Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.9 MB, 127 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
***************
Nguyễn Thị Lan
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ENSO TỚI MƯA GIÓ
MÙA MÙA HÈ TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội 2013
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*******************
Nguyễn Thị Lan
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ENSO TỚI MƯA GIÓ
MÙA MÙA HÈ TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM
Chuyên ngành: Khí tượng – Khí hậu học
Mã số: 60440222
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRẦN QUANG ĐỨC
Hà Nội – 2013
Lời cảm ơn
Để hoàn thành luận văn này, trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và
sâu sắc nhất tới TS. Trần Quang Đức – bộ môn Khí tượng và Khí hậu học người
đã định hướng và trực tiếp hướng dẫn tôi từ lúc bắt đầu thực hiện luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô và các cán bộ trong khoa Khí tượng –
Thủy văn Hải dương học cùng các cán bộ Phòng sau đại học, trường Đại học
Khoa học Tự nhiên đã cung cấp cho tôi những kiến thức chuyên môn quý giá, giúp
đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian tôi học tập và hoàn thành luận
văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo Viện Khoa học Khí tượng thủy
văn và môi trường, đặc biệt là các anh chị và các bạn đồng nghiệp trong Trung tâm
nghiên cứu Biển và tương tác Biển Khí quyển đã cho tôi nhiều kiến thức, kinh
nghiệm và tạo điều kiện về thời gian cho tôi tham gia học tập.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân và bạn
bè đã luôn động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập.
Trong quá trình thực hiện, luận văn không tránh khỏi có nhiều thiếu sót, vì
vậy, tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô, các anh chị và các bạn đồng
nghiệp để luận văn có thể hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2013
Học viên
Nguyễn Thị Lan
i
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
...........................................................................................................
i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
.......................................
iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
................................................................................
vi
DANH MỤC HÌNH VẼ
.....................................................................................
vii
..............................................................................................................................
x
ĐẶT VẤN ĐỀ
......................................................................................................
1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ENSO VÀ
ẢNH HƯỞNG CỦA ENSO
....................................................................................
4
1.1. Những nghiên cứu trên thế giới về ENSO và ảnh hưởng của ENSO
4
...................................................................................................................................
1.2. Những nghiên cứu tại Việt Nam về ENSO và ảnh hưởng của ENSO
17
.................................................................................................................................
CHƯƠNG II: NGUỒN SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.1. Nguồn số liệu
.........................................................................................
23
2.1.1. Số liệu ENSO
....................................................................................
23
2.1.2. Số liệu hoàn lưu
................................................................................
23
2.1.3. Số liệu mưa
......................................................................................
24
2.2. Phương pháp nghiên cứu
.....................................................................
27
2.2.1. Phương pháp xác định thời kì ENSO
................................................
27
2.2.2. Phương pháp phân nhóm các mùa gió mùa mùa hè ENSO
...............
32
2.2.3. Phương pháp xác định chỉ số gió mùa, mưa gió mùa và một số đặc
trưng gió mùa ở Việt Nam
.................................................................................
37
2.2.4. Phương pháp phân tích đánh giá ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa
mùa hè và mưa gió mùa mùa hè
..........................................................................
40
CHƯƠNG III: ẢNH HƯỞNG CỦA ENSO TỚI GIÓ MÙA MÙA HÈ VÀ
MƯA GIÓ MÙA MÙA HÈ Ở VIỆT NAM
..........................................................
42
3.1. Xu thế biến động một số đặc trưng ENSO thời kỳ 1950 2010
42
.....
3.2. Xu thế biến động một số đặc trưng gió mùa thời kỳ 1950 2010 . 49
.
i
3.3. Ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam
52
.................................................................................................................................
3.3.1. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển
....................
53
3.3.2. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu
........................
57
3.3.3. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển
....................
60
3.3.4. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu
.......................
63
3.3.5. Nhận xét chung
..................................................................................
66
3.4. Ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt
Nam
.........................................................................................................................
69
3.4.1. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển
....................
70
3.4.2. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu
.......................
75
3.4.3. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển
...................
80
3.4.4. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu
.......................
84
KẾT LUẬN
........................................................................................................
88
KIẾN NGHỊ
........................................................................................................
89
Tài liệu tiếng Việt
............................................................................................
91
Tài liệu tiếng Anh
.............................................................................................
92
PHẦN PHỤ LỤC
..............................................................................................
95
ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu viết
