Nghiên cứu đặc điểm mưa do không khí lạnh cho khu vực trung bộ bằng dữ liệu vệ tinh gsmap​

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

TRẦN THỊ KIM DUNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM MƯA DO KHÔNG KHÍ LẠNH CHO
KHU VỰC TRUNG BỘ BẰNG DỮ LIỆU VỆ TINH GSMAP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

TRẦN THỊ KIM DUNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM MƯA DO KHÔNG KHÍ LẠNH CHO
KHU VỰC TRUNG BỘ BẰNG DỮ LIỆU VỆ TINH GSMAP

Chuyên ngành: Khí tượng học
Mã số: 8440222.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM THỊ THANH NGÀ

Hà Nội – Năm 2019

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến TS. Phạm Thị Thanh Ngà hiện
đang công tác tại Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, cô đã trực tiếp chỉ bảo tận tình, định hướng
chủ đề và cách tiếp cận nghiên cứu, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình
làm luận văn. Em rất cảm ơn cô về những kiến thức quý báu, những lời khuyên và những
lời góp ý chân thành để giúp em có thể hoàn thành tốt luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô tại Khoa Khí tượng – Thủy văn và Hải dương
học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy
và truyền đạt cho em những kiến thức chuyên ngành chuyên sâu trong quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân, bạn bè và đặc
biệt là công ty WeatherPlus nơi em đang làm việc đã luôn giúp đỡ, động viên và tạo điều
kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập và làm luận văn này. Dù em đã cố gắng
rất nhiều nhưng không thể tránh được những thiếu sót, mong thầy cô và các bạn có những
ý kiến đóng góp để luận văn trở nên hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Học viên

Trần Thị Kim Dung


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ................................................................................................. 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................... 2

DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT............................................................................. 3
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 6
1.1. Đặc điểm chung của không khí lạnh ảnh hưởng đến Việt Nam .................. 6
1.2. Một số công trình nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam về đặc điểm biến
trình ngày đêm của mưa ......................................................................................... 11
1.2.1. Trên thế giới ................................................................................................. 11
1.2.2. Tại Việt Nam ................................................................................................ 15
1.3. Các phương pháp quan trắc mưa hiện nay ................................................. 21
1.3.1. Đo mưa tại trạm quan trắc mặt đất ............................................................. 21
1.3.2. Đo mưa bằng hệ thống radar thời tiết ......................................................... 22
1.3.3. Đo mưa bằng vệ tinh .................................................................................... 24
CHƯƠNG 2. SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 29
2.1 Số liệu .................................................................................................................. 29
2.1.1. Số liệu các đợt KKL ở khu vực Thanh Hóa đến Đà Nẵng ........................... 29
2.1.2. Nguồn số liệu mưa GSMaP (Global Satellite Mapping of Precipitation) .. 29
2.2

Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 35

2.2.1. Phương pháp thống kê ................................................................................. 36
2.2.2. Phương pháp viễn thám ............................................................................... 38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH ............................................................... 40


3.1 Phân bố các đợt mưa lớn diện rộng xảy ra từ năm 2001-2018 khu vực Thanh
Hóa đến Đà Nẵng ..................................................................................................... 40
3.2. Sự phân bố đặc điểm mưa theo không gian và thời gian khu vực Thanh Hóa
đến Đà Nẵng ............................................................................................................. 43
3.2.1 Tần suất mưa trung bình PF ........................................................................ 43

3.2.2 Cường độ mưa trung bình PI ....................................................................... 48
3.3. Sự dịch chuyển của tần suất mưa PF và cường độ mưa PI theo vĩ độ, kinh độ
………………………………………………………………………………...54
3.3.1 Theo vĩ độ ..................................................................................................... 54
3.3.2 Theo kinh độ ................................................................................................. 63
3.4. Biến trình ngày đêm của tần suất mưa và cường độ mưa trung bình từng giờ
khu vực Thanh Hóa đến Đà Nẵng .......................................................................... 72
3.4.1. Tần suất mưa trung bình PF ........................................................................ 72
3.4.2. Cường độ mưa trung bình PI ....................................................................... 74
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 78


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Bản đồ phân bố các trạm radar tại Việt Nam hiện nay..................................... 23
Hình 1. 2 Vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh quỹ đạo cực (Nguồn: [16]) .................................... 24
Hình 1. 3 Hệ thống quan trắc không gian toàn cầu hiện tại của WMO (Nguồn: [26]) .... 25
Hình 1. 4 Nguyên lý cơ bản ước tính lượng mưa từ radar thời tiết (Nguồn: [5]) ............ 28
Hình 2. 1 Trang chủ sản phẩm mưa vệ tinh toàn cầu GSMaP và hình ảnh trích xuất tương
ứng cho khu vực Việt Nam lúc 06Z ngày 10/11/2019……………………………………30
Hình 2. 2 Sản phẩm ảnh GSMaP với độ phân giải 0.1×0.1 độ kinh/vĩ độ (Nguồn: [42]) 30
Hình 2. 3 Sản phẩm ảnh GSMaP với độ phân giải 0.25×0.25 độ kinh/vĩ độ (Nguồn: [42])
........................................................................................................................................... 31
Hình 2. 4 Sơ đồ tiếp cận đề tài nghiên cứu........................................................................ 36
Hình 2. 5 Sơ đồ mô tả quá trình xử lý dữ liệu bằng phương pháp viễn thám ................... 39
Hình 3. 1 Phân bố tổng số đợt mưa lớn diện rộng xảy ra do tác động của KKL từ năm 20012018 tại khu vực Thanh Hoá- Đà Nẵng………………………………………………….40
Hình 3. 2 Phân bố tổng số đợt mưa lớn diện rộng xảy ra do tác động của KKL theo tháng
từ năm 2001-2018 tại khu vực Thanh Hoá- Đà Nẵng ....................................................... 41
Hình 3. 3 Sự phân bố theo không gian của tần suất mưa trung bình từng giờ PF khu vực
Thanh Hóa đến Đà Nẵng ................................................................................................... 47

Hình 3. 4 Sự phân bố theo không gian của cường độ mưa trung bình từng giờ ............... 53
Hình 3. 5 Sự dịch chuyển của PF theo phương vĩ độ ........................................................ 58
Hình 3. 6 Sự dịch chuyển của PI theo phương vĩ độ ......................................................... 62
Hình 3. 7 Sự dịch chuyển của PF theo phương kinh độ .................................................... 67
Hình 3. 8 Sự dịch chuyển của PI theo phương kinh độ ..................................................... 71
Hình 3. 9 Tần suất mưa trung bình từng giờ tại các tỉnh từ Thanh Hóa đến Đà Nẵng .... 73
1


Hình 3. 10 Phân bố tần suất xuất hiện mưa tại mỗi vị trí ô pixel tính từ Thanh Hóa đến Đà
Nẵng (Lưu ý: Số thứ tự ô pixel được gán theo nguyên tắc không gian từ trái sang phải và
từ trên xuống dưới) ............................................................................................................ 73
Hình 3. 11 Cường độ mưa trung bình từng giờ khu vực Thanh Hóa-Đà Nẵng ................ 75
Hình 3. 12 Cường độ mưa trung bình từng giờ tại các tỉnh Thanh Hóa-Đà Nẵng ............ 76

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 Tần số KKL trung bình xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam (Nguồn: [6]) .... 8
Bảng 1. 2 Chế độ mùa mưa và cực đại mưa các vùng khí hậu ở Việt Nam (Nguồn: [14])
........................................................................................................................................... 18
Bảng 3. 1 Thống kê số đợt mưa lớn và tần suất xuất hiện mưa theo hình thế thời tiết ở khu
vực Bắc và Nam Đèo Ngang……………………………………………………………..42

