Dự tính một số đặc trưng gió mùa mùa hè của mô hình precis

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

Trương Thị Thanh Thủy

DỰ TÍNH MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG GIÓ MÙA MÙA HÈ
CỦA MÔ HÌNH PRECIS

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2015


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

Trương Thị Thanh Thủy

DỰ TÍNH MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG GIÓ MÙA MÙA HÈ
CỦA MÔ HÌNH PRECIS

Chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học
Mã số: 60.440.222

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Mai Văn Khiêm

Hà Nội – Năm 2015


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Mai Văn
Khiêm là người Thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất
cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân
thành tới tập thể đội ngũ giáo viên, cán bộ trường Đại học Khoa học Tự Nhiên –
ĐHQGHN, cán bộ Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, những người đã
trang bị cho tôi kiên thức chuyên môn, giúp tôi có đủ kiến thức cũng như kinh
nghiệm trong suốt quá trình học tập, đặc biệt đã tạo cho tôi niềm say mê nghiên cứu
khoa học.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng
Khí hậu, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã tạo điều kiện
thuận lợi về thời gian và cơ sở vật chất cho tôi trong quá trình học tập và công tác.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới những đồng nghiệp tại
Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng Khí hậu đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình
thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ và những người thân
trong gia đình tôi và bạn bè tôi đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học
tập.

Trương Thị Thanh Thủy


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................1
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................3
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ...........................................................................4

MỞ ĐẦU .....................................................................................................................6
Chương 1 .....................................................................................................................8
TỔNG QUAN VỀ GIÓ MÙA MÙA HÈ....................................................................8
1.1. Vai trò của GMMH đối với thời tiết khí hậu, Việt Nam ..................................8
1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước và trên thế giới .................10
1.2.1. Trên thế giới .............................................................................................10
1.2.2. Trong nước ...............................................................................................19
1.3. Tổng quan các CSGM ....................................................................................23
Chương 2 ...................................................................................................................28
PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU......................................................28
2.1. Mô hình PRECIS ............................................................................................28
2.2. Phương pháp ...................................................................................................29
2.2.1. Lựa chọn thời kỳ và mùa GMMH nghiên cứu .........................................29
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................31
2.3. Bộ số liệu sử dụng ..........................................................................................35
Chương 3 ...................................................................................................................40
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................................40
3.1. Đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình PRECIS ......................................40
3.1.1. Hoàn lưu gió .............................................................................................40
3.1.2. Lượng mưa ...............................................................................................46
3.1.3. Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ ...........................................49
3.2. Dự tính một số đặc trưng GMMH ..................................................................52
3.2.1. Hoàn lưu gió .............................................................................................52
3.2.2. Lượng mưa trong thời kỳ hoạt động của GMMH ....................................57
3.2.3. Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ ...........................................61
KẾT LUẬN ...............................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................66
PHỤ LỤC ..................................................................................................................71

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa ngày trung bình thời kỳ 1951 –
1996 trên khu vực bán đảo Đông Dương [42] ..........................................................11
Hình 2.1. Miền tính cho khu vực Đông Nam Á ........................................................28
Hình 2.2. Phân bố mưa (mm/ngày) và gió (m/s) tương ứng theo số liệu
APHRODITE và CFSR thời kỳ 1986 – 2005 ...........................................................30
Hình 2.3. Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa quan trắc (mm/ngày) và U850
hPa (m/s) của CFSR trung bình khu vực Nam Bộ ....................................................34
Hình 2.4. Vị trí các trạm quan trắc khí tượng được lựa chọn ...................................39
Hình 3.1. Hướng và tốc độ gió (m/s) trung bình tháng V – IX theo số liệu CFSR (a)
và mô hình PRECIS (b) thời kỳ 1986 – 2005 ...........................................................40
Hình 3.2. Sai số mô phỏng tốc độ và hướng gió của mô hình PRECIS so với số liệu
CFSR trung bình tháng V – IX (a) và trung bình tháng VII (b) thời kỳ 1986 – 2005
...................................................................................................................................41
Hình 3.3. Hướng gió và tốc độ gió (m/s) trung bình các tháng V, VI, VII, VIII, IX
theo số liệu CFSR thời kỳ 1986 - 2005 .....................................................................42
Hình 3.4. Hướng gió và tốc độ gió (m/s) trong các tháng V, VI, VII, VIII, IX theo số
liệu của mô hình PRECIS trung bình thời kỳ 1986 - 2005 .......................................43
Hình 3.5. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của U850 hPa (m/s) trung bình vĩ hướng từ 45
100 oE - 120 oE thời kỳ 1986 – 2005 theo số liệu CFSR (a) và PRECIS (b) ............45
Hình 3.6. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) mùa V – IX

theo số liệu

APHRODITE (a) và PRECIS (b) và sai số mô phỏng của PRECIS so với
APHRODITE (c) thời kỳ 1986 – 2005 .....................................................................46
Hình 3.7. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) tháng VII trên khu vực Việt Nam theo
APHRODITE (a), PRECIS (b) và sai số mô phỏng lượng mưa của PRECIS so với
APHRODITE (c), thời kỳ 1986 – 2005 ....................................................................47

1


Hình 3.8. Biến trình năm của lượng mưa (mm) trên 7 vùng khí hậu theo số liệu
quan trắc và mô phỏng của mô hình PRECIS trung bình thời kỳ 1986 - 2005 ........48
Hình 3.9. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của sự biến đổi gió mực 850 hPa thời kỳ
2020 – 2099 so với thời kỳ 1986 – 2005 trung bình vĩ hướng từ 100oE - 120oE trong
mùa GMMH ..............................................................................................................53
Hình 3.10. Sự biến đổi của gió mực 850 hPa trung bình tháng V – IX trong các giai
đoạn 2046 – 2065 (a), 2080 – 2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005 ...........................54
Hình 3.11. Sự biến đổi của gió mực 850 hPa trung bình tháng VII trong các giai
đoạn 2046 – 2065 (a), 2080 – 2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005 ...........................56
Hình 3.12. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của sự biến đổi U850 hPa (m/s) trong các
giai đoạn 2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986 - 2005 trung bình vĩ
hướng 100oE – 120oE ...............................................................................................57
Hình 3.13. Sự biến đổi của lượng mưa (%) trung bình tháng V-IX trong các giai
đoạn 2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005.................................58
Hình 3.14. Sự biến đổi của lượng mưa mùa hè (%) thời kỳ 2020 – 2099 so với thời
kỳ 1986-2005 trung bình trên khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ .............................59
Hình 3.15. Sự biến đổi của lượng mưa (%) trung bình tháng VII trong các giai đoạn
2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005 .........................................60
Hình P.1. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) các tháng mùa GMMH từ tháng V - IX
(từ trái sang phải) theo số liệu mưa APHRODITE (trên) và PRECIS (dưới)...........71
Hình P.2. Sự biến đổi lượng mưa (%) các tháng mùa GMMH từ tháng V - IX (trái
sáng phải) vào các giai đoạn 2046 – 2065 (trên) và 2080 – 2099 (dưới) so với thời
kỳ 1986 - 2005 ..........................................................................................................72
Hình P.3. Sự biến đổi gió (m/s) mực 850 hPa các tháng mùa GMMH từ tháng V IX (trái sáng phải) vào các giai đoạn 2046 – 2065 (trên) và 2080 – 2099 (dưới) so
với thời kỳ 1986 - 2005 .............................................................................................73

