ĐẠi hỌc quỐ Ội trƯỜng ĐẠi hỌc khoa hỌc tỰ nhiÊn · trong suốt quá trình...
Post on 23-Jan-2020
2 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Trương Thị Thanh Thủy
DỰ TÍNH MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG GIÓ MÙA MÙA HÈ
CỦA MÔ HÌNH PRECIS
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – Năm 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Trương Thị Thanh Thủy
DỰ TÍNH MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG GIÓ MÙA MÙA HÈ
CỦA MÔ HÌNH PRECIS
Chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học
Mã số: 60.440.222
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Mai Văn Khiêm
Hà Nội – Năm 2015
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Mai Văn
Khiêm là người Thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất
cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân
thành tới tập thể đội ngũ giáo viên, cán bộ trường Đại học Khoa học Tự Nhiên –
ĐHQGHN, cán bộ Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, những người đã
trang bị cho tôi kiên thức chuyên môn, giúp tôi có đủ kiến thức cũng như kinh
nghiệm trong suốt quá trình học tập, đặc biệt đã tạo cho tôi niềm say mê nghiên cứu
khoa học.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng
Khí hậu, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã tạo điều kiện
thuận lợi về thời gian và cơ sở vật chất cho tôi trong quá trình học tập và công tác.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới những đồng nghiệp tại
Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng Khí hậu đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình
thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ và những người thân
trong gia đình tôi và bạn bè tôi đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học
tập.
Trương Thị Thanh Thủy
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... 1
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... 3
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ........................................................................... 4
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 6
Chương 1 ..................................................................................................................... 8
TỔNG QUAN VỀ GIÓ MÙA MÙA HÈ .................................................................... 8
1.1. Vai trò của GMMH đối với thời tiết khí hậu, Việt Nam .................................. 8
1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước và trên thế giới ................. 10
1.2.1. Trên thế giới ............................................................................................. 10
1.2.2. Trong nước ............................................................................................... 19
1.3. Tổng quan các CSGM .................................................................................... 23
Chương 2 ................................................................................................................... 28
PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU ...................................................... 28
2.1. Mô hình PRECIS ............................................................................................ 28
2.2. Phương pháp ................................................................................................... 29
2.2.1. Lựa chọn thời kỳ và mùa GMMH nghiên cứu ......................................... 29
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 31
2.3. Bộ số liệu sử dụng .......................................................................................... 35
Chương 3 ................................................................................................................... 40
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................................. 40
3.1. Đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình PRECIS ...................................... 40
3.1.1. Hoàn lưu gió ............................................................................................. 40
3.1.2. Lượng mưa ............................................................................................... 46
3.1.3. Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ ........................................... 49
3.2. Dự tính một số đặc trưng GMMH .................................................................. 52
3.2.1. Hoàn lưu gió ............................................................................................. 52
3.2.2. Lượng mưa trong thời kỳ hoạt động của GMMH .................................... 57
3.2.3. Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ ........................................... 61
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 66
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 71
1
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa ngày trung bình thời kỳ 1951 –
1996 trên khu vực bán đảo Đông Dương [42] .......................................................... 11
Hình 2.1. Miền tính cho khu vực Đông Nam Á ........................................................ 28
Hình 2.2. Phân bố mưa (mm/ngày) và gió (m/s) tương ứng theo số liệu
APHRODITE và CFSR thời kỳ 1986 – 2005 ........................................................... 30
Hình 2.3. Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa quan trắc (mm/ngày) và U850
hPa (m/s) của CFSR trung bình khu vực Nam Bộ .................................................... 34
Hình 2.4. Vị trí các trạm quan trắc khí tượng được lựa chọn ................................... 39
Hình 3.1. Hướng và tốc độ gió (m/s) trung bình tháng V – IX theo số liệu CFSR (a)
và mô hình PRECIS (b) thời kỳ 1986 – 2005 ........................................................... 40
Hình 3.2. Sai số mô phỏng tốc độ và hướng gió của mô hình PRECIS so với số liệu
CFSR trung bình tháng V – IX (a) và trung bình tháng VII (b) thời kỳ 1986 – 2005
................................................................................................................................... 41
Hình 3.3. Hướng gió và tốc độ gió (m/s) trung bình các tháng V, VI, VII, VIII, IX
theo số liệu CFSR thời kỳ 1986 - 2005 ..................................................................... 42
Hình 3.4. Hướng gió và tốc độ gió (m/s) trong các tháng V, VI, VII, VIII, IX theo số
liệu của mô hình PRECIS trung bình thời kỳ 1986 - 2005 ....................................... 43
Hình 3.5. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của U850 hPa (m/s) trung bình vĩ hướng từ 45
100 oE - 120
oE thời kỳ 1986 – 2005 theo số liệu CFSR (a) và PRECIS (b) ............ 45
Hình 3.6. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) mùa V – IX theo số liệu
APHRODITE (a) và PRECIS (b) và sai số mô phỏng của PRECIS so với
APHRODITE (c) thời kỳ 1986 – 2005 ..................................................................... 46
Hình 3.7. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) tháng VII trên khu vực Việt Nam theo
APHRODITE (a), PRECIS (b) và sai số mô phỏng lượng mưa của PRECIS so với
APHRODITE (c), thời kỳ 1986 – 2005 .................................................................... 47
2
Hình 3.8. Biến trình năm của lượng mưa (mm) trên 7 vùng khí hậu theo số liệu
quan trắc và mô phỏng của mô hình PRECIS trung bình thời kỳ 1986 - 2005 ........ 48
Hình 3.9. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của sự biến đổi gió mực 850 hPa thời kỳ
2020 – 2099 so với thời kỳ 1986 – 2005 trung bình vĩ hướng từ 100oE - 120
oE trong
mùa GMMH .............................................................................................................. 53
Hình 3.10. Sự biến đổi của gió mực 850 hPa trung bình tháng V – IX trong các giai
đoạn 2046 – 2065 (a), 2080 – 2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005 ........................... 54
Hình 3.11. Sự biến đổi của gió mực 850 hPa trung bình tháng VII trong các giai
đoạn 2046 – 2065 (a), 2080 – 2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005 ........................... 56
Hình 3.12. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của sự biến đổi U850 hPa (m/s) trong các
giai đoạn 2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986 - 2005 trung bình vĩ
hướng 100oE – 120
oE ............................................................................................... 57
Hình 3.13. Sự biến đổi của lượng mưa (%) trung bình tháng V-IX trong các giai
đoạn 2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005 ................................. 58
Hình 3.14. Sự biến đổi của lượng mưa mùa hè (%) thời kỳ 2020 – 2099 so với thời
kỳ 1986-2005 trung bình trên khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ ............................. 59
Hình 3.15. Sự biến đổi của lượng mưa (%) trung bình tháng VII trong các giai đoạn
2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005 ......................................... 60
Hình P.1. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) các tháng mùa GMMH từ tháng V - IX
(từ trái sang phải) theo số liệu mưa APHRODITE (trên) và PRECIS (dưới) ........... 71
Hình P.2. Sự biến đổi lượng mưa (%) các tháng mùa GMMH từ tháng V - IX (trái
sáng phải) vào các giai đoạn 2046 – 2065 (trên) và 2080 – 2099 (dưới) so với thời
kỳ 1986 - 2005 .......................................................................................................... 72
Hình P.3. Sự biến đổi gió (m/s) mực 850 hPa các tháng mùa GMMH từ tháng V -
IX (trái sáng phải) vào các giai đoạn 2046 – 2065 (trên) và 2080 – 2099 (dưới) so
với thời kỳ 1986 - 2005 ............................................................................................. 73
3
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng tổng hợp các CSGM đã được sử dụng trong các nghiên cứu hệ
thống gió mùa Châu Á [4, 23] ................................................................................... 24
Bảng 2.1. Danh sách các trạm khí tượng được lựa chọn [10] ................................... 37
Bảng 3.1. Ngày bắt đầu GMMH trên trên khu vực Nam Bộ theo quan trắc, thời kỳ
1986 - 2005 ............................................................................................................... 50
Bảng 3.2. Ngày bắt đầu GMMH mô phỏng của mô hình PRECIS trên khu vực Nam
Bộ theo 3 CSGM khác nhau và của mưa quan trắc kết hợp U850 (CFSR) trung
bình thời kỳ 1986 – 2005 .......................................................................................... 51
Bảng 3.3. Sai số mô phỏng ngày bắt đầu GMMH của mô hình PRECIS sử dụng các
CSGM khác nhau so với quan trắc ........................................................................... 52
Bảng 3.4. Ngày bắt đầu GMMH trên trên khu vực Nam Bộ vào giữa thế kỷ và cuối
thế kỷ ......................................................................................................................... 62
Bảng 3.5. Sự biến đổi của ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ vào giữa thế
kỷ và cuối thế kỷ 21 .................................................................................................. 63
4
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
APHRODITE
Bộ số liệu mưa Châu Á của Nhật Bản được thu thập từ mạng lưới
quan trắc mưa tại trạm (Asian Precipitation – Highly Resolved
Observational Data Integration Towards Evaluation of the Water
Resources)
CCS Các cộng sự
CMAP Bộ dữ liệu mưa của Trung tâm dự báo Khí hậu Mỹ (Climate
Prediction Center Merged Analysis of Prediction)
CMIP Dự án so sánh kết hợp đa mô hình (The Coupled Model
Intercomparison Project)
CRU Trung tâm nghiên cứu khí hậu, Anh (Climate Research Unit)
CFSR Hệ thống tái phân tích dự báo Khí hậu của NCEP (The NCEP
Climate Forecast System Reanalysis)
CSGM Chỉ số gió mùa
GPCP Bộ dữ liệu mưa toàn cầu của NCEP/NCAR, Mỹ (The Global
Precipitation Climatology Project) GMMH Gió mùa mùa hè
GMTN Gió mùa Tây Nam
ITCZ Dải hội tụ nhiệt đới (The Intertropical Convergence Zone)
NCAR Trung tâm Nghiên cứu khí quyển quốc gia, Mỹ (National Center for
Atmospheric Research)
NCDC Trung tâm Dữ liệu khí hậu quốc gia, Mỹ (The National Climatic
Data Center)
NCEP Trung tâm dự báo môi trường quốc gia, Mỹ (National Centers for
Environmental Prediction)
NOAA Cơ quan khí quyển và đại dương quốc gia, Mỹ (The National
Oceanic and Atmospheric Administration)
5
OLR Bức xạ sóng dài đi ra từ đỉnh khí quyển (The Outgoing Longwave
Radiation)
P Pentad
PRECIS Mô hình khí hậu động lực khu vực, Anh (Providing Regional
Climates for Impacts Studies)
U850 Gió vĩ hướng mực 850 hPa
20C3M Thí nghiệm mô phỏng khí hậu thế kỷ 20 được thực hiện trong một
số mô hình
6
MỞ ĐẦU
Việt Nam nằm ở vị trí trung tâm trong khu vực nhiệt đới gió mùa Châu Á
nên khí hậu, thời tiết chịu sự chi phối mạnh mẽ của chế độ gió mùa. Hệ quả của gió
mùa là mưa gió mùa và sự bắt đầu gió mùa mùa hè (GMMH) ở Đông Nam Á nói
chung và Việt Nam nói riêng được đặc trưng bởi sự tăng đột ngột của lượng mưa
nên GMMH có vai trò rất quan trọng đối với thời tiết và khí hậu Việt Nam [5]. Và
do đó có những ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.
Nếu lượng mưa của các tháng trong mùa hè đều đạt trên dưới mức trung bình thì
mưa gió mùa là điều hòa, đảm bảo cho mùa màng và sinh quyển được phát triển
tươi tốt. Trái lại nếu lượng mưa các tháng liên tục bị thiếu hụt hoặc vượt trội so với
trung bình ở mức độ đáng kể thì mùa mưa được xem là biến động mạnh, có thể gây
các thiên tai nguy hại như hạn hán, lũ lụt, mưa lớn, xói mòn…Như vậy, các thiên tai
xảy ra trên lãnh thổ có quan hệ chặt chẽ với diễn biến của gió mùa như thời kỳ bắt
đầu, kết thúc, cường độ của gió mùa, các nhiễu động trong gió mùa…Cũng chính
bởi vì vai trò quan trọng của GMMH nên nghiên cứu về GMMH là vấn đề rất quan
trọng và cần thiết.
Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu diễn ra ngày càng phức tạp có thể dẫn đến sự
phân bố lại năng lượng trên bề mặt, trong đại dương và trong khí quyển trái đất, làm
biến đổi các hệ thống hoàn lưu chung khí quyển và đại dương, dẫn đến sự biến đổi
một số đặc trưng gió mùa như: Hoàn lưu, lượng mưa, ngày bắt đầu, kết thúc, cường
độ… Do vậy, việc nghiên cứu, dự tính các đặc trưng GMMH trong tương lai bằng
các mô hình và kịch bản khác nhau được các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước
quan tâm nhằm đưa ra các giải pháp chiến lược ứng phó với các hiện tượng khí hậu
cực đoan.
Chính bởi vì tầm quan trọng của GMMH đối với nước ta và nhằm cung cấp
thêm thông tin về khả năng biến đổi của GMMH trong tương lai do tác động biến
đổi khí hậu, phục vụ xây dựng các giải pháp ứng phó với các hiện tượng khí hậu
cực đoan, đề tài: “Nghiên cứu dự tính một số đặc trưng gió mùa mùa hè của mô
hình PRECIS” được lựa chọn thực hiện trong luận văn này với hai mục tiêu chính
7
là: 1) Đánh giá được sự biến đổi trong tương lai của một số đặc trưng GMMH trên
khu vực Việt Nam, đặc biệt cho khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ; 2) góp phần tăng
cường khả năng hiểu biết về sự biến đổi của GMMH dưới tác động của biến đổi khí
hậu.
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, bố cục nội dung
của đề tài gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về GMMH. Trong chương này, luận văn trình bày vai
trò GMMH đối với thời tiết, khí hậu Việt Nam, các công trình nghiên cứu trong và
ngoài nước liên quan đến GMMH và tổng quan các chỉ số GMMH được sử dụng
trong nghiên cứu GMMH Châu Á.
Chương 2: Phương pháp và số liệu nghiên cứu. Ở đây, luận văn trình bày sơ
lược về mô hình PRECIS, phương pháp đánh giá, dự tính, và bộ số liệu sử dụng.
Chương 3: Kết quả và thảo luận. Trong chương này, luận văn trình bày, phân
tích đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình PRECIS đối với một số đặc trưng
GMMH và nghiên cứu dự tính một số đặc trưng GMMH bằng mô hình PRECIS.
8
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ GIÓ MÙA MÙA HÈ
1.1. Vai trò của GMMH đối với thời tiết khí hậu, Việt Nam
Việt Nam nằm trong khu vực gió mùa Đông Nam Á điển hình nhất trên thế
giới và chịu tác động của nhiều trung tâm tác động gió mùa khác nhau [6]. Sau khi
GMMH bắt đầu, thời tiết, khí hậu Đông Nam Á trong đó có Việt Nam chịu sự chi
phối bởi hoạt động của hai trung tâm tác động là: Áp thấp Nam Á có tâm ở Ấn Độ-
Pakistan và phần phía tây của áp cao cận nhiệt Tây Bắc Thái Bình Dương, hai trung
tâm này tương tác với nhau và theo từng thời kỳ, thay nhau khống chế và quy định
thời tiết ở Việt Nam [6, 7]. Cho đến nay, nhiều công trình nghiên cứu trong nước đã
chỉ ra vai trò quan trọng của GMMH đối với điều kiện khí hậu, thời tiết Việt Nam:
Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Trọng Hiệu (2004) [8] đã chỉ ra rằng: Gió mùa
tây nam (GMTN) trong một số trường hợp có thể gây ra thời tiết gió tây khô nóng ở
phía đông dải Truờng Sơn, chủ yếu là Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ.
Trần Công Minh [6, 7] cũng đã chỉ ra vai trò quan trọng của GMTN đối với
điều kiện khí hậu, thời tiết nước ta:
Các nguồn ẩm vào mùa hè tới lãnh thổ Việt Nam là do dòng khí trong đới
GMTN đưa tới từ Ấn Độ Dương và vịnh Bengal [7].
Vào khoảng cuối tháng IV - đầu tháng V, GMTN mang hơi ẩm tràn tới khu
vực đồng bằng Nam Bộ, Tây Nguyên tạo điều kiện cho sự hình thành mây và mưa
và giảm thiểu nắng nóng khô hạn trên các khu vực này [7].
Từ tháng VI – VIII (chủ yếu giữa và cuối mùa hè), khi rãnh gió mùa liên kết
với giải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) trên Biển Đông là một, tạo điều kiện cho bão hoạt
động mạnh trên Biển Đông, đổ bộ vào Việt Nam và có thể gây mưa lớn cho cả miền
Bắc và miền Nam [7]. Ngoài ra, vào các tháng VI, VII, VIII, GMTN cũng lan tới
miền Bắc Việt Nam và Nam Trung Quốc đã gây mưa sớm ở vùng khí hậu Tây Bắc,
phía tây Hoàng Liên Sơn vào tháng VI [6].
9
Tác giả cũng chỉ ra rằng [7]: GMTN là một trong các nguyên nhân gây cực
đại mưa lũ ở Bắc Bộ (VIII), Bắc Trung Bộ (IX) và Tây Nguyên, Nam Bộ (X) do
ITCZ ở Việt Nam và Biển Đông hình thành bởi GMTN và tín phong đông nam hay
đông thổi từ phần hướng về phía xích đạo của áp cao cận nhiệt Tây Thái Bình
Dương.
