Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng tại thành phố hà nội giai đoạn 2011 2015

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Thế Đức Hạnh
• Người hướng dẫn: TS. Lê Thị Trinh
• Trường học: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Hiện Tượng Nghịch Nhiệt Đến Chất Lượng Không Khí Và Sức Khỏe Tại Hà Nội (2011-2015)
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Mục tiêu nghiên cứu
• Nội dung nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu
• 1.1.1. Hiện tượng nghịch nhiệt
• 1.1.2. Chất lượng môi trường không khí tại Hà Nội
• 1.1.3. Ảnh hưởng của chất lượng môi trường không khí đến sức khỏe con người
• 1.2. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu
• 1.2.1. Lý thuyết về phương pháp thống kê
• 1.2.2. Các ứng dụng thực tế của phương pháp thống kê trong hướng nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng
• 1.3.1. Nghiên cứu ngoài nước
• 1.3.2. Nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu và cách thức thực hiện
• 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
• 2.3.2. Phương pháp thống kê số liệu
• 2.3.3. Phương pháp so sánh, phân tích, đánh giá
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc điểm, thời điểm và tần suất xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2011 - 2015
• 3.1.1. Đặc điểm của hiện tượng nghịch nhiệt tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2011 – 2015
• 3.1.2. Thời điểm, tần suất xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2011 - 2015
• 3.1.3. Đánh giá thống kê của các bộ số liệu trong vấn đề nghiên cứu
• 3.2. Ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí tại thành phố Hà Nội
• 3.2.1. Đánh giá diễn biến của chất lượng môi trường không khí tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn 2011 - 2015
• 3.2.2. Mối liên hệ giữa hiện tượng nghịch nhiệt và chất lượng môi trường không khí tại thành phố Hà Nội
• 3.2.3. Phân tích hồi quy và tương quan giữa hai bộ số liệu những ngày xuất hiện nghịch nhiệt và chất lượng môi trường không khí
• 3.2.4. Đánh giá ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí tại thành phố Hà Nội
• 3.3. Mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và sức khỏe cộng đồng
• 3.3.1. Mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến Bệnh viện Lão Khoa Trung ương
• 3.3.2. Mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến Bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương
• 3.3.3. Phân tích hồi quy và tương quan giữa hai bộ số liệu những ngày xuất hiện nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến khám và điều trị tại các bệnh viện
• 3.3.4. Đánh giá mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và sức khỏe cộng đồng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hiện Tượng Nghịch Nhiệt Tại Hà Nội Cách Nhận Biết

Hiện tượng nghịch nhiệt là một hiện tượng khí tượng quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng không khí và sức khỏe người dân Hà Nội. Nó xảy ra khi nhiệt độ lớp khí quyển trên cao cao hơn lớp khí quyển dưới, trái ngược với quy luật thông thường. Điều này gây ra sự ổn định trong không khí, hạn chế sự khuếch tán các chất ô nhiễm. Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra mối liên hệ giữa nghịch nhiệt và sự gia tăng các bệnh về hô hấp, tim mạch. Tại Hà Nội, đô thị hóa nhanh chóng và gia tăng phương tiện giao thông làm gia tăng áp lực lên môi trường không khí, khiến việc nghiên cứu về tác động của nghịch nhiệt trở nên cấp thiết. Nghiên cứu này tập trung vào giai đoạn 2011-2015 để đánh giá ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng không khí Hà Nội và sức khỏe cộng đồng.

1.1. Định Nghĩa Chi Tiết về Hiện Tượng Nghịch Nhiệt

Nghịch nhiệt xảy ra khi nhiệt độ của lớp khí quyển trên cao lớn hơn nhiệt độ của lớp khí quyển phía dưới. Hiện tượng này đi ngược lại với quy luật thông thường trong tầng đối lưu, nơi nhiệt độ thường giảm theo độ cao (khoảng 6.4°C/km). Khi nghịch nhiệt xảy ra, lớp không khí bên dưới trở nên ổn định, cản trở sự lưu thông theo chiều thẳng đứng. Điều này hạn chế sự trao đổi năng lượng giữa các lớp không khí, gây cản trở quá trình khuếch tán các chất ô nhiễm trong khí quyển. Sự biến đổi hàm lượng các chất như SO2, NOx, CO do ảnh hưởng của tầng nghịch nhiệt có thể làm suy giảm chất lượng môi trường không khí.

1.2. Phân Loại Các Dạng Nghịch Nhiệt Thường Gặp

Có ba loại nghịch nhiệt chính dựa trên nguyên nhân hình thành: Nghịch nhiệt bức xạ (hình thành do mất nhiệt bề mặt đất vào ban đêm), nghịch nhiệt bình lưu (do sự khác biệt địa hình khiến không khí nóng chuyển động trên không khí lạnh), và nghịch nhiệt lắng chìm (do lớp không khí phía trên bị nén và nóng lên bởi áp suất khí quyển tăng). Mỗi loại nghịch nhiệt có đặc điểm và tác động riêng đến chất lượng không khí. Ví dụ, nghịch nhiệt bức xạ thường xảy ra vào mùa đông và đi kèm sương mù.

II. Tác Động Của Nghịch Nhiệt Đến Ô Nhiễm Không Khí Hà Nội

Hiện tượng nghịch nhiệt có tác động lớn đến ô nhiễm không khí Hà Nội. Khi nghịch nhiệt xảy ra, nó tạo ra một "nắp" giữ các chất ô nhiễm gần mặt đất, làm tăng nồng độ các chất độc hại như bụi PM2.5, bụi PM10, SO2 và NOx. Điều này đặc biệt nghiêm trọng ở các đô thị lớn như Hà Nội, nơi có lượng khí thải giao thông và công nghiệp lớn. Sự kết hợp giữa nghịch nhiệt và các nguồn khí thải này dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân.

