Mỗi loại dao động có liên quan đến trạng thái thời tiết, khí hậu tại một khu vực cụ thể và đóng vai trò nhân tố dự báo rất quan trọng. Chẳng hạn, MJO (Madden Julian Oscillation) là một dao động lan truyền từ Tây sang Đông ở khu vực nhiệt đới được đặc trưng bởi 2 pha khô và ẩm. Nếu pha ẩm (khô) hoạt động thì sẽ có nhiều (ít) mưa và bão. ENSO (El Nino- Southern Oscillation) là hiện tượng biểu hiện tương tác giữa đại dương và khí quyển có chu kỳ lặp từ 2 - 8 năm và cũng ảnh hưởng nhiều đến khí hậu khu vực nhiệt đới. Cụ thể là hoạt động mưa và bão trong biển Thái Bình Dương. Vì vậy, nếu hiểu rõ và biết trước được chu kỳ, đặc tính hoạt động của các loại dao động cũng như mức tương quan của chúng với các biến khí hậu, chúng ta có thể cải thiện chất lượng dự báo khí hậu đối với từng khu vực cụ thể.

Một trong các dao động khí hậu được phát hiện gần đây có ảnh hưởng đáng kể đến khí hậu của nhiều khu vực trên toàn cầu là IOD (Indian Ocean Dipole), một hiện tượng kết hợp giữa đại dương và khí quyển, tương tự như ENSO nhưng ở khu vực xích đạo Ấn Độ Dương. Hiện tượng IOD có quan hệ với ENSO thông qua sự mở rộng của hoàn lưu Walker về phía Tây và liên kết với dòng chảy Indonesia.

IOD gồm 3 pha: Pha trung tính, pha dương và pha âm. Pha IOD dương (âm) được đặc trưng bởi nhiệt độ bề mặt biển lạnh hơn (ấm hơn) trung bình ở vùng nhiệt đới phía Đông Ấn Độ Dương và ấm hơn (lạnh hơn) ở vùng nhiệt đới phía Tây Ấn Độ Dương. Cường độ IOD được biểu thị bằng gradient SST dị thường giữa khu vực phía Tây xích đạo Ấn Độ Dương (50oE - 70oE và 10oS - 10oN) và ở phía Đông Nam khu vực xích đạo Ấn Độ Dương (90oE - 110oE và 10oS - 0oN). Gradient này được đặt tên là Chỉ số Mode Lưỡng cực (DMI). Khi DMI là dương thì hiện tượng được coi là IOD dương và khi nó là âm thì hiện tượng được coi là IOD âm. Pha IOD dương thường gây ra hạn hán ở Indonesia, lượng mưa nhiều hơn ở Ấn Độ, Bangladesh, Việt Nam và mùa hè khô, nóng ở Nhật Bản, Hàn Quốc, phần phía Đông của Trung Quốc. Phân bố nhiệt độ bề mặt nước biển trong pha IOD âm thường làm tăng lượng mưa trên các khu vực của Australia, Indonesia và hạn hán ở phía Đông Châu Phi, tiểu lục địa Ấn Độ.

Yuan và cộng sự (2008) đã sử dụng số liệu gió và độ cao địa thế vị từ NCEP/NCAR để cứu về tác động của IOD đối với hoạt động của gió mùa mùa hè Châu Á trong năm tiếp theo. Với chỉ tiêu, Pentad bắt đầu gió mùa mùa hè (GMMH) trên khu vực Biển Đông được xác định khi gió vĩ hướng ngày mực 850 hPa trung bình khu vực Biển Đông (5° - 20°N, 105° - 120°E) chuyển từ gió Đông sang gió Tây, tốc độ gió đạt khoảng 3 - 4 m s-1 và kéo dài ít nhất 5 ngày liên tiếp, tác giả đã chỉ ra rằng GMMH trên khu vực Biển Đông thường bắt đầu ở mức xấp xỉ trung bình nhiều năm (TBNN) trong các năm tiếp theo sau năm xảy ra pha IOD dương và muộn hơn so với TBNN trong các năm tiếp theo sau năm xảy ra pha IOD âm.

Mahala và cộng sự (2014) nghiên cứu tác động của ENSO và IOD lên hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) ở Vịnh Bengal trong giai đoạn 1891 - 2007 bằng cách sử dụng e-Atlas xoáy thuận của Cục Khí tượng Ấn Độ, chỉ số Nino 3.4, chỉ số Nino Đại Dương và chỉ số DMI. Nghiên cứu cho thấy, tần suất XTNĐ cực đại xảy ra trong những năm La Niña, những năm IOD âm và vào những năm La Niña xảy ra đồng thời pha IOD âm. Ngoài ra, thời gian tồn tại của XTNĐ thường ngắn hơn trong các năm El Niño và IOD âm.

Hiện tượng IOD thường bắt đầu vào khoảng tháng 5 hoặc tháng 6, đạt đỉnh vào giữa tháng 8 đến tháng 10, sau đó kết thúc rất nhanh khi gió mùa đến Nam Bán Cầu vào khoảng cuối mùa xuân. Các sự kiện IOD dương thường liên quan đến El Nino và các sự kiện IOD âm thường liên quan đến La Nina. Tuy nhiên, nhiều sự kiện IOD gần đây xảy ra độc lập với các hiện tượng El Niño/La Niña. Hai hiện tượng IOD và ENSO đều có tác động mạnh đến khí hậu của khu vực Châu Á. Tuy nhiên, khi IOD và ENSO ở cùng pha, tác động của các sự kiện El Niño và La Niña thường cực đoan nhất đối với nước Úc. Khi chúng ở khác pha nhau, tác động của các sự kiện El Niño và La Niña có thể giảm bớt.

Các sự kiện IOD cũng có ảnh hưởng đến khí hậu Châu Âu, Đông Bắc Á, Bắc Mỹ, Nam Mỹ, và Nam Phi. Khi IOD dương, nhiệt độ bề mặt đất liền tăng lên và lượng mưa giảm ở những khu vực này.

Như vậy, có thể thấy hiện tượng IOD có ảnh hưởng đáng kể đến khí hậu ở nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam, nhưng các nghiên cứu về mối quan hệ giữa IOD và các biến khí hậu ở nước ta cho đến nay còn rất hạn chế. Để hiểu rõ hơn quy luật ảnh hưởng của IOD đến khí hậu nước ta, đặc biệt là sự tương quan đối hai biến khí hậu chính là nhiệt độ và lượng mưa, cũng như có thể cải thiện được chất lượng dự báo nhiệt độ, lượng mưa trong tương lai, nghiên cứu phân tích mối quan hệ giữa IOD với nhiệt độ và lượng mưa trên khu vực Việt Nam.

Hệ số tương quan trễ (lag = 0 - 8) giữa IOD và nhiệt độ trung bình 3 tháng 12-1-2. Dấu cộng màu đỏ + trình bày những giá trị đạt mức ý nghĩa thống kê 5% (p = 0,05)

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tương quan trễ để khảo sát quan hệ giữa chỉ số dao động IOD với nhiệt độ, lượng mưa mùa đông trong thời kỳ 1981 - 2020, nghiên cứu đưa ra một số bàn luận và kết luận sau:

- Với nhiệt độ: Hệ số tương quan dương đạt mức ý nghĩa thống kê xuất hiện với độ trễ từ 0 đến 5 tháng, đặc biệt ở các tỉnh từ Trung đến Nam Trung Bộ cho thấy biến động của yếu tố nhiệt độ bề mặt ở các khu vực này có thể có liên quan đến hiện tượng IOD. Kết quả đáng tin cậy hơn khi hệ số tương quan quan trọng xuất hiện trên qui mô lớn, từ khoảng vĩ độ 17oN trở về đến xích đạo. Điều này ngụ ý, nếu chỉ số IOD gia tăng (suy giảm), nhiệt độ mùa Đông trên khu vực Việt Nam (chủ yếu với các tỉnh miền Trung và miền Nam) có xu hướng gia tăng (suy giảm). Giá trị hệ số tương quan nghịch với độ trễ 4 và 5 tháng (lag = 4, 5) ngụ ý, chỉ số IOD gia tăng (giảm), nhiệt độ mùa đông của các tỉnh Bắc Trung Bộ và Bắc Bộ có xu hướng giảm (tăng). Kết quả này chỉ ra cơ hội có thể sử dụng chỉ số IOD như một nhân tố để dự báo nhiệt độ mùa đông ở khu vực Việt Nam với thời hạn dự báo trước khoảng 6 tháng.

- Về mưa: Hệ số tương quan giữa IOD và lượng mưa với các trạm quan trắc trên lãnh thổ Việt Nam là tương đối mờ nhạt. Phần các tỉnh miền Trung đến phía Nam trình bày tương quan âm. Hệ số tương quan giữa IOD và trường mưa lưới trên qui mô lớn cung cấp thêm thông tin quan trọng. Hệ số tương quan quan trọng âm nhận được ở khu vực giữa và Nam Biển Đông ngụ ý, IOD gia tăng (giảm) mưa ở vùng giữa và nam Biển Đông có xu hướng giảm (tăng). Bên cạnh đó, hệ số tương quan với trường qui mô lớn cũng cho thấy, tín hiệu tương quan mạnh chỉ xuất hiện với độ trễ từ 0 đến 2 tháng (lag = 0 - 2). Điều này ngụ ý, có thể sử dụng IOD để dự báo cho mưa trong các tháng mùa Đông ở khu vực giữa và Nam Biển Đông với thời hạn dự báo trước 2 tháng.

- Một số các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra, pha dương của IOD dẫn tới phát triển dị thường hoàn lưu xoáy nghịch trên biển khu vực Biển Đông và Philippines. Điều này dẫn tới ngăn cản các hoạt động đối lưu gây mưa, có thể ngăn cản cả phát triển của xoáy thuận nhiệt đới. Ngược lại, nếu pha âm của IOD, cơ chế ngược lại, có thể xuất hiện nhiều mưa và xoáy thuận nhiệt đới hơn. Điều này phù hợp với kết quả khảo sát ở bên trên. Pha âm của IOD có xu hướng kích hoạt động đối lưu dẫn tới xu hướng tăng mưa trên khu vực giữa và Nam Biển Đông. Khu vực đất liền, điều kiện khí hậu có thể chịu nhiều ảnh hưởng của các yếu tố đặc điểm địa phương của địa hình nên tương đối phức tạp, dẫn tới quan hệ giữa IOD và mưa không mạnh. Tuy nhiên, nếu vùng giữa và Nam Biển Đông gia tăng cơ hội hoạt động của đối lưu, bão/áp thấp nhiệt đới. Điều này có thể ảnh hưởng đến phần đất liền, khu vực các tỉnh Trung Bộ của lãnh thổ Việt Nam. Theo khía cạnh này, IOD cũng có thể được xem là một chỉ thị để dự báo cho lãnh thổ Việt Nam.

lttsuong