Nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu ảnh hưởng của enso tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ việt nam, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp cải

• Tác giả: Nguyễn Thị Lan
• Người hướng dẫn: Ts. Trần Quang Đức
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khí tượng – Khí hậu học
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ENSO VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ENSO
• 2. CHƯƠNG 2: NGUỒN SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ENSO TỚI GIÓ MÙA MÙA HÈ VÀ MƯA GIÓ MÙA MÙA HÈ Ở VIỆT NAM
• PHẦN PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
• TÀI LIỆU TIẾNG ANH

Tóm tắt

I. Tổng quan về ảnh hưởng của ENSO đến mưa gió mùa hè tại Việt Nam

Hiện tượng ENSO (El Niño - Southern Oscillation) là một trong những yếu tố khí hậu quan trọng ảnh hưởng đến thời tiết toàn cầu, đặc biệt là ở khu vực Đông Nam Á. Tại Việt Nam, ENSO có tác động mạnh mẽ đến chế độ mưa gió mùa hè, một yếu tố quyết định đến sản xuất nông nghiệp và an ninh lương thực. Nghiên cứu này sẽ phân tích mối liên hệ giữa ENSO và mưa gió mùa hè, từ đó đưa ra những nhận định về tác động của hiện tượng này đến khí hậu Việt Nam.

1.1. Khái niệm và cơ chế hoạt động của ENSO

ENSO bao gồm hai hiện tượng chính là El Niño và La Niña. El Niño là giai đoạn nước biển ấm lên, trong khi La Niña là giai đoạn nước biển lạnh đi. Sự thay đổi này ảnh hưởng đến áp suất khí quyển và hoàn lưu gió, từ đó tác động đến lượng mưa và thời tiết ở nhiều khu vực, bao gồm cả Việt Nam.

1.2. Tác động của ENSO đến khí hậu Việt Nam

Việt Nam nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của ENSO. Các nghiên cứu cho thấy rằng trong giai đoạn El Niño, lượng mưa ở miền Bắc thường giảm, trong khi miền Nam có thể tăng. Ngược lại, La Niña thường mang lại lượng mưa dồi dào hơn cho miền Bắc và khô hạn cho miền Nam.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về ENSO, nhưng việc xác định chính xác tác động của nó đến mưa gió mùa hè tại Việt Nam vẫn còn nhiều thách thức. Các yếu tố như địa hình, sự biến đổi khí hậu và hoạt động con người cũng ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu. Do đó, cần có những phương pháp nghiên cứu phù hợp để làm rõ mối quan hệ này.

2.1. Những khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu khí tượng chính xác và đầy đủ là một thách thức lớn. Nhiều trạm khí tượng không hoạt động liên tục, dẫn đến thiếu hụt dữ liệu cần thiết cho phân tích.

2.2. Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu làm thay đổi các mô hình thời tiết truyền thống, khiến cho việc dự đoán tác động của ENSO trở nên phức tạp hơn. Cần có các mô hình khí hậu hiện đại để đánh giá chính xác hơn.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO đến mưa gió mùa hè

Để nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO đến mưa gió mùa hè, các nhà khoa học thường sử dụng các phương pháp thống kê và mô hình hóa khí hậu. Những phương pháp này giúp phân tích dữ liệu lịch sử và dự đoán xu hướng tương lai.

3.1. Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu

Dữ liệu khí tượng được thu thập từ các trạm khí tượng trên toàn quốc. Các chỉ số ENSO như chỉ số SOI (Southern Oscillation Index) và SST (Sea Surface Temperature) được sử dụng để phân tích mối quan hệ với lượng mưa.

3.2. Mô hình hóa khí hậu

Mô hình hóa khí hậu giúp dự đoán các kịch bản thời tiết trong tương lai dựa trên các biến số khí hậu hiện tại. Các mô hình này có thể giúp hiểu rõ hơn về tác động của ENSO đến mưa gió mùa hè.

IV. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của ENSO đến mưa gió mùa hè

Nghiên cứu cho thấy rằng ENSO có ảnh hưởng rõ rệt đến lượng mưa gió mùa hè tại Việt Nam. Trong giai đoạn El Niño, lượng mưa thường giảm ở miền Bắc và tăng ở miền Nam, trong khi La Niña mang lại lượng mưa dồi dào hơn cho miền Bắc.

4.1. Phân tích lượng mưa theo từng giai đoạn ENSO

Các số liệu cho thấy rằng trong giai đoạn El Niño, lượng mưa trung bình ở miền Bắc giảm khoảng 20%, trong khi miền Nam có thể tăng lên đến 15%. Ngược lại, La Niña thường mang lại lượng mưa cao hơn 30% cho miền Bắc.

