NH N XÉT V S BI N Đ NG CỦA CÁC ĐẶC TR NG M A MÙA HÈ KHU V C NAM B TRONG CÁC NĔM ENSO ThS. Nguyễn Thị Hi n Thu n, KS. Chiêu Kim Quỳnh Phân viện Khí tượng Thủy văn và Môi trường Phía Nam 1. M đầu Hiện tượng ENSO - hiện tượng tương tác giữa khí quyển và đ i dương ở vùng nhiệt đới xích đ o Thái Bình Dương. Hiện tượng ENSO tuy x y ra ở vùng nhiệt đới xích đ o Thái Bình Dương, nhưng nh hưởng của nó có ph m vi rất rộng lớn với mức độ và thời gian nh hưởng khác nhau [1]. Nhiều nghiên cứu cho thấy thời tiết ở khu vực Nam Bộ chịu nh hưởng của ENSO khá rõ rệt [1, 2, 4, 5]. Chế độ mưa ở khu vực Nam Bộ chủ yếu do ho t động của gió mùa mùa hè quyết định. Dao động ENSO trước hết làm thay đổi các ho t động của gió mùa mùa hè, sau đó dẫn tới những hệ qu là làm biến động các đặc trưng mưa. Báo cáo này trình bày kết qu tính toán, phân tích sự biến động của các đặc trưng mưa trên khu vực Nam Bộ do nh hưởng của ENSO. Các đặc trưng về mưa (lượng mưa theo tháng, theo mùa, theo năm, số ngày mưa, số ngày có mưa ứng với các ngưỡng mưa khác nhau, ngày bắt đầu mùa mưa) được phân tích đối với 18 tr m khí tượng cơ b n thuộc khu vực Nam Bộ cho chuỗi số liệu từ 1978 đến 2004. 2. D liệu • Số liệu m a Số liệu mưa ngày của 18 tr m khí tượng cơ b n thuộc khu vực Nam Bộ được sử dụng: - 6 tr m thuộc miền Đông Nam Bộ (Phước Long, Đồng Phú, Tây Ninh, TP. Hồ Chí Minh (Tân Sơn Hòa), Vũng Tàu và Côn Đ o); - 12 tr m thuộc miền Tây Nam Bộ (Mộc Hóa, Cao Lãnh, Mỹ Tho, Ba Tri, Càng Long, Cần Thơ, Sóc Trăng, Châu Đốc, R ch Giá, Cà Mau, B c Liêu, Phú Quốc). • Các chỉ số m a - Chỉ số lượng mưa: chuẩn sai lượng mưa mùa hè (tháng V - tháng X), lượng mưa c năm, tính riêng từng tr m và tính chung toàn Nam Bộ (miền Đông, miền Tây) từ số liệu quan trắc. - Số ngày mưa: ngày có lượng mưa ngày từ 0.1mm trở lên (Rngày ≥ 0.1 mm); số ngày có mưa vừa (Rngày ≥ 25mm, ); số ngày có mưa to (Rngày ≥ 50mm). Trong thực tế, số ngày có mưa rất to (Rngày ≥ 100mm) x y ra không nhiều, trung bình từ 1 – 3 ngày/năm, nên chỉ tiêu này không được đề cập trong báo cáo. 314 Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT - Ngày bắt đầu mùa mưa (NBĐMM) được tính như sau: sau ngày 01 tháng IV, NBĐMM là ngày có lượng mưa Rngày ≥ 5.0mm, sau đó là 2 đợt 5 ngày liên tiếp, mỗi đợt có lượng mưa trung bình ngày ≥ 5.0mm và số ngày mưa của c hai đợt gộp l i ph i trên 5 ngày [2]. NBĐMM được tính cho từng năm đối với mỗi tr m từ số liệu mưa ngày thực đo. • Số liệu ENSO Số liệu tháng của chuẩn sai nhiệt độ bề mặt nước biển (SSTA) khu vực Nino 3 được dùng để xác định các đợt ENSO (số liệu được t i về từ trang web của Trung tâm Dự báo Khí hậu (CPC) thuộc NOAA). Khu vực Nino 3 (50N-50S, 1500W-900W) là nơi x y ra sự biến động m nh nhất của nhiệt độ nước biển bề mặt mỗi khi có ENSO. Đợt El Nino (La Nina) là một đợt liên tục có ít nhất 6 tháng có trị số trung bình trượt 5 tháng của SSTA khu vực NINO 3 lớn hơn (nhỏ hơn) hoặc bằng 0.5o C. • Ph ơng pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp tính toán thống kê khí hậu, nghiên cứu tính biến động thông qua phân tích chuẩn sai, phân tích tỉ lệ phần trăm; - Phân