Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu tác động của hiện tượng ENSO đến lượng mưa trên khu vực Bắc bộ Việt Nam trong những thập kỷ gần đây

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

BÙI THU HÀ

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA HIỆN TƯỢNG ENSO
 ĐẾN LƯỢNG MƯA TRÊN KHU VỰC BẮC BỘ VIỆT NAM 
TRONG NHỮNG THẬP KỶ GẦN ĐÂY


Hà Nội, năm 2016


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

BÙI THU HÀ

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA HIỆN TƯỢNG ENSO
 ĐẾN LƯỢNG MƯA TRÊN KHU VỰC BẮC BỘ VIỆT 
NAM 
TRONG NHỮNG THẬP KỶ GẦN ĐÂY

Chuyên ngành: Khí tượng học
Mã ngành: D44021

Ngươi h
̀ ương dân: ThS. Nguyên Binh Phong
́
̃
̃ ̀

Hà Nội, năm 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đồ  án này là do tôi nghiên cứu dưới sự  hướng dẫn của  
ThS. Nguyền Bình Phong. Nội dung nghiên cứu cũng như kết quả trong đồ án là 
trung thực và chưa từng được công bố bằng bất kỳ hình thức nào trước đây. Số 
liệu trong các bảng, hình, biểu đồ  phục vụ cho việc phân tích, nhận xét và đánh 
giá được chính tác giả thu thập và xây dựng từ các nguồn số liệu khác nhau. Các  
tài liệu tham khảo, nhận xét, đánh giá của các tác giả, cơ quan tổ chức khác đều 
có trích dẫn và chú thích về nguồn gốc. Nếu phát hiện có bất kì sự  gian lận nào 
tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung đồ án tốt nghiệp của mình.

Hà Nội ngày 10 tháng 6 năm 2016
Sinh viên

Bùi Thu Hà


LỜI CÁM ƠN
Có môt câu danh ngôn c
̣
ủa người Hàn như sau: “Không ai thành công một mình  
cả”. Đúng như vậy, trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với  
những sự giúp đỡ và hỗ trợ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp. Trong suốt 
thời gian bốn năm học tập  ở  giảng đường đại học đến nay, chúng em đã  nhận 
được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của Thầy Cô, gia đình và bạn bè. 
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy Cô công tác trong  

khoa Khí Tượng Thủy Văn ­  Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội. Trong 
suốt thời gian chúng em học tập tại nha tr
̀ ường, thầy cô đã tận tình chỉ  bảo, 
truyền đạt vốn kiến thức, kinh nghiệm quý báu cung s
̀ ự quan tâm, giúp đỡ và tạo  
điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em học tập, tìm hiểu, tich luy kiên th
́
̃
́ ưc va
́ ̀ 
kinh nghiêm nghê nghiêp.
̣
̀
̣
 Đặc biệt em xin bày tỏ  lòng biết  ơn sâu sắc nhất tới Thầy giáo ­ Thạc sĩ 
Nguyễn Bình Phong người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình giúp đỡ em  
hoàn thành Đô an t
̀ ́ ốt nghiệp này.
Mặc dù rất cố gắng để thực hiện đô an này m
̀́
ột cách hoàn chỉnh nhất, song 
cũng có những hạn chế về kiến thức và trình độ  chuyên môn nên em không thể 
tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân còn chưa thấy được. Vì thế, 
em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ  các Thầy Cô và các 
bạn để Đô an đ
̀ ́ ược hoàn thiên tôt h
̣
́ ơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

 LỜI CAM ĐOAN                                                                                                     
 
....................................................................................................
   
 5
 LỜI CÁM ƠN                                                                                                          
 
.........................................................................................................
   
 6
 MỤC LỤC                                                                                                                
 
...............................................................................................................
   
 7
 DANH MỤC BẢNG                                                                                               
 
..............................................................................................
    
 10
 DANH MỤC HÌNH                                                                                                
 
...............................................................................................
    
 10
 MỞ ĐẦU                                                                                                                   
 

..................................................................................................................
   
 1
 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN                                                                                    
 
...................................................................................
   
 3
 1.1 Tổng quan về hiện tượng ENSO                                                                        
 
.......................................................................
   
 3
 1.1.1 Khái niệm ENSO                                                                                          
 
.........................................................................................
   
 3
 1.1.2 Cơ chế vật lý của ENSO                                                                              
 
.............................................................................
   
 3
 1.1.3 Phân vùng NINO                                                                                         
 
........................................................................................
    
 12
 1.1.4 Các chỉ số xác định hiện tượng ENSO                                                       
 

......................................................
    
 13
 1.1.5 Diên biên cua hiên t
̃
́ ̉
̣ ượng ENSO trong thơi gian g
̀
ần đây.                         
 
........................
    
