phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, đề tài gồm 3 chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn nghiên cứu bão và áp thấp nhiệt đới trong bối cảnh biến đổi khí hậu Chƣơng 2: Nhân tố ảnh hƣởng và đặc điểm của bão và áp thấp nhiệt đới khu vực Nam Trung bộ Chƣơng 3: Phân tích xu thế hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới khu vực Bình Định đến Khánh Hòa trong bối cảnh biến đổi khí hậu 8 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN NGHIÊN CỨU BÃO VÀ ÁP THẤP NHIỆT ĐỚI TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1. Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu 1. Tổng quan nghiên cứu bão, áp thấp nhiệt đới Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu quy luật hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới. Nhƣ khảo sát sự biến động của số lƣợng các bão mạnh trên vùng biển Đại Tây Dƣơng trên quy mô thời gian mùa và năm (Landsea, 1993), nghiên cứu xu thế BĐKH trong mối quan hệ với biến động thập kỷ của sự hoạt động của bão trên Đại Tây Dƣơng (Gray et al.
Công trình nghiên cứu về đặc điểm biến động và xu thế biến đổi của bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) trên biển Đông và vùng biển Việt Nam. Trong giai đoạn 1980 - 2000 của các nhà khoa học Liên Xô và quốc tế đã chỉ ra sự biến động khác thƣờng về tầng suất và cƣờng độ bão, xu thế bão và ảnh hƣởng của bão tới dòng chảy - hoàn lƣu, sóng biển vịnh Bắc Bộ, vịnh Thái Lan và toàn biển Đông [16]. Ngoài ra, các nhà khoa học cũng quan tâm đến mức độ ảnh hƣởng của ENSO đến hoạt động của bão. Nhiều công trình đã chỉ ra rằng, ở một số vùng biển, hiện tƣợng EL Nino đã làm gia tăng hoạt động của bão nhƣ ở các khu vực giữ Bắc Thái Bình Dƣơng gần Hawai, Nam Thái Bình Dƣơng và Tây Bắc Thái Bình Dƣơng (TBTBD) trong khoảng 1600E - 1800 (Chan 1985; Chu and Wang 1997; Lander 1994).
Xu thế biến đổi trong năm và trong nhiều thập kỷ của bão ở vùng Đại Tây Dƣơng và bão đổ bộ vào Hoa Kỳ cũng đã đƣợc xem xét (Landsea et al. Kết quả cho thấy hoạt động của bão có xu thế tuyến tính yếu. Bão ở khu vực Đại Tây Dƣơng có chu kỳ từ 40 đến 60 năm (Goldenberg et al. Xu thế dài hạn trong hoạt động của bão trên vùng TBTBD và số liệu lịch sử về bão đổ bộ vào tỉnh Quảng Đông, Trung Quốc (Chanl et al.
Những nghiên cứu trên đây đều xác định đƣợc sự biến đổi của bão về số lƣợng bão, tần số, xu thế, chu kỳ và một số các nhân tố tác động đến hoạt động của bão nhƣ ENSO, … [12] 9 Ở Việt Nam khi hiện tƣợng EL Nino hoạt động mạnh thì sự dao động của bão nhiệt đới trên toàn khu vực giảm và số lƣợng trung bình năm của bão và siêu bão dao động theo các chu kỳ dài từ hai năm đến vài chục năm (Đ. Các nhà khoa học Việt Nam cũng đã có hàng loạt nghiên cứu về khí hậu và bão nhiệt đới với các kết quả tƣơng đối khác nhau. Nguyễn Văn Tuyên (2007) đã nghiên cứu sự phân bố của bão, theo đó bão đƣợc phân loại theo vùng ảnh hƣởng và theo cƣờng độ rồi phân tích xu hƣớng hoạt động. Kết quả phân tích cho thấy, trong thời kỳ 1951 - 2006, hoạt động của bão trên khu vực TBTBD có xu hƣớng giảm về số lƣợng, trong đó số cơn bão yếu và trung bình có xu hƣớng giảm, còn số cơn bão mạnh lại có xu hƣớng tăng lên.