2

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng tổng hợp các CSGM đã được sử dụng trong các nghiên cứu hệ
thống gió mùa Châu Á [4, 23] ...................................................................................24
Bảng 2.1. Danh sách các trạm khí tượng được lựa chọn [10] ...................................37
Bảng 3.1. Ngày bắt đầu GMMH trên trên khu vực Nam Bộ theo quan trắc, thời kỳ
1986 - 2005 ...............................................................................................................50
Bảng 3.2. Ngày bắt đầu GMMH mô phỏng của mô hình PRECIS trên khu vực Nam
Bộ theo 3 CSGM khác nhau và của mưa quan trắc kết hợp U850 (CFSR) trung
bình thời kỳ 1986 – 2005 ..........................................................................................51
Bảng 3.3. Sai số mô phỏng ngày bắt đầu GMMH của mô hình PRECIS sử dụng các
CSGM khác nhau so với quan trắc ...........................................................................52
Bảng 3.4. Ngày bắt đầu GMMH trên trên khu vực Nam Bộ vào giữa thế kỷ và cuối
thế kỷ .........................................................................................................................62
Bảng 3.5. Sự biến đổi của ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ vào giữa thế
kỷ và cuối thế kỷ 21 ..................................................................................................63

3


DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Bộ số liệu mưa Châu Á của Nhật Bản được thu thập từ mạng lưới
APHRODITE quan trắc mưa tại trạm (Asian Precipitation – Highly Resolved
Observational Data Integration Towards Evaluation of the Water
Resources)
CCS
CMAP

Các cộng sự

Bộ dữ liệu mưa của Trung tâm dự báo Khí hậu Mỹ (Climate
Prediction Center Merged Analysis of Prediction)

CMIP

Dự án so sánh kết hợp đa mô hình (The Coupled Model
Intercomparison Project)

CRU

Trung tâm nghiên cứu khí hậu, Anh (Climate Research Unit)

CFSR

Hệ thống tái phân tích dự báo Khí hậu của NCEP (The NCEP
Climate Forecast System Reanalysis)

CSGM

Chỉ số gió mùa

GPCP

Bộ dữ liệu mưa toàn cầu của NCEP/NCAR, Mỹ (The Global

GMMH

Precipitation
Project)
Gió mùa mùaClimatology

hè

GMTN

Gió mùa Tây Nam

ITCZ

Dải hội tụ nhiệt đới (The Intertropical Convergence Zone)

NCAR

Trung tâm Nghiên cứu khí quyển quốc gia, Mỹ (National Center for
Atmospheric Research)

NCDC

Trung tâm Dữ liệu khí hậu quốc gia, Mỹ (The National Climatic
Data Center)

NCEP

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

NOAA

Cơ quan khí quyển và đại dương quốc gia, Mỹ (The National
Oceanic and Atmospheric Administration)

4


OLR

Bức xạ sóng dài đi ra từ đỉnh khí quyển (The Outgoing Longwave
Radiation)

P
PRECIS

Pentad
Mô hình khí hậu động lực khu vực, Anh (Providing Regional
Climates for Impacts Studies)

U850
20C3M

Gió vĩ hướng mực 850 hPa
Thí nghiệm mô phỏng khí hậu thế kỷ 20 được thực hiện trong một
số mô hình

5


MỞ ĐẦU
Việt Nam nằm ở vị trí trung tâm trong khu vực nhiệt đới gió mùa Châu Á
nên khí hậu, thời tiết chịu sự chi phối mạnh mẽ của chế độ gió mùa. Hệ quả của gió
mùa là mưa gió mùa và sự bắt đầu gió mùa mùa hè (GMMH) ở Đông Nam Á nói
chung và Việt Nam nói riêng được đặc trưng bởi sự tăng đột ngột của lượng mưa

nên GMMH có vai trò rất quan trọng đối với thời tiết và khí hậu Việt Nam [5]. Và
do đó có những ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.
Nếu lượng mưa của các tháng trong mùa hè đều đạt trên dưới mức trung bình thì
mưa gió mùa là điều hòa, đảm bảo cho mùa màng và sinh quyển được phát triển
tươi tốt. Trái lại nếu lượng mưa các tháng liên tục bị thiếu hụt hoặc vượt trội so với
trung bình ở mức độ đáng kể thì mùa mưa được xem là biến động mạnh, có thể gây
các thiên tai nguy hại như hạn hán, lũ lụt, mưa lớn, xói mòn…Như vậy, các thiên tai
xảy ra trên lãnh thổ có quan hệ chặt chẽ với diễn biến của gió mùa như thời kỳ bắt
đầu, kết thúc, cường độ của gió mùa, các nhiễu động trong gió mùa…Cũng chính
bởi vì vai trò quan trọng của GMMH nên nghiên cứu về GMMH là vấn đề rất quan
trọng và cần thiết.
Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu diễn ra ngày càng phức tạp có thể dẫn đến sự
phân bố lại năng lượng trên bề mặt, trong đại dương và trong khí quyển trái đất, làm
biến đổi các hệ thống hoàn lưu chung khí quyển và đại dương, dẫn đến sự biến đổi
một số đặc trưng gió mùa như: Hoàn lưu, lượng mưa, ngày bắt đầu, kết thúc, cường
độ… Do vậy, việc nghiên cứu, dự tính các đặc trưng GMMH trong tương lai bằng
các mô hình và kịch bản khác nhau được các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước
quan tâm nhằm đưa ra các giải pháp chiến lược ứng phó với các hiện tượng khí hậu
cực đoan.
Chính bởi vì tầm quan trọng của GMMH đối với nước ta và nhằm cung cấp
thêm thông tin về khả năng biến đổi của GMMH trong tương lai do tác động biến
đổi khí hậu, phục vụ xây dựng các giải pháp ứng phó với các hiện tượng khí hậu
cực đoan, đề tài: “Nghiên cứu dự tính một số đặc trưng gió mùa mùa hè của mô
hình PRECIS” được lựa chọn thực hiện trong luận văn này với hai mục tiêu chính

6


là: 1) Đánh giá được sự biến đổi trong tương lai của một số đặc trưng GMMH trên
khu vực Việt Nam, đặc biệt cho khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ; 2) góp phần tăng

cường khả năng hiểu biết về sự biến đổi của GMMH dưới tác động của biến đổi khí
hậu.
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, bố cục nội dung
của đề tài gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về GMMH. Trong chương này, luận văn trình bày vai
trò GMMH đối với thời tiết, khí hậu Việt Nam, các công trình nghiên cứu trong và
ngoài nước liên quan đến GMMH và tổng quan các chỉ số GMMH được sử dụng
trong nghiên cứu GMMH Châu Á.
Chương 2: Phương pháp và số liệu nghiên cứu. Ở đây, luận văn trình bày sơ
lược về mô hình PRECIS, phương pháp đánh giá, dự tính, và bộ số liệu sử dụng.
Chương 3: Kết quả và thảo luận. Trong chương này, luận văn trình bày, phân
tích đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình PRECIS đối với một số đặc trưng
GMMH và nghiên cứu dự tính một số đặc trưng GMMH bằng mô hình PRECIS.

