xác định khách quan hình thế thời tiết trong các đợt mưa lớn trên khu vực miền trung từ số liệu tái phân tích jra25

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN




Nguyễn Văn Hưởng







XÁC ĐỊNH KHÁCH QUAN HÌNH THẾ
THỜI TIẾT TRONG CÁC ĐỢT MƯA LỚN
TRÊN KHU VỰC MIỀN TRUNG TỪ SỐ
LIỆU TÁI PHÂN TÍCH JRA25



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, năm 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



Nguyễn Văn Hưởng


XÁC ĐỊNH KHÁCH QUAN HÌNH THẾ
THỜI TIẾT TRONG CÁC ĐỢT MƯA LỚN
TRÊN KHU VỰC MIỀN TRUNG TỪ SỐ
LIỆU TÁI PHÂN TÍCH JRA25


Chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học
Mã số: 62.44.87


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Đức

Hà Nội, năm 2012


3

MỤC LỤC
MỤC LỤC 3
MỞ ĐẦU 12
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MƢA LỚN Ở
VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI. 11
1.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới. 14
1.2.Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 18
CHƢƠNG 2: SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 25
2.1. Số liệu. 25
2.2. Phương pháp 29
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH 33
3.1. Phân tích và các hình thế thời tiết ở khu vực Bắc Trung Bộ 34
3.2. Phân tích và các hình thế thời tiết ở khu vực Trung Trung Bộ 46
3.3. Phân tích và các hình thế thời tiết ở khu vực Nam Trung Bộ 56
3.4. Phân tích và các hình thế thời tiết ở khu vực Tây Nguyên 66
KẾT LUẬN 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

4

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
PCA
: Principal Component Analysis (Phân tích thành phần chính)
CA
:Composite Analysis (Phương pháp phân nhóm)
SOM:
:Self - Organizing Map (Bản đồ tự thiết lập)
NOAA
:National Oceanic and Atmospheric Administration (Cơ quan quản
lý khí quyển đại dương quốc gia, Mỹ)
LLJ
Low lever jetstream (dòng xiết mực thấp).
XTNĐ
: Xoáy thuận nhiệt đới
GMTN
: gió mùa tây nam

SE
: đông nam
E
: đông
N
: bắc
ITCZ
: Intertropical Convergence Zone (Dải hội tụ nhiệt đới)
KKL
: Không khí lạnh
ATNĐ
: Áp thấp nhiệt đới
EOF
:Empirical Orthogonal Function – Hàm trực giao kinh nghiệm
ENSO
:El Nino-Southern Oscillation: Dao động nam
ECMWF
: The European Centre for Medium-Range Weather Forecasts
(Trung tâm dự báo thời tiết hạn vừa châu Âu)
ERA 40
:Số liệu tái phân tích kết hợp sản phẩm mô hình số của ECMWF
NCAR
: The National Center for Atmospheric Research (Trung tâm nghiên
cứu khí quyển quốc gia, Mỹ)
5

NCEP
: National Centers for Environmental Prediction (Trung tâm dự báo
môi trường quốc gia, Mỹ)
vcs

: và cộng sự
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Phân bố các đợt mưa lớn ở miền Trung – Tây Nguyên trong khoảng
10 năm gần đây 2001 – 2010. 28
Hình 2.2: Miền phân tích 29
Hình 3.1: Bản đồ trung bình khí áp mực mặt đất của hình thế không khí lạnh
tương tác với xoáy thuận nhiệt đới phát triển lên tới độ cao khoảng
3000m gây mưa ở Bắc Trung Bộ. 35
Hình 3.2: Bản đồ mực 850mb của hình thế không khí lạnh tương tác với xoáy
thuận nhiệt đới phát triển lên tới độ cao khoảng 3000m trên biển Đông
gây mưa lớn ở Bắc Trung Bộ. 35
Hình 3.3: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của của hình thế
không khí lạnh tương tác với xoáy thuận nhiệt đới phát triển lên tới độ
cao khoảng 3000m trên biển Đông gây mưa ở Bắc Trung Bộ. 36
Hình 3.4: Bản đồ trung bình khí áp mực mặt đất và phân bố gió của hình thế
Rãnh thấp trục Tây Bắc – Đông Nam qua Bắc Trung Bộ. 37
Hình 3.5: Bản đồ trung bình khí áp mực850mb của hình thế Rãnh thấp trục
tây Bắc – Đông Nam qua bắc Trung Bộ. 37
Hình 3.6: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế Rãnh
thấp trục Tây Bắc – Đông Nam có trục đi qua Bắc Trung Bộ, gây mưa
lớn diện rộng. 38
Hình 3.7: Bản đồ mực mặt đất của hình thế Hội tụ gió kinh hướng. 38
Hình 3.8: Bản đồ mực 700mb của hình thế Hội tụ gió kinh hướng 39
Hình 3.9: Bản đồ mực 500mb của hình thế Hội tụ gió kinh hướng 39
Hình 3.10: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế Hội tụ
gió kinh hướng 40
6

Hình 3.11: Bản đồ trung bình khí áp mực mặt đất của hình thế không khí lạnh
gây mưa lớn ở Trung Bộ. 40

Hình 3.12: Bản đồ trung bình trường gió của hình thế KKL gây mưa cho khu
vực miền Trung 41
Hình 3.13: Bản đồ mực 850mb cùa hình thế sóng lạnh gây mưa ở miền Trung
41
Hình 3.14: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế sóng
lạnh gây mưa ở miền Trung. 42
Hình 3.15: Bản đồ trường gió trung bình mực mặt đất của hình thế ITCZ
gây mưa lớn ở Trung Bộ. 42
Hình 3.16: Bản đồ mực 850mb của thế ITCZ gây mưa ở Bắc Trung Bộ. 43
Hình 3.17: Bản đồ mực 700mb của thế ITCZ gây mưa ở Bắc Trung Bộ. 43
Hình 3.18: Bản đồ mực 500mb của hình thế ITCZ gây mưa ở Bắc Trung Bộ.
43
Hình 3.19: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế ITCZ
gây mưa ở Bắc Trung Bộ. 44
Hình 3.20: Bản đồ trung bình gió mực mặt đất của hình thế XTNĐ gây mưa
lớn ở bắc Trung Bộ 45
Hình 3.21: Bản đồ mực 850mb của hình thế XTNĐ gây mưa lớn ở bắc Trung
Bộ 45
Hình 3.22: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế XTNĐ
gây mưa lớn ở bắc Trung Bộ 46
Hình 3.23: Bản đồ trung bình khí áp mực mặt đất và phân bố gió của hình thế
không khí lạnh tương tác với vùng xoáy thấp phát triển lên độ cao
3000m ở khu vực biển Trung Trung Bộ. 46
Hình 3.24: Bản đồ mực 700mb của hình thế không khí lạnh tương tác với
vùng xoáy thấp phát triển lên độ cao 3000m ở khu vực biển
TrungTrung Bộ. 47
7

