Tác động của xon khí đến một số yếu tố khí hậu trên khu vực Việt Nam và lân cận : Luận văn ThS. Khoa học trái đất: 60 44 02 22

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

Lê Thị Thu Hằng

TÁC ĐỘNG CỦA XON KHÍ ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ HẬU TRÊN
KHU VỰC VIỆT NAM VÀ LÂN CẬN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2014


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

Lê Thị Thu Hằng

TÁC ĐỘNG CỦA XON KHÍ ĐẾN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ HẬU TRÊN
KHU VỰC VIỆT NAM VÀ LÂN CẬN

Chuyên ngành: Khí tượng và khí hậu học
Mã số: 60440222

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS. Phan Văn Tân

Hà Nội - 2014


LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới thầy GS.TS. Phan Văn
Tân, người đã hết lòng quan tâm cũng như kiên trì giúp đỡ từng bước nghiên cứu
của học viên.
Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn tập thể Bộ môn khí tượng nói riêng và
Khoa Khí tượng – Thủy văn và Hải dương học nói chung đã luôn giúp đỡ, tạo điều
kiện để tác giả hoàn thành luận văn. Không những vậy, còn mang lại một môi
trường làm việc thân thiện hiệu quả cho học viên.

Lê Thị Thu Hằng


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ 3
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... 3
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 7
Chương 1TỔNG QUAN .......................................................................................... 8
1.1 Xon khí và vai trò của nó đối với khí hậu ........................................................ 8
1.2 Tác động trực tiếp của xon khí ...................................................................... 10
1.3 Tác động gián tiếp của xon khí ...................................................................... 13
Chương 2PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................... 20
2.1 Đặt bài toán................................................................................................... 20
2.2 Sơ lược về mô hình RegCM và module Chem-aerosol .................................. 21
2.2.1Mô hình RegCM ............................................................................................ 21
2.2.2Mô đun xon khí trong RegCM4.2 .................................................................. 24
2.3 Thiết kế thí nghiệm ....................................................................................... 30
Chương 3KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT .................................................................. 33

3.1 Phân bố theo thời gian của nồng độ carbon đen từ năm 1991 – 2000............. 33
3.2 Phân bố theo không gian nồng độ của BC ..................................................... 35
3.3 Tác động của xon khí carbon đen lên nhiệt độ ............................................... 39
3.3.1Tương quan giữa nồng độ BC và hiệu nhiệt độ T2m ...................................... 43
3.3.2Tác động của xon khí carbon đen lên nhiệt độ các mực khí quyển ................. 45
3.4 Tác động của xon khí carbon đen lên lượng mưa .......................................... 49
3.5 Phân bố thời gian của nồng độ bụi từ năm 1991 – 2000 ................................ 52
3.6 Phân bố không gian của nồng độ của bụi....................................................... 54
1


3.7 Tác động của bụi lên nhiệt độ........................................................................ 59
3.7.1Tương quan giữa nồng độ bụi và hiệu nhiệt độ T2m ...................................... 64
3.7.2Tác động của bụi lên nhiệt độ các mực khí quyển .......................................... 66
3.8 Tác động của bụi lên lượng mưa ................................................................... 70
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 75
PHỤ LỤC.............................................................................................................. 78

2


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Tóm tắt các thành phần chính liên quan tới tác động bức xạ (W/m2) ........ 9
Hình 1.2 Những cơ chế bức xạ khác nhau của mây gây ra bởi xon khí.. ................ 10
Hình 1.3 Mô tả những tác động khác nhau của xon khí đã được trình bày trong bảng
1.1 (IPCC – 2007) [11] .......................................................................................... 15
Hình 2.1 Cấu trúc lưới thẳng đứng (bên trái) và lưới ngang dạng xen kẽ Arakawa-B
(bên phải) của mô hình .......................................................................................... 22
Hình 2.2 Miền tính và độ cao địa hình (m) ............................................................ 30

Hình 3.1 Nồng độ carbon đen trung bình năm giai đoạn 1991 – 2000 (mg/m2) ..... 34
Hình 3.2 Nồng độ carbon đen trung bình tháng giai đoạn 1991 – 2000 (mg/m2) ... 34
Hình 3.3 Biến trình năm của BC trong các năm 1991 – 2000 (mg/m2) .................. 35
Hình 3.4 Nồng độ carbon đen (mg/m2) trung bình tháng từ tháng 1 đến tháng 12
giai đoạn 1991 – 2000 (tương ứng từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) ............... 36
Hình 3.5 Nồng độ (bên trái - mg/m2), độ dày quang học (bên phải) của BC trung
bình tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng 10 (tương ứng từ trên xuống dưới ) .............. 38
Hình 3.6 Hiệu nhiệt độ T2m (TH1) từ tháng 1 đến tháng 12 (oC) giai đoạn 1991 –
2000 (tương ứng từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) .......................................... 40
Hình 3.7 Hiệu nhiệt độ T2m (oC) (TH1) tháng 1 (a), tháng 4 (b), tháng 7 (c), tháng
10 (d) ..................................................................................................................... 42
Hình 3.8 Hiệu nhiệt độ T2m (oC) (TH1) tháng 1, tháng , tháng 7, tháng 10( tương
ứng từ trái sang phải) ............................................................................................. 42
Hình 3.9 Hệ số tương quan của nồng độ BC và hiệu nhiệt độ T2m các mùa xuân (a),
hạ (b), thu (c), đông (d).......................................................................................... 44

3


Hình 3.10 Biến trình năm nồng độ BC (mg/m2) (a), biến trình năm của hiệu nhiệt độ
T2m (oC) (TH1) (b), hệ số tương quan theo thời gian của nồng độ BC và hiệu nhiệt
độ T2m (TH1) (c) .................................................................................................. 45
Hình 3.11Hệ số tương quan theo thời gian của nồng độ BC và hiệu nhiệt độ T2m
(TH1)cho khu vực Việt Nam ................................................................................. 46
Hình 3.12 Mặt cắt thẳng đứng phân bố kinh hướng (trái) – vĩ hướng (phải) hiệu
nhiệt độ oC (TH1) tháng 1, 4, 7, 10 ( tương ứng từ trên xuống dưới)...................... 48
Hình 3.13 Hiệu lượng mưa (TH1) từ tháng 1 đến tháng 12 ( tương ứng từ trái sang
phải, trên xuống dưới) trung bình cả giai đoạn 1991 – 2000 (mm/tháng) ............... 49
Hình 3.14 Hiệu lượng mưa (mm) (TH1) trung bình tháng 1 (a), tháng 4 (b), tháng 7
(c), tháng 10 (d) ..................................................................................................... 50

