Đặc điểm hoạt động của các đợt xâm nhập lạnh tại miền Bắc Việt Nam trong thời kỳ chuyển tiếp

Luận văn thạc sĩ phân tích đặc điểm hoạt động của các đợt xâm nhập lạnh tại vùng khí hậu phía Bắc Việt Nam trong thời kỳ chuyển tiếp.

• Tác giả: Hoàng Thị Bình
• Người hướng dẫn: TS. Chu Thị Thu Hường
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học
• Đề tài: Đặc điểm hoạt động của các đợt xâm nhập lạnh trên các vùng khí hậu phía bắc Việt Nam trong các tháng chuyển tiếp
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHÔNG KHÍ LẠNH
• 1.1. Khái niệm
• 1.2. Đặc điểm hoạt động của KKL
• 1.3. Đặc điểm chung
• 1.4. Đặc điểm các trung tâm khí áp thời kỳ mùa đông
• 1.5. Một số nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2. SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Số liệu các đợt xâm nhập lạnh
• 2.2. Số liệu tái phân tích
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp xác định đặc điểm hoạt động, cường độ và phạm vi các trung tâm khí áp
• 2.3.2. Xác định các chỉ số gió mùa, ENSO
• 2.3.3. Phương pháp xác định ngày bắt đầu, kết thúc mùa đông và sự biến đổi của các đợt XNL
• 2.3.4. Phương pháp xác định mối quan hệ giữa cường độ của gió mùa với số đợt XNL
• 3. ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐỢT XÂM NHẬP LẠNH TRONG CÁC THÁNG CHUYỂN TIẾP
• 3.1. Đặc điểm hoạt động và sự biến đổi phạm vi, cường độ của các trung tâm khí áp
• 3.2. Đặc điểm hoạt động của các trung tâm khí áp trong thời kỳ mùa đông
• 3.3. Sự biến đổi cường độ và phạm vi hoạt động của một số trung tâm khí áp trong các tháng cuối đông
• 3.4. Đặc điểm hoạt động của không khí lạnh trong thời kỳ 1981-2015
• 3.5. Sự biến đổi của số đợt xâm nhập lạnh
• 3.6. Sự biến đổi ngày bắt đầu và kết thúc mùa đông
• 3.7. Sự biến đổi của các chỉ số gió mùa và mối quan hệ giữa chúng với sự XNL
• 3.8. Sự biến đổi của các chỉ số GMMĐ
• 3.9. Mối quan hệ giữa các chỉ số GMMĐ với số đợt và thời gian duy trì đợt XNL
• 3.10. Sự biến đổi các trung tâm khí áp trong các tháng chuyển tiếp cuối đông
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về đặc điểm xâm nhập lạnh ở miền Bắc Việt Nam

Đặc điểm xâm nhập lạnh (XNL) ở miền Bắc Việt Nam là một hiện tượng khí tượng quan trọng, ảnh hưởng đến thời tiết và khí hậu trong khu vực. Không khí lạnh (KKL) thường xâm nhập từ phía Bắc, gây ra những biến đổi thời tiết mạnh mẽ như gió mạnh, dông và các hiện tượng thời tiết cực đoan. Sự xâm nhập này thường diễn ra trong các tháng chuyển tiếp, đặc biệt là từ tháng 10 đến tháng 4 hàng năm. Trong thời kỳ này, KKL có thể gây ra rét đậm, rét hại, ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất nông nghiệp của người dân. Nghiên cứu về XNL không chỉ giúp hiểu rõ hơn về khí hậu miền Bắc Việt Nam mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc dự báo thời tiết và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan.

1.1. Khái niệm và đặc điểm của không khí lạnh

Không khí lạnh là khối không khí có nhiệt độ thấp, thường xâm nhập từ phía Bắc vào miền Bắc Việt Nam. Đặc điểm của KKL bao gồm sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ và độ ẩm, gây ra các hiện tượng thời tiết như mưa phùn, gió mạnh và rét đậm. KKL có thể được phân loại thành gió mùa đông bắc và không khí lạnh tăng cường, mỗi loại có những đặc điểm riêng biệt về cường độ và thời gian ảnh hưởng.

1.2. Tác động của xâm nhập lạnh đến thời tiết miền Bắc

Xâm nhập lạnh có tác động lớn đến thời tiết miền Bắc Việt Nam, đặc biệt trong các tháng chuyển tiếp. Khi KKL xâm nhập, nhiệt độ giảm mạnh, gây ra rét đậm, rét hại. Ngoài ra, XNL còn gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan như lốc, tố, và mưa đá, ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất nông nghiệp. Sự biến đổi của nhiệt độ không khí bề mặt cũng làm thay đổi cường độ của các trung tâm khí áp, tác động đến hoạt động của gió mùa.