tắt
AIMR (AIRI)
ATL3I
AUSMI
BEI
BOM
CSHL
CSĐL
CPC
CI1
CI2
DU2 (SEAMI),
(MCI2)
EAMI
EASMI
ENSO
ESMI
IMI
IRI
Từ gốc
Ý nghĩa
Chỉ số mưa gió mùa toàn
Ấn Độ
Chỉ số hoàn lưu khu vực
Atlantic index
Đại Tây Dương
Australian Summer Monsoon Chỉ số gió mùa mùa hè khu
Index
vực Australia
The Best ENSO Index
Chỉ số ENSO tốt nhất
Bureau of Meteorology
Văn phòng Khí tượng Úc
Chỉ số hoàn lưu sử dụng
Chỉ số hoàn lưu
cho khu vực Nam Trung
Bộ, Việt Nam
Chỉ số đối lưu sử dụng cho
Chỉ số đối lưu
khu vực Nam Trung Bộ,
Việt Nam
Trung tâm Dự báo khí hậu
Climate Prediction Center
Hoa Kỳ
Chỉ số hoàn lưu khu vực Ấn
Convection Index 1
Độ
Chỉ số hoàn lưu khu vực
Convection Index 2
Nam Á
The difference between the
westerly zonal wind
Chỉ số hoàn lưu vĩ hướng
anomalies averaged over two Đông Nam Á
regions
Chỉ số gió mùa khu vực
East Asian Monsoon Index
Đông Á
East Asian Summer
Chỉ số gió mùa mùa hè khu
Monsoon Index
vực Đông Á
Hiện tượng El Nino và dao
El NinoSouthern Oscillation
động nam
East Asian subtropical
Chỉ số gió mùa mùa hè khu
summer monsoon index
vực cận nhiệt đới Đông Á
The Indian summer Monsoon Chỉ số gió mùa mùa hè khu
Index
vực Ấn Độ
International Research
Viện nghiên cứu Quốc tế
Institute for Climate and
về Khí hậu và Xã hội
AllIndia Monsoon Rainfall
(All Indian Rainfall Index)
iii
Ký hiệu viết
tắt
Issm
GI
ME
MEI
MHI
NOAA
OLR
ORLI
RM1
RM2 (EAMI)
SCSSM
SCSMI
SOI
SSI1
SSI2
SST
SSTA
U bengal
UEOF1
Từ gốc
Ý nghĩa
Society
Subtropical Summer
Monsoon Index
Chỉ số gió mùa mùa hè khu
vực cận nhiệt đới
Chỉ số gió mùa mùa hè khu
Guo Index
vực Châu Á – Thái Bình
Dương
Phương pháp phân tích phổ
Max Entropy
đơn (phổ Entropy cực đại)
Multivariate ENSO Index
Chỉ số ENSO tổng hợp
Monsoon Hadley Circulation Chỉ số hoàn lưu gió mùa
Index
Hadley
Cục quản lý Đại dương và
National Oceanic and
Khí quyển Quốc gia Hoa
Atmospheric Administration
Kỳ
Outgoing Longwave
Bức xạ phát xạ sóng dài
Radiation
Outgoing Longwave
Chỉ số bức xạ phát xạ sóng
Radiation Index
dài
Chỉ số mưa khu vực Ấn Độ
Rain Monsoon index
mở rộng
Regional Monsoon Index
Chỉ số gió mùa khu vực
(East Asian Monsoon Index) Đông Á
South China Sea Summer
Chỉ số gió mùa mùa hè khu
Monsoon
vực Biển Đông
South China Sea Monsoon
Chỉ số gió mùa khu vực
Index
Biển Đông
Southern Oscillation Index
Chỉ số dao động nam
Chỉ số hoàn lưu gió mùa
Southerly shear Index
mùa hè khu vực Ấn Độ
Chỉ số hoàn lưu gió mùa
Southerly shear Index
mùa hè khu vực Nam Á
Sea Surface Temperature
Nhiệt độ bề mặt nước biển
Sea Surface Temperature
Chuẩn sai nhiệt độ bề mặt
Anomaly
nước biển
Gió vĩ hướng trung
Chỉ số hoàn lưu gió mùa
bình mực 850 hPa trên vịnh khu vực Vịnh Bengal
Bengal
The first Empirical
Chỉ số hoàn lưu khu vực
Orthogonal Function mode Đông Á
iv
Ký hiệu viết
tắt
WMO UNEP
ICSU
UNESCO
WNPMI
Từ gốc
Ý nghĩa
of the 850 hPa zonal wind
World Meteorological
Oganization United Nations
Environment Programme
International Council for
Science United Nations
Educational, Scientific and
Cultural Organization
Western Norht Pacific
Monsoon Index
WYI
Weber and Yang Index
ZI
The mean 850 mb Zonal
winds over the western
equatorial Atlantic Index
XTNĐ
Xoáy thuận nhiệt đới
v
Tổ chức Khí tượng thế giới
– Chương trình Môi trường
của Liên hợp quốc – Hội
đồng Khoa học quốc tế
Tổ chức Giáo dục, Khoa
học và Văn hoá của Liên
Hợp Quốc
Chỉ số gió mùa khu vực Tây
Bắc Thái Bình Dương
Chỉ số hoàn lưu của Weber
và Yang
Chỉ số hoàn lưu vĩ hướng
khu vực Tây Đại Tây
Dương xích đạo
Vùng áp thấp có hoàn lưu
ngược chiều kim đồng hồ ở
Bắc bán cầu
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Một số chỉ số gió mùa
....................................................................
11
Bảng 2.1: Các trạm khí tượng được sử dụng trong nghiên cứu
................
25
Bảng 2.2: Các đợt El Nino được xác định theo tiêu chuẩn thứ nhất
..........
28
Bảng 2.3: Các đợt La Nina được xác định theo tiêu chuẩn thứ nhất
.........
29
Bảng 2.4: Các đợt El Nino được xác định theo tiêu chuẩn thứ hai
.............
29
Bảng 2.5: Các đợt La Nina được xác định theo tiêu chuẩn thứ hai
............
30
Bảng 2.6: Kết quả phân loại các mùa gió mùa mùa hè El Nino
...................
35
Bảng 2.7: Kết quả phân loại các mùa gió mùa mùa hè La Nina
..................
35
Bảng 3.1: Kết quả tính toán chuẩn sai các đặc trưng gió mùa đối với
nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển
.......................................................
56
Bảng 3.2: Kết quả tính toán chuẩn sai các đặc trưng gió mùa đối với
nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu
...........................................................
59
Bảng 3.3: Kết quả tính toán các đặc trưng gió mùa đối với nhóm mùa gió
mùa mùa hè La Nina phát triển
...............................................................................
63
Bảng 3.4: Kết quả tính toán các đặc trưng gió mùa đối với nhóm mùa gió
mùa mùa hè La Nina suy yếu
...................................................................................
66
Bảng 3.5: Chuẩn sai các đặc trưng trung bình theo từng nhóm
.................
67
mùa gió mùa mùa hè
..........................................................................................
67
Bảng 3.6: Giá trị chuẩn sai lượng mưa và chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa
gió mùa mùa hè đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển
.............
70
Bảng 3.7: Giá trị chuẩn sai lượng mưa và chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa
gió mùa mùa hè đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu
.................
76
Bảng 3.8: Giá trị chuẩn sai lượng mưa và chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa
gió mùa mùa hè đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển
............
81
Bảng 3.9: Giá trị chuẩn sai lượng mưa và chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa
gió mùa mùa hè đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu
................
84
vi
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ hoàn lưu Walker
.....................................................................
6
Hình 1.2: Giới hạn các khu vực Nino
................................................................
6
Hình 2.1: Vị trí các trạm khí tượng sử dụng trong nghiên cứu
..................
27
Hình 2.2: Biến trình dị thường nhiệt độ bề mặt nước biển khu vực Nino
3 (a) và khu vực Nino 3.4 (b)
.....................................................................................
31
Hình 2.3: Sơ đồ khu vực tính chỉ số gió mùa SCSSM
...................................
