đến Thừa Thiên Huế. Sau đó tác giả tiến hành thống kê các hình thế mưa lớn ở khu vực này và đã chỉ ra có tất cả 7 loại hình thế có khả năng gây mưa lớn ở miền Trung bao gồm: là Xoáy thuận nhiệt đới đơn thuần (XTNĐ); XTNĐ kết hợp với gió đông nam (SE) tác động; XTNĐ kết hợp với không khí lạnh (KKL) tác động trước; XTNĐ kết hợp với KKL tác động đồng thời hoặc 12 – 24h; Dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) có XTNĐ từ thấp lên cao 4 – 5km; ITCZ có KKL tác động; KKL hội tụ với tín phong. Đối với từng hình thế tác giả đã có những nghiên cứu khá chi tiết, chỉ ra sự ảnh hưởng của nó với miền Trung như thế nào, khi nó tác động đơn lẻ thì tạo ra hệ quả thời tiết ra sao, khi nó tương tác với các hình thế khác hoặc một tổ hợp các hình thế khác thì sự ảnh hưởng của nó đối với từng khu vực sẽ diễn ra như thế nào, như với hình thế mưa lớn do XTNĐ tác giả đã phân tích chi tiết, mưa lớn do XTNĐ đơn thuần, mưa lớn do XTNĐ đổ bộ kết hợp với KKL tác động trước, Mưa lớn do XTNĐ đổ bộ có KKL kết hợp tác động đồng thời hoặc 12 – 24h sau; Mưa lớn do XTNĐ đổ bộ có kết hợp với KKL tác 24 động 12 – 24h sau; Mưa lớn do ITCZ có XTNĐ từ thấp lên cao 4 – 5km; Mưa lớn do XTNĐ sau khi đổ bộ kết hợp với SE tác động [7]. Với từng hình thế tác giả cũng đã đánh giá xác xuất % của từng hình thế, ảnh hưởng của nó đến từng vùng miền, khu vực ra sao, lượng mưa mà của từng hình thế đối với các vùng sẽ như thế nào, tác giả cũng đã đưa ra những nhận xét về sự giống nhau, khác nhau giữa thời gian kéo dài, phân bố không gian, lượng mưa ngày, tổng lượng mưa, do từng loại hình thế cơ bản và tổ hợp gây ra; Nhưng với ngay từ đầu với tên đề tài là “ Phân loại hình thế Synop gây mưa lớn khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng đến Khánh Hòa, trong các tháng 9, 10, 11 giai đoạn 1976 - 1990”, thì người đọc đã hình dung ra đây là một đề tài mang tính thống kê thuần túy, dựa trên kinh nghiệm làm dự báo nhiều năm của mình, tác giả đã trăn trở, trao đổi với đồng nghiệp và đưa ra những tổng kết, phân tích trên, ngoài ra tác giả cũng đã có những nhận xét làm chỉ tiêu dự báo mưa lớn do XTNĐ có KKL tác động. 25 CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở số liệu Để nghiên cứu về ảnh hưởng của ITCZ và MST tới chế độ mưa trên khu vực Đồng bằng Bắc Bộ, em sử dụng số liệu mưa trong vòng 20 năm (1985- 2004) của 10 trạm trong khu vực tìm hiểu với những tiêu chí sau: - Mưa to: Lượng mưa từ 51 – 100 mm/24h, hoặc từ 26-50 mm/12h. - Mưa rất to: Lượng mưa > 100 mm/24h, hoặc > 50mm/12h. Một đợt mưa lớn diện rộng là một đợt mưa xảy ra khi phải quá 2/3 số trạm quan trắc ghi nhậ n đượ c và tương đối liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, trong đó có ít nhất một ngày đạt tiêu chuẩn mưa lớn. Khi quá trình mưa lớn diện rộng xảy ra nhiều đợt trong một thời gian dài, các đợt mưa lớn diện rộng khác nhau phải cách nhau một khoảng thời gian liên tục ít nhất là 24 giờ với trên 1/2 tổng số trạm quan trắc hoàn toàn không có mưa. Tổng lượng mưa cả đợt được tính theo lượng mưa đo được thực tế của từng trạm trong khoảng thời gian của cả đợt mưa kể từ thời gian bắt đầu đến thời gian kết thúc mưa. Tổng lượng mưa lớn nhất được chọn trong tổng lượng mưa thực đo của các trạm. Bên cạnh đó, em sử dụng số liệu tái phân tích với ba trường khí tượng: hgt, u, v để vẽ các đợt mưa lớn diễn ra trong khu vực trong vòng 20 năm (1985- 2004). 