4.2. Tác động đến nông nghiệp và sinh kế

Sự biến động lượng mưa do ENSO ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là các vụ mùa chính. Điều này có thể dẫn đến tình trạng thiếu lương thực và ảnh hưởng đến sinh kế của người dân.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về ảnh hưởng của ENSO đến mưa gió mùa hè tại Việt Nam là rất cần thiết để cải thiện khả năng dự đoán thời tiết và quản lý tài nguyên nước. Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các mô hình khí hậu chính xác hơn và tích hợp các yếu tố biến đổi khí hậu.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các mô hình dự đoán chính xác hơn về tác động của ENSO đến khí hậu Việt Nam, từ đó giúp các nhà hoạch định chính sách có những quyết định đúng đắn.

5.2. Hướng đi mới trong nghiên cứu khí hậu

Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học trong và ngoài nước để chia sẻ dữ liệu và kinh nghiệm, từ đó nâng cao chất lượng nghiên cứu về khí hậu và ENSO.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia chịu tác động sâu sắc của chế độ gió mùa nhiệt đới châu Á, nơi lượng mưa gió mùa mùa hè (từ tháng 5 đến tháng 10) đóng góp từ 70% đến 85% tổng lượng mưa cả năm. Tuy nhiên, sự mất cân bằng nhiệt động lực học trong hệ thống đại dương - khí quyển quy mô toàn cầu, đặc biệt là hiện tượng ENSO (El Niño - Dao động Nam), thường xuyên gây ra những xáo trộn nghiêm trọng đối với hoàn lưu gió mùa. Biến động dị thường của ngày bắt đầu, ngày kết thúc, số nhịp và cường độ gió mùa mùa hè dẫn tới các đợt hạn hán khốc liệt hoặc mưa lũ lịch sử, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống dân sinh, an ninh nguồn nước và hoạt động sản xuất nông nghiệp.

Nhằm giải quyết bài toán cấp thiết trên, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khí tượng – Khí hậu học (Mã số: 60440222) của tác giả Nguyễn Thị Lan, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trần Quang Đức tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của ENSO tới mưa gió mùa mùa hè trên lãnh thổ Việt Nam".

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là xác định quy luật tương tác giữa các pha và giai đoạn phát triển của ENSO với hoạt động của gió mùa mùa hè, từ đó đánh giá định lượng sự biến động của lượng mưa gió mùa trên phạm vi 7 vùng khí hậu của Việt Nam. Nghiên cứu khai thác chuỗi số liệu khí hậu 61 năm liên tục (giai đoạn 1950 - 2010). Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học vững chắc giúp nâng cao độ chính xác dự báo mùa thêm 15% đến 20%, hỗ trợ tối ưu hóa quy trình tích nước hồ chứa và giảm thiểu tổn thất kinh tế nông nghiệp hàng nghìn tỷ đồng mỗi năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống lý thuyết nền tảng về động lực học khí quyển và tương tác biển - khí quyển nhiệt đới:

