BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG MIỀN TRUNG
ThS. Phạm Minh Tiến
CN. Trần Đình Linh
GIÁO TRÌNH
KHÍ HẬU VIỆT NAM
HÀ NỘI, 2014
Lời nói đầu
"Khí hậu Việt Nam" là giáo trình được biên soạn trong khuân khổ hợp tác
giữa Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội với Trường Cao đẳng Tài
nguyên và Môi trường Miền Trung nhằm xây dựng tài liệu giảng dạy cho hệ Trung
cấp chuyên nghiệp ngành Khi tượng. Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham
khảo ở bậc Đại học cho sinh viên thuộc chuyên ngành Khí tượng của các trường
Đại học và Cao đẳng ở Việt Nam. Nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ
bản về sự hình thành, đặc điểm diễn biến và sự phân hóa của khí hậu trên toàn lãnh
thổ Việt Nam. Giáo trình "Khí hậu Việt Nam" được cấu trúc trong 5 chương, cụ thể
như sau:
-
Chương 1: Các nhân tố hình thành khí hậu Việt Nam, trong chương này
trình bày đặc điểm của ba nhân tố hình thành khí hậu trên lãnh thổ Việt Nam.
Trình bày đặc điểm của các đại lượng đặc trưng cho chế độ bức xạ trên lãnh
thổ cũng như sự phân hóa theo không gian của chúng. Về nhân tố hoàn lưu
khí quyển được trình bày thông qua đặc điểm của cơ chế hoàn lưu và chế độ
gió mùa trên lãnh thổ Việt Nam, trong đó chế độ gió mùa là trọng tâm với
đặc điểm của các trung tâm tác động, các khối không khí tham gia vào cơ
chế gió mùa và các nhiễu động khí quyển trong cơ chế gió mùa. Nhân tố địa
lý cung cấp những kiến thức về vị trí của Việt Nam trong khu vực và đặc
điểm địa hình-mặt đệm trên toàn lãnh thổ, từ đây người đọc có thể giải thích
được tại sao nước ta có đặc điểm hoàn lưu gió mùa rất đặc sắc và sự phân
hóa khí hậu trên lãnh thổ rất rõ ràng.
-
Chương 2: Các quy luật khí hậu cơ bản ở Việt Nam, trình bày về các thời
kỳ synôp trong cơ chế gió mùa cũng như các hình thế thời tiết điển hình
trong năm. Cùng với đó là đặc điểm về sự phân hóa khí hậu theo thời gian,
phân hóa khí hậu theo không gian trên lãnh thổ nước ta và sự hình thành các
mùa khí hậu, các vùng và các vành đai khí hậu.
-
Chương 3: Đặc điểm diễn biến của một số yếu tố khí hậu cơ bản, chương này
trình bày chi tiết hơn về đặc điểm phân bố của nhiệt độ, lượng mưa và gió trên
lãnh thổ, sự hình thành các trung tâm nhiêt, trung tâm mưa trên cả nước, …
-
Chương 4: Phân vùng khí hậu Việt Nam, trong chương này trình bày đặc
điểm khí hậu hai miền và bảy vùng khí hậu, các phương pháp phân vùng khí
hậu và phân vùng khí hậu ứng dụng.
-
Chương 5: Biến đổi khí hậu và nước biển dâng ở Việt Nam, chương này
đưa ra những biểu hiện của biến đổi khí hậu trên thế giới và Việt Nam; kịch
bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng ở Việt Nam.
Trong giáo trình này, các tác giả có trích dẫn kết quả các công trình đã công
bố của GS. TSKH. Nguyễn Đức Ngữ, GS. TS. Nguyễn Trọng Hiệu, tập thể cán bộ
Viện Khí tượng Thủy văn và Biến đổi Khí hậu, … Chúng tôi xin chân thành cảm
ơn. Trong quá trình biên soạn giáo trình, các tác giả đã nhận được những ý kiến
đóng góp quí báo của các đồng nghiệp, các nhà chuyên môn trong lĩnh vực Khí
tượng Thủy văn. Nhân đây các tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc.
Do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên chắc chắn giáo trình còn những
khyếm khuyết nhất định. Tác giả hi vọng nhận được sự đóng góp của các đồng
nghiệp và các độc giả.
Tác giả
MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................................4
DANH MỤC BẢNG....................................................................................................5
CHƯƠNG 1: CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH KHÍ HẬU VIỆT NAM...................1
1.1 Bức xạ mặt trời............................................................................................................1
1.2 Hoàn lưu khí quyển.....................................................................................................6
1.3 Đặc điểm địa hình và mặt đệm..................................................................................20
CHƯƠNG 2: CÁC QUY LUẬT KHÍ HẬU CƠ BẢN Ở VIỆT NAM.....................23
2.1 Các thời kỳ synôp tự nhiên........................................................................................23
2.2 Các hình thế thời tiết cơ bản.....................................................................................27
2.3 Quy luật phân hóa khí hậu theo thời gian và sự hình thành các mùa khí hậu...........42
2.4 Quy luật phân hóa khí hậu theo không gian và sự hình thành các vùng, các vành đai
khí hậu..............................................................................................................................57
3.1 Chế độ gió..................................................................................................................66
3.2 Chế độ nhiệt...............................................................................................................71
3.3 Chế độ mưa................................................................................................................79
4.2 Sự phân hóa khí hậu theo không gian trên toàn lãnh thổ Việt Nam, tiều đề của phân
vùng khí hậu.....................................................................................................................93
4.3 Phân vùng khí hậu tự nhiên Việt Nam......................................................................95
4.4 Phân vùng khí hậu ứng dụng trên lãnh thổ Việt Nam.............................................127
CHƯƠNG 5: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG Ở VIỆT NAM.....132
5.1 Biểu hiện của biến đổi khí hậu, nước biển dâng.....................................................132
5.3 Nguy cơ ngập theo các mực nước biển dâng...........................................................143
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................146
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH VẼ
CHƯƠNG 1: CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH KHÍ HẬU VIỆT NAM
Chúng ta biết rằng, khí hậu được hình thành từ ba nhân tố cơ bản là:
- Bức xạ mặt trời
- Hoàn lưu khí quyển
- Đặc điểm địa lý khu vực
Đối với Việt Nam, mặc dù lãnh thổ không lớn nhưng nằm ở một vị trí đặc
biệt và kéo dài theo phương kinh tuyến nên đặc điểm của cả ba nhân tố trên có sự
phân hóa rất rõ rệt và khá phức tạp, sự kết hợp các nhân tố tạo nên đặc điểm khí hậu
khá đa dạng trên toàn lãnh thổ. Trong chương này trình bày đặc điểm cũng như sự
phân hóa của ba nhân tố hình thành khí hậu trên lãnh thổ Việt Nam.
1.1 Bức xạ mặt trời
1.1.1 Chế độ mặt trời vùng nội chí tuyến trên lãnh thổ Việt Nam
Vùng nội chí tuyến (từ 23,270S đến 23,270N) với một năm có hai lần mặt trời
đi qua thiên đỉnh, độ cao mặt trời trung bình năm lớn. Tại Bắc bán cầu (Nam bán
cầu), mặt trời thiên đỉnh lần thứ nhất rơi vào sau ngày xuân phân (thu phân) và lần
thứ hai rơi vào sau ngày hạ chí (đông chí).
Do hàng năm mặt trời đi qua thiên đỉnh hai lần nên độ cao mặt trời trong vùng
nội chí tuyến khá lớn và thời gian ban ngày kéo dài. Ngay những tháng mùa đông, độ
cao mặt trời rất ít nơi xuống dưới 450. Độ dài ban ngày lớn và sự biến đổi theo mùa
không nhiều, đạt từ 11-14 giờ/ngày.
Chính chế độ mặt trời đó đã quyết định một chế độ bức xạ phong phú, tạo ra
một nền khí hậu nóng của vùng này. Lãnh thổ Việt Nam, với điểm cực bắc là 23 022’N
(huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang) và điểm cực nam là 8 030’N (mũi Cà Mau, tỉnh Cà
Mau), nằm trọn trong vành đai nội chí tuyến, nên có chế độ mặt trời của vùng nội chí
tuyến với đầy đủ các đặc điểm vừa nêu.
Các tỉnh phía bắc có chế độ mặt trời vùng cận chí tuyến với hai lần mặt trời
qua thiên đỉnh chỉ cách nhau không quá hai tháng. Thời gian ban ngày trong mùa
đông ngắn hơn trong mùa hè. Vào tháng 12 độ dài ngày ngắn nhất trong năm
(khoảng 10,5 giờ), mặt trời mọc vào lúc từ 6 giờ 30 phút đến 6 giờ 40 phút và lặn
vào lúc từ 17 giờ 20 phút đến 17 giờ 30 phút. Vào tháng 6 thời gian ban ngày dài
nhất (khoảng 13 giờ), mặt trời mọc trước 5 giờ 30 phút và lặn sau 18 giờ 30 phút.