tích tổ hợp: các đối tượng có cùng thuộc tính được nhóm l i, sau đó các đặc trưng nghiên cứu được xét theo từng nhóm. 3. Phân loại mùa hè theo các kỳ El Nino/La Nina Theo quy ước truyền thống ở Việt Nam, mùa hè được phân định từ tháng V đến tháng X. Để có thể phân tích nh hưởng của hiện tượng El Nino/La Nina đến chế độ mưa mùa hè trên khu vực Nam Bộ, các mùa hè được phân theo các nhóm tương ứng với các giai đo n trước và sau thời kỳ phát triển cực đ i của ENSO [3] như sau: - Mùa hè năm ENSO thiết lập: mùa hè của năm ENSO được thiết lập (năm Y 0) và ph i có ít nhất 2 tháng của mùa hè nằm trong pha ENSO này. Nếu là kỳ El Nino thì mùa hè này được viết tắt là mùa hè ET (năm El Nino thiết lập); nếu là kỳ La Nina thì mùa hè này được viết tắt là mùa hè LT; - Mùa hè năm ENSO tiếp theo: mùa hè của những năm tiếp theo của kỳ ENSO (năm Y+1 hoặc Y+2) với điều kiện pha ENSO ph i kéo dài ít nhất là sang hết quí 1 năm sau và duy trì dấu SSTA của kỳ ENSO đó cho tới ít nhất hai tháng của mùa hè. Nếu là kỳ El Nino (hoặc La Nina) thì mùa hè này được viết tắt là SE (năm sau của El Nino) hoặc SL (năm sau của La Nina); - Trường hợp trong một năm x y ra hai kỳ ENSO đối ngược nhau (ở đầu năm và ở cuối năm, ví dụ trường hợp năm 1998), thì mùa hè được xét theo kỳ ENSO của đầu năm (với dụng ý để tính đến nh hưởng của ENSO đến mùa hè kế tiếp), nếu không thỏa mãn điều kiện quy định thì mới xét theo pha ENSO ở cuối năm. - Mùa hè Không-ENSO : mùa hè không thuộc một trong các nhóm trên. Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT 315 Bảng 1. Các đợt El Nino và La Nina trong th i kỳ 1978 - 2004 Th i gian kéo C c đại SSTA (oC) và tháng xuất hiện Tháng Tháng bắt đầu k t thúc 1982/1983 V/1982 VIII/1983 16 3.31 XII/1982 1986/87/88 X/1986 I/1988 16 1.74 IX/1987 1991/1992 VI/1991 VI/1992 13 1.44 XII/1991 1997/1998 V/1997 V/1998 13 3.68 XII/1997 2002/2003 VII/2002 I/2003 7 1.41 XI/2002 Đợt La Nina Tháng Tháng bắt đầu k t thúc Th i gian kéo dài (tháng) 1984/1985 VI/1984 II/1986 21 -1.38 XII/1984 1988/1989 IV/1988 V/1989 14 -2.02 XII/1988 1995/1996 VIII/1995 V/1996 10 -0.93 XI/1995 1998/99/00 VIII/1998 III/2000 20 -1.73 I/2000 Đợt El Nino dài (tháng) C c tiểu SSTA (oC) và tháng xuất hiện Từ những quy ước về việc phân lo i mùa hè và dựa trên cơ sở các đợt ENSO từ năm 1978 đến năm 2004, các mùa hè được xếp theo 5 nhóm để phân tích tổ hợp: - Nhóm mùa hè ET gồm các mùa hè: 1982, 1991, 1997, 2002. - Nhóm mùa hè SE gồm các mùa hè: 1983, 1987, 1992, 1998. - Nhóm mùa hè LT gồm các mùa hè: 1984, 1988, 1995. - Nhóm mùa hè SL gồm các mùa hè: 1985, 1989, 1996, 1999, 2000. - Nhóm mùa hè Không ENSO gồm các mùa hè : 1978, 1979, 1980, 1981, 1986, 1990, 1993, 1994, 2001, 2003, 2004. 4. K t quả và thảo lu n 4.1. Sự biến động của lượng mưa nh hưởng của ENSO đến các đặc trưng mưa trên khu vực Nam Bộ được nghiên cứu thông qua phân tích chuẩn sai của các đặc trưng bao gồm: lượng mưa, số ngày mưa và ngày bắt đầu mùa mưa (NBĐMM) trên khu vực trong các thời kỳ ENSO. Các số liệu trong B ng 1 cho thấy: ở nhóm năm El Nino (ET và SE), trên 70% số tr m t i Nam Bộ có chuẩn sai lượng mưa trung bình năm nhỏ hơn hoặc bằng 0. Ngược l i, những năm sau của năm La Nina (SL) thì 100% số tr m đều có lượng mưa vượt TBNN (∆R > 0). 