7


Chương 1
TỔNG QUAN VỀ GIÓ MÙA MÙA HÈ
1.1. Vai trò của GMMH đối với thời tiết khí hậu, Việt Nam
Việt Nam nằm trong khu vực gió mùa Đông Nam Á điển hình nhất trên thế
giới và chịu tác động của nhiều trung tâm tác động gió mùa khác nhau [6]. Sau khi
GMMH bắt đầu, thời tiết, khí hậu Đông Nam Á trong đó có Việt Nam chịu sự chi
phối bởi hoạt động của hai trung tâm tác động là: Áp thấp Nam Á có tâm ở Ấn ĐộPakistan và phần phía tây của áp cao cận nhiệt Tây Bắc Thái Bình Dương, hai trung
tâm này tương tác với nhau và theo từng thời kỳ, thay nhau khống chế và quy định
thời tiết ở Việt Nam [6, 7]. Cho đến nay, nhiều công trình nghiên cứu trong nước đã
chỉ ra vai trò quan trọng của GMMH đối với điều kiện khí hậu, thời tiết Việt Nam:
Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Trọng Hiệu (2004) [8] đã chỉ ra rằng: Gió mùa
tây nam (GMTN) trong một số trường hợp có thể gây ra thời tiết gió tây khô nóng ở
phía đông dải Truờng Sơn, chủ yếu là Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ.

Trần Công Minh [6, 7] cũng đã chỉ ra vai trò quan trọng của GMTN đối với
điều kiện khí hậu, thời tiết nước ta:
Các nguồn ẩm vào mùa hè tới lãnh thổ Việt Nam là do dòng khí trong đới
GMTN đưa tới từ Ấn Độ Dương và vịnh Bengal [7].
Vào khoảng cuối tháng IV - đầu tháng V, GMTN mang hơi ẩm tràn tới khu
vực đồng bằng Nam Bộ, Tây Nguyên tạo điều kiện cho sự hình thành mây và mưa
và giảm thiểu nắng nóng khô hạn trên các khu vực này [7].
Từ tháng VI – VIII (chủ yếu giữa và cuối mùa hè), khi rãnh gió mùa liên kết
với giải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) trên Biển Đông là một, tạo điều kiện cho bão hoạt
động mạnh trên Biển Đông, đổ bộ vào Việt Nam và có thể gây mưa lớn cho cả miền
Bắc và miền Nam [7]. Ngoài ra, vào các tháng VI, VII, VIII, GMTN cũng lan tới
miền Bắc Việt Nam và Nam Trung Quốc đã gây mưa sớm ở vùng khí hậu Tây Bắc,
phía tây Hoàng Liên Sơn vào tháng VI [6].

8


Tác giả cũng chỉ ra rằng [7]: GMTN là một trong các nguyên nhân gây cực
đại mưa lũ ở Bắc Bộ (VIII), Bắc Trung Bộ (IX) và Tây Nguyên, Nam Bộ (X) do
ITCZ ở Việt Nam và Biển Đông hình thành bởi GMTN và tín phong đông nam hay
đông thổi từ phần hướng về phía xích đạo của áp cao cận nhiệt Tây Thái Bình
Dương.
Trong nghiên cứu: “ảnh huởng của gió mùa Á – Úc đến thời tiết, khí hậu
Việt Nam”, tác giả Nguyễn Viết Lành (2007) cũng chỉ ra rằng: GMTN có vai trò rất
lớn đối với chế độ mưa và nhiệt ở nước ta [3]:
- Đối với chế độ mưa, tác giả đã cho thấy rằng:
Ở miền Bắc, mưa vừa và mưa to trong mùa hè gắn liền với hoạt động của
rãnh gió mùa và ITCZ. Ở Nam Bộ và Tây Nguyên, mưa mùa hè chủ yếu là do
GMTN và ITCZ gây ra. Ở ven biển Trung Bộ, cực đại mưa tháng V (mưa tiểu mãn)
cũng là kết quả của sự tương tác giữa hệ thống GMTN trong giai đoạn bắt đầu đang

mạnh dần lên với các đợt không khí lạnh lục địa cuối mùa còn có khả năng xâm
nhập sâu xuống khu vực này. Còn cực đại mưa tháng X là do sự kết hợp của tín
phong hướng đông với GMTN.
- Đối với nhiệt độ, tác giả cũng chỉ ra rằng: GMTN không phải bao giờ cũng
gây ra thời tiết nắng nóng hay thời tiết có nhiệt độ cao. Hiện tượng phơn, đặc biệt là
các đợt nắng nóng, xảy ra trong những ngày có gió mùa tây nam do các dãy núi
Hoàng Liên Sơn, Trường Sơn gây ra không phải bao giờ cũng do GMTN.
Như vậy, GMMH mà ở nước ta chủ yếu là GMTN không chỉ phức tạp mà
còn có vai trò rất quan trọng đối với điều kiện thời tiết ở Việt Nam cũng như các
nước trong khu vực gió mùa Châu Á. Do đó, trong khuôn khổ của luận văn, chỉ tập
trung nghiên cứu GMTN. Hệ thống gió mùa này sẽ bao gồm hai khối khí cơ bản là:
Không khí nhiệt đới biển Bắc Ấn Độ Dương và không khí xích đạo bắt nguồn từ
Nam Thái Bình Dương và một phần từ bán cầu Nam đi lên [14].

9


1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước và trên thế giới
1.2.1. Trên thế giới
Cho đến nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về một số đặc
trưng GMMH trên các tiểu hệ thống của GMMH Châu Á liên tiếp được thực hiện
dựa trên các chỉ tiêu và phương pháp khác nhau.
Liang và ccs. (1999) [24] đã đề xuất chỉ số GMMH cho khu vực Biển Đông
sử dụng gió mực 850 hPa của NCEP và bức xạ sóng dài để nghiên cứu sự biến động
ngày bắt đầu và cường độ GMMH trên khu vực này. Tác giả đã chỉ ra được sự biến
động mùa của GMMH có đặc trưng của dạng hai đỉnh và sự biến động trên năm về
cường độ và thời gian bắt đầu GMMH có mối liên hệ với chuẩn sai nhiệt độ bề mặt
biển. Tuy nhiên khác với nhiều nghiên cứu, tác giả đã chỉ ra: GMMH sẽ bắt đầu
sớm hơn, mạnh hơn trong những năm El Nino và bắt đầu muộn hơn, yếu hơn trong
những năm La Nina.

