ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ HẢI DƯƠNG HỌC
Nguyễn Thị Chiên
XU THẾ BIẾN ĐỔI CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA PHƠN
KHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM
Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy
Ngành Khí tượng học
(Chương trình đào tạo chuẩn)
Cán bộ hướng dẫn: TS. Trần Quang Đức
Hà Nội - 2014
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được khóa luận này, em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến
TS Trần Quang Đức, người đã tận tình chỉ bảo, định hướng đề tài và tạo mọi
điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt thời gian thực hiên khóa luận.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn các thầy cô, các anh chị công tác tại khoa Khí
tượng Thủy văn và Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học
Quốc gia Hà Nội đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt cho em những kiến thức trong
suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận.
Cuối cùng là lời cảm ơn đến những người thân trong gia đình, bạn bè đã
luôn luôn động viên, cổ vũ tinh thần, giúp em tự tin hoàn thành khóa luận này.
Mặc dù em đã nỗ lực hết mình, nhưng trong quá trình thực hiện khóa luận
cũng không thể tránh khỏi những sai sót. Em kính mong nhận được sự góp ý của
thầy cô, anh chị và các bạn để khóa luận của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày 25 tháng 5 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Chiên
BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
I
f
Cường độ Phơn
T
x
Nhiệt độ cực đại ngày
T13
Nhiệt độ lúc 13 giờ
r13 Độ ẩm tương đối 13 giờ
U
m
Độ ẩm cực tiểu ngày
Mục lục
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG PHƠN 3
1.1. Khái quát về hiện tượng Phơn 3
1.2. Phân bố Phơn ở Việt Nam 4
1.3. Nguồn gốc của Phơn 4
1.4. Mùa Phơn 5
1.5. Phân loại hiện tượng Phơn 6
1.6. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước 7
1.7. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên khu vực Miền Trung Việt Nam 16
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU 18
2.1. Phương pháp nghiên cứu 18
2.1.1. Chỉ tiêu xác định ngày khô nóng 18
2.1.2. Phương pháp xác định chỉ tiêu của các đặc trưng Phơn 18
2.1.3. Phương pháp phân tích xu thế 19
2.2. Nguồn số liệu 20
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 23
3.1. Biến đổi ngày bắt đầu mùa Phơn 23
3.2. Biến đổi ngày kết thúc mùa Phơn 24
3.3. Biến đổi số ngày có Phơn 26
3.4. Biến đổi thời gian kéo dài mùa Phơn 28
3.5. Biến đổi trung bình độ dài đợt Phơn 29
3.6. Biến đổi số nhịp Phơn 31
3.7. Biến đổi cường độ Phơn 32
KẾT LUẬN 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ mô tả quá trình Phơn…………………………………………… ……4
Hình 1.2: Phân loại Phơn……………………………………………………………….6
Hình 1.3: Số ngày gió khô nóng trung bình nhiều năm khu vực Bắc Trung Bộ và
Trung Trung Bộ (1971-2000)………………………………………………………….14
Hình 1.4: Số ngày gió khô nóng trung bình nhiều năm trên toàn quốc (1991-
2000)……………………………………………………………………………….….15
Hình 1.5: Địa hình khu vực Bắc Trung Bộ……………………………… ………….17
Hình 2.1: Mạng lưới các trạm khí tượng khu vực Bắc Trung Bộ(a) và Trung Trung
Bộ(b)…………………………………………………………………… ……………21
Hình 3.1: Ngày bắt đầu mùa Phơn ở 3 trạm khu vực Bắc Trung Bộ giai đoạn 1961 –
2007 và xu thế tuyến tính……………………………………………………….…… 23
Hình 3.2: Ngày kết thúc mùa Phơn của 3 trạm khí tượng khu vực Bắc Trung Bộ giai
đoạn 1961-2007 và xu thế tuyến tính……………………………………… ……… 25
Hình 3.3: Số ngày Phơn của 3 trạm khí tượng khu vực Bắc Trung Bộ giai đoạn 1961-
2007 và xu thế tuyến tính…………………………….………………………… ……27
Hình 3.4: Thời gian kéo dài mùa Phơn của 3 trạm khí tượng khu vực Bắc Trung Bộ
giai đoạn 1961-2007 và xu thế tuyến tính…………………………………………… 28
Hình 3.5: Trung bình độ dài đợt Phơn của 3 trạm khí tượng khu vực Bắc Trung Bộ giai
đoạn 1961-2007 và xu thế tuyến tính…………………………………………….……30
Hình 3.6: Số nhịp Phơn của 3 trạm khí tượng khu vực Bắc Trung Bộ giai đoạn 1961-
2007 và xu thế tuyến tính……………………………………………………… ……31
Hình 3.7: Số ngày có cường độ Phơn yếu(a), trung bình(b), mạnh(c) và cường độ Phơn
trung bình (d) của trạm Vinh giai đoạn 1961 – 2007 và xu thế tuyến tính……….….33
Hình 3.8: Số ngày có cường độ Phơn yếu(a), trung bình(b), mạnh(c) và cường độ Phơn
trung bình (d) của trạm Hà Tĩnh giai đoạn 1961 – 2007 và xu thế tuyến tính … … 34
Hình 3.9: Số ngày có cường độ Phơn yếu(a), trung bình(b), mạnh(c) và cường độ Phơn
trung bình (d) của trạm Đồng Hới giai đoạn 1961 – 2007 và xu thế tuyến tính … …36
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Trung bình tần số của Phơn ở thung lũng Sofia…………………………… 9
Bảng 1.2. Số ngày khô nóng…………………………………………………….…….10
Bảng 1.3. Số ngày khô nóng trung bình tháng và năm……………………….……….12
Bảng 2.1: Các trạm khí tượng khu vực Bắc Trung Bộ………………… 22
1
MỞ ĐẦU
Lãnh thổ Việt Nam nằm ở cực đông nam bán đảo Đông Dương, có phần
đất liền trải dài từ kinh tuyến 102ᵒ8’Đông đến 109ᵒ27’Đông và từ vĩ tuyến
8ᵒ27’Bắc đến 23ᵒ23’Bắc. Lãnh thổ hẹp ngang, chạy dài theo phương kinh tuyến
tiếp giáp với Thái Bình Dương, nằm hoàn toàn trong khu vực nội chí tuyến của
Bắc bán cầu. Do vậy, khí hậu nước ta rất độc đáo mà hầu như không so sánh
được với bất kì nơi nào trên thế giới.
