ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------------

Lê Thị Thu Hà

ĐẶC ĐIỂM HOÀN LƯU VÀ MƯA KHU VỰC VIỆT NAM
TRONG THỜI KỲ FRONT MEI-YU ĐIỂN HÌNH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - 2011


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------------

Lê Thị Thu Hà

ĐẶC ĐIỂM HOÀN LƯU VÀ MƯA KHU VỰC VIỆT NAM
TRONG THỜI KỲ FRONT MEI-YU ĐIỂN HÌNH

Chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học
Mã số: 60.44.87

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn MinhTrường

Hà Nội - 2011

2


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................2
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ FRONT MEIYU .....................................................4
1.1. Khái niệm về front Meiyu ............................................................................4
1.2. Các giai đoạn phát triển của front Meiyu .....................................................4
1.3. Mối liên hệ giữa Meiyu và Baiu ...................................................................5
1.4. Hồn lƣu và các q trình nhiệt, ẩm của front Meiyu ..................................6
1.5. Các nhân tố tác động đến front Meiyu – Baiu............................................10
1.5.1. Vai trò của địa hình .............................................................................10
1.5.2. Vai trị của dịng xiết gió tây trên cao .................................................11
1.5.3. Vai trị của các nhiễu động qui mơ vừa ..............................................15
1.6. Các đặc điểm về mƣa Meiyu ......................................................................16
1.6.1. Sự phân bố của dải mƣa Meiyu ..........................................................16
1.6.2. Phân bố mƣa........................................................................................17
CHƢƠNG II. CẤU HÌNH MƠ PHỎNG SỐ VÀ NGUỒN SỐ LIỆU .....................20
2.1. Giới thiệu về mơ hình RAMS ........................................................................20
2.2. Cấu hình miền tính .........................................................................................21
2.3. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu ..............................................................22
CHƢƠNG III. MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ...................................................37
3.1. Trƣờng hợp 1: Năm 2003 ...............................................................................37
3.1.1. Đặc điểm hoàn lƣu thời kỳ front Meiyu ..................................................37
3.1.2. Vận chuyển ẩm ........................................................................................39
3.1.3. Mƣa Meiyu ..............................................................................................40
3.1.4. Vai trò của dòng xiết trên cao ..................................................................43
3.2. Trƣờng hợp 2: Năm 2005 ...............................................................................47

3.2.1. Đặc điểm hoàn lƣu thời kỳ front Meiyu ..................................................47
3.2.2. Vận chuyển ẩm ........................................................................................49
3.2.3. Mƣa Meiyu ..............................................................................................50
3.2.4. Vai trò của dòng xiết trên cao ..................................................................53
3.3. Trƣờng hợp 3: Năm 2006 ...............................................................................57
3.3.1. Đặc điểm hoàn lƣu thời kỳ front Meiyu ..................................................57
3.3.2. Vận chuyển ẩm ........................................................................................60
3.3.3. Mƣa Meiyu ..............................................................................................60
3.3.4. Vai trò của dòng xiết trên cao ..................................................................63
3.4. Trƣờng hợp 4: Năm 2007 ...............................................................................67
3.4.1. Đặc điểm hoàn lƣu thời kỳ front Meiyu ..................................................67
3.4.2. Vận chuyển ẩm ........................................................................................69
3.4.3. Mƣa Meiyu ..............................................................................................70
3.4.4. Vai trò của dòng xiết trên cao ..................................................................73
KẾT LUẬN ...............................................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................79


MỞ ĐẦU
Mƣa, đặc biệt mƣa lớn diện rộng trên địa hình phức tạp, là một vấn đề hết
sức quan trọng, cấp thiết và đƣợc rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Mƣa nhiều có
thể dẫn đến các hiện tƣợng lũ lụt, sạt lở đất làm thiệt hại lớn đến sản xuất nông
nghiệp và các hoạt động kinh tế xã hội. Trong dự báo Synốp, mƣa lớn mùa hè tại
khu vực Bắc Bộ của Việt Nam có liên quan tới một vài dạng hình thế thời tiết cơ
bản, một trong những kiểu hình thế thời tiết đó là front Mei-yu. Front Mei-yu là
front tựa tĩnh cận nhiệt đới đã đƣợc rất nhiều các nhà khoa học Trung Quốc và Nhật
Bản nghiên cứu vì nó là ngun nhân gây ra mƣa lớn cùng lũ lụt ở Nam Trung
Quốc và Đài Loan trong Tháng 5, Tháng 6 và Nhật Bản trong Tháng 6, Tháng 7. Ví
dụ nhƣ cơng trình nghiên cứu của các tác giả Qian, Tao và Lau (2004) đã sử dụng
mô hình MM5 của Đại học Pennsylvania – NCAR và mơ hình đất – khí quyển –

mây của Trung tâm Hàng không Goddard – NASA để nghiên cứu “Các cơ chế gây
mưa lớn gắn với sự phát triển của front Mei-yu trong thời kỳ gió mùa ở biển Đơng
năm 1998”, qua đó các tác giả đã chỉ ra lƣợng ẩm đƣợc vận chuyển bởi dòng xiết
mực thấp tây nam ở phần đông nam của cao nguyên Tibet làm tăng cƣờng lƣợng
giáng thủy Mei-yu. Trong nghiên cứu về “Hệ thống mây đối lưu qua cao nguyên
Tibet và sự tác động của chúng đối với những nhiễu động qui mô vừa trong dải
front Mei-yu”, Yasunari (2006) đã sử dụng số liệu phân tích gió mùa Châu Á và số
liệu vệ tinh khí tƣợng địa tĩnh để chỉ ra dòng nhiệt mực thấp qui mô cao nguyên gắn
với các mây đối lƣu là nguyên nhân hình thành nên đƣờng hội tụ và sự vận chuyển
ẩm từ phía nam cao nguyên Tibet cần thiết để phát triển các ổ mây đối lƣu. Nghiên
cứu của Xu và các đồng tác giả (2009) về “Đặc trưng mưa và những đặc điểm đối
lưu của hệ thống giáng thủy Mei-yu qua phía nam Trung Quốc, Đài Loan và biển
Đơng qua hệ thống đo mưa vệ tinh TRMM” đã chỉ ra những biến đổi đa dạng của
cấu trúc đối lƣu trong các giai đoạn tồn tại cũng nhƣ gián đoạn của dải mƣa Mei-Yu.
Hai tác gỉa Sampe và Xie (2010) đã sử dụng số liệu tái phân tích để chỉ ra “Động
lực qui mô lớn của dải mưa Mei-yu với lực tác động mơi trường là dịng xiết gió
tây”, trong đó nhấn mạnh vai trị của bình lƣu nhiệt và hội tụ ẩm. Theo các nghiên
cứu nói trên, rõ ràng là front Mei-yu cũng là hệ thống tác động chính đến lƣợng
mƣa mùa hè tại phía bắc Việt Nam. Tuy nhiên, ở Việt Nam, các nghiên cứu về vấn

2


đề này hầu nhƣ chƣa đƣợc thực hiện mặc dù trong nhiều trƣờng hợp front này có
thể xuất hiện trên hoặc sát khu vực Việt Nam. Do vậy, nhằm đáp ứng nhu cầu
nghiên cứu, tìm hiểu sâu và đúng đắn hơn về tác động của kiểu hình thế thời tiết này
đến chế độ mƣa tại Việt Nam, tôi đã tiến hành nghiên cứu “Đặc điểm hoàn lưu và
mưa khu vực Việt Nam trong thời kỳ front Mei-yu điển hình”.
Bố cục luận văn gồm các phần:
Chƣơng 1: Tổng quan về front Meiyu

Chƣơng 2: Cấu hình mơ phỏng số và nguồn số liệu
Chƣơng 3: Một số kết quả mô phỏng bằng mô hình RAMS.
Kết luận.

