Mối liên hệ giữa gió mùa và lượng mưa trên khu vực tây nguyên trong thời kỳ gió mùa thịnh hành

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN o0o ĐINH THỊ THU HUYỀN MỐI LIÊN HỆ GIỮA GIÓ MÙA VÀ LƯỢNG MƯA TRÊN KHU VỰC TÂY NGUYÊN TRONG THỜI KỲ GIÓ MÙA THỊNH HÀNH Hà Nội Năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN o0o ĐINH THỊ THU HUYỀN MỐI LIÊN HỆ GIỮA GIÓ MÙA VÀ LƯỢNG MƯA TRÊN KHU VỰC TÂY NGUYÊN TRONG THỜI KỲ GIÓ MÙA THỊNH HÀNH Chuyên ngành : Khí tượng học Mã ngành : D440221 Người hướng dẫn : ThS. Nguyễn Bình Phong Hà Nội Năm 2016 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đây là sản phẩm nghiên cứu của bản thân, được xuất phát từ yêu cầu bài toán phát sinh trong qua trình học tập để hình thành hướng nghiên cứu được thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn. Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo. Các sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2016 Tác giả đồ án Đinh Thị Thu Huyền   LỜI CẢM ƠN Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự giúp đỡ mọi người dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp. Trong suốt thời gian học tập nhất là khi triển khai làm đồ án, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, bạn bè và gia đình. Với một sự tri ân và lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi đến quý Thầy Cô khoa Khí tượng Thủy văn Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã dồn hết tâm huyết của mình để truyền đạt tri thức cho chúng em. Tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em để hoàn thành đồ án này. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS.Nguyễn Bình Phong, Phó trưởng khoa Khí tượng thủy văn, thầy đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian em làm đồ án này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến ThS.Phạm Minh Tiến, Phó trưởng khoa Khí tượng Thủy văn đồng thời cũng là giáo viên chủ nhiệm của lớp em, cùng các thầy cô giáo trong Khoa đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trường. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè đã luôn giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập cũng như trong cuộc sống. Dù đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đồ án nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy cô và các bạn có những ý kiến đóng góp để em có thể hoàn thiện và phát triển đề tài hơn. Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, 10 tháng 6năm 2016 Sinh viên Đinh Thị Thu Huyền   MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG 6 DANH MỤC HÌNH 7 LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4 1.1 Khái quát khu vực nghiên cứu 4 1.1.1 Vị trí địa lí 4 1.1.2 Khí hậu Tây Nguyên 5 1.1.3 Gió mùa mùa hè và chế độ mưa ở Tây Nguyên 5 1.2 Tổng quan các nghiên cứu về gió mùa, mưa gió mùa 10 1.2.1 Một số nghiên cứu trên Thế giới 11 1.2.2 Một số nghiên cứu trong nước 13 CHƯƠNG 2. SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Số liệu 17 2.1.1 Số liệu quan trắc 17 2.1.2 Số liệu tái phân tích 18 2.2 Phương pháp nghiên cứu 18 2.2.1 Phương pháp xác định các đặc