Vùng Bắc Trung Bộ nước ta là vùng chịu tác động mạnh mẽ của hiệu ứng
Phơn. Gió Tây khô nóng là thuật ngữ một số nhà chuyên môn ở Việt Nam dùng
để chỉ hiệu ứng này. Đây là một trong những hiện tượng thời tiết khắc nghiệt
thường gây ra những ảnh hưởng bất lợi đến nền kinh tế - xã hội, nhất là trong sản
xuất và đời sống, nó ảnh hưởng rất lớn đến điều kiện sinh trưởng và phát triển
của cây trồng, vật nuôi cũng như sức khỏe của con người, nó có thể là nguyên
nhân gây ra hạn hán cục bộ kéo dài. Hiện tượng này diễn ra điển hình nhất trên
khu vực Bắc Trung Bộ. Bắc Trung Bộ là dải đất hẹp, kéo dài từ tỉnh Thanh Hóa
đến thừa Thiên Huế, khu vực tập trung khá đông dân cư, lấy phát triển chăn
nuôi, trồng trọt vẫn là nguồn sống chủ yếu, nhưng hàng năm ở khu vực này phải
gánh chịu rất nhiều hậu quả do gió Phơn gây nên.
Do tính khắc nghiệt về mặt khí hậu và ảnh hưởng sâu sắc đến kinh tế - xã
hội và sức khỏe con người nên đã có một số nghiên cứu về gió Phơn kể cả hệ
quả của nó. Trước tiên phải kể đến Phan Tất Đắc và Phạm Ngọc Toàn trong
“Khí hậu Việt Nam”. Các tác giả này nhấn mạnh tính chất phân hóa theo mùa
của loại hình thời tiết độc đáo này. Trong “Quy phạm quan trắc các trạm khí
tượng bề mặt” cũng đã đề ra các chỉ tiêu xác định thời tiết gió tây khô nóng. Hầu
hết các đợt nắng nóng, trong đó có các đợt gió tây khô nóng đều được tổng kết
trong các tạp chí khí tượng thủy văn xuất bản hàng tháng cùng với những nhận
định sơ bộ về ảnh hưởng của nó đến kinh tế - xã hội. TS.Trần Việt Liễn, viện
Khí tượng Thủy văn cũng đề cập đến gió tây khô nóng và ảnh hưởng của nó đến
2
khí hậu Việt Nam, Lào trong một số công trình nghiên cứu gió tây khô nóng và
ảnh hưởng của nó đến một số vùng thuộc Nghệ An được trình bày khá chi tiết
trong “Khí hậu tỉnh Nghệ An”. Tác giả Nguyễn Hữu Tài trong “Phân vùng khí
hậu tự nhiên Việt Nam” coi gió Tây khô nóng như một loại hình thời tiết có ảnh
hưởng nhất định đến sơ đồ phân vùng khí hậu Việt Nam. Các đợt gió tây khô
nóng cũng được tổng kết trong các Thông báo Khí hậu của trung tâm nghiên cứu
Khí hậu, Viện Khí tượng Thủy văn.
Tuy nhiên cho đến nay, các công trình nghiên cứu về sự biến đổi các đặc
trưng của gió Phơn ở khu vực bắc Trung Bộ còn ít. Đặc biệt là phân bố theo
không gian của các đặc trưng của loại hình thời tiết độc đáo này ở khu vực Bắc
Trung Bộ cũng chưa được quan tâm nhiều. Cho nên việc nghiên cứu tìm ra quy
luật diễn biến của gió Phơn để nhằm cảnh báo và hạn chế tới mức thấp nhất ảnh
hưởng của nó là một việc rất cần thiết. Vì vậy tôi quyết định chọn đề tài nghiên
cứu “Xu thế biến đổi các đặc trưng của Phơn khu vực miền Trung Việt Nam”.
Nội dung khóa luận của tôi gồm 3 phần:
Chương 1: Tổng quan về hiện tượng Phơn
Chương 2: Số liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Một số kết quả và đánh giá
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG PHƠN
1.1. Khái quát về hiện tượng Phơn
Trong Khí tượng có hiện tượng gió vượt núi được gọi là “Phơn” (foehn).
Từ bên sườn đón gió, không khí di chuyển lên, bị lạnh dần rồi ngưng kết nên trút
hết ẩm nhưng đồng thời thu thêm nhiệt do ngưng kết tỏa ra, sau khi qua đỉnh,
không khí di chuyển xuống bên sườn khuất gió, nhiệt độ tăng dần do quá trình
không khí bị nén đoạn nhiệt. Vì vậy đến chân núi bên sườn khuất gió, gió trở nên
khô và nóng hơn. Núi càng cao chênh lệch nhiệt độ càng lớn[19].
Hiện tượng trên mỗi địa phương gọi với mỗi tên gọi khác nhau. “Foehn”
là tên gọi địa phương của thứ gió khô và nóng thổi trong các thung lũng của
nước Áo và Thụy Sĩ, ở phía Bắc dãy núi An-pơ, ở Tây Nam nước Mĩ là
“Chinook”, ở vùng giữa Alma – Ata và Frunze (Liên Xô cũ) là “Kastek”, ở miền
Trung Việt Nam ta quen gọi là “gió Lào” (vì thổi từ Lào sang) hay gió tây khô
nóng (gió có thể lệch Tây). Gió khô nóng là một loại hình thời tiết nguy
hiểm[19].