 16
 1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cưu – khu v
́
ực Bắc Bộ Việt Nam                   
 
..................
    
 18
 1.2.1 Vị trí địa lý khu vực Bắc Bộ.                                                                     
 
....................................................................
    
 18
 1.2.2 Đặc điểm khí hậu khu vực Bắc Bộ                                                           
 
..........................................................
    
 20

 1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước                                                        
 
.......................................................
    
 22
 1.3.1 Nghiên cứu trong nước                                                                               
 
.............................................................................
    
 22
 1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước                                                                              
 
............................................................................
    
 29
 CHƯƠNG II. CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU           
 
..........
    
 32
 2.1 Cơ sở số liệu                                                                                                     
 
....................................................................................................
    
 32
 2.1.1 Sô liêu m
́ ̣
ưa                                                                                                 
 
................................................................................................

    
 32
 2.1.2 Sô liêu ENSO 
́ ̣
                                                                                             
 
............................................................................................
    
 35
 2.2 Phương pháp nghiên cứu                                                                                   
 
..................................................................................
    
 35


 2.2.1 Xac đinh th
́ ̣
ơi ky ENSO
̀ ̀
                                                                              
 
.............................................................................
    
 35
 2.2.2 Phân nhom năm ENSO va năm không ENSO
́
̀
                                             
 

............................................
    
 36
2.2.3 Phương phap đanh gia tac đông cua hiên t
́ ́
́ ́ ̣
̉
̣ ượng ENSO đên l
́ ượng mưa khu 
 vực Băc Bô
́                                                                                                                
 ̣
..............................................................................................................
    
 38
 CHƯƠNG III. KÊT QUA NGHIÊN C
́
̉
ƯU
́                                                            
 
..........................................................
    
 40
 3.1 Cac đ
́ ợt ENSO giai đoan 1981­2015
̣
                                                                  
 
.................................................................

    
 40
 3.2 Kêt qua phân loai năm ENSO va năm không ENSO
́
̉
̣
̀
                                          
 
.........................................
    
 41
 3.3 Sự biên đôi l
́ ̉ ượng mưa khu vực Băc Bô trong cac th
́
̣
́ ơi ky ENSO
̀ ̀
                    
 
...................
    
 42
 3.3.1 Sự biên đông l
́ ̣
ượng mưa năm                                                                    
 
..................................................................
    
 42

 3.3.2 Sự biên đông l
́ ̣
ượng mưa theo mua 
̀                                                            
 
..........................................................
    
 49
                                                                                                                                   50
.................................................................................................................................
    
 b) Sự biên đông l
́
̣
ượng mưa mua it m
̀ ́ ưa                                                             
 
............................................................
    
 55
 3.3.3 Sự biên đông l
́ ̣
ượng mưa theo cac thang trong mua 
́
́
̀                                   
 
.................................
    
 61

 KÊT LUÂN
́
̣                                                                                                              
 
............................................................................................................
    
 68
Tư kêt qua nghiên c
̀ ́
̉
ứu cua đô an vê anh h
̉
̀ ́ ̀ ̉
ưởng cua hiên t
̉
̣ ượng ENSO đên 
́
lượng mưa khu vực Băc Bô Viêt Nam trong ch
́
̣
̣
ương 3 đồ án rut ra đ
́
ược môṭ  
 sô kêt luân sau:
́ ́
̣
                                                                                                        
 
.......................................................................................................

    
 68
 KIÊN NGHI
́
                                                                                                            
 ̣
...........................................................................................................
    
 69
 TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                                      
 
.....................................................................................
    
 70
 PHU LUC
̣
̣                                                                                                                 
 
...............................................................................................................
    
 65



DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH


MỞ ĐẦU

Hiện nay, sự  nóng lên toàn cầu đa va đang làm băng tan m
̃ ̀
ạnh, mực nước  
biển dâng cao va gia tăng cac hiên t
̀
́
̣ ượng thơi tiêt c
̀ ́ ực đoan nguy hiêm.
̉  Biến đổi 
khí hậu đang là vấn đề được thế giới quan tâm va chu y trong đo co ca Vi
̀ ́ ́
́ ́ ̉ ệt Nam  
chúng ta. Sự  biến đổi các yếu tố, khí hậu thời tiết cực đoan diễn ra mạnh mẽ 
trên quy mô khu vực cũng như quy mô toàn cầu. 
Trong khi nghiên cứu về những dị thường của thời tiết và khí hậu, các nhà  
khoa học đã đặc biệt chú ý đến hiện tượng ENSO. Mỗi khi hiện tượng El Nino 
và La Nina xảy ra, khí hậu và thời tiết lại có những diễn biến bất thường gây ra  
hạn hán, lũ lụt và thiên tai nghiêm trọng  ở  nhiều vùng khác nhau trên thế  giới.  
Hiện tượng El Nino và La Nina thể hiện sự biến động dị thường trong hệ thống  
khí quyển ­ đại dương với quy mô thời gian giữa các năm, có tính chu kỳ  hoặc  
chuẩn chu kỳ. Trong tình hình biến đổi khí hậu ­ sự  nóng lên toàn cầu, hiện  
tượng ENSO cũng có những biểu hiện dị thường về cường độ. Nghiên cứu hiện  
tượng ENSO để hiểu biết về cơ chế vật lý, đặc điểm và quy luật diễn biến cũng 
như  những hậu quả  tác động của chúng đê t
̉ ừ đo c
́ ảnh báo trước sự  xuất hiện  
của ENSO, những ảnh hưởng có thể xảy ra đối với thời tiết, khí hậu và kinh tế ­ 
xã hội để có những biện pháp phòng, tránh hiệu quả, hạn chế và giảm nhẹ thiệt 
hại do ENSO gây ra.
Hiện tượng ENSO  ảnh hưởng đến thời tiết, khí hậu toàn cầu mỗi khu vực 

