Luận văn Thạc sĩ Khí tượng - Khí hậu học: Nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC

PHÍ THỊ NGÀ

HÀ NỘI, NĂM 2018

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ PHÍ THỊ NGÀ CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC

MÃ SỐ: 60440222

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. TS. VÕ VĂN HÒA 2. TS. CHU THỊ THU HƯỜNG

HÀ NỘI, NĂM 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu, nội dung, kết quả trong luận văn “Nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ” là công trình do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Võ Văn Hòa và TS. Chu Thị Thu Hường. Nội dung trong luận văn là trung thực, các tài liệu, số liệu trích dẫn đều ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo và chưa được công bố trên công trình nào khác.

Nếu có bất cứ sự gian lận trong nội dung nghiên cứu của luận văn, tôi

xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước hội đồng nhà trường.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Phí Thị Ngà

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khí tượng - Khí hậu học “Nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ” đã hoàn thành trong tháng 7 năm 2018. Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè.

Trước hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Võ Văn Hòa, TS. Chu Thị Thu Hường đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Khoa Khí tượng - Thủy văn, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và hướng dẫn trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu tới sự xâm nhập của các đợt lạnh và nóng ấm bất thường trong mùa đông ở khu vực miền núi phía Bắc phục vụ phát triển kinh tế - xã hội”, mã số BĐKH.25/16-20 đã cung cấp số liệu quan trắc khí tượng bề mặt thuộc khu vực đồng bằng Bắc Bộ và phương pháp kiểm tra chất lượng thám sát để tác giả thực hiện luận văn này.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc tới các thành viên trong gia đình tôi những người tạo cho tôi rất nhiều động lực để học tập và hoàn thành luận văn này.

Do thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu chưa nhiều, bên cạnh đo nội dung nghiên cứu rộng, phức tạp luận văn khó tránh khỏi những thững thiếu sót. Học viên rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2018 Tác giả

Phí Thị Ngà

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii

MỤC LỤC ........................................................................................................ iii

DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... v

DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... viii

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1

CHƯƠNG I. ĐẶC ĐIỂM CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH VÀ TỔNG QUAN

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ............................................................................ 3

1.1. Khái quát về điều kiện tự nhiên của khu vực đồng bằng Bắc Bộ .............. 3

1.2. Khái quát về đặc điểm của không khí lạnh ở miền Bắc Việt Nam ............ 4

1.2.1. Nguồn gốc của không khí lạnh ............................................................ 4

1.2.2. Đặc trưng hoạt động theo thời gian .................................................... 5

1.2.3. Đặc trưng về cường độ, hình thế và hệ quả thời tiết đi kèm ............... 6

1.3. Tổng quan nghiên cứu trong nước và ngoài nước ..................................... 8

1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ........................................................ 8

1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ...................................................... 14

CHƯƠNG II. MÔ TẢ PHƯƠNG PHÁP VÀ TẬP SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU

......................................................................................................................... 20

2.1. Tập số liệu nghiên cứu ............................................................................. 20

2.2. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................ 22

2.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 26

CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................... 28

3.1. Đặc điểm hoạt động của không khí lạnh trong giai đoạn 1997-2017 ...... 28

3.1.1. Tần suất của không khí lạnh .............................................................. 28

3.1.2. Cường độ của không khí lạnh ............................................................ 31

iii

3.1.3. Các đặc trưng thời tiết của không khí lạnh ảnh hưởng đến khu vực 35

3.2. Biến đổi của yếu tố nhiệt độ trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa

đông trong giai đoạn 1997-2017 ..................................................................... 37

3.2.1. Nhiệt độ trung bình ngày của các tháng mùa đông .......................... 37

3.2.2. Nhiệt độ tối thấp và tối cao ngày ....................................................... 39

3.2.3. Nhiệt độ trung bình tháng .................................................................. 41

3.2.4. Biến đổi số ngày rét đậm rét hại........................................................ 43

3.3. Biến đổi của lượng mưa trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa đông

trong giai đoạn 1997-2017 .............................................................................. 50

3.4. Biến đổi của trường gió trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa đông

trong giai đoạn 1997-2017 .............................................................................. 55

3.5. Phân tích nguyên nhân chi phối sự biến đổi trong hoạt động của không

khí lạnh trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ ........................................................ 58

3.6. Phân tích cơ chế nhiệt động lực học chi phối đợt lạnh bất thường trên khu

vực đồng bằng Bắc Bộ trong năm 2018 .......................................................... 60

3.6.1. Cơ chế động lực ................................................................................. 64

3.6.2. Cơ chế nhiệt lực ................................................................................. 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 82

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1. Thông tin về các trạm quan trắc khí tượng bề mặt trên khu vực

ĐBBB được thu thập số liệu để phục vụ nghiên cứu ...................................... 22

Bảng 3.1. Tổng số đợt không khí lạnh trong các tháng giai đoạn 1997-2017 29

Bảng 3.2. Tổng số các đợt GMĐB và KKLTC trong giai đoạn 1997-2017 ... 32

Bảng 3.3. Tổng số các đợt GMĐB và KKLTC theo từng tháng trong các mùa

đông giai đoạn 1997 – 2017 ............................................................................ 34

Bảng 3.4. Số ngày rét đậm, rét hại theo từng tháng (giai đoạn 1997-2017) ... 44

Bảng 3.5. Tổng số ngày rét đậm, rét hại (RDRH) và số ngày rét đậm (RĐ) và

rét hại (RH) theo từng mùa đông (giai đoạn 1998-2017) ............................... 45

Bảng 3.6: Giá trị lượng mưa ngày lớn nhất nhất (mm) theo từng tháng của

mùa đông trong giai đoạn 1997-2017 ............................................................. 52

Bảng 3.7. Tốc độ gió lớn nhất (m/s) trong tháng I giai đoạn 1998 - 2017 ..... 56

Bảng 3.8. Tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối tháng và tốc độ gió lớn nhất trung

bình tháng (m/s) theo từng tháng mùa đông và từng trạm nghiên cứu ........... 57

Bảng 3.9: Bảng hệ số tương quan giữa cường độ của áp cao Siberia, áp thấp

Aleut với số đợt không khí lạnh trong từng tháng .......................................... 59

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1. Xu thế biến đổi của GMĐB và KKLTC trong giai đoạn 1997-2017

......................................................................................................................... 30

Hình 3.2. Tổng số và trung bình số đợt KKL theo từng tháng trong giai đoạn

1997-2017 ........................................................................................................ 30

Hình 3.3: Xu thế biển đổi của chuẩn sai TNn (các hình bên trên) và TXx (các

hình bên dưới) trên khu vực ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2),

theo thập kỷ sau (B1, B2) và trong hai thập kỷ gần đây (C1, C2) .................. 40

Hình 3.4: Xu thế biển đổi của chuẩn sai số đợt KKL (các hình bên trên) và

nhiệt độ trung bình các tháng mùa đông (các hình bên dưới) trên khu vực

ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) và

trong hai thập kỷ gần đây (C1, C2) ................................................................. 42

Hình 3.5. Biến đổi của số đợt KKL và số ngày rét đậm, rét hại so với TBNN

giai đoạn 1998 - 2016 ...................................................................................... 49

Hình 3.6: Chuẩn sai tổng lượng mưa các tháng mùa đông trong giai đoạn

1997-2017 ........................................................................................................ 50

Hình 3.7: Xu thế biến đổi của tổng lượng mưa các tháng và số đợt KKL so

với TBNN giai đoạn 1997-2017 ..................................................................... 51

Hình 3.8: Xu thế biển đổi của chuẩn sai số đợt KKL (các hình bên trên) và

tổng lượng mưa các tháng mùa đông (các hình bên dưới) trên khu vực ĐBBB

so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) và trong

hai thập kỷ gần đây (C1, C2) .......................................................................... 53

Hình 3.9. Phân bố nhiệt độ lúc 7 giờ các ngày 14/1; 1/2 và 21/2/2008 trên khu

vực các tỉnh miền núi phía Bắc ....................................................................... 62

Hình 3.10. Bản đồ tái phân tích trường gió mực 10m tại thời điểm 7h ngày

14/1 (a) và 15/1/2008 (b)................................................................................ 65

Hình 3.11. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008 .................... 66

Hình 3.12. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008 .................... 67

Hình 3.13. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 01/02/2008 .................. 67

Hình 3.14. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008 ...................... 68

Hình 3.15. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008 .................... 69

Hình 3.16. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008 .................... 70

Hình 3.17. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m thời điểm 7h

ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b) ............................................................... 71

Hình 3.18. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 850mb thời

điểm 7h ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b) ................................................. 72

Hình 3.19. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb thời

điểm 7h ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b) ................................................. 73

Hình 3.20. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m (a) và mực

850mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008........................................................... 74

Hình 3.21. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb (a) và

500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008........................................................... 75

Hình 3.22. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m thời điểm 7h

ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b) ............................................................... 76

Hình 3.23. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 850mb thời

điểm 7h ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b) ................................................. 77

Hình 3.24. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb thời

vii

điểm 7h ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b) ................................................. 77

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BĐKH Biến đổi khí hậu

ĐBBB Đồng bằng Bắc Bộ

dd Hướng gió

ff Tốc độ gió

GMĐB Gió mùa đông bắc

KKL Không khí lạnh

KKLTC Không khí lạnh tăng cường

KTTV Khí tượng Thủy văn

RĐ Rét đậm

RĐRH Rét đậm, rét hại

RH Rét hại

R24 Lượng mưa tích lũy ngày

TBNN Trung bình nhiều năm

Td Nhiệt độ điểm sương

TN Nhiệt độ tối thấp ngày

TNn Nhiệt độ tối thấp ngày nhỏ nhất trong mùa đông

T2m Nhiệt độ không khí tại độ cao 2 mét

TX Nhiệt độ tối cao ngày

TXx Nhiệt độ tối cao ngày cao nhất trong mùa đông

viii

ww Hiện tượng thời tiết

MỞ ĐẦU

Trong những năm trở lại đây do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu mà chế

độ khí hậu trên hầu khắp các vùng miền của Việt Nam đã có sự thay đổi đáng

kể trong đó có khu vực Đồng bằng Bắc Bộ (ĐBBB). Trong đó, các đợt rét

đậm, rét hại kéo dài trong điều kiện khí hậu đang nóng lên toàn cầu, các hiện

tượng như mưa tuyết, băng giá, sương muối,… đã xảy ra trên diện rộng. Một

số nơi chưa bao giờ xảy ra tuyết rơi lại quan trắc được trong những năm gần

đây. Thậm chí, ngay giữa mùa đông thì trên khu vực các tỉnh vùng núi phía

Bắc lại xuất hiện nhiệt độ tăng cao kỷ lục 32-34 độ, tạo cảm giác như xuất

hiện nắng nóng giữa mùa đông. Ví dụ như đợt rét đậm, rét hại từ 20/1 đến hết

ngày 20/2/2008 ở Bắc Bộ nói chung và các tỉnh vùng núi phía Bắc nói riêng

là đợt rét kéo dài nhất trong lịch sử quan trắc xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam.

Đặc biệt, trong đợt rét đậm rét hại này xuất hiện nhiều ngày có rét hại (vùng

đồng bằng trung du Bắc Bộ có 31 ngày rét hại) và nhiệt độ trung bình ngày

xuống thấp nhất trong chuỗi số liệu lịch sử. Nhiệt độ trung bình ngày ở ngay giữa trung tâm Hà Nội là 7,30C; Sa Pa (Lào Cai) là -0.1oC.

Những thay đổi bất thường của hiện tượng không khí lạnh (KKL) nói

trên đã gây ra nhiều thiệt hại về người và của cải cho khu vực Bắc Bộ nói

chung và khu vực ĐBBB nói riêng, nơi tập trung nhiều hoạt động sản xuất

nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Theo các nghiên cứu về biến đổi khí hậu

(BĐKH) ở trong và ngoài nước gần đây, dưới tác động của biến đổi khí hậu

toàn cầu, các đợt không khí lạnh bất thường trong mùa đông có xu hướng

thay đổi cả về tần suất và cường độ trong những năm tiếp theo. Do đó, đòi hỏi

công tác dự báo cần phải được cải tiến hơn nữa để có thể nắm bắt được những

hiện tượng này, cũng như cần có các nghiên cứu sâu hơn để tăng cường hiểu

biết về mặt cơ chế chi phối, tính chất hoạt động, từ đó đưa ra được các định

hướng phát triển công nghệ dự báo.

Xuất phát từ những nhận định nêu trên, luận văn đã đề xuất hướng

nghiên cứu “Nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số

yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ” với mục tiêu chính là

đánh giá được mức độ, xu thế, tính chất hoạt động của KKL trên khu vực

ĐBBB để trên cơ sở đó giải thích được nguyên nhân dẫn đến biến đổi của

KKL trên khu vực ĐBBB trong 2 thập kỷ gần đây (1997-2017). Đồng thời,

đánh giá được tác động của KKL đến nhiệt độ trung bình, nhiệt độ thấp nhất,

lượng mưa, tốc độ gió và các hiện tượng khí tượng trên khu vực ĐBBB.

CHƯƠNG I. ĐẶC ĐIỂM CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH VÀ TỔNG QUAN

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1. Khái quát về điều kiện tự nhiên của khu vực đồng bằng Bắc Bộ

Địa hình ĐBBB nhìn chung thấp và bằng phẳng, độ dốc nhỏ do quá

trình tam giác châu tạo thành, độ nghiêng từ Tây Bắc sang Đông Nam, với

nhiều dòng sông uốn khúc quanh co, tuy nhiên độ nghiêng diễn ra không đều

đặn do ảnh hưởng bởi các cồn cát cao đến 4-5m vùng bờ biển. Trừ một vài

ngọn núi còn sót lại, độ cao tuyệt đối của địa hình không quá 100m. Vùng

ĐBBB bao gồm toàn bộ châu thổ và trung du Bắc Bộ. Hai bên bờ các sông,

đặc biệt là sông Hồng có các sống đất cao do nước lũ bồi đắp. Với tính chất

địa hình ngăn cách thành ô do không được bồi đắp đều nên xuất hiện nhiều ô

trũng trong khu vực. Dọc theo bờ biển có các dải cồn cát được hình thành trên

đó đã hình thành các làng mạc.

Khu vực ĐBBB có hệ thống đê lớn nhất cả nước, địa hình vùng của

sông ven biển thấp do vậy xuất hiện tượng xâm nhập mặn vào sâu trong đất

liền khiến cho những vùng đất này trở lên chua mặn khó canh tác. Và hình

thành các rừng ngập mặn có tác dụng chắn sóng. Khu vực này giáp liền với

vịnh Bắc Bộ ở phía Đông Nam; các phía khác bao quanh bởi các vùng núi

Bắc Bộ. Khu vực ĐBBB có mạng lưới sông suối dày đặc, ruộng đất phì nhiêu,

thực vật phong phú, thích hợp với đời sống và sản xuất. ĐBBB là một trong

những vùng kinh tế có tầm quan trọng đặc biệt trong phân công lao động của

Việt Nam. Đây là vùng có vị trí địa lí và điều kiện tự nhiên thuận lợi, tài

nguyên đa dạng và phong phú, dân cư đông đúc nguôn nhân lực dồi dào, mặt

bằng dân trí cao. Địa hình tương đối bằng phẳng với hệ thống sông ngòi dày

đặc đã tạo điều kiện thuận lợi để phát triển hệ thống giao thông thuỷ bộ và cơ

sở hạ tầng của vùng.

Về vị trí địa lý, khu vực ĐBBB nằm ở phía nam miền Bắc, với vị trí

phía Bắc giáp khu vực Đông Bắc, phía Tây Bắc giáp với khu vực Việt Bắc,

phía Nam giáp với khu vực Tây Bắc và Bắc Trung Bộ. Đồng bằng 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. Khu

vực ĐBBB là một vùng đất rộng lớn nằm quanh khu vực hạ lưu sông Hồng

thuộc miền Bắc Việt Nam, vùng đất bao gồm các tỉnh và thành phố: Hà Nội,

Bắc Ninh, Hà Nam, Hưng Yên, Hải Dương, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình. Diện tích tự nhiên: 11.383,1 km2; Dân số: 14.885.00 người.

1.2. Khái quát về đặc điểm của không khí lạnh ở miền Bắc Việt Nam

1.2.1. Nguồn gốc của không khí lạnh

Rất nhiều nghiên cứu trong nước đã chỉ ra rằng những đợt KKL xâm

nhập xuống Việt Nam đều bắt nguồn từ ba áp cao có trung tâm tại Hoa Đông,

Siberia và Thanh-Tạng:

Áp cao Hoa Đông là một áp cao đặc biệt, tại các lớp gần mặt đất, nó là

một áp cao lạnh lục địa có trung tâm ở khu vực Sơn Đông, trị số khí áp trung

tâm tháng XI đạt trên 1025mb. Còn ở các tầng cao, nó tồn tại như một trung

tâm áp cao động lực tách ra từ rìa phía tây của lưỡi áp cao cận nhiệt đới Thái

Bình Dương đang ở trong giai đoạn suy yếu, rút ra phía đông và lùi xuống

phía nam. Từ cuối tháng IX, áp cao Hoa Đông đã bắt đầu hình thành và mạnh

lên nhanh chóng. Tháng X, tháng XI nó đã khống chế một khu vực rộng lớn

gồm phía đông lục địa Trung Quốc, khu vực bắc Biển Đông và bắc Việt Nam

nên đã duy trì ở Miền Bắc Việt Nam một kiểu thời tiết ổn định, bầu trời trong

xanh, hầu như thường xuyên có gió đông bắc, trời se lạnh - thời tiết mùa thu.

Ở rìa phía nam của áp cao Hoa Đông, lưỡi áp cao lạnh này ảnh hưởng tới

miền Bắc Việt Nam với dăm ngày lại có một đợt không khí lạnh tăng cường,

không gây ra những đột biết thời tiết đáng kể. Tần suất của front lạnh trong

thời kì này rất nhỏ so với giữa và cuối mùa đông.

Áp cao Siberia cũng hình thành từ rất sớm ở phía vùng Siberia-

Mongolia. Từ tháng X, tháng XI áp cao này đã rất mạnh, nhưng không khí

lạnh từ áp cao trong thời kì này chủ yếu đi ra phía đông và cuốn hút vào áp

thấp Aleut mà ít khi đi về phía nam. Từ cuối tháng XI sang tháng XII, khi

rãnh Đông Á mạnh và sâu xuống thì không khí lạnh từ áp cao Siberia dưới sự

“dẫn dắt” của rãnh Đông Á đã có những đợt chuyển hướng đi về phía đông

nam và phía nam, kèm theo front lạnh, xâm nhập xuống các vĩ độ thấp, ảnh

hưởng đến Việt Nam.

Áp cao Thanh-Tạng tồn tại quanh năm trên vùng cao nguyên Thanh Hải

- Tây Tạng. Mùa đông áp cao cũng khá mạnh, đôi khi hòa nhập với áp cao

Siberia nhưng rồi lại tách ra mỗi khi chúng suy yếu. Mùa hè áp cao này suy

yếu đi nhưng vẫn luôn luôn tồn tại như một áp cao độc lập. Không kể thời

gian nào trong năm mỗi khi áp cao mạnh lên và có điều kiện hoàn lưu thuận

lợi, không khí lạnh từ áp cao Thanh-Tạng lại trượt xuống vùng châu thổ và

đồng bằng Hoa Nam. Từ đây nó lại có cơ hội xâm nhập xuống Việt Nam hoặc

di chuyển sang phía đông.

Không khí lạnh từ áp cao Siberia hay áp cao Thanh-Tạng di chuyển

xuống Việt Nam đều bị chặn lại ở sườn phía bắc của dãy núi Nam Lĩnh, phía

nam lục địa Trung Quốc, gần như có hướng đông - tây ở trong khoảng vĩ

tuyến 25 - 28oN. Không khí lạnh tích tụ ở đây rồi hình thành front tĩnh, được

gọi là front tĩnh Hoa Nam. Khi không khí lạnh tích tụ đủ mạnh thì đẩy front

tĩnh vượt qua dãy núi tiếp tục đi về phía nam và ảnh hưởng đến Việt Nam.

Các đợt front lạnh di chuyển xuống các vĩ độ cận nhiệt đới cũng thường hòa

nhập với front tĩnh Hoa Nam thành một front mạnh trước khi tràn xuống miền

Bắc Việt Nam.

1.2.2. Đặc trưng hoạt động theo thời gian

Hàng năm, từ tháng IX đến tháng V, KKL từ lục địa châu Á thường

xâm nhập xuống Miền Bắc Việt Nam thành từng đợt. KKL là một trong

những hệ thống thời tiết chiếm vị trí quan trọng trong mùa đông ở Việt Nam.

KKL hoạt động thường kèm theo front lạnh mạnh, gây nên rét đậm, rét hại,

gió đông bắc mạnh, đặc biệt các tháng chính đông. Trong các tháng chuyển

tiếp, KKL tuy không mạnh nhưng lại tạo ra những đợt mưa rào và dông mạnh

trên diện rộng, thậm chí gây nên mưa đá, lốc, tố. Khi KKL kết hợp với các hệ

thống thời tiết khác như: dải hội tụ nhiệt đới, xoáy thuận nhiệt đới,... thường

gây ra mưa lớn.

KKL được hình thành từ vùng Sebiria-Mông Cổ, trung tâm của nó

trùng với trung tâm lạnh ở hồ Bai-can. Mùa hè nó nằm trong khoảng 50-700N,

mùa đông trong khoảng từ 40-500N và 950E. Nó là một trong những khí đoàn

mạnh nhất vào mùa đông ở bắc bán cầu. Trong mùa đông, khí áp trung tâm có

khi lên tới 1070 mb và phát triển theo chiều thẳng đứng có thể đạt tới đỉnh

tầng đối lưu. Thời tiết trong khí đoàn này rất ổn định, nhiệt độ không khí rất

thấp, độ ẩm nhỏ, tầng thấp có lớp nghịch nhiệt, biên độ nhiệt độ ngày lớn,

nhiều khi lên tới 200C. Vùng trung tâm có dòng giáng động lực, cho nên bầu

trời từ ít đến quang mây. Ban đêm mặt đệm bức xạ mạnh làm nhiệt độ càng

hạ thấp gây nên mù và sương mù bức xạ.

1.2.3. Đặc trưng về cường độ, hình thế và hệ quả thời tiết đi kèm

Đầu mùa đông, KKL di chuyển trên lục địa nên chỉ bị biến tính về nhiệt

độ, còn độ ẩm gần như không thay đổi. Khi đó, khu vực nằm sâu trong lưỡi

cao lạnh khô, thời tiết điển hình là: trời ít mây đến quang mây, gió nhẹ, khô

hanh. Ở Bắc Bộ nhất là vùng núi phía bắc thường có sương mù bức xạ vào

đêm và sáng. Những đợt không khí lạnh tăng cường liên tục vùng núi và trung

du có thể có băng giá và sương muối.

Cuối mùa đông, KKL di chuyển trên mặt đệm là biển nên bị nóng và

ẩm lên. Thông thường khi tới Biển Đông, trên bản đồ mặt đất xuất hiện một

vùng áp cao riêng biệt, không khí lạnh bị biến tính dần, nhiệt độ và độ ẩm

tăng, tầng kết nhiệt ổn định. Thời tiết miền Bắc khi đó khá đặc biệt, bầu trời u

ám và đầy mây, chủ yếu là mây St hoặc Sc, có mưa nhỏ và mưa phùn.

Có thể nói KKL ảnh hưởng đến nước ta hầu như quanh năm. KKL ảnh

hưởng mạnh mẽ nhất từ tháng X đến tháng III năm sau. Tháng KKL hoạt

động ít nhất cũng có từ 1-2 đợt, tháng nhiều có từ 4-5 đợt, thậm chí có 6-7 đợt.

KKL xâm nhập mạnh khi ở trên cao, gần dãy Uran, có một sống nóng và ở

Đông Á có một rãnh lạnh trục nằm dọc theo duyên hải phía đông Trung Hoa.

Rãnh này càng rõ và càng tiến xa xuống phía nam thì sự xâm nhập của KKL

càng mạnh.

Khi front lạnh vượt qua dãy núi Nam Lĩnh tới Miền Bắc Việt Nam thì

xuất hiện một chuỗi xoáy thuận gồm: xoáy thuận Nhật Bản, áp thấp Aleut,

còn cao áp Sibrea đóng vai trò một cao áp kết thúc. Vì vậy front gần như đi

song song với đường đẳng áp ngoài rìa của cao áp Siberia.