Trong nghiên cứu: “ảnh huởng của gió mùa Á – Úc đến thời tiết, khí hậu
Việt Nam”, tác giả Nguyễn Viết Lành (2007) cũng chỉ ra rằng: GMTN có vai trò rất
lớn đối với chế độ mưa và nhiệt ở nước ta [3]:
- Đối với chế độ mưa, tác giả đã cho thấy rằng:
Ở miền Bắc, mưa vừa và mưa to trong mùa hè gắn liền với hoạt động của
rãnh gió mùa và ITCZ. Ở Nam Bộ và Tây Nguyên, mưa mùa hè chủ yếu là do
GMTN và ITCZ gây ra. Ở ven biển Trung Bộ, cực đại mưa tháng V (mưa tiểu mãn)
cũng là kết quả của sự tương tác giữa hệ thống GMTN trong giai đoạn bắt đầu đang
mạnh dần lên với các đợt không khí lạnh lục địa cuối mùa còn có khả năng xâm
nhập sâu xuống khu vực này. Còn cực đại mưa tháng X là do sự kết hợp của tín
phong hướng đông với GMTN.
- Đối với nhiệt độ, tác giả cũng chỉ ra rằng: GMTN không phải bao giờ cũng
gây ra thời tiết nắng nóng hay thời tiết có nhiệt độ cao. Hiện tượng phơn, đặc biệt là
các đợt nắng nóng, xảy ra trong những ngày có gió mùa tây nam do các dãy núi
Hoàng Liên Sơn, Trường Sơn gây ra không phải bao giờ cũng do GMTN.
Như vậy, GMMH mà ở nước ta chủ yếu là GMTN không chỉ phức tạp mà
còn có vai trò rất quan trọng đối với điều kiện thời tiết ở Việt Nam cũng như các
nước trong khu vực gió mùa Châu Á. Do đó, trong khuôn khổ của luận văn, chỉ tập
trung nghiên cứu GMTN. Hệ thống gió mùa này sẽ bao gồm hai khối khí cơ bản là:
Không khí nhiệt đới biển Bắc Ấn Độ Dương và không khí xích đạo bắt nguồn từ
Nam Thái Bình Dương và một phần từ bán cầu Nam đi lên [14].
10
1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước và trên thế giới
1.2.1. Trên thế giới
Cho đến nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về một số đặc
trưng GMMH trên các tiểu hệ thống của GMMH Châu Á liên tiếp được thực hiện
dựa trên các chỉ tiêu và phương pháp khác nhau.
Liang và ccs. (1999) [24] đã đề xuất chỉ số GMMH cho khu vực Biển Đông
sử dụng gió mực 850 hPa của NCEP và bức xạ sóng dài để nghiên cứu sự biến động
ngày bắt đầu và cường độ GMMH trên khu vực này. Tác giả đã chỉ ra được sự biến
động mùa của GMMH có đặc trưng của dạng hai đỉnh và sự biến động trên năm về
cường độ và thời gian bắt đầu GMMH có mối liên hệ với chuẩn sai nhiệt độ bề mặt
biển. Tuy nhiên khác với nhiều nghiên cứu, tác giả đã chỉ ra: GMMH sẽ bắt đầu
sớm hơn, mạnh hơn trong những năm El Nino và bắt đầu muộn hơn, yếu hơn trong
những năm La Nina.
Zhang và ccs. (2002) [42] đã tiến hành nghiên cứu ngày bắt đầu GMMH trên
khu vực bán đảo Đông Dương với số liệu sử dụng là lượng mưa ngày tại 30 trạm
quan trắc và bộ số liệu tái phân tích ngày của NCEP/NCAR trong thời kỳ 1951 –
1996. Để xác định ngày bắt đầu GMMH cho từng năm riêng lẻ theo quan trắc trên
khu vực này, tác giả đã quy ước ngày bắt đầu GMMH là ngày mà lượng mưa trung
bình trượt 5 ngày của lượng mưa trung bình khu vực (Hình 1.1) thỏa mãn đồng thời
hai chỉ tiêu: (1) Lượng mưa ngày > 5 mm/ngày và duy trì liên tục trong 5 ngày; (2)
trong 20 ngày liên tiếp kể từ ngày thỏa mãn chỉ tiêu (1) có hơn 10 ngày mà lượng
mưa lớn hơn 5mm/ngày. Nghiên cứu cho thấy: Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực
bán đảo Đông Dương là ngày 9/V với độ lệch tiêu chuẩn 12 ngày. Ngày bắt đầu
được đặc trưng bởi sự phát triển về phía đông bắc của gió tây nam mực thấp trên
khu vực Ấn Độ Dương và sự tăng cường, mở rộng về phía bắc của đối lưu nhiệt đới
từ đảo Sumatra. Các kết quả bước đầu nghiên cứu của tác giả cũng chỉ ra: Ngày bắt
đầu có quan hệ mật thiết với El Nino và La Nina, GMMH bắt đầu sớm trong các
năm La Nina và xuất hiện muộn trong các năm El Nino.
11
Hình 1.1. Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa ngày trung bình thời kỳ 1951 –
1996 trên khu vực bán đảo Đông Dương [42]
Sau nghiên cứu về sự biến động thời gian bắt đầu và cường độ của GMMH
trên khu vực Biển Đông được thực hiện bởi Liang và ccs. (1999) thì Wang và ccs.
(2004) [34] đã đề xuất chỉ số hoàn lưu GMMH Biển Đông chỉ dựa vào U850 hPa
(SCSSM) để xác định ngày bắt đầu GMMH. Các kết quả tính toán, phân tích của
tác giả đã chỉ ra được ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Biển Đông đại diện cho
ngày bắt đầu GMMH Đông Á quy mô lớn, bao gồm 2 giai đoạn cơ bản: Giai đoạn
đầu tiên là giai đoạn bắt đầu GMMH trên khu vực Biển Đông, giai đoạn thứ hai là
giai đoạn bắt đầu mùa mưa Baiu và Mei –yu trên khu vực Nhật Bản và Trung Quốc.
Nghiên cứu cũng cho thấy: Chỉ số SCSSM không chỉ mô tả được sự thiết lập đột
ngột của GMTN trên khu vực Biển Đông mà còn mô tả được sự bắt đầu của mùa
mưa ở vùng bắc và trung Biển Đông và chỉ số này đại diện rất tốt cho thành phần
chi phối của GMMH Đông Á.
Không chỉ đối với các tiểu hệ thống của GMMH Châu Á mà các nghiên cứu
về sự dịch chuyển theo mùa, đặc điểm mùa mưa của hệ thống gió mùa Châu Á -
Thái Bình Dương cũng như nghiên cứu ngày bắt đầu, kết thúc gió mùa cho toàn cầu
bước đầu được thực hiện.
Qian và Lee (2000) [27] đã tiến hành nghiên cứu sự dịch chuyển theo mùa
của GMMH Châu Á thông qua việc phân chia các khu vực gió mùa. Số liệu sử dụng
12
bao gồm: Bộ số liệu mưa CMAP (2,5o x 2,5
o), số liệu BT (The upper-tropospheric
water vapour band brightness temperature - Nhiệt độ sáng hơi nước ở đỉnh tầng đối
lưu) và OLR của NOAA, gió mực 700 hPa, 850 hPa (2,5o x 2,5
o) của NCEP và
Trung tâm Khí tượng quốc gia Hoa Kỳ, và số liệu lượng mưa ngày trên khu vực
Hàn Quốc trong giai đoạn 1980 – 1995. Dựa trên các phân tích về hoàn lưu mực
thấp và nhiệt độ sáng của nhánh hơi nước ở đỉnh tầng đối lưu, các tác giả đã phân
chia khu vực GMMH Châu Á thành 6 tiểu vùng khu vực gió mùa gắn kết với nhau:
Bán đảo Đông Dương, Biển Đông, Nam Á, đông cao nguyên Tây Tạng, Đông Á, và
Đông Bắc Á. Tác giả cũng đưa ra các chỉ tiêu xác định pentad (P) bắt đầu GMMH
theo quan điểm đối lưu sâu trên các khu vực, là pentad thỏa mãn: Nhiệt độ sáng nhỏ
hơn 244 K, lượng mưa lớn hơn 5 – 6 mm/ngày; OLR nhỏ hơn 230 W/m2, U850 hPa
chuyển từ gió đông sang gió tây. Các kết quả tính toán của tác giả đã chỉ ra được
khu vực bán đảo Đông Dương là nơi có ngày bắt đầu GMMH sớm nhất trên khu
vực Châu Á, cuối tháng IV đến giữa tháng V (P24 – P27).
Wang và LinHo (2002) [33] tiến hành nghiên cứu đặc điểm mùa mưa của gió
mùa Châu Á – Thái Bình Dương dựa trên bộ số liệu mưa CMAP và gió ngày mực
850 hPa của NCEP/NCAR với độ phân giải 2,5o x 2,5
o trong thời kỳ 1979 – 1998.
Để xác định miền, ngày bắt đầu, kết thúc, cao điểm của mùa mưa GMMH, các tác
giả đã tính toán cường độ mưa trung bình hậu tương đối: i i JANRR R R (i =
1,2,….,73), trong đó iR là giá trị lượng mưa trung bình hậu thứ i,
JANR là lượng mưa
trung bình tháng I. Hậu bắt đầu được định nghĩa là hậu có lượng mưa lớn hơn 5
mm/ngày và hậu kết thúc được định nghĩa là hậu có lượng mưa nhỏ hơn 5
mm/ngày. Với số liệu và phương pháp như trên, các tác giả đã cho thấy: Sự bắt đầu
quy mô lớn của mùa mưa gió mùa Châu Á bao gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu tiên
bắt đầu với với lượng mưa dâng lên trên khu vực Biển Đông vào giữa tháng V, sau
đó thiết lập một dải mưa gió mùa quy mô hành tinh kéo dài từ vùng ven biển phía
nam Châu Á (biển Ả Rập, vịnh Bengal, và Biển Đông) đến vùng cận nhiệt đới Tây
Bắc Thái Bình Dương; giai đoạn thứ 2: Dải mưa tiến về phía tây bắc, bắt đầu mùa
13
mưa ở lục địa Ấn Độ, mưa Mei-yu ở Trung Quốc, và mưa Baiu ở Nhật Bản vào đầu
đến giữa tháng VI. Tác giả cũng chỉ ra được: Mùa mưa GMMH Châu Á – Thái
Bình Dương xảy ra sớm nhất từ cuối tháng IV đến đầu tháng V trên khu vực phía
đông nam vịnh Bengal (P23-P24) và bán đảo Đông Dương (P25- P26), sau đó là
khu vực Biển Đông vào giữa tháng V (P27-P28).
Zeng và Lu (2004) [43] đã đề xuất chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (NPWI) để
xác định ngày bắt đầu, kết thúc gió mùa chung cho toàn cầu trong thời kỳ 1988 –
1997 với giá trị ngưỡng là tỷ lệ Golden (0,618). min
max min
WP PWNPWI
PW PW
, trong đó
PW là nước ngưng kết ngày tại mỗi điểm lưới có độ phân giải 1o x 1
o và PWmax và
PWmin là nước ngưng kết ngày cực đại năm và cực tiểu năm trong 10 năm tại mỗi
điểm lưới. Đây là lần đầu tiên, ngày bắt đầu và kết thúc GMMH được xác định
chung cho toàn cầu sử dụng một biến duy nhất là số liệu nước ngưng kết ngày toàn
cầu có độ phân giải 1o x 1
o. Với chỉ số này, các tác giả đã chỉ ra được ngày bắt đầu
và kết thúc GMMH ở các khu vực Châu Á, Đông Á, Nam Mỹ, Bắc Phi, Úc và
Indonesia, cận nhiệt đới Nam Mỹ. Đối với khu vực GMMH Châu Á, tác giả chỉ ra
được GMMH xảy ra sớm nhất từ đầu tháng V trên bán đảo Đông Dương (ngày thứ
120 – 130) đến đầu tháng VII trên cao nguyên Tây Tạng (ngày thứ 180) và thời gian
kết thúc GMMH (trừ phía nam đảo Ấn Độ) là từ đầu tháng IX (ngày 250) đến giữa
tháng X (ngày 290 – 300). Tác giả cũng chỉ ra rằng: Khó để phân biệt ngày kết thúc
GMMH và ngày bắt đầu gió mùa mùa đông nên việc xác định ngày kết thúc
GMMH sử dụng các nguồn số liệu khác nhau có thể không đáng tin cậy như ngày
bắt đầu gió mùa và cần có các nghiên cứu sâu hơn.
Trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu diễn ra ngày càng phức tạp có
thể làm biến đổi hoàn lưu quy mô lớn và biến đổi các đặc điểm gió mùa. Với vai trò
quan trọng của GMMH thì các nghiên cứu về GMMH trong bối cảnh biến đổi khí
hậu là hết sức cần thiết và nhận được nhiều sự quan tâm của cộng đồng nghiên cứu.
Uchiyama và Kitoh (2004) [32] đã áp dụng chỉ số tương tự như chỉ số của
Wang và LinHo (2002) để nghiên cứu mùa mưa Baiu – changma – Meiyu trên khu
14
vực Đông Á (Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc) trong bối cảnh ấm lên toàn cầu đã
thu được kết quả là ngày bắt đầu không thay đổi nhiều, nhưng ngày kết thúc bị
chậm rõ ràng ở khu vực gần Nhật Bản. Tuy nhiên, tác giả cũng chỉ ra rằng: Việc sử
dụng đại lượng lượng mưa trung bình hậu tương đối của Wang và LinHo (2002) đôi
khi không xác định được thời gian bắt đầu và kết thúc của mùa mưa mùa hè ở một
phần lớn khu vực Châu Á do độ lệch của mô hình cũng như lượng mưa mùa hè ít
hơn hoặc lượng mưa mùa đông lớn hơn so với quan trắc.
Kitoh và Uchiyama (2006) [21] tiếp tục sử dụng chỉ số chuẩn hóa lượng mưa
tương tự Zeng và Lu (2004) nhưng áp dụng cho lượng mưa để phân tích sự biến đổi
ngày bắt đầu, kết thúc mùa mưa mùa hè Đông Á trong điều kiện ấm lên toàn cầu.
Số liệu tác giả sử dụng là số liệu lượng mưa ngày trong thời kỳ 1981 – 2000 từ kết
quả thí nghiệm mô phỏng khí hậu thế kỷ 20 (20C3M) và số liệu mưa ngày trong
giai đoạn 2081 – 2100 từ kết quả mô phỏng theo kịch bản trung bình A1B bằng 15
mô hình hoàn lưu chung kết hợp đại dương khí quyển từ các quốc gia khác nhau.
Ngoài ra, để đánh giá lượng mưa mô hình, hai bộ số liệu mưa được sử dụng là số
liệu lượng mưa trung bình pentad của CMAP và GPCP_v1 trong giai đoạn 1979 –
2003. Với phương pháp tổ hợp đa mô hình được tính toán dựa trên kỹ năng mô
phỏng lại khí hậu hiện tại so với bộ số liệu quan trắc, kết quả cho thấy: Vào cuối thế
kỷ 21, ngày bắt đầu mùa mưa mùa hè thay đổi tương đối nhỏ so với ngày kết thúc,
ngày kết thúc bị chậm trễ trên khu vực kéo dài từ đảo Đài Loan, đảo Ryukyu đến
phía Nam của Nhật Bản và có một sự kết thúc sớm hơn trên lưu vực sông Dương
Tử. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng: Chuẩn sai áp suất mực biển trung bình cao hơn ở
vùng nhiệt đới Tây Thái Bình Dương có thể liên quan đến sự kết thúc muộn của
mùa mưa này.
Shi và ccs. (2009) [30] đã tiến hành nghiên cứu dự tính lượng mưa gió mùa
và sự phân bố mưa tương ứng ở miền Đông Trung Quốc vào cuối thế kỷ 21 dựa trên
kịch bản cao A2 bằng mô hình khí hậu khu vực RegCM3 được lồng ghép vào một
mô hình hoàn lưu chung (FvGCM/CCM3). Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng trong
tương lai, lượng mưa có thể tăng lên trên khu vực sông Hoài – sông Hoàng Hà và
15
lượng mưa giảm ở miền Bắc Trung Quốc, nhưng lượng mưa thay đổi không đáng
kể trên vùng hạ lưu của lưu vực sông Dương Tử. Bên cạnh các kết quả đạt được, tác
giả cũng đã chỉ ra các vấn đề tồn tại dẫn đến tính không chắc chắn trong nghiên cứu
của mình như: Mô hình RegCM3 chỉ nắm bắt được tốt sự phân bố không gian của
lượng mưa trung bình ở quy mô vừa, nhưng nó không thể mô phỏng tốt sự hình
thành đới mưa gió mùa cũng như sự biến đổi trên năm của quy mô tháng. Ngoài ra,
sai số trong mô phỏng tần suất xuất hiện của các dạng phân bố và sự biến đổi tự
nhiên cũng đã làm tăng tính không chắc chắn.
