Nghiên cứu mối quan hệ giữa sự xâm nhập lạnh xuống Việt Nam với rãnh xích đạo trong mùa đông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
-------------o0o-------------

LÊ VĂN PHONG

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ
GIỮA SỰ XÂM NHẬP LẠNH XUỐNG VIỆT NAM
VỚI RÃNH XÍCH ĐẠO TRONG MÙA ĐƠNG

HÀ NỘI, NĂM 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
-------------o0o-------------

LÊ VĂN PHONG

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ
GIỮA SỰ XÂM NHẬP LẠNH XUỐNG VIỆT NAM
VỚI RÃNH XÍCH ĐẠO TRONG MÙA ĐƠNG
Chun ngành

: Khí tượng học

Mã ngành

: D440221

Người hướng dẫn : PGS.TS. Nguyễn Viết Lành

HÀ NỘI, NĂM 2021


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN CAM ĐOAN

Tên tôi là:Lê Văn Phong
Mã sinh viên: 1711021062

Lớp:ĐH7K

Ngành: Khí tượng và Khí hậu học
Tơi đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp với đề tài: Nghiên cứu mối quan hệ giữa
sự xâm nhập lạnh xuống việt nam với rãnh xích đạo trong mùa đơng
Tơi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn
của PGS.TS Nguyễn Viết Lành
Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa được công
bố dưới bất kỳ hình thức nào. Nếu phát hiện có bất kỳ hình thức gian lận nào tơi
xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước pháp luật.
Hà Nội, ngày 06 tháng 07 năm 2021
Cán bộ hướng dẫn

Sinh viên

Lê Văn Phong

i


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập tại Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà
Nội được tiếp thu những bài học, những kinh nghiệm quý giá cũng như được làm
quen với mơi trường hồn tồn mới bản thân em ln cảm thấy mình cần phải học
tập tu dưỡng trau dồi khả năng tích lũy kinh nghiệm để phục vụ cuộc sống sau
này.
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cơ giáo trong Khoa
Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã tận
tình tạo điều kiện giúp đỡ cho em trong suốt thời gian em học tập tại trường. Với
sự nhiệt huyết tận tâm với ngành Khí tượng – Thủy văn nói chung, đặc biệt là trong
sự nghiệp giáo dục đào tạo tạo ra các cử nhân - kỹ sư Khí tượng Thủy văn nói riêng,
các thầy cơ luôn mang đến cho em sự lý thú trong các bài giảng, những kiến thức
chuyên môn chuyên sâu giúp em hiểu thêm, mở mang hơn những điều em chưa
biết hoặc hiểu chưa đúng.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS. Nguyễn Viết
Lành, người thầy tận tâm, luôn luôn quan tâm hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất
cho em hồn thành bài khóa luận này.
Dù nhận được nhiều sự quan tâm, giúp đỡ nhưng do chỉ là bước đầu trong
việc đi vào thực tế, nghiên cứu vấn đề nên còn nhiều bỡ ngỡ và kiến thức của em
cịn hạn chế do vậy khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp q báu của q thầy cơ và các bạn để kiến thức của em
trong lĩnh vực này được hồn thiện hơn.
Sau cùng, em xin kính chúc q Thầy Cơ trong Khoa Khí tượng Thủy văn
và Thầy Nguyễn Viết Lành thật dồi dào sức khỏe, nhiệt huyết để tiếp tục sứ mệnh
cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau và luôn đạt những
thành cơng trong sự nghiệp của mình.

Em xin chân thành cảm ơn thầy cô!
Hà Nội, ngày 06 tháng 07 năm 2021
Sinh viên
Lê Văn Phong

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................... vi
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................ 3
1.1 Tổng quan về xâm nhập lạnh.................................................................................. 3
1.1.1

Khái niệm về xâm nhập lạnh ........................................................................... 4

1.2

Rãnh xích đạo ......................................................................................................... 6

1.3

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ............................................................ 8

1.3.1

Nghiên cứu ngoài nước ................................................................................... 8

1.3.2

Nghiên cứu trong nước .................................................................................. 15

CHƯƠNG 2 ........................................................................................................................ 20
CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................. 20
2.1 Cơ sở số liệu ......................................................................................................... 20
2.1.1

Số liệu tái phân tích ....................................................................................... 20

2.1.2

Số liệu quan trắc ............................................................................................ 20

2.2

Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 21

2.2.1
lạnh

Phương pháp xác định nghiên cứu sự biến đổi của một số số đợt khơng khí
....................................................................................................................... 21

2.2.2

Phương pháp phân tích synop ....................................................................... 21

2.2.3

Phương pháp thống kê ................................................................................... 21

2.2.4

Phương pháp phân tích các trung tâm khí áp ............................................... 23

2.2.5

Phần mềm xử lý số liệu .................................................................................. 24

CHƯƠNG 3 ........................................................................................................................ 25
MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................................. 25
3.1 Đặc điểm cấu trúc và quy luật hoạt động của rãnh xích đạo .................................... 25
3.2 Mối quan hệ giữa xâm nhập lạnh xuống lãnh thổ Việt Nam và RXĐ trong giai đoạn
1993-2018 ....................................................................................................................... 31
3.2.1 Đặc điểm hoạt động của xâm nhập lạnh trong giai đoạn 1993-2018 ................ 31
3.2.2 Mối quan hệ giữa sự xâm nhập lạnh xuống lãnh thổ Việt Nam với rãnh xích đạo
trong giai đoạn 1993-2018 .......................................................................................... 31
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 39

iii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AL

Áp thấp Aleut

ALPI

Chỉ số áp thấp Aleut

AO

Dao động Bắc Cực

EAWM

Gió mùa Đơng Á

GMĐB

Gió mùa đơng bắc

KKL

Khơng khí lạnh

KKLTC

Khơng khí lạnh tăng cường

NCAR

Trung tâm Dự báo Mơi trường Quốc gia Hoa Kỳ

NCEP

Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia Hoa Kỳ

NPI

Dao động bắc Thái Bình Dương

Ps

Khí áp bề mặt

Pmsl

Khí áp mực nước biển

SH

Áp cao Siberia

iv


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1. Vị trí và cường độ của áp cao Siberia khi nó đạt cường độ mạnh nhất
ngày 23 và 24/01/2016 .......................................................................................... 3
Hình 1. 2. Quá trình xâm nhập lạnh xuống Việt Nam .......................................... 4
Hình 1. 3. Vị trí trung bình tại bề mặt của rãnh xích đạo trong thời kỳ tháng 1..7
Hình 2. 1 Bản đồ trường khí áp trung bình năm của rãnh xích đạo………….... 23
Hình 3. 1. Bản đồ trường đường dịng và độ cao địa thế vị trung bình mực
1000mb tháng 1………………………………………………………………………. 25

