1
Khí tượng học synốp (Phần nhiệt đới)
Trần Công Minh
NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2006, 158 Tr.
Từ khoá: Hoàn lưu nhiệt đới, nhiệt đới, Hoàn lưu gió mùa, Hình thể SYNÔP, xâm
nhập lạnh, Nhiễu động, miền nhiệt đới, tín phong, EL NINO, giao động nhiệt đới,
áp thấp nhiệt đới, bão, áp cao cận nhiệt, dòng dẫn, dự bão bão, mây tích, dông, mưa
đá, vòi rồng, lốc, profile nhiệt ẩm, profile gió, giông ở việt nam.
Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho
mục đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in
ấn phục vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và
tác giả.
Mục lục
CHƯƠNG 1 ...................................................................................................................................... 5
NHỮNG ĐỘNG LỰC, NGUỒN NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA
HOÀN LƯU NHIỆT ĐỚI................................................................................................................ 5
1.1 RANH GIỚI MIỀN NHIỆT ĐỚI.............................................................................. 5
1.2 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT CỦA MẶT ĐẤT VÀ KHÍ QUYỂN........... 6
1.3 NHỮNG NHÂN TỐ VẬT LÝ CƠ BẢN................................................................ 11
1.4 BẢO TOÀN MÔMEN QUAY VÀ SỰ TỒN TẠI ĐỚI GIÓ ĐÔNG NHIỆT ĐỚI
VÀ ĐỚI GIÓ TÂY ÔN ĐỚI........................................................................................................ 13
1.5 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA HOÀN LƯU NHIỆT ĐỚI......................... 15
1.5.1 Phân bố theo vĩ độ của tốc độ gió, khí áp, độ phân kỳ và hội tụ...................... 15
1.5.2 Chuyển động thẳng đứng và dải mưa................................................................ 16
1.5.3 Sự biến đổi theo mùa của hoàn lưu nhiệt đới và sự bất đối xứng của hai bán cầu
2
18
1.6 TRƯỜNG ÁP, TRƯỜNG GIÓ MIỀN NHIỆT ĐỚI............................................... 19
1.7 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỨNG........................................................................ 27
1.8 DÒNG XIẾT MIỀN CẬN NHIỆT VÀ NHIỆT ĐỚI.............................................. 29
1.9 ÁP CAO CẬN NHIỆT TÂY THÁI BÌNH DƯƠNG VÀ ÁP CAO TIBET ........... 31
CHƯƠNG 2..................................................................................................................................... 35
HOÀN LƯU GIÓ MÙA Ở KHU VỰC ĐÔNG NAM Á ..................................................... 35
2.1 KHÁI NIỆM CHUNG ........................................................................................... 35
2.2 HÌNH THẾ SYNÔP MÙA GIÓ MÙA ĐÔNG BẮC.............................................. 37
2.2.1 Sự thiết lập mùa đông synôp và ảnh hưởng của không khí cực đới biến tính ở
Miền Bắc Việt Nam ................................................................................................................. 37
2.2.2 Hình thế synôp trong các đợt xâm nhập lạnh...................................................... 38
2.2.3 Hình thế đặc trưng cuối mùa đông...................................................................... 46
2.3 XÂM NHẬP LẠNH VÀ HỆ THỐNG THỜI TIẾT............................................... 46
2.3.1 Thời tiết vào đầu và giữa mùa đông.................................................................... 46
2.3.2 Thời tiết cuối mùa đông ...................................................................................... 49
2.4 HÌNH THẾ SYNÔP TRONG MÙA GIÓ MÙA MÙA HÈ.................................... 51
2.4.1 Hình thế đầu mùa hè ........................................................................................... 51
2.4.2 Các trung tâm tác động trong mùa gió mùa mùa hè............................................ 55
2.5 THỜI KỲ GIÓ MÙA TÍCH CỰC (MẠNH) VÀ THỜI KỲ GIÓ MÙA THỤ ĐỘNG
(YẾU) ................................................................................................................................. 60
CHƯƠNG 3..................................................................................................................................... 64
NHỮNG NHIỄU ĐỘNG MIỀN NHIỆT ĐỚI..................................................................... 64
3.1.1 Đặc điểm cơ bản.................................................................................................. 64
3.1.2 Các tầng ẩm trong tín phong và nghịch nhiệt tín phong ..................................... 64
3.2 DẢI HỘI TỤ NHIỆT ĐỚI...................................................................................... 67
3.2.1 Định nghĩa, cấu trúc ........................................................................................... 67