3


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ FRONT MEIYU
1.1.

Khái niệm về front Meiyu
Front Baiu/Meiyu (BMF) là một trong những front tĩnh cận nhiệt đới đáng

chú ý nhất trên thế giới và đóng góp một lƣợng lớn giáng thủy qua vùng Đơng Á,
kéo dài suốt từ Trung Quốc đến Nhật Bản trong thời kỳ đầu mùa hè. Các hoạt động
mạnh (yếu) của nó thƣờng xuyên gây nên những trận lũ lụt (hạn hán) trong vùng
này. Do vậy việc hiểu biết về sự hình thành và phát triển của các hệ thống mƣa gắn
với front này là rất quan trọng. Qua nhiều thập kỷ qua, những nghiên cứu về front
này đã đƣa ra những luận điểm đáng chú ý nhƣ sau:
1. BMF là dải mây tĩnh dọc theo phần phía bắc của khối khí nóng ẩm nhiệt
đới biển với gradient ẩm kinh hƣớng lớn (Ninomiya và Muraki 1986;
Ninomiya và Murakami 1987).
2. BMF gắn với dòng xiết mực thấp mạnh theo hƣớng tây nam (700-900
hPa), đây cũng là nơi vận chuyển một lƣợng ẩm lớn tới BMF và tạo ra
gradient ẩm và tầng phiếm định ẩm dày (Ninomiya và Akiyama 1974;
Akiyama 1975).
3. Cấu trúc BMF thay đổi từ vùng này tới vùng khác, đơn cử nhƣ trong giai
đoạn chuyển mùa, BMF qua Trung Quốc có gradient nhiệt độ nhỏ nhƣng
độ ẩm lớn, trong khi qua Nhật Bản thì gradient nhiệt độ lớn hơn (Kato
1985).

4. BMF gắn với những nhiễu động qui mơ vừa, đó là những nhiễu động về
phía đơng, dọc theo front và gây nên những trận mƣa lớn. Những nhiễu
động này hƣớng tới sự phát triển gần Nhật Bản, nơi có gradient nhiệt độ
lớn (Iwsaki và Takeda 1993; Ninomiya 2000; Shibagaki và các đồng tác
giả 2000).
1.2.

Các giai đoạn phát triển của front Meiyu

Front Meiyu phát triển gắn với sự tồn tại của dải mƣa Meiyu. Theo nghiên
cứu của Xu và các đồng tác giả (2009) từ năm 1998-2007, qua việc sử dụng vệ tinh
đo mƣa vùng nhiệt đới TRMM thì dải mƣa Meiyu thỏa mãn các điều kiện sau:

4


-

Là dải liên tục (khoảng trống < 2o), tổng lƣợng mƣa ngày > 20 mm kéo
dài trên 10 kinh độ.

-

Sự tồn tại của dải này ít nhất trong vịng 3 ngày.

- Ít nhất một ngày có mƣa với lƣợng > 50 mm.
- Tƣơng đƣơng với đƣờng đứt gió tại mực 850 hPa.
Theo thống kê dải mƣa Meiyu thì phần lớn dải mƣa này phát triển tới phía
nam của sơng Trƣờng Giang trong suốt thời kỳ từ 11 tháng Năm đến 24 tháng Sáu,
nhƣ vậy thời kỳ này đƣợc chọn là mùa Meiyu (Hình 1.2.1). Meiyu đƣợc chia làm 4

giai đoạn bao gồm:
-

“Meiyu”: thời kỳ tồn tại dải mƣa Meiyu.
“Break”: những ngày gián đoạn giải mƣa Meiyu.

- “Pre- Meiyu”: từ 10/04 đến 10/05, thời kỳ trƣớc mùa Meiyu.
- “Post- Meiyu”: từ 25/06 đến 15/07, thời kỳ sau mùa Meiyu.
Theo đó Việt Nam có thể bị ảnh hƣởng trực tiếp của front Meiyu, nhƣng
đáng tiếc ở Việt Nam hiện tƣợng này hầu nhƣ chƣa đƣợc nghiên cứu.

Hình 1.2.1: Phân bố của dải mưa Meiyu trong thời kỳ từ 1998 – 2007: (a) Số lần
xuất hiện dải mưa Meiyu trong các thời kỳ tháng Năm và Sáu, (b) Tần suất xuất
hiện dải mưa Meiyu trung bình hàng năm thời kỳ từ 11/05 đến 24/06 (Xu 2009).
Cũng theo nghiên cứu của Sampe và Xie (2010) trong 26 năm từ 1979 đến
2004 thì mùa Baiu ở Nhật Bản kéo dài từ 16 tháng Sáu đến 15 tháng Bảy. Nhƣ vậy,
vĩ độ càng cao thì thời gian kéo dài mùa Meiyu có xu hƣớng càng giảm.
1.3.

Mối liên hệ giữa Meiyu và Baiu

Theo một số nghiên cứu thì mối quan hệ giữa Meiyu qua khu vực Trung
Quốc và Baiu qua Nhật Bản đƣợc giải thích thơng qua mơ hình tà áp tuyến tính

5


(Sampe và Xie (2010)). Sự tƣơng phản đất biển qui mơ hành tinh và dịng nhiệt từ
cao ngun Tibet tạo nên hƣớng gió nam qua phía đơng Trung Quốc và phía nam
của Nhật Bản và đẩy hệ thống giáng thủy theo hƣớng bắc (Xie và Saiki 1999). Để