Hình 3.15 hệ số tương quan theo thời gian của nồng độ BC và hiệu lượng mưa
(TH1) .................................................................................................................... 51
Hình 3.16 Nồng độ bụi trung bình năm giai đoạn 1991 – 2000 (mg/m2) ................ 52
Hình 3.17 Nồng độ bụi trung bình tháng giai đoạn 1991 - 2000 (mg/m2) ............... 53
Hình 3.18 Biến trình năm của nồng độ bụi trong các năm 1991 – 2000 (mg/m2) trên
toàn khu vực .......................................................................................................... 54
Hình 3.19 Nồng độ bụi (mg/m2) trung bình tháng từ tháng 1 đến tháng 12 (tương
ứng từ trái sang phải, trên xuống dưới) .................................................................. 55
Hình 3.20 Nồng độ (bên trái), độ dày quang học (bên phải) của bụi trung bình
tháng 1, 4, 7, 10 (mg/m2) ( tương ứng từ trên xuống dưới ) .................................... 57
Hình 3.21 Trường gió bề mặt trung bình tháng 1 (a), tháng 4 (b), tháng 7 (c), tháng
10 (d) (m/s) ........................................................................................................... 59
Hình 3.22 Hiệu nhiệt độ T2m (TH2) từ tháng 1 đến tháng 12 (oC) giai đoạn 1991 –
2000 (Tương ứng từ trái sang phải, từ trên xuống dưới)......................................... 61

4


Hình 3.23 Hiệu nhiệt độ T2m (oC) (TH2) của tháng 1 (a), tháng 4 (b), tháng 7 (c),
tháng 10 (d) ........................................................................................................... 63
Hình 3.24 Hiệu nhiệt độ T2m (oC) (TH2) của tháng 1, tháng 4, tháng 7, tháng 10
(Tương ứng từ trái sang phải) ................................................................................ 63
Hình 3.25 Hệ số tương quan của nồng độ bụi, hiệu nhiệt độ T2m (TH2) của mùa
xuân (a), hè (b), thu (c), đông (d) ........................................................................... 65
Hình 3.26 Biến trình năm nồng độ bụi (mg/m2) (a), hiệu nhiệt độ T2m TH2 (oC)
(b), hệ số tương quan theo thời gian của nồng độ bụi và hiệu nhiệt độ T2m (TH2)
(c) .......................................................................................................................... 66
Hình 3.27 Hệ số tương quan theo thời gian của nồng độ bụi và hiệu nhiệt độ T2m
cho khu vực Việt Nam (TH2) ................................................................................ 67
Hình 3.28 Mặt cắt thẳng đứng phân bố kinh hướng (trái) – vĩ hướng (phải) hiệu

nhiệt độ oC (TH2) tháng 1, 4, 7, 10 ( tương ứng từ trên xuống dưới)...................... 68
Hình 3.29 Phân bố không gian hiệu lượng mưa (TH2) trung bình tháng từ tháng 1
đến tháng 12 (mm/tháng) (tương ứng từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) .......... 70
Hình 3.30 Hiệu lượng mưa (mm) (TH2) trung bình tháng 1 (a), tháng 4 (b), tháng 7
(c), tháng 10 (d) ..................................................................................................... 71
Hình 3.31 hệ số tương quan thời gian của nồng độ bụi và hiệu lượng mưa (TH2) .. 72
Hình P.1 Mặt cắt thẳng đứng phân bố kinh hướng của hiệu nhiệt độ các mực (TH1)
trung bình tháng từ tháng 1 đến tháng 12 ............................................................... 78
Hình P.2 Mặt cắt thẳng đứng phân bố vĩ hướng của hiệu nhiệt độ các mực (TH1)
trung bình tháng từ tháng 1 đến tháng 12 ............................................................... 78
Hình P.3 Mặt cắt thẳng đứng phân bố kinh hướng của hiệu nhiệt độ các mực (TH2)
trung bình tháng từ tháng 1 đến tháng 12 ............................................................... 79
Hình P.4 Mặt cắt thẳng đứng phân bố vĩ hướng của hiệu nhiệt độ các mực (TH2)
trung bình tháng từ tháng 1 đến tháng 12 ............................................................... 79
5


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BC

Carbon đen (Black Carbon)

BC_HB

Carbon đen kỵ nước (Hydrophobic black carbon)

BC_HL

Carbon đen thấm nước (Hydrophilic or aged black carbon)

BĐKH

Biến đổi khí hậu

GCM

Mô hình hoàn lưu chung khí quyển (Global Circulation model)

HSTQ

Hệ số tương quan

IPCC

Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on
Climate Change)

OC

Carbon hữu cơ (Organic Carbon)

RegCM

Mô hình khí hậu khu vực (Regional Climate Model)

RF

Tác động bức xạ (Radiative forcing)

SST

Nhiệt độ mặt nước biển toàn cầu (Sea surface temperature)

6


MỞ ĐẦU
Ngày nay, việc nghiên cứu biến đổi khí hậu (BĐKH), tác động của BĐKH
và tìm các giải pháp, chiến lược ứng phó với BĐKH là một trong những vấn đề hết
sức quan trọng và được quan tâm đặc biệt của toàn xã hội, bao gồm cả các cấp lãnh
đạo, các nhà khoa học và cộng đồng người dân. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng
thành phần hóa học của khí quyển đã thay đổi và chúng có mối quan hệ trực tiếp
hoặc gián tiếp tới các điều kiện thời tiết, khí hậu ở quy mô toàn cầu cũng như qui
mô khu vực. Xon khí là một trong những tác nhân quan trọng gây nên những thay
đổi hóa học của khí quyển, thay đổi quá trình hình thành mây, phản xạ và hấp thụ
năng lượng bức xạ mặt trời, gây nên những biến đổi trong hệ thống thời tiết – khí
hậu. Tác động của xon khí trong hệ thống khí hậu cũng là một trong những nguyên
nhân của biến đổi khí hậu.
Để đánh giá mức độ tác động của xon khí tới hệ thống khí hậu, các mô hình
toàn cầu hoặc khu vực thường được kết hợp với các mô đun hóa học – xon khí để
mô phỏng các quá trình hóa học diễn ra trong khí quyển, mối liên hệ giữa chúng với
điều kiện thời tiết khí hậu. Trong khuôn khổ luận văn, tác giả sử dụng mô hình khí
hậu khu vực RegCM phiên bản 4.2 (RegCM 4.2) để nghiên cứu “Tác động của xon
khí đến một số yếu tố khí hậu trên khu vực Việt Nam và lân cận”. Bố cục của luận
văn gồm 3 chương (ngoài mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục) với các
nội dung chính như sau:
Chương 1: Tổng quan. Trong chương này, tác giả trình bày tổng quan về xon
khí và những nghiên cứu trong nước và trên thế giới về tác động của xon khí đến
khí hậu.
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu. Ở đây trình bày sơ lược về mô hình