Hình 3. 2. Bản đồ trường đường dịng và độ cao địa thế vị mực 850mb trung
bình tháng 1 ......................................................................................................... 26
Hình 3. 3. Bản đồ SH (đường dịng và độ cao địa thế vị) trung bình mực 1000mb
tháng 2 ................................................................................................................. 26
Hình 3. 4. Bản đồ SH (đường dịng và độ cao địa thế vị) mực 850mb trung bình
tháng 2 ................................................................................................................. 27
Hình 3. 5. Bản đồ SH (đường dịng và độ cao địa thế vị) trung bình mực 1000mb
tháng 3 ................................................................................................................. 27
Hình 3. 6. Bản đồ SH (đường dịng và độ cao địa thế vị) mực 850mb trung bình
tháng 3 ................................................................................................................. 28
Hình 3. 7. Bản đồ SH (đường dịng và độ cao địa thế vị) trung bình mực 1000mb
tháng 11 ............................................................................................................... 28
Hình 3. 8. Bản đồ SH (đường dịng và độ cao địa thế vị) mực 850mb trung bình
tháng 11 ............................................................................................................... 29
Hình 3. 9. Bản đồ SH (đường dịng và độ cao địa thế vị) trung bình mực 1000mb
tháng 12 ............................................................................................................... 29
Hình 3. 10. Bản đồ SH (đường dịng và độ cao địa thế vị) mực 850mb trung bình
tháng 12 ............................................................................................................... 30
Hình 3. 11. Hệ số tương quan giữa nhiệt độ trung bình tháng 1 với khí áp trên
mực 1000mb giai đoạn 1993 – 2018 ................................................................... 35
Hình 3. 12. Hệ số tương quan giữa nhiệt độ trung bình tháng 2 với độ cao địa
thế vị mực 850 giai đoạn 1993 – 2018 ................................................................ 36
Hình 3. 13.Hệ số tương quan giữa nhiệt độ trung bình tháng 12 với độ cao địa
thế vị mực 850mb giai đoạn 1993 – 2018 ......................................................... 37
Hình 3. 14. Hệ số tương quan giữa nhiệt độ tối thấp tuyệt đối mùa với khí áp bề
mặt giai đoạn 1993 – 2018................................................................................. 38

v

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Tần số KKL xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam [7] ........................ 6
Bảng 1. 2 Thống kê các sự kiện trong những năm mạnh và yếu của ASM, AL và
ENSO trong 1979-2005 (Con số trong ngoặc đơn là số năm xảy ra sự kiện) .... 12
Bảng 1. 3. Hệ số tương quan giữa ALI trong mùa đông năm trước với lượng
mưa trong mùa hè năm sau trên khu vực Nam Trung Quốc (UD là Đại học
Delaware, CAM là Trung tâm Khí hậu Quốc gia của Cục Khí tượng Trung
Quốc, * là mức độ tin cậy 95%). ......................................................................... 13
Bảng 3. 1. Số đợt xâm nhập lạnh ảnh hưởng đến nước ta từ năm 1993-2018....31
Bảng 3. 2. Hệ số tương quan trung bình mùa mực 1000mb và 850mb .............. 32
Bảng 3. 3. Hệ số tương quan từng tháng thángở mực bề mặt và mực 850mb .. 34

vi


MỞ ĐẦU
Việt Nam là một trong những quốc gia nhiệt đới chịu ảnh hưởng trực tiếp
của nhiều hình thế thời tiết và khí hậu mang đặc trưng của kiểu khí hậu nhiệt đới
gió mùa miền Bắc có mùa đơng lạnh. Các đặc trưng khí hậu ấy thường thay đổi
theo mùa hoặc thời điểm trong năm gây ra những biến động thời tiết nhất định.
Nhất là trong thời kỳ mùa đông, miền Bắc Việt Nam chịu tác động của áp cao lục
địa Siberia nên mùa đơng lạnh có nhiệt độ thấp, nó thể hiện qua các đợt khơng khí
lạnh xâm nhập xuống nước ta khiến cho thời tiết biến đổi rõ rệt, đặc biệt là sự
giảm nhiệt độ trên diện rộng. Tùy vào cường độ của từng đợt khơng khí lạnh có
thể dẫn tới tố, lốc, mưa đá hay rét đậm, rét hại, từ đó gây ra nhiều ảnh hưởng lớn.
Mặt khác trong thời kỳ mùa đơng ngồi chịu tác động của áp cao lạnh
Siberia tới quá trình xâm nhập lạnh xuống Việt Nam thì cịn một hình thế đáng
quan tâm nữa là rãnh Xích đạo hoạt động trong thời kỳ này. Sự tương tác qua lại
giữa 2 hình thế này có liên quan mật thiết đến q trình xâm nhập lạnh xuống lãnh
thổ Việt Nam. Tuy nhiên trong mùa đông những năm gần đây, miền Bắc Việt

Nam xuất hiện những đợt rét đậm, rét hại kéo dài trên diện rộng, nhiệt độ xuống
thấp kèm theo các hiện tượng sương muối, băng giá, tuyết ở nhiều nơi đã gây ảnh
hưởng rất lớn tới đời sống sinh hoạt và sản xuất của người dân.
Để hiểu thêm về mối quan hệ này thì chúng ta trước hết phải đi tìm hiểu
xem liệu rãnh Xích đạo hoạt động trong thời kỳ mùa đơng có tác động đến thời
tiết và khí hậu Việt Nam hay khơng? Nếu có thì tác động của nó như thế nào? Và
mối quan hệ tương tác qua lại đó có gây nên các hệ quả thời tiết cực đoan và có
bất thường sau đó so sánh các giá trị lịch sử hay khơng? Trên thế giới đã có những
bài nghiên cứu về áp cao Siberia và rãnh Xích đạo; thế nhưng mối quan hệ tương
quan giữa chúng vẫn chưa được quan tâm nhiều và làm sáng tỏ. Tại Việt Nam,
các kết quả đánh giá cũng như nghiên cứu về 2 hình thế này chưa nhiều và chưa
thực sự nghiên cứu sâu hơn về nó. Một số nghiên cứu về các hình thế khác như:
rãnh Đơng Á, Áp thấp Aleut hay rãnh gió tây trên cao cũng đã từng được nghiên
cứu và cho kết quả rất tốt về các mối quan hệ liên quan đến quá trình xâm nhập
lạnh ở Việt Nam.
Nhận thấy tầm quan trọng của vấn đề cũng như với mong muốn tìm ra câu

1


trả lời cũng như nâng cao kiến thức cho bản thân em xin được lựa chọn đề tài
nghiên cứu cho khóa luận của mình là: “Nghiên cứu mối quan hệ giữa sự xâm
nhập lạnh xuống Việt Nam với rãnh xích đạo trong mùa đông” nhằm làm sáng
tỏ sự ảnh hưởng của rãnh xích đạo đến q trình xâm nhập lạnh xuống lãnh thổ
Việt Nam trong các tháng mùa đông.
Nội dung của khóa luận, ngồi phần Mở đầu, Kết luận và Tài liệu tham
khảo, được bố cục thành 3 chương như sau:
Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu. Chương này trình bày về các
khái niệm áp cao Siberia, quá trình xâm nhập lạnh và rãnh xích đạo, cũng như
tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước.