Gió ẩm, sau khi vượt qua một chướng ngại vật cao (ví dụ như dãy núi cao)
bị biến đổi tính chất, trở nên khô nóng hơn, và biến thành gió “Phơn”. Quá trình
biến đổi tính chất như trên của gió gọi là quá trình “Phơn”.
Bản chất của quá trình Phơn: Trên một dãy núi dài và cao có sự chênh
lệch về áp suất giữa hai sườn núi. Khi một khối khí ẩm đi qua phải vượt qua
sống núi. Không khí chuyển động đi lên theo gradient đoạn nhiệt khô
(1
o
C/100m) sau đó do nhiệt độ giảm hơi nước đạt trạng thái bão hoà ẩm (100%)
gradient đoạn nhiệt ẩm (trung bình 0.6
o
C/100m) không khí lạnh đi, nhiệt độ hạ
xuống dưới điểm sương, sự ngưng kết diễn ra, mây hình thành và mưa rơi xuống
bên sườn đón gió (mưa địa hình). Khi khối khí này vượt qua sườn đón gió, độ
ẩm tuyệt đối của không khí giảm đi và đi xuống sườn khuất gió theo gradient
đoạn nhiệt khô, nhiệt độ không khí liên tục tăng, độ ẩm tương đối của không khí
giảm mạnh luồng không khí đi xuống trở nên khô và nóng (hình 1.1). Đó chính
là gió phơn.
Hình 1.1:
1.2. Phân bố Phơn
ở Việt Nam
Nước ta có đị
a hình ch
dễ xảy ra hiện tượ
ng Phơn.
Ở một số miề
n núi, có nh
thổi xuống cánh đồ
ng Mư
hình nhất vẫ
n là gió Lào th
Thanh Hóa đến khu v
ự
nước ta như Đồng bằ
ng sông H
nhưng với mức độ thấ
p và không rõ r
1.3. Ngu
ồn gốc của Ph
Vào mùa hè, nư
ớc ta chịu tác động
Tây nam được h
ình thành vào kho
Á phát triển và m
ở rộng sang phía đông tạo n
Nam Á, áp cao c
ận nhiệt Tây Thái B
4
Hình 1.1:
Sơ đồ mô tả quá trình Phơn đi
ển h
ở Việt Nam
a hình ch
ủ yếu là đồi núi, khi tương tác v
ớ
ng Phơn.
n núi, có nh
ững loại gió Phơn nổi tiếng
, như gió Than Uyên
ng Mư
ờng Thanh, gió Ô Quy Hồ ở
vùng Sa Pa. Nhưng đi
n là gió Lào th
ổi trong một vùng rộng lớn về
mùa hè t
ự
c phía Nam Trung Bộ. Các khu vự
c khác trên lãnh th
ng sông H
ồng, Nam Trung Bộ c
ũng có hi
p và không rõ r
ệt như khu vực Bắ
c Trung B
ồn gốc của Ph
ơn
ớc ta chịu tác động
mạnh của gió m
ùa Tây Nam
ình thành vào khoảng cuối tháng 4, đầu tháng 5 khi áp thấp Nam
ở rộng sang phía đông tạo nên rãnh gió mùa bao chùm
ận nhiệt Tây Thái B
ình Dương b
ị đẩy ra phía biển Đông V
ển h
ình.
ớ
i các loại gió rất
, như gió Than Uyên
vùng Sa Pa. Nhưng đi
ển
mùa hè t
ừ khu vực
c khác trên lãnh th
ổ
ũng có hi
ện tượng Phơn
c Trung B
ộ[15].
ùa Tây Nam
, gió mùa
ảng cuối tháng 4, đầu tháng 5 khi áp thấp Nam
ên rãnh gió mùa bao chùm
Đông
ị đẩy ra phía biển Đông V
iệt
5
Nam. Dải áp thấp xích đạo thu hẹp trong khu vực nhỏ trên vùng biển phía nam
Nam Bộ. Dải đệm đã tiến lên phía Bắc xích đạo trở thành sống áp cao đưa tín
phong Nam Bán cầu từ áp cao Châu Úc chuyển hướng và nhập với đới gió mùa
tây nam ở mặt đất và đới gió Tây biểu hiện rõ ở mực 850mb lên tới mực
700mb[4]. Khi hình thành, gió mùa tây nam mang bản chất nóng ẩm, nên có khả
năng gây mưa lớn, khi thổi đến Việt Nam đã trải qua một quãng đường dài hơn
1000km qua một phần lục địa thuộc Myanma, Thái Lan, Thượng Lào và gây
mưa trong quá trình di chuyển. Đặc biệt khi đến Thượng Lào gió đã bị chặn bởi
dãy Trường Sơn Bắc (độ cao trung bình khoảng 1000m) chạy gần như vuông
góc với hướng gió, lại có sườn đón gió thoải nên khối khí đã gây mưa hết ở bên
sườn đón gió (Sườn Tây), khi tràn vào nước ta gió đã biến tính và trở nên cực kì
khô và nóng. Đó chính là hiện tượng Phơn ở nước ta[15].
Một nguyên nhân nữa gây ra hiện tượng Phơn ở nước ta là vùng áp thấp
thường hình thành ở vùng phía Nam Trung Quốc, có khi trung tâm áp thấp nằm
ngay ở Đồng bằng Bắc bộ. Vùng áp thấp có tác dụng “gọi gió” hay “hút gió”
vượt qua dãy Trường Sơn. Vùng áp thấp này càng sâu thì vùng gió Phơn này thổi
càng mạnh, và có trường hợp tỏa ra cả Bắc Bộ[15].
1.4. Mùa Phơn
Mùa Phơn là khoảng thời gian có gió Phơn hoạt động. Theo quy luật khí
hậu, ở miền Trung bộ, mùa Phơn thường bắt đầu từ cuối tháng 4 đến giữa tháng
9, trong đó thời gian hoạt động nhiều nhất của Phơn vào giữa tháng 6 và tháng 7,
mỗi tháng có trung bình từ 7-10 ngày, trong đó 2 – 4 ngày gió Phơn thổi mạnh.