Tuỳ theo thời kỳ, đường đi, cường độ, tốc độ di chuyển của KKL mà hệ

quả thời tiết của nó sẽ có những biểu hiện khác nhau. Hơn nữa, hệ quả thời tiết

của nó còn phụ thuộc nhiều đến sự kết hợp đồng thời với các hệ thống thời tiết

khác khi ảnh hưởng đến Việt Nam. Có thể nói, hệ quả thời tiết của nó đối với

khu vực rất phong phú. Nhìn chung, khi ảnh hưởng đến khu vực, KKL thường

biểu hiện dưới các dạng hình thế sau:

a) Rìa phía nam lưỡi cao lạnh kèm theo front lạnh

Sau khi hình thành trên lục địa Trung Quốc, front lạnh di chuyển về

phía nam hoặc đông nam. Ở vĩ độ cao, nó di chuyển với tốc độ khá đều đặn

(trung bình 600-1000 km/ngày). Tới Hoa Nam (25-270N) gặp những dãy núi

cao, front lạnh thường dừng lại ở đây tạo thành front tĩnh Côn Minh từ 2-3

ngày (cá biệt đến 10 ngày), gây nên những đợt mưa dài ở vùng Hoa Nam. Có

thể front tan ngay ở đây, nhưng cũng có thể front tràn qua Nam Lĩnh rồi ảnh

hưởng đến Miền Bắc nước ta. Tới Việt Nam front lạnh di chuyển với tốc độ

khác nhau, KKL sau front lùa theo những thung lũng giữa các dãy núi đông

bắc tràn nhanh xuống Đồng bằng Bắc Bộ. Ở phía tây gặp dãy núi Hoàng Liên

Sơn với độ cao trung bình khoảng 1500m chạy từ biên giới Việt Trung đến

Hoà Bình, front lạnh dừng lại và biến thành front tĩnh. Trong trường hợp áp

cao sau front có cường độ mạnh và có đường đi lệch tây thì khoảng 1-2 ngày

sau, phần front này lại tràn qua khu Tây Bắc và dừng lại ở phía đông các dãy

núi ở Thượng Lào. Phần phía đông của front lạnh di chuyển trên mặt đệm

bằng phẳng hơn nên tốc độ lớn hơn, nó tiếp tục tràn xuống vĩ độ thấp. Tới

Trung Bộ front lạnh dừng lại phía đông dãy Trường Sơn rồi nằm dọc theo vĩ

tuyến 160N và hầu hết front lạnh tan đi ở đây. Từ tháng XII đến tháng II năm

sau là thời kì KKL hoạt động mạnh nhất, lúc này rìa tây nam lưỡi cao lạnh có

front lạnh xâm nhập tới Bình Định, Phú Yên, qua cả cao nguyên Nam Trung

Bộ. Khi đó, các khu vực nằm sâu trong phần phía nam của lưỡi cao áp lạnh

thường không mưa, riêng vùng rìa lưỡi cao áp lạnh này thời tiết nhiều mây, có

mưa, mưa rào và dông.

b) Rìa phía nam lưỡi cao lạnh kèm theo đường đứt

Trong một số trường hợp KKL không đủ mạnh, không thể hình thành

front mà chỉ có thể là đường đứt và nó chỉ xuống đến Bắc Bộ hoặc phía bắc

Khu Bốn cũ. Hình thế này gây nên mưa rào và dông rải rác hoặc nhiều nơi từ

Bắc Bộ đến Hà Tĩnh. Gió đông bắc trên vịnh Bắc Bộ thường đạt tới cấp 5-6.

Hình thế thời tiết này thường xảy ra vào thời kỳ đầu và cuối mùa đông, đặc

biệt là các tháng V, tháng VI.

c) Không khí lạnh tăng cường

Khi trên vịnh Bắc Bộ vẫn còn đang chịu ảnh hưởng của đợt KKL xâm

nhập từ trước, gió vẫn có hướng lệch bắc, nhưng tốc độ đã suy yếu, nay lại có

một đợt KKL xâm nhập tiếp làm cho tốc độ gió tăng, nhiệt độ giảm.

1.3. Tổng quan nghiên cứu trong nước và ngoài nước

1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Có thể nói, vấn đề nghiên cứu về gió mùa mùa đông trên khu vực Châu

Á nói chung và gió mùa đông bắc trên khu vực Đông Á nói riêng (trong đó có

miền Bắc Việt Nam) đã được thực hiện ở trên thế giới từ những năm 1949 của

thế kỷ trước, và cho đến nay vẫn đang là vấn đề được nhiều nhà khí tượng học

quan tâm nghiên cứu. Có thể chia các nghiên cứu ngoài nước thành 2 giai

đoạn như sau:

1.3.1.1. Giai đoạn từ 1949 - 1970

Đây là giai đoạn có nhiều nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khí

tượng kỳ cựu của Trung Quốc như Chu Bính Hải, Diệp Đốc Chính, Cao Do

Hỷ, Đào Thi Ngôn, Cố Chấn Triều, Chu Bảo Trân,… [18, 19, 20, 21] đã

nghiên cứu và đúc kết một số vấn đề quan trọng sau đây của gió mùa mùa

đông Đông Á như sau:

a) Các trung tâm khí áp mặt đất và dòng xiết trên cao

- Gió mùa Đông Á bị chi phối bởi các trung tâm khí áp vĩ mô trong cơ

chế hoàn lưu chung của hành tinh. Cụ thể, Trên bản đồ đẳng áp Âu-Á tháng I,

tiêu biểu cho mùa đông, áp cao lục địa châu Á phát triển mạnh mẽ nhất,

chiếm cứ phần lớn vùng lục địa phía Tây Bắc châu Á, áp thấp Aleuts (Tale)

khơi sâu chiếm cứ đại dương phía Đông Bắc, áp cao Thái Bình Dương lùi về

phía bờ biển châu Mỹ, trong khi dải áp thấp xích đạo di chuyển theo biểu kiến

của mặt trời lùi về bán cầu Nam.

- Mùa đông, những đường dòng liên tục nối liền trung tâm cao áp

Siberia với rãnh nội chí tuyến ở bán cầu Nam, không khí lạnh từ các vĩ độ cực

đới của lục địa châu Á xâm nhập vào vùng nhiệt đới. Mặc dù bị biến tính rất

nhiều trong quá trình di chuyển từ Bắc xuống Nam, song thuộc tính của

không khí cực đới vẫn rất rõ rệt so với không khí nhiệt đới

- Trên khu vực nội chí tuyến tín phong thổi từ rìa cao áp Thái Bình

Dương theo hướng Đông Bắc về phía xích đạo. Cùng với sự xê dịch của áp

cao Thái Bình Dương, đới tín phong cũng có sự dịch chuyển theo mùa.

- Trên cao cũng có nhiều đặc điểm quan trọng về hình thế hoàn lưu.

Trên bản đồ đẳng cao mực 500 hPa tháng I, tồn tại một tâm thấp ở gần Bắc

cực, hai rãnh thấp hướng về phía bờ biển Caspien và bờ biển châu Á. Gió Tây

chiếm ưu thế trên toàn bộ đại lục từ Bắc cực đến vĩ tuyến 180N. Ở khoảng 30-

350N, gió Tây trên cao có vận tốc rất lớn, được gọi là dòng xiết gió Tây. Ở

khu vực cao nguyên Tây Tạng, dòng xiết tách làm hai, lượn quanh cao

nguyên rồi nhập lại ở phía Đông, đi ra biển Nhật Bản.

b) Xoáy thuận ôn đới, rãnh Đông Á và quá trình xâm nhập lạnh

- Mùa gió mùa mùa đông kéo dài từ tháng XI đến tháng III năm sau. Ở

trên cao Đông Á hình thành một hình thế hai rãnh một sống, đó là rãnh châu

Âu, sống Uran và rãnh Đông Á.

- Khi trục rãnh Đông Á khơi sâu và nằm dọc theo bờ Đông châu Á

không khí lạnh xâm nhập sâu về phía Nam. Sống Uran càng nhô lên phía Bắc

làm cho bờ phía sau của rãnh Đông Á càng dốc thì sự xâm nhập lạnh càng

mạnh. Không khí lạnh tràn xuống theo hướng từ Bắc - Nam vào đầu và giữa

mùa đông: tháng XII, tháng I. Vào nửa cuối mùa đông, tháng II và tháng III,

xoáy thuận hành tinh yếu đi, rãnh Đông Á không còn sâu như trước nữa, quỹ

đạo không khí lạnh lệch Đông, dòng khí đi qua các vùng ven biển theo hướng

Đông Bắc vào Việt Nam và các nước Đông Nam Á. Vì lẽ đó, về sau các nhà

khí tượng đã tính tốc độ di chuyển của sóng Rossby để dự báo hạn dài dựa

vào hai đặc trưng quan trọng: thời điểm mà rãnh Đông Á có độ sâu lớn nhất

và độ nghiêng và hình thế của bờ Tây rãnh Đông Á là dòng dẫn đường áp cao

giáp mặt đất.

- Sống áp cao Uran càng mạnh và nhô lên phía Bắc thì bờ rãnh càng

dốc. Trên cao khu vực từ Bắc Ấn Độ sang tận Bắc Việt Nam, gió cực đại lên

tới 45m/s, hình thành dòng xiết trong đới gió tây ôn đới. Vào thời kỳ xâm

nhập lạnh mạnh nhất dòng xiết này cũng mạnh nhất.

- Ở lớp thấp về mùa đông áp cao Siberia lạnh, khô bao quát phạm vi

rộng lớn từ Đông Âu sang tới Đông Á. Áp cao Siberia được tăng cường và

phát triển nhờ bốn khối khí sau:

+ Khối khí hình thành ở phía Tây Bắc Bắc Băng Dương, tới Siberia từ

phía Tây Bắc

+ Khối khí hình thành ở phía Bắc Bắc Băng Dương, tới Siberia từ phía

Bắc.

+ Khối khí hình thành ngay trên bề mặt băng tuyết của Sibêri và Mông

Cổ do phát xạ gây lạnh trong điều kiện trời quang mây của cao áp. Khi áp cao

lạnh này di chuyển xuống phía Nam gây thời tiết rất lạnh ở Trung Quốc.

+ Khối khí từ phía Tây Bắc di chuyển tới Siberia.

c) Quá trình xâm nhập lạnh vào Việt Nam và Biển Đông

- Khối khí cực đới vốn lạnh, khô với chiều dày ở Trung Quốc lên tới

3000m di chuyển về phía Nam mỏng dần, tới Miền Bắc Việt Nam gây giảm

nhiệt độ có khi tới 7-10oC tùy thuộc vào cường độ xâm nhập lạnh.

- Mỗi khi áp cao Sibêri mạnh lên và mở rộng ra, sóng lạnh tràn qua

Trung Quốc và dịch chuyển về phía xích đạo qua Bắc Việt Nam, Biển Đông,

các khu vực kế cận và vượt xích đạo về phía Nam bán cầu.

1.3.1.2. Từ sau 1970 đến nay

Nhiều nhà khí tượng Trung Quốc, Nhật Bản, Mỹ và các nước Đông

Nam Á đã nghiên cứu và tổng kết một số vấn đề về gió mùa mùa mùa đông

Đông Á, chủ yếu về quá trình xâm nhập lạnh vào các nước Đông Nam Á và

xích đạo [7, 8, 9, 12]. Các nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào các vấn đề

như sau:

a) Quá trình bắt đầu mùa đông:

Cùng với sự bắt đầu của mùa đông ở bán cầu Bắc, trên Đông Á hoàn

lưu thuận được thay thế bởi hoàn lưu nghịch, tâm áp cao ở vĩ độ khoảng 40 –

600N, trên Mông Cổ và Trung Siberia. KKL từ trung tâm áp cao này tràn về

phía Đông và phía Nam tới Triều Tiên, Trung Quốc, Nhật Bản, Đông Dương

và phía Tây Thái Bình Dương. Ở khoảng 15 – 20 0N trên Biển Đông dòng khí

từ phía Bắc tràn xuống hội tụ với dòng khí Đông Bắc từ Thái Bình Dương

trên đường di chuyển về phía Tây Nam và tạo nên gió mùa Đông Bắc trên các

quần đảo Đông Nam Á. Sự bắt đầu gió mùa mùa đông ở khu vực này vào

tháng IX có liên quan với 3 đặc điểm chủ yếu của hoàn lưu [15, 16]. Cụ thể:

- Vào khoảng tháng IX, rãnh gió mùa quy mô lớn từ Nam Trung Quốc

di chuyển về phía Nam và ổn định ở khu vực phía Nam Biển Đông, thường

được gọi là “rãnh phía Bắc xích đạo”. Về phía Bắc của rãnh này thịnh hành

tín phong Đông Bắc.

- KKKL từ phía Bắc Đông Á tràn qua Biển Đông đến các quần đảo

Đông Nam Á và tương tác với tín phong Đông Bắc ở Thái Bình Dương cho

lượng mưa lớn.

- Trên quần đảo Malaysia gió mùa mùa đông bắt đầu, xâm nhập lạnh

gây mưa ở duyên hải phía Đông đều bắt nguồn từ sự xâm nhập lạnh.

b) Xâm nhập lạnh vào Biển Đông và các nước Đông Nam Á

Đặc trưng nổi bật của mùa đông Đông Á là thời tiết rất lạnh, liên quan

với những đợt xâm nhập lạnh trong các đợt gió mùa mùa đông [13]. Trong

quá trình từ Đông Bắc Á đến Biển Đông và các nước Đông Nam Á không khí

lạnh vòng qua phía Bắc vào phía Đông của cao nguyên Tây Tạng. Trong giai

đoạn này vai trò của cao nguyên Tây Tạng là ngăn chặn không khí lục địa ôn

đới tràn về phía Nam và do đó làm tăng cường độ của cao áp Siberi. Trên

miền Tây Thái Bình Dương, giữa Nhật Bản và Philippin, tại khoảng 1300E là

rãnh của sóng dài trong đới gió Tây trên cao tựa tĩnh với độ dài bước sóng

khoảng 500 km duy trì trong suốt mùa đông. Dọc theo rìa phía Nam của rãnh

này những nhiễu động sóng ngắn dưới dạng các xoáy thuận di chuyển về phía

Đông hình thành các xoáy thuận trên phần phía Đông của Biển Đông. Phối

hợp với những nhiễu động này là sự tăng tốc độ của dòng xiết gió Tây trên

Đông Á. Quá trình này tạo nên gradien khí áp kinh hướng lớn trên Đông Á,

cùng với sự xâm nhập của KKL từ phía Bắc Trung Quốc xâm nhập Biển

Đông và sau đó là quá trình đi xa về phía Nam, vượt xích đạo trên các kinh

tuyến 100-1500E [13]. Tần suất lớn nhất của xâm nhập lạnh xảy ra trên

khoảng 10-200N và 110-1180E của Biển Đông. Khu vực có tần suất lớn thứ

hai là phía Đông Philippin nhưng chỉ bằng một nửa tần suất trên khu vực Biển

Đông [15]. Kết quả phân tích các số liệu trên cao cho thấy xâm nhập lạnh là

một hiện tượng xảy ra trong một lớp không khí rất mỏng ở mặt đất, không

vượt quá mực 700 hPa.

Phần lớn đợt xâm nhập lạnh xảy ra vào tháng XI, tháng XII và tháng I,

được đặc trưng bởi chuẩn sai âm của nhiệt độ và chuẩn sai dương của tốc độ

gió, mỗi đợt có thể kéo dài từ 4-6 ngày. Dao động trong hoạt động của xâm

nhập lạnh liên quan với dao động của khí áp và lượng mưa có chu kỳ từ 4-5

và 10-20 ngày. Dao động 4-5 ngày có liên quan với các nhiễu động di chuyển

vào Đông Á từ Tây TBD. Dao động lượng mưa có quy mô 10-20 ngày, tương

tự quy mô thời gian của xâm nhập lạnh. Xâm nhập lạnh với chu kỳ 10-20

ngày cũng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động đối lưu trong khu vực gần

xích đạo, là nhân tố thúc đẩy hoạt động của gió mùa mùa đông [13].

c) Mối quan hệ với các hệ thống hoàn lưu khí quyển

Bingiyi Wu và Jia Wang (2002) [14] đã có bài nghiên cứu về tác động

của dao động cực (AO) và áp cao Siberia (SH) trong gió mùa mùa đông Đông

Á (EAWM). Trong đó ta thấy được trong mùa đông: AO và SH là tương đối

độc lập với nhau trong ảnh hưởng đến EAWM. SH có nhiều ảnh hưởng trực

tiếp và đáng kể hơn AO tới EAWM. Tác động của SH tới nhiệt độ không khí

bề mặt xảy ra chủ yếu ở phía Nam của 50°N qua Đông Á, Tây Bắc TBD và

biển Nam Trung Quốc do AO ngăn ảnh hưởng của SH tới vĩ độ của Châu Á.

Các tác giả sử dụng bộ số liệu của Trung tâm dự báo môi trường quốc gia/

trung tâm nghiên cứu khí quyển quốc gia (NCEP/NCAR) và đưa ra kết luận:

hệ số tương quan của chỉ số AO và chỉ số EAWM là 0.28, trong khi hệ số

tương quan của chỉ số SH và chỉ số EAWM là 0.8; mối tương quan này cho

thấy chỉ số SH có thể thể hiện cường độ của EAWM [14].

Nghiên cứu sự thay đổi theo không gian và thời gian của gió mùa mùa

đông trên bán đảo Đông Dương của Sirapong Sooktawee và cộng sự (2014)

chỉ ra có mối liên hệ liên quan giữa gió mùa mùa đông trên bán đảo Đông

Dương (IDP) với EAWM và dị thường nhiệt độ bề mặt biển (SSTA) ở Thái

Bình Dương. Trong suốt mùa đông phương Bắc, các điều kiện khí hậu ở IDP

bị chi phối bởi hoàn lưu kinh tuyến gắn với sự tăng cường của áp cao siberi.

Sự bùng phát gió đông bắc của SH là điểm đáng chú ý nhất của gió mùa mùa

đông Đông Á. Hoạt động của EAWM có tác dụng mạnh mẽ trên quy mô

ngoại nhiệt đới và nhiệt đới, ảnh hưởng sự đối lưu trên vùng phía Tây và sự

biến đổi của EAWM có liên quan với SSTA ở vùng nhiệt đới Thái Bình

Dương. Các dữ liệu trong những tháng mùa đông phương bắc (tháng I, tháng

II) cho giai đoạn 1979-2010 được sử dụng cho nghiên cứu này [17].

1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

Gió mùa Đông Á nói chung và gió mùa mùa đông Đông Á nói riêng

cũng được đề cập đến trong nhiều công trình nghiên cứu khí hậu của các tác

giả trong nước như Nguyễn Xiển, Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc, Vũ Bội

Kiếm, Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu, Trần Việt Liễn, Nguyễn Viết

Lành, ... Các công trình nghiên cứu này đã đề cập đến đặc điểm khí hậu trong

cơ chế gió mùa mùa đông Đông Á ở Việt Nam và một số không ít công trình

nghiên cứu dự báo thời tiết của tác giả Nguyễn Vũ Thi, Đinh Văn Loan, Trần

Gia Khánh, Phạm Vũ Anh, Nguyễn Ngọc Thục, Trần Công Minh,…

Theo tài liệu “Khái quát về hoàn lưu khu vực Đông Á và Nam Á” của

Nguyễn Trọng Hiệu (1999) cơ chế gió mùa mùa đông Đông Á bao gồm 6 hợp

phần: Áp cao lục địa Âu-Á; Áp thấp Aleuts; Áp cao phó nhiệt đới Thái Bình

Dương; Rãnh thấp xích đạo; Sóng lạnh từ áp cao lục địa châu Á; Dòng gió

Đông trên cao khu vực nhiệt đới - xích đạo Hoa Nam với các đặc trưng tiêu

biểu của gió mùa mùa đông chỉ ổn định dưới mực 700hPa [7]. Các công trình

khác đều phân tích đúc kết các đặc điểm thời tiết khí hậu gió mùa ở Việt Nam,

các thời kỳ hoạt động của gió mùa mùa đông, các đặc điểm hoàn lưu trong

quá trình xâm nhập lạnh.

Theo các nghiên cứu về KKL của Việt Nam, có thể hệ thống hóa lại các

kết quả nghiên cứu chính như sau:

a) Đăc điểm thời tiết mùa đông ở Việt Nam

- Thời tiết đầu và giữa mùa đông: Khi front lạnh đi qua, không khí vốn

nóng hơn hay ấm hơn được thay thế bằng không khí lạnh ở phía bắc front

lạnh, nhiệt độ giảm đi đáng kể, tùy theo chênh lệch nhiệt độ không khí 2 phía

front lạnh, nhiều nhất có thể trên 100 C. Ngoài ra, khi front lạnh tới gió

chuyển hướng thiên Bắc (Tây Bắc, Bắc, Đông Bắc), tốc độ gió mạnh lên, đặc

biệt là trên biển. Trên các mực cao không 500 - 200 hPa, nhánh Nam dòng

xiết gió có thể gây gió cực đại tới 30 - 45m/s trên Bắc Bộ. Vào đầu và giữa

mùa đông, thời tiết phổ biến của quá trình xâm nhập lạnh là nhiệt độ thấp, khô

và ít mưa. Tuy vậy, có trường hợp vào giữa mùa đông, xâm nhập lạnh mạnh,

gây dông và mưa rào ở nhiều nơi thuộc Bắc Bộ.

- Thời tiết cuối mùa đông: Vào cuối mùa đông các đợt xâm nhập lạnh

thưa dần và yếu đi. Vào thời kỳ này, phần lớn các đợt xâm nhập lạnh di

chuyển dọc theo bờ biển và vùng biển Trung Quốc, qua vịnh Bắc Bộ vào Việt

Nam gây ra thời tiết lạnh, ẩm nhiều khi kèm theo mưa phùn dai dẳng ở phía

Đông Bắc Bộ và các tỉnh phía Bắc của Bắc Trung Bộ [4].

Theo tác giải Phạm Thị Thanh Hương (2012), cơ chế hoạt động của gió

mùa mùa đông có các đặc trưng như sau:

- Mùa đông (XI - III) là thời kỳ phát triển hoặc tăng cường của khí áp

mực biển, gió, phát xạ sóng dài và là thời kỳ suy giảm của độ cao địa thế vị,

độ ẩm riêng, vận tải ẩm.

- Mùa đông là thời kỳ phát triển hoặc tăng cường của tần số không khí

lạnh, số ngày rét đậm, số ngày rét hại, số ngày sương muối tiềm năng, số

tháng hạn và sự suy giảm của nhiệt độ thấp nhất.

- Trên các khu vực của Miền Bắc Việt Nam, mùa đông phổ biến có 16-

17 đợt KKL, 30-70 ngày rét đậm. Nhiệt độ thấp nhất mùa đông phổ biến 0-

50C. Thời gian có rét đậm, rét hại và sương muối tiềm năng chủ yếu là 3

tháng chính đông: XII, I, II. Nhiệt độ thấp nhất trong 25 năm gần đây cao hơn

25 năm trước đó.

Ngoài ra, tác giả cũng đưa ra khả năng dự báo các hiện tượng cực đoan

bao gồm tần số KKL, số ngày rét đậm, số ngày rét hại, số ngày sương muối

tiềm năng, số tháng hạn trên các khu vực Miền Bắc Việt Nam [5].

b) Về đặc điểm hoàn lưu gió mùa mùa đông ở Việt Nam

Hoàn lưu khí quyển ở Việt Nam là một bộ phận của hoàn lưu gió mùa

Đông Nam Á với 3 đặc điểm nổi bật sau đây:

- Chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của vùng biển xích đạo Thái Bình Dương

trong mùa đông lẫn mùa hè.

- Vừa có mối liên hệ chặt chẽ với gió mùa Nam Á, nhất là trong mùa hạ,

vừa chịu tác động mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc Á, nhất là trong mùa đông.

- Vừa chịu tác động của hoàn lưu cực đới và ôn đới của bán cầu Bắc,

vừa liên kết chặt chẽ với hoàn lưu nhiệt đới và cận nhiệt đới của bán cầu Nam.

Trên các kinh độ của Đông Á, vị trí cực Nam của front cực đới vào

tháng I là 80N và vị trí cực Bắc của dải hội tụ nhiệt đới vào tháng VII là 25 -

270N. Lãnh thổ Việt Nam nằm gọn trong hai giới hạn đó. Hoàn lưu gió mùa ở

Việt Nam là sự tổng hòa của hệ thống gió mùa Nam Á và hệ thống gió mùa

Đông Bắc Á với nhiều sắc thái riêng biệt cho hai mùa chủ yếu: Mùa đông (XI

- III), mùa hè (V - IX) và hai mùa chuyển tiếp: Xuân (IV) và thu (X).