2


DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Ý nghĩa

GEO

Geostationary Earth Orbiting: Vệ tinh địa tĩnh

GMĐB

Gió mùa Đông Bắc

GSMaP

Global Satellite Mapping of Precipitation: Bản đồ mưa vệ tinh toàn cầu

GVN

Giờ Việt Nam

IR

Infrared: Hồng ngoại

ITCZ

Dải hội tụ nhiệt đới

JJA

June-July-August: Tháng 6, 7, 8

KKK

Khối không khí

KKL

Không khí lạnh

KKLTC

Không khí lạnh tăng cường

LEO

Low Earth Orbit: Vệ tinh quỹ đạo cực

LST

Local Solar Time: Giờ địa phương

LUT

Look-up table: Bảng Look-up

NOAA

National Oceanic and Atmospheric Administration: Cơ quan Đại
dương và Khí quyển Hoa Kỳ
Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using

PERSIANN

Artificial Neural Networks: Ước tính lượng mưa bằng công nghệ viễn
thám sử dụng phương pháp mạng thần kinh nhân tạo

PF

Tần suất mưa

PI

Cường độ mưa

Tbs

Nhiệt độ chói

TRMM

Tropical Rainfall Measuring Mission: Sứ mệnh đo mưa miền nhiệt đới

VBLV

Tốc độ gió tại trạm Bạch Long Vĩ

VIS

Visible: Thị phổ

WMO

World Meteorological Organization: Tổ chức Khí tượng Thế giới

3


MỞ ĐẦU
Không khí lạnh là một trong số những hình thế thời tiết điển hình, chi phối đến thời
tiết, khí hậu của Việt Nam trong mùa đông, nhất là vùng khí hậu miền Bắc nước ta. Khối
không khí có nguồn gốc từ sự xâm nhập xuống phía Nam của áp cao lạnh lục địa có đặc
tính lạnh khô, mặc dù khi đến Việt Nam khối khí đã bị biến tính ít nhiều nhưng sự tương
phản về nhiệt độ giữa KKL với nền nhiệt độ của nước ta ở trước và sau mặt front vẫn còn
khá mạnh. Chính sự bất ổn định này của khí quyển đã gây ra chuyển động thăng cưỡng
bức phía trước front, tạo thành mây, mưa; đặc biệt là gây ra mưa rào và các hiện tượng thời
tiết cực đoan như dông, tố, lốc, mưa đá... Với thời gian hoạt động kéo dài từ tháng 9 đến
tháng 6 năm sau, ngoài khả năng gây ra mưa rào và dông đơn thuần cho các khu vực ảnh
hưởng, nó còn có thể tạo ra những đợt mưa lớn diện rộng tại các tỉnh miền Bắc, đặc biệt là
khu vực miền Trung Việt Nam. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến đời sống sinh hoạt của
người dân, các hoạt động sản xuất, kinh doanh, ví dụ: sản xuất nông nghiệp, hoạt động
đánh bắt thủy hải sản…
Mưa là đại lượng được đánh giá là phức tạp nhất bởi nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu
tố (địa hình, mặt đệm, hoàn lưu khí quyển, hoàn lưu địa phương…), và mưa lớn là một
trong những hình thế thời tiết được đánh giá là nguy hiểm do có thể gây ra lũ ngập lụt, lũ
quét, sạt lở đất v.v... Với đặc tính là một hệ thống gây mưa có tính tuần hoàn, ổn định và
thường xuyên, xét trên một khía cạnh nào, mưa do không khí lạnh phần nào sẽ mang đến
những nét riêng biệt, tạo nên chu kỳ đặc trưng của hệ thống ảnh hưởng. Ngoài việc xác
định được xu thế phát triển, cường độ và khả năng duy trì ảnh hưởng của KKL đến các
vùng ở nước ta thì việc nắm bắt được các đặc điểm về biến trình ngày đêm của mưa (tần
suất, cường độ mưa) có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc cảnh báo và dự báo thời tiết.
Việc xác định được thời gian và địa điểm thường xảy ra các cực đại mưa KKL sẽ giúp cải
thiện đáng kể khả năng dự báo mưa cho từng khu vực, từng tỉnh.
Dải đất miền Trung là khu vực có mùa mưa lệch thiên về mùa đông, gần trùng với sự

bắt đầu hoạt động của hệ thống gió mùa mùa đông ở Việt Nam. Với đặc điểm địa hình có
dãy Trường Sơn trấn giữ ở phía Tây, hướng sơn văn Tây Bắc - Đông Nam kết hợp các dãy
4


núi chạy ngang đâm ra biển đã tạo ra những bẫy mưa đích thực, khiến cho đặc điểm mưa
đã phức tạp lại càng phức tạp hơn. Rất nhiều nghiên cứu đã khẳng định rằng tác động gây
ra mưa lớn diện rộng của không khí lạnh và tổ hợp không khí lạnh ở khu vực này là phức
tạp nhất và cũng là nơi có tần suất xuất hiện nhiều nhất (Nguyễn Khanh Vân và cộng sự
(2004, 2012, 2013), Nguyễn Văn Hưởng (2012)…). Đây là động lực lớn cho việc tìm hiểu
rõ hơn đặc điểm mưa của hệ thống thời tiết này ở khu vực Trung Bộ.
Sự phát triển ngày càng vượt bậc trong lĩnh vực khoa học công nghệ, đặc biệt là việc
cho ra đời những vệ tinh giám sát có khả năng nắm bắt và mô tả tốt diễn biến thời tiết với
độ chính xác và độ phân giải cao như hiện nay đã góp phần rất quan trọng trong việc cung
cấp nguồn dữ liệu khách quan, đáng tin cậy cho các nghiên cứu nói chung và nghiên cứu
khí tượng nói riêng. Với nguồn dữ liệu vệ tinh có độ phân giải cao được cung cấp miễn phí
sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu đặc điểm mưa do không khí lạnh. Chính vì lẽ đó,
học viên lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đặc điểm mưa do không khí lạnh ở khu vực Trung
Bộ bằng dữ liệu vệ tinh GSMaP” để làm luận văn thạc sỹ của mình.
Bố cục luận văn bao gồm: Mở đầu, Chương 1, 2, 3 và Kết luận.
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu, trình bày một cách tổng quan về các đặc
điểm cơ bản của KKL ảnh hưởng đến Việt Nam. Xu thế nghiên cứu mưa ở trong và ngoài
nước. Giới thiệu các phương pháp xác định mưa, đặc biệt là bằng công nghệ viễn thám.
Chương 2: Số liệu và phương pháp nghiên cứu, trong đó tập trung mô tả nguồn dữ
liệu và cách xử lý dữ liệu mưa từ sản phẩm mưa vệ tinh GSMaP. Các đánh giá về chất
lượng dữ liệu GSMaP trong và ngoài nước, đồng thời nêu ra phương pháp tiếp cận giải
quyết vấn đề.
Chương 3: Kết quả và phân tích. Kết quả nghiên cứu được phân tích dựa trên những
thống kê độc lập về các đợt mưa lớn diện rộng do tác động của không khí lạnh khu vực
Trung Bộ. Sự phân bố theo không gian, thời gian và đặc điểm đường biến trình mưa trong

24 giờ được đánh giá, phân tích bằng chuỗi số liệu GSMaP thể hiện trực quan bằng bản
đồ, hình vẽ và các bảng biểu.
5


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Đặc điểm chung của không khí lạnh ảnh hưởng đến Việt Nam
Không khí lạnh (KKL) là một trong số những hình thế thời tiết điển hình, chi phối
đến thời tiết, khí hậu của Việt Nam trong mùa đông, nhất là khu vực miền Bắc. KKL ảnh
hưởng đến nước ta thường bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 6 năm sau và có nguồn gốc từ sự
dịch chuyển xuống phía nam của áp cao lạnh lục địa có đặc tính lạnh khô. Khi đến Việt
Nam khối khí đã bị biến tính, tuy nhiên sự tương phản về nhiệt độ giữa KKL với nền nhiệt
độ của nước ta vẫn còn khá mạnh. KKL xâm nhập dưới dạng từng đợt và theo tác giả Phạm
Vũ Anh [1], một đợt KKL được coi là xâm nhập hoặc ảnh hưởng đến nước ta nếu thỏa mãn
một trong hai điều kiện sau:
(1) Hướng gió lệch Bắc, tại trạm Bạch Long Vĩ tốc độ gió đo được từ cấp 6 trở lên và
kéo dài trên 3 giờ (2 kỳ quan trắc liên tục).
(2) Nhiệt độ không khí trung bình ngày trên một nửa số trạm trên đất liền thuộc khu
vực Đông Bắc giảm từ 3 độ trở lên.
Lưỡi áp cao lạnh lục địa khi lấn xuống phần lãnh thổ nước ta thường gây ra những sự
xáo trộn thời tiết cho khu vực. Tuy nhiên đặc trưng thời tiết cũng như sự xuất hiện của các
hiện tượng thời tiết nguy hiểm đi kèm như dông, tố, lốc thậm chí mưa đá do KKL mang lại
lại phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của khối không khí, sự tương phản nhiệt độ giữa khối
KKL và khối không khí (KKK) đang chi phối thời tiết nước ta, mức độ ổn định của khí
quyển; độ ẩm của KKK đang hiện hữu và sự tương tác với các trung tâm hoặc cơ cấu khí
áp ở khu vực. Chính những điều kiện này sẽ quyết định đến khả năng có hay không hình
thành front lạnh hoặc đường đứt, đồng thời quyết định đến hệ quả thời tiết sẽ diễn ra.
Việc xác định có hay không front lạnh và đường đứt rất quan trọng, bởi vì nó được
dùng như một tiêu chí để xác định KKL xâm nhập xuống nước ta thuộc loại nào, là gió
mùa Đông Bắc) hay không khí lạnh tăng cường? Đồng thời những điều kiện nhiệt ẩm ở

trên cũng là các tiêu chí dùng để phân chia front lạnh là loại I, loại II hay front hỗn hợp.

6


Điều này rất quan trọng, bởi vì mỗi loại front sẽ tác động đến thời tiết khu vực theo những
đặc điểm, mức độ khác nhau [2], nhất là giữa front lạnh loại 1 và loại 2, cụ thể như sau:
(1) Front lạnh loại I: Được hình thành trong điều kiện khối không khí nóng phải có
tầng kết nhiệt ổn định và tốc độ chuyển động của front lạnh không lớn. Khi đó đường
sườn của mặt front lạnh ít bị biến dạng, độ dốc không lớn, khối không khí trước
front lạnh chuyển động trượt lên nêm không khí lạnh một cách có trật tự, hệ thống
mây khi front lạnh đi qua theo đó cũng được đặc trưng bởi các loại mây như As, Ns,
ngoài ra có thể có mây đối lưu như Cb hình thành ngay trước đường front. Giáng
thủy của loại front này bắt đầu xuất hiện trước khi đường front bề mặt đến trạm
không xa nhưng mưa chủ yếu xảy ra sau front, trong khối KKL.
(2) Front lạnh loại II: Được hình thành trong điều kiện khối không khí nóng phải có
tầng kết nhiệt bất ổn định và chứa một lượng hơi nước khá lớn, đồng thời tốc độ
chuyển động của front lạnh nhanh. Khi đó đường sườn của mặt front lạnh bị biến
dạng mạnh nên có độ dốc lớn, khối không khí nóng chuyển động trên nêm KKL
một cách cưỡng bức làm cho đối lưu phát triển mạnh, theo đó mà hệ thống mây
trước front chủ yếu là Cu con và Cb cap. Giáng thủy của loại front này thường xảy
ra ở trước đường front bề mặt và có kèm theo dông, đôi khi là tố, lốc hoặc mưa đá.
Như vậy mức độ nguy hiểm của thời tiết trong front lạnh loại II lớn hơn so với front
lạnh loại I.
Nói một cách tổng quan hơn thì KKL xâm nhập xuống nước ta sẽ được chia thành hai
loại: (1) KKL tràn về kèm theo front lạnh hoặc đường đứt, gọi tắt là Gió mùa Đông Bắc
(GMĐB); (2) Khối không khí lạnh tăng cường (KKLTC) không kèm theo front.
Đặc trưng của GMĐB là thời tiết thường thay đổi khá mạnh; nhiệt độ giảm xuống
một cách đột ngột khi front đi qua, mức độ giảm nhiệt trong 24 giờ thường > 5oC; khí áp
tăng dần, gió theo đó cũng mạnh lên, đổi sang hướng Đông Bắc - Bắc; mây nhiều dần rồi

xuất hiện mây Cu, Cb; gây ra các trận mưa rào và dông; trạng thái thời tiết thay đổi từ nóng
ẩm sang lạnh hoặc rét [19].

7


KKLTC là thuật ngữ được sử dụng để chỉ sự xâm nhập của khối KKL xuống nước ta
trong điều kiện trước đó khu vực đã và đang bị khống chế bởi một khối KKL khác với hệ
thống gió thành phần bắc đã suy yếu. Do đó, KKL tràn về không kèm theo front mà chủ
yếu làm cho tốc độ gió tăng trở lại, có thể làm giảm nhiệt độ hoặc ít thay đổi về nhiệt độ.
KKL xâm nhập xuống nước ta được phân thành các cấp độ khác nhau dựa vào cường
độ của nó. Theo quy định của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia, GMĐB
và KKLTC được chia làm 3 cấp như sau:
(1) GMĐB/KKLTC mạnh khi: tốc độ gió tại trạm Bạch Long Vĩ (VBLV) ≥ cấp 7 và
kéo dài từ 2 quan trắc trở lên hoặc cấp 6 nhưng kéo dài liên tục trên 8 quan trắc.
(2) GMĐB/KKLTC trung bình khi: VBLV ≥ cấp 6 và kéo dài từ 2 quan trắc trở lên
hoặc cấp 7 nhưng không kéo dài quá 1 quan trắc.
(3) GMĐB/KKLTC yếu khi: VBLV < cấp 6 hoặc cấp 6 chỉ kéo dài không quá 1 quan
trắc.
Trung bình mỗi năm nước ta đón khoảng 29 đợt KKL, trong đó có 16 đợt GMĐB và
13 đợt KKLTC. Tần xuất số đợt KKL tràn về nhiều nhất rơi vào các tháng 12, 1 và 2 [6].
Sự xâm nhập của KKL xuống miền Bắc Việt Nam có sự biến động lớn theo thời gian [Bảng
1.1]. Tháng nhiều nhất là tháng 1, sau đó giảm dần từ tháng 2 đến tháng 8. Số đợt xâm
nhập lạnh vào các tháng mùa hè rất thấp; riêng tháng 7 không có một đợt xâm nhập lạnh
nào. Sang tháng 9 số đợt tăng dần trở lại từ 0,96 đợt cho đến 4,64 đợt trong tháng 12.
Bảng 1. 1 Tần số KKL trung bình xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam (Nguồn: [6])