Zhang và ccs. (2002) [42] đã tiến hành nghiên cứu ngày bắt đầu GMMH trên
khu vực bán đảo Đông Dương với số liệu sử dụng là lượng mưa ngày tại 30 trạm
quan trắc và bộ số liệu tái phân tích ngày của NCEP/NCAR trong thời kỳ 1951 –
1996. Để xác định ngày bắt đầu GMMH cho từng năm riêng lẻ theo quan trắc trên
khu vực này, tác giả đã quy ước ngày bắt đầu GMMH là ngày mà lượng mưa trung
bình trượt 5 ngày của lượng mưa trung bình khu vực (Hình 1.1) thỏa mãn đồng thời
hai chỉ tiêu: (1) Lượng mưa ngày > 5 mm/ngày và duy trì liên tục trong 5 ngày; (2)
trong 20 ngày liên tiếp kể từ ngày thỏa mãn chỉ tiêu (1) có hơn 10 ngày mà lượng
mưa lớn hơn 5mm/ngày. Nghiên cứu cho thấy: Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực
bán đảo Đông Dương là ngày 9/V với độ lệch tiêu chuẩn 12 ngày. Ngày bắt đầu
được đặc trưng bởi sự phát triển về phía đông bắc của gió tây nam mực thấp trên
khu vực Ấn Độ Dương và sự tăng cường, mở rộng về phía bắc của đối lưu nhiệt đới
từ đảo Sumatra. Các kết quả bước đầu nghiên cứu của tác giả cũng chỉ ra: Ngày bắt
đầu có quan hệ mật thiết với El Nino và La Nina, GMMH bắt đầu sớm trong các
năm La Nina và xuất hiện muộn trong các năm El Nino.

10


Hình 1.1. Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa ngày trung bình thời kỳ 1951 –
1996 trên khu vực bán đảo Đông Dương [42]
Sau nghiên cứu về sự biến động thời gian bắt đầu và cường độ của GMMH
trên khu vực Biển Đông được thực hiện bởi Liang và ccs. (1999) thì Wang và ccs.
(2004) [34] đã đề xuất chỉ số hoàn lưu GMMH Biển Đông chỉ dựa vào U850 hPa
(SCSSM) để xác định ngày bắt đầu GMMH. Các kết quả tính toán, phân tích của
tác giả đã chỉ ra được ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Biển Đông đại diện cho
ngày bắt đầu GMMH Đông Á quy mô lớn, bao gồm 2 giai đoạn cơ bản: Giai đoạn
đầu tiên là giai đoạn bắt đầu GMMH trên khu vực Biển Đông, giai đoạn thứ hai là
giai đoạn bắt đầu mùa mưa Baiu và Mei –yu trên khu vực Nhật Bản và Trung Quốc.
Nghiên cứu cũng cho thấy: Chỉ số SCSSM không chỉ mô tả được sự thiết lập đột

ngột của GMTN trên khu vực Biển Đông mà còn mô tả được sự bắt đầu của mùa
mưa ở vùng bắc và trung Biển Đông và chỉ số này đại diện rất tốt cho thành phần
chi phối của GMMH Đông Á.
Không chỉ đối với các tiểu hệ thống của GMMH Châu Á mà các nghiên cứu
về sự dịch chuyển theo mùa, đặc điểm mùa mưa của hệ thống gió mùa Châu Á Thái Bình Dương cũng như nghiên cứu ngày bắt đầu, kết thúc gió mùa cho toàn cầu
bước đầu được thực hiện.
Qian và Lee (2000) [27] đã tiến hành nghiên cứu sự dịch chuyển theo mùa
của GMMH Châu Á thông qua việc phân chia các khu vực gió mùa. Số liệu sử dụng

11


bao gồm: Bộ số liệu mưa CMAP (2,5o x 2,5o), số liệu BT (The upper-tropospheric
water vapour band brightness temperature - Nhiệt độ sáng hơi nước ở đỉnh tầng đối
lưu) và OLR của NOAA, gió mực 700 hPa, 850 hPa (2,5o x 2,5o) của NCEP và
Trung tâm Khí tượng quốc gia Hoa Kỳ, và số liệu lượng mưa ngày trên khu vực
Hàn Quốc trong giai đoạn 1980 – 1995. Dựa trên các phân tích về hoàn lưu mực
thấp và nhiệt độ sáng của nhánh hơi nước ở đỉnh tầng đối lưu, các tác giả đã phân
chia khu vực GMMH Châu Á thành 6 tiểu vùng khu vực gió mùa gắn kết với nhau:
Bán đảo Đông Dương, Biển Đông, Nam Á, đông cao nguyên Tây Tạng, Đông Á, và
Đông Bắc Á. Tác giả cũng đưa ra các chỉ tiêu xác định pentad (P) bắt đầu GMMH
theo quan điểm đối lưu sâu trên các khu vực, là pentad thỏa mãn: Nhiệt độ sáng nhỏ
hơn 244 K, lượng mưa lớn hơn 5 – 6 mm/ngày; OLR nhỏ hơn 230 W/m2, U850 hPa
chuyển từ gió đông sang gió tây. Các kết quả tính toán của tác giả đã chỉ ra được
khu vực bán đảo Đông Dương là nơi có ngày bắt đầu GMMH sớm nhất trên khu
vực Châu Á, cuối tháng IV đến giữa tháng V (P24 – P27).
Wang và LinHo (2002) [33] tiến hành nghiên cứu đặc điểm mùa mưa của gió
mùa Châu Á – Thái Bình Dương dựa trên bộ số liệu mưa CMAP và gió ngày mực
850 hPa của NCEP/NCAR với độ phân giải 2,5o x 2,5o trong thời kỳ 1979 – 1998.
Để xác định miền, ngày bắt đầu, kết thúc, cao điểm của mùa mưa GMMH, các tác

giả đã tính toán cường độ mưa trung bình hậu tương đối: RRi  Ri  RJAN (i =
1,2,….,73), trong đó Ri là giá trị lượng mưa trung bình hậu thứ i, RJAN là lượng mưa
trung bình tháng I. Hậu bắt đầu được định nghĩa là hậu có lượng mưa lớn hơn 5
mm/ngày và hậu kết thúc được định nghĩa là hậu có lượng mưa nhỏ hơn 5
mm/ngày. Với số liệu và phương pháp như trên, các tác giả đã cho thấy: Sự bắt đầu
quy mô lớn của mùa mưa gió mùa Châu Á bao gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu tiên
bắt đầu với với lượng mưa dâng lên trên khu vực Biển Đông vào giữa tháng V, sau
đó thiết lập một dải mưa gió mùa quy mô hành tinh kéo dài từ vùng ven biển phía
nam Châu Á (biển Ả Rập, vịnh Bengal, và Biển Đông) đến vùng cận nhiệt đới Tây
Bắc Thái Bình Dương; giai đoạn thứ 2: Dải mưa tiến về phía tây bắc, bắt đầu mùa