trưng thống kê 18 2.2.2 Phương pháp xác định sự biến đổi của lượng mưa và gió trên khu vực 19 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 22 3.1 Mối liên hệ giữa gió và lượng mưa 22 3.2 Sự biến đổi của gió và lượng mưa qua từng năm 24 3.2.1 Sự biến đổi của chế độ gió 24 3.2.2 Sự biến đổi của lượng mưa 25 3.2.3 Đặc điểm hoàn lưu trong những năm điển hình 30 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam thuộc khu vực châu Á gió mùa nên hầu hết các khu vực có chế độ mưa đặc trưng của khí hậu gió mùa, với mùa mưa gần trùng với thời kỳ gió mùa mùa hè, mùa khô vào thời kỳ gió mùa mùa đông. Mưa là một trong những nhân tố hết sức quan trọng đối với mọi mặt của đời sống kinh tế, sản xuất và xã hội. Ở khu vực Tây Nguyên, mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 10 gắn liền với hoạt động của gió mùa tây nam. Vì vậy, dự báo lượng mưa cũng như sự biến đổi của nó có vai trò quan trọng đối với các khu vực nghiên cứu nhất định. Một trong những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến lượng mưa trên khu vực Tây Nguyên đó chính là chế độ gió. Chế độ gió thay đổi dẫn đến sự thay đổi của lượng mưa. Do đó nghiên cứu sự ảnh hưởng cũng như mối liên hệ giữa chế độ gió và mưa gió mùa là cần thiết tới khu vực. Để hiểu chi tiết hơn về sự ảnh hưởng của chế độ gió tới lượng mưa Tây Nguyên, trong đồ án này em đã lựa chọn đề tài có tên là “Mối liên hệ giữa gió mùa và lượng mưa trên khu vực Tây Nguyên trong thời kỳ gió mùa thịnh hành”. Kết quả của đồ án cho thấy sự biến đổi theo thời gian của lượng mưa khá phù hợp với sự biến đổi của gió kinh hướng, gió vĩ hướng. Nội dung của đồ ánngoài mở đầu, kết luận và kiến nghị được bố cục trong 3 chương như sau. • Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu. • Chương 2. Số liệu và phương pháp nghiên cứu. • Chương 3. Kết quả và nhận xét. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát khu vực nghiên cứu 1.1.1Vị trí địa lí Tây Nguyên là vùng cao nguyên, phía bắc giáp tỉnh Quảng Nam, phía đông giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, phía nam giáp các tỉnh Đồng Nai, Bình Phước, phía tây giáp với các tỉnh Attapeu (Lào) và Ratanakiri, Mondulkiri (Campuchia). Vùng khí hậu Tây Nguyên bao gồm 5 tỉnh, từ Bắc vào Nam lần lượt là Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, thuộc sườn phía tây của dãy Trường Sơn ( Hình 1.1) Hình 1. 1. Bản đồ khu vực Tây Nguyên Tây Nguyên có thể chia thành ba tiểu vùng địa hình, đồng thời là ba tiểu vùng khí hậu, gồm Bắc Tây Nguyên (tương ứng với các tỉnh Kon Tum và Gia Lai, trước là một tỉnh), Trung Tây Nguyên (tương ứng với các tỉnh Đắk Lắk và Đắk Nông), Nam Tây Nguyên (tương ứng với tỉnh Lâm Đồng). Ở phần phía bắc có cao nguyênGia Lai – Kon Tum cao 500700m nằm ở phía tây nam khối núi đồ sộ Kon Tum thượng với đỉnh vượt quá 2000m. Ở phần trung Tây Nguyên địa hình khom như 1 cái chảo úp, mà phần lớn diện tích có độ cao 300600m , tuy có độ cao thấp hơn nhưng nền nhiệt độ ở đây lại cao hơn hai tiểu vùng phía Bắc và phía Nam. Phần nam Tây Nguyên ngăn cách với cao nguyên Đắk Lắc bởi trũng