Ở nước ta front lạnh ảnh hưởng mạnh nhất và sớm nhất đến vùng núi Đông Bắc,
giảm dần và muộn dần khi đi về phía Nam và sang phía Tây. Thời gian bắt đầu, kết thúc
8

và tần số front hàng năm thay đổi theo vùng, giảm dần từ Bắc vào Nam và từ Đông sang
Tây đồng thời tính chất của front lạnh cũng thay đổi theo mùa [19].
Do thời gian hoạt động KKL ở nước ta kéo dài từ tháng 9 đến tháng 6 năm sau nên
con đường xâm nhập lạnh cũng như hệ quả thời tiết gây ra bởi KKL trong các tháng sẽ có
sự khác nhau. Điều này phụ thuộc rất lớn vào mối tương tác giữa các trung tâm khí áp và
nhiễu động tồn tại trong khí quyển ở khu vực. Tuy nhiên có thể chia thành ba thời kỳ chính
như sau:
(1) Thời kỳ đầu đông (từ tháng 9 đến tháng 11):
Vào khoảng tháng 9 - 10, do trước khi KKL tràn về nền nhiệt của các tỉnh phía Bắc
Việt Nam tương đối cao nên khi KKL tràn về có thể gây ra những xáo trộn nhiệt, ẩm mạnh
mẽ; tạo điều kiện cho đối lưu phát triển, gây ra mưa rào và dông, thậm chí có thể kèm theo
tố, lốc và mưa đá.
Tuy nhiên đây cũng chính là khoảng thời gian tạo nên kiểu thời tiết hanh khô ở khu
vực Bắc Bộ. Nguyên nhân là do trong thời kỳ này các đợt KKL tràn xuống nước ta di
chuyển chủ yếu theo hướng Bắc - Nam dẫn đến bị biến tính khi đi qua lục địa Trung Quốc,
KKK trở nên rất khô. Hơn thế nữa vào lúc này ở trên cao đới gió tây di chuyển xuống làm
xuất hiện một lớp nghịch nhiệt dày, ngăn cản quá trình tạo thành mây [19]. Thời tiết đặc
trưng cho khu vực Bắc Bộ là quang mây, ngày nắng, nhiệt độ khá cao nhưng về đêm nhiệt
độ giảm đi nhanh chóng do mặt đất phát xạ nhiệt, thường xuất hiện sương mù bức xạ vào
đêm và sáng sớm.
Khác với Bắc Bộ, ở Trung Bộ do tác động của địa hình nên khi KKL về thường bị
chắn lại ở sườn phía Đông dãy Trường Sơn gây ra mưa vừa, mưa to, thậm chí mưa rất to
khi kết hợp cùng với các nhiễu động khác tồn tại trong khu vực như bão, áp thấp nhiệt đới,
dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ), sóng đông…
(2) Thời kỳ chính đông (từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau):
Đây là thời kỳ rét nhất và cũng là thời kỳ có tần suất hoạt động của gió mùa nhiều
nhất trong năm.
9

Vào thời kỳ này, dòng xiết gió tây trên cao tiếp tục phát triển mạnh, trong khi đó ở
tầng thấp KKL tràn về thường di chuyển theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, dẫn đến bị biến
tính qua biển, lượng ẩm tăng lên một cách rõ rệt. Đặc trưng thời tiết trong thời kỳ này ở
miền Bắc là có mưa nhỏ, mưa phùn do màn mây St dày đặc gây ra. Riêng tháng 12, KKL
tràn về vẫn còn những đợt mang tính chất hanh khô; các đợt rét đậm, rét hại thường xuất
hiện vào tháng này và tháng 1.
(3) Thời kỳ cuối đông (từ tháng 3 đến tháng 5):
Hay còn được gọi là thời kỳ chuyển tiếp giữa hệ thống đặc trưng cho gió mùa mùa
đông và hệ thống đặc trưng cho gió mùa mùa hè. Đây là giai đoạn mà sự giao tranh giữa
các hệ thống diễn ra khá phức tạp.
Vào thời kỳ này, áp thấp nóng phía Tây đã bắt đầu hình thành, phát triển và mở rộng
dần về phía Đông gây ra những đợt nóng sớm cho các tỉnh ở phía Tây Bắc Bộ. Nền nhiệt
của nước ta lúc này cũng tương đối cao do đó khi lưỡi áp cao lạnh lấn xuống phía Nam nó
sẽ nén rãnh áp thấp nối với vùng áp thấp gây ra hiện tượng nắng, nóng trước khi front về.
Đến khi front đi qua, nó sẽ gây ra mưa rào và dông, có thể kèm theo tố, lốc và cả mưa đá.
Vào khoảng tháng 3 khi KKL tràn về vẫn có thể xuất hiện các đợt mưa nhỏ, mưa phùn và
rét.
Thông qua việc tổng quan các nét đặc trưng chính của không khí lạnh ảnh hưởng đến
Việt Nam, tác giả nhận thấy rằng Trung Bộ là khu vực có diễn biến mưa do tác động đi
kèm của không khí lạnh phức tạp nhất, đồng thời cũng nguy hiểm nhất. Khi xem xét khu
vực Trung Bộ này, nhận thấy rằng chỉ có các đợt KKL thực sự mạnh thì mới có thể tràn
sâu, ảnh hưởng đến vùng khí hậu phía Nam Việt Nam. Chạy dọc theo dải đất miền Trung,
dãy Bạch Mã được xem là ranh giới tự nhiên phân chia 2 vùng khí hậu phía Bắc và Nam
Việt Nam. Do đó trong phạm vi bài luận văn của mình, vùng nghiên cứu Trung Bộ sẽ được
giới hạn lại, lấy dãy Bạch Mã là giới hạn nghiên cứu, tức khu vực nghiên cứu sẽ kéo dài từ
Thanh Hóa đến Đà Nẵng, nhằm đảm bảo nắm bắt được các đặc tính đặc trưng mưa của
KKL. Sở dĩ, Đà Nẵng cũng được đưa vào phân tích nhằm mục đích xem xét sự khác nhau
về đặc điểm mưa KKL trước và sau dãy Bạch Mã như thế nào? có rõ ràng không?

10


1.2.

Một số công trình nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam về đặc điểm biến
trình ngày đêm của mưa
Biến trình ngày đêm của mưa là một trong những đặc trưng rất quan trọng, là hệ quả

của các quá trình vật lý liên quan đến vị trí địa lý, địa hình và động lực khí quyển [29]. Sự
chi phối của hệ thống gió mùa, hệ thống gây mưa, quy mô hoàn lưu, gió địa phương (gió
đất-biển, gió núi-thung lung),… tại mỗi quốc gia, mỗi vùng miền chính là nhân tố tác động
trực tiếp đến lượng mưa tại mỗi nơi [32]. Điều này tạo nên sự đa dạng, phức tạp cũng như
sự phân bố không đồng đều về mặt không gian của các đặc tính mưa. Sự quan trọng và cần
thiết trong việc tìm hiểu chu kỳ ngày đêm của mưa được minh chứng thông qua hàng loạt
các nghiên cứu trên thế giới.
1.2.1. Trên thế giới
Trên thế giới đã có rất nhiều đề tài tìm hiểu về đặc điểm biến trình ngày đêm của các
yếu tố khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm, gió, mây, mưa...). Nếu như biến trình ngày của nhiệt độ
không khí là do nhân tố bức xạ Mặt trời đóng vai trò quyết định thì đến với chế độ mưa, sự
phức tạp thể hiện rõ hơn rất nhiều. Chế độ mưa được hình thành chủ yếu bởi sự tác động
cộng hưởng của hai nhân tố: (1) hoàn lưu và (2) địa hình, mặt đệm; chính điều này đã tạo
ra những nét đặc trưng rất riêng về “vùng mưa” cũng như là “mùa mưa” cho mỗi khu vực.
Vì vậy yêu cầu đặt ra về tìm hiểu biến trình ngày đêm của mưa đối với mỗi vùng, mỗi mùa
và mỗi loại hình thế thời tiết thu hút được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khí tượng trên
thế giới.
Năm 2000, Dai [32] bằng cách sử dụng bộ bản tin dự báo thời tiết hạn 3 giờ của
khoảng 15000 trạm trên toàn cầu và bộ dữ liệu tổng hợp đại dương-khí quyển
(Comprehensive Ocean-Atmosphere) từ năm 1975 đến 1997 đã tiến hành phân tích biến
trình ngày đêm của các loại giáng thủy khác nhau và dông. Kết quả chỉ ra rằng với ngưỡng

