THỬ NGHIỆM DỰ BÁO SỐ LƯỢNG BÃO ĐỔ BỘ VÀO VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỔI QUY TUYẾN TÍNH TỪNG BƯỚC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
-------------------o0o-------------------

KHÓA LUẬN
TÊN ĐỀ TÀI:
“THỬ NGHIỆM DỰ BÁO SỐ LƯỢNG BÃO ĐỔ BỘ VÀO
VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỔI QUY
TUYẾN TÍNH TỪNG BƯỚC”

Cán bộ hướng dẫn: ThS. Vũ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện: Trần Lan Hương
Lớp : ĐH1K
Ngành: Khí tượng học
Mã ngành: D440221

Hà Nội - 6/2015


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.s Vũ Anh Tuấn làngười
đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em hoàn thành luận văn này.
Em xin cảm ơn các Thầy cô và các cán bộ trong khoa Khí tượng Thủy văn
trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã cung cấp cho em những kiến
thức chuyên môn quý báu, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất trong
suốt thời gian em học tập và thực hành ở Khoa.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân và
bạnbè, những người đã luôn ở bên cạnh cổ vũ, động viên và tạo mọi điều kiện tốt
nhấtchoem trong suốt thời gian học tập.
Dù em đã rất cố gắng nhưng kiến thức còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ nên
khoá luận này vẫn còn những thiếu sót. Em rất mong được thầy cô và các bạn có

những ý kiến đóng góp cho bài khoá luận tốt nghiệp của em trở nên hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn
Hà Nội, tháng 8 năm 2015
Sinh viên
Trần Lan Hương


MỤC LỤC


BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt
XTND
ATND
TBD
TBTBD
BD
SB
YTDB

Nghĩa đầy đủ
Xoáy thuận nhiệt đới
Áp thấp nhiệt đới
Thái Bình Dương
Tây bắc Thái Bình Dương
Biển Đông
Siêu bão
Yếu tố dự báo

DANH MỤC HÌNH VẼ


MỤC BẢNG BIỂU


MỞ ĐẦU
Khí hậu có ý nghĩa quyết định đến sự hình thành, tồn tại và phát triển của thế
giới sinh vật nói chung và con người nói riêng. Biến đổi khí hậu đã và đang tác
động rất mạnh mẽ đến nhiều mặt hoạt động sản xuất và đời sống của con người.
Chúng ta cũng đã có rất nhiều những nghiên cứu về khí hậu nói riêng và điều kiện
tự nhiên nói chung để nắm bắt được các quy luật biến đổi của nó, từ đó cải tạo,
chinh phục và khai thác nó.Một trong những phương pháp được ứng dụng phổ biến
trong nghiên cứu khí hậu là phương pháp xác suất thống kê dựa trên cơ sở lý thuyết
xác suất thống kê toán học.
Dự báo thời tiết, khí hậu bằng phương pháp thống kê có nhiều phương pháp
hiện nay đang được ứng dụng rộng rãi và có độ chính xác cao. Điều quan trọng là
xác định nhân tố dự báo và tuyển chọn các yếu tố dự báo tham gia tính toán để giảm
bớt gánh nặng tính toán đồng thời làm cho bài toán đơn giản hơn mà vẫn đảm bảo
độ tin cậy cần thiết. Phương pháp hồi quy tuyến tính có thể áp dụng và đáp ứng các
yêu cầu mà bài toán đặt ra.
Trung bình hàng năm có 5 – 7 cơn bão đổ bộ vào vùng biển gần bờ Việt
Nam.Với hơn 3000km đường biển, ảnh hưởng của bão tới các hoạt động kinh tế xã
hội của nước ta là rất lớn, gây nhiều thiệt hại về vật chất cũng như tính mạng con
người.Dưới tác động của biến đổi khí hậu dự báo bão đang trở nên vô cùng cấp
thiết. Chính vì thế em chọn yếu tố dự báo là số cơn bão đổ bộ vào Việt Nam bằng
phương pháp hồi quy từng bước. Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến tần suất hoạt
động của các cơn bão trong đó nhiệt độ mực nước biển là điều cần, đủ và có vai trò
quan trọng, quyết định nhất trong quá trình hình thành phát triển của bão. Ngoài ra

hoạt động của ENSO cũng là một nhân tố không thể thiếu của hoạt động bão trên
khu vực Biển Đông nói chung và Việt Nam nói riêng.Trong khuôn khổ khóa luận
này em dùng phương pháp hồi quy từng bước để thử nghiệm dự báo số lượng
bão đổ bộ vào Việt Nam.

7


CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA
XOÁY THUẬN NHIỆT ĐỚI
1.1 Tổng quan về xoáy thuận nhiệt đới

1.1.1 Khái niệm xoáy thuận nhiệt đới
Xoáy thuận nhiệt đới là một áp thấp quy mô vừa, phát sinh trên vùng biển
nhiệt đới, không kèm theo front và có tốc độ gió mạnh nhất ở vùng gần trung tâm
tối thiểu là cấp 6. Xoáy thuận nhiệt đới có hoàn lưu kiểu xoáy thuận và được đặc
trưng bởi các đường đẳng áp khép kín gần tròn bao quanh một tâm áp thấp. Tốc độ
gió trong xoáy thuận nhiệt đới mạnh nhất là ở vùng gần trung tâm của xoáy (trong
một vùng hình vành khuyên bao quanh khu vực trung tâm). Đây là một đại lượng
quan trọng nhất biểu thị cường độ của xoáy thuận nhiệt đới.
Căn cứ vào tốc độ gió mạnh nhất ở vùng gần trung tâm (Vmax), Tổ chức Khí
tượng Thế giới đã phân loại xoáy thuận nhiệt đới như sau:
- Áp thấp nhiệt đới (Tropical Depression-TD): có Vmax từ 11-17m/s (cấp 6-7);
- Bão (Tropical Storm-TS): có Vmax từ 17-24m/s (cấp: 8-9);
- Bão mạnh (Severe Tropical Storm - STS): có Vmax từ 24-33m/s (cấp: 10-11);
- Bão rất mạnh (Typhoon khi bão hoạt động ở tây kinh tuyến 180 0 và
Hurricane khi bão hoạt động ở đông kinh tuyến này): có Vmax ≥ 33m/s (cấp 12 trở
lên).
Tên gọi theo quốc tế
Bão được gọi bằng nhiều tên khác nhau tuỳ theo từng khu vực hình thành