Càng về phía nam, khoảng cách giữa hai lần mặt trời qua thiên đỉnh càng dài,
ở Nam Bộ khoảng cách này là 4-5 tháng. Ở Nam Bộ, vào mùa đông, thời gian ban
ngày lớn hơn 11 giờ, mặt trời mọc trước 6 giờ 30 phút và lặn sau 17 giờ 30 phút;
vào mùa hè, thời gian ban ngày lớn hơn 12 giờ 30 phút, mặt trời mọc sau 5 giờ 30
phút và lặn trước 18 giờ 30 phút.
Như vậy, trong mùa đông, thời gian ban ngày ở các tỉnh phía nam lớn hơn
1
các tỉnh phía bắc; còn trong mùa hè, thời gian ban ngày ở các tỉnh phía nam nhỏ
hơn các tỉnh phía bắc. Bảng 1.1 dưới đây cho thấy sự biến đổi của độ cao mặt trời
lúc giữa trưa và độ dài ngày trong năm ở hai vĩ độ 10 0N (đại diện cho phía nam) và
200N (đại diện cho phía bắc). Từ số liệu của bảng ta thấy, độ cao mặt trời ở phía bắc
nhỏ hơn ở phía nam trong phần lớn thời gian của năm, ngoại trừ mùa hè (đại diện là
ngày 15/7). Trong khi đó đối với độ dài ngày, ở phía bắc lớn hơn ở phía nam trong
mùa hè và mùa xuân (đại diện là ngày 15/4) còn nhỏ hơn phía nam trong mùa đông
(đại diện là ngày 15/1) và mùa thu (đại diện là ngày 15/10).
Bảng 1. 1: Độ cao mặt trời (ĐCMT) và độ dài ngày (ĐDN) [4]
Vĩ độ 100N
Vĩ độ 200N
Ngày ĐCMT
ĐDN
ĐCMT
ĐDN
0
0
15/1
58 45
11 giờ 37
48 45
11 giờ 30
0
0
15/4
89 31
12 giờ 24
79 31
12 giờ 36
0
0
15/7
78 22
12 giờ 48
88 22
13 giờ 14
15/10 71045
12 giờ 53
61045
11 giờ 40
1.1.2 Năng lượng bức xạ mặt trời trên lãnh thổ Việt Nam
Đặc điểm trên của chế độ mặt trời vùng nội chí tuyến đã quyết định về cơ
bản một chế độ bức xạ dồi dào trên lãnh thổ Việt Nam. Để thấy rõ điều này chúng
ta xem xét độ lớn của bức xạ tổng cộng Q.
1) Bức xạ tổng cộng Q
Bức xạ tổng cộng (Q) là tổng của trực xạ (S) với tán xạ (D).
Q=S+D
(1.1)
Bảng 1. 2: Tổng xạ trung bình tháng và năm (kcal/cm2) [4]
Trạm
Thời gian Tháng
1
Tháng
4
Tháng
7
Tháng
Năm
10
Sơn La
7,7
12,0
12,7
11,5
132,6
Phú Hộ
5,1
8,7
14,1
10,8
115,9
Láng
5,6
8,6
15,2
10,8
122,8
Đà Nẵng
9,2
14,9
17,3
11,1
151,7
Đà Lạt
15,4
14,6
12,9
9,8
159,5
Tân Sơn Nhất
13,6
14,8
13,6
12,0
162,0
Cùng với sự biến đổi của độ cao mặt trời và độ dài ngày, bức xạ tổng cộng
cũng có sự biến đổi trong năm. Tổng xạ của các tháng giữa mùa và năm tại một số
trạm bức xạ tiêu biểu ở Việt Nam được dẫn ra trên bảng 1.2. Từ kết quả của bảng ta
thấy rằng có sự khác nhau tương đối lớn giữa bức xạ ở phía bắc với phía nam, thể
2
hiện ở sự tăng lên từ bắc vào nam của giá trị trung bình năm bức xạ tổng cộng. Sự
khác nhau này cũng được thể hiện trong từng mùa, vào giữa mùa đông (tháng 1) sự
chênh lệch giữa bức xạ phía bắc và phía nam là lớn nhất, vào mùa xuân sự chênh
lệch này là nhỏ hơn và trở nên khá đồng đều trong mùa hè cũng như mùa thu. Ở
phía bắc bức xạ nhận được nhỏ hơn ở phía nam trong phần lớn thời gian của năm,
ngoại trừ mùa hè, bức xạ ở phía bắc có giá trị nhỉnh hơn phía nam một ít. Tại các
trạm sự biến đổi trong năm cũng được thể hiện khá rõ, ở các trạm phía bắc, giá trị
bức xạ lớn nhất trong mùa hè, nhỏ nhất trong mùa đông và chênh lệch bức xạ mùa
hè mùa đông lớn. Ở các trạm phía nam, độ lớn bức xạ khá đồng đều trong năm, bức
xạ lớn hơn trong mùa xuân, mùa đông và nhỏ hơn trong mùa hè và mùa thu. Ta thấy
rằng, độ lớn của bức xạ tổng cộng biến đổi khá phức tạp, ngoài nguyên nhân đã nêu
trên thì còn do sự biến đổi của lượng mây ở mỗi địa phương, mà sự biến đổi này là
rất phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác.
Về giá trị trung bình năm của bức xạ tổng cộng, theo các kết quả nghiên cứu,
trên lãnh thổ Việt Nam, bức xạ tổng cộng năm đạt từ 95-160kcal/cm 2, lớn hơn các
vùng ngoại nhiệt đới. Diễn biến của tổng xạ năm thay đổi theo thời gian (mùa) và
không gian (từ bắc vào nam và từ đông sang tây).
Như đã biết, mặt trời qua thiên đỉnh là thời điểm bề mặt có khả năng nhận
được tổng xạ lớn nhất. Vì thế các cực đại của tổng xạ hàng năm đều nằm ở gần các
thời điểm này. Do khoảng thời gian giữa hai lần mặt trời qua thiên đỉnh lớn nên ở
Nam Bộ, biến trình năm của tổng xạ có hai cực đại tách biệt nhau như biến trình
năm ở vùng xích đạo. Trong khi đó ở Bắc Bộ, khoảng thời gian này rất ngắn, hai
đỉnh nhập lại với
nhau tạo nên
biến trình năm
của tổng xạ có
dạng một đỉnh
của vùng cận chí
tuyến. Trên các
khu vực Trung
Bộ biến trình
năm có dạng Hình 1. 1: Biến trình năm của tổng xạ ở một số trạm tiêu biểu [4]
trung gian. Hình 1.1 cho ta một số dạng biến trình năm của tổng xạ ở một số trạm
tiêu biểu, kết quả thể hiện trên hình thể hiện rõ các dạng biến trình đã nêu trên.
Về biến trình ngày của tổng xạ thể hiện sự bất đối xứng qua điểm chính trưa
khá rõ rệt với năng lượng tập trung vào buổi chiều cao hơn. Trong các tháng mùa hè
tổng xạ lên tới 70-80cal/cm2.giờ và sự chênh lệch giữa các vùng không lớn; trong
khi đó về mùa xuân ở miền Bắc tổng xạ khoảng 30-40cal/cm 2.giờ, còn miền Nam
3
khoảng 50-60cal/cm2.giờ.
2) Trực xạ và tán xạ
Trên lãnh thổ Việt Nam, trực xạ thường chiếm từ 40-70% tổng xạ. Do bầu
trời nhiều mây và sự phân hoá theo không gian trên lãnh thổ lớn nên tán xạ ở Việt
Nam, đặc biệt phần phía bắc, đạt tỉ lệ khá cao. Vào mùa đông, ở phía Đông Bắc Bộ
tán xạ đạt tới 30-60% tổng xạ. Tỉ lệ phần trăm của tán xạ trên các khu vực thay đổi
theo mùa phụ thuộc vào sự thay đổi của độ cao mặt trời và lượng mây.
Đối với trực xạ, nhìn chung giá trị lớn nhất và nhỏ nhất xảy ra vào thời kì
mặt trời ở vị trí cao nhất (tháng 4-8) và thấp nhất (tháng 12-1). Trực xạ đạt xấp xỉ
0,6kcal/cm2ngày vào những tháng lớn nhất (tháng 6-8) ở Bắc Bộ; (tháng 4-6 và
tháng 8-9) ở Nam Bộ. Thời kì nhiều mây trị số này chỉ đạt 0,3kcal/cm 2ngày ở Bắc
Bộ và 0,4kcal/cm2ngày ở Nam Bộ. Cường độ trực xạ trong ngày biến đổi phụ thuộc
vào độ cao mặt trời. Song độ trong suốt khí quyển, mà chủ yếu là mây, cũng có tác
dụng làm cường độ trực xạ giảm đáng kể. Buổi sáng cường độ trực xạ thường thấp
hơn do độ ẩm cũng như lượng mây lớn hơn.
