Chương 7. Đặc tính ba chiều của hoàn lưu khí quyển toàn cầu

- 184 - Ch−ơng 7. đặc Tính ba chiều của hoμn l−u khí quyển toμn cầu 7.1 sự Biến đổi vĩ h−ớng ở miền nhiệt đới Cho đến nay, đã có một cách trình bμy truyền thống về hoμn l−u khí quyển toμn cầu bằng cách tập trung vμo việc giải thích hoμn l−u trung bình vĩ h−ớng vμ các tr−ờng trung bình vĩ h−ớng của số các xoáy. Tuy nhiên, hoμn l−u khí quyển toμn cầu gần nh− lμ không có tính đối xứng vĩ h−ớng. Đốt nóng miền nhiệt đới có giá trị cực đại khác nhau tại các kinh độ. ở miền ôn đới, các xoáy tức thời đ−ợc phân bố không đồng đều trên các vòng vĩ tuyến, mμ đ−ợc tập trung ở vùng riêng với các quỹ đạo xoáy thuận, đặc biệt lμ ở Bắc Bán Cầu. Ch−ơng nμy sẽ mô tả tính bất đối xứng vĩ h−ớng của hoμn l−u vμ các hệ quả của nó. Những chẩn đoán về hoạt động của xoáy dừng vμ xoáy tức thời mμ ta đã đề cập trong những ch−ơng tr−ớc ít hiệu quả ở miền nhiệt đới. Động năng xoáy ở miền nhiệt đới nhỏ hơn nhiều so với miền ôn đới. T−ơng tự, các dòng nhiệt vμ động l−ợng của cả xoáy dừng vμ xoáy tức thời ở miền nhiệt đới cũng có giá trị nhỏ. Vì vậy, bức tranh nổi bật đó lμ nhiệt vμ động l−ợng đ−ợc vận chuyển, chủ yếu do chuyển động có tính đối xứng ở miền nhiệt đới với các xoáy vận chuyển ở miền cận nhiệt đới vμ ôn đới. Trong bức tranh nμy có một số điều lμ đúng. Tuy nhiên nó cũng có thể bị nhầm lẫn. Tr−ớc tiên ta hãy xem các tr−ờng đốt nóng đ−ợc biểu diễn trên Hình 3.8. Tác động đối với hoμn l−u lμ hoμn toμn không có tính đối xứng, đặc biệt lμ ở miền nhiệt đới. Hơn nữa, ở đây có một số trung tâm đốt nóng với c−ờng độ mạnh. Trung tâm quan trọng nhất lμ trên vùng Đông Nam á vμo mùa hè vμ ở Indonesia vμo mùa đông. Các cực đại khác d−ờng nh− gắn liền với các khối lục địa. Một vấn đề ta cần xem xét lμ tại sao sự phân bố của đốt nóng mang tính địa ph−ơng lớn nh− vậy lại dẫn đến tính đối xứng ít nhiều của hoμn l−u. Cũng cần nói rằng xem xét một cách chi tiết hơn miền nhiệt đới ta thấy sự thích ứng lại không hoμn toμn đối xứng. Hình 7.1 vμ 7.2 biểu diễn các vectơ của gió trung bình, gió gần đỉnh tầng đối l−u vμ gió tại các mực thấp. Mực 150hPa lμ mực gần đỉnh tầng đối l−u ở những vùng sát xích đạo. ở đây gió vĩ h−ớng chiếm −u thế trong cả hai mùa. Đây lμ một nguyên nhân trực tiếp giải thích tại sao các xoáy không đóng góp đáng kể vμo việc vận chuyển kinh h−ớng ở miền nhiệt đới: thμnh phần kinh h−ớng của tr−ờng gió xoáy lμ rất nhỏ. - 185 - Hình 7.1. Vectơ gió ngang trung bình theo thời gian v thời kỳ tháng 12, 1, 2 đ−ợc dựa trên chuỗi số liệu 6 năm của Trung tâm dự báo thời tiết hạn vừa Châu Âu. (a) mực 150hPa, gần đỉnh tầng đối l−u nhiệt đới: vectơ tiêu biểu là 20ms-1. (b) mực 850hPa, phía trên lớp biên khí quyển: vectơ tiêu biểu là 10ms-1 Tuy nhiên, gió vĩ h−ớng của xoáy không nhỏ; ở đây có