12


mưa ở lục địa Ấn Độ, mưa Mei-yu ở Trung Quốc, và mưa Baiu ở Nhật Bản vào đầu
đến giữa tháng VI. Tác giả cũng chỉ ra được: Mùa mưa GMMH Châu Á – Thái
Bình Dương xảy ra sớm nhất từ cuối tháng IV đến đầu tháng V trên khu vực phía
đông nam vịnh Bengal (P23-P24) và bán đảo Đông Dương (P25- P26), sau đó là
khu vực Biển Đông vào giữa tháng V (P27-P28).
Zeng và Lu (2004) [43] đã đề xuất chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (NPWI) để
xác định ngày bắt đầu, kết thúc gió mùa chung cho toàn cầu trong thời kỳ 1988 –
1997 với giá trị ngưỡng là tỷ lệ Golden (0,618). NPWI 

PW  PWmin
, trong đó
PWmax  PWmin

PW là nước ngưng kết ngày tại mỗi điểm lưới có độ phân giải 1o x 1o và PWmax và
PWmin là nước ngưng kết ngày cực đại năm và cực tiểu năm trong 10 năm tại mỗi
điểm lưới. Đây là lần đầu tiên, ngày bắt đầu và kết thúc GMMH được xác định

chung cho toàn cầu sử dụng một biến duy nhất là số liệu nước ngưng kết ngày toàn
cầu có độ phân giải 1o x 1o. Với chỉ số này, các tác giả đã chỉ ra được ngày bắt đầu
và kết thúc GMMH ở các khu vực Châu Á, Đông Á, Nam Mỹ, Bắc Phi, Úc và
Indonesia, cận nhiệt đới Nam Mỹ. Đối với khu vực GMMH Châu Á, tác giả chỉ ra
được GMMH xảy ra sớm nhất từ đầu tháng V trên bán đảo Đông Dương (ngày thứ
120 – 130) đến đầu tháng VII trên cao nguyên Tây Tạng (ngày thứ 180) và thời gian
kết thúc GMMH (trừ phía nam đảo Ấn Độ) là từ đầu tháng IX (ngày 250) đến giữa
tháng X (ngày 290 – 300). Tác giả cũng chỉ ra rằng: Khó để phân biệt ngày kết thúc
GMMH và ngày bắt đầu gió mùa mùa đông nên việc xác định ngày kết thúc
GMMH sử dụng các nguồn số liệu khác nhau có thể không đáng tin cậy như ngày
bắt đầu gió mùa và cần có các nghiên cứu sâu hơn.
Trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu diễn ra ngày càng phức tạp có
thể làm biến đổi hoàn lưu quy mô lớn và biến đổi các đặc điểm gió mùa. Với vai trò
quan trọng của GMMH thì các nghiên cứu về GMMH trong bối cảnh biến đổi khí
hậu là hết sức cần thiết và nhận được nhiều sự quan tâm của cộng đồng nghiên cứu.
Uchiyama và Kitoh (2004) [32] đã áp dụng chỉ số tương tự như chỉ số của
Wang và LinHo (2002) để nghiên cứu mùa mưa Baiu – changma – Meiyu trên khu

13


vực Đông Á (Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc) trong bối cảnh ấm lên toàn cầu đã
thu được kết quả là ngày bắt đầu không thay đổi nhiều, nhưng ngày kết thúc bị
chậm rõ ràng ở khu vực gần Nhật Bản. Tuy nhiên, tác giả cũng chỉ ra rằng: Việc sử
dụng đại lượng lượng mưa trung bình hậu tương đối của Wang và LinHo (2002) đôi
khi không xác định được thời gian bắt đầu và kết thúc của mùa mưa mùa hè ở một
phần lớn khu vực Châu Á do độ lệch của mô hình cũng như lượng mưa mùa hè ít
hơn hoặc lượng mưa mùa đông lớn hơn so với quan trắc.
Kitoh và Uchiyama (2006) [21] tiếp tục sử dụng chỉ số chuẩn hóa lượng mưa
tương tự Zeng và Lu (2004) nhưng áp dụng cho lượng mưa để phân tích sự biến đổi

ngày bắt đầu, kết thúc mùa mưa mùa hè Đông Á trong điều kiện ấm lên toàn cầu.
Số liệu tác giả sử dụng là số liệu lượng mưa ngày trong thời kỳ 1981 – 2000 từ kết
quả thí nghiệm mô phỏng khí hậu thế kỷ 20 (20C3M) và số liệu mưa ngày trong
giai đoạn 2081 – 2100 từ kết quả mô phỏng theo kịch bản trung bình A1B bằng 15
mô hình hoàn lưu chung kết hợp đại dương khí quyển từ các quốc gia khác nhau.
Ngoài ra, để đánh giá lượng mưa mô hình, hai bộ số liệu mưa được sử dụng là số
liệu lượng mưa trung bình pentad của CMAP và GPCP_v1 trong giai đoạn 1979 –
2003. Với phương pháp tổ hợp đa mô hình được tính toán dựa trên kỹ năng mô
phỏng lại khí hậu hiện tại so với bộ số liệu quan trắc, kết quả cho thấy: Vào cuối thế
kỷ 21, ngày bắt đầu mùa mưa mùa hè thay đổi tương đối nhỏ so với ngày kết thúc,
ngày kết thúc bị chậm trễ trên khu vực kéo dài từ đảo Đài Loan, đảo Ryukyu đến
phía Nam của Nhật Bản và có một sự kết thúc sớm hơn trên lưu vực sông Dương
Tử. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng: Chuẩn sai áp suất mực biển trung bình cao hơn ở
vùng nhiệt đới Tây Thái Bình Dương có thể liên quan đến sự kết thúc muộn của
mùa mưa này.
Shi và ccs. (2009) [30] đã tiến hành nghiên cứu dự tính lượng mưa gió mùa
và sự phân bố mưa tương ứng ở miền Đông Trung Quốc vào cuối thế kỷ 21 dựa trên
kịch bản cao A2 bằng mô hình khí hậu khu vực RegCM3 được lồng ghép vào một
mô hình hoàn lưu chung (FvGCM/CCM3). Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng trong
tương lai, lượng mưa có thể tăng lên trên khu vực sông Hoài – sông Hoàng Hà và