Gió Phơn thường thổi thành từng đợt, đợt ngắn từ 2 đến 3 ngày, có đợt từ 10 –
15 ngày, có đợt kéo dài tới 20-21 ngày[15].
Gió Phơn là một dạng thời tiết đặc biệt về mùa hè ở Trung Bộ, Việt Nam.
Gió Phơn thổi theo hướng Tây Nam. Trong một ngày, gió Phơn thường bắt đầu
thổi từ 8-9 giờ sáng cho đến chiều tối, thổi mạnh nhất từ khoảng gần giữa trưa
đến xế chiều. Có khi gió Phơn thổi liên tục suốt cả ngày đêm, có đợt kéo dài
trong 10 ngày đêm liền. Khi có gió Phơn thổi, nhiệt độ cao nhất trong ngày
6
thường vượt quá 37°C và độ ẩm thấp nhất trong ngày thường giảm xuống dưới
50%, có khi xuống tới 30%, nhiệt độ có khi lên tới 43°C, bầu trời không một gợn
mây, trời nắng chói chang, gió lại thổi đều đều như quạt lửa, cây cỏ héo khô, ao
hồ cạn kiệt, con người và gia súc bị ngột ngạt, rất dễ sinh hỏa hoạn. Các nơi khác
ở nước ta cũng có gió khô nóng, song mức độ thấp hơn so với Trung bộ[15].
1.5. Phân loại hiện tượng Phơn
Hình 1.2: Phân loại Phơn
7
Các tác giả trên thế giới có nhiều cách phân loại Phơn khác nhau, tuy
nhiên có thể chia hiện tượng Phơn thành 5 loại sau:
- Loại A: Loại Phơn kinh điển với mưa rơi hết từ dòng khí trên sườn đón
gió và giáng xuống nóng lên đoạn nhiệt khô trên sườn khuất gió.
- Loại B: Không khí từ trên cao giáng xuống nóng lên đoạn nhiệt.
- Loại C: Không khí lạnh ở sườn đón gió giáng lên không khí nóng ở
sườn khuất gió, tương tự như hình thế gió mùa Đông Bắc thổi qua dãy Trường
Sơn vào mùa đông.
- Loại D: Xâm nhập của không khí nóng và rối ngăn cản sự lạnh đi ban
đêm của sườn khuất gió.
- Loại E: Xảy ra khi dòng khí rất ổn định bị núi ngăn chặn còn dòng khí
giáng xuống nằm ở phía trên dòng khí rất ổn định này.
1.6. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước
Trên thế giới, việc nghiên cứu sự biến đổi của hiện tượng phơn đã được
thực hiện ở rất nhiều quốc gia như New Zealand, Mỹ, Canada, Bulgari
Trong công trình nghiên cứu trình “Sự nóng lên đột ngột bởi gió Phơn ở
dãy núi Smoky” của tác giả David M. Gaffin, tác giả đã nêu những quan sát bất
thường của hiện tượng Phơn khu vực dãy núi Smoky. Ngày 2 tháng 1 năm 1999,
một đợt gió phơn đông nam đã gây ra dải nhiệt độ hẹp ấm hơn 10
0
C (18
0
F) so
với khu vực xung quanh ở trung tâm Đại thung lũng Tennessee phía tây bắc dãy
núi Smoky. Hiện tượng này đặc biệt thú vị so với các hiện tượng gió Phơn khác
đã được ghi nhận trước đó bởi trong hiện tượng này, nhiệt độ điểm sương và
nhiệt độ thực tế tăng lên đáng kể dẫn đến một thay đổi nhỏ trong độ ẩm tương
đối bề mặt quan trắc được. Một khối khí tương đối ấm và gần bão hòa mực
850hPa xung quanh rặng núi cao nhất của dãy núi Smoky là nguồn gốc của
không khí đoạn nhiệt bị nén quan trắc được trên sườn phía tây bắc dãy núi
Smoky. Bình thường các gió phơn quan trắc được trên trung tâm Đại thung lũng
Tennessee không mạnh vào buổi chiều tuy nhiên, các sóng núi có thể kết hợp với
gió phơn vào ngày 2 tháng 1 năm 1999 vì một lực gradient khí áp bề mặt mạnh
8
đã xuất hiện trên cả dãy núi, gió vượt quá 15 m/s (30 kt) quan sát được trong một
lớp ổn định ở mực 850 hPa thổi gần vuông góc với những dải núi Smoky cao
nhất cùng sự đóng góp của gió thẳng đứng và profile địa hình thuận lợi. Ngoài
ra, các mực độ ẩm tương đối cao (>70 %) trong nhiều lớp ranh giới gần thung
lũng Tennessee cũng có thể làm giảm cường độ của những cơn gió phơn[11].
David M. Gaffin đã tiến hành nghiên cứu 30 năm (1971 - 2000) với mục
đích:
- Xác định những đặc trưng điển hình và các điều kiện synop của những
hiện tượng phơn gây ra chênh lệch nhiệt độ lớn gần phía nam dãy núi
Appalachian.
- Tiếp tục kiểm tra những hiện tượng này đối với chênh lệch điểm sương.
Các sự kiện gió Phơn được xác định trên cả hai sườn phía tây và phía đông
Nam Appalachian bằng cách so sánh nhiệt độ tức thời của trạm với trạm ở phía
nam Appalachian (trạm Phơn) và hai trạm gần đó nằm xa núi hơn (trạm không
Phơn).
Một hiện tượng gió phơn xảy ra khi những tiêu chí sau đây được đáp ứng:
nhiệt độ tối thấp hoặc tối cao hàng ngày tại trạm phơn phải cao hơn ít nhất 3°C
(5°F) so với trạm không phơn, tốc độ gió đi xuống nhỏ nhất là 2.5 m/s (5 kt)
tại trạm phơn và sự nóng lên ít nhất là 3°C (5°F) phải diễn ra trong thời kỳ gió
đi xuống.
