Trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ về “Nghiên cứu đổi mới công nghệ dự báo các đợt rét đậm, rét hại, mưa lớn trong mùa đông ở khu vực phía Bắc Việt Nam hạn đến 10 ngày dựa trên quy luật hoạt động của dòng xiết cận nhiệt đới” do TS. Trịnh Hoàng Dương làm chủ nhiệm, nhóm thực hiện đề tài đã đánh giá, phân tích và xác định được một số đặc điểm của của dòng xiết cận nhiệt đới Đông Á.
Dòng xiết là dải có tốc độ gió mạnh ở vùng đối lưu trên cao và là một phần quan trọng của hoàn lưu khí quyển. Chúng được phân thành hai loại khác nhau: Dòng xiết cận nhiệt đới và dòng xiết cực đới. Trong một số nghiên cứu trên khu vực Châu Á, gọi dòng xiết cận nhiệt đới như “dòng xiết cận nhiệt đới gió Tây mực đối lưu trên cao” (upper-tropospheric westerly jet), “dòng xiết cận nhiệt khu vực Đông Á” (East Asian subtropical jet), “dòng xiết đối lưu trên cao khu vực Đông Á” (East Asian upper-tropospheric jet stream), “dòng xiết gió Tây mực trên khu vực Đông Á” (East Asian upper level westerly jet), “dòng xiết cận nhiệt khu vực Đông Á” (East Asian subtropical jet stream), hay dòng xiết cận nhiệt Châu Á-Tây Bắc Thái Bình Dương.
Dòng xiết cực và nhiệt đới ở cả Bắc và Nam bán cầu
Dòng xiết cận nhiệt đới Đông Á (EASJS) có ảnh hưởng đáng kể đến các hệ thống thời tiết và khí hậu ở khu vực châu Á-Thái Bình Dương. Vị trí trung bình của EASJS có mối liên hệ với sự chuyển dịch theo mùa của hoàn lưu khí quyển ở Đông Á, sự biến động của hệ thống sống rãnh trong đới gió Tây kết nối chặt chẽ với thời tiết và khí hậu ở Đông Á và sự phát triển của các vành đai mưa trên khu vực gió mùa; mưa lớn, front lạnh, nhiệt độ mặt nước biển, hệ thống gió mùa mùa đông, mùa hè. Khi EASJS dịch chuyển về phía Bắc có thể gây ra mưa ở miền Đông và Bắc Trung Quốc vào mùa hè, dịch hướng Tây Bắc làm tăng lượng mưa ở phía Bắc-Đông Bắc Trung Quốc, nhưng lại giảm lượng mưa ở thung lũng sông Hoàng Hà. Tầm quan trọng của các hoàn lưu tầng đối lưu cao cũng được nhắc tới liên quan đến sự tăng cường của áp cao Siberia trong thời gian xảy ra các đợt không khí lạnh. Có thể nhận thấy, EASJS có vai trò quan trọng đối với thời tiết, khí hậu không chỉ khu vực Đông Á, mà còn cả trên Biển Đông và đất liền Việt Nam, nhất là Bắc Bộ Việt Nam. Do đó, hiểu biết về đặc điểm hoạt động của EASJS là cần thiết.
Để nghiên cứu đặc điểm của EASJS, thông thường trong các nghiên cứu sử dụng tốc độ gió trên mực 200mb, hoặc 300mb để nghiên cứu xác định EASJS. Một số nghiên cứu xác định EASJS là dải gió với tốc độ mạnh, đường nối các điểm lưới có tốc độ gió Tây mạnh trên một ngưỡng nào đó (thường chọn trên 30m/s), được gọi là trục của EASJS, trong khi đó một số nghiên cứu nhận dạng EASJS dựa trên gió vĩ hướng (gió Tây, u≥0). Dựa trên đặc điểm dải tốc độ gió cao và tần suất gió trên trên 30m/s tại mực 200mb để ước lượng mô tả trục của EASJS và sử dụng số liệu gió ngày tái phân tích ERA5 với độ phân giải 0,25° × 0,25° trong giai đoạn 1983 – 2021 cho phân tích EASJS, kết quả đã chỉ ra:
Về phạm vi hoạt động của EASJS. Trong mùa đông (tháng 1), phạm vi hoạt động trung bình của EASJS vào khoảng từ vĩ độ 20-37oN (tốc độ gió trên 30m/s), với trục dòng xiết ở khoảng vĩ độ từ 25-30oN (tốc độ gió dao động phổ biến khoảng 45-70m/s). Trong tháng 4 (mùa xuân), so với mùa đông, EASJS có cường độ yếu hơn, trục của EASJS dường như ít thay đổi hơn trong phạm vi từ kinh độ 60-120oE, nhưng có xu hướng dịch dần về phía Bắc ở phần phía Đông kinh độ 120oE. Trong mùa hè (tháng 7), cường độ của EASJS hoạt động yếu nhất trong bốn tháng, EASJS dịch về phía Bắc so với mùa xuân, phạm vi hoạt động trung bình ở khoảng vĩ độ 37-47oN. Trong tháng 10 (mùa thu), EASJS lại có xu thế dịch về phía vĩ độ thấp, nhìn chung tương tự như tháng 4, nhưng EASJS có cường độ mạnh hơn và vị trí trục nằm về phía vĩ độ cao hơn một chút so với tháng 4.
Tốc độ gió (
,m/s) trên mực 200mb trong tháng 1 (a), tháng 4 (b), tháng 7 (c) và tháng 10 (d)
Về tần suất hoạt động của EASJS. Vị trí xung quanh trục của EASJS có tần suất gió phổ biến khoảng từ 80-90% trong tháng 1, từ 50-70% trong tháng 4 (phía Đông kinh độ 1200E), từ 30-60% trong tháng 7 và từ 50-70% trong tháng 10. Tần suất gió giảm dần về phía cực và về phía vĩ độ thấp. Trong mùa đông, ở vĩ độ 10oN có tần suất gió khoảng 10%. Từ Trung Bộ trở ra Bắc có tần suất gió khoảng 10%-50%, khu vực phía Bắc của Việt Nam khoảng 50-60%. Có thể nhận thấy, phân bố không gian của vùng có tần suất cao về tốc độ gió trên 30m/s là tương đồng với vùng có tốc độ gió mạnh. Dễ dàng nhận thấy tần suất của tốc độ 30m/s trong mùa hè thấp nhất trong bốn mùa, nhưng vẩn có thể nhận dạng được trục EASJS dựa trên dải phân bố tần suất cao nhất. Nhìn chung, dựa trên vùng phân bố tần suất cao về tốc độ gió cũng có thể nhận dạng phạm vi hoạt động chính, cũng như sự thay đổi từ đông sang hè của EASJS
Tần suất của tốc độ gió ( ) trên 30m/s trên mực 200mb trong tháng 1 (a), tháng 4 (b), tháng 7 (c) và tháng 10 (d)
Về mặt cắt của các đặc trưng gió. Xác nhận cho những đánh giá ở trên về vị trí trục của EASJS, mặt cắt vĩ hướng của 4 kinh độ từ Tây sang Đông (80oE, 100oE, 120oE và 165oE) của tốc độ gió ( ) mực 200mb và 300mb. Trong tháng 1, trục của EASJS ở khoảng 27-30oN tại kinh độ 80oE (cổng vào), tốc độ gió khoảng 30-40m/s. Từ phía Tây sang Đông (từ kinh độ 80oE-165oE), trục của EASJS có xu hướng dịch về phía Bắc và tốc độ gió cũng tăng dần. Vị trí trung bình của trục EASJS ít thay đổi ở kinh độ 80-120oE, nhưng dấu hiệu dịch về phía Bắc khá rõ ràng tại kinh độ 165oE trong tháng 4. Đến tháng 7, vị trí trung bình của trục EASJS nằm ở khoảng 40-42oN cho cả bốn kinh độ được xem xét. Sang tháng 10, trục của EASJS dịch về phía vĩ độ thấp ở kinh độ 80-120oE, nhưng ở kinh độ 165oE chưa có dấu hiệu dịch về vĩ độ thấp. Diễn biến của ( ) trên mực 300mb tương tự như mực 200mb nhưng tốc độ gió thấp hơn khoảng 10m/s.
Tốc độ gió () tại kinh độ 80oE (màu đen), 100oE (màu xanh), 120oE (màu đỏ) và 165oE (màu tím) mực 200 (a, b, c, d) và 300mb (e, f, g, h)
Để mô tả rõ hơn đặc điểm của EASJS, mặt cắt vĩ hướng kinh độ 100oE của gió vĩ hướng theo các mực độ cao. Trong các tháng 1, 4 và 10 cho thấy trục của EASJS nằm ở khoảng 25-35oN. Trục của EASJS có xu thế nghiêng về vĩ độ thấp khi nhìn từ mực cao đến thấp. Dòng gió tây được chia thành hai nhánh: từ mực 600-800mb, nhánh phía Nam cao nguyên Tây Tạng khoảng 20-30oN và nhánh phía Bắc cao nguyên Tây Tạng nằm ở khoảng vĩ độ 40-45oN khá rõ trong mùa đông, mùa thu và mùa xuân. Tính toán nhiều mặt cắt khác nhau cho thấy càng ra phía biển, EASJS ở phía Nam và phía Bắc cao nguyên Tây Tạng càng mờ, và hợp thành một ở khoảng kinh độ 118-1200E. Như đã dẫn ra ở trên, trục EASJS mực 200mb khu vực cao nguyên Tây Tạng trong mùa đông, vì vậy đới gió tây lấn sâu về vĩ độ thấp 10-15oN và tầng thấp hơn 600-700mb, đới gió đông hoạt động ở vĩ độ khoảng từ xích đạo đến 100N. Trong mùa hạ, EASJS mực 200mb xuất hiện ở vĩ độ cao hơn so với mùa đông, gió đông mở rộng lên phía Bắc đến khoảng 25oN. Điều này là một trong những điều kiện nhận biết thời kỳ chuyển mùa.
Mặt cắt vĩ hướng kinh độ 1000E của gió vĩ hướng theo mực độ cao trong tháng 1 (a), tháng 4 (b), tháng 7 (c), và tháng 10 (d)
Từ những phân tích về đặc điểm hoạt động của dòng xiết cận nhiệt đới dựa theo bốn tháng chủ đạo đại diện cho bốn mùa, rút ra một số kết luận như sau: (1) Vị trí của trục EASJS thay đổi theo mùa. Cụ thể vào mùa đông, mùa xuân và thu, vị trí trục của EASJS trên lục địa khoảng vĩ độ 25-35oN. Vào mùa hè, trục của EASJS trên lục địa dịch lên phía Bắc khoảng vĩ độ 39-43oN và tốc độ yếu hơn so với mùa đông; (2) Tốc độ gió gần trục của EASJS trên mực 200mb trong tháng mùa đông thường khoảng 40-50m/s, có thể lên trên 70m/s, sau đó giảm dần trong các tháng mùa xuân, mùa thu và trong mùa hè; (3) Trong mùa đông và mùa chuyển tiếp, dựa trên mặt cắt kinh độ 100oE cho thấy EASJS được chia thành hai nhánh ở mực 500-600mb, nhánh phía Nam cao nguyên Tây Tạng nằm ở khoảng vĩ độ 25-35oN và nhánh phía Bắc nằm ở khoảng 40-45oN. Trong mùa hè, EASJS thể hiện khá rõ ràng với 1 nhánh duy nhất có trục nằm ở khoảng 37-47oN.