khác nhau với mức độ khác nhau và rất đa dạng. Trên thế giới và cả  trong nước 
cũng đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu về vấn đề này, tập trung chủ yếu 
vào lượng mưa, cực trị  nhiệt độ  và những hiện tượng liên quan như  là rét đậm,  
rét hại, hạn hán, mưa lớn…Một trong những yếu tố có tính biến động mạnh và 
khá quan trọng đó là lượng mưa. Tuy nhiên chưa co nhiêu công trinh nghiên c
́
̀
̀
ứ u 
cho khu vực Băc Bô Viêt Nam. Chinh vi vây, em
́
̣
̣
́
̀ ̣
 đã chọn đề tài “Nghiên cứu tác 
động của hiện tượng ENSO đến lượng mưa khu vực Băc Bô trong nh
́
̣
ững  
thập kỉ gần đây” đê nghiên c
̉
ưu.
́
Đô an g
̀ ́ ồm các phần chính như sau:
­ Mở đâu.
̀
­ Chương 1: Tổng quan 
­ Chương 2: Cơ sở số liệu và phương pháp nghiên cứu.

1


­ Chương 3: Kết quả nghiên cưú
­ Kết luận 
­ Kiến nghị

2


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về hiện tượng ENSO
1.1.1 Khái niệm ENSO
  Thuật   ngữ  ENSO  là   chữ   viết   tắt   của   các   từ   ghép   El   Nino   ­   Southern  
Oscillation (El Nino ­ Dao động Nam) để  chỉ  cả  2 hai hiện tượng El Nino và La 
Nina và có liên quan với dao động của khí áp giữa 2 bờ  phía Đông Thái Bình  
Dương với phía Tây Thái Bình Dương ­ Đông  Ấn Độ  Dương (Được gọi là Dao 
động Nam) để phân biệt với dao động khí áp ở Bắc Đại Tây Dương [7].
“El Nino” (pha nóng) là từ được dùng để chỉ hiện tượng nóng lên dị thường  
của lớp nước biển bề  mặt  ở  khu vực xích đạo trung tâm và Đông Thái Bình  
Dương; kéo dài 8 ­ 12 tháng, hoặc lâu hơn, thường xuất hiện 3 ­ 4 năm 1 lần,  
song cũng có khi dày hơn hoặc thưa hơn.
 “La Nina” (pha lạnh) là hiện tượng lớp nước biển bề mặt  ở khu vực nói 
trên lạnh đi dị thường, xảy ra với chu kỳ tương tự hoặc thưa hơn El Nino.
1.1.2 Cơ chế vật lý của ENSO
a) Dao động Nam và hoàn lưu Walker
Dao động Nam (Southern Oscillation) là sự dao động của khí áp quy mô lớn 
từ  năm này qua năm khác  ở  phía Đông và Tây của khu vực xích đạo Thái Bình 
Dương.
Nhà khoa học người Anh Gilbert I.Walker vào cuối những năm 20 của thế kỷ 

trước nhận thấy mối liên quan giữa khí áp hai bờ Đông ­ Tây của Thái Bình Dương 
và nhận thấy khi khí áp ở phía Đông Thái Bình Dương giảm mạnh thì thường xảy 
ra hạn hán  ở  khu vực Indonesia, Australia,  Ấn Độ  và mùa đông Bắc Mỹ   ấm hơn  
bình thường. Tuy nhiên khi đó ông chưa đủ thông tin số liệu để chứng minh mối liên  
hệ này.
Cho tới giữa những năm 1960, nhà khí tượng Na Uy Jacob Bjerknes đã đưa 
ra giả thuyết rằng sự ấm lên của dải xích đạo Thái Bình Dương có liên quan đến  
sự  suy yếu của đới gió Đông tín phong, khác với quan niệm trước đây rằng El  
Nino chỉ  là sự  nóng lên cục bộ  của nước biển ngoài khơi Nam Mỹ. Ông thừa  
nhận có sự dao động cỡ lớn trong hoàn lưu tín phong của Bán cầu Bắc và Nam ở 
3