Trên khu vực biển Đông, những cơn bão vào biển Đông nhƣng không vào vùng ven biển và đất liền nƣớc ta lại có xu hƣớng tăng về số lƣợng. Bão có xu hƣớng tăng lên ở hai vùng Trung bộ và Nam bộ nhƣng ở vùng Bắc bộ lại có xu hƣớng giảm. Nguyễn Văn Thắng và nnk (2010) phân tích hoạt động của bão ở các đoạn bờ biển cho thấy, trong thời kỳ gần đây tần suất của bão trên đa số đoạn bờ biển phía Bắc bao gồm Bắc bộ, Thanh Hóa đến TT - Huế có xu thế giảm, trong khi phía Nam, bao gồm Đà Nẵng - Bình Định, Phú Yên - Bình Thuận, Nam bộ có xu thế tăng. So với thời kỳ 1961 - 1990 mùa bão trung bình trong thời kỳ gần đây bắt đầu sớm và kết thúc muộn hơn.
Trong nghiên cứu mới nhất cho thấy có sự biến động đáng kể của trƣờng nhiệt độ nƣớc mặt biển và hoạt động của bão nhiệt đới trên khu vực biển Đông trong những thập kỷ gần đây có số lƣợng trung bình năm của bão và siêu bão dao động theo các chu kỳ dài từ hai năm đến nhiều chục năm [16]. Những công trình nghiên cứu khoa học đã dẫn chỉ là một số công trình tiêu biểu trong rất nhiều công trình nghiên cứu về bão, ATNĐ của các nhà địa lí học trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Đối với luận văn, đây thực sự là những tài liệu quan trọng về mặt lí luận trong quá trình nghiên cứu. Khái niệm bão, áp thấp nhiệt đới 1.
Bão nhiệt đới Khái niệm Căn cứ vào vị trí địa lý, cấu trúc và khối khí, xoáy thuận đƣợc chia làm hai loại: xoáy thuận ngoại nhiệt đới (xoáy thuận) và xoáy thuận nhiệt đới. Xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) là một hệ thống khí áp thấp ở vùng nhiệt đới. Áp suất khí quyển (khí áp) trong XTNĐ thấp hơn rất nhiều so với xung quanh. Vùng có khí áp nhỏ nhất đƣợc gọi là vùng trung tâm.
Ở Bắc bán cầu, XTNĐ có hoàn lƣu gió xoáy vào tâm theo hƣớng ngƣợc chiều kim đồng hồ, ngƣợc lại ở Nam bán cầu gió xoáy vào tâm XTNĐ theo hƣớng thuận chiều kim đồng hồ. Hay XTNĐ là xoáy thuận đƣợc cấu tạo bởi khối khí nóng ẩm. Bão là một khí xoáy có đƣờng kính rất lớn, từ 100 – 1000 km hoặc lớn hơn. Trong bão, khí áp ở tâm rất thấp, thƣờng từ 950 – 960 mb (kỉ lục đạt 887 mb), građiêng khí áp rất lớn thƣờng từ 14 - 17 mb hoặc lớn hơn.
Tốc độ gió rất lớn, thƣờng từ 69 km/h - 200 km/h, đôi khi có những cơn bão đạt tốc độ gió 300 km/h. Tầng mây trong cơn bão rất dày, có thể đạt độ cao trên 10 km, gây mƣa rất lớn trên diện rộng. Bão có nguồn năng lƣợng vô cùng lớn. Năng lƣợng của một cơn bão cỡ trung bình cũng có thể gấp hàng trăm, hàng nghìn lần năng lƣợng của một quả bom nguyên tử.
Vì vậy bão là một loại thiên tai gây thiệt hại rất lớn cho con ngƣời. Ở khu vực, bão đƣợc gọi bằng những tên gọi khác nhau, nhƣ ở Đại Tây Dƣơng, Đông Bắc Thái Bình Dƣơng và Đông Nam Thái Bình Dƣơng (phía đông 160oĐ) gọi bão là “hurricane”, Trung Quốc dịch là “cụ phong” là gió bão. Theo phân loại về bão của tổ chức Khí tƣợng thế giới (WMO: World Meteorological Organization): 1/ Áp thấp nhiệt đới (Tropical depression): là xoáy thuận nhiệt đới với hoàn 11 lƣu mặt đất giới hạn bởi một hay một số đƣờng đẳng áp khép kín và tốc độ gió lớn nhất ở gần vùng trung tâm từ 10,8 - 17,2 m/s (cấp 6 - cấp 7). 4/ Bão rất mạnh (Typhoon/Hurricane): là xoáy thuận nhiệt đới với tốc độ gió lớn nhất vùng gần trung tâm từ 32,7 m/s trở lên.