2.1. Cơ Chế Ảnh Hưởng Của Nghịch Nhiệt Đến Chất Lượng Không Khí

Nghịch nhiệt làm giảm sự khuếch tán của các chất ô nhiễm. Thông thường, không khí nóng (và ô nhiễm) sẽ bốc lên cao, giúp pha loãng các chất độc hại. Tuy nhiên, khi có nghịch nhiệt, lớp không khí lạnh bị giữ lại gần mặt đất, ngăn cản sự bốc lên của không khí nóng. Điều này khiến các chất ô nhiễm tích tụ lại, làm tăng nồng độ của chúng trong không khí chúng ta hít thở. Hiện tượng này đặc biệt rõ rệt vào những ngày lặng gió, khi không có sự lưu thông không khí để phân tán ô nhiễm.

2.2. Các Chất Ô Nhiễm Tăng Cao Khi Có Nghịch Nhiệt

Các chất ô nhiễm như bụi PM2.5 và PM10, SO2, NOx, CO có xu hướng tăng cao khi có nghịch nhiệt. Bụi PM2.5 là những hạt bụi siêu mịn, có khả năng xâm nhập sâu vào phổi và gây ra các bệnh về hô hấp và tim mạch. SO2 và NOx là các khí thải từ giao thông và công nghiệp, gây kích ứng đường hô hấp và góp phần vào mưa axit. CO là một loại khí độc, có thể gây ngộ độc khi hít phải với nồng độ cao. Nghịch nhiệt làm gia tăng nồng độ của tất cả các chất này, gây nguy hiểm cho sức khỏe cộng đồng.

III. Ảnh Hưởng Của Ô Nhiễm Không Khí Đến Sức Khỏe Người Dân Hà Nội

Ô nhiễm không khí do nghịch nhiệt gây ra có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người dân Hà Nội. Các bệnh về hô hấp như viêm phổi, hen suyễn, và bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD) có xu hướng gia tăng khi chất lượng không khí kém. Ngoài ra, ô nhiễm không khí còn liên quan đến các bệnh tim mạch, đột quỵ, và thậm chí là ung thư phổi. Trẻ em và người già là những đối tượng đặc biệt dễ bị tổn thương bởi ô nhiễm không khí.

3.1. Các Bệnh Hô Hấp Gia Tăng Do Ô Nhiễm Không Khí

Ô nhiễm không khí là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra các bệnh về hô hấp. Các hạt bụi mịn như PM2.5 có thể xâm nhập sâu vào phổi, gây viêm nhiễm và tổn thương các tế bào phổi. Các khí thải như SO2 và NOx cũng gây kích ứng đường hô hấp, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh như viêm phế quản, viêm họng, và hen suyễn. Trẻ em, do hệ hô hấp chưa phát triển đầy đủ, đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm không khí.

3.2. Mối Liên Hệ Giữa Ô Nhiễm Không Khí Và Bệnh Tim Mạch

Ô nhiễm không khí không chỉ ảnh hưởng đến hệ hô hấp mà còn có thể gây ra các bệnh tim mạch. Các hạt bụi mịn có thể xâm nhập vào máu, gây viêm nhiễm và làm tăng nguy cơ hình thành cục máu đông. Các chất ô nhiễm cũng có thể làm tổn thương các mạch máu, dẫn đến xơ vữa động mạch và tăng huyết áp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sống trong môi trường ô nhiễm không khí lâu dài có thể làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim, đột quỵ, và tử vong do các bệnh tim mạch.

IV. Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Nghịch Nhiệt Đến Sức Khỏe Tại Bệnh Viện Hà Nội

Để đánh giá tác động của nghịch nhiệt đến sức khỏe cộng đồng, nghiên cứu đã thu thập dữ liệu về số lượng bệnh nhân đến khám và điều trị tại Bệnh viện Lão khoa Trung ương và Bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương trong giai đoạn 2011-2015. Dữ liệu này được so sánh với số ngày xảy ra nghịch nhiệt để tìm ra mối liên hệ. Phân tích hồi quy được sử dụng để xác định mức độ ảnh hưởng của nghịch nhiệt đến số lượng bệnh nhân.

4.1. Phương Pháp Thu Thập Và Phân Tích Dữ Liệu Bệnh Viện

Dữ liệu về số lượng bệnh nhân được thu thập từ hồ sơ bệnh án của Bệnh viện Lão khoa Trung ương và Bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương. Các bệnh được phân loại theo mã ICD-10 để đảm bảo tính chính xác và thống nhất. Dữ liệu này sau đó được so sánh với dữ liệu về số ngày xảy ra nghịch nhiệt trong cùng giai đoạn. Phân tích hồi quy được sử dụng để xác định mối tương quan giữa nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân, đồng thời kiểm soát các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến sức khỏe.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Về Mối Liên Hệ Giữa Nghịch Nhiệt Và Bệnh Tật

Kết quả nghiên cứu cho thấy có mối liên hệ giữa số ngày xảy ra nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến khám và điều trị tại cả hai bệnh viện. Cụ thể, số lượng bệnh nhân mắc các bệnh về hô hấp và tim mạch có xu hướng tăng lên trong những ngày có nghịch nhiệt. Phân tích hồi quy cho thấy nghịch nhiệt là một yếu tố nguy cơ đối với các bệnh này, bên cạnh các yếu tố khác như tuổi tác, giới tính, và tiền sử bệnh tật. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đây chỉ là một nghiên cứu ban đầu và cần có thêm nhiều nghiên cứu khác để khẳng định kết quả này.

V. Giải Pháp Giảm Thiểu Ảnh Hưởng Của Nghịch Nhiệt Đến Ô Nhiễm

Để giảm thiểu ảnh hưởng của nghịch nhiệt đến ô nhiễm không khí và sức khỏe cộng đồng, cần có các biện pháp đồng bộ từ chính phủ, doanh nghiệp và người dân. Các biện pháp này bao gồm kiểm soát khí thải từ giao thông và công nghiệp, phát triển giao thông công cộng, sử dụng năng lượng sạch, và nâng cao nhận thức của người dân về ô nhiễm không khí.

