Luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ việt nam

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

ĐẶT VẤN ĐỀ

1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ENSO VÀ ẢNH
HƯỞNG CỦA ENSO
4
1.1. Những nghiên cứu về ENSO trên thế giới

4

1.2. Những nghiên cứu về ENSO tại Việt Nam

16

CHƯƠNG II: NGUỒN SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU22
2.1. Nguồn số liệu

22

2.1.1. Số liệu ENSO

22

2.1.2. Số liệu hoàn lưu

22

2.1.3. Số liệu mưa

23

2.2. Phương pháp nghiên cứu

25

2.2.1. Phương pháp xác định thời kì ENSO

25

2.2.1. Phương pháp phân nhóm các mùa gió mùa mùa hè ENSO

31

2.2.3. Phương pháp xác định chỉ số gió mùa, mưa gió mùa và một số đặc
trưng gió mùa ở Việt Nam
35
2.2.4. Phương pháp phân tích đánh giá ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa
mùa hè và mưa gió mùa mùa hè
38
CHƯƠNG III: ẢNH HƯỞNG CỦA ENSO TỚI GIÓ MÙA MÙA HÈ VÀ
MƯA GIÓ MÙA MÙA HÈ Ở VIỆT NAM
40
3.1. Xu thế biến động một số đặc trưng ENSO thời kỳ 1950 - 2010

40

3.2. Xu thế biến động một số đặc trưng gió mùa thời kỳ 1950 - 2010

47

3.3. Ảnh hưởng của ENSO tới gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam50
3.3.1. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển

51

3.3.2. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu

54

3.3.3. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển

57

3.3.4. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu

60

i


3.3.5. Nhận xét chung

63

3.4. Ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt
Nam
66
3.4.1. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển

66

3.4.2. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu

71

3.4.3. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển

76

3.4.4. Đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu

80

KẾT LUẬN

84

KIẾN NGHỊ

85

Tài liệu tiếng Việt

86

Tài liệu tiếng Anh

87

PHẦN PHỤ LỤC

90

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
Issm

Từ gốc
All-India Monsoon Rainfall
(All Indian Rainfall Index)

Ý nghĩa
Chỉ số mưa gió mùa toàn Ấn
Độ
Chỉ số hoàn lưu khu vực Đại
Atlantic index
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 cho
Chỉ số hoàn lưu
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 Monsoon Chỉ số gió mùa mùa hè khu

Index
vực Đông Á
Hiện tượng El Nino và dao
El Nino-Southern 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 về
Institute for Climate and
Khí hậu và Xã hội
Society
Subtropical Summer
Chỉ số gió mùa mùa hè khu
Monsoon Index
vực cận nhiệt đới
iii


Ký hiệu viết tắt

Từ gốc

GI

Guo Index

ME

Max Entropy

MEI
MHI
NOAA
OLR
ORLI
RM1

Multivariate ENSO Index
Monsoon Hadley Circulation
Index
National Oceanic and
Atmospheric Administration
Outgoing Longwave
Radiation
Outgoing Longwave
Radiation Index
Rain Monsoon index

SOI

Regional Monsoon Index
(East Asian Monsoon Index)
South China Sea Summer
Monsoon

South China Sea Monsoon
Index
Southern Oscillation Index

SSI1

Southerly shear Index

SSI2

Southerly shear Index

SST

Sea Surface Temperature
Sea Surface Temperature
Anomaly
Gió vĩ hướng trung
bình mực 850 hPa trên vịnh
Bengal
The first Empirical
Orthogonal Function mode
of the 850 hPa zonal wind
World Meteorological
Oganization - United Nations
Environment Programme International Council for
Science - United Nations
Educational, Scientific and

RM2 (EAMI)