Chương 2. Cơ sở số liệu và phương pháp nghiên cứu. Chương này trình bày
về nguồn số liệu và phương pháp tính tốn được lựa chọn sử dụng trong khóa
luận.
Chương 3. Một số kết quả nghiên cứu. Trong chương này phân tích kỹ các
kết quả nghiên cứu được phân tích tổng hợp nhằm làm sáng tỏ mối quan hệ giữa
2 hình thế này đến thời tiết Việt Nam.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về xâm nhập lạnh
Áp cao Siberia là một khối khơng khí khơ lạnh tích tụ ở phần đơng bắc
của Âu-Á từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau. Nó thường tập trung trên hồ Baikal với
vị trí ở vào khoảng 31-60˚N; 70-120˚E thuộc vùng Siberia nên còn được gọi là áp
cao Siberia [20]. Nó đạt kích thước và cường độ lớn nhất vào mùa đơng khi nhiệt
độ khơng khí gần trung tâm của khu vực khí áp cao thường thấp hơn −40°C và
giá trị khí áp mực nước biển trung bình lên đến 1040mb (hình 1.1).

Hình 1. 1. Vị trí và cường độ của áp cao Siberia khi nó đạt cường độ mạnh nhất
ngày 23 và 24/01/2016
Đỉnh Siberia là đỉnh áp cao bán vĩnh cửu mạnh nhất ở Bắc bán cầu và có
nhiệt độ thấp nhất ở Bắc bán cầu, là -67,8°C vào ngày 15 tháng 1 năm 1885
tại Verkhoyansk và khí áp cao nhất, 1083,8 mb tại Agata, Krasnoyarsk Krai vào
ngày 26 tháng 12 năm 1968, từng được ghi nhận [22]. Giá trị này đã bị phá vỡ
vào ngày 23 tháng 01 năm 2016 với khí áp cao nhất là 1095,9 mb tại Tosontsengel

3

(Mơng Cổ) được ghi nhận.
Cao ngun Siberia mang kiểu khí hậu giá rét và khắc nghiệt. Đó chính là
điều kiện tạo nên sự khơ hạn băng tuyết và ít hoặc khơng có sơng băng trên
khắp Siberia, Mơng Cổ và Trung Quốc. Trong thời kỳ mùa hè, áp cao Siberia
phần lớn sẽ được thay thế bằng sự phát triển lên từ áp thấp Trung Hoa.
Bên cạnh đó, Hansen và cộng sự (2010) cũng cho rằng, trên vùng Siberia
nhiệt độ cũng đã tăng lên với tóc độ lớn hơn [12]. Đồng thời theo Gong Dy và
C.H. Ho (2002), trong 100 năm qua cường độ của áp cao Siberia có xu hướng
mạnh lên trong những năm 60 nhưng lại yếu đi rất nhiều trong những năm 80 và
đầu những năm 90. Đặc biệt trong thời kỳ 1976 – 2000, cường độ tại trung tâm
áp cao này (40-60˚N; 70-120˚E) trong tháng 1, 2 và 3 giảm khoảng 1,78 mb/thập
kỷ [11].
1.1.1 Khái niệm về xâm nhập lạnh
Xâm nhập lạnh xuống Việt Nam là hiện tượng xâm nhập theo từng đợt của
khối khơng khí cực đới biến tính từ phần phía nam của áp cao Siberia (hình 1.2)
xuống Việt Nam chủ yếu ở tầng thấp, gây ra sự giảm nhiệt độ đáng kể và gió đơng
bắc, nhiều khi gây gió mạnh trên biển tới cấp 6, cấp 7, biển động [10].

Hình 1. 2. Quá trình xâm nhập lạnh xuống Việt Nam
Khơng khí lạnh được coi là xâm nhập tới nước ta nếu thỏa mãn một trong
hai điều kiện sau:
- Hướng gió lệch bắc, tại trạm Bạch Long Vỹ tốc độ gió đo được từ cấp 6

4


trở lên và kéo dài trên 3 giờ (hai kì quan trắc liên tục) [2].
- Nhiệt độ khơng khí trung bình ngày trên một nửa số trạm trên đất liền thuộc
khu vực Đông Bắc giảm từ 3 độ trở lên [2].
Phân loại

Trong nửa năm lạnh các đợt khơng khí lạnh xâm nhập xuống miền Bắc Việt
Nam được chia làm 2 loại: gió mùa đơng bắc và khơng khí lạnh tăng cường. Cịn
trong nửa năm nóng thì các đợt khơng khí lạnh xâm nhập chỉ được gọi chung là
các đợt xâm nhập lạnh [2].
- Đợt gió mùa đơng bắc: là đợt khơng khí lạnh kèm theo front lạnh, khi xâm
nhập đến nước ta thường gây ra biến đổi thời tiết mạnh mẽ, gió chuyển hướng
lệch bắc trong đất liền cấp 3 – 4, vùng ven biển cấp 5, ngoài khơi từ cấp 6 trở lên,
diện mưa tăng lên, có thể có dơng mạnh kèm theo gió giật mạnh trên cấp 6, tố,
lốc, mưa đá, nhiệt độ trung bình ngày, nhiệt độ tối cao giảm mạnh.
- Đợt khơng khí lạnh tăng cường: là khơng khí lạnh khi xâm nhập đến Việt
Nam khơng kèm theo front lạnh, trong khi ở các tỉnh miền Bắc vẫn đang trong
lưỡi cao lạnh chưa biến tính mạnh, gió vẫn cịn thành phần bắc. Khơng khí lạnh
tăng cường làm tốc độ gió tăng trở lại gây ra gió mạnh ngồi khơi và có thể làm
nhiệt độ giảm hoặc ít thay đổi. Trong một số trường hợp, không khí lạnh tăng
cường khơ làm giảm lượng mây, do đó khơng những không gây ra giảm nhiệt độ,
mà lại tăng nhiệt độ vào ban ngày. Ngồi ra, vào giữa mùa gió mùa đơng bắc,
khơng khí lạnh tăng cường tuy khơng gây giảm nhiệt độ mạnh, nhưng cũng có thể
làm cho trời rét kéo dài [2].
Cường độ của khơng khí lạnh được chia thành ba cấp độ:
- Mạnh: Vận tốc gió tại trạm Bạch Long Vĩ ≥ cấp 7 và kéo dài từ 2 kì trở lên
hoặc cấp 6 nhưng kéo dài liên tục trên 8 obs quan trắc [1].
- Trung bình: Vận tốc gió tại trạm Bạch Long Vĩ ≥ cấp 6 và kéo dài từ 2 kì
quan trắc hoặc cấp 7 nhưng không kéo dài quá 1 obs quan trắc [1].
- Yếu: Vận tốc gió tại trạm Bạch Long Vĩ < cấp 6 hoặc cấp 6 nhưng kéo dài
không quá 1 obs quan trắc [1].
Trần Công Minh [10, 11] đã chỉ ra rằng, khi có sự xâm nhập lạnh sẽ kéo

5

theo khí áp bề mặt tăng, nhiệt độ khơng khí bề mặt cũng giảm đáng kể (5-8°C) và
gió đơng bắc cũng được tăng cường mạnh mẽ, trên biển Đông lên tới cấp 6-7, biển
động mạnh. Tuy nhiên, những đợt không khí lạnh đầu mùa và cuối mùa đơng thì
những chỉ tiêu này cũng suy yếu một cách đáng kể.
Bảng 1. 1. Tần số KKL xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam [7]
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 Cả năm