5.1. Kiểm Soát Khí Thải Từ Giao Thông Và Công Nghiệp

Giao thông và công nghiệp là hai nguồn khí thải chính gây ra ô nhiễm không khí ở Hà Nội. Để kiểm soát khí thải từ giao thông, cần khuyến khích người dân sử dụng giao thông công cộng, xe đạp, và xe điện. Chính phủ cũng cần có các quy định nghiêm ngặt về tiêu chuẩn khí thải cho các phương tiện giao thông. Đối với công nghiệp, cần yêu cầu các nhà máy sử dụng công nghệ sạch hơn và có hệ thống xử lý khí thải hiệu quả.

5.2. Phát Triển Giao Thông Công Cộng Và Năng Lượng Sạch

Phát triển giao thông công cộng là một giải pháp quan trọng để giảm khí thải từ giao thông cá nhân. Hà Nội cần đầu tư vào hệ thống xe buýt, tàu điện ngầm, và các loại hình giao thông công cộng khác. Đồng thời, cần khuyến khích sử dụng năng lượng sạch như điện mặt trời, điện gió, và khí sinh học để giảm khí thải từ các nhà máy điện và các hoạt động sản xuất khác.

VI. Kết Luận Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Về Nghịch Nhiệt Hà Nội

Nghiên cứu về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng không khí và sức khỏe cộng đồng tại Hà Nội là rất quan trọng. Nó cung cấp bằng chứng khoa học để hỗ trợ việc hoạch định chính sách về kiểm soát ô nhiễm không khí và bảo vệ sức khỏe người dân. Cần có thêm nhiều nghiên cứu khác để hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến nghịch nhiệt và tác động của nó đến môi trường và sức khỏe.

6.1. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Nghịch Nhiệt Và Ô Nhiễm

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc xây dựng mô hình dự báo nghịch nhiệt và ô nhiễm không khí, đánh giá hiệu quả của các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm, và nghiên cứu tác động của ô nhiễm không khí đến các nhóm dân cư khác nhau. Ngoài ra, cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, chính phủ, doanh nghiệp, và người dân để giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí một cách hiệu quả.

6.2. Chính Sách Về Môi Trường Không Khí Cho Hà Nội

Dựa trên kết quả nghiên cứu, chính phủ cần có các chính sách mạnh mẽ hơn về kiểm soát ô nhiễm không khí. Các chính sách này có thể bao gồm việc tăng cường kiểm tra khí thải của các phương tiện giao thông, yêu cầu các nhà máy sử dụng công nghệ sạch hơn, và khuyến khích người dân sử dụng giao thông công cộng và năng lượng sạch. Đồng thời, cần có các biện pháp bảo vệ sức khỏe cho những người dễ bị tổn thương bởi ô nhiễm không khí, như trẻ em, người già, và những người mắc bệnh hô hấp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong giai đoạn 2011 - 2015, thành phố Hà Nội chứng kiến tốc độ đô thị hóa nhanh chóng cùng sự gia tăng mạnh mẽ của các phương tiện cơ giới cá nhân, tạo sức ép khổng lồ lên chất lượng không khí đô thị. Báo cáo môi trường quốc gia ghi nhận số ngày có chỉ số chất lượng không khí AQI ở mức kém và xấu chiếm tỷ lệ rất cao; đặc biệt trong năm 2014, trạm quan trắc tự động 556 Nguyễn Văn Cừ đã ghi nhận hơn 50% tổng số ngày quan trắc có AQI vượt ngưỡng an toàn cho sức khỏe con người. Bên cạnh nguồn thải công nghiệp và giao thông, hiện tượng nghịch nhiệt đóng vai trò là tác nhân khí tượng nguy hại làm tích tụ chất ô nhiễm sát mặt đất.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của đề tài là làm sáng tỏ bản chất khí tượng của lớp nghịch nhiệt và lượng hóa tác động tiêu cực của nó đến chất lượng không khí cũng như gánh nặng bệnh tật tại Thủ đô. Mục tiêu cụ thể của luận văn bao gồm: xác định đặc điểm, tần suất và quy luật xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt; đánh giá mức độ gia tăng nồng độ các chất ô nhiễm đặc trưng gồm bụi mịn PM10, PM2.5, khí NOx và SO2; đồng thời phân tích mối liên hệ tương quan giữa ngày xuất hiện nghịch nhiệt với số lượt bệnh nhân khám và điều trị các bệnh lý hô hấp, tim mạch.

Phạm vi nghiên cứu được xác lập trên toàn địa bàn thành phố Hà Nội trong khoảng thời gian 5 năm, tương ứng 60 tháng liên tục từ năm 2011 đến năm 2015, với độ cao thám không giới hạn tại mực 1800 mét so với mặt đất. Đề tài mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc khi cung cấp hệ thống số liệu thực nghiệm chuẩn hóa, tạo tiền đề khoa học vững chắc để các nhà quản lý xây dựng hệ thống cảnh báo sớm ô nhiễm thời tiết và hỗ trợ ngành y tế dự phòng bảo vệ sức khỏe cho hơn 7 triệu người dân Thủ đô.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết nhiệt động lực học khí quyển và quy luật phân bố nhiệt độ theo độ cao trong tầng đối lưu. Trong điều kiện khí quyển tiêu chuẩn, nhiệt độ không khí giảm trung bình khoảng 6,4 độ C cho mỗi 1000 mét độ cao. Hiện tượng nghịch nhiệt xảy ra khi trật tự này bị đảo ngược, tạo nên một lớp không khí ấm nằm đè lên lớp không khí lạnh sát mặt đất. Lớp nghịch nhiệt này hoạt động như một chiếc nắp chặn khổng lồ, triệt tiêu hoàn toàn chuyển động đối lưu thẳng đứng và cản trở sự khuếch tán của các chất ô nhiễm.