2.2. Phương pháp nghiên cứu Để đạt được mục tiêu đề ra, em đã sử dụng phương pháp thống kê để xác định lượng mưa lớn hơn 50mm trên khu vực để từ đó tìm ra các đợt mưa lớn có khả năng liên quan đến hoạt động của ITCZ và MST. Số liệu được dùng là số liệu về các ngày mưa của khu vực ĐBBB. Đầu tiên, em tính trung bình lượng mưa tháng trong 20 năm (1985- 2004) của các trạm, tiếp theo đó là xây dựng biểu đồ để thể hiện lượng mưa của các trạm: Láng, Hà Đông, Sơn Tây, Ba Vì, Nam Định, Phủ Lý, Thái Bình, Hưng Yên, Hải Dương, Ninh Bình. Từ đó sẽ tìm ra quy luật mưa của khu vực Đồng bằng Bắc Bộ. Từ số liệu mưa, em thống kê các trạm có ngày mưa lớn với lượng trên 50mm, sau đó thống kê thêm các trạm có cùng ngày mưa lớn trên 50mm. Cuối cùng em tiến hành xây dựng bản đồ synop dựa trên số liệu tái phân tích từ năm 1985- 26 2004 với các thành phần hgt, u, v; em để kinh độ trên bản đồ từ -20 0S đến 500N, vĩ độ từ 800E đến 1600E để vẽ bộ bản đồ của những ngày đó và tìm ra những hình thế gây mưa lớn. Sau khi xây dựng bộ bản đồ, em sử dụng phương pháp synop để phân tích các hình thế gây mưa lớn, đặc biệt là mưa lớn do ảnh hưởng của ITCZ và MST. CHƯƠNG 3 - MỘT SỐ KẾT QỦA NGHIÊN CỨU 27 3.1 Đặc điểm chế độ mưa trên khu vực Qua bảng 3.1, ta nhận thấy, tổng lượng mưa các tháng trong 20 năm từ năm 1985- 2004 trong khu vực nghiên cứu là khá lớn. Vào thời kì mùa hè (tháng 5,6,7,8,9 10), tổng lượng mưa các tháng của các trạm phổ biến trong khoảng 2300mm đến 6000mm. Có những trạm có tháng có tổng lượng mưa lớn hơn 6000mm như Sơn Tây (6426,2mm), Ninh Bình (6196,2mm). Vào thời kì mùa đông ( tháng 11 đến tháng 4 năm sau), khu vực có lượng mưa ít hơn so với thời kì mùa hè. Lượng mưa phổ biến trong khoảng 400mm đến 1000mm. Vào thời kì giao mùa, giữa mùa hè và mùa đông (tháng 11), từ mùa hè sang mùa đông (tháng 4) lượng mưa dao động trong khoảng từ 600mm đến hơn 1500mm. Bảng 3.1. Tổng lượng mưa tháng từ 1985-2004. Trạm T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T 10 T 11 T 12 Láng 437,3 554,9 1313,7 1749,6 4309,7 5623,1 5749,3 5485,9 3303,8 2359,1 988,4 443,4 Sơn Tây 432,3 555,2 1171,2 1684,5 4733,6 5724,4 6426,2 4678,8 3213,9 2732,3 437,6 Hà Đông 483,4 524,7 1186,4 1653,5 4008 5310,7 5187,9 5504,1 3570,4 2433,9 706,5 Ba Vì 461,5 Hưng Yên 498,1 519,9 1213,5 1405,2 4429,3 4177,6 4365,3 4776,4 4236,2 2919,2 1165 513 Hải dương 343,5 435,7 1054,7 1225 2994,3 3584,4 3987,2 4501,1 2538,1 2448,6 633,8 398,7 Ninh Bình 449,8 Phủ lý 551 528 947 1043,5 1538,1 4394,8 5364,8 5561,8 5007,8 3326,8 2529,1 992,4 423,8 466,2 1090,6 1315,8 3732,8 4111,1 4510,6 6196,2 6757,5 4197,8 1092 427,4 609,2 565,3 1419,3 1415,1 4878,2 5085,8 5185,1 5961,7 5434,4 3536,2 1410 633,6 Văn Lý 245,6 255,4 432,3 1721,8 1714,5 2399 3120,7 4226 1670,2 633,7 306,5 Thái Bình 377,9 589,7 1040,7 1190,1 3850,1 2851,9 4265,8 5053 5541,1 3695,8 723,5 555,8 682,9 Qua hình 3.1a, em nhận thấy, lượng mưa trung bình của các trạm trong khu vực tương đối lớn, tập trung chủ yếu vào thời kì mùa hè, từ tháng 5 đến tháng 10. Các tháng mùa đông có lượng mưa ít hơn so với các tháng mùa hè. Vào thời kì mùa hè, các trạm có lượng mưa trung bình theo tháng trong 20 năm (từ năm 1985- 2004) với lượng khoảng từ 150- 300mm. Đặc biệt vào tháng 7, hầu hết các trạm đều đạt lượng mưa lớn như Sơn Tây có lượng mưa trung bình tháng đạt 321,3mm, trạm Ba vì đạt 327,2mm, Láng đạt 287,5mm. Mùa mưa của các trạm tập trung chủ yếu vào các tháng 5-6-7-8-9-10, và cực đại tập trung vào các tháng 6-7-8. Vào những tháng này, khi mà ITCZ hoạt động trên các vùng vĩ độ cao đồng thời cũng là thời kì hoạt động của các cơn bão, các hình thế này hoạt động 28 đơn lẻ có thể gây ra mưa lớn và gây mưa lớn diện rộng khi các hình thế này kết hợp với nhau. Lượng mưa trung bình tháng từ 1985-2004 350.0 300.0 250.0 200.0 mm 150.0 100.0 50.0 0.0 Láng Sơn Tây Hà Đông Ba Vì 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tháng Hình 3.1a. Diễn biến lượng mưa trung bình tháng của các trạm. Vào