NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN TẢI ẨM THỜI KỲ GIÓ MÙA MÙA HÈ TRÊN KHU VỰC TÂY BẮC VÀ LÂN CẬN

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

PHẠM ĐÌNH HOÀNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN TẢI ẨM THỜI KỲ GIÓ MÙA MÙA
HÈ TRÊN KHU VỰC TÂY BẮC VÀ LÂN CẬN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hà Nội – 2017
1


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

PHẠM ĐÌNH HOÀNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN TẢI ẨM THỜI KỲ GIÓ MÙA MÙA
HÈ TRÊN KHU VỰC TÂY BẮC VÀ LÂN CẬN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành
Mã ngành
Người hướng dẫn

: Khí tượng học
: DH00300435

: ThS. Trần Đình Linh

Hà Nội – 2017

2


LỜI CẢM ƠN
Bằng tất cả tấm lòng,em xin gửi đến quý Thầy Cô khoa Khí tượng
Thủy văn- Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã dồn hết tâm
huyết của mình để truyền đạt tri thức cho chúng em. Tạo điều kiện tốt nhất
cho chúng em để hoàn thành niên luận này.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS Trần Đình Linh, là người
thầy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, định hướng đề tài cũng như tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận này.
Do chỉ là bước đầu trong việc đi vào thực tế, nghiên cứu vấn đề, kiến
thức em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Vì vậy không thể tránh khỏi
những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng
góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn để kiến thức của em trong lĩnh vực
này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh Viên
Phạm Đình Hoàng

3


MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt
Ý nghĩa
AHPRODITE Asian Precipitation – Highly Resolved Observational Data
Integration Towards Evaluation of the Water Resources–Số
liệu mưa Châu Á mô tảtrạng thái giáng thuỷ hàng ngày
ECMFW
European Centre Medium – Range Wether Forecast–Trung
tâm Dự báo hạn vừa châu Âu
NCEP
National Center for Environmental Prediction – Trung tâm
Dự báo môi trường Quốc gia
NCAR
National Center for Atmospheric Research – Trung tâm
Quốc gia nghiên cứu khí quyển Hoa Kỳ
ENSO
El Niño–Southern Oscillation – Dao động Nam
VTA
Vận tải ẩm

4


DANH MỤC HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU
Vận tải ẩm là một yếu tố hoàn lưu quan trọng, có vai trò quyết định đến
cường độ mưa. Chính vì vậy nghiên cứu về vận tải ẩm là một nghiên cứu vừa
là một chủ đề nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao. Nghiên cứu vận tải ẩm để
xác định được nguồn gốc cũng như độ lớn của vận tải ẩm có ý nghĩa lớn trong
bài toán dự báo thời tiết và khí hậu.

Chính vì vậy, em lựa chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình là:
“Nghiên cứu đặc điểm vận tải ẩm thời kỳ gió mùa mùa hè trên khu vực Tây
Bắc và lân cận”. Đồ án được thực hiện với mục đích xem xét đặc điểm phân
bố VTA theo không gian và thời gian trong thời kỳ từ tháng 4 đến tháng 10
trên khu vực. Từ đặc điểm xác định nguồn VTA, hướng của vector vận tải ẩm
đến khu vực cũng như xu thế biến đổi của VTA theo thời gian.Với mục tiêu
đó, ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung của đồ án được bố cục
trong ba chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Chương 2: Số liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận.

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý và địa hình khu vực nghiên cứu
Vùng khí hậu Tây Bắc gồm các tỉnh là Lai Châu, Điện Biên, Sơn La,
Hòa Bình, Lào Cai và Yên Bái.

Hình 1.1. Khu vực Tây Bắc
Vùng Tây Bắc là vùng miền núi phía Tây của miền Bắc Việt Nam, có
chung đường biên giới với Lào và Trung Quốc. Vùng này có khi được gọi là
Tây Bắc Bắc Bộ và là một trong 3 tiểu vùng địa lý tự nhiên của Bắc Bộ Việt
Nam (2 tiểu vùng kia là VùngĐông Bắc và Đồng bằng sông Hồng).Địa hình
Tây Bắc hiểm trở, có nhiều khối núi và dãy núi cao chạy theo hướng Tây
Bắc–Đông Nam. Dãy Hoàng Liên Sơn dài tới 180 km, rộng 30 km, với một
số đỉnh núi cao trên từ 2800-3000 m. Dãy núi Sông Mã dài 500 km, có những
6