Tần số 4,5 3,5 3,4 3,1 2,2 1,0 0,15 0,1 1,2 1,9 3,0 3,9

28,75

Nhìn chung, từ tháng 12 năm trước đến tháng 2 năm sau là thời kỳ mà KKL
hoạt động mạnh nhất. KKL ảnh hưởng đến miền Bắc Việt Nam quanh năm, trong
đó tháng nhiều nhất là tháng 1 với khoảng trung bình 4,5 đợt sau đó giảm dần,
đến tháng 7, 8 tương ứng chỉ cịn 0,15 và 0,1 đợt. Sang tháng 9, số đợt KKL lại
tăng dần để đạt tới 3,9 đợt trong tháng 12. Như vậy, trung bình hàng năm có
khoảng 28,75 đợt KKL xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam, từ tháng 11 đến
tháng 4 có tần suất lớn hơn 3 đợt/tháng cịn trong tháng 7-8 thì khoảng 7-10 năm
mới có 1 đợt [6].
1.2 Rãnh xích đạo
Rãnh xích đạo là rãnh mà ở hai bán cầu có hai đới áp cao vùng cận nhiệt đới.
Giữa hai đới áp cao này tồn tại một dải áp thấp, được gọi là rãnh áp thấp vùng
xích đạo (hình 1.3) [7].
Từ hình 1.3 có thể thấy trên mực bề mặt vào thời kỳ tháng 1 rãnh xích đạo
hoạt động chủ yếu trên bán cầu Nam và vị trí cao nhất nằm trong khoảng 5 – 8 độ
Vĩ Bắc. Do sự hấp thụ và phát xạ nhiệt ở đất liền và đại dương khác nhau nên dẫn
đến trên lục địa rãnh xích đạo biến động nhiều hơn so với trên đại dương. Sự hoạt
động ổn định đó là do trên đại dương ít chịu sự tác động của áp cao lạnh lục địa
dẫn đến nền nhiệt trên các đại dương luôn cao hơn trên lục địa.
Tại Việt Nam, thời kỳ mùa đơng hướng gió chính là hướng đơng bắc xuất
phát từ áp cao lạnh lục địa di chuyển xuống. Một số năm rãnh xích đạo hoạt động
mạnh đã kéo theo gió đơng bắc từ lục địa xuống sâu hơn phía Nam và hệ quả
chính là gây ra cá đợt rét đậm rét hại kéo dài cho khu vực Bắc Bộ Việt Nam.

6

Hình 1. 3. Vị trí trung bình tại bề mặt của rãnh xích đạo trong thời kỳ tháng 1
Theo Nguyễn Viết Lành, trục của rãnh xích đạo cũng dịch chuyển theo mùa
cùng với hai đới áp cao cận nhiệt đới bắc và bán cầu Nam. Trục rãnh xích đạo có
vị trí trung bình khoảng 5°S trong tháng 1. Do đó, vị trí trung bình năm của trục
khơng trùng với xích đạo địa lí mà ở vào khoảng 5°N. Vì vậy, trong phạm vi
khoảng từ 5°N - 5°S được gọi là xích đạo khí tượng [7].
Trục rãnh xích đạo khơng những thay đổi theo mùa mà ngay trong một mùa,
ở những kinh tuyến khác nhau, vị trí của nó cũng cao thấp khác nhau, trong tháng
1 vị trí của nó từ 17°S đến 8°N, cịn trong tháng 7 vị trí của nó từ 5 - 25°N. Vị trí
của trục rãnh trên lục địa biến thiên theo mùa nhiều hơn trên đại dương, đặc biệt
là trên lục địa châu Á, bởi vì Nam Á là nơi có áp thấp nóng hoạt động mạnh mẽ
trong mùa hè [7].
Rãnh xích đạo khơng phải là một dải liên tục bao quanh Trái đất, bởi vì áp
cao cận nhiệt đới của cả hai bán cầu không phải là hai đới liên tục mà phân thành
nhiều trung tâm. Rãnh xích đạo thể hiện rõ rệt nhất trong vùng chuyển tiếp giữa
hai áp cao nằm trên đại dương của hai bán cầu. Nó là một đới khá rộng nối kết
các vùng hội tụ (ở rìa phía đơng của áp cao cận nhiệt đới) với vùng phân kì (ở rìa

7


phía tây của áp cao cận nhiệt đới), cho nên ở phần phía đơng đại dương, rãnh xích
đạo thường có thời tiết xấu, đối lưu mạnh, có mưa rào và dơng; cịn ở phần phía
tây đại dương, rãnh xích đạo thường có thời tiết tốt hơn. Trên bản đồ bề mặt, trung
tâm rãnh thấp xích đạo trùng với trung tâm nóng, đồng thời gió có tốc độ nhỏ nhất
nên cịn gọi được là đới lặng gió xích đạo (Doldrums) [7].
Hàng năm, từ tháng 6 - 9, ở Nam Á, rãnh xích đạo hoạt động ở Bắc Ấn Độ
Dương, bán đảo Đơng Dương và Biển Đơng. Trong mùa này, rãnh xích đạo thể
hiện qua áp thấp Ấn - Miến và các áp thấp trên Biển Đơng. Khi rãnh xích đạo rời

xa xích đạo khí tượng thì trong nó thường có những hồn lưu khép kín, thời tiết
xấu hơn nhiều, đặc biệt là hai rìa đường hội tụ trong rãnh [7].
Trong thời kỳ chính đơng rãnh xích đạo có xu hướng hoạt động dịch xuống
phía nam theo hoạt động biểu kiến của mặt trời. Vào thời kì này trên lục địa ÂuÁ chịu sự chi phối của áp cao lạnh lục địa Siberia nên lục địa nhanh chóng bị lạnh
đi và mất nhiệt dẫn đến một số nơi thuộc phía Bắc Việt Nam có mùa đơng rất lạnh
thậm chí có cả tuyết và băng giá. Trong khi đó với một số năm hoạt động yếu rãnh
xích đạo thường tương tác yếu với áp cao lạnh làm cho mùa đông ngắn hơn thường
lệ [7].
1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.3.1 Nghiên cứu ngoài nước
Việc xác định mối liên hệ giữa sự xâm nhập xuống phía nam của áp cao lạnh
lục địa với rãnh xích đạo đang là mối quan tâm của khơng ít nhà khí tượng. Tại
Trung Quốc, theo Chen và cộng sự (2004) [18] thì trung bình mỗi tháng có xấp xỉ
hai đợt khơng khí lạnh tràn về tại khu vực Đông Á. Những đợt xâm nhập lạnh này
là kết quả của sự di chuyển xuống phía nam của áp cao lạnh lục địa Siberia kéo
theo sự tăng cường mạnh mẽ của đới gió đơng bắc và sự sụt giảm đột ngột của
nhiệt độ bề mặt.
Trước đó năm 2001 Tsing Chang Chen, Ming Cheng Yen, Wan Ru Hoang
và William A. Gallus Jr [26, 13] đã có những cái nhìn tổng quan hơn về xâm nhập
lạnh: khơng khí lạnh và những hiện tượng thời tiết nguy hiểm liên quan trên khu
vực Đông Nam Á vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ cho đến khi Greenfield và
Krishnamurti (1979), đề cập đến. Greenfield và Krishnamurti (1979), The winter
monsoon Experiment, WMONEX [26]. Theo đó, tồn tại quá trình tương tác giữa