316 Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT Về mùa hè, số tr m có ∆R ≤ 0 trong nhóm năm SE và số tr m có ∆R > 0 trong nhóm năm SL trội hơn những nhóm năm còn l i. Song sự khác biệt không rõ rệt như chuẩn sai lượng mưa trung bình c năm. Bảng 2. Tỷ lệ % số trạm với các mức chuẩn sai l ợng m a Nhóm ET SE LT SL Không ENSO ∆R > 0 22% 28% 50% 100% 17% ∆R ≤ 0 78% 72% 50% 0% 83% ∆R > 0 44% 33% 67% 72% 50% ∆R ≤ 0 56% 67% 33% 28% 50% Th i gian C năm Mùa hè Sự biến động lượng mưa theo các tháng trong năm cũng thể hiện không đồng đều. Các tháng chuyển tiếp từ mùa khô sang mùa mưa chịu nh hưởng của ENSO m nh hơn những tháng chính giữa mùa mưa (Hình 1). Đối với thời kỳ El Nino, chuẩn sai âm của lượng mưa bắt đầu từ kho ng tháng IX của năm ET, duy trì dấu chuẩn sai đến hết năm và kéo dài tiếp đến tháng V của năm SE, đ t giá trị tuyệt đối cao nhất kho ng 50 – 80 mm vào tháng IV – V năm SE. Đối với thời kỳ La Nina, chuẩn sai dương của lượng mưa duy trì từ cuối năm LT, kéo dài sang đầu năm SL và cũng đ t giá trị tuyệt đối cao nhất vào tháng IV – V của năm SL (80 – 90 mm). Phân bố không gian về sự biến động lượng mưa trong các tháng cuối mùa khô và đầu mùa mưa (tháng IV-tháng V) được trình bày trong B ng 2: Đối với nhóm năm El Nino, số tr m có ∆R ≤ 0 chiếm tỷ lệ áp đ o (trong đó, nhóm năm ET: tỷ lệ này đ t 78% trong c tháng IV và tháng V; nhóm năm SE : tỷ lệ số tr m có ∆R ≤ 0 trong tháng IV là 100%, trong tháng V là 94%). Ngược l i, đối với nhóm năm La Nina, số tr m có ∆R > 0 chiếm ưu thế (nhóm năm LT: tỷ lệ số tr m có ∆R > 0 trong tháng IV là 61%, trong tháng V là 50%; nhóm năm SL : tỷ lệ số tr m có ∆R > 0 trong tháng IV là 100%, trong tháng V là 94%). Những số liệu về biến động lượng mưa của tháng IV và V cho thấy nh hưởng của ENSO tới lượng mưa ở khu vực Nam Bộ thể hiện rõ hơn vào những năm sau của ENSO (SE hoặc SL). Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT 317 ChuÈn sai l−îng m−a TB th¸ng nhãm n¨m ET ChuÈn sai l−îng m−a TB th¸ng nhãm n¨m SE 80 40 40 0 -40 C h u ẩn sa i R (m m ) C h u ẩn sa i R (m m ) 80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 -40 -80 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10 11 12 ChuÈn sai l−îng m−a TB th¸ng nhãm n¨m SL 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C h u ẩn sa i R (m m ) 80 C h u ẩn sai R (m m ) 3 -80 ChuÈn sai l−îng m−a TB th¸ng nhãm n¨m LT -40 2 80 40 0 -40 1 2 -80 -80 3 4 5 MiÒn §«ng 6 7 8 9 MiÒn T©y Hình 1. Chuẩn sai l ợng m a trung bình tháng theo các nhóm nĕm ENSO Bảng 3.Tỷ lệ % số trạm với các mức chuẩn sai l ợng m a (tháng IV - V) a/ Chuẩn sai R tháng IV ET SE LT SL KhôngENSO ∆R > 0 22% 0% 39% 100% 17% ∆R ≤ 0 78% 100% 61% 0% 83% b/ Chuẩn sai R tháng V ET SE LT SL KhôngENSO ∆R > 0 22% 6% 50% 89% 78% ∆R ≤ 0 78% 94% 50% 11% 22% 4.2. Sự biến động của số ngày mưa Số ngày mưa (SNM) trong các nhóm năm ENSO cũng biến động phù hợp với sự biến động của lượng mưa. Các năm El Nino/La Nina có số