nghiên cứu ảnh hƣởng đối lƣu Meiyu, các tác giả đã chọn nguồn nhiệt hình oval với
trung tâm 29oN và 115oE để mơ phỏng nguồn nhiệt Meiyu. Profile thẳng đứng của
nguồn nhiệt dựa vào số liệu tái phân tích 25 năm của Nhật Bản (JRA-25). Nguồn
nhiệt tác động làm cho rãnh bề mặt kéo dài theo hƣớng đông – đông bắc với đới gió
tây nam ở phía nam của trục rãnh. Khi gió tại mực 500 hPa yếu thì bình lƣu nóng ở
đây phần lớn là do dịng xiết gió tây tác động đến nguồn nhiệt ban đầu. Bình lƣu
nóng và chuyển động thăng dọc dải mƣa BMF quan trắc cho thấy Baiu có thể đƣợc
tạo ra bởi dịng thăng của Meiyu. Mặt khác, đối lƣu có thể đƣợc tăng cƣờng bởi
dịng xiết gió tây. Để kiểm chứng những giả thuyết này, các tác giả đặt nguồn nhiệt
hình oval tại phía tây của Nhật Bản và giả thiết nguồn nhiệt đó đƣợc kích hoạt bởi
Meiyu. Kết quả là nguồn nhiệt Baiu đã tác động đến rãnh bề mặt và dòng thăng ở
tầng đối lƣu giữa theo hƣớng đơng dọc theo dịng xiết gió tây. Các kết quả của mơ
hình tà áp tuyến tính cho thấy khả năng ảnh hƣởng của đối lƣu Meiyu đến dải mƣa
Baiu theo hƣớng đông đƣợc tạo nên bởi sự cuốn hút của chuyển động dòng thăng.
Tổng quát hơn, dải mƣa BMF đƣợc tạo bởi bình lƣu nóng từ dịng xiết gió tây. Theo
cơ chế này thì lực tác động lên dải mƣa BMF có thể là nguồn nhiệt gió mùa Nam Á,
đặc biệt là từ cao nguyên Tibet. Dịng xiết gió tây trên cao đóng vai trị dẫn đƣờng
cho các nhiễu động qui mơ vừa thơng qua bình lƣu nóng.
1.4.

Hồn lưu và các q trình nhiệt, ẩm của front Meiyu

Trong mùa mƣa, front Meiyu ở Trung Quốc hay front Baiu ở Nhật Bản xuất
hiện vào thời kỳ đầu mùa hè từ phía nam Trung Quốc đến phía đơng Nhật Bản.
Front BMF là front cận nhiệt đới (Ninomiya 1984) đƣợc hình thành giữa khối khí
lạnh của áp cao Okhotsk và khối khí ấm của áp cao cận nhiệt đới. Tuy nhiên theo
Kurihara (1987) mối quan hệ trên không thật sự rõ ràng bởi vì nhiều khi front này
xuất hiện khi áp cao Okhotsk khơng có mặt.

6



Hình 1.4.1: Hệ thống hồn lưu qui mơ hành tinh của front BMF
(Ninomiya và Akiyama 1992).
Ảnh hƣởng của sự phân bố đất biển cũng đƣợc giải thích trong q trình hình
thành front BMF. Theo Kurashuma (1968) và Kurashuma và Hiranuma (1971) thì
cơ chế hình thành lƣỡi ẩm để hình thành nên front Baiu có quan hệ với dải hội tụ
nhiệt đới (ITCZ) qua lục địa Châu Á và Thái Bình Dƣơng. Mối quan hệ giữa gió
mùa Ấn Độ và front BMF cũng đã đƣợc nghiên cứu (Suda và Asakura (1955)). Các
tác giả cho rằng mùa Meiyu/Baiu xuất hiện cùng lúc với sự bắt đầu của gió mùa Ấn
Độ. Theo Murakam (1959) phần lớn lƣợng hơi nƣớc cung cấp cho front Baiu trong
thời kỳ đầu tháng Sáu là của gió mùa Ấn Độ, tuy nhiên vào cuối tháng Sáu thì bởi
dịng gió đơng từ phía tây Thái Bình Dƣơng.
Nhiều nhà khí tƣợng cho rằng front BMF liên quan đến rãnh gió mùa, dòng
xiết mực thấp (LLJ), dòng xiết trên cao, áp cao cận nhiệt đới và các đặc điểm khác
của hệ thống qui mô lớn (Akiyama 1973, 1974; Asakura 1971; Flohn và Oekel
1956; Saito 1966; Tao và Chen 1987; Yoshino 1971). Hình 1.2 mơ tả hệ thống hồn
lƣu qui mơ hành tinh của front BMF. Theo Ninomiya và Akiyama (1992) vào thời
kỳ đầu tháng Sáu, front BMF nằm dọc LLJ, nơi hội tụ giữa gió tây nam của áp cao
cận nhiệt và gió tây bắc từ rìa phía tây của rãnh Baiu. Gradient kinh hƣớng của hơi
nƣớc và nhiệt độ là lớn ở phần phía đơng của front BMF tới phía đông của Nhật
Bản, ngƣợc lại gradient nhiệt độ nhỏ ở phần phía tây của front này. Dịng xiết mực
cao song song với dịng xiết mực thấp ở phía đơng của Nhật Bản. Matsumoto
(1973) và Ninomiya và Akiyama (1974) cho rằng LLJ đƣợc hình thành bởi sự vận
chuyển xuống của moment động lƣợng ngang từ đối lƣu Cumulus trong front BMF.
Tuy nhiên, Chen (1982) thì cho là LLJ đƣợc tạo ra bởi sự điều chỉnh gió nhiệt và nó
đƣợc tăng cƣờng bởi sự duy trì của đối lƣu sâu.

7



Ninomiya (1984) cho rằng vùng front BMF có nhiều đặc điểm của front cận
nhiệt hơn là front cực. Front BMF có các đặc điểm điển hình của front cận nhiệt đới
thể hiện nhƣ sau:
1. Vùng giáng thủy hẹp.
2. Gradient nhiệt độ thế tƣơng đƣơng kinh hƣớng lớn.
3. Độ ẩm dày ở tầng gần phiếm định.
4. Bắt nguồn từ bất ổn định đối lƣu.
Theo phân tích từ số liệu quan trắc thì Kodama (1993) cho rằng hai điều kiện cần
thiết cho sự tồn tại của front cận nhiệt đới đó là:
1. Các dòng xiết cận nhiệt đới nằm giữa vĩ độ 30o và 35oN.
2. Các dịng hƣớng cực mực thấp có hƣớng thịnh hành dọc rìa phía tây của
áp cao cận nhiệt đới. Dịng xiết hƣớng cực mực thấp đƣợc hình thành bởi áp cao cận
nhiệt và gió nhiệt, ngồi ra đối lƣu gió mùa và dịng nhiệt qua bề mặt đất đóng vai
trị quan trọng làm tăng cƣờng dịng hƣớng cực.
Hoạt động của front BMF làm tăng cƣờng đối lƣu Cumulus ở vùng nhiệt đới
của Thái Bình Dƣơng. Sử dụng số liệu quan trắc năm 1979, Kato (1989) cho thấy
dòng hƣớng nam mực thấp của front Baiu đƣợc tăng cƣờng quanh Trung Quốc là
bởi nguồn nhiệt của vùng Nam Á (vùng từ xích đạo đến 25oN và 60o đến 105oE).
Tác giả cũng chỉ ra là áp cao cận nhiệt đới đƣợc tăng cƣờng bởi sự phân kỳ mạnh
mực thấp là một phần của vịng hồn lƣu Harley, vịng này đƣợc tạo ra bởi nguồn
nhiệt kéo dài từ Ấn Độ tới vùng tây Thái Bình Dƣơng (vùng từ xích đạo đến10oN
và 60o đến140oE) vào giữa tháng Sáu.
Ose (1998) cho thấy hoàn lƣu khí quyển trong mùa Baiu bị ảnh hƣởng mạnh
bởi trƣờng trung bình vĩ hƣớng trong tháng Ba hơn là nguồn nhiệt của vùng nhiệt
đới. Mối quan hệ giữa gió mùa mùa hè Châu Á và nguồn nhiệt ở vùng nhiệt đới
cũng đƣợc nghiên cứu nhiều bằng việc sử dụng các lý thuyết tuyến tính, phân tích
số liệu quan trắc và các mơ hình số. Hoskins và Rodwell (1995) sử dụng mơ hình
hồn lƣu chung khí quyển (GCM) với nguồn nhiệt trung bình trong ba tháng SáuBảy-Tám và trƣờng gió trung bình vĩ hƣớng làm điều kiện ban đầu, mơ phỏng này
đã tái tạo các đặc điểm điển hình của hồn lƣu gió mùa.