Thai Binh D
́ ̀
ương và ông cho rằng nó có liên quan tới Dao động Nam. Ông là  
người kết nối Dao động Nam và El­Nino dựa vào việc sử  dụng bộ  số  liệu thu  
thập trong những năm 1957 la năm El ­Nino m
̀
ạnh. Ông nhận ra El Nino và Dao  
động Nam được kết nối với nhau trong hệ thống lớn­ ENSO­ liên quan đến cả 
đại dương và khí quyển.
Khi tín phong mạnh, nước tương đối lạnh có nguồn gốc nước trồi  ở  xích  
đạo thuộc bờ biển Nam Mỹ được hình thành bởi áp lực của gió Đông lên bề mặt  
đại dương, mở  rộng về phía Tây tới trung tâm TBD. Sự  chênh lệch khí áp giữa  
Đông (cao) và Tây (thấp) và nhiệt độ giữa Đông (thấp) và Tây (cao) trên khu vực  
xích đạo TBD dẫn đến chuyển động ngược chiều của không khí  ở  tầng thấp 
(gió Đông) và trên cao (gió Tây);  ở phía Đông có chuyển động giáng, ở  phía Tây 
có chuyển động thăng của không khí, tạo thành một hoàn lưu khép kín, được 
Bjerknes gọi là Hoàn lưu Walker để tưởng nhớ người đầu tiên phát hiện ra hiện 

tượng này [7].
Chuyển 
động 
giáng

Gió Tây 
Đối lưu 
phát 
triển 

HOÀN LƯU 
WALKER
Tín phong  BBC
Nóng, khí áp thấp

Xích 
đạo

Gió Đông 

Lạnh, khí áp cao
Tín phong  NBC

Nêm nhiệt 

Nước trồi 

1200Đ

800T

Hình 1.1. Hoàn lưu Walker trong điều kiện thường 
Cường độ  của hoàn lưu Walker được đặc trưng bởi sự  chênh lệch khí áp 
giữa phía Tây TBD và vùng trung tâm nhiệt đới TBD. Chênh lệch nhiệt độ và khí 
áp giữa Đông và Tây TBD càng lớn, hoàn lưu Walker càng mạnh. Trái lại, chênh 
lệch nhiệt độ và khí áp giảm, hoàn lưu Walker yếu đi.

4


Như  vậy  ở  vùng nhiệt đới TBD ngoài hoàn lưu kinh hướng Hadley theo 
hướng Bắc – Nam còn có hoàn lưu vĩ hướng Walker theo hướng Đông – Tây.
Hoàn lưu Walker là một hoàn lưu vĩ hướng vùng xích đạo. Hoàn lưu này  
được đặc trưng bởi dòng không khí thăng lên trên Tây TBD, khu vực Indonesia, đi 
sang phía đông tới Đông TBD, khu vực ngoài khơi Nam Mỹ; giáng xuống  ở  đây 
rồi lại đi về phía tây tạo thành một vòng hoàn lưu khép kín (Hình 1.2).

Hình 1.2. Vòng hoàn lưu vĩ hướng vùng xích đạo
Thông thường, nhiệt độ  nước biển giảm dần theo độ  sâu nên từ  mặt biển  
đến độ  sâu khoảng vài trăm mét, nhiệt độ   ở  vùng biển phía Tây TBD cao hơn  
phía Đông TBD, tạo ra một lớp nước chuyển tiếp giữa lớp nước bên trên nóng 
hơn với lớp nước bên dưới lạnh hơn, có độ  nghiêng từ  Đông sang Tây TBD, 
thường được gọi là “nêm nhiệt” (Thermocline). Độ sâu của nêm nhiệt ở bờ phía  
Tây khoảng 200m, giảm dần về bờ phía Đông chỉ còn vài chục mét [7].
Khi   hoàn   lưu   Walker   mạnh   lên,   hoạt   động   của   nước   trồi   tăng   lên,   độ 
nghiêng của nêm nhiệt lớn hơn.Trái lại, khi hoàn lưu Walker yếu đi, nước trồi bị 
hạn chế, độ nghiêng của nêm nhiệt giảm đi.
b) Tương tác đại dương ­ khí quyển
Tương tác đại dương ­ khí quyển là quá trình trao đổi nhiệt,  ẩm,  động  
lượng, năng lượng giữa lớp nước bề mặt đại dương với lớp không khí bên trên, 

chủ yếu thông qua hoạt động đối lưu và các xoáy khí quyển.
Hiện tượng ENSO có thể  coi là hệ  quả  của tương tác khí quyển – đại 
dương dưới tác động của nhiều nhân tố trong và ngoài vùng nhiệt đới TBD.

