Tài liệu Nghiên cứu xác định những hình thế thời tiết gây nên cực đoan một số yếu tố khí hậu chính trên khu vực bắc bộ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG , VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NHỮNG HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY NÊN CỰC ĐOAN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ HẬU CHÍNH TRÊN KHU VỰC BẮC BỘ CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC NGUYỄN THỊ THU HÒA HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NHỮNG HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY NÊN CỰC ĐOAN MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ HẬU CHÍNH TRÊN KHU VỰC BẮC BỘ CHUYÊN NGHÀNH : KHÍ TƯỢNG - KHÍ HẬU HỌC Học viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THU HÒA Lớp: CH2B.K Khóa: 2016 - 2018 Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Viết Lành Hà Nội - Năm 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán bộ hướng dẫn chính: PGS. TS. Nguyễn Viết Lành Cán bộ chấm phản biện 1: TS. Phạm Thị Thanh Ngà Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Hoàng Phúc Lâm Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 22 tháng 09 năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TÁC GIẢ LUẬN VĂN (Ký và ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Thu Hoà LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khí tượng-Khí hậu học “Nghiên cứu xác định những hình thế thời tiết gây nên cực đoan một số yếu tố khí hậu chính trên khu vực Bắc Bộ” đã hoàn thành tháng 7 năm 2018. Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia đình. Trước hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Viết Lành đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Khoa Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và hướng dẫn trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện để tác giả có thể hoàn thành luận văn này. Trong khuôn khổ một luận văn, do sự giới hạn về thời gian và kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2018 Tác giả Nguyễn Thị Thu Hòa i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................. v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................ vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................vii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 1 5. Bố cục của luận văn ................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................... 3 1.1 Một số khái niệm cơ bản ...................................................................................... 3 1.1.1 Cực đoan của các hiện tượng và yếu tố khí hậu................................................. 3 1.1.2 Nắng nóng ...................................................................................... 3 1.1.3 Rét đậm, rét hại .............................................................................. 3 1.1.4. Mưa lớn ......................................................................................... 4 1.2 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu ......................................................... 4 1.2.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình ................................................... 4 1.2.2 Đặc điểm khí hậu ............................................................................ 5 1.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu...................................................................... 8 1.3.1. Tình hình nghiên cứu về rét đậm, rét hại ...................................... 8 1.3.2. Tình hình nghiên cứu về mưa lớn ................................................. 9 1.3.3 Tình hình nghiên cứu về nắng nóng ............................................. 13 1.4. Nhận xét chương 1 ............................................................................................. 16 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 16 2.1 Cơ sở số liệu ........................................................................................................ 17 2.1.1 Số liệu các hiện tượng khí tượng cực đoan .................................. 17 2.1.2 Số liệu quan trắc nhiệt độ và lượng mưa ngày ............................. 