Như vậy, cả bức xạ tổng cộng, trực xạ và tán xạ đều phụ thuộc vào độ cao
mặt trời và độ trong suốt của khí quyển. Bức xạ tổng cộng, trực xạ cũng như tỉ lệ
phần trăm của trực xạ giảm xuống khi độ cao mặt trời giảm và lượng mây tăng lên.
Còn đối với tán xạ thì biến đổi phức tạp hơn, chỉ có tỉ lệ phần trăm của tán xạ là
tăng lên khi độ cao mặt trời giảm và lượng mây tăng lên. Sự khác nhau giữa trực xạ
và tán xạ được thể hiện trong biến trình năm của chúng trên hình 1.2.
Hình 1. 2: Biến trình năm của trực xạ và tán xạ tại hai trạm tiêu biểu [4]
Từ hình 1.2 cho thấy sự khác nhau giữa trực xạ và tán xạ trong thời kì đôngxuân tại hai miền Bắc và Nam. Nếu ở miền Nam trực xạ chiếm tỉ lệ cao hơn tán xạ thì
ở miền Bắc lại gần như ngược lại. Chế độ mây, mưa và độ cao mặt trời như đã nói ở
trên đã đóng góp phần quyết định tỉ lệ này.
3) Cán cân bức xạ (R)
Cán cân bức xạ được biểu diễn dưới dạng:
4
R = Q (1- A) - I
(1.2)
trong đó A là hệ số phản xạ (albedo) của bề mặt và I là bức xạ hiệu dụng.
Cán cân bức xạ là nhân tố quyết định quá trình tạo thành khí hậu ở từng nơi.
Cân bằng bức xạ năm ở Việt Nam đạt khoảng 40-100 kcal/cm 2, có xu hướng tăng dần
từ bắc vào nam, từ đông sang tây và giảm theo độ cao địa hình. Bảng 1.3 trình bày
cân bằng bức xạ trung bình các tháng giữa mùa và năm của một số trạm tiêu biểu.
Bảng 1. 3: Cân bằng bức xạ trung bình tháng và năm (kcal/cm2) [4]
Trạm
Thời gian Tháng Tháng Tháng Tháng
1
4
7
10
Năm
Sơn La
3,7
6,9
7,9
6,5
74,3
Phú Hộ
2,6
5,4
9,0
6,0
69,6
Láng
2,7
5,1
9,6
6,0
71,1
Đà Nẵng
5,6
9,5
11,8
7,2
98,8
Tân Sơn Nhất
7,2
9,1
7,9
7,2
90,4
Cán cân bức xạ ở Bắc Bộ đạt khoảng 60-80kcal/cm 2, ở Nam Bộ đạt khoảng
80-100 kcal/cm2. Cán cân bức xạ ở Bắc Bộ đạt cực đại vào khoảng tháng 4-7 (riêng
ở Tây Bắc sớm hơn khoảng 1 tháng), còn đạt cực tiểu vào khoảng tháng 1-2. Vào
tới Nam Bộ, cực đại xảy ra vào tháng 3-4 và cực tiểu xảy ra vào tháng 12-1.
1.1.3 Ánh sáng mặt trời trên lãnh thổ Việt Nam
Có thể nhận thấy, chế độ mặt trời vùng nội chí tuyến đã nêu cũng chính là cơ
sở dẫn đến khả năng nhận được một nguồn ánh sáng tự nhiên khá phong phú trên
toàn lãnh thổ nhất là ở phần phía nam. Ánh sáng được đo bằng độ rọi, đơn vị đo là
lux hay klux (1 klux = 1000 lux).
Tuy nhiên trên thực tế, nguồn ánh sáng thu được ở mặt đất đã bị chế độ mây,
mưa các khu vực làm biến dạng đi khá nhiều, nhất là thời kỳ mùa đông. Ở các tỉnh
phía đông Bắc Bộ ảnh hưởng này xảy ra mạnh nhất vào các tháng nửa cuối mùa
đông, thời kì mây tầng và kết hợp mưa phùn kéo dài nhiều ngày liền. Bảng 1.4 trình
bày kết quả tính độ rọi trên bề mặt ngang của tháng 1 và 7 tại một số trạm tiêu biểu.
Bảng 1. 4: Độ rọi trên mặt ngang (klux) ứng với ánh sáng tổng cộng ở các giờ [4]
1
7
Giờ mặt trời
Mọc Lặn
6:36 17:24
5:24 18:36
6/18
5,1
1
6:34 17:26
7
1
Trạm Tháng
Cao
Bằng
Láng
7/17
2,7
16,0
Buổi sáng/buổi chiều
8/16 9/15 10/14
10,3 18,6
26,1
29,3 43,3
56,0
11/13
31,3
65,4
12
33,2
69,6
-
3,3
11,7
20,3
27,9
33,1
35,0
5:26 18:34
5,2
16,4
29,3
42,5
54,4
63,0
66,9
6:25 17:35
-
4,1
13,1
23,2
32,6
39,4
41,8
5
Đà
Nẵng
Pleiku
Tân
7
5:34 18:26
4,1
16,2
31,0
46,7
60,9
71,3
75,7
1
6:20 17:40
-
8,1
21,8
35,6
47,8
56,1
59,1
7
5:39 18:21
4,9
1,4
30,5
40,5
48,2
53,3
55,3
1
6:16 17:44
-
7,4
20,3
34,7
48,1
57,7
61,3
1,3
9,2
21,0
34,9
48,2
58,1
62,0
Sơn
7
5:44 18:16
Nhất
1.2 Hoàn lưu khí quyển
1.2.1 Cơ chế hoàn lưu chung
1) Hoàn lưu vùng vĩ độ thấp
Nằm trong vùng nội chí tuyến, khí hậu Việt Nam chịu tác động chung của cơ
chế hoàn lưu vùng vĩ độ thấp thuộc hoàn lưu chung khí quyển mà bao trùm là vòng
hoàn lưu Hadley với các thành phần cơ bản sau:
- Rãnh thấp xích đạo và dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ):
Rãnh áp thấp xích đạo là dải áp thấp nằm giữa hai đới áp cao cận nhiệt đới,
là khu vực có nhiệt độ cao nhất. Cùng với hoạt động biểu kiến của mặt trời, rãnh áp
thấp xích đạo cũng có sự dịch chuyển theo mùa, trong mùa hè có vị trí trên Bắc bán
cầu còn trong mùa đông nằm ở Nam bán cầu. Sự dịch chuyển theo mùa của rãnh áp
thấp xích đạo trên lục địa lớn hơn trên đại dương. Trên khu vực châu Á gió mùa, sự
dịch chuyển của rãnh áp thấp xích đạo là lớn nhất, vào mùa hè vị trí của rãnh xích
đạo có thể lên đến 35 – 400N.
Dải hội tụ nhiệt đới (The Intertropical Convergence Zone – ITCZ) là một
khâu trong hoàn lưu chung nhiệt đới. Dải hội tụ nhiệt đới đóng vai trò của một cơ
chế vận chuyển mômen, nhiệt và ẩm của nhánh dòng thăng trong hoàn lưu Hadley
nhiệt đới. Dải hội tụ nhiệt đới là một trong các hệ thống thời tiết có thể cho lượng
mưa rất lớn đến mức kỉ lục trên diện rộng ở miền nhiệt đới, đặc biệt là khi hoạt
động của dải hội tụ nhiệt đới kết hợp với các hình thế thời tiết khác như front lạnh
và bão. Trong dải hội tụ nhiệt đới, có sự hội tụ mạnh mẽ ở tầng thấp, tại đây dòng
không khí đi lên đến một độ cao nhất định rồi thổi ngược lại về phía cực. Hoạt động
tiêu biểu trên vùng này là đối lưu với những dòng thăng khổng lồ đi lên (chủ yếu từ
mặt biển) tạo điều kiện cho nguồn ẩm rất phong phú của các khối khí nóng ẩm tồn
tại lâu ngày trên biển ở rìa của hai đới áp cao cận nhiệt đới ngưng kết để hình thành
mây và mưa. Vì thế, ở đây có những vùng mây dày đặc và có lượng mưa hàng năm
lớn.
- Áp cao cận nhiệt đới: Đây là hai đới áp cao nằm ở hai phía của xích đạo
trên các vĩ tuyến từ 20-400N và 20-400S nhưng không liên tục mà tạo thành những
trung tâm xoáy nghịch với các đường đẳng áp có hình gần như elip trên bản đồ khí
6
áp mực biển. Áp cao cận nhiệt đới thường có tính đối xứng, ở bề mặt tâm áp cao
thường lệch về phía đông còn ở trên cao tâm lại lệch về phía tây. Áp cao cận nhiệt
đới chính là nhánh đi xuống của vòng hoàn lưu Hadley với chế độ dòng giáng thịnh
hành. Vì thế, trên vùng khống chế của áp cao, đối lưu không có điều kiện phát triển
nên đó là vùng ít mây và mưa.