40
Hình 3.1: Xu thế biến động thời gian kéo dài các đợt El Nino (a) và La
Nina (b)
.......................................................................................................................
43
Hình 3.2: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt ENSO
43
....
Hình 3.3: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt El Nino (a)
và
................................................................................................................................
45
La Nina (b)
..........................................................................................................
45
Hình 3.4: Xu thế biến động khoảng cách thời gian từ đợt El Nino tới đợt
La Nina kế tiếp (a) và từ đợt La Nina tới đợt El Nino kế tiếp (b)
.....................
46
Hình 3.5: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt ENSO
46
....
Hình 3.6: Xu thế biến động của cường độ các đợt El Nino (a) và La Nina
(b)
................................................................................................................................
47
Hình 3.7: Xu thế biến động của cường độ các đợt El Nino mạnh (a) và . 48
La Nina mạnh (b)
..............................................................................................
48
Hình 3.8: Biến trình ngày mở đầu gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 2010 . 49
Hình 3.9: Biến trình ngày kết thúc gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 2010 . 50
Hình 3.10: Biến trình thời gian kéo dài gió mùa mùa hè giai đoạn 1950
2010
.............................................................................................................................
50
Hình 3.11: Biến trình số nhịp gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 2010
.........
51
Hình 3.12: Biến trình thời gian kéo dài gió mùa mùa hè giai đoạn 1950
2010
.............................................................................................................................
52
Hình 3.13: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc mùa gió mùa (b)
thuộc nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển
..........................................
54
vii
Hình 3.14: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa thuộc nhóm mùa
gió mùa mùa hè El Nino phát triển
.........................................................................
55
Hình 3.15: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển
55
.....................................................................................................................................
Hình 3.16: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè El Nino phát
triển
............................................................................................................................
56
Hình 3.17: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc (b) mùa gió mùa
mùa hè El Nino suy yếu
...........................................................................................
58
Hình 3.18: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy
yếu
..............................................................................................................................
58
Hình 3.19: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu
59
....
Hình 3.20: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu
59
.....................................................................................................................................
Hình 3.21: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc (b) mùa gió mùa
mùa hè La Nina phát triển
.......................................................................................
61
Hình 3.22: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa mùa hè La Nina
61
..
phát triển
...........................................................................................................
61
Hình 3.23: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển
62
.....................................................................................................................................
Hình 3.24: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè La Nina phát
triển
............................................................................................................................
62
Hình 3.25: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc(b) mùa gió mùa
mùa hè La Nina suy yếu
...........................................................................................
64
Hình 3.26: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa mùa hè La Nina
suy yếu
.......................................................................................................................
64
Hình 3.27: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu
65
...
Hình 3.28: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu
65
.....................................................................................................................................
Hình 3.29: Chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El
Nino
.............................................................................................................................
71
phát triển
...........................................................................................................
71
viii
Hình 3.30: Phân bố chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa
hè
.................................................................................................................................
73
El Nino phát triển
..............................................................................................
73
Hình 3.31: Phân bố chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa đối với nhóm mùa gió
mùa mùa hè El Nino phát triển
................................................................................
74
Hình 3.32: Chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El
Nino
.............................................................................................................................
77
suy yếu
................................................................................................................
77
Hình 3.33: Phân bố chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa
hè
.................................................................................................................................
78
El Nino suy yếu
..................................................................................................
78
Hình 3.34: Phân bố tỷ chuẩn lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa
hè
.................................................................................................................................
79
El Nino suy yếu
..................................................................................................
79
Hình 3.35: Chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè
80
......
La Nina phát triển
.............................................................................................
80
Hình 3.36: Phân bố chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa
hè
.................................................................................................................................
82
La Nina phát triển
.............................................................................................
82
Hình 3.37: Phân bố tỷ chuẩn lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa
hè
.................................................................................................................................
83
La Nina phát triển
.............................................................................................
83
Hình 3.38: Chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La
Nina
.............................................................................................................................
85
suy yếu
................................................................................................................
85
Hình 3.39: Phân bố chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa
hè
.................................................................................................................................
86
La Nina suy yếu
.................................................................................................
86
Hình 3.40: Phân bố tỷ chuẩn lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa
hè
.................................................................................................................................
87
ix
La Nina suy yếu
.................................................................................................
87
x
xi
ĐẶT VẤN ĐỀ
Tương tác giữa đại dương và khí quyển tạo nên tính đa dạng trong hệ thống
khí hậu Trái Đất. ENSO (El Nino Southern Oscillation) là thuật ngữ được dùng để
chỉ hai hiện tượng El Nino và La Nina (hai pha của hiện tượng ENSO). Bản chất
của hiện tượng ENSO là thể hiện mối tương tác giữa đại dương và khí quyển
miền vĩ độ thấp Thái Bình Dương. El Nino (pha nóng của ENSO) là hiện tượng
nhiệt độ bề mặt nước biển phía Đông và trung tâm Thái Bình Dương xích đạo nóng
lên một cách dị thường, kéo dài khoảng một năm với chu kỳ không đều, khoảng 3
5 năm. La Nina (pha lạnh của ENSO) là hiện tượng nhiệt độ bề mặt nước biển phía
Đông Thái Bình Dương xích đạo lạnh đi so với bình thường. Dao động nam dùng
để chỉ sự dao động bập bênh khí áp bề mặt khu vực Đông Thái Bình Dương, Tây
Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương miền nhiệt đới và thường biến động mạnh
trong thời kỳ ENSO [5]. Các đợt El Nino hoặc La Nina thường xảy ra kế tiếp nhau,
có khi sau những hiện tượng này lại là điều kiện bình thường (không ENSO), cũng
có khi nhiều đợt El Nino hoặc nhiều đợt La Nina xảy ra nối tiếp nhau [5].
Hiện tượng ENSO diễn ra không chỉ gây ảnh hưởng tới vùng nhiệt đới Thái
Bình Dương mà còn tác động mạnh mẽ tới thời tiết khí hậu ở nhiều nơi khác trên
thế giới với mức độ khác nhau và rất đa dạng [5,6], những ảnh hưởng này có thể
tiếp tục kéo dài khi hiện tượng ENSO đã chấm dứt [ 47]. Đối với từng khu vực cụ
thể, có thể xác định được những ảnh hưởng chủ yếu có tính đặc trưng của mỗi
hiện tượng nói trên [6].