• Lý thuyết hoàn lưu Walker và Hoàn lưu Hadley: Mô tả cơ chế truyền nhiệt và trao đổi động lượng theo phương kinh hướng và vĩ hướng. Sự suy giảm chênh lệch khí áp giữa trạm Tahiti và Darwin làm suy yếu dòng tín phong phía Đông Thái Bình Dương, thay đổi vị trí các vùng hoạt nhiệt và vùng đối lưu sâu.
• Lý thuyết cơ chế gió mùa nhiệt đới: Giải thích sự hình thành gió mùa mùa hè dựa trên sự kết hợp giữa nguyên nhân nhiệt lực (sự tương phản nhiệt giữa lục địa Á - Âu và các đại dương lân cận) và nguyên nhân động lực (sự dịch chuyển theo mùa của các đới áp cao cận nhiệt đới và dải hội tụ nhiệt đới ITCZ).
• Các khái niệm cốt lõi: Hiện tượng El Niño (pha nóng với chuẩn sai nhiệt độ mặt biển dương), La Niña (pha lạnh với chuẩn sai nhiệt độ mặt biển âm), Chỉ số dao động nam (SOI), Chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển (SSTA) tại các vùng Niño 3 (5°N–5°S, 150°W–90°W) và Niño 3.4 (5°N–5°S, 170°E–120°W), và Chỉ số gió mùa mùa hè Biển Đông (SCSSM).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nghiên cứu sử dụng tập dữ liệu tái phân tích hoàn lưu khí quyển tầng thấp và tầng cao (850 hPa và 200 hPa) từ Trung tâm Dự báo Môi trường Quốc gia Hoa Kỳ (NCEP/NCAR), bộ số liệu nhiệt độ mặt nước biển lịch sử từ Cục Quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia Hoa Kỳ (NOAA), cùng chuỗi quan trắc lượng mưa ngày, tháng tại hơn 170 trạm khí tượng trên toàn lãnh thổ Việt Nam trong 61 năm (1950 - 2010).
• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Toàn bộ 61 chu kỳ gió mùa mùa hè được lựa chọn liên tục, đảm bảo tính đại diện thống kê dài hạn và không bị gián đoạn.
• Phương pháp xác định thời kỳ ENSO: Áp dụng tiêu chuẩn tính giá trị trung bình trượt 5 tháng của SSTA vùng Niño 3 vượt ngưỡng ±0,5°C liên tục từ 6 tháng trở lên. Kết quả phân định được 14 đợt El Niño và 13 đợt La Niña.
• Phương pháp phân nhóm mùa hè ENSO: Phân loại 61 mùa hè thành 4 nhóm theo tiến trình phát triển cực đại của SSTA: Mùa hè El Niño phát triển (15 năm), Mùa hè El Niño suy yếu (4 năm), Mùa hè La Niña phát triển (14 năm), và Mùa hè La Niña suy yếu (9 năm).
• Phương pháp xác định đặc trưng gió mùa và phân tích thống kê: Sử dụng chỉ số gió mùa mùa hè Biển Đông (SCSSM) tính bằng thành phần gió vĩ hướng mực 850 hPa trung bình trên ô mạng (5–15°N, 110–120°E). Xác định hậu bùng nổ (sau ngày 25/4) và hậu kết thúc (sau ngày 15/9) để tính ngày bắt đầu, ngày kết thúc, thời gian kéo dài, số nhịp gián đoạn và cường độ gió mùa. Phương pháp phân tích chuẩn sai và tỷ chuẩn lượng mưa trạm được áp dụng nhằm bóc tách tác động thuần túy của từng pha ENSO.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Quy luật xuất hiện các đợt ENSO cực trị: Trong giai đoạn 1950 - 2010, đã xác định được 7 đợt El Niño mạnh và 9 đợt La Niña mạnh. Đợt El Niño mạnh nhất xuất hiện vào năm 1997/1998 với SSTA cực đại đạt +3,68°C, tiếp theo là đợt 1982/1983 đạt +3,31°C. Đợt La Niña có cường độ mạnh nhất ghi nhận vào giai đoạn 1954 - 1956 với SSTA cực tiểu đạt -2,25°C.
2. Sự biến dịch thời gian bùng nổ và kết thúc gió mùa: Trong các năm El Niño phát triển, ngày bắt đầu gió mùa mùa hè có xu hướng đến muộn hơn trung bình nhiều năm từ 1 đến 2 hậu (tương đương chậm từ 5 đến 10 ngày). Ngược lại, trong các năm La Niña phát triển, gió mùa mùa hè thường bùng nổ sớm hơn bình thường khoảng 5 đến 7 ngày và có ngày kết thúc muộn hơn, làm tổng thời gian kéo dài mùa gió mùa tăng thêm 8% đến 15%.
3. Tác động phân hóa rõ nét đến lượng mưa mùa hè:
   • Đối với nhóm El Niño phát triển: Tổng lượng mưa mùa hè thâm hụt từ 15% đến 30% trên hầu hết các vùng khí hậu, đặc biệt nghiêm trọng tại Trung Bộ và Nam Bộ. Số đợt mưa lớn giảm khoảng 25%.
   • Đối với nhóm La Niña phát triển: Lượng mưa mùa hè vượt chuẩn sai trung bình từ 20% đến 45%, tập trung cao nhất tại Bắc Bộ và dải ven biển Bắc Trung Bộ.
4. Tương quan với hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới: Tần suất bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp đến đất liền Việt Nam trong các tháng El Niño giảm 28% (trung bình chỉ đạt 0,42 cơn/tháng), trong khi các tháng La Niña tăng mạnh tới 38% (đạt 0,80 cơn/tháng) và có xu hướng dịch chuyển dồn dập về cuối mùa.

Thảo luận kết quả

Cơ chế vật lý dẫn đến sự thiếu hụt lượng mưa trong pha El Niño xuất phát từ sự dịch chuyển của nhánh thăng hoàn lưu Walker sang phía Đông Thái Bình Dương. Tại khu vực Tây Thái Bình Dương và Biển Đông, hoàn lưu giáng chiếm ưu thế làm ức chế hoạt động đối lưu nhiệt động, khiến mây vũ tích khó phát triển và đẩy lùi thời điểm bùng nổ của đới gió Tây Nam ẩm. Ngược lại, trong pha La Niña, vùng nước ấm tập trung dày đặc ở Tây Thái Bình Dương kích thích dòng thăng mạnh mẽ, hội tụ ẩm tầng thấp diễn ra dồi dào, tạo điều kiện cho các nhiễu động nhiệt đới và front thời tiết hoạt động mãnh liệt.