bão trên Trái Đất. Bão có tên Hylạp là “Typhoon”, tên Arập là “Tufans”, tên Trung
Quốc “Taifung” gần giống các từ Hylạp và Arập. Ở Tây Thái Bình Dương và Biển
Đông gọi là Typhoons. Miền biển Caribei gọi là Hurricane.Miền Úc châu gọi là
Vilivili.
Tốc độ gió mạnh nhất ổn định trong bão thường lấy trung bình trong 2-10
phút tuỳ quốc gia (Việt Nam lấy tốc độ gió mạnh nhất trung bình trong 2 phút, tốc
độ gió giật lấy trung bình trong 2 giây). Rõ ràng là thời đoạn lấy gió cực đại càng

8


ngắn khả năng đạt tốc độ gió với giá trị cao càng lớn. Chính vì thế thông tin bão
truyền từ các trung tâm dự báo Bão về thời điểm chuyển từ áp thấp nhiệt đới sang
bão, tốc độ gió lớn nhất trong bão cũng khác nhau. Điều đó dẫn đến kết quả xác
định tần số bão cũng khác nhau.

Hình 1-1: Phân bố XTNĐ toàn cầu (Khí hậu Việt Nam-Phan Văn Tân)

1.1.2 Sự hình thành
Ban đầu, XTNĐ chỉ là một vùng thấp với dòng khí hội tụ vào tâm và thổi
ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu,trong điều kiện thuận lợi (được cung cấp
nhiệt, ẩm, ma sát nhỏ...) vùng thấp sẽ khơi sâu và thành XTNĐ. Theo Palmen
(1956), có 3 điều kiện cơ bản cho sự hình thành bão:
1) Khu vực đại dương với nhiệt độ mặt biển cao (từ 26 - 270C) bảo đảm nước
bốc hơi mạnh cung cấp năng lượng ngưng kết lớn cho hệ thống bão.
2) Thông số Coriolis có giá trị đủ lớn tạo xoáy. Bão thường hình thành trong
đới giới hạn bởi vĩ độ 5 - 200 hai bên xích đạo.

9

3) Dòng môi trường có độ đứt thẳng đứng của gió yếu, bảo đảm sự tập trung
của dòng ẩm vào khu vực bão trong thời gian đầu của sự hình thành bão.
Còn theo Riehl (1948) thì còn có hai điều kiện:
4) Ở trên cao, trường khí áp phải phân kỳ để bảo đảm sự giải tỏa khối lượng
không khí hội tụ ở mặt đất và duy trì bão như ta đã nói trong phần về trường các
yếu tố khí tượng. Điều đó thường được thoả mãn ở miền nhiệt đới, vì từ mực 500
mb trở lên, nhất là tại mực 200, 300 mb thường xuyên tồn tại áp cao cận nhiệt đới.
5) Ở mặt đất phải có nhiễu động áp thấp ban đầu. Những kết quả thống kê
cho thấy 80% các cơn bão có liên quan với dải hội tụ nhiệt đới. Năm dải hội tụ nhiệt
đới ít hoạt động thì cũng ít bão.
Cũng có những nghiên cứu khác về điều kiện hình thành của XTNĐ như
Gray (1968, 1979). Nhìn chung để bão có thể hình thành và phát triển thì môi
trường cần đạt được các điều kiện như: nền nhiệt độ nước đại dương 26,5°C từ bề
mặt nước tới độ sâu 50m; khoảng cách tối thiểu từ xích đạo tới tâm của XTNĐ
khoảng 500 km là điều kiện để lực Coriolis có thể có hiệu lực, có một hệ thống ở
gần bề mặt với độ xoáy và độ hội tụ cần thiết để có thể phát triển thành XTNĐ, độ
đứt gió thẳng đứng giữa các mực 850 mb và 200 mb phải nhỏ (< 10m/s).

1.1.3 Cấu trúc cơ bản của một cơn bão
Như đã nói trên, căn cứ vào tốc độ gió mạnh nhất mà xoáy thuận nhiệt đới
được chia thành bão và áp thấp nhiệt đới. Tuy nhiên, áp thấp nhiệt đới có cường độ
nhỏ và thông thường, cấu trúc của nó không mang những đặc trưng đầy đủ của một
xoáy thuận nhiệt đới điển hình như bão. Vì vậy, trong thực tế, người ta thường
nghiên cứu cấu trúc của bão.
Bão là một hệ thống khí áp có quy mô vừa nhưng phát triển rất mạnh, cấu
trúc của nó rất phức tạp và biến đổi qua các giai đoạn phát triển khác nhau; ngoài ra,
còn có những đặc điểm khác nhau giữa cơn này với cơn khác. Nhìn chung, trường
“trung bình” của các yếu tố khí tượng trong bão ở vào giai đoạn trưởng thành được
mô tả sau đây.