Về mùa đông, dòng không khí cực đới từ áp cao lục địa châu Á thâm

nhập sâu về phía vĩ độ thấp được tăng cường bởi sườn phía Đông cao nguyên

Tây Tạng tràn xuống phía Nam với hướng chủ yếu là Đông Bắc. Vì vậy front

lạnh tràn xuống Việt Nam trong mỗi tháng mùa đông lên đến 3 - 4 đợt. Tính

chung cả các đợt xảy ra vào các tháng chuyển tiếp và một vài tháng đầu hoặc

cuối mùa hè, số đợt front lạnh trung bình hàng năm ở Bắc Bộ lên đến 27-28

[4]. Trong mùa đông, giữa các đợt front lạnh là khoảng thời gian khống chế

của lưỡi áp cao lục địa, duy trì trung bình khoảng 5 - 10 ngày. Thông thường,

mỗi khi front lạnh xâm nhập, nhiệt độ trung bình giảm đi 3 - 40C ở các tỉnh

Bắc Bộ và 2 - 30C ở các tỉnh Trung Bộ. Thời tiết rét đậm có thể kéo dài trong

điều kiện trời quang mây hoặc ít mây vào nửa đầu và thời tiết đầy mây, có

mưa phùn vào nửa cuối mùa đông. Trong mùa đông, thịnh hành ở nước ta là

không khí cực đới lục địa ít nhiều bị biến tính qua lục địa hoặc qua biển và

không khí nhiệt đới Thái Bình Dương.

c) Về một số dấu hiệu hoàn lưu liên quan với xâm nhập lạnh vào Việt

Nam

- Rãnh Đông Á phát triển: một số chuyên gia nhận định rằng tốc độ

dịch chuyển của rãnh Đông Á, khoảng cách giữa vị trí của rãnh Đông Á tới

bờ biển Đông Á, độ sâu của rãnh so với trạng thái trung bình và phạm vi của

rãnh có thể được coi là dấu hiệu về xu thế tăng cường của rãnh Đông Á và

khả năng xâm nhập lạnh về phía Nam. Ngoài ra, khi bờ rãnh phía trước của

rãnh Đông Á tại mực 500 hPa nghiêng theo hướng Đông Bắc -Tây Nam,

không khí lạnh lớp giữa tầng đối lưu vận chuyển mạnh về phía Nam và do đó

xâm nhập lạnh càng mạnh.

- Dòng xiết trên cao Nhật Bản: Khi dòng xiết trên cao Nhật Bản mạnh

thêm, chiều ngang dòng xiết mở rộng, trục dòng xiết dịch về phía Nam so với

vị trí trung bình, rãnh lạnh trong đới gió Tây ôn đới có thể đưa không khí lạnh

tới Miền Bắc Việt Nam làm tăng độ bất ổn định gây mưa rào và dông ngay

trong các tháng chính đông [1]. Trong tài liệu Đặc điểm khí hậu Việt Nam

(phần Miền Bắc), các tác giả đặc biệt chú ý đến đặc điểm khí hậu nhiệt đới

gió mùa có mùa đông lạnh của Miền Bắc Việt Nam. Trên cơ sở các nhận định

quan trọng đó, các tác giả đã đề cập đến các hiện tượng cực đoan trong mùa

đông liên quan đến nhiệt độ: nhiệt độ thấp, sương muối và liên quan đến mưa:

hạn hán trong vụ đông xuân [9].

Báo cáo “Đặc điểm hoàn lưu khu vực Châu Á - Tây Bắc Thái Bình

Dương trước và trong quá trình xảy ra rét đậm kéo dài ở Miền Bắc nước ta”

của Bùi Minh Tăng và Nguyễn Thanh Tùng [11] đã nêu lên một số hình thế

synop thuận lợi cho quá trình rét đậm, rét hại kéo dài ở Miền Bắc và một số

đợt rét đậm, rét hại cụ thể. Theo các tác giả, hình thế thuận lợi cho thời tiết rét

đậm, rét hại ở Miền Bắc là áp cao lạnh hình thành do không khí lạnh từ bán

đảo Scandinave tràn xuống, nằm lệch về phía Tây Tây Bắc Siberia hoặc áp

cao lạnh hình thành do không khí lạnh từ Bắc Băng Dương tràn xuống nằm ở

trung tâm Siberia, phía Tây hồ Baican hoặc áp cao lạnh hình thành do không

khí lạnh từ phía Đông Bắc tràn xuống nằm lệch về phía Đông, trên vùng hồ

Baican, phía Bắc Cadăcxtan, khí áp ở trung tâm đạt và vượt 1055hPa, bao

trùm toàn bộ lục địa phía Bắc Châu Á. Cũng theo các tác giả này, điều kiện

hoàn lưu thuận lợi cho thời tiết rét đậm, rét hại ở Miền Bắc là trên mực 500

hPa, có dạng sống rãnh thẳng, sống nóng vươn lên từ Địa Trung Hải đến Bắc

Âu, phía Đông sống nóng là một rãnh lạnh đưa không khí lạnh từ Bắc Âu,

Biển Bắc, biển Baren đến vùng Tây Siberia hoặc có dạng sống rãnh ngang,

rãnh chạy theo vĩ hướng, bắt đầu từ rãnh thấp Đông Á tới tận dãy Uran, phía

Bắc của rãnh là một sống vươn lên từ châu Âu đến tận Đông Bắc Á.

Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến cường độ và phạm vi của áp cao

Siberia của Chu Thị Thu Hường (2015) đã được phân tích chủ yếu dựa trên

nguồn số liệu tái phân tích với độ phân giải 2.0 x 2.0 độ kinh vĩ của trường

khí áp mặt nước biển (Pmsl) và nhiệt độ không khí bề mặt (Ts) trung bình trên

toàn cầu và các khu vực trong thời kỳ 1961-2010. Tác giả Chu Thị Thu

Hường phân tích đã cho thấy: sự tăng của Ts trên vùng trung tâm Siberia có

thể là nguyên nhân chính làm cho cường độ của áp cao Siberia đang có xu thế

giảm, đồng thời phạm vi hoạt động cũng bị thu hẹp và lùi về phía Bắc trong

thời kỳ hoạt động của nó [6].

Phạm Vũ Anh và Nguyễn Viết Lành đã đi sâu tìm hiểu về nguồn gốc

của khối không khí, những trung tâm khí áp, hướng di chuyển của khối không

khí và bản chất biến tính của từng khối không khí theo từng giai đoạn, chủ

yếu là vào thời kỳ mùa đông, các tác giả đi sâu phân tích các hình thế khí áp,

từ mặt đất đến các tầng trên cao để từ đó nhận biết được các dấu hiệu của sự

xâm nhập lạnh vào Việt Nam [2]. Khi nghiên cứu khả năng dự báo các hiện

tượng thời tiết cực đoan trong gió mùa mùa đông ở miền Bắc Việt Nam”,

Phạm Thị Thanh Hương (2012) [5] đã đưa ra các nhận định:

- Hoạt động của gió mùa mùa đông ảnh hưởng đến Việt Nam chủ yếu

là sự phối hợp của 4 trung tâm khí áp: Áp cao lạnh lục địa, áp thấp Aleus, áp

cao Thái Bình Dương, áp thấp xích đạo hình thành một hình thế tổng quát của

cơ chế gió mùa mùa đông Đông Á, bao gồm 5 khu vực gió có hướng tương

đối đồng nhất ở mặt đất, 3 khu vực gió có hướng tương đối đồng nhất trên cao.

Sự tương tác giữa các khu vực gió tạo thành 3 dải hội tụ mặt đất và hai dải hội

tụ gió trên cao.

- Xâm nhập lạnh là quá trình chi phối mọi hình thế thời tiết trong mùa

đông ở Đông Á, xuất phát từ áp cao Siberia-Mông Cổ hình thành khối không

khí lạnh đến từ Tây Bắc Châu Âu, Bắc Băng Dương, Bắc Á bạo phát dưới

dạng sóng lạnh tràn qua Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản,… và xâm nhập

lãnh thổ nước ta. Cơ chế gió mùa mùa đông và điều kiện hoàn lưu khu vực

nghiên cứu được thể hiện thông qua phân bố đường dòng cơ bản, gió ở mặt

đất và trên các mực. Phân bố không gian và thời gian của độ ẩm riêng, vận tải

ẩm, bức xạ phát xạ sóng dài cũng là biểu hiện đồng thời là hệ quả của hoạt

động của gió mùa mùa đông ở khu vực nghiên cứu trong đó có Việt Nam.

CHƯƠNG II. MÔ TẢ PHƯƠNG PHÁP VÀ TẬP SỐ LIỆU NGHIÊN

CỨU

2.1. Tập số liệu nghiên cứu

Để đạt được các mục tiêu chính là 1) Đánh giá được tác động của KKL

đến nhiệt độ trung bình, nhiệt độ thấp nhất, lượng mưa, tốc độ gió và các hiện

tượng khí tượng trên khu vực ĐBBB trong giai đoạn 1997-2017; và 2) đánh

giá được mức độ, xu thế, tính chất hoạt động của KKL trên khu vực ĐBBB để

trên cơ sở đó giải thích được nguyên nhân dẫn đến biến đổi của KKL trên khu

vực ĐBBB trong giao đoạn 1997-2017, các nguồn tài liệu và số liệu đã được

thu thập bao gồm:

- Số liệu thống kê các đợt KKL xảy ra trên khu vực miền Bắc Việt Nam

được đưa ra trong tài liệu “Đặc điểm khí tượng thủy văn” từ năm 1997 đến

năm 2017 do Trung tâm Dự báo KTTV trung ương, Trung tâm KTTV quốc

gia, nay là Trung tâm Dự báo KTTV quốc gia, Tổng cục Khí tượng Thủy văn

biên soạn và ban hành. Các thông tin được thu thập bao gồm:

+ Thời gian xảy ra đợt KKL

+ Dạng KKL: KKL tăng cường hay gió mùa đông bắc (GMĐB)

+ Các dạng hình thế chi phối hoặc kếp hợp

+ Một số hệ quả thời tiết đi kèm

- Số liệu quan trắc của nhiệt độ không khí tại độ cao 2 mét (T2m), nhiệt

độ tối cao ngày (TX), nhiệt độ tối thấp ngày (TN), tốc độ (ff) và hướng gió

(dd) tại độ cao 10 mét, lượng mưa ngày (R24), các hiện tượng thời tiết (ww)

tại các phiên quan trắc chính trong ngày của 9 trạm quan trắc khí tượng bề

mặt trên khu vực ĐBBB từ ngày 1 tháng 6 năm 1997 đến 31 tháng 12 năm

2017 (xem bảng 2.1). Trên thực tế, số liệu được thu thập từ các tệp tin mã

điện gửi về nên có thể coi đây là số liệu gốc. Luận văn sử dụng số liệu gốc

này để đảm bảo nguồn số liệu được sử dụng phản ánh đúng thực tế. Việc tính

toán các đại lượng khác như nhiệt độ trung bình ngày, nhiệt độ trung bình

tháng, ... tại các trạm sẽ được tính dựa trên các số liệu gốc này.

- Số liệu trung bình nhiều năm (được tính từ 1981-2010) của T2m, TX,

TN, ff, dd và R24 của 9 trạm quan trắc khí tượng bề mặt trên khu vực ĐBBB

(xem bảng 2.1) để phục vụ việc kiểm tra chất lượng số liệu quan trắc và

nghiên cứu mức độ biến đổi của các yếu tố và hiện tượng KKL.

- Số liệu tốc độ gió tại các phiên quan trắc trong ngày của trạm khí

tượng hải văn Bạch Long Vĩ từ ngày 1 tháng 6 năm 1997 đến 31 tháng 12

năm 2017. Số liệu này chủ yếu được sử dụng để xác định cường độ của các

đợt KKL.

- Các bản đồ phân tích của một số trường khí tượng (chủ yếu là bản đồ

trường áp, gió, độ xoáy, độ ẩm và độ cao địa thế vị) cho miền Âu-Á tại bề mặt,

mực 850mb, 700mb, 500mb và 200mb từ số liệu tái phân tích ERA-Interim

của các ngày xảy ra KKL trên khu vực ĐBBB trong giai đoạn 1997-2017.

Các bản đồ này được cung cấp bởi đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu

tác động của biến đổi khí hậu tới sự xâm nhập của các đợt lạnh và nóng ấm

bất thường trong mùa đông ở khu vực miền núi phía Bắc phục vụ phát triển

kinh tế - xã hội”, mã số BĐKH.25/16-20. Các bản đồ này sẽ được sử dụng

trong quá trình phân tích các hình thế thời tiết.

- Các kết quả tính toán độ cao địa thế vị trung bình vùng trung tâm của

áp cao Siberia (40-60oN, 70-110oE) và vùng trung tâm của áp thấp Aleut (50-

60oN, 170-150oW) tại mực 1000mb trong giai đoạn 1979-2017. Số liệu này

được sử dụng để đánh giá tác động của các trung tâm khí áp này tới xu thế

biến đổi của các đợt KKL. Nguồn số liệu này được cung cấp từ đề tài NCKH

cấp Nhà nước mã số BĐKH.25/16-20 ở trên.

Bảng 2.1 dưới đây đưa ra các thông tin cơ bản về 9 trạm quan trắc khí

tượng bề mặt trên khu vực ĐBBB được thu thập số liệu để phục vụ nghiên

cứu. Trên thực tế, hiện tại có 14 trạm quan trắc khí tượng bề mặt trên khu vực

ĐBBB, nhưng do chuỗi số liệu của một số trạm không đủ cho giai đoạn 1997-

2017 nên trong luận văn này chỉ sử dụng 9 trạm như trong bảng 2.1.

Bảng 2.1. Thông tin về các trạm quan trắc khí tượng bề mặt trên khu vực ĐBBB được thu thập số liệu để phục vụ nghiên cứu

TT Tỉnh (Thành phố) Tên trạm Mã trạm Kinh độ Vĩ độ

Độ cao (m)

Láng

48820

105°51'

21°01'

6

01 Hà Nội

48817

105°30'

21°08'

16

02 Hà Nội

Sơn Tây

48/58

105°45'

20°58'

6

03 Hà Nội

Hà Đông

48827

106°18'

20°57'

2

04 Hải Dương

48822

106°03'

20°40'

4

05 Hưng Yên

48823

106°10'

20°26'

2

06 Nam Định

48829

106°18'

20°07'

2

07 Nam Định

Văn Lý

Ninh Bình

48824

105°59'

20°15'

3

08 Thái Bình

48835

106°21'

20°27'

2

09

2.2. Phương pháp xử lý số liệu

Do toàn bộ việc nghiên cứu của luận văn được thực hiện dựa trên số

liệu quan trắc tại các trạm quan trắc khí tượng bề mặt, trong đó có nhiều nội

dung liên quan đến tính toán thống kê. Nên chất lượng của số liệu quan trắc

được thu thập sẽ ảnh hưởng nhiều tới chất lượng của các sản phẩm được tính

toán ra cũng như các kết quả phân tích. Do đó, việc thực hiện kiểm tra chất

lượng số liệu quan trắc được thu thập là hết sức cần thiết.

Kiểm tra chất lượng dựa trên so sánh giữa giá trị quan trắc với một số

giá trị từ các nguồn thông tin khác như giá trị khí hậu, giá trị trung bình từ các

trạm xung quanh, giá trị dự báo từ mô hình… Nếu độ lệch lớn (so sánh với độ

lệch chuẩn sai số tại trạm), quan trắc sẽ được coi nhiều khả năng là sai. Chỉ

tiêu xác định một độ lệch bao nhiêu là lớn phụ thuộc vào từng thuật toán kiểm

tra, từng trung tâm dự báo khác nhau. Về nguyên tắc, hệ thống kiểm tra chất

lượng thám sát bề mặt sẽ bao gồm bốn công đoạn kiểm tra như sau:

- Kiểm tra mã điện : kiểm tra dạng cấp thấp, mang tính kỹ thuật nhiều

hơn là khoa học trong đó chủ yếu phát hiện các lỗi logic (ví dụ như

nhập mã sai, nhóm mã điện thiếu, ...) hơn là lỗi vật lý ;

- Kiểm tra khí hậu: so sánh quan trắc với giá trị khí hậu. Kiểm tra này

cũng thực hiện phần việc của kiểm tra vật lý do các giá trị ngưỡng

được xác định dựa theo giá trị khí hậu riêng cho từng trạm;

- Kiểm tra phù hợp xác định tương thích về mặt vật lý giữa hai hay

nhiều đại lượng.

- Kiểm tra không gian so sánh giá trị quan trắc với giá trị quan trắc từ

các trạm xung quanh.

Kiểm tra khí hậu dựa trên đặc điểm khí hậu tại một khu vực xác định

thông tin quan trắc có hợp lý hay không. Ví dụ nếu trong tháng bảy, nhận

được một quan trắc nhiệt độ tối cao 20C tại Hà Nội thì nhiều khả năng đây là

một quan trắc sai bởi vào mùa hè, nhiệt độ tối cao thông thường tại Hà Nội

vào khoảng 35C với sai số 4-5C. Kiểm tra này có độ tin cậy cao với các

biến số như nhiệt độ hay độ ẩm nhưng cần thận trọng khi sử dụng cho gió hay

mưa bởi một quan trắc gió lớn hơn rất nhiều giá trị khí hậu rất có thể tương

ứng với hoạt động của một cơn bão. Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng

phương pháp trung bình và độ lệch chuẩn hai trọng số của Lanzante (1996).

Phương pháp này đã được một số tác giả sử dụng như Gleason (2002), Feng

và nnk (2004). Chi tiết về thuật toán kiểm tra khí hậu này đã được đề cập

trong nghiên cứu của Đỗ Lệ Thủy và cộng sự (2009) nên không được nhắc lại

ở đây. Các quan trắc sau khi đã qua được khâu kiểm tra khí hậu như trên sẽ

tiếp tục trải qua khâu kiểm tra phù hợp. Bước kiểm tra này chủ yếu dựa trên

các đặc trưng hoặc quan hệ vật lý để loại bỏ các giá trị quan trắc phi vật lý (ví

dụ như lượng mưa âm).

Kiểm tra không gian so sánh quan trắc tại trạm với quan trắc từ các

trạm xung quanh nhằm phát hiện những bất thường có thể với số liệu đang xét.

Như vậy, nguồn thông tin kiểm tra không gian dựa vào bao gồm cả các quan

trắc xung quanh sẽ không loại trừ trường hợp có những quan trắc sai trong số

các quan trắc này. Kiểm tra không gian hoạt động dựa trên giả thiết các quan

trắc bất hợp lý xung quanh, nếu xuất hiện, chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ và quan

trắc đang xét phải phù hợp với các quan trắc xung quanh.

Do số liệu tại 9 trạm quan trắc khí tượng bề mặt trên khu vực ĐBBB

được thu thập dưới dạng mã điện gốc, nên việc thực hiện các bước kiểm tra

mã điện (hay còn gọi là kiểm tra logic) cần phải được thực hiện. Mặt khác, do

phạm vi nghiên cứu của luận văn chỉ giới hạn trong khu vực ĐBBB, nên việc

kiểm tra không gian sẽ không được thực hiện do tính đồng nhất về mặt khí

hậu trong khu vực này.

Như vậy, các số liệu quan trắc được thu thập tại các trạm sẽ được kiểm

tra chất lượng qua 3 bước gồm:

- Kiểm tra mã điện: dựa trên qui định về mã điện của WMO để tìm

và loại bỏ các giá trị sai

- Kiểm tra khí hậu: sử dụng phương pháp trung bình và độ lệch

chuẩn hai trọng số của Lanzante (1996)

- Kiểm tra phù hợp: các tiêu chí vật lý được sử dụng gồm

+ Nếu dd = 0 thì ff = 0 + Nếu ff = 0 thì dd = 0 + TN < TX + R24 ≥ 0 + Độ hụt điểm sương T2m - Td < 30C + Nếu T2m > 5C, không thể xảy ra các hiện tượng thời tiết 56 ≤

ww ≤ 57, 66 ≤ ww ≤ 79 hay 83 ≤ ww ≤ 90

+ Nếu T2m < -2C, không thể xảy ra các hiện tượng thời tiết 50 ≤

ww ≤ 55, 58 ≤ ww ≤ 65, 68 ≤ ww ≤ 69 hay 80 ≤ ww ≤ 82

+ Nếu T2m - Td > 5C, không thể xảy ra các hiện tượng thời tiết

10 ≤ ww ≤ 12 hay 40 ≤ ww ≤ 49

Việc kiểm tra chất lượng số liệu quan trắc được thực hiện cho các yếu

tố gồm T2m, TX, TN, ff, dd và R24 của 9 trạm quan trắc khí tượng bề mặt

trên khu vực ĐBBB cho cả giai đoạn 1997-2017 và được thực hiện riêng biệt

cho từng phiên quan trắc và trạm quan trắc. Kết quả kiểm tra chất lượng số

liệu cho 9 trạm này trong giai đoạn 1979-2017 theo 3 bước kiểm tra nói trên

cho thấy chỉ một số ít số liệu bị loại do mắc phải sai sót trong mã điện (mã

hóa sai nhóm hoặc sai giá trị). Tất cả các số liệu vượt qua được bước kiểm tra

mã điện đều không bị loại sau khi kiểm tra khí hậu và kiểm tra phù hợp.

Sau khi việc kiểm tra chất lượng số liệu quan trắc được hoàn tất, việc

tính toán các đại lượng dẫn xuất được thực hiện. Cụ thể, các đại lượng khí

tượng khác được tính toán để phục vụ nghiên cứu gồm:

- Nhiệt độ trung bình ngày: trung bình cộng của giá trị nhiệt độ tại các

phiên quan trắc trong ngày;

- Nhiệt độ trung bình tháng: trung bình cộng của giá trị nhiệt độ tại các

phiên quan trắc trong ngày và tất cả các ngày trong tháng xem xét;

- Tốc độ gió lớn nhất tháng: là giá trị tốc độ gió lớn nhất được quan trắc

trong chuỗi số liệu các giá trị quan trắc gió hàng ngày của tháng xem xét;

- Tốc độ gió lớn nhất trung bình tháng: là trung bình cộng của tất cả các

giá trị tốc độ gió lớn nhất trong ngày của tháng xem xét;

- Tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối tháng: là giá trị tốc độ gió lớn nhất được

quan trắc trong chuỗi số liệu các giá trị quan trắc gió hàng ngày của cùng một

tháng xem xét trong cả giai đoạn 1997-2017.

- Tổng lượng mưa tháng: là tổng của tất cả các giá trị lượng mưa ngày

trong tháng xem xét;

- Lượng mưa ngày lớn nhất: Là lượng mưa ngày có giá trị lớn nhất

trong chuỗi số liệu lượng mưa ngày được xem xét;

- Nhiệt độ tối thấp ngày thấp nhất tháng (TNn): là giá trị nhỏ nhất trong

chuỗi các giá trị TN của các ngày trong tháng;

- Nhiệt độ tối cao ngày cao nhất tháng (TXx): là giá trị lớn nhất trong

chuỗi các giá trị TX của các ngày trong tháng;

- Chuẩn sai (độ lệch chuẩn): giá trị chuẩn sai của một biến x đưa ra sẽ

được tính theo công thức dưới đây

trong đó là chuẩn sai, xi là giá trị biến x tại ngày thứ i, i = 1, n với n là tổng

dung lượng mẫu, x là giá trị trung bình số học của x trong chuỗi gồm n giá trị.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

Để đạt được các mục tiêu đề ra, luận văn chủ yếu sử dụng phương pháp

thống kê, phương pháp phân tích synop và phương pháp chuyên gia để tiến

hành tính toán và phân tích các kết quả nhận được. Luận văn chỉ hướng tới

đánh giá tác động của KKL cho các trường nhiệt độ, mưa và tốc độ gió do đây

là các yếu tố có sự thay đổi lớn nhất khi có ảnh hưởng của KKL, đồng thời là

cũng là các yếu tố phản ánh rõ nhất tính cực đoan của thời tiết và thường

được đưa ra trong các bản tin dự báo, cũng như được quan tâm của cộng đồng.

Cụ thể:

- Đối với yếu tố nhiệt độ: các đại lượng như nhiệt độ trung bình ngày,

nhiệt độ trung bình tháng, Nhiệt độ tối thấp ngày thấp nhất tháng (TNn) và

Nhiệt độ tối cao ngày cao nhất tháng (TXx) sẽ được nghiên cứu đánh giá mức

độ biến đổi trong giai đoạn 1997-2017.

- Đối với yếu tố mưa: các đại lượng tổng lượng mưa tháng và lượng

mưa ngày lớn nhất tháng sẽ được nghiên cứu đánh giá mức độ biến đổi trong

giai đoạn 1997-2017.

- Đối với yếu tố gió: các đại lượng tốc độ gió trung bình tháng và tốc

độ gió lớn nhất trong tháng sẽ được khảo sát.

Để chỉ ra được mức độ biến đổi của yếu tố nào đó trong thời gian xảy

ra các đợt KKL, việc so sánh giữa giá trị chuẩn sai của yếu tố đó trong các

tháng mùa đông với chuẩn sai của trung bình nhiều năm (TBNN) được thực

hiện. Trong luận văn này, khái niệm TBNN được tính cho giai đoạn 1981-

2010 (thời kỳ chuẩn khí hậu được nhiều nghiên cứu sử dụng).

Khái niệm mùa đông trong nghiên cứu này được xác định là khoảng

thời gian từ tháng IX cho đến tháng V năm sau. Việc lựa chọn khoảng thời

gian tương đối rộng này là để không bỏ sót bất kỳ đợt KKL nào đã xảy ra

trong giai đoạn 1979-2017. Các tháng đầu mùa đông được xác định từ tháng

IX đến tháng XI, các tháng chính đông gồm từ tháng XII đến tháng II năm

sau, các tháng cuối đông được xác định từ tháng III đến tháng V.

Để xác định rõ xu thế biến đổi của từng yếu tố nói trên trong giai đoạn

1979-2017, luận văn sẽ sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính đơn biến dựa

trên chuỗi số liệu đưa ra để hiển thị ra đường xu thế. Ngoài ra, kiểm nghiệm

Max-Kendall cũng được sử dụng để kiểm chứng xu thế tìm được với xác suất

phạm sai lầm là 0.1. Để nhìn rõ hơn về xu thế biến đổi theo từng thập kỷ, việc

tính toán xu thế cho giai đoạn 1997-2017 cũng được tách ra cho giai đoạn

1997-2006 và 2007-2017.