Khi phân tích qua biểu đồ biến trình thời gian và bản đồ phân bố chuẩn sai lượng mưa trạm, sự tương phản không gian thể hiện rất rõ giữa sườn Đông và sườn Tây dãy Trường Sơn. Hiệu ứng phơn khô nóng ở miền Trung trong các mùa hè El Niño hoạt động mạnh hơn bình thường từ 10 đến 15 ngày do gió mùa Tây Nam bị biến tính mạnh khi vượt địa hình. Kết quả này bổ sung và chuẩn hóa chi tiết hơn các công trình nghiên cứu trước đây của các chuyên gia khí tượng hàng đầu, khẳng định vai trò của việc phân tách các giai đoạn trước và sau cực đại ENSO thay vì chỉ xem xét năm ENSO nói chung.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Nâng cấp mô hình dự báo khí tượng hạn mùa: Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia cần tích hợp chỉ số SCSSM mực 850 hPa và chỉ số SSTA vùng Niño 3 vào các mô hình số trị dự báo hạn vừa và hạn dài. Mục tiêu là nâng cao thời gian cảnh báo sớm thời điểm bắt đầu mùa mưa trước ít nhất 30 đến 45 ngày, hoàn thành quy trình chuẩn hóa trước năm 2025.
2. Chuyển đổi cơ cấu mùa vụ nông nghiệp thích ứng: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phối hợp cùng các địa phương tại Nam Trung Bộ và Tây Nguyên chủ động điều chỉnh lịch gieo cấy lúa vụ Hè - Thu sớm hơn 10 ngày trong các năm dự báo La Niña, và chuyển đổi tối thiểu 20% diện tích đất lúa kém hiệu quả sang cây trồng cạn chịu hạn trong các năm El Niño phát triển nhằm cắt giảm 25% thiệt hại năng suất.
3. Điều chỉnh quy trình vận hành liên hồ chứa: Tập đoàn Điện lực Việt Nam và Bộ Tài nguyên và Môi trường cần xây dựng kịch bản tích nước linh hoạt cho hơn 50 hồ chứa thủy điện lớn. Trong các mùa hè El Niño suy yếu và phát triển, cần chủ động tích nước sớm từ tháng 8 để đảm bảo an ninh năng lượng; trong các mùa hè La Niña, cần hạ mực nước đón lũ trước 15 ngày để tăng dung tích phòng lũ thêm 20%.
4. Xây dựng bản đồ rủi ro thiên tai liên ngành: Ban Chỉ đạo Quốc gia về Phòng, chống thiên tai cần hoàn thiện hệ thống bản đồ phân vùng nguy cơ hạn hán và ngập lụt chi tiết đến cấp huyện dựa trên kịch bản 4 nhóm mùa hè ENSO, ban hành hướng dẫn thực thi cho 63 tỉnh thành trước mùa mưa bão năm 2026.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan dự báo khí tượng thủy văn và quản lý thiên tai: Khai thác bộ tiêu chuẩn định lượng ngày bắt đầu, kết thúc gió mùa và chỉ số SCSSM để nâng cao chất lượng bản tin dự báo khí hậu mùa và xây dựng phương án ứng phó thiên tai sớm.
2. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên chuyên ngành Khí tượng, Khí hậu học, Thủy văn: Sử dụng luận văn như một tài liệu học thuật chuẩn mực về phương pháp phân tích chuỗi thời gian, kỹ thuật xử lý dữ liệu tái phân tích NCEP/NCAR và tương tác đại dương - khí quyển.
3. Nhà quản lý tài nguyên nước và chủ đầu tư công trình thủy điện, thủy lợi: Ứng dụng số liệu thống kê chuẩn sai lượng mưa để lập kế hoạch điều tiết lưu lượng dòng chảy, dự toán sản lượng điện và phân bổ nguồn nước tưới tiêu trong các năm cực trị ENSO.
4. Các tổ chức phi chính phủ và chuyên gia hoạch định chính sách biến đổi khí hậu: Tham khảo các đánh giá định lượng về tính dễ bị tổn thương của từng vùng khí hậu để xây dựng các dự án sinh kế bền vững và nâng cao năng lực thích ứng cho cộng đồng địa phương.

Câu hỏi thường gặp

Hiện tượng ENSO làm thay đổi ngày bắt đầu mùa mưa ở Việt Nam như thế nào?

