CHƯƠNG 2: CÁC QUY LUẬT KHÍ HẬU CƠ BẢN Ở VIỆT NAM
2.3 Quy luật phân hóa khí hậu theo thời gian và sự hình thành các mùa khí hậu
2.3.1 Quy luật biến đổi ngày
Biến trình ngày được thể hiện rõ trước hết là các đặc trưng bức xạ. Đối với bức xạ sóng ngắn rõ ràng chỉ tồn tại từ khi có ánh nắng mặt trời (trực xạ hoặc tán xạ) tức là khoảng từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn. Đối với bức xạ sóng dài, bao gồm cả phát xạ của mặt đất và bức xạ nghịch của khí quyển, tồn tại cả ngày song ở vùng nhiệt đới nó chiếm một tỷ lệ không đáng kể vào thời gian ban ngày, thường chỉ được xét đến vào ban đêm. Tổng hợp lại, biến trình ngày của tổng xạ cho thấy sự tương phản rõ rệt giữa ngày và đêm.
Hình 2.12 biểu thị biến trình ngày tổng xạ tại ba trạm đại diện cho ba vùng vào tháng 1 và 7 đại diện mùa đông và hè. Có thể nhận thấy trong biến trình ngày của tổng xạ hầu như không có sự khác nhau về quy luật diễn biến giữa các vùng và giữa các mùa, cực đại hàng ngày đều đạt ở khoảng 12-13 giờ. Giờ bắt đầu có bức xạ muộn hơn về mùa đông và sớm hơn vào mùa hè. Sự khác nhau ở đây chủ yếu thể hiện ở chênh lệch độ lớn của bức xạ cực đại, cực tiểu ngày trong mùa hè và mùa
đông. Nhìn chung, chênh lệch giữa bức xạ cực đại và bức xạ cực tiểu ngày trong mùa hè lớn hơn trong mùa đông, riêng ở Nam Bộ do thời kỳ mùa đông (tháng 1) ít mây nên bức xạ lớn hơn trong mùa hè (tháng 7). Về chênh lệch bức xạ cực đại ngày trong mùa hè và mùa đông giảm từ Bắc vào Nam, ở Bắc Bộ chênh lệch cực đại bức xạ ngày trong mùa hè với bức xạ cực đại ngày trong mùa đông lên đến 40cal/cm2.giờ, ở Trung Bộ chênh lệch này còn khoảng 30cal/cm2.giờ, đến Nam Bộ thì bức xạ mùa đông lại lớn hơn mùa hè.
Hình 2. 12: Biến trình ngày của tổng xạ tại một số trạm tiêu biểu [4]
Cùng với bức xạ, biến trình ngày của thời gian có nắng cũng có dạng gần tương tự nhưng có sự phân hoá mạnh hơn do chịu ảnh hưởng mạnh không chỉ của vĩ độ mà còn của cả chế độ mây, mưa (hình 2.13).
Hình 2. 13: Biến trình ngày của thời gian nắng [4]
Từ hình 2.13 ta nhận thấy, nhìn chung thời gian nắng trong buổi sáng và buổi chiều trong năm là gần tương đương nhau trên cả nước, riêng ở Bắc Bộ trong mùa đông (Hà Nội - tháng 1) có thời gian nắng buổi chiều lớn hơn và Nam Bộ trong mùa hè (Tân Sơn Nhất - tháng 7) có thời gian nắng buổi sáng lớn hơn. Có sự bất thường
này là do trong thời kỳ mùa đông ở Bắc Bộ thường xuất hiện sương mù và lượng mây lớn vào sáng sớm, sương mù và mây thường tan đi và trời hửng nắng vào trưa chiều. Ở Nam Bộ thời kỳ mùa hè là thời kỳ mùa mưa do hoạt động của gió mùa tây nam và mưa ở cũng thường xuất hiện vào chiều tối vì vậy bức xạ trong buổi chiều bị giảm do ảnh hưởng của lượng mây.
Hình 2. 14: biến trình ngay của nhiệt độ và độ ẩm không khí [4]
Tiếp theo các đặc trưng bức xạ và nắng là các đặc trưng nhiệt mà nhiệt độ không khí lớp sát đất là một yếu tố tiêu biểu. Hình 2.14 (a, b) thể hiện biến trình ngày của yếu tố này. Có thể thấy diễn biến của nhiệt độ lớp sát đất phản ánh khá rõ ảnh hưởng của bức xạ mặt trời nên nhiệt độ tăng từ khi mặt đất bắt đầu nhận được năng lượng của bức xạ mặt trời, nhưng chậm pha hơn so với biến trình ngày của bức xạ.