SCSSM
SCSMI

SSTA
U bengal
UEOF1
WMO - UNEP ICSU UNESCO

iv

Ý nghĩa
Chỉ số gió mùa mùa hè khu
vực Châu Á – Thái Bình
Dương
Phương pháp phân tích phổ
đơn (phổ Entropy cực đại)
Chỉ số ENSO tổng hợp
Chỉ số hoàn lưu gió mùa
Hadley
Cục quản lý Đại dương và
Khí quyển Quốc gia Hoa Kỳ
Bức xạ phát xạ sóng dài
Chỉ số bức xạ phát xạ sóng
dài
Chỉ số mưa khu vực Ấn Độ
mở rộng
Chỉ số gió mùa khu vực
Đông Á
Chỉ số gió mùa mùa hè khu
vực Biển Đông

Chỉ số gió mùa khu vực
Biển Đông
Chỉ số dao động nam
Chỉ số hoàn lưu gió mùa
mùa hè khu vực Ấn Độ
Chỉ số hoàn lưu gió mùa
mùa hè khu vực Nam Á
Nhiệt độ bề mặt nước biển
Chuẩn sai nhiệt độ bề mặt
nước biển
Chỉ số hoàn lưu gió mùa khu
vực Vịnh Bengal
Chỉ số hoàn lưu khu vực
Đông Á
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


Ký hiệu viết tắt
WNPMI

Từ gốc
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

Ý nghĩa
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

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Một số chỉ số gió mùa

10

Bảng 2.1: Các trạm khí tượng được sử dụng trong nghiên cứu

24

Bảng 2.2: Các đợt El Nino được xác định theo tiêu chuẩn thứ nhất

27

Bảng 2.3: Các đợt La Nina được xác định theo tiêu chuẩn thứ nhất

28

Bảng 2.4: Các đợt El Nino được xác định theo tiêu chuẩn thứ hai

28

Bảng 2.5: Các đợt La Nina được xác định theo tiêu chuẩn thứ hai

29

Bảng 2.6: Kết quả phân loại các mùa gió mùa mùa hè El Nino

34

Bảng 2.7: Kết quả phân loại các mùa gió mùa mùa hè La Nina

34

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
54
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
57
Bảng 3.3: Kết quả tính toán các đặc trưng gió mùa đối với nhóm mùa gió
mùa mùa hè La Nina phát triển
60
Bảng 3.4: Kết quả tính toán các đặc trưng gió mùa đối với nhóm mùa gió
mùa mùa hè La Nina suy yếu
63
Bảng 3.5: Chuẩn sai các đặc trưng trung bình theo từng nhóm

64

mùa gió mùa mùa hè

64

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
67
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
72
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

77
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
80

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

25

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)
30
Hình 2.3: Sơ đồ khu vực tính chỉ số gió mùa SCSSM

38

Hình 3.1: Xu thế biến động thời gian kéo dài các đợt El Nino (a) và La Nina
(b)

41
Hình 3.2: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt ENSO

41

Hình 3.3: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt El Nino (a) và
43
La Nina (b)

43

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)
44
Hình 3.5: Xu thế biến động khoảng cách thời gian giữa các đợt ENSO

44

Hình 3.6: Xu thế biến động của cường độ các đợt El Nino (a) và La Nina (b)
45
Hình 3.7: Xu thế biến động của cường độ các đợt El Nino mạnh (a) và

46

La Nina mạnh (b)

46

Hình 3.8: Biến trình ngày mở đầu gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 201047
Hình 3.9: Biến trình ngày kết thúc gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 201048

Hình 3.10: Biến trình thời gian kéo dài gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 2010
48
Hình 3.11: Biến trình số nhịp gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 2010

49

Hình 3.12: Biến trình thời gian kéo dài gió mùa mùa hè giai đoạn 1950 - 2010
50
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
52
Hình 3.14: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa thuộc nhóm mùa
gió mùa mùa hè El Nino phát triển
52
Hình 3.15: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển53
vii


Hình 3.16: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè El Nino phát triển
53
Hình 3.17: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc (b) mùa gió mùa
mùa hè El Nino suy yếu
55
Hình 3.18: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy
yếu
56
Hình 3.19: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu 56
Hình 3.20: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè El Nino suy yếu56
Hình 3.21: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc (b) mùa gió mùa
mùa hè La Nina phát triển