Trong các năm El Niño phát triển, gió mùa mùa hè bùng nổ muộn hơn từ 5 đến 10 ngày so với trung bình nhiều năm. Ngược lại, trong các năm La Niña phát triển, hoàn lưu đối lưu tầng thấp thiết lập sớm, đẩy thời điểm bắt đầu mùa mưa đến sớm hơn bình thường khoảng 1 tuần trên toàn quốc.

Vì sao luận văn sử dụng chỉ số SCSSM thay vì các chỉ số gió mùa châu Á khác?

Chỉ số SCSSM tính toán thành phần gió vĩ hướng tại mực 850 hPa trên Biển Đông (5–15°N, 110–120°E). Thực nghiệm cho thấy SCSSM có hệ số tương quan tuyến tính với lượng mưa trạm tại Việt Nam vượt mức 0,50, phản ánh trung thực và sát thực tế hơn các chỉ số quy mô toàn châu Á như DU2, AUSMI hay AIMR.

Tại sao miền Trung lại chịu khô hạn nặng nề nhất trong các mùa hè El Niño?

Khi El Niño diễn ra, dòng giáng quy mô lớn ức chế mây đối lưu trên Biển Đông, kết hợp cùng đới gió Tây Nam khô nóng bị chặn và khuếch đại bởi hiệu ứng phơn qua dãy Trường Sơn. Sự kết hợp này làm lượng mưa mùa hè miền Trung sụt giảm từ 20% đến 35%, gây hạn hán nghiêm trọng kéo dài.

Điểm khác biệt giữa mùa hè El Niño phát triển và El Niño suy yếu là gì?

Mùa hè El Niño phát triển nằm trước giai đoạn SSTA đạt cực đại, gây thâm hụt mưa sâu sắc và gió mùa đến muộn. Mùa hè El Niño suy yếu xảy ra sau đỉnh cực đại, khi chuẩn sai nhiệt độ biển đang giảm dần; tuy nhiên, do quán tính tương tác biển - khí quyển, dị thường thời tiết vẫn tiếp diễn nhưng có xu hướng biến động khó lường hơn.

Tần suất bão đổ bộ vào Việt Nam biến đổi thế nào theo các pha ENSO?

Trong các tháng thuộc pha El Niño, trung bình chỉ có 0,42 cơn bão/áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp đến Việt Nam mỗi tháng (giảm 28% so với chuẩn). Trong pha La Niña, con số này tăng vọt lên 0,80 cơn/tháng (tăng 38%), bão thường có cường độ mạnh hơn và đổ bộ dồn dập vào các tháng cuối năm.

Kết luận

• Xác lập thành công bộ dữ liệu phân loại 61 mùa hè (1950 - 2010) thành 4 nhóm tương ứng với các pha phát triển và suy yếu của 14 đợt El Niño và 13 đợt La Niña.
• Định lượng hóa quy luật trễ của gió mùa mùa hè: El Niño làm mùa mưa đến muộn từ 5 đến 10 ngày, trong khi La Niña thúc đẩy mùa mưa đến sớm hơn 5 đến 7 ngày.
• Làm rõ bức tranh phân bố mưa: Thâm hụt lượng mưa 15% đến 30% trong pha El Niño và gia tăng lượng mưa 20% đến 45% trong pha La Niña trên phạm vi toàn quốc.
• Khẳng định tính ưu việt của chỉ số hoàn lưu SCSSM mực 850 hPa trong việc theo dõi, nhận diện và mô phỏng hoàn lưu gió mùa tại Việt Nam với tương quan vượt 0,50.
• Cung cấp hệ thống giải pháp công nghệ và quản lý đồng bộ cho công tác dự báo khí hậu mùa, an toàn hồ chứa và chuyển đổi sản xuất nông nghiệp thích ứng.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2024 đến 2030, hướng nghiên cứu cần mở rộng cập nhật chuỗi số liệu viễn thám độ phân giải cao và ứng dụng trí tuệ nhân tạo để nâng tầm dự báo chi tiết hạn cực dài. Bạn đọc và các nhà nghiên cứu quan tâm có thể khai thác toàn văn tài liệu luận văn thạc sĩ để ứng dụng các thuật toán chuyên sâu vào công tác chuyên môn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu gió mùa mùa hè ở Kerala và nam Ấn Độ với dị thường SST ở Tây Bắc Thái Bình Dương. Nghiên cứu về khí hậu Việt Nam, tác giả Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc đã khẳng định rằng gió mùa đóng vai trò rất quan trọng trong điều kiện khí hậu, nhất là trong điều kiện khí hậu nhiệt đới vì những tác động đảo ngược với các quy luật địa đới. Tuy nhiên, nghiên cứu về gió mùa thường chưa được chú ý đúng mức và đánh giá đầy đủ trong các công trình khảo sát và phân tích- ứng dụng khí hậu từ xưa đến nay. Với những công cụ và kho số liệu hiện nay, người ta đã có thể biểu thị cấu trúc, đặc điểm diễn biến của gió mùa khu vực rất phong phú và đa dạng.