14


lượng mưa giảm ở miền Bắc Trung Quốc, nhưng lượng mưa thay đổi không đáng
kể trên vùng hạ lưu của lưu vực sông Dương Tử. Bên cạnh các kết quả đạt được, tác
giả cũng đã chỉ ra các vấn đề tồn tại dẫn đến tính không chắc chắn trong nghiên cứu
của mình như: Mô hình RegCM3 chỉ nắm bắt được tốt sự phân bố không gian của
lượng mưa trung bình ở quy mô vừa, nhưng nó không thể mô phỏng tốt sự hình
thành đới mưa gió mùa cũng như sự biến đổi trên năm của quy mô tháng. Ngoài ra,

sai số trong mô phỏng tần suất xuất hiện của các dạng phân bố và sự biến đổi tự
nhiên cũng đã làm tăng tính không chắc chắn.
Sun và Ding (2010) [31] đã tiến hành nghiên cứu: “Dự tính sự biến đổi của
mưa mùa hè và GMMH trên khu vực Đông Á trong thế kỷ 21 so với thời kỳ chuẩn
1980 - 1999” bằng phương pháp tổ hợp đa mô hình với khu vực được tác giả lựa
chọn để nghiên cứu là miền Đông Trung Quốc (22,5°– 45°N, 110°–120°E). Số liệu
được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm: Số liệu tháng mô phỏng thời kỳ 2010
– 2099 của 19 mô hình khí hậu từ các trung tâm nghiên cứu của các quốc gia khác
nhau dựa trên kịch bản trung bình A1B; tất cả các số liệu mô hình được nội suy về
lưới có độ phân giải 2,5o x 2,5o. Số liệu của 19 mô hình và GPCP_v2 có độ phân
giải 2,5o x 2,5o cũng được sử dụng để phân tích kết quả tổ hợp của 19 mô hình trong
việc mô phỏng lại lượng mưa thời kỳ 1979 – 1999. Để phân tích chuỗi biến đổi thời
gian 2010 - 2099 của hoàn lưu (mực 850 hPa và 100 hPa), lượng mưa và hơi nước
so với thời kỳ quá khứ, tác giả đã làm trơn chuỗi số liệu bằng cách lấy trung bình
trượt 9 năm. Thông qua việc phân tích sự biến đổi của lượng mưa, hoàn lưu, hơi
nước trong thế kỷ 21 so với thời kỳ quá khứ theo không gian, thời gian và tính toán
sự biến đổi của chỉ số hoàn lưu gió kinh hướng mực 1000 hPa của Lu và Chan
(1999), đại diện cho khu vực Đông Á tác giả đã cho thấy: Lượng mưa và hoàn lưu
GMMH ở khu vực Đông Á sẽ tăng lên trong thế kỷ 21 và trải qua hai giai đoạn với
một sự tăng mạnh sau những năm 2040, đặc biệt hoàn lưu gió mùa sẽ tăng mạnh
vào trước thời điểm cuối thế kỷ 21 do sự tăng cường gió tây nam ở rìa phía bắc của
xoáy nghịch trên khu vực Tây Thái Bình Dương và Biển Đông ở mực thấp và sự
tăng cường gió Đông Bắc ở rìa phía đông của xoáy nghịch trên khu vực Nam Á ở

15


mực cao. Hơi nước vận chuyển theo hướng Bắc vào Đông Trung Quốc được tăng
cường và hiển thị một sự tăng mạnh xung quanh những năm 2040. Nghiên cứu cũng
chỉ ra rằng: Lượng mưa tăng lên trên khu vực Đông Á được gây nên bởi sự tăng cả

hoàn lưu gió mùa và hơi nước, đây là sự khác biệt lớn so với khu vực Nam Á. Cả về
các biến nhiệt lực và động lực học sẽ tăng phát triển liên tục phù hợp với sự ấm lên
toàn cầu ở khu vực Đông Á, các luồng không khí GMTN được tăng cường tương
ứng với hơi nước và vận chuyển ẩm tây nam tăng lên.
Zhang (2010) [40] đã cải tiến phương pháp của Zeng và Lu (2004) bằng cách
kết hợp nước ngưng kết với hệ thống hoàn lưu gió mùa trong việc xác định ngày bắt
đầu và kết thúc hệ thống gió mùa Á - Úc. Zhang cho rằng bằng cách kết hợp cả điều
kiện gió và ẩm, người ta có thể mong đợi một mô tả tốt hơn hệ thống gió mùa. Do
vậy, Zhang đã sửa đổi phương pháp của Zeng và Lu (2004) bằng cách xem xét sâu
hơn nữa sự đảo ngược theo mùa của hoàn lưu gió mực 850hPa với bộ số liệu tác giả
sử dụng là số liệu tái phân tích ngày và tháng ERA-40 trong thời kỳ 1958 – 2001.
Để xem xét sự biến đổi trong tương lai của ngày bắt đầu và thời gian mùa GMMH
Châu Á và Châu Úc, tác giả đã phân tích kết quả từ hai thí nghiệm sử dụng mô hình
GFDL-CM2.0 (Geophysical Fluid Dynamics Laboratory – Phòng thí nghiệm địa vật
lý động lực học chất lỏng): Thí nghiệm 1 thực hiện mô phỏng lại khí hậu hiện tại
thời kỳ 1986 – 1995 (20C3M), thí nghiệm 2 thực hiện mô phỏng cho giai đoạn
tương lai (2086 – 2095) với kịch bản phát thải cao A2. Kết quả cho thấy, ấm lên
toàn cầu có có thể làm thay đổi các đặc điểm gió mùa: Ngày bắt đầu gió mùa xảy ra
sớm hơn trên hầu hết các khu vực (Khoảng 10 ngày ở Bán đảo Đông Dương) nhưng
sự thay đổi về thời gian kéo dài giai đoạn gió mùa là khác nhau giữa các khu vực. Ở
Châu Á, thời gian xảy ra gió mùa tăng lên ở phía tây bắc, nhưng giảm ở phía đông
bắc và một số khu vực trong đất liền. Ở Châu Úc, GMMH có sự thâm nhập về phía
Nam sâu hơn trong điều kiện ấm lên toàn cầu.
Inoue và Ueda (2011) [17] đã tiến hành nghiên cứu sự biến đổi của ngày bắt
đầu GMMH Châu Á trong thế kỷ 21 so với thời kỳ 1981 – 1999 bằng phương pháp
tổ hợp đa mô hình sử dụng thông tin gió vĩ hướng mực 850 hPa. Số liệu sử dụng là