Để có những phân tích sâu hơn về biến đổi trong hoạt động của KKL

theo cường độ, việc thống kê 2 dạng của KKL gồm Gió mùa đông bắc

(GMĐB) và KKL tăng cường sẽ được thực hiện. Do cường độ KKL được xác

định bởi tốc độ gió, khi có KKL thường có sự tăng đồng bộ giữa tốc độ gió

trên đất liền và ngoài khơi, vì vậy có thể lấy tốc độ gió quan trắc được tại

trạm Bạch Long Vĩ để xác định cường độ KKL. Cụ thể, sẽ có 3 cấp độ cường

độ được xem xét là mạnh, trung bình và yếu và việc xác định hoàn toàn dựa

trên số liệu tốc độ gió tại trạm Bạch Long Vĩ (không tính đến mức độ giảm

nhiệt độ). Tiêu chí xác định như sau:

- Đợt GMĐB/KKL mạnh là đợt có gió quan trắc tại Bạch Long vĩ từ

cấp 7 trở lên và kéo dài từ 2 phiên quan trắc trở lên, hoặc cấp 6 nhưng kéo dài

liên tục trên 8 phiên quan trắc;

- Đợt GMĐB/KKL trung bình là đợt có gió quan trắc tại Bạch Long vĩ

từ cấp 6 và kéo dài từ 2 phiên quan trắc trở lên hoặc cấp 7 nhưng không kéo

dài quá 1 phiên quan trắc;

- Đợt GMĐB/KKL yếu là đợt có gió quan trắc tại Bạch Long vĩ từ dưới

cấp 6 hoặc cấp 6 nhưng kéo dài không quá 1 phiên quan trắc.

CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Đặc điểm hoạt động của không khí lạnh trong giai đoạn 1997-2017

3.1.1. Tần suất của không khí lạnh

Bảng 3.1 đưa ra kết quả xác định và thống kê số đợt KKL ảnh hưởng

tới khu vực ĐBBB trong từng tháng của các mùa đông từ 1997-2017 cũng

như so sánh với giá trị TBNN (theo giai đoạn 1981-2010). Dựa vào bảng 3.1,

có thể thấy KKL xâm nhập xuống khu vực ĐBBB trung bình là 27 - 29 đợt

trong một năm. Tuy nhiên, cũng có năm số lượng này tăng lên rất nhiều, đó là

năm 2010 - 2011 với 37 đợt, nhiều hơn TBNN từ 9 - 10 đợt; năm 2003 - 2004

là 33 đợt. Ngược lại, có những năm KKL xâm nhập đến khu vực rất ít, như

năm 1998 - 1999 và năm 2015 - 2016 với 23 đợt, ít hơn TBNN 5 đợt.

Có thể thấy, trong 20 mùa đông có 11 năm có tổng số đợt KKL ảnh

hưởng đến khu vực ít hơn TBNN. Hai năm giảm nhiều nhất là năm 1998 -

1999 và năm 2015 - 2016 là 4.7 đợt, đây cũng là năm có tổng số đợt không

khí lạnh ảnh hưởng đến khu vực ít nhất. Tiếp đến là các năm 2001 - 2002,

2004 - 2005, 2006 - 2007, 2013 - 2014 và năm 2016 - 2017 ít hơn so với

TBNN là 2.7 đợt. Những năm có số đợt ít hơn TBNN còn lại đó là các năm:

1999 - 2000, 2002 - 2003, 2009 - 2010 và năm 2014 - 2015 dao động từ 0.7 -

1.7 đợt. Các năm có số đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực cao hơn TBNN,

trong đó năm 2010 - 2011 là năm có nhiều đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực

nhất, nhiều hơn so với TBNN là 9.3 đợt. Tiếp đến là năm 2003 - 2004 nhiều

hơn TBNN 5.3 đợt. Các năm còn lại có số đợt KKL cao hơn TBNN đó là các

năm: 1997 - 1998, 2000 - 2001, 2005 - 2006, 2007 - 2008, 2008 - 2009, 2011

- 2012 và năm 2012 - 2013 dao động từ 1.3 - 3.3 đợt.

Trong vòng 7 năm gần đây (từ năm 2010 - 2011 đến năm 2016 - 2017),

số đợt không khí lạnh giảm dần và có tốc độ giảm khá nhanh, từ nhiều hơn

TBNN là 9.3 đợt (năm 2010 - 2011) xuống còn ít hơn TBNN là -4.7 đợt (năm

2015 - 2016). Với xu thế chung đều giảm như vậy, có thể nói trong chu kì 20

năm đang xét, số lượng KKL xâm nhập đến Việt Nam đã và đang giảm dần,

trong 5 năm gần đây thì giảm mạnh. Điều này thể hiện áp cao Siberia đang

yếu dần đi, điển hình là trong 7 năm gần đây [6].

Bảng 3.1. Tổng số đợt không khí lạnh trong các tháng giai đoạn 1997-2017

IX

X

XI XII

II

III

IV

V

I

So với TBNN

Tổng số

Tháng/ Mùa đông

1.3

1997 – 1998

-4.7

1998 – 1999

-0.7

1999 – 2000

1.3

2000 – 2001

-2.7

2001 – 2002

-0.7

2002 – 2003

5.3

2003 – 2004

-2.7

2004 – 2005

3.3

2005 – 2006

-2.7

2006 – 2007

2.3

2007 – 2008

1.3

2008 – 2009

-1.7

2009 – 2010

9.3

2010 – 2011

2.3

2011 – 2012

1.3

2012 – 2013

-2.7

2013 – 2014

-1.7

2014 – 2015

-4.7

2015 – 2016

-2.7

2016 – 2017

17

45

76

92

94

67

73

52

38

554 Tổng số

Trung bình

0.85 2.25 3.8

4.6 4.7 3.35 3.65

2.6

1.9

27.7

Xu thế giảm của các đợt KKL trong năm cũng ảnh hưởng đến số lượng

của các đợt GMĐB. Cụ thể, trong thời kì 1997-2017, số đợt GMĐB ảnh

hưởng đến khu vực có xu thế giảm, tuy nhiên, số đợt KKLTC lại có xu thế

tăng. GMĐB có xu thế giảm là 2.8 đợt/thập kỉ, nhiều hơn một chút so với xu

thế tăng của KKLTC với 2.2 đợt/thập kỉ. Do vậy, tổng số của các đợt GMĐB

và KKLTC vẫn cho thấy xu thế giảm theo thời gian. Mặt khác, xu thế giảm

của tổng số đợt GMĐB cũng trùng với xu thế giảm của tổng số đợt không khí

lạnh ảnh hưởng đến khu vực (hình 3.1). KKL ảnh hưởng đến nước ta nói

chung và ảnh hưởng đến các tỉnh thuộc khu vực Đồng bằng Bắc Bộ nói riêng

thường bắt đầu từ tháng IX đến tháng V năm tiếp theo, tập trung chủ yếu vào

các tháng chính đông từ tháng XII đến tháng II năm sau (hình 3.2).

Hình 3.1. Xu thế biến đổi của GMĐB và KKLTC trong giai đoạn 1997-2017

Hình 3.2. Tổng số và trung bình số đợt KKL theo từng tháng trong giai đoạn

1997-2017

Từ bảng 3.1 và hình 3.2 có thể thấy trong vòng 20 năm, tháng I là tháng

có nhiều đợt KKL nhất với 94 đợt trong tổng số 554 đợt, chiếm 17%. Tính

trung bình mỗi năm, tháng I có khoảng 4.7 đợt xâm nhập lạnh xuống khu vực.

Tiếp đến là tháng XII với 92 đợt, chiếm 16.6%, trung bình có 4.6 đợt mỗi

năm. Tháng XI có tổng 76 đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực chiếm 13.7%,

trung bình có 3.8 đợt xâm nhập lạnh xuống khu vực. Ít nhất là tháng IX với

17 đợt, chiếm 3.1%, trung bình có 0.85 đợt mỗi năm. Kết quả thống kê trong

bảng 3.1 cũng cho thấy nhiều năm trong tháng IX không có đợt KKL nào xâm

nhập xuống khu vực trong vòng 20 năm (1997 - 2007), đó là các mùa đông từ

năm 1999 đến năm 2002, mùa đông năm 2005 - 2006, mùa đông năm 2008 -

2009, năm 2014 - 2015 và năm 2016 - 2017. Năm 2010 - 2011 là năm có

nhiều đợt KKL xâm nhập xuống khu vực nhất trong tháng I với 9 đợt. Ngược

lại, năm 2014 - 2015 và năm 2016 - 2017 lại có ít nhất, chỉ có 2 đợt.

Đối với các tháng cuối đông, trong 20 năm, tháng III và tháng IV lần

lượt các tháng có 73 đợt, 52 đợt KKL xâm nhập xuống khu vực với tỉ lệ lần

lượt là 13.2% và 9%. Tháng V có 38 đợt xâm nhập lạnh xuống khu vực và

chiếm 6.9%.; đặc biệt, có 3 năm: 2004 - 2005, 2009 - 2010 và 2014 - 2015

không có đợt KKL nào ảnh hưởng đến khu vực trong tháng V. Trung bình có

số đợt KKL của các tháng trong mỗi năm dao động trong khoảng từ 0.85 - 4.7

đợt. Tháng IX là tháng đầu mùa có trung bình số đợt ít nhất là 0.85 đợt.

Ngược lại, tháng I và tháng XII là hai tháng có trung bình số đợt nhiều nhất,

lần lượt là 4.7 và 4.6 đợt. Đối với các tháng cuối đông, trung bình số đợt giảm

dần, với tháng III có 3.65 đợt, tháng IV có 2.6 đợt và tháng V có 1.9 đợt, ít

hơn khá nhiều so với trung bình nhiều năm. Do vậy, có thể thấy số đợt KKL

xâm nhập đến khu vực trong những năm gần đây có những biến động lớn theo

thời gian.

3.1.2. Cường độ của không khí lạnh

Trong khoảng thời gian 20 năm đang xét, khu vực chịu ảnh hưởng

nhiều nhất là những đợt GMĐB có cường độ mạnh và ít nhất là các đợt không

khí lạnh tăng cường có cường độ yếu. Dựa vào số liệu bảng 3.2 có thể thấy

những đợt GMĐB cường độ mạnh có 133 đợt chiếm khoảng 24% tổng số đợt

xâm nhập lạnh xuống khu vực, trung bình một năm có khoảng 6.7 đợt. Tiếp

đến là các đợt KKL tăng cường cường độ mạnh là 105 đợt, chiếm khoảng

19%, trung bình một năm là 5.3 đợt. Các đợt GMĐB cường độ trung bình,

cường độ yếu và các đợt KKL tăng cường cường độ trung bình lần lượt là 72

đợt, 102 đợt và 91 đợt chiếm tỷ lệ tương ứng là 13%, 18.4% và 16.4%; trung

bình số đợt một năm là 3.6 đợt, 5.1 đợt và 4.6 đợt. Các đợt KKL cường độ

yếu ảnh hưởng đến khu vực ít nhất trong thời gian đang xét với tổng số đợt là

51 đợt chiếm 9.2%, trung bình một năm là 2.6 đợt.

Bảng 3.2. Tổng số các đợt GMĐB và KKLTC trong giai đoạn 1997-2017

KKLTC

GMĐB

Mùa đông

Tổng số

TB

Mạnh

Yếu Mạnh

Yếu

1997 - 1998

1998 - 1999

1999 - 2000

2000 - 2001

2001 - 2002

2002 - 2003

2003 - 2004

2004 - 2005

2005 - 2006

2006 - 2007

2007 - 2008

2008 - 2009

2009 - 2010

2010 - 2011

2011 - 2012

2012 - 2013

2013 - 2014

2014 - 2015

2015 - 2016

2016 - 2017

133

72

102

105

91

51

554 Tổng số

6.7

3.6

5.1

5.3

4.6

2.6

27.7 Trung bình

Mùa đông năm 1997 - 1998 có nhiều đợt GMĐB mạnh nhất với 13 đợt,

năm 2000 - 2001 là 12 đợt, cao hơn so với trung bình nhiều năm từ 6 – 7 đợt.

Năm có ít nhất các đợt GMĐB mạnh ảnh hưởng đến khu vực là năm 2013 -

2014 và năm 2014 - 2015 với 2 đợt, thấp hơn trung bình nhiều năm 4 - 5 đợt.

Năm 2000 - 2001 và năm 2005 - 2006 có 10 đợt KKL tăng cường mạnh

xuống khu vực, năm 2010 - 2011 là 9 đợt, cao hơn so với TBNN từ 4 - 5 đợt.

Ngược lại, năm 1998 - 1999 chỉ có 2 đợt KKL tăng cường mạnh xuống khu

vực. Năm 2002 - 2003 và năm 2015 - 2016 là những năm không có đợt KKL

tăng cường cường độ yếu ảnh hưởng đến khu vực; nhưng các năm 2003 -

2004, 2010 - 2011 và năm 2013 - 2014 lại là các năm có nhiều đợt KKL tăng

cường yếu nhất ảnh hưởng đến khu vực với 5 - 6 đợt.

Theo số liệu bảng 3.3 cho thấy số đợt KKL xâm nhập xuống khu vực

theo từng tháng có sự phân chia rõ ràng qua các thời kỳ của mùa đông: đầu

mùa đông, giữa mùa và cuối mùa đông. Các đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực

nhiều nhất vào các tháng XII và tháng I là các tháng giữa mùa đông, trong đó

tháng I là nhiều nhất có 94 đợt xâm nhập lạnh, tháng XII là 92 đợt. Tiếp đến

là các tháng XI, tháng III và tháng II có lần lượt các đợt KKL tương ứng là 76

đợt, 73 đợt và 67 đợt. Các tháng còn lại phổ biến từ 40-50 đợt KKL ảnh

hưởng đến khu vực, riêng tháng IX chỉ có 17 đợt, là tháng có tổng đợt KKL ít

nhất trong các tháng mùa đông trong chuỗi số liệu 20 năm qua.

Các đợt GMĐB mạnh được thống kê ảnh hưởng đến khu vực nhiều

nhất là vào tháng III với 26 đợt, tiếp đến là tháng XI là 21 đợt; các tháng XII,

tháng I, tháng II và tháng IV phổ biến từ 15-19 đợt; các tháng còn lại từ 4 - 9

đợt, trong đó tháng V có ít đợt GMĐB ảnh hưởng đến khu vực nhất là 4 đợt.

Trong khi đó, các đợt GMĐB cường độ trung bình và yếu tập trung nhiều vào

các tháng cuối đông từ tháng III đến tháng V hàng năm với các đợt GMĐB

cường độ TB phổ biến từ 11-14 đợt, tương ứng các đợt GMĐB yếu từ 15-20

đợt. Các tháng khác trong mùa đông phổ biến từ 4-8 đợt. Các đợt KKL tăng

cường cường độ mạnh ảnh hưởng đến khu vực cũng tập trung nhiều vào các

tháng giữa mùa đông. Tháng XII là tháng có số đợt KKL tăng cường nhiều

nhất trong vòng 20 năm là 31 đợt, tiếp đến là tháng I với 29 đợt. Tháng XI có

21 đợt KKL tăng cường mạnh, tháng X là 13 đợt. Tháng II và tháng III có

tương ứng 7 và 4 đợt KKL tăng cường mạnh.

Riêng tháng IX, IV và tháng V không thống kê được đợt KKL tăng

cường mạnh nào xâm nhập xuống khu vực. Khác với phân bố các đợt GMĐB

cường độ trung bình và yếu, các đợt KKL tăng cường trung bình và yếu ảnh

hưởng đến khu vực tập trung vào các tháng giữa mùa đông. Tháng I có nhiều

đợt KKL tăng cường cường độ trung bình và yếu nhất với tương ứng là 24 và

10 đợt. Tháng XII có 22 đợt KKL tăng cường trung bình; các tháng XI, II và

tháng III phổ biến từ 10-15 đợt; tháng X là 4 đợt và tháng IV là 2 đợt. Riêng

tháng IX và tháng V không có đợt KKL tăng cường trung bình ảnh hưởng đến

khu vực. Các đợt KKL tăng cường yếu từ tháng XI - tháng III phổ biến từ 7-

10 đợt, các tháng còn lại phổ biến từ 1-3 đợt.

Bảng 3.3. Tổng số các đợt GMĐB và KKLTC theo từng tháng trong các mùa

đông giai đoạn 1997 – 2017

KKLTC

GMĐB

Tháng

Trung bình

Tổng số

TB

Mạnh

Yếu

Mạnh

Yếu

0.9

2.3

3.8

XII

4.6

4.7

3.4

III

3.7

2.6

1.9

Như vậy, theo thống kê tần suất và cường độ không khí lạnh xuống

Việt Nam theo từng tháng trong 20 năm, từ mùa đông năm 1997 - 1998 đến

năm 2016 - 2017 thì trong các tháng cuối đông, cụ thể là từ tháng III đến

tháng V, số đợt xâm nhập của không khí lạnh giảm và cường độ xuất hiện

không khí lạnh mạnh cũng giảm đáng kể. Đồng thời, trong khoảng thời gian

này, trung tâm áp cao lạnh cũng dịch chuyển lệch sang phía đông so với các

tháng trong thời kì đầu đông và giữa đông. Sự dịch chuyển này khiến không

khí lạnh xuống nước ta bị biến tính, không khí ẩm hơn, kèm theo nhiệt độ

cũng không cao bằng các tháng ở hai thời kì trước. Đây là một trong những

nguyên nhân ảnh hưởng đến sự xâm nhập lạnh ở tầng thấp trong các tháng

cuối đông.

3.1.3. Các đặc trưng thời tiết của không khí lạnh ảnh hưởng đến khu vực

KKL ảnh hưởng đến khu vực tập trung từ tháng IX đến tháng V năm

sau với các đặc trưng thời tiết có thể được chia thành 3 thời kỳ sau: Thời kỳ

đầu mùa; Thời kỳ chính mùa; Thời kỳ cuối mùa. Tuy nhiên, trong chuỗi số

liệu từ năm 1997 - 2017 cũng đã ghi nhận được 8 đợt xâm nhập lạnh trái mùa

vào tháng VI và tháng VIII.

a. Thời kỳ đầu mùa từ tháng IX đến tháng XI

Trong thời kỳ này, các đợt KKL tràn xuống khu vực thường di chuyển

theo hướng bắc – nam và biến tính khi đi qua lục địa Trung Quốc. Mặc dù

nhiệt độ của nó đã tăng lên rất nhiều so với ban đầu, nhưng khi đến nước ta nó

vẫn giữ được đặc tính cực đới lạnh. Do quá trình biến tính khi đi qua lục địa

khối không khí trở nên khô, tạo thành mùa khô hanh đặc trưng ở khu vực

trong thời kỳ này. Do thời tiết khu vực trong thời kỳ này đặc trưng là ít đến

quang mây, ban ngày có nắng, nhiệt độ ban ngày có thể lên khá cao, nhưng về

ban đêm, mặt đất phát xạ sóng dài rất mạnh làm nhiệt độ giảm đi nhanh chóng

và đạt trị số khá thấp. Vì vậy biên độ nhiệt ngày đêm ở khu vực là lớn nhất,

thường đạt trên 100C, thậm chí có nơi 14 - 150C. Cũng do sự lạnh đi về ban

đêm nên trong thời kỳ này thường xuất hiện những lớp sương mù vào buổi

sáng gọi là sương mù bức xạ và chỉ tồn tại cho đến khi nắng lên. Vào tháng

IX và X, khi mặt đệm còn tương đối nóng, KKL tràn về có thể gây ra những

xáo trộn mạnh mẽ khiến các dòng khí ẩm chuyển động đối lưu lên cao, do đó

có thể gây ra mưa rào và dông, đôi khi kèm theo tố lốc, mưa đá. Tháng XI,

KKL tràn về chỉ gây mưa nhỏ hoặc ít mưa.

b. Thời kỳ chính mùa từ tháng XII đến tháng II năm sau

Thời kỳ này được gọi là thời kỳ chính đông, là những tháng có nhiệt độ

thấp nhất trong năm và cũng là thời kỳ có nhiều đợt xâm nhập lạnh nhất trong

năm. Vào thời kỳ này ở các vĩ độ trung bình dòng xiết gió tây phát triển rất

mạnh. KKL tràn về di chuyển theo hướng đông bắc - tây nam bị biến tính qua

biển nên ấm hơn một chút và lượng ẩm tăng lên rõ rệt. Sự lạnh đi của bề mặt

trong giai đoạn này khiến cho nhiệt độ lớp không khí tiếp giáp cũng giảm đi

nhiều, làm cho độ ẩm nhanh chóng đạt trạng thái bão hoà. Ở khu vực vào

tháng XII, KKL tràn về vẫn còn gây ra hanh khô và các đợt rét đậm đầu mùa.

Các đợt rét đậm, rét hại đều tập trung vào thời kỳ này.

c. Thời kỳ cuối mùa từ tháng III đến tháng V

Thời kỳ này là thời kỳ chuyển tiếp và bắt đầu của mùa hạ. Áp thấp phía

Tây bắt đầu phát triển và mở rộng về phía Đông gây nên những đợt nóng sớm.

Bề mặt đất bị đốt nóng, nhiệt độ tăng và ở mức khá cao.

Khi áp cao lạnh lục địa di chuyển xuống phía nam sẽ nén áp thấp phía

tây gây ra hiện tượng nắng bừng lên, nhiệt độ tăng cao và nắng nực thường

thấy trước khi KKL tràn về. Quá trình nén động lực của hệ thống áp cao lạnh

phía bắc trong quá trình di chuyển xuống phía nam đã làm thay đổi cấu trúc

của áp thấp nóng tạo thành các rãnh thấp với sự khác biệt của trường nhiệt,

ẩm so với nguồn gốc của nhiệt lực ban đầu của nó, tạo nên thuận lợi cho sự

phát triển dòng không khí đi lên của khối không khí nóng ẩm gây quá trình

mưa bất ổn định, mưa rào và kèm theo dông. Tuỳ thuộc vào vị trí trục rãnh và

mức độ nén của áp cao lạnh phía bắc mà lượng mưa sẽ khác nhau khi KKL

xâm nhập.

Vào tháng III, là thời kỳ chuyển tiếp của gió mùa, do đó khi KKL tràn

về có thể vẫn xuất hiện những đợt mưa nhỏ, mưa phùn và rét, đồng thời

những cơn dông đầu mùa sớm nhất cũng thấy xuất hiện trong tháng này khi

có KKL tràn về.

d. Các đợt KKL trái mùa

Trong giai đoạn từ năm 1997-2017, đã có 8 đợt xâm nhập lạnh trái mùa

vào tháng VI và tháng VIII. Thời gian cụ thể như sau:

+ Có 5 đợt gió mùa đông bắc cường độ trung bình trong tháng VI vào

ngày 09/VI/1997; ngày 04/VI/1998, ngày 12/VI/2000, ngày 01/VI/2010 và

ngày 10/VI/2013.

+ Có 3 đợt GMĐB cường độ yếu trong tháng VIII vào ngày

29/VIII/1998; ngày 25/VIII/2001 và ngày 16/VIII/2003.

Đặc trưng thời tiết ở khu vực trong các đợt xâm nhập lạnh trái mùa là

gây mưa rào và dông diện rộng. Lượng mưa đạt mức mưa vừa đến mưa to, có

nơi mưa rất to.

3.2. Biến đổi của yếu tố nhiệt độ trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa

đông trong giai đoạn 1997-2017

3.2.1. Nhiệt độ trung bình ngày của các tháng mùa đông

Sự biến đổi của các yếu tố nhiệt độ khi KKL ảnh hưởng phụ thuộc vào

cường độ của KKL xâm nhập xuống khu vực, có hoặc không có kết hợp với

hình thế thời tiết khác. Thông thường khi KKL ảnh hưởng đến khu vực sẽ làm

giảm nhiệt độ ở trên khu vực, nhưng cũng có những đợt xâm nhập lạnh làm

nhiệt độ trên khu vực không thay đổi thậm chí tăng nhẹ. Mức giảm nhiệt độ

trung bình theo thống kê trong vòng 20 năm gần đây (1997-2017) phổ biến từ 2-50C, đối với các đợt KKL tăng cường từ 1-30C. Đặc biệt có những trường

hợp KKL cường độ mạnh và KKL tăng cường mạnh làm nhiệt độ giảm sâu từ 8 - 110C. Cụ thể cho các tháng đầu mùa, giữa mùa và cuối mùa đông như sau:

- Tháng IX: do trong tháng IX khu vực chủ yếu ảnh hưởng của các đợt

gió mùa đông bắc (GMĐB), không có đợt KKL tăng cường mạnh và trung bình nào nên mức độ giảm nhiệt độ trung bình ngày phổ biến từ 2-40C. Khi

đợt KKL tăng cường yếu thì nhiệt độ trung bình ngày ít thay đổi. Ngoại trừ

trường hợp đợt KKL xảy ra vào ngày 5/9/1998 đã làm nhiệt độ trung bình ngày trên khu vực giảm từ 5-60C.