21 2.1.3 Số liệu tái phân tích ...................................................................... 24 ii 2.2 Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 25 2.3 Nhận xét chương 2 .............................................................................................. 27 CHƯƠNG 3. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................. 28 3.1 Nghiên cứu xác định một số hình thế thời tiết gây mưa lớn cực đoan ở Bắc Bộ .... 28 3.2 Nghiên cứu xác định một số hình thế thời tiết gây nắng nóng cực đoan ở Bắc Bộ 49 3.3 Nghiên cứu một số hình thế thời tiết gây rét hại cực đoan ở Bắc Bộ ................. 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 74 1. Kết luận............................................................................................................... 74 2. Kiến nghị ............................................................................................................ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 76 iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Họ và tên học viên: Nguyễn Thị Thu Hoà Lớp: CH2B.K Khoá: II Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Viết Lành Tên đề tài: Nghiên cứu xác định những hình thế thời tiết gây nên cực đoan một số yếu tố khí hậu chính trên khu vực Bắc Bộ. Tóm tắt:… Luận văn đã tổng quan được tình hình nghiên cứu trong nước về bài toán xác định những hình thế thời tiết gây nên cực đoan mọt số yếu tố khí hậu chính trên khu vực Bắc Bộ. Trên cơ sở đó, đưa ra các luận giải về sự cần thiết, mục tiêu và các luận điểm khoa học của luận văn. Thông qua số liệu mưa và nhiệt độ quan trắc tại các trạm khí tượng trên khu vực Bắc Bộ và số liệu tái phân tích từ năm 2007 đến năm 2016, luận văn đã nghiên cứu và chỉ ra một số hình thế thời tiết gây nên những đợt mưa lớn ở khu vực Bắc Bộ như: đới gió đông hoặc đông nam từ áp cao Thái Bình Dương có hợp lưu với đới gió đông đông bắc từ áp cao lục địa; áp thấp Trung Hoa hoạt động mạnh, kết hợp với gió từ rìa phía tây áp cao Thái Bình Dương thổi theo hướng đông nam qua khu vực Bắc Bộ; rãnh thấp trong đới gió tây hoạt động mạnh; hội tụ kinh hướng giữa gió nam đông nam từ áp cao Thái Bình Dương và gió nam tây nam từ bán cầu Nam lên; dải hội tụ nhiệt đới hoạt động với tâm thấp tồn tại trên khu vực Bắc Bộ. Với thời tiết gây nên nắng nóng, vai trò của những hình thế được xác định: áp thấp Nam Á phát triển sang phía đông ở tầng thấp, còn trên cao áp cao Thái Bình Dương và áp cao Tây Tạng hoạt động mạnh; áp thấp Trung Hoa hoạt động ở tầng thấp, còn trên cao áp cao Thái Bình Dương và áp cao Tây Tạng hoạt động mạnh; rãnh gió mùa hoạt động trên khi vực Bắc Bộ ở tầng thấp và áp cao Thái Bình Dương, áp cao Tây Tạng hoạt động ở tầng cao. Với thời tiết gây nên rét hại cực đoan, vai trò của những hình thế được xác định: áp cao lạnh lục địa tạo nên đới gió đong bắc mạnh thổi qua lãnh thổ Việt Nam để đổ vào rãnh thấp xích đạo ở tầng thấp vã rãnh thấp trong đới gió tay trên cao; áp cao Thanh Tạng gây nên gió đông bắc mạnh thổi qua khu vực Bắc Bộ và trên cao là rãnh thấp trong đới gió tây hoạt động. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố chủ quan, nên cần đầu tư nghiên cứu thêm trong tương lai. iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Từ viết tắt BĐKH Biến đổi khí hậu AT Bản đồ thời tiết ATNĐ Áp thấp nhiệt đới CFSR Số liệu tái phân tích của hệ thống dự báo khí hậu (Climate Forecast System Reanalysis) GPCP Số liệu mưa lưới toàn cầu (Global Precipitation Climatology Project ) ITCZ Dải hội tụ nhiệt đới (Inter Tropical Convergence Zone) KKL Không khí lạnh KTTV Khí tượng thủy văn NCEP Trung tâm Dự báo Môi trường Quốc gia (National Centers for Environmental Prediction) NCAR Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia (National Center for Atmospheric Research) nnk Những người khác NOAA Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ (National Oceanic and Atmospheric Administration) Tn Nhiệt độ tối thấp Tx Nhiệt độ tối cao v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Tình hình mưa lớn cực đoan ở Bắc Bộ thời kì 2007-2016 .......................17 Bảng 2.2. Tình hình nắng nóng cực đoan ở Bắc Bộ thời kì 2007-2016 ...................19 Bảng 2.3. Tình hình rét hại cực đoan ở Bắc Bộ thời kì 2007-2016 ..........................19 Bảng 2.4. Danh sách các trạm được sử dụng trong nghiên cứu ................................21 Bảng 3.1. Diễn biến mưa từ ngày 29/10 đến ngày 3/11/2008 .................................. 