CHƯƠNG 2: CÁC QUY LUẬT KHÍ HẬU CƠ BẢN Ở VIỆT NAM
2.4 Quy luật phân hóa khí hậu theo không gian và sự hình thành các vùng, các vành đai khí hậu
Nằm trong khu vực thường xuyên xảy ra sự giao tranh giữa các hệ thống thời tiết, trên một nền địa hình bị chia cắt khá mạnh nên phân hoá của khí hậu trên lãnh thổ Việt Nam khá đa dạng. Để khảo sát quy luật phân hoá này, ta phân không gian thành 3 chiều: ngang (chiều vĩ hướng), dọc (kinh hướng), cao (độ cao địa hình).
2.4.1 Phân hoá khí hậu theo kinh hướng, chiều bắc-nam
Phân hoá của các đặc trưng khí hậu theo chiều bắc-nam là sự phân hoá tiêu biểu của khí hậu Việt Nam. Các đặc trưng nhiệt độ và lượng hơi nước chứa trong không khí đều tăng dần từ Bắc vào Nam trong những tháng mùa đông. Kéo theo nó, các chỉ số phản ánh trạng thái nhiệt của khí hậu thời kỳ mùa đông cũng có khuynh hướng tăng tương tự. Để tiện so sánh ta sử dụng lưới trạm gần biển có độ cao dưới 50m (bảng 2.12) để tiện so sánh.
Bảng 2. 12: Các đặc trưng khí hậu tháng 1 của một số trạm khí tượng có độ cao dưới 50m ở vùng ven biển Việt Nam [4]
Trạm khí tượng Kinh độ (0,') Vĩ độ (0,') Độ cao (m) T (oC) E (mb)
Tiên Yên 107,40 21,33 14 15,1 14,3
Nam Định 06,17 20,43 2 16,8 16
Thanh Hoá 105,77 19,82 5 17,2 16,4
Vinh 105,67 18,67 5 17,6 17,7
Đồng Hới 106,62 17,47 6 19,1 20,6
Đà Nẵng 108,18 16,03 5 21,4 20,9
Quy Nhơn 109,22 13,77 4 23,2 22,5
Nha Trang 109,20 12,25 3 23,9 22,6
Phan Thiết 108,10 10,93 9 24,8 22,9
Vũng Tàu 107,08 10,33 5 24,8 23,9
Cà Mau 105,17 9,17 1 25,3 25,5
Theo chiều bắc-nam, tính cho toàn lãnh thổ, gradient trung bình của nhiệt độ đạt tới 0,8oC/100km và của độ ẩm là 0,8mb/100km. Điều đó thể hiện sự tăng mạnh mẽ của nhiệt độ, độ ẩm theo chiều bắc-nam. Đây là hiện tượng hiếm thấy trong các vùng nội chí tuyến. Vào tháng 1, khi mà ở thành phố Hồ Chí Minh vẫn còn nóng (T1> 250C; e1 >22mb) thì ở Hà Nội đã khá lạnh (TI<160C; e1< 15,5mb). Rõ ràng khí hậu ở nửa phía Bắc trong mùa đông không còn bảo đảm tính nhiệt đới mà đã
chuyển sang một loại hình khí hậu khác. Sự khác biệt về khí hậu giữa hai miền Bắc và Nam rõ ràng đã kéo theo nhiều biến dạng, thay đổi của hệ sinh thái, của tập quán sản suất và sinh hoạt của con người. Như vậy, một sự biến đổi môi trường tự nhiên thực sự đã xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam trong thời kỳ mùa đông. Với khí hậu của vùng nội chí tuyến thì mức độ phân hoá này rõ ràng là một nét dị thường.
Tuy nhiên, giá trị của các gradient nhiệt và ẩm không giống nhau suốt chiều bắc-nam. Ở nửa phía bắc, tốc độ tăng nhiệt nhanh hơn nửa phía nam (hình 2.25).
Trên từng chặng ngắn hơn, gradient của nhiệt ẩm cũng khác nhau. Đặc biệt những khu vực có những dãy núi đâm ngang ra biển, ngăn chặn sự di chuyển xuống phía nam của không khí cực đới đã làm cho gradient các đặc trưng này tăng mạnh, có khi tới 2-3 lần so với trị số trung bình (hình 2.26). Tại khu vực đèo Hải Vân, gradient nhiệt độ lên tới 3,30C/100km; ở khu vực đèo Ngang là 1,90C/100km,... Sự thay đổi có tính đột biến này đã là cơ sở hình thành những ranh giới khí hậu tự nhiên khá rõ nét qua các khu vực đèo Hải Vân, đèo Ngang, đèo Cả....
Hình 2. 25: Diễn biến theo chiều bắc-nam các đặc trưng của nhiệt độ, độ ẩm trong tháng 1 [4]
Về mùa hè, trạng thái nhiệt trên toàn lãnh thổ phân hoá theo chiều bắc-nam không lớn nên gradient nhiệt cũng nhỏ. Mặt khác, sự thay đổi của biến trình năm với các cực đại năm xuất hiện chậm dần từ nam ra bắc, đã làm cho xu hướng biến đổi của các chỉ số nhiệt không thuần nhất trong thời kỳ mùa nóng. Ở Bắc Bộ, mùa hè (tháng 6-8) là thời kỳ nóng nhất hàng năm, trong đó tháng 7 là tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất. Nhưng ở Nam Bộ nóng nhất lại rơi vào mùa xuân (tháng 3-4) với tháng 4 là tháng đạt cực đại của nhiệt độ trung bình. Vì thế trong mùa hè phân hoá nhiệt độ theo kinh hướng gần như ngược với mùa đông.
Hình 2. 26: Diễn biến của gradient các đặc trưng nhiệt độ, độ ẩm tháng 1 theo chiều bắc-nam [4]
Có thể nói, chính sự khác biệt của chế độ nhiệt mùa đông đã dẫn tới sự khác biệt trong phân hoá mùa nhiệt giữa hai miền Bắc và Nam. Nó được thể hiện qua biên độ năm của các chỉ số nhiệt. Các đặc trưng này đều tăng nhanh từ nam ra bắc (hình 2.26).
Trong bảng 2.13, I là dung lượng nhiệt của không khí tính bằng kcal/kg; ET là nhiệt độ hiệu dụng - một chỉ số khí hậu sinh học,
Bảng 2. 13: Biên độ năm của một số đặc trưng nhiệt [4]
Trạm khí tượng Vĩđộ (0,') Độ cao (m) ∆T (0C) ∆I (kcal/kg) ∆ET(0)
Móng Cái 1,31 7 13,2 12,5 12,4
Hồng Gai 20,58 38 12,5 12,3 11,4
Nam Định 20,43 2 12,5 11,9 11,5
Thanh Hoá 19,45 5 11,9 11,1 10,9
Vinh 18,40 5 12 9,6 10,1
Đồng Hới 17,29 6 10,6 8,0 8,8
Đà Nẵng 16,02 5 7,8 6,8 6,8
Quy Nhơn 13,46 4 6,6 6,1 5,5
Nha Trang 12,13 3 4,5 4,9 4,2
Phan Thiết 10,56 9 3,7 5,0 3,8
Tp. Hồ Chí Minh 10,49 10 3,1 3,7 3,0
Cà Mau 9,11 1 2,8 3,9 2,8
Như đã biết, phân hóa mùa nhiệt có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nó gắn với tính đới của khí hậu. Trong vùng nhiệt đới và xích đạo, nhiệt độ cao quanh năm, không tồn tại hai mùa nhiệt trong năm. Để đánh giá sự phân hoá mùa của một đặc trưng khí hậu nào đó, người ta thường xét đặc tính dao động trong năm của nó mà biên độ năm chính là một thước đo cho mức độ phân hóa này. Khi biên độ năm
lớn sẽ tạo ra sự khác biệt thực sự của khí hậu giữa các thời kỳ trong năm, hình thành các mùa khí hậu khác nhau. Nếu biến trình năm có nhiều cực trị, sự phân hoá mùa còn phụ thuộc chênh lệch giữa các cực trị. Đối với các đặc trưng nhiệt ở Việt Nam chủ yếu thuộc loại một cực đại. Riêng ở Nam Bộ, thường xuất hiện một cực đại phụ vào tháng 7 sau cực đại chính vào tháng 4 song nó thường rất mờ. Vì thế biên độ năm vẫn là đại lượng phản ánh chung mức độ phân hoá hai mùa nhiệt ở Việt Nam. Tuy nhiên vấn đề đặt ra quan trọng ở đây là trị số nào được coi là giới hạn để phân chia.
Miler đã lấy biên độ năm của nhiệt độ không khí dưới 60C làm tiêu chuẩn để định ranh giới của khí hậu nhiệt đới, đó là khí hậu chỉ có một mùa nhiệt. Tuy nhiên lý do để lấy giá trị này không được lý giải đầy đủ. Có thể có những ý nghĩa không giống nhau trong việc phân chia mùa nhiệt song nếu coi đó là các mùa "nóng, lạnh"
thì hợp lý nhất là phải gắn nó với cảm giác nhiệt của con người, tức là gắn với các chỉ số khí hậu. Xuất phát từ quan điểm trên nếu ta cho rằng, chế độ khí hậu ở một nơi nào đó chỉ được xem là có hai mùa nhiệt khi biên độ năm của chỉ số nhiệt tổng hợp đã vượt quá giới hạn tối thiểu - một bước nhảy của các ngưỡng cảm giác nhiệt (như từ nóng đến dễ chịu, từ dễ chịu đến lạnh). Với quan niệm vừa nêu thì rõ ràng chỉ có nửa phía nam Việt Nam mới được xem là khí hậu có một mùa nhiệt. Theo kết quả nghiên cứu đã trình bày trong [2,3], giới hạn tối thiểu bước nhảy một ngưỡng cảm giác nhiệt của người Việt Nam tính theo chỉ số "cán cân nhiệt cơ thể" là 700 cal/phút, nó tương ứng đối với chỉ số nhiệt độ hiệu dụng (ET) là 80C và ở mức gần tương tự là biên độ nhiệt độ trung bình năm khoảng 80C.
Trên hình 2.27 cho kết quả giá trị biên độ năm nhiệt độ tại một số trạm, so sánh với chỉ tiêu nêu trên chúng ta có thể thấy là khoảng từ Thừa Thiên Huế ra phía bắc, khí hậu thuộc loại có hai mùa nhiệt, còn từ Đà Nẵng trở vào chỉ có một mùa nhiệt. Đó chính là nét dị thường đối với chế độ khí hậu của vùng nội chí tuyến. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong sản suất nông nghiệp, bảo vệ sức khỏe và xây. Đặc điểm này không phụ thuộc vào địa hình. Trên các vùng cao, khí hậu mùa hè lạnh thì mùa đông sẽ rất lạnh trong khi đó các vùng cao ở phía nam nếu mùa hè là dễ chịu thì mùa đông chỉ hơi lạnh.
Hình 2. 27: Diễn biến theo chiều bắc - nam của biên độ nhiệt độ năm [4]
Cùng với sự biến đổi của trạng thái nhiệt, sự giảm dần của lượng mây và kéo theo nó sự tăng dần của thời gian nắng, lượng bức xạ trong thời kỳ đông xuân từ bắc vào nam cũng có những ý nghĩa nhất định đối với nhiều mục tiêu ứng dụng. Từ Đà Nẵng trở vào thời gian có nắng trong năm đều vượt trên giới hạn 2000 giờ, đồng thời cũng không còn tồn tại thời kỳ kém nắng, độ chiếu sáng giảm hẳn vào cuối mùa đông đầu mùa xuân như ở Đông Bắc Bộ (bảng 2.14).
Bảng 2. 14: Các đặc trưng mưa và nắng theo chiều bắc – nam [4]
Trạm
Lượng mưa (mm) Nắng (số giờ)
Mùa mưa
Mùa ít
mưa Năm Biên
độ năm
Mùa đông
Mùa
hè Năm
Móng Cái 2374 375 2749 561 - - -
Hồng Gai 1789 227 2016,2 440 280,1 535,8 1689,7
Văn Lý 1490 270 1759,9 373 260,9 607,2 1740,2
Thanh Hoá 1484 261 1744,9 379 263,3 568,3 1668
Vinh 1481 464 1944,3 446 207,8 558,3 1484,3
Đồng Hới 1459 701 2159,4 553 240,7 614,9 1750,3
Đà Nẵng 1301 746 2047,2 590 388,0 700,1 2096,9
Quy Nhơn 947 746 1692,3 439 509,9 734,4 2568,6
Nha Trang 689 670 1358,9 356 537 712,4 2553,7
Phan Thiết 1043 110 1152,2 224 810,7 620,7 2911,7
TP HCM 1687 244 1931 323 713,6 523,8 2488,9
Cà Mau 1943 423 2365,7 340 673,1 452 2262,6
Một điều cũng đáng lưu ý là do lãnh thổ chạy dài tới 15 vĩ độ nên mặc dù nằm trong vành đai nội chí tuyến nó cũng có sự khác nhau đáng kể trong chế độ mặt trời. Do ở gần chí tuyến bắc nên ở Bắc Bộ khoảng cách thời gian giữa hai lần mặt
trời qua thiên đỉnh chỉ khoảng dưới hai tháng, trong khi ở Nam Bộ khoảng cách này tới 4-5 tháng. Đặc điểm này đã dẫn tới biến trình hàng năm của bức xạ mặt trời và thời gian có nắng ở Bắc Bộ chỉ có một cực đại và một cực tiểu, còn Nam Bộ có hai cực đại và hai cực tiểu như đã phân tích ở trên. Thời kỳ nóng nhất ở Bắc Bộ rơi vào mùa hè trong khi đó ở Nam Bộ lại là mùa xuân.
Đối với gió và mưa, sự phân hoá theo kinh hướng không rõ rệt và khá phức tạp. Trên vùng ven biển, gió mạnh đặc biệt là gió bão, ở nửa phía bắc lớn hơn so với nửa phía nam, mùa bão chậm dần từ bắc vào nam và tần suất bão đổ bộ ở miền Nam đặc biệt Nam Bộ, thấp hơn rõ rệt so với miền Bắc. Mưa lớn ở Trung Bộ cao hơn so với Bắc Bộ và Nam Bộ.
2.4.2 Phân hoá khí hậu theo vĩ hướng, chiều đông - tây
Phân hoá khí hậu theo vĩ hướng trên lãnh thổ Việt Nam cũng biểu hiện rõ rệt nhất ở nửa phía bắc, chủ yếu vào mùa đông. Để thấy rõ đặc điểm này, ta hãy khử những ảnh hưởng của địa hình bằng cách quy về cùng độ cao cho một số đặc trưng nhiệt.
Bảng 2. 15: Giá trị trung bình một số đặc trưng khí hậu tháng 1 quy về mực nước biển [4]
Trạm Kinh độ (0,')
Vĩđộ (0,')
Độcao (m)
Nhiệt độ (0C)
Độ ẩm (mb)
Dung lượng nhiệt (kcal/kg)
CCN (cal/p)
ET (0C)
Tiên Yên 107,40 21,33 14 15,2 14,4 11,6 -382 14,5
Sơn Động 106,85 21,33 58,5 15,7 13,9 11,5 -252 14,9 Bắc Giang 06,22 21,30 7,5 16,2 14,4 11,7 -313 15,4
Phú Thọ 105,23 21,45 54 16,4 15,7 13,0 -199 15,7
Sơn La 103,90 21,33 675 18,3 16,5 14,9 1382 17,6
Điện Biên 103,00 21,37 475 18,6 17,1 15,0 929 17,7 Từ bảng trên ta thấy, ở Bắc Bộ, vào các tháng mùa đông, càng đi về phía tây càng ấm. Nhiệt độ cũng như các đặc trưng nhiệt khác nếu quy về cùng độ cao có xu hướng chung là tăng dần từ đông sang tây (hình 2.28), song gradient không đều, thường hình thành những bước nhảy khi qua các dãy núi như cánh cung Đông Triều, Ngân Sơn, Tam Đảo và đặc biệt dãy Hoàng Liên Sơn.
Hình 2. 28: Diễn biến của các đặc trưng nhiệt - ẩm tháng 1 theo chiều đông - tây ở Bắc Bộ (từ vĩ tuyến 210 30’ đến 210 37’) [4]
Gradient nhiệt độ qua Hoàng Liên Sơn lên tới xấp xỉ 1,5oC/1vĩ độ (hình 2.29).
Chính vì thế dãy núi này đã trở thành một ranh giới khí hậu khá rõ nét giữa hai phần tây và đông tạo ra sự khác biệt về khí hậu giữa hai vùng núi của Bắc Bộ. Đặc điểm phân hoá này cho thấy ảnh hưởng của gió mùa mùa đông đã vượt hẳn ảnh hưởng của biển, tạo ra một xu hướng diễn biến ngược với chiều ảnh hưởng của biển. Tác động tổng hợp của hai xu hướng biến đổi ngược chiều đã làm cho gradient theo vĩ hướng của các đặc trưng nhiệt giảm đi, có giá trị không lớn. Tuy không rõ rệt và tăng liên tục như hướng bắc - nam, song theo chiều đông- tây ta cũng thấy sự tăng lên đáng kể của các chỉ số nhiệt như nhiệt độ (T), dung lượng nhiệt (I) và nhiệt độ hiệu dụng (ET) như trên hình 2.29.
Hình 2. 29: Gradient nhiệt - ẩm tháng 1 ở một số địa phương theo chiều đông – tây [4]
Sự biến đổi theo vĩ hướng của các đặc trưng mưa ẩm được thể hiện điển hình ở sự khác biệt của mùa ẩm thời kỳ cuối của gió mùa mùa đông. Sự phân hoá của số ngày có mưa nói chung, số ngày mưa phùn nói riêng là một biểu hiện điển hình.
Khu vực thay đổi có tính đột biến là hai phía của Hoàng Liên Sơn hay giữa Tây Bắc và Đông Bắc Bộ (bảng 2.16). Có thể nói, vào thời kỳ này, trong khi ở Đông Bắc Bộ
đang hình thành một mùa ẩm ướt, thời tiết âm u, mưa phùn thì ở Tây Bắc lại thịnh hành thời tiết nóng khô.
Bảng 2. 16: Số ngày có mưa và mưa phùn trong các tháng 1, 2, 3, 4 và tổng bốn tháng đó (T1, T2, T3, T4 và TC) tại một số trạm theo hướng đông – tây (từ vĩ
tuyến 210 30’ đến 210 42’) [4]
Trạm
Kinh độ (0,')
Vĩđộ (0,')
Số ngày mưa Số ngày mưa phùn
T1 T2 T3 T4 TC T1 T2 T3 T4 TC
Tiên Yên 107,40 21,33 9,8 13,6 16,9 15,1 45,6 3,5 6 6,8 2,6 18,9 Bắc Giang 106,22 21,30 8,3 10,3 14,8 13,6 38,7 4,6 7,7 10,4 4,4 27,1 Yên Bái 104,52 21,42 14,5 17,1 21,2 21 59,3 9,7 10,4 12,8 7,7 40,6 Sơn La 103,90 21,33 3,6 4,6 6 11,5 22,1 1,9 1,8 1,3 0,2 5,2 Điện Biên 103,00 21,37 3,8 3,5 5,3 11,2 20 1,4 0,5 0,3 0,2 2,4 Đặc điểm này cũng có thể thấy trên biến trình năm của độ ẩm tương đối và nắng của các trạm nằm theo tuyến đông - tây ở Bắc Bộ (bảng 2.17). Vào các tháng cuối mùa đông, đầu mùa xuân (tháng 2-4) ở phần đông Hoàng Liên Sơn độ ẩm tương đối trung bình lên rất cao, thường đạt đến 85-90% hoặc cao hơn. Trong khi đó ở Tây Bắc, do ảnh hưởng sớm của hiện tượng phơn nên độ ẩm giảm, trung bình tháng chỉ khoảng 75-80%, tạo thành một mùa khô kéo liền từ đầu đến cuối thời kỳ gió mùa mùa đông.
Trên một số khu vực ở Trung Bộ (như Nghệ An), ven biển Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, sự phân hoá theo chiều đông - tây cũng thấy khá rõ qua một số yếu tố như nhiệt, mưa... Sự tương phản của mùa mưa ẩm giữa ven biển Nam Trung Bộ với Tây Nguyên là một biểu hiện điển hình về sự phân hoá đông tây ở nửa phía nam Việt Nam. Tại Nam Bộ, khí hậu nói chung khá đồng nhất, tuy nhiên, với một mức độ nào đó cũng có thể thấy ở phía tây Nam Bộ nóng hơn phía đông. Chế độ mưa, nhất là thời kỳ có mưa cực đại ở đông Nam Bộ chuyển dần sang cuối thu đầu đông, trong khi ở cực Tây Nam Bộ lại tập trung vào mùa hè. Những hoạt động muộn của mùa bão, dải hội tụ nhiệt đới đã góp phần tạo ra sự dịch chuyển này của mùa mưa ở Đông Nam Bộ.
Bảng 2. 17: Một số đặc trưng ẩm và nắng theo hướng đông – tây trong các tháng 2, 3, 4 và trung bình của ba tháng này [4]
Trạm
Kinh độ (0,')
Vĩđộ (0,')
Độ ẩm tương đối (%) Số giờ nắng (giờ)
T2 T3 T4 TB T2 T3 T4 Cả năm
Hồng Gai 107,40 21,33 84,4 87,6 86,6 82,3 47,4 46,0 89,0 1689,7 Bắc Giang 106, 21,30 81,6 85,3 86,1 81,7 47,6 48,9 89,6 1706,7 Yên Bái 104,52 21,42 88,5 89,3 88,3 86,5 40,9 44,9 69,7 1393,3
Sơn La 103,90 21,33 74,7 72,0 74,0 79,5 140,9 172,5 190,6 1998,1 Điện Biên 103,00 21,37 79,7 79,0 80,7 83,4 175,0 204,1 206 2034,7 2.4.3 Phân hoá khí hậu theo độ cao địa hình
Giảm nhiệt theo độ cao địa hình là quy luật khí hậu phổ biến đối với mọi vùng núi trên thế giới. Không phải chỉ nhiệt độ mà chứa cả lượng hơi nước trong không khí và kéo theo chúng hàng loạt chỉ số đánh giá trạng thái nhiệt của khí hậu cũng đều giảm theo độ cao rõ rệt.
Trong lớp khí quyển gần bề mặt, gradient nhiệt độ thẳng đứng khoảng 0,5- 0,60C/100m. Trên thực tế sự giảm nhiệt độ theo độ cao địa hình ở các khu vực địa lý khác nhau không hoàn toàn giống nhau mà chúng cũng thay đổi theo mùa khí hậu.
Tuy nhiên gradient của nhiệt độ trung bình các tháng thường dao động trong khoảng từ 0,5- 0,90C/100m. Với trị số này, nếu so với gradient biến đổi của nhiệt độ theo chiều ngang thì gradient biến đổi theo độ cao rất lớn gấp 600-700 lần, thậm chí tới hàng nghìn lần so với phương nằm ngang. Chính do tốc độ biến đổi lớn này đã dẫn đến sự khác biệt nhanh chóng của khí hậu theo độ cao. Chỉ cần cao thấp hơn nhau 1000m, khí hậu đã có thể chuyển trạng thái từ nóng sang lạnh hoặc ngược lại, tương đương với sự khác biệt giữa hai khu vực cách nhau hàng nghìn km trên đường kắc - nam. Đặc điểm này đã dẫn đến những thay đổi khá đậm nét trong hệ sinh thái mà tiêu biểu là hệ sinh thái thực vật.
CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM VÀ QUY LUẬT DIỄN BIẾN CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ HẬU CƠ BẢN
Trong khí hậu có nhiều yếu tố được nghiên cứu và sử dụng, ở đây chỉ trình bày đặc điểm diễn biến của ba yếu tố cơ bản là gió, nhiệt độ và lượng mưa.