Các sự kiện gió Phơn ở sườn tây thường xảy ra khi gió đông nam phát
triển phía trước một hệ thống áp thấp giữa thung lũng sông Mississippi, trong khi
các hiện tượng gió Phơn ở sườn đông thường là kết quả của gió tây bắc sau front
lạnh nông. Khối khí tương đối ấm mực 850 hPa (chỉ mát hơn một vài độ so với
nhiệt độ bề mặt) gần như là khu vực phát sinh của gió phơn trên cả hai sườn.
Các thử nghiệm tổng hợp của hiện tượng gió Phơn cho thấy gradient nhiệt
độ thẳng đứng và profile gió đó là thuận lợi để hình thành sóng núi biên độ lớn,
đặc biệt là ở sườn tây của Appalachian. Một điều thú vị (và có thể là duy nhất)
9
quan trắc được với các sự kiện gió phơn ở phía nam Appalachian (so với các
hiện tượng gió phơn đã được nghiên cứu khác) là sự gia tăng điểm sương bề mặt
tại các trạm phơn trong gần ba phần tư các hiện tượng ở sườn tây và gần một
phần ba các hiện tượng ở sườn đông.
So sánh những thử nghiệm điểm sương tăng với tất cả các hiện tượng gió
phơn gần miền nam Appalachian cho thấy sự gia tăng trong điểm sương bề mặt
chủ yếu là kết quả của một khối không khí bề mặt ban đầu khô (so với khối khí
mực 850 hPa ở sườn đón gió) [12,13].
Công trình “Một số kết quả thăm dò trong khí quyển đối với trường hợp
Phơn ở thung lũng Sofia” của các tác giả P. Videnov, A. Tzenkova, A. Gamanov
cũng nghiên cứu về hiện tượng Phơn khu vực thung lũng Sofia. Thung lũng
Sofia được bao quanh bởi phía nam là dãy núi Vitosha. Khí hậu địa phương điển
hình ở khu vực này là hiện tượng Phơn biểu hiện rõ rệt. Theo đó, cường độ và
chiều sâu của Phơn được biểu hiện trong một số trường hợp nhiệt độ tăng cao.
Một số trường hợp thăm dò trong khí quyển có liên quan tới sự bắt đầu và kết
thúc của Phơn. Dưới đây là trung bình tần số của Phơn ở khu vực này.
Bảng 1.1: Trung bình tần số của Phơn ở thung lũng Sofia
I II III IV V VI VII VIII
IX X XI XII Year
2.6 2.6 4.3 3.6 2 1.3 0.5 1.1 1.9 3.8 3.8 2.5 30
Vận tốc gió trung bình bề mặt là trong trường hợp có Phơn là 15 – 20m/s,
một số trường hợp gió có thể mạnh lên đến 25-30m/s. Trong tháng 12 năm 1970,
gió đạt tới 35m/s và 40m/s tại Cherni vrah. Nhiệt độ vào tháng 12 năm 1979 tại
Sofia là 17,3°C. Trong khi tràn qua núi Vitosha, ở phía khuất xuất hiện một rotor
lớn, bao gồm đài quan sát Sofia Aerological. Đặc thù của thám không vô tuyến
trong những trường hợp foehn trên thung lũng Sofia ít được nghiên cứu[14].
Theo nghiên cứu trong tài liệu “Khí hậu Việt Nam” của Phạm Ngọc Toàn
và Phan Tất Đắc tác giả đã chỉ ra rằng, gió khô nóng thực chất là gió mùa mùa
10
hạ (luồng phía Tây) bị biến tính khi vượt qua những dãy núi Lào và Trường Sơn,
có thể ảnh hưởng đến miền Bắc nước ta trong những tháng đầu mùa hạ. Nó
mang lại trạng thái thời tiết khô nóng cực đoan, với nhiệt độ tối cao thường vượt
quá 33-35°C và độ ẩm tương đối hạ thấp xuống dưới 65% và thậm chí xuống
dưới 45%. Tên gọi thứ gió này khác nhau tùy vùng. Ở Trung Bộ thường gọi là
gió Lào, ở Tây Bắc là gió Tây, một vài địa phương còn có tên gọi khác nữa
nhưng chung quy đều chỉ vào trạng thái thời tiết đặc biệt của mùa hạ [10].
Cũng theo tài liệu trên với chỉ tiêu nhiệt độ trên 33°C (Giới hạn thứ nhất
về cảm giác nóng của con người) và độ ẩm tương đối dưới 65%, ta có thể đánh
giá tình hình tác động của gió nóng từng vùng theo các số liệu thống kê trong
bảng sau:
Bảng 1.2. Số ngày khô nóng
Địa điểm
Với độ ẩm <65% và t°>33°C Với độ ẩm <65% và t°>35°C
IV V VI VII VIII
IX X IV
V VI
VII VIII
IX
X
Cao Bằng
2,3 9,6 9,0 8,5 11,0
7,1 0,9
0,3
0,1 0,4
0,5 0,3 0,1
Lạng Sơn
1,9 6,8 6,5 5,8 6,5 1,8 0,3
0,3
1,8 0,8
0,6 1,0
Móng Cái
0,8 2,0 0,5 2,5 2,0 0,3
0,6
0,6 0,1
Hà Giang
1,2 6,0 8,8 6,3 11,5
12,5
0,7
0,2
0,8 0,3
Lào Cai
3,4 11,3
9,8 8,4 10,5
8,3 0,5
0,3 0,3
0,1 0,4
Phú Thọ
0,2 8,2 9,6 7,4 7,2 3,8 0,4
3,4 4,2
4,2 2,0 0,6
Hà Nội
0,1 6,3 9,1 6,6 2,9 1,3 3,3 4,6
2,8 0,4
Phù Liễn
1,9 5,4 2,1 1,8 0,4 0,6 2,3
0,3 0,5
Lai Châu
13,6
17,4
6,1 3,6 6,6 10,6
2,6
8,5
11,5 3,9
1,8 3,1 3,3
Điện Biên
12,3
14,3
6,0 3,7 2,9 3,0 0,0
3,8
5,2 1,3
0,6 0,1
Sơn La
6,8 7,3 1,5 1,0 0,8 0,3 0,8
1,0 0,3
Hòa Bình
2,1 13,3
10,9
12,6
10,4
4,8 0,6
0,5
6,0 5,9
6,5 3,6 0,5
Hồi Xuân
6,1 9,6 5,4 4,8 1,6 3,1 5,1
2,6
7,0 4,9
4,4 1,3 0,1
Thanh Hóa
0,1 2,3 4,1 2,8 0,9 0,1
1,0 1,6
1,4 0,3
Vinh
2,0 5,3 9,9 10,6
5,0 0,5 1,6
4,5 8,0
7,1 4,0 0,1
Cửa Rào
11,5
15,8
9,3 14,8
7,5 1,0 8,0
14,8 8,0
12,3
5,8 0,5
Đồng Hới
2,0 6,1 11,0
9,9 6,6 1,9 1,6
5,1 8,6
5,0 3,8 1,1
Khu vực bị ảnh hưởng nhiều nhất của gió nóng là phần phía Tây và bắc
Tây Bắc, phần phía Tây của vùng núi phía Bắc và Trung Bộ. Tại đây, hàng năm
11
có tới trên 50 ngày đạt tiêu chuẩn vừa nêu. Ở đồng bằng Bắc bộ và các vùng núi
khác, khả năng xuất hiện vùng thời tiết khô nóng giảm đi còn 20-30 ngày và ở
khu vực ven biển, còn từ 10-20 ngày.
