Nghiên cứu đặc điểm mưa khu vực Nam Bộ khi có xoáy thuận nhiệt đới

• Tác giả: Đặng Quang Thanh
• Người hướng dẫn: TS. Công Thanh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học tự nhiên
• Đề tài: Đặc điểm Mưa Khu Vực Nam Bộ Khi Có Ảnh Hưởng Của Xoáy Thuận Nhiệt Đới
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÃO, MƯA BÃO VÀ CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến Việt Nam
• 1.2. Các công trình nghiên cứu về mưa do xoáy thuận nhiệt đới
• Tài liệu tham khảo

I. Đặc điểm mưa khu vực Nam Bộ khi có ảnh hưởng của xoáy thuận nhiệt đới

Khu vực Nam Bộ, với đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, thường xuyên chịu ảnh hưởng của các hiện tượng thời tiết cực đoan, đặc biệt là xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ). Mưa ở Nam Bộ không chỉ phụ thuộc vào mùa mà còn bị tác động mạnh mẽ bởi các cơn bão và áp thấp nhiệt đới. Theo thống kê, lượng mưa trung bình trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 chiếm từ 70-80% tổng lượng mưa hàng năm. Trong giai đoạn này, các cơn bão thường gây ra lượng mưa lớn, có thể lên đến 300-350 mm trong một ngày. Đặc biệt, mưa do bão không chỉ ảnh hưởng đến lượng mưa mà còn làm thay đổi cấu trúc và phân bố mưa trong khu vực. Nghiên cứu cho thấy, trong thời kỳ 1980-2017, lượng mưa do bão đóng góp đáng kể vào tổng lượng mưa của Nam Bộ, với những cơn bão điển hình như bão KIM, TESS, và ANGELA đã để lại dấu ấn rõ nét trong lịch sử khí tượng của khu vực.

1.1. Ảnh hưởng của xoáy thuận nhiệt đới đến mưa Nam Bộ

Mưa do xoáy thuận nhiệt đới có đặc điểm rất khác biệt so với mưa thông thường. Khi bão đổ bộ, lượng mưa có thể tăng đột biến, gây ra lũ lụt và thiệt hại nghiêm trọng. Theo nghiên cứu, lượng mưa lớn nhất ghi nhận trong một ngày có thể đạt 273 mm, trong khi tổng lượng mưa trung bình một đợt bão dao động từ 50-100 mm. Các cơn bão không chỉ gây ra mưa lớn mà còn làm thay đổi hoàn toàn các điều kiện thời tiết khác, như gió và độ ẩm. Điều này dẫn đến việc cần thiết phải có các phương án dự báo và ứng phó kịp thời để giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra. Hệ thống dự báo thời tiết hiện nay đã có những cải tiến đáng kể, nhưng vẫn cần tiếp tục nghiên cứu để nâng cao độ chính xác trong việc dự đoán lượng mưa do bão.

1.2. Đặc điểm mưa bão và mưa cực trị

Mưa bão ở Nam Bộ thường có tính chất cực trị, với những cơn mưa lớn xảy ra trong thời gian ngắn. Các nghiên cứu cho thấy, mưa bão có thể chiếm từ 20-60% tổng lượng mưa trong mùa bão. Đặc biệt, trong những năm có bão, lượng mưa trung bình tháng có thể tăng lên đáng kể, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và đời sống của người dân. Mưa cực trị, với lượng mưa vượt quá 75 mm/ngày, đang có xu hướng gia tăng, điều này có thể liên quan đến biến đổi khí hậu và sự gia tăng tần suất của các cơn bão mạnh. Việc theo dõi và phân tích các hiện tượng này là rất quan trọng để xây dựng các kịch bản ứng phó hiệu quả, bảo vệ an toàn cho cộng đồng và tài sản.

II. Tác động của xoáy thuận nhiệt đới đến thời tiết Nam Bộ

Tác động của xoáy thuận nhiệt đới đến thời tiết Nam Bộ không chỉ giới hạn ở lượng mưa mà còn bao gồm các yếu tố khác như gió và nhiệt độ. Khi bão đổ bộ, gió mạnh có thể gây ra thiệt hại lớn về cơ sở hạ tầng, trong khi mưa lớn dẫn đến lũ lụt. Theo các nghiên cứu, gió trong bão có thể đạt cấp 11-12, gây ra những tác động nghiêm trọng đến đời sống và sản xuất. Hệ thống thời tiết Nam Bộ thường xuyên bị ảnh hưởng bởi các cơn bão, đặc biệt là trong các tháng mùa bão từ tháng 6 đến tháng 11. Việc hiểu rõ về tác động của các cơn bão đến thời tiết khu vực này là rất cần thiết để có những biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