Trong những năm diễn ra El Nino, khu vực phía Đông Thái Bình Dương
vùng bờ Tây của Nam Mỹ và cận nhiệt đới Bắc Mỹ mưa nhiều và ẩm ướt hơn bình
thường, trong khi đó, ở miền Tây Thái Bình Dương và các vùng lân cận, sự phát
triển của đối lưu và mây mưa bị hạn chế do đó xảy ra điều kiện khô hạn hơn bình
thường, các hoạt động giông, bão, mưa giảm hẳn. ENSO là một trong những hiện
tượng được coi là gây nhiều hậu quả kinh tế xã hội ở nhiều vùng trên trái đất, do
đó, cơ chế hoạt động và những ảnh hưởng của ENSO đang là vấn đề được các nhà
khoa học quan tâm nghiên cứu.
Việt Nam là một nước thuộc vùng Đông Nam Á, lãnh thổ hẹp ngang kéo dài
từ bắc tới nam trên 15 vĩ độ, toàn bộ phía đông và phía nam giáp biển, phía tây Việt
Nam là lục địa Miến Điện, Ấn Độ, Ả Rập, phía bắc là lục địa Trung Quốc và
Siberia, lại nằm trong khu vực nội chí tuyến của Bắc bán cầu. Nằm ở vị trí đặc
biệt, khí hậu Việt Nam mang nhiều nét độc đáo, hầu như không so sánh được với
bất cứ một nơi nào khác trên thế giới. Một mặt, đó là những điều kiện hành tinh do
chế độ mặt trời khu vực nội chí tuyến quyết định, mặt khác, đó là khu vực chịu tác
động mạnh mẽ của hoàn lưu gió mùa. Cả hai nguyên nhân kết hợp với nhau trong
1
điều kiện phức tạp về địa lý đã dẫn tới những hệ quả vô cùng đặc sắc trong chế
độ thời tiết.
Ở nước ta, hoàn lưu gió mùa lấn át một cách rõ rệt hoàn lưu tín phong,
nhưng ở từng lúc, từng nơi, tín phong vẫn phát huy một phần tác dụng nào đó, tham
gia vào hoàn lưu gió mùa. Kết quả là xuất hiện một cơ chế hoàn lưu vừa phản ánh
những quy luật chung của hành tinh, vừa có tính chất địa phương. Chịu tác động
của nhiều hoàn lưu, dòng ẩm từ các trung tâm tác động khác nhau, hằng năm ở Việt
Nam tồn tại hai chế độ gió: gió mùa mùa đông và gió mùa mùa hè. Hoàn lưu gió mùa
mùa hè chịu sự chi phối của các trung tâm tác động chính bao gồm: áp cao cận nhiệt
đới Nam Ấn Độ Dương, áp thấp Ấn Độ Miến Điện, áp thấp gió mùa Vịnh Bengal,
áp cao cận nhiệt Bắc Thái Bình Dương, áp cao Châu Úc (Nam Bán Cầu). Do đó,
hoàn lưu gió mùa mùa hè ở Việt Nam cần được xét đến trong toàn bộ cơ chế phức
tạp, không phải chỉ có những nguyên nhân nhiệt lực mà còn có cả nguyên nhân
động lực, không phải chỉ có những yếu tố khu vực mà còn cả những yếu tố hành
tinh, không phải chỉ có một cơ chế tác động riêng lẻ mà có nhiều cơ chế góp phần
tạo thành những hệ quả khí hậu làm sai lệch khá nhiều so với những diễn biến theo
chế độ bức xạ mặt trời.
Gió mùa mùa hè hoạt động trong khoảng tháng 5 tới tháng 10, mạnh nhất vào
khoảng tháng 6 tới tháng 8 bao trùm toàn bộ vùng lãnh thổ nước ta với hướng gió
thịnh hành Tây Nam đôi khi có xen kẽ gió Đông Nam và gió cực đới. Hệ quả thời
tiết do gió mùa mùa hè gây ra là mưa nhiều, mưa rào và dông ở miền Bắc và miền
Nam, trong khi đó ở miền Trung, hoạt động của gió Tây khô nóng trở nên mạnh mẽ
do hiệu ứng chắn gió của dãy Trường Sơn. Các hiện tượng mưa lớn hay hạn hán
trong thời kỳ gió mùa mùa hè có quan hệ chặt chẽ với diễn biến của chế độ gió
mùa thông qua các đặc trưng như ngày mở đầu, ngày kết thúc, số nhịp, cường độ
của gió mùa mùa hè. Đặc biệt, thời điểm bùng nổ gió mùa mùa hè có liên quan chặt
chẽ đến sự thay thế đột ngột mùa khô bởi mùa mưa trong chu kỳ hàng năm. Sự
biến động ngày mở đầu và hoạt động của gió mùa mùa hè là nguyên nhân dẫn đến
những thảm họa thiên nhiên như lũ lụt, hạn hán trên một phạm vi rộng lớn, do đó,
có vai trò quan trọng đối với các hoạt động kinh tế, xã hội, quản lý tài nguyên nước,
phòng chống thiên tai, đặc biệt đối với một quốc gia nông nghiệp như Việt Nam.
ENSO xuất hiện làm thay đổi các trung tâm nhiệt trên các đại dương, cả về vị trí
lẫn quy mô, làm biến đổi tính chất của các khối khí trên bề mặt, làm thay đổi và
biến dạng các hoàn lưu chính trong vùng nhiệt đới như hoàn lưu Walker và Hadley.