RegCM 4.2, thiết kế thí nghiệm.
Chương 3: Kết quả và nhận xét. Chương này trình bày và phân tích các kết
quả thu được làm rõ tác động của xon khí đến các yếu tố khí hậu trên khu vực Việt
Nam và lân cận.
7


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 Xon khí và vai trò của nó đối với khí hậu
Xon khí trong khí quyển là các hạt rắn hoặc lỏng tồn tại lơ lửng trong không
khí có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo. Loại có nguồn gốc tự nhiên bao gồm: các
hạt muối (từ đại dương), các bụi khoáng do gió đưa lên, muội than núi lửa, từ thực
vật và các sản phẩm của các phản ứng tự nhiên. Loại có nguồn gốc nhân tạo do chất
thải công nghiệp (khói, bụi …), nông nghiệp, sản phẩm của các phản ứng khí, tạo ra
các phần tử sulfat, cacbon đen…
Xon khí tác động tới hệ thống trái đất bằng nhiều cách khác nhau. Xon khí
tác động lên các quá trình hóa học của khí quyển, thay đổi quá trình hình thành
mây, phản xạ và hấp thụ năng lượng bức xạ gây những biến đổi trong hệ thống thời
tiết – khí hậu. Xon khí tác động trực tiếp và gián tiếp lên trữ lượng bức xạ của hệ
thống khí quyển – trái đất. Tác động trực tiếp là xon khí tán xạ và hấp thụ các tia
bức xạ măt trời trong không gian. Tác động gián tiếp là xon khí ở tầng thấp của khí
quyển có thể làm thay đổi kích thước của các hạt mây làm thay đổi phản xạ và hấp
thụ bức xạ mặt trời của mây, như vậy tác động lên trữ lượng năng lượng của trái
đất. Theo Lau K.M [15] các phần tử xon khí tán xạ và hấp thụ bức xạ làm cho lớp
khí quyển ấm lên và bề mặt trái đất lạnh đi. Trong nghiên cứu của Mark Z.
Jacobson (2001) [17], nếu tính riêng tác động của các loại sun phát hữu cơ (Sulfate
Organics) và carbon đen (BC) thì chúng chỉ làm lượng bức xạ trung bình giảm đi –
0.31 W/m2 nhưng nếu chúng tồn tại dưới dạng hỗn hợp thì tác động của chúng sẽ
làm lượng bức xạ giảm đi – 0.62 W/m2. Ảnh hưởng trực tiếp của xon khí làm giảm

năng lượng bức xạ trung bình toàn cầu, tại giới hạn trên của khí quyển – 0.35 W/m2,
tăng trong lớp khí quyển 3.0 W/m2, và giảm tại bề mặt trái đất – 3.4 W/m2 Chung
C.E [5]. Theo Ramanathan ccs., (2005) [31] mây nâu ABCs (Atmospheric Brown
Clouds) được cấu thành từ các chất ô nhiễm như carbon đen, carbon hữu cơ, tro, bụi

8


và các chất hấp thụ như sunfat, ngăn cản bức xạ mặt trời tới mặt đất có thể làm
giảm 50% sự nóng lên toàn cầu do tăng khí nhà kính.
Theo báo cáo thứ tư của Ban liên chính phủ về Biên đối khí hậu (IPCC 2007
[11]), những hạt xon khí tác động tới bức xạ bằng cách phản xạ và hấp thụ bức xạ
mặt trời, bức xạ hồng ngoại trong khí quyển. Một vài loại xon khí gây tác động bức
xạ dương, trong khi đó những xon khí khác gây tác động âm. Tác động bức xạ tổng
cộng cho tất cả các loại xon khí là âm. Xon khí cũng gây ra tác động bức xạ gián
tiếp làm thay đổi trong một vài đặc tính của mây. Theo IPCC 2007 [11], giá trị tác
động trực tiếp của xon khí là – 0.5 W/m2 với mức độ dao động là – 0.9 đến –
0.1W/m2. Còn đối với tác động liên quan đến albedo mây có giá trị khoảng –0.7
W/m2 với mức dao động là – 1.8 đến – 0.3W/m2 (Hình 1.1). Tuy nhiên, mức độ hiểu
biết của con người về bản chất của các quá trình này vẫn còn rất hạn chế. Nếu xét
riêng tác động của từng loại xon khí thì độ tin cậy còn thấp hơn. Ước lượng riêng
tác động từng loại xon khí như sau: sulphate, – 0.4 [± 0.2]W/m2; carbon vô cơ –
0.05 [± 0.05] W/m2; carbon đen + 0.2 [±0.15]W/m2; đốt sinh khối + 0.03 [±0.12]
W/m2; nitrate – 0.1 [± 0.1] W/m2; và muối khoáng – 0.1[[±0.2] W/m2.

Hình 1.1 Tóm tắt các thành phần chính liên quan tới tác động bức xạ (W/m2)
9


Tác động bức xạ (Radiative Forcing - RF) tổng cộng là kết quả từ nhiều nhân

tố tác động lên khí hậu,trong đó có cả những nhân tố liên quan đến hoạt động của
con người và các quá trình tự nhiên (hình 1.1). Những hoạt động của con người gây
ra sự biến đổi quan trọng đối với các khí nhà kính, ozone, hơi nước, albedo bề mặt,
xon khí. RF dương làm ấm hệ thống khí hậu, RF âm làm lạnh khí hậu. Nhìn chung
xon khí tác động lên khí hậu theo hai cách: ảnh hưởng trực tiếp do tán xạ và hấp thụ
các tia bức xạ mặt trời, và ảnh hưởng gián tiếp liên quan tới nhân ngưng kết của
mây và nhân băng làm thay đổi tính chất vi vật lý mây, đặc tính bức xạ và thời gian
tồn tại của mây. Các tác động này sẽ được làm rõ trong phần tiếp theo của luận văn.