hồ Đắk Lắc, gồm 2 cao nguyên bậc thềm là cao nguyên Lang Biang cao 1500m và cao nguyên Di Linh cao 8001000m. Phía đông gần bờ biển nhô lên những đỉnh núi của dãy nam Trường Sơn. 1.1.2Khí hậu Tây Nguyên Khu vực Tây Nguyên có nền nhiệt cao, hàng năm giữa mùa nóng và mùa lạnh không chênh lệch nhiệt độ đáng kể, nên nhiệt độ hạ thấp do độ cao địa hình. Bức xạ tổng cộng 150 – 170Kcalcm2, cân bằng bức xạ năm 70 – 100 Kcalcm2, số giờ nắng năm 2000 – 2500 giờ. Nhiệt độ trung bình năm 24 – 280C, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất tới 24 – 280C. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối 37 –400C, nhiệt độ tháng lạnh nhất 210C, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 3 – 90C. Điều đáng chú ý ở khí hậu Tây Nguyên là có 2 mùa, mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa tháng trên 200mm, mưa cực đại vào tháng 8. Mùa khô hạn hán nghiêm trọng, từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, với lượng mưa dưới 50mm. Lượng mưa trung bình năm 1400 – 2000mm, lượng mưa ngày lớn nhất trên 200mm. Gió mạnh hơn vùng đồng bằng, tốc độ gió trung bình năm 1,5 – 3,5ms. Tốc độ gió mạnh nhất 20 – 25ms do ít ảnh hưởng của bão. Mùa đông thịnh hành gió Bắc, Đông Bắc. 1.1.3 Gió mùa mùa hè và chế độ mưa ở Tây Nguyên a. Khái niệm gió mùa Theo Khromov: “Gió mùa là hoàn lưu của khí quyển trên một phạm vi rộng lớn của bề mặt trái đất, trong đó gió thịnh hành giữa mùa đông và mùa hè có hướng gần như ngược nhau”. Về hướng gió Khromov còn đưa ra một chỉ tiêu định lượng là góc tạo bởi hướng gió thịnh hành của hai mùa phải lớn hơn hoặc bằng 1200 và góc này được gọi là góc gió mùa. K.Ramage (1971) đã đưa ra một số chỉ tiêu định lượng cụ thể đó là: 1. Hướng gió thịnh hành trong tháng 1 và tháng 7 phải lệch nhau một góc lớn hơn hoặc bằng 1200. 2. Tần suất trung bình của hướng gió thịnh hành trong tháng 1 và tháng 7 phải lớn hơn 40%. 3. Tốc độ gió tổng hợp trung bình của ít nhất một trong hai tháng phải lớn hơn hoặc bằng 3ms. 4. Sự luân phiên của hoàn lưu xoáy thuận với xoáy nghịch xảy ra trong hai tháng này của hai năm liên tiếp, trên 1 vùng có kích thước 5kinhvĩ độ phải nhỏ hơn một lần. Như vậy, một vùng được gọi là có gió mùa khi thỏa mãn 4 điều kiện trên. • Gió mùa mùa hè Hệ thống gió mùa bắt nguồn từ áp cao Mascaren Gió mùa Nam Á (hay còn gọi là gió mùa Tây nam) được đặc trưng bởi các thành phần:(1)Áp cao Mascarene, (2)Dòng xiết vượt xích đạo Đông Phi, (3)Rãnh gió mùa, (4)Áp cao Tây Tạng, (5)Dòng xiết gió đông nhiệt đới, (6)MâyMưa gió mùa11. (1)Áp cao Mascaren: Áp cao Mascaren là một áp cao thuộc hệ thống áp cao cận nhiệt đới nằm trên nam Ấn Độ Dương có tâm vào khoảng 300S và 500E trên đảo Mascaren. Trị số khí áp trung bình trong tháng tại trung tâm vào khoảng 1024mb. Vào thời khì mùa hè ở bán cầu bắc, tín phong đông nam từ áp cao này vượt qua xích đạo trên khu vực đông phi thành dòng vượt xích đạo Đông Phi. (2)Dòng xiết vượt xích đạo đông phi: là một dòng chảy vượt qua xích đạo tầng thấp trong mùa gió mùa mùa hè. Dòng xiết Đông Phi hay dòng xiết Somali đạt cường độ cực đại vào