5


Khu vực phía Tây xích đạo TBD (vùng bể  nóng ­the warm pool), là nơi có  
hội tụ của gió Đông và gió Tây tầng thấp, thường diễn ra hoạt động đối lưu sâu  
trong nhánh phía Tây của hoàn lưu Walker. Mây, mưa nhiều và lượng bức xạ 
phát xạ  sóng dài (OLR) từ  mặt biển thường không vượt quá 240w/m 2. Do đó, 
lượng bức sóng ngắn từ mặt trời thường nhỏ hơn lượng tiềm nhiệt bốc hơi.
Trái lại,  ở  vùng xích đạo phía Đông Thai Binh D
́ ̀
ương, trong nhánh phía 
Đông của Hoàn lưu Walker thường có chuyển động giáng của không khí, hoạt 
động đối lưu bị  hạn chế, ít mây, mưa. Lượng bức xạ  phát xạ  sóng dài từ  mặt 
biển thường đạt những giá trị cực đại (>280w/m2). Bức xạ sóng ngắn từ mặt trời  
đạt những giá trị lớn nhất và thường lớn hơn lượng tiềm nhiệt bốc hơi.
Khi hoàn lưu Walker hoạt động yếu hơn bình thường (gió Đông tầng thấp 
yếu, trong khi gió Tây ở vùng phía Tây TBD xích đạo phát triển mạnh lên), vùng 
đối lưu sâu  ở  Tây TBD bị  dịch chuyển về  phía Đông đến trung tâm TBD, làm  
tăng cường các chuyển động xoáy của khí quyển ở vùng này, lượng mây và mưa 
tăng lên; OLR giảm, lượng nhiệt và lượng  ẩm từ  đại dương chuyển vào khí 
quyển giảm đi. Trái lại,  ở  vùng phía Tây TBD xích đạo, đối lưu bị  hạn chế,  
lượng mây và mưa giảm đi; OLR tăng, lượng nhiệt và ẩm từ  đại dương chuyển  
vào khí quyển tăng lên.
c) Cơ chế hoạt động của ENSO
Trong điều kiện bình thường, nhiệt độ trung bình năm của lớp nước bề mặt 
vùng nhiệt đới Đông TBD khoảng 21 ­ 260C, trong khí đó vùng Tây TBD là 28 

­290C, tức là phía Tây cao hơn phía Đông 3 ­ 6 0C. Gradient nhiệt độ dọc theo xích 
đạo có hướng từ  Tây sang Đông.  Ở Tây TBD mưa nhiều còn Đông TBD và các 
vùng biển lân cận thuộc Nam Mỹ mưa ít.
Tín phong Bắc và Nam Bán Cầu đã đẩy nước biển bề mặt về phía tây làm 
cho mực nước biển phía Tây cao hơn phía Đông khoảng 40cm.  Ở  lớp dưới sâu  
nước trồi lên thay thế lớp nước ấm nóng hơn trên mặt đã bị  đẩy về  phía tây. Vì  
thế  nhiệt độ  mặt nước biển (SST)  ở  phía Đông TBD thấp hơn phía Tây TBD. 
Lớp   nước   mặt   ở   phía   Đông   TBD   (khoảng   50cm)   mỏng   hơn   phía   Tây   TBD 
(khoảng 200m) (Hình 1.3).

6


Hình 1.3. Độ cao mực nước biển 2 phía Đông và Tây TBD 
trong thời kỳ bình thường.

 Hình 1.4. Sơ đồ hoàn lưu Walker trong điều kiện bình thường.
(Nguồn: Phòng Thí nghiệm khí quyển­ Đại Dương PMEL, NOAA)
Do nhiệt độ mặt nước biển bờ phía Tây cao hơn bờ phía Đông TBD nên ở 
bờ  phía Tây, trên vùng Indonesia thường có chuyển động thăng hình thành mây 
đối lưu và cho mưa. Còn ở khu vực ngoài khơi và ven biển Pêru (vùng gần xích 
đạo thuộc phía tây nam của Nam Mỹ) có dòng giáng, không khí khô và thời tiết  
tốt.
Khi hoàn lưu Walker mạnh hơn bình thường, tín phong càng mạnh thì các dòng 
hải lưu cũng di chuyển dọc theo xích đạo đi về phía tây càng mạnh, nêm nước nóng 
ở phía Tây TBD càng dày hơn. Ngược lại, ở phía Đông TBD, độ cao mực biển thấp 
hơn, bề dày lớp tà nhiệt mỏng hơn, nước trồi mạnh hơn, nhiệt độ  mặt nước biển  
thấp hơn trạng thái trung bình. Kết quả   ở  phía Tây TBD dòng thăng càng mạnh, 
đồng thời, mưa sẽ càng lớn. Song ở phía Đông TBD, dòng giáng mạnh hơn, không 

7


khí khô hơn và thời tiết lạnh đi khác thường. Khi đó   hiện tượng La Nina xuất  
hiện (Hình 1.5, 1.6, 1.7).