3.2.2 Sự dịch chuyển trong từng đợt và theo mùa của dải hội tụ nhiệt đới............... 70
3.2.3 Thời tiết trong dải hội tụ nhiệt đới..................................................................... 71
3.2.4 Sự dịch chuyển của dải hội tụ nhiệt đới............................................................. 72
3.3 SÓNG ĐÔNG ......................................................................................................... 73
3.4 SÓNG XÍCH ĐẠO................................................................................................. 77
3.5 HÌNH THẾ PHỨC HỢP GÂY MƯA LỚN............................................................ 78
3.6 DAO ĐỘNG TỰA 2 NĂM..................................................................................... 82
3.7 DAO ĐỘNG NHIỆT ĐỚI 40-50 NGÀY................................................................ 84
3.8 EL NINO DAO ĐỘNG NAM (ENSO) VÀ HOÀN LƯU WALKER.................... 84
CHƯƠNG 4..................................................................................................................................... 90
ÁP THẤP NHIỆT ĐỚI VÀ BÃO ......................................................................................... 90
4.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA BÃO Ở TÂY BẮC THÁI
BÌNH DƯƠNG ............................................................................................................................ 90
3
4.2 TẦN SUẤT BÃO Ở MIỀN TÂY BẮC THÁI BÌNH DƯƠNG VÀ BIỂN ĐÔNG .. 91
4.3 ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA BÃO........................................................................ 94
4.3.1 Trường nhiệt áp................................................................................................... 95
4.3.2 Trường chuyển động ........................................................................................... 97
4.3.3 Hệ thống mây.................................................................................................... 100
4.4 CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CỦA BÃO....................................................... 101
4.5 SỰ HÌNH THÀNH BÃO....................................................................................... 104
4.5.1 Các điều kiện hình thành bão............................................................................ 104
4.5.2 Hình thế synôp và sự hình thành bão ở Tây Bắc Thái Bình Dương và Biển Đông
104
4.6 SỰ DI CHUYỂN CỦA BÃO................................................................................. 107
4.7 DỰ BÁO SỰ DI CHUYỂN CỦA BÃO................................................................. 109
4.7.1 Xác định tâm bão .............................................................................................. 109
4.7.2 Dự báo quỹ đạo bão .......................................................................................... 111
4.8 SỰ BIẾN DẠNG CỦA ÁP CAO CẬN NHIỆT VÀ DÒNG DẪN Ở TÂY BẮC
THÁI BÌNH DƯƠNG ................................................................................................................ 116
CHƯƠNG 5................................................................................................................................... 118
MÂY TÍCH VÀ CÁC HỆ THỐNG THỜI TIẾT QUY MÔ VỪA.................................. 118
5.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MÂY TÍCH VÀ DÔNG............................................. 118
5.1.1 Định nghĩa......................................................................................................... 118
5.1.2 Cấu trúc của mây dông...................................................................................... 118
5.2 PHÂN LẠI DÔNG ................................................................................................ 121
5.3 CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CỦA Ổ DÔNG................................................ 122
5.3.1 Các giai đoạn phát triển của ổ dông thường...................................................... 122
5.3.2 Các giai đoạn phát triển của siêu ổ dông........................................................... 124
5.4 MƯA ĐÁ............................................................................................................... 126
5.4.1 Sự lớn lên của hạt đá......................................................................................... 126
5.4.2 Dòng thăng mạnh, điều kiện cho sự hình thành mưa đá................................... 127
5.5 VÒI RỒNG VÀ LỐC............................................................................................ 128
5.5.1 Các giai đoạn phát triển của vòi rồng................................................................ 130
5.6 NHỮNG ĐIỀU KIỆN CẦN CHO SỰ PHÁT TRIỂN DÔNG............................... 132