16

số liệu gió ngày thời kỳ 1981 – 1999 của 20C3M và số liệu gió ngày giai đoạn 2081
– 2099 dựa trên kịch bản trung bình A1B từ 19 mô hình hoàn lưu chung kết hợp đại
dương khí quyển thuộc dự án CMIP3. Để tính toán tổ hợp, số liệu từ các mô hình đã
được nội suy về cùng lưới có độ phân giải 2,5o x 2,5o. Tại mỗi điểm lưới, tác giả đã
sử dụng chỉ tiêu xác định ngày bắt đầu GMMH là ngày mà U850 hPa chuyển từ gió
đông sang gió tây trong khoảng từ tháng III đến tháng VII. Với phương pháp và số
liệu trên, tác giả đã chỉ ra được ngày bắt đầu GMMH trên vịnh Bengal, bán đảo
Đông Dương và Biển Đông vào cuối thế kỷ 21 sẽ bị chậm trễ 5 đến 10 ngày so với
những ngày cuối cùng của thế kỷ 20. Sự biến đổi này có thể liên quan đến sự chậm
trễ của việc đảo chiều của gradient nhiệt kinh hướng ở đỉnh tầng đối lưu giữa lục
địa Á – Âu và phía bắc Ấn Độ Dương.
Các kết quả nghiên cứu gần đây nhất về sự biến đổi của một số đặc trưng
GMMH trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu có thể kể đến như: Zhang và ccs.
(2012), Qing (2012), Rahmat và ccs. (2014).
Zhang và ccs. (2012) [41] đã tiếp tục áp dụng phương pháp của Zhang
(2010) để nghiên cứu sự biến đổi tiềm tàng của ngày bắt đầu, kết thúc và thời gian
kéo dài mùa GMMH Châu Á được mô phỏng bằng 13 mô hình AR4 vào cuối thế kỷ
21. Để dự tính sự biến đổi trong tương lai của các đặc trưng trên, các tác giả đã so
sánh sự khác biệt trung bình giữa kết quả mô phỏng thời kỳ 1981 – 2000 từ 20C3M
và kết quả mô phỏng giai đoạn 2081 – 2100 dựa trên kịch bản phát thải trung bình
A1B và kịch bản phát thải cao A2. Số liệu tái phân tích ERA-40 bao gồm gió mực
850 hPa và nước ngưng kết ngày được tác giả sử dụng để đánh giá khả năng mô
phỏng lại khí hậu hiện tại của mô hình. Tuy nhiên các kết quả mà các tác giả nhận
được về sự biến đổi ngày bắt đầu, kết thúc, giai đoạn kéo dài GMMH trong bối cảnh
biến đổi khí hậu có một số đặc điểm khác so với kết quả mà Zhang đã thực hiện
trong nghiên cứu năm 2010. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, sự biến đổi ngày bắt
đầu và thời gian kéo dài giai đoạn GMMH chỉ vừa phải (khoảng 3 – 10 ngày). Ở
vùng nhiệt đới Ấn Độ Dương, lục địa biển và bán đảo Đông Dương, ngày bắt đầu
gió mùa bị trì hoãn và thời gian kéo dài ngắn hơn, trong khi ở phía tây bắc Thái

17


Bình Dương, ngày bắt đầu sớm hơn và thời gian kéo dài mùa gió mùa dài hơn. Sự
chậm đi đáng kể ngày bắt đầu GMMH và thời gian kéo dài ngắn hơn có quan hệ với
sự ấm lên ở bờ đông và vùng trung tâm Thái Bình Dương và sự giảm gió tây ở phía
tây của vùng bể nóng. Các tác giả cũng chỉ ra được rằng: Sự tăng nước ngưng kết
kết hợp với sự ấm lên toàn cầu không thay đổi lượng mưa gió mùa và mùa hoàn lưu
gió mùa nhiều nhưng chúng có thể làm tăng cường độ mưa một khi GMMH bắt
đầu.
Qing (2012) [26] đã tiến hành nghiên cứu GMMH Châu Á dựa trên các
đường phân bố nồng độ khí nhà kính đại diện RCP4.5 và RCP8.5 của AR5. Để dự
tính sự biến đổi của GMMH Châu Á trong giai đoạn 2081 – 2100 so với thời kỳ
1986 - 2005, Qing đã sử dụng các kết quả thí nghiệm của dự án CMIP5 với hệ
thống mô hình FGOALS_s2 (the Flexible Global Ocean – Atmosphere – Land
System Model). Trong nghiên cứu này, để thu được dạng phân bố sự biến đổi trên
năm đầu tiên của GMMH Đông Á, tác giả đã áp dụng phép phân tích trực giao đa
biến cho bốn yếu tố: Lượng mưa quan trắc, áp suất mực biển, các đới gió theo
phương kinh tuyến và vĩ tuyến ở mực 850 hPa. Bộ số liệu sử dụng để đánh giá mô
hình bao gồm: U850 hPa của NCEP/NCAR, lượng mưa GPCP, và bộ số liệu nhiệt
độ bề mặt biển từ trung tâm Hadley của tổ chức khí tượng Anh. Kết quả nghiên cứu
cho thấy: Cả GMMH Đông Á và GMMH Nam Á được tăng cường trong khí hậu
của chúng, biểu hiện thông qua sự tăng lượng mưa mùa hè và sự tăng dòng Jet phía
tây mực thấp. Ngày bắt đầu GMMH xảy ra bột phát hơn và không có sự thay đổi
nhiều về thời gian bắt đầu GMMH Đông Á. Theo các kịch bản, sau khi gió mùa
Đông Á bắt đầu, GMMH Đông Á tiến về phía bắc xa hơn so với trong quá khứ.
Ngoài ra, sự phân tích hệ số tương quan cũng cho thấy mối quan hệ giữa GMMH
Đông Á và ENSO được tăng cường đáng kể trong các dự tính tương lai.
Rahmat và ccs. (2014) [28] đã tiến hành nghiên cứu dự tính sự biến đổi của
GMTN trong các giai đoạn 2031 – 2060, 2071 - 2100 so với thời kỳ chuẩn 1971 –

2000 bằng mô hình PRECIS với độ phân giải 25 km trên khu vực Đông Nam Á. Mô
hình được điều khiển bởi 5 thành phần điều kiện biên, điều kiện ban đầu khác nhau

18


của mô hình toàn cầu HadCM3 (HadCM3Q0, HadCM3Q3, HadCM3Q10,
HadCM3Q11, HadCM3Q13 - Anh), và mô hình ECHAM5 của viện Max Planck
(Đức) dựa trên kịch bản trung bình A1B. Bộ số liệu mưa APHRODITE (0,25o x
0,25o) và gió mực 200 hPa, 850 hPa của ERA-40 được sử dụng để đánh giá khả
năng mô phỏng mưa và hoàn lưu gió của mô hình cho thời kỳ chuẩn. Các tác giả đã
chỉ ra rằng: Trong thời gian hoạt động của GMMH trên khu vực Đông Nam Á
(tháng VI – IX), lượng mưa trong thế kỷ 21 được dự tính là tăng lên ở phần phía
bắc (từ vĩ tuyến 20oN trở ra), giảm đi ở phía nam của khu vực với mức tăng vào
giữa thế kỷ là ít hơn so với cuối thế kỷ. Nghiên cứu cũng chỉ ra: Gió tây mực 850
hPa được tăng cường vào cuối thế kỷ 21 với mức tăng ở các vĩ độ cao nhiều hơn vĩ
độ thấp trong mùa hoạt động của GMTN.
Như vậy, đã có rất nhiều nghiên cứu về GMMH Châu Á được thực hiện trên
quy mô toàn cầu và khu vực sử dụng các chỉ tiêu cũng như phương pháp khoa học
khác nhau. Các nghiên cứu không chỉ dừng lại ở sự đánh giá các đặc trưng gió mùa
mà đã bước đầu phân tích sự biến đổi tiềm tàng cũng như các nguyên nhân dẫn đến
sự biến đổi của một số đặc trưng GMMH Châu Á trong bối cảnh biến đổi khí hậu.
1.2.2. Trong nước
Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về GMMH, trong đó các nghiên cứu
chủ yếu tập trung phân tích hoạt động của GMMH và phân tích mối quan hệ giữa
GMMH và ENSO trên khu vực Nam Bộ cũng như đề xuất các chỉ số gió mùa
(CSGM) phù hợp để nghiên cứu hoạt động GMMH trên khu vực này. Một số
nghiên cứu chỉ ra các CSGM có quan hệ tốt với diễn biến khí hậu Việt Nam mà đặc
biệt là mưa và bước đầu sử dụng các mô hình động lực để xác định các đặc trưng cơ
bản và cơ chế nhiệt động lực của quá trình bùng nổ GMMH.