Ba mô hình nghịch nhiệt chính được xem xét trong nghiên cứu bao gồm: nghịch nhiệt bức xạ ban đêm hình thành do mặt đất mất nhiệt nhanh khi trời quang gió lặng vào mùa đông; nghịch nhiệt bình lưu sinh ra do sự trượt dịch chuyển giữa khối không khí nóng và lạnh qua các vùng địa hình khác nhau; và nghịch nhiệt lắng chìm xuất hiện ở độ cao từ 400 mét đến 5000 mét do quá trình nén ép đoạn nhiệt của khối khí áp cao.

Hệ thống khái niệm và công cụ đo lường then chốt được áp dụng gồm: Chỉ số chất lượng không khí AQI theo tiêu chuẩn quốc tế; nồng độ khối lượng của các hạt bụi lơ lửng PM10, bụi mịn PM2.5 và các khí độc NOx, SO2 đối chiếu theo Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia QCVN 05:2013/BTNMT; cùng hệ thống phân loại bệnh tật quốc tế ICD-10 theo Quyết định 3970/QĐ-BYT đối với các nhóm bệnh viêm đường hô hấp cấp, viêm phổi, hen phế quản và suy tim.

Phương pháp nghiên cứu

Cơ sở dữ liệu nghiên cứu được tích hợp đồng bộ từ ba nguồn chính thống: dữ liệu thám không tại Trạm Khí tượng Cao không Hà Nội mã hiệu 48820 VVNB qua cổng thông tin Khoa học Khí quyển vào hai thời điểm chuẩn 07:00 (00Z) và 19:00 (12Z); dữ liệu quan trắc môi trường không khí tự động liên tục đối với các thông số PM10, PM2.5, NOx và SO2 tại trạm quan trắc trung tâm 556 Nguyễn Văn Cừ thuộc Tổng cục Môi trường; cùng hồ sơ bệnh án trích xuất tại Bệnh viện Lão khoa Trung ương (nhóm người cao tuổi từ 60 tuổi trở lên mắc bệnh hô hấp và tim mạch) và Bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương (nhóm trẻ em dưới 15 tuổi mắc bệnh hô hấp).

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ chuỗi dữ liệu 60 tháng liên tục trong giai đoạn 2011 - 2015, tương ứng với hơn 1825 ngày quan trắc thực tế. Phương pháp chọn mẫu toàn thể theo chuỗi thời gian được lựa chọn nhằm bảo đảm tính toàn diện, loại bỏ các sai số ngẫu nhiên và phản ánh chính xác quy luật biến động theo mùa.

Quy trình phân tích dữ liệu kết hợp chặt chẽ giữa thống kê mô tả trên phần mềm Microsoft Excel 2013 và thống kê suy luận trên phần mềm SPSS 20. Trước khi tiến hành hồi quy, toàn bộ các bộ số liệu được kiểm định tính phân phối chuẩn thông qua phép kiểm định Kolmogorov-Smirnov với mức ý nghĩa p-value lớn hơn 0,05 và biểu đồ phân phối hình chuông Histogram. Sau khi khẳng định tính chuẩn của dữ liệu, phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính đơn và phân tích tương quan Pearson được lựa chọn để xác định mức độ chặt chẽ thông qua hệ số tương quan r và hệ số xác định r2. Lý do chọn hồi quy tuyến tính đơn là nhằm lượng hóa trực tiếp và rõ ràng mức độ biến thiên của nồng độ chất ô nhiễm cũng như số ca nhập viện phụ thuộc vào số ngày xuất hiện nghịch nhiệt. Toàn bộ quá trình nghiên cứu và xử lý dữ liệu được hoàn thành trong 7 tháng, từ tháng 1/2017 đến tháng 7/2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, về đặc điểm khí tượng và tần suất xuất hiện: Kết quả phân tích thám không cho thấy hiện tượng nghịch nhiệt tại Hà Nội mang tính chu kỳ mùa rõ nét. Số ngày xuất hiện nghịch nhiệt tập trung dày đặc trong các tháng mùa đông từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, đạt đỉnh cao nhất vào tháng 2 và tháng 3 với tần suất từ 15 đến 22 ngày mỗi tháng. Trong mùa đông, lớp nghịch nhiệt có độ dày rất lớn, dao động từ 600 mét đến 1500 mét và xuất hiện ở độ cao từ 300 mét đến 1800 mét so với mặt đất. Ngược lại, vào các tháng mùa hè từ tháng 7 đến tháng 10, nghịch nhiệt chỉ xuất hiện rải rác từ 2 đến 6 ngày mỗi tháng, với độ dày mỏng chỉ từ 200 mét đến 400 mét và hình thành ở độ cao thấp từ 100 mét đến 600 mét.

Thứ hai, về chất lượng môi trường không khí: Nồng độ các chất ô nhiễm trong những ngày xảy ra nghịch nhiệt luôn cao vượt trội so với những ngày bình thường. Cụ thể, hàm lượng bụi PM10 trung bình trong các ngày nghịch nhiệt tăng gấp 1,8 đến 2,5 lần; nồng độ bụi mịn PM2.5 tăng từ 45% đến 60%; nồng độ khí NOx và SO2 tăng lần lượt từ 30% đến 48% so với ngày không có nghịch nhiệt. Sự gia tăng này đẩy chỉ số AQI trung bình ngày lên mức kém và xấu, khiến tỷ lệ số ngày vượt ngưỡng QCVN 05:2013/BTNMT tăng vọt trong suốt mùa đông.

Thứ ba, về tác động sức khỏe cộng đồng: Dữ liệu y tế chứng minh sự gia tăng rõ rệt số lượng bệnh nhân đến khám và điều trị tại các bệnh viện chuyên khoa trùng khớp với các đợt nghịch nhiệt. Tại Bệnh viện Lão khoa Trung ương, số lượng người cao tuổi nhập viện vì các bệnh hô hấp và tim mạch trong những ngày có nghịch nhiệt cao hơn từ 25% đến 38% so với ngày bình thường. Tại Bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương, số lượt bệnh nhi dưới 15 tuổi điều trị viêm đường hô hấp cấp, viêm amidan và viêm phế quản tăng từ 20% đến 35% trong các tháng cao điểm nghịch nhiệt.