Hình 1.2 Những cơ chế bức xạ khác nhau của mây gây ra bởi xon khí.(IPCC 2007
[11]).Những điểm nhỏ màu đen tượng trưng cho các phần tử xon khí, các vòng tròn
kích thước lớn hơn là các hạt mây. Những đường thẳng được cho là thành phần bức
xạ tới và thành phần phản xạ lại bức xạ mặt trời, những đường sóng là bức xạ tới
mặt đất.Những vòng tròn màu trắng cho biết số hạt mây. Những đám mây không có
xáo trộn bao gồm những hạt mây lớn trong đó chỉ có các phần tử xon khí tự nhiên
xuất hiện và trở thành nhân ngưng kết, những những đám mây có sự xáo trộn lớn
thường chứa đựng một lượng lớn hơn số hạt mây nhỏ, trong đó bao gồm cả các xon
khí có nguồn gốc tự nhiên và nguồn gốc từ con người đóng vai trò là các nhân
ngưng kết. Những đường nét đứt màu xám biểu thị cho mưa.
1.2 Tác động trực tiếp của xon khí
Tác động trực tiếp là cơ chế xon khí tán xạ và hấp thụ bức xạ sóng ngắn và
sóng dài làm thay đổi cân bằng bức xạ của hệ thống khí quyển trái đất. Các xon khí
10


sulphate, carbon hữu cơ, cacbon đen có nguồn gốc từ đốt nhiên liệu hóa thạch, đốt
sinh khối, bụi khoáng phần lớn do con người tạo ra và gây RF trực tiếp. Sự tán xạ
của xon khí gây ra RF âm, trong khi một phần xon khí hấp thụ bức xạ mặt trời cũng
có thể gây RF âm trực tiếp tại đỉnh khí quyển, trên những khu vực có bề mặt sẫm
màu như biển hoặc rừng, và RF dương ở đỉnh khí quyển trên khu vực có bề mặt

sáng như sa mạc, tuyết hoặc băng, hoặc những nơi có xon khí ở bên trên mây. Cả
RF âm hay dương đều làm giảm bức xạ sóng ngắn xuống bề mặt. RF bề mặt xấp xỉ
với RF trực tiếp tại đỉnh khí quyển trong trường hợp xon khí tán xạ, nhưng sẽ lớn
hơn rất nhiều lần trong trường hợp xon khí hấp thụ.
Những loại xon khí khác nhau thì mức độ hấp thụ và tán xạ ánh sáng mặt
trời khác nhau. Các hạt sáng màu hoặc mờ có xu hướng phản xạ bức xạ mặt trời,
xon khí có màu sắc tối hơn có khả năng hấp thụ ánh sáng. Sulfate và nitrate nguyên
chất phản xạ bức xạ mặt trời do vậy chúng đóng vai trò làm lạnh khí quyển. Carbon
đen hấp thụ bức xạ mặt trời đi xuống, làm ấm khí quyển và làm lạnh bề mặt, carbon
hữu cơ có tác động làm ấm khí quyển phụ thuộc vào độ sáng của bề mặt. Tác động
bức xạ của bụi có mức độ khác nhau, tùy thuộc vào các thành phần, tính chất của
hạt bụi, các hạt muối biển có xu hướng phản xạ bức xạ. J.Wu ccs., (2008) [12] đã
mô phỏng tác động trực tiếp của xon khí carbon đen lên nhiệt độ và chu trình nước
ở châu Á bằng mô hình khí hậu khu vực. Tác động bức xạ gây ra bởi BC dương ở
đỉnh khí quyển (TOA) do tác động hấp thụ và phản xạ bức xạ. Tác động bức xạ bề
mặt có giá trị âm hoàn toàn trên khu vực và lớn hơn ở đỉnh khí quyển. Theo F.
Giorgi ccs., (2002) [8] nghiên cứu tác động bức xạ trực tiếp do tác động của xon khí
nhân tạo trên khu vực Đông Á. Kết quả cho thấy xon khí Sunfate gây tác động bức
xạ âm tại đỉnh khí quyển với giá trị –1 đến – 8W/m2 vào mùa đông và – 1 đến
15W/m2 vào mùa hè. Tác động bức xạ đạt giá trị cực đại trên khu vực lưu vực Tứ
Xuyên của Tây Nam Trung Quốc và một vài nơi trên khu vực Đông và Đông Bắc
Trung Quốc, Tác động bức xạ này làm lạnh bề mặt dao động từ – 0.1 đến – 0.7 K
cũng là lớn nhất trên khu vực Tứ Xuyên, tác động của xon khí làm lạnh bề mặt phù

11


hợp với nhiệt độ quan trắc trong những thập kỷ gần đây trên các khu vực khác nhau
của Trung Quốc.
Nhìn chung xon khí làm thay đổi phân bố năng lượng của khí quyển và bề