Hình 3.25: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế không
khí lạnh tương tác với vùng xoáy thấp phát triển lên độ cao 3000m ở

khu vực biển TrungTrung Bộ 48
Hình 3.26: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mực mặt đất của hình thế
không khí lạnh tương tác với nhiễu động gío Đông trên cao gây mưa ở
Trung Trung Bộ. 48
Hình 3.27: Bản đồ mực 850mb của hình thế không khí lạnh tương tácgió E
hoặc sóng E gây mưa lớn ở khu vực Trung Trung Bộ. 49
Hình 3.28: Bản đồ mực 700mb của hình thế không khí lạnh tương tácgió E
hoặc sóng E gây mưa lớn ở khu vực Trung Trung Bộ. 49
Hình 3.29: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế không
khí lạnh tương tácgió E hoặc sóng E gây mưa lớn ở khu vực Trung
Trung Bộ. 50
Hình 3.30: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mặt đất của hình thế ITCZ có
KKL tác động gây mưa ở Trung Trung Bộ. 50
Hình 3.31: Bản đồ mực 850mb hình thế ITCZ có KKL tác động gây mưa ở
Trung Trung Bộ. 51
Hình 3.32: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế ITCZ
có KKL tác động gây mưa ở Trung Trung Bộ. 51
Hình 3.33: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mặt đất của hình thế không
khí lạnh mạnh gây mưa ở Trung Trung Bộ. 52
Hình 3.34: Bản đồ mực 850mb của hình thế không khí lạnh mạnh gây mưa ở
Trung Trung Bộ. 52
Hình 3.35: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế không
khí lạnh mạnh gây mưa ở Trung Trung Bộ. 53
Hình 3.36: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mặt đất của hình thế rãnh
thấp – Tây bắc- Đông nam gây mưa ở Trung Trung Bộ. 53
Hình 3.37: Bản đồ mực 850mb của hình thế rãnh thấp – Tây bắc- Đông nam
gây mưa ở Trung Trung Bộ. 54
8

Hình 3.38: Bản đồ phân bố xoáy thế mực 700mb của hình thế rãnh thấp Tây

bắc – Đông Nam gây mưa lớn ở Trung Trung Bộ. 54
Hình 3.39: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế rãnh
thấp Tây bắc – Đông Nam gây mưa lớn ở Trung Trung Bộ. 55
Hình 3.40: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mực mặt đất của hình thế
XTNĐ gây mưa ở Trung Trung Bộ. 55
Hình 3.41: Bản đồ mực 850m của hình thế XTNNĐ gây mưa lớn ở Trung Bộ.
56
Hình 3.42: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế
XTNNĐ gây mưa lớn ở Trung Bộ. 56
Hình 3.43: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mặt đất của hình thế không
khí lạnh tương tác với nhiễu động gió Đông trên cao gây mưa ở Nam
Trung Bộ. 57
Hình 3.44: Bản đồ phân mực 850mb của hình thế không khí lạnh tương tác
với nhiễu động gió Đông trên cao gây mưa ở Nam Trung Bộ. 57
Hình 3.45: Bản đồ mực 700mb của hình thế không khí lạnh tương tác với
nhiễu động gió Đông trên cao gây mưa ở Nam Trung Bộ. 58
Hình 3.46: Bản đồ mực 500mb của hình thế không khí lạnh tương tác với
nhiễu động gió Đông trên cao gây mưa ở Nam Trung Bộ. 58
Hình 3.47: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế không
khí lạnh tương tác với nhiễu động gió Đông trên cao gây mưa ở Nam
Trung Bộ. 58
Hình 3.48: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mặt đất của hình thế ITCZ có
KKL gây mưa ở Nam Trung Bộ. 59
Hình 3.49: Bản đồ mực 850mb của hình thế ITCZ có KKL gây mưa ở Nam
Trung Bộ. 59
Hình 3.50: Bản đồ mực 700mb của hình thế ITCZ có KKL gây mưa ở Nam
Trung Bộ. 60
9

Hình 3.51: Bản đồ mực 500mb của hình thế ITCZ có KKL gây mưa ở Nam

Trung Bộ. 60
Hình 3.52: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế ITCZ
có KKL gây mưa ở Nam Trung Bộ. 60
Hình 3.53: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mực mặt đất của hình thế
không khí lạnh tương tác với rãnh thấp xích đạo, gây mưa lớn ở Nam
Trung bộ. 61
Hình 3.54 : Bản đồ mực 850mb của hình thế không khí lạnh tương tác với
rãnh thấp xích đạo, gây mưa lớn ở Nam Trung bộ. 61
Hình 3.55: Bản đồ mực 700mb của hình thế không khí lạnh tương tác với
rãnh thấp xích đạo, gây mưa lớn ở Nam Trung bộ. 62
Hình 3.56: Bản đồ trung mực 500mb của hình thế không khí lạnh tương tác
với rãnh thấp xích đạo, gây mưa lớn ở Nam Trung bộ. 62
Hình 3.57: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế không
khí lạnh tương tác với rãnh thấp xích đạo, gây mưa lớn ở Nam Trung
bộ. 62
Hình 3.58 : Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mực mặt đất của hình thế
không khí lạnh tương tác với vùng áp thấp phát triển lên 3000m 63
Hình 3.59: Bản đồ phân mực 850mb của hình thế không khí lạnh tương tác
với vùng áp thấp phát triển lên 3000m. 63
Hình 3.60 : Bản đồ mực 700mb của hình thế không khí lạnh tương tác với
vùng áp thấp phát triển lên 3000m. 64
Hình 3.61: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế không
khí lạnh tương tác với vùng áp thấp phát triển lên 3000m. 64
Hình 3.62: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mặt đất của hình thế XTNĐ
gây mưa lớn ở Nam Trung Bộ. 65
Hình 3.63: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực 850mb của hình thế XTNĐ
gây mưa lớn ở Nam Trung Bộ. 65
10