Thảo luận kết quả

Cơ chế của sự suy giảm chất lượng không khí được giải thích bởi sự kết hợp giữa phát thải đô thị và tính ổn định tuyệt đối của khí quyển khi có lớp nghịch nhiệt dày từ 600 đến 1500 mét. Khí thải từ hàng triệu xe máy, ô tô và các hoạt động sản xuất không thể phát tán lên cao, tạo ra hiện tượng mù quang hóa và làm nồng độ PM2.5 tích tụ vượt xa ngưỡng khuyến cáo an toàn 25 microgam trên một mét khối của Tổ chức Y tế Thế giới. Khi trình bày dữ liệu qua biểu đồ kết hợp giữa đường biểu diễn số ngày nghịch nhiệt và cột nồng độ PM2.5 theo từng tháng, đồ thị thể hiện sự biến thiên đồng pha rõ rệt giữa hai chuỗi số liệu.

Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các công trình nghiên cứu trên thế giới. Điển hình, nghiên cứu của Julie Wallace tại Canada ghi nhận nồng độ NO2 tăng 49% và PM2.5 tăng 54% khi xuất hiện nghịch nhiệt ban đêm; nghiên cứu của Dongsheng Ji tại Bắc Trung Quốc cho thấy bụi PM2.5 tăng từ 2 đến 10 lần trong điều kiện lớp nghịch nhiệt ổn định. Tại Việt Nam, kết quả luận văn kế thừa và phát triển công trình của Giáo sư Phạm Duy Hiển từng ghi nhận nồng độ PM10 tại Hà Nội đạt 222 microgam trên một mét khối trong những ngày nghịch nhiệt, cao gấp 3 lần ngày bình thường (72 microgam trên một mét khối). Các bảng phân tích hồi quy trong luận văn với hệ số tương quan Pearson mang giá trị dương có ý nghĩa thống kê cao, khẳng định lớp nghịch nhiệt là nguyên nhân trực tiếp làm trầm trọng thêm mức độ phơi nhiễm ô nhiễm không khí và gia tăng các ca cấp cứu hô hấp, tim mạch trong cộng đồng.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, thiết lập mạng lưới cảnh báo sớm hiện tượng nghịch nhiệt và ô nhiễm không khí: Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội chủ trì, phối hợp cùng Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia xây dựng hệ thống tự động tích hợp dữ liệu thám không cao không với các trạm quan trắc không khí tự động. Mục tiêu phát đi các bản tin cảnh báo trước từ 24 đến 48 giờ trên các nền tảng số, đạt độ chính xác dự báo trên 85% từ giai đoạn 2026 - 2027.

Thứ hai, triển khai kế hoạch y tế dự phòng chủ động ứng phó theo mùa: Sở Y tế Hà Nội chỉ đạo Bệnh viện Lão khoa, Bệnh viện Tai Mũi Họng và các trung tâm y tế quận huyện chuẩn bị cơ số thuốc, giường bệnh dự phòng tăng thêm 20% đến 30% trong các tháng cao điểm từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau; đồng thời ban hành tài liệu truyền thông hướng dẫn người cao tuổi và trẻ nhỏ hạn chế ra ngoài vào khung giờ sáng sớm khi lớp nghịch nhiệt chưa tan.

Thứ ba, điều tiết và giảm thiểu nguồn phát thải giao thông trong các đợt nghịch nhiệt kéo dài: Sở Giao thông Vận tải Hà Nội áp dụng biện pháp rửa đường tự động trên các trục giao thông huyết mạch, tổ chức phân luồng xe tải nặng di chuyển ngoài vành đai, và tăng cường vận hành xe buýt công cộng nhằm thu hút 40% người dân chuyển đổi phương tiện, hướng tới giảm phát thải bụi mịn và NOx từ 15% đến 25% trong những ngày thời tiết bất lợi.

Thứ tư, siết chặt giám sát và tạm thời giảm công suất các cơ sở công nghiệp phát thải lớn: Chi cục Bảo vệ Môi trường thực hiện thanh tra liên tục 100% các cơ sở đốt nhiên liệu hóa thạch, nhà máy xi măng, lò gạch trong bán kính 30 km quanh Thủ đô; yêu cầu các đơn vị này giảm ít nhất 20% công suất vận hành hoặc chuyển đổi nhiên liệu sạch trong những ngày có cảnh báo nghịch nhiệt cường độ mạnh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Bộ Tài nguyên và Môi trường, Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội và các Chi cục Bảo vệ Môi trường địa phương có thể sử dụng số liệu thực chứng của đề tài để xây dựng quy chuẩn kỹ thuật môi trường, lồng ghép yếu tố khí tượng vào quy hoạch đô thị và ban hành quy trình ứng phó khẩn cấp với ô nhiễm không khí theo chu kỳ đánh giá 5 năm một lần.

Nhóm đơn vị y tế và cán bộ y tế công cộng: Ban Giám đốc các bệnh viện tuyến trung ương như Bệnh viện Lão khoa Trung ương, Bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương và hệ thống trung tâm kiểm soát bệnh tật (CDC) có căn cứ khoa học để dự báo lưu lượng bệnh nhân hô hấp tăng từ 20% đến 38%, từ đó phân bổ nhân lực và vật tư y tế hợp lý.

Nhóm viện nghiên cứu, giảng viên và sinh viên học thuật: Các nhà khoa học chuyên ngành Khoa học Môi trường, Khí tượng Thủy văn và Sức khỏe Môi trường có thể tham khảo khung phương pháp luận xử lý dữ liệu thám không 48820 VVNB, phương pháp kiểm định tính chuẩn Kolmogorov-Smirnov và phân tích hồi quy SPSS 20 trên chuỗi dữ liệu 60 tháng để phát triển các đề tài nghiên cứu liên ngành chuyên sâu.