các tháng mùa đông (tháng 11,12, 1, 2), lượng mưa trung bình của các trạm trên khu vực này là không lớn (<50mm) và đạt cực tiểu vào tháng 12. Các trạm có lượng mưa trong những tháng này chủ yếu do khối không khí lạnh biến tính, lệch đông, mang theo hơi ẩm vào gây mưa nhỏ, mưa phùn hay do sự ảnh hưởng của đới gió Tây trên cao, có thể gây mưa rào và dông trên khu vực. Nhìn vào hình 3.1b, ta thấy rằng, lượng mưa trung bình các tháng của các trạm tương đối lớn trong thời kì mùa hè, từ tháng 5 đến tháng 10 và mưa ít vào các tháng mùa đông. 29 Lượng mưa trung bình tháng từ 1985-2004 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 mm 150.0 100.0 50.0 0.0 Hưng Yên Hải dương Ninh Bình 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tháng Hình 3.1b. Diễn biến lượng mưa trung bình tháng của các trạm. Ở thời kì mùa hè, các trạm có lượng mưa phổ biến trong khoảng 100- 240mm. Riêng có trạm Hải Dương có lượng mưa trung bình tháng 8 đạt 264,8mm, Ninh Bình có lượng mưa trung bình tháng 8 đạt 309,8mm và lượng mưa trung bình tháng 9 đạt 337,9mm. Vào thời kì mùa đông, các trạm đều có lượng mưa ít hơn so với thời kì mùa hè, lượng mưa trung bình tháng dao động trong khoảng từ 20- 50mm. Các trạm này có cực tiểu vào tháng 1 (từ 20- 24mm). Lượng mưa trung bình tháng từ 1985-2004 450.0 400.0 350.0 300.0 250.0 mm 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 Phủ lý Văn Lý Thái Bình 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tháng Hình 3.1c. Diễn biến lượng mưa trung bình tháng của các trạm. Từ hình 3.1c, em có thể nhìn thấy, mùa mưa của các trạm tập trung vào mùa hè, từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô tập trung vào các tháng mùa đông, từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. 30 Vào thời kì mùa mưa, các trạm có lượng mưa trung bình trong khoảng 150300mm. Riêng có trạm Văn Lý có lượng mưa trung bình tháng 9 đạt 384,2mm, cao hơn hẳn so với các trạm khác cùng khu vực. Thời kì mùa khô, các trạm có lượng mưa trung bình lượng mưa ít hơn so với các tháng mùa mưa, với lượng phổ biến từ 20mm- 60mm. Các trạm có lượng mưa trung bình ít nhất vào tháng 1. 3.2 Ảnh hưởng của ITCZ và MST tới chế độ mưa lớn trên khu vực Qua số liệu mưa có được từ năm 1985- 2004, em thống kê có 58 đợt mưa lớn trên 50mm/ngày trên diện rộng (từ 50% số trạm trên khu vực trở lên) xảy ra trong khu vực. Chủ yếu tập trung vào các tháng mùa mưa, được thể hiện trong bảng dưới đây: Bảng 3.2. Số đợt mưa lớn hơn 50mm từ năm 1985-2004. Tháng T3 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 Số đợt 2 7 7 14 11 8 8 1 Qua việc vẽ bản đồ tái phân tích của 58 đợt mưa lớn diện rộng xảy ra trong khu vực và qua phân tích bộ bản đồ của 58 đợt mưa lớn này, em nhận thấy có tới 24 đợt mưa lớn diện rộng có nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp là do dải hội tụ nhiệt đới & MST, được thống kê chi tiết ở bảng dưới đây: Bảng 3.3. Các đợt mưa lớn và nguyên nhân gây mưa lớn của các đợt. STT Đợt mưa ngày 1 11/09/1985 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nguyên nhân Hoạt động của ITCZ có trục qua Trung Trung Bộ +hội tụ 13/07/1986 gió trên cao Hoạt động của ITCZ trên khu vực biên giới phía Bắc Việt 06/09/1986 Nam + rãnh gió tây trên cao ITCZ có trục tây bắc- đông nam ngang qua khu vực nam 24/07/1989 20/09/1990 14/07/1991 27/07/1991 16- 19/08/1993 09- 10/09/1993 15-19/08/1994 11-19/08/1996 11-16/09/1996 Đồng Bằng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ ITCZ trên khu vực Bắc Bộ ITCZ có trục qua Bắc Bộ Hoạt động của ITCZ ở mực cao ITCZ trên khu vực Bắc Bộ ITCZ+ xoáy thuận đi qua Đồng Bằng Bắc Bộ ITCZ qua Bắc Bộ ITCZ có xoáy thuận từ thấp lên cao ở Bắc Bộ ITCZ+ Áp