mưa được chọn thỏa mãn ≥ 0,1mm/h (hoặc 2,4 mm/ngày) biến trình ngày đêm của các biến
có biên độ dao động vượt ngưỡng 20% giá trị trung bình hàng ngày được tìm thấy ở nhiều
nơi trên toàn cầu, đặc biệt là ở khu vực đất liền và trong mùa hè. Đối với giáng thủy có
dạng mưa rào: giá trị cực đại của mưa được tìm thấy ở khu vực lụa địa trong tất cả các mùa
11


vào buổi chiều. Ở Bắc Thái Bình Dương, Bắc Đại Tây Dương và nhiều vùng đại dương
tiếp giáp với châu lục cực đại lại xuất hiện thường xuyên hơn vào buổi sáng khoảng 06 giờ
địa phương (LST). Điều này thể hiện xu hướng lệch pha so với ở đất liền. Ngoài ra trên
vùng biển nhiệt đới và phía nam các đại dương, tần suất đạt đỉnh rơi vào khoảng giữa trưa
đến 04 giờ LST khá lớn. Với giáng thủy dạng mưa phùn và mưa thì sự lệch pha về thời
gian xảy ra cực đại giáng thủy ở các bề mặt đệm khác nhau cũng thể hiện khá rõ. Cực đại
xuất hiện vào buổi sáng thường quan sát thấy ở đất liền còn trên các khu vực đại dương
cách xa lục địa thì cực đại lại xảy ra vào ban đêm.
Cùng với sự phát triển ngày càng vượt bậc của khoa học-công nghệ, đặc biệt là công
nghệ viễn thám, rất nhiều nghiên cứu hiện nay đã lựa chọn dữ liệu vệ tinh có độ phân giải
thời gian và không gian cao như TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission),
PERSIANN (Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial
Neural Networks) để làm cơ sở cho nguồn số liệu nghiên cứu.
Năm 2005, bằng cách sử dụng số liệu mưa vệ tinh TRMM giai đoạn 1998-2003 tác
giả Hirose và cs [35] đã chỉ ra rằng: Các hệ thống thời tiết có quy mô khác nhau thì đặc
điểm không gian lẫn biến trình ngày đêm tại các vùng nghiên cứu cũng có sự khác nhau.
Cụ thể: (1) Các hệ thống gây mưa quy mô nhỏ (< 10 km2), tần suất mưa xảy ra thường
xuyên nhất vào khoảng đầu giờ chiều trên hầu hết các khu vực đất liền. (2) Các hệ thống
quy mô lớn (>104 km2) biểu diễn tần suất tập trung mưa nhiều vào buổi tối ở các khu vực
đồng bằng, trễ pha hơn so với các hệ thống quy mô nhỏ. (3) Các hệ thống gây mưa ở khu
vực chân đồi phía nam dãy Himalaya, đặc biệt khu vực phía nam dãy Everest, thung lũng
Brahmaputra lượng mưa tập trung vào đêm và sáng sớm.
Sự khác nhau về đặc điểm biến trình lượng mưa còn được thể hiện thông qua các mùa

trong năm. Năm 2007, khi nghiên cứu về đặc điểm tổng lượng mưa và tần suất mưa hàng
giờ tại Krakow giai đoạn 1886-2002, tác giả Twadosz cho rằng: tùy thuộc vào các đặc tính
của mưa, các mùa trong năm và loại mưa mà biến trình ngày đêm của mưa có thể có 1 hoặc
2 kiểu [38]. Tần suất mưa cực đại thường xảy ra vào buổi sáng trong tất cả các mùa của
khối không khí cực đới, trong khi lượng mưa tập trung vào buổi chiều được tìm thấy ở khu
12


vực front lạnh. So với chu kỳ mưa của front lạnh thì mưa do hệ thống front nóng gây ra
thường tập trung vào buổi tối hoặc đêm. Chế độ mưa với cực đại xảy ra vào buổi sáng là
một đặc trưng của hệ thống front lạnh và khối không khí phía sau đường front trong mùa
đông, trong giai đoạn này front lạnh thường di chuyển chậm từ Đại Tây Dương tạo điều
kiện thuận lợi cho đối lưu phát triển mạnh.
Cùng năm 2007, những đặc điểm của lượng mưa gió mùa mùa hè khu vực Đông Á
cũng được chỉ ra bởi Tianjun Zhou và ccs [39]. Sử dụng số liệu từng giờ/3 giờ vệ tinh
TRMM-3B42 và sản phẩm vệ tinh PERSIANN; kết hợp với đó là bộ số liệu quan trắc thu
được tại 626 trạm trong tháng 6, 7, 8 (JJA) từ năm 2000-2004 làm dữ liệu đầu vào, nhóm
tác giả đã tiến hành đồng bộ các nguồn số liệu về cùng một lưới với độ phân giải 0.5×0.5
độ kinh/vĩ độ. Tại mỗi ô lưới và mỗi giờ, tần suất mưa trung bình trong JJA là tỷ lệ phần
trăm của tất cả các giờ trong JJA có lượng mưa > 0,02mm/h trên các điểm lưới từ thiết bị
đo mưa và vệ tinh; cường độ mưa là lượng mưa trung bình xảy ra trong giờ đó; còn tổng
lượng mưa chính là giá trị lượng mưa tích lũy trong JJA. Kết quả cho thấy cực đại tổng
lượng mưa khu vực Đông Bắc và Đông Nam xảy ra sau buổi chiều, trong khi phía Đông
cao nguyên Tây Tạng tìm thấy lúc gần giữa đêm, tuy nhiên cực đại này chỉ được phát hiện
bởi số liệu thu được từ trạm quan trắc. Khi xét đến chu kỳ ngày đêm của lượng mưa, nhóm
tác giả nhấn mạnh rằng cả hai vệ tinh đều chụp được đỉnh về đêm ở phía Đông của cao
nguyên Tây Tạng và đỉnh khác xảy ra vào cuối buổi chiều ở phía Nam và Đông Bắc Trung
Quốc. Dữ liệu từ trạm đo mưa trên khu vực giữa sông Dương Tử và sông Hoàng Hà thể
hiện hai đỉnh, một đỉnh xuất hiện vào sáng sớm và một đỉnh xảy ra trong buổi chiều. Tuy
nhiên các sản phẩm vệ tinh chủ yếu chỉ bắt được đỉnh xảy ra vào cuối buổi chiều.