Sun và Ding (2010) [31] đã tiến hành nghiên cứu: “Dự tính sự biến đổi của
mưa mùa hè và GMMH trên khu vực Đông Á trong thế kỷ 21 so với thời kỳ chuẩn
1980 - 1999” bằng phương pháp tổ hợp đa mô hình với khu vực được tác giả lựa
chọn để nghiên cứu là miền Đông Trung Quốc (22,5°– 45°N, 110°–120°E). Số liệu
được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm: Số liệu tháng mô phỏng thời kỳ 2010
– 2099 của 19 mô hình khí hậu từ các trung tâm nghiên cứu của các quốc gia khác
nhau dựa trên kịch bản trung bình A1B; tất cả các số liệu mô hình được nội suy về
lưới có độ phân giải 2,5o x 2,5
o. Số liệu của 19 mô hình và GPCP_v2 có độ phân
giải 2,5o x 2,5
o cũng được sử dụng để phân tích kết quả tổ hợp của 19 mô hình trong
việc mô phỏng lại lượng mưa thời kỳ 1979 – 1999. Để phân tích chuỗi biến đổi thời
gian 2010 - 2099 của hoàn lưu (mực 850 hPa và 100 hPa), lượng mưa và hơi nước
so với thời kỳ quá khứ, tác giả đã làm trơn chuỗi số liệu bằng cách lấy trung bình
trượt 9 năm. Thông qua việc phân tích sự biến đổi của lượng mưa, hoàn lưu, hơi
nước trong thế kỷ 21 so với thời kỳ quá khứ theo không gian, thời gian và tính toán
sự biến đổi của chỉ số hoàn lưu gió kinh hướng mực 1000 hPa của Lu và Chan
(1999), đại diện cho khu vực Đông Á tác giả đã cho thấy: Lượng mưa và hoàn lưu
GMMH ở khu vực Đông Á sẽ tăng lên trong thế kỷ 21 và trải qua hai giai đoạn với
một sự tăng mạnh sau những năm 2040, đặc biệt hoàn lưu gió mùa sẽ tăng mạnh
vào trước thời điểm cuối thế kỷ 21 do sự tăng cường gió tây nam ở rìa phía bắc của
xoáy nghịch trên khu vực Tây Thái Bình Dương và Biển Đông ở mực thấp và sự
tăng cường gió Đông Bắc ở rìa phía đông của xoáy nghịch trên khu vực Nam Á ở
16
mực cao. Hơi nước vận chuyển theo hướng Bắc vào Đông Trung Quốc được tăng
cường và hiển thị một sự tăng mạnh xung quanh những năm 2040. Nghiên cứu cũng
chỉ ra rằng: Lượng mưa tăng lên trên khu vực Đông Á được gây nên bởi sự tăng cả
hoàn lưu gió mùa và hơi nước, đây là sự khác biệt lớn so với khu vực Nam Á. Cả về
các biến nhiệt lực và động lực học sẽ tăng phát triển liên tục phù hợp với sự ấm lên
toàn cầu ở khu vực Đông Á, các luồng không khí GMTN được tăng cường tương
ứng với hơi nước và vận chuyển ẩm tây nam tăng lên.
Zhang (2010) [40] đã cải tiến phương pháp của Zeng và Lu (2004) bằng cách
kết hợp nước ngưng kết với hệ thống hoàn lưu gió mùa trong việc xác định ngày bắt
đầu và kết thúc hệ thống gió mùa Á - Úc. Zhang cho rằng bằng cách kết hợp cả điều
kiện gió và ẩm, người ta có thể mong đợi một mô tả tốt hơn hệ thống gió mùa. Do
vậy, Zhang đã sửa đổi phương pháp của Zeng và Lu (2004) bằng cách xem xét sâu
hơn nữa sự đảo ngược theo mùa của hoàn lưu gió mực 850hPa với bộ số liệu tác giả
sử dụng là số liệu tái phân tích ngày và tháng ERA-40 trong thời kỳ 1958 – 2001.
Để xem xét sự biến đổi trong tương lai của ngày bắt đầu và thời gian mùa GMMH
Châu Á và Châu Úc, tác giả đã phân tích kết quả từ hai thí nghiệm sử dụng mô hình
GFDL-CM2.0 (Geophysical Fluid Dynamics Laboratory – Phòng thí nghiệm địa vật
lý động lực học chất lỏng): Thí nghiệm 1 thực hiện mô phỏng lại khí hậu hiện tại
thời kỳ 1986 – 1995 (20C3M), thí nghiệm 2 thực hiện mô phỏng cho giai đoạn
tương lai (2086 – 2095) với kịch bản phát thải cao A2. Kết quả cho thấy, ấm lên
toàn cầu có có thể làm thay đổi các đặc điểm gió mùa: Ngày bắt đầu gió mùa xảy ra
sớm hơn trên hầu hết các khu vực (Khoảng 10 ngày ở Bán đảo Đông Dương) nhưng
sự thay đổi về thời gian kéo dài giai đoạn gió mùa là khác nhau giữa các khu vực. Ở
Châu Á, thời gian xảy ra gió mùa tăng lên ở phía tây bắc, nhưng giảm ở phía đông
bắc và một số khu vực trong đất liền. Ở Châu Úc, GMMH có sự thâm nhập về phía
Nam sâu hơn trong điều kiện ấm lên toàn cầu.
Inoue và Ueda (2011) [17] đã tiến hành nghiên cứu sự biến đổi của ngày bắt
đầu GMMH Châu Á trong thế kỷ 21 so với thời kỳ 1981 – 1999 bằng phương pháp
tổ hợp đa mô hình sử dụng thông tin gió vĩ hướng mực 850 hPa. Số liệu sử dụng là
17
số liệu gió ngày thời kỳ 1981 – 1999 của 20C3M và số liệu gió ngày giai đoạn 2081
– 2099 dựa trên kịch bản trung bình A1B từ 19 mô hình hoàn lưu chung kết hợp đại
dương khí quyển thuộc dự án CMIP3. Để tính toán tổ hợp, số liệu từ các mô hình đã
được nội suy về cùng lưới có độ phân giải 2,5o x 2,5
o. Tại mỗi điểm lưới, tác giả đã
sử dụng chỉ tiêu xác định ngày bắt đầu GMMH là ngày mà U850 hPa chuyển từ gió
đông sang gió tây trong khoảng từ tháng III đến tháng VII. Với phương pháp và số
liệu trên, tác giả đã chỉ ra được ngày bắt đầu GMMH trên vịnh Bengal, bán đảo
Đông Dương và Biển Đông vào cuối thế kỷ 21 sẽ bị chậm trễ 5 đến 10 ngày so với
những ngày cuối cùng của thế kỷ 20. Sự biến đổi này có thể liên quan đến sự chậm
trễ của việc đảo chiều của gradient nhiệt kinh hướng ở đỉnh tầng đối lưu giữa lục
địa Á – Âu và phía bắc Ấn Độ Dương.
Các kết quả nghiên cứu gần đây nhất về sự biến đổi của một số đặc trưng
GMMH trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu có thể kể đến như: Zhang và ccs.
(2012), Qing (2012), Rahmat và ccs. (2014).
Zhang và ccs. (2012) [41] đã tiếp tục áp dụng phương pháp của Zhang
(2010) để nghiên cứu sự biến đổi tiềm tàng của ngày bắt đầu, kết thúc và thời gian
kéo dài mùa GMMH Châu Á được mô phỏng bằng 13 mô hình AR4 vào cuối thế kỷ
21. Để dự tính sự biến đổi trong tương lai của các đặc trưng trên, các tác giả đã so
sánh sự khác biệt trung bình giữa kết quả mô phỏng thời kỳ 1981 – 2000 từ 20C3M
và kết quả mô phỏng giai đoạn 2081 – 2100 dựa trên kịch bản phát thải trung bình
A1B và kịch bản phát thải cao A2. Số liệu tái phân tích ERA-40 bao gồm gió mực
850 hPa và nước ngưng kết ngày được tác giả sử dụng để đánh giá khả năng mô
phỏng lại khí hậu hiện tại của mô hình. Tuy nhiên các kết quả mà các tác giả nhận
được về sự biến đổi ngày bắt đầu, kết thúc, giai đoạn kéo dài GMMH trong bối cảnh
biến đổi khí hậu có một số đặc điểm khác so với kết quả mà Zhang đã thực hiện
trong nghiên cứu năm 2010. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, sự biến đổi ngày bắt
đầu và thời gian kéo dài giai đoạn GMMH chỉ vừa phải (khoảng 3 – 10 ngày). Ở
vùng nhiệt đới Ấn Độ Dương, lục địa biển và bán đảo Đông Dương, ngày bắt đầu
gió mùa bị trì hoãn và thời gian kéo dài ngắn hơn, trong khi ở phía tây bắc Thái
18
Bình Dương, ngày bắt đầu sớm hơn và thời gian kéo dài mùa gió mùa dài hơn. Sự
chậm đi đáng kể ngày bắt đầu GMMH và thời gian kéo dài ngắn hơn có quan hệ với
sự ấm lên ở bờ đông và vùng trung tâm Thái Bình Dương và sự giảm gió tây ở phía
tây của vùng bể nóng. Các tác giả cũng chỉ ra được rằng: Sự tăng nước ngưng kết
kết hợp với sự ấm lên toàn cầu không thay đổi lượng mưa gió mùa và mùa hoàn lưu
gió mùa nhiều nhưng chúng có thể làm tăng cường độ mưa một khi GMMH bắt
đầu.
Qing (2012) [26] đã tiến hành nghiên cứu GMMH Châu Á dựa trên các
đường phân bố nồng độ khí nhà kính đại diện RCP4.5 và RCP8.5 của AR5. Để dự
tính sự biến đổi của GMMH Châu Á trong giai đoạn 2081 – 2100 so với thời kỳ
1986 - 2005, Qing đã sử dụng các kết quả thí nghiệm của dự án CMIP5 với hệ
thống mô hình FGOALS_s2 (the Flexible Global Ocean – Atmosphere – Land
System Model). Trong nghiên cứu này, để thu được dạng phân bố sự biến đổi trên
năm đầu tiên của GMMH Đông Á, tác giả đã áp dụng phép phân tích trực giao đa
biến cho bốn yếu tố: Lượng mưa quan trắc, áp suất mực biển, các đới gió theo
phương kinh tuyến và vĩ tuyến ở mực 850 hPa. Bộ số liệu sử dụng để đánh giá mô
hình bao gồm: U850 hPa của NCEP/NCAR, lượng mưa GPCP, và bộ số liệu nhiệt
độ bề mặt biển từ trung tâm Hadley của tổ chức khí tượng Anh. Kết quả nghiên cứu
cho thấy: Cả GMMH Đông Á và GMMH Nam Á được tăng cường trong khí hậu
của chúng, biểu hiện thông qua sự tăng lượng mưa mùa hè và sự tăng dòng Jet phía
tây mực thấp. Ngày bắt đầu GMMH xảy ra bột phát hơn và không có sự thay đổi
nhiều về thời gian bắt đầu GMMH Đông Á. Theo các kịch bản, sau khi gió mùa
Đông Á bắt đầu, GMMH Đông Á tiến về phía bắc xa hơn so với trong quá khứ.
Ngoài ra, sự phân tích hệ số tương quan cũng cho thấy mối quan hệ giữa GMMH
Đông Á và ENSO được tăng cường đáng kể trong các dự tính tương lai.
Rahmat và ccs. (2014) [28] đã tiến hành nghiên cứu dự tính sự biến đổi của
GMTN trong các giai đoạn 2031 – 2060, 2071 - 2100 so với thời kỳ chuẩn 1971 –
2000 bằng mô hình PRECIS với độ phân giải 25 km trên khu vực Đông Nam Á. Mô
hình được điều khiển bởi 5 thành phần điều kiện biên, điều kiện ban đầu khác nhau
19
của mô hình toàn cầu HadCM3 (HadCM3Q0, HadCM3Q3, HadCM3Q10,
HadCM3Q11, HadCM3Q13 - Anh), và mô hình ECHAM5 của viện Max Planck
(Đức) dựa trên kịch bản trung bình A1B. Bộ số liệu mưa APHRODITE (0,25o x
0,25o) và gió mực 200 hPa, 850 hPa của ERA-40 được sử dụng để đánh giá khả
năng mô phỏng mưa và hoàn lưu gió của mô hình cho thời kỳ chuẩn. Các tác giả đã
chỉ ra rằng: Trong thời gian hoạt động của GMMH trên khu vực Đông Nam Á
(tháng VI – IX), lượng mưa trong thế kỷ 21 được dự tính là tăng lên ở phần phía
bắc (từ vĩ tuyến 20oN trở ra), giảm đi ở phía nam của khu vực với mức tăng vào
giữa thế kỷ là ít hơn so với cuối thế kỷ. Nghiên cứu cũng chỉ ra: Gió tây mực 850
hPa được tăng cường vào cuối thế kỷ 21 với mức tăng ở các vĩ độ cao nhiều hơn vĩ
độ thấp trong mùa hoạt động của GMTN.
Như vậy, đã có rất nhiều nghiên cứu về GMMH Châu Á được thực hiện trên
quy mô toàn cầu và khu vực sử dụng các chỉ tiêu cũng như phương pháp khoa học
khác nhau. Các nghiên cứu không chỉ dừng lại ở sự đánh giá các đặc trưng gió mùa
mà đã bước đầu phân tích sự biến đổi tiềm tàng cũng như các nguyên nhân dẫn đến
sự biến đổi của một số đặc trưng GMMH Châu Á trong bối cảnh biến đổi khí hậu.
1.2.2. Trong nước
Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về GMMH, trong đó các nghiên cứu
chủ yếu tập trung phân tích hoạt động của GMMH và phân tích mối quan hệ giữa
GMMH và ENSO trên khu vực Nam Bộ cũng như đề xuất các chỉ số gió mùa
(CSGM) phù hợp để nghiên cứu hoạt động GMMH trên khu vực này. Một số
nghiên cứu chỉ ra các CSGM có quan hệ tốt với diễn biến khí hậu Việt Nam mà đặc
biệt là mưa và bước đầu sử dụng các mô hình động lực để xác định các đặc trưng cơ
bản và cơ chế nhiệt động lực của quá trình bùng nổ GMMH.
Nguyễn Thị Hiền Thuận (2001) [12] đã sử dụng số liệu gió mực 850 hPa
(2,5o x 2,5
o) từ cơ sở dữ liệu nhiệt đới của Trung tâm nghiên cứu thuộc Cơ quan khí
tượng Úc để tiến hành nghiên cứu GMTN trong thời kỳ đầu mùa ở Tây Nguyên và
Nam Bộ. Tác giả đã xác định ngày bắt đầu GMTN trên cơ sở phân tích số liệu gió,
20
tính ổn định, liên tục và độ dày của lớp gió lệch tây. Kết quả cho thấy: Có thể sử
dụng gió mực 850 hPa để nghiên cứu ngày bắt đầu GMMH trên khu vực này. Gió
tây nam trên vùng đông nam vịnh Bengal ngoài khơi của Ấn Độ thường hình thành
và phát triển sớm hơn vùng phía Nam Việt Nam khoảng trên 10 ngày. Đặc biệt, sự
hình thành các nhiễu động trên vùng Bengal hay hoạt động của dải thấp xích đạo
thường kéo theo những đợt gió mùa bộc phát. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng: Việc
kết hợp giữa các chỉ tiêu về gió và mưa cho thời kỳ bắt đầu mùa mưa cần được
nghiên cứu sâu hơn.
Nguyễn Thị Hiền Thuận (2006) [13] sử dụng số liệu quan trắc mưa ngày kết
hợp với số liệu của các trung tâm quốc tế khác nhau bao gồm: Số liệu mưa CMAP,
OLR của NOAA, khí áp mực biển và gió mực 850 hPa của NCEP/NCAR với độ
phân giải 2,5o x 2,5
o để nghiên cứu về hoạt động của GMMH trên khu vực Nam Bộ.
Trên cơ sở tính toán pentad của các đặc trưng trung bình khu vực Nam Bộ, tác giả
chỉ ra rằng: OLR có diễn biến ngược với lượng mưa và U850 hPa. Ngoài ra, tác giả
cho thấy: Nếu lấy ngưỡng lượng mưa quan trắc lớn hơn hoặc bằng 5 mm/ngày là
ngưỡng bắt đầu mùa mưa và U850 ≥ 1 m/s là ngưỡng bắt đầu GMMH thì ngày bắt
đầu mùa mưa gần trùng khớp với ngày bắt đầu gió mùa (P27 - P28) và có sự khác
biệt đối với ngày kết thúc; ngày kết thúc mùa mưa ở khu vực Nam Bộ muộn hơn so
với ngày kết thúc GMMH. Như vậy, các kết quả nghiên cứu của tác giả đã chỉ ra
rằng: Có thể sử dụng chỉ tiêu kết hợp giữa lượng mưa và thành phần gió vĩ hướng
mực 850 hPa để xác định ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ.
Cũng trong năm 2006, trên cơ sở xem xét mối quan hệ giữa trường gió trên
các mực thấp của tầng đối lưu với lượng mưa trung bình khu vực Nam Bộ trong
những tháng GMMH, Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Thị Hiền Thuận [9] đã đề xuất
chỉ số hoàn lưu (CSHL) dựa trên thành phần U850 hPa để nghiên cứu tính biến
động của GMMH ở khu vực này và mối quan hệ giữa gió mùa và ENSO. Bộ số liệu
tác giả sử dụng là số liệu tháng có độ phân giải 2,5o x 2,5
o bao gồm: Số liệu mưa
CMAP và số liệu gió mực 1000 hPa, 850 hPa của NCEP/NCAR. Kết quả cho thấy:
CSHL đã đánh giá được hoạt động của GMMH trên các khu vực này và xác định
21
được mối quan hệ giữa gió mùa và ENSO. Trong những năm gió mùa yếu thường
trùng với thời kỳ El Nino, còn những năm gió mùa mạnh trùng với năm La Nina
hoặc trung tính; không có năm El Nino nào có gió mùa mạnh.
Trần Việt Liễn (2008) [4] đã chỉ ra được GMMH trên khu vực nước ta bắt
đầu trung bình vào hậu 28 (16 – 20/V) và kết thúc khoảng hậu 58 (13 – 17/X) hàng
năm. Thông qua việc tính toán hệ số tương quan giữa các CSGM và số liệu mưa của
175 trạm của cả nước, tác giả bước đầu xem xét được các CSGM có quan hệ tốt với
diễn biến của khí hậu Việt Nam, đặc biệt là mưa nhằm phục vụ yêu cầu nghiên cứu
dự báo gió mùa. Bộ số liệu được tác giả sử dụng trong nghiên cứu để tính các
CSGM là bộ số liệu của NCEP/NCAR (1961 – 2000) bao gồm các trường: gió mực
850 hPa, 200 hPa và OLR. Các kết quả tính toán của tác giả cũng cho thấy: Các
CSGM chỉ dựa vào gió vĩ hướng một khu vực của mặt 850 mb có khả năng phản
ánh sát hơn diễn biến và ảnh hưởng của gió mùa trên các khu vực nhỏ, có cơ chế tác
động phức tạp.