II. Vấn đề và thách thức liên quan đến xâm nhập lạnh

Mặc dù xâm nhập lạnh là một hiện tượng tự nhiên, nhưng nó cũng mang lại nhiều thách thức cho người dân và chính quyền địa phương. Các hiện tượng thời tiết cực đoan do XNL gây ra có thể dẫn đến thiệt hại về tài sản, nông sản và sức khỏe con người. Đặc biệt, trong bối cảnh biến đổi khí hậu, tần suất và cường độ của các đợt XNL có thể gia tăng, gây khó khăn trong việc dự báo và ứng phó. Việc nghiên cứu và hiểu rõ về XNL là cần thiết để có những biện pháp ứng phó hiệu quả.

2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến xâm nhập lạnh

Biến đổi khí hậu đang làm thay đổi cường độ và tần suất của các đợt xâm nhập lạnh. Nhiệt độ bề mặt tăng cao có thể làm giảm cường độ của KKL, nhưng cũng có thể dẫn đến các hiện tượng thời tiết cực đoan hơn. Việc theo dõi và nghiên cứu sự biến đổi này là rất quan trọng để dự báo chính xác hơn về thời tiết trong tương lai.

2.2. Những thách thức trong dự báo thời tiết

Dự báo thời tiết trong thời kỳ xâm nhập lạnh gặp nhiều khó khăn do sự biến đổi nhanh chóng của các yếu tố khí tượng. Các mô hình dự báo cần được cải tiến để có thể phản ánh chính xác hơn về sự thay đổi của KKL và các hiện tượng thời tiết liên quan. Điều này đòi hỏi sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và cơ quan khí tượng để phát triển các phương pháp dự báo hiệu quả.

III. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm xâm nhập lạnh

Để nghiên cứu đặc điểm xâm nhập lạnh, các nhà khoa học thường sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phân tích số liệu khí tượng, mô hình hóa khí hậu và các phương pháp thống kê. Việc thu thập và phân tích số liệu từ các trạm khí tượng là rất quan trọng để xác định cường độ và phạm vi của các đợt XNL. Ngoài ra, việc sử dụng các mô hình khí hậu cũng giúp dự đoán các xu hướng trong tương lai.

3.1. Phân tích số liệu khí tượng

Phân tích số liệu khí tượng từ các trạm quan trắc là phương pháp cơ bản để xác định đặc điểm của các đợt xâm nhập lạnh. Các chỉ số như nhiệt độ, độ ẩm, và tốc độ gió được thu thập và phân tích để đánh giá cường độ và thời gian ảnh hưởng của KKL. Số liệu này cũng giúp xác định mối quan hệ giữa các yếu tố khí tượng và sự xuất hiện của XNL.

3.2. Mô hình hóa khí hậu

Mô hình hóa khí hậu là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu xâm nhập lạnh. Các mô hình này giúp dự đoán sự biến đổi của khí hậu và các hiện tượng thời tiết liên quan. Việc sử dụng mô hình khí hậu cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến cường độ và tần suất của các đợt XNL, từ đó đưa ra các dự báo chính xác hơn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu xâm nhập lạnh

Nghiên cứu về xâm nhập lạnh không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc dự báo thời tiết, quản lý thiên tai và phát triển nông nghiệp. Việc hiểu rõ về XNL giúp chính quyền địa phương có những biện pháp ứng phó kịp thời, giảm thiểu thiệt hại do các hiện tượng thời tiết cực đoan gây ra.

4.1. Dự báo thời tiết chính xác hơn

Nghiên cứu về xâm nhập lạnh giúp cải thiện độ chính xác của các dự báo thời tiết. Các thông tin về cường độ và thời gian của KKL có thể được sử dụng để đưa ra các cảnh báo sớm cho người dân, giúp họ chuẩn bị tốt hơn cho các hiện tượng thời tiết cực đoan.