28 Bảng 3.2. Diễn biến mưa từ ngày 12 đến ngày 17/5/2009 ........................................32 Bảng 3.3. Diễn biến mưa từ ngày 19 đến ngày 22/7/2014 ........................................37 Bảng 3.4. Diễn biến mưa từ ngày 26/7 đến ngày 3/8/2015 ......................................41 Bảng 3.5. Diễn biến nhiệt độ tối cao ngày (Tx) trong đợt nắng nóng cực đoan từ ngày 15/6 đến 20/6/2010 ....................................................................................................49 Bảng 3.6. Diễn biến nhiệt độ tối cao ngày (Tx) trong đợt nắng nóng cực đoan từ ngày 14/5 đến ngày 18/5/2013 ...........................................................................................53 Bảng 3.7. Diễn biến đợt nắng nóng cực đoan từ ngày 12 đến ngày 15/6/2016 ........57 Bảng 3.8. Diễn biến đợt rét hại cực đoan từ ngày 10 đến ngày 13/1/2009 ...............61 Bảng 3.9. Diễn biến đợt rét hại cực đoan từ ngày 6 đến ngày 15/1/2011 .................64 Bảng 3.10. Diễn biến đợt rét hại cực đoan từ ngày 23 đến ngày 28/1/2016 .............69 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1. Minh họa hình ảnh trang thông tin cung cấp số liệu tái phân tích ngày của NCEP/NCAR ............................................................................................................25 Hình 3.1. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 30/10/2008................................................................................................................ 29 Hình 3.2. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng 7h ngày 31/10/2008 ...................................................................................................................................29 Hình 3.3. Ảnh mây vệ tinh lúc 7h ngày 31/10/2008 .................................................30 Hình 3.4. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 01/11/2008.................................................................................................................31 Hình 3.5. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 02/11/2008.................................................................................................................32 Hình 3.6. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h 14/5/2009 ...................................................................................................................................34 Hình 3.7. Ảnh mây vệ tinh lúc 7h ngày 14/5/2009 ...................................................34 Hình 3.8. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 15/5/2009 ...................................................................................................................35 Hình 3.9. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 16/5/2009 ...................................................................................................................35 Hình 3.10. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 17/5/2009 ...................................................................................................................36 Hình 3.11. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 19/7/2014 ...................................................................................................................38 Hình 3. 2. Ảnh mây vệ tinh lúc 7h ngày 19/7/2014 ..................................................38 Hình 3.13. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 20/7/2014 ...................................................................................................................39 Hình 3.14. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 21/7/2014 ...................................................................................................................40 Hình 3.15. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 22/7/2014 ...................................................................................................................40 Hình 3.16. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 26/7/2015 ...................................................................................................................42 Hình 3.17. Ảnh mây vệ tinh lúc 7h ngày 26/7/2015 .................................................42 vii Hình 3.18. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 27/7/2015 ...................................................................................................................43 Hình 3.19. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 28/7/2015 ...................................................................................................................44 Hình 3.20. Ảnh mây vệ tinh lúc 7h ngày 28/7/2015 .................................................44 Hình 3.21. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 29/7/2015 ...................................................................................................................45 Hình 3.22. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 30/7/2015 ...................................................................................................................45 Hình 3.23. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 31/7/2015 ...................................................................................................................46 Hình 3.24. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 01/8/2015 ...................................................................................................................47 Hình 3.25. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 02/8/2015 ...................................................................................................................47 Hình 3.26. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 03/8/2015 ...................................................................................................................48 Hình 3.27. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 15/6/2010 ...................................................................................................................51 Hình 3.28. Ảnh mây vệ tinh lúc 13h ngày 15/6/2010 ...............................................51 Hình 3.29. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 17/6/2010 ...................................................................................................................52 Hình 3.30. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 19/6/2010 ...................................................................................................................52 Hình 3.31. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 14/5/2013 ...................................................................................................................54 Hình 3.32. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 16/5/2013 ...................................................................................................................55 Hình 3.33. Ảnh mây vệ tinh lúc 13h ngày 16/5/2013 ...............................................56 Hình 3.34. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 18/5/2013 ...................................................................................................................56 Hình 3.35. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 12/6/2016 ...................................................................................................................58 viii Hình 3.36. Ảnh mây vệ tinh lúc 13h ngày 12/6/2016 ...............................................59 Hình 3.37. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 14/6/2016 ...................................................................................................................59 Hình 3.38. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 15/6/2016 ...................................................................................................................60 Hình 3.39. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 10/01/2009.................................................................................................................62 Hình 3.40. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 12/01/2009.................................................................................................................63 Hình 3.41. Ảnh mây vệ tinh lúc 19h ngày 12/01/2009 .............................................63 Hình 3.42. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng 7h ngày 13/01/2009 ...................................................................................................................................64 Hình 3.43. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 10/01/2011.................................................................................................................67 Hình 3.44. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 11/01/2011.................................................................................................................67 Hình 3.45. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 13/01/2011.................................................................................................................68 Hình 3.46. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 24/01/2016.................................................................................................................70 Hình 3.47. Ảnh mây vệ tinh lúc 7h ngày 24/01/2016 ...............................................70 Hình 3.48. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 25/01/2016.................................................................................................................71 Hình 3.49. Bản đồ trường độ cao địa thế vị và trường đường dòng lúc 7h ngày 26/01/2016.................................................................................................................71 ix MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hàng năm, các khu vực trên lãnh thổ Việt Nam nói chung và Bắc Bộ nói riêng đều chịu tác động nặng nề của nhiều hiện tượng thời tiết nguy hiểm. So với các vùng khí hậu phía Nam, các vùng khí hậu ở Bắc Bộ (Tây Bắc, Đông Bắc, Đồng bằng Bắc Bộ) chịu tác động của nhiều hiện tượng cực đoan hơn; ví dụ như mưa lớn, rét đậm rét hại, nắng nóng, xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ). Trong những năm qua, đã có nhiều nghiên cứu về các hiện tượng thời tiết cực đoan này. Trong đó, có rất nhiều nghiên cứu dự báo và cảnh báo các hiện tượng cực đoan ở Bắc Bộ đã được thực hiện dựa trên phân tích synop hoặc các mô hình mô phỏng. Tuy nhiên, một thực tế vẫn tồn tại đó là các kết quả dự báo vẫn chưa tốt và hậu quả để lại là nghiêm trọng khi xuất hiện các hiện tượng cực đoan, đặc biệt là mưa lớn. Từ thực tiễn nêu trên, việc phân tích đúc kết hình thế thời tiết trong một số trường hợp thời tiết cực đoan điển hình (về cường độ, thời gian kéo dài kéo dài của hiện tượng), đặc biệt là mưa lớn xảy ra trong những năm gần đây ở Bắc Bộ có ý nghĩa quan trọng. Những hình thế thời tiết được đúc kết góp phần cung cấp thông tin phục vụ nghiệp vụ dự báo và cảnh báo thời tiết nguy hiểm ở Bắc Bộ, cũng như trong công tác nghiên cứu khoa học. Do vậy, luận văn thạc sĩ thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xác định những hình thế thời tiết gây nên cực đoan một số yếu tố khí hậu chính trên khu vực Bắc Bộ’’. 2. Mục tiêu của đề tài Phân tích, đánh giá và xác định được hình thế thời tiết cơ bản gây nên một số hiện tượng cực đoan liên quan đến lượng mưa và nhiệt độ trên khu vực Bắc Bộ. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Luận văn tập trung nghiên cứu các hiện tượng và yếu tố khí tượng cực đoan như: Nắng nóng gay gắt, rét hại, mưa lớn. Phạm vi nghiên cứu: - Toàn bộ Bắc Bộ Việt Nam với 3 vùng khí hậu: B-I, B-II và B-III. 5. Bố cục của luận văn Nội dung chính của luận văn, ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, được bố cục thành các chương như sau: Chương 1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu. Chương này trình bày tóm tắt điều kiện tự nhiên của khu vực ngiên cứu và một số kết quả nghiên cứu về hiện 1 tượng khí tượng cực đoan Chương 2. Số liệu và phương pháp nghiên cứu. Chương này trình bày các nguồn số liệu và phương pháp nghiên cứu chính được sử dụng trong luận văn. Chương 3. Một số kết quả nghiên cứu. Chương này trình bày một số đặc điểm của các hiện tượng khí tượng cực đoan về mưa lớn, nắng nóng và rét hại cũng như kết quả phân tích hình thế synop xuất hiện các hiện tượng cực đoan đó. 