Phạm Xuân Thành và ccs. (2010) [11] đã tiến hành nghiên cứu: “Ngày bắt
đầu GMMH trên khu vực miền Nam Việt Nam và đánh giá khả năng dự báo của nó
trong quá khứ” trong giai đoạn 1979 – 2004. Bộ số liệu tác giả sử dụng là số liệu
lượng mưa ngày tại 6 trạm quan trắc: Bảo Lộc, Tây Ninh, Tân Sơn Nhất, Cần Thơ,
Rạch Giá, Cà Mau; OLR của NOAA; và bộ số liệu của NCEP/DOE II (Department
of Energy Reanalysis 2) bao gồm các trường: Gió mực 1000 hPa, năng lượng tĩnh
ẩm, áp suất mực biển trung bình. Độ phân giải của các bộ số liệu là 2,5o x 2,5
o. Để
xác định được ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ tác giả đã tính trung bình
trượt 5 ngày của lượng mưa ngày trung bình trên khu vực này và theo tác giả ngày
bắt đầu GMMH (sau khi đã tính trung bình trượt) là ngày: Lượng mưa lớn hơn 5
mm/ngày; gió vĩ hướng ngày mực 1000 hPa lớn hơn 0,5 m/s; cả hai điều kiện gió và
mưa đều phải thỏa mãn 5 ngày liên tiếp. Với số liệu và phương pháp trên tác giả đã
chỉ ra được: Ngày bắt đầu GMMH ở miền Nam Việt Nam dao động trong khoảng
từ cuối tháng IV đến đầu tháng VI và tính trung bình là xảy ra vào ngày 12/V với độ
lệch tiêu chuẩn là 11,6 ngày. Ngày bắt đầu GMMH được đặc trưng bởi sự chuyển từ
22
gió đông sang gió tây của thành phần gió vĩ hướng mực 1000 hPa kết hợp với phần
mở rộng về phía bắc của ổ đối lưu sâu từ Sumatra. Kết quả cũng cho thấy: Ngày bắt
đầu GMMH có quan hệ chặt chẽ với sự phát triển của các điều kiện khí quyển. Mặc
dù đạt được những kết quả nhất định nhưng tác giả vẫn chưa đánh giá đến hệ quả
mưa mùa hè của GMMH trên khu vực Nam Bộ trong nghiên cứu này.
Trần Quang Đức (2011) [1] đã sử dụng số liệu U850 hPa của NCAR/NCEP
để nghiên cứu một số đặc trưng GMMH cơ bản trên khu vực Việt Nam trong thời
kỳ 1950 – 2010. Kết quả cho thấy: Ngày bắt đầu và kết thúc GMMH càng ngày
càng dịch chuyển về đầu năm, với mức trung bình khoảng hơn 5 ngày đối với ngày
bắt đầu và hơn 3 ngày đối với kết thúc trong 50 năm; số nhịp gió mùa tăng lên và
cường độ gió mùa giảm đi trong 50 năm qua.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu về cơ chế nhiệt động lực của quá trình bùng nổ
GMMH chưa nhiều. Nghiên cứu bước đầu được thực hiện bởi tác giả Nguyễn Minh
Trường và ccs. (2012) [15] trong việc sử dụng mô hình RAMS để mô phỏng sự phát
triển của hoàn lưu khí quyển quy mô lớn thời kì bùng nổ GMMH khu vực Nam Bộ
nhằm xác định những đặc trưng cơ bản và cơ chế nhiệt động lực của quá trình bùng
nổ gió mùa. Tác giả đã chỉ ra được khu vực Nam Bộ là một trong những vùng hình
thành GMMH sớm đầu tiên của Châu Á, sự hình thành này diễn ra cùng thời điểm
với vịnh Bengal và Biển Đông. Sự bùng nổ GMMH trên khu vực Nam Bộ thường
gắn liền với sự hình thành của xoáy kép mực thấp tại Sri Lanka và sự tăng cường
của gió tây nhiệt đới khu vực biển xích đạo phía nam vịnh Bengal. Tác giả cũng thử
nghiệm đưa ra 3 chỉ số: Chỉ số gió tây, chỉ số mưa và chỉ số gradient nhiệt độ trong
việc xác định thời điểm bùng nổ GMMH trên khu vực Nam Bộ. Kết quả cho thấy:
Các chỉ số này đều cho thời điểm bùng nổ GMMH tương đối gần nhau, nhưng chỉ
số gió tây là chỉ số tối ưu nhất vừa phản ánh được đặc trưng của hoàn lưu quy mô
lớn, vừa có tương quan rất tốt với trường mưa.
Trong nghiên cứu gần đây nhất: “Dự tính khí hậu độ phân giải cao cho Việt
Nam”, Nguyễn Kim Chi và ccs. (2014) [20] đã sử dụng số liệu lượng mưa ngày tại
23
các trạm quan trắc và U850 hPa của NCEP R-2 để xác định ngày bắt đầu GMMH
trên các khu vực Việt Nam trong giai đoạn 1980 – 2000. Tác giả đã tính toán trung
bình trượt 5 ngày của lượng mưa ngày và gió vĩ hướng ngày mực 850 hPa trung
bình trên các khu vực Việt Nam và theo tác giả ngày bắt đầu GMMH là ngày thỏa
mãn ba chỉ tiêu sau: (1) lượng mưa trung bình trượt 5 ngày lớn hơn ngưỡng phân vị
thứ 50; (2) trung bình trượt 5 ngày của U850 hPa trở thành gió tây; (3) cả (1) và (2)
phải kéo dài ít nhất 5 ngày liên tiếp. Ngoài ra, tác giả cũng đã sử dụng chỉ tiêu trên
trong các mô hình CCAM (Conformal Cubic Atmospheric Model) để mô phỏng
ngày bắt đầu GMMH trên các khu vực Việt Nam. Kết quả phân tích đã chỉ ra được
ngày bắt đầu GMMH theo quan trắc và mô phỏng của các mô hình CCAM trên 7
vùng khí hậu Việt Nam. Đối với khu vực Nam Bộ, tác giả chỉ ra rằng: Ngày bắt đầu
GMMH theo quan trắc là ngày 20/V với độ lệch chuẩn 13,6 ngày và ngày bắt đầu
GMMH tổ hợp của các mô hình CCAM là ngày 27/V với độ lệch chuẩn 27,6 ngày.
1.3. Tổng quan các CSGM
Có ba loại CSGM cơ bản là chỉ số hoàn lưu, chỉ số mưa và chỉ số đối lưu [4].
- Chỉ số hoàn lưu là chỉ số được xây dựng dựa trên trường gió
- Chỉ số mưa là chỉ số được xây dựng dựa trên lượng mưa trung bình nhiều
năm
- Chỉ số đối lưu là chỉ số được xây dựng dựa trên bức xạ sóng dài đi ra
Hầu hết các nghiên cứu đều sử dụng ba loại chỉ số này. Tuy nhiên, một số
nghiên cứu sử dụng kết hợp giữa trường gió và trường mưa [20, 40]; một số nghiên
cứu khác lại sử dụng trường gió kết hợp với bức xạ sóng dài để làm chỉ tiêu [24]…
Bảng 1.1 tóm tắt các CSGM thường được sử dụng trong nghiên cứu về
GMMH Châu Á:
24
Bảng 1.1. Bảng tổng hợp các CSGM đã được sử dụng trong các nghiên cứu
hệ thống gió mùa Châu Á [4, 23]
Tên chỉ
số
Dạng chỉ
số
Miền áp
dụng Xác định Tác giả
AIMR Mưa Ấn Độ Lượng mưa toàn Ấn Độ Parthasarathy
(1992)
WYI Hoàn lưu
vĩ hướng
Nhiệt đới
Châu Á
U850-U200
(0-20oN, 40-110
oE)
Weber và Yang
(1992)
DU2
(SEAMI)
Hoàn lưu
vĩ hướng
Đông Nam
Á
U850(5-15oN, 90-130
oE)-
U850(22.5-32.5oN,110-
140oE)
Wang và Fan
(1999)
RM1 Hoàn lưu
kinh hướng Nam Á
(V850 – V200)
(10o – 30
oN, 70 – 110
oE)
Lau và ccs.
(2000)
RM2
(EAMI)
Hoàn lưu
vĩ hướng Đông Á
U200(40-50oN,110-150
oE)-
U200(25-35oN, 110-150
oE)
Lau và ccs.
(2000)
IMI Hoàn lưu
vĩ hướng Nam Á
U850(5-15oN, 40-80
oE)-
U850(20-30oN, 60-90
oE)
Wang và ccs.
(2001)
WNPMI Hoàn lưu
vĩ hướng
Tây Bắc
TBD
U850(5-15oN, 100-130
oE)-
U850(20-30oN, 110-140
oE)
Wang và ccs.
(2001)
AUSMI Hoàn lưu
vĩ hướng Australia U850(0-10
oS,120-150
oE)
McBride và
ccs. (1995)
SCSSM Hoàn lưu
vĩ hướng Biển Đông U850(5-15
oN,105-120
oE)
Wang và ccs.
(2004)
EASMI Hoàn lưu
vĩ hướng
Mùa hè
Đông Á
U850(10-20oN,100-150
oE)-
U850(25-35oN, 100-150
oE)
Zhang và Tao
(1998)
SSI Hoàn lưu
kinh hướng
Ấn Độ
Dương V850(15-30oN,85-100
oE) +
Wang và Fan
(1999)
25
V850(0-15oS,40-55
oE)
MHI
(HSACE
LL)
Hoàn lưu
kinh hướng
Nam Á
(Harley
cell)
V850-V200
(10-30oN, 70-110
oE)
Goswami và
ccs. (1999)
CI1 Đối lưu Bengal OLR(10-25oN, 70-100
oE)
Wang và Fan
(1999)
CI2 Đối lưu Philippin OLR(10-20oN,115-140
oE)
Wang và Fan
(1999)
U850, V850, U200, V200 là thành phần gió vĩ hướng và kinh hướng của vectơ
gió; OLR là phát xạ sóng dài đo từ ngoài khí quyển
Ưu điểm, nhược điểm của một số CSGM
Wang và Fan (1999) [35] cho rằng: Mặc dù chỉ số AIMR là chỉ số tốt thể
hiện cường độ mạnh/yếu của lượng mưa gió mùa trên khu vực Ấn Độ, nhưng nó
chưa thật sự đại diện cho hoàn lưu gió mùa quy mô lớn trên khu vực Nam Á.
Với sự đề xuất chỉ số SCSSMI cho khu vực Biển Đông, Liang và ccs. (1999)
[24] đã chỉ ra được chỉ số này không chỉ mô tả được sự thiết lập đột ngột của
GMTN ở khu vực Biển Đông mà còn mô tả được sự bắt đầu của mùa mưa ở vùng
bắc và trung Biển Đông. Chỉ số gió vĩ hướng ở mực 850 hPa đại diện rất tốt cho
thành phần chi phối của GMMH Đông Á.
Goswami và Wang (2000) [16] chỉ ra được Chỉ số WYI là một chỉ số hữu ích
đại diện cho sự biến động của trung tâm tác động phần phía tây của gió mùa Nam Á
và sự biến động đối lưu của vùng gió mùa Nam Á, bao gồm cả các trung tâm đối
lưu nằm trong vịnh Bengal và vùng lân cận Philippin; và nó có ý nghĩa trong việc
đánh giá mức độ mạnh/yếu của GMMH Nam Á quy mô lớn. Tuy nhiên, nhược
điểm của WYI là nó chỉ phản ánh được hoàn lưu quy mô lớn mà không có khả năng
phản ánh được các đặc điểm quy mô khu vực. Ngoài ra Lau và ccs. (2000) [22]
cũng chỉ ra rằng, chỉ số WYI chỉ có hệ số tương quan rất nhỏ với chỉ số AIMR.
26
Wang và ccs. (2001) [36] đã đề xuất chỉ số gió mùa Ấn Độ (IMI) và chỉ số
GMMH Tây Bắc Thái Bình Dương (WNPMI) dựa trên thành phần gió vĩ hướng ở
mực 850 hPa để nghiên cứu sự biến động của của GMMH ở hai khu vực này. Kết
quả nghiên cứu cho thấy: WNPMI cũng phản ánh được sự biến động của GMMH
Đông Á. Chỉ số IMI không chỉ là chỉ số đại diện tốt cho chuẩn sai lượng mưa trên
khu vực rộng bao gồm: Vịnh Bengal, Ấn Độ và phía đông biển Ả Rập mà nó còn có
quan hệ chặt chẽ với lượng mưa mùa hè toàn Ấn Độ.
Wang và ccs. (2008) [37] đã chỉ ra rằng: Chỉ số DU2 là chỉ số có quan hệ tốt
nhất với thành phần GMMH Đông Á và là một chỉ số tiềm năng trong việc đánh giá
sự biến động của hệ thống gió mùa này. Ngoài ra, các tác giả còn chỉ ra rằng: Chỉ số
DU2 không chỉ là chỉ số tốt đại diện cho các thành phần chính của sự biến động
lượng mưa vùng nhiệt đới, ngoại nhiệt đới và cận nhiệt đới mà còn là chỉ rất tốt đại
diện cho sự biến động gió mùa mực thấp.
Như vậy, việc sử dụng chỉ số mưa, hay chỉ số hoàn lưu hay đối lưu … thì
mỗi chỉ số đều có ưu điểm riêng. Một số chỉ số còn chứa đựng các nhược điểm.
Xuất phát từ các mục đích nghiên cứu cụ thể mà các nhà nghiên cứu lựa chọn các
chỉ số cũng như đề xuất các chỉ số phù hợp cho bài toán của mình.
Từ phần tổng quan trên, luận văn có một số nhận xét sau đây:
GMMH có ảnh hưởng đáng kể đến điều kiện thời tiết và khí hậu Việt Nam,
đặc biệt là khu vực Nam Bộ và Tây Nguyên. Có rất nhiều công trình nghiên cứu
trên thế giới thực hiện nghiên cứu về dự tính các đặc trưng GMMH, đặc biệt là dự
tính ngày bắt đầu GMMH trong tương lai dựa trên các phương pháp khoa học khác
nhau, tuy nhiên các nghiên cứu trong nước chủ yếu tập trung vào đánh giá diễn biến
của GMMH, ít quan tâm đến dự tính khả năng biến đổi do tác động của biến đổi khí
hậu. Do vậy, luận văn đã đề xuất tên đề tài: “Nghiên cứu dự tính một số đặc trưng
gió mùa mùa hè của mô hình PRECIS” với các đặc trưng GMMH luận văn lựa chọn
để nghiên cứu dự tính mà các công trình trên thế giới thường xem xét là: Hoàn lưu
gió mực 850 hPa, lượng mưa trong thời kỳ hoạt động của GMMH, và ngày bắt đầu
27
GMMH. Ở hai đặc trưng đầu, luận văn xem xét cho cả Việt Nam, trong đó chú
trọng cho Tây Nguyên và Nam Bộ. Đối với ngày bắt đầu GMMH: Trong khuôn khổ
nghiên cứu, luận văn chỉ thử nghiệm dự tính cho Nam Bộ vì khu vực này cùng với
Tây Nguyên là nơi GMMH bắt đầu sớm nhất trên lãnh thổ Việt Nam. Đến nay, đã
có nhiều công trình trong nước nghiên cứu về ngày bắt đầu GMMH trên khu vực
này nhưng hầu như các nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc đánh giá dựa trên chuỗi số
liệu quá khứ.
28
Hình 2.1. Miền tính cho khu vực
Đông Nam Á
Chương 2
PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1. Mô hình PRECIS
PRECIS là mô hình khí hậu động lực khu vực. Mô hình được xây dựng bởi
Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu Toàn cầu Hadley và được chạy trên máy tính cá
nhân nhằm phục vụ việc xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực nhỏ.
Tiền thân của mô hình PRECIS là mô hình HadRM3P [19].
Trong khuôn khổ hợp tác giữa Viện khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến
đổi khí hậu với Trung tâm nghiên cứu khí tượng Hadley, 5 phương án mô phỏng khí
hậu thời kỳ dài 1950 – 2099 của mô hình PRECIS cho khu vực Đông Nam Á chạy
với 5 điều kiện biên và ban đầu khác nhau từ 5 thành phần khí quyển của mô hình
khí hậu toàn cầu HadCM3
(HadCM3Q0, HadCM3Q3,
HadCM3Q10, HadCM3Q11,
HadCM3Q13) đã được lựa chọn và
thực hiện [25, 28].
Trong đó, HadCM3Q0: Là
thành phần gốc của mô hình
HadCM3, cũng là mô hình hoàn
lưu chung kết hợp đại dương khí
quyển thế hệ thứ ba của trung tâm
Hadley được chạy với kịch bản
phát thải trung bình A1B; các thành
phần khác dựa trên mô hình gốc
HadCM3Q0 và là kết quả tính toán
theo các sơ đồ vật lý khác nhau [38].
HadCM3Q3: Là phương án
29
tăng nhiệt độ ít (trong các thành phần tổ hợp);
HadCM3Q10: Là phương án khô nhất cho cả khu vực trong tương lai;
HadCM3Q11: Là phương án ẩm ướt nhất cho cả khu vực Việt Nam trong
tương lai;
HadCM3Q13: Là phương án tăng nhiệt độ lớn nhất trong tương lai.
Tuy nhiên, trong khuôn khổ của luận văn, luận văn kế thừa kết quả chuỗi số
liệu mô phỏng khí hậu thời kỳ dài đã có giữa viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và
Biến đổi Khí hậu với Trung tâm khí tượng Hadley theo phương án mô hình chạy
với điều kiện biên và ban đầu là thành phần HadCM3Q0 để tính toán và phân tích
cho khu vực Việt Nam.
Miền tính của mô hình PRECIS được thiết kế cho khu vực Đông Nam Á
khoảng 91,5oE – 135
oE, 13
oS – 30
oN (Hình 2.1).
Độ phân giải ngang của mô hình trong nghiên cứu này là 0,22o x 0,22
o.
Số liệu của mô hình sử dụng trong nghiên cứu là số liệu ngày.
Định dạng file số liệu đầu ra của mô hình có dạng *.PP. Tất cả các file số
liệu này đã được chuyển về định dạng file NetCDF.
2.2. Phương pháp
2.2.1. Lựa chọn thời kỳ và mùa GMMH nghiên cứu
a. Lựa chọn thời kỳ nghiên cứu
Dựa trên bản báo cáo đánh giá lần thứ 5 của IPCC [18], luận văn lựa chọn
các giai đoạn thời kỳ chuẩn, giữa thế kỷ, và cuối thế kỷ tương ứng là: 1986 – 2005,
2046 – 2065, 2080 – 2099 và cho cả thời kỳ là 2020 – 2099.
30
Hình 2.2. Phân bố mưa (mm/ngày) và gió (m/s) tương ứng theo số liệu
APHRODITE và CFSR thời kỳ 1986 – 2005
31
b. Lựa chọn mùa GMMH nghiên cứu
Dựa trên nghiên cứu của Phạm Ngọc Toàn và Phan Tất Đắc (1993) [14],
Nguyễn Trọng Hiệu và ccs. (2012) [2] trong việc phân chia các thời kỳ bắt đầu, phát
triển, và suy thoái của GMMH, luận văn đã lựa chọn mùa GMMH để tính toán,
phân tích trong luận văn là tháng V – IX. Để thấy rõ hơn mùa GMMH mà luận văn
lựa chọn, luận văn đã biểu diễn phân bố mưa và gió theo số liệu APHRODITE và
CFSR thời kỳ 1986 – 2005 trong khoảng thời gian từ tháng III – XI (Hình 2.2).
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, phương pháp thống kê khí hậu được sử dụng để tính
toán một số đặc trưng thống kê. Bộ số liệu mưa APHRODITE, gió CFSR, và số liệu
mưa quan trắc được sử dụng để đánh giá khả năng mô phỏng khí hậu của mô hình.
- Để đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình PRECIS trong thời kỳ 1986 –
2005, số liệu mưa mô hình PRECIS được nội suy về độ phân giải 0,25o
x 0,25o
(APHRODITE) và số liệu thành phần gió vĩ hướng và kinh hướng mực 850 hPa
(U850, V850) của mô hình được nội suy về độ phân giải 0,5o x 0,5
o (CFSR).
+ Sai số lượng mưa mô phỏng của mô hình so với thực tế:
Prias (%) .100ecis APHRODITERain
APHRODITE
Rain RainB
Rain
(1.1)
+ Sai số mô phỏng gió mực 850 hPa của mô hình PRECIS so với số liệu
CFSR:
Giả sử: ( , )cfsr cfsr cfsrV u v , ( , )precis precis precisV u v
Khi đó, sai số mô phỏng hướng gió mực 850 hPa của mô hình so với số liệu
CFSR là: ( , )precis cfsr precis cfsr precis cfsrV V u u v v
Sai số về độ lớn vector gió mực 850 hPa mô phỏng của mô hình so với số
liệu CFSR là:
22 2 2
precis cfsr precis precis cfsr cfsrV V V u v u v (1.2)
32
- Dự tính sự biến đổi của lượng mưa và gió mực 850 hPa trong thế kỷ 21
+ Đối với lượng mưa, luận văn đã tính toán sự biến đổi của lượng mưa trong
tháng chính hè (VII), trong mùa hoạt động chính của GMMH (V-IX), và sự biến đổi
của lượng mưa theo thời gian của thế kỷ 21 so với thời kỳ 1986 – 2005:
Pr ( ) Pr (1986 2005)
( )
(1986 2005)
(%) .100ecis future ecis
Rain future
precis
Rain RainChange
Rain
(1.3)
+ Sự biến đổi gió mực 850 hPa vào giữa thế kỷ và cuối thế kỷ 21:
Giả sử các vector gió mực 850 hPa mô phỏng của mô hình trong thời kỳ
1986 – 2005 và trong thế kỷ 21 tương ứng là: 1 1 1( , )V u v , 2 2 2( , )V u v
Khi đó biến đổi hướng gió trong tương lai so với thời kỳ quá khứ là:
2 1 2 1 2 1( , )V V u u v v (1.4)
Đối với tốc độ gió, luận văn đã xem xét sự biến đổi của thành phần U850
hPa, sự biến đổi tốc độ gió trong mùa hoạt động chính của GMMH (V-IX) và trong
tháng VII; và xem xét sự biến đổi của tốc độ gió trong từng mốc thời gian của thế
kỷ 21 so với thời kỳ chuẩn (1986-2005) theo công thức:
2 2 2 2
2 1 2 2 1 1V V u v u v (1.5)
+ Riêng đối với việc xem xét sự biến đổi thời gian của lượng mưa và gió
mực 850 hPa trong thời kỳ 2020 - 2099 so với thời kỳ 1986 – 2005: Kế thừa
phương pháp nghiên cứu của Sun và Ding (2010) [31], luận văn đã làm trơn chuỗi
số liệu 2020 – 2099 bằng cách lấy trung bình trượt 9 năm liên tiếp nhằm loại bỏ các
dao động có quy mô dưới thập kỷ và để thấy rõ xu thế biến đổi của nó trong thời kỳ
này. Chuỗi số liệu sau khi được làm trơn là chuỗi 2020 – 2091, mỗi mốc thời gian
trong chuỗi này đại diện cho khoảng thời gian 9 năm (ví dụ: Giá trị năm 2091 là giá
trị trung bình 9 năm từ năm 2091 đến 2099 và là giá trị tiêu biểu cho khoảng thời
gian này).
33
Sau đó, luận văn tính toán sự biến đổi tại mỗi mốc thời gian của lượng mưa
và gió mực 850 hPa trong thế kỷ 21 đối với chuỗi sau khi được làm trơn so với thời
kỳ 1986 – 2005 theo phương pháp đã nêu ở trên. Đối với lượng mưa, luận văn chỉ
xem xét chuỗi biến đổi theo thời gian trong thế kỷ 21 so với thời kỳ 1986 – 2005
trên các khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ. Để tính toán diễn biến thời gian sự biến
đổi của lượng mưa trong thời kỳ 2020 – 2099 so với thời kỳ quá khứ trên hai khu
vực này, luận văn đã trích số liệu tại các điểm lưới của mô hình tương ứng với các
vị trí trạm quan trắc khí tượng đại diện trên hai khu vực.
- Đối với ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng: Khó để phân biệt ngày kết thúc GMMH và
ngày bắt đầu gió mùa mùa đông [43] nên trong nghiên cứa này luận văn chỉ thử
nghiệm tính toán dự tính ngày bắt đầu GMMM trên khu vực Nam Bộ. Dựa trên các
phương pháp nghiên cứu của Zhang và ccs. (2002), Phạm Xuân Thành (2010), và
đặc biệt là nghiên cứu của tác giả Nguyễn Kim Chi và ccs (2014) [42, 11, 20], luận
văn đã sử dụng lượng mưa ngày tại 6 trạm quan trắc và gió vĩ hướng ngày mực 850
hPa (CFSR) trung bình khu vực Nam Bộ (9 – 12,5oN, 104 – 110
oE) để xác định
ngày bắt đầu GMMH theo quan trắc trên khu vực này. Bên cạnh đó, luận văn cũng
tham khảo thêm nghiên cứu của Qian và Lee (2000) [27], Nguyễn Thị Hiền Thuận
(2006) [13]. Ngày bắt đầu GMMH là ngày thỏa mãn 3 chỉ tiêu:
(1) Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa ngày trung bình khu vực Nam Bộ
> 5 mm/ngày
(2) Trung bình trượt 5 ngày của gió vĩ hướng ngày mực 850 hPa trung bình
khu vực Nam Bộ chuyển từ gió đông sang gió tây
(3) Cả (1) và (2) đều phải kéo dài ít nhất 5 ngày liên tiếp.
34
Hình 2.3. Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa quan trắc (mm/ngày) và U850
hPa (m/s) của CFSR trung bình khu vực Nam Bộ
Độ lệch chuẩn của ngày bắt đầu GMMH trong từng thời kỳ được tính theo
công thức: x xD , 21( )
n
x i
t i
D x xn
, trong đó: x - là độ lệch chuẩn của ngày bắt
đầu gió mùa; xD - Là phương sai; n: Là tổng số năm,
ix : Là ngày bắt đầu gió mùa
của năm i, x : Là giá trị trung bình của ngày bắt đầu gió mùa trong cả thời kỳ chứa n
năm. Đại lượng độ lệch chuẩn này cho biết mức độ dao động của ngày bắt đầu gió
mùa xung quanh trạng thái trung bình.
Sau khi sử dụng chỉ tiêu trên để xác định ngày bắt đầu GMMH thực tế trên
khu vực Nam Bộ trong thời kỳ 1986 – 2005, luận văn đã tính toán ngày bắt đầu
GMMH mô phỏng của mô hình PRECIS theo 3 CSGM khác nhau: Chỉ số dựa trên
sự kết hợp giữa mưa và U850 hPa, chỉ số dựa vào U850 hPa, và chỉ số dựa vào
mưa. Chỉ tiêu xác định ngày bắt đầu GMMH theo 3 CSGM của mô hình PRECIS
như sau:
CSGM dựa trên sự kết hợp giữa mưa và U50 hPa của mô hình PRECIS: chỉ
tiêu xác định giống với quan trắc
CSGM dựa trên thành phần U850 hPa của mô hình PRECIS:
-15
-10
-5
0
5
10
15
0123456789
101112131415
Jan
Jan
Feb
Feb
Mar
Mar
Ap
r
Ap
r
May
May Jun
Jun
Jul
Jul
Au
g
Au
g
Au
g
Sep
Sep
Oct
Oct
No
v
No
v
Dec
Dec
U 8
50
(m
/s)
Ra
in (
mm
/da
y)
Rain
U850 hPa
35
Trung bình trượt 5 ngày của gió vĩ hướng ngày mực 850 hPa trung bình khu
vực Nam Bộ chuyển từ gió đông sang gió tây và phải kéo dài ít nhất 5 ngày liên
tiếp.
CSGM dựa trên lượng mưa ngày của mô hình PRECIS:
Trung bình trượt 5 ngày của lượng mưa ngày trung bình khu vực Nam Bộ >
5 mm/ngày và phải kéo dài ít nhất 5 ngày liên tiếp.
+ Sự biến đổi của ngày bắt đầu GMMH trong thế kỷ 21 trên khu vực Nam
Bộ được tính toán:
ons 1986 2005( ) ( )et futureChange onset PRECIS onset PRECIS (1.6)
Số liệu mưa để tính toán ngày bắt đầu GMMH mô phỏng của mô hình theo
hai chỉ số: Chỉ số dựa trên sự kết hợp giữa mưa và U850 hPa, và chỉ số mưa là số
liệu ngày được trích tại các điểm lưới của mô hình tương ứng với vị trí 6 trạm quan
trắc khí tượng đại diện cho khu vực Nam Bộ được lựa chọn.
2.3. Bộ số liệu sử dụng
a. Bộ số liệu mưa APHRODITE
Trong luận văn này, bộ số liệu mưa ngày APHRO_V1101 [39] có độ phân
giải 0,25o x 0,25
o được sử dụng để đánh giá khả năng mô phỏng mưa của mô hình
PRECIS trên khu vực Việt Nam với độ dài chuỗi số liệu được sử dụng là: 1986 –
2005.
So với bộ số liệu APHRO_V1003R1, phiên bản V1101 đã có các cải tiến
hơn trong phương pháp kiểm định chất lượng và có các cải thiện sau [44]:
1) Khu vực Trung Đông được thay đổi, bao gồm Ả Rập Saudi và giảm khu vực
Châu Phi
2) Số liệu đầu vào hoặc các cập nhật số liệu gián tiếp đã được thu thập ở
Belarus, Bhutan, Ả Rập Saudi, Đài Loan, và Thái Lan.
36
b. Bộ số liệu tái phân tích CFSR
Bộ số liệu CFSR [29] là bộ số liệu dựa trên các quan trắc vệ tinh, có độ phân
giải cao: 0,5o x 0,5
o, được đóng góp bởi NCDC và NCAR. Bộ số liệu này phục vụ
cho nhiều mục đích nghiên cứu khác nhau, bao gồm cung cấp cơ sở cho hầu hết các
sản phẩm khí hậu của Trung tâm Dự báo Khí hậu NCEP, cung cấp các điều kiện
ban đầu cho các dự báo thời kỳ chuẩn và cung cấp các ước tính và phân tích trạng
thái khí hậu của trái đất. Hiện nay, thời kỳ có số liệu CFSR là 1979 – 2010.
Trong luận văn này, bộ số liệu CFSR được sử dụng là số liệu thành phần gió
vĩ hướng và kinh hướng ở mực 850 hPa, cách nhau 6h một. Định dạng của file số
liệu là *.Grib2. Để tính toán, tất cả các file số liệu đã được chuyển sang file
NetCDF. Độ dài chuỗi số liệu được sử dụng là 1986 - 2005.
c. Số liệu quan trắc
Dựa trên nghiên cứu: “Tác động của BĐKH toàn cầu đến các yếu tố và hiện
tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam, khả năng dự báo và giải pháp chiến lược ứng
phó” của tác giả Phan Văn Tân và ccs. (2010) [10], luận văn đã lựa chọn số liệu
mưa tháng của 54 trạm quan trắc khí tượng đại diện cho 7 vùng khí hậu của cả nước
để đánh giá khả năng mô phỏng biến trình mưa trên 7 vùng khí hậu của mô hình
PRECIS. Danh sách và vị trí các trạm khí tượng lựa chọn để khai thác số liệu được
thể hiện trong Bảng 2.1, Hình 2.4.
37
Bảng 2.1. Danh sách các trạm khí tượng được lựa chọn [10]
TT Tên trạm Kinh độ Vĩ độ Đ. Cao
(m)
TT Tên trạm Kinh độ Vĩ độ Đ. Cao
(m)
Vùng Tây Bắc
1 Lai Châu 103.150 22.067 243.2 4 Yên Châu 104.300 21.050 59.0
2 Điện Biên 103.000 21.367 475.1 5 Mộc Châu 104.683 20.833 972.0
3 Sơn La 103.900 21.333 675.3
Vùng Đông Bắc
1 Sa Pa 103.817 22.350 1584.2 5 Lạng Sơn 106.767 21.833 257.9
2 Hà Giang 104.967 22.817 117.0 6 Thái Nguyên 105.833 21.600 35.3
3 Bắc Quang 104.50 22.290 74.0 7 Tuyên Quang 105.217 21.817 40.8
4 Yên Bái 104.867 21.700 55.6 8 Cao Bằng 106.250 22.667 244.1
Vùng Đồng bằng Bắc Bộ
1 Hà Nội 105.800 21.017 6.0 4 Ninh Bình 105.983 20.250 2.0
2 Phủ Liễn 106.633 20.800 112.4 5 Hòa Bình 105.333 20.817 22.7
3 Nam Định 106.150 20.433 1.9 6 Thái Bình 106.383 20.417 1.9
Vùng Bắc Trung Bộ
1 Thanh Hóa 105.783 19.750 5.0 8 Tuyên Hóa 106.017 17.883 27.1
2 Hồi Xuân 105.100 20.367 102.2 9 Đông Hà 107.083 16.850 8.0
3 Vinh 105.683 18.667 5.1 10 A Lưới 107.283 16.217 572.2
38
4 Tương Dương 104.467 19.267 96.1 11 Huế 107.583 16.433 10.4
5 Hà Tĩnh 105.900 18.350 2.8 12 Nam Đông 107.717 16.167 59.7
6 Kỳ Anh 106.267 18.100 2.8 13 Hương Khê 105.700 18.183 17.0
7 Đồng Hới 106.600 17.483 5.7
Vùng Nam Trung Bộ
1 Đà Nẵng 108.200 16.033 4.7 6 Tuy Hòa 109.283 13.083 10.9
2 Trà My 108.233 15.350 123.1 7 Nha Trang 109.200 12.250 3.0
3 Quảng Ngãi 108.800 15.117 7.2 8 Phan Rang 108.983 11.583 6.5
4 Ba Tơ 108.733 14.767 50.7 9 Phan Thiết 108.100 10.933 8.7
5 Quy Nhơn 109.217 13.767 3.9
Vùng Tây Nguyên
1 Bảo Lộc 107.683 11.533 840.4 5 Pleicu 108.017 13.967 778.9
2 B.M. Thuột 108.050 12.667 490.0 6 Ayunpa 108.260 13.250 150.0
3 Đà Lạt 108.450 11.950 1508.6 7 Đắk Nông 107.680 12.000 631.0
4 Kon Tum 108.000 14.350 536.0
Vùng Nam Bộ
1 Cà Mau 105.150 9.183 0.9 4 Vũng Tàu 107.083 10.367 4.0
2 Cần Thơ 105.767 10.033 1.0 5 Tây Ninh 106.117 11.333 10.0
3 Rạch Giá 105.067 10.017 0.8 6 Sóc Trăng 105.967 9.600 3.2
39
Hình 2.4. Vị trí các trạm quan trắc khí tượng được lựa chọn
Ngoài ra để tính ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ theo quan trắc,
từ đó đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình và dự tính cho tương lai, luận văn
đã sử dụng số liệu mưa ngày của 6 trạm quan trắc khí tượng của vùng Nam Bộ bao
gồm: Cà Mau, Cần Thơ, Rạch Giá, Vũng Tàu, Tây Ninh, Sóc Trăng.
40
Chương 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình PRECIS
Trước khi sử dụng kết quả của mô hình PRECIS để dự tính các đặc trưng
GMMH, luận văn đã tiến hành đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình PRECIS
trong thời kỳ hoạt động của GMMH (từ tháng V – IX).
3.1.1. Hoàn lưu gió
Từ định nghĩa có thể thấy rằng: Hoàn lưu GMMH là một trong những đặc
trưng cơ bản của GMMH và khí hậu Việt Nam chịu ảnh hưởng sâu sắc của hoàn lưu
GMMH.