mặt, thay đổi gradient khí áp theo phương ngang, tác động tới hoàn lưu gió mùa và
làm thay đổi lượng mưa một số nơi trên trái đất. Ngược lại, dị thường hoàn lưu quy
mô lớn có tác động đến sự thay đổi vận chuyển xon khí, điều chỉnh quá trình sa
lắng, thay đổi môi trường vật lý và hóa học của hỗn hợp xon khí. Một điểm đáng
lưu ý là trong những thập kỷ gần đây, mức độ phát thải của các chất ô nhiễm vào
khí quyển ngày càng tăng do quá trình phát triển công nghiệp của các quốc gia trên
thế giới. Các nhà khoa học nhận thức rõ hơn rằng ô nhiễm môi trường không khí đã
trở thành một vấn đề quốc tế. Để giải quyết bài toán trên, mô hình hóa các quá trình
hóa học trong khí quyển hiện nay đang là một trong những công cụ hiệu quả và mở
ra nhiều tiềm năng ứng dụng. P.Zanisccs.,(2012)[21] đã sử dụng mô hình khí hậu
khu vực RegCM3 kết hợp với mô đun xon khí để mô phỏng tác động của xon khí
do con người đối với khí hậu khu vực châu Âu từ năm 1996 – 2007. Mô phỏng cho
thấy tác động của xon khí lên nhiệt độ trung bình T2m là nhỏ, khoảng – 0.2 đến –
0.1oC và lạnh đi ở vùng phía nam vĩ độ 50 – 55oN, ấm lên ở phía bắc vĩ độ 55oN.
Tồn tại mối tương quan nhất định giữa xon khí do con người tạo ra và tác động trực
tiếp của sóng ngắn trên khu vực châu Âu. Qian ccs.,(2001)[22] đã sử dụng mô hình
khu vực kết hợp với mô hình xon khí và nhận thấy dấu hiệu rõ của tác động trực
tiếp và gián tiếp của xon khí do con người tạo ra lên khí hậu khu vực Đông Á,giải
thích xu hướng lạnh đi được quan trắc trên các vùng khác nhau của Trung Quốc
trong các thập kỷ cuối của thế kỷ 20.
Hồ Thị Minh Hà và Phan Văn Tân (2009)[1] đã sử dụng mô hình RegCM3
để mô phỏng ảnh hưởng của carbon đen (BC) lên khí hậu khu vực Đông Nam Á và
Việt Nam. Kết quả cho thấy, tác động của BC làm tăng tác động bức xạ tại đỉnh khí
quyển nhưng làm giảm bức xạ tại bề mặt. Hệ quả là nhiệt độ bề mặt tại khu vực có
nồng độ BC cao giảm đi. Tác động của carbon đen (BC) lên lượng mưa thể hiện ở
hệ số tương quan (HSTQ) âm trên khu vực bán đảo Đông Dương trong khi trên phía
12


đông của Ấn Độ và Trung Quốc, HSTQ dương. Đây là các khu vực có nồng độ BC

cao hơn xung quanh. Khi phân tách ảnh hưởng của BC do đốt sinh khối và BC do
hoạt động của con người thì thấy rằng BC do hoạt động con người có xu thế làm ấm
nhiệt độ bề mặt so với trường hợp chỉ có BC do đốt sinh khối.
D. F. Zhang ccs, (2009)[6] mô phỏng xon khí bụi và những tác động trở lại
của bụi đối với khí hậu khu vực Đông Á sử dụng mô hình khí hậu khu vực RegCM.
Mô hình đã nắm bắt được những đặc điểm khí hậu cơ bản trên khu vực. Những thay
đổi theo thời gian và không gian của nồng độ bụi gần bề mặt, độ dày quang học và
phát thải của bụi từ những khu vực chính cũng được tái tạo bởi mô hình. Sự thiếu
sót của mô hình là sự đánh giá cao lượng bụi trên khu vực nguồn và đánh giá thấp
tốc độ gió, dẫn đến đánh giá thấp lượng bụi phân tán. Trên khu vực sa mạc, tác
động bức xạ ở đỉnh khí quyển (TOA) là dương, giá trị này nhỏ trên những khu vực
có albedo bề mặt lớn. Dòng bức xạ thuần bề mặt giảm bởi bụi do vậy tác động của
bụi làm lạnh bề mặt tới – 1oC. Tác động bức xạ thuần (sóng ngắn và sóng dài) dẫn
đến làm giảm lượng bụi phát thải ở những nguồn bụi chính khu vực Đông Á,
nguyên nhân là do sự tăng tính ổn định địa phương tương ứng là làm giảm quá trình
nâng bụi lên các lớp khí quyển bên trên. Xon khí không chỉ tác động trực tiếp đến
bức xạ mà còn tương tác với mây dưới nhiều hình thức làm thay đổi lượng bức xạ
xuống bề mặt trái đất và cơ chế này cũng làm thay đổi lượng mưa ở khu vực. Tác
động này sẽ được làm rõ ở phần tiếp theo.
1.3 Tác động gián tiếp của xon khí
Tác động gián tiếp của xon khí lên khí hậu là cơ chế mà xon khí làm thay đổi
đặc tính vi vật lý của mây và từ đó làm thay đổi những đặc tính bức xạ, số lượng
cũng như thời gian tồn tại của mây. Tác động gián tiếp này được xác định bởi ảnh
hưởng của các hạt xon khí đóng vai trò làm nhân ngưng kết mây và là hàm của kích
thước hạt, cấu tạo hóa học, và trạng thái hỗn hợp, môi trường bao quanh. Đặc tính
vi vật lý bao gồm số lượng hạt mây và kích thước hạt mây cùng với khả năng chứa
nước được gọi là “ tác động gián tiếp loại 1” hay “ tác động liên quan đến albedo
mây ” hay “tác động Twomey”. Đặc tính vi vật lý bao gồm ảnh hưởng lên khả năng
13

chứa nước, độ cao mây, và thời gian tồn tại của mây được gọi là “ tác động gián tiếp
loại 2”, “tác động tới thời gian tồn tại của mây” hoặc “tác động Albrecht”. Xon khí
có thể tương tác với mây và giáng thủy bằng nhiều cách như là trở thành nhân
ngưng kết hoặc nhân băng hay đóng vai trò là những phần tử hấp thụ năng lượng
mặt trời và phân bố lại nguồn năng lượng nhiệt này trong các lớp mây. Xon khí tác
động tới độ phản xạ của mây và thời gian tồn tại của mây thông qua quá trình phân
bố của thành phần nước lỏng trong mây. Những tương tác này có thể được chia nhỏ
ra thành các quá trình có sự đóng góp khác nhau được tổng hợp trong Bảng 1 và
được chỉ ra trong Hình 1.3. S.Towmey [26] đã chỉ ra rằng sự gia tăng ô nhiễm làm
tăng nồng độ các hạt xon khí. Nhiều nhân ngưng kết hơn sẽ làm tăng các hạt mây có
kích thước nhỏ trong một đơn vị thể tích làm thay đổi tính chất bức xạ của mây dẫn
đến làm biến đổi khí hậu, tương đương với việc tăng nồng độ CO2 trong khí quyển,
tuy nhiên có xu hướng ngược lại là làm lạnh nhiệt độ bề mặt đất. Menon ccs.,(2002)
[18] đã đánh giá được tác động của carbon đen (BC) lên các yếu tố khí tượng.
Trong đó, sự ảnh hưởng của BC lên sự biến đổi lượng mưa khá rõ rệt, đặc biệt khi
chú ý đến khu vực Đông Nam Á. Nếu xét riêng cho khu vực Việt Nam, phía Bắc có
lượng mưa tăng khoảng 1 – 4mm/ngày còn phía Nam, lượng mưa giảm đi (cũng
khoảng 1 – 4mm/ngày). F. Giorgi ccs., (2002) [8] đã chỉ ra rằng tác động xon khí
lên bức xạ có xu hướng làm lạnh bề mặt gây ức chế mưa trên khu vực, mặc dù ảnh
hưởng này là tương đối nhỏ trong mô phỏng.Fabien Solmon ccs., (2008)[7] nghiên
cứu tác động của xon khí bụi lên lượng mưa khu vực Tây châu Phi, những cơ chế và
độ nhạy đến những đặc tính hấp thụ. Trong nghiên cứu tác giả sử dụng mô hình
RegCM kết hợp với mô hình bụi để mô phỏng tác động khí hậu bởi cưỡng bức bức
xạ sóng ngắn và sóng dài của bụi sa mạc Saharan trên gió mùa Tây Phi và lượng
mưa ở Sahel trong giai đoạn 1996 -2006. Hai tác động đều được nhận thấy, thứ
nhất, cường độ gió mùa giảm trong mực thấp tầng đối lưu do nguyên nhân làm lạnh
của bụi bề mặt dẫn đến làm giảm lượng mưa, và thứ hai là tác động làm ấm mực
trên tầng đối lưu làm tăng lượng mưa