đỉnh cao trên 1800m. Giữa hai dãy núi này là vùng đồi núi thấp lưu vực sông
Đà (còn gọi là địa máng sông Đà). Ngoài sông Đà là sông lớn, vùng Tây Bắc
chỉ có sông nhỏ và suối gồm cả thượng lưu sông Mã. Trong địa máng sông Đà
còn có một dãy cao nguyên đá vôi chạy suốt từ Phong Thổ đến Thanh Hóa, và
có thể chia nhỏ thành các cao nguyên Tà Phình, Mộc Châu, Nà Sản. Cũng có
các lòng chảo như Điện Biên, Nghĩa Lộ, Mường Thanh.
Tây Bắc có tọa độ địa lý: vĩ độ 20°47’B đến 22o48’B; kinh độ
102o09’Đ đến 105°52’Đ. Về tiếp giáp phía Bắc giáp Vân Nam (Trung Quốc);
phía Tây và Tây Nam giáp Phong Sa Lỳ – Sầm Nưa (Lào); phía Đông giáp
tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ; phía Nam và Đông Nam giáp các tỉnh Hà
Tây, Ninh Bình, Thanh Hóa. Đại bộ phận lãnh thổ thuộc phạm vi lưu vực
sông Đà thuộc phạm vi nước ta.
1.1.2. Các đặc trưng khí hậu của vùng Tây Bắc
Vùng Tây Bắc có khí hậu nhiệt đới chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa.
Do nằm sâu trong lục địa nên ảnh hưởng của mưa bão biển Đông trong mùa
hè và của gió mùa Đông bắc trong mùa đông ít hơn các nơi khác thuộc Đông
Bắc và Đồng bằng Bắc Bộ.
Chế độ gió mùa có sự tương phản rõ rệt. Mùa hè với gió mùa Tây Nam,
kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, thời tiết nóng ẩm, mưa nhiều. Mùa đông với
gió mùa Đông Bắc, kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, có thời tiết lạnh,
khô và ít mưa. Các tháng 4 và tháng 10 là những tháng giao thời giữa 2 mùa.
Các hoàn lưu gió mùa ảnh hưởng tới Tây Bắc là hệ thống gió mùa Đông
Bắc Á; hệ thống gió mùa Đông Nam Á; hệ thống gió mùa Nam châu Á. Các
hoàn lưu gió mùa đã chi phối mọi diễn biến của thời tiết và khí hậu vùng Tây
Bắc với những đặc trưng cơ bản sau đây:
Về chế độ nhiệt, tháng nóng nhất từ tháng 6-8, lạnh nhất tháng 11-12.
Biên độ nhiệt giữa ngày và đêm ở vùng cao nguyên và núi cao lớn hơn ở các
thung lũng. Do có dãy Hoàng Liên Sơn chắn gió mùa Đông Bắc, nhiệt độ mùa

7


đông ở Tây Bắc thường cao hơn Đông Bắc từ 1-2°C (ở cùng độ cao)…Trái lại
mùa hè ở Tây Bắc đến sớm hơn và kết thúc muộn hơn, do ảnh hưởng sớm và
nhiều hơn của áp thấp nóng phía tây.
Về chế độ gió, mùa đông có gió mùa Đông Bắc, gió Bắc và Tây Bắc;
mùa hè có gió mùa Tây Nam, gió Tây, gió Đông và gió Nam. Ngoài ra còn
xuất hiện gió xoáy, gió khu vực. Tốc độ gió bình quân hàng năm thấp (từ 0,52,4m/s); tốc độ gió mạnh nhất là 28m/s trong điều kiện có giông bão hoặc gió
xoáy địa hình…song mức độ gây hại không lớn thường xuyên xuất hiện trong
thời gian ngắn và trên diện hẹp.
Độ ẩm tương đối trung bình hàng năm của Tây Bắc biến động không
lớn, thường từ 78-93% ở các tiểu vùng có độ chênh lệch từ 2-5%.
Độ ẩm trung bình tháng lớn nhất từ 87-93% ở Mường Tè (vào tháng
7)và 86% ở Hòa Bình (vào tháng 8,9). Độ ẩm trung bình tháng nhỏ nhất từ 71
– 77% ở Mường Tè (tháng 3,4) và Hòa Bình (vào tháng 4,5).Độ ẩm tối thiểu
tuyệt đối là 12-15 % vào các tháng 1-3. Độ ẩm tối đa tuyệt đối có thể đạt 100.
Lượng bốc hơi bình quân hằng năm từ 660-1100mm.
Khu vực Tây Bắc có lượng mưa lớn, bình quân từ 1800-2500mm/năm.
Do ảnh hưởng của địa hình (các dãy núi cao) mà lượn mưa trên một số khu
vực có khác nhau:2400-2800mm ở Mường Tè, Sìn Hồ; 1800-2000mm ở
Phong Thổ; 1600-1800mm ở cá cao nguyên Sơn La, Mộc Châu…
Lượng mưa phân bố không đều trong năm thường tập trung vào các
tháng mùa hè, chiếm 78-85 % lượng mưa cả năm. Tháng 6,7 có lượng mưa
lớn nhất (>300mm/tháng). Tổng số ngày mưa trung bình trong năm biến động
từ 114-118 ngày.
Các hiện tượng thời tiết đặc biệt ở Tây Bắc là gió Lào, gió địa phương.
Đây là loại gió nóng khô, gây hạn hán, hỏa hoạn, làm trở ngại cho sản xuất và
sinh hoạt. Mưa đá thường xuyên xuất hiện trong mùa hè, sương muối và băng
giá thường xuất hiện trong mùa đông.

8


1.2. Đặc điểm của gió mùa mùa hè ở Châu Á và Việt Nam
Theo Khromov: “Gió mùa là hoàn lưu của khí quyển trên một phạm vi
rộng lớn của bề mặt trái đất, trong đó gió thịnh hành trong mùa đông và mùa
hè có hướng gần như ngược nhau”. Khrômov còn đưa ra khái niệm về góc
gió mùa là góc giữa hướng gió thịnh hành giữa mùa đông và mùa hè phải lớn
hơn hoặc bằng 120°.
Klein và Ramage thống nhất với định nghĩa này và cụ thể hóa các tiêu
chuẩn khu vực gió mùa, đó là khu vực thỏa mãn bốn điều kiện sau:
- Hướng gió thịnh hành tháng giêng và tháng bảy phải lệch nhau một góc
lớn hơn hoặc bằng 120°.
- Tần suất trung bình của hướng gió thịnh hành tháng giêng và tháng bảy
phải vượt qua 40%.
- Tốc độ gió tổng hợp trung bình của ít nhất một trong tháng một và
tháng bảy phải lớn hơn 3m/s (Ramage, 1971).
- Sự luân phiên của hoàn lưu xoáy thuận với xoáy nghịch xảy ra trong
hai tháng bất kỳ của hai năm liên tiếp, trên một vùng có kích thước 5 kinh/vĩ
độ phải nhỏ hơn một lần (Klein, 1957).
Theo định nghĩa này, vùng gió mùa được xác định như trong hình sau [1].