Các kết luận về đặc điểm mưa này của Tianjun Zhou hoàn toàn phù hợp với nhận định
đưa ra của Zhina Jang và ccs (2017) [44]. Bên cạnh thời gian xuất hiện mưa lớn, nhóm tác
giả này còn nhấn mạnh sự biến đổi theo ngày đêm rõ rệt của lượng mưa, tần suất và cường
độ ở miền Nam Trung Quốc, với biên độ khác nhau đáng kể từ Tây Nam đến Đông Nam
Trung Quốc, và từ thời kỳ trước và sau khi thiết lập gió mùa. Mưa lớn tại khu vực Tây
Nam thường xảy ra vào ban đêm đến sáng dưới sự ảnh hưởng của dòng gió tây nam tầng
13


thấp. Trong khi khu vực Đông Nam Trung Quốc lại bị chi phối bởi quá trình đốt nóng bề
mặt kết hợp với địa hình, dẫn đến lượng mưa thường tập trung vào buổi chiều. Cả hai thời
kỳ trước và sau khi thiết lập gió mùa đều biểu diễn hai cực đại mưa ngày: một đỉnh xảy ra
vào sáng sớm và một đỉnh khác xuất hiện cuối buổi chiều.
Năm 2013, Hong và ccs tiếp tục đi theo hướng nghiên cứu trên nhưng thu hẹp phạm
vi về quy mô tỉnh, theo đó Sơn Đông - Trung Quốc được lựa chọn để đánh giá đặc điểm
chu kỳ ngày đêm của lượng mưa mùa hè [34]. Sử dụng ngưỡng lượng mưa > 0.1 mm/h,
chuỗi số liệu mưa từng giờ tháng 6, 7, 8 của 123 trạm quan trắc từ năm 1996-2008 đã được
tiến hành phân tích. Kết quả cho thấy, chu kỳ ngày đêm của tổng lượng mưa (PA) và cường
độ mưa (PI) có hai cực đại xảy ra vào buổi sáng sớm và buổi chiều, còn chu kỳ ngày đêm
của tần suất mưa (PF) chỉ có một cực đại xảy ra vào buổi sáng. Chu kỳ ngày đêm của lượng
mưa ở khu vực này khá phức tạp, phụ thuộc vào cường độ mưa, bằng chứng là số cực đại
mưa tăng lên khi lượng mưa từng giờ tăng. Cụ thể là khi lượng mưa giờ nhỏ (0,1-10mm/h
hoặc 10-25mm/h) thì chu kỳ ngày đêm của PA và PF thể hiện hai cực đại với một cực đại
xuất hiện vào buổi sáng và một cái khác xảy ra vào buổi chiều. Còn khi lượng mưa giờ đạt
ngưỡng 50-100mm/h thì PA thường có ba cực đại.
Mưa là một đại lượng phức tạp và phụ thuộc rất nhiều yếu tố (địa hình, mặt đệm,
hoàn lưu khí quyển, hoàn lưu địa phương,…), do đó xét trên phương diện nào đó các hệ
thống gây mưa có tính tuần hoàn, ổn định và thường xuyên như mưa front Meiyu/Baiu,
mưa front lạnh/nóng phần nào sẽ mang đến những đặc tính riêng biệt, tạo nên các chu kỳ
đặc trưng theo hệ thống ảnh hưởng. Chính vì lẽ đó mà một số công trình đã đi theo hướng

này để xem xét, đánh giá đặc điểm biến trình mưa.
Năm 2009, Weixun Xu và cs [43] đã sử dụng bộ dữ liệu 3 giờ (3h) từ sản phẩm vệ
tinh TRMM-3B42 với độ phân giải 0.25×0.25 độ kinh/vĩ độ trong thời gian từ 1998-2007
để tiến hành phân tích đặc điểm mưa và đặc tính đối lưu của hệ thống mưa Meiyu trên khu
vực phía Nam Trung Quốc, Đài Loan và phía Bắc biển Đông. Lựa chọn ngưỡng mưa
>10mm/h tại mỗi điểm lưới, nhóm tác giả đã chỉ ra rằng: Trong giai đoạn mưa Mei-yu,
lượng mưa cực đại thứ nhất xảy ra ở phía trên đồng bằng sông Pearl, chân đồi cao nguyên
14


Yun-Gui và núi Wuyi; cực đại thứ hai tương ứng với thời điểm mưa lớn nhất. Sự thay đổi
theo mùa trong cấu trúc đối lưu, đặc biệt là ở đất liền có sự khác biệt tùy vào từng thời kỳ
của mùa Mei-yu dựa trên sự phân tích cường độ đối lưu proxy và profile độ phản xạ của
radar về mưa.
Năm 2010, Brandon và cs [30] phân tích đặc điểm chu kỳ ngày đêm của gió, mưa và
mây trên khu vực Đài Loan trong suốt mùa Meiyu, lượng mưa mùa hè và mùa thu. Sử dụng
nhiều nguồn dữ liệu đa dạng, bao gồm: số liệu mưa, gió từng giờ của ARMTS (Automatic
Rainfall and Meteorological Telemetry System); số liệu các trạm quan trắc ở khu vực từ
năm 1997 - 2002; dữ liệu quan trắc thám không và dữ liệu vệ tinh IR từng giờ từ vệ tinh
địa tĩnh (Geostationary Meteorological Satellite-5) [30]. Sử dụng ngưỡng >0,5mm/h để
tính toán các đại lượng về tần suất mưa trong các mùa mưa Mei-yu, mưa mùa hè và mùa
thu, nghiên cứu chỉ ra rằng: “Trong cả ba chế độ: mưa Meiyu (16/5-15/6), mưa mùa hè
(16/7-31/8) và mưa mùa thu (16/9-31/10) thì sự xuất hiện mưa, tỷ lệ mưa và các đám mây
lạnh bị chi phối mạnh bởi chu kỳ nhiệt ngày đêm với cực đại chính xảy ra vào cuối buổi
chiều. Một cực đại khác của lượng mưa xảy ra vào buổi sáng trong cả 3 chế độ được lí giải
là liên quan đến sự hội tụ ở lớp biên địa phương do địa hình chắn gió thịnh hành và sự
tương tác của chúng với gió đất - biển”.
Qua phần tổng quan này có thể thấy rằng việc tập trung nghiên cứu, tìm hiểu về đặc
điểm biến trình ngày đêm của các yếu tố khí tượng nói chung và lượng mưa nói riêng rất
được chú trọng trên thế giới. Điều này phần nào cho thấy mức độ cần thiết trong việc

nghiên cứu các đặc điểm biến trình ngày đêm của mưa KKL ảnh hưởng đến thời tiết nước
ta, góp phần nâng cao hiểu biết về một trong các hình thế thời tiết nguy hiểm, giúp tăng
cường khả năng dự báo mưa đi kèm KKL ở Việt Nam nói chung và các tỉnh ven biển Trung
Bộ từ Thanh Hóa đến Đà Nẵng nói riêng.
1.2.2. Tại Việt Nam
Tại Việt Nam, KKL và mưa lớn là một trong số những chủ đề thu hút được nhiều nhà
khí tượng quan tâm nghiên cứu. Thực tế đã có hàng loạt đề tài tập trung phân tích về con
đường xâm nhập của áp cao lạnh lục địa, về đặc điểm của các trung tâm áp cao lạnh, về xu
15