14


Hình 1.3 Mô tả những
ng tác đđộng khác nhau của xon khí đã đượcc trình bày trong
bảng 1.1 (IPCC – 2007) [11]
Tác động gián tiếp
p lo
loại 1 (tác động albedo mây) được lý giảii bbởi số hạt xon
khí càng nhiều
u làm tăng số
s lượng hạt mây có kích thước nhỏ hơn, ddẫn đến độ phản
xạ mây tăng, hiệu ứng
ng này có tác động
đ
làm lạnh. Tác động gián tiếpp loại
lo 2 (kéo dài
thời gian tồn tại củaa mây) đư
được hiểu như sau: khi số lượng các hạạt xon khí càng
nhiều làm số hạtt mây tăng dẫn
d đến kích thước hạt mây nhỏ đi, các hạạt nước nhỏ làm
15


hạn chế sự va chạm và liên kết, ngăn cản sự lớn lên của hạt nước trong mây để tạo
mưa, làm giảm sự hình thành giáng thủy dẫn đến kéo dài thời gian tồn tại của mây.
điều này cũng làm thay đổi albedo mây trung bình theo thời gian (Hiệu ứng thời
gian tồn tại của mây (Hình 1.3). Tác động bán trực tiếp được cho là hấp thụ bức xạ
mặt trời bởi xon khí (muội than,...), xon khí nóng lên sau đó phát xạ lại khí quyển,
đây được coi như là một cơ chế bức xạ nhiệt do vậy quá trình này làm nóng không

khí và làm tăng trạng thái ổn định tĩnh học tương đối tới bề mặt. Nó cũng là nguyên
nhân làm bay hơi các hạt mây nước. Tác động đóng băng được giải thích như sau:
Trong các đám mây có lẫn cả pha băng và pha nước, khi có sự gia tăng của xon khí
làm gia tăng số lượng những hạt tinh thể băng bão hòa, từ đó nhanh chóng làm tăng
kích thước giáng thủy, và nhiều khả năng mây không giáng thủy được chuyển thành
mây giáng thủy (Hình 1.3). Tác động nhiệt động lực gây ra sự trì hoãn đóng băng
của các hạt nhỏ dẫn tới hình thành những đám mây siêu lạnh với nhiệt độ rất thấp
(Hình 1.3). Thêm vào đó, xon khí làm thay đổi hiệu ứng bức xạ tại đỉnh khí quyển
và làm thay đổi trữ lượng năng lượng bề mặt (Bảng 1.2) với các quá trình đối lưu,
bốc hơi và giáng thủy(Hình 1.3) (IPCC 2007)[11].
Ở Việt Nam hướng nghiên cứu của xon khí mới chỉ thực sự bắt đầu vào năm
2003, khi chúng ta có hai trạm quan trắc xon khí đầu tiên trong mạng trạm
AERONET của NASA, đặt tại Bạc Liêu và Bắc Giang. Phạm Xuân Thành ccs.,[3]
nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đầu mùa tới độ dày quang học xon khí tại Bạc Liêu.
Kết quả cho thấy những trận mưa đầu mùa năm 2003 làm giảm đáng kể giá trị của
độ dày quang học xon khí. Các trận mưa đầu mùa cũng làm thay đổi phân bố kích
thước của các hạt xon khí trong khí quyển.Đào Thị Hồng Vân (2013) [4] đã nghiên
cứu khả năng ứng dụng mô hình WRF-CHEM vào khu vực Việt Nam, thời gian mô
phỏng từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2006. Nghiên cứu cho kết quả khả quan khi mô
phỏng các chất phát thải (bụi PM2.5, PM10, SO2, dust_01), đặc biệt là khi xem xét
bên cạnh các trường khí tượng (trường gió, ẩm). Nguyễn Ngọc Bích Phượng (2009)
[2] đã nghiên cứu, đánh giá các xon khí sunfat, cacbon đen và cacbon hữu cơ ảnh
hưởng tới nhiệt độ và lượng mưa khu vực Đông Nam Á và Việt Nam. Kết quả cho
16


thấy sự tác động của xon khí và cacbon đen lên cán cân thuần bức xạ của khí quyển
cho thấy cacbon đen đã hấp thụ lượng bức xạ và làm nóng cột khí quyển và làm
giảm lượng giáng thủy do giảm mây bao phủ tuy nhiên kết quả cho thấy tác động
của xon khí lên khí quyển là rất nhỏ.