Hình 3.64: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế XTNĐ

gây mưa lớn ở Nam Trung Bộ. 65
Hình 3.65: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mực mặt đất của hình thế
ITCZ có XTNĐ gây mưa lớn ở Tây Nguyên. 66
Hình 3.66: Bản đồ phân bố gió và trường độ cao địa thế vị của mực 850mb
trong hình thế ITCZ có XTNĐ gây mưa lớn ở Tây Nguyên. 67
Hình 3.67: Bản đồ mực 700mb trong hình thế ITCZ có XTNĐ gây mưa lớn ở
Tây Nguyên. 67
Hình 3.68: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế ITCZ
có XTNĐ gây mưa lớn ở Tây Nguyên 67
Hình 3.69: Bản đồ trung bình khí áp và gió mực mực mặt đất của hình thế
GMTN gây mưa ở Tây Nguyên. 68
Hình 3.70: Bản đồ mực 850mb của hình thế của hình thế GMTN gây mưa ở
Tây Nguyên. 68
Hình 3.71: Bản đồ mực 500mb của hình thế của hình thế GMTN gây mưa ở
Tây Nguyên. 69
Hình 3.72: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế GMTN
gây mưa ở Tây Nguyên. 69
Hình 3.73: Bản đồ trung bình khí áp và trường gió của hình thế XTNĐ gây
mưa lớn ở Tây Nguyên. 70
Hình 3.74: Bản đồ mực 850mb của hình thế XTNĐ gây mưa lớn ở Tây
Nguyên 70
Hình 3.75: Bản đồ mực 500mb của hình thế XTNĐ gây mưa lớn ở Tây
Nguyên 70
Hình 3.76: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế XTNĐ
gây mưa lớn ở Tây Nguyên 71
Hình 3.78: Bản đồ mực 850mb của hình thế của hình thế không khí lạnh kết
hợp với gió E gây mưa lớn ở Tây Nguyên. 72
11

Hình 3.79: Bản đồ mực 500mb của hình thế của hình thế không khí lạnh kết

hợp với gió E gây mưa lớn ở Tây Nguyên. 72
Hình 3.80: Bản đồ phân bố khí áp và các trường trên cao của hình thế XTNĐ
gây mưa lớn ở Tây Nguyên 72

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Danh mục số trạm lấy mưa trong giai đoạn 1994 – 2007.
Bảng 2.2. Số lượt mưa lớn ở miền Trung – Tây Nguyên từ 1994 – 2001.




















12

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, hiện tượng mưa lớn trên khu vực miền
Trung Việt Nam bắt đầu thu hút sự quan tâm của các tác giả nước ngoài. So
với các khu vực khác của Việt Nam, miền Trung có đặc điểm khí hậu về
lượng mưa riêng biệt với thời kỳ mưa tập trung chủ yếu từ tháng 9 đến tháng
12. Các đợt mưa lớn trong thời kỳ này có thể đạt tới giá trị kỷ lục như tại Huế
năm 1999, gây thiệt hại lớn cho khu vực này. Dựa trên tập số liệu phong phú
có được từ sự kết hợp giữa các mô hình số ngày càng phát triển với các sơ đồ
đồng hóa số liệu hiện đại, các nghiên cứu bước đầu đã chỉ ra đặc điểm địa
hình tại khu vực cũng như tác động riêng biệt hoặc kết hợp giữa dao động
Madden – Julian và gió mùa mùa đông.
Một phần những yếu tố tác động gây mưa lớn này đã được biết đến bởi
các nhà dự báo synop, hay phân loại khí hậu Việt Nam từ lâu trước khi được
công bố trên các nghiên cứu nước ngoài. Bằng kinh nghiệm dự báo chủ yếu
dựa vào bản đồ phân tích synop, các nhà dự báo synop thường chỉ ra một số
kết hợp của các quá trình trong khí quyển dẫn tới mưa lớn tại miền Trung.
Các kết hợp này thường được biết đến với tên gọi hình thế thời tiết theo cách
gọi của dự báo synop.
So với các nghiên cứu mới đã đề cập ở trên, các kiến thức kinh nghiệm
này dù rất có ích với dự báo nhưng vẫn mang tính chủ quan hơn là những tri
thức khoa học có lý giải với cơ sở vững chắc. Bản đồ synop được sử dụng để
đưa ra các nhận định này thường phụ thuộc vào tập số liệu quan trắc có được
cũng như cách lý giải tập số liệu này theo quan điểm của dự báo viên. Rõ ràng
so với hiện tại, tập số liệu quan trắc trên khu vực Việt Nam những năm trước
đây ít hơn rất nhiều trong khi thường bị ảnh hưởng bởi yếu tố truyền tin.
Ngoài ra, các bản đồ synop chỉ sử dụng các số liệu thám không, không tính
đến số liệu viễn thám với vai trò ngày càng quan trọng, đặc biệt trên các vùng
biển khi không thể có được số liệu thám không.
Do đó, các hình thế thời tiết này cần được đánh giá lại dựa trên sự phát
triển của công nghệ thám sát, mô hình và các sơ đồ đồng hóa số liệu hiện đại.
Cách tiến hành này tương tự như các nghiên cứu trên cần dựa vào đánh giá tốt

nhất trạng thái khí quyển trong quá khứ nhờ kết hợp tất cả các số liệu quan
trắc hiện có và công nghệ hiện tại, thay thế cho các bản đồ synop trước đây.
Đánh giá tốt nhất trạng thái khí quyển trong quá khứ được biết đến với tên gọi
13

tái phân tích trong khí tượng học. Yếu tố phân loại chủ quan của dự báo viên
cũng cần được thay thế bởi các thuật toán phân loại hiện đại.
Với sự xuất hiện của tập số liệu tái phân tích như NNRP2 (Mỹ),
ERA40 (hạn vừa châu Âu) hay JRA25 (Nhật), các nghiên cứu hiện đại trên
thế giới cho bài toán tương tự như trên được thực hiện theo phương pháp phân
tích tổng hợp CA (Composite Analysis) kết hợp với phương pháp phân tích
thành phần chính PCA (Principal Component Analysis) một cách khách quan
trên tập số liệu tái phân tích (Higgins và nnk, 2000, Teixeira và Satyamurty,
2007; Feldl và Roe, 2010). So với phương pháp dựa trên các bản đồ synop, số
liệu tái phân tích cho phép sử dụng nhiều trường khí tượng hơn ngoài trường
áp hay độ cao địa thế vị như tổng lượng ẩm hay vận chuyển ẩm trong khí
quyển.
Vẫn theo hướng nghiên cứu trên quy mô synop với các hình thế thuận
lợi cho mưa lớn gây lũ trên khu vực miền Trung nhưng theo một hướng
nghiên cứu mới dựa trên phương pháp CA và PCA trên tập số liệu tái phân
tích thay vì hướng nghiên cứu truyền thống tại Việt Nam, chúng tôi đề xuất đề
tài “Đặc điểm các hình thế thời tiết cho mƣa lớn gây lũ trên khu vực miền
Trung từ tập số liệu tái phân tích JRA25”.
Nội dung của luận văn được chia làm 3 chương chính:
Chương 1: Tổng quan.
Trong chương này sẽ trình bày về các công trình nghiên cứu trong
nước và nước ngoài về mưa lớn, trên cơ sở các tài liệu tham khảo thu thập
được.
Chương 2: Số liệu và phương pháp.
Trong chương này trình bày các khái niệm cơ bản và chỉ tiêu về mưa

lớn, sử dụng số liệu quan trắc tại trạm. Nguồn số liệu đo mưa từ các trạm đo
khí tượng, nguồn số liệu tái phân tích JRA25.
Chương 3: Kết quả và phân tích.
Trong chương này học viên đưa ra các kết quả tính toán và phân tích K-
mean, để phân loại các nhóm hình thế gây mưa lớn ở miền Trung và Tây
Nguyên Việt Nam.