- Tháng X: Các đợt xâm nhập lạnh trong tháng X thường làm cho nhiệt độ trung bình ngày giảm từ 2-50C, các đợt KKL tăng cường yếu thì mức giảm ít hơn, phổ biến từ 1 - 30C. Trường hợp đặc biệt, đợt GMĐB cường độ mạnh làm giảm nhiệt độ trung bình từ 6 - 80C như đợt GMĐB vào ngày 13/10/2003.

- Tháng XI: các đợt GMĐB trong tháng XI thường làm giảm nhiệt độ trung bình ngày từ 3-50C. KKL tăng cường ảnh hưởng đến khu vực thì mức giảm nhiệt độ ít hơn, phổ biến từ 1-30C. Đối với các trường hợp khi khu vực

ảnh hưởng của GMĐB cường độ mạnh và trung bình thì mức giảm nhiệt độ trung bình phổ biến từ 6-80C.

- Tháng XII: các GMĐB trong tháng XII thường làm giảm nhiệt độ trung bình ngày từ 4 - 60C. Khi KKL tăng cường ảnh hưởng đến khu vực thì mức giảm nhiệt độ ít hơn, phổ biến từ 1 - 30C. Một số trường hợp làm giảm

nhiệt độ sâu như đợt GMĐB cường độ mạnh vào ngày 08/12/2002 và ngày 03/12/1998 đã làm giảm 8 - 110C

- Tháng I: Theo thống kê 20 năm gần đây, khi chịu ảnh hưởng của các

đợt GMĐB cường độ mạnh, nhiệt độ trung bình ngày trên khu vực giảm phổ biến từ 5 - 70C. Đặc biệt có những trường hợp khi KKL xâm nhập xuống kết

hợp với hội tụ gió trên cao gây mưa dông mạnh làm nền nhiệt độ trung bình ngày giảm sâu từ 8 - 100C. Ví dụ như các đợt KKL cường độ mạnh vào các

ngày: 03/02/1998; ngày 25/01/2001; ngày 05/03/2007 và ngày 16/02/2006.

Khi ảnh hưởng của các đợt GMĐB cường độ trung bình và yếu, mức giảm nhiệt độ trung bình ngày trong tháng I phổ biến từ 2 - 50C và nhiều trường

hợp nhiệt độ ít thay đổi. Nói chung, nếu khu vực chịu ảnh hưởng của KKL

tăng cường thì nền nhiệt độ trung bình ngày thường không giảm nhiều, mức

giảm nhiệt độ do KKL tăng cường ít hơn so với các đợt GMĐB.

- Tháng II: Mức giảm nhiệt độ trung bình phổ biến từ 2 - 50C. Cá biệt trong những trường hợp nhiệt độ có thể giảm sâu từ 7 - 90C, cụ thể là các đợt

xâm nhập lạnh vào các ngày 16/02/2006 và ngày 3/2/2004.

- Tháng III: Mức giảm nhiệt độ trung bình phổ biến từ 2 - 60C. Khi ảnh

hưởng của các đợt GMĐB cường độ trung bình và các đợt KKL tăng cường yếu thì mức giảm thấp hơn, phổ biến từ 1 - 30C. Những trường hợp cá biệt được xét cụ thể dưới đây đã làm nhiệt độ giảm từ 7 - 110C, đó là các đợt xâm

nhập lạnh vào các ngày 5/3/2003, ngày 12/3/2005, ngày 18/3/2003 và ngày

5/3/2007.

- Tháng IV: mức giảm nhiệt độ trung bình phổ biến từ 3 - 50C. Còn khi

ảnh hưởng của các đợt KKL tăng cường thì mức giảm nhiệt độ ít hơn, phổ biến từ 1 - 20C, nhiều trường hợp nhiệt độ trung bình ít thay đổi. Một số

trường hợp đặc biệt được xét đến trong tháng IV làm nền nhiệt độ giảm sâu từ 8 - 100C đó là những đợt KKL vào ngày 10/4/2001 và ngày 2/4/2007.

- Tháng V: KKL xâm nhập xuống khu vực thường làm cho nền nhiệt độ trung bình giảm từ 1 - 30C. Tuy nhiên, có một số trường hợp đặc biệt có

thể làm giảm sâu nhiệt độ trung bình ngày như đợt GMĐB vào ngày 23/5/1998 đã làm nhiệt độ giảm sâu 10 - 120C.

3.2.2. Nhiệt độ tối thấp và tối cao ngày

Hình 3.3 đưa ra kết quả tính toán xu thế chuẩn sai nhiệt độ tối thấp

ngày thấp nhất trong mùa đông (gọi tắt là TNn) của từng năm so với TBNN

của thập kỷ đầu tiên 1997-2006 (A1), thập kỷ tiếp theo 2007-2017 (B1) và

cho cả giai đoạn 1997-2017 (C1) và cùng chuẩn sai nhiệt độ tối cao ngày cao

nhất trong mùa đông (gọi tắt là TXx) của từng năm so với TBNN của thập kỷ

đầu tiên 1997-2006 (A2), thập kỷ tiếp theo 2007-2017 (B2) và cho cả giai

đoạn 1997-2017 (C2). Từ hình 3.1 có thể thấy, trong thập kỷ đầu, trong khi

TNn có xu hướng giảm dần và ở mức thấp hơn TBNN với khoảng chung là dưới 1.00C thì TXx có xu hướng tăng dần lên tuy nhiên vẫn ở mức thấp hơn TBNN từ 0.3-1.50C. Trong thập kỷ sau, cả TNn và TXx đều có xu hướng cao

hơn TBNN. Mức tăng lên của TXx mạnh hơn so với TNn. Theo đường xu thế ở biểu đồ B1 và B2, thì TNn đang có xu hướng tăng lên khoảng 1.00C, trong khi đó TXx là khoảng gần 2.00C.

Hình 3.3: Xu thế biển đổi của chuẩn sai TNn (các hình bên trên) và TXx (các

hình bên dưới) trên khu vực ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2),

theo thập kỷ sau (B1, B2) và trong hai thập kỷ gần đây (C1, C2)

Kết quả này cho thấy xu thế ấm lên của mùa đông trong 10 năm trở lại

đây trên khu vực ĐBBB. Nếu xem xét cho cả giai đoạn 1997-2017, thì cả

TXx và TNn đều có xu hướng tăng lên cao hơn TBNN, trong đó mức dao

động của TNn ít hơn so với TXx. Nếu xem xét kỹ cho từng năm (từng mùa

đông), thì có sự biến đổi TNn mạnh mẽ vào mùa đông 1999-2000 và mùa

đông 2000-2001. Trong khi mùa đông năm 1999-2000, TNn thấp hơn TBNN khoảng 3.00C, thì sang mùa đông năm 2000-2001, TNn trên khu vực lại cao hơn TBNN gần 3.00C. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong hai mùa

đông liền nhau năm 2015-2016 và 2016-2017. Trong khi mùa đông năm 2015-2016 TNn giảm xuống và thấp hơn TBNN khoảng 2.00C thì sang mùa đông liền kề sau 2016-2017, TNn tăng lên nhanh, cao hơn TBNN gần 4.00C.

Sự biến đổi mạnh mẽ của TXx cũng xảy ra trong hai mùa đông liền kề

2000-2001 và 2001-2002. Điều này cho thấy rằng mức độ khắc nghiệt của

thời tiết thông qua sự biến đổi yếu tố nhiệt độ cực trị ngày càng tăng lên.

Cộng theo đó là mức tăng của TXx trong vòng khoảng 6 năm gần đây khá

nhanh có thể là một minh chứng rõ ràng nhất cho thấy nguyên nhân là do sự

suy yếu trong hoạt động của KKL, còn có thêm tác động của biến đổi khí hậu

gây lên sự nóng lên toàn cầu, xu hướng gia tăng các đợt nóng bất thường

trong mùa đông và hiệu ứng đảo nhiệt đô thị trên khu vực ĐBBB nơi đang có

tốc độ đô thị hóa và công nghệ hóa mạnh mẽ.

3.2.3. Nhiệt độ trung bình tháng

Tương tự hình 3.3, hình 3.4 đưa ra kết quả tính toán xu thế chuẩn sai số

đợt KKL trong mùa đông của từng năm so với TBNN của thập kỷ đầu tiên

1997-2006 (A1), thập kỷ tiếp theo 2007-2017 (B1) và cho cả giai đoạn 1997-

2017 (C1) cùng với xu thế chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng trong cả mùa

đông của từng năm so với TBNN của thập kỷ đầu tiên 1997-2006 (A2), thập

kỷ tiếp theo 2007-2017 (B2) và cho cả giai đoạn 1997-2017 (C2). Từ hình 3.2

có thể thấy trong thập kỷ đầu, số đợt KKL có xu hướng tăng dần lên theo thời

gian từ thấp hơn TBNN đến cao hơn TBNN từ 2-4 đợt. Sự thay đổi của nhiệt

độ trung bình các tháng ảnh hưởng của KKL trong thập kỷ này trên khu vực

ĐBBB ở mức ít thay đổi và thấp hơn TBNN từ 0.1-0.20C. So sánh hai biểu đồ

A1 và A2 cho thấy, sự biến đổi của nhiệt độ trung bình ngược pha với số đợt

KKL, đặc biệt trong năm 2003 và 2007, khi số đợt KKL tăng mạnh so với

TBNN (từ 3-5 đợt) thì nhiệt độ trung bình các tháng ảnh hưởng của KKL

giảm mạnh so với TBNN (từ 0.3-0.50C). Trong thập kỷ sau, khi số đợt KKL

có xu hướng giảm dần từ mức cao hơn TBNN xuống thấp hơn TBNN từ 2-4

đợt thì nhiệt độ trung bình trên khu vực lại có xu hướng tăng từ mức thấp hơn

TBNN từ 0.2-0.40C lên cao hơn TBNN từ 0.4-0.60C. Đặc biệt vào mùa đông

năm 2010-2011, số đợt KKL tăng lên so với TBNN khoảng 9 đợt thì nhiệt độ

trung bình giảm khoảng 1.00C so với TBNN. Nguyên nhân là do trong mùa

đông năm 2010-2011 có xuất hiện một số đợt nắng nóng bất thường trong

mùa đông.

Hình 3.4: Xu thế biển đổi của chuẩn sai số đợt KKL (các hình bên trên) và

nhiệt độ trung bình các tháng mùa đông (các hình bên dưới) trên khu vực

ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) và

trong hai thập kỷ gần đây (C1, C2)

Đánh giá chung cho hai thập kỷ gần đây cho thấy sự ngược pha rõ ràng

giữa sự thay đổi số đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực và nhiệt độ trung bình

của các tháng ảnh hưởng của KKL. Trong khi số đợt KKL có xu hướng giảm

dần từ mức xấp xỉ cao hơn TBNN xuống mức xấp xỉ thấp hơn TBNN thì

nhiệt độ trung bình các tháng ảnh hưởng của KKL lại có xu hướng tăng lên từ mức thấp hơn TBNN lên mức cao hơn TBNN từ 0.2-0.40C. Nguyên nhân là

chính do tác động của BĐKH nên nhiệt độ trung bình trong các tháng mùa

đông có xu hướng tăng lên, cộng thêm hiệu ứng xuất hiện một số đợt nắng

nóng bất thường trong mùa đông trong 10 năm trở lại đây.

3.2.4. Biến đổi số ngày rét đậm rét hại

Khi đánh giá tác động của KKL các yếu tố khí tượng, ngoài đánh giá

tác động đến các yếu tố trung bình thì cần xem xét đến mức độ ảnh hưởng dẫn

đến các hiện tượng thời tiết nguy hiểm, cực đoan. Về yếu tố nhiệt độ, nhất là

vào các tháng mùa đông thì cần xét đến mức giảm nhiệt độ đến khi xảy ra rét

đậm, rét hại. Rét đậm, rét hại, thậm chí nhiệt độ có thể xuống thấp hơn nhiều

có thể gây ra tuyết, băng giá, sương muối được coi là một trong những hiện

tượng thời tiết nguy hiểm vì ảnh hưởng và thiệt hại rất lớn đến cuộc sống và

sản xuất của con người.

Bảng 3.4 đưa ra kết quả tính toán số ngày rét đậm, rét hại giai đoạn

1997- 2017. Từ bảng 3.8 có thể thấy rét đậm, rét hại thường hay xảy ra ở khu

vực ĐBBB vào các tháng chính đông, từ tháng XII năm trước đến tháng II

năm sau. Theo số liệu thống kê từ mùa đông năm 1997-1998 đến năm 2016-

2017, trên khu vực số ngày rét đậm nhiều hơn số ngày rét hại, có khoảng từ

200-240 ngày rét đậm và khoảng 160- 200 ngày rét hại, tổng số ngày rét đậm,

rét hại phổ biến từ 400-440 ngày. Xét đến các ngày rét đậm, trạm Hà Đông

(Hà Nội) quan trắc được nhiều nhất trên khu vực là 244 ngày, tiếp đến là 2

trạm Hưng Yên và Thái Bình là 239 ngày. Trạm Láng quan trắc được số ngày

rét đậm ít nhất là 202 ngày. Tính trung bình mỗi năm, trên khu vực xảy ra từ

10.6-12.8 ngày rét đậm. Trong khi đó, rét hại lại xảy ra nhiều hơn ở Hưng

Yên và Hải Dương với tổng số ngày rét hại lần lượt là 209 và 203 ngày. Tiếp

đến là trạm Thái Bình là 196 ngày, Nam Định là 192 ngày. Các trạm khác

quan trắc được từ 157-182 ngày. Tính trung bình mỗi năm, khu vực xảy ra từ

8.3-11 ngày rét đậm.

Tổng số ngày rét đậm, rét hại trên toàn khu vực ĐBBB ở mức phổ biến

trên 400 ngày. Riêng trạm Láng và Văn Lý ít hơn, trong đó trạm Láng quan

trắc được ít nhất với 359 ngày, trạm Văn Lý là 395 ngày. Trạm Hưng Yên

quan trắc được tổng số ngày rét đậm, rét hại nhiều nhất là 448 ngày, tiếp đến

là Hải Dương 436 ngày. Điều này hoàn toàn phù hợp với vị trí địa lý của khu

vực quan trắc. Tính trung bình mỗi năm, trên khu vực có từ 19.0-23.6 ngày

xảy ra rét đậm, rét hại.

Bảng 3.4. Số ngày rét đậm, rét hại theo từng tháng (giai đoạn 1997-2017)

Trạm/Tháng Láng

Sơn Tây

Hưng Yên

Văn Lý

Ninh Bình

Thái Bình

Hà Đông 1

Hải Dương 3

Nam Định 2

RDRH

1

2

1

4 XI

1

2

1

3

2

1

2

4 Rét đậm

0 Rét hại

RDRH

54

81

91

94

77

72

83

91 XII

35

52

56

61

51

48

53

56 Rét đậm

19

29

35

33

26

24

30

35 Rét hại

RDRH

191

217

216

224

213

194

204

220 I

95

114

109

100

102

96

101

104 Rét đậm

96

103

107

120

122

98

103

112

116 Rét hại

RDRH

113

116

126

119

125

118

123

117

119 II

67

63

77

66

68

70

65

64

71 Rét đậm

46

53

49

53

57

48

58

53

48 Rét hại

RDRH

17

20

21

25

27

25

24

23

24 III

13

15

16

20

21

20

19

17

19 Rét đậm

4

5

6

5

6

5 Rét hại

Tiếp theo chúng ta khảo sát sự biến đổi của số ngày rét đậm, rét hại

theo tháng dựa trên kết quả thống kê trong bảng 3.5 cho theo từng mùa đông

trong giai đoạn 1998-2017. Cụ thể, nếu xét theo tháng, số ngày rét đậm, rét

hại trên khu vực xảy ra từ tháng XI đến tháng III năm sau, tập trung nhiều

nhất vào tháng XII đến tháng II năm sau.

Bảng 3.5. Tổng số ngày rét đậm, rét hại (RDRH) và số ngày rét đậm (RĐ) và rét hại (RH) theo từng mùa đông (giai đoạn 1998-2017)

Trạm/Năm

Láng Sơn Tây

Hưng Yên

Văn Lý

Ninh Bình

Thái Bình

Hà Đông 10

Hải Dương 11

Nam Định 11

11

12 RDRH

9

11

6

3

5

3

5

6 RĐ

1998- 1999

RH

3

5

4

8

6

8

6 RDRH

31

32

35

32

28

32

29

33

19

17

16

14

16

11

16

15 RĐ

1999- 2000

RH

12

15

16

21

18

12

21

13

18 RDRH

11

14

12

15

14

16

10

12

11

12

11

14 RĐ

2000- 2001

RH

1

2

1

4

3

2 RDRH

14

15

19

18

17

18

14

20

11

10

11

14

12

10

14 RĐ

2001- 2002

RH

3

5

4

5

4

5

6

4

6 RDRH

18

19

20

22

24

22

21

23

5

7

8

9

16

7

8

11 RĐ

2002- 2003

RH

12

11

13

12

7

14

12

11 RDRH

19

21

24

25

20

19

24

21

22

8

9

10

8

6

7

10

7

6 RĐ

2003- 2004

RH

11

12

14

17

14

12

14

16 RDRH

23

28

33

27

24

23

27

24

26

11

16

20

14

15

16

15

14

16 RĐ

2004- 2005

RH

12

13

9

7

12

10 RDRH

13

18

24

21

17

21

17

21

9

14

19

15

12

15

13

15 RĐ

2005- 2006

RH

4

5

6

5

6

4

6 RDRH

7

13

14

9

12

8

12

7

12

13

8

11

7

11 RĐ

2006- 2007

RH

0

1 Trạm/Năm

Láng Sơn Tây

Hưng Yên

Văn Lý

Ninh Bình

Thái Bình

Hà Đông 43

Hải Dương 42

Nam Định 39

RDRH

39

42

36

39

40

14

15

13

15

12

9

10

13 RĐ

2007- 2008

RH

25

27

30

27

30

24

30

29

27 RDRH

14

16

17

18

20

14

17

18

17

11

12

13

14

11

14

12 RĐ

2008- 2009

RH

3

5

6

3

4

5 RDRH

9

11

12

16

14

17

7

10

13

11

10

12 RĐ

2009- 2010

RH

2

1

2

3

5

4 RDRH

42

43

46

47

46

45

15

14

16

14

18

20

18

17 RĐ

2010- 2011

RH

27

29

27

29

28

29

26

27

28 RDRH

34

36

35

37

38

40

39

35

37

19

21

19

23

22

26

23

20

22 RĐ

2011- 2012

RH

15

16

14

16

14

16

15 RDRH

21

19

21

22

17

21

20

14

10

13

11

12

7

8

11

10 RĐ

2012- 2013

RH

7

9

8

10

9

10 RDRH

28

34

35

29

32

34

19

17

20

17

20

14

19

17

14 RĐ

2013- 2014

RH

9

17

15

18

15

13

17

20 RDRH

9

18

14

13

14

10

12

15

6

15

11

10

11

7

9

12 RĐ

2014- 2015

RH

3 RDRH

16

22

19

24

23

21

24

22

9

14

13

16

14

17

15 RĐ

2015- 2016

RH

7

8

6

8

7 RDRH

1

2

3

1

2

1

2

3

1

2 RĐ

2016- 2017

RH

0

Tháng I xảy ra rét đậm, rét hại nhiều nhất trong năm. Tổng số ngày rét

đậm, rét hại trên khu vực theo chuỗi số liệu thống kê trong tháng I dao động

từ 204-224 ngày, trạm Hưng Yên quan trắc được nhiều ngày xảy ra rét đậm,

rét hại nhất là 224 ngày, tiếp đến là trạm Hải Dương và Thái Bình là 220

ngày. Có hai trạm quan trắc được tổng số ngày rét đậm, rét hại dưới 200 ngày

là trạm Láng và Văn Lý với giá trị tương ứng là 191 và 194 ngày. Nhìn

chung, số liệu quan trắc ở trạm Láng, Hà Đông, Văn Lý, Ninh Bình trong

tháng I số ngày rét đậm và rét hại gần tương đương nhau, mức chênh lệch chỉ

1-2 ngày; Trạm Sơn Tây, trong tháng I có số ngày rét đậm nhiều hơn số ngày

rét hại 11 ngày. Còn các trạm Nam Định và Thái Bình lại có số ngày rét hại

nhiều hơn số ngày rét đậm từ 11-12 ngày. Trạm Hải Dương và Hưng Yên có

số ngày rét hại nhiều hơn số ngày rét đậm là 20 ngày. Như vậy có thể thấy

trạm Hưng Yên quan trắc được tổng số ngày rét đậm, rét hại nhiều nhất trong

năm, số ngày rét hại nhiều hơn ngày rét đậm 20 ngày để chứng tỏ mức độ

khắc nghiệt nhất trong tháng chính đông ở khu vực Hưng Yên so với các tỉnh,

thành phố khác thuộc khu vực Đồng bằng Bắc Bộ.

Tháng II có số ngày rét đậm, rét hại nhiều thứ hai trong mùa đông với

tổng số ngày rét đậm, rét hại dao động từ 113-126 ngày. Trong đó, trạm Hà

Đông quan trắc được số ngày nhiều nhất, tiếp đến là trạm Hưng Yên với giá

trị tương ứng là 126 và 125 ngày. Trạm Ninh Bình có tổng số ngày rét đậm,

rét hại là 123 ngày. Trong tháng II, trạm Láng quan trắc được tổng số ngày rét

đậm, rét hại ít nhất trong khu vực là 113 ngày. Số ngày rét đậm nhiều hơn số

ngày rét hại. Trạm Hà Đông có số ngày rét đậm nhiều hơn số ngày rét hại 28

ngày. Các trạm Láng, Văn Lý và Thái Bình có số ngày rét đậm nhiều hơn số

ngày rét hại từ 21-23 ngày. Các trạm khác có số ngày rét đậm nhiều hơn số

ngày rét hại từ 10-13 ngày. Riêng trạm Ninh Bình có số ngày rét đậm nhiều

hơn số ngày rét hại 7 ngày.

Tiếp đến là tháng XII với tổng số ngày rét đậm, rét hại dao động từ 72-

94 ngày, riêng trạm Láng ít nhất là 54 ngày. Số ngày rét đậm phổ biến ở mức

gấp đôi số ngày rét hại trong khu vực. Trong tháng III, tổng số ngày rét đậm,

rét hại trên khu vực dao động từ 20- 27 ngày, riêng trạm Láng quan trắc được

ít hơn là 17 ngày. Những năm không có ngày rét đậm, rét hại nào xảy ra trên

khu vực trong tháng III là các năm 2002, 2004, 2013, 2015, 2017, năm 2016

chỉ có 1 trạm Ninh Bình xảy ra rét đậm trong 1 ngày.

Tháng XI có ít ngày rét đậm nhất, không có rét hại. Theo chuỗi số liệu

quan trắc từ năm 1997- 2017, rét đậm xảy ra vào năm 2002 (chỉ xảy ra 1 ngày

rét đậm trên toàn khu vực), năm 2009 chỉ có trạm Thái Bình quan trắc được

rét đậm trong 1 ngày và năm 2017 có 1 ngày xảy ra rét đậm diện rộng và 1

ngày xảy ra rét đậm cục bộ trên khu vực.

Số ngày rét đậm, rét hại xảy ra nhiều nhất vào mùa đông năm 2010-

2011 và năm 2007-2008, tiếp đến là năm 1999-2000, 2011-2012 và 2013-

2014. Năm 2010-2011 có tổng số ngày rét đậm, rét hại dao động từ 42-47

ngày, năm 2007-2008 và năm 2011-2012 từ 34-43 ngày. Năm 1999-2000 và

năm 2013-2014 có tổng số ngày rét đậm, rét hại dao động từ 28-35 ngày. Mùa

đông năm 2016-2017 quan trắc được ít nhất số ngày xảy ra rét đậm, rét hại

trong chuỗi số liệu nghiên cứu, dao động từ 1-3 ngày. Tiếp đến là năm 2006-

2007 với tổng số ngày rét đậm, rét hại từ 7-14 ngày. Đa số trong các mùa

đông số ngày rét đậm nhiều hơn rét hại. Có một số năm, trên khu vực quan

trắc được số ngày rét đậm ít hơn rét hại.

Có mối quan hệ cùng chiều giữa chuẩn sai số đợt KKL ảnh hưởng đến

khu vực và chuẩn sai số ngày rét đậm, rét hại trên khu vực so với TBNN theo

từng năm (14/19 năm) (hình 3.6). Nghĩa là trong các năm có số đợt KKL ảnh

hưởng đến khu vực ở mức ít hơn TBNN thì cũng thấy tổng số ngày rét đậm,

rét hại cũng ở mức thấp hơn TBNN. Tuy nhiên, theo số liệu thống kê cho

thấy, một số trường hợp các năm có tương quan ngược (5/19 năm) là các mùa

đông 1999-2000, 2000-2001, 2004-2005, 2005-2006, 2008-2009, 2013-2014.

Đặc biệt là mùa đông năm 1999- 2000, khi số đợt KKL giảm đi so với TBNN

0.7 đợt nhưng số ngày rét đậm, rét hại trên khu vực tăng lên 12 ngày so với

TBNN.