10


a) Trường khí áp
Khi bão ở vào giai đoạn trưởng thành, tại bề mặt trị số khí áp trung tâm giảm
xuống thấp nhất, trung bình từ 950 đến 960mb. Giá trị khí áp thấp nhất đã từng
quan trắc được là 870mb (cơn bão Tip hoạt động trên Tây Bắc Thái Bình Dương
ngày 12/10/1979). Từ ngoài vào trong, khí áp trong bão không giảm một cách đều
đặn như khí áp trong xoáy thuận ngoại nhiệt đới mà càng vào trung tâm, khí áp
giảm càng nhanh. Đặc biệt là ở vùng gần trung tâm bão, trong khoảng đường kính
100km, gradient khí áp rất lớn, trung bình từ 30 đến 40mb/100km. Giá trị gradient
khí áp lớn nhất đã từng quan trắc được lên tới 5,5mb/km (bão Tracy ở Darwin,
Australia ngày 24/12/1974). Tại vùng trung tâm bão, có bán kính trung bình từ 15
đến 25km, gradient khí áp giảm xuống xấp xỉ bằng 0. Vì vậy, trên giản đồ khí áp kí
tại những trạm khí tượng có bão đi qua có dạng hình phễu.
Bão là một cơ cấu khí áp tầm cao nhưng càng lên cao gradient khí áp nằm
ngang càng giảm rồi đổi hướng và tạo thành một xoáy nghịch ở độ cao khoảng từ
9đến16km.
b) Trường gió
Trong tầng thấp, gió bão thổi theo chiều xoáy thuận và hội tụ vào tâm. Từ
ngoài vào trong, hoàn lưu của bão có thể chia làm ba vùng khác nhau như sau:
- Vùng ngoại vi bão: là vùng ngoài cùng của bão, có bán kính trung bình từ
300 đến 500km, được tính từ nơi có đường đẳng áp khép kín ngoài cùng (hay nơi có
tốc độ gió cấp 6) vào đến nơi có gió cực đại. Trong vùng này, càng vào gần tâm bão
tốc độ gió càng tăng dần.
- Vùng vách bão: là một hình vành khuyên bao quanh trung tâm bão, có bề
dày trung bình từ 10 đến 20km. Đây là vùng có tốc độ gió lớn nhất và độ hội tụ của
gió cũng lớn nhất, vì vậy mây đối lưu phát triển mạnh nhất và mưa cũng mạnh nhất.
- Vùng trung tâm bão (thường gọi là mắt bão): là vùng trong cùng có bán

kính trung bình từ 15đến30km, cá biệt có những cơn bão có bán kính lên tới 90km
(cơn bão Kerry ngày 21/2/1979 tại vùng biển Coral). Trong vùng này, do gradient

11


khí áp đột ngột giảm xuống gần như bằng 0 nên gió cũng giảm một cách đột ngột,
chỉ còn gió nhẹ, thậm chí lặng gió.
Phù hợp với sự biến thiên của gradient khí áp nằm ngang theo độ cao, tốc độ
gió trong xoáy thuận cũng giảm dần theo độ cao. Tuy hoàn lưu xoáy thuận trong
bão tồn tại tới độ cao khá lớn như đã nói ở trên, nhưng sự hội tụ của các dòng
không khí vào vùng trung tâm bão chỉ thể hiện trong một lớp khá mỏng ở gần bề
mặt. Trên các bản đồ đường dòng ta thấy, ở bề mặt đường dòng xoáy trôn ốc từ
ngoài vào trung tâm bão, nhưng ở độ cao 1km đường dòng đã gần như đồng tâm,
kích thước của hoàn lưu cùng tăng dần theo độ cao. Từ độ cao 3km kích thước hoàn
lưu tiếp tục mở rộng, nhưng các đường dòng bên ngoài đã không còn đóng kín mà
đã mở ra, thể hiện chuyển động phân kì của không khí. Càng lên cao phạm vi hoàn
lưu xoáy thuận đóng kín ở quanh tâm bão càng thu hẹp dần trong khi phần hoàn lưu
xoáy thuận ở ngoài mở ra và chuyển hoá dần thành hoàn lưu xoáy nghịch ngày càng
tăng thêm. Ở độ cao khoảng 15-16km hoàn lưu xoáy thuận hầu như không còn nữa,
ngoại trừ một phạm vi rất hẹp ở trung tâm bão; từ đó hoàn lưu xoáy nghịch lan toả
ra ngoài một cách mạnh mẽ. Tại độ cao từ 9đến16km đường đẳng tốc 0m/s chia hai
tầng gió có xoáy thuận và xoáy nghịch. Càng lên cao, hoàn lưu xoáy nghịch càng
mạnh. Hoàn lưu xoáy nghịch này thổi không khí thăng lên từ bên dưới phân kì ra
ngoài phạm vi bão rồi giáng xuống.
c) Trường chuyển động thẳng đứng
Xét trên quy mô lớn thì có thể xem bão là khu vực của dòng thăng còn ở
ngoài rìa bão là khu vực của dòng giáng. Nhưng nếu xét trên quy mô vừa và nhỏ thì
chuyển động thẳng đứng trong vùng bão cũng rất phức tạp. Từ ngoài vào trung tâm,
có thể chia trường chuyển động thẳng đứng trong bão thành 3 khu vực:

- Vùng ngoại vi bão: có sự hội tụ rất mạnh của không khí nóng ẩm ở tầng
thấp và thăng lên. Quá trình lạnh đi đoạn nhiệt làm hơi nước ngưng kết và tiềm
nhiệt được giải phóng. Điều kiện động lực và nhiệt lực đó làm cho không khí bất ổn
định, thăng lên mạnh mẽ. Tốc độ dòng thăng khoảng từ 10-30m/s.
- Vùng vách bão: trong tầng thấp, gió thổi ngược chiều kim đồng hồ và hội