           Tây TBD                                                                                Đông TBD
 Hình 1.5. Độ cao mực nước biển phía Đông và Tây TBD
 trong thời kỳ La Nina.

Hình 1.6. Sơ đồ Hoàn lưu Walker trong điều kiện mạnh hơn bình thường.
( Nguồn: Phòng Thí nghiệm khí quyển­ Đại Dương PMEL, NOAA)

8


Hình 1.7.Tông k
̉
ết những thích ứng cơ bản của TBD và khí quyển 
đối với hiện tượng La Nina (Trenbert, 1991).

Hiện tượng El Nino xảy ra khi hoàn lưu Walker suy yếu, áp lực của gió 
Đông lên mặt biển giảm đi, kéo theo sự  suy yếu của nước trồi và dòng chảy  
hướng tây, nước biển từ vùng bể nóng Tây TBD đổ dồn về phía Đông, tạo thành 
một sóng đại dương xích đạo (sóng Kelvin) lan truyền về phía đông và nhiệt từ 
vùng bể nóng được vận chuyển về vùng trung tâm và Đông TBD, làm cho nước  
biển bề mặt ở vùng này nóng lên dị  thường, cao hơn trung bình 4­50C hoặc hơn 
nữa. Kết quả là chênh lệch nhiệt độ nước biển giữa vùng phía Đông và phía Tây  
giảm đi, độ sâu của nêm nhiệt ở bờ phía Tây giảm đi, trong khi ở bờ phía Đông 
tăng lên, trao đổi nhiệt thẳng đứng trong lớp nước xáo trộn đại dương mạnh mẽ 

hơn ( Hình 1.8 & 1.9).

9


  Tây TBD                                                                                Đông TBD
Hình 1.8. Độ cao mực nước biển phía đông và tây TBD 
trong thời kỳ El Nino.

Hình 1.9. Sơ đồ Hoàn lưu Walker trong điều kiện yếu hơn bình thường.
( Nguồn: Phòng Thí nghiệm khí quyển­ Đại Dương PMEL, NOAA)
Khu vực có nhiệt độ  cao dị  thường được mở  rộng từ  phía đông đến vùng  
trung tâm Tây TBD. Trong khi đó, khu vực nhiệt đới Tây TBD vốn được coi là  
“bể  nóng” TBD, lại trở  lên lạnh hơn so với bình thường. Cùng với sự  thay đổi  
của nhiệt độ mặt nước biển, vùng mưa nhiều ở tây TBD cũng bị dịch chuyển về 
phía đông làm cho khu vực đông và trung tâm TBD trở lên ấm và mưa nhiều hơn.  
Trái lại, khu vực tây TBD vốn nóng và ẩm lại trở lên mát và khô hơn (Hình 1.10).

10


Hình 1.10. Tổng kết những thích ứng cơ bản của TBD và khí quyển 
đối với hiệntượng El Nino (Trenbert, 1991)
Tuy hiện tượng El Nino chỉ xảy ra trên khu vực nhiệt đới TBD song phạm  
vi  ảnh hưởng của nó rất rộng lớn, hầu như trên toàn cầu với mức độ  tác động  
khác nhau. 
Ở khu vực nhiệt đới Tây TBD và các vùng lân cận thuộc Đông Nam Á, Bắc 
Australia,   các   hoạt   động   dông,   bão,   giáng   thuỷ   giảm   đi.   Các   vùng   phía   bắc 
Australia, Indonexia, Philippin,.. trở lên khô hạn dị thường. Trái lại, ở vùng nhiệt  
đới trung tâm và Đông TBD và bờ phía Tây của Nam Mỹ, các vĩ độ cận nhiệt đới  

Bắc Mỹ vốn ít mưa và khô lại mưa nhiều và ẩm ướt. Ngoài ra, hiện tượng khô  
hạn hơn bình thường cũng thường quan sát được ở  vùng đông nam Châu Phi và  
đông bắc Nam Mỹ và mưa lại xảy ra nhiều hơn ở vùng nhiệt đới phía đông Châu  
Phi và cận nhiệt đới Nam Mỹ.