Hình 3.5. Biến đổi của số đợt KKL và số ngày rét đậm, rét hại so với TBNN

giai đoạn 1998 - 2016

Theo thống kê một số đợt rét đậm, rét hại điển hình xảy ra trên khu vực

với thời gian kéo dài từ 7 ngày trở lên có 13 đợt. Đợt kéo dài nhiều ngày nhất

là vào mùa đông năm 2008- 2009 là 30 ngày với số ngày rét đậm là 28 ngày

và 2 ngày rét hại. Đợt kỷ lục nhất trong vòng chuỗi số liệu từ mùa đông năm

1998-1999 đến năm 2016-2017 là vào năm 2011 với thời gian kéo dài là 30

ngày trong đó có 23 ngày rét hại và 7 ngày rét đậm. Hai đợt kéo dài 16 và 17

ngày vào mùa đông 2012-2013 và mùa đông 2013-2014 đều có số ngày rét

hại nhiều hơn số ngày rét đậm.

Như vậy, có thể thấy được sự biến đổi khá bất thường của một trong

các hiện tượng thời tiết cực đoan trong thời gian ảnh hưởng của gió mùa mùa

đông trong những năm gần đây. Có những năm mùa đông “ấm” với số ngày

số ngày xảy ra rét đậm, rét hại ít. Tuy nhiên, lại xen kẽ những năm có những

đợt rét đậm, rét hại kéo dài nhiều ngày và cường độ rất khắc nghiệt trong

vòng 20 năm qua mà tiêu biểu nhất là đợt rét đậm, rét hại vào năm 2011 như

đã phân tích ở trên.

3.3. Biến đổi của lượng mưa trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa

đông trong giai đoạn 1997-2017

Hình 3.6 đưa ra kết quả tính toán chuẩn sai tổng lượng mưa của các

tháng mùa đông so với TBNN tại 9 trạm nghiên cứu và trung bình trên toàn

khu vực ĐBBB. Từ hình 3.6 có thể thấy chuẩn sai tổng lượng mưa các tháng

mùa đông so với TBNN có sự đồng nhất rất lớn giữa các trạm quan trắc trên

khu vực vào các mùa đông từ năm 2004-2011, 2015-2016 và 2016-2017.

Trong đó, những năm có tổng lượng mưa lớn hơn TBNN rõ ràng nhất là các

mùa đông: 2008-2009, 2011-2012 và 2015-2016. Ngược lại, những mùa đông

có chuẩn sai lượng mưa hụt so với TBNN rõ nét nhất là các mùa đông: 2004-

2005, 2006-2007, 2009-2010, 2010-2011 và 2016-2017.

Hình 3.6: Chuẩn sai tổng lượng mưa các tháng mùa đông trong giai đoạn

1997-2017

Xét đến chuẩn sai trung bình trên toàn khu vực ĐBBB có thể thấy mùa

đông năm 2008-2009 có chuẩn sai dương lớn nhất trong chuỗi số liệu đang

xét là 55.7%, tiếp đến là mùa đông năm 2015-2016 với chuẩn sai dương là

44.1%. Những mùa đông có chuẩn sai lượng mưa dương dao động phổ biến

từ 10-12%. Ngược lại, mùa đông năm 2004-2005 là mùa đông có chuẩn sai

lượng mưa âm nhất là 43.8%. Tiếp đến là mùa đông năm 2006-2007 có chuẩn

sai âm là 34.0%.

Hình 3.7 dưới đây đưa ra kết quả tính toán xu thế biến đổi của tổng

lượng mưa các tháng và số đợt KKL so với TBNN giai đoạn 1997-2017. Từ

hình 3.7 có thể thấy có dao động cùng pha trong xu thế biến đổi giữa chuẩn

sai số đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực ĐBBB và chuẩn sai tổng lượng mưa

các tháng so với TBNN theo từng năm. Các năm có tương quan ngược là các

mùa đông 1999-2000, 2001-2002, 2007-2008, 2010-2011, 2013-2014 và

2015-2016.

Hình 3.7: Xu thế biến đổi của tổng lượng mưa các tháng và số đợt KKL so

với TBNN giai đoạn 1997-2017

Bảng 3.6 dưới đây đưa ra kết quả thống kê lượng mưa ngày lớn nhất

được quan trắc trong giai đoạn 1997-2017 tại 9 trạm quan trắc và theo các

tháng đầu mùa, giữa mùa và cuối mùa đông. Từ bảng 3.6 có thể thấy các giá

trị mưa ngày lớn nhất thường xảy ra vào các tháng đầu và cuối mùa đông, đặc

biệt trong tháng V, tháng IX, tháng X và tháng XI, lượng mưa ngày lớn nhất

đa số đạt trên ngưỡng mưa rất to (trên 100mm/24h). Những giá trị mưa cực trị

đáng chú ý nhất đó là: cực trị lượng mưa ngày của trạm Thái Bình là

512.3mm, của trạm Hà Đông vào tháng X là 514.2mm, của trạm Láng vào

tháng X là 347.0mm, của trạm Hà Đông vào tháng V là 337.8mm, của trạm

Văn Lý vào tháng IX là 324.3mm. Các tháng còn lại có lượng mưa ngày lớn

nhất phổ biến ở mức mưa vừa đến mưa to. Riêng tháng IV có những trạm

quan trắc được lượng mưa ngày lớn nhất trên 100mm đó là: trạm Hà Đông có

giá trị là 201.9mm, Nam Định là 134.3mm, Thái Bình 114.4mm và tháng XII

có trạm Văn Lý có lượng mưa ngày lớn nhất là 104.8mm.

Bảng 3.6: Giá trị lượng mưa ngày lớn nhất nhất (mm) theo từng tháng của mùa đông trong giai đoạn 1997-2017

I

II

III

V

IX

X

XI

IV

XII

Tháng/Trạm

Láng

29.7

36.8

190.1

144.1

347.0

128.2

93.4

43.6

38.6

30.2

42.2

95.4

267.3

215.0

90.0

81.6

58.2

68.0

Sơn Tây

21.2

43.7

201.9

337.8

121.8

514.2

186.4

32.6

38.3

Hà Đông

33.3

50.4

167.3

165.3

143.9

175.4

74.2

38.2

38.7

Hải Dương

56.0

31.7

147.6

175.8

127.1

102.6

99.3

32.7

58.6

Hưng Yên

46.6

45.4

134.3

121.0

215.0

197.2

90.9

29.9

77.5

Nam Định

18.1

60.8

71.6

192.5

324.3

200.2

232.4

104.8

60.1

Văn Lý

Ninh Bình

38.1

38.4

71.2

151.0

293.1

184.9

84.6

70.6

65.2

Thái Bình

32.5

62.7

114.4

192.2

512.3

308.2

289.7

45.7

82.5

Hình 3.8 đưa ra kết quả tính toán xu thế chuẩn sai tổng lượng mưa

tháng trong mùa đông của từng năm so với TBNN của thập kỷ đầu tiên 1997-

2006 (A1), thập kỷ tiếp theo 2007-2017 (B1) và cho cả giai đoạn 1997-2017

(C1) cùng với xu thế chuẩn sai của số đợt KLL. Từ hình 3.8 có thể thấy sự

thay đổi của tổng lượng mưa tháng trong các tháng mùa đông không có xu thế

giống như đối với yếu tố nhiệt độ. Cụ thể, nếu như trong thập kỷ đầu, khi số

đợt KKL có xu hướng tăng lên thì tổng lượng mưa của các tháng mùa đông

lại có xu hướng giảm, ngược pha hoàn toàn nhau. Xét đến thập kỷ sau, khi số

đợt KKL có xu hướng giảm so với TBNN thì chuẩn sai tổng lượng mưa các

tháng ảnh hưởng của KKL trên khu vực cũng có xu hướng giảm, cùng pha với

nhau. Xét chung cho cả giai đoạn 1997-2017, chuẩn sai tổng lượng mưa các

Hình 3.8: Xu thế biển đổi của chuẩn sai số đợt KKL (các hình bên trên) và

tháng mùa đông lại có xu hướng từ thấp hơn TBNN đến xấp xỉ TBNN.

tổng lượng mưa các tháng mùa đông (các hình bên dưới) trên khu vực ĐBBB

so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) và trong

hai thập kỷ gần đây (C1, C2)

Thường trong các tháng mùa đông, trên khu vực ĐBBB chỉ xảy ra một

số ngày mưa lớn, mưa lớn cục bộ mà ít khi xảy ra mưa lớn diện rộng, kéo dài

nhiều ngày. Tuy nhiên, trong giai đoạn 1997-2017, đã có rất nhiều đợt KKL

ảnh hưởng và gây ra các đợt mưa lớn diện rộng trên khu vực với thời gian kéo

dài từ 2 ngày trở lên. Cụ thể như:

* Đợt mưa từ ngày 8-10/III/2001: Do ảnh hưởng của đợt gió mùa đông

bắc cường độ mạnh vào ngày 8/III/2001, nên khu vực Đồng bằng Bắc Bộ đã

có mưa vừa đến mưa to và dông với tổng lượng mưa phổ biến từ 70-100mm.

* Đợt mưa từ ngày 2-3/XI/2005: Khu vực đã xảy ra đợt mưa lớn diện

rộng với tổng lượng mưa đợt phổ biến từ 50-80mm ở các tỉnh phía tây bắc

của khu vực và từ 130-330m ở các tỉnh còn lại. Đặc biệt, trong ngày 3/XI,

một số nơi quan trắc được mưa ngày lớn hơn 200mm như Thái Bình

289.7mm, Văn Lý 232.4mm.

* Đợt mưa từ ngày 31/X-3/XI/2008: Đây là trận mưa lớn kỷ lục tại khu

vực, nhất là ở khu vực Hà Nội. Nguyên nhân gây mưa chủ yếu là do hoạt

động mạnh của đới gió đông nam từ tầng thấp lên đến mực 5000m, từ ngày 2-

3/XI do ảnh hưởng của đợt KKL tăng cường mạnh kết hợp với hội tụ gió trên

cao. Lượng mưa lớn nhất quan trắc được ở các tỉnh phía tây bắc của khu vực

với tổng lượng mưa toàn đợt phổ biến từ 400-800mm, ở phía tây nam có

lượng mưa ít hơn với tổng lượng mưa toàn đợt phổ biến từ 100-300mm.

Trong ngày 31/X, một số nơi quan trắc được lượng mưa ngày rất lớn như

Trạm Hà Đông (Hà Nội) là 514.2mm, Láng (Hà Nội) là 347mm, Sơn Tây (Hà

Nội) là 215mm.

* Đợt mưa từ ngày 28-29/X/2012: Tổng lượng mưa toàn đợt phổ biến

từ 70-140mm. Riêng trạm Thái Bình và Văn Lý quan trắc được lượng mưa

ngày trên 100mm. Tại trạm Thái Bình vào ngày 29/X đã quan trắc được lượng

mưa rất lớn là 308.2mm, tổng lượng mưa đợt là 415.9mm. Tại trạm Văn Lý,

lượng mưa đo được vào ngày 28 và 29/X lần lượt là 161.9 và 168.3mm.

* Đợt mưa từ ngày 24-25/V/2016: Mưa lớn tập trung ở phía tây bắc của

khu vực với tổng lượng mưa phổ biến từ 200-370mm. Đặc biệt trong ngày 25,

đã có những trạm quan trắc được lượng mưa trên 160mm như trạm Hà Đông

(Hà Nội) 337.8mm, Láng (Hà Nội) 190.1mm, Hải Dương 167.3mm.

* Đợt mưa từ ngày 10-11/X/2017: Tổng lượng mưa phổ biến từ 100-

280mm. Trong ngày 10/X một số nơi có lượng mưa rất lớn như Nam Định

197.2mm, Văn Lý 154.4mm, Ninh Bình 160mm.

Như vậy, có thể thấy có mối liên hệ rõ ràng giữa chuẩn sai tổng lượng

mưa các tháng ảnh hưởng của gió mùa mùa đông và chuẩn sai số đợt KKL

ảnh hưởng đến khu vực. Tổng lượng mưa trong mùa đông 2008-2009 vượt

chuẩn nhất và mùa đông 2004-2005 là hụt chuẩn nhất trong vòng 20 năm vừa

qua. Số ngày có mưa trong các tháng mùa đông nhiều nhất vào các tháng cuối

mùa từ tháng III-V và tháng IX, các tháng chính đông ít ngày có mưa, thậm

chí có những năm trong tháng XI và tháng XII không có ngày nào có mưa.

Lượng mưa trong các tháng đầu và cuối mùa đông cao hơn các tháng chính

đông, cũng cho ra kết quả tương tự khi xét lượng mưa ngày lớn nhất, số ngày

xảy ra mưa lớn trong các tháng. Trong các tháng chính đông, không có ngày

nào xảy ra mưa to đến rất to. Mưa lớn diện rộng trên khu vực thường xảy ra

theo ngày, ít khi kéo dài thành đợt. Đợt mưa lớn diện rộng điển hình và kỷ lục

trong vòng 20 năm theo chuỗi số liệu đang xét là đợt mưa từ ngày 31/X-

3/XI/2008, có trạm đã quan trắc được lượng mưa ngày trên 500mm.

3.4. Biến đổi của trường gió trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa

đông trong giai đoạn 1997-2017

Như đã phân tích ở trên, khi KKL xâm nhập xuống sẽ làm thay đổi một

cách cơ bản hệ thống gió đang tồn tại, trong đó có thể thấy rõ ràng sự thay đổi

của trường gió về cả hướng và tốc độ, gió hướng lệch bắc và tốc độ tăng lên.

Mức độ tăng lên của tốc độ gió phụ thuộc vào cường độ của đợt KKL. Trong

các phần dưới đây sẽ trình bày kết quả tính toán thống kê cho các đại lượng

tốc độ gió lớn nhất. Cụ thể:

- Tốc độ gió lớn nhất tháng: là giá trị tốc độ gió lớn nhất được quan trắc

trong chuỗi số liệu các giá trị quan trắc gió hàng ngày của tháng xem xét;

- Tốc độ gió lớn nhất trung bình tháng: là trung bình cộng của tất cả các

giá trị tốc độ gió lớn nhất trong ngày của tháng xem xét;

- Tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối tháng: là giá trị tốc độ gió lớn nhất được

quan trắc trong chuỗi số liệu các giá trị quan trắc gió hàng ngày của cùng một

tháng xem xét trong cả giai đoạn 1997-2017.

Bảng 3.7. Tốc độ gió lớn nhất (m/s) trong tháng I giai đoạn 1998 - 2017

Láng

Sơn Tây

Hưng Yên

Văn Lý

Ninh Bình

Thái Bình

Hà Đông

Hải Dương

Nam Định

Trạm/ Năm 1998

10

8

10

11

7

12

15

8

12 1999

7

8

7

10

7

10

7

10 2000

12

9

8

12

7

12

9

11 2001

12

8

9

8

10

15

9

12 2002

6

8

10

8

12

7

9 2003

12

10

14

10

8

10

13

11 2004

6

8

11

9

12

11 2005

7

8

9

8

12

6

9 2006

7

5

7

10

7

12

6

8 2007

9

7

10

11

8

13

7

8 2008

8

6

8

10

6

12

7

9 2009

8

6

8

12

8

7

10

6

9 2010

8

5

7

6

12

7

9 2011

8

4

10

9

11

9

12

7

12 2012

8

4

6

7

5

9

7 2013

7

4

8

6

7

6

9

6

9 2014

6

4

8

9

6

10

7

10 2015

7

4

7

9

7

12

6

10 2016

7

5

8

10

9

6

12

9

8 2017

8

5

8

7

6

12

8

12 Max

10

12

14

11

12

15

13

12 TB

6

8

9

8

12

8

10

Bảng 3.7 ở trên đưa ra kết quả thống kê tốc độ gió lớn nhất trong tháng

I (tháng giữa của chính đông) ghi nhận được tại các trạm vào từng mùa đông

trong giai đoạn 1979-2017. Từ bảng số liệu có thể nhận thấy rằng, tốc độ gió

lớn nhất ngày duy trì ở mức 5-9m/s (cấp 4, cấp 5). Tốc độ gió lớn nhất quan

trắc được tại trạm Văn Lý với tốc độ gió lớn nhất trong tháng I dao động phổ

biến từ 10-12m/s (cấp 5 cấp 6), có những năm quan trắc được tốc độ gió lớn

nhất lên đến 15m/s (đạt cấp 7). Trong vòng 20 năm qua, tốc độ gió lớn nhất

ngày quan trắc được tại trạm Sơn Tây và Hà Đông là 10 m/s (cấp 5), các trạm

khác quan trắc được tốc độ gió từ 11-13 m/s (cấp 6), riêng hai trạm Hải

Dương và Văn Lý quan trắc được giá trị là 14-15 m/s (cấp 7).

Bảng 3.8. Tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối tháng và tốc độ gió lớn nhất trung

bình tháng (m/s) theo từng tháng mùa đông và từng trạm nghiên cứu

Láng Sơn Tây

Hưng Yên

Văn Lý

Ninh Bình

Thái Bình

Hà Đông

Hải Dương

Nam Định

Trạm/ Tháng

II

13

12

11

12

10

18

9

12 III

14

16

17

19

12

10

16

10

14 IV

16

24

20

14

12

20

33

14

21 V

16

19

18

16

15

18

21

10

18 IX

12

18

14

18

19

33

20

22 Lớn nhất tháng

X

12

14

11

20

18

17

30

15

31 XI

16

15

13

17

16

14

17

14

20 XII

12

15

14

12

15

12

13 II

8.4

8.0

8.2

9.2

8.5

7.1

12.4

6.8

10.1 III

8.9

8.3

8.9

10.7

9.0

7.5

12.4

7.0

10.0 IV

9.6

9.8

10.2

10.5

9.3

8.9

13.7

7.4

12.0 V

11.8

10.7

11.3

10.4

10.8

9.7

13.2

8.6

11.9 IX

8.4

8.6

12.1

10.0

8.8

15.1

9.3

12.1 Trung bình tháng

X

8.6

7.7

7.1

11.1

9.3

9.0

13.8

8.8

11.5 XI

10.0

7.5

8.5

10.8

9.3

8.4

12.5

8.4

11.0 XII

8.5

6.5

7.6

10.5

9.4

7.9

11.9

8.1

9.9

Để có cái nhìn bao quát hơn về tốc độ gió lớn nhất tại trạm theo từng

tháng trong mùa đông, bảng 3.8 đưa ra kết quả thống kê xác định giá trị tốc

độ gió lớn nhất tuyệt đối tháng và tốc độ gió lớn nhất trung bình tháng theo

từng tháng mùa đông và tại từng trạm nghiên cứu. Từ bảng 3.8 có thể thấy gió

mạnh thường được quan trắc thấy tại trạm Văn Lý, tiếp đến là trạm Thái Bình

và Hải Dương. Tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối tháng và trung bình tháng ở các

trạm vào các tháng đầu và cuối mùa đông (tháng IV, tháng V, tháng IX và

tháng X) thường cao hơn vào các tháng chính đông.

Theo kết quả thống kê trên bảng 3.8, tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối tháng

quan trắc được ở các trạm dao động phổ biến từ 12-18m/s (cấp 6-cấp 8). Trạm

Văn Lý đã quan trắc được tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối rất mạnh trong tháng

IV và tháng IX là 33m/s (cấp 12). Một số trạm quan trắc được tốc độ gió lớn

nhất tuyệt đối trong các tháng đạt cấp 9 đó là: Trạm Sơn Tây vào tháng IV là

24m/s, Thái Bình vào tháng IV và tháng IX là 21 và 22m/s. Riêng trạm Nam

Định trong tháng II và tháng III quan trắc được tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối

chỉ là 10m/s, đạt cấp 5. Xét đến tốc độ gió lớn nhất trung bình tháng, trạm

Văn Lý quan trắc được các giá trị lớn nhất trong các trạm thuộc khu vực

Đồng bằng Bắc Bộ với các giá trị dao động từ 11.9 (đạt cấp 6) đến 15.1m/s

(đạt cấp 7), trong đó giá trị 15.1m/s xảy ra trong tháng IX. Tiếp đến là trạm

Hải Dương và Thái Bình với tốc độ lớn nhất trung bình tháng dao động từ 9.2

(đạt cấp 5) đến 12.1m/s (đạt cấp 6). Tại các trạm khác, tốc độ gió lớn nhất

trung bình tháng dao động phổ biến từ 7 - 10m/s (đạt cấp 5), riêng trạm Sơn

Tây trong tháng V đã quan trắc được tốc độ gió lớn nhất trung bình tháng là

11.3m/s (đạt cấp 6).

3.5. Phân tích nguyên nhân chi phối sự biến đổi trong hoạt động của

không khí lạnh trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ

Như đã biết, nguyên nhân chính của những đợt xâm nhập lạnh đến

nước ta trong mùa đông đều từ áp cao Siberia. Đây là một trung tâm áp cao

hoạt động trong mùa đông ở khu vực Á- Âu. Khí áp trung tâm của áp cao này

có thể lên tới 1083 mb, cao hơn trị số khí áp trung bình nhiều năm khoảng

40mb. Ngoài áp cao Siberia thì áp thấp Aleut cũng có tác động đến số đợt

không khí lạnh ảnh hưởng đến nước ta. Sự mở rộng hơn hay thu hẹp hơn

phạm vi ảnh hưởng của hai trung tâm khí áp này trong các tháng đều ảnh

hưởng đến số đợt không khí lạnh. Bảng 3.10 dưới đây cho biết về hệ số tương

quan giữa độ cao địa thế vị trung bình vùng trung tâm của áp cao Siberia (40- 60oN, 70-110oE) và vùng trung tâm của áp thấp Aleut (50- 60oN, 170-150oW)

mực 1000mb với tổng số đợt không khí lạnh trong các tháng trong giai đoạn

1979-2015.

Bảng 3.9: Bảng hệ số tương quan giữa cường độ của áp cao Siberia, áp thấp

Tháng

Các tháng cuối đông

Aleut với số đợt không khí lạnh trong từng tháng

Áp cao

0,25

0,17

-0,15 0,56 0,61 0,65 0,44 0,42 0,17

0,51

Siberia

-0,43

-0,36 0,26

-0,15 0,15

-0,30 -0,33 -0,03 -0,15

-0,33

Áp thấp Aleut

Từ bảng 3.9 có thể thấy các tháng giữa đông có hệ số tương quan cao

nhất đối với áp cao Siberia vì đây là các tháng có nhiều đợt không khí lạnh

ảnh hưởng đến nước ta nhiều nhất và là các tháng áp cao này có cường độ

mạnh nhất. Điều này cũng xảy ra tương tự với áp thấp Aleut, chỉ có riêng

tháng I là có tương quan dương nhưng không nhiều. Điều này được lý giải là

do trong tháng này, cường độ của áp thấp này có giảm nhẹ so với các tháng

khác và đồng thời số đợt không khí lạnh cũng tăng. Hệ số tương quan thấp

nhất rơi vào các tháng đầu đông, cụ thể là vào tháng IX vì khi đó cường độ

của hai trung tâm áp cao này còn yếu, đồng thời số đợt không khí lạnh cũng

còn ít. Càng tiến về các tháng tiếp theo, hệ số tương quan càng tăng và bắt

đầu giảm dần từ tháng III - khi sang giai đoạn cuối đông.

Với các tháng cuối đông, ở áp cao Siberia, tương quan của tháng III là

cao nhất, còn các tháng còn lại thì giảm dần. Điều đó cho thấy cường độ của

áp cao Siberia cũng giảm dần và số đợt không khí lạnh ảnh hưởng đến nước ta

cũng giảm dần. Tuy nhiên, với áp thấp Aleut lại khác, hệ số tương quan của

áp thấp này tăng từ tháng III đến tháng IV, nhưng sau đó lại giảm ở tháng V.

Điều này thể hiện áp thấp này có cường độ giảm đi trong các tháng cuối đông.

Tuy nhiên, ở tháng IV, cường độ của áp thấp Aleut lại có sự giảm mạnh hơn

là tháng V và giảm mạnh hơn hẳn so với tháng III. Ở cuối bảng là hệ số tương

quan của tổng số đợt không khí lạnh ở các tháng cuối đông với độ cao địa thế

vị vùng trung tâm của hai trung tâm khí áp đang xét. Từ các giá trị hệ số

tương quan này, có thể thấy cường độ trung bình của áp cao Siberia và áp

thấp Aleut trong các tháng cuối đông cũng khá mạnh, tổng số đợt không khí

lạnh cũng lớn, gần bằng với tháng XII - tháng đầu tiên trong các tháng giữa

đông.

3.6. Phân tích cơ chế nhiệt động lực học chi phối đợt lạnh bất thường

trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ trong năm 2018

Các phân tích ở trên đã cho thấy những thay đổi trong hoạt động của

KKL trên khu vực ĐBBB chịu sự tác động của nhiều hệ thống khí áp chi

phối, đặc biệt là Áp cao Siberia. Tuy nhiên, trên thực tế khi KKL ảnh hưởng

đến khu vực ĐBBB, còn có sự tham gia của nhiều hình thế thời tiết khác.