4.2. Quản lý thiên tai hiệu quả

Hiểu rõ về xâm nhập lạnh cũng giúp chính quyền địa phương có những biện pháp quản lý thiên tai hiệu quả hơn. Các thông tin từ nghiên cứu có thể được sử dụng để lập kế hoạch ứng phó, giảm thiểu thiệt hại cho người dân và tài sản trong các đợt thời tiết cực đoan.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu xâm nhập lạnh

Nghiên cứu về đặc điểm xâm nhập lạnh ở miền Bắc Việt Nam là một lĩnh vực quan trọng, cần được tiếp tục phát triển. Các hiện tượng thời tiết cực đoan do XNL gây ra đang ngày càng gia tăng, đòi hỏi sự chú ý và nghiên cứu sâu hơn. Việc cải thiện các phương pháp dự báo và ứng phó với XNL sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ cuộc sống của người dân. Tương lai của nghiên cứu này sẽ phụ thuộc vào sự hợp tác giữa các nhà khoa học, cơ quan khí tượng và chính quyền địa phương.

5.1. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập lạnh, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Việc phát triển các mô hình dự báo chính xác hơn sẽ giúp cải thiện khả năng ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan.

5.2. Tăng cường hợp tác nghiên cứu

Tăng cường hợp tác giữa các nhà nghiên cứu, cơ quan khí tượng và chính quyền địa phương là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả của các nghiên cứu về xâm nhập lạnh. Sự chia sẻ thông tin và kinh nghiệm sẽ giúp cải thiện khả năng dự báo và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 sẽ trình bày tổng quan về KKL, khái niệm, đặc điểm hoạt động của KKL và các nghiên cứu trong và ngoài nước. Chương 2 sẽ trình bày các nguồn số liệu và phương pháp nghiên cứu trong luận văn. Chương 3 sẽ phân tích đặc điểm hoạt động, sự biến đổi cường độ và phạm vi của các trung tâm khí áp tác động chính trong mùa đông. Đồng thời sự biến đổi của các đợt XNL cũng như mối quan hệ của chúng với các chỉ số gió mùa trong các tháng chuyển tiếp đã được xác định dựa trên các phương pháp thống kê cơ bản.

8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHÔNG KHÍ LẠNH 1. Khái niệm Không khí lạnh là hiện tượng thời tiết nguy hiểm do khối không khí lạnh phía Bắc xâm nhập xuống Việt Nam, hệ thống gió đang tồn tại ở miền Bắc thay đổi một cách cơ bản trở thành một hệ thống gió có hướng bắc và khí áp tăng[11]. Cường độ của KKL được xác định dựa trên tốc độ gió đo được tại trạm Bạch Long Vĩ.

Cụ thể như sau [11]: KKL mạnh là không khí lạnh gây gió mạnh từ cấp 7 trở lên và kéo dài trên 6 giờ hoặc cấp 6 nhưng kéo dài liên tục trên 24 giờ. KKL trung bình là không khí lạnh gây gió mạnh từ cấp 6 trở lên và kéo dài trên 6 giờ hoặc cấp 7 trở lên nhưng kéo dài không quá 6 giờ. KKL yếu là không khí lạnh gây gió mạnh dưới cấp 6 hoặc cấp 6 nhưng kéo dài không quá 6 giờ. Một đợt KKL hay XNL được xem như có ảnh hưởng đến Việt Nam nếu thỏa mãn một trong hai điều kiện sau đây: - Hướng gió lệch bắc, tại trạm đảo Bạch Long Vĩ, tốc độ gió đo được từ cấp 6 trở lên và kéo dài trên 3 giờ,trong 2 kỳ quan trắc liêntục(điều kiện 1).

- Nhiệt độ không khí trung bình ngày trên một nửa số trạm trên đất liền thuộc khu vực Đông Bắc giảm từ 30C trở lên(điều kiện 2). KKL xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam thường được chia làm 2 loại: Gió mùa đông bắc (GMĐB) và không khí lạnh tăng cường (KKLTC). - GMĐB là KKL ảnh hưởng có kèm theo front lạnh hoă ̣c đường đứt khi xâm nhập đến Việt Nam, làm cho hệ thống gió trước đó bị thay đổi hoàn toàn, thời tiết biến đổi mạnh mẽ, nhiệt độ giảm đột ngột và thay đổi trạng thái thời tiết từ nóng, ấm sang lạnh hoặc rét. GMĐB đôi khi kèm theo gió giật, tố, lốc xoáy , dông hoặc mưa lớn… Cường độ của GMĐB được chia ra làm 3 loại: + GMĐB mạnh xảy ra khi tốc độ gió tại trạm đảo Bạch Long Vĩ đạt từ cấp 7 (VBLV ≥ cấp 7) và kéo dài từ 12h trở lên.