14

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MƢA
LỚN Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI.
Hiện tượng mưa lớn trên khu vực miền Trung luôn được ghi nhận hàng
năm với tần xuất trung bình 10 đợt/năm kéo dài từ tháng 5 cho đến tháng 12,
với mức độ thiệt hại rất lớn kèm theo. Cho đến nay đã có nhiều công trình
nghiên cứu trong nước tập trung cho hiện tượng này từ các thống kê hình thế
synop, mô tả cơ chế sinh mưa lớn hoặc mô phỏng hay dự báo dựa trên mô
hình. Mặc dù các kết quả nghiên cứu nói trên đã ít nhiều mang lại hiệu quả
cho dự báo mưa nghiệp vụ, nhưng các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở dự
báo định tính cho trường hoặc định lượng cho điểm.
1.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới.
Trên thế giới mưa lớn đã được nghiên cứu từ rất lâu, Cavazos T (1999)
cũng đã nghiên cứu về tình hình mưa tuyết lớn ở khu vực Nam Mỹ. Nơi các
cơn mưa tuyết lớn tại các khu vực miền núi thường gây ra các trận tuyết lở.
Các trạng thái khí quyển qui mô Synop đặc biệt là nguyên nhân của các hiện
tượng mưa tuyết cực trị này, và điều này cũng đúng cho trường hợp của vùng
Andorra, một nước nhỏ tại Pyrenees, nằm giữa Pháp và Tây Ban Nha. Trên cơ
sở những ngày lượng tuyết có cường độ ít nhất là 30cm trong khoảng 24h, các
nghiên cứu hiện tại sử dụng các phân tích thành phần chính (Principal
Component Analysis) và các phép phân tích xếp nhóm để mô tả đặc điểm của

các hình thế hoàn lưu qui mô synop cho những ngày này trong suốt thời kỳ
mùa đông.
Khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 30 - 60°N; 30°W - 15°E và
khoảng thời gian là thời kỳ mùa đông các năm từ 1986 - 1987 tới 2000 -
2001. Phương pháp được đưa ra với mục đích bao gồm cả phương pháp xử lý
trước có chứa cả các dữ liệu đạt chuẩn về không gian được sử dụng cho phép
phân tích PCA, một phương pháp xấp xỉ luân phiên để quyết định trọng tâm
và số lượng các nhóm cho việc xếp nhóm K-means và việc loại bỏ tính lặp đi
lặp lại cho thuật toán này. Phương pháp này có thể phân loại hình thế synop
cho các ngày có lượng mưa tuyết lớn và xây dựng các bản đồ cho khí áp mực
biển, độ cao địa thế vị 500hPa, độ dày 1000-5000m (các đường dòng 5270m,
5400m, 5520m). Các kết quả đưa ra là những hình thế hoàn lưu, hầu hết là về
thành phần gió khu vực Đại Tây Dương. Các kết quả, như các bản đồ thời tiết,
15

có thể trở thành một công cụ hữu ích trong việc giúp các mô hình khí tượng
dự báo các cơn mưa tuyết lớn, và việc phân loại những ngày xảy ra hiện
tượng này có thể mở ra một tương lai trong việc phân tích khí hậu và khí
tượng một cách chi tiết.
Nishiyama K vcs (2007) cũng đã tiến hành nghiên cứu các hệ thống
Synop và mối liên hệ giữa các trường Synop và các trường hợp mưa lớn tại
đảo Kyushu, thuộc tây nam Nhật Bản, trong suốt thời kỳ mùa mưa Baiu, các
trường synop này đã được phân loại sử dụng bản đồ tự thiết lập (SOM – self-
organizing map), để có thể biến đổi các đặc tính phi tuyến phức tạp thành các
mối liên quan 2 chiều đơn giản. Giả thiết rằng các hình thế synop có thể được
biểu diễn một cách đơn giản bằng sự phân bố không gian của các thành phần
gió ở mực 850hPa, mưa tiềm năng (PW) được định nghĩa là lượng hơi nước
được chứa trong một cột thẳng đứng của khí quyển. Bằng thuật toán SOM và
phương pháp xếp nhóm của ma trận U (U-matrix) và K-means, các trường
synop được chia thành 8 loại hình thế (nhóm). Một trong những nhóm có các

đặc điểm không gian nổi bật được tính bởi lượng mưa tiềm năng (PW) đi kèm
với các thành phần gió mạnh được gọi là dòng xiết mực thấp (LLJ). Các đặc
tính của nhóm này chỉ ra một hình thế Synop điển hình thường gây ra lượng
mưa lớn tại Kyushu trong suốt thời kỳ mùa mưa.
P. Seibert vcs (2007), đã tiến hành nghiên cứu mô hình gây ra mưa lớn
ở Áo, và đã xác định được 7 hình thế qui mô synop gây ra đợt giáng thủy lớn
tại Áo được xác định với phương pháp chùm quĩ đạo. Quĩ đạo phản hồi (back
tracjectories) ở các mực khác nhau, tại các thời điểm khác nhau trong mỗi
ngày, và tại các vị trí khác nhau tại Áo được sử dụng cùng với một giá trị
xoáy thế. Thêm vào đó, 7 vùng tại Áo với lượng giáng thủy ngày tương tự
nhau cũng được xác định. Mối quan hệ của lượng giáng thủy lớn tại mỗi vùng
này với các hình thế synop cũng đã được nghiên cứu. Kết quả tương ứng các
thực nghiệm về hình thế synop và phản ánh các tình hình khí tượng đã được
biết đến. Các phân tích này dựa trên số liệu tái phân tích trong 15 năm của
ECMWF (1979-1993), sử dụng để tính toán các quĩ đạo phản hồi (back
trajectories) và tổng lượng giáng thủy ngày của 131 trạm khí tượng tại Áo.
Điều này đã mở đường cho các ứng dụng trong tương lai trong việc nghiên
cứu về biến đổi khí hậu, các dữ liệu đầu vào cần thiết cũng có thể được sử
16

dụng từ các mô hình khí hậu toàn cầu. Cách tiếp cận xếp nhóm cũng đã được
tiến hành với một phương pháp mới đầy hứa hẹn, sự phối hợp của nhóm theo
thứ bậc và nhóm được lặp đi lặp lại (K-means).
Đặc biệt, với lượng mưa lớn kỷ lục như lượng mưa tại Huế (Việt Nam)
năm 1999, gần đây, hiện tượng này cũng bắt đầu nhận được quan tâm nghiên
cứu của một số tác giả trên thế giới, Jun Matsumoto vcs (2008) đã tiến hành
nghiên cứu về sóng lạnh và dị thường gió Nam tại khu vực giữa biển Đông
kết hợp với một áp thấp nhiệt đới gây mưa lớn ở khu vực Trung Bộ; Với tác
giả, khi nghiên cứu về mưa lớn miền Trung, Jun Matsumoto vcs đã sử dụng
bộ số liệu tái phân tích và bộ số liệu về lượng giáng thủy bề mặt trong 24 năm