thấp nhiệt đới ITCZ+ Áp thấp nhiệt đới 31 STT Đợt mưa ngày 13 15-23/07/1997 14 19-23/07/1997 Nguyên nhân Hoạt động của ITCZ trên khu vực Bắc Bộ ITCZ có trục tây bắc- đông nam + hoạt động của vùng 19-20/09/1998 12-13/07/2000 thấp ở Bắc Bộ Rìa bắc của ITCZ có trục qua Trung Bộ ITCZ có trục qua Bắc Bộ + xoáy thuận phát triển từ mặt 17 23-30/09/2000 đất tới mực 500mb + hội tụ gió trên cao Rãnh thấp bị nén + hội tụ gió trên cao của rìa phía bắc 18 15/10/2000 ITCZ có trục qua Bắc Trung Bộ ITCZ có trục qua Trung Trung Bộ + KKL ảnh hưởng 21-22/07/2001 09- 13/08/2002 xuống phía Bắc Việt Nam ITCZ có trục qua Bắc Bộ Rìa phía bắc của ITCZ có trục 140- 150 nối với Áp thấp 15 16 19 20 21 22 23 24 nhiệt đới trên Biển Đông 09/09/2003 MST + Áp thấp nhiệt đới 21- 23/07/2004 ITCZ + hội tụ gió trên cao 25- 28/07/2004 ITCZ + Áp thấp ở Bắc Bộ 28- 31/08/2004 Áp thấp nhiệt đới trong ITCZ Từ bảng số liệu trên, em nhận thấy các đợt mưa lớn có nguyên nhân là ITCZ, MST tập trung chủ yếu vào các tháng 7, 8, 9 với tần suất như sau: - Tháng 7: có 10 đợt. - Tháng 8: có 5 đợt. - Tháng 9: có 8 đợt. Tuy nhiên, có một đợt xảy ra vào tháng 10, nguyên nhân được cho là do KKL tăng cường kết hợp với ITCZ có trục qua Bắc Trung Bộ. Đợt này xảy ra với lượng mưa phân bố đều, phổ biến trong khoảng 100-150mm. Để tìm hiểu rõ hơn về sự ảnh hưởng của ITCZ và MST tới chế độ mưa khu vực Đồng bằng Bắc bộ em sẽ tiến hành phân tích một vài đợt mưa lớn điển hình sau: - Đợt mưa lớn ngày 15 tháng 10 năm 2000. - Đợt mưa lớn ngày 21- 22 tháng 7 năm 2001. - Đợt mưa lớn ngày 09 tháng 09 năm 2003. - Đợt mưa lớn ngày 21- 23 tháng 7 năm 2004. 3.3. Phân tích đợt mưa lớn ngày 15 tháng 10 năm 2000 32 Thông thường từ tháng 9 hàng năm, không khí lạnh xâm nhập xuống miền Bắc nước ta. Theo thời gian càng về cuối năm không khí lạnh xâm nhập có tần xuất tăng dần và ảnh hưởng sâu hơn xuống các tỉnh phía nam. Phần lớn không khí lạnh ảnh hưởng đến Bắc và Trung Trung Bộ, không ít đợt mạnh ảnh hưởng tới nam Trung Bộ, rất ít đợt ảnh hưởng đến đông Nam bộ. Nhìn vào hình 3.3, em thấy trên các bản đồ mực đẳng áp tầng thấp mực 1000mb và 850mb trên khu vực lục địa Trung Quốc, tồn tại một áp cao lạnh lục địa có nguồn gốc từ áp cao Siberia đang khống chế toàn bộ đới gió đông bắc thổi mạnh xuống phía nam. Trong khi đó, tồn tại một dải thấp vắt ngang qua khu vực Trung Trung Bộ với một xoáy thuận nằm ngay ngoài khơi biển Trung Trung Bộ có tâm ở vào khoảng 150N, 1120E. Như vậy, có thể thấy dưới khí quyển tầng thấp đang có sự kết hợp rất rõ giữa dải thấp (dải hội tụ nhiệt đới) với không khí lạnh từ phương bắc xuống nên có thể gây mưa lớn trên diện rộng từ khu vực ĐBBB của ta. Ở mực 850mb, khu vực miền Bắc Việt Nam chịu sự chi phối bởi rìa áp cao lạnh lục địa lấn xuống phía nam. Khu vực từ Bắc Trung Bộ trở vào tới Nam Trung Bộ chịu sự chi phối bởi dải hội tụ nhiệt đới. 33 Hình 3.3. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 15 tháng 10 năm 2000. Lên đến mực 700mb, áp cao lạnh lục địa bị thu hẹp lại trong khi đó vùng hội tụ của dải hội tụ nhiệt đới được mở rộng ra phía bắc tạo nên sự hội tụ vĩ hướng trên khu vực nam Đồng Bằng Bắc Bộ, mặt khác ta thấy có sự mở rộng sang phía tây của áp cao cận nhiệt đới tây TBD, ảnh hưởng tới thời tiết Miền Bắc nước ta.