Tổng quan nghiên cứu

Gió mùa mùa hè (GMMH) là một hiện tượng khí tượng quan trọng, ảnh hưởng sâu sắc đến điều kiện thời tiết và khí hậu ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực Nam Bộ. Khu vực này chịu sự chi phối mạnh mẽ của GMMH với sự phân hóa rõ rệt thành mùa khô và mùa mưa. Theo số liệu tái phân tích ERA5 giai đoạn 1981-2020, thời điểm bắt đầu và kết thúc GMMH trung bình lần lượt vào khoảng ngày 11/05 và 11/10 hàng năm. Tuy nhiên, trong quá trình phát triển của gió mùa, hiện tượng gián đoan gió mùa mùa hè (gián đoạn tạm thời của gió mùa) xảy ra phổ biến, ảnh hưởng trực tiếp đến lượng mưa và các hoạt động kinh tế - xã hội tại Nam Bộ.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xác định đặc điểm gián đoan GMMH và mối liên hệ với hiện tượng ENSO (El Niño – Southern Oscillation) trên khu vực Nam Bộ, đồng thời phân tích hình thế thời tiết điển hình trong các thời kỳ gián đoan. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu khí tượng từ ERA5 và chỉ số ENSO ONI của NOAA trong giai đoạn 1981-2020, tập trung vào phân tích các đợt gián đoan kéo dài tối thiểu 3 ngày trong mùa GMMH. Ý nghĩa của nghiên cứu nằm ở việc nâng cao hiểu biết về biến đổi khí hậu và thời tiết tại Nam Bộ, hỗ trợ cải thiện dự báo khí tượng, giảm thiểu thiệt hại do thiên tai và tối ưu hóa các hoạt động sản xuất nông nghiệp, kinh tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình khí tượng học về gió mùa mùa hè, bao gồm:

  • Định nghĩa gió mùa theo Khromov (1957): Gió mùa là hoàn lưu khí quyển trên phạm vi rộng, trong đó hướng gió thịnh hành mùa đông và mùa hè gần như ngược nhau.
  • Tiêu chí xác định vùng gió mùa của Ramage (1971): Bao gồm sự khác biệt hướng gió giữa tháng 1 và tháng 7 ≥ 120°, tần suất hướng gió thịnh hành ≥ 40%, tốc độ gió ≥ 3 m/s, và sự luân phiên xoáy thuận/nghịch.
  • Mô hình hoàn lưu gió mùa Đông Á và Nam Á: Phân chia các tiểu hệ thống gió mùa như GMMH Đông Á (EASM), GMMH Ấn Độ (ISM), và Tây Bắc Thái Bình Dương (WNPSM), với các thành phần khí áp và dòng gió đặc trưng.
  • Khái niệm gián đoan gió mùa: Là các đợt suy yếu tạm thời của gió mùa, kéo dài tối thiểu 3 ngày, làm giảm cường độ gió và lượng mưa, ảnh hưởng đến hoàn lưu khí quyển.

Các khái niệm chính bao gồm: gió vĩ hướng mực 850 hPa, chỉ số ENSO (ONI), áp cao cận nhiệt đới Tây Bắc Thái Bình Dương (ACTBD), và các chỉ số gió mùa như USCS, HWSI.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Sử dụng bộ số liệu tái phân tích ERA5 của Trung tâm Dự báo Hạn vừa Châu Âu (ECMWF) với độ phân giải 0,25°x0,25°, bao gồm các trường gió vĩ hướng, kinh hướng, độ cao địa thế vị tại các mực đẳng áp 850mb, 500mb, 200mb trong giai đoạn 1981-2020. Chỉ số ENSO ONI được lấy từ NOAA để xác định các pha El Niño, La Niña và trung tính.

  • Phương pháp phân tích:

    • Xác định ngày bắt đầu và kết thúc GMMH dựa trên chỉ số gió vĩ hướng mực 850 hPa trong miền (5°N-15°N, 100°E-115°E) theo tiêu chí của Wang và LinHo (2004).
    • Xác định các đợt gián đoan GMMH khi gió vĩ hướng đổi dấu từ dương sang âm và duy trì ít nhất 3 ngày liên tiếp trong mùa GMMH.
    • Phân loại các năm theo pha ENSO dựa trên chỉ số ONI: El Niño (ONI ≥ 0.5), La Niña (ONI ≤ -0.5), và trung tính (-0.5 < ONI < 0.5).
    • Phân tích thống kê số đợt, số ngày gián đoan, độ dài trung bình đợt gián đoan qua các thập kỷ và các tháng mùa gió.
    • Phân tích hình thế thời tiết trung bình 3 ngày trước và sau gián đoan tại các mực 850mb, 500mb, 200mb để làm rõ vai trò của các trung tâm khí áp như ACTBD.
    • Sử dụng phương pháp phân tích synop kết hợp thống kê để đánh giá sự biến đổi hoàn lưu khí quyển trong các đợt gián đoan điển hình và trong các năm ENSO mạnh.
  • Cỡ mẫu và timeline: Dữ liệu hàng ngày trong 40 năm (1981-2020), tổng hợp và phân tích các đợt gián đoan trên khu vực Nam Bộ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thời điểm và đặc điểm gián đoan GMMH: Trung bình giai đoạn 1981-2020, GMMH bắt đầu vào ngày 11/05 và kết thúc vào ngày 11/10. Các đợt gián đoan kéo dài trung bình 5 ngày, chủ yếu từ 3-5 ngày, với tối đa lên đến 14 ngày. Số đợt gián đoan trung bình khoảng 1,5 đợt/năm, có năm lên đến 4 đợt, nhưng cũng có những năm không xuất hiện đợt gián đoan nào.