Nằm trong khu vực nội chí tuyến, kế cận phần phía Tây của hoàn lưu Walker trên
Thái Bình Dương, chế độ hoàn lưu ở Việt Nam chịu ảnh hưởng lớn của hiện tượng
ENSO. Vì vậy, ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè là vấn đề cần được
quan tâm, không chỉ có ý nghĩa trong nghiên cứu mà còn có vai trò quan trọng trong
2
nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội. Ảnh hưởng của ENSO trước hết thể hiện qua ảnh
hưởng tới cơ chế hoàn lưu trong khu vực, do đó kéo theo những đặc điểm về thời
tiết khí hậu của Việt Nam. Có thể thấy rằng, hiện nay trên thế giới có rất nhiều
những công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của ENSO tới các yếu tố khí tượng nói
chung. Tuy nhiên các nghiên cứu hầu hết là tính toán cho một khu vực rộng lớn mà
chưa quan tâm nhiều tới khu vực nhỏ. Đối với hoàn lưu gió mùa mùa hè, những
nghiên cứu ở Việt Nam ít quan tâm tới lượng mưa gió mùa mùa hè mà thường quan
tâm tới lượng mưa năm. Nhằm góp phần làm rõ ảnh hưởng của ENSO tới hoàn lưu
gió mùa và mưa gió mùa mùa hè, luận văn lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng
của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam”. Mục tiêu của luận văn
là nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới hoạt động của gió mùa mùa hè và mưa gió
mùa mùa hè thông qua những đặc điểm như ngày mở đầu, ngày kết thúc, cường độ,
số nhịp gió mùa dựa trên việc tính toán các chỉ số và phân tích đánh giá ảnh hưởng
của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa gió mùa mùa hè.
Cấu trúc của luận văn bao gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan những nghiên cứu và ảnh hưởng của ENSO
Chương 2: Nguồn số liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè và mưa gió mùa
mùa hè ở Việt Nam
3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ENSO VÀ ẢNH
HƯỞNG CỦA ENSO
1.1. Những nghiên cứu trên thế giới về ENSO và ảnh hưởng của ENSO
Nguyên nhân hình thành, cơ chế hoạt động của ENSO đã được các nhà khoa
học nghiên cứu từ rất sớm. Ngay từ thập kỷ 20 của thế kỷ trước, Gibert Walker đã
nhận thấy có sự liên quan giữa khí áp ở phía Tây và phía Đông Thái Bình Dương,
đồng thời nhận thấy hiện tượng hạn hán ở khu vực Indonesia, Australia, Ấn Độ và
mùa đông Bắc Mỹ ấm hơn bình thường khi khí áp ở bờ Đông Thái Bình Dương
giảm. Tuy nhiên, do điều kiện thiếu thốn về số liệu cũng như hạn chế về khoa học
công nghệ nên lúc bấy giờ, các nhà khoa học chưa thể làm rõ được mối liên hệ này.
Khoảng 4 thập kỉ sau đó, những nghiên cứu về nguyên nhân hình thành
ENSO do cơ chế hoàn lưu đã bước đầu được nghiên cứu. Vào giữa những năm
1960, từ những số liệu thu thập được nhà khoa học Jakob Bjerknes nhận thấy thông
thường khí áp phía Đông cao hơn phía Tây Thái Bình Dương, do đó dòng tín phong ở
khu vực xích đạo thổi từ Đông sang Tây. 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 Thái
Bình Dương. 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 Thái Bình Dương 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 (Hình 1.1).
Chênh lệch nhiệt độ và khí áp giữa Đông và Tây Thái Bình Dương càng lớn, hoàn
lưu Walker càng mạnh, ngược lại, chênh lệch nhiệt độ và khí áp giảm, hoàn lưu
Walker yếu đi. Ông cho rằng, hiện tượng ENSO có liên quan tới sự suy yếu của đới
gió Đông tín phong chứ không chỉ là sự nóng lên cục bộ của nước biển ngoài khơi ở
khu vực Nam Mỹ. 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 Thái Bình
Dương cao hơn phía Đông, 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 Thái
Bình Dương, được gọi là “nêm nhiệt”. Độ sâu của nêm nhiệt bờ phía Tây khoảng
200m, giảm dần về bờ phía Đông chỉ còn vài chục mét. 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 nêm nhiệt giảm đi
[6].
Khi có thêm các nguồn số liệu, cơ chế hoạt động của ENSO trong mối tương
tác đại dương khí quyển tiếp tục được làm rõ. Do cường độ của hoàn lưu Walker
4
có liên quan tới sự chênh lệch khí áp giữa vùng trung tâm (trạm Tahiti) và phía Tây
Thái Bình Dương (trạm Darwin), vì vậy người ta sử dụng hiệu số khí áp giữa hai
trạm đặc trưng này để đánh giá cường độ của hoàn lưu Walker cũng như của
ENSO. Giá trị âm SOI (South Oscillation Index) càng lớn thì El Nino càng mạnh,
ngược lại, giá trị dương SOI càng lớn thì La Nina càng mạnh.
Sự nóng lên của nước biển bề mặt cùng với sự thay đổi của nhiều yếu tố
liên quan khác xảy ra trên toàn bộ vùng nhiệt đới Thái Bình Dương, do đó các trị số
nhiệt độ bề mặt nước biển (SST Sea Surface Temperature) và chuẩn sai của nó
(SSTA Sea Surface Temperature Anomaly) thường được sử dụng để đặc trưng cho
ENSO. Ý nghĩa vật lý của việc sử dụng SST của các khu vực đặc trưng cho hoạt
động của ENSO được giải thích như sau: trên Đại Tây Dương và Thái Bình Dương,
các nhà khoa học đã xác định được những vùng cán cân nhiệt cao và gọi đó là những
“vùng hoạt nhiệt” hoặc những “ổ tương tác đại dương khí quyển”. Khái niệm về
vùng hoạt nhiệt này giúp lựa chọn hướng nghiên cứu trong lĩnh vực tương tác đại
dương khí quyển phạm vi lớn: chỉ số chính ảnh hưởng của đại dương lên hoàn
lưu khí quyển và thời tiết có thể là những dị thường của nhiệt độ nước biển, nhờ
nó có sự phân bố lại các dòng chảy, tạo thành những nét chung trường nhiệt của
đại dương. Hiện nay, nhiều chỉ số ENSO được tính toán thông qua trị số chuẩn sai
nhiệt độ bề mặt nước biển tại bốn khu vực (được gọi là các khu vực Nino), bao
gồm: khu vực Nino 1+2 (0 10°S, 90 80°W); khu vực Nino 3 (5°N 5°S, 150
90°W); khu vực Nino 4 (5°N 5°S, 160°E 150°W) và khu vực Nino 3.4 (5°N 5°S,
170°E 150°W) [52] (Hình 1.2).