Nhóm tổ chức xã hội và cộng đồng dân cư: Các tổ chức phi chính phủ về môi trường và hơn 7 triệu người dân Thủ đô có thêm nguồn tri thức khoa học chuẩn xác để hiểu rõ cơ chế sương mù quang hóa, từ đó chủ động thực hiện các giải pháp bảo vệ đường hô hấp cá nhân khi nồng độ PM2.5 vượt ngưỡng 50 microgam trên một mét khối.

Câu hỏi thường gặp

Hiện tượng nghịch nhiệt là gì và tại sao lại làm không khí ô nhiễm nặng hơn? Nghịch nhiệt là hiện tượng lớp không khí phía trên ấm hơn lớp không khí sát mặt đất, trái với quy luật khí quyển thông thường. Lớp khí ấm này đóng vai trò như một nắp chặn không cho không khí đối lưu, giữ lại toàn bộ khói bụi giao thông và khí độc gần mặt đất, khiến nồng độ PM2.5 và PM10 tăng gấp 1,8 đến 2,5 lần so với ngày bình thường.

Nghịch nhiệt tại Hà Nội thường xuất hiện vào thời gian nào và có đặc điểm gì? Theo số liệu quan trắc 5 năm giai đoạn 2011 - 2015, nghịch nhiệt xuất hiện nhiều nhất từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, đạt đỉnh vào tháng 2 và tháng 3 với tần suất từ 15 đến 22 ngày mỗi tháng. Vào mùa đông, lớp nghịch nhiệt rất dày, đạt từ 600 đến 1500 mét ở độ cao từ 300 đến 1800 mét.

Những đối tượng nào dễ bị tổn thương nhất bởi ô nhiễm do nghịch nhiệt? Người cao tuổi từ 60 tuổi trở lên và trẻ em dưới 15 tuổi là hai nhóm dễ bị tổn thương nhất do hệ miễn dịch suy giảm hoặc chưa hoàn thiện. Trong các đợt nghịch nhiệt, tỷ lệ nhập viện do viêm đường hô hấp, hen suyễn và suy tim ở người cao tuổi tăng từ 25% đến 38%, còn ở trẻ em tăng từ 20% đến 35%.

Nồng độ các chất ô nhiễm biến đổi thế nào trong những ngày có nghịch nhiệt? Trong các ngày có nghịch nhiệt tại Hà Nội, hàm lượng bụi mịn PM2.5 tăng từ 45% đến 60%, bụi PM10 tăng hơn 80%, khí NOx tăng từ 30% đến 48%, đẩy chỉ số AQI lên mức kém và xấu, vượt xa tiêu chuẩn khuyến cáo 25 microgam trên một mét khối trong 24 giờ của Tổ chức Y tế Thế giới.

Người dân cần làm gì để tự bảo vệ sức khỏe trong những ngày nghịch nhiệt? Người dân cần thường xuyên theo dõi chỉ số AQI, hạn chế tối đa các hoạt động thể dục ngoài trời vào sáng sớm từ 05:00 đến 08:00 khi lớp nghịch nhiệt dày nhất, đeo khẩu trang lọc bụi mịn đạt chuẩn khi ra đường, sử dụng máy lọc không khí trong nhà và tăng cường dinh dưỡng cho người già và trẻ nhỏ.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện quy luật khí tượng của hiện tượng nghịch nhiệt tại Hà Nội giai đoạn 2011 - 2015, xác định mùa đông là thời điểm nghịch nhiệt xuất hiện dày đặc nhất với độ dày tầng nghịch nhiệt lên tới 600 đến 1500 mét.
• Nghiên cứu đã định lượng hóa mức độ suy giảm chất lượng không khí, chứng minh nồng độ PM2.5 tăng 45% đến 60% và bụi PM10 tăng gấp 1,8 đến 2,5 lần trong các ngày xuất hiện nghịch nhiệt.
• Đề tài đã thiết lập bằng chứng dịch tễ học thực nghiệm vững chắc về mối tương quan thuận giữa nghịch nhiệt với sự gia tăng từ 20% đến 38% số lượt bệnh nhân khám chữa bệnh hô hấp và tim mạch tại hai bệnh viện tuyến trung ương.
• Công trình đóng góp bộ cơ sở dữ liệu liên ngành khí tượng - môi trường - y tế chuẩn hóa gồm 60 tháng liên tục, tạo tiền đề phương pháp luận cho các nghiên cứu tiếp theo.
• Đề xuất hệ thống giải pháp đồng bộ kết hợp giữa cảnh báo sớm khí tượng tự động, chuẩn bị y tế dự phòng và kiểm soát phát thải giao thông, công nghiệp đô thị.

Bước tiếp theo trong giai đoạn 2026 - 2030 đòi hỏi các cơ quan chức năng mở rộng mạng lưới quan trắc thám không tự động đa điểm và liên thông dữ liệu y tế môi trường thời gian thực. Hãy cùng chung tay hành động và nâng cao nhận thức cộng đồng để giảm thiểu phát thải, bảo vệ bầu không khí trong lành cho Thủ đô Hà Nội!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Nghịch nhiệt là một hiện tƣợng tự nhiên trong khí quyển, đƣợc xem là một hiện tƣợng rất quan trọng trong nghiên cứu về khí tƣợng học và đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí. Lớp khí quyển của Trái Đất có 04 tầng rõ rệt gồm: tầng đối lƣu, bình lƣu, quyển giữa và nhiệt quyển. Tầng đối lƣu là tầng có ảnh hƣởng nhiều nhất đến khí hậu trái đất, là nơi có mật độ không khí lớn nhất của khí quyển và là nơi xảy ra hiện tƣợng nghịch nhiệt. Khi xảy ra hiện tƣợng nghịch nhiệt, lớp không khí trong tầng đối lƣu sẽ trở nên ổn định và làm chậm lại mọi chuyển động của dòng không khí theo chiều từ dƣới lên trên hay ngƣợc lại.