8


khu vực nhiệt đới và khu vực vĩ độ trung bình [26]. Các kết quả nghiên cứu này
đã chỉ ra rằng, sự xuất hiện của khơng khí lạnh thường được đặc trưng bởi sự giảm
đột ngột của khí áp bề mặt (Ps), sự giảm đột ngột nhiệt độ bề mặt (Ts) và sự tăng

cường độ gió bề mặt có hướng bắc (Vs).
Qua phân tích trạng thái synop bề mặt, Chang và cộng sự (1983) [18] đã đưa
ra nhận định rằng sự xuất hiện của khơng khí lạnh trải qua 2 bước:
- Khối khơng khí lạnh có sự gia tăng mạnh mẽ của khí áp bề mặt (Ps).
- Sự giảm đột ngột của nhiệt độ bề mặt xuống tới nhiệt độ điểm sương (Td).
Sự khác biệt giữa hai bước này ngày càng lớn khi khơng khí lạnh di chuyển sâu
xuống phía nam.
Theo Zhang và cs [12], chỉ tiêu để xác định khơng khí lạnh đã ảnh hưởng
đến một khu vực phụ thuộc vào vị trí địa lý của khu vực đó và khoảng cách giữa
khu vực đó tới vùng tâm áp cao lục địa Siberia, một vài chỉ tiêu đó đã được sử
dụng trong nghiệp vụ dự báo khơng khí lạnh ở các trung tâm khí tượng. Trong khi
Trung tâm khí tượng của Hàn Quốc chỉ sử dụng chỉ số chênh lệch nhiệt độ làm
chỉ tiêu duy nhất để xác định một đợt xâm nhập lạnh còn Trung Quốc cũng sử
dụng chỉ tiêu biến thiên nhiệt độ trong 24 giờ cộng với việc xác định tâm xốy
nghịch ở phía nam cao áp Siberia đạt giá trị lớn hơn 1030 mb.
Cơ quan khí tượng của các nước: Đài Loan, Hồng Kơng, Thái Lan, Việt Nam
lại dùng bộ chỉ tiêu bao gồm các giá trị biến thiên của nhiệt độ, khí áp, gió,... để
xác định các đợt xâm nhập lạnh. Cơ quan khí tượng Hàn quốc (KMA) sử dụng sự
sụt giảm sau 24 giờ của nhiệt độ khơng khí bề mặt đạt trên 10 độ C tại các trạm
quan trắc khí tượng chính làm chỉ tiêu xác định khơng khí lạnh đã tràn về, trong
khi Ryoo và cs lại đề xuất độ sụt giảm sau 48 giờ của nhiệt độ khơng khí bề mặt
trên 7,5°C trên toàn bộ lãnh thổ Hàn Quốc. Chen và Lau và cs (1987) [27] cũng
xác định bộ chỉ tiêu bao gồm: khí áp bề mặt tăng ít nhất 5 mb, nhiệt độ khơng khí
bề mặt giảm ít nhất 4°C và tốc độ gió bề mặt đạt tối thiểu là 3m/s trong khoảng
24-48 giờ tại trạm Pengehiayu (cách Keelung - cảng biển lớn nhất của Đài Loan
20km về phía đông bắc) là bộ chỉ tiêu để xác định không khí lạnh đã ảnh hưởng
tới Đài Loan.
Ngồi ra, Wu và Chan [19] cũng xác định đảo Waglan (22.10°N – 114.18°E)
của Hồng Kơng làm địa điểm xác định khơng khí lạnh ảnh hưởng tới Hồng Kông.

9


Bộ chỉ tiêu này bao gồm: sự sụt giảm nhiệt độ trung bình ngày đạt ít nhất 2°C sau
khi khơng khí lạnh tràn về 2 ngày và tốc độ gió thấp nhất phải đạt 8m/s trở lên
cho các trường hợp xâm nhập từ phía bắc (NS – North surge) hoặc là tốc độ của
đới gió 16 đơng phải tăng 1,39 m/s trong ngày khơng khí lạnh tràn về cho các
trường hợp xâm nhập lạnh từ phía đơng (ES – East Surge).
Cục Khí tượng Thái Lan [24] lại xác định trạm Udon Thani (một trạm ở phía
đơng bắc của Thái Lan) làm nơi xác định khơng khí lạnh tràn về với bộ chỉ tiêu
xác định bao gồm cả bốn yếu tố: khí áp bề mặt tăng ít nhất 1,8 mb, tốc độ gió ở
mực 850mb phải tăng ít nhất 2,6 m/s, nhiệt độ khơng khí giảm ít nhất là 1,7°C và
nhiệt độ điểm sương giảm ít nhất 2,1°C.
Zhang và cộng sự (1997) [13], [28] đưa ra một bộ chỉ tiêu để xác định các
đợt xâm nhập lạnh về Trung Quốc phải thỏa mãn hai điều kiện:
- Tại trung tâm của xoáy nghịch ở nam Siberia có giá trị lớn hơn 1030 mb.
- Nhiệt độ khơng khí bề mặt trong thời gian 24-48 giờ phải giảm từ 9.0°C trở
lên tại vùng trung tâm lục địa Trung Hoa và giảm từ 6.0°C trở lên tại các khu vực
phía nam của Trung Quốc.
Như đã biết, áp cao Siberia có vai trị rất quan trọng trong mùa đơng châu Á,
vì vậy Bingiyi Wu và Jia Wang (2002) đã từng tập trung nghiên cứu về dao động
cực (AO) tới sự hoạt động của áp cao Siberia (SH) trong gió mùa mùa đơng Đơng
Á (EAWM). Trong đó, các tác giả đã chỉ ra rằng trong mùa đông AO và SH tương
đối độc lập với nhau trong ảnh hưởng đến EAWM. SH có nhiều ảnh hưởng trực
tiếp và đáng kể hơn AO tới EAWM. Tác động của SH đến nhiệt độ khơng khí bề
mặt xảy ra chu yếu ở phía nam vĩ tuyến 50˚N qua Đơng Á, Tây Bắc Thái Bình
Dương và biển Đơng do AO ngăn cản sự ảnh hưởng của SH tới vĩ độ châu Á. Các
tác giả sử dụng bộ số liệu của Trung tâm Dự Báo Mơi trường Quốc gia/Trung tâm
Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia Hoa Kỳ (NCEP/NCAR) và đưa ra kết luận: Hệ
số tương quan giữa chỉ số AO và chỉ số EAWM là 0,28; trong khi chỉ số tương