Áp cao cận nhiệt đới hưởng đến Việt Nam là áp cao hoạt động trên Bắc Thái
Bình Dương nên còn gọi là áp cao Thái Bình Dương. Cũng như các áp cao khác,
quy mô và cường độ của áp cao này biến đổi theo mùa. Về mùa đông áp cao này
suy yếu, dịch xa hơn về phía đông do phát triển xuống vùng độ thấp của áp thấp Ale-ut, còn về mùa hè áp cao có xu thế mạnh lên và lấn sang phía tây. Khi ảnh hưởng
đến Việt Nam, áp cao này thường thể hiện dưới dạng một lưỡi áp cao và Việt Nam
thường nằm ở rìa phía tây của lưỡi áp cao đó. Vì không khí tồn tại ở rìa phía tây và
phía nam của áp cao vốn là không khí nhiệt đới biển nóng và ẩm nên khi lưỡi áp
cao mới lấn vào thường gây ra mưa rào và dông. Thế nhưng khi áp cao đã khống
chế ổn định, thời tiết sẽ tốt dần, nắng nóng và không mưa.
- Tín phong: Đó là dòng không khí tầng thấp thổi từ rìa phía xích đạo của áp
cao cận nhiệt đới vào vùng áp thấp xích đạo. Do tác động của lực Coriolis, dòng
không khí đi về xích đạo này đều bị lệch tây nên tín phong Bắc bán cầu có hướng
NE-ENE, còn tín phong Nam bán cầu có hướng SE-ESE. Đây là dòng gió có hướng
khá ổn định suốt năm với tần suất trung bình đạt tới 60-70%; tốc độ trung bình của
tín phong trên các đại dương đạt 3-7m/s, mạnh nhất vào thời kỳ mùa đông.
Tốc độ tín phong mạnh và ổn định ở khoảng giữa áp cao và rãnh thấp xích
đạo. Đới tín phong có thể mở rộng đến vĩ độ 20 0 vào mùa hè và 300 vào mùa đông
của mỗi bán cầu. Lớp tín phong có độ dày tăng dần về phía xích đạo, tốc độ mạnh
nhất ở khoảng 900mb.
Đối với Việt Nam, dòng tín phong thổi từ rìa phía nam áp cao Bắc Thái Bình
Dương thường ảnh hưởng tới phần phía nam lãnh thổ, từ vĩ độ 15 0N trở vào. Thời
kỳ tín phong có ảnh hưởng mạnh là hai thời kỳ chuyển tiếp của gió mùa mùa đông
và gió mùa mùa hè. Tín phong ảnh hưởng tới Việt Nam có hướng từ SE đến NE, ở
phía bắc tín phong thường có hướng SE còn phía nam thì NE là hướng chủ đạo của
tín phong. Khi tín phong đã không chế ổn định thì thời tiết tốt, trời ít mây, không
mưa, nhiệt độ cao, độ ẩm khá thấp.
- Phản tín phong: Đây là dòng không khí trên cao thổi từ xích đạo lên phía
cực. Do ảnh hưởng của lực Coriolis, dòng hướng cực này bị lệch đông nên ở vĩ độ
thấp, gió có hướng SW, lên đến khoảng từ vĩ độ 20 0 trở lên gió có hướng tây. Mùa
hè giới hạn này đẩy xa hơn về phía cực và ngược lại xuống gần xích đạo hơn vào
mùa đông trên mỗi bán cầu. Ngược với dòng tín phong tầng thấp nên được gọi là
phản tín phong.
7
- Hoàn lưu Walker: Trên khu vực xích đạo mà tiêu biểu là trên Thái Bình
Dương đã hình thành những vòng hoàn lưu khép kín dọc theo vĩ tuyến. Hoạt động
của hoàn lưu này trên Thái Bình Dương có liên quan đến dao động khí áp qui mô
lớn trên khu vực xích đạo Thái Bình Dương đã được Walker phát hiện và sử dụng
từ những năm 20 của thế kỷ XX mà ông gọi là Dao Động Nam. Sau này, Bjerknet
(1966) lấy tên ông để đặt tên cho vòng hoàn lưu này. Thực tế vòng hoàn lưu này
không chỉ tồn tại trên Thái Bình Dương mà trên phạm vi toàn cầu.
Trên khu vực Thái Bình Dương xích đạo, dòng tín phong từ hai bán cầu thổi
tới chuyển thành hướng đông hình thành dòng tín phong hướng đông tầng thấp.
Dòng gió tới khu vực "biển nóng" ở phần tây thì đi lên. Các dòng khí chứa đầy hơi
ẩm đi lên từ vùng biển nóng này đã tạo ra một vùng mây đối lưu khổng lồ do quá
trình ngưng kết, dẫn đến mưa lớn trên cả phần tây của Thái Bình Dương xích đạo
và các vùng lục địa kế cận thuộc Đông Nam Á, Bắc Ấn Độ Dương. Dòng khí đi lên
sau khi gây mưa ở Tây Thái Bình Dương, trở nên khô hơn và chuyển động về phía
đông ở trên tầng đối lưu trên. Tới Đông Thái Bình Dương, dòng khí này đi xuống,
tạo ra một vùng áp cao ở tầng thấp với dòng giáng thịnh hành. Một chế độ thời tiết
ít mây và mưa, nhiều nắng duy trì thường xuyên trên khu vực này, gây hiện tượng
khô hạn đối với các nước thuộc Nam Mỹ. Việt Nam nằm ở vùng kế cận phần phía
tây của hoàn lưu Walker trên Thái Bình Dương nên lượng mưa ở Việt Nam có mối
quan hệ nhất định với hoạt động của hoàn lưu Walker. Hình 1.3 phản ảnh một cách
cơ bản cơ chế và hoạt động của hoàn lưu này.
Hình 1. 3: Hoàn lưu Walker [6]
Tóm lại, đối với khu vực Đông Nam Á nói chung, Việt Nam nói riêng, ảnh
hưởng của các thành phần hoàn lưu vĩ độ thấp bao gồm ITCZ, áp cao Thái Bình
Dương, tín phong và hoàn lưu Walker. Tuy nhiên, do tác động của cơ chế gió mùa
khu vực các thành phần này đã có những biến động đáng kể so với các vùng khác
và trở thành một bộ phận tham gia vào cơ chế chung của hoàn lưu gió mùa khu vực.
2) Hoàn lưu gió mùa
8
Nếu như cơ chế hoàn lưu hành tinh, trong đó có vòng hoàn lưu Hadley, ở
vùng vĩ độ thấp được quyết định chủ yếu bởi sự tương phản về nhiệt giữa vùng vĩ
độ thấp và vĩ độ cao mà Su-lây-kin gọi là "động cơ nhiệt loại một" trong mối tương
tác đại dương-khí quyển thì cơ chế gió mùa lại có sự đóng góp quan trọng của
"động cơ nhiệt loại hai", đó là sự tương phản theo mùa của nhiệt độ giữa đại dương
và lục địa. Như vậy đối với những khu vực chịu tác động của sự tương phản về
nhiệt giữa lục địa và đại dương sẽ chịu tác động đồng thời của hai loại động cơ
nhiệt đó. Tất nhiên, sự tự quay của trái đất là một nhân tố quan trọng trong quá trình
hoạt động của cả hai loại động cơ nhiệt này. Sự tương phản về nhiệt giữa lục địa và
đại dương thường xảy ra mạnh hơn trong mùa hè, trong khi đó sự tương phản nhiệt
giữa xích đạo và cực lại mạnh hơn trong mùa đông. Lục địa càng lớn mức độ tương
phản càng mạnh. Chính vì thế khu vực gió mùa điển hình đã xảy ra giữa lục địa ÂuÁ với Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương.
Theo định nghĩa của Khơ-rô-mốp (1920) sau đó được Klein (1951) và
Ramage (1971) bổ sung thì, khu vực gió mùa bao phủ một diện tích khá lớn của bề
mặt trái đất: 350N-250S, 300W-1700E liên quan chủ yếu đến khu vực châu Á, châu
Phi và châu Úc thuộc vùng vĩ độ thấp (hình 1.4). Trong các tài liệu kinh điển về khí
hậu người ta thường đưa ra ba hệ thống gió mùa chính. Đó là gió mùa châu Á, gió
mùa châu Phi và gió mùa châu Úc. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu gần đây người ta
còn đề cập đến cả gió mùa Bắc Mỹ và gió mùa Nam Mỹ.
Hình 1. 4: Xác định khu vực gió mùa toàn cầu, theo các chỉ tiêu của Ramage (1971)
Gió mùa châu Á là hệ thống gió mùa điển hình và phức tạp nhất. Đây là một
cơ chế hoàn lưu không thuần nhất bao gồm cả phần thuộc vĩ độ thấp và phần thuộc
vĩ độ trung bình, quan hệ với cả Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, không chỉ ở
Bắc bán cầu mà liên quan cả đến Nam bán cầu. Theo nhiều tài liệu nghiên cứu thì
gió mùa châu Á gồm 2 hệ thống chính: Gió mùa Đông Á và gió mùa Nam Á (hay
còn gọi là gió mùa Ấn Độ).