Front BMF bị ảnh hƣởng mạnh bởi những dao động nội mùa của hồn lƣu
gió mùa. Những phân tích số liệu quan trắc của Yasunari (1979) cho thấy hoạt động
của dải hội tụ nhiệt đới có quan hệ gần với dao động nội mùa của hoàn lƣu gió mùa.
Nitta (1987) cũng chỉ ra là sóng Rossby sinh ra bởi nguồn nhiệt vùng nhiệt đới có

8


có liên quan đến dao động nội mùa và dị thƣờng khí áp từ Đơng Á tới tây bắc Thái
Bình Dƣơng trong suốt mùa hè có nhiệt độ bề mặt biển (SST) ấm là kết quả của quá
trình lan truyền sóng Rossby. Theo Ose (1998), nguồn nhiệt đối lƣu đƣợc phân bố
từ vùng biển Ấn Độ tới vùng tây bắc Thái Bình Dƣơng sẽ dẫn đến phát sinh những
vịng hồn lƣu quanh front Baiu. Kodama (1999) cũng cho thấy front Baiu có liên
quan đến nguồn nhiệt của vùng nhiệt đới bắc bán cầu.
Zhang và các đồng tác giả (2002) cho rằng có bốn hệ thống thời tiết ảnh
hƣởng đến front Meiyu đó là: Áp cao cận nhiệt đới tây Thái Bình Dƣơng, gió mùa
tây nam, khối khí lạnh từ phía Bắc và áp thấp Nam Á. Vì thế, cấu trúc ngang của
front Meiyu khơng chỉ là vùng có gradient  e lớn, các đƣờng đứt gió giữa dịng gió
mùa Tây Nam và dịng gió Đơng ở tầng đối lƣu thấp mà cịn có các hệ thống hồn
lƣu quy mơ lớn liên quan đến front Meiyu và các hệ thống mây trong front Meiyu.
Vào đầu hè, khi cao áp cận nhiệt di chuyển về phía tây và mạnh lên trên lục địa
Trung Quốc, nhiệt độ tầng đối lƣu tăng lên và độ ẩm giảm xuống ở rìa cao áp cận
nhiệt nguyên nhân là do các dòng giáng đoạn nhiệt. Khi dòng gió mùa Tây Nam ẩm
gặp dịng khí giáng khơ, một vùng chuyển tiếp ẩm rõ nét đƣợc hình thành. Vùng
chuyển tiếp này đƣợc xem nhƣ là front Meiyu.
Hình 1.4.2 biểu diễn các nhân tố tạo nên front Meiyu theo Sampe và Xie
(2010). Theo đó, gió tầng đối lƣu giữa (mũi tên nhỏ màu xanh) đã vận chuyển khối
khí nóng từ vùng phía nam cao nguyên Tibet (vùng oval màu đỏ) đến front Meiyu.
Bình lƣu nóng ở miền trung Trung Quốc và Nhật Bản (màu cam) đã làm tăng cƣờng
chuyển động thăng dọc theo dòng xiết. Sự bất ổn định đối lƣu (những đám mây

trong hình màu cam) đƣợc duy trì bởi lƣợng ẩm từ dịng gió nam mực thấp (các mũi
tên màu đen). Dịng xiết gió tây mực cao (mũi tên lớn màu xanh) là đƣờng dẫn cho
các nhiễu động thời tiết trong tầng đối lƣu giữa lan truyền sang phía đơng, tạo dịng
thăng và sự bất ổn định khí quyển.

Hình 1.4.2: Sơ đồ biểu diễn các
nhân tố tạo nên front Meiyu (Sampe
và Xie 2010)

9


Hình 1.4.3 mơ tả các điều kiện synop nơi mà front Meiyu ở Trung Quốc và
Baiu ở Nhật Bản đƣợc hình thành theo Ninomiya và Shibagaki (2007). Trong mơ
hình này, khái niệm dải mây BMF bao gồm: một hệ thống mây quy mô cận synop
liên quan đến nhiễu động quy mô cận synop trong front BMF (đƣợc chỉ ra bởi S) và
một vài hệ thống mây quy mô vừa α (~1000 km). Thấp lạnh và sống chặn ở vĩ độ
trung bình và cao áp cận nhiệt tây Thái Bình Dƣơng đều có ảnh hƣởng lớn tới hệ
thống mây BMF, nhƣng ảnh hƣởng lớn hơn cả là thấp lạnh trên Baiu (phần phía
đơng). Dịng gió mùa cận nhiệt và gió mùa nhiệt đới có ảnh hƣởng quan trọng đến
Meiyu trên Trung Quốc. Các hàng mũi tên đậm và nhạt lần lƣợt thể hiện trục gió
cực đại ở mực 500 và 850 hPa. Các rãnh sóng ngắn lan truyền dọc theo đới gió cực
đại ở phía bắc kết hợp với rãnh sóng ngắn trong đới front BMF dƣới ảnh hƣởng của
thấp lạnh dẫn đến sự phát triển của một nhiễu động quy mơ cận synop. Sau đó, một
vài cụm mây quy mơ vừa α hình thành dọc theo phần đi của hệ thống mây quy
mô cận synop. Nhƣ vậy, một hệ thống mây qui mơ cận synop có độ dài cỡ 2000 km
và một vài hệ thống mây qui mô vừa α đƣợc hình thành dọc front BMF.

Hình 1.4.3: Mơ hình khái niệm về đới
mây front BMF (Ninomiya và Shibagaki

2007)

1.5.

Các nhân tố tác động đến front Meiyu – Baiu

1.5.1. Vai trò của địa hình
Địa hình là ngun nhân của những hồn lƣu địa phƣơng và từ đó đóng một
vai trị quan trọng trong việc hình thành những kiểu khí hậu khu vực cụ thể. Front
Meiyu tồn tại chủ yếu là dọc theo thung lũng sông Trƣờng Giang (sông Dƣơng Tử),
kéo dài từ rìa phía đơng cao ngun Tibet cho đến phía tây quần đảo Nhật Bản. Vào
các tháng đầu hè, front Meiyu hình thành và hoạt động xuống tận vĩ độ 20°N, có
cấu trúc nhƣ một front cực do khối khí lạnh phía bắc cịn mạnh, có khả năng thâm
nhập sâu về phía nam. Vào tháng Sáu và Bảy, khi dịng gió mùa tây nam khống chế
thời tiết ở khu vực Đông Á, front đƣợc hình thành phía bắc thung lũng sơng Trƣờng
Giang, nơi có địa hình tƣơng đối thấp hơn so với phía nam dịng sơng này.