5.6.1 Điều kiện nhiệt động lực................................................................................... 132
5.6.2 Hình thế synôp, điều kiện đốt nóng và tác động của địa hình........................... 134
5.7 NHỮNG PROFILE NHIỆT ẨM ĐẶC TRƯNG TRƯỚC CƠN DÔNG ............... 135
5.8 CÁC NHÂN TỐ LÀM BIẾN ĐỔI PROFILE NHIỆT ẨM................................... 139
5.8.1 Các quá trình làm biến đổi profile nhiệt............................................................ 139
5.8.2 Những quá trình biến đổi profile ẩm................................................................. 140
5.9 CÁC CÔNG CỤ PHÂN TÍCH VAI TRÒ CỦA ĐỘ ĐỨT THẲNG ĐỨNG CỦA
GIÓ ĐỐI VỚI SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN DÔNG .................................................. 141
5.9.1 Toán đồ mô tả profile gió.................................................................................. 141
5.9.2 Nguyên nhân xuất hiện độ đứt thẳng đứng của gió........................................... 142
5.9.3 Hiệu ứng của độ đứt thẳng đứng của gió đối với sự phát triển đối lưu............. 143
5.9.4 Mối liên quan giữa độ đứt thẳng đứng của gió với sự phát triển của dông....... 143
5.10 CÁC CHỈ SỐ DỰ BÁO DÔNG............................................................................. 144
4
5.10.1 Nhận xét chung ............................................................................................. 144
5.10.2 Thế năng có khả năng đối lưu (CAPE)......................................................... 144
5.10.3 Chỉ số tổng của tổng chỉ số (Total-total index)............................................. 146
5.10.4 Chỉ số nâng bề mặt (Surface lifted index - SLI) ........................................... 147
5.10.5 Số Richardson đối lưu................................................................................... 148
5.10.6 Chỉ số năng lượng xoáy (EHI)...................................................................... 149
5.10.7 Các thước đo lực ngăn chặn đối lưu (CIN)................................................... 151
5.11 YÊU CẦU VÀ TRÌNH TỰ DỰ BÁO DÔNG ....................................................... 152
5.11.1 Kỹ thuật và trình tự dự báo profile nhiệt ẩm buổi trưa phía trên lớp biên .... 153
5.11.2 Trình tự dự báo profile nhiệt ẩm................................................................... 153
5.11.3 Phân tích đường tầng kết trong dự báo dông ................................................ 155
5.12 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THỜI TIẾT XẤU TRONG DÔNG ............................. 156
5.12.1 Mưa lớn và lũ lụt đột ngột............................................................................. 156
5.13 HOẠT ĐỘNG DÔNG Ở VIỆT NAM VÀ VẤN ĐỀ DỰ BÁO DÔNG................. 157
7
Kết quả tính trung bình nhiều năm của thông lượng bức xạ, lượng mưa, lượng bốc hơi
và vận chuyển nhiệt dạng hiển nhiệt và ẩn nhiệt bốc hơi và ngưng kết là cơ sở để xây
dựng các đường phân bố của các thông số này theo vĩ độ ở Bắc và Nam Bán Cầu (hình
1.1 - 1.4).
Phân bố bức xạ trên Trái Đất phụ thuộc trước hết vào vĩ độ địa lý và có thể đánh giá
thông qua cán cân bức xạ (còn gọi là cân bằng bức xạ). Trên hình 1.1 là sơ đồ tổng quát
về cân bằng bức xạ theo vĩ tuyến. Mặt đất thu được bức xạ nhiệt dương ở hầu hết các vĩ
độ, trừ phần nhỏ gần hai cực (cách cực khoảng 15o vĩ đối với mỗi bán cầu), nơi phát xạ
nhiệt từ bề mặt băng tuyết lớn hơn lượng bức xạ nhận từ Mặt Trời.
Khí quyển mất năng lượng phát xạ do sóng dài nhỏ hơn năng lượng nhận từ mặt đất,
vì vậy dòng nhiệt truyền từ mặt đất vào khí quyển, từ đó nhiệt lại truyền cho những lớp
cao hơn và cuối cùng mất nhiệt vào không gian vũ trụ.
Hình 1.1.
Phõn bố theo v độ thụng lượng bức xạ trung bỡnh năm của mặt đất,
khí quyển và hệ thống Trỏi Đất - khí quyển (Seller, 1965)
Đại lượng cán cân bức xạ của hệ thống Trái Đất - khí quyển là tổng cả hai cân bằng
bức xạ cho mặt đất và khí quyển. Đối với Trái Đất - khí quyển cân bằng bức xạ dương đối
với miền nội nhiệt đới (giới hạn 35oN và 35o S) và âm đối với miền ngoại nhiệt đới. Phần
dư của bức xạ (cán cân bức xạ dương) trong miền nội nhiệt đới. Miền ngoại nhiệt đới thiếu
bức xạ và thường xuyên được bù lại bằng sự trao đổi nhiệt giữa các vĩ độ dưới dạng các
dòng ẩn nhiệt và hiển nhiệt, đưa đến từ miền nhiệt đới.
Để bảo toàn cân bằng nhiệt toàn phần cho thời đoạn dài, thể hiện ở sự ổn định của
nhiệt độ trung bình ở các độ cao và các vĩ độ thì cần phải có một cơ chế vận chuyển nhiệt
từ mặt đất tới khí quyển và từ miền nhiệt đới về phía các vĩ độ cao.
Vận chuyển nhiệt từ mặt đất tới khí quyển dưới dạng hiển nhiệt, nhiệt truyền từ nơi
nhiệt độ cao sang nơi nhiệt độ thấp và ẩn nhiệt qua quá trình bốc hơi, ngưng kết hơi nước