Xét trong toàn năm , ta thấy đại đa số các ngày khô nóng tập trung trong
khoảng tháng IV-V ở Tây Bắc và tháng V-VI ở các nới khác thuộc Bắc bộ và
tháng VII-VIII ở Trung bộ. Như vậy, mùa gió Tây Nam khô nóng hình như có
sự xê dịch chậm dần từ Tây sang Đông và từ Bắc xuống Nam, hoàn toàn phù
hợp với quy luật và diễn biến của gió mùa mùa hạ.
Cũng cần nêu thêm một đặc điểm đặc sắc là trạng thái thời tiết khô nóng
đặc biệt tăng cường trong những thung lũng kín và giảm đi rõ rệt trên các cao
nguyên. Ảnh hưởng của lớp phủ bề mặt cũng có ý nghĩa rất quan trọng: số ngày
khô nóng thường tăng lên trên những bề mặt bị xói mòn mạnh và giảm đi trong
trường hợp có lớp phủ dày rậm. Chính điều này đã nói lên tác dụng của các biện
pháp cải tạo tiểu khí hậu trong việc hạn chế tác hại của gió Phơn.[10]
Số liệu về số ngày khô nóng trung bình tháng và năm trong công trình
“Khí hậu và tài nguyên khí hậu Việt Nam”. Theo đó, số ngày khô nóng được xác
định theo chỉ tiêu sau đây:
(1) Nhiệt độ 13 giờ (T13) trên 34°C
(2) Độ ẩm tương đối 13 giờ (r13) dưới 65%
Số ngày khô nóng trung bình năm phổ biến là 20-40 ở vùng núi thấp Tây
Bắc, 5-20 ở vùng núi thấp Đông Bắc, 10-20 ở vùng Đồng bằng Bắc Bộ, 30-60 ở
vùng đồng bằng duyên hải Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ. Một số nơi ở vùng
núi Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ, trung bình hàng năm có trên 60 ngày khô
nóng (Bảng 1.3) [5].
12
Bảng 1.3. Số ngày khô nóng trung bình tháng và năm
Trạm
II III IV V VI VII VIII
XI Năm
Tây Bắc
Lai Châu
0,1 3,0 7,8 7,3 3,0 2,4 3,3 1,3 28,2
Quỳnh Nhai
0,1 1,8 5,5 7,9 4,6 4,0 3,8 1,6 29,3
Sơn La
0,0 0,0 0,8 0,9 0,0 0,1 0,0 0,0 1,8
Sông Mã
0,4 4,8 9,5 8,7 3,8 3,9 2,3 0,8 34,2
Yên Châu
0,7 5,2 8,9 10,5 5,2 4,4 2,0 0,3 37,2
Đông Bắc
Lạng Sơn
0,0 0,1 0,3 0,8 1,4 1,8 0,5 0,1 5,0
Thái Nguyên
0,0 0,0 0,1 2,7 4,0 4,8 2,8 0,5 14,9
Đồng bằng Bắc Bộ
Hà Nội
0,0 0,1 0,1 2,8 4,6 5,4 1,8 0,1 14,9
Ninh Bình
0,0 0,0 0,1 0,1 2,4 4,2 4,8 0,9 12,5
Bắc Trung Bộ
Thanh Hóa
0,0 0,0 0,2 4,0 5,7 7,4 3,0 0,1 20,4
Hồi Xuân
0,0 0,8 3,8 11,0 9,8 11,1 6,0 1,8 44,3
Quỳ Châu
0,2 1,7 4,9 9,9 9,7 11,3 4,6 0,6 42,9
Tương Dương
0,8 4,3 7,8 15,3 13,3 15,8 8,9 2,7 68,9
Vinh
0,3 1,2 7,3 9,9 13,4 6,4 0,7 0,0 39,2
Hà Tĩnh
0,2 0,7 1,5 7,2 9,4 13,8 6,5 0,0 39,3
Kỳ Anh
0,0 0,7 2,4 8,4 8,9 12,5 5,9 0,7 39,5
Tuyên Hóa
0,5 2,3 5,8 11,2 8,4 11,6 6,0 1,6 47,4
Đồng Hới
0,0 0,3 1,2 7,3 9,9 13,4 6,4 0,7 39,2
Huế
0,1 1,4 4,3 10,7 13,1 14,9 10,9 2,6 58,0
Nam Trung Bộ
Đà Nẵng
0,5 1,0 1,3 8,2 9,6 12,6 9,6 1,4 44,2
Quảng Ngãi
0,1 0,3 1,3 7,5 10,0 11,7 9,0 1,5 41,4
Quy Nhơn
0,0 0,0 0,0 3,3 8,1 10,7 13,6 3,7 39,4
Tuy Hòa
0,0 0,4 1,9 9,9 10,9 11,7 10,8 2,0 47,6
Ba Tơ
0,0 5,5 13,3 15,2 9,7 9,8 9,3 2,0 64,8
Trong công trình “Tìm hiểu về hạn hán và hoang mạc hóa” của Nguyễn
Đức Ngữ tác giả có đưa ra một số nhận xét qua kết quả nghiên cứu như sau :
- Từ những số liệu về nhiệt độ tối cao, nhiệt độ 13giờ (T13), độ ẩm 13
giờ (r13), độ ẩm tương đối của các trạm ta thống kê, phân tích theo những chỉ
13
tiêu xác định gió khô nóng, từ đó xác định những ngày có gió khô nóng trong
khu vực miền trung Việt Nam.