Các sóng trong cơ chế ENSO:
Sóng Kelvin lan truyền tới bờ  phía Đông TBD trung bình mất khoảng 50  
ngày và bị  phản xạ  trở  lại. Sự  phản xạ  này gây ra một sóng đại dương (sóng  
Rossby) chuyển động về  phía Tây với thời gian trung bình khoảng 6 tháng, qua 
đó, lớp nước bề mặt ấm lại được vận chuyển về phía Tây. 
11


Hình 1.11. Các sóng trong cơ chế ENSO
Sự phản xạ qua lại của các sóng Kelvin và Rossby ở hai bờ của TBD quyết 
định độ dài và tính không  ổn định trong các pha của một chu trình El Nino. Như 
vậy, có thể  thấy sóng Kelvin làm giảm chênh lệch nhiệt độ  giữa Đông và Tây 
TBD (hiệu ứng âm). Trái lại, sóng Rossby cho hiệu ứng dương. Trên thực tế, sự 
duy trì một thời gian dài (12 ­ 14 tháng) hiện tượng nóng lên dị thường của nhiệt 
độ nước biển bề mặt ở trung tâm và Đông TBD xích đạo (môt chu trình El Nino)
̣
 
chứng tỏ hiệu  ứng nhiệt bình lưu do sóng Kelvin tạo ra lớn hơn hiệu  ứng nước  
trồi do sóng Rossby gây ra ở vùng biển này. Ở vùng biển phía Tây TBD xích đạo,  
sự thay đổi (giảm đi) của nhiệt độ mặt nước biển trong chu trình El Nino không  
lớn như ở vùng trung tâm và Đông TBD xích đạo, chứng tỏ hiệu ứng nhiệt do các  
sóng Kelvin và sóng Rossby bị triệt tiêu nhiều.
1.1.3 Phân vùng NINO
Để theo dõi các hoạt động của ENSO và xác định các thời kì ENSO, các nhà  
khoa học thường sử  dụng các chỉ  số  ENSO dựa trên sự  thay đổi nhiệt độ  mặt 

nước biển đối với các khu vực biển TBD, người ta chia vùng xích đạo TBD 
thành các vùng NINO dưạ trên sự thay đổi của nhiệt độ  bề  mặt biển. Các vùng  
NINO được phân chia như sau:
Bảng 1.1. Bảng phân vùng NINO
STT

Vùng 
NINO

Vĩ độ

Kinh độ

12

Đặc điểm vùng


1

2

NINO 
1+2
NINO 3

0­100S

0

0

0

0

90­800W

5 N­5 S

3

NINO 4

5 N­5 S

4

NINO 3.4

50N­ 50S

Vùng ấm lên đầu tiên khi El Nino phát 
triển.

Vùng nhiệt đới TBD có biên độ nhiệt 
150 W­ 90 W độ bề mặt lớn nhất trong thời gian 
diễn ra hiện tượng El Nino.
0

0

Vùng mà khi thay đổi nhiệt độ đến 
160 E­150 W
27,50C là ngưỡng quan trọng để
 gây mưa
Vùng mà các thay đổi ở nhiệt độ bề 
mặt là quan trọng cho việc  dịch 
1700W­1200W
chuyển vùng mưa (trong điều kiện 
bình thường ở phía Tây TBD)
0

0

Hình 1.12. Các vung NINO trên TBD
̀
(Nguồn a)
1.1.4 Các chỉ số xác định hiện tượng ENSO
Dao động khí áp theo chiều Đông­ Tây xích đạo TBD và nhiệt độ mặt nước  
biển các khu vực NINO là hai dấu hiệu dễ   được nhận thấy khi xảy ra hiện  
tượng ENSO. Các nhà khoa học đã lấy hai thông số  này làm chỉ  tiêu định lượng 
trong việc nghiên cứu hiện tượng ENSO. Có hai chỉ  số  thông dụng được nhiều  
nhà nghiên cứu sử dụng. Đó là SOI và SSTA. Ngoài ra còn có nhiều chỉ  số khác  
được sử dụng hỗ trợ để phản ánh diễn biến va tac đông c
̀ ́ ̣
ủa ENSO.
a)Chỉ số dao động nam SOI (Southern Oscillation Index)
13

Dao động nam (SO) là dao động quy mô lớn từ  năm này qua năm khác của 
trường khí áp mặt biển giữa vùng phía Đông và phía Tây xích đạo TBD. 
Sự  biến động của áp suất bề  mặt biển trong các thời kì ENSO được xác  
định bằng chỉ số dao động Nam SOI.
Để đánh giá độ lớn của Dao động Nam, người ta sử dụng chỉ số Dao động  
nam (Southern Oscillation Index ­ SOI). Chỉ số này được xây dựng dựa trên hiệu 
khí áp giữa trạm Tahiti (đại diện cho vùng trung tâm xích đạo TBD) và trạm  
Darwin (đặc trưng cho vùng Tây TBD xích đạo). Cụ thể:

SOI 10

Ps Ps
δ(Ps)  

(1.1)

Trong đó: 
Ps = Ps(T) – Ps(D)
Ps(T) và Ps(D) là khí áp mực nước biển trung bình tháng tại trạm  
Tahiti (17,50S, 149,60W) và trạm Darwin (12,40S và 130,90E) tương 
ứng.