58
Hình 3.22: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa mùa hè La Nina58
phát triển

58

Hình 3.23: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển59
Hình 3.24: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè La Nina phát triển
59
Hình 3.25: Chuẩn sai ngày bắt đầu (a) và ngày kết thúc(b) mùa gió mùa mùa
hè La Nina suy yếu
61
Hình 3.26: Chuẩn sai thời gian kéo dài các mùa gió mùa mùa hè La Nina suy
yếu
61
Hình 3.27: Chuẩn sai số nhịp các mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu 62
Hình 3.28: Chuẩn sai cường độ các mùa gió mùa mùa hè La Nina suy yếu62
Hình 3.29: Chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino
68
phát triển

68

Hình 3.30: Phân bố chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè
69
El Nino phát triển

69

Hình 3.31: Phân bố chuẩn sai tỷ chuẩn lượng mưa đối với nhóm mùa gió

mùa mùa hè El Nino phát triển
70
Hình 3.32: Chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè El Nino
73
suy yếu

73

viii


Hình 3.33: Phân bố chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè
74
El Nino suy yếu

74

Hình 3.34: Phân bố tỷ chuẩn lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè
75
El Nino suy yếu

75

Hình 3.35: Chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè

76

La Nina phát triển

76

Hình 3.36: Phân bố chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè
78
La Nina phát triển

78

Hình 3.37: Phân bố tỷ chuẩn lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè
79
La Nina phát triển

79

Hình 3.38: Chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè La Nina
81
suy yếu

81

Hình 3.39: Phân bố chuẩn sai lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè
82
La Nina suy yếu

82

Hình 3.40: Phân bố tỷ chuẩn lượng mưa đối với nhóm mùa gió mùa mùa hè
83
La Nina suy yếu

83

ix


x


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 điều kiện phức tạp về
địa lý đã dẫn tới những hệ quả vô cùng đặc sắc trong chế độ thời tiết.

1


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 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,
2

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 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
4

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 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

5


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 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.

6


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 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
7


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, 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
8

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 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
9


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 khu vực (10 - 20°N,
115 - 140°E) [23]. Bảng 1.1 đưa ra một số chỉ số gió mùa cho các khu vực khác nhau.
Bảng 1.1: Một số chỉ số gió mùa
Chỉ số

Dạng chỉ số

Cách xác định

AIMR(AIRI)
(All-India
Monsoon
Rainfall) or
(All Indian
Rainfall
Index)

Mưa (Ấn Độ)

Tổng lượng mưa gió mùa từ tháng 6 tới
tháng 9 trên các tiểu vùng Ấn Độ

Parthasarathy
(1992) [41]

RM1

Mưa (khu vực
Ấn Độ mở
rộng)

Tổng lượng mưa gió mùa từ tháng 6 tới
tháng 9 trên khu vực lục địa Ấn Độ cộng
với phần phía Bắc của Vịnh Bengal và
phần phía Nam Trung Quốc giới hạn bởi
(10 - 30°N, 70 - 110°E)

Goswami
B.N (1999)
[30]

WNPMI
(Western
Norht

Hoàn lưu vĩ
hướng (Tây
Bắc TBD)

U850 (5 - 15oN, 100 - 130oE) - U850 (20
-30oN, 110 - 140oE)

Wang et al
(2001) [48]

10

Áp dụng

Tác giả


Chỉ số

Dạng chỉ số

Cách xác định

Áp dụng

Tác giả

AUSMI
(Australian
Summer
Monsoon
Index)

Hoàn lưu vĩ
hướng
(Australia)

U850 (0 - 10oS, 120 - 150oE)

Wang et al
(2004) [46]

ATL3I
(Atlantic
index)

Chuẩn sai
nhiệt (Nam
Mỹ)

ATL3 = SST (20°W - 0°E, 3°S - 3°N)

Marcelo
Barreiro et al
[39]

ZI (The
mean 850
mb Zonal
winds over
the western
equatorial
Atlantic
Index)

Hoàn lưu (Đại
Tây Dương)