thế phát triển, mở rộng và cường độ hoạt động của áp cao Siberia,…. Nhưng có hai xu
hướng rõ ràng mà các tác giả ở nước ta thường hay lựa chọn để nghiên cứu: (1) xu hướng
thiên về phân tích các hình thế thời tiết gây ra mưa lớn (trong đó có xét đến sự tác động
của KKL); (2) Thiên hướng tập trung về dự báo mưa lớn bằng nhiều phương pháp và cách
thức tiếp cận khác nhau. Ví dụ như mô phỏng, dự báo mưa lớn bằng các mô hình số MM5,
WRF,v.v.
Theo xu hướng nghiên cứu thứ nhất có thể kể tên một số công trình tiêu biểu như:
cuốn “Khí hậu Việt Nam” của nhóm tác giả Phạm Ngọc Toàn và Phan Tất Đắc (1993) mà
sau đó được Th.s Phạm Minh Tiến và Th.s Trần Đình Linh chỉnh sửa, bổ sung hoàn thành
năm 2014 [19]; Phân tích các hình thế gây ra mưa lớn cho mỗi khu vực trong cả nước của
tác giả Phạm Vũ Anh ở cuốn “ Phân tích và dự báo thời tiết” [1]; Đề tài “Phân loại các
dạng hình thế Synop gây mưa lớn, đặc biệt lớn thuộc tỉnh Nghệ An-Thừa Thiên Huế” của
tác giả Nguyễn Ngọc Thục [17]; “Đặc điểm hình thế gây mưa, lũ, lụt lớn ở các tỉnh Thanh
Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh thời kỳ 1997-2001” [21]; “Nguyên nhân và quy luật của thời tiết
mưa lớn khu vực đèo Hải Vân-đèo Cả, vùng Nam Trung Bộ (giai đoạn 1986-2010)” [23]…
Nhìn chung, xu hướng nghiên cứu về mưa lớn ở nước ta có mức độ tập trung phân tích
nhiều ở các tỉnh ven biển miền Trung.
Nghiên cứu các hình thế synop gây mưa đặc biệt lớn ở các tỉnh Nghệ An –Thừa Thiên
Huế, tác giả Nguyễn Ngọc Thục (1992) [17] nhận định: Khu vực đang xét có tất cả 7 loại

hình thế synop gây mưa lớn chính: Xoáy thuận nhiệt đới đơn thuần (XTNĐ); XTNĐ kết
hợp với gió đông nam (SE); XTNĐ kết hợp với không khí lạnh tác động trước; XTNĐ kết
hợp với KKL tác động đồng thời hoặc 12-24h; Dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) có XTNĐ từ
thấp lên cao 4-5km; ITCZ có KKL tác động; KKL hội tụ với tín phong. Như vậy, chỉ tính
riêng đến sự hiện diện của KKL đã chiếm tới 4 hình thế, hơn nữa sự tương tác của KKL
với các nhiễu động khác khá đa dạng và phức tạp, theo đó mà mức độ gây ra mưa lớn trong
các hình thế cũng có sự khác nhau.
Đồng quan điểm với tác giả Nguyễn Ngọc Thục, năm 2004 nhóm tác giả Nguyễn
Khanh Vân và Bùi Mạnh Tăng một lần nữa nhấn mạnh các hình thế thời tiết gây mưa lũ
16


này cho các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh [21]. Đặc biệt, KKL và tổ hợp của KKL
với các nhiễu động khác là những loại hình thế xuất hiện với tần suất lớn, riêng KKL kết
hợp với gió đông hoạt động mạnh và KKL kết hợp với bão hoặc áp thấp nhiệt đới xuất hiện
với tần số thuộc loại lớn nhất, tập trung vào nửa cuối mùa đông (tháng 10 đến tháng 12).
Tùy vào thời gian xuất hiện và sự kết hợp giữa KKL với các hiện tượng khác mà phân bố
mưa có sự khác biệt rõ rệt.
Lượng mưa trong một đợt ngoài các nguyên nhân trực tiếp trên còn phụ thuộc vào
nhiều yếu tố khác đặc biệt là đặc điểm địa hình, ma sát mặt đệm…Điều này được thể hiện
rất rõ trong bài báo “Vai trò của hình thái địa hình đối với mưa lớn ở vùng Bắc Trung Bộ
và sự phân hóa giữa Bắc và Nam đèo Ngang” [22]. Với đặc điểm địa hình có dải Trường
Sơn trấn giữ ở phía Tây, hướng sơn văn thống trị là Tây Bắc - Đông Nam kết hợp với các
dãy núi chạy ngang đâm ra biển như Hoành Sơn, Bạch Mã đã tạo nên những “bẫy mưa”
quan trọng của khu vực. Các dãy núi với độ cao từ 400-1300m đã “ngăn chặn” chuyển
động của các khối khí và các tác nhân gây mưa (chủ yếu từ biển vào), làm gia tăng chuyển
động thăng ở bên phía sườn đón gió, gia tăng lượng mưa”. Bên cạnh đó, các đặc trưng về
mức độ địa hình chia cắt sâu và chia cắt ngang; các khu vực tiếp giáp với biển có kiểu địa
hình dạng dải cồn cát ven biển với độ cao, độ rộng khác nhau; đường bờ biển có hướng
vuông góc với chuyển động của các KKK giàu hơi ẩm từ biển Đông tràn vào. Tất cả dường

như hội tụ lại làm một, cộng hưởng với điều kiện địa hình khu vực đã tạo ra một chế độ
mưa “thu đông” và một đặc điểm lũ rất riêng cho các tỉnh Bắc Trung Bộ.
Đến năm 2012, tác giả Nguyễn Văn Hưởng tiến hành “Xác định khách quan hình thế
thời tiết trong các đợt mưa lớn trên khu vực miền Trung từ số liệu tái phân tích JRA-25”
[10]. Sử dụng các phương pháp phân tích tiên tiến như kỹ thuật phân tích thành phần chính
(PCA), kỹ thuật phân nhóm K-mean và kỹ thuật CA, đề tài đã nhấn mạnh hình thế ITCZ
kết hợp KKL là dạng rất đặc sắc và hầu như chỉ xuất hiện ở Trung Bộ. Mưa do dạng nhiễu
động sóng Đông có KKL tác động ở tầng thấp, thường xuất hiện từ cuối tháng X đến tháng
XII; Mưa do KKL hội tụ với tín phong, thường xảy ra ở Trung Trung Bộ và Nam Trung
Bộ từ cuối tháng X đến tháng XII.
17


Theo hướng nghiên cứu thứ hai về dự báo mưa lớn, hầu hết các tác giả đều nhận định
rằng: Dự báo mưa là một bài toán rất quan trọng nhưng đầy khó khăn và phức tạp. Tiến
hành “Thử nghiệm dự báo mưa lớn ở Việt Nam bằng mô hình MM5” trong hai năm 2004
– 2005, nhóm tác giả Hoàng Đức Cường và ccs [4] đã chỉ rõ rằng: diện mưa của dự báo tổ
hợp so với các hạn dự báo khác nhau thường lớn hơn so với thực tế. Hầu hết các trường
hợp thử nghiệm phản ánh đúng khu vực mưa lớn nhưng vùng mưa lớn dự báo chưa thực
sự trùng khớp với thực tế, nhất là ở các tỉnh Trung Bộ. Khi tăng hạn dự báo thì sai số thành
phần cũng tăng lên, đối với diện mưa < 30mm, dự báo thường cao hơn thực tế, ngược lại
diện mưa >50 mm thì lại nhỏ hơn thực tế.
Qua đây ta thấy rằng các đề tài nghiên cứu về mưa lớn diện rộng ở Trung Bộ được
nhiều nhà khí tượng trong nước đặc biệt quan tâm, tuy nhiên nếu xét về khía cạnh cụ thể
về đặc điểm liên quan đến mưa thì còn hạn chế. Sự tập trung chủ yếu dồn vào việc tìm hiểu
phân bố không gian, thời gian, đặc biệt là xu hướng biến đổi của các đặc trưng mưa như
tổng lượng mưa tháng/năm, biến trình năm, ngày bắt đầu và kết thúc mùa mưa... tại một
vùng hoặc một tỉnh cụ thể nào đấy.
Theo Nguyễn Đức Ngữ và ccs (2004) [14], về cơ bản biến trình mưa hàng năm ở Việt
Nam có hai dạng: Ở các vùng khí hậu phía Bắc, một phần Bắc Trung Bộ, Nam Bộ và Tây