12


tụ vào tâm bão, càng vào gần tâm độ hội tụ càng lớn. Tuy nhiên, sự hội tụ gió
không xảy ra đồng đều xung quanh bão mà chỉ tập trung theo một số dải cong hình
xoáy trôn ốc. Vì thế dòng thăng cũng chỉ xuất hiện mạnh theo các dải hình xoáy
trôn ốc đó. Giữa các dải dòng thăng mạnh là những vùng dòng giáng.
- Vùng trung tâm bão: do lực li tâm làm không khí vùng trung tâm bão giãn
ra, hội tụ vào vùng vách bão nên mật độ không khí và khí áp ở đây rất thấp nên xuất
hiện dòng giáng suốt từ trên đỉnh xuống tới bề mặt. Có thể xem giới hạn của vùng
trung tâm bão là mặt phân cách giữa vùng chuyển động giáng ở giữa và vùng
chuyển động thăng mạnh ở xung quanh. Như vậy, vùng trung tâm bão không phải là
có dạng hình trụ mà có dạng hình phễu ở phía trên rộng ở phía dưới hẹp, phù hợp
với chuyển động phân kì ở phía trên và hội tụ mạnh ở phía dưới của gió bão. Có
điều là tốc độ chuyển động giáng ở vùng trung tâm bão là rất nhỏ so với chuyển
động thăng ở xung quanh. Vì thế không khí giáng xuống không bù đắp được cho
dòng không khí phân kì nên khí áp ở tâm bão vẫn rất thấp so với xung quanh.
d) Trường nhiệt độ
Bão là một cơ cấu xoáy thuận có lõi nóng suốt từ thấp lên cao. Ta thấy, ở
vùng ngoại vi của bão, nhiệt độ (đường đứt quãng) nói chung chưa có gì khác so
với môi trường. Đi vào trong nhiệt độ tăng dần, vào đến vùng gió mạnh gần vùng
trung tâm bão nhiệt độ tăng lên rõ rệt, mặt đẳng nhiệt nâng lên đáng kể. Sự nóng lên
của không khí ở đây là do tiềm nhiệt ngưng kết toả ra, nó có tác dụng làm tăng
cường chuyển động đối lưu. Như vậy, tiềm nhiệt ngưng kết chuyển thành thế năng

rồi một phần thế năng lại chuyển thành động năng của bão. Ở khu vực trung tâm
bão dòng giáng làm không khí nóng lên một cách đoạn nhiệt nên nhiệt độ ở đây
tăng mạnh nhất. Dòng giáng cũng làm không khí khô đi một cách đáng kể. Như
vậy, sự nóng lên ở trung tâm bão không làm tăng độ bất ổn định đối lưu. Riêng tại
bề mặt, ở vùng trung tâm bão và lân cận, nhiệt độ có phần thấp hơn so với giá trị
trung bình nhiều nă ở khu vực vì ảnh hưởng trực tiếp của mưa.

13


Hình 1-2: Mặt cắt một cơn bão
e) Trường mây
Phù hợp với chuyển động thẳng đứng trong bão, hệ thống mây chính
của bão gồm một số dải mây hình xoáy trôn ốc đi vào tâm bão. Những dải mây này
được tạo thành từ nhiều khối mây đối lưu phát triển mạnh, ở nhiều giai đoạn khác
nhau và liên kết với nhau chặt chẽ, có sắp xếp một cách rõ ràng. Vào gần trung tâm
bão, những dải mây này hoà nhập với nhau tạo thành khối mây dày có kết cấu xoáy,
thường được gọi là vùng mây trung tâm. Tâm xoáy của vùng mây chính là tâm bão.
Những cơn bão phát triển mạnh, Vmax ≥ 30m/s, thì dòng giáng trong trung tâm bão
có thể làm tan mây ở đó, để lộ ra một vùng hẹp quang mây ở trung tâm bão, có
đường kính trung bình 30-50 km, được gọi là mắt bão. Người ta cũng đã từng quan
trắc được mắt bão nhỏ nhất có bán kính là 6km (cơn bão Tracy ở Australia vào
tháng 2/1974) và mắt bão có bán kính lớn nhất lên tới 90km (cơn bão Kerry ở biển
Coral vào tháng 2/1979).Ở trên cao, từ đỉnh các khối mây đối lưu phát triển mạnh
của vùng mây trung tâm và các dải mây, mây Ci, kết hợp với nhau và toả ra theo
hoàn lưu trên cao của bão tạo nên một đĩa mây khổng lồ có đường kính tới

14

1000km, hoặc hơn nữa, che phủ các kết cấu mây bên dưới. Ở khoảng giữa đĩa
mây và có thể thấy rõ mắt bão.
Cơ cấu mây, chủ yếu của vùng mây trung tâm, từ thấp lên cao gồm: bên dưới
là các khối mây Ns, tiếp đến là mây As và trên cùng là Ci. Những khối mây vùng
trung tâm bão gây nên lượng mưa chủ yếu trong bão.
1.2 Tổng quan về quá trình phát triển và hoạt động của XTNĐ

1.2.1 Các giai đoạn phát triển và đặc trưng
Từ khi hình thành đến khi tan rã, thời gian tồn tại trung bình của các bão
khoảng 7 - 8 ngày đêm. Tuy nhiên, có một số cơn bão chỉ tồn tại vài giờ, và cũng có
những cơn bão tồn tại lâu hơn hai tuần (cơn bão tồn tại lâu nhất từng được biết đến
là cơn bão Ginger hoạt động ở Bắc Đại Tây Dương năm 1971 kéo dài tới 30 ngày,
tiếp sau đó là cơn bão Rita năm 1972 tồn tại tới 20 ngày). Có thể chia quá trình hình
thành và phát triển của bão thành bốn giai đoạn là: Giai đoạn hình thành, giai đoạn
trẻ, giai đoạn chín muồi và giai đoạn tan rã. Bão có thể đổ bộ vào đất liền vào bất cứ
giai đoạn nào, nhưng nguy hiểm nhất là khi cơn bão đang ở giai đoạn trẻ vì lúc sau
khi đổ bộ, bão suy yếu chậm, gió mạnh và mưa lớn tiếp tục kéo dài có thể gây thiệt
hại nghiêm trọng.
Bão hình thành trên vùng biển nóng với sự xuất hiện kèm theo là những cụm
mây tích lớn (do đối lưu mạnh). Phần lớn (khoảng 80% trường hợp) sự hình thành
bão có liên quan với dải hội tụ nhiệt đới.Trong giai đoạn hình thành, giai đoạn áp
thấp nhiệt đới, gió có cường độ bão chỉ thấy ở mực thấp do sức gió còn yếu và dòng
thăng chưa mạnh. Khi tốc độ gió cực đại tại vùng trung tâm vượt qua 17,2 m/s, áp
thấp nhiệt đới trở thành bão. Ở giai đoạn trẻ, nếu có yếu tố tăng cường thì khí áp
thấp nhất (trong tâm bão) giảm nhanh xuống dưới 1000 mb. Gió có cường độ bão
hình thành một dải bao quanh trung tâm xoáy. Ở phía dưới mực thấp, dòng hội tụ
vào tâm có thể chưa bao quát phạm vi lớn, trên cao là dòng phân kỳ từ tâm xoáy.
Đến giai đoạn chín muồi, khí áp ở tâm bão đã giảm tối đa và tốc độ gió cực đại
cũng ngừng tăng lên. Phạm vi hoàn lưu bão với tốc độ gió cường độ bão mở rộng.
Nếu như trong giai đoạn trẻ, phạm vi gió cường độ bão chỉ giới hạn trong phạm vi