Thời điểm nhiệt độ đạt cực đại hàng ngày thường cũng chậm pha hơn thời điểm đạt cực đại của bức xạ mặt trời, thường ở vào thời điểm khoảng 13-15 giờ. Thời điểm đạt cực tiểu rơi vào trước lúc mặt trời mọc, khi mà phát xạ của mặt đất đạt cực đại. Điều đáng lưu ý là các khu vực ven biển (Đà Nẵng) mức chậm pha ít hơn rõ rệt so với các khu vực ở sâu trong đất liền (Hà Nội). Biên độ ngày của nhiệt độ là hiệu số giữa giá trị cực đại và cực tiểu, có mối liên quan khá chặt với tính lục địa của khu vực. Những khu vực nằm trên biển có biên độ ngày thấp nhất. Càng vào sâu trong đất liền, ảnh hưởng của biển càng ít, biên độ nhiệt độ càng tăng. ở Việt Nam các vùng núi Tây Bắc, Tây Nguyên là nơi có biên độ nhiệt độ ngày khá lớn, nhất là các thung lũng sâu.
Biên độ nhiệt ngày cũng có xu hướng tăng từ Bắc vào Nam, ở phía Bắc biên độ ngày thường dưới 5 độ còn phía Nam lên đến gần 10 độ.
Biến trình ngày của độ ẩm tương đối gần như ngược với biến trình ngày của nhiệ độ (hình 2.14 (c, d)). Do mối quan hệ phụ thuộc giữa khả năng chứa nước của
không khí với nhiệt độ và ảnh hưởng của hoạt động đối lưu mà nhiệt độ không khí và độ ẩm tương đối gần như biến đổi ngược nhau. Khi nhiệt độ tăng thì độ ẩm tương đối lại giảm xuống và ngược lại khi nhiệt độ giảm thì độ ẩm tương đối lại tăng lên. Thời điểm độ ẩm tương đối đạt cực đại trong ngày thường ứng với thời điểm nhiệt độ đạt cực tiểu và gần tương tự như vậy đối với thời điểm độ ẩm tương đối đạt cực tiểu.
Gió là yếu tố biểu thị chuyển động ngang của không khí. Quy luật chuyển động này có quan hệ với phân bố nhiệt độ song nó còn phụ thuộc vào nhiều nhân tố khác như khí áp, địa hình, vĩ độ địa lý, khoảng cách tới biển, ... Vì thế, nói chung biến trình ngày của gió không rõ rệt. Tuy nhiên, với một số loại gió địa phương như gió đất-biển, gió núi-thung lũng quy luật biến đổi ngày lại có biểu hiện tương đối rõ, trước hết là hướng gió. Trên các vùng ven biển, ban ngày có gió từ biển thổi vào đất liền (gió biển) và ban đêm có gió thổi từ đất liền thổi ra biển (gió đất). Do tác động của gió mùa, trên các vùng ven biển Việt Nam biểu hiện của gió đất-biển thường không tiêu biểu lắm. Gió núi - thung lũng có biểu hiện khá rõ ở các vùng thung lũng sâu. Ban ngày gió thổi từ thung lũng lên núi và ngược lại ban đêm gió thổi từ núi cao xuống thung lũng.
Mưa là yếu tố hầu như không có sự phân biệt ngày đêm, không hình thành biến trình ngày. Vì thế, hầu như không được xét đến trong các nghiên cứu về quy luật biến đổi hàng ngày. Tuy nhiên vào thời kỳ thịnh hành dông nhiệt, mưa thường xuất hiện vào buổi chiều, nhất là ở Nam Bộ.
2.3.2 Quy luật biến đổi năm và các mùa khí hậu
Biến trình năm khá ổn định, thể hiện trên hầu hết các yếu tố khí hậu song diễn ra khá phức tạp. Biến trình năm của các yếu tố khí hậu ở Việt Nam được hình thành từ ba nhân tố cơ bản: bức xạ mặt trời, hoàn lưu khí quyển và điều kiện địa hình. Trong đó gió mùa là nhân tố phi địa đới đã có đóng góp rất lớn vào quy luật biến đổi năm, tạo thành các mùa khí hậu dị thường ở Việt Nam so với các nước khác cùng nằm trong vùng nội chí tuyến.