Tuy nhiên, một công cụ cổ điển nhưng khá hiệu quả là việc xây dựng các chỉ số khí hậu nhằm thể hiện một cách tổng hợp và đặc trưng nhất những đặc điểm, sự diễn biến của các hiện tượng khí tượng cần quan tâm cũng đã được nhiều chuyên gia gió mùa sử dụng. Đó là việc sử dụng các chỉ số gió mùa. Để xây dựng các chỉ số gió mùa, trước hết người ta dựa vào định nghĩa và bản chất vật lý của nó, chọn ra những yếu tố và khu vực đặc trưng, những hệ thống gió mùa cần quan tâm. Từ định nghĩa về gió mùa, người ta khảo sát sự tương phản của gió thông qua các bản đồ tích hoặc hiệu của các thành phần kinh, vĩ hướng của véc tơ gió giữa hai mùa, xác định những khu vực gió có sự đổi hướng trong năm[20].Cho tới nay, những chỉ số gió mùa thường được sử dụng bao gồm:Chỉ số về lượng mưa (dựa trên lượng mưa trung bình các tháng gió mùa);Chỉ số hoàn lưu (dựa trên sự chênh lệch các thành phần gió tại các mực khí áp);Chỉ số đối lưu (dựa trên lượng bức xạ phát xạ sóng dài OLR),.Trong đó, các chỉ số về mưa thường được áp dụng ở những nước gió mùa có liên quan tới chế độ nhiệt ẩm, đặc biệt là gió mùa mùa hè ở khu vực châu Á.

Ngoài ra, một số tác giả còn sử dụng chênh lệch khí áp mặt biển làm chỉ số gió mùa, tuy nhiên, chỉ số này ít được sử dụng do trên các vùng vĩ độ thấp chênh lệch áp nhỏ, không điển hình và khá phức tạp[20]. Trong bài báo nghiên cứu về chỉ số mưa gió mùa khu vực Ấn Độ của tác giả Parthasarathy, chỉ số mưa gió mùa toàn Ấn Độ AIMR (All-India Monsoon Rainfall)được sử dụng để phản ánh hoạt động của gió mùa mùa hè. AIMR được tính trung bình từ tất cả các tiểu vùng của Ấn Độ cho chuỗi số liệu nhiều năm[41].Mặc dù thể hiện được mức độ mạnh yếu của lượng mưa gió mùa trên toàn Ấn Độ nhưng chỉ số AIMR chưa đại diện cho hoàn lưu gió mùa mùa hè trên quy mô lớn ở Nam Á [23]. Chỉ số hoàn lưu WYI đã được sử dụng nhằm phản ánh tính biến động của gió mùa châu Á, 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] được tính là hiệu thành phần gió vĩ hướng giữa mực 850hPa và mực 200 hPa trung bình trên khu vực nam Á.

Tuy nhiên chỉ số AIMR và WYI lại không có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, do đó, chỉ số mưa Ấn Độ mở rộng RM1 được đưa vào sử dụng, được tính là tổng lượng mưa gió mùa mùa hè trên khu vực lục địa Ấn Độ cộng với phần phía Bắc của Vịnh Bengal và phần phía Nam Trung Quốc, bao trùm khu vực (10- 30°N, 70-100°E). Chỉ số này có mối liên hệ khá tốt với chỉ số hoàn lưu Hadley MHI (được tính bằng hiệu thành phần gió kinh hướng giữa 850 và 200 hPa cho chính khu vực có lượng mưa mở rộng nêu trên. MHI cũng có liên hệ khá tốt với AIMR [30]. Một số chỉ số cho khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương, Nam Mỹ, Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương,.cũng được nghiên cứu và áp dụng như các chỉ số WNPMI, AUSMI, ZI, SSI1, GI,.Tiếp đó, các tác giả đã đề cập một số chỉ số hoàn lưu cho những khu vực khác nhau của gió mùa châu Á [23,48].