một số cực đại của u trên toμn cầu. Vμo tháng 12, 1, 2 có đới gió đông mạnh trên vùng Indonesia vμ đới gió tây mạnh trên vùng đông Thái Bình D−ơng vμ Đại Tây D−ơng. Do đó, gió vĩ h−ớng trung bình chứa các thμnh phần gió triệt tiêu lẫn nhau; thực tế tại những mực nμy gió trung bình lμ gió tây (xem Hình 4.1). Vμo tháng 6, 7, 8, thμnh phần vĩ h−ớng lại chiếm −u thế tuy nhiên sự phân bố các cực đại lại hoμn toμn khác. ở đây có một khu vực đới gió đông mạnh kéo dμi từ Tây Châu Phi tới đông Indonesia. Một số nơi khác đới gió đông yếu hơn vμ có một vùng rất nhỏ đới gió tây t−ơng tự nh− trong các tháng 12, 1, 2. Hình 7.2.T−ơng tự nh− Hình 7.1 nh−ng đối với tháng 6, 7, 8 - 186 - Trở lại với tr−ờng gió mực thấp, sự chiếm −u thế t−ơng tự của dòng vĩ h−ớng so với các thμnh phần gió kinh h−ớng lμ khá rõ. Thời kỳ tháng 12, 1, 2, gió chủ yếu lμ gió đông với các khu vực hội tụ ít hay nhiều t−ơng ứng với các khu vực phân kỳ tại mực 150hPa vμ ng−ợc lại. Vμo tháng 6, 7, 8, hình thế t−ơng tự có thể thấy ở hầu khắp miền nhiệt đới. Tuy nhiên, các tr−ờng khác biệt lớn lμ ở ấn Độ D−ơng. ở đây ta thấy dòng kinh h−ớng mạnh trên một dải rộng song song với bờ biển Châu Phi nối liền đới gió đông ở phía nam miền cận nhiệt đới với đới gió tây ở ấn Độ. Đới gió nμy lμ một phần của hệ thống gió mùa Châu á, một hệ thống có quy mô hμnh tinh rất quan trọng sẽ đ−ợc đề cập trong phần sau. So sánh các dòng tại mực 850 vμ 150hPa, ở đây có một xu thế rất mạnh với hội tụ mực thấp đ−ợc phối hợp với phân kỳ trên cao vμ ng−ợc lại. Điều nμy phù hợp với dòng thăng vμ dòng giáng ở mực giữa nối liền hai mực nμy, vμ cho ta thấy rằng thích ứng của miền nhiệt đới đối với đốt nóng địa ph−ơng bao gồm một hệ thống các hoμn l−u đảo ng−ợc trên mặt cắt kinh độ-độ cao. Các hoμn l−u nh− vậy đối khi đ−ợc gọi lμ “hoμn l−u Walker” vμ lần đầu tiên đ−ợc chỉ ra bằng cách so sánh các số liệu khí t−ợng bề mặt tại trạm Darwin, đông-bắc Australia vμ Tahiti ở miền trung Thái Bình D−ơng. Để giải thích cho những kết quả thám sát, ng−ời ta nhận thấy rằng các lý thuyết về động lực học nhiệt đới nếu đem so sánh với các biểu thức tựa địa chuyển vμ các biểu thức liên hệ đối với miền ôn đới lμ không phù hợp. Lý thuyết dựa trên cơ sở tuyến tính hoá lân cận trạng thái khí quyển tĩnh, lμ một cách tiếp cận đơn giản nhất vμ sẽ đ−ợc đề cập tới trong phần nμy. Tuy nhiên, một điều không đơn giản lμ mở rộng các giả thiết rất hạn chế của lý thuyết nμy. Những thay đổi nμy chứa trong các nghiệm số khá phức tạp của các ph−ơng trình động lực đầy đủ. Cách lý giải quy mô cho thấy những dao động nhiệt độ ở miền nhiệt đới sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với miền ôn đới; thực vậy ta có gH U2  (miền nhiệt đới), gH fUL  (miền ôn đới) (7.1) trong đó H lμ quy mô độ cao đặc tr−ng vμ L lμ quy mô ngang đặc tr−ng; / lμ khoảng 10-3 đối với miền nhiệt đới, lớn hơn một bậc đại l−ợng đối với miền ôn đới. Điều nμy có nghĩa lμ gradien nhiệt độ ngang ở miền nhiệt đới lμ rất nhỏ, do đó bình l−u ngang không thể cân bằng với đốt nóng mạnh quan trắc đ−ợc trong các khu vực đối l−u. Thay vμo đó đốt nóng phải đ−ợc cân bằng do bình l−u theo chiều thẳng đứng, đó lμ Q N gw 2 R  (7.2) Dòng thăng mạnh, vμo khoảng 3cms-1 có thể thấy trong những khu vực đối l−u nơi đốt nóng có thể đạt 5Kngμy-1. Phần còn lại của miền nhiệt đới, dòng giáng yếu cỡ vμo khoảng 0,3 cms-1 cần để cân bằng với lμm lạnh bức xạ. Tính liên tục cho thấy chuyển động thẳng đứng sẽ dần dần tác động tới vận tốc ngang. Đặc tính của tr−ờng vận tốc ngang sẽ đ−ợc giải thích rõ rμng bằng cách xem xét các ph−ơng trình động l−ợng. Lực Coriolis bằng không trên xích đạo nh−ng biến đổi rất nhanh theo vĩ độ. Trong các ph−ơng trình động lực thông số Coriolis có thể đ−ợc xấp xỉ bằng f = y trong đó  = - 187 - 2/a. Xấp xỉ nμy đôi khi đ−ợc gọi lμ “mặt  xích đạo”. Dùng xấp xỉ nμy, dòng đ−ợc tuyến tính hoá lân cận trạng thái dừng trong đó các biến khí quyển chỉ biến đổi theo chiều thẳng đứng. Nghiệm nμy sau đó có thể tách ra thμnh một phần phụ thuộc vμo độ cao vμ một phần phụ thuộc vμo toạ độ ngang vμ thời gian. Phần ngang nμy đ−ợc xác định bởi các ph−ơng trình “n−ớc nông” đ−ợc tuyến tính hoá với “độ sâu t−ơng đ−ơng” thích hợp. Các ph−ơng trình nμy có thể viết nh− sau D ' u x hgyv t u    (7.3a) D ' v y hgyu t v    (7.3b) D ' 0 ' hQv.h t h   (7.3c) ở đây ph−ơng trình (7.3c) lμ ph−ơng trình liên tục đ−ợc tuyến tính hoá cho một lớp mỏng chất lỏng không nén đ−ợc có độ dμy ho; Q biểu diễn các lực liên quan tới đốt nóng. Sự tiêu tán d−ới dạng ma sát Rayleigh hoặc lμm lạnh Newton tác động lên các nhiễu động cũng đ−ợc tính đến. Cách giải thích đơn giản nhất về độ sâu t−ơng đ−ơng ho đ−ợc đ−a ra bằng cách coi khí quyển lμ không nén đ−ợc có tần số Brunt-Vaisala N không đổi vμ biên trên cứng tại độ cao H. Khi đó các thể hiện thẳng đứng quan trọng nhất có nhiễu áp suất vμ vận tốc ngang biến đổi d−ới dạng cos(z/H) vμ vận tốc thẳng đứng nhiễu biến đổi có dạng sin(z/H). Độ sâu t−ơng đ−ơng đ−ợc xác định bởi g HNh 2 22 0  (7.4) Nếu H lμ độ cao tầng đối l−u miền nhiệt đới, khoảng 18km thì độ dμy t−ơng đ−ơng đặc tr−ng lμ khoảng 400m. Trong việc nhận các ph−ơng trình t−ơng tự nh−ng đối với khí quyển nén đ−ợc với N biến đổi, v.v…theo chiều thẳng đứng đó tốt hơn lμ giải bμi toán giá trị riêng cho cấu trúc thẳng đứng; ta nhận đ−ợc độ dμy t−ơng đ−ơng t−ơng tự đối với các thể hiện thẳng đứng quan trọng nhất. Ta sẽ giới hạn việc nghiên cứu đối với các thể hiện thẳng đứng quan trọng nhất chỉ có một cực đại vận tốc thẳng đứng ở mực giữa của tầng đối l−u, vμ vận tốc thẳng đứng bằng không tại biên trên vμ biên d−ới tầng đối l−u. Điều kiện nμy đ−ợc thoả mãn vì phân bố thẳng đứng của đốt nóng miền nhiệt đới đ−ợc coi nh− tác động đến các nhiễu động có cấu trúc kiểu t−ơng tự. Tr−ớc khi xem xét vấn đề tác động một cách đầy đủ, ta hãy xem xét một số chuyển động sóng trong khí quyển nhiệt đới. Các ph−ơng trình n−ớc nông mô tả sóng trọng tr−ờng lan truyền với tốc độ (gho)1/2. Tuy nhiên các thể hiện ở miền nhiệt đới quy mô lớn hơn cũng thoả mãn vμ chúng chiếm −u thế trong các quá trình quy mô lớn tác động trở lại tới các cực đại đốt nóng riêng lẻ. Nghiệm đơn giản nhất của ph−ơng trình (7.3a-c) nhận đ−ợc khi hiệu ứng của ma sát vμ đốt nóng đ−ợc bỏ qua, vμ vận tốc kinh h−ớng lμ bằng không. Các ph−ơng trình nμy trở thμnh x hg t u '    (7.5a) - 188 - y hgyu '   (7.5b) x uh t h 0 '    (7.5c) Hệ nμy đ−ợc thỏa mãn với nghiệm có dạng sau        tcxfyUh,tcxfyUu 0'0  (7.6) Thế vμo ta tìm đ−ợc     2/102/100 g/h,ghc  (7.7) vμ yU cy U 0   (7.8) Dễ dμng lấy tích phân ph−ơng trình (7.8) ta đ−ợc        2 0 0 yc2 expuyU (7.9) Căn âm đối với co không phù hợp về mặt vật lý vì nó sẽ dẫn tới các nhiễu vận tốc vĩ h−ớng tăng theo quy luật hμm mũ khi đi xa xích đạo. Việc chọn căn d−ơng dẫn tới sự không phân kỳ, sóng lan truyền về phía đông bị giới hạn trong khu vực xích đạo. Quy mô kinh h−ớng của những sóng nμy lμ (2co/)1/2 hay khoảng 2000km khi độ dμy t−ơng đ−ơng lμ 400m. Tốc độ pha về phía đông của các sóng nμy vμo khoảng 60ms-1. Các nhiễu bị chặn nμy đ−ợc gọi lμ “sóng Kelvin xích đạo” vμ lμ một thμnh phần quan trọng của sự tác động trở lại của miền khí quyển nhiệt đới đối với tác động nhiệt địa ph−ơng. Các dạng nghiệm khác của sóng xích đạo trong ph−ơng trình (7.3a-c) đ−ợc tìm thấy d−ới dạng tổng quát với v  0. Quan hệ ph−ơng sai tổng quát lμ   0 2 2 0 c 1n2kk c       (7.10) trong đó n lμ một số nguyên. Quy mô kinh h−ớng đối với tất cả các sóng xích đạo bị chặn nh− vậy có bậc đại l−ợng (co/2)1/2, nh−ng tần số vμ do đó tốc độ pha về cơ bản biến đổi. Quan hệ ph−ơng sai đ−ợc mô tả trên Hình 7.3. Quan hệ ph−ơng sai sóng Kelvin cũng phù hợp với ph−ơng tình (7.10) khi n = -1, vμ đ−ợc biểu diễn trên Hình 7.3. Đối với n  1, tồn tại các sóng trọng tr−ờng xích đạo tần số cao lan truyền hoặc về phía tây hoặc về phía đông. Tuy nhiên, cũng có một nhóm “sóng hμnh tinh” tần số thấp lan truyền về phía tây; tốc độ pha đặc tr−ng vμo khoảng 20ms-1 khi ho = 400m. Những sóng nμy cùng với sóng Kelvin lμ thμnh phần rất quan trọng của sự thích ứng trở lại của miền nhiệt đới đối với sự đốt nóng địa ph−ơng. Với thể hiện n = 0 lμ sóng trọng tr−ờng-sóng Rossby hỗn hợp. Đối với k lμ d−ơng vμ lớn, những sóng nμy có cấu trúc t−ơng tự nh− những sóng trọng tr−ờng lan truyền về phía đông. Tuy nhiên, đối với tr−ờng hợp k âm, những sóng nμy có thể hiện lan truyền về phía tây chậm vμ t−ơng tự nh− sóng hμnh tinh. - 189 - Bây giờ ta hãy xem xét dòng bị tác động bởi cực đại đốt nóng địa ph−ơng trong thμnh phần của các sóng bị chặn ở xích đạo nμy. Bμi toán nμy khác ít nhiều so với bμi toán của miền ôn đới đ−ợc đề cập trong mục 6.2. ở đây, sự tác động trở lại đối với dòng tác động đ−ợc xem xét trong các thμnh phần sóng Rossby mμ các thμnh phần sóng nμy có tốc độ pha bằng không t−ơng ứng với dòng tác động. Hình 7.3. Quan hệ ph−ơng sai theo ph−ơng trình (7.10) đối với nghiệm dạng sóng bị chặn ở xích đạo trong các ph−ơng trình n−ớc nông tuyến tính trên mặt  xích đạo. Đơn vị tần số là  và đơn vị số sóng là a-1. Họ các đ−ờng cong này chịu sự chi phối bởi thông số co/(a) có giá trị là 0,134 trong tr−ờng hợp tính này Trong tr−ờng hợp trên xích đạo, tốc độ pha của tất cả các sóng đ−ợc biểu diễn trên Hình 7.3 lớn hơn tốc độ dòng vĩ h−ớng đặc tr−ng ở tầng đối l−u, vμ do đó nó không có ý nghĩa trong việc tìm nghiệm d−ới dạng sóng, những nghiệm nμy lμ dừng t−ơng ứng với các tác động. Thay vμo đó, các nghiệm có thể đ−ợc thiết lập sao cho dòng vĩ h−ớng bằng không nh−ng sóng Kelvin lan truyền về phía đông từ khu vực tác động trong khi sóng hμnh tinh lan truyền về phía tây. Những nghiệm dừng có thể đ−ợc thiết lập nếu tồn tại một số tiêu tán trong hệ để các nhiễu u, v vμ 'h suy yếu theo quy mô thời gian D. Khi đó nhiễu động suy yếu ở ngoμi khu vực tác động trên một quy mô không gian lμ L = (cgxD) trong đó cgx = k lμ thμnh phần vĩ h−ớng của vận tốc nhóm sóng. Đối với sóng Kelvin thì quy mô nμy lμ lớn. Lấy D lμ 5 ngμy, ta có L = 26000km. Do đó sóng Kelvin bắt nguồn từ các cực đại đốt nóng đơn lẻ xuất hiện nhiều ở miền nhiệt đới. Sự mở rộng về phía tây của quá trình thích ứng nμy sẽ suy giảm nhanh chóng; giá trị L đặc tr−ng vμo khoảng 8000km. Nghiệm đặc tr−ng đối với bμi toán tác động đ−ợc biểu diễn trên Hình 7.4. ở đây có sự phân kỳ mực thấp trong khu vực đốt nóng. Tuy nhiên, khu vực phân kỳ nμy chiếm −u thế bởi thμnh phần ux. Gió kinh h−ớng bằng không ở phía đông của vùng đốt nóng, tr−ờng hợp nμy phù hợp với sóng Kelvin, vμ nhìn chung có giá trị nhỏ ở phía tây của khu vực đốt nóng. Do đó quá trình thích ứng chính bao gồm sự chuyển đổi vĩ - 190 - h−ớng của hoμn l−u Walker với hai xoáy thuận ở phần phía tây-bắc vμ tây-nam của khu vực đốt nóng. Dòng nhiệt kinh h−ớng bất kỳ sẽ có giá trị nhỏ vμ trái dấu ở các mực cao vμ mực thấp. Một kết luận quan trọng lμ những cực đại đốt nóng địa ph−ơng đ−ợc đánh dấu trên Hình 3.8 sẽ có tác động nhỏ đối với vận chuyển nhiệt kinh h−ớng ra khỏi miền nhiệt đới. Hơn nữa, sự vận chuyển nhiệt kinh h−ớng chiếm −u thế bởi sự vận chuyển nhiệt trung bình. Đốt nóng địa ph−ơng sẽ dẫn tới sự chuyển đổi vĩ h−ớng vμ gắn với vận chuyển nhiệt vĩ h−ớng. Hình 7.4. Tính tuyến tính đối với các cực đại đốt nóng địa ph−ơng có tâm ở xích đạo, biểu diễn vectơ gió mực thấp và các đ−ờng đẳng trị của nhiễu động khí áp. Tuy nhiên, các tr−ờng mực cao có dạng t−ơng tự nh−ng đổi dấu. Hình vẽ này dựa vào nghiệm số của hệ ph−ơng trình n−ớc nông tuyến tính; các vectơ gió đ−ợc vẽ với tỷ lệ bất kỳ sao cho giá trị cực đại đạt 10m/s. Một nghiệm t−ơng tự có thể đ−ợc tìm ra khi cực đại đốt nóng nằm cách xa xích đạo. Phần đốt nóng có thể chia thμnh phần đối xứng qua xích đạo (t−ơng tự nh− trên Hình 7.4) vμ phần phi đối xứng, vμ sự thích ứng trở lại đối với mỗi phần nμy bị lồng ghép lên nhau. Hình 7.5 minh hoạ một dạng nghiệm nh− vậy. Về phía đông của khu vực tác động, chỉ có phần đối xứng lμ có hiệu ứng vμ nghiệm nμy đ−ợc biểu diễn trên Hình 7.3. Về phía tây của các cực đại đốt nóng, phần bất đối xứng lớn trong xoáy thuận cũng nh− ở phía khu vực đốt nóng phát triển với xoáy thuận ở cùng bán cầu khi cực đại đốt nóng nμy chiếm −u thế. Nghiệm nμy có những điểm t−ơng tự đối với hoμn l−u mùa hè ở khu vực ấn Độ, ta sẽ đề cập lại vấn đề nμy trong phần tới. Gió kinh h−ớng mạnh hơn do đó nghiệm trung bình vĩ h−ớng cho thấy hoμn l−u Hadley đóng vai trò quan trọng trên miền xích đạo. Dòng thăng mạnh nhất ở vùng lân cận của cực đại đốt nóng, phía bắc xích đạo, vμ dòng giáng mạnh ở phía nam xích đạo trong bán cầu mùa đông. Những kết quả nμy có mô hình chung t−ơng tự nh− lý thuyết đối xứng trong mục 4.2 mặc dù trong bμi toán tuyến tính hoá nμy không xuất hiện gió vĩ h−ớng cận nhiệt đới mạnh gắn liền với hoμn l−u Hadley bởi vì ở đây không có bình l−u kinh h−ớng của momen động l−ợng. Đó cũng lμ một kết luận trong phần nμy mang tính cảnh báo. Sự phân tích thể hiện thẳng đứng trong đó lý thuyết của phần nμy dựa trên cơ sở tuyến tính hoá lân cận trạng thái không chuyển động. Đây lμ một giả thiết rất hạn chế chỉ có thể đ−ợc thỏa mãn trong tr−ờng hợp tốc độ gió rất nhẹ vμ các tác động lμ yếu. Những nghiệm nh− vậy thực chất mang tính định tính, t−ơng tự nh− các nhiễu quy mô lớn quan trắc đ−ợc trong hoμn l−u miền nhiệt đới. Tuy nhiên, những mô hình phi tuyến phức tạp - 191 - hơn (vμ các mô hình số tổng quát) phải đ−ợc dùng để xác định những chi tiết mang tính định tính của các quá trình thích ứng đối với tác động có biên độ lớn với cấu trúc thẳng đứng tổng quát. Mặc dù sóng có cấu trúc t−ơng tự sóng Kelvin vμ sóng hμnh tinh đ−ợc đề cập ở đây quan trắc thấy ở tầng đối l−u, tốc độ pha của chúng vμ cấu trúc chi tiết không phù hợp với lý thuyết đơn giản nμy. Hiệu ứng của các quá trình hồi tiếp giữa dòng quy mô lớn vμ đối l−u ẩm cũng nh− các quá trình lớp biên xảy ra trong thực tế cũng đ−ợc xem xét. Những vấn đề nμy nằm trong phần động lực học khí quyển miền nhiệt đới với những thảo luận đầy đủ hơn. Hình 7.5. T−ơng tự nh− Hình 7.4 nh−ng biểu diễn khí áp mặt đất và vectơ gió bề mặt trong tr−ờng hợp cực đại đốt nóng ở 10oN về phía bắc xích đạo 7.2 Hoμn l−u gió mùa Một trong những dao động lớn vμ đều đặn nhất khác với tính đối xứng vĩ h−ớng ở miền nhiệt đới lμ hoμn l−u gió mùa mùa hè Châu á. “Gió mùa” có nghĩa lμ sự thay đổi theo mùa của hoμn l−u. Tuy nhiên, gió mùa mùa hè ở ấn Độ vμ Đông Nam á lμ một thμnh phần chiếm −u thế của hoμn l−u vμ có tầm quan trọng lớn đối với con ng−ời vμ hoạt động kinh tế mμ ng−ời ta th−ờng gọi một cách đơn giản lμ “gió mùa”. Hoμn l−u nμy chủ yếu gắn liền với sự biến đổi của sự phân bố đốt nóng giữa mùa đông vμ mùa hè. Nh−ng với những hiệu ứng khác, chẳng hạn nh− các quá trình hồi tiếp giữa hoμn l−u quy mô lớn vμ sự giải phóng ẩn nhiệt trong đối l−u quy mô mây tích, ảnh h−ởng của địa hình cũng đóng một vai trò quan trọng gây nên sự phức tạp của gió mùa Châu á vμ vì vậy thμnh phần của hoμn l−u tháng 6, 7, 8 còn ch−a đ−ợc hiểu biết đầy đủ. Đặc điểm cơ bản của gió mùa đ−ợc minh hoạ đầy đủ trên Hình 7.2. Trong suốt thời kỳ tháng 6, 7, 8, một xoáy nghịch mạnh ở mực 150hPa nằm ở gần giữa ấn Độ. Xoáy nghịch nμy kéo rất dμi theo chiều vĩ h−ớng. ảnh h−ởng của nó rất rõ trên vùng khoảng 900 kinh, từ Bắc Phi đến phía tây Thái Bình D−ơng. Phạm vi kinh h−ớng khoảng 3000 km. Về phía nam của xoáy, gió đông mạnh nằm ở gần xích đạo; đóng góp đáng kể vμo đới gió đông trung bình vĩ h−ớng trong suốt mùa nμy. Gió mực thấp, chẳng hạn tại mực 850hPa, có xu h−ớng hình thμnh hoμn l−u xoáy thuận. Tuy nhiên - 192 - đặc điểm nổi bật nhất ở mực thấp lμ dòng xiết v−ợt xích đạo dọc theo miền duyên hải phía đông Châu Phi vμ từ đó cắt ngang qua biển Arập tới ấn Độ. Quá trình đốt nóng đ−ợc biểu diễn trên Hình 3.8(b); khu vực đốt nóng cực đại ở miền Đông Nam á lμ một trong những đặc điểm nổi bật nhất trên hình vẽ nμy. Khu vực đốt nóng cực đại đó liên quan chặt chẽ với khu vực giáng thủy theo mùa trên thế giới lμm cho gió mùa đóng vai trò đáng kể tới hoạt động của con ng−ời. Hoμn l−u gió mùa mùa hè lμ hoμn l−u nhiệt sinh ra do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các khu vực lục địa vμo mùa hè ở Bắc Bán Cầu vμ các đại d−ơng lạnh hơn ở Nam Bán Cầu. ở đây có điều phức tạp ta có thể nhận thấy rõ từ số liệu thám sát rằng hoμn l−u gió mùa mạnh lại không thể hiện trên các khu vực lục địa cận nhiệt đới, chẳng hạn nh− ở phía bắc n−ớc úc hay Nam Mỹ. ở đây có một quá trình hồi tiếp phức tạp giữa tr−ờng đ−ờng dòng vμ sự đốt nóng, đặc biệt lμ sự t−ơng tác giữa đối l−u ẩm vμ dòng quy mô lớn, sự t−ơng tác nμy ít đ−ợc hiểu biết nh−ng có thể chắc chắn rằng gió mùa Châu á điển hình hơn so với hoμn l−u gió mùa trên các lục địa khác. Địa hình đặc biệt của khu vực nμy cũng lμm biến đổi hoμn l−u một cách đáng kể. Kết quả lμ gió mùa lμ một hệ thống thời tiết rất phức tạp. Mô tả định