1) Bức xạ mặt trời
Biến trình năm của bức xạ mặt trời không chỉ thể hiện ảnh hưởng của điều kiện thiên văn do lãnh thổ chạy dài theo kinh hướng mà hoàn lưu và địa hình cũng có phần đóng góp làm thay đổi biến trình của bức xạ trên một số khu vực, tạo nên sự phân hóa bức xạ theo không gian khá sâu sắc. Nửa phần phía nam gần xích đạo có hai thời điểm mặt trời qua thiên đỉnh rất xa nhau khoảng 4-5 tháng nên biến trình năm của bức xạ thể hiện khá rõ dạng hai đỉnh. Trong khi đó ở Bắc Bộ lại gần chí tuyến Bắc với hai lần mặt trời qua thiên đỉnh chỉ cách nhau dưới hai tháng, nên hai đỉnh của bức xạ nhập lại với nhau thành một tạo ra biến trình năm dạng một đỉnh.
Hình 2.15 và 2.16 biểu thị biến trình năm của bức xạ mặt trời và số giờ nắng tại ba khu vực Bắc, Trung và Nam Bộ Việt Nam.
Hình 2. 15: Biến trình năm của tổng xạ ở các trạm tiêu biểu [4]
Hình 2. 16: Biến trình năm của tổng số giờ nắng ở các trạm tiêu biểu [4]
Có thể nhận thấy khá rõ hai dạng biến trình năm: cận xích đạo với hai đỉnh rơi vào tháng 3 và tháng 7 (Cần Thơ, Đà Lạt) và cận chí tuyến, chỉ có một đỉnh rơi vào tháng 7 (Hà Nội, Vinh). Dạng biến trình có tính trung gian nằm ở các tỉnh thuộc ven biển Trung và Nam Trung Bộ với hai đỉnh rơi vào tháng 5 và tháng 7 nhưng chênh nhau không nhiều (Đà Nẵng). Biến trình năm của bức xạ mặt trời ở Lai Châu (cũng là đặc điểm chung ở khu vực Tây Bắc) cũng có dạng hai đỉnh nhưng cách nhau khá xa và không thuần nhất. Cực đại thứ nhất xảy ra vào tháng 4- 5, cực đại thứ hai xảy ra vào tháng 9-10. Rõ ràng ở đây có một nét khác thường so với chế độ bức xạ của miền Bắc nói chung. Nguyên nhân là do ảnh hưởng Hoàng Liên Sơn ngăn cản ảnh hưởng của gió mùa mùa đông kết hợp với ảnh hưởng sớm hoàn lưu phía tây đã làm cho mùa nóng đến sớm hơn, nắng nhiều hơn ở Tây Bắc.
Hơn nữa, trong tháng 6 - tháng 8 là thời kỳ có mưa cực đại ở Tây Bắc nên bức xạ tại bề mặt bị suy giảm đã góp phần hình thành cực tiểu dị thường vào tháng 6 và thêm một cực đại vào tháng 9. Trong khi đó ở Đông Bắc Bộ, ảnh hưởng của không khí cực đới thời kỳ cuối đông đầu xuân với dạng thời tiết âm u, mưa phùn đã làm
giảm mạnh bức xạ và nắng thu được ở mặt đất, đem lại sự khác biệt rất điển hình về bức xạ, ánh sáng giữa các vùng trên lãnh thổ Việt Nam.
Do cường độ bức xạ có sự biến đổi trong năm không lớn nên đặc điểm biến trình năm của tổng xạ và số giờ nắng là gần tương tự nhau. Cả tổng xạ và thời gian nắng đều thể hiện hai dạng biến trình tiêu biểu. Biên độ dao động năm của cả hai yếu tố đều có xu hướng giảm khá rõ rệt từ Bắc vào Nam, ở phía Bắc trong năm bức xạ có biến động mạnh hơn còn ở phía Nam biến trình năm điều hòa hơn.
2) Nhiệt độ không khí
Là thành phần cơ bản phản ánh trạng thái nhiệt của khí quyển, nhiệt độ không khí có tác động mạnh đến sinh quyển và được sử dụng trong nhiều mục tiêu ứng dụng. Gắn liền với bức xạ mặt trời nên biến trình năm của nhiệt độ cũng có dạng cận xích đạo và cận chí tuyến nhưng không rõ như bức xạ và nắng do ảnh hưởng của gió mùa.
Một nét đặc sắc có tính dị thường khí hậu so với khí hậu chung của vùng nội chí tuyến là sự tương phản mạnh mẽ giữa nhiệt độ thời kỳ mùa đông và mùa hè trên nửa phần phía Bắc Việt Nam. Sự hạ thấp mạnh của nhiệt độ mùa đông đã làm xuất hiện một mùa lạnh mà lẽ ra không tồn tại ở vùng nhiệt đới. Sự hạ thấp của nhiệt độ mùa đông đã làm gia tăng biên độ nhiệt hàng năm. Hình 2.17 cho biến trình năm của nhiệt độ ở các trạm tiêu biểu.
Từ hình 2.17, ta thấy rằng biến trình năm nhiệt độ ở trạm Lai Châu đã thể hiện đúng đặc điểm biến trình nhiệt của các khu vực cận nhiệt đới, với một cực đại là một cực tiểu. Cực đại đạt được vào tháng VI với giá trị là 26,540C; cực tiểu vào tháng I với nhiệt độ 16,890C. Đây cũng là đặc điểm chung của biến trình năm nhiệt độ ở khu vực Tây Bắc, cực đại nhiệt độ trong năm đạt được trong tháng VI chứ không phải tháng VII do sự gia tăng của lượng mây và mưa trong tháng 7. Các trạm ở khu vực Đông Bắc, Đồng bằng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ (trạm Tuyên Quang, Láng và trạm Vinh) biến trình năm của nhiệt độ cũng thể hiện kiểu biến trình tuần hoàn với một cực đại một cực tiểu. Cực đại đạt được vào tháng VII, cực tiểu vào tháng I, với chênh lệch nhiệt độ mùa đông mùa hè lớn.
Biến trình năm của nhiệt độ ở khu vực phía nam trở nên điều hòa hơn, dần dần chuyển sang biến trình nhiệt dạng xích đạo với hai cực đại và hai cực tiểu. Ở khu vực ven biển Trung và Nam Trung Bộ mà đại diện là các trạm Đà Nẵng, Nha Trang nhiệt độ trong năm tương đối đồng đều, biên độ nhiệt năm dưới 80C, nền nhiệt duy trì trên 270C trong suốt thời kỳ mùa hè và giảm xuống khoảng 220C trong mùa đông. Khu vực này đã không còn sự hiện diện của mùa lạnh.
Hình 2. 17: Biến trình năm của nhiệt độ ở các trạm tiêu biểu Khu vực Tây Nguyên (trạm Buôn Mê Thuột) đã thể hiện biến trình dạng hai cực đại hai cực tiểu, cực đại thứ nhất vào tháng IV, từ tháng VII đến tháng IX nền nhiệt không có sự thay đổi nhiều, duy trì trên 240C; từ tháng X nhiệt độ bắt đầu xu thế giảm về cuối năm và cực tiểu vào tháng I năm sau. Biên độ nhiệt năm nhỏ, nhiệt độ trung bình toàn vùng do ảnh hưởng của độ cao địa hình nên thấp hơn các khu vực lân cận. Đến khu vực Nam Bộ (trạm Vũng Tàu), biến trình năm của nhiệt độ thể hiện rõ rệt dạng biến trình nhiệt cận xích đạo. Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất không dưới 250C, nhiệt độ cao nhất không vượt quá 300C. Do vị trí ở gần xích
đạo và do ảnh hưởng của biển từ nhiều phía, biên độ nhiệt độ nhiệt năm nhỏ khoảng 3-40C.
Từ đặc điểm biến trình năm của nhiệt độ trên các trạm đại diện, chúng ta thấy rằng có sự khác nhau khá rõ rệt giữa đặc điểm biến trình của các vùng ở phía bắc với các vùng ở phía nam. Ở các khu vực phía bắc (trạm Lai Châu, Tuyên Quang, Láng và trạm Vinh) thể hiện rõ biến trình nhiệt độ với một cực đại vào mùa hè (tháng VI, VII) và một cực tiểu vào mùa đông (tháng I), nhiệt độ có sự biến động lớn trong năm. Còn phía Nam (trạm Đà Nẵng, Nha Trang, Buôn Ma Thuột và trạm Vũng Tàu) chuyển dần sang dạng hai cực đại và hai cực tiểu, khu vực Tây Nguyên có nhiệt độ thấp hơn khu vực ven biển Nam Trung Bộ và Nam Bộ là do ảnh hưởng độ cao địa hình. Tháng nóng nhất ở phía bắc và ven biển Trung Bộ là tháng VI, tháng VII, còn ở Tây Nguyên, Nam Bộ thì lại xảy ra vào tháng III, tháng IV.
3) Độ ẩm không khí
Độ ẩm không khí được phản ánh dưới nhiều đặc trưng khác nhau: độ ẩm tuyệt đối, áp suất hơi nước, độ ẩm riêng, nhiệt độ bầu ướt, độ ẩm tương đối, ... Độ ẩm không khí phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính vật lý của các khối không khí thịnh hành ở các khu vực vào các thời kỳ khác nhau trong năm. Nằm trong vùng hoạt động của gió mùa châu Á với sự tham gia của nhiều khối không khí có bản chất khác nhau nên biến trình năm của độ ẩm trên lãnh thổ Việt Nam không thuần nhất.
Hình 2.18 và 2.19 cho biến trình năm của độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối ở một số trạm tiêu biểu.
Hình 2. 18: Biến trình năm của độ ẩm tuyệt đối [4]
Qua biến trình của độ ẩm tuyệt đối trên lãnh thổ Việt Nam một lần nữa khẳng định rằng các khối không khí thịnh hành vào thời kỳ mùa hè nói chung có trữ lượng nước lớn hơn so với các khối không khí trong mùa đông. Biến trình năm của độ ẩm tuyệt đối có nét gần tương tự như nhiệt độ không khí. Tháng có trữ lượng hơi nước thấp nhất ở các khu vực đều là tháng 1 nhưng tháng đạt cực đại lại không
giống nhau. Ở Bắc Bộ cực đại thường xảy ra vào tháng 7-8; ở Nam Bộ có hai cực đại xảy ra vào tháng 5 và 9. Các vùng núi cao, biên độ năm của ẩm thường thấp hơn đáng kể so với các vùng thấp. Đối với độ ẩm tương đối, biến trình năm gần như ngược với biến trình năm của độ ẩm tuyệt đối.
Hình 2. 19: Biến trình năm của độ ẩm tương đối (giá trị "0" ở đây là ứng với r=80%) [4]
Từ hình 2.19 có thể thấy:
- Trên nửa phần phía Bắc, sự tồn tại của mùa ẩm ướt cuối đông do gió mùa mùa đông gây ra đã là nguyên nhân tạo ra cực đại ẩm thứ nhất với độ ẩm tương đối rất cao; còn cực đại thứ hai xảy ra vào giữa mùa mưa.
- Mùa gió khô nóng, do hiệu ứng phơn, đã tạo ra một cực tiểu rất sâu trong biến trình năm của độ ẩm tương đối ở các tỉnh ven biển Trung Bộ, xảy ra vào thời kỳ phát triển nhất của gió mùa mùa hè.
- Các khu vực Nam Bộ, Tây Nguyên và cả Tây Bắc đều hình thành một mùa khô khá khắc nghiệt vào mùa xuân với độ ẩm khá thấp, cực tiểu rơi vào tháng 3, cực đại rơi vào thời kỳ cuối hè đầu thu. Đối với Tây Bắc, biến trình khác thường so với các vùng ở phía Bắc là do ảnh hưởng của dãy Hoàng Liên Sơn.
4) Mưa: Mưa là một yếu tố khí hậu có biến trình năm khá đa dạng ở Việt Nam.
Do tác động của gió mùa, một mùa mưa gần trùng với thời kỳ gió mùa mùa hè và mùa ít mưa trùng với thời kỳ hoạt động của gió mùa mùa đông và tín phong, đã hình thành trên hầu khắp đất nước. Hình 2.20 cho biến trình năm của mưa trên các vùng.
Từ hình vẽ ta nhận thấy, ở các khu vực Bắc Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ có chung dạng biến trình mưa, với mùa mưa tập trung vào các tháng giữa năm trong thời kỳ hoạt động của gió mùa mùa hè. Với khu vực Tây Bắc Bộ (trạm đại diện là Lai Châu) ta thấy rằng mùa mưa bắt đầu từ tháng IV và kết thúc vào tháng IX kéo dài 6 tháng. Mùa khô ở đây bắt đầu từ tháng X đến tháng III năm sau. Cao điểm của