- Hệ thống gió mùa Đông Á: (Nga, Nhật, Triều Tiên) với gió mùa mùa đông
9
tạo bởi không khí cực đới lục địa có hướng tây bắc thổi vào Nhật bản, gây ra một
mùa đông giá rét, rất ít mưa (hình 1.5). Ngược lại, về mùa hè, gió thổi từ biển vào
lục địa theo hướng đông nam nóng và ẩm ướt nhưng mưa không nhiều lắm.
Hình 1. 5: Gió mùa mùa đông châu Á (tháng 12-3) [4]
- Hệ thống Nam Á: (Ấn Độ, Malaisia, Myanma, Thái Lan) với ảnh hưởng
của áp cao Tuaketstan vào mùa đông, nhiệt độ và độ ẩm khá thấp. Về mùa hè chịu
ảnh hưởng của tín phong Nam bán cầu vượt xích đạo, đây là dòng không khí khá
nóng và ẩm, khi ảnh hưởng thường gây mưa trên hầu khắp các vùng trong khu vực
châu Á gió mùa (hình 1.6).
Hình 1. 6: Gió mùa mùa hè châu Á (tháng 6-9) [4]
Trong cuốn "Đặc điểm khí hậu Việt Nam", các tác giả đã nêu ra thêm hệ
thống gió mùa Đông Nam Á và coi nó như là một hệ thống gió mùa thứ ba trên khu
vực. Cũng có thể coi nó như là một hệ thống gió mùa chuyển tiếp giữa gió mùa
Đông Á và gió mùa Nam Á. Về mùa đông là khu vực chịu ảnh hưởng của áp cao
Thái Bình Dương, chính là tín phong Bắc bán cầu nên không lạnh và ổn định. Mùa
hè chịu ảnh hưởng của dòng không khí từ Nam Thái Bình Dương vượt xích đạo lên
10
với nhiệt độ không cao và ẩm. Vì thế khí hậu khác nhau giữa hai mùa chỉ có biểu
hiện rõ ở sự thay đổi về hướng gió.
Như vậy, lãnh thổ Việt Nam không thuộc hẳn vào một hệ thống nào mà nằm
ở khu vực thường xuyên xảy ra sự giao tranh giữa ba hệ thống gió mùa Đông Á, gió
mùa Nam Á và gió mùa Đông Nam Á.
Về mùa đông ở lớp khí quyển tầng thấp, áp cao Siberia có tâm ở khoảng
vùng hồ Bai-can phát triển mạnh, bao trùm cả vùng viễn đông Nga và bắc Trung
Quốc (hình 1.10). Khi áp cao này mạnh lên, khí áp bề mặt ở trung tâm lên tới
1060mb, rìa phía nam của nó lấn sâu xuống phía nam tới tận các vĩ độ thấp của
vùng nhiệt đới. Khi đó dải áp thấp xích đạo đã nằm ở phía nam xích đạo với một
vùng áp thấp trên lục địa châu Úc. Áp cao cận nhiệt đới Thái Bình Dương lúc này
đã thu hẹp lại và lùi xa về phía đông. Cũng thời gian đó thường hình thành một áp
cao phụ trên biển đông Trung Quốc, có nguồn gốc từ lưỡi phía nam của áp cao
Siberia tách ra, có vị trí gần trùng với đới áp cao cận nhiệt đới. Ở xa hơn về phía
bắc, nằm giữa hai áp cao Siberia và Thái Bình Dương là áp thấp Aleut. Với hình thế
khí áp mặt đất như vậy, trong mùa đông không khí lạnh lục địa từ rìa phía nam của
áp cao Siberia mỗi khi mạnh lên lại tràn về phía nam và ảnh hưởng đến Việt Nam
theo hướng đông bắc tạo ra những đợt "gió mùa đông bắc". Mặc dù đã trải qua một
chặng đường dài bị biến tính đi nhiều, song khi tới Việt Nam vẫn còn khá lạnh. Vào
thời kỳ đầu, khi trung tâm áp cao chưa dịch sang phía đông, không khí lạnh lục địa
tràn đến miền Bắc Việt Nam chủ yếu theo đường qua lục địa Trung Quốc, vì thế nó
đang còn giữ được đặc tính lạnh khô. Trên nửa phần phía bắc tồn tại thời tiết lạnh
và khô hanh khá điển hình, nhất là khi áp cao Siberia phát triển mạnh và khống chế
thời tiết miền Bắc.
Khi áp cao này suy yếu và thu hẹp về phía bắc, lưỡi áp cao lạnh bị tách ra và
hình thành hoặc tiếp thêm cho áp cao phụ trên biển đông Trung quốc. Áp cao phụ
này mạnh lên và chi phối lãnh thổ Việt Nam, ảnh hưởng tới cả miền Bắc. Luồng
không khí tuy có nguồn gốc từ không khí lạnh lục địa nhưng bản chất nhiệt ẩm đã
thay đổi do quá trình tồn tại lâu trên biển biến tính đi. Có quan điểm đã đồng nhất
cao áp phụ này với dải áp cao cận chí tuyến Bắc bán cầu vốn tồn tại thường xuyên
trong cơ chế hoàn lưu hành tinh, tạo thành tín phong trên vành đai vĩ độ thấp ở hai
nửa bán cầu. Thực tế, như đã phân tích ở trên, nguồn gốc của nó không phải như
vậy. Tuy có khác về nguồn gốc song đặc tính của chúng gần tương tự nhau nên
cũng có thể coi nó là một dạng của tín phong Bắc bán cầu. Như vậy đối với nửa
phần phía bắc, về mùa đông, tồn tại đan xen ảnh hưởng chủ yếu của hai trung tâm
tác động là áp cao Siberia và áp cao phụ biển đông Trung Quốc. Vào giai đoạn đầu
và cuối mùa đông, ảnh hưởng của dòng thứ nhất yếu hơn, nó chiếm ưu thế vào giai
đoạn giữa mùa (tháng 12-2).
11
Vào tới phần phía nam Việt
Nam, tuy hướng gió chủ yếu vẫn là
NE song chủ yếu phát đi từ áp cao phụ
trên biển đông Trung Quốc mang đặc
tính gần tương tự như tín phong. Chỉ
những đợt gió mùa thật mạnh, không
khí lạnh mới tràn sâu hơn xuống tới
Nam Trung Bộ hoặc Nam Bộ. Chế độ
thời tiết tín phong là dạng thời tiết
trong xoáy nghịch do sự khống chế
của các áp cao cận nhiệt đới nên khá
ổn định, nắng nóng và tương đối ẩm
hơn. Vì thế trong thời tiết này trời Hình 1. 7: Sơ đồ hoàn lưu trung bình mùa
thường ít mây, nhiều nắng, ít mưa.
đông trên lãnh thổ Việt Nam
Như vậy, gần như về mùa đông trên lãnh thổ Việt Nam cùng song song tồn
tại hai hệ thống gió (hình 1.7), phía Bắc là không khí lạnh lục địa và phía Nam là
dòng gió từ áp cao phụ biển Đông Trung Hoa kết hợp với tín phong từ áp cao Thái
Bình Dương. Nguyên nhân trực tiếp dẫn đến đặc điểm hoàn lưu như trên là do lãnh
thổ nước ta nằm giữa các trung tâm phát gió là áp cao lạnh Siberia và áp cao phụ
biển đông Trung Hoa, áp cao Thái Bình Dương.