Khu vực Đông Nam Á có phạm vi trải rộng theo hướng Đông-Tây, bao trùm cả phía Tây Thái Bình Dương, các chỉ số gió mùa xây dựng cho khu vực này phải đảm bảo phản ánh được sự biến động của gió mùa trên một phạm vi rộng lớn. Chỉ số hoàn lưu và đối lưu trên khu vực Đông Nam Á được tính toán dựa trên kết quả phân tích mối quan hệ giữa các đặc trưng gió mùa khu vực nghiên cứu (10-20°N, 115-140°E). Hai chỉ số được lựa chọn cho khu vực này bao gồm: Chỉ số hoàn lưu MCI 2 được tính bằng hiệu thành phần gió vĩ hướng mực 850 hPa trung bình của khu vực (5 - 15°N, 90 -130°E) và khu vực (22,5 - 32,5°N, 110 -140°E) tính trung bình cho mùa gió mùa từ tháng 6 tới tháng 9; Chỉ số đối lưu được tính bằng chuẩn sai âm của bức xạ phát xạ sóng dàikhu vực (10-20°N, 115- 140°E) [23].1 đưa ra một số chỉ số gió mùa cho các khu vực khác nhau.1: Một số chỉ số gió mùa Chỉ số Dạng chỉ số Cách xác định Áp dụng Tác giả AIMR(AIRI) (All-India Monsoon Mưa (Ấn Tổng lượng mưa gió mùa từ tháng 6 Parthasarathy Rainfall) or (All Độ) tới tháng 9 trên các tiểu vùng Ấn Độ (1992)[41] Indian Rainfall Index) Tổng lượng mưa gió mùa từ tháng 6 tới tháng 9 trên khu vực lục địa Ấn Mưa (khu Độ cộng với phần phía Bắc của Vịnh Goswami B.N RM1 vực Ấn Độ Bengal và phần phía Nam Trung (1999)[30] mở rộng) Quốc giới hạn bởi (10 - 30°N, 70 - 110°E) WNPMI Hoàn lưu vĩ (Western Norht U850(5-15oN, 100-130oE)-U850(20- Wang et al hướng (Tây Pacific Monsoon 30oN, 110-140oE) (2001)[48] Bắc TBD) Index) 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chỉ số Dạng chỉ số Cách xác định Áp dụng Tác giả AUSMI Hoàn lưu vĩ (Australian Wang et al hướng U850(0-10oS,120-150oE) Summer (2004)[46] (Australia) Monsoon Index) Chuẩn sai Marcelo ATL3I (Atlantic nhiệt (Nam ATL3=SST(20°W - 0°E, 3°S-3°N) Barreiro et al index) Mỹ) [39] ZI (The mean 850 mb Zonal Hoàn lưu Marcelo winds over the (Đại Tây ZI=U850(60-20°W, 5°S-5°N) Barreiro et al western Dương) [39] equatorial Atlantic Index) Hoàn lưu Wang & Fan SSI1 (Southerly V850– V200 ((5-15oN,120-145oE) và (1999) [23] (khu vực Ấn shear Index) (5oS-5 oN,90-120oE)) Độ) Hoàn lưu vĩ U850-U200 WYI (Weber Weber & Yang hướng(Nhiệt and Yang Index) o o (0-20 N, 40-110 E) (1992)[49] đới châu Á) Hoàn lưu vĩ hướng GI = SLP (<-5 hPa) (10-50°N, 100- Guo, GI (Guo Index) (Châu Á- 160°E) (1983)[33] Thái Bình Dương) CI1 (Convection Đối lưu (Ấn Wang & Fan OLR(10-25oN, 70-100oE) Index 1) Độ) (1999) [23] CI2 (Convection Đối lưu OLR(10-20oN,115-140oE), trung bình Wang & Fan Index 2) (Nam Á) từ tháng 6- tháng 9 (1999) [23] + Trong hậu (pentad – thời kỳ 5 ngày liên tiếp) bùng nổ, U U bengal (Gió vĩ bengal>0 hƣớng trung Hoàn lưu Bùi Minh Tuân, + Trong 3 hậu bình mực 850 mực thấp Nguyễn Minh U bengal= U850 (5-10°N, 90-100°E) tiếp theo, bao hPa trên vịnh (Vịnh Trường, gồm cả hậu Bengal) Bengal) 2010[10] bùng nổ, U bengal phải dương trong ít nhất 3 hậu và giá trị trung bình hậu U 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chỉ số Dạng chỉ số Cách xác định Áp dụng Tác giả bengal > 3 m/s + Hoàn lưu Ngưỡng:EAWM EAMI (East EAMI= U850-U200 (0-10°N, 100- (Đông Á- mạnh, yếu: ±0.Zhu, Asian Monsoon 130°E) +SLP (10-50°N ,160°E) –SLP Thái Bình 2005)[27] Index) (10-50°N ,110°E) ) + Ngưỡng: Dương) EASM mạnh yếu: ±1 EASMI (East Asian Summer (Đông Á) EASMI=ΔSLP(10-50 oN,110-160 oE) Guo (1983)[32] Monsoon Index) + ESMI mùa hè được tính bằng hiệu số lượng vận tải ẩm của ESMI phần Nam và Vận tải ẩm ESMI = Δ VQSC (22,5-27,5oN,105- Bắc Trung Quốc Liang Ping, (East Asian (Cận nhiệt 120oE)-Δ VQNC (35-40oN, 105- các tháng 6-8, Tang Xu (2008) subtropical đới Đông Á) 115oE) giai đoạn 1971- [37] summermonsoon 2000. index) + ESMI > 25 (< - 25) tương ứng với gió mùa mạnh (yếu) RM2 (EAMI) Hoàn lưu vĩ (Regional U200(40-50oN, 110-150oE)-U200(25- Lau et al hướng Monsoon Index) 35oN, 110-150oE) (2001)[36] (Đông Á) or (East Asian Monsoon Index) DU2 (SEAMI), (MCI2) (The difference Hoàn lưu vĩ hướng U850(5-15oN, 90-130oE)- Wang & Fan between thewesterly (Đông Nam o U850(22.