Ở mực 500mb, em thấy rõ sự hội tụ của đới tín phong từ rìa phía bắc của áp cao cận nhiệt đới Nam Bán Cầu vượt xích đạo với đới tín phong đông nam của rìa phía nam của Áp cao tây TBD, tạo thành ITCZ, ảnh hưởng tới khu vực miền Bắc và các tỉnh miền Trung Việt Nam. Lên đến mực 300mb và 200mb thì khu vực phía Bắc Việt nam chịu sự chi phối của áp cao cận nhiệt đới tây TBD. 34 Tóm lại, qua phân tích bản đồ các mực ngày 15 tháng 10 năm 2000, với hình thế ở mực thấp, ở phía bắc là sự ảnh hưởng của không khí lạnh. Trong khi trên khu vực Trung bộ đang chịu sự tác động của dải thấp với một áp thấp năm trên vùng biển ngoài khơi, còn tầng trung không khí lạnh suy yếu nhưng xoáy thuận vẫn còn duy trì và đến các tầng trên cao thì xoáy thuận được thay thế bằng xoáy nghịch. Từ đó em nhận thấy nguyên nhân gây mưa lớn ngày 15 tháng 10 năm 2000 là do sự ảnh hưởng của ITCZ kết hợp thêm không khí lạnh từ phía bắc ảnh hưởng xuống phía Bắc Việt nam, gây ra mưa to đến rất to trên khu vực. Lượng mưa đo được của từng trạm ngày 15/10/2000 cụ thể như sau: Trạm Láng Lượng (mm) 67,7 Hà Sơn Phủ Hải Hưng Nam Thái Đông 70,1 Tây 66,9 Lý 73,7 Dương 80,6 Yên 62 Định 33,8 Bình 17,6 Như vậy, em thấy lượng mưa đo được tại các trạm phân bố khá đồng đều, với lượng phổ biến từ 60- 70mm. Trong đợt mưa này, có 6/10 trạm đạt ngưỡng mưa to. Trạm có lượng mưa đo được lớn nhất trong đợt mưa này là trạm Hải Dương, với lượng đo được là 80,6mm. Trạm có lượng mưa ít nhất là trạm Thái Bình, với lượng đo được là 17,6mm. 3.4. Phân tích đợt mưa lớn ngày 21- 22 tháng 7 năm 2001 Vào tháng 7, áp thấp Nam Á và áp thấp phía đông Trung Quốc đã mạnh đến cực điểm, còn áp cao bắc TBD tiếp tục dịch chuyển lên phía đông bắc tới vùng biển phía đông Trung Quốc; cho nên, gió mùa tây nam mạnh thêm, thổi qua bán đảo Đông Dương, Biển Đông và gặp tín phong bán cầu Bắc ở vùng biển phía đông Philippines. Vì thế, ITCZ không liên thông được với nhánh tây bắc- đông nam của MST nữa mà bị đẩy lên phía đông bắc, rời khỏi Biển Đông đi ra vùng biển Philippines. Trên hình 3.4a, bản đồ tái phân tích ngày 21 tháng 7 năm 2001, em nhận thấy trên bản đồ các mực tầng thấp 1000mb, 850mb ở khu vực Nam Á đang bắt đầu hình thành một áp thấp. Trên khu vực biên giới phía Tây bắc Việt Nam, có sự hội tụ của dòng không khí từ rìa áp cao phụ của áp cao tây TBD với dòng tín phong Nam Bán cầu vượt xích đạo, tạo nên một ITCZ có trục hướng tây bắc- đông nam, vắt ngang qua khu vực nam ĐBBB và chi phối thời tiết khu vực này, được thể hiện qua đường 35 màu đỏ vẽ trên bản đồ. Có một vùng thấp đang hình thành ở phía xa ngoài khơi bờ biển của Philippin, và vùng thấp này có xu hướng phát triển thành áp thấp nhiệt đới. Từ mực 700mb đến mực 500mb, áp cao CNĐ tây TBD càng phát triển mạnh mở rộng phạm vi ảnh hưởng của nó về phía tây. Khu vực miền Bắc chịu ảnh hưởng bởi vùng áp thấp phát triển mạnh và mở rộng phạm vi ảnh hưởng ở các mực trên cao. Lên đến mực 300mb và 200mb, em không còn thấy sự tồn tại của ITCZ nữa. Thay vào đó khu vực miền Bắc Việt Nam chịu sự ảnh hưởng của đới gió đông trên cao. Sang đến hình 3.4b, bản đồ tái phân tích ngày 22 tháng 7 năm 2001, ở mực 1000mb, em nhận thấy phía đông bờ biển Philippin có một vùng áp thấp đang phát triển thành bão và nó làm mờ dần đi ITCZ. Vị trí trục của ITCZ đã lùi dần xuống nam, mờ dần đi. Đến mực 850mb, áp thấp trên khu vực Việt Nam đã lùi dần sang phía tây, mờ dần di và không rõ nét như ở mực 850mb ngày hôm trước (21/7/2004). Nếu như ở mực 700mb ngày 21/7, tâm của áp thấp nằm trên khu vực Bắc Trung Bộ thì đến ngày 22/7, tâm của nó dịch chuyển sang phía tây, nằm trên khu vực 17,50N và 1040E. Lên đến mực 500mb, miền Bắc nước ta chịu sự chi phối của áp cao TBD. 36 Hình 3.4a: Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 21 tháng 7 năm 2001 37 Hình 3.4b: Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 22 tháng 7 năm 2001. Đến mực 300mb và 200mb, toàn bộ nước ta chịu sự chi phối của đới gió đông trên cao, mang theo hơi ẩm từ biển vào. Tóm lại, qua phân tích đợt mưa lớn ngày 21- 22 tháng 7 năm 2001, em nhận thấy đợt mưa lớn này là đợt mưa lớn có nguyên