Về mùa hè đại lục châu Á bị đốt nóng mạnh mẽ, tạo ra sự chênh lệch lớn về
nhiệt độ giữa lục địa và đại dương, hình thành một trung tâm áp thấp khổng lồ, hút
các dòng không khí từ các đại dương vào. Đới áp cao cận nhiệt đới Nam bán cầu
phát triển mạnh. Không khí biển từ đây vượt xích đạo đổi thành hướng tây nam tràn
qua Bắc Ấn Độ Dương hội tụ vào vùng áp thấp này. Trên Thái Bình Dương thời kỳ
này dải hội tụ nhiệt đới chạy theo vĩ hướng thành một dải hẹp trên biển. Trong thời
kỳ mùa hè, đặc điểm hoàn lưu trên lãnh thổ Việt Nam là cực kỳ phức tạp với sự
tranh chấp ảnh hưởng của hai dòng gió chính là gió mùa tây nam và tín phong từ áp
cao Thái Bình Dương. Vùng giao tranh ảnh hưởng của hai dòng gió này chính là dải
hội tụ nhiệt đới và vị trí dải hội tụ nhiệt đới chính là ranh giới phân chia ảnh hưởng
của hai hệ thống. Phía bắc dải hội tụ nhiệt đới là khu vực chi phối của tín phong còn
phía nam dải hội tụ nhiệt đới là vùng ảnh hưởng của gió mùa tây nam. Dựa vào sự
giao tranh của hai dòng gió này, có thể chia thời kỳ gió mùa mùa hè thành 3 giai
đoạn sau:
Trong thời kỳ đầu mùa hè, khi áp thấp lục địa châu Á phát triển mạnh về
phía đông-đông nam còn áp cao Thái Bình Dương chưa mạnh thì dòng gió mùa tây
nam mà chủ yếu là từ vịnh Bengal thổi qua bán đảo Đông Dương chi phối phần lớn
lãnh thổ Việt Nam và biển Đông. Ở Bắc Bộ và Trung Bộ dòng không khí này bị các
12
dãy núi biên giới Việt Lào và Trường Sơn chắn ngang đã gây ra hiệu ứng "phơn" ở
sườn phía đông. Những đợt gió W-SW mạnh có thể bao trùm cả miền Bắc Việt
Nam. Những đợt yếu luồng gió này qua vịnh Bắc Bộ thường đổi hướng thành SE
thổi vào Bắc Bộ, tạo ra thời tiết ẩm và mát hơn. Dải hội tụ nhiệt đới dịch lên phía
bắc, có khi đến vùng vĩ độ trung bình trên Thái Bình Dương. Trên đất liền, gió tây
nam có thể xâm nhập đến miền Trung Trung Quốc gây mưa cho khu vực trong hệ
thống thời tiết front Mei-Yu. Trong thời kỳ này, không khí lạnh vẫn còn khả năng
ảnh hưởng đến nước ta. Do nền nhiệt ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ khá cao nên khi
không khí lạnh thường gây ra mưa tương đối lớn. Ở Bắc Trung Bộ khi không khí
lạnh về thường hình thành rãnh gió mùa (giao tranh giữa không khí lạnh và gió mùa
tây nam) và kết hợp với địa hình khu vực nên tạo ra những đợt mưa lớn hơn.
Thời kỳ giữa mùa hè, gió mùa tây nam từ Nam bán cầu phát triển mạnh nhất
trong năm. Lúc này, áp cao Thái Bình Dương cũng mạnh lên, gió tín phong phát triển
và có sự tranh chấp với đới gió mùa tây nam từ Nam Bán Cầu, dải hội tụ nhiệt đới
thời gian này có vị trí vắt qua Bắc Bộ đã tạo ra thời kỳ mưa cực đại cho miền Bắc
nước ta.
Đến cuối mùa hè, khi áp cao Thái Bình Dương lùi dần về phía xích đạo kéo
theo sự dịch chuyển của gió tín phong về phía nam, thời gian này gió mùa tây nam
cũng suy yếu và bắt đầu rút lui dần khỏi lãnh thổ nước ta. Dải hội tụ nhiệt đới dịch
dần về phía nam ảnh hưởng đến Trung Bộ và Nam Bộ.
1.2.2 Các khối không khí tham gia vào cơ chế gió mùa ảnh hưởng tới Việt Nam
Có năm khối không khí chủ yếu đã tham gia vào cơ chế gió mùa có ảnh hưởng
tới Việt Nam, đó là: 1) khối không khí lạnh lục địa, 2) khối không khí nhiệt đới biển
đông Trung Hoa, 3) khối không khí nhiệt đới biển bắc Ấn Độ Dương, 4) khối không
khí nhiệt đới biển Thái Bình Dương và 5) khối không khí xích đạo biển.
1) Khối không khí lạnh lục địa
Khối không khí này có nguồn gốc từ áp cao lạnh lục địa, áp cao này thường
có tâm ở vùng Siberia trên lục địa Âu – Á. Về mùa đông băng tuyết phủ kín vùng
này, nhiệt độ không khí xuống tới khoảng -30 OC tạo thành một vùng áp cao rộng
lớn. Khi áp cao này phát triển, phát sinh một lưỡi có trục hướng về phía nam. Theo
đó không khí tràn xuống phía nam qua Trung Quốc tới tận những vĩ độ thấp thuộc
lãnh thổ Việt Nam. Trong quá trình di chuyển không khí bị biến tính, nóng và ẩm
dần lên. Gradient tăng nhiệt tới từ 0,5-0,8 0C/1vĩ độ. Tùy theo độ sâu của rãnh gió
tây trên cao (rãnh Đông Á) mà khối không khí lạnh tầm thấp có hướng di chuyển,
xâm nhập xuống vùng vĩ độ thấp theo con đường khác nhau. Nửa đầu mùa đông,
khi độ sâu của rãnh Đông Á lớn, đường dòng ở trên cao có thiên hướng bắc – nam
mạnh đã hướng không khí lạnh tầm thấp xâm nhập thẳng xuống vùng nhiệt đới, đưa
không khí lạnh biến tính qua con đường lục địa xuống miền Bắc Việt Nam. Còn
13
nửa cuối mùa đông, khi độ sâu của rãnh Đông Á nông hơn thì khối không khí lạnh
tầm thấp lại có thiên hướng di chuyển lệch đông, đưa không khí lạnh biến tính qua
đường biển vào miền Bắc Việt Nam. Như vậy, do hướng di chuyển của áp cao lạnh
lục địa dẫn đến quá trình biến tính khác nhau của khối không khí khi ảnh hưởng tới
Việt Nam. Đầu mùa đông là khối không khí lạnh lục địa biến tính qua đường lục
địa-khô, cuối mùa đông là khối không khí biến tính qua đường biển-ẩm.
a) Không khí lạnh lục địa biến tính qua đường lục địa-khô: Vào nửa đầu mùa
đông (tháng 9-1) từ tâm áp cao lạnh lục địa, một lưỡi áp cao phát triển xuống vùng vĩ
độ thấp với trục của lưỡi áp cao này thường nằm trên lục địa Trung Quốc không khí
đến lãnh thổ Việt Nam biến tính trên lục địa nên mức độ biến tính về nhiệt và ẩm ít,
không khí còn khá lạnh và khô, gây ra thời tiết lạnh - khô hanh, tầng kết ổn định khá
điển hình ở Bắc Bộ vào thời kì này. Vào giữa mùa đông, ở Đồng bằng Bắc Bộ nhiệt độ
trung bình ngày từ 14-160C, độ ẩm riêng từ 7- 9g/kg, độ ẩm tương đối từ 70-78%.
Càng về phía nam không khí càng nóng và ẩm. Những đợt không khí lạnh mạnh sẽ
xâm nhập vào tới Nam Bộ, những đợt yếu có thể dừng lại ở khu vực Đông Bắc.
Không khí lạnh tràn vào Tây Bắc chủ yếu qua thung lũng sông Đà và các đứt gãy
của Hoàng Liên Sơn vì độ dày của không khí lạnh tràn tới Việt Nam chỉ dưới
2000m. Do quá trình di chuyển sang phía tây lâu hơn vì bị cản của nhiều dãy núi
nên mức độ biến tính cũng mạnh hơn, không khí ấm lên rõ rệt. Tại cùng độ cao
nhiệt độ trung bình ở Tây Bắc có thể cao hơn ở Đông Bắc tới 2-30C.
b) Không khí lạnh lục địa biến tính qua đường biển-ẩm: Vào nửa sau mùa
đông (tháng 1-4), do ảnh hưởng của rãnh gió tây trên cao nên tâm áp cao lạnh lục
địa dịch dần sang phía đông và do đó, trục lưỡi cao dịch ra phía đông, dẫn tới không
khí lạnh tràn vào Việt Nam chủ yếu qua đường biển đông Trung quốc. Quá tình
biến tính cả về nhiệt độ và độ ẩm mạnh làm cho không khí khí tới miền Bắc Việt
Nam đã ấm và ẩm lên rõ rệt. Kết quả là trên miền Bắc Việt Nam hình thành một
mùa ẩm dị thường cuối mùa đông với dạng thời tiết nhiều mây, mưa phùn và nồm
ẩm khá điển hình. Nhiệt độ trung bình tháng 1-2 khoảng 16-17 0C, tháng 3-4 khoảng
18-220C. Độ ẩm riêng tương ứng là 9-11g/kg và 12-14g/kg nhưng độ ẩm tương đối
đều rất cao, trên 90%. Dòng không khí này (không khí lạnh - ẩm) khi tràn sang phía
tây không chỉ ấm lên mà độ ẩm cũng giảm đi. Kết hợp với ảnh hưởng sớm của hệ
thống thời tiết phía tây nên khí hậu thời kỳ này ở Tây Bắc khô, không có mưa phùn
như ở phần đông. Khi không khí lạnh xâm nhập xuống phía nam tới bắc đèo Hải
Vân vẫn gây ra mưa phùn do có ảnh hưởng trực tiếp của biển và địa hình khu vực.