10


Nhiều nhà khí tƣợng nghiên cứu ảnh hƣởng của cao nguyên Tibet tới gió
mùa mùa hè Châu Á. Yanai (1992) cho rằng hồn lƣu gió mùa bị ảnh hƣởng mạnh
bởi các thông lƣợng hiển nhiệt và ẩn nhiệt của cao ngun này. Nakamura và
Hasegawa (1986) sử dụng mơ hình phổ của Nhật Bản và cho thấy ảnh hƣởng quan
trọng của cao nguyên Tibet là nó làm ngăn chặn sự xáo trộn của khối khí nóng ẩm
phía nam và khối khí lạnh ở phía bắc của Trung Quốc, để ngăn chặn sự phát triển
của bất ổn định tà áp, kết quả là front BMF hầu nhƣ không di chuyển.
Một điểm thú vị khác của front Meiyu là sự khác nhau về vị trí cũng nhƣ hệ
quả gây mƣa khi đi qua đảo Đài Loan. Với địa hình phức tạp của Đài Loan, các hệ
thống núi thƣờng tƣơng tác với hệ thống front gây ra mƣa địa hình rất lớn (Kuo và

Chen 1990). Dãy núi trung tâm đóng vai trị nhƣ một rào chắn các dịng khí trƣớc và
sau front và bị ảnh hƣởng bởi hoàn lƣu địa phƣơng. Front Meiyu bị chia thành hai
phần khi nó đi qua bắc Đài Loan. Sự di chuyển của phần phía đơng dọc theo bờ
biển thì nhanh hơn phần phía tây. Hầu hết phần phía tây của Đài Loan thể hiện đối
lƣu mạnh mẽ với mƣa lớn trong khi đó phần phía đơng, đối lƣu lại bị yếu đi và có
lƣợng mƣa nhỏ (Trier và các đồng tác giả 1990).

Hình 1.5.1: Vị trí của front Meiyu
khi đi qua Đài Loan vào các thời
điểm 00z và 12z từ ngày 10 đến ngày
12/06/2000 (Yeh và các đồng tác giả
2002).

1.5.2. Vai trị của dịng xiết gió tây trên cao
Các kết quả nghiên cứu của Sampe và Xie (2010) cho thấy là dịng gió nam
mực thấp và dịng xiết gió tây ở tầng đối lƣu giữa là những nhân tố quan trọng
quyết định sự hình thành của front BMF. Nghiên cứu này cho thấy mối quan hệ

11


giữa bình lƣu nóng bởi dịng gió tây và chuyển động thăng dọc dải mƣa BMF vào
cuối tháng Năm đến tháng Tám trong tầng đối lƣu giữa (Hình 1.5.2).

Hình 1.5.2: (a): Bình lưu nhiệt độ trên
mực 500 hPa (đường đen) và tốc độ
thẳng đứng (màu); (b): vector gió, tốc
độ gió (đường trắng cách nhau 4m/s)
và nhiệt độ mực 500 hPa (màu); (c):
bình lưu ngang của độ ẩm riêng mực

925 hPa (đường liền nét màu đen) và
thông lượng ẩm (màu) (Sampe và Xie
2010).

Trong cân bằng nhiệt động học thì mối quan hệ này đƣợc giải thích nhƣ sau:
theo dịng dẫn gió tây, khối khơng khí nóng từ sƣờn phía đơng của cao nguyên
Tibet tăng từ từ trên bề mặt đẳng entropy. Bình lƣu nóng tại sƣờn phía đơng của cao
ngun Tibet sẽ kích thích đối lƣu qua phần đơng nam Trung Quốc phát triển dọc
dịng xiết gió tây. Bên cạnh đó, theo các kết quả của mơ hình tà áp tuyến tính thì đối
lƣu Meiyu làm tăng bình lƣu nóng và thúc đẩy đối lƣu trong dải mƣa Baiu qua phía
đơng của Nhật Bản (Hình 1.5.3, Hình 1.5.4).

12


Hình 1.5.3: (a)-(d): mơ hình tà áp tuyến tính với tâm nguồn nhiệt đặt tại 29oN và
115oE. (a): áp suất bề mặt và gió tại mực 900 hPa; (b): tốc độ dịng thăng mực 500
hPa; (c): bình lưu nhiệt theo phương ngang mực 500 hPa; (d): gió và nhiệt độ tại
mực 500 hPa với trường nền tháng Sáu; (e), (f) tương tự như (a), (b) nhưng với
tâm nguồn nhiệt đặt tại 30oN và 131oE (Sampe và Xie 2010).
Ở vùng cận nhiệt đới, tổng của bình lƣu nhiệt theo phƣơng ngang và q
trình trao đổi nhiệt với mơi trƣờng xung quanh gần bằng với bình lƣu nhiệt thẳng
đứng (Rodwell và Hoskins 1996). Bình lƣu nóng sẽ tạo điều kiện cho chuyển động
thăng và quá trình đối lƣu phát triển, bên cạnh đó dịng thăng cũng đƣợc tăng cƣờng
bởi nguồn nhiệt do quá trình ngƣng tụ. Sự tăng cƣờng trao đổi nhiệt của chuyển
động thăng dọc dải mƣa BMF từ Trung Quốc đến phía đơng của Nhật Bản sẽ tạo
điều kiện cho bất ổn định đối lƣu trong tầng đối dƣới. Chuyển động thăng của dải
BMF qua Trung Quốc và phía tây Nhật Bản là lớn hơn so với chuyển động thăng do
bình lƣu nóng gây nên, điều này cũng phù hợp với độ ẩm cao ở bề mặt và bất ổn
định đối lƣu. Nhiều nghiên cứu cho kết quả là bình lƣu nóng tại tầng đối lƣu giữa


13


chính là nhân tố chính quyết định vị trí, thời gian tồn tại của dải mƣa BMF, trong
khi đó quá trình đối lƣu góp phần làm tăng cƣờng lƣợng mƣa và chuyển động thăng
trong front BMF.

Hình 1.5.4: Tương tự Hình 1.5.3 nhưng với trường nền là tháng Tám
(Sampe và Xie 2010)
Nhƣ ta đã biết thì sự bốc hơi tại các bề mặt khác nhau sẽ tạo điều kiện làm
tăng cƣờng đối lƣu phát triển. Tuy nhiên theo nghiên cứu của Sampe và Xie (2010)
thì dịng xiết gió tây cũng chính là nguyên nhân làm tăng cƣờng đối lƣu của front
BMF và là dòng dẫn đƣờng cho các nhiễu động qui mơ vừa di chuyển theo dịng
trung bình trong khu vực front Meiyu. Ngoài ra, độ bất ổn định đối lƣu lớn cùng với
chuyển động thăng xảy ra với tần suất nhiều hơn trong dải mƣa BMF. Do vậy, sự
sắp xếp của dịng xiết gió tây mực đối lƣu giữa và dải mƣa BMF không chỉ là sự
trùng hợp ngẫu nhiên mà cịn phản ánh q trình động lực của dải mƣa. Dịng xiết
duy trì là do bình lƣu nóng và các nhiễu động qui mơ vừa mà nó mang tới.