nhân trực tiếp từ ITCZ, khi mà ITCZ hoạt động đơn thuần, có trục vắt ngang qua khu vực nam ĐBBB và Bắc Trung Bộ. Kiểu thời tiết này thường gây ra mưa vừa, mưa to cho khu vực ĐBBB. Lượng mưa đo được tại các trạm trong các ngày 21 và 22/7/2001 cụ thể như: Trạm Láng Hà Đông Sơn Tây Văn Lý Ngày 21 (mm) 42,8 34,9 108,4 86,6 Ngày 22 (mm) 88,2 104,4 48,5 48,0 38 Tổng (mm) 131,0 139,3 156,9 134,6 Phủ Lý 44,7 31,9 76,6 Thái Bình 80,1 48,4 128,5 Hưng Yên 6,3 28,2 34,5 Hải Dương 0,0 23,5 23,5 Ninh Bình 120,7 39,8 160,5 Qua số liệu lượng mưa ngày 21/07/2001, em thấy có 4/10 trạm có lượng mưa to, từ 80- 120,7mm gồm các trạm: Sơn Tây, Văn Lý, Thái Bình và Ninh Bình; các trạm còn lại đều có lượng mưa vừa (dưới 50mm), trừ hai trạm là Hưng Yên chỉ có 6,3mm còn tại trạm Hải Dương lại không có mưa. Sang đến ngày 22/07, chỉ còn có 2/10 trạm có mưa lớn, gồm: Láng (88,2mm), Hà Đông (104,4mm); Có 8/10 trạm có lượng mưa vừa, lượng mưa phổ biến trong ngày này trong khoảng 20 – 50mm. Như vậy, trong 2 ngày chịu ảnh hưởng của ITCZ, trên khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ đã có mưa vừa đến mưa to với tổng lượng mưa 2 ngày đo được phổ biến từ 130150mm; chỉ có trạm Hải Dương có lượng mưa nhỏ nhất là 23,5mm và trạm Ninh Bình có lượng mưa lớn nhất là 160,5mm, còn lại các trạm đều đạt lượng mưa từ 120- 150mm. 3.5. Phân tích đợt mưa lớn ngày 09 tháng 09 năm 2003 Từ hình 3.5 ta thấy bản đồ mực 1000mb, tồn tại một vùng áp thấp nóng trên khu vực Nam Á. Trên khu vực Bắc Trung Bộ tồn tại MST có trục theo hướng tây nam, được biểu thị theo đường màu đỏ trên bản đồ mực100mb. Phía bắc của MST có hướng gió đông bắc từ áp cao lạnh lục địa tồn tại trên khu vực đất liền Trung Quốc thổi xuống khu vực Bắc Trung Bộ. Còn phía nam là gió tây nam từ đới tín phong nam bán cầu vượt xích đạo thổi vào khu vực Bắc Trung bộ, nhưng khi tới khu vực này, nó lại đổi hướng thành hướng đông, mang hơi ẩm từ biển vào. Trên khu vực phía đông lục địa Trung Quốc, đang xuất hiện một Áp thấp nhiệt đới. Tới mực 850mb, áp thấp trên khu vực Nam Á phát triển và lấn dần sang phía đông. Ở mực này, gió từ rìa của áp cao lạnh lục địa vẫn thổi theo hướng đông bắc xuống phía bắc nước ta hội tụ với hướng gió tây nam từ tín phong nam bán cầu vượt xích đạo ở phía nam tạo thành vùng thấp trên khu vực Bắc Trung Bộ. MST vẫn tồn tại trên mực này, nhưng mờ hơn so với mực 1000mb. Kết hợp với vùng áp thấp ngoài khơi phía đông biển Trung Quốc, tạo ra ITCZ trên mực 850mb, vắt ngang qua khu vực Bắc Trung Bộ, sẽ gây mưa trên khu vực nó đi qua. 39 Trên mực 700mb, không còn sự xuất hiện của áp cao lạnh lục địa nữa. Áp thấp Nam Á kết hợp với vùng thấp tồn tại trên khu vực Bắc Trung Bộ, tạo thành một áp thấp nóng phía tây, hoàn lưu của nó bao trùm lên cả Việt Nam, gây ảnh hưởng tới thời tiết trên khu vực. Tới mực 500mb, áp cao CNĐ Tây TBD mở rộng sự ảnh hưởng của nó sang phía đông, làm cho áp thấp nóng phía tây lùi dần về phía đông, hoàn lưu của nó ảnh hưởng tới khu vực phía nam Bắc Bộ trở vào tới Miền Nam. Ở mực 300mb, áp thấp Nam Á và vùng thấp trên khu vực Bắc Trung Bộ đã không còn nữa, nó đã dịch chuyển lên phía Bắc, sát biên giới Việt Nam- Trung Quốc. Trên mực 200mb, Nước ta chịu sự chi phối của áp cao TBD. 40 Hình 3.5. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 09 tháng 09 năm 2003. Tóm lại, qua phân tích đợt mưa lớn ngày 09/09/2003, em nhận thấy đợt mưa lớn này có nguyên nhân từ MST trên khu vực Bắc Trung Bộ kết hợp với áp thấp nhiệt đới hoạt động trên Biển Đông, gây mưa lớn trên khu vực Bắc Trung Bộ và khu vực Nam Đồng bằng Bắc Bộ. Lượng mưa mà các trạm đo được trong đợt mưa này cụ thể như sau (đơn vị đo mm): Trạm Láng Sơn Hà Ba Hưng Hải Ninh Phủ Thái Tây Đông Vì Yên Dương Bình Lý Bình Lượng 56,1 45,1 73,0 37,1 105,1 35 187,9 147,7 512,3 Qua số liệu trên, em đếm được có 9/10 trạm trong khu vực có mưa, với lượng đo được là lượng mưa vừa, mưa to, có một vài nơi có lượng mưa rất to như ở Ninh Bình với lượng mưa đo được là 187,9mm, Phủ Lý với lượng đo được là 147,7mm và Thái Bình với lượng đo được cực kì lớn là 512,3mm. 3.6. Phân tích đợt mưa lớn ngày từ 21- 23 tháng 07 năm 2004 Trên hình 3.6a, bản đồ tái phân tích ngày 21/07: Mực 1000mb trên khu vực Nam Á đang tồn tại 1 áp thấp nóng. Khu vực phía bắc biên giới Việt Nam, có 1 vùng hội tụ của đới tín phong ở rìa phía bắc của áp cao CNĐ Nam bán cầu vượt xích đạo với đới tín phong đông nam ở rìa phía nam từ áp cao phụ của áp cao CNĐ tây TBD tồn tại trên khu vực phía đông của Trung Quốc. Tạo nên một dải ITCZ bắt nguồn từ Nam Á vắt ngang qua biên giới phía Bắc VN, có trục theo hướng tây bắc41 đông nam. Ở mực 850mb, áp cao CNĐ tây TBD có xu hướng mở rộng sang phía tây, nén dải ITCZ và làm cho trục của dải này hạ xuống phía nam. ITCZ đi qua biên giới phía Bắc Việt Nam. Tới mực 700mb, em không còn nhìn thấy ITCZ trên mực này nữa. Thay vào đó là sự hội tụ gió kinh hướng từ rìa của áp thấp Nam Á kết hợp với rìa của áp cao CNĐ tây TBD trên khu vực Bắc bộ. 42 Hình 3.6a. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 21 tháng 7 năm 2004 Đến mực 500mb, áp thấp Nam Á đang dịch chuyển sang phía tây, áp cao CNĐ tây TBD càng lấn sang phía tây, tạo nên vùng hội tụ vĩ hướng trên khu vực Trung bộ. Từ mực 300- 200mb, chỉ tồn tại đới gió đông trên cao, ảnh hưởng tới khu vực phía Bắc Việt Nam. Sang đến ngày 22, hình 3.6b, ở mực 1000mb, dải hội tụ nhiệt đới hạ trục xuống phía nam, vắt ngang qua khu vực phía bắc VN. Lên tới mực 850mb, ITCZ hạ trục xuống phía nam, vắt ngang qua khu vực Bắc Bộ và ảnh hưởng xấu tới thời tiết khu vực này. Mực 70mb, khu vực phía Bắc Việt Nam bị khống chế bởi áp rìa của áp thấp Nam Á. Sang tới ngày 22, vùng hội tụ kinh hướng mờ dần và đã lùi sang phía tây, nằm trên đảo Hải nam của Trung Quốc. Tới mực 500mb, vùng áp thấp nóng phía tây đang mở rộng sang phía tây, bao trùm toàn bộ khu vực từ nam ĐBBB tới Nam bộ. Áp cao TBD càng nghiêng về phía tây, tạo nên vùng hội tụ vĩ hướng dọc theo bờ biển Việt Nam lên tới khu vự phía bắc Việt nam. Từ mực 300- 200mb, chỉ tồn tại đới gió đông trên cao, ảnh hưởng tới khu vực phía Bắc Việt Nam. Tới ngày 23, mực 1000mb, ITCZ đi ngang qua khu vực bắc trung bộ, ảnh hưởng trực tiếp tới thời tiết khu vực này và khu vực nam ĐBBB. 43 Ở mực 850mb, vị trí của ITCZ đã có sự thay đổi, nó đang nằm trên phía nam lục địa Trung Quốc, trên bán đảo Hải Nam. Ở mực 700mb ngày 23/07, khu vực phía bắc chịu ảnh hưởng của rìa áp thấp Nam Á, vùng hội tụ gió kinh hướng đã không còn. Tới mực 500mb, áp thấp nóng phía tây đã lùi dần về phía đông, khu vực Nam Á, còn áp cao tây TBD càng mở rộng và lấn mạnh sang phía tây, bao trùm gần như cả lục địa Trung Quốc. Vùng hội tụ đã tan dần. Từ mực 300- 200mb, chỉ tồn tại đới gió đông trên cao, ảnh hưởng tới khu vực phía Bắc Việt Nam. 44 Hình 3.6b. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 22 tháng 7 năm 2004. 