Ngoài chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển khu vực nhiệt đới Thái Bình
Dương (SSTA) và chỉ số dao động nam (SOI), ENSO còn được thể hiện qua nhiều
đặc trưng khí tượng hải văn khác như gió ở các tầng, bức xạ sóng dài, khí áp, mực
nước biển,...Do đó, diễn biến của những đặc trưng này cũng có thể phản ánh ở
mức độ nhất định diễn biến của hiện tượng ENSO và cũng thường được sử dụng
như một chỉ tiêu hỗ trợ khi phân tích hiện tượng này. Do hiện tượng ENSO được
biểu hiện qua nhiều đặc trưng khí tượng và hải văn không hoàn toàn đồng pha với
nhau, do đó các nhà khoa học đã đưa ra ý tưởng xây dựng những chỉ số tổng hợp
bao gồm nhiều đặc trưng khác nhau được liên kết với nhau bằng một cơ cấu nào đó
để có thể phản ánh được đầy đủ hơn diễn biến thực của nó [19].
Năm 1999, chỉ số ENSO tổng hợp (MEI Multivariate ENSO Index) bao gồm
6 tham biến: khí áp mặt biển, gió kinh hướng, gió vĩ hướng, nhiệt độ mặt nước
biển, nhiệt độ không khí và tỷ lệ mây tổng quan bao phủ bầu trời đã được đề xuất.
Từ các trường đặc trưng ban đầu, người ta chuẩn hóa theo tổng phương sai của
mỗi trường, xác định thành phần chính thứ nhất của ma trận hiệp phương sai của
5
trường đã tổng hợp, từ đó xác định giá trị của MEI. MEI có giá trị dương tương ứng
với pha El Nino, ngược lại, giá trị âm tương ứng với pha La Nina [34]. Một số chỉ
số khác cũng được sử dụng để đánh giá ENSO như: SSTA khu vực Ấn Độ Dương,
chỉ số tín phong ở mực 850 hPa khu vực trung tâm Thái Bình Dương, chỉ số tín
phong ở mực 850 hPa khu vực Đông Thái Bình Dương, phát xạ sóng dài trong khu
vực xích đạo giữa các kinh độ 160° E và 160 °W, trị số chuẩn hóa khí áp mực biển
khu vực Indonesia, Đông Thái Bình Dương xích đạo, SOI xích đạo [3,11].
(a)
(b)
Hình 1.1: Sơ đồ hoàn lưu Walker
a) Điều kiện bình thường, b) Điều kiện El Nino
(Nguồn: Cục quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia Hoa Kỳ NOAA)
Hình 1.2: Giới hạn các khu vực Nino
Cùng với việc ra đời của các chỉ số ENSO, một vấn đề được các nhà khoa
học quan tâm là sử dụng các chỉ số trên trong việc xác định pha ENSO và các đợt
ENSO như thế nào? Đây là điều rất cần thiết trong đánh giá tác động của ENSO
cũng như nghiên cứu quy luật diễn biến của nó. Trong nhiều nghiên cứu, các pha và
đợt ENSO thường được xác định thông qua chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển
các khu vực Nino, tuy nhiên, khu vực Nino sử dụng để tính SSTA, ngưỡng giá trị
6
SSTA của các pha ENSO và thời gian kéo dài trung bình trượt của SSTA có thể khác
nhau. Một số nghiên cứu khác lại sử dụng chỉ số SOI để xác định các pha ENSO.
Trong một số tài liệu của cơ quan khí tượng Úc, đợt ENSO được xác định là
những tháng có SSTA của khu vực Nino 3 vượt ngưỡng ±1°C, còn trong dự báo của
Văn phòng Khí tượng Úc (BOM – Bureau of Meteorology) ngưỡng xác định pha
ENSO là ±0.8°C. Viện Nghiên cứu Khoa học Trái đất (Institute of Earth Sciences)
lấy ngưỡng là 0,9°C đối với SSTA khu vực Nino 3.4 để xác định đợt ENSO, các
công trình tại Mỹ lại sử dụng ngưỡng ±0.5°C đối với khu vực này [19]. Trong công
trình nghiên cứu “Hiện tượng El Nino 1997 1998: một thể nghiệm khoa học và kĩ
thuật” được công bố năm 1999 của WMO UNEP ICSU UNESCO đã nêu ra chỉ
tiêu để xác định thời kì El Nino của tác giả Trenberth (1997) như sau: El Nino là
khoảng thời gian có trung bình trượt 5 tháng của SST khu vực Nino 3.4 vượt giới
hạn 0,4°C, kéo dài ít nhất 6 tháng. Viện nghiên cứu Quốc tế về Khí hậu và Xã hội
(International Research Institute for Climate and Society, IRI) cũng sử dụng định
nghĩa này, tuy nhiên Trenberth cho rằng định nghĩa này cần được phát triển thêm
[45].
Không sử dụng SST tại các khu vực Nino, cơ quan khí tượng Nhật Bản đưa
ra định nghĩa: đợt El Nino là thời kì có giá trị trung bình trượt 5 tháng của SSTA tại
khu vực (4°N 4°S, 150°W 90°W) vượt 0,5°C kéo dài 6 tháng trở lên. Cách xác
định này đã được nhiều tài liệu khác sử dụng nhưng thay bằng khu vực Nino 3, theo
đó thời kì có giá trị trung bình trượt 5 tháng của SSTA khu vực Nino 3 vượt ngưỡng
±0,5°C kéo dài 6 tháng trở lên được coi là một đợt ENSO [6,19,52]. Cũng sử dụng
định nghĩa của cơ quan khí tượng Nhật Bản, nhưng có bổ sung, Pao Shin Chu và
Jianxin đưa ra cách xác định: El Nino là thời kì có trung bình trượt 5 tháng của SSTA
khu vực Nino 3 vượt 0,5°C kéo dài 6 tháng nhưng phải có ít nhất 1 tháng có SSTA
vượt 1°C [40]. Trung tâm Dự báo khí hậu Hoa Kỳ (CPC Climate Prediction Center,
sử dụng SSTA khu
vực Nino 3.4 để xác định ENSO theo mùa bằng cách tính trung bình trượt 3 tháng, trị
số này lớn hơn 0,5°C (kéo dài ít nhất 5 tháng) tương ứng với El Nino và nhỏ hơn
0,5°C (kéo dài ít nhất 5 tháng) tương ứng với La Nina. Theo đó cách xác định cấp
cường độ của ENSO cũng được sử dụng: khi SSTA tại khu vực Nino 3.4 >1°C (<
1°C) tương ứng với El Nino (La Nina) trung bình và khi SSTA > 1,5°C (< 1,5°C)
tương ứng với El Nino (La Nina) mạnh [19].