- Xác định ngày bắt đầu, ngày kết thúc và thời gian kéo dài của loại hình
thời tiết này. Thời gian có gió Lào thông thường chiếm từ 15 đến 60 ngày, cá
biệt có thể lên đến 100 ngày trong một năm tùy theo địa phương. Theo số liệu đo
đạc của 30 trạm, trong vòng 10 năm gần đây (1990-1999) có thể rút ra mấy vấn
đề đáng chú ý như sau:
+ Số ngày gió Tây khô nóng hằng năm ở vùng đồng bằng Nghệ
An- Hà Tĩnh đạt tới 20-30 ngày. Trong các vùng thung lũng phía Tây Nghệ An-
Hà Tĩnh mức độ khô nóng nghiêm trọng hơn, trung bình 40-50 ngày/năm, trong
đó có từ 15-30 ngày nóng mạnh (Tương Dương: xấp xỉ 50 ngày, Hương Khê 35
ngày).
+ Khu vực Quảng Trị có đèo Lao Bảo hút luồng gió Tây thổi xuống
đồng bằng, làm cho cường độ và tần số gió Tây ở đây tương tự vùng đồng bằng
Nghệ An- Hà Tĩnh (Đông Hà: 44,9 ngày; Đồng Hới: 29,5 ngày)
Gió Tây khô nóng thường xảy ra vào tháng 3, tháng 4 và kết thúc vào
tháng 9. Thời gian có gió tây khô nóng lớn nhất trong khoảng tháng 6 và tháng 7.
Trong 10 năm thống kê, năm 1998 số ngày gió Tây khô nóng lớn nhất, liên quan
đến sự xuất hiện El-Nino và đợt hạn lớn năm 1997-1998 [6].
Dưới đây là số liệu về số ngày khô nóng trung bình nhiều năm khu vực
Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ và trên cả nước. Nguồn số liệu được lấy trên
trang web />.
Theo
đó, các tỉnh có số ngày gió khô nóng
trung bình nhiều năm cao thường tập trung vào khu vực Bắc Trung bộ, Trung
trung bộ. Số ngày khô nóng mức cao nhất đạt tới 20 đến 23 ngày ở Nghệ An.
Các tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế cũng có số ngày gió khô nóng
ở mức cao. Đây là nơi xảy ra hiện tượng Phơn nguyên nhân chính gây nên thời
tiết khô nóng. Gió mùa Tây nam khi thổi đến nước ta, bị chắn bởi địa hình gây
nên hiệu ứng Phơn, làm gió biến tính trở nên khô và nóng. Hiện tượng gió Tây
14
khô nóng được coi là một loại hình thời tiết nguy hiểm, ảnh hưởng trực tiếp đến
đời sống, sinh hoạt của con người.
Hình 1.3: Số ngày gió khô nóng trung bình nhiều năm khu vực Bắc Trung Bộ
và Trung Trung Bộ (1971-2000)
15
Hình 1.4: Số ngày gió khô nóng trung bình nhiều năm trên toàn quốc
giai đoạn 1991-2000
16
Ngoài ra công trình “Sự biến đổi của Phơn và nắng nóng ở Hà Tĩnh –
miền Trung Việt Nam” của Trần Quang Đức trong cũng đã trình bày về phương
pháp nghiên cứu cũng như xu thế biến đổi một số đặc trưng của Phơn ở khu vực
Hà Tĩnh. Theo đó, tác giả đã đưa ra bộ chỉ tiêu và định nghĩa về các đặc trưng
của Phơn và một số kết quả nghiên cứu[2].
1.7. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên khu vực Miền Trung Việt Nam
Khu vực Bắc trung bộ gồm 6 tỉnh: Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng
Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế. Phía Tây là sườn Đông Trường Sơn, giáp
nước Lào có đường biên giới dài 1.294 km với các cửa khẩu Quan Hoá, Lang
Chánh (Thanh Hoá), Kỳ Sơn (Nghệ An), Hương Sơn (Hà Tĩnh), Lao Bảo
(Quảng Trị). Phía Đông hướng ra biển Đông với tuyến đường bộ ven biển dài
700 km. Địa hình Bắc Trung Bộ có độ cao thấp dần từ khu vực miền núi xuống
đồi gò trung du, xuôi xuống các đồng bằng phía trong dải cồn cát ven biển rồi ra
đến các đảo ven bờ. Bắc Trung Bộ nơi bắt đầu của dãy Trường Sơn, sườn Đông
đổ xuống Vịnh Bắc Bộ, có độ dốc khá lớn. Lãnh thổ có bề ngang hẹp, địa hình
chia cắt phức tạp bởi các con sông và dãy núi đâm ra biển, như dãy Hoàng Mai
(Nghệ An), dãy Hồng Lĩnh (Hà Tĩnh) sông Mã (Thanh Hoá), sông Cả (Nghệ
An), sông Nhật Lệ (Quảng Bình) Cấu trúc địa hình gồm các cồn cát, dải cát
ven biển, tiếp theo là các dải đồng bằng nhỏ hẹp, cuối cùng phía Tây là trung du,
miền núi thuộc dải Trường Sơn Bắc. Nhìn chung địa hình Bắc Trung Bộ phức
tạp, đại bộ phận lãnh thổ là núi, đồi, hướng ra biển, có độ dốc, nước chảy xiết,
thường hay gây lũ lụt bất ngờ gây khó khăn cho sản xuất và đời sống nhân dân
(hình 1.5).