(1972-2002). Cùng với đó là bộ số liệu với trường hoàn lưu khí quyển sử
dụng trong nghiên cứu này là bộ số liệu tái phân tích trong 25 năm của Nhật
Bản cung cấp bởi cơ quan khí tượng Nhật Bản (JMA) và trung tập nghiên cứu
về công nghiệp điện năng (CRIEPI). Độ phân giải theo phương ngang với
kinh độ và vĩ độ là 1,25 độ, khoảng thời gian là 6h, với 12 mực tại tầng đối
lưu (1000, 925, 850, 700, 600, 500, 400, 300, 250, 200, 150, và 100 hPa).
Nghiên cứu này cũng sử dụng số liệu lượng mưa hàng ngày tại các trạm của
khu vực phía đông miền Trung Việt Nam với số liệu được thu thập liên tục
bởi phòng khí tượng thủy văn Lào (8 trạm), phòng khí tượng Campuchia (4
trạm) và Trung tâm khí tượng - Thủy văn quốc gia Việt Nam (52 trạm). Thêm
vào đó, giá trị nội suy trung bình ngày của số liệu bức xạ sóng dài phát ra
(OLR) được cung cấp bởi Trung tâm Khí quyển và Hải dương Quốc gia Hoa
Kỳ (NOAA) và số liệu thám sát khí quyển được quan trắc liên tục bởi trạm
khí tượng Hoàng Sa.
Tác giả đã tìm thấy sự cùng tồn tại của sóng lạnh và áp thấp nhiệt đới là
khá quan trọng đối với sự xuất hiện của mưa lớn tại miền trung Việt Nam.
Thêm vào đó, các quan trắc cho thấy các sóng lạnh không có áp thấp nhiệt đới
không dẫn đến lượng mưa lớn.
Tác giả tìm các nhiễu động qui mô synop và qui mô lớn gây ra những
biến đổi về giáng thủy tại miền Trung trong suốt mùa gió mùa mùa hè với
một khoảng thời gian dài từ vài ngày cho tới vài tuần. Các nhiễu động cũng
đóng vai trò quan trọng đối với những biến đổi về giáng thủy tại các khu vực
17

ven biển phía đông trong suốt pha chuyển tiếp gió mùa có 2 dạng nhiễu động
khí quyển đóng vai trò quan trong trong trận mưa lớn này.
Thứ nhất: Sóng lạnh (Cold surge) dị thường gió phía bắc tại mực thấp
của tầng đối lưu, hình thành tại bắc Trung Quốc gần 40
0
N, lan truyền theo

hướng nam tiến về phía bắc biển Đông và sau đó tĩnh lại tại đó trong khoảng
2 ngày, gây ra gió đông bắc mạnh thổi liên tục về phía bán đảo Đông Dương,
bị cản lại bởi dãy Trường Sơn (Annam Range).
Thứ hai: Dị thường gió nam tại khu vực giữa biển Đông kết hợp với
một áp thấp nhiệt đới (Tropical Depression – Type Disturbance), ở miền nam
Việt Nam đã ngăn cản sóng lạnh lan truyền về phía nam. Tại phía bắc biển
Đông, dị thường gió nam hình thành một hội tụ mạnh ở mực thấp kết hợp với
dị thường gió đông bắc trong sóng lạnh, đã cung cấp một lượng không khí
nhiệt đới ẩm, ấm. Các điều kiện này gây ra bởi sóng lạnh và áp thấp nhiệt đới
khá thuận lợi cho việc xuất hiện lượng mưa lớn do địa hình tại miền trung
Việt Nam. Áp thấp nhiệt đới có thể được xem là kết quả của sóng Rossby
phản ứng lại dị thường đối lưu qui mô lớn tại khu vực bao gồm khu vực Đông
Nam Á, Indonesia và Philippines, kết hợp với những biến đổi trong từng mùa
khu vực xích đạo.
Chen vcs (2008) đã nghiên cứu mưa lớn miền Trung bằng cách xem xét
ảnh hưởng của hiện tượng ENSO đến mưa ở miền Trung. Thông qua lượng
mưa 29 năm (1979-2007) theo dạng lưới từ bộ số liệu tích hợp quan trắc phân
giải cao Châu Á để đánh giá nguồn nước (APHRODITE) được sử dụng để mô
tả khí hậu mưa ở Việt Nam. Lượng mưa quan trắc được tại 163 trạm mặt đất
tại Việt Nam năm 2007 được sử dụng để xác nhận kết quả phân tích lượng
mưa từ APHRODITE và để xác nhận 2 chế độ mưa: chế độ mưa tháng 10 -
tháng 11 ở miền Trung Việt Nam và chế độ mưa tháng 5 - tháng 10 ở phía
Bắc và phía Nam Việt Nam được xác định từ số liệu APHRODITE.
Cheng vcs đã nhận thấy rằng sự hiện diện của dãy Trường Sơn dọc theo
biên giới phía tây của Việt Nam với Lào và Campuchia đã tạo ra chế độ mưa
tháng 10 - 11 ở miền Trung Việt Nam khác biệt so với chế độ mưa tại những
vùng khác. Biến động nhiều năm của chế độ mưa tháng 10 - 11 có thể được
mô tả rõ bởi hàm trực giao kinh nghiệm, khi phân tích số liệu mưa 29 năm từ
APHRODITE. Biến động thời gian của kiểu mưa nhiều năm này không cùng
18