Ngoài phương pháp sử dụng SSTA, năm 2006, thông qua cuộc điều tra của
Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) đối với các nước thành viên, Cục Khí tượng
Bangladesh đã đưa ra định nghĩa: El Nino, La Nina là thời kỳ liên tục kéo dài 3 tháng
trở lên có chỉ số SOI vượt ngưỡng ±5 [53]. Trong khi đó, nhiều tài liệu của Úc đã
7
lấy giá trị 10 làm ngưỡng: SOI nhỏ hơn 10 tương ứng với El Nino và lớn hơn 10
tương ứng với La Nina [19].
Các định nghĩa đã nêu sử dụng SST hoặc SOI để xác định pha ENSO, tuy
nhiên, diễn biến của SST không phải lúc nào cũng phù hợp với diễn biến của SOI,
vì vậy, nếu coi ENSO phải được thể hiện đồng thời ở cả đại dương và khí quyển
thì đánh giá ENSO cũng phải kết hợp hai chỉ số SSTA và SOI. Theo đó, năm 2000,
Smith, C.A và Sardeshmuck đã sử dụng kết hợp giữa hai chỉ số SSTA và Nino
3.4/SOI chuẩn hóa để đưa ra chỉ số BEI (the Best ENSO Index) cho từng tháng bằng
trung bình trượt 5 tháng của thời kì 1871 2004. Khi đó BEI dương biểu hiện pha
ENSO nóng và ngược lại. Tuy nhiên để xác định các đợt El Nino thì BEI phải vượt
giới hạn giá trị độ lệch chuẩn của chuỗi BEI tháng, cụ thể BEI là phải vượt giá trị
±0,96 [44]. Cùng với việc xác định trực tiếp các đợt ENSO thông qua các chỉ số đã
nêu ở trên, có thể sử dụng phương pháp phân tích phổ để khảo sát tính chu kì của
chuỗi các chỉ số biểu thị ENSO như SOI hoặc chỉ số tổ hợp SST Nino 3.4/SOI
[44].
Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, nguyên nhân hình thành,
cơ chế hoạt động cũng như ảnh hưởng của ENSO tới các điều kiện thời tiết khí
hậu ở những khu vực khác nhau đã thu hút được sự chú ý của các nhà khoa học trên
thế giới, nhất là trong những thập kỉ gần đây. Nghiên cứu cấu trúc của mực nước
biển trong các đợt El Nino cho thấy sự biến động của mực nước phụ thuộc vào vĩ
độ và sự khác nhau giữa các đợt ENSO và không ENSO. Sự dao động của ENSO
phụ thuộc rất lớn vào vào quá trình nhiệt động lực, trong đó bình lưu vĩ hướng và
nước trồi đóng vai trò quan trọng nhất [25].
Người ta vẫn thường cho rằng Ấn Độ Dương đóng vai trò rất lớn trong hoạt
động của gió mùa Châu Á. Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng sự biến đổi trong
chế độ gió mùa có liên quan với những biến động của nhiệt độ nước biển bề mặt
Thái Bình Dương. Những ảnh hưởng của ENSO tới một số yếu tố thời tiết khí hậu
ở nhiều nơi cũng được nghiên cứu. Trong [1,6] các tác giả cho thấy, ở khu vực Tây
Bắc Thái Bình Dương, hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới giảm đi trong điều kiện
El Nino, ngược lại trong điều kiện La Nina hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới
mạnh hơn bình thường. Một nghiên cứu của Rasmusson cho thấy trong thời kì El
Nino thường có sự thiếu hụt đáng kể lượng mưa khu vực Ấn Độ và Sri Lanka [ 42 ] .
Từ những kết quả nghiên cứu, các nhà khoa học đã xây dựng các mô hình dự báo
ENSO, bước đầu dự báo được sự bắt đầu, phát triển và suy yếu của El Nino trước
một vài tháng. Đồng thời tác động của ENSO tới thời tiết, khí hậu, đặc biệt là biến
động mùa và năm của nhiệt độ, lượng mưa cũng được các nhà khoa học chú ý. Các
chỉ số SOI, SST, mối quan hệ giữa các chỉ số này với số liệu khí hậu như nhiệt độ,
8
lượng mưa,...ở nhiều vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới được nhiều tác giả sử dụng
[14,29].
Những ảnh hưởng của ENSO trước hết làm thay đổi cơ chế hoàn lưu. Theo
Ropelewski và Helpert (1987), Ramusson và Wallace (1983), ENSO làm xáo trộn
hoàn lưu chung khí quyển và do đó làm rối các kiểu thời tiết. Trong các dòng hoàn
lưu thì gió mùa nói chung và gió mùa mùa hè nói riêng hình thành do hai nguyên nhân
chính: nguyên nhân động lực và nguyên nhân nhiệt lực. Nguyên nhân động lực thể
hiện ở sự dịch chuyển kinh hướng của các đới khí áp và gió theo mùa, phù hợp với
cán cân bức xạ mặt trời. Nguyên nhân nhiệt lực thể hiện ở sự phân bố không đều
của nhiệt độ giữa lục địa và đại dương trong hai mùa [ 50]. Do đó, hoàn lưu gió mùa
có liên quan tới những tương tác giữa đại dương và khí quyển hay nói cách khác, có
liên hệ với ENSO.
Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định có mối tương quan giữa gió
mùa mùa hè châu Á với hiện tượng ENSO. Tuy nhiên, tính biến động của gió mùa
liên quan tới ENSO lại mang tính địa phương rõ rệt [35]. Kết quả nghiên cứu mô
phỏng của Ju và Slingo (1994) cho thấy ảnh hưởng của El Nino đối với gió mùa quy
mô hành tinh biểu hiện qua sự chuyển động theo vĩ độ của dải hội tụ nhiệt đới
trên Indonesia trong mùa xuân ngay trước đó. Sự dịch chuyển của dải hội tụ nhiệt
đới gắn liền với dị thường của nhiệt độ bề mặt nước biển (SST) ở Tây Bắc Thái
Bình Dương. Joseph và cộng sự (1994) đã cho thấy tương quan tốt giữa ngày mở
đầu gió mùa mùa hè ở Kerala và nam Ấn Độ với dị thường SST ở Tây Bắc Thái
Bình Dương.