Hình 3.1. Hướng và tốc độ gió (m/s) trung bình tháng V – IX theo số liệu CFSR (a)
và mô hình PRECIS (b) thời kỳ 1986 – 2005
Hình 3.1 thể hiện tốc độ và hướng gió trong mùa hoạt động của GMMH (V –
IX) theo số liệu tái phân tích CFSR và mô phỏng của mô hình PRECIS trung bình
thời kỳ 1986 – 2005 tại mực 850 hPa. Nhìn chung, mô hình PRECIS mô phỏng
(a)
_
(b)
41
hướng gió (tây, tây nam, tây tây nam) gần giống so với CFSR (tây, tây nam và
nam), đặc biệt mô hình mô phỏng hướng gió ở ngoài khơi Biển Đông có phần lệch
đông hơn so với CFSR. Về tốc độ gió, trên đa phần diện tích biển và đất liền (trừ
khu vực Đông Bắc), mô hình mô phỏng tốc độ gió trong mùa hoạt động của
GMMH mạnh so với CFSR: lớn nhất lên đến 6 - 7 m/s trên biển và 7 - 8 m/s trên
đất liền (Hình 3.2.a). Ở khu vực Đông Bắc, mô hình mô phỏng tốc độ gió yếu hơn
CFSR khoảng 0 – 3 m/s trên đa phần diện tích. Đối với khu vực Tây Nguyên, Nam
Bộ, mô hình mô phỏng tốc độ gió lớn hơn CFSR chủ yếu từ 4 - 6 m/s.
Hình 3.2. Sai số mô phỏng tốc độ và hướng gió của mô hình PRECIS so với số liệu
CFSR trung bình tháng V – IX (a) và trung bình tháng VII (b) thời kỳ 1986 – 2005
Đối với từng tháng trong mùa hoạt động của GMMH, luận văn có một số
nhận xét sau đây.
Hình 3.3 và hình 3.4 tương ứng thể hiện tốc độ và hướng gió trung bình thời
kỳ 1986 – 2005 theo số liệu tái phân tích CFSR và mô phỏng từ mô hình PRECIS
mực 850 hPa cho các tháng mùa hè V, VI, VII, VIII, IX.
(a) (b)
42
Hình 3.3. Hướng gió và tốc độ gió (m/s) trung bình các tháng V, VI, VII, VIII, IX
theo số liệu CFSR thời kỳ 1986 - 2005
(a) (b) (c)
(d) (e)
43
Hình 3.4. Hướng gió và tốc độ gió (m/s) trong các tháng V, VI, VII, VIII, IX
theo số liệu của mô hình PRECIS trung bình thời kỳ 1986 - 2005
Tháng V là tháng thiết lập gió mùa tây nam, mô hình PRECIS (Hình 3.4.a)
mô phỏng hướng gió khá phù hợp so với số liệu CFSR (Hình 3.3.a.) trên đất liền
(gió tây nam) nhưng khác ở ngoài khơi Biển Đông. Trong khi hướng gió thịnh hành
của CFSR trên biển là hướng tây nam, đông nam, và nam thì các kết quả mô phỏng
nhận được của mô hình PRECIS là gió tây, tây nam, và tây tây nam. Tốc độ gió trên
khu vực đất liền Việt Nam theo số liệu CFSR và PRECIS chủ yếu ở dưới mức 6 m/s
và 8 m/s. Mô hình mô phỏng tốc độ gió lớn hơn CFSR ở khu vực Bắc Trung Bộ,
phía Nam nước ta, khu vực nam biển Đông, giữa biển Đông; yếu hơn CFSR ở đa
(a) (b) (c)
(d) (e)
44
phần diện tích khu vực Đông Bắc, Đồng bằng Bắc Bộ và ở khu vực vịnh Bắc Bộ;
gần giống với CFSR ở khu vực Tây Bắc nước ta và khu vực bắc Biển Đông.
Tháng VI vẫn đang trong thời kỳ GMMH thành lập và phát triển. Trên đất
liền, mô hình (Hình 3.4.b) mô phỏng hướng gió khá phù hợp với CFSR (Hình 3.3.b)
là gió tây nam. Tuy nhiên, hướng gió mô phỏng trên biển của mô hình có phần lệch
đông hơn so với CFSR. Tốc độ gió mô phỏng của mô hình trên đất liền và biển
tương ứng 2 – 16 m/s và 2 – 14 m/s, mạnh hơn so với CFSR có tốc độ gió mô
phỏng là 2 – 10 m/s và 2 - 8 m/s.
Tháng VII là tháng chính hè cũng là một trong các tháng GMMH hoạt động
mạnh nhất trên khu vực Việt Nam. Mô hình (Hình 3.4.c) mô phỏng hướng gió thịnh
hành là tây nam và tây tây nam, gần giống với CFSR (hướng tây, tây nam và nam).
Tốc độ gió mô phỏng của mô hình trên đất liền cũng tăng cường so với tháng VI
trên đại bộ phận diện tích nước ta với tốc độ mô phỏng chủ yếu là 4 - 16 m/s, mạnh
hơn so với CFSR (trừ một vài địa điểm phía đông bắc của vùng Đông Bắc Việt
Nam). Sai số mô hình mô phỏng tốc độ gió trên đất liền lớn nhất có thể lên đến 8 –
10 m/s ở khu vực Trung Bộ (Hình 3.2.b). Đối với vùng trên biển, tốc độ gió mô
phỏng của mô hình chủ yếu là 4 – 14 m/s, lớn hơn CFSR chủ yếu 1– 8 m/s, chỉ một
số ít địa điểm cực bắc và nam Biển Đông mô hình mô phỏng tốc độ gió nhỏ hơn so
với CFSR.
Tháng VIII vẫn đang trong thời kỳ thịnh vượng của GMMH. Trên đa phần
diện tích của khu vực Việt Nam (trừ khu vực Đông Bắc), mô hình (Hình 3.4.d) mô
phỏng tốc độ gió mạnh hơn so với CFSR (Hình 3.3.d). Theo số liệu CFSR, tốc độ
gió mực 850 hPa trong tháng VIII trên khu vực Việt Nam chủ yếu ở dưới mức 10
m/s, tuy nhiên tốc độ gió mô phỏng của mô hình có những nơi lên đến 14 m/s (cực
nam Bắc Trung Bộ và một số địa điểm tỉnh Phú Yên). Hướng gió mô phỏng thịnh
hành của mô hình là tây và tây tây nam gần giống với CFSR có hướng tây, tây nam.
Tháng IX, GMMH bước vào thời kỳ suy thoái. Tốc độ gió mô phỏng của mô
hình PRECIS cũng mạnh hơn khá nhiều so với CFSR (Hình 3.4.e và 3.3.e). Trong
45
khi tốc độ gió nhận được theo CFSR chỉ ở dưới mức 6 m/s thì các kết quả nhận
được của mô hình có thể lên đến 14 m/s (vùng ngoài khơi Biển Đông). Hướng gió
mô phỏng thịnh hành là tây, tây nam, đông bắc gần giống với CFSR có hướng tây,
tây nam và hướng đông.
Một trong các đặc trưng của GMTN trên khu vực Việt Nam là thành phần
gió vĩ hướng mực 850 hPa, đặc biệt đây cũng là yếu tố được sử dụng để xây dựng
chỉ số GMMH trong nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước. Ở phần tiếp theo của
luận văn, yếu tố này được sử dụng trong việc xác định ngày bắt đầu GMMH trên
khu vực Nam Bộ.
Hình 3.5. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của U850 hPa (m/s) trung bình vĩ hướng từ
100 oE - 120
oE thời kỳ 1986 – 2005 theo số liệu CFSR (a) và PRECIS (b)
Nhìn chung, mô hình PRECIS mô phỏng khá tốt phân bố không gian của
thành phần U850 hPa (Hình 3.5). Tuy nhiên, mô hình mô phỏng gió vĩ hướng mực
850 hPa trong mùa hoạt động của GMTN (V – IX) khá mạnh so với số liệu CFSR.
Hình 3.5 cũng cho thấy: Mô hình mô phỏng sự xuất hiện gió Tây (khoảng đầu tháng
IV) trên khu vực Việt Nam sớm hơn so với CFSR (cuối tháng IV – đầu tháng V).
(a) (b)
46
3.1.2. Lượng mưa
Hình 3.6 biểu diễn phân bố không gian của lượng mưa trung bình tháng V –
IX trên khu vực Việt Nam thời kỳ 1986 – 2005 theo số liệu mưa APHRODITE, mô
phỏng của mô hình PRECIS, và biểu diễn sai số mô phỏng lượng mưa của mô hình
PRECIS so với APHRODITE.
Hình 3.6. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) mùa V – IX theo số liệu APHRODITE
(a) và PRECIS (b) và sai số mô phỏng của PRECIS so với APHRODITE (c) thời kỳ
1986 – 2005
Nhìn chung, trong mùa GMMH mà chủ yếu là gió tây nam, mô hình đã tái
hiện được phân bố không gian của mưa trên khu vực Việt Nam. Mưa tập trung
nhiều ở khu vực các tỉnh Bắc Bộ, phía tây Tây Nguyên và khu vực Nam Bộ; tập
trung ít hơn trên đa phần diện tích của khu vực Trung Bộ, phía đông Tây Nguyên.
Tuy nhiên, mô hình mô phỏng lượng mưa trung bình lớn hơn so với số liệu
APHRODITE trên đa phần diện tích của khu vực từ Vinh trở ra, phía tây Tây
Nguyên, và toàn bộ khu vực Nam Bộ; thiên thấp hơn so với số liệu APHRODITE
trên đa phần diện tích khu vực Trung Bộ từ Vinh trở vào và hầu hết các địa điểm
còn lại của vùng Tây Nguyên. Sai số lượng mưa mô phỏng của mô hình trên khu
vực Việt Nam chủ yếu ở mức từ -60 % đến 60 %, chỉ một số ít địa điểm thuộc khu
vực các tỉnh Lào Cai, Yên Bái có sai số lượng mưa vượt trên mức 120 %. Tuy
(a) (b) (c)
47
nhiên, sai số này mang tính chất hệ thống và có thể hiệu chỉnh được khi ứng dụng
thực tế, và phần nào đó bị triệt tiêu khi xét đến sự chênh lệch giữa khí hậu tương lai
và quá khứ do mô hình mô phỏng.
Đối với tháng VII là tháng chính hè và cũng là một trong các tháng phát triển
mạnh của GMTN (Hình 3.7). Nhìn chung, mô hình cũng nắm bắt được phân bố
không gian của lượng mưa trung bình. Mô hình mô phỏng lượng mưa lớn hơn
APHRODITE ở phần lớn diện tích khu vực Đông Bắc, ở Nam Bộ, và một số bộ
phận phía tây khu vực Tây Nguyên với sai số lượng mưa chủ yếu dưới mức 60 %;
mô phỏng thấp hơn so với APHRODTE ở khu vực Đồng bằng Bắc Bộ, Tây Bắc,
khu vực Trung Bộ, phía đông và một số bộ phận phía tây của Tây Nguyên với sai số
mô phỏng dưới mức 90 %.
Hình 3.7. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) tháng VII trên khu vực Việt Nam theo
APHRODITE (a), PRECIS (b) và sai số mô phỏng lượng mưa của PRECIS so với
APHRODITE (c), thời kỳ 1986 – 2005
Hình 3.8 thể hiện biến trình năm của lượng mưa trung bình tháng thời kỳ
1986 – 2005 trên 7 vùng khí hậu của Việt Nam theo số liệu quan trắc và mô phỏng
của mô hình PRECIS.
(a) (b) (C)
48
Hình 3.8. Biến trình năm của lượng mưa (mm) trên 7 vùng khí hậu theo số liệu
quan trắc và mô phỏng của mô hình PRECIS trung bình thời kỳ 1986 - 2005
0
100
200
300
400
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
(mm
)
Tây Bắc QUAN TRẮC
PRECIS
0
100
200
300
400
500
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Đông Bắc
0
100
200
300
400
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Đồng bằng Bắc Bộ
0
200
400
600
800
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Bắc Trung Bộ
0
100
200
300
400
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Tây Nguyên
0
100
200
300
400
500
600
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Nam Trung Bộ
0
100
200
300
400
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Nam Bộ
49
Để giải quyết sự khác nhau về phạm vi không gian giữa mô hình và số liệu
quan trắc, luận văn đã lựa chọn các điểm lưới của mô hình tương ứng với các vị trí
trạm quan trắc khí tượng tiêu biểu của 7 vùng khí hậu.
Mặc dù, mô hình mô phỏng lượng mưa trong từng tháng trên cả 7 vùng khí
hậu có phần thấp hơn hoặc cao hơn so với các kết quả tính toán từ số liệu quan trắc
nhưng nhìn chung, mô hình đã mô phỏng được biến trình năm của lượng mưa trên
cả 7 vùng khí hậu của Việt Nam, đặc biệt mô hình đã nắm bắt khá chính xác các
đỉnh mưa trên khu vực Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ. Trong các tháng hoạt động
của GMMH, mô hình mô phỏng được lượng mưa khá sát với quan trắc trên khu vực
Nam Bộ.
3.1.3. Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ
Với chỉ tiêu xác định ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ được trình
bày ở chương 2 thì kết quả tính toán ngày bắt đầu GMMH cho khu vực Nam Bộ
dựa trên số liệu U850 hPa của CFSR và số liệu mưa ngày của 6 trạm quan trắc khí
tượng vùng Nam Bộ là ngày 14/V với độ lệch chuẩn 11,6 ngày (Bảng 3.1).
Kết quả ngày bắt đầu GMMH thu được khá phù hợp với nhiều nghiên cứu
trước đây cho vùng Nam Bộ: 11 – 20/V (Nguyễn Thị Hiền Thuận, 2006); 12/V với
độ lệch chuẩn 11,6 ngày (Phạm Xuân Thành, 2010); 20/V với độ lệch chuẩn 13,6
ngày (Nguyễn Kim Chi và ccs., 2014), cũng như các kết quả thu được về ngày bắt
đầu GMMH trên bán đảo Đông Dương: P24 – P27 (Qian và Lee, 2000); ngày 9/V
với độ lệch tiêu chuẩn 12 ngày (Zhang và ccs., 2002); P25 - P26 (Wang và LinHo,
2002).
Như vậy có thể thấy rằng, CSGM dựa trên sự kết hợp giữa U850 hPa và
lượng mưa có thể phản ánh được ngày bắt đầu GMMH thực tế trên khu vực Nam
Bộ.
50
Bảng 3.1. Ngày bắt đầu GMMH trên trên khu vực Nam Bộ theo quan trắc, thời kỳ
1986 - 2005
Năm Lát thời gian (t) Ngày Năm (t) Ngày
1986 134 14/V 1997 135 15/V
1987 156 5/VI 1998 143 23/V
1988 140 20/V 1999 108 18/IV
1989 121 1/V 2000 127 7/V
1990 135 15/V 2001 129 9/V
1991 155 4/VI 2002 139 19/V
1992 135 15/V 2003 136 16/V
1993 152 1/VI 2004 130 10/V
1994 122 2/V 2005 125 5/V
1995 129 9/V Trung
bình 134
14/V ( onset = 11,6
ngày)
1996 124 4/V
Trong đó: (t) là ngày thứ t trong 365 ngày.
Để đánh giá khả năng mô phỏng ngày bắt đầu GMMH cũng như lựa chọn
được CSGM phù hợp cho mô hình PRECIS dùng để dự tính ngày bắt đầu GMMH
trên khu vực Nam Bộ trong thế kỷ 21, luận văn đã sử dụng kết quả đầu ra của mô
hình tính toán ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ theo 3 CSGM khác nhau:
Chỉ số dựa vào mưa (R) và U850 hPa, chỉ số dựa vào U850 hPa, và chỉ số dựa trên
51
lượng mưa. Chỉ tiêu xác định ngày bắt đầu GMMH theo 3 CSGM được thể hiện
trong chương 2. Kết quả tính toán thể hiện trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Ngày bắt đầu GMMH mô phỏng của mô hình PRECIS trên khu vực Nam
Bộ theo 3 CSGM khác nhau và của mưa quan trắc kết hợp U850 (CFSR) trung
bình thời kỳ 1986 – 2005
Yếu tố R quan trắc +U850
hPa (CFSR)
PRECIS
R+U850 U850 hPa Mưa
(t) 134 123 106 95
Ngày 14/V 3/V 16/IV 5/IV
Độ lệch
chuẩn ( ) 11,6 ngày 15 ngày 16,7 ngày 38,5 ngày
Bảng trên cho thấy: Tất cả các trường hợp mô phỏng của mô hình PRECIS
dựa trên các CSGM khác nhau đều cho kết quả mô phỏng ngày bắt đầu GMMH trên
khu vực Nam Bộ sớm hơn so với quan trắc. Tính trung bình cho cả thời kỳ 1986 –
2005, ngày bắt đầu GMMH mô phỏng của mô hình PRECIS trên khu vực Nam Bộ
theo 3 CSGM: Chỉ số mưa kết hợp với U850 hPa, chỉ số U850 hPa, và chỉ số mưa
tương ứng là: 3/V với độ lệch chuẩn 15 ngày; 16/IV với độ lệch chuẩn 16,7 ngày;
và 5/IV với độ lệch chuẩn 38,5 ngày. Như vậy trong 3 chỉ số: Chỉ số mưa là chỉ số
nắm bắt không chính xác nhất ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ, tính
trung bình cho cả thời kỳ, mô hình mô phỏng sớm hơn quan trắc rất nhiều, khoảng
39 ngày (Bảng 3.3). Trong 2 chỉ số còn lại, mặc dù chỉ số U850 hPa được sử dụng
trong một số mô hình vẫn được xem là chỉ số tối ưu nhất trong việc nắm bắt ngày
bắt đầu GMMH trên khu vực này khi vừa mang được những đặc trưng của hoàn lưa
quy mô lớn, vừa có tương quan rất tốt với trường mưa [15], cũng như có thể được
sử dụng trong các mô hình hoàn lưu chung kết hợp khí quyển đại dương để dự tính
ngày bắt đầu GMMH Châu Á [17], nhưng so với CSGM dựa trên sự kết hợp giữa
52
U850 hPa và lượng mưa thì chỉ số dựa trên sự kết hợp giữa lượng mưa và U850 hPa
vẫn là chỉ số phù hợp nhất cho mô hình PRECIS trong việc nắm bắt ngày bắt đầu
GMMH thực tế trên khu vực Nam Bộ. Tính trung bình cho cả thời kỳ, mô hình mô
phỏng ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ sử dụng chỉ số mưa kết hợp với
U850 hPa sớm hơn quan trắc khoảng 11 ngày (Bảng 3.3). Do vậy, trong phần tiếp
theo, luận văn đã sử dụng CSGM dựa trên sự kết hợp giữa U850 hPa và lượng mưa
để thử nghiệm tính toán sự biến đổi ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ
trong thế kỷ 21.