các tháng 7 8 và tách làm hai nhánh ở khoảng 100 N, 600 E. Hai nhánh này vượt qua phần Nam biển Ả Rập rồi tới miền Trung và Tây nam duyên hải Ấn Độ. Dòng xiết này thể hiện mạnh nhất trên mực 11,5 km. Người ta đã nhận thấy rằng đã có mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa cường độ của dòng xiết này với lượng mưa trên miền tây Ấn Độ (3)Rãnh gió mùa: Rãnh gió mùa vốn là một rãnh khí áp nóng tầm thấp, là một phần của rãnh xích đạo toàn cầu của mùa hè ở bán cầu Bắc. Khi gió mùa mùa hè vượt xích đạo thổi tới hội tụ ở rãnh cùng với gió đông ở rìa phía cực của rãnh thì tiềm năng của rãnh tăng lên đáng kể, nó có thể phát triển lên các tầng cao hơn đến giữa tầng đối lưu, và rãnh thấp nóng nghèo tiềm năng trước đấy trở thành rãnh gió mùa. Vị trí trung bình của rãnh xích đạo trong các mùa chủ yếu theo tiêu chí của Ramage, vị trí trung bình của rãnh xích đạo biến đổi từ 180N trên vùng Tây Phi lên đến 300N trên Tây Tạng. Rãnh gió mùa với cực tiểu khí áp có trị số khoảng 995mb trên vùng Pakistan, kéo dài từ tây Bắc Phi đến Biển Đông. Toàn bộ vùng rãnh bao gồm những áp thấp nóng lục địa mùa hè trên Bắc Phi, Ả Rập và cao nguyên Tây Tạng. Nhờ gió mùa và hơi ẩm do gió mùa mang tới, các áp thấp này ở mức độ khác nhau đều tàng trữ một năng lượng bất ổn nhất định.Vị trí của trục rãnh gió mùa biến động rất lớn. Khi trục nằm phía nam vị trí trung bình và giới hạn phía Đông của nó lấn sang phía Bắc vịnh Bengal thì gió mùa hoạt động mạnh. Ngược lại, khi trục rãnh dịch chuyển về phía bắc gần chân dãy Himalaya thì đó là thời đoạn gián đoạn của gió mùa trên hầu khắp Ấn Độ, ngoại trừ một vùng mưa lớn xuất hiện trên phần Đông Bắc Ấn Độ . (4) Áp cao Tây Tạng: là một cao áp tồn tại trong tầng đối lưu trên ở vùng bắc Ấn Độ, ngay trên áp thấp gió mùa mặt đất. Vào tháng 7 cao áp này hoạt động trên cao nguyên Tây Tạng và duy trì ở đây cho tới tháng 9. Sau đó nó di chuyển về phía Đông Nam khi dải đốt nóng cực đại ở mặt đất và áp thấp di chuyển về phía nam và cùng với sự bắt đầu của mùa hè bán cầu Nam. (5) Dòng xiết gió Đông nhiệt đới Dòng gió ở rìa phía Nam của áp cao Tây Tạng là dòng xiết gió đông nhiệt đới. Dòng xiết này duy trì từ tháng 79, trước khi áp cao Tây Tạng suy yếu. Đây là một trong những đặc trưng bền vững nhất của gió mùa mùa hè. Nguyên nhân hình thành áp cao Tây Tạng và dòng xiết này có thể là do sự tồn tại của nguồn nhiệt Himalaya Tây Tạng. Một vòng hoàn lưu Hadley được nhận biết một cách rõ ràng đang hoạt động trên vùng dòng vào của dòng gió xiết đông nhiệt đới trên khu vực Đông Nam Á và một dòng hoàn lưu Hadley không rõ ràng ở vùng dòng ra trên khu vực Châu Phi. Với hoàn lưu như vậy, dọc theo dòng xiết, một vùng chuyển động thăng rộng lớn với thời tiết mây mưa phía bắc dòng xiết trên khu vực Nam Ấn Độ và một vùng chuyển động Giáng quy mô lớn với thời tiết khô hạn trên khu vực Băc Phi và Trung Đông. (6)Mây và mưa gió mùa: Màn mây là thành phần quan trọng của gió mùa Ấn Độ trên khu vực này. Trong thời kỳ gió mùa hoạt động, trên khu vực từ bờ biển phía tây vịnh Bengal tới bắc vịnh Ả Rập, một màn mây dày đặc.