Độ ổn định do hiện tƣợng nghịch nhiệt gây ra sẽ làm hạn chế sự trao đổi năng lƣợng gió giữa các lớp không khí sát mặt đất và gió ở các lớp khí quyển trên cao, khiến cản trở quá trình khuếch tán của các chất trong môi trƣờng không khí và làm nồng độ của các chất này có thể tăng lên. Sự biến đổi hàm lƣợng của các chất trong thành phần không khí nhƣ SO2, NOx, CO,. do bị ảnh hƣởng của lớp nghịch nhiệt có thể làm suy giảm đến chất lƣợng môi trƣờng không khí. Nhƣ vậy, hiện tƣợng hình thành lớp nghịch nhiệt ở tầng đối lƣu có thể gây ảnh hƣởng đến đời sống của các sinh vật, đặc biệt sẽ ảnh hƣởng đến sức khỏe của con ngƣời sống trong vùng xuất hiện hiện tƣợng nghịch nhiệt.

Trong những năm gần đây trên thế giới đã có một số nghiên cứu về mối tƣơng quan giữa hiện tƣợng nghịch nhiệt và chất lƣợng môi trƣờng không khí xung quanh cũng nhƣ sự xuất hiện của các bệnh về đƣờng hô hấp và tim mạch trong điều kiện xảy ra hiện tƣợng nghịch nhiệt và sự suy giảm chất lƣợng không khí. Đây là hƣớng nghiên cứu mới mang tính chất liên ngành và cần bộ dữ liệu mang tính hệ thống, nên ở Việt Nam, các nghiên cứu trong hƣớng này còn hạn chế. Hà Nội là một trong những đô thị lớn của Việt Nam, bên cạnh những kết quả đạt đƣợc về tăng trƣởng kinh tế thì ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt ô nhiễm môi trƣờng không khí là vấn đề đang hết sức đƣợc quan tâm. Sự gia tăng dân số, đô thị hóa nhanh, kéo theo gia tăng số lƣợng các phƣơng tiện giao thông cá nhân gây áp lực mạnh mẽ đến môi trƣờng không khí tại thành phố Hà Nội, vì vậy tác động của hiện tƣợng nghịch nhiệt đến chất lƣợng môi trƣờng không khí sẽ làm ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời do mật độ dân số cao và chất lƣợng môi trƣờng không khí suy giảm.

Tuy nhiên, những thông tin và bằng chứng về ảnh hƣởng của ô nhiễm không khí do hiện tƣợng nghịch nhiệt đến sức khỏe con ngƣời ở Việt Nam nói chung và tại thành phố Hà Nội nói riêng vẫn còn rất hạn chế. Những nghiên cứu khởi điểm và đi sâu nghiên cứu ở lĩnh vực này là cần thiết và quan trọng để tăng cƣờng sự hiểu biết cũng nhƣ cung cấp thông tin cho hoạch định chính sách về kiểm soát chất lƣợng môi trƣờng không khí ở nƣớc ta. 1 Với tình hình thực tế và các lý do cấp thiết nêu trên tôi lựa chọn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng tại thành phố Hà Nội giai đoạn 2011 - 2015” 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá ảnh hƣởng của hiện tƣợng nghịch nhiệt đến chất lƣợng môi trƣờng không khí trên địa bàn Thành phố Hà Nội trong giai đoạn 2011 - 2015.

- Bƣớc đầu đánh giá mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tƣợng nghịch nhiệt với sự thay đổi chất lƣợng môi trƣờng không khí; ảnh hƣởng của hiện tƣợng nghịch nhiệt đến sức khỏe cộng đồng. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về ảnh hƣởng của hiện tƣợng nghịch nhiệt đến chất lƣợng môi trƣờng không khí và sức khỏe cộng đồng. - Nghiên cứu đặc điểm, thời điểm và tần suất xuất hiện của hiện tƣợng nghịch nhiệt tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2011 – 2015 - Đánh giá ảnh hƣởng của hiện tƣợng nghịch nhiệt đến chất lƣợng môi trƣờng không khí trên địa bàn thành phố Hà Nội trong khoảng thời gian 5 năm, từ năm 2011 - 2015. - Đánh giá mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tƣợng nghịch nhiệt và sức khỏe cộng đồng.

2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về đối tƣợng nghiên cứu 1. Hiện tƣợng nghịch nhiệt a) Khái niệm Nghịch nhiệt là một hiện tƣợng của khí quyển xảy ra khi nhiệt độ của lớp khí quyển trên cao lớn hơn nhiệt độ của lớp khí quyển phía dƣới. Đây là hiện tƣợng không phù hợp với quy luật phân nhiệt theo độ cao của không khí trong tầng đối lƣu, thông thƣờng, nhiệt độ không khí giảm khoảng 6,4°C cho mỗi kilomet theo chiều cao khí quyển [1].

Khi có hiện tƣợng nghịch nhiệt, lớp không khí ở bên dƣới trở nên ổn định và cản trở mọi chuyển động của không khí theo phƣơng thẳng đứng, điều này làm hạn chế sự trao đổi năng lƣợng của lớp không khí sát mặt đất và lớp khí quyển trên cao, do đó làm cản trở quá trình xáo trộn các chất trong bầu khí quyển [12]. b) Phân loại Dựa vào nguyên nhân hình thành hiện tƣợng nghịch nhiệt mà nghịch nhiệt đƣợc phân chia làm 3 loại chính nhƣ sau: - Nghịch nhiệt bức xạ (Radiation inversion): hay còn gọi là nghịch nhiệt đêm, đây là loại nghịch nhiệt đƣợc hình thành bởi sự mất nhiệt của bề mặt đất vào ban đêm do hiện tƣợng bức xạ nhiệt. Loại nghịch nhiệt này có thể xảy ra quanh năm, tuy nhiên tần suất xuất hiện nhiều và cƣờng độ nghịch nhiệt mạnh thì thƣờng xảy ra vào các tháng mùa đông (từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau). Độ dày và nhiệt độ của lớp nghịch nhiệt tăng dần trong khoảng thời gian từ đêm về sáng.

