Nhập môn hoàn lưu khí quyển - ( ĐH Quốc Gia HN ) - Chương 6

Sự lan truyền sóng và các xoáy dừng6.1 kết quả quan trắc các xoáy dừngMặc dù dòng vĩ h-ớng xoáy có tính không liên tục nh- đã đề cập trong những ch-ơng tr-ớc, dòng trung bình theo mùa cũng không có tính đối xứng vĩ h-ớng. Tính bất đối xứng đó đóng vai trò rất quan trọng trong việc giải thích sự biến đổi khí hậu địa ph-ơng. Chúng cũng làm biến đổi các mô hình vận chuyển nhiệt và động l-ợng toàn cầu, đặc biệt là vào mùa đông Bắc Bán Cầu. Trong ch-ơng này ta sẽ xem xét...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhập môn hoàn lưu khí quyển - ( ĐH Quốc Gia HN ) - Chương 6 ch−¬ng 6. sù lan truyÒn sãng vμ c¸c xo¸y dõng6.1 kÕt qu¶ quan tr¾c c¸c xo¸y dõng MÆc dï dßng vÜ h−íng xo¸y cã tÝnh kh«ng liªn tôc nh− ®· ®Ò cËp trong nh÷ngch−¬ng tr−íc, dßng trung b×nh theo mïa còng kh«ng cã tÝnh ®èi xøng vÜ h−íng. TÝnhbÊt ®èi xøng ®ã ®ãng vai trß rÊt quan träng trong viÖc gi¶i thÝch sù biÕn ®æi khÝ hËu®Þa ph−¬ng. Chóng còng lμm biÕn ®æi c¸c m« h×nh vËn chuyÓn nhiÖt vμ ®éng l−îngtoμn cÇu, ®Æc biÖt lμ vμo mïa ®«ng B¾c B¸n CÇu. Trong ch−¬ng nμy ta sÏ xem xÐt métsè kÕt qu¶ quan tr¾c cña m« h×nh sãng dõng, vμ chØ ra tÝnh ®¬n gi¶n lý thuyÕt dùatrªn sù lan truyÒn sãng tuyÕn tÝnh vμ gi¶i thÝch mét sè ®Æc ®iÓm chñ yÕu cña c¸c kÕtqu¶ quan tr¾c nμy. C¸c sãng dõng phÇn lín thÓ hiÖn râ nhÊt vμo mïa ®«ng ë B¾c B¸n CÇu, vμ cã biªn®é lín nhÊt ë phÇn trªn tÇng ®èi l−u. Trong mét sè tr−êng hîp, c¸c sãng nμy ®ãng vaitrß rÊt quan träng ë c¸c mùc trªn cao cña tÇng b×nh l−u vμo mïa ®«ng, vÊn ®Ò nμy tasÏ ®Ò cËp trë l¹i trong Ch−¬ng 9. H×nh 6.1 biÓu diÔn tr−êng ®é cao ®Þa thÕ vÞ trungb×nh mùc 250hPa vμo mïa ®«ng ë c¶ hai b¸n cÇu. Nh÷ng ®Æc tr−ng tiªu biÓu trªnh×nh vÏ ë B¾c B¸n CÇu thÓ hiÖn ë c¸c r·nh trªn vïng Canada vμ NhËt B¶n víi c¸csèng n»m vÒ phÝa ®«ng cña hai ®¹i d−¬ng nμy. Mét ®iÓm næi bËt thÓ hiÖn ë sù chiÕm−u thÕ cña h×nh thÕ 2 sè sãng vÜ h−íng. H×nh thÕ tæng qu¸t nμy cã tÝnh æn ®Þnh trongtõng mïa víi nh÷ng dao ®éng t−¬ng ®èi nhá. H×nh vÏ t−¬ng øng cho Nam B¸n CÇutho¹t nh×n kh¸ ®èi xøng. Xem