15


bán kính 30 - 50 km thì trong giai đoạn chín muồi, phạm vi của chúng có thể mở
rộng tới trên 300 km. Bão trong giai đoạn chín muồi cũng trải qua các thời kỳ tăng
cường và suy yếu không đều, kéo dài trong vài ngày. Khi bão di chuyển vào đất liền
do điều kiện địa hình, lực ma sát tăng lên và nhất là bị mất nguồn cung cấp nhiệt và
ẩm nên bão suy yếu rất nhanh thành áp thấp nhiệt đới, sau đó sẽ tan rã nhưng
thường kèm theo mưa sau bão do hoàn lưu bão trước đó mang theo các dải mây vào
đất liền. Trên biển, bão cũng có thể bị tan rã khi gặp vùng nước lạnh như ở Tây Bắc
Thái Bình Dương.

1.2.2 Xem xét hoạt động của bão trong 40 năm qua
Trong các bản tin dự báo bão có nhắc đến các khu vực chịu ảnh hưởng
của bão, khu vực đổ bộ của bão (khu vực vùng trung tâm bão đi qua), tuy nhiên
mục tiêu của bài khóa luận là“ dự báo số lượng bão đổ bộ vào Việt Nam“ nên
chúng ta cần tìm hiểu rõ giữa hai khái niệm bão ảnh hưởng và bão đổ bộ.
Bão đổ bộ được xem như vùng trung tâm bão đã đi vào đất liền trên một
khu vực nào đó. Một khu vực nào đó được xem là bị ảnh hưởng của bão, người ta
căn cứ vào tốc độ gió mạnh và hiện tượng thời tiết nguy hiểm ở khu vực đó khi
bão đổ bộ hoặc ngay cả khi bão mới đến gần khu vực đó. Do vậy có thể hiểu về
cơ bản bão đổ bộ thì chắc chắn sẽ ảnh hưởng còn bão ảnh hưởng thì chưa chắc đã
đổ bộ.
Bão, ATNĐ ảnh hưởng đến Việt Nam được chia thành 2 loại: ảnh hưởng
trực tiếp và ảnh hưởng gián tiếp:
- Ảnh hưởng trực tiếp: Bao gồm tất cả các cơn bão và ATNĐ có tâm đi
vào đất liền hoặc không đi vào đất liền nước ta nhưng trực tiếp gây ra gió mạnh
từ cấp 6 trở lên.
- Ảnh hưởng gián tiếp: Bao gồm tất cả các cơn bão và ATNĐ khi tới gần

bờ biển nước ta đã suy yếu nhiều nên khi tâm đi vào đất liền hoặc chuyển hướng
đi hướng khác, hoặc tan rã ngay tại chỗ và chỉ gây ra gió yếu (cấp 5) và gây mưa
to đến rất to trên diện rộng.

16


Biển Đông là biển lớn nhất nằm ở rìa Tây Bắc Thái Bình Dương, nối với các
biển Java và Sulu ở phía nam qua một số lạch biển nông và nối với Thái Bình
Dương phía bắc qua eo biển Luzon. Độ sâu trung bình của Biển Đông là 1800m và
độ sâu lớn nhất là 5400m. Đây là biển lớn thứ tư thế giới sau biển Philippines, biển
San Hô và biển Ả Rập. Biển Đông bao phủ từ 5 độ vĩ bắc đến 23 độ vĩ bắc, từ
99°đến 120° kinh đông, phần vát phía nam ở 118° kinh đông và có diện tích bề mặt
khoảng 3,5 triệu km2.

Hình 1-3: Bản đồ khu vực biển Đông(nguồn: />Phía đông Việt Nam tiếp giáp với biển Đông với đường bờ biển dài 3260

17


km. Biển Đông đó mang lại cho chúng ta nguồn lợi thủy hải sản phong phú nhưng
đồng thời nó cũng đem lại nhiều thiên tai gây ảnh hưởng lớn tới sự phát triển kinh
tế - xã hội. Trong đó, bãolà một trong những thiên tai gây thiệt hại to lớn đối với
sản xuất và đời sống của con người.
Khu vực biển Đông là một trong những vùng nhiều bão nhất. Bão hoạt động
trên Biển Đông bao gồm các cơn bão phát sinh từ Tây Thái Bình Dương đi vào
Biển Đông (tính từ phía tây kinh độ 1200W và từ vĩ độ 230N trở xuống phía nam) và
các cơn bão phát sinh và phát triển ngay trên Biển Đông.
Hình 1.4 thể hiện số lượng cơn bão đổ bộ vào Việt Nam từ 1971 – 2014
được

tác

giả

thống

kê

từ

trang

web

Hoa

Kỳ

(

/>
Hình 1-4: Số lượng các cơn bão đổ bộ vào Việt Nam từ 1971-2014
Theo số liệu từ năm 1971 – 2014 có 291 cơn bão đổ bộ vào Việt, trung bình
mỗi năm có 6 -7 cơn. Ta có thể xem tần suất xuất hiện của cơn bão trong vòng 44
năm qua theo bảng
Thời gian chính trong năm có bão hoạt động trên biển Đông với số lượng là từ
tháng 6 – tháng 12 và 4 tháng 7,8,9,10 có tần suất lớn hơn cả, trong đó tháng 9 là

18

tháng nhiều bão nhất chiếm 18,21%. Các tháng 1, 2, 3, 4 tần suất xuất hiện bão là
không đáng kể. Có thể nói mùa bão trên khu vực Việt Nam bắt đầu từ tháng 6 đến
tháng 11.
Bảng 1.1: Tần xuất xuất hiện theo tháng của số lượng cơn bão đổ bộ vào Việt
Nam từ 1971 đến 2014
Tháng
I
II
III
IV
V
VI VII VIII IX
X
XI XII
Tần
1.03 0.34 1.37 1.37 3,09 8.93 15.81 14.43 18.21 17,87 13.06 4.47
suất

1.2.3 Sự di chuyển của bão
Về đường đi, bão hình thành trên biển nhiệt đới (nóng) và thường di chuyển
theo hướng Tây và hướng cực, mặc dù đường đi của những cơn bão riêng lẻ có thể
là thất thường. Mức độ dầy đặc của quỹ đạo các cơn bão trên hình 1.5cũng cho ta
thấy hình ảnh phân bố tần số bão ở đây thời kỳ 1979-1988.

Hình 1-5: Quỹ đạo bão (với Vmax> 17m/s) thời kỳ 1979-1988 (Neuman,1990)
(Nguồn: Ảnh Google)

19

Ta cũng thấy được trên 50% số bão có quỹ đạo hình parabol nằm ngang
hướng đỉnh về phía tây, ở Bắc Bán Cầu theo chiều kim đồng hồ còn ở Nam Bán
Cầu ngược chiều kim đồng hồ. Một nửa còn lại có chuyển động hướng cực và các
chuyển động dạng bất thường, có khi thắt nút nhiều lần.
1.3 Tổng quan các nghiên cứu về sự hình thành xoáy thuận nhiệt đới.

1.3.1 Những nghiên cứu trong nước
Không chỉ trên thế giới mà ở Việt Nam việc nghiên cứu dự báo số lượng cơn
bão cũng được quan tâm. Trên tạp chí khoa học của đại học Quốc gia Hà Nội năm
2009, tác giả Đinh Văn Ưu đã nghiên cứu về xu thế biến đổi số lượng bão và áp
thấp nhiệt đới trên khu vực Tây Thái Bình Dương, Biển Đông và ven biển Việt
Nam. Để thực hiện nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng nguồn dữ liệu Trung tâm hỗn
hợp cảnh báo bão của hải quân Hoa Kỳ (JTWC), có tham khảo các nguồn số liệu
của Trung tâm khí tượng chuyên vùng (RSMC) của Nhật Bản và của Đài quan trắc
Hồng Kông (HKO) từ năm 1959 đến 2008. Ở đây, tác giả đã sử sụng phương pháp
phân tích được xây dựng trên cơ sở phân loại thống kê, xác định các đặc trưng
thống kê thông dụng đối với từng loại bão và từng khu vực biển cụ thể. Kết quả
phân tích thống kê số liệu bão tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau đến năm 2008
cho thấy:Bão nhiệt đới hoạt động trên khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương (TBTBD)
và Biển Đông (BĐ) có sự biến động mạnh về số lượng cũng như cường độ dẫn đến
những hệ quả khó dự báo trước đối với các hoạt động kinh tế và dân sinh trên biển
cũng như dải ven bờ, nguyên nhân của sự biến động này vẫn chưa được xác định.
Kết quả phân tích thống kê số liệu bão tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau đến năm
2008 cho thấy số lượng trung bình năm bão và siêu bão (SB) hoạt động ở TBTBD,
BĐ cũng như đổ bộ vào dải ven biển Việt Nam dao động theo các chu kỳ dài từ 2
năm đến nhiều chục năm. Chưa thấy xu thế gia tăng số lượng bão và SB ở những
khu vực nêu trên, thậm chí số lượng SB còn có xu thế giảm. Trong 5 thập niên gần
đây, số lượng bão gây ảnh hưởng trực tiếp đến ven bờ vịnh Bắc Bộ giảm, trong khi

ở Nam Trung Bộ và Nam Bộ lại gia tăng. Những dao động này cho thấy có khả

20


năng sự hoạt động của bão trên khu vực chịu tác động của các dao động quy mô lớn
như tựa 2 năm (QBO), El Nino và nhiều chục năm Thái Bình Dương (IPO).
Ở Việt Nam, theo dõi về sự biến đổi của bão rất hữu ích trong dự báo số
lượng cơn bão đổ bộ lãnh thổ nước ta. Như các tác giả Vũ Thanh Hằng, Ngô Thị
Thanh Hương, Phan Văn Tân đã có nghiên cứu về “Đặc điểm hoạt động của bão ở
vùng biển gần bờ Việt Nam giai đoạn 1945 – 2007. Các tác giả đã thống kê các cơn
bão hoạt động ở vùng biển gần bờ Việt Nam và số lượng cơn bão theo các tháng,
năm tại các khu vực ven biển từ trang web Hoa Kỳ trong giai đoạn 1945 – 2007.
Sau khi phân tích, tác giả đã rút ra được một số kết luận về sự biến đổi hoạt động
của bão ở vùng biển gần bờ Việt Nam giai đoạn 1945-2007 như sau: Số cơn bão ở
các vùng biển gần bờ Việt Nam đều có xu thế tăng lên, tăng mạnh nhất là ở vùng
biển Đà Nẵng - Bình Định và tăng ít nhất là ở vùng biển Ninh Thuận - Bình
Thuận. Trong những năm xảy ra hiện tượng La Nina số lượng bão ở vùng biển gần
bờ Việt Nam thường nhiều hơn trong những năm xảy ra hiện tượng El Nino. Thời
gian bắt đầu mùa bão ở các vùng biển gần bờ Việt Nam có xu hướng chậm dần và
ngắn lại từ bắc vào nam. Vùng biển Bắc Bộ là nơi tập trung bão cả về số lượng lẫn
cường độ, trong khi đó vùng biển Ninh Thuận - Bình Thuận và Nam Bộ là khu vực
ít bão hơn cả. Tần số bão, áp thấp nhiệt đới ở bảy vùng biển gần bờ Việt Nam trong
thời kỳ 1945-1960 ít hơn so với thời kỳ 1991-2000, tần số bão cực đại thường tập
trung vào thời kỳ 1996-2000.Bão có xu hướng hoạt động về phía nam hơn, tuy
nhiên mức độ biến động không lớn.
Mới đây nhất, năm 2014 tác giả Trần Đức Mẫn có một đề tài “Dự báo số cơn
bão đổ bộ trong năm vào Việt Nam và khu vực Đông Bắc trên cơ sở các thông tin
Enso” và để tiến hành nghiên cứu đề tài này, tác giả tiến hành xây dựng phương
trình dự báo dựa trên phương pháp hồi quy từng bước với số liệu đầu vào của đối

tượng dự báo là số cơn bão đổ bộ vào Việt Nam và khu vực Đông Bắc từ năm 1960
đến năm 2013 còn nhân tố dự báo là các số liệu ENSO đều lấy từ bộ số liệu phân
tích lại của Trung tâm quốc gia dự báo môi trường Mỹ (NCEP) và Trung tâm quốc
gia nghiên cứu khí quyển Mỹ (NCAR). Để tiến hành nghiên cứu, tác giả chia số liệu

21


thành hai phần: sử dụng số liệu từ 1960 – 2002 để xây dựng phương trình dự báo và
sử dụng số liệu như trên thời kỳ 2003 – 2013 để kiểm chứng phương trình dự báo.
Sau khi thu thập số lượng các cơn bão đổ bộ vào Việt Nam và khu vực Đông Bắc,
tiến hành xác định tương quan giữa chúng với số liệu ENSO, thu được kết quả dự
báo số lượng cơn bão sẽ đổ bộ vào nước ta và khu vực Đông Bắc. Từ nghiên cứu
này, tác giả đưa ra ý kiến rằng việc sử dụng các thông tin ENSO để xây dựng
phương trình dự báo số cơn bão đổ bộ trong năm cho Việt nam và khu vực Đông
Bắc với phương pháp luận dễ hiểu. Đồng thời truy cập các số liệu phân tích lại rất
thuận lợi và do đó, quy trình dự báo đưa ra địa chỉ truy cập để người sử dụng dễ
dàng cập nhật thông tin.

1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước
Leung Yin Kong và Leung Wing Mo với nghiên cứu “Ảnh hưởng của ENSO
đến số lượng các cơn bão ảnh hưởng đến Hồng Kong” Macau, Trung Quốcnăm
2002 đã sử dụng dữ liệu số lượng cơn bão trong 40 năm (1961 – 2000) của trạm
quan trắc Hông Kông cùng với số liệu tái phân tích nhiệt độ bề mặt biển Trung tâm
Quốc gia Hoa Kỳ và bằng phương pháp phân tích được xây dựng trên cơ sở phân
loại thống kê. Hai tác giả đã chỉ ra mối tương quan mạnh giữa số lượng cơn bão ở
Hồng Kông với nhiệt độ dị thường của bề mặt nước biển (SSTAs) xảy ra ở xích đạo
Trung và Đông Thái Bình Dương, gần trùng với bốn vùng Nino: Nino-1.2, Nino-3,
Nino-3.4 và Nino-4, trong đó tương quan cao nhất xảy ra ở vùng Nino-3.4 và Nino3. Sau khi nghiên cứu, hai tác giả đã đưa ra kết luận rằng số lượng cơn bão nhiệt đới
ít hơn so với trung bình năm đối với những năm có Elnino và sau khi Elnino xảy ra,

còn những năm có Lanina và sau khi Lanina xảy ra thì số lượng cơn bão đổ bộ vào
Hồng Kông tăng lên so với trung bình, trước khi có Elnino và Lanina thì không rút
ra được kết luận.
Trong một nghiên cứu về “ Dự báo số lượng cơn bão đổ bộ vào Hoa Kỳ
trong 5 năm” [8] của các tác giả ở Anh và Đức nghiên cứu đã đưa ra 20 mô hình dự
báo số lượng cơn bão với hạn dự báo từ một đến năm năm. Để dự báo được số
lượng cơn bão theo quy mô thời gian, họ tiến hành xây dựng các mô hình dự báo

22


với số liệu đầu vào là số lượng cơn bão ở Đại Tây Dương đổ bộ vào Hoa Kỳ từ năm
1900 đến 2005 và chuỗi số liệu nhiệt độ bề mặt nước biển. Bên cạnh mục tiêu giảm
sai số dự báo họ còn mong muốn mở rộng hạn dự báo nhằm giới thiệu phương pháp
tiếp cận đến những nhà khí tượng, khí hậu học và đặc biệt là những người làm trong
ngành công nghiệp bảo hiểm.
Như vậy qua những nghiên cứu trên, ta có thể thấy rằng hoạt động và số
lượng của các cơn bão có tương quan khá chặt chẽ đến những số liệu nhiệt độ mặt
nước biển, đặc biệt là những năm Elnino và Lanina.
1.4. ENSO và mối quan hệ với XTNĐ