Nghiên cứu về khí hậu Việt Nam, tác giả Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc
đã khẳng định rằng gió mùa đóng vai trò rất quan trọng trong điều kiện khí hậu,
nhất là trong điều kiện khí hậu nhiệt đới vì những tác động đảo ngược với các quy
luật địa đới. Tuy nhiên, nghiên cứu về gió mùa thường chưa được chú ý đúng mức
và đánh giá đầy đủ trong các công trình khảo sát và phân tích ứng dụng khí hậu từ
xưa đến nay. Với những công cụ và kho số liệu hiện nay, người ta đã có thể biểu
thị cấu trúc, đặc điểm diễn biến của gió mùa khu vực rất phong phú và đa dạng.
Tuy nhiên, một công cụ cổ điển nhưng khá hiệu quả là việc xây dựng các chỉ số khí
hậu nhằm thể hiện một cách tổng hợp và đặc trưng nhất những đặc điểm, sự diễn
biến của các hiện tượng khí tượng cần quan tâm cũng đã được nhiều chuyên gia gió
mùa sử dụng. Đó là việc sử dụng các chỉ số gió mùa. Để xây dựng các chỉ số gió
mùa, trước hết người ta dựa vào định nghĩa và bản chất vật lý của nó, chọn ra
những yếu tố và khu vực đặc trưng, những hệ thống gió mùa cần quan tâm. Từ định
nghĩa về gió mùa, người ta khảo sát sự tương phản của gió thông qua các bản đồ
tích hoặc hiệu của các thành phần kinh, vĩ hướng của véc tơ gió giữa hai mùa, xác
9
định những khu vực gió có sự đổi hướng trong năm [20]. Cho tới nay, những chỉ số
gió mùa thường được sử dụng bao gồm: Chỉ số về lượng mưa (dựa trên lượng mưa
trung bình các tháng gió mùa); Chỉ số hoàn lưu (dựa trên sự chênh lệch các thành
phần gió tại các mực khí áp); Chỉ số đối lưu (dựa trên lượng bức xạ phát xạ sóng
dài OLR),..Trong đó, các chỉ số về mưa thường được áp dụng ở những nước gió
mùa có liên quan tới chế độ nhiệt ẩm, đặc biệt là gió mùa mùa hè ở khu vực châu
Á. Ngoài ra, một số tác giả còn sử dụng chênh lệch khí áp mặt biển làm chỉ số gió
mùa, tuy nhiên, chỉ số này ít được sử dụng do trên các vùng vĩ độ thấp chênh lệch áp
nhỏ, không điển hình và khá phức tạp [20].
Trong bài báo nghiên cứu về chỉ số mưa gió mùa khu vực Ấn Độ của tác giả
Parthasarathy, chỉ số mưa gió mùa toàn Ấn Độ AIMR (All India Monsoon Rainfall)
được sử dụng để phản ánh hoạt động của gió mùa mùa hè. AIMR được tính trung
bình từ tất cả các tiểu vùng của Ấn Độ cho chuỗi số liệu nhiều năm [41]. Mặc dù
thể hiện được mức độ mạnh yếu của lượng mưa gió mùa trên toàn Ấn Độ nhưng
chỉ số AIMR chưa đại diện cho hoàn lưu gió mùa mùa hè trên quy mô lớn ở Nam Á
[23]. Chỉ số hoàn lưu WYI đã được sử dụng nhằm phản ánh tính biến động của gió
mùa châu Á, được tính là hiệu thành phần gió vĩ hướng giữa mực 850 hPa và mực
200 hPa trung bình trên khu vực nam Á. Tuy nhiên chỉ số AIMR và WYI lại không
có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, do đó, chỉ số mưa Ấn Độ mở rộng RM1 được
đưa vào sử dụng, được tính là tổng lượng mưa gió mùa mùa hè trên khu vực lục địa
Ấn Độ cộng với phần phía Bắc của Vịnh Bengal và phần phía Nam Trung Quốc,
bao trùm khu vực (10 30°N, 70 100°E). Chỉ số này có mối liên hệ khá tốt với chỉ
số hoàn lưu Hadley MHI (được tính bằng hiệu thành phần gió kinh hướng giữa 850
và 200 hPa cho chính khu vực có lượng mưa mở rộng nêu trên. MHI cũng có liên hệ
khá tốt với AIMR [30].
Một số chỉ số cho khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương, Nam Mỹ, Đại Tây
Dương, Ấn Độ Dương,...cũng được nghiên cứu và áp dụng như các chỉ số WNPMI,
AUSMI, ZI, SSI1, GI,...Tiếp đó, các tác giả đã đề cập một số chỉ số hoàn lưu cho
những khu vực khác nhau của gió mùa châu Á [23,48]. Khu vực Đông Nam Á có
phạm vi trải rộng theo hướng Đông Tây, bao trùm cả phía Tây Thái Bình Dương,
các chỉ số gió mùa xây dựng cho khu vực này phải đảm bảo phản ánh được sự biến
động của gió mùa trên một phạm vi rộng lớn. Chỉ số hoàn lưu và đối lưu trên khu
vực Đông Nam Á được tính toán dựa trên kết quả phân tích mối quan hệ giữa các
đặc trưng gió mùa khu vực nghiên cứu (10 20°N, 115 140°E). Hai chỉ số được lựa
chọn cho khu vực này bao gồm: Chỉ số hoàn lưu MCI 2 được tính bằng hiệu thành
phần gió vĩ hướng mực 850 hPa trung bình của khu vực (5 15°N, 90 130°E) và
khu vực (22,5 32,5°N, 110 140°E) tính trung bình cho mùa gió mùa từ tháng 6 tới
tháng 9; Chỉ số đối lưu được tính bằng chuẩn sai âm của bức xạ phát xạ sóng dài
10