45 Hình 3.6c. Bản đồ synop các mực đẳng áp chuẩn ngày 23 tháng 7 năm 2004. Tóm lại, qua quá trình phân tích đợt mưa lớn từ ngày 21- 23/07/2004, em nhận thấy, đợt mưa lớn này có nguyên nhân từ hoạt động của ITCZ ở mực thấp kết hợp với hội tụ gió ở mực cao, gây nên mưa to cho khu vực. Số liệu quan trắc mưa của các trạm được thể hiện qua bảng dưới đây: Bảng 3.4. Lượng mưa đo được tại các trạm ngày 21- 23/07/2004. Trạm Ngày 21 (mm) Ngày 22 (mm) Ngày 23 (mm) Hà Đông 54,4 63,1 81,3 Láng 83,0 82,0 69,0 Sơn Tây 32,1 44,0 46,3 Ba Vì 16,2 82,2 45,4 Thái Bình 104,2 86,1 76,7 Nam Định 82,3 65,2 59,2 Hưng Yên 37,2 57,8 72,3 Hải Dương 222,6 80,2 45,3 Phủ Lý 63,0 45,9 69,1 Ninh Bình 46,3 65,3 46,2 Qua bảng 3.4, ta thấy trong ngày mưa đầu tiên của đợt mưa Tổng (mm) 198,8 234,0 122,4 143,8 267,0 206,7 167,3 348,1 178,0 157,8 này có 6/10 trạm có lượng mưa lớn (54,4 - 104,2mm), lượng mưa trong ngày mưa đầu tiên được phân bố không đều. Đặc biệt có trạm Hải Dương có lượng mưa cao nhất đo được là 222,6mm, trạm Ba vì đo được lượng mưa là 16,2mm. Các trạm còn lại đều đạt lượng mưa vừa. Sang đến ngày mưa thứ hai của đợt mưa này, có 8/10 trạm có lượng mưa lớn như trạm: Hà Đông, Láng, Ba Vì, Thái Bình, Nam Định, Hưng Yên, Hải Dương, 46 Ninh Bình, lượng phổ biến từ 57,8 - 82,2mm. Nhìn chung, có 5 trạm có lượng mưa giảm hơn so với ngày mưa đầu tiên. Lượng mưa của ngày mưa thứ hai này được phân bố khá đồng đều, các trạm có lượng mưa trong ngày này phổ biến trong khoảng 45,9 – 86,1mm. Ngày mưa cuối cùng em đếm được có 6/10 trạm có lượng mưa lớn. Nhìn vào bảng 3.5, em thấy ngày mưa này có lượng mưa phân bố đồng đều nhất trong ba ngày mưa của đợt mưa lớn này. Nhìn chung, đợt mưa lớn này có nguyên nhân từ ITCZ kết hợp với hội tụ gió trên cao gây mưa vừa, mưa to, có nơi mưa rất to trên khu vực ĐBBB. Tổng lượng mưa của đợt mưa này phổ biến từ 100- 300mm. Trạm có tổng lượng mưa lớn nhất là trạm Hải Dương (348,1), trạm có tổng lượng thấp nhất là trạm Ba Vì (122,4). 47 KẾT LUẬN Qua quá trình nghiên cứu,thống kê và phân tích về ảnh hưởng của ITCZ và MST tới chế độ mưa trên khu vực Đồng bằng Bắc Bộ, em nhận được một số kết quả như sau: 1) Trên khu vực Đồng bằng Bắc Bộ mùa mưa tập trung chính vào các tháng mùa hè chiếm 80- 85% tỷ trọng lượng mưa năm. Mùa đông có lượng ít hơn so với thời kì mùa hè. 2) Thời kỳ hoạt động của ITCZ, MST tập trung vào chủ yếu vào các tháng 7,8,9. Đây cũng là các tháng có lượng mưa lớn diễn ra trên khu vực Đồng bằng Bắc Bộ. 3) Qua phân tích 4 đợt mưa lớn trên, em nhận thấy ảnh hưởng của ITCZ và MST tới chế độ mưa các địa phương khu vực nghiên cứu không hoàn toàn giống nhau , có nơi có lượng mưa rất lớn nhưng có nơi có lượng mưa nhỏ, mưa vừa. Hệ quả thời tiết của các hình thế này càng trở nên phức tạp hơn khi chúng không phải chỉ hoạt động đơn thuần mà còn kết hợp với một số hệ thống thời tiết khác. 4) Nếu chỉ có ITCZ hoặc MST hoạt động đơn thuần thì thường chỉ gây mưa rào nhẹ cho khu vực, còn khi có sự kết hợp với một số hệ thống thời tiết khác như không khí lạnh, bão, hội tụ gió trên cao ....... thì sẽ gây mưa to đến rất to cho khu vực Đồng bằng Bắc Bộ. 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt 1. Phạm Vũ Anh & Nguyễn Viết Lành (2014), Phân tích và Dự báo thời tiết, Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội; 2. Phạm Vũ Anh & Nguyễn Viết Lành (2009), Khí tượng Nhiệt đới, Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội; 3. Nguyễn Văn Hưởng, Xác định khách quan hình thế thời tiết trong các đợt mưa lớn trên khu vực miền Trung từ số liệu tái phân tích JRA25, Luận văn ThS, Tháng 4-2012; 4. Trần Gia Khánh, Hướng dẫn nghiệp vụ dự báo thời tiết, tr 96- 102; 5. Trần Công Minh (2003), Khí tượng Synop Nhiệt đới, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội; 6. Nguyễn Tiến Toàn (2012) “Dự báo mưa lớn do KKL kết hợp ITCZ cho khu vực Trung Trung Bộ bằng mô hình WRS”, Luận văn ThS; 7. Nguyễn Ngọc Thục (1992), Phân tích và dự báo; Tài liệu Nước ngoài 1. Nishiyama K., Endo S., Jinno K., Uvo C. B., Olsson J., Berndtsson R., 2007: Identification of typical synoptic patterns causing heavy rainfall in the rainy season in Japan by a self-organizing map. Atmos Res., 83 185-200. 49 50