Chính sự kết hợp này tạo ra nhiều hệ quả thời tiết khác nhau cũng như làm

thay đổi cường độ của khối KKL. Câu hỏi đặt ra là có hay không nhiều dạng

cơ chế nhiệt động lực, hay chỉ có một dạng cơ chế nhiệt động lực chung gây

ra tính bất thường của các đợt KKL trong mùa đông. Phần dưới đây sẽ đi sâu

phân tích chi tiết cơ chế nhiệt động lực và vật lý chi phối tính bất thường

trong đợt lạnh kỷ lục kéo dài từ 14/1 đến 20/2/2008. Đây là đợt không khí

lạnh không chỉ gây bất thường về cường độ mà còn gây bất thường về mức độ

kéo dài trong mùa đông.

Rạng sáng 13/1/2008, một khối không khí lạnh mạnh kèm theo front

lạnh di chuyển chậm xuống biên giới phía Bắc Việt Nam. Ngày và đêm 13/1

ảnh hưởng đến phía Đông Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, sau đó ảnh hưởng đến

hầu hết phía Tây Bắc Bộ, Trung Trung Bộ và Nam Trung Bộ. Ở các tỉnh Bắc

Bộ và Thanh Hóa có mưa nhỏ rải rác; các tỉnh ven biển Trung Bộ có mưa,

phía Nam có nơi mưa vừa, mưa to. Nhiệt độ trung bình ngày ở Bắc Bộ giảm

7-90C (T24 ở Lạng Sơn: 9,90C, Hà Nội: 10,40C), Bắc và Trung Trung Bộ

giảm 3-50C (T24 ở Thanh Hóa: 5,40C). Sáng sớm ngày 15/1, không khí lạnh

tiếp tục tăng cường bắt đầu gây ra đợt rét đậm rét hại kéo dài nhất trong lịch

sử quan trắc ở các tỉnh Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Trung Trung Bộ.

Sau đó, không khí lạnh liên tục được tăng cường xuống miền Bắc nước

ta vào các ngày 21/1, 26/1, 30/1, 6/2, 8/2, 11/2, 14/2 và 17/2/2008 đã gây ra

đợt rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày (tính đến hết ngày 20/02/2008). Đây là

đợt rét đậm, rét hại kéo dài nhất từ trước tới nay ở miền Bắc. Trước đó là đợt

rét đậm vào tháng 1 và tháng 2 năm 1989 (kéo dài 31 ngày).

Đáng lưu ý là tháng giêng nhiệt độ trung bình ở miền Bắc phổ biến thấp hơn mức bình thường từ 1,2-1,30C, song nửa đầu tháng nhiệt độ phổ biến cao hơn từ 1-20C và nửa cuối tháng thấp hơn từ 2-40C; còn 20 ngày đầu tháng 2 thấp hơn từ 5-60C.

Đợt rét đậm rét hại vừa qua, ở vùng núi và trung du Bắc Bộ đã xảy ra

31 ngày rét hại, đáng chú ý là ngày 1/2/2008 là ngày rét nhất trong đợt rét này với nhiệt độ trung bình ngày phổ biến từ 6-80C (Lạng Sơn 3,90C; Cao bằng 5,30C), đây là ngày có nhiệt độ trung bình ngày thấp nhất trong chuỗi số liệu nhiều năm. Tại Sa Pa nhiệt độ trung bình ngày đã xuống thấp kỷ lục -0.10C

(ngày 14/2). Riêng khu vực Tây Bắc và Bắc Trung Bộ thời gian xảy ra rét

đậm, rét hại muộn hơn (kể từ sau ngày 22/1), trong đó Lai Châu có 7 ngày rét

hại, 4 ngày rét đậm (kể từ ngày 9/2), Sơn La có 24 rét hại (kể từ ngày 28/1),

còn các tỉnh Bắc Trung Bộ có 22 ngày rét đậm, rét hại, trong đó số ngày rét

hại chiếm tới 2/3. Đợt rét đậm, rét hại này còn ảnh hưởng tới các tỉnh phía

Bắc của Trung Trung Bộ với 6 ngày rét hại và 15 ngày rét đậm (kể từ ngày

31/1), Thừa Thiên Huế có 6 ngày rét đậm (kể từ ngày 9/2).

Trong đợt rét đậm rét hại này nhiệt độ thấp nhất tại một số nơi thuộc vùng núi cao Bắc Bộ xuống dưới 00C như: Sa Pa: -1,00C; Mẫu Sơn (Lạng Sơn): -2,00C; vùng đồng bằng trung du Bắc Bộ từ 4-7oC (Hà Nội 6,70C); Bắc Trung Bộ từ 5-100C. Có tới 25 ngày xảy ra mưa nhỏ mưa phùn, nhiều hơn

năm 1989 (7 ngày). Băng tuyết đã xuất hiện ở các vùng núi cao thuộc Lạng

Sơn, Lào Cai, Hà Giang, Sơn La, Lai Châu và kéo dài trong nhiều ngày liên

tục. Đây là năm có băng tuyết xuất hiện trên diện rộng và kéo dài nhất từ

trước cho đến thời điểm này (2/2008).

Hình 3.9. Phân bố nhiệt độ lúc 7 giờ các ngày 14/1; 1/2 và 21/2/2008 trên khu

vực các tỉnh miền núi phía Bắc

Ngày 21/2/2008, thời tiết ấm lên nhanh chóng và kết thúc đợt rét đậm rét hại ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ với nhiệt độ thấp nhất phổ biến 10-130C, nhiệt độ cao nhất đã lên tới 21-240C, một số nơi cao hơn như Hòa Bình là 26.00C; Vĩnh Yên (Vĩnh Phúc) là 25.40C;. Việt Trì (Phú Thọ) là 25,80C; Cao Bằng là 24,60C; Thái Nguyên là 25,30C; ... Hình 3.9 mô tả phân bố nhiệt độ thấp nhất trong các ngày 14/1 (thời điểm bắt đầu bước vào đợt rét đậm, rét hại), ngày 1/2 (thời điểm nhiệt độ xuống thấp nhất) và ngày 21/2 (thời điểm kết thúc đợt rét đậm, rét hại) trên khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc trong đợt rét đậm rét hại kỷ lục này. Vậy đâu là nguyên nhân gây ra đợt rét đậm, rét hại kéo dài lần này? Trước tiên phải đề cập đến nguồn gốc khối không khí lạnh đã chi phối thời tiết nước ta (nguyên nhân chính), sau đó mới đề cập đến các nguyên nhân khác. Từ đây chúng tôi tìm ra được 3 nguyên nhân sau:

1) Nguyên nhân thứ nhất (nguyên nhân chính): xuất phát từ nguồn

gốc và cường độ khối không khí.

Thông thường, trong những tháng mùa đông, không khí lạnh ảnh hưởng

tới nước ta theo 3 nguồn gốc khác nhau: 1. là từ trung tâm áp cao Siberia; 2.

là từ không khí lạnh cực đới từ bắc cực di chuyển xuống và 3. là từ không khí

lạnh di chuyển từ phía châu Âu đi sang. Trong 3 nguồn gốc trên thì nguồn gốc

1 và 2 là những nguồn gốc chủ đạo và gây ảnh hưởng mạnh nhất và giảm

nhiệt độ mạnh nhất tới nước ta một khi chúng mở rộng về phía nam, điều này

một phần là do thời gian và quãng đường nó di chuyển xuống là khá ngắn,

mặt khác cũng bắt nguồn từ vị trí địa lý của chúng. Còn không khí lạnh có

nguồn gốc từ Châu Âu đi sang, trải qua một quãng đường và thời gian di

chuyển khá dài nên khi đến khu vực Siberia thường yếu đi và tĩnh lại ở đó

đồng thời chờ đợi sự bổ sung không khí lạnh ở đây hoặc ở Bắc Cực đi xuống,

khi đủ lớn chúng mới bắt đầu phát triển xuống phía nam.

Quay trở lại với 9 đợt không khí lạnh bổ sung và tăng cường từ giữa

tháng 1/2008 đến ngày 20/2/2008, khi xem xét bản đồ khí áp mặt đất Âu-Á

các ngày trước thời điểm một ngày khi không khi lạnh ảnh hưởng tới nước ta

thì chỉ có duy nhất một đợt ngày 10/2 là có nguồn gốc từ bên châu Âu đi sang

và được bổ sung thêm không khí lạnh vốn có ở Siberia, 8 đợt còn lại đều có

nguồn gốc phát triển ngay tại khu vực Siberia và được bổ sung từ Bắc Cực.

Nguyên nhân quan trọng nhất đó là do khối không khí lạnh này có cường độ

rất mạnh (khí áp trung tâm ở mặt đất lớn hơn 1070mb và phát triển lên độ cao

3 km) và duy trì trong một khoảng thời gian dài.

2) Nguyên nhân thứ 2: Sự tăng cường và bổ sung liên tục của khối

không khí lạnh

Quay ngược trở lại về tính chất tăng cường của không khí lạnh lần này

như đã trình bày ở phần trên có thể thấy: Trong khoảng thời gian từ 13/1 đến

31/1, đã có 4 đợt tăng cường là trong các ngày 13, 21, 26 và 30/1, như vậy có

thể thấy rõ ràng là nhiệt độ trong khoảng thời gian tháng 1 không ở mức rét

hại khốc liệt và kỷ lục như ở trong tháng 2 chính là do tần suất bổ sung của

không khí lạnh là khá dài, trung bình khoảng 5-7 ngày. Từ ngày 30/1, không

khí lạnh cường độ trung bình đã bổ sung xuống và gây ra đợt rét kỷ lục nhất

trong những ngày đầu tháng 2, tiếp theo đó từ ngày 5 đến ngày 20/2, rét đậm,

rét hại kéo dài do thời gian tăng cường của không khí lạnh trong thời điểm

này khá ngắn chỉ từ 2-3 ngày

3) Nguyên nhân thứ 3: Một nguyên nhân nữa cũng đóng vai trò quan

trọng trong đợt giảm nhiệt độ kỷ lục từ ngày 31/1 đến ngày 4/2/2008 đó chính

là hoạt động mạnh của dòng xiết gió tây trên cao gây ra mưa nhỏ, mưa

phùn trong những ngày đó.

Trên cơ sở phân tích cụ thể nguyên nhân gây ra đợt rét đậm, rét hại kỷ

lục, chúng tôi đi sâu phân tích để thấy rõ được cơ chế nhiệt động lực và vật lý

gây ra đợt rét đậm rét hại kỷ lục này thông qua việc phân tích các bản đồ tái

phân tích JRA25 (thể hiện lại trường các yếu tố khí tượng) trong các ngày bắt

đầu (14/1), xảy ra mạnh mẽ nhất (1/2/2008) và ngày kết thúc (21/2), làm cơ

sở cho việc phân tích cơ chế nhiệt động lực và vật lý chi phối tính bất thường

của đợt lạnh này trong mùa đông ở các tỉnh miền núi phía Bắc.

3.6.1. Cơ chế động lực

Hình 3.10 đưa ra bản đồ tái phân tích mực 10m tại thời điểm 7 giờ các

ngày 14/1 trước khi không khí lạnh gây rét đậm, rét hại và ngày 15/1 khi các

tỉnh miền núi phía Bắc bắt đầu đợt rét đậm, rét hại. Trên hình 3.10a cho thấy

một khối không khí lạnh đã bắt đầu ảnh hưởng đến khu vực các tỉnh phía

đông Bắc Bộ nhưng chưa gây được gió đông bắc mạnh trên vịnh Bắc Bộ (gió

đông bắc quan trắc được là 10-11m/s). Trung tâm khối không khí lạnh nằm

lệch về phía Đông Bắc Trung Quốc, đây cũng là hướng tác động đến khu vực

vùng núi phía Đông Bắc Việt Nam. Cũng trên bản đồ tái phân tích này nhận

thấy một xoáy thuận nhiệt đới đang hoạt động trên vùng biển ngoài khơi các

tỉnh Nam Trung Bộ là nguyên nhân khiến KKL di chuyển lệch hơn.

Sang ngày 15/1/2008 (hình 3.10b), lúc này một khối không khí lạnh

khác lại được bổ sung và có sự thay đổi khác hoàn toàn so với ngày hôm

trước khi hướng tác động lần này theo hướng Bắc - Nam, di chuyển hoàn toàn

trên lục địa Trung Quốc và khu vực với các đường đẳng áp dày xít (gradient

khí áp lớn) đã mở rộng sâu xuống lãnh thổ Việt Nam. Cường độ gió đông bắc

tại thời điểm 7 giờ sáng vẫn chỉ ở mức cấp 5, nhưng tối cùng ngày đã mạnh

lên cấp 6-7.

(a) (b)

Hình 3.10. Bản đồ tái phân tích trường gió mực 10m tại thời điểm 7h ngày

14/1 (a) và 15/1/2008 (b)

Bản đồ tái phân tích (hình 3.3) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng gió)

ở các mực 925mb và 850mb tại thời điểm 7 giờ ngày 14/1 (ngày bắt đầu đợt

rét đậm trên khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc). Trên bản đồ tái phân tích

mực 925mb ( hình 3.3a) cho thấy khu vực có độ xoáy dương tập trung trên

khu vực vùng biển phía Bắc quần đảo Trường Sa mà không thấy ở bất cứ

điểm nào trên lãnh thổ Việt Nam nói chung và khu vực các tỉnh miền núi phía

Bắc nói riêng. Gió đông bắc từ khối không khí lạnh vẫn thể hiện rõ ở mực này

trên khu vực các tỉnh vùng núi phía Bắc.

Sang bản đồ tái phân tích mực 850mb (hình 3.3b) đã khác đi hoàn toàn

khi trên bản đồ mực này không còn thấy có ảnh hưởng của khồi không khí

lạnh phía Bắc. Hướng gió thịnh hành trên toàn bộ khu vực Bắc Bộ nói chung

và các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng chuyển hoàn toàn sang hướng Đông

Nam. Như vậy có thể đánh giá tại thời điểm này khối không khí lạnh khi ảnh

hưởng đến miền Bắc Việt nam phát triển ở độ cao thấp dưới 1500 mét. Điều

này cũng đồng nghĩa với việc khi không khí lạnh tràn về, khả năng thăng lên

của phần tử không khí là không có (bị ngăn bởi lớp không khí mực 1500

mét).

(b) (a)

Hình 3.11. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008

Bản đồ tái phân tích (hình 3.12) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng

gió) ở các mực 700mb và 500mb tại thời điểm 7 giờ ngày 14/1/2008. Trên

bản đồ tái phân tích mực 700mb (hình 3.12a), khu vực có độ xoáy dương lớn hơn 4x10-5/s (khả năng gây mưa) quan sát thấy chạy dọc theo vĩ tuyến 26-28

độ vĩ Bắc (cách khu vực vùng núi Bắc Bộ khoảng 200km về phía Bắc). Một

lưỡi áp cao cận nhiệt đới có trục đi qua khu vực Trung Trung Bộ và hướng

gió thịnh hành trên khu vực này hoàn toàn chuyển sang hướng Tây Nam tuy

nhiên với độ dày xít không lớn (tốc độ gió không mạnh). Trên bản đồ tái phân tích mực 500mb (hình 3.12b) khu vực có độ xoáy dương lớn hơn 4x10-5/s lúc

này lui gần hơn về phía các tỉnh vùng núi và độ dày của các đường đẳng tốc

độ gió cũng dày xít hơn trên khu vực vùng núi Bắc Bộ. Đây là điều kiện tiên

quyết khiến khả năng thăng lên của các phần tử không khí ở các tầng không

khí thấp hơn bị ngăn cản.

Như vậy cơ chế động lực gây rét đậm, rét hại trên khu vực miền núi

Bắc Bộ chính là ảnh hưởng của khối không khí lạnh có kết hợp với hoạt động

của đới gió Đông Bắc mạnh tầng thấp làm thăng lên các phân từ không khí bị

ngăn cản lại bởi một khối không khí có bản chất nóng ẩm trên mực 1500 mét.

Sự ngăn cản này thường hình thành nên một lớp nghịch nhiệt duy trì nêm lạnh

ở các tầng không khí bên dưới.

(b) (a)

Hình 3.12. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008

(a) (b)

Hình 3.13. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 01/02/2008

Bản đồ tái phân tích (hình 3.13) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng

gió) ở các mực 925mb và 850mb tại thời điểm 7 giờ ngày 01/02/2008 (đây là

thời điểm rét nhất trong đợt rét đậm, rét hại trên khu vực các tỉnh miền núi

phía Bắc trong đợt này). Trên bản đồ tái phân tích mực 925mb (hình 3.13a)

cho thấy trên khu vực Bắc Bộ nói chung và khu vực các tỉnh miền núi phía

Bắc nói riêng hướng gió không hoàn toàn thịnh hành theo hướng Đông Bắc

mà ngả dần sang hướng Đông Đông Bắc tạo điều kiện cho khả năng cung cấp

ẩm từ biển vào là lớn hơn rất nhiều. Cũng trên bản đồ này quan sát thấy khu

vực vùng núi Đông Bắc đã xuất hiện những khu vực có độ xoáy dương lớn

hơn 4x10-5/s. Đây là điều kiện tiên quyết để mưa có khả năng xảy ra trên khu

vực này. Trên bản đồ tái phân tích mực 850mb (hình 3.13b), một điều rất dễ

nhận thấy là một front lạnh xuất hiện trên khu vực vùng núi Tây Bắc và Việt

Bắc. Việc xuất hiện front lạnh này cũng là lý do khiến khả năng thăng lên của

các phần tử không khí trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Hướng gió thịnh hành

trên toàn bộ khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc có hướng Đông Nam duy trì

cho khả năng cung cấp ẩm cho toàn khu vực. Suốt dọc các tỉnh vùng núi phía Bắc đã có nhiều điểm xuất hiện độ xoáy dương có giá trị lớn hơn 4x10-5/s.

(b) (a)

Hình 3.14. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008

Bản đồ tái phân tích (hình 3.14) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng

gió) ở các mực 700mb và 500mb tại thời điểm 7 giờ ngày 1/2/2008. Trên bản

đồ tái phân tích mực 700mb (hình 3.14a) cho thấy một lưỡi áp cao cận nhiệt

đới đang trải dài về phía Tây và có trục hơi nghiêng về phía Nam (hướng

Đông Bắc-Tây Nam) đi qua khu vực Trung Trung Bộ. Khu vực các tỉnh Bắc

Bộ (trong đó có các tỉnh miền núi phía Bắc) nằm trọn trong khu vực dòng xiết

gió Tây Nam trên cao, kèm theo đó là khu vực có độ xoáy dương trải dài theo

trục dòng xiết và nằm ngay trên phần phía Bắc của vùng núi Bắc Bộ. Độ dày

xít của các đường đẳng tốc là tương đối lớn chứng tỏ tốc độ gió ở mực này là

tương đối mạnh. Trên bản đồ tái phân tích mực 500mb (hình 3.14b). Lúc này

khu vực có độ xoáy dương mở rộng ra nhiều trên khu vực phía Bắc với độ xoáy cũng mạnh hơn lên rất nhiều. Vùng trung tâm đã đạt khoảng 10x10-5/s - 68

12x4x10-5/s. Dòng xiết gió Tây Nam trên cao thể hiện rõ ràng hơn sơ với trên

mực 700mb.

Như vậy, ngày rét nhất trong đợt rét đậm, rét hại kỷ lục và kéo dài trên

khu vực Bắc Bộ thì cơ chế động lực gây rét đậm, rét hại trên khu vực các tỉnh

miền núi phía bắc, ngoài các nhân tố như đã phân tích như trong ngày

14/1/2008 nhưng với cường độ mạnh hơn thì còn có thêm một số yếu tố: xuất

hiện front lạnh trên mực 1500 mét trên khu vực biên giới phía Bắc (đây là

nhân tố quyết định khả năng thăng lên cưỡng bức của các phần tử không khí

tăng lên); độ xoáy dương trên toàn khu vực miền núi trong lớp không khí

1000-2000 mét cũng tăng đáng kể làm tăng khả năng gây mưa. Không khí

lạnh gây tình trạng rét đậm, rét hại lại có thêm nhân tố là mưa làm tăng tình

trạng rét đậm, rét hại lên rất nhiều.

(b) (a)

Hình 3.15. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008

Bản đồ tái phân tích (hình 3.15) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng

gió) ở các mực 925mb và 850mb tại thời điểm 7 giờ ngày 21/2/2008 (ngày kết

thúc đợt rét đậm trên khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc). Trên bản đồ tái

phân tích mực 925mb (hình 3.15a) cho thấy trung tâm khối áp cao lạnh không

còn nằm trên lục địa Trung Quốc mà di chuyển sang hẳn khu vực phía Nam

Nhật Bản. Gió hướng thịnh hành trên toàn bộ khu vực các tỉnh miền núi phía

Bắc chuyển hoàn toàn sang hướng Đông làm biến tính đi hoàn toàn bản chất

của khối không khí lạnh. Trên bản đồ tái phân tích mực 850mb (hình 3.15b)

thay thế hoàn toàn khối không khí lạnh tầng thấp lại là một lưỡi áp cao cận

nhiêt đới trải dài về phía Tây và bao trùm lên khu vực các tỉnh Bắc Bộ nói

chung và các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng với bản chất là nóng và ẩm.

Như vậy khả năng thăng lên cưỡng bức từ khối không khí lạnh của các phần

tử khí là mất đi hoàn toàn.

Bản đồ tái phân tích (hình 3.16) mô tả độ xoáy dương và gió (hướng

gió) ở các mực 700mb và 500mb tại thời điểm 7 giờ ngày 21/2/2008. Trên

bản đồ tái phân tích mực 700mb (hình 3.16a) không còn xuất hiện dòng xiết

trong đới gió Tây trên cao mà chủ đạo là gió có hướng thịnh hành Tây Nam

trên khu vực Bắc Bộ. Thay vào đó là một vùng hội tụ gió giữa rìa phía Tây

của lưỡi áp cao cận nhiệt đới và các nhiễu động gió Tây cận nhiệt đới. Trên

bản đồ mực 700mb lúc này hội tụ gió là không mạnh. Trên bản đồ tái phân

tích mực 500mb (hình 3.16b) thấy rõ hơn vùng hội tụ gió như đã phân tích

trên mực 700mb.

(a) (b)

Hình 3.16. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt

các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008

Như vậy, cơ chế động lực và vật lý chi phối tính bất thường của đợt

lạnh kỷ lục trên các tỉnh miền núi Bắc Bộ kéo dài từ 14/1 đến 20/2/2008 chính

là ảnh hưởng của khối không khí lạnh tầng thấp có bản chất lạnh và khô phát

triển đủ dày đến độ cao trên 1000 mét và được thăng lên cưỡng bức. Sau đó bị

chặn lại bởi khối không khí có bản chất nóng, ẩm trên mực 1500 mét tạo ra

một lớp nghịch nhiệt trên độ cao này ngăn cản khả năng nóng lên của nhiệt độ

không khí ở các tầng không khí bên dưới. Sự ngăn cản của các tầng không khí

trên cao chính là nguyên nhân duy trì lớp nghịch nhiệt trên mực 1500 mét và

làm nó trở nên dày hơn. Cơ chế động lực gây mức độ kéo dài của đợt lạnh bất

thường này chính là do mức độ tăng cường liên tục cúa các sóng lạnh từ khối

không khí lạnh phía Bắc.

3.6.2. Cơ chế nhiệt lực

Từ thực tế phân tích đợt lạnh bất thường kéo dài từ ngày 14/1 đến hết

ngày 20/2/2008 trên khu vực các tỉnh Bắc Bộ nói chung và các tỉnh miền núi

phía Bắc nói riêng cho thấy cũng có đóng góp lớn của cơ chế nhiệt lực và vật

lý chi phối tính bất thường của đợt lạnh này. Hình 3.17, bản đồ tái phân tích

trường độ ẩm tương đối ở độ cao 2 mét tại thời điểm 7 giờ sáng trong các

ngày 14/1 (ngày bắt đầu xảy ra rét đậm, rét hại) và ngày 15/1/2008 (ngày xảy

ra rét đậm, rét hại). Trên bản đồ tái phân tích ngày 14/1/2008 (hình 3.17a) cho

thấy lúc này ngoại trừ khu vực Tây Bắc Bắc Bộ có độ ẩm tương đối cao, sát

mức độ ẩm bão hòa 90-100% thì toàn bộ khu vực miền núi Việt Bắc và Đông

Bắc độ ẩm tương đối lại dao động trong khoảng 80% (chênh lệch giữa nhiệt

độ và nhiệt độ điểm sương là tương đối lớn).

(b) (a)

Hình 3.17. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m thời điểm 7h

ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b)

Chỉ một ngày sau đó, trên bản đồ tái phân tích ngày 15/1 (hình 3.18a),

độ ẩm tương đối ở trạng thái gần bão hòa (đường nhiệt độ và nhiệt độ điểm

sương là tương đối gần nhau, đôi lúc là chập vào nhau) đã mở rộng ra toàn bộ

khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc. Trên thực tế quan trắc được thì vào thời

điểm 7 giờ sáng các ngày 14 và 15/1/2008 chỉ quan sát thấy một vài nơi có

mưa với lượng không lớn.