Những cơn bão quá mạnh ngƣời ta gọi là “siêu bão” (Supertyphoon) Theo tiêu chuẩn quốc tế, ngƣời ta phân chia bão dựa vào sức gió (dựa vào Thang sức gió Beaufort và Thang bão Saffir - Simpson): 1/ Sức gió dƣới 63 km/h gọi là áp thấp nhiệt đới (tropical depression) 2/ Sức gió trên 63 km/h (cấp 8) gọi là bão nhiệt đới ((“tropical cyclone” hoặc “tropical storm”) 3/ Sức gió trên 118 km/h (cấp 12) gọi là bão to với cuồng phong (typhoon) 4/ Sức gió trên 241 km/h gọi là bão rất to hay siêu bão (super typhoon) Bảng1.1: Thang đo cấp gió (bão) Saffir - Simpson Cấp gió Tốc độ gió Khí áp Độ cao sóng biển Mức độ tàn phá (bão) (km/h) (mb) (m) 1 119 - 154 >980 1.4 Thảm họa Ở Việt Nam, thuật ngữ “bão” dùng để diễn tả những cơn bão nhiệt đới, một 12 loại thời tiết đặc trƣng của các vùng biển nhiệt đới, thƣờng có gió mạnh kèm theo mƣa lớn. Theo “Quy chế báo bão, lũ” quy định tƣơng tự nhƣ trên cho biển Đông, trừ vùng áp thấp, gồm: 1/ Áp thấp nhiệt đới (xoáy thuận nhiệt đới) có tốc độ gió lớn nhất từ 39 – 61 km/h (cấp 6 - 7), có thể có gió giật. 2/ Bão thƣờng (xoáy thuận nhiệt đới) có tốc độ gió lớn nhất từ 62 - 88 km/h (cấp 8 - 9), có gió giật. 3/ Bão mạnh (xoáy thuận nhiệt đới) có tốc độ gió lớn nhất từ 89 - 117 km/h (cấp 10 - 11), có gió giật.
4/ Bão rất mạnh (xoáy thuận nhiệt đới) có tốc độ gió lớn nhất từ 118 km/h trở lên (cấp 12), có gió giật. Điều kiện hình thành bão Bão là một xoáy thuận nhiệt đới đƣợc cấu trúc bởi khối khí nóng ẩm với dòng thăng rất mạnh xung quanh mắt bão, tạo hệ thống mây, mƣa xoáy vào vùng trung tâm bão. Bão chỉ có thể hình thành khi có đủ 3 điều kiện: Nhiệt, ẩm và động lực để tạo xoáy. Nhà khí tƣợng Erik Palmen đã tìm ra rằng bão chỉ có thể hình thành trên biển trong dải vĩ độ 5 - 20o vĩ hai bên Xích đạo, nơi có nhiệt độ cao (từ 26 - 27 oC trở lên) và lực Coriolis đủ lớn để tạo xoáy, tạo điều kiện thuận lợi cho bão hình thành.
Sở dĩ bão không thể hình thành trong giải 0 - 5o vĩ về hai phía của xích đạo vì ở đó lực coriolis quá nhỏ, không đủ để tạo xoáy. Palmen (1956) đƣa ra 3 điều kiện cơ bản cho sự hình thành bão: 1/ Khu vực đại dƣơng có diện tích đủ lớn với nhiệt độ mặt biển cao (từ 26 – 27 oC) bảo đảm nƣớc bốc hơi mạnh cung cấp năng lƣợng ngƣng kết lớn cho hệ thống bão. Điều này dễ đạt đƣợc ở những vùng biển gần xích đạo. 2/ Lực Coriolis có giá trị đủ lớn tạo xoáy thuận.
Bão thƣờng hình thành trong giới hạn bởi vĩ độ 5 - 20o hai bên Xích đạo. 13 3/ Phải tạo ra đƣợc những dòng không khí xoáy, vậy nhất thiết phải có sự giao thoa của hai khối không khí có nhiệt độ không khí chênh lệch đáng kể tạo điều kiện cho đối lƣu phát triển. Riehl bổ sung thêm 2 điều kiện: 1/ Ở trên cao, trƣờng khí áp phải phân kỳ để đảm bảo giải tỏa khối lƣợng không khí hội tụ ở mặt đất và duy trì bão.