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số khái niệm cơ bản 1.1.1 Cực đoan của các hiện tượng và yếu tố khí hậu Cực đoan của một yếu tố hay hiện tượng khí hậu là một sự kiện hiếm khi xảy ra, thông thường, những sự kiện này xảy ra có xác suất là 5% hoặc 10% được gọi là sự kiện cực đoan [16]. Trong luận văn này, những hiện tượng khí hậu (mưa lớn, nắng nóng và rét hại) có xác suất xuất hiện ≤ 10% sẽ được thống kê và những hiện tượng khí hậu có xác suất xuất hiện ≤ 5% sẽ được tập trung nghiên cứu, phân tích hình thế synop gây nên hiện tượng đó. 1.1.2 Nắng nóng Nắng nóng là một dạng thời tiết nguy hiểm đặc biệt thường xảy ra trong những tháng mùa hè. Biểu hiện của nắng nóng là khi nền nhiệt độ không khí trung bình ngày cao và được đặc trưng bởi nhiệt độ cao nhất trong ngày. Xuất phát từ mục đích phục vụ công tác theo dõi và dự báo thời tiết nắng nóng, Trung tâm Dự báo khí tượng thuỷ văn Trung ương lấy nhiệt độ tối cao (Tx) làm căn cứ để xác định ngưỡng thời tiết nắng nóng. Theo đó, nắng nóng được xác định theo các ngưỡng như sau: - Ngày nắng nóng là ngày có : 350C ≤ Tx < 370C. - Ngày nắng nóng gay gắt là ngày có : 370C ≤ Tx < 390C. - Ngày nắng nóng đặc biệt gay gắt là ngày có : Tx ≥ 390C. Phạm vi xảy ra nắng nóng được xác định như sau: - Nắng nóng cục bộ là ngày có Tx ≥ 350C xảy ra tại < 1/2 số trạm trên một vùng khí hậu; Nắng nóng diện rộng là ngày có Tx ≥ 350C xảy ra tại ≥ 1/2 số trạm trên một vùng khí hậu; 1.1.3 Rét đậm, rét hại Rét đậm, rét hại là một trong những loại hình thời tiết cực đoan rất đặc trưng trong mùa đông ở hầu khắp khu vực phía bắc lãnh thổ Việt Nam. Trong những tháng chính đông (từ tháng 12 đến tháng 2) các đợt rét đậm, rét hại xảy ra liên tiếp, kéo dài và trên diện rộng. Hiện nay, chỉ tiêu để xác định hiện tượng rét đậm, rét hại là dựa vào nhiệt độ trung bình ngày. Nếu nhiệt độ trung bình ngày ≤ 15oC thì có rét đậm, nếu nhiệt độ trung bình ngày ≤ 13oC thì có rét hại. 3 1.1.4 Mưa lớn Mưa lớn hay mưa vừa, mưa to diện rộng là quá trình mưa xảy ra mang tính hệ thống trên một hay nhiều khu vực. Mưa lớn diện rộng có thể xảy ra một hay nhiều ngày, liên tục hay ngắt quãng, một hay nhiều trận mưa và không phân biệt dạng mưa. Căn cứ vào lượng mưa thực tế đo được 12 hoặc 24 giờ tại các trạm quan trắc khí tượng bề mặt, trạm đo mưa trong mạng lưới khí tượng thủy văn mà phân định các cấp mưa khác nhau (06/2016/TT-BTNMT): - Mưa vừa: Lượng mưa đo được từ 16 đến 50 mm/24h, hoặc 8 đến 25 mm/12h. - Mưa to: Lượng mưa đo được từ 51 đến 100 mm/24h, hoặc 26 đến 50mm/12h. Mưa rất to: Lượng mưa đo được > 100 mm/24h, hoặc > 50 mm/12h. Mưa lớn diện rộng là mưa lớn xảy ra ở một hay nhiều khu vực dự báo liền kề với tổng số trạm quan trắc được mưa lớn theo quy định sau đây: Một khu vực dự báo được coi là có mưa lớn diện rộng khi mưa lớn xảy ra ở quá một nửa số trạm trong toàn bộ số trạm quan trắc của khu vực đó. Mưa lớn xảy ra ở 2 hoặc 3 khu vực dự báo liền kề nhau, thì khi tổng số trạm quan trắc được mưa lớn phải vượt quá 1/2 hoặc 1/3 tổng số trạm quan trắc trong 2 hoặc 3 khu vực liền kề. Một đợt mưa lớn diện rộng là một đợt mưa xảy ra tương đối liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, trong đó có ít nhất một ngày đạt tiêu chuẩn mưa lớn diện rộng. Khi quá trình mưa lớn diện rộng xảy ra nhiều đợt trong một thời gian dài, các đợt mưa lớn diện rộng khác nhau phải cách nhau một khoảng thời gian liên tục ít nhất là 24 giờ với trên 1/2 tổng số trạm quan trắc hoàn toàn không có mưa. Tổng lượng mưa cả đợt được tính theo lượng mưa đo được thực tế của từng trạm trong khoảng thời gian của cả đợt mưa kể từ thời gian bắt đầu đến thời gian kết thúc mưa. Tổng lượng mưa lớn nhất được chọn trong tổng lượng mưa thực đo của các trạm. Lượng mưa trung bình khu vực là lượng mưa trung bình của tất cả các trạm đo trong khu vực lớn hoặc khu vực nhỏ. Lượng mưa trung bình khu vực được chọn theo các khoảng lượng mưa cách nhau cữ 10 - 50 mm. 1.2 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu 1.2.