quan của chỉ số SH và chỉ số EAWM là 0,8; mối tương quan này cho thấy chỉ số
SH có thể hiện cường độ của EAWM [17].
Wallace và Gutzler (1981) đã đề xuất mơ hình Á-Âu (EU) bằng phân tích
trường độ cao địa thế vị của bán cầu Bắc; EU đặc trưng bởi sóng hành tinh có ba
trung tâm hoạt động đó là: (1) Trung tâm trên khu vực Scandinava và Ba Lan
(55˚N; 22˚E); Trung tâm trên khu vực vùng Siberia (55˚N; 75˚E); (3) Trung tâm
10


trên khu vực Nhật Bản (40˚N; 145˚E). Tác giả xác định chỉ số trung bình tháng
của EU như sau:
1
1
1
𝑈(𝑊𝐺) = − (55˚N; 22˚E) + (55˚N; 75˚E) − (40˚N; 145˚E)
4𝑧
2𝑧
4𝑧
Trong đó: z là độ cao địa thế vị mực 500hPa
Các tác giả chỉ ra rằng mối quan hệ giữa EU và EAWM là tương quan âm
và sự tương quan này có liên quan đến sự biến đổi của áp cao Siberia và mạnh
hơn bình thường khi mà chỉ số EU có giá trị dương. Tuy nhiên mối quan hệ này
bị ảnh hưởng bởi các điểm địa phương ở Nhật Bản [36].
Khi nghiên cứu sự thay đổi theo không gian và thời gian của gió mùa mùa
đơng trên khu vực bán đảo Đông Dương, Sirapong Sooktawe, Usa Humphries,
Atsamon Limsakul và Prungchan Wongwises (2014) đã chỉ ra rằng mối liên hệ
giữa gió mùa mùa đông trên bán đảo Đông Dương (IDP) với EAWM và dị thường
nhiệt độ bề mặt biển (SSTA) ở Thái Bình Dương. Trong suốt mùa đơng phương
Bắc, các điều kiện khí hậu của IDP bị chi phối bởi hồn lưu đông bắc của SH là
điểm đáng chú ý nhất của gió mùa Đơng Á. Hoạt động của EAWM có tác dụng

mạnh mẽ trên quy mô ngoại nhiệt đới và nhiệt đới, ảnh hưởng đối lưu trên vùng
biển phái tây và sự biến đổi của EAWM có liên quam đến SSTA ở vùng nhiệt đới
Thái Bình Dương. Các dữ liệu những tháng mùa đông ở bán cầu Bắc (tháng 1 –
2) cho giai đoạn 1979 – 2010 được sử dụng trong nghiên cứu này [30].
Mặt khác, ngồi các hình thế trên cịn có sự góp phần của áp thấp Aleut đến
q trình xâm nhập lạnh xuống Đơng Nam Á và Việt Nam. Có nhiều những
nghiên cứu chỉ ra mối quan hệ của áp thấp Aleut với áp cao Siberia điển hình
trong số đó có nghiên cứu của Zhu và Wang [35] đã khám phá ra mối quan hệ
giữa AL (tháng 12, 1 và 2) với gió mùa mùa hè Úc (ASM) bằng phương pháp
thống kê, tương quan, hồi quy và sử dụng dữ liệu SLP, độ cao địa thế vị, gió kinh
hướng, vĩ hướng từ bộ dữ liệu tái phân tích NCEP/NCAR, ngồi ra cịn có số liệu
lượng mưa và bức xạ sóng dài của CPC/NOAA. Tác giả đưa ra kết quả: Có bảy
năm AL mạnh và tám năm AL yếu (giai đoạn 1948-2005) có chỉ số NPI nhỏ hơn
so với -0.5 và lớn hơn 0,5 tương ứng. ASM có 11 năm mạnh và 10 năm mười với
giá trị chỉ số ASM (giai đoạn 1948-2005) vượt ngưỡng ± 0,5. Cần lưu ý rằng có
5 năm El Nino trong 10 năm ASM yếu, trong khi chỉ có 1 năm La Nina giữa 11

11


năm ASM mạnh; 6 trong 8 năm AL mạnh là năm ASM mạnh mẽ, trong khi chỉ
có một trong tám yếu AL năm là trùng với ASM yếu. Bảng1.2 cho thấy một mối
liên kết "bất đối xứng" giữa các ASM và AL, cũng như ASM và ENSO.
Bảng 1. 2 Thống kê các sự kiện trong những năm mạnh và yếu của ASM, AL và
ENSO trong 1979-2005 (Con số trong ngoặc đơn là số năm xảy ra sự kiện)

Kết hợp với phân tích hồi quy tuyến tính giữa NPI với trường gió, lượng mưa
và bức xạ sóng dài, Zhu và Wang [35] đã kết luận:
 Thứ nhất, một AL mạnh thường liên quan với một dịng xiết phía tây tăng
cường trong tầng đối lưu trên và xoáy nghịch bất thường ở phía nam dịng xiết

được kích hoạt, từ đó đi theo dị thường hướng đơng trực tiếp vào khu vực gió
mùa.
 Thứ hai, dòng xiết tăng cường đồng bộ với sự mở rộng và khí áp giảm sâu
của AL, đi kèm với hội tụ trên bờ biển phía đơng của châu Á và tăng cường hoàn
lưu Hadley địa phương mở rộng từ khu vực ASM đến bờ biển phía đơng của Đông
Á. Điều này gây ra chuyển động thăng mạnh và sự đối lưu trên vùng ASM.
 Mối quan hệ giữa AL và ASM có giá trị khác nhau trong những năm AL
mạnh và yếu. Lượng mưa lớn hơn xảy ra trên khu vực ASM trong năm AL mạnh,
trong khi lượng mưa dị thường xảy ra trong những năm AL yếu. Nghĩa là trong
những năm AL yếu, mối quan hệ này là không đáng kể.
Song & Duan [31] trong nghiên cứu mối quan hệ giữa AL trong mùa đông
năm trước với lượng mưa dị thường trong mùa hè năm sau ở Nam Trung Quốc đã
sử dụng bộ dữ liệu lượng mưa hàng tháng trên bề mặt của Đại học Delaware (UD)
cho giai đoạn 1900-2010, có độ phân giải là 0,5 ° × 0,5 °; dữ liệu lượng mưa của
160 trạm từ Trung tâm Khí hậu Quốc gia của Cục Khí tượng Trung Quốc (CMA)
từ năm 1951 – 2015; khí áp mực nước biển trung bình tháng (SLP) từ sản phẩm

12


HadSLP2 của Trung tâm Hadley Met Office của Vương quốc Anh, có độ phân
giải 5 ° × 5 ° trong giai đoạn 1850-2004, gió vĩ hướng và độ cao địa thế vị được
khai thác từ bộ dữ liệu tái phân tích trong thế kỷ 20, phiên bản 2 (20CR2) của Cục
Quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia - Viện Hợp tác Nghiên cứu Khoa học
Môi trường, cho giai đoạn 1871-2010, với độ phân giải 2 ° × 2 °.
Hệ số tương quan của lượng mưa mùa hè ở Nam Trung Quốc (trung bình ba
tháng 6, 7, 8 và riêng từng tháng) với ALI trong mùa đông năm trước (tháng 12,
1 và 2) được tính tốn sau khi loại bỏ ảnh hưởng của ENSO và xử lí với bộ lọc 9
năm. Kết quả cho thấy rằng mùa đông AL có tương quan dương đáng kể với lượng
mưa dị thường trong tháng 7, tương quan âm trong tháng tám khi AL trong mùa