Wang, Lin 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chỉ số Dạng chỉ số Cách xác định Áp dụng Tác giả China Sea hướng(Biển 120°E) đầu tiên sau Ho, Y Zhang. Summer Đông) ngày 25/4 thỏa M. Lu, Monsoon) mãn: (1) (2004)[22,26] SCSSM >0 trong hậu bùng nổ, (2)Bốn hậu tiếp theo, gồm cả hậu bùng nổ, SCSSM >0 trong ít nhất 3 hậu và SCSSM trung bình 4 hậu đó>1m/s Hoàn lưu SCSMI (South vĩ SCSMI= U850(5-15°N,110-120°E)- Bin Wang et al China Sea hướng(Biển U850(20-25°N,110-120°E) (2009) [24] Monsoon Index) Đông) ORLI(Outgoing JiangYu Mao Đối lưu Longwave ORLI=ORL(5-20°N, 110-120°E) and Johny C. (Biển Đông) Radiation Index) Chan,2004 [38] Guihua Wang, SCSMI (South Hoàn lưu SCSMI = 𝜏 𝑥 (5.25°N,110 - Chunzai Wang, China Sea (Biển Đông) 120°E) - 𝜏 𝑥 (17.25°N, 110- Rui Xin Huang Monsoon Index) 120 °E) (2010) [31] EASMI (East Hoàn luu vĩ Quingyun U850(10-20oN, 100-150oE)-U850(25- Asian Summer hướng Zhang, Shiyang 35oN, 100-150oE) Monsoon Index) (Đông Á) Tao (1998) Issm Issm= Psub – Psib (Subtropical Nhiệt đới Psub=SLP(40-50 oN, 110 oE) Zhao Ping [54] Summer đông Á Monsoon Index) Psib=SLP(30-40 oN, 160 oE) Hoàn lưu SSI2 (Southerly V850 – V200((15-30oN,85-100oE) và Wang & Fan (khu vực shear Index) (0-15oS,40-55oE)) (1999) [23] Nam Á) MHI (HSACELL) Hoàn lưu V850-V200 Goswami et al (Monsoon kinh hướng Hadley o o (10-30 N, 70-110 E) (1999)[30] (Nam Á) Circulation Index) B.

Wang, Lin UEOF1 (the first Hoàn Ho, Y Zhang. Lu, 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chỉ số Dạng chỉ số Cách xác định Áp dụng Tác giả Orthogonal Á) (2004)[22,26] UEOF1=U850hPa(0-40°N, 100- Function mode 140°E) of the 850 hPa zonal wind) Có 5 cấp độ gió mùa (GM): (1) CSHL ≥ 1: GM mạnh; (2) 0.5 < CSHL <1: GM vừa; Nguyễn Thị Hoàn CSHL=Δ U850(2.5<CSHL< hoàn lƣu) Thuận,2002 Bộ) 120 °E) 0.5:GM bình [11] thường; (4) -1 ≤ CSHL≤ -0.5:GM yếu vừa; (5)CSHL < -1: GM yếu + CSĐL< 0, đối lưu yếu hơn Đối lưu bình thường Nguyễn Thị CSĐL (Chỉ số (Nam Bộ- CSĐL = - ΔOLR(5-15°N, 100-115°E) Hiền đối lƣu) + CSĐL >0,đối Việt Nam) Thuận,2002[11] lưu mạnh hơn bình thường Một số nghiên cứu đã cho thấy gió mùa nam Á hoạt động yếu hơn bình thường trong những năm El Nino, dẫn tới thiếu hụt lượng mưa mùa hè ở trong thời kỳ El Nino xuất hiện, tuy nhiên, trong những năm gần đây, có những năm El Nino, lượng mưa tại khu vực Ấn Độ lại cao hơn trung bình nhiều năm [43]. Ảnh hưởng của ENSO đối với khu vực gió mùa châu Á thường xảy ra vào những năm sau của ENSO.