pha với chỉ số SST (NINO3.4). Điều này được nhận biết từ mối quan hệ âm,
rằng khu vực miền trung Việt Nam trở nên khô hơn khi SSTs trên vùng
NINO3.4 ấm lên và khu vực miền trung Việt Nam trở nên ẩm ướt hơn khi
SSTs trên vùng NINO3.4 trở nên lạnh đi.
Điều này cũng được nhận ra từ các phân tích trường vận tải ẩm khi
một hoàn lưu xoáy thuận (xoáy nghịch) trên khu vực nam Á kết hợp với hoàn
lưu xoáy nghịch trên khu vực tây bắc Thái Bình Dương trong pha lạnh (pha
nóng). Lượng ẩm được hội tụ (phân kỳ) bởi hai hoàn lưu này hướng về biển
Đông Việt Nam và Biển Philipin ngoài 150
0
E trong những năm ấm (lạnh).
Các hoàn lưu này đã làm tăng cường hoặc suy giảm lượng ẩm vận tải đến
Đông Dương nói chung và Việt Nam nói riêng. Cùng với các cặp hoàn lưu
này, lượng ẩm được hội tụ về phía Đông Nam Á trong pha lạnh đã gây nên
mưa lớn ở khu vực Đông Nam Á trong khi phân kỳ ẩm trong pha ấm đã gây
nên tình trạng khô hanh ở khu vực này.
1.2.Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Tại Việt Nam, khu vực nhiệt đới gió mùa, ngay từ khi thành lập cục Dự
báo (nay là Trung tâm Dự báo khí tượng thuỷ văn Trung ương) mưa lớn đã
được xếp là một trong những hiện tượng thời tiết nguy hiểm và việc nghiên
cứu mưa lớn đã được tiến hành, tiêu biểu là các công trình của Phạm Ngọc
Toàn và Phan Tất Đắc trong cuốn Khí hậu Việt Nam (1993); mặc dù không
chỉ ra chi tiết tác động của từng hình thế thời tiết gây mưa lớn ở miền Trung,
nhưng các tác giả cũng đã miêu tả về các quy luật khí hậu và cũng đã đề cập
tới sự tác động của các khối khí ảnh hưởng đến Việt Nam trong các giai đoạn.
Khi đề cập tới khí hậu từng vùng (tác giả đã chia làm 4 vùng, trong đó
có 3 vùng đất liền, gồm miền khí hậu phía Bắc, miền khí hậu Đông Trường
Sơn, miền khí hậu phía Nam và một vùng miền khí hậu biển Đông), trong quá
trình miêu tả các miền khí hậu theo mùa, tác giả cũng đã đề cập một cách cơ

bản về những nguyên nhân, hình thế gây mưa lớn ở Trung Bộ, cụ thể là miền
khí hậu ở Đông Trường Sơn bao gồm phần phía Đông Trường Sơn, kéo dài từ
phía nam Hoành Sơn (Đèo Ngang) đến xấp xỉ vĩ tuyến 12
0
N. Tương tự như
vậy khi đề cập đến miền khí hậu phía Nam, bao gồm phần lãnh thổ Trung Bộ
thuộc sườn Tây Trường Sơn (Tây Nguyên) và đồng bằng Nam Bộ, khi phân
19

chia mùa khô và mùa mưa, tác giả cũng đã đề cập đến một số hình thế gây
mưa lớn ở các khu vực này.
Tuy nhiên do đây là cuốn „”Đặc điểm khí hậu Việt Nam” nên các tác
giả chỉ tập trung vào việc phân tích các điều kiện hình thành khí hậu và mối
tương quan giữa hoàn lưu gió mùa và cấu trúc địa mạo, ngoài ra các tác giả
cũng xét đến các quy luật cơ bản chi phối diễn biến thời tiết và cấu trúc khí
hậu, nhấn mạnh những tính độc đáo trong quy luật phân mùa, trong sự biến
động và phân hóa khí hậu địa phương, đồng thời cũng thử nghiệm giải thích
các quy luật đó bằng các phân tích Synop thống kê.
Nhưng các tác giả nói trên đã không nêu rõ những hình thế thời tiết nào
gây mưa ở miền Trung, các hình thế mà các tác giả đề cập là khá chung
chung, chủ yếu để người đọc có hình dung về khí hậu của các vùng miền Việt
Nam, chứ không đề cập chi tiết vào các hình thế gây mưa lớn ở Trung Bộ.
Sau Phạm Ngọc Toàn và Phan Tất Đắc còn có nhiều tác giả nữa nghiên
cứu về mưa lớn ở Việt Nam nói chung và khu vực miền Trung nói riêng,
nhưng đáng lưu ý nhất là tác giả Nguyễn Ngọc Thục (1992) với nghiên cứu “
Phương pháp Synop dự báo mưa lớn cho khu vực Nghệ An đến Thừa Thiên
Huế” và một công trình nữa nối tiếp đó là “ Phân loại hình thế Synop gây mưa
lớn, đặc biệt lớn thuộc các tỉnh Nghệ An – Thừa Thiên Huế, phân tích và dự
báo”.
Với Nguyễn Ngọc Thục (1992): Khi phân loại các dạng hình thế Synop

gây mưa lớn, đặc biệt lớn thuộc các tỉnh Nghệ An – Thừa Thiên Huế, đã đưa
ra những khái quát về tình hình mưa lớn ở miền Trung, nêu ra định nghĩ thế
nào là mưa lớn diện rộng, diễn dải sơ lược về tình hình mưa lớn từ Nghệ An
đến Thừa Thiên Huế trong giai đoạn từ năm 1976 đến năm 1990, qua đó xác
định nguyên nhân gây mưa lớn ở khu vực từ Nghệ An trở vào đến Thừa Thiên
Huế. Sau đó tác giả tiến hành thống kê các hình thế mưa lớn ở khu vực này và
đã chỉ ra có tất cả 7 loại hình thế có khả năng gây mưa lớn ở miền Trung bao
gồm: là Xoáy thuận nhiệt đới đơn thuần (XTNĐ); XTNĐ kết hợp với gió
đông nam (SE) tác động; XTNĐ kết hợp với không khí lạnh (KKL) tác động
trước; XTNĐ kết hợp với KKL tác động đồng thời hoặc 12 – 24h; Dải hội tụ
20

nhiệt đới (ITCZ) có XTNĐ từ thấp lên cao 4 – 5km; ITCZ có KKL tác động;
KKL hội tụ với tín phong.
Đối với từng hình thế tác giả đã có những nghiên cứu khá chi tiết, chỉ
ra sự ảnh hưởng của nó với miền Trung như thế nào, khi nó tác động đơn lẻ
thì tạo ra hệ quả thời tiết ra sao, khi nó tương tác với các hình thế khác hoặc
một tổ hợp các hình thế khác thì sự ảnh hưởng của nó đối với từng khu vực sẽ
diễn ra như thế nào, như với hình thế mưa lớn do XTNĐ tác giả đã phân tích
chi tiết, mưa lớn do XTNĐ đơn thuần, mưa lớn do XTNĐ đổ bộ kết hợp với
KKL tác động trước, mưa lớn do XTNĐ đổ bộ có KKL kết hợp tác động đồng
thời hoặc 12 – 24h sau; mưa lớn do XTNĐ đổ bộ có kết hợp với KKL tác
động 12 – 24h trước; mưa lớn do ITCZ có XTNĐ từ thấp lên cao 4 – 5km;
mưa lớn do XTNĐ sau khi đổ bộ kết hợp với SE tác động.
Tác giả cũng đã đánh giá xác suất % của từng hình thế, ảnh hưởng của
nó đến từng vùng miền, khu vực ra sao, lượng mưa mà từng hình thế gây ra
đối với các vùng như thế nào, tác giả cũng đã đưa ra những nhận xét về sự
giống nhau, khác nhau giữa thời gian kéo dài, phân bố không gian, lượng mưa
ngày, tổng lượng mưa, do từng loại hình thế cơ bản và tổ hợp gây ra; Nhưng
ngay từ đầu với tên đề tài là “ Phân loại hình thế Synop gây mưa lớn khu vực