14


1.5.3. Vai trị của các nhiễu động qui mơ vừa
Những nghiên cứu của Ding (1992) cũng cho thấy mƣa lớn trong suốt thời
gian Meiyu chủ yếu đƣợc tạo ra bởi các nhiễu động quy mô vừa α và β. Những
nhiễu động này nằm bên trong và lan truyền dọc theo dải mây BMF hoặc đới front
dài hàng nghìn kilomet. Hệ thống quy mơ vừa α trong suốt thời kì Meiyu có thể
đƣợc phân thành hai loại: đƣờng đứt trên lƣu vực sơng Trƣờng Giang và xốy mực
thấp. Đƣờng đứt trên lƣu vực sông Trƣờng Giang (112-120oE, 30-35oN) là một hệ

thống synop quan trọng, có thể tạo ra mƣa lớn trong vùng này (Chen 2004). Có ít
nhất hai loại xốy mực thấp tạo ra mƣa lớn trong suốt mùa Meiyu. Một là xốy tây
nam, nó đƣợc tạo ra ở sƣờn khuất gió của cao ngun Tibet và có xu hƣớng khơng
di chuyển nếu khơng có dịng xiết trên cao dẫn đƣờng ra khỏi vùng Tứ Xuyên. Sau
khi đƣợc dẫn ra khỏi vùng, xốy tây nam di chuyển hƣớng đơng dọc theo đƣờng đứt
trong hầu hết các trƣờng hợp và di chuyển hƣớng đông bắc hoặc đông nam trong
một số trƣờng hợp (Hình 1.5.5). Một loại xốy thấp khác là xốy thuận quy mơ
trung gian hình thành dọc theo front Meiyu với quy mô ngang 1000 – 3000 km
(Ninomiya và Murakami 1987). Từ quan điểm synop, nguồn gốc và sự phát triển
của xoáy tây nam cần đáp ứng hai yêu cầu: (1) sự tồn tại của dịng khơng khí từ
phía nam mạnh thổi qua sƣờn phía đơng của cao ngun Tibet đến lƣu vực Tứ
Xun. Gió từ phía nam vận chuyển khơng khí nóng ẩm tới sƣờn phía đơng của cao
ngun và lƣu vực Tứ Xuyên cung cấp nguồn nhiệt lớn cho giáng thủy và giải
phóng ẩn nhiệt. (2) cần một cơ chế kích hoạt cần thiết. Hầu hết rãnh áp thấp đi qua
cao ngun có thể đóng vai trị kích hoạt xốy tây nam. Từ quan điểm vùng, địa
hình của cao ngun Tibet có vai trị cực kì quan trọng. Cũng theo nghiên cứu của
Yasunari và Miwa (2006) thì sự xuất hiện của xốy thuận rìa cao ngun Tibet cũng
giống nhƣ sự tƣơng tác giữa các sóng hƣớng tây vĩ độ trung bình với qui mơ thời
gian khoảng hai tuần một lần qua cao nguyên Tibet và dao động chu kỳ ngắn hơn
của rãnh gió mùa qua lục địa Ấn Độ với chu kỳ 4 đến 7 ngày. Các xoáy này gây ra
dòng xiết mực thấp cùng với luồng ẩm cuốn vào phía đơng của nó, điều này sẽ kích
thích sự phát triển của hệ thống mây qui mô vừa α gắn với front Meiyu qua Trung
Quốc.

15


Hình 1.5.5: Trường độ cao địa thế vị
và vector gió (đơn vị: m/s) hàng ngày
thể hiện những nhiễu động tại mực

850 hPa trong suốt giai đoạn Meiyu
từ ngày 29/06-01/07/1999. C3 chỉ
xốy tây nam gây ra mưa lớn trên lưu
vực sơng Trường Giang (Ding và
đồng tác giả 2001)
1.6.

Các đặc điểm về mưa Meiyu

1.6.1. Sự phân bố của dải mưa Meiyu
Các dải mƣa có hƣớng tây đến tây nam và đơng đến đơng bắc cùng với sự
tồn tại của đƣờng đứt gió trên mực 850 hPa hoặc front. Từ ngày 01/05 đến 30/06,
khoảng 200 ngày trong vòng 10 năm đƣợc đƣa ra để xác định dải mƣa thì có khoảng
60% tần suất dải mƣa xảy ra trong tháng Sáu, 35% xảy ra trong tháng Năm, chỉ có 3
dải mƣa phát triển trƣớc ngày 10/05 (Xu và các đồng tác giả 2009). Đặc biệt 80%
dải mƣa xảy ra trong suốt thời kỳ từ ngày 11/05 đến 24/06. Phần lớn các dải mƣa
đƣợc hình thành trong vùng từ 25 đến 30oN và lan truyền theo hƣớng đông nam
xuống nam Trung Quốc, Đài Loan hoặc biển Đông. Chen (1977, 1983) đã chỉ ra là
front Meiyu phát triển trong trƣờng hội tụ gió giữa áp cao vùng ơn đới từ phía bắc
và áp cao cận nhiệt đới từ phía nam. Trung bình dải mƣa Meiyu tồn tại từ 4 đến 5
ngày, trong đó cũng có trƣờng hợp đặc biệt kéo dài đến trên 10 ngày. Theo Chen
(2006), một vài dải mƣa di chuyển chậm về phía tây bắc và sau đó xuống vùng biển
Đơng, trong trƣờng hợp này các dải mƣa tồn tại qua nam Trung Quốc và Đài Loan
sẽ gây ra mƣa và lũ đặc biệt lớn. Sự kết hợp giữa front Meiyu và các sóng ngắn sẽ
gây mƣa lớn ở Đài Loan. Trung bình có khoảng 7 dải mƣa trong 1 năm (35%) qua

16


vùng châu thổ sơng Châu Giang, trong khi có khoảng 5 dải mƣa trong 1 năm (30%)

qua Đài Loan.