Bảng 3.3. Sai số mô phỏng ngày bắt đầu GMMH của mô hình PRECIS sử
dụng các CSGM khác nhau so với quan trắc
CSGM Sai số mô phỏng của mô hình so với quan trắc
R+U850 -11 ngày
U850 hPa -28 ngày
Mưa -39 ngày
3.2. Dự tính một số đặc trưng GMMH
3.2.1. Hoàn lưu gió
Nhìn chung, cường độ gió trong mùa GMMH ở mực 850 hPa trong thế kỷ 21
được tăng cường trên phạm vi cả khu vực Việt Nam so với thời kỳ 1986 – 2005 kể
từ cuối 2060s (Hình 3.9). Ở khu vực phía Bắc cho thấy một sự tăng cường liên tục
của hoàn lưu gió xuyên suốt từ đầu thế kỷ đến cuối thế kỷ 21 nhưng chỉ xảy ra ở
khu vực phía Nam từ cuối 2060s. Trước năm 2068, GMMH có xu thế giảm đi trên
đa phần diện tích ở khu vực phía Nam nước ta. Sự tăng cực đại cường độ gió trong
mùa GMMH so với thời kỳ 1986 – 2005 có thể lên đến 1,5 – 2 m/s trên khoảng vĩ
độ 10oN - 21
oN tại một số mốc thời gian của thế kỷ 21.
53
Hình 3.9. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của sự biến đổi gió mực 850 hPa thời kỳ
2020 – 2099 so với thời kỳ 1986 – 2005 trung bình vĩ hướng từ 100oE - 120
oE trong
mùa GMMH
Hình 3.10 biểu diễn sự biến đổi của gió mực 850 hPa trong các giai đoạn
2046 – 2065, 2080 – 2099 so với thời kỳ 1986 - 2005 trong mùa GMMH. Nhìn
chung, trong mùa hoạt động của GMMH, hướng gió không thay đổi nhiều giữa thế
và cuối thế kỷ, so với thời chuẩn hướng gió thịnh hành vẫn là hướng tây, tây nam và
nam. Tuy nhiên, đối với tốc độ gió, các kết quả tính toán cho thấy rằng:
Vào giữa thế kỷ 21, tốc độ gió biến đổi từ -0,4 – 2 m/s trên khu vực đất liền
và -1,2 – 2 m/s trên biển so với thời kỳ chuẩn. Trên đất liền: Đa phần diện tích của
nước ta (trừ Cà Mau) có cường độ gió tăng lên so với thời kỳ chuẩn với mức tăng ở
54
miền Bắc cao hơn so với miền Nam. Khu vực Bắc Trung Bộ có mức tăng cao nhất
cả nước (1,6 – 2 m/s). Gió biến đổi không đáng kể ở khu vực Nam Bộ, sự biến đổi
chỉ khoảng -0,4 - 0,4 m/s, trong đó hầu hết các địa điểm của vùng đều có cường độ
gió tăng lên (trừ khu vực tỉnh Cà Mau). Phần lớn diện tích của khu vực Tây Nguyên
có tốc độ gió tăng so với thời kỳ chuẩn là 0,4 – 0,8 m/s, chỉ một số ít địa điểm thuộc
phía bắc Tây Nguyên có mức tăng 0,8 – 1,2 m/s. Trên biển: Tốc độ gió tăng lên trên
đa phần diện tích của khu vực bắc Biển Đông, giữa Biển Đông và giảm trên đa phần
diện tích của khu vực nam Biển Đông (từ Ninh Thuận trở vào).
Vào cuối thế kỷ 21, tốc độ gió tăng lên trên toàn bộ khu vực Việt Nam so với
thời kỳ 1986 – 2005 với khu vực Bắc Trung Bộ vẫn là nơi có mức tăng lớn nhất cả
nước (1,6 – 3 m/s). Các khu vực đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Bộ, phần
phía đông giáp biển của khu vực Đông Bắc, và một vài điểm cực Bắc của khu vực
Nam Trung Bộ có mức tăng lớn hơn so với giữa thế kỷ; các khu vực còn lại có gió
gần như không thay đổi từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ. Trên biển, khu vực bắc Biển
Đông, giữa Biển Đông và vịnh Bắc Bộ có mức tăng cao hơn so với khu vực nam
Biển Đông với sự tăng cực đại xảy ra ở khu vực vịnh Bắc Bộ (2 – 3 m/s).
Hình 3.10. Sự biến đổi của gió mực 850 hPa trung bình tháng V – IX trong các giai
đoạn 2046 – 2065 (a), 2080 – 2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005
(a) (b)
55
Đối với tháng VII là tháng chính hè, cũng có thể nhận thấy rằng: Gió vào
giữa thế kỷ và cuối thế kỷ tăng so với thời kỳ chuẩn (Hình 3.11). Tuy nhiên, điểm
khác biệt nhất với mùa GMMH là gió trong tháng VII trên khu vực Biển Đông vào
cuối thế kỷ 21 có xu thế tăng ở khu vực nam Biển Đông mạnh hơn khu vực bắc
Biển Đông.
Trên đất liền: Cường độ gió không thay đổi nhiều từ giữa thế kỷ đến cuối thế
kỷ. Vào cuối thế kỷ, gió mạnh nhất nước ta trên một số địa điểm cực nam Bắc
Trung Bộ và cực bắc Nam Trung Bộ với mức tăng lên đến 2 – 3 m/s. Ở Nam Bộ,
gió mạnh lên từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ ở Tây Nam Bộ với mức tăng tương ứng
là: 0,4 – 1,2 m/s và 0,8 – 1,2 m/s, gần như không thay đổi ở khu vực Đông Nam Bộ
(0,8 – 1,2 m/s). Khu vực Tây Nguyên có gió gần như không thay đổi từ giữa thế kỷ
đến cuối thế kỷ so với thời kỳ chuẩn với mức tăng phổ biến 0,8 – 1,2 m/s.
Trên biển: Vào giữa thế kỷ 21, gió có tốc độ tăng chủ yếu là 0,4 – 1,6 m/s,
trong đó khu vực bắc và giữa Biển Đông có cường độ gió tăng mạnh hơn khu vực
nam Biển Đông. Đến cuối thế kỷ, gió vẫn tăng về cường độ so với thời kỳ chuẩn
trên đa phần diện tích của khu vực với mức tăng chủ yếu là 0,4 – 3 m/s, chỉ một
phần nhỏ diện tích trên biển phía đông bắc Biển Đông có cường độ gió giảm nhẹ đi;
khu vực nam Biển Đông có mức tăng chủ yếu 0,8 – 3 m/s, mạnh hơn so với bắc và
giữa Biển Đông có mức tăng khoảng 0 – 2 m/s.
56
Hình 3.11. Sự biến đổi của gió mực 850 hPa trung bình tháng VII trong các giai
đoạn 2046 – 2065 (a), 2080 – 2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005
Hình 3.12 biểu diễn lát cắt vĩ hướng – thời gian của sự biến đổi U850 hPa
trong các giai đoạn 2046-2065, 2080-2099 so với thời kỳ 1986 - 2005 trung bình vĩ
hướng 100oE – 120
oE.
Nhìn chung, trong mùa GMMH, gió tây ở mực 850 hPa được tăng cường
trên đại bộ phận lãnh thổ nước ta trong cả hai giai đoạn 2046 – 2065, 2080 – 2099
so với thời kỳ quá khứ với mức tăng ở nửa phía Bắc lớn hơn so với nửa phía Nam
nước ta. Từ tháng V đến đầu tháng VIII, mức tăng vào cuối thế kỷ lớn hơn so với
giữa thế kỷ.
Trong giai đoạn 2046 – 2065, gió tây mực 850 hPa được tăng cường trong
mùa GMMH so với thời kỳ 1986 – 2005 trên toàn bộ khu vực phía Bắc Việt Nam
với mức tăng nằm trong khoảng 0 – 2,5 m/s. Ở nửa phía Nam Việt Nam, gió tây
được tăng cường ở hầu hết khu vực trong tháng VI và tháng VII với mức tăng nằm
trong khoảng 0 – 1,5 m/s; ở các tháng còn lại, gió tây giảm đi so với quá khứ trên đa
phần diện tích, chỉ các địa điểm giáp với miền Bắc nước ta có gió tây tăng lên.
(a) (b)
57
Đến giai đoạn cuối thế kỷ, gió tây mực 850 hPa được tăng cường trên đa
phần diện tích nước ta (trừ một phần nhỏ diện tích ở khu vực phía Nam nước ta có
gió tây giảm đi so với thời kỳ 1986 – 2005 từ VIII - IX) trong mùa GMMH. Từ
tháng V đến tháng VIII, gió tây được tăng cường với mức tăng lớn hơn so với giữa
thế kỷ trên phạm vi cả nước, mức tăng có thể lên đến 2,5 – 3,5 m/s ở khoảng vĩ độ
16 – 21oN.
Hình 3.12. Lát cắt vĩ hướng – thời gian của sự biến đổi U850 hPa (m/s) trong các
giai đoạn 2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986 - 2005 trung bình vĩ
hướng 100oE – 120
oE
3.2.2. Lượng mưa trong thời kỳ hoạt động của GMMH
Hình 3.13 biểu diễn sự biến đổi của lượng mưa trung bình mùa hè (V-IX)
trong các giai đoạn 2046-2065, 2080-2099 so với thời kỳ 1986-2005.
Vào giữa thế kỷ 21, sự biến đổi của lượng mưa mùa hè trên khu vực Việt
Nam so với thời kỳ quá khứ chủ yếu dao động trong khoảng -20 – 30 %. Lượng
mưa tăng lên ở khu vực Bắc Bộ, phần lớn diện tích khu vực Bắc Trung Bộ từ Thanh
Hóa đến Hà Tĩnh (trừ phía tây bắc tỉnh Nghệ An), diện tích khu vực Đông Nam Bộ,
một số điểm cực nam của vùng Nam Trung Bộ và các tỉnh Kon Tum, Gia Lai thuộc
Tây Nguyên với mức tăng nhiều nhất ở phía đông bắc vùng Bắc Bộ (chủ yếu 20 –
30%, một số nơi lên đến 40 %). Các khu vực khác của Việt Nam có lượng mưa
(a) (b)
58
giảm đi, trong đó giảm ít nhất ở khu vực Tây Nam Bộ (0 – 5 %) và nhiều nhất ở khu
vực tỉnh Ninh Thuận (10 – 30 %).
Hình 3.13. Sự biến đổi của lượng mưa (%) trung bình tháng V-IX trong các giai
đoạn 2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005
Vào cuối thế kỷ, sự biến đổi của lượng mưa nước ta so với thời kỳ quá khứ
dao động trong khoảng -30 - 40 %, tăng nhiều nhất ở khu vực Bắc Bộ và Phan Thiết
(Bình Định) với mức tăng nhiều hơn so với giữa thế kỷ. Ngoài ra lượng mưa cũng
tăng lên (0 – 10%) ở khu vực Nam Trung Bộ từ Bình Định đến Nha Trang, đa phần
diện tích khu vực Tây Nam Bộ. Các khu vực khác có lượng mưa giảm đi, trong đó
giảm mạnh nhất ở khu vực Kỳ Anh thuộc tỉnh Hà Tĩnh (20 – 30 %). Khu vực Nam
Bộ có lượng mưa trong mùa hoạt động của GMMH không thay đổi nhiều từ giữa
thế kỷ đến cuối thế kỷ.
Như vậy có thể nhận thấy rằng: Xuyên suốt từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ,
lượng mưa mùa hè có xu thế tăng lên ở khu vực Bắc Bộ và Phan Thiết (Bình
Định)/giảm đi ở khu vực Trung Bộ từ Hà Tĩnh đến hết tỉnh Quảng Ngãi với mức
tăng/giảm vào cuối thế kỷ nhiều hơn so với giữa thế kỷ. Riêng đối với khu vực Tây
(a) (b)
59
Nguyên và Nam Bộ, luận văn có một số nhận xét về lượng mưa trong mùa hoạt
động của GMMH như sau:
Ở Tây Nguyên, mặc dù lượng mưa mùa hè có xu thế tăng lên ở khu vực tỉnh
Kon Tum, Gia Lai và giảm đi ở các khu vực còn lại vào giữa thế kỷ nhưng đến cuối
thế kỷ lượng mưa có xu thế giảm đi trên hầu hết diện tích của vùng (0 – 20%). Khu
vực Nam Bộ không có sự thay đổi lượng mưa nhiều từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ:
Mức thay đổi của lượng mưa vào giữa thế kỷ và cuối thế kỷ chủ yếu nằm trong
khoảng -5% - 10 %, trong đó lượng mưa tăng lên trên đa phần diện tích khu vực
Đông Nam Bộ và giảm đi trên đa phần diện tích Tây Nam Bộ.
Hình 3.14 biểu diễn sự biến đổi của lượng mưa mùa hè thời kỳ 2020 – 2099
so với thời kỳ 1986 – 2005 trên các khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ.
Hình 3.14. Sự biến đổi của lượng mưa mùa hè (%) thời kỳ 2020 – 2099 so với thời
kỳ 1986-2005 trung bình trên khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ
Ở Tây Nguyên, lượng mưa mùa hè tính trung bình cho cả khu vực có xu thế
giảm đi xuyên suốt từ đầu đến cuối thế kỷ 21 so với thời kỳ 1986 – 2005, trong đó
giảm mạnh nhất là giai đoạn đầu và cuối thế kỷ. Lượng mưa mùa hè giảm mạnh
nhất trên khu vực này vào năm 2080 (≈ 12%).
Ở Nam Bộ, lượng mưa mùa hè tính trung bình cho cả khu vực có sự biến
động mạnh từ trước năm 2040 với sự một sự giảm cực đại vào 2020 (≈ 7 %) và tăng
cực đại vào 2030s (≈ 7,5 %) so với thời kỳ 1986 - 2005. Từ năm 2040, lượng mưa
mùa GMMH sẽ trải qua sự ổn định hơn so với giai đoạn trước đó.
-14-12-10
-8-6-4-202468
10
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090
Phần
tră
m (
%)
Tây Nguyên
-14-12-10
-8-6-4-202468
10
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090
Phần
tră
m (
%)
Nam Bộ
60
Hình 3.15 biểu diễn phân bố không gian của lượng mưa trung bình tháng VII
trong các giai đoạn 2046 – 2065 và 2080 – 2099 so với thời kỳ 1986 – 2005.
Hình 3.15. Sự biến đổi của lượng mưa (%) trung bình tháng VII trong các giai đoạn
2046-2065 (a), 2080-2099 (b) so với thời kỳ 1986-2005
Nhìn chung, so với thời kỳ chuẩn, trong giai đoạn 2046 – 2065, lượng mưa
tháng VII tăng lên ở Nam Bộ, phía đông bắc Tây Bắc, đa phần diện tích Đông Bắc,
một vài bộ phận thuộc Tây Nguyên và khu vực tỉnh Bình Thuận thuộc Nam Trung
Bộ với mức tăng nằm trong khoảng 0 – 30 %; các khu vực còn lại có lượng mưa
tháng VII giảm đi, giảm mạnh nhất ở khu vực Trung Bộ từ Nghệ An trở vào (mức
giảm từ 40 % đến trên 50 %).
Bước sang giai đoạn 2080 - 2099, lượng mưa tháng VII tăng lên trên đa phần
diện tích của vùng Tây Bắc, Đông Bắc và một vài địa điểm thuộc vùng Đồng bằng
Bắc Bộ; giảm ở hầu hết các khu vực còn lại của nước ta so với thời kỳ 1986 – 2005.
Mức tăng lớn nhất ở phía tây nam vùng Tây Bắc (chủ yếu 10 - 40 %) và giảm mạnh
nhất ở khu vực Bắc Trung Bộ từ Nghệ An trở vào (lên đến trên 50%).
(a) (b)
61
Đối với vùng Tây Nguyên và Nam Bộ, luận văn có một số nhận xét sau:
Ở vùng Tây Nguyên, so với thời kỳ chuẩn, lượng mưa tháng VII có xu thế
tăng lên ở hầu hết địa điểm thuộc tỉnh Kon Tum, phía nam tỉnh Đắk Nông và giảm
đi ở các khu vực còn lại vào giữa thế kỷ. Đến cuối thế kỷ, lượng mưa có xu thế
giảm đi trên đa phần diện tích của vùng, giảm mạnh nhất ở rìa phía đông của vùng
Tây Nguyên từ 12,5oN – 14
oN (có thể lên đến 30 – 50%).
Ở vùng Nam Bộ, so với thời kỳ chuẩn, lượng mưa tháng VII tăng lên (0 – 10
%) trong giai đoạn 2046 – 2065, nhưng lại giảm đi trong giai đoạn 2080 – 2099 (0 –
10 %). Trong giai đoạn 2046 – 2065, lượng mưa tháng VII tăng lên ở vùng Tây
Nam Bộ nhiều hơn so với Đông Nam Bộ. Tuy nhiên, mức giảm của vùng Tây Nam
Bộ lại ít hơn vùng Đông Nam Bộ trong giai đoạn 2080 – 2099. Việc lượng mưa
tháng VII ở vùng Nam Bộ tăng lên vào giữa thế kỷ và giảm đi vào cuối thế kỷ có
thể một phần nào đó cho thấy rằng: Lượng mưa tháng VII ở vùng Nam Bộ có sự
biến động mạnh trong tương lai.