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình Bắc Bộ nằm ở vùng cực Bắc lãnh thổ Việt Nam, có phía bắc giáp Trung Quốc, phía nam giáp Thanh Hóa, phía tây giáp Lào và phía đông giáp biển Đông. Địa hình Bắc Bộ đa dạng và phức tạp, bao gồm đồi núi, trung du, đồng bằng, bờ biển và thềm lục địa; có bề mặt thấp dần, xuôi theo hướng tây bắc - đông nam, được thể hiện thông 4 qua hướng chảy của các dòng sông lớn. Khu vực đồng bằng rộng lớn nằm ở lưu vực sông Hồng, có diện tích 14,8 ngàn km2, bằng 4,5% diện tích cả nước. Đồng bằng dạng hình tam giác, đỉnh là thành phố Việt Trì và cạnh đáy là đường bờ biển phía đông. Đây là đồng bằng châu thổ lớn thứ hai Việt Nam (sau Đồng bằng sông Cửu Long diện tích 40.000 km2) do sông Hồng và sông Thái Bình bồi đắp. Phần lớn bề mặt đồng bằng có địa hình khá bằng phẳng, có độ cao từ 0,4 - 12m so với mực nước biển. Liền kề với đồng bằng sông Hồng về phía tây và tây bắc là khu vực trung du và miền núi có diện tích khoảng 102,9 ngàn km2, bằng 30,7% diện tích cả nước. Địa hình ở đây bao gồm các dãy núi cao và rất hiểm trở, kéo dài từ biên giới phía bắc (nơi tiếp giáp với Trung Quốc) tới phía tây tỉnh Thanh Hoá. Trong khu vực này từ lâu đã xuất hiện nhiều đồng cỏ, nhưng thường không lớn và chủ yếu nằm rải rác trên các cao nguyên ở độ cao 600 – 700m. Về phía khu vực đông bắc phần lớn là núi thấp và đồi nằm ven bờ biển Đông, được bao bọc bởi các đảo và quần đảo lớn nhỏ. Ở Vịnh Bắc Bộ tập trung quần thể bao gồm gần 3.000 hòn đảo nằm trong các khu vực biển Vịnh Hạ Long, Bái Tử Long, Cát Hải, Cát Bà, Bạch Long Vĩ. 1.2.2 Đặc điểm khí hậu Do ảnh hưởng của địa hình đến phân bố của lượng mưa và nhiệt độ, khí hậu khu vực Bắc Bộ nước ta được phân chia thành 3 vùng khí hậu khác nhau là: Tây Bắc (BI), Đông Bắc (BII) và Đồng bằng Bắc Bộ (BIII) [9]. 1) Vùng khí hậu vùng núi Tây Bắc (B-I) Vùng khí hậu B-I thuộc miền khí hậu phía Bắc, kéo dài từ sườn phía tây dãy núi Hoàng Liên Sơn tới biên giới Việt-Lào, bao gồm toàn bộ tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La và phần phía bắc tỉnh Hòa Bình. Nằm khuất bên sườn tây dãy Hoàng Liên Sơn, lại ở vị trí xa nhất về phía tây lãnh thổ, vùng khí hậu B-I có những đặc điểm khác biệt rõ rệt với phần còn lại của miền khí hậu phía Bắc, tuy vẫn giữ được đặc điểm chung của miền là có một mùa đông lạnh hơn nhiều so với điều kiện trung bình vĩ tuyến. Sự hình thành những đặc điểm của vùng khí hậu B-I là một trong những trường hợp thể hiện rõ rệt nhất vai trò của địa hình trong sự kết hợp với hoàn lưu khí quyển. Những đặc điểm chung đó là: có một mùa đông lạnh, nhiều năm có sương muối, nhưng nắng tương đối nhiều, ít mưa phùn; mùa hè nóng, nhiều gió tây khô nóng, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão và ATNĐ, mưa nhiều, mùa mưa gần trùng 5 với mùa nóng, mùa gió mùa mùa hè. Bức xạ tổng cộng trung bình năm lên đến 125135kcal/cm2, tổng số giờ nắng trung bình năm từ 1800-2000 giờ, nhiệt độ không khí trung bình năm khoảng 18-220C, biên độ nhiệt năm từ 9-110C, thấp nhất trong miền khí hậu phía Bắc. Tổng lượng mưa trung bình năm khoảng 1200-1600mm ở Sơn La và từ 16002000mm ở các nơi còn lại; mùa mưa bắt đầu từ tháng 4, kết thúc vào tháng 9, mưa nhiều nhất vào 3 tháng: 6, 7 và 8, mưa ít nhất vào 3 tháng 11, 12 và 1; tổng lượng mưa trong mùa gió mùa mùa hè chiếm 80-85% tổng lượng mưa cả năm. Vùng khí hậu B-I được phân thành 5 tiểu vùng khí hậu: (1) Tiểu vùng khí hậu bắc Tây Bắc; (2) Tiểu vùng khí hậu Mường Lay-Nghĩa Lộ; (3) Tiểu vùng khí hậu Điện Biên; 4) Tiểu vùng khí hậu cao nguyên Sơn La; và 5) Tiểu vùng khí hậu Mộc Châu-Hòa Bình. 2) Vùng khí hậu Đông Bắc Bộ (B-II) Vùng khí hậu B-II thuộc miền khí hậu phía Bắc; được giới hạn từ duyên hải tỉnh Quảng Ninh ở phía đông, đường phân thủy của dãy Hoàng Liên Sơn ở phía tây, đường giới hạn phía nam đi qua vùng trung du và núi thấp thuộc các tỉnh Phú Thọ, Bắc Giang, Thái Nguyên, Quảng Ninh; phía bắc là biên giới