2.1. Tình hình thời tiết cận bão

Trước khi bão đổ bộ, thời tiết ở Nam Bộ thường có những biến đổi rõ rệt. Nhiệt độ có thể tăng cao, độ ẩm không khí cũng tăng lên, tạo điều kiện cho mưa lớn xảy ra. Các nghiên cứu cho thấy, trong thời gian này, các hiện tượng thời tiết như mưa rào và dông thường xuất hiện nhiều hơn. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất nông nghiệp mà còn đến đời sống sinh hoạt của người dân. Việc theo dõi sát sao các hiện tượng này là rất quan trọng để có thể đưa ra các cảnh báo kịp thời, giúp người dân chủ động ứng phó với thiên tai.

2.2. Hệ thống thời tiết và dự báo

Hệ thống thời tiết Nam Bộ chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ các cơn bão và áp thấp nhiệt đới. Việc dự báo thời tiết trong bối cảnh này gặp nhiều khó khăn do tính chất phức tạp của các hiện tượng khí tượng. Các công nghệ hiện đại như vệ tinh và radar đã được áp dụng để cải thiện độ chính xác trong dự báo. Tuy nhiên, vẫn cần có những nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ hơn về cơ chế tác động của xoáy thuận nhiệt đới đến thời tiết khu vực. Điều này không chỉ giúp nâng cao khả năng dự báo mà còn hỗ trợ trong việc xây dựng các kế hoạch ứng phó hiệu quả với thiên tai.

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Nam Bộ Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và cận xích đạo, với mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, chiếm trên 70-80% tổng lượng mưa cả năm. Trong giai đoạn 1980-2017, có 31 cơn xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) bao gồm bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp đến Nam Bộ, tập trung chủ yếu vào các tháng 10, 11 và 12, chiếm tới 88% tổng số cơn bão trong thời kỳ này. Lượng mưa do các cơn bão này gây ra có sự biến động lớn, với lượng mưa ngày cao nhất từng ghi nhận lên tới 207 mm tại Vũng Tàu trong cơn bão PAKHAR năm 2012, và tổng lượng mưa trong một đợt bão phổ biến từ 50 đến 100 mm.

Nghiên cứu nhằm phân tích đặc điểm, diễn biến và đóng góp của lượng mưa do XTNĐ đối với lượng mưa trung bình tháng tại Nam Bộ trong giai đoạn 1980-2017. Phạm vi nghiên cứu bao gồm 19 trạm khí tượng phân bố đều trên toàn khu vực Nam Bộ, bao gồm hai tiểu vùng Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ. Mục tiêu là cung cấp cơ sở khoa học cho việc dự báo, cảnh báo thiên tai và xây dựng các phương án phòng chống thiên tai hiệu quả, góp phần giảm thiểu thiệt hại do mưa bão gây ra.

Việc đánh giá chi tiết lượng mưa do XTNĐ không chỉ giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của các hiện tượng khí tượng nguy hiểm này mà còn có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu làm gia tăng cường độ và tần suất các cơn bão. Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ các cơ quan quản lý, chính quyền địa phương và cộng đồng trong việc ứng phó kịp thời và hiệu quả với các hiện tượng thời tiết cực đoan.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về khí tượng thủy văn liên quan đến xoáy thuận nhiệt đới, bao gồm:

• Lý thuyết về cấu trúc và hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ): Giải thích cơ chế hình thành, phát triển và suy yếu của bão, áp thấp nhiệt đới, cùng với các yếu tố ảnh hưởng như vận chuyển hơi nước, tương tác với địa hình và các hệ thống thời tiết khác.

• Mô hình phân bố lượng mưa do XTNĐ: Áp dụng bán kính ảnh hưởng 600 km từ tâm bão để xác định ngày và khu vực chịu ảnh hưởng mưa do XTNĐ, dựa trên phương pháp của Gleason (2006).

• Khái niệm về ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp của XTNĐ: Phân biệt các cơn bão đổ bộ gây gió mạnh và mưa lớn trực tiếp với các cơn bão gây mưa diện rộng gián tiếp thông qua các hình thế thời tiết kết hợp.

Các khái niệm chính bao gồm: cường độ bão (cấp gió theo Quyết định số 46/2014/QĐ-TTg), lượng mưa bão, tần suất bão, và phân vùng khí hậu Nam Bộ.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng số liệu quan trắc mưa ngày và tháng của 19 trạm khí tượng thuộc khu vực Nam Bộ trong giai đoạn 1980-2017, dữ liệu đường đi và cường độ bão từ Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia, IBTrACS (NOAA), NCDC, cùng các báo cáo và tài liệu nghiên cứu liên quan.

• Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn toàn bộ các ngày có XTNĐ ảnh hưởng đến Nam Bộ với tiêu chí khoảng cách từ tâm bão đến trạm quan trắc ≤ 600 km, đảm bảo bao phủ đầy đủ các trường hợp bão đổ bộ và bão đi dọc ven biển.

• Phương pháp phân tích: Phân tích thống kê lượng mưa trong các ngày có bão ảnh hưởng, so sánh lượng mưa bão với lượng mưa trung bình tháng để xác định tỷ lệ đóng góp. Sử dụng phương pháp chuyên gia để đánh giá và giải thích các kết quả, đồng thời tổng hợp, phân tích các đặc điểm diễn biến mưa trong từng cơn bão điển hình.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập và xử lý dữ liệu trong giai đoạn 1980-2017, phân tích chi tiết các cơn bão điển hình trong khoảng thời gian này, tổng hợp và đánh giá xu hướng đóng góp lượng mưa bão theo tháng và khu vực.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tần suất và phân bố thời gian bão ảnh hưởng: Trong giai đoạn 1980-2017, 31 cơn XTNĐ ảnh hưởng đến Nam Bộ tập trung chủ yếu vào 6 tháng trong năm (1, 3, 4, 10, 11, 12), trong đó tháng 11 chiếm tỷ lệ cao nhất với 39%, tiếp theo là tháng 12 (26%) và tháng 10 (23%).

2. Lượng mưa bão điển hình: Các cơn bão như PAKHAR (2012) gây lượng mưa ngày cao nhất 207 mm tại Vũng Tàu, DURIAN (2006) gây mưa lớn tại Vũng Tàu (120 mm) và Ba Tri (93 mm). Tổng lượng mưa trong các đợt bão phổ biến từ 30 đến 243 mm, tùy theo cơn bão và vị trí trạm.

3. Tỷ lệ đóng góp lượng mưa bão theo tháng: Đóng góp lượng mưa bão so với lượng mưa trung bình tháng dao động từ 1% đến trên 30%. Tháng 12 có mức đóng góp cao nhất, trong khi tháng 10 đóng góp thấp nhất, dưới 3%. Các trạm ven biển thường có tỷ lệ đóng góp cao hơn so với các trạm sâu trong đất liền.

4. Phân vùng ảnh hưởng lượng mưa bão: Các tỉnh ven biển Tây Nam Bộ như Ba Tri, Sóc Trăng, Càng Long, Mỹ Tho, Cần Thơ có mức đóng góp lượng mưa bão cao hơn so với Đông Nam Bộ trong tháng 11. Trong khi đó, tháng 3 và 4, Đông Nam Bộ có mức đóng góp lượng mưa bão nổi bật hơn, đặc biệt tại Vũng Tàu với khoảng 13-15%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân sự khác biệt về lượng mưa và tỷ lệ đóng góp giữa các khu vực có thể do vị trí đổ bộ, cấu trúc và cường độ của từng cơn bão, cũng như sự tương tác với các hình thế thời tiết khác như gió mùa và dải hội tụ nhiệt đới. Ví dụ, bão PAKHAR gây mưa lớn tập trung ở Đông Nam Bộ, trong khi bão GIL lại gây mưa nhiều hơn ở Tây Nam Bộ.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, tỷ lệ đóng góp lượng mưa do XTNĐ tại Nam Bộ tương đối thấp hơn so với các khu vực ven biển Hoa Kỳ hay Trung Quốc, nơi lượng mưa bão có thể chiếm từ 20-60% tổng lượng mưa mùa. Điều này phản ánh đặc thù khí hậu và vị trí địa lý của Nam Bộ, cũng như tần suất bão thấp hơn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ cột thể hiện lượng mưa bão và tỷ lệ đóng góp theo tháng tại từng trạm, cùng bản đồ phân bố lượng mưa bão để minh họa sự khác biệt không gian. Bảng tổng hợp lượng mưa từng cơn bão điển hình cũng giúp làm rõ diễn biến mưa trong từng ngày ảnh hưởng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường hệ thống quan trắc và dự báo mưa bão: Nâng cấp mạng lưới trạm khí tượng, đặc biệt tại các vùng ven biển Tây Nam Bộ và Đông Nam Bộ, nhằm cải thiện độ chính xác và kịp thời trong dự báo lượng mưa do XTNĐ, giảm thiểu thiệt hại do mưa lớn gây ra. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: Tổng cục Khí tượng Thủy văn.

