Nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG
CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG
TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC

PHÍ THỊ NGÀ

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG
CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG
TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
PHÍ THỊ NGÀ
CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC
MÃ SỐ: 60440222
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. VÕ VĂN HÒA
2. TS. CHU THỊ THU HƯỜNG

HÀ NỘI, NĂM 2018

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu, nội dung, kết quả trong luận văn “Nghiên
cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số yếu tố khí tượng trên
khu vực đồng bằng Bắc Bộ” là công trình do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn
của TS. Võ Văn Hòa và TS. Chu Thị Thu Hường. Nội dung trong luận văn là
trung thực, các tài liệu, số liệu trích dẫn đều ghi rõ trong phần tài liệu tham
khảo và chưa được công bố trên công trình nào khác.
Nếu có bất cứ sự gian lận trong nội dung nghiên cứu của luận văn, tôi
xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước hội đồng nhà trường.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Phí Thị Ngà

i


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khí tượng - Khí hậu học “Nghiên cứu
đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số yếu tố khí tượng trên khu
vực đồng bằng Bắc Bộ” đã hoàn thành trong tháng 7 năm 2018. Trong suốt
quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được rất
nhiều sự giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè.
Trước hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Võ Văn
Hòa, TS. Chu Thị Thu Hường đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ trong quá
trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Khoa Khí tượng - Thủy văn,
Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt
kiến thức, tạo điều kiện và hướng dẫn trong suốt quá trình học tập và thực
hiện luận văn.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu

tác động của biến đổi khí hậu tới sự xâm nhập của các đợt lạnh và nóng ấm
bất thường trong mùa đông ở khu vực miền núi phía Bắc phục vụ phát triển
kinh tế - xã hội”, mã số BĐKH.25/16-20 đã cung cấp số liệu quan trắc khí
tượng bề mặt thuộc khu vực đồng bằng Bắc Bộ và phương pháp kiểm tra chất
lượng thám sát để tác giả thực hiện luận văn này.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc tới các thành viên trong
gia đình tôi những người tạo cho tôi rất nhiều động lực để học tập và hoàn
thành luận văn này.
Do thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu chưa nhiều, bên cạnh đo nội
dung nghiên cứu rộng, phức tạp luận văn khó tránh khỏi những thững thiếu
sót. Học viên rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô
để luận văn được hoàn thiện hơn
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2018
Tác giả

Phí Thị Ngà

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... vi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG I. ĐẶC ĐIỂM CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH VÀ TỔNG QUAN

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ............................................................................ 3
1.1. Khái quát về điều kiện tự nhiên của khu vực đồng bằng Bắc Bộ .............. 3
1.2. Khái quát về đặc điểm của không khí lạnh ở miền Bắc Việt Nam ............ 4
1.2.1. Nguồn gốc của không khí lạnh ............................................................ 4
1.2.2. Đặc trưng hoạt động theo thời gian .................................................... 5
1.2.3. Đặc trưng về cường độ, hình thế và hệ quả thời tiết đi kèm ............... 6
1.3. Tổng quan nghiên cứu trong nước và ngoài nước ..................................... 8
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ........................................................ 8
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ...................................................... 14
CHƯƠNG II. MÔ TẢ PHƯƠNG PHÁP VÀ TẬP SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................... 20
2.1. Tập số liệu nghiên cứu ............................................................................. 20
2.2. Phương pháp xử lý số liệu........................................................................ 22
2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 26
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................... 28
3.1. Đặc điểm hoạt động của không khí lạnh trong giai đoạn 1997-2017 ...... 28
3.1.1. Tần suất của không khí lạnh .............................................................. 28
3.1.2. Cường độ của không khí lạnh ............................................................ 31
3.1.3. Các đặc trưng thời tiết của không khí lạnh ảnh hưởng đến khu vực 35

iii


3.2. Biến đổi của yếu tố nhiệt độ trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa
đông trong giai đoạn 1997-2017 ..................................................................... 37
3.2.1. Nhiệt độ trung bình ngày của các tháng mùa đông .......................... 37
3.2.2. Nhiệt độ tối thấp và tối cao ngày....................................................... 39
3.2.3. Nhiệt độ trung bình tháng .................................................................. 41
3.2.4. Biến đổi số ngày rét đậm rét hại........................................................ 43
3.3. Biến đổi của lượng mưa trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa đông

trong giai đoạn 1997-2017 .............................................................................. 50
3.4. Biến đổi của trường gió trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ vào mùa đông
trong giai đoạn 1997-2017 .............................................................................. 55
3.5. Phân tích nguyên nhân chi phối sự biến đổi trong hoạt động của không
khí lạnh trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ ........................................................ 58
3.6. Phân tích cơ chế nhiệt động lực học chi phối đợt lạnh bất thường trên khu
vực đồng bằng Bắc Bộ trong năm 2018 .......................................................... 60
3.6.1. Cơ chế động lực ................................................................................. 64
3.6.2. Cơ chế nhiệt lực ................................................................................. 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 82

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thông tin về các trạm quan trắc khí tượng bề mặt trên khu vực
ĐBBB được thu thập số liệu để phục vụ nghiên cứu...................................... 22
Bảng 3.1. Tổng số đợt không khí lạnh trong các tháng giai đoạn 1997-2017 29
Bảng 3.2. Tổng số các đợt GMĐB và KKLTC trong giai đoạn 1997-2017 ... 32
Bảng 3.3. Tổng số các đợt GMĐB và KKLTC theo từng tháng trong các mùa
đông giai đoạn 1997 – 2017 ............................................................................ 34
Bảng 3.4. Số ngày rét đậm, rét hại theo từng tháng (giai đoạn 1997-2017) ... 44
Bảng 3.5. Tổng số ngày rét đậm, rét hại (RDRH) và số ngày rét đậm (RĐ) và
rét hại (RH) theo từng mùa đông (giai đoạn 1998-2017) ............................... 45
Bảng 3.6: Giá trị lượng mưa ngày lớn nhất nhất (mm) theo từng tháng của
mùa đông trong giai đoạn 1997-2017 ............................................................. 52
Bảng 3.7. Tốc độ gió lớn nhất (m/s) trong tháng I giai đoạn 1998 - 2017 ..... 56
Bảng 3.8. Tốc độ gió lớn nhất tuyệt đối tháng và tốc độ gió lớn nhất trung
bình tháng (m/s) theo từng tháng mùa đông và từng trạm nghiên cứu ........... 57

Bảng 3.9: Bảng hệ số tương quan giữa cường độ của áp cao Siberia, áp thấp
Aleut với số đợt không khí lạnh trong từng tháng .......................................... 59

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Xu thế biến đổi của GMĐB và KKLTC trong giai đoạn 1997-2017
......................................................................................................................... 30
Hình 3.2. Tổng số và trung bình số đợt KKL theo từng tháng trong giai đoạn
1997-2017........................................................................................................ 30
Hình 3.3: Xu thế biển đổi của chuẩn sai TNn (các hình bên trên) và TXx (các
hình bên dưới) trên khu vực ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2),
theo thập kỷ sau (B1, B2) và trong hai thập kỷ gần đây (C1, C2) .................. 40
Hình 3.4: Xu thế biển đổi của chuẩn sai số đợt KKL (các hình bên trên) và
nhiệt độ trung bình các tháng mùa đông (các hình bên dưới) trên khu vực
ĐBBB so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) và
trong hai thập kỷ gần đây (C1, C2) ................................................................. 42
Hình 3.5. Biến đổi của số đợt KKL và số ngày rét đậm, rét hại so với TBNN
giai đoạn 1998 - 2016 ...................................................................................... 49
Hình 3.6: Chuẩn sai tổng lượng mưa các tháng mùa đông trong giai đoạn
1997-2017........................................................................................................ 50
Hình 3.7: Xu thế biến đổi của tổng lượng mưa các tháng và số đợt KKL so
với TBNN giai đoạn 1997-2017 ..................................................................... 51
Hình 3.8: Xu thế biển đổi của chuẩn sai số đợt KKL (các hình bên trên) và
tổng lượng mưa các tháng mùa đông (các hình bên dưới) trên khu vực ĐBBB
so với TBNN theo thập kỷ đầu (A1, A2), theo thập kỷ sau (B1, B2) và trong
hai thập kỷ gần đây (C1, C2) .......................................................................... 53
Hình 3.9. Phân bố nhiệt độ lúc 7 giờ các ngày 14/1; 1/2 và 21/2/2008 trên khu
vực các tỉnh miền núi phía Bắc ....................................................................... 62

Hình 3.10. Bản đồ tái phân tích trường gió mực 10m tại thời điểm 7h ngày
14/1 (a) và 15/1/2008 (b)................................................................................ 65
Hình 3.11. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt
các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008.................... 66

vi


Hình 3.12. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt
các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 14/1/2008.................... 67
Hình 3.13. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt
các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 01/02/2008.................. 67
Hình 3.14. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt
các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008...................... 68
Hình 3.15. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt
các mực 925mb (a) và 850mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008.................... 69
Hình 3.16. Bản đồ tái phân tích trường xoáy tương đối và trường gió lần lượt
các mực 700mb (a) và 500mb (b) thời điểm 7h ngày 21/2/2008.................... 70
Hình 3.17. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m thời điểm 7h
ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b) ............................................................... 71
Hình 3.18. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 850mb thời
điểm 7h ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b) ................................................. 72
Hình 3.19. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb thời
điểm 7h ngày 14/1 (a) và ngày 15/1/2008 (b) ................................................. 73
Hình 3.20. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m (a) và mực
850mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008........................................................... 74
Hình 3.21. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb (a) và
500mb (b) thời điểm 7h ngày 1/2/2008........................................................... 75
Hình 3.22. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 2m thời điểm 7h
ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b) ............................................................... 76