xÐt kü h¬n ta thÊy xo¸y chÝnh nμy xª dÞch ®¸ng kÓ tõcùc, trong khi h×nh thÕ ba r·nh ®Æc tr−ng cã thÓ thÊy râ xung quanh vïng r×a NamCùc. §Æc tr−ng cña c¸c nhiÔu ®éng phi vÜ h−íng trong dßng trªn cao thÓ hiÖn kh¸ rânÕu trung b×nh vÜ h−íng ®−îc lo¹i bá khái c¸c gi¸ trÞ chÈn ®o¸n, ch¼ng h¹n nh− biÓudiÔn trªn H×nh 6.1. Nh÷ng dÞ th−êng vÜ h−íng nμy ®−îc biÓu diÔn trªn H×nh 6.2 vμ6.3. C¸c biÓu ®å nμy cho thÊy dÞ th−êng vÜ h−íng cña hμm dßng trung b×nh theo thêi *gian  t¹i mùc 250hPa lín h¬n dÞ th−êng cña ®é cao ®Þa thÕ vÞ. §iÒu nμy nh»m nhÊnm¹nh c¸c dÞ th−êng vÜ h−íng cã vai trß quan träng trong dßng khÝ ë miÒn nhiÖt ®íi vμcËn nhiÖt ®íi còng nh− ë miÒn vÜ ®é cao. Nh− ta sÏ thÊy ë môc tiÕp theo, ¶nh h−ëngcña miÒn nhiÖt ®íi tíi c¸c nhiÔu ®éng miÒn «n ®íi hiÖn nay ®· ®−îc xem lμ kh¸ quanträng. Sù xuÊt hiÖn cña c¸c sãng vμo mïa ®«ng ë B¾c B¸n CÇu, H×nh 6.2(a) thÓ hiÖnrÊt râ; t¹i c¸c vÜ ®é cao, sè sãng hai vμ ba chiÕm −u thÕ, trong khi ë vïng vÜ ®é thÊp th×sè sãng 1 l¹i chiÕm −u thÕ h¬n. RÊt nhiÒu xo¸y thÓ hiÖn ®é nghiªng pha mét c¸ch cãhÖ thèng víi c¸c trôc chÝnh h−íng tõ t©y nam vÒ phÝa ®«ng b¾c. Sù nghiªng pha nμycho thÊy dßng ®éng l−îng h−íng cùc ph¶i g¾n liÒn víi c¸c xo¸y dõng. C¸c xo¸y dõng- 148 -nμy còng cã biªn ®é ®¸ng kÓ mÆc dï víi b−íc sãng vÜ h−íng dμi h¬n so víi mïa ®«ng ëNam B¸n CÇu, nh− biÓu diÔn trªn H×nh 6.3(b). Tuy nhiªn, sù nghiªng pha mét c¸ch cãhÖ thèng kh«ng lín nμy cã thÓ thÊy râ ë Nam B¸n CÇu. H×nh 6.1. §é cao ®Þa thÕ vÞ trung b×nh theo thêi gian t¹i mùc 250hPa, theo sè liÖu cña ECMWFtrong 6 mïa: (a) B¾c B¸n CÇu, Th¸ng 12-1-2; (b) Nam B¸n CÇu, Th¸ng 6-7-8. Kho¶ng gi÷a ®−êng ®¼ng trÞ lµ 100m C¸c sãng dõng còng biÓu hiÖn râ vμo mïa hÌ, mÆc dï víi biªn ®é gi¶m ®¸ng kÓ.§Æc ®iÓm c¬ b¶n vμo mïa hÌ ë B¾c B¸n CÇu, H×nh 6.3(a), lμ mét hoμn l−u xo¸y nghÞchcã t©m ë t©y nam Ch©u ¸; nã g¾n liÒn víi hoμn l−u giã mïa Ch©u ¸ trªn cao vμ thÓhiÖn râ ë c¸c mùc cao h¬n, ch¼ng h¹n nh− trªn mùc 100hPa. Ngoμi ra, c¸c xo¸y dõng- 149 -kh¸ yÕu vμ cã quy m« nhá h¬n so víi c¸c xo¸y xuÊt hiÖn vμo mïa ®«ng. §èi víi mïa hÌë Nam B¸n CÇu còng cã nh÷ng nhËn xÐt t−¬ng tù trªn H×nh 6.2(b); ë ®©y h×nh thÕ métsãng vÜ h−íng t−¬ng ®èi yÕu chiÕm −u thÕ. H×nh 6.2. C¸c xo¸y trung b×nh theo thêi gian trong dßng khÝ mùc 250hPa, biÓu diÔn b»ng dÞ *  vµo mïa ®«ng (th¸ng 12-1-2). Kho¶ng gi÷a c¸c ®−êng th−êng vÜ h−íng cña hµm dßng trung b×nh ®¼ng trÞ 5 x 106 m2s-1, gi¸ trÞ ©m biÓu diÔn b»ng nÐt ®øt. H×nh vÏ dùa trªn 6 n¨m sè liÖu cña Trung t©m dù b¸o thêi tiÕt h¹n võa Ch©u ¢u (ECMWF). (a) B¾c B¸n CÇu. (b) Nam B¸n CÇu. Mét ®iÓm ®¸ng l−u ý cña tÊt c¶ c¸c biÓu ®å nμy lμ sù v¾ng mÆt cña dßng v−ît xÝch®¹o. C¸c nhiÔu ®éng dõng nμy lÊp ®Çy c¸c b¸n cÇu t−¬ng øng, tuy nhiªn kh«ng lÊnsang b¸n cÇu ®èi diÖn. Ngo¹i trõ vïng hoμn l−u giã mïa Ch©u ¸, n¬i cã dßng v−ît xÝch®¹o (®Æc biÖt ë c¸c mùc thÊp). Nguyªn nh©n cña sù t¸ch biÖt râ rμng gi÷a b¸n cÇu nμyvíi b¸n cÇu kia sÏ lμ vÊn ®Ò mμ c¸c lý thuyÕt vÒ sãng dõng cÇn ph¶i bμn ®Õn. Cã mét sù liªn tôc t−¬ng ®èi râ gi÷a c¸c xo¸y dõng mùc trªn cao vμ mùc thÊp.Kh«ng gièng nh− biÓu ®å trªn H×nh 6.2 vμ 6.3 biÓu diÔn cho nhiÒu mùc trong tÇng ®èil−u, H×nh 6.4 biÓu diÔn mÆt c¾t th¼ng ®øng cña khÝ ¸p theo kinh tuyÕn, chñ yÕu chomïa ®«ng. Vμo mïa ®«ng ë B¾c B¸n CÇu, cã thÓ thÊy râ sù chiÕm −u thÕ cña h×nh thÕ2 sè sãng vÜ h−íng. §¸ng chó ý h¬n lμ sù nghiªng pha mét c¸ch cã hÖ thèng cña c¸csãng, víi c¸c r·nh mùc trªn cao vμ c¸c sèng n»m vÒ phÝa t©y ë c¸c mùc thÊp t−¬ngøng. Nh− ®· tr×nh bμy ë Ch−¬ng 5, sù nghiªng nμy ch¾c ch¾n liªn quan víi sù vËnchuyÓn nhiÖt ®é h−íng cùc bëi c¸c xo¸y. Thùc tÕ, c¸c xo¸y dõng ®ãng vai trß quanträng trong sù vËn chuyÓn nhiÖt h−íng cùc ë B¾c B¸n CÇu vμo mïa ®«ng. MÆc dï c¸cbiÓu hiÖn nμy kh«ng gi¶i thÝch mét c¸ch tho¶ ®¸ng hiÖn t−îng t¨ng nhanh cña biªn ®éxo¸y dõng ë hÇu hÕt c¸c mùc trªn cao lμ ®¸ng kÓ ë tÇng b×nh l−u.- 150 - H×nh 6.3. T−¬ng tù nh− H×nh 6.2 vµo thêi kú mïa hÌ. (a) B¾c B¸n CÇu. (b) Nam B¸n CÇu Vμo mïa ®«ng ë Nam B¸n CÇu, biªn ®é nμy Ýt nhiÒu nhá h¬n vμ b−íc sãng cñanhiÔu ®éng dμi h¬n. Quan träng h¬n, do sù nghiªng pha theo chiÒu th¼ng ®øng nhá; 뮩y dßng nhiÖt h−íng cùc Ýt mang tÝnh hÖ thèng do c¸c xo¸y dõng ë Nam B¸n CÇu. ...