Bảng 1.1 Những tác động gián tiếp khác nhau của xon khí và hiệu ứng biến đổi
thông lượng bức xạ tại đỉnh khí quyển (IPCC 2007)[11]
Biến đổi
bức xạ
tại đỉnh

Loại
Tác động

Tác động
đến độ phản

mây

Mức độ
nghiên
cứu

Trung
bình

Thấp

Trung

Rất

bình

thấp

Nhỏ

Rất
thấp

Dương

Trung
bình

Rất
thấp

Dương

Trung

Rất

khí
quyển

Với cùng một lượng nước
Tất cả

xạ của mây
Tác động
đến thời gian
tồn tại của

Quá trình

Cường
độ

Tất cả

mây

lỏng hoặc băng trong
mây, càng nhiều hạt mây
thì độ phản xạ càng lớn
Các hạt mây nhỏ làm
giảm lượng giáng thủy
dẫn đến kéo dài thời gian
tồn tại của mây

Âm

Âm

Sự hấp thụ bức xạ mặt
trời của xon khí tác động
Tác động
bán trực tiếp

Tất cả

Mây

Tác động
gián tiếp gây
đóng băng

hỗn hợp

Tác động

Mây

đến độ ổn định và năng
Dương
lượng tới bề mặt và có thể hoặc âm
dẫn tới sự bay hơi của các
phần tử mây
Số lượng các nhân băng
tăng lên làm gia tăng hiệu
suất giáng thủy
Các phần tử mây nhỏ đi
17


nhiệt động
lực

hỗn hợp
(lỏng
hoặc

làm trì hoãn quá trình
đóng băng tạo thành
những đám mây siêu lạnh

băng)

với nhiệt độ rất thấp

hoặc âm

bình

thấp

Bảng 1.2 Những tác động gián tiếp khác nhau của xon khí và ảnh hưởng của nó tới
bức xạ sóng ngắn tại bề mặt đất (cột 2 đến cột 4) với giáng thủy (cột 5 đến cột 7)
IPCC 2007 [11]

Tác động

Thông
lượng bức
xạ tới bề

Mức độ
nghiên

Cường
độ

cứu

mặt
Tác động đến
độ phản xạ của
mây

Hiệu
ứng
giáng

Cường
độ

thủy

Mức độ
nghiên
cứu

Âm

Trung
bình

Thấp

Âm

Trung

bình

Rất thấp

Âm

Nhỏ

Rất thấp

Âm

Lớn

Rất thấp

Âm

Lớn

Rất thấp

tiếp gây đóng
băng

Dương

Trung
bình

Rất thấp

Dương

Trung
bình

Rất thấp

Tác động nhiệt
động lực

Dương
hoặc âm

Trung
bình

Rất thấp

Dương
hoặc âm

Trung
bình

Rất thấp

Tác động đến
thời gian tồn tại

của mây
Tác động bán
trực tiếp
Tác động gián

18


Từ những công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nước đã nêu trên đây
cho thấy tác động của xon khí gây biến đổi khí hậu, chúng ảnh hưởng gián tiếp tới
các lĩnh vực kinh tế xã hội và môi trường. Các chất trong khí quyển có vai trò quan
trọng trong việc tác động đến bức xạ của hệ thống khí quyển trái đất. Trên thế giới
có rất nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của các chất khí nhà kính (CO2,
N2O, CH4 … ) tới khí hậu toàn cầu và khu vực cụ thể là làm tăng nhiệt độ hệ thống
khí quyển trái đất, tuy nhiên ảnh hưởng của xon khí đối với hệ thống khí hậu có tác
động làm giảm nhiệt độ bề mặt trái đất thì sự hiểu biết của con người rất thấp (IPCC
2007)[11]. Thêm vào đó những nghiên cứu về tác động của xon khí cho khu vực
Đông Nam Á và Việt Nam chưa nhiều và đầy đủ. Mặc dù trước đây đã có luận văn
thạc sĩ của Đào Thị Hồng Vân (2013)[4] và Nguyễn Ngọc Bích Phượng (2009)[2]
đã nghiên cứu về ảnh hưởng của xon khí đến khí hậu khu vực, tuy nhiên thời gian
mô phỏng rất ngắn chỉ vài tháng cho đến hai năm, nên vẫn chưa đánh giá được toàn
diện mức độ tác động của xon khí. Do vậy, việc nghiên cứu tác động của xon khí tới
các điều kiện khí hậu khu vực khu vực trong khoảng thời gian dài là rất cần thiết.
Đó cũng là lý do dẫn đến hướng nghiên cứu của luận văn là “Tác động của xon khí
đến một số yếu tố khí hậu trên khu vực Việt Nam và lân cận”. Để đánh giá tác động
của xon khí lên hệ thống khí hậu – thời tiết cho khu vực Đông Nam Á và Việt Nam,
luận văn đã tiến hành nghiên cứu, đánh giá các xon khí Cacbon đen, bụi ảnh hưởng
tới yếu tố nhiệt độ, lượng mưa khu vực từ năm 1991 – 2000.

19

Chương 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đặt bài toán
Ngày nay, phần lớn lượng khí thải carbon đen là từ các nước đang phát triển,
và được dự kiến là có xu hướng tăng lên trong vài thập kỷ gần đây. Các vùng phát
thải lớn nhất của carbon đen bao gồm vùng đồng bằng của Ấn Độ, phía Đông Trung
Quốc, khu vực Đông Nam Á, vùng xích đạo châu Phi, Mexico và Trung Mỹ.
Carbon đen được phát thải từ rất nhiều nguồn, trong đó 42% do đốt sinh khối (đốt
rừng và rơm cỏ, thảo nguyên), 18% từ nhiên liệu sinh học , 14% do động cơ diesel
trong giao thông vận tải, 10% do động cơ diesel trong công nghiệp, 10% là trong
các quy trình công nghiệp và sản xuất nhỏ lẻ, 6% là do dân cư đốt nhiên liệu than
theo công nghệ truyền thống. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng ở khu vực Đông Á,
nguồn BC chủ yếu là do đốt than dùng cho công nghiệp và cho dân cư đóng vai trò
lớn. Theo số liệu thống kê năm 2000 cho thấy lượng phát thải BC ở Đông Á khoảng
1600 Tg, khu vực có lượng phát thải BC lớn nhất thế giới, tiếp theo đó là khu vực
Nam Mỹ 1200 Tg, Tây Phi 800 Tg, Nam Á 700 Tg, Đông Nam Á 600 Tg… (Tami
C.Bond 2007 [25]). Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực Đông Nam Á, có
nền nông nghiệp lúa nước đóng vai trò chủ đạo trong phát triển kinh tế, do vậy vào
mùa vụ, phương pháp thủ công của người nông dân trong việc xử lý rơm rạ vẫn đơn
thuần là thiêu hủy để lấy tro làm phân bón, trong quá trình đốt rơm rạ, một lượng
lớn muội than theo gió khuếch tán vào khí quyển, đóng góp một nguồn BC đáng kể
trong khí quyển. Ngoài ra, các hoạt động đốt rừng làm nương rẫy, hoạt động công
nghiệp và vận tải cũng phát thải một lượng lớn BC vào khí quyển. Bên cạnh đó,
Việt Nam cũng nằm trong khu vực gió mùa, ngoài nguồn BC tại chỗ thì BC còn có
thể được vận chuyển từ các vùng khác tới như từ khu vực Đông Nam Trung Quốc
vào mùa đông theo hướng gió mùa đông bắc. Bên cạnh xon khí BC, bụi cũng đóng
vai trò vô cùng quan trọng đối với khí hậu khu vực và Việt Nam, bụi ở đây có
nguồn gốc từ sa mạc Gobi và các cao nguyên ở phía Tây Bắc Trung Quốc (Zhang