Hình 3.23. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 850mb thời
điểm 7h ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b) ................................................. 77
Hình 3.24. Bản đồ tái phân tích trường độ ẩm tương đối mực 700mb thời
điểm 7h ngày 20/2 (a) và ngày 21/2/2008 (b) ................................................. 77

vii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BĐKH

Biến đổi khí hậu

ĐBBB

Đồng bằng Bắc Bộ

dd

Hướng gió

ff

Tốc độ gió

GMĐB

Gió mùa đông bắc

KKL

Không khí lạnh

KKLTC

Không khí lạnh tăng cường

KTTV

Khí tượng Thủy văn

RĐ

Rét đậm

RĐRH

Rét đậm, rét hại

RH

Rét hại

R24

Lượng mưa tích lũy ngày

TBNN

Trung bình nhiều năm

Td

Nhiệt độ điểm sương

TN

Nhiệt độ tối thấp ngày

TNn

Nhiệt độ tối thấp ngày nhỏ nhất trong mùa đông

T2m

Nhiệt độ không khí tại độ cao 2 mét

TX

Nhiệt độ tối cao ngày

TXx

Nhiệt độ tối cao ngày cao nhất trong mùa đông

ww

Hiện tượng thời tiết

viii

MỞ ĐẦU
Trong những năm trở lại đây do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu mà chế
độ khí hậu trên hầu khắp các vùng miền của Việt Nam đã có sự thay đổi đáng
kể trong đó có khu vực Đồng bằng Bắc Bộ (ĐBBB). Trong đó, các đợt rét
đậm, rét hại kéo dài trong điều kiện khí hậu đang nóng lên toàn cầu, các hiện
tượng như mưa tuyết, băng giá, sương muối,… đã xảy ra trên diện rộng. Một
số nơi chưa bao giờ xảy ra tuyết rơi lại quan trắc được trong những năm gần
đây. Thậm chí, ngay giữa mùa đông thì trên khu vực các tỉnh vùng núi phía
Bắc lại xuất hiện nhiệt độ tăng cao kỷ lục 32-34 độ, tạo cảm giác như xuất
hiện nắng nóng giữa mùa đông. Ví dụ như đợt rét đậm, rét hại từ 20/1 đến hết
ngày 20/2/2008 ở Bắc Bộ nói chung và các tỉnh vùng núi phía Bắc nói riêng
là đợt rét kéo dài nhất trong lịch sử quan trắc xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam.
Đặc biệt, trong đợt rét đậm rét hại này xuất hiện nhiều ngày có rét hại (vùng
đồng bằng trung du Bắc Bộ có 31 ngày rét hại) và nhiệt độ trung bình ngày
xuống thấp nhất trong chuỗi số liệu lịch sử. Nhiệt độ trung bình ngày ở ngay
giữa trung tâm Hà Nội là 7,30C; Sa Pa (Lào Cai) là -0.1oC.
Những thay đổi bất thường của hiện tượng không khí lạnh (KKL) nói
trên đã gây ra nhiều thiệt hại về người và của cải cho khu vực Bắc Bộ nói
chung và khu vực ĐBBB nói riêng, nơi tập trung nhiều hoạt động sản xuất
nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Theo các nghiên cứu về biến đổi khí hậu
(BĐKH) ở trong và ngoài nước gần đây, dưới tác động của biến đổi khí hậu
toàn cầu, các đợt không khí lạnh bất thường trong mùa đông có xu hướng
thay đổi cả về tần suất và cường độ trong những năm tiếp theo. Do đó, đòi hỏi
công tác dự báo cần phải được cải tiến hơn nữa để có thể nắm bắt được những
hiện tượng này, cũng như cần có các nghiên cứu sâu hơn để tăng cường hiểu
biết về mặt cơ chế chi phối, tính chất hoạt động, từ đó đưa ra được các định
hướng phát triển công nghệ dự báo.
Xuất phát từ những nhận định nêu trên, luận văn đã đề xuất hướng

nghiên cứu “Nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số
1


yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ” với mục tiêu chính là
đánh giá được mức độ, xu thế, tính chất hoạt động của KKL trên khu vực
ĐBBB để trên cơ sở đó giải thích được nguyên nhân dẫn đến biến đổi của
KKL trên khu vực ĐBBB trong 2 thập kỷ gần đây (1997-2017). Đồng thời,
đánh giá được tác động của KKL đến nhiệt độ trung bình, nhiệt độ thấp nhất,
lượng mưa, tốc độ gió và các hiện tượng khí tượng trên khu vực ĐBBB.

2


Luận văn đủ ở file: Luận văn full