Quảng Nam – Đà Nẵng đến Khánh Hòa, trong các tháng 9, 10, 11 giai đoạn
1976 - 1990”, thì người đọc đã hình dung ra đây là một đề tài mang tính thống
kê thuần túy, dựa trên kinh nghiệm làm dự báo nhiều năm của mình, tác giả
đã trăn trở, trao đổi với đồng nghiệp và đưa ra những tổng kết, phân tích trên,
ngoài ra tác giả cũng đã có những nhận xét làm chỉ tiêu dự báo mưa lớn do
XTNĐ có KKL tác động.
Đối với dự báo viên ở các khu vực miền Trung và Trung tâm Dự báo
Trung ương thì đây có thể coi là cẩm nang, cho các dự báo mưa lớn sau này,
nhưng dù sao đây cũng chỉ là những nhận định chủ quan, phần nhiều dựa vào
kinh nghiệm của người viết, vì thế tính khánh quan, sẽ bị giảm đi đáng kể,
nhất là những hình thế chuẩn mà tác giả đưa ra chủ yếu dựa vào các đợt mưa
lớn thực tế, chưa bao hàm được tính khánh quan chung. Trong các bản đồ
phân loại hình thế tác giả thường vẽ lại một cách chủ quan, ít có những phần
biểu hiện giá trị thực tế cũng như phân bố gió, khí áp, như thế nào, vì thế khi
21

người Dự báo viên tiếp xúc với những hình thế này thường bị phân vân, để
không áp dụng những hình thế này một cách máy móc thì người dự báo viên
phải có nhiều kinh nghiệm và ít nhất cũng đã trải nghiệm được một lần những
hình thế mà tác giả đã nêu, như vậy thì khoảng thời gian hiểu và nắm rõ được
là rất lâu.
Với Trần Gia Khánh (1993) trong đề tài nghiên cứu “Dự án: Mưa lũ
miền Trung do Cục dự báo (nay là Trung tâm Dự báo Khí tượng – Thủy văn
Trung Ương) với đề tài “ Phân loại hình thế Synop gây mưa lớn khu vực
Quảng Nam – Đà Nẵng đến Khánh Hòa, trong các tháng 9, 10, 11 giai đoạn
1976 - 1990””.
Trần Gia Khánh (1993) cũng đã tiến hành nghiên cứu và phân loại các
hình thế synop gây mưa lớn ở khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng đến Khánh
Hòa trong các tháng 9, 10 và 11, có thể nói đây là công trình làm lại những gì
mà KS Nguyễn Ngọc Thục đã tiến hành, vì cách tiếp cận vấn đề cũng như

phương pháp nghiên cứu của tác giả cũng không có gì mới so với Nguyễn
Ngọc Thục, tuy nhiên sau khi tiến hành phân loại các hình thế Synop chủ yếu
có thể tác động đến khu vực thì tác giả cũng tiến hành đi phân tích và mô tả
các loại hình thế gây mưa ở khu vực này, theo Trần Gia Khánh (1993) thì có 3
loại hình thế gây mưa ở các tỉnh từ Quảng Nam – Đà Nẵng đến Khánh Hòa
trong các tháng 9, 10 và 11 đó là Bão và ATNĐ, Dải hội tụ nhiệt đới kết hợp
với KKL xâm nhập về phía Bắc và ảnh hưởng của KKL đơn thuần, riêng với
trường hợp mưa lớn do bão và ATNĐ tác giả cũng đã chia làm 3 loại.
- Trường hợp bão đơn lẻ đổ bộ vào khu vực
- Trường hợp bão liên tiếp
- Trường hợp bão kết hợp với KKL ở phía Bắc.
Và cũng tương tự như Nguyễn Ngọc Thục (1992) sau khi tiến hành
phân tích các hình thế gây mưa lớn ở khu vực này, thông qua tổng kết, phân
tích từng loại với quá trình mưa lớn, phân bố mưa lớn theo 12h; 24h và từng
đợt mưa tác giả cũng đã đưa ra số nhận xét, có thêm một số nghiên cứu mới là
đưa thêm một số chỉ tiêu dự báo, như căn cứ vào số lần KKL tác động, thời
điểm KKL tác động đồng thời hoặc trước, sau 12 – 24h hoặc ATNĐ đi vào
đất liền tháng 10 và tháng 11, dựa trên thống kê hiệu các giá trị khí áp trạm
22

902, trạm Hà Nội, trạm 758 phía Đông Lôi Châu với trạm Đà Nẵng tác giả đã
đưa ra xác suất dự báo (chỉ tiêu dự báo) cho trường hợp KKL với hoạt động
của bão hoặc ATNĐ; Tuy nhiên tất cả những chỉ tiêu, thậm chí là cách tiếp
cận của tác giả cũng không có nhiều điểm khác so với Nguyễn Ngọc Thục
vẫn thuần túy dựa vào kinh nghiệm và thống kê Synop trong một giai đoạn
nào đó, ngoài ra với bảng chỉ tiêu dự báo thì trong trường hợp nếu di chuyển
của bão thay đổi theo hướng lệch bắc và tốc độ di chuyển của bão hoặc
ATNĐ chậm dưới 20km/h thì chỉ tiêu này lại không áp dụng được.
Tác giả Phạm Thị Thanh Ngà (2007) cũng đã tiến hành phân tích một
số trường hợp mưa lớn dựa trên các sản phẩm mô hình số, nhưng tất cả đều là

tiến hành phân tích các trường hợp đã qua và không đưa ra được nhận dạng
hình thế chung một cách khách quan. Đặc điểm chung của các nghiên cứu này
là sử dụng bản đồ synop trong phân loại, phương pháp phân loại chưa có tiêu
chí rõ ràng, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm dự báo.
Như thế có thể thấy rõ hai hạn chế trong các công trình nghiên cứu nêu
trên.
Thứ nhất: Các bản đồ synop dựa trên tập số liệu cao không và synop
toàn cầu với chất lượng số liệu không có được độ tin cậy cao (chưa thông qua
quá trình chỉnh lý số liệu). Kiểm tra chất lượng số liệu duy nhất được thực
hiện trên tập dữ liệu này đều được thực hiện bởi các dự báo viên trong quá
trình vẽ bản đồ. Ngoài ra số trạm cao không hay synop trong những năm
trước đây phân bố thưa hơn so với hiện tại rõ ràng cũng ảnh hưởng đến chất
lượng của bản đồ synop. Đặc biệt việc phân tích bản đồ trước và sau khi có
ảnh mây vệ tinh có ảnh hưởng lớn đến bản đồ synop bởi các quan trắc synop
hay cao không không thể thực hiện trên biển vì số liệu thưa thớt này thường
được bù đắp gián tiếp thông qua ảnh mây vệ tinh. Vì vậy, bản đồ synop trước
khi có ảnh mây vệ tính khác với sau khi có ảnh mây vệ tinh.
Thứ hai: Mặc dù kinh nghiệm của dự báo viên là rất quý giá trong việc
phân loại các hình thế synop, công việc này sẽ trở thành một công việc thủ
công nặng nhọc khi phải quan sát khoảng 300 bản đồ synop tương ứng với
150 đợt mưa lớn trong 10 năm (giả định có 2 bản đồ synop mỗi ngày vào thời
điểm 00 và 12 UTC). Để nghiên cứu có ý nghĩa hơn về mặt khí hậu con số 10
23