  2. Biến động theo thập kỷ: Trong hai thập kỷ đầu (1981-2000), số ngày và số đợt gián đoan có xu hướng tăng, với số ngày gián đoan trung bình tăng từ 9,1 lên 9,6 ngày/năm. Thập kỷ 2011-2020 có số ngày gián đoan thấp nhất (6,9 ngày/năm) nhưng số đợt gián đoan lại tăng lên 1,6 đợt/năm, cho thấy tần suất gián đoan cao nhưng kéo dài ngắn hơn.

  3. Phân bố gián đoan theo tháng: Tháng 9 là tháng có số đợt và số ngày gián đoan cao nhất (20 đợt, 106 ngày), trong khi tháng 6-7-8 có số đợt và ngày gián đoan giảm do gió mùa ở giai đoạn ổn định. Tháng 5 và tháng 10 có số đợt gián đoan trung bình, phản ánh giai đoạn chuyển tiếp của gió mùa.

  4. Ảnh hưởng của ENSO: Số ngày và số đợt gián đoan trong các năm El Niño thấp hơn đáng kể so với La Niña và pha trung tính. Cụ thể, El Niño có 9 đợt/39 ngày gián đoan, La Niña có 25 đợt/106 ngày, và trung tính có 25 đợt/153 ngày. Độ dài trung bình đợt gián đoan trong El Niño khoảng 4 ngày, thấp hơn La Niña (5 ngày) và trung tính (6 ngày). Năm El Niño mạnh 2015 có 3 đợt gián đoan, trong khi năm La Niña mạnh 1998 có số đợt gián đoan nhiều và kéo dài hơn.

Thảo luận kết quả

Sự biến đổi của gián đoan GMMH phản ánh sự phức tạp trong hoàn lưu khí quyển và ảnh hưởng của các trung tâm khí áp như áp cao cận nhiệt đới Tây Bắc Thái Bình Dương (ACTBD). Hình thế thời tiết trung bình cho thấy trước và trong các đợt gián đoan, ACTBD mở rộng về phía tây, đẩy lùi gió tây nam và tạo điều kiện cho gió đông chiếm ưu thế, làm suy yếu gió mùa. Sự khác biệt về vị trí và cường độ ACTBD giữa đầu và cuối mùa cũng ảnh hưởng đến tính chất gián đoan.

So với các nghiên cứu trên khu vực Ấn Độ và Đông Á, kết quả cho thấy mối liên hệ giữa ENSO và gián đoan GMMH tại Nam Bộ có sự khác biệt rõ rệt. Trong khi các nghiên cứu ở Ấn Độ cho thấy El Niño làm tăng tần suất và độ dài gián đoan, thì tại Nam Bộ, El Niño lại liên quan đến giảm số đợt và thời gian gián đoan. Điều này có thể do sự khác biệt về vị trí địa lý và ảnh hưởng của các hệ thống gió mùa khác nhau.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ số đợt và số ngày gián đoan theo năm, bảng phân loại gián đoan theo pha ENSO, và bản đồ gió trung bình mực 850mb trước và sau gián đoan để minh họa sự thay đổi hoàn lưu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Phát triển hệ thống dự báo gián đoan GMMH: Sử dụng chỉ số gió vĩ hướng mực 850 hPa kết hợp với chỉ số ENSO để xây dựng mô hình dự báo sớm các đợt gián đoan, nhằm nâng cao độ chính xác dự báo thời tiết khu vực Nam Bộ. Thời gian thực hiện: 2 năm; Chủ thể: Viện Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu.

  2. Tăng cường giám sát khí tượng liên tục: Lắp đặt thêm các trạm quan trắc gió và mưa tại các vùng trọng điểm Nam Bộ để thu thập dữ liệu thời gian thực, phục vụ phân tích và dự báo gián đoan gió mùa. Thời gian: 1-3 năm; Chủ thể: Bộ Tài nguyên và Môi trường, các địa phương.