9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] + GMĐB trung bình xảy ra khi tốc độ gió tại trạm đảo Bạch Long Vĩ đạt từ cấp 6 (VBLV ≥ cấp 6) và kéo dài trên6h hoặc VBLV= cấp 7, nhưng kéo dài không quá 2 obs quan trắc liên tiếp. + GMĐB yếu xảy ra khi tốc độ gió tại trạm đảo Bạch Long Vĩ đạt chỉ hơn cấp 6 hoặc đạt cấp 6 nhưng kéo dài không quá 2 obs quan trắc liên tiếp. - KKLTC là KKL ảnh hưởng đến nước ta trong điều kiện trước đó khu vực đang bị một khối KKL khống chế với hệ thống gió thành phần bắc đã suy yếu. KKLTC không kèm theo front.

Khi KKLTC ảnh hưởng đến khu vực, tốc độ gió tăng trở lại, có thể làm giảm nhiệt độ, điểm sương hoặc ít thay đổi về nhiệt độ. Ngoài ra, KKLTC còn làm giảm lượng mây làm tăng nhiệt độ ban ngày.Tuy không gây ra giảm nhiệt mạnh, nhưng KKLTC cũng có thể làm cho trời rét tiếp tục kéo dài. Cường độ của KKLTC cũng được chia thành 3 loại: mạnh, trung bình và yếu, dựa trên các cấp độ gió như đối với GMĐB. GMĐB hay KKLTC ảnh hưởng đến Việt Nam thường gây hiện tượng rét đậm, rét hại trên các khu vực Bắc Bộ.

Đặc biệt, tại các tỉnh miền núi phía Bắc, rét đậm, rét hại thường kéo dài gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống, nông sản của người dân. Đặc điểm hoạt động của KKL KKL khi di chuyển vào Việt Nam theo 2 đường chính sau đây: + KKL đi qua lục địa Trung Quốcvà sau đó di chuyển theo hướng bắcvàoViệt Nam, thường ảnh hưởng vào thời kỳ đầu mùa đông từ tháng 10 đến tháng 12. Do không khí lạn KKL thổi qua lục địa nên không khí trở nên khô, lạnh tạo nên kiểu thời tiết lạnh, khô hanh trên miền Bắc Việt Nam. + KKL cực đới biến tính di chuyển qua biển phía Bắc Biển Đông, sau đóvào Việt Nam theo hướng gió thịnh hành là đông bắc.

KKL do thổi qua biển nên nêm nhiệt càng giảmvàẩm ướt gây ra kiểu thời tiết nhiều mây, mù và mưa phùn, chủ yếu ảnh hưởng trong thời gian từ tháng1 đến tháng 3 hàng năm. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Đặc điểm chung Như đã biết, các đợt KKL xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam có cường độ rất khác nhau, có những đợt rất mạnh, gây nên những biến đổi thời tiết đột ngột như: khí áp tăng, gió chuyển hướng đông bắc và mạnh dần lên, mưa lớn xảy ra trên diện rộng, thậm chí có nơi có dông, lốc, tố, mưa đá và nhiệt độ giảm rất mạnh. Nhưng cũng có những đợt KKL xâm nhập yếu khó nhận biết được, chỉ thể hiện qua sự tăng áp với mức độ nhất định.

Ngoài ra, thời gian ảnh hưởng trên lãnh thổ miền Bắc Việt Nam cũng rất khác nhau. Có những đợt XNL tồn tại hàng tuần nhưng cũng có những đợt chỉ tồn tại trong một vài kỳ quan trắc tại các trạm phía đông Bắc Bộ rồi biến tính. Theo số liệu thống kê KKL thường xâm nhập xuống Miền Bắc Việt Nam thành từng đợttừtháng tháng 9 đến tháng 6 năm sau. Trong đó, đầu mùa đông, KKL thường di chuyển trên lục địa nên nó chỉ bị biến tính về nhiệt độ và độ ẩm gần như không thay đổi.

Khi đó, miền Bắc nằm sâu trong lưỡi cao lạnh khô với thời tiết điển hình, trời ít mây đến quang mây, gió nhẹ, khô hanh. Sang các tháng chính đông, XNL hoạt động thường kèm theo front lạnh mạnh, gây nên rét đậm, rét hại, gió đông bắc mạnh. Các tháng cuối mùa đông, khi áp cao Siberia di chuyển lệch đông, đi qua Biển Đông, biến tính tăng nhiệt độ và độ ẩm, cho nên KKL di chuyển xuống phía Nam khi tới miền Bắc Việt Nam thường cho mưa phùn. Trong thời kỳ chuyển tiếp, KKL tuy không mạnh nhưng lại tạo ra những đợt mưa rào và dông mạnh trên diện rộng, thậm chí gây nên mưa đá, lốc, tố.