năm này cần được tăng thêm. Hơn nữa với những đợt mưa kéo dài 2 đến 3
ngày số bản đồ synop cũng tăng lên tương ứng. Như vậy, một nghiên cứu có ý
nghĩa cần phân loại thủ công cỡ 500 bản đồ synop. Quá trình này có thể dẫn
đến những sai sót, ảnh hưởng đến kết quả phân loại.
Hạn chế đầu tiên có thể được giải quyết thông qua sử dụng tập số liệu
tái phân tích. Sử dụng các hệ thống đồng hóa số liệu kết hợp giữa ưu điểm của

mô hình và số liệu quan trắc đã có trong qua khứ, số liệu tái phân tích có thể
xem là số liệu tốt nhất mô tả trạng thái khí quyển trong quá khứ trên quy mô
lưới và toàn cầu. Chương trình kiểm tra chất lượng số liệu trong hệ thống
đồng hóa sẽ đảm bảo những số liệu quan trắc với sai số lớn không tác động
đến trường tái phân tích. Ngoài ra, tập số liệu vệ tinh trên biển là một bổ sung
quý giá cho trường tái phân tích so với việc chỉ sử dụng số liệu cao không và
synop trên đất liền như trong các bản đồ synop. So với phương pháp dựa trên
các bản đồ synop, số liệu tái phân tích còn cho phép sử dụng nhiều trường khí
tượng hơn ngoài trường áp hay độ cao địa thế vị như tổng lượng ẩm hay vận
chuyển ẩm trong khí quyển. Các tập số liệu tái phân tích phổ biến hiện tại
gồm có: NNRP2 (Mỹ), ERA40 (Trung tâm hạn vừa châu Âu) hay JRA25.
Hạn chế thứ hai rõ ràng chỉ có thể giải quyết nhờ vào khả năng tính
toán của máy tính. Trên thế giới, và sau đó tương tự như ở Việt Nam bài toán
phân loại hình thế synop trước đây thường được thực hiện với các tiêu chí chủ
quan. Xu thế phân loại khách quan hay tự động bắt đầu xuất hiện từ cuối thập
niên 90 (Seibert và nnk, 2007) với phương pháp phân nhóm K-means kết hợp
phương pháp phân tích thành phần chính PCA hay EOF (Esteban và nnk,
2005) hay mạng tế bào thần kinh nhân tạo ANN (Cavazos, 1999). Các nghiên
cứu gần đây thường sử dụng phương pháp SOM (Cassano và nnk, 2006;
Nishiyama và nnk, 2007). Nếu không cần thực hiện phân loại phương pháp
truyền thống phân tích tổng hợp CA thường được sử dụng nhằm làm nôt bật
hình thế chính gắn liền với hiện tượng đang xét (Teixeira và nnk, 2008; Feldl
và Roe, 2010).
Vẫn theo hướng nghiên cứu trên quy mô synop với các hình thế thuận
lợi cho mưa lớn gây lũ trên khu vực miền Trung nhưng theo một hướng
nghiên cứu mới dựa trên phương pháp CA và PCA trên tập số liệu tái phân
24

tích thay vì hướng nghiên cứu trước đây tại Việt Nam, chúng tôi đề xuất đề tài
“Xác định khách quan hình thế thời tiết trong các đợt mƣa lớn trên khu

vực miền Trung từ số liệu tái phân tích JRA25”
Qua đó có thể xác định đặc trưng các hình thế thời tiết thuận lợi cho sự
hình thành mưa lớn gây lũ lụt tại miền Trung một cách khách quan dựa trên
tập số liệu tái phân tích JRA25.
So sánh kết quả nhận được với kết quả từ các tác giả trước đây khi thực
hiện đánh giá, phân loại dựa trên các bản đồ synop.

25

CHƢƠNG 2: SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1. Số liệu.
Để nghiên cứu về các đợt mưa lớn, chúng tôi đã tiến hành thống kê
mưa lớn ở các tỉnh miền Trung trong vòng 17 năm trở lại đây (từ năm 1994 –
2010), ở 4 khu vực của miền Trung và Tây Nguyên với tiêu chí. Mưa lớn diện
rộng có thể xảy ra một hay nhiều ngày, liên tục hay ngắt quãng, một hay
nhiều trận mưa và không phân biệt dạng mưa. Căn cứ vào lượng mưa thực tế
đo được 12 hoặc 24 giờ tại các trạm quan trắc khí tượng bề mặt, trạm đo mưa
trong mạng lướ ịnh các cấp mưa khác nhau.
Theo quy định của Tổ chứ (WMO), mưa lớn được chia
làm 3 cấp:
- Mưa to: Lượng mưa đo được từ 51 đế 26 đến
50mm/12h.
- Mưa rất to: Lượng mưa đo đượ > 50
mm/12h.
Mưa lớn diện rộng là mưa lớ ở một hay nhiều khu vực dự báo
liền kề với tổng số trạm quan trắc được mưa lớn theo quy định sau đây:
- Một khu vự ớn diện rộng khi mưa lớn
xảy ra ở quá một nửa số trạm trong toàn bộ số trạm quan trắc của
khu vực đó.
- Mưa lớn xảy ra ở 2 hoặc 3 khu vự ền kề nhau, thì khi

tổng số trạm quan trắc được mưa lớ ợt quá 1/2 hoặc 1/3
tổng số trạm quan trắc trong 2 hoặc 3 khu vực liền kề.
Một đợt mưa lớn diện rộng là một đợt mưa xảy ra, phải quá 2/3 số trạm
quan trắc và liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, trong đó có ít nhất
một ngày đạ ớn. Khi quá trình mưa lớn diện rộng xảy ra
nhiều đợt trong một thời gian dài, các đợt mưa lớn diện rộng khác nhau phải
cách nhau một khoảng thời gian liên tục ít nhất là 24 giờ với trên 1/2 tổng số
trạm quan trắc hoàn toàn không có mưa.
Tổng lượng mưa cả đợt được tính theo lượng mưa đo được thực tế của
từng trạm trong khoảng thời gian của cả đợt mưa kể từ thời gian bắt đầu đến
thời gian kế ợng mưa lớn nhất được chọn trong tổng lượng
mưa thực đo của các trạm. Như vậy, trong giai đoạn 1994 – 2007 chúng tôi