3.2.3. Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ
Khu vực Nam Bộ cùng với khu vực Tây Nguyên là nơi mà GMMH bắt đầu
sớm nhất trên lãnh thổ Việt Nam. Đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu trong
nước nghiên cứu về ngày bắt đầu GMMH trên khu vực này nhưng hầu như các
nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc đánh giá dựa trên chuỗi số liệu quá khứ [11, 13, 15].
Do vậy, trong khuôn khổ nghiên cứu của luận văn, luận văn đã sử dụng mô hình
PRECIS để thử nghiệm tính toán dự tính ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam
Bộ.
62
Bảng 3.4. Ngày bắt đầu GMMH trên trên khu vực Nam Bộ vào
giữa thế kỷ và cuối thế kỷ
Giữa thế kỷ 21 Cuối thế kỷ 21
Năm (t) Ngày Năm (t) Ngày
2046 163 12/VI 2080 139 19/V
2047 130 10/V 2081 132 12/V
2048 104 14/IV 2082 128 8/V
2049 134 14/V 2083 144 24/V
2050 150 30/V 2084 124 4/V
2051 138 18/V 2085 133 13/V
2052 120 40/IV 2086 120 30/IV
2053 109 19/IV 2087 104 14/IV
2054 147 27/V 2088 138 18/V
2055 134 14/V 2089 122 2/V
2056 127 7/V 2090 104 14/IV
2057 89 30/III 2091 122 2/V
2058 101 11/IV 2092 114 24/IV
2059 133 13/V 2093 120 30/IV
2060 134 14/V 2094 109 19/IV
2061 103 13/IV 2095 147 27/V
2062 142 22/V 2096 119 29/IV
2063 139 19/V 2097 102 12/IV
2064 104 14/IV 2098 133 13/V
63
2065 130 10/V 2099 123 3/V
TB vùng 127 7/V (
onset
=18,8 ngày) TB vùng 124
4/V (onset =
12,8 ngày)
Bảng 3.4 cho thấy rằng: Trung bình ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam
Bộ xảy ra giữa thế kỷ và cuối thế kỷ 21 theo kết quả mô phỏng của mô hình
PRECIS tương ứng là ngày 7/V với độ lệch chuẩn 18,8 ngày và ngày 4/V với độ
lệch chuẩn 12,8 ngày. Như vậy, ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ xảy ra
muộn hơn khoảng 4 ngày vào giữa thế kỷ và 1 ngày vào cuối thế kỷ so với thời kỳ
chuẩn (Bảng 3.5). Tuy nhiên, sự muộn hơn vào giai đoạn cuối thế kỷ 21 là không
đáng kể so với thời kỳ quá khứ.
Bảng 3.5. Sự biến đổi của ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ vào
giữa thế kỷ và cuối thế kỷ 21
Thời kỳ Sự biến đổi
Giữa thế kỷ 4 ngày
Cuối thế kỷ 1 ngày
Kết quả nghiên cứu dự tính ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ có
sự chậm trễ vào thế kỷ 21 khá phù hợp với xu thế của một vài kết quả nghiên cứu
thu được về dự tính ngày bắt đầu GMMH trên bán đảo Đông Dương [17, 41] và
khác với nghiên cứu của Zhang (2010) [40]. Bên cạnh đó, khác với một vài nghiên
cứu trước đây là ngày bắt đầu GMMH được dự tính trong tương lai bị trì hoãn ít
hơn (Inoue và Ueda [17]: 5 – 10 ngày; Zhang và ccs. [41]: 3 – 10 ngày). Do vậy, có
thể cần có những những nghiên cứu sâu hơn trong việc dự tính ngày bắt đầu
GMMH trên khu vực Nam Bộ. Ngoài ra, do hạn chế về thời gian nên luận văn chỉ
dừng nghiên cứu lại ở đây mà chưa tìm hiểu đến nguyên nhân dẫn đến sự chậm trễ
ngày bắt đầu GMMH trên khu vực này.
64
KẾT LUẬN
Trong nghiên cứu này, luận văn đã sử dụng kết quả đầu ra của mô hình
PRECIS với điều kiện biên và điều kiện ban đầu là thành phần HadCM3Q0 của mô
hình toàn cầu HadCM3 để nghiên cứu dự tính một số đặc trưng GMMH trên khu
vực Việt Nam trong thế kỷ 21 so với thời kỳ chuẩn 1986 – 2005. Từ những kết quả
phân tích trên, luận văn rút ra một số kết luận chính sau:
- Mô hình có khả năng mô phỏng khá tốt phân bố không gian của các đặc
trưng GMMH bao gồm hoàn lưu gió, lượng mưa trên khu vực Việt Nam.
- Đối với các CSGM xem xét, mô hình đều cho kết quả mô phỏng ngày bắt
đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ sớm hơn so với quan trắc. Trong các CSGM đưa
ra thì chỉ số dựa trên sự kết hợp giữa mưa và U850 hPa là chỉ số thích hợp nhất cho
mô hình PRECIS trong nghiên cứu ngày bắt đầu GMMH trên khu vực này.
- Luận văn đã chỉ ra khả năng biến đổi của hoàn lưu gió mực 850 hPa trong
thế kỷ 21 trên khu vực Việt Nam trong mùa GMMH so với thời kỳ 1986 – 2005:
+ Cường độ gió ở mực 850 hPa trong thế kỷ 21 được tăng cường trên đa
phần lãnh thổ cả nước so với thời kỳ 1986 – 2005 kể từ cuối 2060s với một sự tăng
cường liên tục của của hoàn lưu gió xuyên suốt từ đầu thế kỷ đến cuối thế kỷ ở phía
Bắc Việt Nam nhưng chỉ xảy ra ở khu vực phía Nam từ cuối 2060s.
+ Hướng gió không thay đổi nhiều trong tương lai, và so với thời chuẩn
hướng gió thịnh hành vẫn là hướng tây, tây nam và nam trong mùa GMMH.
+ Gió tây mực 850 hPa trong mùa GMMH được tăng cường trên đại bộ phận
lãnh thổ nước ta vào giữa và cuối thế kỷ 21 với mức tăng vào cuối thế kỷ lớn hơn so
với giữa thế kỷ. Nửa phía Bắc của khu vực Việt Nam có mức tăng lớn hơn so với
nửa phía Nam.
- Chỉ ra được khả năng biến đổi của lượng mưa trên khu vực Việt Nam trong
mùa GMMH và tháng chính hè vào giữa và cuối thế kỷ 21 so với thời kỳ 1986 –
2005.
65
- Ở Tây Nguyên, Nam Bộ trong mùa GMMH:
Ở Tây Nguyên: Cường độ gió mực 850 hPa vào thế kỷ 21 có xu thế tăng nhẹ
so với thời kỳ 1986 – 2005 và không thay đổi nhiều từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ.
Tuy nhiên, lượng mưa mùa hè ở khu vực này có xu thế giảm đi từ đầu thế kỷ đến
cuối thế kỷ 21 so với thời kỳ 1986 - 2005, trong đó giảm nhiều nhất vào giai đoạn
đầu và cuối thế kỷ, mức giảm nhiều nhất vào năm 2080. Vào giữa thế kỷ, một số bộ
phận của khu vực có lượng mưa mùa hè tăng lên nhưng nhìn chung có xu thế giảm
đi so với quá khứ.
Ở Nam Bộ: So với thời kỳ 1986 – 2005, cường độ gió biến đổi không nhiều
vào giữa thế kỷ và có xu thế tăng nhẹ vào cuối thế kỷ 21. Lượng mưa mùa GMMH
ở khu vực này có sự biến động mạnh trước năm 2040 và không thay đổi nhiều từ
giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ với xu thế tăng lên ở khu vực Đông Nam Bộ và giảm đi
ở khu vực Tây Nam Bộ so với thời kỳ 1986 – 2005.
- Ngày bắt đầu GMMH trên khu vực Nam Bộ
Kết quả nghiên cứu cho thấy GMMH ở khu vực Nam Bộ có thể đến muộn
hơn so với thời kỳ chuẩn 1986 – 2005 do tác động của biến đổi khí hậu. Tuy nhiên,
đây mới chỉ là kết quả của một phương án tính toán. Do dự tính khí hậu tương lai,
đặc biệt là các hiện tượng khí hậu cực đoan còn nhiều điểm chưa chắc chắn nên cần
có các nghiên cứu bổ sung để có thể đưa ra được nhận định về hoạt động của
GMMH đáng tin cậy hơn.
66
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Trần Quang Đức (2011), Xu thế biến động của một số đặc trưng gió mùa
mùa hè khu vực Việt Nam. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự
Nhiên và Công Nghệ Tập 27, số 3S, tr. 14 – 20.
2. Nguyễn Trọng Hiệu, Nguyễn Văn Thắng, Phạm Thị Thanh Hương (2012),
Gió mùa, hoàn lưu khí quyển trên khu vực Đông Á và Việt Nam, NXB Khoa
học Tự Nhiên và Công Nghệ.
3. Nguyễn Viết Lành (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng của gió mùa Á – Úc đến
thời tiết, khí hậu Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp
bộ.
4. Trần Việt Liễn (2008), Chỉ số gió mùa và việc sử dụng chúng trong đánh giá
mối quan hệ mưa – gió mùa ở các vùng lãnh thổ Việt Nam, phục vụ yêu cầu
nghiên cứu và dự báo gió mùa. Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ
10, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn & Môi trường.
5. Trần Công Minh (2003), Khí tượng synop nhiệt đới, NXB Đại học Quốc gia
Hà Nội.
6. Trần Công Minh (2004), Khí tượng và khí hậu đại cương, NXB Đại học
Quốc gia Hà Nội.
7. Trần Công Minh (2006), Khí tượng synop (phần nhiệt đới), NXB Đại học
Quốc gia Hà Nội.
8. Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu (2004), Khí hậu và tài nguyên khí
hậu, NXB Nông Nghiệp.
9. Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Thị Hiền Thuận (2006), Đề xuất chỉ số hoàn lưu
gió mùa để nghiên cứu tính biến động của gió mùa mùa hè ở Nam Bộ, Tạp
chí Khí tượng Thủy văn, số 545, 5/2006, 1 – 10.
10. Phan Văn Tân và ccs (2010), Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu toàn
cầu đến các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam, khả năng dự
67
báo và giải pháp chiến lược ứng phó, Báo cáo tổng kết đề tài KC08.29/06-
10, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Hà Nội.
11. Phạm Xuân Thành, Bernard Fontaine và Nathalie Philippon (2010), Onset of
the summer monsoon over the southern Vietnam and its predictability, Theor
Appl Climatol, 99, 105 – 113.
12. Nguyễn Thị Hiền Thuận (2001), Gió mùa Tây Nam trong thời kỳ đầu mùa ở
Tây Nguyên và Nam Bộ, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số 478, 7/2001, 1 – 7.
13. Nguyễn Thị Hiền Thuận (2006). Sử dụng số liệu quan trắc và số liệu tái
phân tích trong nghiên cứu hoạt động của gió mùa mùa hè ở Nam Bộ. Tạp
chí Khí tượng Thủy văn, số 544, 4/2006, 18 – 26.
14. Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc (1993), Khí hậu Việt Nam, NXB Khoa học
và kỹ thuật, Hà Nội.
15. Nguyễn Minh Trường và ccs (2012), Đặc điểm hoàn lưu và thời tiết thời kỳ
bùng nổ gió mùa mùa hè trên khu vực Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài, Đại
học Quốc Gia Hà Nội – Đại học Khoa học Tự nhiên.
Tiếng anh
16. Goswami, B. N., and B. Wang (2000), Commentary and analysis: Comments
on “Choice of South Asian summer monsoon indices”, Bulletin of the
American Meteorological Society, 81, 821 – 824.
17. Inoue. T., and H. Ueda (2011), Delay of the first transition of Asian summer
monsoon under global warming condition, Sola, 7, 81 – 84.
18. IPCC WGI fifth assessment Report (2013). Chapter 12: Long – term climate
change: Projections, commitments and Irreversibility.
19. Jones, R. G., M. Noguer, D. C. Hassell, D. Hudson, S. S. Wilson, G. J.
Jenkins, and J. F. B. Mitchell (2004), Generating High Resolution Climate
Change Scenarios Using PRECIS, Met Office Hadley Centre. Exeter. UK,
40pp.
68
20. Katzfey, J. J., J. L. McGregor, and R. Suppiah (2014), High-Resolution
Climate Projections for Vietnam: Technical Report, CSIRO, Australia. 266
pp.
21. Kitoh, A., and T. Uchiyama (2006), Changes in onset and withdrawal of the
East Asian summer rainy season by multi-model global warming experiment,
Journal of the meteorological society of Japan, 84, pp. 247 – 258.
22. Lau, K. M., K. M. Kim, and S. Yang (2000), Dynamical and boundary
forcing characteristics of regional components of the Asian summer
monsoon, Journal of Climate, 13, 2461-2482.
23. Lau, K. M., N. C. Lau, and S. Yang (2005), Current topics on interannual
variability of the Asian monsoon, Report of the International Workshop on
Monsoons (IWM-III), Nov 2004, Hangzhou, China. WMO/TD 1266, 440-
454.
24. Liang, J. Y., S. S. Wu, and J. P. You (1999), The research on variations of
onset time of the SCS summer monsoon and its intensity, Chin. J. Trop.
Meteor., 15, 97–105.
25. McSweeney, C., and R. Jone (2010), Selecting members of the ‘QUMP’
perturbed-physics ensemble for use with Precis, Met Office Hadley Centre.
26. Qing, B., (2012), Projected changes in Asian summer monsoon in RCP
scenarios of CMIP5, Atmospheric and Oceanic Science letters, 5, 43 – 48.
27. Qian, W., and D. K. Lee (2000), Seasonal march of Asian summer monsoon.
International journal of climatology, 20, 1371-1386.
28. Rahmat, R., and et al (2014), A regional climate modelling experiment for
Southeast Asia: Using PRECIS regional climate Model and selected CMIP3
global climate models, Met Office Hadley Centre.
29. Saha, Suranjana, and et al (2010), The NCEP climate forecast system
Reanalysis, Bull. Amer. Meteor. Soc., 91, 1015 – 1057.
30. Shi, Y., X. J. Gao, Y. G. Wang, and F. Giorgi (2009), Simulation and
projection of monsoon rainfall and rain patterns over Eastern China under
69
global warming by RegCM3. Atmospheric and Oceanic Science letters, 2, 1-
6.
31. Sun. Y., and Y. H. Ding (2010), A projection of future changes in summer
precipitation and monsoon in East Asia, Science China Earth Science, 53,
284 – 300, doi 10.1007/s11430- 009- 0123- y.
32. Uchiyama, T., and A. Kitoh (2004), Changes in Baiu – Changma-Meiyu rain
by global warming in MRI-CGCM, Proceedings of the International
conference on High –Impact Weather and Climate, March 22 – 24, 2004,
Seoul, Korea, 218 – 221.
33. Wang, B., and LinHo (2002), Rainy Season of the Asian- Pacific summer
monsoon, Journal of Climate, 15, pp. 386 – 398.
34. Wang, B., LinHo, and Y. Zhang (2004), Definition of South China Sea
monsoon onset and commencement of the East Asia Summer monsoon,
American Meteorological Society, 17, 699 – 710.
35. Wang. B., and Z. Fan (1999), Choice and South Asian summer monsoon
indices, Bulletin of the American Meteorological Society, 80, 629 – 628.
36. Wang, B., R. Wu, K. M. Lau (2001), Interannual variability of Asian
summer monsoon: Contrast between the Indian and western North Pacific-
East Asian monsoons, J. Climate, 14, 4073-4090.
37. Wang, B., Z. Wu, J. Li, J. Liu, C. P. Chang, Y. Ding, and G. Wu (2008),
How to measure the strength of the East Asian summer monsoon, J. Climate,
21, 4449-4463.
38. Wilson, S., D. Hassell, D. Hein, C. Morrel, R. Jone, and R. Taylor (2010),
Installing and using the Hadley Centre regional climate modelling system,
Precis. Version 1.9.2.
39. Yatagai, A., K. Kamiguchi, O. Arakawa, A. Hamada, N. Yasutomi, and A.
Kitoh (2012), APHRODITE: Constructing a Long-Term Daily Gridded
Precipitation Dataset for Asia Based on a Dense Network of Rain Gauges,
70
Bull. Amer. Meteor. Soc., 93, 1401–1415. doi:
http://dx.doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00122.1 .
40. Zhang, H., (2010), Diagnosing Australia –Asian monsoon onset/retreat using
large – scale wind and moisture indices, Clim Dyn, 35, 601- 618.
41. Zhang, H., P. Liang, A. Moise, L. Hanson (2012), Diagnosing potential
changes in Asian summer monsoon onset and duration in IPCC AR4 model
simulations using moisture and wind indices, Climate Dynamics, doi:
10.1007/s00382- 012- 1289- 0.
42. Zhang, Y., T. Li, B. Wang, G. Wu (2002), Onset of the summer monsoon
over the Indochina Peninsula: Climatolory and interannual variations,
Journal of climate, 15, 3206 – 3221.
43. Zeng, Z., and E. Lu (2004), Globally unified monsoon onset and retreat
indexes, Journal of Climate, 17, 2241 – 2248.
44. http://www.chikyu.ac.jp/precip/data/APHRO_V1101_readme.txt
71
PHỤ LỤC
Hình P.1. Lượng mưa trung bình (mm/ngày) các tháng mùa GMMH từ tháng V - IX
(từ trái sang phải) theo số liệu mưa APHRODITE (trên) và PRECIS (dưới)
72
Hình P.2. Sự biến đổi lượng mưa (%) các tháng mùa GMMH từ tháng V - IX (trái
sáng phải) vào các giai đoạn 2046 – 2065 (trên) và 2080 – 2099 (dưới) so với thời
kỳ 1986 - 2005
top related