Ngoài ra, khi KKL kết hợp với các hệ thống thời tiết khác như dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ), xoáy thuận nhiệt đới(XTNĐ)gây ra mưa lớn. Có thể nói, KKL ảnh hưởng đến Việt Nam hầu như quanh năm (trừ tháng chính mùa hè), KKL trong tháng hoạt động ít nhất có từ 1-2 đợt, tháng nhiều có từ 4-5 đợt, thậm chí có 7-9 đợt. Thời tiết do KKL gây ra những hệ quả khác nhau, khi GMĐB tràn vềthường gây ra những đợt mưa trên diện rộng, đặc biệt là các tỉnh thuộc khu vực phía đông Bắc Bộ, ven biển Trung Bộ. Khi GMĐB tràn về, mưa chỉ xảy ra ở vài nơi thuộc phía đông Bắc Bộ với lượng mưa không đáng kể.

Gió đổi hướng gió đột ngột, 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] gió đang có thành phần nam chuyển sang thành phần bắc với tốc độ gió mạnh cấp 6-7, giật có thể lên đến cấp 9 trên vịnh Bắc Bộ và vùng biển ngoài khơi Trung Bộ, biển động rất mạnh. Bên cạnh đó, nhiệt độ không khí giảm nhiệt đột ngột, gây thời tiết rét đậm, rét hại xảy ra ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam 1. Đặc điểm các trungtâm khí áp thời kỳ mùa đông Gió mùa Châu Á là sự luân phiên khống chế theo mùa của các trung tâm khí áp tầng đối lưu dưới. Sự thay đổi của các nhân tố động lực và nhiệt lực, sự dịch chuyển kinh hướng của các đới khí áp và gió, quy mô hành tinh phù hợp với sự phân bố của cán cân bức xạ bề mặt trong năm.

Mùa đông, các trung tâm áp cao có hướng từ lục địa ra biển. Ngược lại, mùa hè, các trung tâm áp thấp có hướng từ biển vào lục địa. Sự di chuyển theo mùa của các trung tâm khí áp trong tầng đối lưu dưới dẫn đến sự đổi hướng gió rõ rệt (gần như đối lập nhau) trên khu vực Châu Á. Các trung tâm tác động trong mùa đông gồm: Áp cao Siberia, áp thấp Aleut, rãnh thấp xích đạo, áp cao TBD, áp cao Hoa Đông.

Trong đó, áp cao Siberia là trung tâm phát gió chủ đạo trong hệ thống GMMĐ Châu Á. Áp cao này hoạt động ở tầng thấp, mạnh nhất trong các tháng chính đông và phạm vi mở rộng bao phủ vùng lớn lục địa Châu Á. Áp thấp Aleut là một áp thấp bán vĩnh cửu nằm ở quần đảo Aleut, phát triển mạnh trong mùa đông và suy yếu trong mùa hè. Trong khi, dải áp thấp xích đạo lùi về Nam Bán Cầu[10].

Hoạt động của các trung tâm tác động trong mùa đông ít phức tạp hơn so với các tháng mùa hè. Cụ thể, Trong thời kỳ đầu đông (từ tháng 9 đến tháng 11), hệ thống các trung tâm hoạt động trong mùa hè đã suy yếu, thay vào đó là sự mạnh lên của các hệ thống trung tâm hoạt động trong mùa đông. Các đợt KKL di chuyển trên lục địa Trung Quốc, theo hướng Bắc- Nam và ảnh hưởng đến thời tiết Việt Nam. Trong thời kỳ chính đông (tháng 12 đến tháng 2), áp cao Siberia tăng cường và mở rộng cùng với sự khơi sâu của rãnh Đông Á trên cao.

Đây là nguyên nhân khiến những đợt XNLảnh hưởng đến các vùng vĩ độ thấp hơn.Đây cũng là thời gian gió mùa hoạt động mạnh nhất, gây rét đậm, rét hại trên nhiều vùng. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trong thời kỳ cuối đông (tháng 3, tháng 4 và tháng 5),hệ thống các trung tâm hoạt động trong mùa đông đang dần suy yếu, thay vào đó là sự mạnh lên của các trung tâm hoạt động trong mùa hè. Áp cao Siberia dịch chuyển lệch đông, qua phía Bắc Biển Đôngnên độ ẩm tăng, gây thời tiết nồm ẩm trong thời kỳ này. Có thể nói, trong thời kỳ mùa đông, áp cao Siberia có vai trò quan trọng quyết định hoạt động của GMMĐ nói chung và số đợt XNL ảnh hưởng đến các vùng khí hậu phía Bắc Việt Nam nói riêng.

Một số nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 1.