  3. Nâng cao nhận thức và đào tạo cho cộng đồng nông nghiệp: Tổ chức các khóa tập huấn về tác động của gián đoan gió mùa đến sản xuất nông nghiệp, hướng dẫn kỹ thuật canh tác thích ứng với biến đổi thời tiết. Thời gian: hàng năm; Chủ thể: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, các tổ chức xã hội.

  4. Xây dựng chính sách hỗ trợ ứng phó thiên tai: Đề xuất các chính sách hỗ trợ tài chính và kỹ thuật cho người dân và doanh nghiệp chịu ảnh hưởng bởi gián đoan gió mùa, giảm thiểu thiệt hại kinh tế. Thời gian: 3 năm; Chủ thể: Chính phủ, các cơ quan quản lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu khí tượng và biến đổi khí hậu: Luận văn cung cấp dữ liệu và phương pháp phân tích chi tiết về gián đoan gió mùa, hỗ trợ nghiên cứu sâu hơn về biến đổi khí hậu khu vực Nam Bộ.

  2. Cơ quan dự báo thời tiết và khí tượng thủy văn: Thông tin về đặc điểm gián đoan và mối liên hệ với ENSO giúp cải thiện mô hình dự báo, nâng cao độ chính xác và kịp thời cảnh báo.

  3. Người làm chính sách và quản lý thiên tai: Các kết quả nghiên cứu và đề xuất giải pháp hỗ trợ xây dựng chính sách ứng phó thiên tai, giảm thiểu rủi ro do biến đổi khí hậu.

  4. Người dân và doanh nghiệp nông nghiệp tại Nam Bộ: Hiểu biết về gián đoan gió mùa giúp điều chỉnh kế hoạch sản xuất, giảm thiểu thiệt hại do thời tiết bất lợi.

Câu hỏi thường gặp

  1. Gián đoan gió mùa mùa hè là gì?
    Gián đoan gió mùa mùa hè là hiện tượng suy yếu tạm thời của gió mùa kéo dài ít nhất 3 ngày, làm giảm cường độ gió và lượng mưa, ảnh hưởng đến hoàn lưu khí quyển và thời tiết địa phương.

  2. Tại sao gián đoan gió mùa lại quan trọng với Nam Bộ?
    Nam Bộ chịu ảnh hưởng mạnh của GMMH, gián đoan gió mùa làm thay đổi lượng mưa, ảnh hưởng đến nông nghiệp, nguồn nước và sinh hoạt, do đó dự báo gián đoan giúp giảm thiểu thiệt hại.

  3. ENSO ảnh hưởng thế nào đến gián đoan gió mùa?
    Nghiên cứu cho thấy trong các năm El Niño, số đợt và ngày gián đoan giảm, trong khi La Niña và pha trung tính có số đợt và ngày gián đoan cao hơn, phản ánh sự điều chỉnh của hoàn lưu khí quyển do ENSO.

  4. Phương pháp xác định gián đoan gió mùa dựa trên chỉ số nào?
    Chỉ số gió vĩ hướng mực 850 hPa được sử dụng phổ biến để xác định gián đoan, khi gió vĩ hướng đổi dấu từ dương sang âm và duy trì ít nhất 3 ngày trong mùa gió mùa.

  5. Làm thế nào để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào dự báo thời tiết?
    Kết quả giúp xây dựng mô hình dự báo dựa trên chỉ số gió và ENSO, cải thiện cảnh báo sớm các đợt gián đoan, từ đó hỗ trợ các ngành kinh tế và cộng đồng ứng phó kịp thời.

Kết luận

  • Gió mùa mùa hè khu vực Nam Bộ bắt đầu trung bình ngày 11/05 và kết thúc ngày 11/10, với các đợt gián đoan kéo dài trung bình 5 ngày.
  • Số đợt và ngày gián đoan có biến động theo thập kỷ, với xu hướng tăng tần suất nhưng giảm độ dài trong thập kỷ gần đây.
  • ENSO ảnh hưởng rõ rệt đến gián đoan GMMH, El Niño làm giảm số đợt và thời gian gián đoan, trong khi La Niña và pha trung tính làm tăng.
  • Hình thế thời tiết trung bình cho thấy vai trò quan trọng của áp cao cận nhiệt đới Tây Bắc Thái Bình Dương trong việc gây ra gián đoan.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc nâng cao dự báo và quản lý rủi ro khí hậu tại Nam Bộ, đề xuất các giải pháp ứng phó phù hợp trong thời gian tới.

Tiếp theo, cần triển khai xây dựng mô hình dự báo gián đoan dựa trên chỉ số gió và ENSO, đồng thời tăng cường giám sát khí tượng tại Nam Bộ. Các cơ quan liên quan được khuyến nghị phối hợp để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn nhằm giảm thiểu thiệt hại do biến đổi khí hậu gây ra.