Việt-Trung; bao gồm các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Cạn, Thái Nguyên, Quảng Ninh và phần lớn tỉnh Phú Thọ và Bắc Giang. Có vị trí là địa đầu lãnh thổ Việt Nam, vùng khí hậu B-II là nơi tiếp nhận sớm nhất gió mùa đông bắc, cho nên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ nhất của không khí lạnh cực đới, đem lại sự hạ thấp nhiệt độ vào mùa đông rõ rệt hơn cả. Ngay cả ở những nơi có độ cao địa hình thấp nhất cũng quan sát được nhiệt độ xuống dưới 00C như Hữu Lũng (cao 40m) là -1,10C, Lục Ngạn (cao 15m) là -1,00C. Mặt khác, vào mùa đông front lạnh bị chặn lại bên sườn đông Hoàng Liên Sơn, tồn tại nhiều ngày như một front tĩnh nên ở đây hầu như mất hẳn thời kì khô hanh rất tiêu biểu đầu mùa đông của miền khí hậu phía bắc (B), đồng thời lượng mưa trong các tháng mùa đông cũng dồi dào hơn các vùng khác, tháng mưa ít nhất cũng đo được từ 30-40mm đến 6070mm; số ngày có mưa phùn thường đạt trên 50 ngày. Về mùa hè, không khí ẩm từ phía đông nam dễ dàng tràn qua vùng đồng bằng xâm nhập sâu vào các thung lũng vùng khí hậu B-II, đem lại lượng mưa rất lớn trên các sườn núi cao đón gió và trong những thung lũng thượng nguồn, hình thành nhiều trung tâm mưa lớn, như vùng Tiên Yên-Móng Cái, Tam Đảo tổng lượng mưa năm trung bình từ 2000-2800mm, vùng Yên Bái-Lào Cai từ 2000- 3600mm, đặc biệt tâm mưa lớn Bắc Quang lên tới 4910mm. Đồng thời, bão và ATNĐ ảnh hưởng tới vùng 6 khí hậu B-II sớm nhất, vì vậy, thời kì mưa lớn nhất trong năm bắt đầu sớm hơn vùng đồng bằng trung du Bắc Bộ một tháng và cũng kết thúc sớm hơn một tháng. Nhưng mặt khác, những khu vực khuất gió trong vùng này lại mưa ít, nhiều nơi tổng lượng mưa trung bình năm không vượt quá 1500mm, thậm chí tại Na Sầm (Cao Bằng) tổng lượng mưa trung bình năm chỉ có 1172mm. Như vậy, chịu sự tác động rất đặc thù của cả hoàn lưu khí quyển mùa đông và mùa hè, nên đặc điểm chung của khí hậu vùng B-II là mùa đông nắng ít, rất lạnh, nhiều năm có sương muối, nhiều mưa phùn; mùa hè nóng, nhưng ít gió tây khô nóng, hàng năm chịu sự ảnh hưởng trực tiếp của khá nhiều bão và ATNĐ, nhất là vùng ven biển phía đông bắc, mùa mưa gần trùng với mùa nóng, mùa gió mùa mùa hè. Măc dù có sự phân hóa khá sâu sắc về lượng mưa theo không gian, nhưng vùng khí hậu B-II vẫn thể hiện hai chỉ tiêu quan trọng mang tính chất đặc trưng cho cả vùng, đồng thời khác biệt với các vùng khác của miền khí hậu phía Bắc là: (i) mùa mưa phổ biến kéo dài từ tháng 4-9 với tổng lượng mưa mùa chiếm 80-85% tổng lượng mưa năm và (ii) thời kì ba tháng liên tục mưa lớn nhất trong năm thuộc các tháng 6, 7 và 8. Vùng khí hậu B-II được phân thành 8 tiểu vùng khí hậu: (1) Tiểu vùng khí hậu duyên hải Quảng Ninh; (2) Tiểu vùng khí hậu Bắc-Lạng; (3) Tiểu vùng khí hậu Cao Lạng; (4) Tiểu vùng khí hậu Hà-Cao; (5) Tiểu vùng khí hậu núi thấp trung tâm; (6) Tiểu vùng khí hậu Bắc Hà-Quảng Bạ; (7) Tiểu vùng khí hậu Đông Hoàng Liên Sơn; và (8) Tiểu vùng khí hậu Bắc Quang. 1.2.2.3 Vùng khí hậu Đồng bằng Bắc Bộ (B-III) Vùng khí hậu B-III thuộc miền khí hậu phía Bắc, được giới hạn bởi vành đai núi thấp thuộc vùng trung du Bắc Bộ ở phía bắc và phía tây, biển Đông ở phía đông, đường phân thủy giữa sông Mã và hệ thống sông Đáy-Hoàng Long ở phía nam; bao gồm lãnh thổ các tỉnh thuộc đồng bằng-trung du Bắc Bộ: Hà Nội, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hải Dương, Hải Phòng, Thái Bình, Hưng Yên, Hà Nam, Nam Định, Thái Bình và phần phía nam các tỉnh Phú Thọ, Hòa Bình và phía tây tỉnh Bắc Giang. Vùng khí hậu B-III là vùng trung tâm của miền khí hậu phía Bắc, mang đầy đủ những đặc điểm khí hậu của miền như: có một mùa đông lạnh dị thường so với điều kiện trung bình vĩ tuyến, nắng ít, có năm xảy ra sương muối, mưa phùn nhiều, thời kì đầu mùa đông tương đối khô, nhưng nửa cuối mùa đông khá ẩm ướt; mùa hè nóng, ẩm, ít gió tây khô nóng, chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão và ATNĐ, mưa nhiều, mây nhiều, nắng ít, khí hậu biến động mạnh mẽ. Bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng 105-130 kcal/cm2, số giờ nắng trung bình năm khoảng 1400-1700 giờ, nhiệt độ không khí trung bình năm từ 23-240C, biên độ nhiệt năm từ 12-130C; tổng lượng 7