(a) (b)

Hình 3.18. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 850mb thời

điểm 7h ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b)

Hình 3.18 đưa ra bản đồ tái phân tích trường ẩm tương đối ở độ cao

1500 mét tại thời điểm 7 giờ sáng các ngày 14/1 và ngày 15/1/2008. Tại thời

điểm 7 giờ sáng ngày 14/1 (hình 3.18a) cho thấy trên toàn bộ khu vực Bắc Bộ

nói chung và các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng, độ ẩm cũng đạt đến trạng

thái bão hòa, khu vực có độ ẩm thấp lúc này chỉ quan sát thấy trên khu vực

lục địa Trung Quốc nơi đang tồn tại một khối không khí lạnh. Cũng trên hình

cho thấy một dải ẩm có độ ẩm tương đối lớn chạy dọc theo vùng biển Bắc

Biển Đông và khu vực biển Vịnh Bắc Bộ đang bổ sung cho khu vực các tỉnh

Bắc Bộ. Sang ngày 15/1 (hình 3.18b), mức độ bão hòa độ ẩm trên khu vực các

tỉnh miền núi phía Bắc đã giảm xuống, nguồn cung cấp ẩm từ biển vào như

trong ngày 14/1 đã không còn và tách rời thành các trung tâm ẩm khác nhau.

Tuy nhiên vẫn có một nguồn bổ sung ẩm từ vịnh Bắc Bộ cho khu vực các tỉnh

miền núi Việt Bắc và Đông Bắc.

(a) (b)

Hình 3.19. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb thời

điểm 7h ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b)

Hình 3.19 đưa ra bản đồ tái phân tích trường ẩm tương đối ở độ cao

3000 mét tại thời điểm 7 giờ sáng các ngày 14/1 và ngày 15/1/2008. Trên bản

đồ tái phân tích ngày 14/1 (hình 3.19a) lúc này độ ẩm tương đối đã giảm đi

đáng kể, dưới 50% trên khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc (ngoại trừ vùng

núi Đông Bắc ở mức 60%). Trong khi đó trên khu vực lục địa Trung Quốc độ

ẩm tương đối lúc này cũng giảm nhưng không đáng kể, bao trùm vẫn là khu

vực có độ ẩm trên 80%. Sang ngày 15/1 (hình 3.19b), độ ẩm tương đối lúc

này trên toàn bộ khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc giảm đồng đều hơn và

dao động dưới 40%, trong khi đó khu vực có độ ẩm lớn và đạt đến ngưỡng

bão hòa lại mở rộng trên khu vực phía Đông Bắc Trung Quốc. Điều này cho

thấy rõ ràng khi vượt qua tầng không khí 1500 mét, độ ẩm trong không khí

giảm rất nhanh trong cả 2 ngày trước và trong khi xảy ra rét đậm, rét hại trên

khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc.

Như vây, quá trình giảm nhiệt mạnh trên khu vực vùng núi các tỉnh Bắc

Bộ chính là quá trình lan truyền nhiệt (lượng nhiệt được lan truyền từ phía

Bắc xuống phía Nam) từ khối không khí lạnh mạnh phía Bắc cộng thêm với

ảnh hưởng bị chia cắt mạnh của địa hình các tỉnh miền núi phía Bắc. Tuy

nhiên điều kiện tiên quyết để nhiệt độ có xu hướng giảm mạnh lại chính là

một lớp ẩm dày từ bề mặt đất lên đến độ cao 1500 mét luôn ở trong trạng thái

bão hòa hoặc gần bão hòa. Lớp ẩm này có tác dụng ngăn cản khả năng đốt

nóng của mặt trời làm tăng nhiệt độ trong các lớp không khí thấp hơn.

(a) (b)

Hình 3.20. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m (a) và mực

850mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008

Bây giờ chúng ta tìm hiểu xem cơ chế nhiệt lực vào ngày rét nhất của

đợt rét đậm rét hại kéo dài kỷ lục này là như thế nào. Hình 3.12, bản đồ tái

phân tích trường độ ẩm tại mực 2 mét và tại mực 1500 mét cùng thời điểm lúc

7 giờ của ngày 1/2/2008 (ngày xảy ra rét nhất trong đợt rét đậm, rét hại này).

Trên bản đồ tái phân tích mực 2 mét (hình 3.12, bên trái) cho thấy một trường

ẩm đã đạt đến trạng thái bão hòa bao trùm một vùng lãnh thổ rộng lớn phía

lục địa Trung Quốc và miền Bắc Việt Nam, nguồn ẩm được đưa vào khu vực

các tỉnh miền núi phía Bắc từ hướng biển với một dải ẩm xuất phát trên khu

vực phía Đông Hồng Kông (Trung Quốc) kéo sang khu vực Bắc vịnh Bắc Bộ.

Trên bản đồ tái phân tích mực 850mb (hình 3.12, bên phải) trường ẩm bão

hòa lúc này phân tách thành 2 trung tâm một trên khu vực Bắc Bộ Việt Nam

và một trên lục địa phía Bắc Trung Quốc. Nguồn ẩm cung cấp cho các tỉnh

miền núi phía Bắc lúc này lại từ 2 nguồn khác nhau, một nguồn từ vùng biển

vịnh Bắc Bộ, trong khi đó xuất hiện thêm một nguồn thứ hai từ khu vực vịnh

Ben Gan đưa sang xuất phát từ đới gió tây nam cận nhiệt đới.

(a) (b)

Hình 3.21. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb (a) và

500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008

Hình 3.21 đưa ra bản đồ tái phân tích trường ẩm tương đối ở độ cao

3000 mét và 5000 mét tại thời điểm 7 giờ sáng cùng ngày 1/2/2008. Trên bản

đồ hình 3.21a cho thấy một điều rất rõ ràng là trường ẩm bão hòa vẫn còn tồn

tại trên khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc, ngoại trừ một phần rất nhỏ trên

khu vực phía Đông Bắc (vùng núi Quảng Ninh). Một vệt ẩm bão hòa kéo dài

từ phía Tây Nam khu vực đi lên cho thấy rõ ràng vệt ẩm này đem lại từ phía

vịnh Ben Gan đưa lại từ đới gió Tây Nam. Lên đến độ cao 5000 mét khu vực

ẩm bão hòa co gọn lại trên khu vực vùng núi Tây Bắc Bắc Bộ (hình 3.21b).

Các khu vực khác độ ẩm giảm tương đối nhanh. Như vậy, cơ chế nhiệt lực ở

đây ngoài việc lan truyền nhiệt làm giảm nhiệt từ khối không khí lạnh phía

Bắc và ảnh hưởng của địa hình thì độ dày của lớp ẩm bão hòa trên khu vực

các tỉnh miền núi phía Bắc lại là một nhân tố ảnh hưởng đáng kể gây giảm sâu

nhiệt độ ở các tầng thấp hơn.

Hình 3.22, bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối ở độ cao 2 mét

tại thời điểm 7 giờ sáng trong các ngày 20/2 (ngày xảy ra rét đậm, rét hại) và

ngày 21/2/2008 (ngày kết thúc đợt rét đậm, rét hại kéo dài kỷ lục). TRên bản

đồ tái phân tích ngày 20/2 (hình 3.22a) cho thấy lúc này trên toàn bộ khu vực

Bắc Bộ nói chung và các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng bao trùm vẫn là

một trường ẩm bão hòa. Tuy nhiên, đây chỉ là khu vực ẩm còn duy trì bởi nội

tại khối không khí và không thấy rõ nguồn cung cấp ẩm cho cho khu vực này.

Trên khu vực lãnh thổ Trung Quốc không còn quan sát được vùng ẩm rộng

lớn trên khu vực phía Đông Bắc và phía Đông nữa.

(a) (b)

Hình 3.22. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m thời điểm 7h

ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b)

Sang ngày 21/2 (hình 3.22b) cũng tương từ như khi phân tích vào sáng

ngày 20/2. Trên toàn bộ khu vực Bắc Bộ nói chung và các tỉnh miền núi phía

Bắc nói riêng bao trùm vẫn là một trường ẩm bão hòa tuy nhiên cũng không

thấy rõ được nguồn cung cấp ẩm cho khu vực Bắc Bộ nói chung và miền núi

phía Bắc nói riêng. Như vậy nguồn cung cấp ẩm cho khu vực đã không còn

trong 2 ngày cuối cùng của đợt rét đậm rét hại này cũng là nguyên nhân khiến

nhiệt độ trên toàn khu vực có dấu hiệu tăng lên.

Hình 3.23 đưa ra bản đồ tái phân tích trường ẩm tương đối ở độ cao

1500 mét tại thời điểm 7 giờ sáng các ngày 20/2 và ngày 21/2/2008. Tại thời

điểm 7 giờ sáng ngày 20/2 (hình 3.23a) khu vực có độ ẩm tương đối bão hòa

không còn mở rộng trên toàn bộ khu vực Bắc Bộ nữa mà co gọn lại trên một

diện tích hẹp hơn là toàn bộ khu vực các tỉnh miền núi và trung du Bắc Bộ.

Nguồn ẩm từ biển Đông để cung cấp cho khu vực không còn như khi bắt đầu

đợt rét đậm, rét hại. Trên cả một vùng lãnh thổ rộng lớn phía Trung Quốc độ

ẩm tương đối cũng giảm đi đáng kể trên độ cao này. Sang ngày 21/2 (hình

3.23b) chúng ta thấy rõ hơn quá trình thu hẹp vùng độ ẩm tương đối bão hòa

trên khu vực Bắc Bộ khi mà chỉ còn một diện tích rất nhỏ lớp ẩm bão hòa còn

duy trì được trên khu vưc phía Bắc biên giới nước ta. Nguồn cung cấp ẩm từ

biển không còn và độ ẩm cũng đã giảm đi hơn một nửa.

(a) (b)

Hình 3.23. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 850mb thời

điểm 7h ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b)

Hình 3.24. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb thời

điểm 7h ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b)

Hình 3.24 đưa ra bản đồ tái phân tích trường ẩm tương đối ở độ cao

3000 mét tại thời điểm 7 giờ sáng các ngày 20/2 và ngày 21/2/2008. Trên bản

đồ hình 3.24a lúc này trường độ ẩm tương đối đã giảm đi đáng kể, hầu hết các

tỉnh miền núi Việt Bắc và Đông Bắc độ ẩm đã giảm xuống dưới 70%, chỉ còn

lại các tỉnh miền núi Tây Bắc và vùng núi phía Tây còn duy trì được độ ẩm

tương đối khoảng 80%. Trên khu vực vịnh Ben Gan, nguồn cung cấp ẩm

chính cho khu vực miền núi phía Bắc, độ ẩm đã khô đi rất nhiều chỉ còn dao

động 20-40%, là quá nhỏ để có thể bố sung ẩm cho các tỉnh miền núi phía

Bắc. Sang ngày 21/2 (hình 3.24b) tình hình cũng gần tương tự như trong ngày

20/2 nhưng với vùng ẩm còn thu hẹp diện tích hơn cả ngày 20/2.

Như vậy, quá trình phá vỡ cấu trúc trường ẩm theo chiều cao chính là

cơ chế nhiệt lực chính tác động làm cho quá trình duy trì trường nhiệt độ thấp

trên khu vực các tỉnh miền núi Bắc Bộ không còn. Một nguyên nhân khác

cũng tác động đến cơ chế nhiệt lực chi phối tính bất thường của đợt lạnh này

chính là không còn quá trình lan truyền nhiệt ở phía bắc theo phương ngang

để duy trì độ ổn định của trường nhiệt độ (không còn khả năng tăng cường

đều đặn của các đợt không khí lạnh ở phía Bắc),

Như vậy, qua phân tích trường nhiệt, ẩm trên khu vực các tỉnh Bắc Bộ

nói chung và các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng trong các ngày bắt đầu,

ngày xảy ra nhiệt độ thấp nhất và ngày kết thúc của đợt rét đậm rét hại bất

thường và kéo dài gây nên nhiều kỷ lục trên khu vực Bắc Bộ nói chung và các

tỉnh miền núi Bắc Bộ nói riêng chúng tôi nhận thấy cơ chế nhiệt lực và vật lý

chi phối tính bất thường của đợt lạnh này được thể hiện ở một số điểm sau

+ Quá trình lan truyền nhiệt theo phương ngang đảm bảo tính đồng

nhất của trường nhiệt từ khối không khí lạnh phía bắc. Mức độ chia cắt mạnh

của địa hình các tỉnh miền núi phía bắc là nguyên nhân gián tiếp khiến mực

độ giảm nhiệt thêm mạnh mẽ hơn.

+ Phân bố trường nhiệt ẩm theo chiều thẳng đứng đảm bảo một lớp ẩm

tương đối dày (đến độ cao 1500 mét) để duy trì nền nhiệt thấp sẵn có ở các

tầng không khí thấp hơn. Lớp ẩm này càng dày thì phân bố trường nhiệt trên

mực bề mặt càng thấp.

+ Dòng xiết gió Tây trên cao duy trì dày trên khu vực Bắc Bộ, nguồn

cung cấp ẩm thứ hai cho khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc, là nguyên nhân

khiến mức độ giảm nhiệt mạnh mẽ ở tầng thấp gây nên tính bất thường của

một đợt lạnh.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

Trong khoảng thời gian 20 năm, từ mùa đông năm 1997 - 1998 đến

mùa đông năm 2016 - 2017, trung bình có khoảng 27 - 29 đợt không khí lạnh

xâm nhập đến khu vực, số đợt xâm nhập của không khí lạnh giảm và cường

độ xuất hiện không khí lạnh mạnh đã và đang giảm dần, trong 5 năm gần đây

thì giảm mạnh. Điều này thể hiện áp cao Siberia đang yếu dần đi, điển hình là

trong 7 năm gần đây. Các đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực từ tháng IX đến

tháng V năm sau, tập trung nhiều vào các tháng giữa mùa đông. Tuy nhiên

cũng có những đợt xâm nhập lạnh trái mùa vào tháng VI và tháng VIII gây

mưa lớn và dông cho khu vực.

Thời gian bắt đầu đợt xâm nhập lạnh và thời gian kết thúc của KKL có

nhiều biến động và phụ thuộc vào các năm ENSO. Vào những năm El Nino,

mùa đông thường đến sớm và kết thúc cũng sớm hơn. Ngược lại, vào những

năm có La Nina thì mùa đông lại đến muộn hơn và kết thúc muộn hơn so với

những năm ENSO trung tính. Nguyên nhân chính dẫn đến những sự thay đổi

trong hoạt động của KKL trong 2 thập kỷ gần đây là do sự thay đổi trong hoạt

động của áp cao lạnh Siberia và áp thấp Aleut trong đó vai trò chính là của áp

cao lạnh Siberia. Sự thay đổi về thời gian hoạt động và cường độ của áp cao

lạnh này quyết định tới khả năng xuất hiện sớm hay muộn, kết thúc sớm hay

muộn của các đợt KKL ảnh hưởng tới khu vực ĐBBB. Nguyên nhân chính

của sự thay đổi này là do tác động của BĐKH toàn cầu dẫn đến thay đổi về

cường độ của áp cao lạnh Siberia và hoạt động của áp cao cận nhiệt đới Tây

Bắc Thái Bình Dương, ITCZ, … Sự kết hợp của KKL với các hình thế thời

tiết tiết này trong 2 thập kỷ gần đây đã gây ra nhiều hiện tượng thời tiết cực

đoan trên khu vực ĐBBB như sự xuất hiện của tuyết và băng giá đã trở nên

thường xuyên hơn trong mùa đông ở khu vực vùng núi phía Bắc trong vài

năm trở lại đây.

Rét đậm, rét hại và nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối mùa đông xảy ra vào

các tháng chính đông từ tháng XII đến tháng II năm sau, với đa số các ngày

rét đậm nhiều hơn số ngày rét hại. Đợt rét đậm, rét hại kỷ lục nhất trong vòng

20 năm qua xảy ra vào đầu năm 2011 với tổng số ngày là 30 ngày, trong đó có

23 ngày rét hại. Rét đậm, rét hại xảy ra ít nhất vào mùa đông 2016-2017. Đây

cũng là một chứng minh cho những biến đổi bất thường của thời tiết, đặc biệt

là các hiện tượng cực đoan. Có những năm, mùa đông “ấm” với ít ngày xảy ra

rét đậm, rét hại nhưng xen kẽ là những năm có mùa đông rất lạnh với nhiều

ngày liên tục nhiệt độ giảm sâu. Phân tích được mối tương quan cùng chiều

khá rõ ràng giữa số đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực và tổng số ngày rét đậm,

rét hại trong các mùa đông.

Đối với yếu tố nhiệt độ, mức giảm nhiệt độ trung bình ngày sau khi ảnh hưởng của gió mùa đông bắc thường từ 2-50C, đối với các đợt KKL tăng cường ở mức thấp hơn từ 1-30C. Tuy nhiên, có đợt xâm nhập lạnh cường độ mạnh có thể làm giảm nhiệt độ từ 8-110C. Các giá trị TNn chủ yếu tập trung

vào một trong 3 tháng chính đông, từ tháng XII đến tháng II năm sau, và có giá trị trung bình dao động từ 6-110C.

Đối với lượng mưa, có mối tương quan cùng chiều khá rõ ràng giữa

chuẩn sai tổng lượng mưa các tháng ảnh hưởng của gió mùa mùa đông và

chuẩn sai số đợt KKL ảnh hưởng đến khu vực. Tổng lượng mưa trong mùa

đông 2008-2009 vượt chuẩn nhất và mùa đông 2004-2005 là hụt chuẩn nhất.

Số ngày có mưa trong các tháng mùa đông nhiều nhất vào các tháng cuối mùa

từ tháng III-V và tháng IX, các tháng chính đông ít ngày có mưa. Tổng lượng

mưa, lượng mưa ngày lớn nhất và số ngày xảy ra mưa lớn trong các tháng đầu

và cuối mùa đông cao hơn các tháng chính đông. Trong các tháng chính đông,

có rất ít ngày xảy ra mưa to đến rất to. Mưa lớn diện rộng trên khu vực

thường xảy ra theo ngày, ít khi kéo dài thành đợt. Đợt mưa lớn diện rộng từ

ngày 31/X – 3/XI/2008 là đợt điển hình và kỷ lục trong vòng 20 năm qua.

Đối với yếu tố gió, khi KKL xâm nhập xuống Việt Nam làm thay đổi

một cách cơ bản hệ thống gió đang tồn tại ở khu vực ĐBBB, trở thành hệ

thống gió có hướng lệch bắc và tốc độ tăng lên. Tốc độ gió lớn nhất quan trắc

được tại trạm Văn Lý, tiếp đến là trạm Thái Bình và Hải Dương. Tốc độ gió

lớn nhất tuyệt đối và trung bình ở các trạm vào các tháng đầu và cuối mùa

đông (tháng IV, tháng V, tháng IX và tháng X) thường cao hơn vào các tháng

chính đông.

Nếu xem xét kỹ theo thập kỷ đầu tiên (1997-2006) và thập kỷ tiếp theo

(2007-2017) thì TXx và TNn có xu hướng tăng trong cả hai thập kỷ trong đó

TXx tăng nhanh hơn so với TNn, trong khi số đợt KKL tăng trong thập kỷ

đầu tiên và giảm nhanh trong thập kỷ 2007-2017. Nhiệt độ trung bình các

tháng mùa đông ít biến đổi trong thập kỷ đầu tiên nhưng lại tăng nhanh trong

thập kỷ 2007-2017. Tổng lượng mưa trong các tháng mùa đông có xu thế

giảm trong cả 2 thập kỷ trong đó giảm nhanh hơn trong thập kỷ đầu tiên.

KIẾN NGHỊ

Cần tiếp tục nghiên cứu đánh giá tác động của KKL đến một số hiện

tượng thời tiết và yếu tố khí tượng cực đoan khác như dông, gió giật, mưa

đá, ... trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ.

Cần tiếp tục nghiên cứu bóc tách được ảnh hưởng của KKL hoạt động

đơn thuần với KKL có kết hợp với các hình thế thời tiết khác tới sự thay đổi

của một số yếu tố khí tượng cực trị như TTx, TNn, mưa ngày cực đại, ...

Cần tiếp tục nghiên cứu mối quan hệ giữa áp cao lạnh Siberia và áp

thấp Aleut và một số trung tâm khí áp toàn cầu khác với hoạt động của KKL

trên khu vực Bắc Bộ nói chung và khu vực đồng bằng Bắc Bộ nói riêng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

1. Phạm Vũ Anh, 1997. Về những đặc điểm synop ở khu vực châu Á gió mùa,

Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn.

2. Phạm Vũ Anh, Nguyễn Viết Lành, 2010: Giáo trình Khí tượng synop,

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.

3. Trần Công Minh, 2003: Giáo trình Khí tượng synop nhiệt đới, Đại học

Quốc gia Hà Nội.

4. Trần Công Minh, 2006. Khí tượng nhiệt đới, Nhà xuất bản Đại học Quốc

gia Hà Nội.

5. Phạm Thị Thanh Hương, 2012. Nghiên cứu khả năng dự báo các hiện

tượng thời tiết cực đoan trong gió mùa mùa đông ở miền Bắc Việt Nam. Đề

tài khoa học cấp Bộ.

6. Chu Thị Thu Hường, 2015: Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến cường độ

vi phạm hoạt động của áp cao Siberia, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, Số 651,

pp.15-21.

7. Nguyễn Trọng Hiệu, 1999. Khái quát về hoàn lưu trên khu vực Đông Á và

Nam Á, Viện KTTV, Hà Nội.

8. Vũ Bội Kiếm, 1967, 1968. Các trung tâm tác động đến gió mùa Đông Á,

Tạp chí KTTV.

9. Vũ Bội Kiếm, 1974. Mô hình hoá gió mùa mùa đông ở Đông Á, Tạp chí

KTTV.

10. Trung tâm Khí tượng Thủy văn Trung ương, 2016: Đặc điểm khí tượng

thủy văn trong từng năm, Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia.

11. Tuyển tập các báo cáo tại hội nghị tổng kết công tác nghiên cứu dự báo và

phục vụ dự báo khí tượng thủy văn, 2000.

12. Kiều Thị Xin, Phan Văn Tân, Phạm Thị Thanh Hương, 1997. Về hoàn lưu

gió mùa mùa hè ở Đông Á, quan hệ giữa nó với XTNĐ và ENSO, Tập báo

cáo công trình NCKH, Hội nghị KH lần thứ VI, Viện KTTV, Hà Nội, Tập 1,

tr. 294-299.

Tiếng Anh:

13. Bin Wang, 2006. The Asian momsoon – Praxia Publishing, Chlester, UK,

14. Bingyi Wu và Jia Wang, 2002: Winter Arctic Oscillation, Siberian high

and East Asian Winter Monsoon, Geophysical Research letters, vol.29, no.19,

doi:10.1029/2002GL015373,

15. Proceeding of the third WMO international workshop on Monsoon (IWM-

III), Hangzhou, China, November, 2004

16. Proceeding of the Fourth WMO international workshop on Monsoon

(IWM-IV), Beijing, China, October, 2008.

17. Sirapong Sooktawee, UsaHumphries, Atsamon Limsakul và Prungchan

Wongwises, 2014: Atmosphere 2014, 5, pp 101 121; –

doi:10.3390/atmos5010101.

Tiếng Trung Quốc:

18. Chu Bính Hải, 1965, Khí hậu Trung Quốc, Nhà xuất bản khoa học Trung

Quốc

19. Diệp Đốc Chính, 1963, Khái quát về hoàn lưu khí quyển mùa đông ở

Trung Quốc. Khí tượng học báo.

20. Ma Khai Ngọc và CTV, 1990. Chẩn đoán khí hậu. tr 95-99. Nhà xuất bản

Khí tượng, Trung Quốc.

21. Trương Dưỡng Tài, nnk, 1991, Khái quát về thiên tai khí tượng nông

nghiệp ở Trung Quốc – Nhà xuất bản khí tượng Trung Quốc.

Luận văn Thạc sĩ Khí tượng - Khí hậu học: Nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ

Mục tiêu chính là đánh giá được mức độ, xu thế, tính chất hoạt động của KKL trên khu vực ĐBBB để trên cơ sở đó giải thích được nguyên nhân dẫn đến biến đổi của KKL trên khu vực ĐBBB trong 2 thập kỷ gần đây (1997-2017).

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ PHÍ THỊ NGÀ CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC

TT Tỉnh (Thành phố) Tên trạm Mã trạm Kinh độ Vĩ độ

Độ cao (m)

Láng

48820

105°51'

21°01'

6

01

Hà Nội

48817

105°30'

21°08'

16

02

Hà Nội

Sơn Tây

48/58

105°45'

20°58'

6

03

Hà Nội

Hà Đông

48827

106°18'

20°57'

2

04

Hải Dương

Hải Dương

48822

106°03'

20°40'

4

05

Hưng Yên

Hưng Yên

48823

106°10'

20°26'

2

06

Nam Định

Nam Định

48829

106°18'

20°07'

2

07

Nam Định

Văn Lý

Ninh Bình

Ninh Bình

48824

105°59'

20°15'

3

08

Thái Bình

Thái Bình

48835

106°21'

20°27'

2

09

IX

X

XI XII

II

III

IV

V

I

So với TBNN

Tổng số

Tháng/ Mùa đông