ngày mưa gi m/tăng so với TBNN ở phần lớn các tr m. Sự biến động của SNM năm là lớn hơn so với mùa hè, và nh hưởng của ENSO đối với SNM cũng m nh hơn vào năm ENSO kế tiếp (SE hoặc SL). Tương tự như sự biến động của SNM (Rngày ≥ 0.1mm), SNM có Rngày ≥ 25mm và Rngày ≥50mm trung bình năm t i đa số các tr m ở Nam Bộ đều gi m so với TBNN vào những năm ET, SE và tăng so với TBNN vào những năm SL. Đối với mùa hè, quy luật này chỉ còn đúng đối với nhóm năm ET và SE, còn nhóm năm SL thì số tr m có ∆SNM > 0 và ∆SNM ≤ 0 không chênh lệch nhiều. 318 Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT Bảng 4. Tỷ lệ % số trạm với các mức chuẩn sai số ngày m a Nhóm ET SE LT SL Không ENSO ∆SNM > 0 7% 0% 33% 100% 0% ∆SNM ≤ 0 93% 100% 67% 0% 100% ∆SNM > 0 13% 7% 47% 73% 47% ∆SNM ≤ 0 87% 93% 53% 27% 53% Th i gian C năm Mùa hè Bảng 5. Tỷ lệ % số trạm với các mức chuẩn sai số ngày m a có Rngày ≥ 25mm Nhóm ET SE LT SL Không ENSO ∆SNM > 0 33% 33% 73% 93% 20% ∆SNM ≤ 0 67% 67% 27% 7% 80% ∆SNM > 0 27% 27% 73% 47% 27% ∆SNM ≤ 0 73% 73% 27% 53% 73% Th i gian C năm Mùa hè Bảng 6. Tỷ lệ % số trạm với các mức chuẩn sai số ngày m a có Rngày ≥ 50mm Nhóm ET SE LT SL Không ENSO ∆SNM > 0 7% 7% 27% 80% 7% ∆SNM ≤ 0 93% 93% 73% 20% 93% ∆SNM > 0 27% 27% 40% 47% 20% ∆SNM ≤ 0 73% 73% 60% 53% 80% Th i gian C năm Mùa hè 4.3. Sự biến động của ngày bắt đầu mùa mưa (NBĐMM) Ngày bắt đầu mùa mưa là một trong những đặc trưng mưa có sự dao động nhiều từ năm này qua năm khác. Các kết qu tính toán ngày bắt đầu mùa mưa giai đo n 1978 - 2004 khá phù hợp với một số nghiên cứu trước đây [2, 4]. Ngày bắt đầu mùa mưa trung bình ở các nơi thuộc khu vực Nam Bộ thường x y ra trong tháng V, đây là kho ng thời gian mà nh hưởng của ENSO đến lượng mưa, số ngày mưa thể hiện rõ nhất. Hình 2 thể hiện giá trị chuẩn sai NBĐMM trung bình t i các tr m thuộc khu vực Nam Bộ theo các nhóm năm ENSO. Có thể thấy rằng, các năm sau của ENSO (SE hoặc SL), sự biến động thể hiện rõ hơn và đồng đều hơn t i các tr m. Chuẩn sai dương của NBĐMM của nhóm năm SE có giá trị tuyệt đối lớn hơn so với chuẩn sai âm của nhóm SL. Tính chung cho toàn khu vực, vào những mùa hè SE, mùa mưa đến muộn hơn Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT 319 TBNN từ 15 đến trên 25 ngày, trong khi đó, vào những mùa hè SL, mùa mưa đến sớm hơn TBNN kho ng từ 10 đến 20 ngày. Chuẩn sai NBĐMM tính trung bình cho các vùng của Nam Bộ được trình bày trong b ng 6. Có thể thấy rõ sự khác nhau về mức độ nh hưởng của ENSO đến NBĐMM tùy thuộc vào giai đo n của ENSO (năm thiết lập hay năm sau của hiện tượng này) và đặc trưng NBĐMM chịu nh hưởng của El Nino rõ hơn La Nina. 50 40 Sè ngµy 30 20 10 0 -10 -20 -30 ET SE Ph−íc Long Méc Hãa Sãc Tr¨ng §ång Phó Cao L·nh Ch©u §èc LT T©y Ninh Mü Tho R¹ch Gi¸ SL TP.HCM Ba Tri Cµ Mau Kh«ng ENSO C«n §¶o CÇn Th¬ Phó Quèc Vòng Tµu Cµng Long B¹c Liªu Hình 2. Chuẩn sai NBĐMM trung bình theo các nhóm nĕm ENSO (giá trị dương tương ứng với NBĐMM muộn so với TBNN, giá trị âm tương ứng với NBĐMM sớm so với TBNN) Bảng 7. Chuẩn sai ngày bắt đầu mùa m a theo nhóm mùa hè ENSO (Chuẩn sai âm ứng với mùa mưa