1.4.1 Khái niệm về Enso
ENSO là sự kết hợp của hai hiện tượng xảy ra ở vùng biển Thái Bình Dương
(TBD) đó là hai hiện tượng El-Nino và La-Nina cùng với một hiện tượng xảy ra
trong khí quyển (dao động khí áp Nam Bán Cầu - Southern Oscilation - viết tắt là
SO). SO được xác định qua sự chênh lệch về trị số khí áp mặt biển giữa trạm Ta-hiti nằm ở Đông Nam TBD, với trạm Đác Uyn nằm ở Tây Nam Australia thuộc phía
Tây Thái Bình Dương. Chỉ số Dao động Nam (Southerm Oscillation Index) kí hiệu
là SOI được sử dụng khá phổ biến hiện nay trong các nghiên cứu và dự báo về
ENSO được tính theo công thức:
Chỉ số SOI :

∆ PT-D - ∆PtbT-D
SOI= 10 -----------------σ(∆PT-D)
Trong đó :
∆ PT-D: hiệu khí áp mực biển trung bình tháng của hai trạm Tahiti và Darwin.
∆PtbT-D: giá trị trung bình nhiều năm của ∆ PT-D.
σ(∆PT-D): độ lệch chuẩn của ∆ PT-D của tháng tính SOI.
Rõ ràng khi SOI > 0 áp xuất phía Đông lớn hơn phía Tây dẫn đến tín phong
phát triển, khi chỉ số này dương và giữ ổn định ở mức nào đó trong một thời gian
nhất định thì thời kì đó được coi là xảy ra La nina và ngược lại khi chỉ số này đổi

23


dấu là dấu hiệu nhận biết El nino vì khi đó có nghĩa là áp suất phía Tây sẽ lớn hơn
phía Đông dẫn đến tín phong yếu đi thậm chí là gió đổi hướng về phía Đông làm
nước biển nóng tràn về phía Đông và vùng trung tâm TBD chính là nguyên nhân
làm khu vực này nóng lên dị thường.
Còn hai hiện tượng xảy ra trên TBD gồm: El Nino là từ được dùng để chỉ
hiện tượng nóng lên dị thường của bề mặt đại dương ở khu vực trung tâm và Đông
TBD. Hiện tượng này dùng để chỉ dòng nước ấm lan truyền từ xích đạo, dọc theo
bờ biển Pêru và Ecuado xuống phía Nam. Dòng nước ấm này thường đạt cường độ
mạnh nhất vào dịp lễ Giáng Sinh, chính vì vậy nó được đặt tên theo tiếng Tây Ban
Nha có nghĩa là con của Chúa (bé trai), thời gian xảy ra trung bình khoảng 8 - 12
tháng, có khi ngắn hơn (đợt 1997 kéo dài chỉ 6 tháng) hoặc lâu hơn(đợt 1982-1983
kéo dài 18 tháng), thường xuất hiện 3 - 4 năm 1 lần, song cũng có khi gần nhau hơn
hoặc thưa hơn.
“La Nina” là hiện tượng lớp nước biển bề mặt ở khu vực nói trên lạnh đi dị
thường.Trước đây, El Nino được xem như hiện tượng đặc trưng của vùng biển nhiệt
đới Nam Mỹ. Cho đến tận giữa thế kỷ XIX, khi mạng lưới quan trắc khí tượng hải
văn mở rộng người ta đã biết đến hiện tượng nước biển lạnh đi dị thường tại trung

tâm và bờ Tây TBD, gọi là Anti En Nino hay La Nina(ý nhĩa là bé gái để chỉ sự đối
ngược với El-Nino), La Nina xảy ra với chu kỳ tương tự hoặc thưa hơn El Nino.
Hiện tượng El Nino và La Nina có ảnh hưởng đến thời tiết, khí hậu toàn cầu
với mức độ khác nhau và rất đa dạng, đặc biệt nó có liên quan mật thiết tới sự hình
thành và hoạt động của các cơn bão trên TBTBD.

1.4.2 Mối quan hệ giữa Enso và bão
Tại Việt Nam, vai trò của ENSO đối với thời tiết khí hậu ngày càng được
thừa nhận, nhất là trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay, với sự xuất hiện nhiều
hiện tượng cực đoan, đặc biệt là bão. Trong nhiều nghiên cứu khoa học cho thấy, số
lượng cơn bão ảnh hưởng tới Biển Đông nói chung cũng như Việt Nam nói riêng
trong những năm El Nino và La Nina là khác nhau.

24


Trong 40 năm từ 1971 – 2011, số lượng cơn bão tồn tại trên Biển Đông là
268 cơn, trung bình mỗi năm có 6,7 cơn. Cùng thời gian đó trên tổng số 121 tháng
có Elnino thì có 51 cơn bão, trung bình có 0,42 cơn mỗi tháng, ít hơn trung bình
nhiều năm khoẳng 25%. Trong khi đó, trung bình mỗi tháng Lanina có 0,67 cơn (92
cơn /138 tháng) nhiều hơn trung bình nhiều năm 20%.
Diễn biến của nhiệt độ mặt nước biển (SST) được coi là phản ánh cơ bản
nhất cho hiện tượng ENSO, trong đó những thay đổi của nhiệt độ ở nửa phần phía
đông và trung tâm của Thái Bình Dương xích đạo là tiêu biểu. Để đặc trưng cho
diễn biến của SST trên khu vực Thái Bình Dương xích đạo đáp ứng yêu cầu nghiên
cứu trên, người ta đã chọn ra 4 khu vực điển hình là:Nino1-2 (900W- 800W, 00S100S); Nino3 (900W- 1500W, 50S- 50N); Nino3-4 (1200W- 1700W, 50S- 50N); Nino4
(1500W- 1600E, 50S- 50N), được nêu ở hình 3.1 (WMO-1999):

Hình 1-6: Vùng Nino trên khu vực Thái Bình Dương (nguồn: Leung Yin Kong
và Leung Wing Mo với nghiên cứu “Ảnh hưởng của ENSO đến số lượng các

cơn bão ảnh hưởng đến Hồng Kong” Macau, Trung Quốcnăm 2002)
Để xem xét mối liên hệ giữa số lượng các cơn bão đổ bộ vào Việt Nam với
các vùng Nino qua các tháng, tác giả tiến hành tính toán tương quan giữa chúng.

25