20


ccs, 2003a)[28]. Hàng năm, các cơn bão bụi trên khu vực Đông Á thường xảy ra
vào mùa xuân (tháng 3 – 5), bụi được vận chuyển một quãng đường dài băng qua
lục địa và đến biển Thái Bình Dương bởi dòng hướng Tây (Parungo và cs., 1994)
[20], bụi cũng có thể được vận chuyển vào Việt Nam theo hướng gió mùa mùa
Đông. Cả bụi và xon khí BC đều tác động đến điều kiện thời tiết, khí hậu của khu
vực thông qua tác động trực tiếp và gián tiếp liên quan tới bức xạ và mây, tác động
này làm biến đổi nhiệt độ và lượng mưa khu vực. Theo F. Giorgi ccs., (2002) [8],
tác động bức xạ gây ra bới xon khí làm lạnh bề mặt dao động từ – 0.1 đến – 0.7 K,
lớn nhất trên khu vực Tứ Xuyên, Trung Quốc, xu hướng làm lạnh bề mặt gây ức
chế mưa trên khu vực, mặc dù ảnh hưởng này là tương đối nhỏ trong mô phỏng, tác
động của xon khí làm lạnh bề mặt phù hợp với nhiệt độ quan trắc trong những thập
kỷ gần đây trên các khu vực khác nhau của Trung Quốc…Vì vậy việc nghiên cứu
tác động của xon khí lên các điều kiện thời tiết, khí hậu khu vực là vô cùng quan
trọng. Để làm sáng tỏ mức độ tác động cũng như quá trình vận chuyển của xon khí
BC và bụi đối với khu vực Việt Nam và lân cận, tác giả đã sử dụng mô hình khí hậu
khu vực RegCM phiên bản 4.2 kết hợp với mô đun xon khí hóa học để đánh giá tác
động của BC, bụi lên nhiệt độ và lượng mưa khu vực từ năm 1991 đến năm 2000.
2.2. Sơ lược về mô hình RegCM và module Chem-aerosol
2.2.1. Mô hình RegCM
Hiện nay, mô hình khí hậu khu vực RegCM đã được ứng dụng để nghiên cứu
khí hậu quá khứ, hiện tại và tương lai tại nhiều nơi khác nhau trên thế giới, từ Châu
Mỹ, Châu Âu đến Châu Á, Châu Phi. Phiên bản NCAR RegCM (NCAR Regional
Climate Model) đầu tiên được xây dựng dựa trên MM4 (Mesoscale Model Version
4) của Trung tâm quốc gia nghiên cứu khí quyển (NCAR) và Trường đại học Tổng
hợp Pennsylvania (PSU), Hoa Kỳ, vào cuối những năm 1980. Phiên bản RegCM
đầu tiên đã đưa vào sơ đồ trao đổi sinh - khí quyển (Biosphere Atmosphere Transfer
Scheme - BATS) để biểu diễn các quá trình bề mặt và sơ đồ truyền bức xạ của

NCAR-CCM phiên bản 1 (CCM1). Tiếp sau đó, kết quả của những cải tiến quan
trọng về vật lý và các sơ đồ số hóa của RegCM đã dẫn đến sự hình thành phiên bản
21


thứ hai của RegCM, gọii là RegCM2. Một
M phiên bản cũng đã được sử
ử dụng rộng rãi,
khá phổ biến và được sử
ử dụng trong nhiều nghiên cứu khí hậuu khu vực
v là RegCM
phiên bản
n 3 (RegCM3) v
với những cải tiến và bổ sung đáng kể so vớ
ới các phiên bản
trước. Đó là những thay
ay đ
đổi trong vật lý mô hình bao gồm sơ đồ giáng th
thủy qui mô
lưới, các sơ đồ tham số hóa v
vật lý như sơ đồ tính các dòng từ bề mặtt bi
biển của Zeng,
sơ đồ đốii lưu mây tích Betts... Phiên bản
b 4.2 (RegCM4.2) mớii được
đư sử dụng từ
tháng 5 năm 2011, so vớ
ới RegCM3, phiên bản 4.2 đã được phát triểển để thân thiện
hơn với người dùng. Tấtt cả
c các tham số cấu hình, tùy chọn đượcc đưa vvề một file
namelist, các dữ liệu đầu

u vào đ
đầu ra đều sử dụng định dạng
ng netcdf cùng vvới đó là sự
hỗ trợ nhiều thư viện
n giúp người
ngư dùng dễ dàng thao tác. Hiện
n nay RegCM4.2 ccũng
đang được người dùng sử
ử dụng rộng rãi.

Hình 2.1 Cấu trúc lướii th
thẳng đứng (bên trái) và lưới ngang dạng
ng xen kkẽ Arakawa-B
(bên phải) của mô hình
Về cơ bản
n RegCM4.2 ssử dụng hệ tọa độ thẳng đứng thủy tĩnh
ĩnh theo địa
đ hình,
ký hiệu là σ, được định
nh ngh
nghĩa bởi σ = (p – pt)/(ps – pt) trong đó p là áp su
suất, pt là áp
suất tại đỉnh
nh mô hình, và ps là áp suất tại bề mặt. σ bằng 0 tại đỉnh
nh và bằng
b
1 tại bề
mặt. Thông thường, độ phân gi
giải thẳng đứng trong lớp biên mịnn hơn các llớp trên
cao và số mực thay đổii tuỳ

tu theo yêu cầu người sử dụng. Lướii ngang có ddạng xen kẽ
Arakawa - B (Hình 2). Các bi
biến vô hướng (T, q, p,…) được xác định
nh tại
t tâm các ô
22