2. Xây dựng kịch bản ứng phó thiên tai dựa trên đặc điểm mưa bão: Phát triển các kịch bản phòng chống thiên tai phù hợp với từng tháng và khu vực, dựa trên tỷ lệ đóng góp lượng mưa bão đã xác định, nhằm hỗ trợ chính quyền địa phương và cộng đồng trong công tác ứng phó. Thời gian: 1 năm; chủ thể: Ban chỉ huy phòng chống thiên tai các tỉnh Nam Bộ.

3. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về đặc điểm mưa bão và biện pháp phòng tránh, giúp người dân chủ động ứng phó với mưa lớn và lũ lụt do bão gây ra. Thời gian: liên tục; chủ thể: Sở Tài nguyên Môi trường, các tổ chức xã hội.

4. Nghiên cứu bổ sung về tác động biến đổi khí hậu: Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến cường độ và tần suất bão, từ đó điều chỉnh các chính sách quản lý rủi ro thiên tai phù hợp với xu thế mới. Thời gian: 3-5 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu khí tượng thủy văn, trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu khí tượng thủy văn: Luận văn cung cấp dữ liệu và phân tích chi tiết về lượng mưa do XTNĐ tại Nam Bộ, hỗ trợ nghiên cứu chuyên sâu về biến đổi khí hậu và thiên tai.

2. Cơ quan quản lý thiên tai và dự báo khí tượng: Thông tin về đặc điểm mưa bão giúp cải thiện công tác dự báo, cảnh báo và xây dựng phương án ứng phó thiên tai hiệu quả.

3. Chính quyền địa phương và các tổ chức phòng chống thiên tai: Cơ sở khoa học để xây dựng kịch bản ứng phó phù hợp với đặc điểm mưa bão từng vùng, giảm thiểu thiệt hại do thiên tai.

4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về rủi ro thiên tai, từ đó chủ động phòng tránh và ứng phó với các hiện tượng mưa bão nguy hiểm.

Câu hỏi thường gặp

1. Lượng mưa do bão chiếm bao nhiêu phần trăm tổng lượng mưa hàng năm ở Nam Bộ?
   Theo nghiên cứu, lượng mưa do bão chiếm từ 1% đến trên 30% lượng mưa trung bình tháng trong các tháng có bão ảnh hưởng, tập trung chủ yếu vào các tháng cuối năm.

2. Tháng nào trong năm có lượng mưa bão đóng góp cao nhất?
   Tháng 12 là tháng có mức đóng góp lượng mưa bão cao nhất, với tỷ lệ có thể vượt 30% tại một số trạm ven biển.

3. Các cơn bão nào gây mưa lớn nhất tại Nam Bộ trong giai đoạn nghiên cứu?
   Bão PAKHAR năm 2012 ghi nhận lượng mưa ngày cao nhất 207 mm tại Vũng Tàu, là giá trị cực trị trong giai đoạn 1980-2017.

4. Phương pháp xác định ngày có mưa do bão như thế nào?
   Ngày có mưa do bão được xác định khi khoảng cách từ tâm bão đến trạm quan trắc ≤ 600 km, theo phương pháp của Gleason (2006).

5. Tại sao lượng mưa bão ở các trạm ven biển thường cao hơn các trạm sâu trong đất liền?
   Do ảnh hưởng trực tiếp của bão khi đổ bộ hoặc đi sát ven biển, kết hợp với hiệu ứng địa hình và các hình thế thời tiết khác, lượng mưa tại các trạm ven biển thường lớn hơn.

Kết luận

• Trong giai đoạn 1980-2017, 31 cơn XTNĐ ảnh hưởng đến Nam Bộ tập trung chủ yếu vào các tháng 10-12, với tháng 11 chiếm tỷ lệ cao nhất (39%).
• Lượng mưa do bão gây ra có sự biến động lớn, với giá trị cực trị lên tới 207 mm/ngày tại Vũng Tàu trong cơn bão PAKHAR năm 2012.
• Tỷ lệ đóng góp lượng mưa bão so với lượng mưa trung bình tháng dao động từ 1% đến trên 30%, cao nhất vào tháng 12 và thấp nhất vào tháng 10.
• Các trạm ven biển Tây Nam Bộ có mức đóng góp lượng mưa bão cao hơn so với các trạm sâu trong đất liền, phản ánh đặc điểm phân bố mưa do bão.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác dự báo, cảnh báo và xây dựng phương án phòng chống thiên tai tại Nam Bộ trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Next steps: Tiếp tục mở rộng nghiên cứu về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến cường độ và tần suất bão, đồng thời phát triển các mô hình dự báo lượng mưa bão chính xác hơn.

Call-to-action: Các cơ quan quản lý và cộng đồng cần tăng cường hợp tác, ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả phòng chống thiên tai, bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản người dân.