đơng năm trước mạnh hơn so với bình thường (bảng 1.3). Điều này chỉ ra rằng
AL mạnh dị thường trong mùa đơng năm trước có xu hướng với tình trạng lũ lụt
trong tháng 7 và hạn hán trong tháng 8 trên Nam Trung Quốc. Mối quan hệ được
tìm thấy giữa các ALI và trung bình ba tháng 6, 7, 8 và lượng mưa trong tháng
sáu là không đáng kể (bảng 1.3). Song & Duan cho rằng ALI trong mùa đơng
trước có thể được sử dụng như là một yếu tố dự báo tiềm năng cho lượng mưa dị
thường trên Nam Trung Quốc vào tháng bảy và tháng tám.
Bảng 1. 3. Hệ số tương quan giữa ALI trong mùa đông năm trước với lượng
mưa trong mùa hè năm sau trên khu vực Nam Trung Quốc (UD là Đại học
Delaware, CAM là Trung tâm Khí hậu Quốc gia của Cục Khí tượng Trung
Quốc, * là mức độ tin cậy 95%).
Dữ liệu từ UD Dữ liệu từ UD

Dữ liệu từ
CAM

(1901-2004)

(1951-2004)

Lượng mưa trung bình
tháng 6, 7, 8

-0,05

-0,03

-0,12

Lượng mưa tháng 6

-0,12

-0,15

-0,18

Lượng mưa tháng 7

0,336

0,39*

0,336

13

(1951- 2004)


Dữ liệu từ UD Dữ liệu từ UD

Lượng mưa tháng 8

(1901-2004)

(1951-2004)

-0,333

-0,31*

Dữ liệu từ
CAM
(1951- 2004)
-0,336

Theo D’Arrigo và cộng sự [21], gradient khí áp vĩ tuyến giữa AL và áp cao
Siberia kiểm sốt và tác động mạnh mẽ tới gió mùa mùa đơng Đơng Á. Sự tương
quan đáng kể giữa gió mùa mùa đông Đông Á với áp cao Siberia là r=0,68 và gió
mùa mùa đơng Đơng Á với NPI là r=-0,48 trong khoảng thời gian từ 1958-2000,
hai chỉ số này cho thấy gió mùa mùa đơng Đơng Á, áp cao Siberia và AL có mối
liên hệ trong thời gian khoảng bốn thập kỷ.
Gao Hui [25] cũng chỉ ra rằng trong những năm áp cao Siberia và AL mạnh
hơn thì gió mùa mùa đơng Đơng Á mạnh hơn, cả dịng xiết cận nhiệt phía tây và
rãnh Đơng Á cũng mạnh mẽ hơn so với bình thường. Mơ hình này tạo điều kiện
thuận lợi cho gió tây bắc mạnh và nhiệt độ khơng khí thấp hơn ở vùng nhiệt đới
Đơng Nam Á.
Qian và cộng sự [29] nhận định những biến đổi trong mùa đơng của AL có
ảnh hưởng mạnh mẽ trên một khu vực rộng lớn của Trung Quốc, đặc biệt là trên
Tây Bắc Trung Quốc và miền đông Trung Quốc. Điều này rất quan trọng để điều
tra sự biến thiên của AL giúp hiểu rõ hơn về biến đổi khí hậu và khả năng dự báo.
Cho đến nay, đã có những thảo luận, nghiên cứu về hệ thống thời tiết ở khu
vực vĩ độ trung bình và cực. Hệ thống thời tiết của vùng nhiệt đới và xích đạo thể
hiện một số khác biệt cơ bản so với hệ thống thời tiết của các khu vực khác. Gió
trên cao thường yếu, do đó chuyển động của khối khơng khí trên khu vực Xích
đạo chậm và từ từ. Các khối khí ấm và ẩm, các khối khí khác nhau có xu hướng
và có các đặc điểm giống nhau, do đó các mặt trên của các khối khơng khí khơng
được xác định rõ ràng. Khơng có sự chênh lệch gradient nhiệt độ mạnh khơng
giống như các khối khơng khí ở vĩ độ cao hơn, khơng có các nhiễu động lớn và

cường độ cao của khơng khí ít có sự thay đổi khi ở Xích đạo. Mặt khác, độ ẩm
cao dẫn đến hoạt động đối lưu mạnh mẽ trong các khối khí biển vĩ độ thấp. Bởi
vì những khối khí này rất ẩm, chỉ cần sự hội tụ và nâng lên nhẹ là có thể kích hoạt

14


chuyển động đối lưu.
Một trong những dạng đơn giản nhất của hệ thống thời tiết nhiệt đới là sóng
xích đạo - một rãnh áp thấp di chuyển chậm trong vành đai nhiệt đới xích đạo
(liên quan đến tín phong). Những sóng này xảy ra ở vĩ độ 5 – 30 độ vĩ Bắc và 5 –
30 độ vĩ Nam trên các đại dương, nhưng khơng xảy ra trên chính xích đạo như
trong hệ tọa độ địa lý. Các tuần hoàn và các đặc điểm thời tiết đều có liên quan
đến sóng đơng.
Mặt khác, một hệ thống thời tiết liên quan khác là rãnh xích đạo yếu - một
vùng nhiễu động hình thành gần trung tâm của rãnh xích đạo. Các khối khí ẩm
Xích đạo hội tụ về trung tâm vùng thấp,tạo ra các chuyển động đối lưu rất mạnh
trong khí quyển và khí lực coriolits đủ lớn sẽ tạo thành các xốy thuận nhiệt đới.
Trong một số trường hợp thì rãnh xích đạo sẽ trùng với ITCZ.
1.3.2 Nghiên cứu trong nước
Cho đến nay, ở Việt Nam, việc xác định mối quan hệ giữa q trình xâm
nhập lạnh từ phía Bắc với rãnh xích đạo vẫn ít được quan tâm nghiên cứu. Các
cơng trình nghiên cứu chủ yếu tập trung vào q trình xâm nhập lạnh và áp cao
Siberia bởi nó có sự liên quan trực tiếp đến q trình tăng giảm nhiệt độ ở hầu hết
khu vực Bắc Bộ Việt Nam.
Theo Chu Thị Thu Hường (2015), việc xác định cường độ áp cao Siberia dựa
trên giá trị Pmsl trung bình vùng 40 – 60 độ vĩ Bắc; 70 – 120 độ kinh Đơng. Đây
là 1 vùng hình chữ nhật bao phủ tâm của áp cao nơi có trung tâm khí áp trung bình
trong mùa đơng lớn hơn 1028 hPa [4].
Theo tác giả, thực tế phạm vi hoạt động của một trung tâm khí áp được xác

định là vùng khơng gian mà nó bao phủ (có thể xác định qua đường đẳng áp hoặc
đường đẳng cao ngoài cùng) trong một khoảng thời gian nhất định. Tuy nhiên, do
cường độ của các trung tâm khí áp thường biến đổi trong các tháng, các thời kì
nên các dường đẳng áp hay đường đẳng cao cũng sẽ bị biến đổi. Bởi vậy sự biến
đổi phạm vi hoạt động của áp cao Siberia được xác định dựa trên sự dịch chuyển
mở rộng hay thu hẹp của đường đẳng áp 1016 hPa trong các thập kỷ [4].
Việc phân tích trường độ cao địa thế vị trên khu vực châu Á và lân cận trong
thời kỳ mùa đông Nguyễn Viết Lành và Chu Thị Thu Hường (2005) đã chỉ ra
rằng: từ tháng 3 trở đi áp cao Siberia đã suy yếu và dịch chuyển về phía Tây Bắc.