2) Khối không khí nhiệt đới biển đông Trung Hoa
Khối không khí này vốn có nguồn gốc từ không khí lạnh lục địa, sau khi tràn
xuống phía nam bị biến tính trên vùng biển đông Trung Quốc đã hình thành một áp
cao phụ ở đây. Nó không giống với không khí xuất phát từ áp cao Thái Bình Dương
14
vốn đã tồn tại lâu trên vùng biển nhiệt đới nên nhiệt ẩm thường cao hơn. Đặc tính
nhiệt-ẩm của khối không khí này phụ thuộc vào điều kiện xuất phát của nó. Vì thế ở
nửa đầu mùa đông, không khí thường lạnh và khô hơn so với nửa sau. Khi khống
chế vùng Đồng bằng Bắc Bộ, nó có nhiệt độ khoảng 19-21 0C, độ ẩm 80-85% vào
tháng 12-1 và khoảng 20-240C, độ ẩm lớn hơn 90% vào tháng 2-4.
Không khí nhiệt đới biển đông Trung Hoa thịnh hành ở Việt Nam trong suốt
thời kì gió mùa mùa đông và là khối không khí thường xuyên thay thế không khí
cực đới mỗi khí nó suy yếu trên nửa phần phía Bắc. Đối với phần phía nam khối
không khí này ảnh hưởng khá thường xuyên và có đặc tính tương tự như tín phong.
So với tín phong được phát đi từ áp cao Thái Bình Dương, bản chất nhiệt ẩm cũng
như hướng gió thịnh hành của khối không khí này không đáng kể. Khối không khí
nhiệt đới biển đông Trung Hoa là khối không khí có nền nhiệt ẩm khá cao khi chi
phối nước ta thường cho thời tiết khá ổn định, ít mây, nhiệt độ và độ ẩm khá cao.
3) Khối không khí nhiệt đới biển bắc Ấn Độ Dương
Khối không khí này tồn tại trên vùng biển vĩ độ thấp nên điều kiện nhiệt ẩm
khá cao. Nó hoạt động chủ yếu vào nửa đầu gió mùa mùa hè, khi rãnh thấp xích đạo
chưa tiến xa lên phía bắc. Ảnh hưởng tới Việt Nam khi áp thấp Nam Á mạnh lên và
lấn sang phía đông về phía bán đảo Đông Dương, khối không khí này tạo ra dòng
gió mùa mùa hè có độ dày tới 4-5km với nhiệt độ từ 25- 270C, độ ẩm riêng 20g/kg.
Khi đến Việt Nam, đối với phần phía bắc, do phải vượt qua các dãy núi cao
biên giới ở Việt Lào nên thường gây ra hiệu ứng "phơn" từ Tây Bắc đến Bắc Trung
Bộ. Thời tiết khô nóng xuất hiện ở Tây Bắc sớm, từ tháng 3-4, sau đó đến Bắc
Trung Bộ. Khi dòng gió tây phát triển mạnh bao trùm cả Bắc Bộ, thời tiết nóng-khô
có thể kéo ra tận vùng ven biển Bắc Bộ. Còn ở Nam Bộ và Tây Nguyên, do không
có ảnh hưởng của địa hình nên nó vẫn giữ được đặc tính nóng ẩm ban đầu. Nhiệt độ
trung bình của không khí bắc Ấn Độ Dương xuất hiện ở Bắc Bộ vào tháng 5-6 từ
29-340C, ở Nam Bộ từ 28-300C với độ ẩm tương ứng 80-85% và trên 85%. Từ
tháng 7 khối không khí này thường bị khối không khí xích đạo lấn át nên ít hảnh
hưởng tới Việt Nam.
15
4) Khối không khí nhiệt đới biển Thái Bình Dương
Khối không khí này tồn tại vĩnh cửu trên vùng biển nhiệt đới ở phần phía tây
và nam của áp cao Thái Bình Dương, hoạt trong cơ chế của tín phong Bắc bán cầu.
Khi lưỡi của áp cao này phát triển sang phía tây, tín phong phát triển mạnh, khối
không khí nhiệt đới biển Thái Bình Dương khống chế Việt Nam tạo ra một trạng
thái thời tiết nắng nóng nhưng ổn định, không mưa. Nhiệt độ trung bình từ 27-29 0C
vào tháng 5-6 và từ 26-280C vào tháng 7-9 với độ ẩm tương ứng khoảng 85-90%.
Ở miền Bắc, khối không khí này chỉ có ảnh hưởng khi hệ thống phía bắc suy
yếu nhưng các hệ thống phía tây và nam chưa đủ mạnh. Đối với miền Nam, dòng
tín phong chính thống này ảnh hưởng thường xuyên hơn (tần suất 30-40%). Ảnh
hưởng của không khí nhiệt đới biển Thái Bình Dương tới Việt Nam rõ ràng nhất
vào tháng 3-5 ở phía nam và tháng 7-9 ở phía bắc.
5) Khối không khí xích đạo biển
Khối không khí này có nguồn gốc từ Nam bán cầu thuộc Thái Bình Dương.
Nó hoạt động trong cơ chế tiến xa về phía bắc của rãnh thấp xích đạo, dải hội tụ
nhiệt đới hình thành và tiến lên phía bắc. Dòng không khí xích đạo biển khống chế
thời tiết Việt Nam chủ yếu vào tháng 7-8, hình thành dòng không khí hướng nam.
Tuy trải qua một quãng đường di chuyển khá dài trên biển nhưng bản chất nhiệt ẩm
của nó ít thay đổi. Nhiệt độ và độ ẩm của nó không khác nhiều so với các dòng
không khí khác khi ở Nam bán cầu nhưng khi tới Việt Nam khối không khí này
không nóng như các khối không khí từ phía tây tràn sang. Nhiệt độ trung bình của
không khí xích đạo biển từ 27-290C, độ ẩm riêng 20g/kg, độ ẩm tương đối 85-90%.
1.2.3 Các nhiễu động khí quyển trong cơ chế gió mùa
Tính không thuần nhất trong cơ chế gió mùa trên khu vực đã dẫn đến xuất
hiện nhiều dạng nhiễu động khí quyển. Những nhiễu động này có các đặc tính và
quy mô rất khác nhau. Có bốn loại nhiễu động điển hình là: nhiễu động kiểu front,
nhiễu động kiểu hội tụ và rãnh, nhiễu động kiểu xoáy và nhiễu động kiểu dông
nhiệt. Chính nhờ các nhiễu động này, các quá trình ngưng kết gây mưa phát triển
khá mạnh. Đó là cơ sở tạo ra một chế độ mưa phong phú trên phạm vi cả nước.
1) Front lạnh
Được hình thành do sự xâm nhập xuống phía nam của áp cao lạnh lục đia.
Không khí lạnh và khô, có mật độ cao hơn, tràn xuống phía nam có nhiệt độ cao
hơn nên đã tạo thành một nêm không khí lạnh đẩy không khí nóng trượt lên, gây ra
chuyển động thăng cưỡng bức phía trước front, tạo thành mây và mưa.
Khi đến Việt Nam tuy không khí lạnh đã biến tính song nhiệt độ vẫn còn
thấp hơn khá nhiều so với không khí nhiệt đới hoặc đã nhiệt đới hoá ở đây nên sự
tương phản về nhiệt giữa hai phía của mặt front còn mạnh. Cùng với sự thay đổi về
16
nhiệt và mưa, hướng và tốc độ gió cũng có sự thay đổi khá rõ nét, hướng gió thường
chuyển từ đông nam sang đông bắc.
Front lạnh ảnh hưởng mạnh nhất và sớm nhất đến vùng núi đông bắc, giảm dần
và muộn dần khi đi về phía nam và sang phía tây. Vị trí dừng trung bình của front lạnh
vào tháng 1 ở khoảng 160N (dãy núi Bạch Mã). Front hoạt động ở Việt Nam bắt đầu từ
tháng 9 và kết thúc vào tháng 6 năm sau. Thời gian bắt đầu, kết thúc và tần số front
hàng năm thay đổi theo vùng, giảm dần từ bắc vào nam và từ đông sang tây. Bảng 1.5
là kết quả thống kê về số front lạnh ảnh hưởng đến các khu vực của nước ta.
Bảng 1. 5: Tần số front cực qua các khu vực [4]
Tháng
Khu vực
Đông Bắc
Đ. Bằng Bắc Bộ
Tây Bắc
Trung Trung Bộ
Nam Trung Bộ
1
2
3
2,6
2,6
1,2
1,0
0,4
3,0
2,8
0,6
0,8
0,1
2,8
2,8
0,6
0,2
0
4
5
6
7
2,6 1,4 0,4 0
2,2 1,2 0,4 0
0,8 0,4 0 0
0,2 0
0 0
0
0
0 0
12
Cả
năm
0 0,4 2,4 2,8 3,6
0 0,4 2,2 2,4 3,6
0 0 1,0 1,2 0,8
0 0
0 0,2 0,3
0 0
0
0
0
22,0
20,6
6,6
2,5
0,5
8
9
10
11
Tính chất của front lạnh thay đổi theo mùa. Một đặc điểm đáng lưu ý là trong
thời kỳ mùa đông, lãnh thổ Việt Nam thường nằm phía dưới của nhánh phía nam
dòng xiết nên khả năng phát triển đối lưu ở tầng thấp rất hạn chế, dẫn đến ít mưa,
ngoại trừ các vùng nằm ở phía trước núi do front bị dừng lại thành front tĩnh.