Hiện tƣợng nghịch nhiệt bức xạ xuất hiện thƣờng kèm theo sƣơng mù bức xạ, cả hai hiện tƣợng này sẽ không còn khi trời có nắng [12]. Khi mặt trời lên cao, mặt đất và từng lớp không khí mỏng đƣợc nung nóng từ từ để hình thành lớp không khí gần nhƣ đoạn nhiệt (adiabatic) ở sát mặt đất. Không khí trong lớp đoạn nhiệt này không thể thâm nhập vào lớp nghịch nhiệt còn lại bên trên nó từ đêm hôm trƣớc do tính ổn định cao. Nhƣng ở ranh giới vẫn có sự hòa trộn giữa lớp không khí đoạn nhiệt mới hình thành với lớp không khí nghịch nhiệt, cộng với đó là lớp bức xạ mặt trời mỗi lúc một mạnh hơn, làm cho lớp không khí đoạn nhiệt cứ tăng dần và cuối cùng loại bỏ hoàn toàn lớp nhịch nhiệt.

Vào mùa đông, hiện tƣợng nghịch nhiệt có thể kéo dài cả ban ngày khi năng lƣợng mặt trời không đủ sức để phá vỡ lớp nghịch nhiệt [12].1 thể hiện sự hình thành của hiện tƣợng nghịch nhiệt bức xạ. Hiện tƣợng nghịch nhiệt bức xạ Nguồn: C. Donald Ahrens (2009) [12] - Nghịch nhiệt bình lƣu (Frontal Inversion): đƣợc tạo thành do sự khác nhau về địa hình làm cho lớp không khí nóng chuyển động bên trên lớp không khí lạnh. Bao gồm 2 trƣờng hợp: khi có luồng không khí nóng chuyển động bên trên bề mặt lạnh, hay khi có luồng không khí lạnh ở trên cao tràn xuống thấp trong khi bên trên nó vẫn tồn tại lớp không khí nóng.

Loại nghịch nhiệt này thƣờng xảy ra tại những vùng có ao hồ, đầm lầy, khu vực có cấu trúc nhƣ một thung lũng,… Hình 1.2 thể hiện sự hình thành của hiện tƣợng nghịch nhiệt bình lƣu. + Trƣờng hợp khi có luồng không khí nóng chuyển động bên trên bề mặt lạnh. Trƣờng hợp này thƣờng xảy ra khi có dòng không khí từ phía khuất gió của sƣờn núi thổi xuống chân núi. Dòng không khí này sẽ ấm lên theo quá trình nén ép đoạn nhiệt và nó len vào bên trên lớp không khí lạnh ở sát mặt đất dƣới chân núi gây ra hiện tƣợng nghịch nhiệt với cƣờng độ mạnh và có thể kéo dài [12].

+ Trƣờng hợp khi có luồng không khí lạnh ở trên cao tràn xuống thấp trong khi bên trên nó vẫn tồn tại lớp không khí nóng. Trƣờng hợp này xảy ra khi dòng không khí lạnh từ các vùng cao vào ban đêm tràn xuống các vùng thấp (thung lũng) tạo thành lớp không khí lạnh nằm bên dƣới lớp không khí ấm và dẫn đến hiện tƣợng nghịch nhiệt ở đáy [12]. Hiện tƣợng nghịch nhiệt bình lƣu Nguồn: C. Donald Ahrens (2009) [12] - Nghịch nhiệt lắng chìm (Subsidence inversion) hay còn gọi là nghịch nhiệt nén, là hiện tƣợng nghịch nhiệt đƣợc hình thành do lớp không khí phía trên đƣợc nén và làm nóng bởi sự gia tăng áp suất khí quyển.

Nghịch nhiệt lắng chìm thƣờng xuất hiện ở những vùng có áp suất cao khi có mây che phủ bầu trời và hấp thụ năng lƣợng bức xạ từ Mặt trời chiếu xuống. Trong vùng này có dòng chảy chậm của không khí hƣớng xuống dƣới và gió nhẹ. Khối không khí nặng chìm xuống dƣới sẽ làm tăng nhiệt độ của bản thân theo quá trình đoạn nhiệt và thƣờng trở thành lớp không khí ấm hơn so với lớp không khí ở phía dƣới. Kết quả là lớp nghịch nhiệt bị lắng chìm, lớp nghịch nhiệt này thƣờng ở độ cao từ 400 - 500m đến 4000 - 5000m trên mặt đất [12].

Sự hình thành của hiện tƣợng nghịch nhiệt lắng chìm đƣợc thể hiện trong hình 1. Hiện tƣợng nghịch nhiệt lắng chìm Nguồn: C. c) Các yếu tố hình thành nên hiện tượng nghịch nhiệt Hiện tƣợng nghịch nhiệt là một trong những hiện tƣợng diễn ra tự nhiên trong môi trƣờng, hầu hết các ngày trong năm đều có hiện trƣợng nghịch nhiệt trong các tầng khí quyển. Tuy nhiên, để hiện tƣợng nghịch nhiệt hình thành và diễn ra mạnh mẽ, sâu sắc hơn thì cần nhiều yếu tố và các điều kiện kết hợp thuận lợi.

Ban ngày, mặt đất hấp thụ các bức xạ mặt trời và nóng lên, ban đêm quá trình này diễn ra ngƣợc lại, mặt đất và các vật chất bức xạ nhiệt để trở nên lạnh dần, nhất là vào thời điểm gần sáng. Do đó vào mùa đông hay lúc gần sáng lớp không khí gần mặt đất mới có nhiệt độ khá thấp, trong khi lớp không khí phía trên nơi hấp thụ nhiệt bức xạ lại có nhiệt độ cao. Nguyên nhân đó đã hình thành hiện tƣợng nghịch nhiệt [1]. Hiện tƣợng nghịch nhiệt bức xạ hay nghịch nhiệt về đêm diễn ra mạnh mẽ hơn khi có các điều kiện lý tƣởng sau: không khí ổn định không có gió, đêm kéo dài, không khí khá khô và trời nhiều mây.