15


Cụ thể, trên mực 1000mb trường độ cao địa thế vị của áp cao này đã giảm 40mtv
so với tháng trước. Trên mực 925mb và 850mb, độ cao địa thế vị vùng gaanf trung
tâm áp cao này giảm khoảng 20mtv. Vị trí trung tâm của áp thấp Aleut ít thay đổi
nhưng cường độ của nó bị suy yếu nhiều. Ở mực 1000mb, trung tâm áp cao này
tăng lên 40mtv so với tháng ; trên mực 500mb áp thaaos này chỉ còn tồn tại dưới
dạng rãnh thấp [8].
Vũ Thanh Hằng, Phạm Thị Lê Hằng và Phan Văn Tân khẳng định, hiện
tượng rét đậm, rét hại ở nước ta chủ yếu xuất hiện ở các vùng khí hậu phía bắc,
nơi chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của sự xâm nhập lạnh, thường bắt đầu từ tháng 11
và kết thúc vào khoảng tháng 3 năm sau. Vùng Đơng Bắc là nơi có số ngày rét
đậm, rét hại nhiều nhất trên cả nước. Sự biến đổi về vị trí cũng như cường độ của
áp cao lạnh lục địa Siberia có thể tác động đến xu thế biến đổi của hiện tượng này
[3].
Khi nghiên cứu về hoạt động của áp cao Siberia với nhiệt độ trên khu vực
Bắc Bộ Việt Nam, Chu Thị Thu Hường và Phan Văn Tân cho rằng, áp cao Siberia
có quan hệ khá tốt với nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cực tiểu trong các tháng
mùa đông, đặc biệt, trên các vùng Đông Bắc Bộ và Đồng bằng Bắc Bộ trong tháng

2 và tháng 11 với hệ số tương quan lên tới ≈ -0,6 [5].
Dù trung tâm áp cao Siberia thường xuyên tồn tại trên vùng Bắc lục địa châu
Á trong suốt mùa đơng, song khơng phải từ đó có sự khuếch tán liên tục của khơng
khí lạnh về các vĩ độ thấp. Khi xoáy thuận mặt đất (xoáy thuận ngoại nhiệt đới)
được hình thành, dịng khơng khí lưu hướng bắc ở phía đi xốy thuận sẽ dẫn
đường cho khơng khí lạnh tràn xa về phía nam [15].
Phan Văn Tân nhận định cùng với áp cao Siberia và dải thấp nội chí tuyến,
AL là một trong các trung tâm chính tác động tới chế độ hồn lưu khí quyển ở
Việt Nam trong mùa đông [14].
Trần Công Minh [9] cho rằng AL ngăn chặn khơng cho SH mở rộng về phía
đơng, giữa áp cao Siberia và AL tạo nên một hành lang gradient khí áp rất lớn
theo hướng Bắc Nam và cùng thúc đẩy khơng khí lạnh tràn xuống phía nam. Tạo
điều kiện thuận lợi cho khơng khí cực đới biến tính dưới thấp thâm nhập sâu xuống
phía nam tới Bắc Việt Nam và Đông Dương.

16


Cũng theo Trần Công Minh sự xâm nhập lạnh vào Việt Nam trong những
tháng chính đơng là kết quả của sự phối hợp đồng bộ giữa hình thế trên cao và
hình thế dưới thấp trong miền Đơng Á [10]:
+ Hình thế trên cao: mùa đông nền nhiệt ở Bắc cực giảm mạnh, xốy thuận
hành tinh có tâm ở cực có thể mở rộng ra hay thu hẹp lại, mỗi lần mở rộng xốy
thuận sẽ đẩy khơng khí lạnh cực đới về phía nam. Ở phần rìa xốy thuận hành tinh
có nhiễu động sóng dài với bước sóng 4000-5000km tạo các hệ thống sống rãnh
trong đó hai rãnh sâu nhất: một ở Bắc Mỹ và một ở châu Á. Rãnh ở châu Á có
trục nằm dọc theo miền dun hải phía đông châu Á nên được gọi là rãnh Đông
Á. Khi rãnh này khơi sâu và có trục rãnh nằm dọc theo bờ biển Đơng Á thì sẽ gây
ra những đợt xâm nhập lạnh mạnh vào miền Đông Nam Trung Quốc và Việt Nam.
Các sóng ngắn trong dịng xiết phía nam cao nguyên Tây Tạng cũng gây ra những

đợt xâm nhập lạnh nhỏ, những đợt khơng khí lạnh tăng cường phía sau đợt xâm
nhập lạnh trước đó [9, 10].
+ Hình thế dưới thấp: trong mùa đông, tồn tại một áp cao lạnh có quy mơ lớn
nhất trên Trái đất với tâm ở khu vực Bai-can – Mông Cổ và được gọi là áp cao
lạnh lục địa châu Á (hay áp cao Siberia). Cứ mỗi lần có sự xâm nhập lạnh của
khối khơng khí cực đới và khối khí Băng Dương thì áp cap Siberia lại được tăng
cường, sự tích lũy khơng khí lạnh thể hiện ở sự tăng nhanh của khí áp ở vùng
trung tâm áp cao này. Sau đó khơng khí lạnh từ áp cao sẽ di chuyển xuống phía
nam nhưng do cao nguyên Tây Tạng nằm sát ngay phía nam của áp cao Siberia
nên khơng khí lạnh khơng thể di chuyển theo hướng này. Cùng thời gian đó, phối
hợp với sự lan truyền của sóng dài trên cao rãnh Đơng Á tiến tới vị trí trung bình
của nó với trục nằm dọc theo bờ Đông Á nên áp thấp Aleut phát triển mạnh về
phía tây nam ngăn chặn áp cao Siberia mở rộng về hướng đơng. Chính vì vậy
khơng khí cực đới lục địa lạnh khơ chỉ có thể di chuyển về phía Đơng Nam Trung
Quốc. Sau khi tới Đơng Nam Trung quốc, khơng khí lạnh khơng thể tiến thẳng về
phía Bắc Việt Nam do bị ngăn chặn bởi dãy núi Nam Lĩnh ở Hoa Nam Trung
Quốc và tạo thành front tĩnh Hoa Nam. Khi khơng khí lạnh tích lũy đủ dày để
vượt qua dãy Nam Lĩnh, front lạnh di chuyển rất nhanh về phía biên giới Việt
Nam và Biển Đơng xâm nhập sâu xuống phía nam. Trong một số trường hợp vào
giữa mùa đơng, có thể thấy front lạnh nằm ở rìa phía nam của áp cao Siberia kéo

17