Nguyễn Thị Hiền Thuận (2001) [12] đã sử dụng số liệu gió mực 850 hPa
(2,5o x 2,5o) từ cơ sở dữ liệu nhiệt đới của Trung tâm nghiên cứu thuộc Cơ quan khí
tượng Úc để tiến hành nghiên cứu GMTN trong thời kỳ đầu mùa ở Tây Nguyên và
Nam Bộ. Tác giả đã xác định ngày bắt đầu GMTN trên cơ sở phân tích số liệu gió,

19


tính ổn định, liên tục và độ dày của lớp gió lệch tây. Kết quả cho thấy: Có thể sử
dụng gió mực 850 hPa để nghiên cứu ngày bắt đầu GMMH trên khu vực này. Gió
tây nam trên vùng đông nam vịnh Bengal ngoài khơi của Ấn Độ thường hình thành
và phát triển sớm hơn vùng phía Nam Việt Nam khoảng trên 10 ngày. Đặc biệt, sự
hình thành các nhiễu động trên vùng Bengal hay hoạt động của dải thấp xích đạo
thường kéo theo những đợt gió mùa bộc phát. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng: Việc
kết hợp giữa các chỉ tiêu về gió và mưa cho thời kỳ bắt đầu mùa mưa cần được
nghiên cứu sâu hơn.
Nguyễn Thị Hiền Thuận (2006) [13] sử dụng số liệu quan trắc mưa ngày kết
hợp với số liệu của các trung tâm quốc tế khác nhau bao gồm: Số liệu mưa CMAP,
OLR của NOAA, khí áp mực biển và gió mực 850 hPa của NCEP/NCAR với độ
phân giải 2,5o x 2,5o để nghiên cứu về hoạt động của GMMH trên khu vực Nam Bộ.
Trên cơ sở tính toán pentad của các đặc trưng trung bình khu vực Nam Bộ, tác giả
chỉ ra rằng: OLR có diễn biến ngược với lượng mưa và U850 hPa. Ngoài ra, tác giả
cho thấy: Nếu lấy ngưỡng lượng mưa quan trắc lớn hơn hoặc bằng 5 mm/ngày là
ngưỡng bắt đầu mùa mưa và U850 ≥ 1 m/s là ngưỡng bắt đầu GMMH thì ngày bắt
đầu mùa mưa gần trùng khớp với ngày bắt đầu gió mùa (P27 - P28) và có sự khác
biệt đối với ngày kết thúc; ngày kết thúc mùa mưa ở khu vực Nam Bộ muộn hơn so
với ngày kết thúc GMMH. Như vậy, các kết quả nghiên cứu của tác giả đã chỉ ra
rằng: Có thể sử dụng chỉ tiêu kết hợp giữa lượng mưa và thành phần gió vĩ hướng
mực 850 hPa để xác định ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ.
Cũng trong năm 2006, trên cơ sở xem xét mối quan hệ giữa trường gió trên

các mực thấp của tầng đối lưu với lượng mưa trung bình khu vực Nam Bộ trong
những tháng GMMH, Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Thị Hiền Thuận [9] đã đề xuất
chỉ số hoàn lưu (CSHL) dựa trên thành phần U850 hPa để nghiên cứu tính biến
động của GMMH ở khu vực này và mối quan hệ giữa gió mùa và ENSO. Bộ số liệu
tác giả sử dụng là số liệu tháng có độ phân giải 2,5o x 2,5o bao gồm: Số liệu mưa
CMAP và số liệu gió mực 1000 hPa, 850 hPa của NCEP/NCAR. Kết quả cho thấy:
CSHL đã đánh giá được hoạt động của GMMH trên các khu vực này và xác định

20


được mối quan hệ giữa gió mùa và ENSO. Trong những năm gió mùa yếu thường
trùng với thời kỳ El Nino, còn những năm gió mùa mạnh trùng với năm La Nina
hoặc trung tính; không có năm El Nino nào có gió mùa mạnh.
Trần Việt Liễn (2008) [4] đã chỉ ra được GMMH trên khu vực nước ta bắt
đầu trung bình vào hậu 28 (16 – 20/V) và kết thúc khoảng hậu 58 (13 – 17/X) hàng
năm. Thông qua việc tính toán hệ số tương quan giữa các CSGM và số liệu mưa của
175 trạm của cả nước, tác giả bước đầu xem xét được các CSGM có quan hệ tốt với
diễn biến của khí hậu Việt Nam, đặc biệt là mưa nhằm phục vụ yêu cầu nghiên cứu
dự báo gió mùa. Bộ số liệu được tác giả sử dụng trong nghiên cứu để tính các
CSGM là bộ số liệu của NCEP/NCAR (1961 – 2000) bao gồm các trường: gió mực
850 hPa, 200 hPa và OLR. Các kết quả tính toán của tác giả cũng cho thấy: Các
CSGM chỉ dựa vào gió vĩ hướng một khu vực của mặt 850 mb có khả năng phản
ánh sát hơn diễn biến và ảnh hưởng của gió mùa trên các khu vực nhỏ, có cơ chế tác
động phức tạp.
Phạm Xuân Thành và ccs. (2010) [11] đã tiến hành nghiên cứu: “Ngày bắt
đầu GMMH trên khu vực miền Nam Việt Nam và đánh giá khả năng dự báo của nó
trong quá khứ” trong giai đoạn 1979 – 2004. Bộ số liệu tác giả sử dụng là số liệu
lượng mưa ngày tại 6 trạm quan trắc: Bảo Lộc, Tây Ninh, Tân Sơn Nhất, Cần Thơ,
Rạch Giá, Cà Mau; OLR của NOAA; và bộ số liệu của NCEP/DOE II (Department

of Energy Reanalysis 2) bao gồm các trường: Gió mực 1000 hPa, năng lượng tĩnh
ẩm, áp suất mực biển trung bình. Độ phân giải của các bộ số liệu là 2,5o x 2,5o. Để
xác định được ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ tác giả đã tính trung bình
trượt 5 ngày của lượng mưa ngày trung bình trên khu vực này và theo tác giả ngày
bắt đầu GMMH (sau khi đã tính trung bình trượt) là ngày: Lượng mưa lớn hơn 5
mm/ngày; gió vĩ hướng ngày mực 1000 hPa lớn hơn 0,5 m/s; cả hai điều kiện gió và
mưa đều phải thỏa mãn 5 ngày liên tiếp. Với số liệu và phương pháp trên tác giả đã
chỉ ra được: Ngày bắt đầu GMMH ở miền Nam Việt Nam dao động trong khoảng
từ cuối tháng IV đến đầu tháng VI và tính trung bình là xảy ra vào ngày 12/V với độ
lệch tiêu chuẩn là 11,6 ngày. Ngày bắt đầu GMMH được đặc trưng bởi sự chuyển từ

21