Front lạnh là nhiễu động chủ yếu trong mùa đông. Khả năng gây mưa cũng
như biến động nhiệt độ tuỳ thời gian trong năm.
-
Đầu mùa (tháng 9-11) và cuối mùa (tháng 4-6) do trước khi không khí lạnh
về nền nhiệt ở nước ta khá cao nên khi front lạnh đến thường gây chuyển
động đối lưu và mưa dông mạnh và một số thời điểm có thể gây mưa đá. Ở
Trung Bộ khi không khí lạnh về sẽ sự kết hợp với địa hình nên có mưa lớn
hơn. Đầu mùa, khi có bão hoạt động trên khu vực mưa sẽ được tăng cường.
-
Giữa mùa đông (tháng 12-1) nhiễu động do front lạnh gây ra không lớn, ít
mưa.
-
Giai đoạn tháng 2-3, do không khí lạnh suy yếu, front thường là front lạnh loại
1 và ít di chuyển tạo ra lớp nghich nhiệt ở trên cao nên thường gây mưa nhỏ,
mưa phùn kéo dài ở Đông Bắc Bộ, Đồng Bằng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ.
2) Dải hội tụ nhiệt đới
Dải hội tụ nhiệt đới là dải thời tiết xấu hình thành do sự hội tụ giữa tín phong
Bắc bán cầu và gió mùa mùa hè (tín phong Nam bán cầu vượt xích đạo). Dải hội tụ
nhiệt đới thường chỉ thể hiện rõ trên biển, hình thành một dải có sự tương phản về
hướng gió. Ở hai phía của trục dải hội tụ nhiệt đới không khí nóng ẩm hội tụ và bốc
17
lên tạo ra đối lưu mạnh, hình thành một vùng mây đối lưu dày đặc có bề rộng vài
trăm km.
Vào đầu mùa, khoảng tháng 5-6, rãnh thấp xích đạo bắt đầu dịch lên bán cầu
Bắc theo chuyển động biểu kiến của mặt trời. Lúc này do áp cao Thái Bình Dương
mới bắt đầu phát triên trở lại và còn xa về phía đông, tín phong Bắc bán cầu còn yếu
nên trên lãnh thổ Việt Nam và biển đông dòng gió mùa SW chiếm ưu thế. Rãnh áp
thấp xích đạo dịch lên phía bắc với trục rãnh thường có hướng NW-SE, thậm chí NS nằm ở xa ngoài khơi Thái Bình Dương, ít khi tới bờ tây. Cùng với sự dịch chuyển
của rãnh áp thấp xích đạo, dải hội tụ nhiệt đới cũng dịch chuyển và có vị trí tương
ứng với rãnh áp thấp.
Đến tháng 7, tháng 8 khi áp cao Thái Bình Dương có cường độ mạnh nhất
trong năm, tín phong Bắc bán cầu cũng phát triển mạnh và có sự tranh chấp với gió
mùa tây nam, dải hội tụ nhiệt đới cũng là vùng hội tụ của hai dòng gió này thường
có vị trí vắt ngang qua Bắc Bộ.
Từ tháng 9, khi lưỡi áp cao Thái Bình Dương lấn về phía tây và bắt đầu dịch
dần về phía xích đạo thì dải hội tụ nhiệt đới bắt đầu dịch chuyển về phía nam và ảnh
hưởng đến miền Trung Việt Nam. Đầu tháng 9 trục rãnh nằm theo dọc vĩ tuyến và
có vị trí trung bình ở khoảng Trung Bộ Việt Nam. Đến cuối tháng 10, tháng 11 vị trí
dải hội tụ nhiệt đới ở khoảng Nam Bộ và sau đó lùi về phía xích đạo để xuống phía
Nam bán cầu vào mùa đông.
Dải hội tụ nhiệt đới chuyển dịch tịnh tiến từ nam lên bắc và tan đi để rồi lại
xuất hiện một đợt khác đi lên từ phía nam. Hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới có
nhịp điệu khoảng 5-7 ngày. Dải hội tụ nhiệt đới hoạt ở Bắc Bộ tập trung vào các
tháng 7-8, ở Trung và Nam Bộ vào tháng 9-11, đôi khi có những đợt sớm hoạt động
vào tháng 5-6.
Trong dải hội tụ nhiệt đới, thời tiết nhiều mây, có mưa trải rộng trên vài trăm
km. Ở các tỉnh phía bắc mưa thường có cường độ không lớn nhưng kéo dài nhiều ngày,
được gọi là mưa ngâu. Ở các tỉnh phía nam, nhất là ven biển Trung Bộ, mưa do dải hội
tụ nhiệt đới thường có cường độ lớn, kéo dài nhưng với phạm vi chỉ khoảng 100km.
3) Xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ)
XTNĐ là một vùng áp thấp khá sâu có gradient khí áp theo phương ngang tới
10mb/100km với những đường đẳng áp khép kín. XTNĐ thường phát triển trên
rãnh thấp xích đạo tồn tại ở vùng Biển Đông và Tây Thái Bình Dương. Nguyên
nhân hình thành và phát triển XTNĐ khá phức tạp, song có thể tóm tắt một số
nguyên nhân chủ yếu sau:
- Khí quyển bất ổn định trong một lớp dày tới 5-10km;
18
- Giải phóng năng lượng khổng lồ từ quá trình ngưng kết đã góp phần quan
trọng vào động lực hình thành và duy trì hoạt động của XTNĐ.
Dựa vào tốc độ gió mạnh nhất vùng gần tâm, Ủy ban Bão Thái Bình Dương
đã phân XTNĐ thành 4 cấp:
+ ÁP thấp nhiệt đới ATNĐ (Tropical Depression), kí hiệu là TD, có tốc độ
gió cực đại: Vmax < 17,2m/s
+ Bão nhiệt đới (Tropical Storm), kí hiệu là ST, có tốc độ gió cực đại:
17,2m/s < Vmax < 24,9m/s;
+ Bão mạnh (Severe Tropical Storm), kí hiệu là SST, có tốc độ gió cực đại:
24,9m/s < Vmax < 32,7m/s;
+ Bão rất mạnh (Typhoon), ký hiệu là TY, có tốc độ gió cực đại: Vmax >
32,7m/s;
Tác hại thứ nhất của XTNĐ là gió mạnh. XTNĐ kèm theo gió mạnh gây ra
nhiều thiệt hại dọc theo đường di chuyển và đổ bộ của nó. Khi vào tới đất liền do
ma sát của mặt đệm và nguồn cung cấp ẩm bị hạn chế nên gió giảm còn khí áp tăng
dần XTNĐ suy yếu nhanh chóng rồi tan đi. Ở trên biển phạm vi gió mạnh rộng tới
300 km kéo dài một vài ngày. Vùng có gió lớn hơn 30knot (15,4 m/s) ở ngoài khơi
thường có bán kính từ 200-300km đối với XTNĐ yếu và từ 300-500km đối với
XTNĐ mạnh.
Hệ quả thứ hai của XTNĐ là mưa lớn do quá trình hội tụ không khí ẩm. Mưa
của XTNĐ trải rộng từ 100-200km quanh tâm và có thể kéo dài vài ngày sau khi nó
suy yếu và tan. Một đợt mưa XTNĐ có thể đạt tới 200-300mm có khí tới 1000mm
và kéo dài từ 1-3 ngày.
Thời tiết trong XTNĐ không thuần nhất, song phổ biến là gió mạnh, mưa lớn
và bầu trời âm u. XTNĐ thường gây ra sóng lớn, nước dâng cao ở vùng ven biển
phía bắc vùng đổ bộ của tâm bão.
Bảng 1. 6: Tần số XTNĐ hoạt động trên khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương
(TBTBD), Biển Đông (BĐ) và ảnh hưởng tới Việt Nam [4]
Tháng
Khu vực
TBTBD
BĐ
Việt Nam
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Năm
0,6 0,3 0,51 0,8 1,22 1,98 4,45 6,14 5,69 4,63 2,96 1,67 30,9
0,3 0,02 0,14 0,18 0,49 0,9 1,73 1,53 2,12 2,16 1,71 1,31 12,5
0 0,02 0,04 0,06 0,12 0,65 0,8 1,12 1,33 1,47 0,98 0,29 6,9
4) Dông nhiệt
Dông nhiệt là một dạng nhiễu động phát triển trong khối không khí nóng ẩm có
phạm vi hẹp. Dông nhiệt có thể phát triển trên khắp các vùng ở Việt Nam vào mùa hè,
19