ZI = U850 (60 - 20°W, 5°S - 5°N)

Marcelo

Barreiro et al
[39]

SSI1
(Southerly
shear Index)

Hoàn lưu
(khu vực Ấn
Độ)

V850 – V200 ((5 - 15oN,120 - 145oE) và
(5oS - 5 oN,90 - 120oE))

WYI (Weber
and Yang
Index)

Hoàn lưu vĩ
hướng (Nhiệt
đới châu Á)

GI (Guo
Index)

Pacific
Monsoon
Index)

Wang & Fan

(1999) [23]

(0 - 20oN, 40 - 110oE)

Weber &
Yang (1992)
[49]

Hoàn lưu vĩ
hướng (Châu
Á-Thái Bình
Dương)

GI = SLP (< -5 hPa) (10 - 50°N, 100 160°E)

Guo, (1983)
[33]

CI1
(Convection
Index 1)

Đối lưu (Ấn
Độ)

OLR (10 - 25oN, 70 - 100oE)

Wang & Fan
(1999) [23]

CI2
(Convection
Index 2)

Đối lưu (Nam
Á)

OLR (10 - 20oN,115 - 140oE), trung bình
từ tháng 6 - tháng 9

Wang & Fan
(1999) [23]

U bengal
(Gió vĩ
hướng trung

Hoàn lưu mực
thấp (Vịnh
Bengal)

U bengal = U850 (5 - 10°N, 90 - 100°E)

U850 - U200

bình mực
850 hPa trên
vịnh Bengal)

+ Trong hậu

(pentad – thời
kỳ 5 ngày liên
tiếp) bùng nổ, U
bengal > 0
+ Trong 3 hậu
tiếp theo, bao
gồm cả hậu

11

Bùi Minh
Tuân,
Nguyễn Minh
Trường, 2010
[10]


Chỉ số

Dạng chỉ số

Cách xác định

Áp dụng

Tác giả

bùng nổ, U
bengal phải
dương trong ít

nhất 3 hậu và
giá trị trung
bình hậu U
bengal > 3 m/s
EAMI (East
Asian
Monsoon
Index)

Hoàn lưu
(Đông Á-Thái
Bình Dương)

EAMI = U850 - U200 (0 - 10°N, 100 130°E) + SLP (10 - 50°N ,160°E) – SLP
(10 - 50°N ,110°E) )

EASMI
(East Asian
Summer
Monsoon
Index)

(Đông Á)

EASMI = ΔSLP (10 - 50 oN,110 - 160 oE)

ESMI
(East Asian
subtropical
summer

monsoon
index)

Vận tải ẩm
(Cận nhiệt đới
Đông Á)

ESMI = Δ VQSC (22,5 - 27,5oN,105 120oE) - Δ VQNC (35 - 40oN, 105 - 115oE)

+
Ngưỡng:EAWM
mạnh, yếu: ±0.5
+ Ngưỡng:
EASM mạnh
yếu: ±1

(H.Zhu,
2005) [27]

Guo (1983)
[32]

+ ESMI mùa hè
được tính bằng
hiệu số lượng
vận tải ẩm của
phần Nam và
Bắc Trung Quốc
các tháng 6-8,
giai đoạn 19712000.

Liang Ping,
Tang Xu
(2008) [37]

+ ESMI > 25
(< - 25) tương
ứng với gió mùa
mạnh (yếu)

RM2
(EAMI)
(Regional
Monsoon
Index) or
(East Asian
Monsoon
Index)
DU2
(SEAMI),
(MCI2) (The
difference
between the
westerly
zonal wind

Hoàn lưu vĩ
hướng (Đông
Á)

Hoàn lưu vĩ
hướng (Đông
Nam Á)

U200 (40 - 50oN, 110 - 150oE) - U200 (25
-35oN, 110 - 150oE)

Lau et al
(2001) [36]

U850 (5 - 15oN, 90 - 130oE) -

Wang & Fan
(1999) [23]

U850 (22.5 - 32.5oN, 110 - 140oE)

12