Bắc Trung Bộ là vùng có điều kiện khí hậu khắc nghiệt nhất trong cả
nước. Hàng năm thường xảy ra nhiều thiên tai như bão, lũ, gió Lào, hạn hán, mà
nguyên nhân cơ bản là do vị trí, cấu trúc địa hình tạo ra. Vùng này cũng chịu ảnh
hưởng của gió mùa Đông Bắc lạnh, tuy nhiên không nhiều như ở Bắc Bộ. Điều
kiện khí hậu của vùng gây khó khăn cho sản xuất đặc biệt là sản xuất nông
nghiệp.
17
Hình 1.5: Địa hình khu vực Bắc Trung Bộ
18
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1. Phương pháp nghiên cứu
Để nghiên cứu về các đặc trưng cũng như sự biến đổi của hiện tượng Phơn
ở miền Trung Việt Nam ta có thể sử dụng các phương pháp thống kê, phân tích
xu thế biến đổi, xác định chỉ tiêu của các đặc trưng Phơn.
2.1.1. Chỉ tiêu xác định ngày khô nóng
Theo Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương, ngày khô nóng
được xác định theo chỉ tiêu sau:
- Nhiệt độ tối cao: T
x
≥ 35ºC và độ ẩm tương đối: U
m
≤ 55% [15].
- Xét trên một khu vực, một chuỗi ngày khô nóng có xen kẽ một ngày
chưa đạt tiêu chuẩn khô nóng, nhưng trong ngày đó có ít nhất một nửa số trạm có
T
x
xấp xỉ 35ºC và U
m
≤ 55% vẫn được xem là một đợt khô nóng liên tục.
- Nếu trong khu vực có khô nóng xuất hiện mà ít nhất một phần ba số
trạm có T
x
≥ 37ºC và U
m
≤ 45% (hoặc T
x
≥ 39ºC) thì được xem là có khô nóng
gay gắt.
2.1.2. Phương pháp xác định chỉ tiêu của các đặc trưng Phơn
Phơn ở khu vực miền Trung Việt Nam, đặc biệt là khu vực Bắc Trung Bộ
là loại Phơn điển hình, với mưa gần như rơi hết bên sườn đón gió, khi sang bên
sườn khuất gió, không khí bị nóng lên qua quá trình nén đoạn nhiệt khiến gió trở
nên cực kỳ khô nóng. Khu vực Bắc Trung Bộ Việt Nam là một dải đất hẹp dọc
theo sườn khuất gió của dãy núi Trường Sơn vào phần lớn thời gian có gió mùa
mùa hè. Phía đông khu vực này là biển, vì vậy nếu có bất kì cơ chế vận động nào
gây hoàn lưu có hướng đông, đông bắc, đông nam đều cung cấp cho khí quyển
một lượng ẩm lớn. Chính vì vậy, có thể xác định hiện tượng Phơn ở Bắc Trung
Bộ thông qua hiệu ứng gió vượt núi gây nhiệt độ cao đồng thời độ ẩm thấp hay
xác định các chỉ tiêu của Phơn dựa vào chỉ tiêu khô nóng.
19
Chỉ tiêu của một số đặc trưng Phơn:
- Ngày có Phơn: T
x
≥ 35˚C và U
m
≤ 55%
- Ngày bắt đầu: Là ngày đầu tiên của chuỗi ngày có Phơn sau ngày 25/4,
ngày 25/4 xác định ngày bắt đầu gió mùa mùa hè.
- Ngày kết thúc Phơn: là ngày cuối cùng có Phơn.
- Thời gian kéo dài mùa Phơn: Khoảng thời gian từ ngày bắt đầu tới ngày
kết thúc Phơn.
- Số nhịp Phơn: Số lần chuyển từ ngày Phơn sang ngày không Phơn trong
mùa Phơn.
- Số ngày có Phơn: Số ngày có Phơn trong một mùa Phơn.
- Độ dài đợt Phơn trung bình mùa: Trung bình độ dài các đợt Phơn trong
một mùa Phơn, độ dài đợt Phơn là số ngày có Phơn liên tục.
- Cường độ Phơn: được xác định theo bộ chỉ tiêu tỷ lệ giữa nhiệt độ cực
đại ngày và độ ẩm cực tiểu ngày:
+ Cường độ Phơn: I
f
= T
x
/ U
m
+ Ngày có cường độ Phơn yếu: 0,6 ≤ T
x
/U
m
< 0,8
+ Ngày có cường độ Phơn trung bình: 0,8 ≤ T
x
/U
m
< 1
+ Ngày có cường độ Phơn mạnh: T
x
/U
m
≥ 1
Chỉ tiêu cường độ phơn theo tỷ lệ giữa nhiệt độ cực đại ngày và độ ẩm cực
tiểu ngày, thường vào thời điểm đầu giờ chiều, được đề xuất trên cơ sở đối với
phơn càng mạnh hiệu ứng hoặc nhiệt độ sẽ càng cao, hoặc độ ẩm tương đối sẽ
càng thấp, hoặc đồng thời nhiệt độ cao và độ ẩm tương đối thấp.
2.1.3. Phương pháp phân tích xu thế
Phân tích xu thế là một trong những phương pháp thường được xét đến
trong nghiên cứu biến đổi khí hậu. Từ chuỗi số liệu đã thu thập và xử lý về các
đặc trưng của các yếu tố khí hậu, phương trình hồi quy tuyến tính một biến dạng
x=a
0
+a
1
t được xác định, trong đó x là đặc trưng của các yếu tố khí hậu, còn t là
thứ tự các năm, a
0
và a
1
là các hệ số hồi quy được xác định bởi: