MỞ ĐẦU Trong những năm trở lại đây do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu mà chế độ khí hậu trên hầu khắp các vùng miền của Việt Nam đã có sự thay đổi đáng kể trong đó có khu vực Đồng bằng Bắc Bộ (ĐBBB). Trong đó, các đợt rét đậm, rét hại kéo dài trong điều kiện khí hậu đang nóng lên toàn cầu, các hiện tượng như mưa tuyết, băng giá, sương muối,… đã xảy ra trên diện rộng. Một số nơi chưa bao giờ xảy ra tuyết rơi lại quan trắc được trong những năm gần đây. Thậm chí, ngay giữa mùa đông thì trên khu vực các tỉnh vùng núi phía Bắc lại xuất hiện nhiệt độ tăng cao kỷ lục 32-34 độ, tạo cảm giác như xuất hiện nắng nóng giữa mùa đông.
Ví dụ như đợt rét đậm, rét hại từ 20/1 đến hết ngày 20/2/2008 ở Bắc Bộ nói chung và các tỉnh vùng núi phía Bắc nói riêng là đợt rét kéo dài nhất trong lịch sử quan trắc xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam. Đặc biệt, trong đợt rét đậm rét hại này xuất hiện nhiều ngày có rét hại (vùng đồng bằng trung du Bắc Bộ có 31 ngày rét hại) và nhiệt độ trung bình ngày xuống thấp nhất trong chuỗi số liệu lịch sử. Nhiệt độ trung bình 0 o ngày ở ngay giữa trung tâm Hà Nội là 7,3 C; Sa Pa (Lào Cai) là -0. Những thay đổi bất thường của hiện tượng không khí lạnh (KKL) nói trên đã gây ra nhiều thiệt hại về người và của cải cho khu vực Bắc Bộ nói chung và khu vực ĐBBB nói riêng, nơi tập trung nhiều hoạt động sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.
Theo các nghiên cứu về biến đổi khí hậu (BĐKH) ở trong và ngoài nước gần đây, dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, các đợt không khí lạnh bất thường trong mùa đông có xu hướng thay đổi cả về tần suất và cường độ trong những năm tiếp theo. Do đó, đòi hỏi công tác dự báo cần phải được cải tiến hơn nữa để có thể nắm bắt được những hiện tượng này, cũng như cần có các nghiên cứu sâu hơn để tăng cường hiểu biết về mặt cơ chế chi phối, tính chất hoạt động, từ đó đưa ra được các định hướng phát triển công nghệ dự báo. Xuất phát từ những nhận định nêu trên, luận văn đã đề xuất hướng nghiên cứu “Nghiên cứu đánh giá tác động của không khí lạnh đến một số 1 yếu tố khí tượng trên khu vực đồng bằng Bắc Bộ” với mục tiêu chính là đánh giá được mức độ, xu thế, tính chất hoạt động của KKL trên khu vực ĐBBB để trên cơ sở đó giải thích được nguyên nhân dẫn đến biến đổi của KKL trên khu vực ĐBBB trong 2 thập kỷ gần đây (1997-2017). Đồng thời, đánh giá được tác động của KKL đến nhiệt độ trung bình, nhiệt độ thấp nhất, lượng mưa, tốc độ gió và các hiện tượng khí tượng trên khu vực ĐBBB.
ĐẶC ĐIỂM CỦA KHÔNG KHÍ LẠNH VÀ TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1. Khái quát về điều kiện tự nhiên của khu vực đồng bằng Bắc Bộ Địa hình ĐBBB nhìn chung thấp và bằng phẳng, độ dốc nhỏ do quá trình tam giác châu tạo thành, độ nghiêng từ Tây Bắc sang Đông Nam, với nhiều dòng sông uốn khúc quanh co, tuy nhiên độ nghiêng diễn ra không đều đặn do ảnh hưởng bởi các cồn cát cao đến 4-5m vùng bờ biển. Trừ một vài ngọn núi còn sót lại, độ cao tuyệt đối của địa hình không quá 100m. Vùng ĐBBB bao gồm toàn bộ châu thổ và trung du Bắc Bộ.
Hai bên bờ các sông, đặc biệt là sông Hồng có các sống đất cao do nước lũ bồi đắp. Với tính chất địa hình ngăn cách thành ô do không được bồi đắp đều nên xuất hiện nhiều ô trũng trong khu vực. Dọc theo bờ biển có các dải cồn cát được hình thành trên đó đã hình thành các làng mạc. Khu vực ĐBBB có hệ thống đê lớn nhất cả nước, địa hình vùng của sông ven biển thấp do vậy xuất hiện tượng xâm nhập mặn vào sâu trong đất liền khiến cho những vùng đất này trở lên chua mặn khó canh tác.
Và hình thành các rừng ngập mặn có tác dụng chắn sóng. Khu vực này giáp liền với vịnh Bắc Bộ ở phía Đông Nam; các phía khác bao quanh bởi các vùng núi Bắc Bộ. Khu vực ĐBBB có mạng lưới sông suối dày đặc, ruộng đất phì nhiêu, thực vật phong phú, thích hợp với đời sống và sản xuất. ĐBBB là một trong những vùng kinh tế có tầm quan trọng đặc biệt trong phân công lao động của Việt Nam.
Đây là vùng có vị trí địa lí và điều kiện tự nhiên thuận lợi, tài nguyên đa dạng và phong phú, dân cư đông đúc nguôn nhân lực dồi dào, mặt bằng dân trí cao. Địa hình tương đối bằng phẳng với hệ thống sông ngòi dày đặc đã tạo điều kiện thuận lợi để phát triển hệ thống giao thông thuỷ bộ và cơ sở hạ tầng của vùng. Về vị trí địa lý, khu vực ĐBBB nằm ở phía nam miền Bắc, với vị trí phía Bắc giáp khu vực Đông Bắc, phía Tây Bắc giáp với khu vực Việt Bắc, 3 phía Nam giáp với khu vực Tây Bắc và Bắc Trung Bộ. Đồng bằng thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam, từ các thềm phù sa cổ 10-15m xuống đến các bãi bồi 2-4m ở trung tâm rồi các bãi triều hàng ngày còn ngập nước triều.
Khu vực ĐBBB là một vùng đất rộng lớn nằm quanh khu vực hạ lưu sông Hồng thuộc miền Bắc Việt Nam, vùng đất bao gồm các tỉnh và thành phố: Hà Nội, Bắc Ninh, Hà Nam, Hưng Yên, Hải Dương, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình. Diện tích tự nhiên: 11.383,1 km2; Dân số: 14. Khái quát về đặc điểm của không khí lạnh ở miền Bắc Việt Nam 1. Nguồn gốc của không khí lạnh Rất nhiều nghiên cứu trong nước đã chỉ ra rằng những đợt KKL xâm nhập xuống Việt Nam đều bắt nguồn từ ba áp cao có trung tâm tại Hoa Đông, Siberia và Thanh-Tạng: Áp cao Hoa Đông là một áp cao đặc biệt, tại các lớp gần mặt đất, nó là một áp cao lạnh lục địa có trung tâm ở khu vực Sơn Đông, trị số khí áp trung tâm tháng XI đạt trên 1025mb.
Còn ở các tầng cao, nó tồn tại như một trung tâm áp cao động lực tách ra từ rìa phía tây của lưỡi áp cao cận nhiệt đới Thái Bình Dương đang ở trong giai đoạn suy yếu, rút ra phía đông và lùi xuống phía nam. Từ cuối tháng IX, áp cao Hoa Đông đã bắt đầu hình thành và mạnh lên nhanh chóng. Tháng X, tháng XI nó đã khống chế một khu vực rộng lớn gồm phía đông lục địa Trung Quốc, khu vực bắc Biển Đông và bắc Việt Nam nên đã duy trì ở Miền Bắc Việt Nam một kiểu thời tiết ổn định, bầu trời trong xanh, hầu như thường xuyên có gió đông bắc, trời se lạnh - thời tiết mùa thu. Ở rìa phía nam của áp cao Hoa Đông, lưỡi áp cao lạnh này ảnh hưởng tới miền Bắc Việt Nam với dăm ngày lại có một đợt không khí lạnh tăng cường, không gây ra những đột biết thời tiết đáng kể.
Tần suất của front lạnh trong thời kì này rất nhỏ so với giữa và cuối mùa đông. Áp cao Siberia cũng hình thành từ rất sớm ở phía vùng Siberia- Mongolia. Từ tháng X, tháng XI áp cao này đã rất mạnh, nhưng không khí lạnh từ áp cao trong thời kì này chủ yếu đi ra phía đông và cuốn hút vào áp 4 thấp Aleut mà ít khi đi về phía nam. Từ cuối tháng XI sang tháng XII, khi rãnh Đông Á mạnh và sâu xuống thì không khí lạnh từ áp cao Siberia dưới sự “dẫn dắt” của rãnh Đông Á đã có những đợt chuyển hướng đi về phía đông nam và phía nam, kèm theo front lạnh, xâm nhập xuống các vĩ độ thấp, ảnh hưởng đến Việt Nam.
Áp cao Thanh-Tạng tồn tại quanh năm trên vùng cao nguyên Thanh Hải - Tây Tạng. Mùa đông áp cao cũng khá mạnh, đôi khi hòa nhập với áp cao Siberia nhưng rồi lại tách ra mỗi khi chúng suy yếu. Mùa hè áp cao này suy yếu đi nhưng vẫn luôn luôn tồn tại như một áp cao độc lập. Không kể thời gian nào trong năm mỗi khi áp cao mạnh lên và có điều kiện hoàn lưu thuận lợi, không khí lạnh từ áp cao Thanh-Tạng lại trượt xuống vùng châu thổ và đồng bằng Hoa Nam.
Từ đây nó lại có cơ hội xâm nhập xuống Việt Nam hoặc di chuyển sang phía đông. Không khí lạnh từ áp cao Siberia hay áp cao Thanh-Tạng di chuyển xuống Việt Nam đều bị chặn lại ở sườn phía bắc của dãy núi Nam Lĩnh, phía nam lục địa Trung Quốc, gần như có hướng đông - tây ở trong khoảng vĩ tuyến 25 - 28oN. Không khí lạnh tích tụ ở đây rồi hình thành front tĩnh, được gọi là front tĩnh Hoa Nam. Khi không khí lạnh tích tụ đủ mạnh thì đẩy front tĩnh vượt qua dãy núi tiếp tục đi về phía nam và ảnh hưởng đến Việt Nam.
Các đợt front lạnh di chuyển xuống các vĩ độ cận nhiệt đới cũng thường hòa nhập với front tĩnh Hoa Nam thành một front mạnh trước khi tràn xuống miền Bắc Việt Nam. Đặc trưng hoạt động theo thời gian Hàng năm, từ tháng IX đến tháng V, KKL từ lục địa châu Á thường xâm nhập xuống Miền Bắc Việt Nam thành từng đợt. KKL là một trong những hệ thống thời tiết chiếm vị trí quan trọng trong mùa đông ở Việt Nam. KKL hoạt động thường kèm theo front lạnh mạnh, gây nên rét đậm, rét hại, gió đông bắc mạnh, đặc biệt các tháng chính đông.
Trong các tháng chuyển tiếp, KKL tuy không mạnh nhưng lại tạo ra những đợt mưa rào và dông mạnh 5 trên diện rộng, thậm chí gây nên mưa đá, lốc, tố. Khi KKL kết hợp với các hệ thống thời tiết khác như: dải hội tụ nhiệt đới, xoáy thuận nhiệt đới,. thường gây ra mưa lớn. KKL được hình thành từ vùng Sebiria-Mông Cổ, trung tâm của nó trùng với trung tâm lạnh ở hồ Bai-can.
Mùa hè nó nằm trong khoảng 50- 700N, mùa đông trong khoảng từ 40-500N và 950E. Nó là một trong những khí đoàn mạnh nhất vào mùa đông ở bắc bán cầu. Trong mùa đông, khí áp trung tâm có khi lên tới 1070 mb và phát triển theo chiều thẳng đứng có thể đạt tới đỉnh tầng đối lưu. Thời tiết trong khí đoàn này rất ổn định, nhiệt độ không khí rất thấp, độ ẩm nhỏ, tầng thấp có lớp nghịch nhiệt, biên độ nhiệt độ ngày lớn, nhiều khi lên tới 200C.
Vùng trung tâm có dòng giáng động lực, cho nên bầu trời từ ít đến quang mây.