Nguyên mùa mưa trùng với mùa gió mùa mùa hè (tháng 5 đến tháng 10), trong khi ở Nam
Trung Bộ và phần còn lại của Bắc Trung Bộ mùa mưa dịch chuyển về các tháng cuối mùa
hè và đầu mùa đông (tháng 8 đến tháng 12) [Bảng 1.2].
Bảng 1. 2 Chế độ mùa mưa và cực đại mưa các vùng khí hậu ở Việt Nam (Nguồn: [14])

18


Năm 2009, nhóm tác giả Vũ Thanh Hằng và ccs [8] trong nghiên cứu của mình đã chỉ
ra rằng: hầu hết các vùng khắp cả nước đều thể hiện xu thế tăng lên của lượng mưa cực
đại, đặc biệt tăng mạnh trong những năm 2001-2007. Tuy nhiên khi xét trong những thời
đoạn ngắn (giai đoạn 1961-1990, giai đoạn 1991-2000, giai đoạn 2001-2007) thì xu thế
tăng/giảm là không đồng nhất giữa các vùng khí hậu.
Tiếp đến năm 2012, xu thế biến đổi về 7 yếu tố khí tượng trên lãnh thổ Việt Nam
bao gồm: Nhiệt độ trung bình ngày mực 2m (T2m), Nhiệt độ cực tiểu ngày/cực đại ngày
(Tmin/Tmax), Lượng mưa trung bình ngày (Pre), Tốc độ gió 10m cực đại ngày (Vx), Độ
ẩm tương đối cực tiểu ngày (Um), Bốc hơi tiềm năng (Evap) được nhóm tác giả Ngô Đức
Thành và Phan Văn Tân nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp kiểm nghiệm phi
tham số Mann-Kendall và xu thế Sen [20]. Theo đó, nhóm tác giả nhận định rằng, lượng
mưa nói chung và lượng mưa trung bình ngày nói riêng là đại lượng có sự biến động khá
mạnh theo không gian. Nhìn chung, khu vực phía Bắc giảm mưa trong khi khu vực từ
Trung Trung Bộ (khoảng vĩ tuyến 17) trở vào lượng mưa có xu hướng tăng. Điều này cũng
phù hợp với nhận định từ nghiên cứu của nhóm tác giả Vũ Thanh Hằng và ccs (2009) [8].
Năm 2016, tác giả Phan Văn Tân và ccs [18] khi nghiên cứu đặc điểm của ngày bắt
đầu mùa mưa và sự biến đổi của nó ở Tây Nguyên giai đoạn 1981-2010 đã chỉ ra rằng:
mùa mưa ở Tây Nguyên thường bắt đầu vào khoảng giữa tháng 4 đến giữa tháng 5, trung
bình vào khoảng 30 tháng 4 hàng năm. Mùa mưa thường bắt đầu sớm hơn ở phía Nam Tây
Nguyên, sau đó là phía Bắc và muộn nhất ở miền Trung, đồng thời ngày bắt đầu mùa mưa
có xu thế đến sớm hơn 5-7 ngày/thập kỷ.
Nổi bật nhất trong hướng nghiên cứu tìm hiểu các đặc điểm biến trình ngày đêm của

các đại lượng khí tượng nói chung và mưa nói riêng ở nước ta là nhận định của tác giả
Nguyễn Viết Lành (2004) [11] khi cho rằng: Biến trình ngày của giáng thủy nói chung có
hai kiểu chủ yếu: một là kiểu lục địa được đặc trưng bởi hai cực đại (một cực đại xảy ra
vào lúc sáng sớm và một xảy ra sau buổi trưa); hai cực tiểu (một cực tiểu xảy ra vào ban
đêm và một xảy ra vào lúc trước buổi trưa). Nguyên nhân xuất hiện hai cực đại ở trên được
xác định là do sự phát triển của các mây dạng tầng lúc sáng sớm do bức xạ ban đêm và
19


mây đối lưu vào sau buổi trưa. Kiểu thứ hai là kiểu biển và bờ biển được đặc trưng bởi một
cực tiểu vào ban ngày và một cực đại vào ban đêm. Mây phát triển và gây mưa chủ yếu
vào ban đêm bởi vì lúc này nhiệt độ không khí ở trên cao đã giảm đi, trong khi đó nhiệt độ
không khí ở những lớp dưới thấp vẫn còn cao do tiếp xúc với mặt nước.
Gần đây nhất, trong ấn phẩm tháng 6/2019 của Tạp chí Khí tượng Thủy văn, đặc điểm
mưa tại Hồ Chí Minh đã được tác giả Phạm Thị Thanh Ngà chỉ ra trong bài báo “Nghiên
cứu tương quan giữa đặc tính mây và mưa lớn cho khu vực Hồ Chí Minh bằng dữ liệu vệ
tinh Himawari - 8 và GSMaP” [12]. Theo đó, PF trong mùa mưa (tháng 5 – tháng 11) đạt
cực đại trong khoảng 09 – 12 UTC, còn PI có hai cực đại xảy ra lần lượt vào 08 UTC và
14 UTC, tương ứng vào buổi chiều và tối.
Từ quá trình tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đặc trưng của
lượng mưa, tác giả nhận thấy rằng: Rõ ràng, trên thế giới hướng nghiên cứu về đặc điểm
biến trình ngày đêm và sự phân bố không gian của mưa được thực hiện cách đây khá lâu,
tuy nhiên cho đến nay vẫn rất được quan tâm và chú trọng. Bằng cách thực hiện các phương
thức tiếp cận khác nhau (đánh giá biến trình mưa theo quy mô toàn cầu, khu vực, quốc gia,
vùng miền, tỉnh… hoặc theo từng hệ thống gây mưa (front Meiyu/Baiu, front lạnh, front
nóng, hệ thống gió mùa mùa hè) mà những đặc điểm mưa lại cho thấy sự biến động về thời
gian. Trong khi đó tại Việt Nam, hướng nghiên cứu về mưa tập trung chủ yếu vào sự biến
đổi của các đặc trưng mưa theo thời gian, không gian gắn liền với hệ thống gió mùa mùa
hè, gần như việc tìm hiểu về biến trình ngày đêm còn rất ít, hạn chế và chưa được quan tâm
đúng mức. Hầu hết các hình thế synop gây ra mưa lớn đều cho thấy mức độ nghiêm trọng,

đặc biệt là các tỉnh ven biển miền Trung; một trong số đó chính là không khí lạnh và các
tổ hợp tác động đi kèm của nó.
Chính vì lẽ đó, tác giả nhận thấy rằng việc tìm hiểu đặc điểm mưa do không khí lạnh
ở các tỉnh ven biển Trung Bộ, mà cụ thể ở đây là từ Thanh Hóa đến Đà Nẵng thực sự cần
thiết và hữu ích. Các kết quả thu được không chỉ góp phần nâng cao hiểu biết về đặc trưng
của mưa KKL mà còn hỗ trợ các nhà khí tượng trong việc đưa ra dự báo về khoảng thời

20