Hình 1.6.1: Địa hình một số khu vực
phía nam Trung Quốc. (1): Cao
nguyên Vân Quý, (2): Dãy núi phía
nam Trung Quốc, (3): Núi Vũ Di,
(4): Châu thổ sông Châu Giang hoặc
Quảng Châu, (5): Sông Dương Tử,
(6): Lưu vực Tứ Xuyên
1.6.2. Phân bố mưa
Cũng theo nghiên cứu của Xu cùng các đồng tác giả (2009) cho thấy, trung
bình khoảng 18 ngày trong 1 năm có dải mƣa Meiyu ở nam Trung Quốc và Đài
Loan. Trong suốt thời kỳ mùa Meiyu, luợng mƣa cực đại đo đƣợc là 500 mm ở
vùng châu thổ sông Châu Giang và chân cao nguyên Vân Quý. Hai điểm mƣa cực
đại khác cũng xảy ra tại núi Vũ Di và qua vùng tây nam của Đài Loan. Mƣa trong
dải mƣa Meiyu chiếm khoảng 70% tổng lƣợng mƣa trong mùa Meiyu với lƣợng
mƣa tập trung chính ở dải mƣa hẹp, khoảng 75% lƣợng giáng thủy rơi xuống ở dải
có độ rộng 4o (Hình 1.6.2). Theo đó rõ ràng là mƣa diện rộng, thậm chí mƣa lớn, có
thể xuất hiện trên lãnh thổ Việt Nam. Đặc biệt dông với lƣợng mƣa lớn phần lớn
đƣợc tạo và phát triển dọc đƣờng hội tụ gần front mực thấp nơi có lực tác động
mạnh và độ ẩm dồi dào. Trong suốt quá trình di chuyển của front Meiyu, dịng khí
theo hƣớng tây nam nóng ẩm hoặc dòng xiết mực thấp tác động đến các dãy núi
phía nam Trung Quốc và trung tâm Đài Loan cung cấp dòng thăng và độ ẩm dồi dào
cho hệ thống đối lƣu mới hoặc tăng cƣờng giáng thủy. Các cơ chế khác nhau của
mƣa lớn địa hình núi đƣợc giải thích bởi Li và Chen (1998), đó là do địa hình chắn
gió của vùng tây bắc Đài Loan và dòng thăng tạo ra do sự chặn của các dãy núi
hƣớng tây nam (Chen và đồng tác giả 2005). Ngoài ra sự hội tụ địa phƣơng còn do
sự tƣơng tác giữa gió thịnh hành và gió từ biển thổi vào đất liền trong sáng sớm qua
vùng tây nam Đài Loan (Chen và các đồng tác giả 2005). Các dãy núi thấp từ 400
đến 1000 m cũng đóng vai trị làm tăng cƣờng giáng thủy ở cao nguyên Vân Quý và

các núi cao trên 2000 m ở Đài Loan.

17


Thời kỳ gián đoạn Meiyu chiếm hơn một nửa số ngày nhƣng chỉ chiếm
khoảng 30% lƣợng mƣa mùa. Trong suốt thời kỳ gián đoạn, lƣợng mƣa cực đại xảy
ra ở chân cao nguyên Vân Quý, lòng chảo Sichuan và lƣu vực sông Trƣờng Giang.
Cũng trong thời kỳ gián đoạn, trung tâm mƣa cực đại qua Đài Loan trong mùa
Meiyu cũng khơng xuất hiện. Trung tâm mƣa tới phía tây của Quảng Châu theo
hƣớng tây bắc – đông nam song song với dịng gió thịnh hành đơng nam trong mùa
gián đoạn. Dịng gió tây nam hoặc đơng nam yếu trong thời kỳ gián đoạn cũng có
thể là ngun nhân khơng xuất hiện lƣợng mƣa cực đại tại Đài Loan. Trong lúc đó,
trung tâm mƣa ở lƣu vực Tứ Xuyên có thể liên quan tới sự duy trì của các cơn dơng
trong vịnh hoặc sự phát triển của xoáy tây nam (Kuo 1986; Wang 1993). Tổng
lƣợng mƣa lớn trong suốt thời kỳ thịnh hành dải Meiyu bằng hai lần so với thời kỳ
gián đoạn.

Hình 1.6.2: Lượng mưa tích lũy trung bình 10 năm (1998 – 2007). (a): thời kỳ 11
tháng Năm đến 24 tháng Sáu; (b): thời kỳ Meiyu; (c): cùng thời kỳ với (b) nhưng
trong phạm vi 4o và (d): thời kỳ gián đoạn (Xu cùng đồng tác giả 2009)
Nhƣ vậy, các nghiên cứu của các tác giả trên thế giới gợi ra một số vấn đề
cần lƣu ý đối với các nghiên cứu về gió mùa mùa hè ở Việt Nam. Thứ nhất, front
BMF có ảnh hƣởng tới khu vực gió mùa mùa hè Ấn Độ, nơi nằm xa hơn rất nhiều
so với Việt Nam kể từ vị trí trung bình khí hậu của front, và đã đƣợc nghiên cứu chi
tiết. Thứ hai, theo thống kê của các tác giả thì rất nhiều trƣờng hợp front Meiyu
hình thành và di chuyển qua vĩ tuyến 20oN đến Việt Nam, ít nhất gây ảnh hƣởng

18



trực tiếp đến thời tiết miền bắc Việt Nam. Tuy nhiên, các nghiên cứu về front
Meiyu và ảnh hƣởng của nó hầu nhƣ chƣa có ở Việt Nam. Thứ ba, theo các nghiên
cứu đƣợc đề cập đến trong chƣơng này thì hai cấu thành quan trọng của front Meiyu
là dịng xiết mực thấp và dòng vận chuyển ẩm cung cấp cho front đều có thể đi
ngang qua Đơng Dƣơng trong đó có Việt Nam. Ngồi ra, xốy tây nam và dịng xiết
trên cao khơng phải là đối tƣợng synop khơng có khả năng ảnh hƣởng đến Việt
Nam. Chính vì thế mục tiêu chính của luận văn là có những trả lời bƣớc đầu cho câu
hỏi liệu thời tiết Việt Nam có bị ảnh hƣởng bởi front BMF hay khơng? Nếu có thì
nhân tố chính có thể là gì? Vai trị của dòng xiết trên cao là nhƣ thế nào? Trong luận
văn này không đặt vấn đề dự báo định lƣợng mƣa bằng mơ hình số khi front BMF
thịnh hành, mặc dù các kết quả của nó có thể tham khảo rất tốt cho công tác dự báo.

19


CHƯƠNG II. CẤU HÌNH MƠ PHỎNG SỐ VÀ NGUỒN SỐ LIỆU
2.1. Giới thiệu về mơ hình RAMS
Mơ hình RAMS ((Regional Atmospheric Modeling System) đƣợc trƣờng Đại
học bang Colorado kết hợp với ASTER divsion- thuộc Mission Research
Corporation phát triển đa mục đích. RAMS là một mơ hình dự báo số với qui mô
mô phỏng từ cỡ qui mô hành tinh đến vừa cho đến cực nhỏ (độ phân giải lƣới ngang
có thể đạt 1 cm). Ngồi mục đích mơ phỏng, RAMS cũng đƣợc ứng dụng trong dự
báo thời tiết nghiệp vụ và quản lý chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí.
Mơ hình RAMS đƣợc đƣa ra vào đầu thập kỷ 80 tại trƣờng Đại học bang
Colorado với sự kết hợp của 3 mơ hình là mơ hình mây qui mơ vừa, mơ hình mây
thủy tĩnh, và mơ hình gió đất biển. Sau đó, mã nguồn của RAMS đƣợc viết lại và
phiên bản đầu tiên đƣa ra vào năm 1988, tiếp đến năm 1991 phiên bản thứ hai cũng
ra đời và đƣợc ứng dụng rộng rãi. Phiên bản hoàn thiện nhất đƣợc đƣa ra vào năm
1994 có hỗ trợ kỹ thuật giao diện truyền dữ liệu. Năm 1995, phiên bản nghiệp vụ

RAMS song song đƣợc cài đặc tại Trung tâm Nghiên cứu Vũ trụ Kennedy. Từ năm
1998 đến nay RAMS đƣợc ứng dụng để mơ phỏng bầu khí quyển các hành tinh
trong hệ mặt trời tại Trung tâm Nghiên cứu Vũ trụ Kennedy.
Mô hình RAMS gồm 3 khối chính:
 Một mơ hình khí quyển mơ phỏng các bài tốn khí tƣợng cụ thể.
 Một khối xử lý các q trình ban đầu hố sử dụng các trƣờng phân
tích và số liệu quan trắc.
 Một khối xử lý hậu mơ phỏng, trong đó bao gồm hiển thị đồ họa sử
dụng các file kết quả của mơ hình.
RAMS có một số ƣu điểm và đặc trƣng nổi bật nhƣ sau:
 Mơ hình có thể chạy trên các hệ thống khác nhau nhƣ UNIX, LINUX,
NT với mã nguồn đƣợc viết chủ yếu bằng ngôn ngữ FORTAN 90.


RAMS sử dụng nhiều lƣới lồng nhau do đó mơ tả đƣợc ảnh hƣởng
của các q trình qui mơ nhỏ mang tính địa phƣơng cần mơ phỏng.
Việc nội suy từ lƣới thô về biên lƣới tinh sử dụng hàm nội suy bậc hai.
Kỹ thuật lƣới lồng là một kỹ thuật mới, tuy nhiên càng áp dụng nhiều
lƣới lồng thì càng cần máy tính mạnh, với các nƣớc phát triển thƣờng
sử dụng hệ thống siêu máy tính.

 Điều kiện biên của mơ hình đƣợc cập nhật theo thời gian từ kết quả

20


của trƣờng phân tích tồn cầu. Hàm nội suy điều kiện biên theo thời
gian là hàm bậc hai của trƣờng phân tích và dự báo tồn cầu liên tiếp
với bƣớc thời gian 3 hoặc 6 giờ. Ngồi ra bƣớc tích phân theo thời
gian có nhiều phƣơng án lựa chọn và cũng có thể tự động xác định để

đảm bảo sự ổn định của mơ hình
 Q trình ban đầu hóa sử dụng số liệu cao không và các trạm thời tiết
mặt đất nhằm nâng cao độ chính xác của dự báo.
 Mơ hình sử dụng nhiều phần mềm linh hoạt cho phần hiển thị đồ hoạ
nhƣ NCAR, GRADS, DRIB và VIS5D... cho phép tạo ra các hình vẽ
sinh động, dễ phân tích.
Ở Việt Nam, mơ hình RAMS đã đƣợc đƣa vào nghiên cứu từ năm 2001 và
áp dụng thành công cho nhiều bài tốn dự báo. Mơ hình cũng đƣợc giới thiệu trong
nhiều cơng trình nghiên cứu và các luận án tiến sỹ, luận văn thạc sỹ. Do vậy, trong
luận văn này, tác giả xin phép không giới thiệu lại các phƣơng trình cũng nhƣ các
quá trình vật lý sử dụng trong mơ hình. Ngồi ra để biết thêm thơng tin chi tiết, có
thể tham khảo tại Website
2.2. Cấu hình miền tính
Trong các nghiên cứu, mơ hình RAMS đƣợc sử dụng với tâm miền tính đặt
tại 35 N và 108oE, sử dụng phép chiếu cực. Cấu hình miền tính bao gồm 207 x 161
điểm lƣới theo phƣơng vĩ tuyến và kinh tuyến với 30 mực theo phƣơng thẳng đứng.
Khoảng cách giữa các điểm lƣới ngang là 45 km. Lớp dƣới cùng dày 100 m, độ dày
các lớp tiếp theo bằng độ dày lớp ngay sát bên dƣới nhân với 1,15. Khi độ dày lớp
o

đạt 1200 m, các lớp tiếp theo đó sẽ đƣợc gán bằng 1200 m. Bƣớc thời gian tích
phân là 30 giây, các sơ đồ tham số hóa đối lƣu và sơ đồ bức xạ đƣợc kích hoạt 5
phút một lần. Sơ đồ tham số hóa đối lƣu là sơ đồ Kain-Fritsch do TS. Nguyễn Minh
Trƣờng và các ĐTG (2009) cải tiến. Miền tính này bao phủ toàn bộ lãnh thổ Việt
Nam, lục địa Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, vừa chứa đựng khu vực hình thành
front Meiyu – Baiu, vừa tính đến ảnh hƣởng của hồn lƣu các hệ thống lớn nhƣ áp
cao cận nhiệt đới và hồn lƣu gió mùa Tây Nam vào mùa hè, thổi từ áp cao nam bán
cầu vƣợt qua xích đạo vào khu vực Đông Nam Á.

21



Hình 2.2.1 : Cấu hình miền tính
địa hình mơ phỏng

2.3. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu
Mơ hình đƣợc ban đầu hóa sử dụng số liệu tái phân tích NCAR-NCEP của
NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Bộ số liệu này bao
gồm nhiệt độ khí quyển, độ ẩm tƣơng đối, độ cao địa thế vị, trƣờng gió kinh hƣớng
và vĩ hƣớng đƣợc cho trên 17 mặt đắng áp với độ phân giải ngang 2,5o x 2,5o. Các
điều kiện biên trong q trình tích phân đƣợc cập nhật 6 giờ một lần cũng sử dụng
các trƣờng tái phân tích này. Nhiệt độ mặt nƣớc biển sử dụng cho ban đầu hóa mơ
hình là nhiệt độ mặt nƣớc biển trung bình tuần với độ phân giải 1o x 1o, đƣợc lấy từ
Website: Ơ lƣới đầu tiên có trung
tâm 0.5o E - 89.5o S, các điểm trung tâm di chuyển về phía đơng tới 359,5o E, sau
đó di chuyển về phía bắc tới 89,5o N.
2.4. Trường tái phân tích của một số trường hợp mô phỏng front Meiyu
2.4.1. Trường hợp 1: Năm 2003
Hình 2.4.1 đƣa ra bản đồ phân tích trƣờng nhiệt độ và độ ẩm (bên trái) và
vecto gió và độ cao địa thế vị (bên phải) mực 700 hPa lúc 12 UTC từ ngày 14 đến
19/05/2003. Mặc dù các đƣờng đẳng áp khá thƣa nhƣng cũng có thể nhận thấy một
dải front bên trên vĩ độ 25oN bắt đầu hình thành trong ngày 15, duy trì trong ngày
16 và 17, đến ngày 18 và 19 bắt đầu suy yếu và tan rã dần. Độ ẩm khơng khí tƣơng
đối trong những ngày tồn tại dải front khá dồi dào.

22


23