Hình 1.2. Vùng có gió mùa theo Ramage [1]
1.2.1. Các thành phần của gió mùa mùa hè
a.Hệ thống gió mùa Tây Nam bắt nguồn từ áp cao Mascaren
9


Theo Kirshnamurti, đối với gió mùa châu Á, có 6 yếu tố chính trong mỗi
mùa gió mùa. Gió mùa Nam Á được đặc trưng bởi các thành phần sau: Áp

cao Mascaren, Dòng xiết qua xích đạo Đông Phi, Gió mùa tây nam, Rãnh gió
mùa, Áp cao Tây Tạng, Dòng xiết gió đông nhiệt đới, Mây và mưa gió mùa.
+ Áp cao Mascaren: Áp cao Mascaren là một áp cao thuộc hệ thống áp
cao cận nhiệt đới nằm trên nam Ấn Độ Dương có tâm vào khoảng 30 0S và
500E trên đảo Mascaren. Trị số khí áp trung bình trong tháng tại trung tâm vào
khoảng 1024mb.Vào thời kì mùa hè ở bán cầu bắc, tín phong đông nam từ áp
cao này vượt qua xích đạo trên khu vực đông phi thành dòng vượt xích đạo
Đông Phi.
+ Dòng xiết qua xích đạo Đông Phi: là một dòng chảy vượt qua xích đạo
tầng thấp trong mùa gió mùa mùa hè. Dòng xiết Đông Phi hay dòng xiết
Somali đạt cường độ cực đại vào các tháng 7-8 và tách làm hai nhánh ở
khoảng 10°N, 60°E. Hai nhánh này vượt qua phần Nam biển Ả Rập rồi tới
miền Trung tây và nam duyên hải Ấn Độ. Dòng xiết này thể hiện mạnh nhất
trên mực 1-1.5 km. Người ta đã nhận thấy rằng đã có mối quan hệ tỷ lệ thuận
giữa cường độ của dòng xiết này với lượng mưa trên miền tây Ấn Độ.
+ Rãnh gió mùa: Rãnh gió mùa vốn là một rãnh khí áp nóng tầm thấp, là
một phần của rãnh xích đạo toàn cầu của mùa hè ở bán cầu Bắc. Khi gió mùa
mùa hè vượt xích đạo thổi tới hội tụ ở rãnh cùng với gió đông ở rìa phía cực
của rãnh thì tiềm năng của rãnh tăng lên đáng kể, nó có thể phát triển lên các
tầng cao hơn đến giữa tầng đối lưu, và rãnh thấp nóng nghèo tiềm năng trước
đấy trở thành rãnh gió mùa. Vị trí trung bình của rãnh xích đạo trong các mùa
chủ yếu theo tiêu chí của Ramage, vị trí trung bình của rãnh xích đạo biến đổi
từ 18°N trên vùng Tây Phi lên đến 30°N trên Tây Tạng. Rãnh gió mùa với cực
tiểu khí áp có trị số khoảng 995mb trên vùng Pakistan, kéo dài từ tây Bắc Phi
đến Biển Đông. Toàn bộ vùng rãnh bao gồm những áp thấp nóng lục địa mùa
hè trên Bắc Phi, Ả Rập và cao nguyên Tây Tạng. Nhờ gió mùa và hơi ẩm do
10


gió mùa mang tới, các áp thấp này ở mức độ khác nhau đều tàng trữ một năng

lượng bất ổn nhất định.Vị trí của trục rãnh gió mùa biến động rất lớn. Khi trục
nằm phía nam vị trí trung bình và giới hạn phía Đông của nó lấn sang phía
Bắc vịnh Bengal thì gió mùa hoạt động mạnh. Ngược lại, khi trục rãnh dịch
chuyển về phía bắc gần chân dãy Himalaya thì đó là thời đoạn gián đoạn của
gió mùa trên hầu khắp Ấn Độ, ngoại trừ một vùng mưa lớn xuất hiện trên
phần Đông Bắc Ấn Độ.
Hình 1.3. Các thành phần trong cấu trúc gió mùa Nam Á

+ Áp cao Tây Tạng: cao áp Tây Tạng và dòng xiết gió đông nhiệt đới: là
một cao áp tồn tại trong tầng đối lưu trên ở vùng bắc Ấn Độ, ngay trên áp
thấp gió mùa mặt đất. Vào tháng 7 cao áp này hoạt động trên cao nguyên Tây
Tạng và duy trì ở đây cho tới tháng 9.Sau đó nó di chuyển vềphía Đông Nam
khi dải đốt nóng cực đại ở mặt đất và áp thấp di chuyển về phía nam và cùng
với sự bắt đầu của mùa hè bán cầu Nam.Dòng gió ở rìa phía Nam của áp cao
Tây Tạng là dòng xiết gió đông nhiệt đới.Dòng xiết này duy trì từ tháng 7-9,
trước khi áp cao Tây Tạng suy yếu.

11


+ Dòng xiết gió Đông nhiệt đới là một trong những đặc trưng bền vững
nhất của gió mùa mùa hè. Nguyên nhân hình thành áp cao Tây Tạng và dòng
xiết này có thể là do sự tồn tại của nguồn nhiệt Himalaya–Tây Tạng. Một
vòng hoàn lưu Hadley được nhận biết một cách rõ ràng đang hoạt động trên
vùng dòng vào của dòng gió xiết đông nhiệt đới trên khu vực Đông Nam Á và
một dòng hoàn lưu Hadley không rõ ràng ở vùng dòng ra trên khu vực Châu
Phi. Với hoàn lưu như vậy, dọc theodòng xiết, một vùng chuyển động thăng
rộng lớn với thời tiết mây mưa phía bắc dòng xiết trên khu vực Nam Ấn Độ
và một vùng chuyển động giáng quy mô lớn với thời tiết khô hạn trên khu vực
Bắc Phi và Trung Đông.

+ Mây và mưa gió mùa: Màn mây là thành phần quan trọng của gió mùa
Ấn Độ trên khu vực này. Trong thời kỳ gió mùa hoạt động, trên khu vực từ bờ
biển phía tây vịnh Bengal tới bắc vịnh Ả Rập, một màn mây dày đặc [2].
b. Hệ thống gió mùa Tây Nam bắt nguồn từ áp cao Châu Úc
Khi dòng gió này vượt xích đạo hợp lưu với gió từ áp cao Mascaren
được bắt nguồn từ áp cao lạnh lục địa Châu Úc với 8 thành phần. Để ảnh
hưởng tới sự biến đổi của lượng mưa ở khu vực nghiên cứu có liên quan đến
gió mùa Tây Nam thì chỉ cần 4 thành phần đầu: Áp cao Châu Úc, dòng gió
vượt xích đạo, gió mùa Tây Nam và rãnh thấp gió mùa.
- Áp cao Châu Úc: là áp cao lạnh lục địa, tồn tại bán vĩnh cửu ở dưới 300
của bán cầu Nam.
- Dòng gió vượt xích đạo: dòng gió từ bán cầu Nam vượt xích đạo ở
khoảng 110°E đi lên Biển Đông.
- Gió mùa Tây Nam: khi dòng gió vượt xích đạo thì đổi hướng thành gió
Tây Nam thổi vào lục địa.
- Rãnh thấp gió mùa: cũng như khái niệm phía trên, là rãnh khí áp thấp
nóng đóng vai trò hút gió, phát triển lên cao, lượng ẩm lớn bất ổn định và có
khả năng gây mưa lớn.
12


1.2.2. Cơ chế hoạt động của gió mùa mùa hè Châu Á
Tháng 5, tháng khởi đầu của gió mùa tây nam, là sự bột phát của gió
đông, đông nam từ áp cao châu Úc và áp cao cận nhiệt đới Nam Thái Bình
Dương. Đới gió này vượt qua xích đạo ở nam Biển Đông từ cuối tháng 4, đi
lên hợp lưu với tín phong bán cầu Bắc, tạo thành đới gió mùa tây nam đầu
tiên của mùa hè, thổi vào vùng duyên hải phía nam rồi đi sâu lên lục địa phía
đông Trung Quốc.
Tín phong từ áp cao Mascarene vượt xích đạo đi lên ở vùng Biển Đông
Phi rồi chuyển hướng đi về phía đông, một phần hội tụ vào rãnh gió mùa ở

Nam Á, một phần khác vượt qua bán đảo Đông Dương tới hội tụ với tín
phong bán cầu Bắc tạo thành dải hội tụ ở nam Biển Đông. Hoặc cùng với gió
đông nam từ áp cao châu Úc và áp cao Nam Thái Bình Dương vượt xích đạo
ở nam Biển Đông đi lên hợp lưu với tín phong bán cầu Bắc rồi đổ vào vùng
front Meiyu.
Từ những khu vực hội tụ đối lưu sâu phát triển, đưa không khí thăng
lên rất cao, tới độ cao của áp cao Tây Tạng. Ở trên cao, theo hoàn lưu xoáy
nghịch ở rìa phía nam của áp cao Tây Tạng không khí đi về phía tây (dòng
xiết gió đông nhiệt đới) rồi Tây Nam, vượt xích đạo xuống bán cầu Nam,
quay lại phía đông nam và giáng xuống dải áp cao Mascarene, khép kín
một vòng hoàn lưu phía nam của hệ thống.
Từ áp cao Tây Tạng, một phần hoàn lưu xoáy nghịch đi về phía bắc,
giáng xuống lục địa châu Á, khép kín vòng hoàn lưu kinh hướng phía Bắc.
Từ vùng front Meiyu, không khí nhiệt đới trượt lên trên nêm không khí
lạnh và tiếp tục thăng lên ở khoảng giữa tầng đối lưu rồi cũng tách thành hai
thành phần, một phần giáng xuống lục địa châu Á, khép kín vòng hoàn lưu
kinh hướng phía bắc, phần còn lại hòa vào dòng gió tây vĩ độ trung bình ở
rìa phía bắc của áp cao Thái Bình Dương đi về phía đông. Ở rìa phía Đông
của áp cao này, theo hoàn lưu xoáy nghịch, gió chuyển hướng xuống phía
13


nam và toả ra, một phần đi về phía tây rồi giáng xuống, bổ sung cho tín
phong ở rìa phía Nam của áp cao này, phần còn lại vượt xích đạo xuống bán
cầu Nam rồi giáng xuống vùng áp cao cận nhiệt đới nam Thái Bình Dương
và áp cao châu Úc để khép kín vòng hoàn lưu phía nam của hệ thống [1].

Hình 1.4. Hệ thống gió mùa Tây Nam [1]
1.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước
1.3.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Sau đây là một số công trình nghiên cứu điển hình về vận tải ẩm và quan
hệ của nó với mưa ở một số khu vực.
Danniel và cộng sự (1987) [7,8] nghiên cứu vận tải ẩm và cân bằng ẩm
trên khu vực Ấn Độ Dương trong thời kỳ gió mùa mùa hè năm 1979 dựa trên
số liệu tái phân tích của ECMWF. Trong phần I của nghiên cứu này, các tác
giả chỉ ra dòng vận tải ẩm vượt qua xích đạo qua vùng biển Ả Rập, Ấn Độ và
vịnh Bengal có mối liên quan mật thiết với các thời kỳ hoạt động của gió mùa
và mưa ở khu vực này. Trong phần II của công trình, các tác giả trình bày về
cân

bằng

ẩm

trên

biểnẢRậpvàvịnhBengaltrongmùagiómùamùahènăm1979.Kếtquảnghiên

vùng
cứu

chỉ ra, sau ngày gió mùa bắt đầu dòng thông lượng ẩm đi vào vùng biển Ả
14


Rập qua kinh tuyến 60°E chủ yếu từ Nam bán cầu và dòng đi ra qua kinh
tuyến 72°E vào giữa tháng 6 dẫn đến đối lưu phát triển và mưa xảy ra ở dọc
theo bờ biển phía Tây của Ấn Độ. Vận tải ẩm qua các đường biên của vùng
nghiên cứu biến động phụ thuộc vào các thời kỳ hoạt động của gió mùa:
Trong thời kỳ gió mùa hoạt động thì hội tụ ẩm mạnh và ngược lại trong thời

kỳ gió mùa gián đoạn phân kỳ ẩm mạnh. Ngoài ra, nguồn ẩm cung cấp cho
mưa ở vùng biển Ả Rập chủ yếu là từ Nam bán cầu. Vận tải ẩm đến vịnh
Bengal chủ yếu từ phía Tây phụ thuộc vào dòng đi vào qua bờ biển phía Tây
của Ấn Độ. Điều đó cho thấy rằng nguồn ẩm cung cấp cho mưa ở Miến Điện
và Malaysia chủ yếu là từ vịnhBengal.
Ding và cộng sự (1994) [9] xuất bản công trình “Gió mùa trên khu vực
Trung Quốc”. Công trình gồm có 6 chương, trong đó chương 6 trình bày về
vận tải ẩm và cân bằng ẩm trên khu vực gió mùa của Trung Quốc. Các tác giả
chỉ ra, dòng vận tải ẩm lớn nhất ở khu vực phía Nam Trung Quốc và giảm
nhanh lên phía Bắc liên quan đến sự hoạt động của áp cao Tây Thái Bình
Dương. Vận tải ẩm có liên quan mật thiết với thời kỳ bắt đầu gió mùa mùa hè
Đông Á. Vùng vận tải ẩm cao trên Biển Đông và phía Đông Nam bán đảo
Đông Dương xuất hiện khi gió mùa mùa hè bắt đầu thiết lập trên khu vựcđó.
Schmitz và cộng sự (1996) [10] công bố công trình “Vận tải ẩm kết hợp
với gió mùa Bắc Mỹ trong thời gian mùa hè được mô tả bằng số liệu tái phân
tích của ECMWF”. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, nguồn ẩm đến khu vực sa
mạc Sonorantừ phía Bắc vịnh California thông qua dòng vận tải ẩm ở mực
thấp từ bề mặt đến mực 700 hPa và nguồn ẩm từ vịnh Mexico thông qua dòng
vận tải ẩm trên mực 700 hPa (700-200 hPa) qua rìa phía Nam và phía Tây của
dải áp cao cận nhiệt đới.
Zhang và cộng sự (2002) [11] nghiên cứu “Vận tải ẩm với mưa trong
thời kỳ hoạt động của El Niño trên khu vực Đông Á” dựa trên bộ số liệu tái
phân tích của NCEP/NCAR thời gian từ 1958-1996 và số liệu mưa của 35
15


trạm quan trắc. Kết quả nghiên cứu chỉ ra, trong mùa đông, mùa xuân và
mùa thu thời kỳ El Nino phát triển chuẩn sai lượng mưa dương ở phần phía
Nam Trung Quốc có mối liên hệ với chuẩn sai dòng vận tải ẩm Tây Nam ở
khu vực phía Đông Nam của bờ biển Đông Á. Chuẩn sai lượng mưa dương

ở phần phía Nam Trung Quốc là do áp caoTây Thái Bình Dương mạnh lên
và dịch chuyển lên phía Nam lục địa Trung Quốc. Như vậy, trong thời kỳ El
Niño phát triển, mưa trong mùa đông, mùa xuân và mùa thu ở phần phía
Nam Trung Quốc có liên quan mật thiết với hoàn lưu ẩm trên khu vực Đông
Á, đặc biệt là dòng vận tải ẩm Tây Nam.
Năm 2005 Miki và cộng sự [12] công bố công trình “Biến động năm
của mùa mưa và vận tải ẩm trên khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương”. Các
tác giả chỉ ra rằng, ba dạng biến trình mưa ở khu vực Tây Bắc Thái Bình
Dương đều liên quan với dòng vận tải ẩm hướng Tây bắt nguồn từ khu vực
Ấn Độ Dương và dòng vận tải ẩm hướng Nam, dòng vượt xích đạo ở mực
thấp và nguồn ẩm cung cấp cho mưa khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương chủ
yếu qua đường biên phía Tây và phía Nam và sự thay đổi lượng mưa ở khu
vực này liên quan đến sự thay đổi dòng vận tải ẩm qua đường biên phía Tây
và phíaNam.
1.3.2.Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong những năm gần đây, nhiều công trình nghiên cứu khí hậu ở Việt
Nam bắt đầu quan tâm đến một trong những yếu tố hoàn lưu khí quyển quan
trọng: Vận tải ẩm trong khí quyển và quan hệ mật thiết của chúng với gió mùa
và mưa, thể hiện qua một số công trình nghiên cứu sau:
Nguyễn Thị Hiền Thuận (2008) [3] nghiên cứu phân bố không gian, thời
gian và sự biến động từ năm này qua năm khác của vận tải ẩm cho thấy lượng
ẩm gây mưa trong mùa hè ở khu vực Nam Bộ phần lớn do hoàn lưu gió mùa
Tây Nam từ vùng vịnh Bengal và vùng Bắc Ấn Độ Dương mang đến, một
thành phần khác yếu hơn từ vùng Nam Biển Đông (gió Đông Nam). Trong
16


các tháng đầu và giữa mùa hè, dòng ẩm có nguồn gốc từ vùng biển phía Tây
Nam (Ấn Độ Dương, vịnh Bengal) khống chế toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, gió
mùa Tây Nam đóng vai trò chính trong việc mang ẩm tới khu vực Nam Bộ.

Trong các tháng cuối mùa (tháng IX – tháng X), dòng ẩm đến từ phía Đông,
phù hợp với hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới với các nhiễu động trên Biển
Đông. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu còn cho biết, vận tải ẩm trong mùa hè
biến động mạnh trong những năm gần đây so với trước kia. Nhiều mùa hè El
Nino có chuẩn sai âm với trị số tuyệt đối khá lớn. Ngoài ra, tác giả còn cho
thấy ảnh hưởng của El Niño và La Niña thể hiện rõ thông qua các đặc trưng
ẩm.
Theo đề tài do Vũ Văn Thăng và các cộng sự thực hiện “Phân bố độ ẩm
và cơ chế vận tải ẩm trong các lớp khí quyển trên khu vực Bắc Bộ việt nam”
(2011)[4]. Để tính vận tải ẩm, phương pháp thông dụng được áp dụng là tính
gần đúng tích phân theo quy tắc hình thang đối với từng lớp khí quyển. Trong
bài báo này, phân bố ẩm và vector tổngvận tải ẩm được tính cho 3 lớp khí
quyển lớp 1: 1000-700hPa đại diện cho lớp thấp của tầng đối lưu; lớp 2: 700500hPa đại diện cho mực giữa của tầng đối lưu và lớp 3: 500-300hPa đại diện
cho lớp trên cùng của tầng đối lưu, theo lưới 2.5° x 2.5°cho khu vực Đông Á
mở rộng (10oS-50oN, 600E-160oE) và Bắc Bộ Việt Nam dựa trên số liệu tái
phân tích gồm số liệu độ ẩm riêng q(g/kg), số liệu gió (u,v) của NCEP/NCAR
thời kỳ 1996-2005. Kết quả cho thấy, có ba nhánh vận tải chính trên khu vực
Bắc Bộ: vận tải ẩm bởi gió mùa Ấn Độ, hoàn lưu tây nam rất mạnh, mang ẩm
từ vùng Biển Ả Rập và Vịnh Belgan vào khu vực Bắc Bộ Việt Nam; vận tải
ẩm bởi gió mùa Đông Nam Á, từ rìa phía Tây của áp cao Tây Thái Bình
Dương và Nam Biển Đông đi vào Bắc Bộ Việt Nam; vận tải ẩm bởi gió đông
từ phía Biển Đông là nhánh yếu nhất trong ba nhánh. Theo đó, độ ẩm riêng
trên khu vực Bắc bộ Việt Nam tăng dần từ tháng 5 sang tháng 6, cao nhất vào
tháng 7, tháng 8 và lại thấp dần trong tháng 9, tháng 10. Độ ẩm riêng cao nhất
17


ở lớp 1 và giảm dần từ thấp lên cao. Dòng vận tải ẩm ở lớp 1 mạnh hơn so với
dòng vận tải ẩm ở lớp 2 và lớp 3, xét về kinh hướng cũng như về vĩ hướng.
Dòng vận tải ẩm bắt đầu mạnh lên từ tháng 5, tháng 6, phát triển rộng rãi và

mạnh nhất vào tháng 7, tháng 8, suy yếu đi vào tháng 9, tháng 10.
Đến năm 2014,Vũ Văn Thăng và các cộng sự đã thực hiện tính toán vận
tải ẩm trên các đường biên trên các khu vực Việt Nam [5]. Trong bài báo này,
vận tải ẩm thành phần vĩ hướng, thành phần kinh hướng các tháng trong năm,
trung bình nhiều năm thời kỳ 1960-2009 được tính theo phương pháp xấp xỉ
tích phân liên tục từ mực 1000 đến mực 300hpa theo lưới 2,5° x 2,5° cho khu
vực Đông Á – Tây Thái Bình Dương mở rộng (40°S-60°N, 60°E-90°W). Sau
đó tính vận tải ẩm trung bình qua 4 đường biên của 3 khu vực Việt Nam gồm:
khu vực bao trùm Bắc Bộ Việt Nam, Trung Bộ và Nam Bộ Việt Nam. Kết quả
nghiên cứu cho thấy, ở Bắc Bộ Việt Nam vào các tháng mùa hè vận tải ẩm đi
vào chủ yếu qua đường biên phía tây (khu vực Ấn Độ Dương và vịnh
Bengan) và ngược lại trong các tháng mùa đông vận tải ẩm đi vào qua đường
biên phía Đông (ở khu vực ngoài khơi Thái Bình Dương và Biển Đông). Ở
Trung Bộ Việt Nam, vận tải ẩm đi vào qua đường biên phía Tây đóng vai trò
chủ đạo trong các tháng đầu và giữa mùa hè, và ngược lại vận tải ẩm đi vào
qua đường biên phía Đông chiếm ưu thế trong các tháng cuối hè và cả mùa
đông. Ở Nam Bộ Việt Nam, vào các tháng đầu và giữa mùa hè vận tải ẩm đi
vào qua đường biên phía Tây chiếm ưu thế, trong các tháng cuối hè và mùa
đông vận tải ẩm đi vào qua đường biên phía Đông.
Năm 2016, trong nghiên cứu “Đặc điểm của vận tải ẩm ở Việt Nam
trong các đợt ENSO”[6]. Vũ Văn Thăng đã thực hiện tính toán vận tải ẩm
trên từng khu vực bằng cách sử dụng số liệu lượng mưa tháng của 56 trạm
trên7 vùng khí hậu giai đoạn 1980-2007; số liệu tái phân tích NCEP/NCAR
của: độ ẩm riêng, gió theo thành phần vĩ hướng và kinh hướng; bộ số liệu
mưa APHRODITE và phương pháp tích phân liên tục từ mực 1000-300mb.
18


Kết quả cho thấy rằng,ở Việt Nam vận tải ẩm trong mùa đông, mùa xuân là
hướng Tây, Tây Nam ở Bắc Bộ và hướng Đông, Đông Bắc ở Trung Bộ và

Nam Bộ, trong mùa hè cả Bắc Bộ, Trung Bộ và Nam Bộ đều có hướng Tây,
Tây Nam và ngược lại, trong mùa thu từ Bắc chí Nam đều có hướng Đông,
Đông Bắc. Tính chung cả năm, vận tải ẩm có hướng Tây Nam ở Bắc Bộ và
Đông, Đông Bắc ở Trung Bộ và Nam Bộ. Ở cả 3 khu vực, vận tải ẩm mạnh
nhất vào mùa hè và yếu nhất vào mùa đông hay mùa xuân. Trên toàn cột khí
quyển, tính chung cho cả năm, vận tải ẩm ở Bắc Bộ lớn hơn Trung Bộ và
Nam Bộ. Trong các lớp khí quyển, vận tải ẩm mạnh nhất ở lớp 1 và yếu nhất
ở lớp 3.Trong điều kiện El Niño, vận tải ẩm có hướng Tây, Tây Nam ở Bắc
Bộ tăng lên trong khi vận tải ẩm có hướng Đông, Đông Bắc ở Trung Bộ và
Nam Bộ giảm đi và ngược lại trong điều kiện La Niña, vận tải ẩm có hướng
Tây– Tây Nam ở Bắc Bộ giảm đi trong khi vận tải ẩm có hướng Đông– Đông
Bắc ở Trung Bộ, Nam Bộ tăng lên.

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU

19


2.1. Số liệu
Số liệu là một phần quan trọng trong việc nghiên cứu khoa học, chất
lượng của nguồn số liệu có vai trò quyết định đến độ chính xác và mức độ tin
cậy của kết quả tính toán. Trong khuôn khổ đồ án này em sử dụng số liệu gió,
độ ẩm tái phân tích của trung tâm khí tượng hạn vừa châu Âu – ECMWF. Chi
tiết vềnguồn số liệu này được mô tả dưới đây.
Số liệu tái phân tích của trung tâm khí tượng hạn vừa châu Âu ERA
Interim bao gồm số liệu trung bình tháng trong thời kỳ thịnh hành gió mùa
mùa hè của giai đoạn 35 năm 1981 đến 2015 của gió vĩ hướng (u - m/s), gió
kinh hướng (v– m/s) và độ ẩm riêng (q– kg/kg) tương ứng trên 20 mực khí áp
từ 1000mb đến 300mb.
Số liệu được lựa chọn tải về với độ phân giải ngang 0,5° × 0,5° kinh vĩ

trên khu vực giới hạn từ 30°S đến 50°N, 30°E đến 150°E, định dạng lựa chọn
là NetCDF thuận tiện cho việc xử lý và hiển thị.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp xác định VTA
Tổng VTA (Q), VTAvĩ hướng (và VTA kinh hướng (trong một lớp khí
quyển bất kỳ được xác định lần lượt theo các công thức từ 2.1 đến 2.3 dưới
đây.
(2.1)
(2.2)
(2.3)
Trong đó:

g là gia tốc trọng trường (m/s2)
V là tốc độ gió tổng hợp (m/s);
u, v lần lượt là gió vĩ hướng và gió kinh hướng (m/s);
q là độ ẩm riêng (kg/kg);
20


dp là độ biến thiên (gradient theo chiểu thẳng đứng) của
khí áp (mb/m);
Q là VTA tổng cộng (kg/m.s).
là VTA theo thành phần gió vĩ hướng (kg/m.s)
là VTA theo thành phần gió kinh hướng (kg/m.s)
Với mục đích xem xét ảnh hưởng của VTA trong các lớp khí quyển,
trong đồ án này em tiến hành xác định VTA trong hai lớp khí quyển khác
nhau. Một là lớp khí quyển tầng thấp, lớp có bề dày khoảng 3km dưới cùng
của khí quyển. Lớp khí quyển này được giới hạn bởi mặt đẳng áp 1000mb ở
biên dưới và lớp 700mb ở biên trên. Trong lớp khí quyển này, vào thời kỳ gió
mùa thịnh hành, trên khu vực Tây Nguyên nói riêng và khu vực gió mùa Nam

Á nói chung gần như nằm toàn bộ trong sự chi phối của hệ thống gió mùa tây
nam. Hai là lớp khí quyển trong tầng đối lưu giữa. Có bề dày khoảng 4km và
được giới hạn bởi mực đẳng áp 700mb ở biên dưới và 300mb ở biên trên.
2.2.2. Phương pháp xem xét sự biến đổi theo không gian và thời gian của VTA
Sau khi tính được VTA, đồ án tiến hành vẽ bản đồ phân bố không gian
của độ lớn cũng như vector VTA trong các tháng trên khu vực. Các hình vẽ
được vẽ với ba miền khác nhau. Miền rộng nhất và miền vừa để xem xét
nguồn VTA đến khu vực. Miền nhỏ nhất bao trọn khu vực miền Bắc nước ta
chủ yếu để xem xét chi tiết về giá trị và hướng của dòng VTA. Từ bộ hình vẽ
có được đồ án tiến hành đánh giá sự thay đổi trong phân bố không gian của
VTA. Trong đó chủ yếu tập trung vào nguồn VTA, độ lớn và hướng của dòng
VTA trên khu vực.
Cùng với việc xem xét phân bố không gian, đồ án xem xét sự biến đổi
theo thời gian của VTA bằng cách chiết suất giá trị VTA qua khu vực giới hạn
21


từ 20 đến 25°N, 100 đến 105°E. Các giá trị được chiết suất theo từng tháng
rồi từ đó xem xét sự biến đổi trong năm và qua từng năm.

22


CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Trong chương này trình bày các kết quả của đồ án. Gồm đặc điểm phân
bố của VTA theo không gian trên khu vực và sự biến đổi theo theo gian trong
giai đoạn 35 năm từ 1981 đến 2015. Với mỗi trường hợp (phân bố theo không
gian và biến đổi theo thời gian), đồ án xem xét sự thay đổi trong từng tháng
của VTA trong hai lớp khí quyển khác nhau. Gồm lớp khí quyển tầng thấp từ
1000 đến 700mb và lớp khí quyển giữa tầng đối lưu từ 700 đến 300mb.

3.1. Đặc điểm phân bố VTA theo không gian
Đặc điểm phân bố VTA theo không gian được xem xét chủ yếu qua hai
khía cạnh là đặc điểm phân bố của độ lớn VTA và nguồn VTA đến khu vực.
Các kết quả được trình bày theo từng lớp khí quyển và từng tháng trong thời
kỳ nghiên cứu.
3.1.1. Phân bố VTA trong lớp 1000mb đến 700mb
Đặc điểm phân bố VTA trong lớp khí quyển tầng thấp được thể hiện ở
hình 3.1 và hình PL1 – phụ lục cho thấy phân bố VTA trên khu vực thay đổi
đáng kể qua các tháng. Sự thay đổi thể hiện cả về nguồn VTA đến khu vực, độ
lớn VTA và cả hướng của vector VTA (hướng VTA cũng chính là hướng gió).
Trong tháng 4 (hình a), nguồn ẩm trên khu vực Bắc Bộ được cung cấp chủ
yếu từ hai hướng. Dòng VTA từ phía tây từ xoáy nghịch trên vịnh Bengal và
xoáy nghịch khu vực Bắc Ấn Độ Dương phía tây Ấn Độ. Dòng VTA có
nguồn gốc từ phía đông sang từ áp cao cận nhiệt đới Bắc Thái Bình Dương
(áp cao Thái Bình Dương). Giá trị VTA qua khu vực Bắc Bộ trung bình từ 90150 kgm-1s-1. Trung Bộ và Nam Bộ có nguồn ẩm chủ yếu từ Biển Đông với
giá trị trung bình 60-90 kgm-1s-1. Vector VTA ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ có
hướng chủ yếu là Tây và Tây Nam. Trong khi đó ởTrung Trung Bộ, Nam
Trung Bộ và Nam Bộ thì vector VTA có hướng chủ yếu là Đông.

23


(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

24


Hình 3.1: Phân bố không gian của
VTA (thang màu chỉ giá trị VTA kgm-1s-1, Vector chỉ vector VTA) trên
khu vực trong lớp 1000mb đến 700mb
(g)
Trong tháng 5 (hình b) bắt đầu có sự hoạt động của gió mùa Tây Nam,
lúc này tín phong Đông Nam từ Nam bán cầu vượt xích đạo lên Bắc bán cầu
đổi hướng thành gió Tây đến Tây Nam. Dòng gió này mang theo ẩm từ Ấn
Độ Dương đến khu vực. Bắc Bộ nhận nguồn ẩm chủ yếu từ vịnh Bengal có
giá trị trung bình 90-120 kgm-1s-1. Nam và Trung Bộ nhận nguồn ẩm chủ yếu
từ vùng cận xích đạo 0-10°N, 80-90°E. Trung Bộ có giá trị trung bình 90-150
kgm-1s-1, Nam Bộ 90-120 kgm-1s-1. Vector VTA có hướng Tây và Tây Nam cho
cả Việt Nam.
Tháng 6 và tháng 7 (hình c, d) gió mùa Tây Nam phát triển mạnh mẽ,
dòng VTA qua vịnh Bengal mang lượng ẩm lớn với giá trị trung bình 350-400
kgm-1s-1, giá trị lớn nhất 400-450 kgm -1s-1 cung cấp lượng ẩm cho toàn bộ Việt
Nam. Dòng VTA qua miền Bắc lúc này có giá trị 120-150 kgm -1s-1 và có xu
hướng giảm khi đi về phía Bắc. Miền Trung, giá trị VTA là khoảng 180-210
kgm-1s-1 và Nam Bộ là 210-250 kgm-1s-1. Vector VTA Bắc và Trung bộ có
hướng Tây Nam, Nam Bộ có hướng Tây.
Tháng 8 (hình e) nguồn ẩm chủ yếu vẫn được cung cấp từ vịnh Bengal
vẫn duy trì giá trị lớn nhưng đưa ẩm vào Bắc Bộ ít đi và đưa vào Nam Bộ
nhiều hơn cụ thể giá trị trung bình của Bắc Bộ là 30-60 kgm -1s-1, Nam Bộ là
250-300 kgm-1s-1. Vector VTA trên Bắc Bộ có hướng thiên Nam, Trung và

Nam Bộ theo hướng Tây và Tây Nam.
25