Ps  là giá trị trung bình tháng trong thời kỳ nghiên cứu của Ps.
δ(Ps) là độ lệch chuẩn trong tháng của Ps.

10 là giá trị quy ước được nhân thêm vào.
Darwin và Tahiti được dùng như vị trí để tính SOI, đó là các trạm nằm ở các  
vị trí địa lý hai đầu đông tây của TBD, ở đây có sự biến động lớn nhất của khí áp 
qua các năm. Các khu vực này được coi như là trung tâm hoạt động của dao động 

nam.
SOI có giá trị dương càng lớn thì hoàn lưu Walker càng mạnh.
Trong trường hợp SOI có giá trị  âm, không khí  ở  tầng thấp có thể  chuyển  
động theo chiều ngược lại, nghĩa là từ Tây sang Đông.
Giá trị  âm của SOI càng lớn thì hiện tượng El Nino càng mạnh, ngược lại  
giá trị dương của SOI càng cao thì hiện tượng La Nina càng mạnh.
Độ lớn của SOI phản ánh mức chênh lệch khí áp mặt biển giữa vùng trung  
tâm và vùng phía Tây TBD xích đạo. Nó sẽ  dao động trong khoảng từ  ­35 đến 
+35. Nhin chung khi SOI
̀
́ ơi th
́ ơi ky El Nino, khi SOI
̀ ̀
́ ơi th
́ ơì 
 âm ưng v
 dương ưng v
ky La Nina (vi du nh
̀
́ ̣ ư  hinh 1.12: mau đo mang gia tri âm biêu thi th
̀
̀
̉
́ ̣
̉
̣ ời ky co El
̀ ́  
Nino, mau xanh mang gia tri d
̀
́ ̣ ương biêu thi th

̉
̣ ời ky co La Nina).
̀ ́
14


Hình 1.13. Chi sô SOI th
̉ ́
ơi ky 1880­2010
̀ ̀
Theo GS.TSKH Nguyên Đ
̃ ưc Ng
́
ư, môt th
̃ ̣ ời ky nêu keo dai liên tuc t
̀ ́ ́ ̀
̣ ừ 6 
thang tr
́
ở lên co tri sô SOI
́ ̣ ́
̀
ượt 5 thang l
́ ơn h
́ ơn hoăc băng 5 đ
̣
̀
ược 
T­D trung binh tr
xem la môt đ

̀ ̣ ợt La Nina con nho h
̀
̉ ơn hoăc băng ­5 đ
̣
̀
ược xem la môt đ
̀ ̣ ợt El Nino. 
Trong đo, đ
́ ợt co chi sô SOI ≤ ­15  hoăc ≥15 keo dai liên tuc t
́ ̉ ́
̣
́ ̀
̣ ừ 6 thang tr
́
ở lên thi ̀
được coi la môt đ
̀ ̣ ợt El Nino manh hoăc môt đ
̣
̣
̣ ợt La Nina manh.
̣
b) Dị thường nhiệt độ mặt nước biển SSTA (Sea Surface Temperature Anomaly)
Sự nóng lên hay lạnh đi dị thường của nước biển, thường kéo theo sự thay  
đổi của nhiều yếu tố liên quan khác xảy ra trên vùng nhiệt đới TBD nên các trị 
số  nhiệt độ  mặt nước biển (SST) hoặc chuẩn sai của nó (SSTA) tại các vùng 
NINO thường được dùng như những đặc trưng chủ yếu của hiện tượng ENSO.
Dị  thường nhiệt độ  mặt nước biển (SSTA) hay còn được gọi là chuân sai
̉
 
nhiệt độ mặt nước biển bề mặt. Chỉ số ENSO áp dụng trên cả Việt Nam và toàn 

thế giới  thường được sử dụng SSTA của các vùng NINO.
Trong các chu kỳ  ENSO, nhiệt độ  mặt nước biển giữa Đông và Tây TBD  
xích đạo thường biến đổi mạnh mẽ, đặc biệt ở vùng biển phía Đông. Trong các 
thời kỳ El Nino, SSTA  ở vùng phía đông xích đạo TBD thường cao hơn thời kỳ 
La Nina. 
Chi sô ENSO vê di th
̉ ́
̀ ̣ ương măt n
̀
̣ ươc biên SSTA khu v
́
̉
ực xich đao TBD v
́
̣
ơí 
cac phân vung NINO, th
́
̀
ương la khu v
̀
̀
ực co biên đông manh nhât khi xay ra hiên
́ ́ ̣
̣
́
̉
̣  
tượng ENSO. Tuy nhiên môi quôc gia lai co nh
̃

́
̣
́ ưng chi tiêu xac đinh ENSO v
̃
̉
́ ̣
ới  
15