sớm, chuẩn sai dương ứng với mùa mưa muộn) Nhãm N¨m El Nino thiÕt lËp (ET) N¨m sau El Nino (SE) N¨m La Nina thiÕt lËp (LT) N¨m sau La Nina ( SL) Kh«ng ENSO MiÒn §«ng 2 25 -3 -11 -4 MiÒn T©y 9 23 -4 -19 0 Nam Bé 7 24 -4 -16 -1 Khu vùc Để thấy rõ sự biến động của NBĐMM qua từng kỳ ENSO, từ hình 3 ta thấy nhóm năm El Nino đa số các tr m ở Nam Bộ có NBĐMM trung bình muộn hơn TBNN (∆NBĐMM >0), đặc biệt là nhóm năm SE (1983, 1987, 1992, 1998). Ngược l i, trong nhóm năm La Nina, nhất là những năm sau năm La Nina thiết lập (1985, 320 Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT 1989, 1996, 1999, 2000), mùa mưa bắt đầu sớm hơn TBNN ở phần lớn các tr m (∆NBĐMM ≤ 0). 18 Số trạm 12 6 Sè tr¹m cã ∆NB§MM >0 2002 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1992 1991 1989 1988 1987 1985 1984 1983 1982 0 Sè tr¹m cã ∆NB§MM ≤0 Hình 3. Biểu đồ số trạm với các mức chuẩn sai NBĐMM 5. M t số nh n xét - Trong những năm ENSO, lượng mưa các tháng giữa mùa gió mùa mùa hè biến động ít hơn so với các tháng chuyển tiếp giữa mùa khô và mùa mưa, đặc biệt là tháng IV và tháng V. - Lượng mưa trung bình và số ngày mưa trung bình trong nhóm năm El Nino sau năm thiết lập (SE) ở đa số các tr m của Nam Bộ đều gi m nhiều hơn những năm El Nino thiết lập (ET). Ngược l i, những năm La Nina sau năm thiết lập (SL), phần lớn các tr m đều có lượng mưa trung bình và số ngày mưa trung bình tăng. - Ngày bắt đầu mùa mưa (NBĐMM) chịu nh hưởng của hiện tượng ENSO rõ hơn so với đặc trưng về lượng mưa. Hầu hết các khu vực ở Nam Bộ có NBĐMM muộn trong những năm El Nino sau năm thiết lập (SE), ngược l i có NBĐMM sớm trong những năm La Nina sau thiết lập (SL). - Chuẩn sai dương của NBĐMM của nhóm năm SE có giá trị tuyệt đối lớn hơn so với chuẩn sai âm của nhóm SL, điều này cho thấy đặc trưng NBĐMM chịu nh hưởng của El Nino rõ hơn La Nina. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Đức Ngữ (2003), “Tác động của ENSO đến thời tiết, khí hậu, môi trường và kinh tế xã hội ở Việt Nam”, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH độc lập cấp Nhà nước, Hà Nội, 4/2003. Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT 321 2. Nguyễn Thị Hiền Thuận (2003), Bước đầu nghiên cứu biến động thời tiết, khí hậu ở Nam Bộ để phục vụ công tác dự báo, Báo cáo kết qu đề tài NCKH cấp Bộ 2000-2002, Phân viện KTTV phía Nam, TP. HCM, 8/2003, 58 tr. 3. Nguyễn Thị Hiền Thuận (2005), «Sự biến động của các chỉ số gió mùa mùa hè ở Nam Bộ trong các pha ENSO». Tuyển tập báo cáo Hội th o khoa học lần thứ 9, Viện KTTV, Hà Nội, 12/2005, tr. 206-212. 4. Nguyễn Thị Hiền Thuận, Lương Văn Việt (2002), “Biến động mưa ở Nam Bộ và mối quan hệ với ENSO”, Tuyển tập báo cáo Hội th o khoa học thường niên năm 2001, Trung tâm KTTV phía Nam, TP. HCM, 01/2002, tr. 78. 5. Lương Văn Việt (2005), Nghiên cứu quan hệ giữa ENSO với biến động các đặc trưng mưa, nhiệt, ẩm khu vực Nam bộ và dự báo h n dài các đặc trưng mưa, nhiệt, ẩm cho từng thời kỳ. Báo cáo kết qu đề tài NCKH cấp Bộ 2003-2005, Phân viện KTTV&MT phía Nam, TP. HCM, 76 tr. 322 Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT