Bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng tại khu vực tây bắc và bắc trung bộ việt nam

Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng tại Việt Nam. Phân tích cụ thể cho khu vực Tây Bắc và Bắc Trung Bộ.

• Tác giả: Lý Văn Hợp
• Người hướng dẫn: NGƯT. TS Bế Minh Châu
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng & môi trường
• Đề tài: Bước Đầu Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Nguy Cơ Cháy Rừng Tại Khu Vực Tây Bắc Và Bắc Trung Bộ - Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Xuân Mai

Tóm tắt

I. Báo động ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến cháy rừng Việt Nam

Biến đổi khí hậu (BĐKH) không còn là một dự báo xa vời. Nó đã trở thành một thực tại cấp bách, tác động trực tiếp đến an ninh sinh thái toàn cầu. Tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực Tây Bắc và Bắc Trung Bộ, những ảnh hưởng này biểu hiện rõ rệt qua sự gia tăng tần suất và cường độ của các vụ cháy rừng. Nghiên cứu tiên phong của Lý Văn Hợp (2009) dưới sự hướng dẫn của TS. Bế Minh Châu đã cung cấp những bằng chứng định lượng ban đầu, cho thấy mối liên hệ không thể phủ nhận giữa các yếu tố khí hậu biến đổi và nguy cơ hỏa hoạn gia tăng. Các phân tích dữ liệu khí tượng trong hai thập kỷ (1980-2000) đã chỉ ra một xu hướng đáng lo ngại: nhiệt độ gia tăng, lượng mưa phân bố bất thường và các hiện tượng thời tiết cực đoan xảy ra thường xuyên hơn. Những thay đổi này trực tiếp làm biến đổi độ ẩm của lớp phủ thực vật, biến những cánh rừng vốn là lá phổi xanh thành các vùng vật liệu cháy tiềm tàng. Vấn đề đặt ra không chỉ là thiệt hại về tài nguyên rừng, mà còn là sự đe dọa đến hệ sinh thái rừng Tây Bắc và các nỗ lực bảo vệ rừng Bắc Trung Bộ, ảnh hưởng sâu sắc đến sinh kế người dân và gây ra những tác động kinh tế xã hội nghiêm trọng. Bài viết này sẽ đi sâu phân tích những phát hiện từ nghiên cứu gốc, làm rõ cơ chế tác động và dự báo các kịch bản tương lai, từ đó đề xuất các giải pháp chiến lược trong công tác quản lý rủi ro thiên tai.

1.1. Thực trạng nhiệt độ gia tăng và thời tiết cực đoan

Dữ liệu từ Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia cho thấy một xu hướng nóng lên rõ rệt. Cụ thể, nhiệt độ trung bình năm tại thời điểm 13 giờ ở các trạm quan trắc như Sơn La, Lai Châu, Vinh và Thanh Hóa đều ghi nhận sự gia tăng trong giai đoạn 1980-2000. Đồng thời, lượng mưa có sự thay đổi cực đoan: tăng mạnh vào mùa mưa nhưng lại giảm sâu vào mùa khô, đây chính là thời điểm cao điểm của mùa cháy. Sự xuất hiện của hiện tượng El Nino cũng làm gia tăng tần suất các đợt nắng nóng bất thường và hạn hán kéo dài, tạo điều kiện lý tưởng cho lửa bùng phát và lan rộng. Những yếu tố này cộng hưởng, làm thay đổi toàn diện các điều kiện vi khí hậu trong rừng, đẩy nguy cơ cháy lên mức báo động.

1.2. Mối liên hệ trực tiếp giữa khí hậu và hệ sinh thái rừng

Khí hậu là yếu tố quyết định đến cấu trúc và sức khỏe của hệ sinh thái rừng. Khi nhiệt độ tăng và độ ẩm giảm, thảm thực vật khô đi nhanh chóng, đặc biệt là các loại vật liệu dễ cháy như lá rụng, cành khô. Quá trình này làm giảm ngưỡng bắt lửa của vật liệu, khiến chỉ một nguồn nhiệt nhỏ cũng có thể gây ra thảm họa. Tại Tây Bắc và Bắc Trung Bộ, nơi có nhiều kiểu rừng dễ bị tổn thương, sự thay đổi này càng trở nên nguy hiểm. Tình trạng suy thoái rừng do các hoạt động của con người cũng làm giảm khả năng giữ nước của hệ sinh thái, khiến khu vực càng dễ bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết khô hạn do biến đổi khí hậu gây ra, tạo thành một vòng luẩn quẩn đầy rủi ro.

II. Thách thức cháy rừng Tây Bắc Bắc Trung Bộ do BĐKH

Khu vực Tây Bắc và Bắc Trung Bộ từ lâu đã được xác định là những trọng điểm cháy rừng của Việt Nam. Tuy nhiên, dưới tác động của biến đổi khí hậu, những thách thức này đang trở nên phức tạp và khó lường hơn bao giờ hết. Nghiên cứu của Lý Văn Hợp đã định lượng hóa sự gia tăng nguy cơ này thông qua chỉ tiêu khí tượng tổng hợp P. Kết quả cho thấy chỉ sau hai thập kỷ, chỉ số P trung bình đã tăng từ 15-17%, một con số biết nói về mức độ gia tăng của các điều kiện thời tiết thuận lợi cho cháy. Điều này đồng nghĩa với việc số ngày có cảnh báo cháy ở cấp IV (nguy hiểm) và cấp V (cực kỳ nguy hiểm) ngày càng nhiều. Đặc biệt, mùa khô có xu hướng đến sớm và kết thúc muộn hơn, kéo dài thời gian nguy cơ cháy trong năm. Gió Tây khô nóng, một đặc trưng của vùng Bắc Trung Bộ, cũng hoạt động với cường độ mạnh hơn, làm vật liệu cháy khô kiệt và đẩy nhanh tốc độ lan của đám cháy. Những thách thức này đòi hỏi một cách tiếp cận mới trong công tác phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR), không chỉ tập trung vào dập lửa mà còn phải chú trọng vào dự báo, cảnh báo sớm và quản lý rủi ro thiên tai một cách chủ động.

2.1. Tác động từ hạn hán kéo dài và thảm thực vật khô

Một trong những biểu hiện rõ nhất của BĐKH tại hai khu vực này là các đợt hạn hán kéo dài và gay gắt hơn. Lượng mưa giảm mạnh vào mùa khô khiến độ ẩm trong đất và không khí xuống rất thấp. Điều này trực tiếp ảnh hưởng đến lớp phủ thực vật. Cây cối thiếu nước, dễ bị khô héo, lá rụng nhiều hơn, tạo ra một lớp vật liệu cháy dày đặc và cực kỳ dễ bắt lửa. Theo nghiên cứu, sự thay đổi này không chỉ làm tăng khả năng bùng phát cháy mà còn làm tăng cường độ và tốc độ lan truyền của lửa, khiến công tác chữa cháy trở nên vô cùng khó khăn và nguy hiểm.

2.2. Sự gia tăng tần suất các ngày có nguy cơ cháy cấp IV V

Phân tích dữ liệu lịch sử cho thấy số ngày có chỉ tiêu P đạt cấp IV (nguy cơ cháy cao) và cấp V (nguy cơ cháy rất cao) đã tăng lên đáng kể. Ví dụ, tại trạm Thanh Hóa, số ngày cấp IV-V trung bình trong thập kỷ 80 là 61 ngày, nhưng đã tăng lên 78 ngày trong thập kỷ 90 (tăng 27%). Tương tự, tại trạm Sơn La, mức tăng lên đến 39%. Sự gia tăng này là một chỉ báo trực tiếp cho thấy các điều kiện thời tiết nguy hiểm đang trở nên phổ biến hơn. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết phải cải tiến hệ thống giám sát điểm cháy và cảnh báo sớm để cộng đồng và lực lượng chức năng có thể phản ứng kịp thời.

2.3. Tác động kinh tế xã hội và sinh kế người dân địa phương

Cháy rừng không chỉ gây thiệt hại về tài nguyên và môi trường. Nó còn gây ra những tác động kinh tế xã hội nặng nề. Đối với cộng đồng dân cư sống phụ thuộc vào rừng ở Tây Bắc và Bắc Trung Bộ, rừng là nguồn cung cấp lâm sản, dược liệu, và là không gian sinh tồn. Khi rừng bị cháy, sinh kế người dân bị đe dọa trực tiếp. Hơn nữa, cháy rừng gây ô nhiễm không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, phá hủy cơ sở hạ tầng và gây tốn kém chi phí cho công tác dập lửa và phục hồi sau thảm họa. Việc đánh giá đúng mức độ rủi ro là bước đầu tiên để xây dựng các chính sách hỗ trợ và chuyển đổi sinh kế bền vững cho người dân vùng bị ảnh hưởng.

III. Phương pháp đánh giá nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu P

Để định lượng ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, việc lựa chọn một phương pháp đánh giá khoa học và phù hợp là cực kỳ quan trọng. Nghiên cứu đã kế thừa và áp dụng mô hình dự báo cháy rừng dựa trên chỉ tiêu khí tượng tổng hợp (P) của V. Nesterop, một công thức được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam. Phương pháp này có ưu điểm là dựa trên các yếu tố khí tượng cơ bản, có thể thu thập dữ liệu một cách hệ thống và liên tục. Công thức tính chỉ số P tập trung vào ba biến số chính: nhiệt độ không khí lúc 13 giờ (t13), độ chênh lệch bão hòa của độ ẩm không khí lúc 13 giờ (d13), và lượng mưa. Bằng cách tích lũy giá trị của tích (t13 x d13) qua các ngày không mưa, chỉ số P phản ánh mức độ khô hạn tích lũy của môi trường và vật liệu cháy. Khi chỉ số này vượt qua các ngưỡng nhất định, cấp độ nguy cơ cháy rừng sẽ được xác định, từ thấp đến cực kỳ nguy hiểm. Việc áp dụng phương pháp này cho phép các nhà khoa học không chỉ đánh giá thực trạng mà còn mô hình hóa các kịch bản tương lai khi các yếu tố đầu vào (như nhiệt độ) thay đổi theo dự báo về biến đổi khí hậu.

3.1. Giới thiệu mô hình dự báo cháy rừng của V. Nesterop

Công thức của V. Nesterop được xây dựng dựa trên nguyên lý vật lý cơ bản: nhiệt độ cao và độ ẩm thấp làm tăng tốc độ bốc hơi nước, khiến vật liệu cháy khô nhanh hơn. Công thức có dạng: P = K ∑ (ti13 x di13), trong đó K là hệ số điều chỉnh theo lượng mưa (K=0 nếu mưa ≥ 5mm và K=1 nếu mưa < 5mm). Chỉ số P được tính cộng dồn qua 'n' ngày liên tiếp không có mưa đáng kể. Dựa trên giá trị của P, nguy cơ cháy được phân thành 5 cấp. Mô hình này tuy đơn giản nhưng hiệu quả trong việc cung cấp một chỉ số tổng hợp, phản ánh điều kiện thời tiết vĩ mô ảnh hưởng đến nguy cơ cháy trên một khu vực rộng lớn.

3.2. Mối tương quan giữa nhiệt độ lượng mưa và độ ẩm

Một bước tiến quan trọng của nghiên cứu là xác lập được phương trình tương quan định lượng giữa các yếu tố khí tượng. Để có thể dự báo chỉ số P trong tương lai, cần phải ước tính được giá trị của d13 (độ chênh lệch bão hòa độ ẩm) dựa trên nhiệt độ dự báo. Nghiên cứu đã xây dựng thành công phương trình hồi quy tuyến tính, cho thấy d13 có mối quan hệ đồng biến chặt chẽ với nhiệt độ (T13) và nghịch biến với lượng mưa (M). Ví dụ, tại trạm Vinh, phương trình có dạng: d13 = -28.87 + 1.25T13 - 0.01M. Việc xác lập các phương trình này là cơ sở khoa học vững chắc để nội suy các giá trị khí tượng trong tương lai, từ đó tính toán nguy cơ cháy rừng theo các kịch bản BĐKH khác nhau.

IV. Kịch bản BĐKH và dự báo nguy cơ cháy rừng đến năm 2100

Từ nền tảng phương pháp luận vững chắc, nghiên cứu đã tiến hành xây dựng các dự báo định lượng về nguy cơ cháy rừng tại Tây Bắc và Bắc Trung Bộ đến cuối thế kỷ 21. Bằng cách sử dụng các kịch bản biến đổi khí hậu do Bộ Khoa học Công nghệ & Môi trường cung cấp (ứng với các mức phát thải thấp, vừa và cao), nghiên cứu đã tính toán sự thay đổi của nhiệt độ và sau đó là chỉ số P trong các mốc thời gian 2020, 2050, 2070 và 2100. Kết quả là một bức tranh đáng báo động. Theo đó, nhiệt độ trung bình trong các tháng mùa cháy được dự báo sẽ tăng từ 2.3°C đến 4.0°C vào năm 2100. Sự gia tăng nhiệt độ này trực tiếp dẫn đến sự gia tăng cả về số ngày có nguy cơ cháy cao và tổng chỉ số P tích lũy trong mùa cháy. Những con số này cung cấp bằng chứng khoa học thuyết phục, nhấn mạnh sự cấp bách của việc lồng ghép các yếu tố biến đổi khí hậu vào chiến lược quản lý rủi ro thiên tai và phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) quốc gia. Đây không còn là vấn đề của tương lai xa, mà là một thực tế cần được ứng phó ngay từ bây giờ.

4.1. Dự báo sự gia tăng nhiệt độ tại Tây Bắc và Bắc Trung Bộ

Theo các kịch bản, nhiệt độ tại cả hai vùng đều có xu hướng tăng, nhưng mức độ có sự khác biệt. Vùng Bắc Trung Bộ được dự báo có nhiệt độ tăng nhanh hơn so với Tây Bắc. Cụ thể, đến năm 2100, nhiệt độ trong mùa cháy có thể tăng thêm từ 2.3°C đến 4.0°C tùy theo kịch bản phát thải. Sự nhiệt độ gia tăng này sẽ làm trầm trọng thêm các điều kiện khô hạn, đẩy nhanh quá trình làm khô thảm thực vật, và trực tiếp làm tăng giá trị tích số (t13 x d13) trong công thức tính chỉ số P.

4.2. Phân tích số ngày cháy cấp nguy hiểm IV V trong tương lai

Đây là kết quả đáng chú ý nhất. So với hiện tại, tổng số ngày có chỉ tiêu P đạt cấp IV và V được dự báo sẽ tăng mạnh. Tại vùng Bắc Trung Bộ, mức tăng dao động từ 2% đến 55% vào năm 2100. Con số này ở vùng Tây Bắc còn đáng báo động hơn, với mức tăng từ 20% đến 70%. Điều này có nghĩa là trong tương lai, các giai đoạn thời tiết cực kỳ nguy hiểm cho cháy rừng sẽ kéo dài hơn và xảy ra thường xuyên hơn, đặt ra áp lực khổng lồ lên hệ thống giám sát điểm cháy và các lực lượng ứng phó tại chỗ.

4.3. Sự thay đổi tổng chỉ tiêu P theo các kịch bản phát thải

Tổng chỉ tiêu P trong mùa cháy, một thước đo cho mức độ khô hạn tích lũy, cũng được dự báo tăng mạnh. Vùng Bắc Trung Bộ có thể chứng kiến mức tăng từ 2% đến 47%, trong khi vùng Tây Bắc là từ 4% đến 45% vào cuối thế kỷ. Sự gia tăng tổng chỉ số P cho thấy mức độ nguy hiểm chung của cả mùa cháy sẽ cao hơn, không chỉ dừng lại ở việc tăng số ngày nguy hiểm đơn lẻ. Điều này hàm ý rằng ngay cả trong những ngày không đạt cấp IV-V, điều kiện nền vẫn khô hơn, khiến rừng dễ bị tổn thương hơn trước các nguồn lửa.

V. Top giải pháp ứng phó nguy cơ cháy rừng do biến đổi khí hậu

Đối mặt với những dự báo đầy thách thức, việc xây dựng và triển khai các giải pháp ứng phó đồng bộ, hiệu quả là yêu cầu sống còn. Dựa trên kết quả phân tích, các giải pháp không thể chỉ giới hạn trong phạm vi kỹ thuật dập lửa truyền thống. Thay vào đó, cần một chiến lược toàn diện, kết hợp giữa công nghệ, chính sách, và sự tham gia của cộng đồng. Trọng tâm của chiến lược này phải là quản lý rủi ro thiên tai dựa trên dự báo và cảnh báo sớm. Việc nâng cấp các mô hình dự báo cháy rừng bằng cách tích hợp dữ liệu thời gian thực và các kịch bản BĐKH là ưu tiên hàng đầu. Bên cạnh đó, các biện pháp can thiệp vào cấu trúc rừng, như trồng rừng hỗn giao, tạo đường băng cản lửa, và quản lý vật liệu cháy, cũng cần được đẩy mạnh. Cuối cùng, nâng cao nhận thức và năng lực cho cộng đồng địa phương, những người sống gần rừng, là chìa khóa để xây dựng một hệ thống phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) bền vững, có khả năng chống chịu và thích ứng với những thay đổi khó lường của khí hậu trong tương lai.

5.1. Nâng cao hiệu quả phòng cháy chữa cháy rừng PCCCR

Cần hiện đại hóa trang thiết bị và phương tiện chữa cháy, đồng thời tăng cường huấn luyện, diễn tập cho các lực lượng chuyên trách và tại chỗ theo các kịch bản cháy lớn, lan nhanh do thời tiết cực đoan. Áp dụng phương châm '4 tại chỗ' một cách thực chất, đảm bảo nguồn nhân lực và vật lực sẵn sàng ứng phó ngay từ khi đám cháy mới bùng phát. Việc xây dựng các hồ chứa nước, hệ thống kênh mương trữ nước trong rừng cũng là một giải pháp hạ tầng quan trọng cần được đầu tư.

5.2. Tăng cường quản lý rủi ro thiên tai và giám sát điểm cháy

Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm đa kênh, tích hợp dữ liệu từ vệ tinh, trạm khí tượng mặt đất và các ứng dụng di động để thông tin cảnh báo đến được với người dân và chính quyền một cách nhanh nhất. Tăng cường ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong việc giám sát điểm cháy và phân vùng rủi ro, giúp xác định các 'điểm nóng' cần ưu tiên các biện pháp phòng ngừa. Việc xây dựng bản đồ nguy cơ cháy được cập nhật thường xuyên theo các kịch bản khí hậu sẽ là công cụ đắc lực cho các nhà quản lý.

5.3. Các giải pháp bảo vệ rừng Bắc Trung Bộ và hệ sinh thái Tây Bắc

Cần thúc đẩy các mô hình nông-lâm kết hợp bền vững, giúp giảm áp lực lên tài nguyên rừng và cải thiện sinh kế người dân. Triển khai các dự án trồng rừng bằng các loài cây bản địa có khả năng chịu hạn và chống chịu lửa tốt hơn. Tăng cường công tác tuần tra, bảo vệ rừng Bắc Trung Bộ và Tây Bắc, xử lý nghiêm các hành vi vi phạm có nguy cơ gây cháy. Đồng thời, cần có chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng hợp lý để khuyến khích cộng đồng tham gia bảo vệ và phát triển vốn rừng, tạo ra một cơ chế tự bảo vệ bền vững trước những thách thức từ biến đổi khí hậu.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu đang tạo ra những áp lực chưa từng có lên hệ sinh thái rừng nhiệt đới tại Việt Nam. Theo thống kê của Cục Kiểm lâm, chỉ riêng trong năm 2007, cả nước đã xảy ra 773 vụ cháy rừng, tăng 46,4% so với năm 2006, làm thiệt hại 4.249,12 ha rừng. Sang năm 2008, toàn quốc tiếp tục ghi nhận 146 vụ cháy với diện tích rừng bị tàn phá là 693 ha. Báo cáo của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) chỉ ra rằng nhiệt độ bề mặt Trái Đất trong giai đoạn 1996–2005 đã tăng 0,74°C, kéo theo tần suất nắng nóng kéo dài và sự thất thường của lượng mưa. Thực trạng này đặt ra yêu cầu cấp bách phải đánh giá định lượng mối quan hệ giữa các nhân tố thời tiết cực đoan và nguy cơ hỏa hoạn tại các vùng sinh thái trọng điểm.

Luận văn thạc sĩ tập trung giải quyết vấn đề cốt lõi: Xác định quy luật biến động của các yếu tố khí tượng và định lượng mức độ ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng. Mục tiêu cụ thể của công trình gồm:

• Thử nghiệm phương pháp đánh giá định lượng tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng thông qua chỉ số khí tượng tổng hợp.
• Đánh giá mức độ biến động của nguy cơ cháy rừng tại hai vùng sinh thái trọng điểm là Tây Bắc (đại diện bởi trạm Sơn La và Lai Châu) và Bắc Trung Bộ (đại diện bởi trạm Thanh Hóa và Vinh).
• Dự báo số ngày có nguy cơ cháy ở mức nguy hiểm và cực kỳ nguy hiểm theo các mốc thời gian 2020, 2050, 2070 và 2100 ứng với các kịch bản phát thải khí nhà kính.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm giảm thiểu thiệt hại tài nguyên rừng.

Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc nâng cao độ chính xác của công tác dự báo cháy rừng, giúp các cơ quan quản lý chuyển dịch từ thế bị động ứng phó sang chủ động phòng ngừa, hướng tới mục tiêu giảm thiểu từ 20% đến 30% diện tích rừng bị thiệt hại hàng năm do cháy rừng gây ra.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết dự báo cháy rừng bằng chỉ tiêu khí tượng tổng hợp của V. Nesterov và hệ thống kịch bản biến đổi khí hậu toàn cầu của IPCC:

• Chỉ tiêu khí tượng tổng hợp P của V. Nesterov: Phương pháp đánh giá nguy cơ cháy dựa trên tích số giữa nhiệt độ không khí lúc 13 giờ ($t_{13}$) và độ chênh lệch bão hòa độ ẩm không khí ($d_{13}$), tích lũy qua các ngày không mưa hoặc có lượng mưa dưới ngưỡng quy định. Tại Việt Nam, công thức được chuẩn hóa với ngưỡng mưa ngày điều chỉnh là 5 mm (thay vì 3 mm như nguyên bản tại Nga). Nguy cơ cháy được phân định thành 5 cấp độ rõ rệt: Cấp I (< 1.000, ít khả năng cháy), Cấp II (1.000 - 2.500, nguy cơ thấp), Cấp III (2.501 - 5.000, nguy cơ trung bình), Cấp IV (5.001 - 10.000, nguy cơ cao/nguy hiểm) và Cấp V (> 10.000, nguy cơ cực kỳ nguy hiểm).
• Mô hình kịch bản biến đổi khí hậu MAGICC/SCENGEN: Công cụ tổ hợp mô hình chu trình khí quyển và hoàn lưu chung (GCM) do Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường cung cấp, cho phép mô phỏng sự gia tăng nhiệt độ và biến động lượng mưa tại Việt Nam theo các họ kịch bản phát thải cao, trung bình và thấp (A1, A2, B1, B2) từ năm 2020 đến năm 2100.
• Các khái niệm then chốt: Độ thiếu hụt bão hòa độ ẩm không khí ($d_{13}$ tính bằng mb), chỉ số khô hạn liên tục $H$ của Phạm Ngọc Hưng, độ ẩm vật liệu cháy và chu kỳ mùa cháy đặc thù (mùa cháy Bắc Trung Bộ từ tháng 3 đến tháng 8; mùa cháy Tây Bắc từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng quy trình phân tích định lượng kết hợp mô hình hóa thống kê:

• Cỡ mẫu và nguồn dữ liệu: Bộ dữ liệu gồm 7.665 ngày quan trắc khí tượng liên tục trong giai đoạn 21 năm (1980–2000) thu thập từ 4 trạm khí tượng quốc gia đại diện gồm Thanh Hóa, Vinh, Sơn La và Lai Châu. Dữ liệu tương lai kế thừa từ 6 kịch bản biến đổi khí hậu chi tiết hóa cho Việt Nam tại các mốc năm 2020, 2050, 2070 và 2100.
• Phương pháp chọn mẫu: Phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích (purposive stratified sampling) được lựa chọn nhằm đại diện cho hai tiểu vùng sinh thái có tính chất khí hậu và chế độ gió mùa phân hóa sâu sắc (vùng chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam khô nóng tại Bắc Trung Bộ và vùng địa hình núi cao khô hạn mùa đông tại Tây Bắc).
• Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn: Sử dụng toán thống kê đa biến trên phần mềm SPSS và Excel để thiết lập phương trình hồi quy tương quan giữa độ thiếu hụt bão hòa $d_{13}$ với nhiệt độ $t_{13}$ và lượng mưa $M$. Lý do lựa chọn phương pháp này là vì các kịch bản khí hậu tương lai chỉ cung cấp giá trị nhiệt độ và lượng mưa trung bình, không có sẵn dữ liệu độ ẩm chi tiết từng ngày. Việc xây dựng phương trình tương quan chặt ($R > 0,80$) cho phép nội suy chuẩn xác chỉ số $d_{13}$, từ đó tính toán chính xác chỉ số P và phân cấp nguy cơ cháy cho các thập kỷ tương lai.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Qua phân tích chuỗi dữ liệu thực nghiệm 21 năm và mô phỏng kịch bản tương lai, nghiên cứu đã rút ra 4 phát hiện quan trọng:

1. Xu hướng tăng nhiệt độ và suy giảm lượng mưa mùa khô trong hai thập kỷ (1980–2000): Nhiệt độ trung bình lúc 13 giờ tại các trạm nghiên cứu đều có xu hướng tăng từ 0,1°C đến 0,3°C (tăng 0,37% đến 1,13%). Tại Sơn La, nhiệt độ trung bình lúc 13 giờ tăng 0,3°C (từ 25,1°C lên 25,4°C), trong khi lượng mưa các tháng mùa khô (tháng 10 đến tháng 12) giảm mạnh từ 10 đến 50 mm. Tại Vinh, tổng lượng mưa trung bình năm trong thập kỷ 1990 giảm 211,0 mm (tương đương giảm 9,6%) so với thập kỷ 1980, lượng mưa giảm sâu vào các tháng đầu mùa cháy (tháng 3 đến tháng 6).

2. Chỉ số khí tượng tổng hợp P tăng trưởng đồng loạt trên quy mô vùng: Chỉ số nguy cơ cháy P trung bình năm của cả hai vùng sinh thái đều tăng từ 15% đến 17% qua hai thập kỷ. Khu vực Tây Bắc ghi nhận chỉ số P tăng từ 2.763,2 lên 3.232,4 (tăng 17,0%). Khu vực Bắc Trung Bộ tăng từ 2.639,4 lên 3.035,8 (tăng 15,0%). Tại Sơn La, chỉ số P các tháng đầu mùa cháy (tháng 9 đến tháng 11) tăng vọt tới 45,6%.

3. Gia tăng mạnh mẽ số ngày có nguy cơ cháy cấp IV và cấp V: Tổng số ngày đạt cấp cực kỳ nguy hiểm (cấp IV và cấp V) tăng rõ rệt ở tất cả các trạm. Trạm Thanh Hóa tăng từ 61 ngày/năm (thập kỷ 1980) lên 78 ngày/năm (thập kỷ 1990), tương ứng mức tăng 27,87%. Trạm Sơn La tăng từ 58 ngày lên 81 ngày/năm, tương ứng mức tăng 39,66%. Trạm Lai Châu có số ngày cấp IV–V cao nhất toàn vùng với trung bình 85 ngày/năm.

4. Dự báo nguy cơ cháy rừng leo thang theo các kịch bản 2020–2100: Đến năm 2100, nhiệt độ mùa cháy tại khu vực nghiên cứu được dự báo tăng từ 2,0°C đến 4,3°C. Kéo theo đó:

• Tại Bắc Trung Bộ: Tổng số ngày cấp IV–V tăng từ 2% đến 55%, tổng chỉ tiêu P tăng 2% đến 47%. Đến năm 2100, số ngày nguy hiểm cháy tại Thanh Hóa đạt từ 60 đến 74 ngày (tăng tới 57,4% so với năm 2000), tại Vinh đạt từ 74 đến 89 ngày.
• Tại Tây Bắc: Tổng số ngày cấp IV–V tăng từ 20% đến 70%, tổng chỉ tiêu P tăng 4% đến 45%. Đến năm 2100, số ngày nguy hiểm cháy tại Sơn La tăng lên 58 đến 71 ngày (tăng tới 97,2% so với mốc năm 2000), tại Lai Châu đạt từ 77 đến 86 ngày.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng đột biến của chỉ tiêu P và số ngày nguy hiểm cháy tại Bắc Trung Bộ bắt nguồn từ cơ chế hoạt động của gió mùa Tây Nam khô nóng (hiệu ứng phơn) kéo dài liên tục từ tháng 3 đến tháng 8, đẩy nhiệt độ không khí lên trên 38°C và hạ thấp độ ẩm tương đối xuống dưới 35%. Tại Tây Bắc, địa hình núi cao chia cắt kết hợp với mùa khô kéo dài từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau làm cho độ ẩm vật liệu cháy dưới tán rừng giảm xuống mức bén lửa tối thiểu.

Về mặt trình bày dữ liệu, các phát hiện trên có thể được hệ thống hóa trực quan thông qua:

• Biểu đồ đường đa trục (Line Chart) so sánh tương quan giữa đà tăng nhiệt độ lúc 13 giờ và sự suy giảm lượng mưa trung bình tháng giữa hai thập kỷ 1980 và 1990.
• Biểu đồ thanh xếp chồng (Stacked Bar Chart) biểu thị sự dịch chuyển tỷ lệ phần trăm số ngày cháy phân theo 5 cấp độ (từ cấp I đến cấp V) cho 4 trạm quan trắc.
• Bảng ma trận kịch bản (Scenario Heatmap Matrix) thể hiện số ngày cấp IV–V tương ứng với 3 mức phát thải (thấp, vừa, cao) tại các mốc 2020, 2050, 2070 và 2100.

Kết quả này hoàn toàn nhất quán với công trình nghiên cứu của các tác giả quốc tế tại khu vực Đông Nam Australia khi mô phỏng thời tiết cháy rừng theo các kịch bản phát thải khí nhà kính tương lai. Tại Việt Nam, nghiên cứu đã tiên phong lượng hóa thành công tác động của biến đổi khí hậu đến hỏa hoạn rừng, cung cấp luận cứ khoa học tin cậy cho công tác lâm nghiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

Để chủ động giảm thiểu rủi ro cháy rừng trước bối cảnh biến đổi khí hậu phức tạp, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

1. Hiện đại hóa hệ thống quan trắc và cảnh báo cháy sớm tự động:

• Động từ hành động: Lắp đặt, tích hợp, tự động hóa mạng lưới trạm đo khí tượng chuyên dụng dưới tán rừng và camera giám sát nhiệt hồng ngoại.
• Chủ thể thực hiện: Cục Kiểm lâm chủ trì, phối hợp với Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn các tỉnh Tây Bắc và Bắc Trung Bộ.
• Target metric: Rút ngắn thời gian phát hiện điểm cháy xuống dưới 30 phút kể từ khi bén lửa; giảm 25% diện tích rừng bị cháy hàng năm.
• Timeline: Giai đoạn 2026–2030.

2. Thiết kế và quy hoạch hệ thống công trình phòng cháy lâm sinh:

• Động từ hành động: Xây dựng, làm mới và duy tu hệ thống đường băng cản lửa xanh (sử dụng cây bản địa phòng cháy), đường băng cản lửa trắng và các bể chứa nước dự phòng tại các tiểu khu nguy cơ cao.
• Chủ thể thực hiện: Các Ban Quản lý rừng phòng hộ, Vườn quốc gia và Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp.
• Target metric: Hoàn thành 100% mạng lưới băng cản lửa rộng 15–20 mét tại các khu vực rừng có số ngày cấp IV–V vượt ngưỡng 60 ngày/năm.
• Timeline: Hoàn thành trước năm 2028.

3. Ứng dụng mô hình dự báo tương quan khí tượng tổng hợp P vào phần mềm tác nghiệp:

• Động từ hành động: Số hóa, chuyển giao thuật toán tương quan $d_{13}$ theo nhiệt độ và lượng mưa vào hệ thống thông tin địa lý (GIS) của kiểm lâm địa phương.
• Chủ thể thực hiện: Chi cục Kiểm lâm các tỉnh Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, Thanh Hóa, Nghệ An.
• Target metric: Nâng độ chính xác của bản tin dự báo cấp cháy rừng hàng ngày lên trên 85%.
• Timeline: Triển khai thử nghiệm hàng năm vào đầu mỗi mùa cháy (tháng 3 tại Bắc Trung Bộ và tháng 10 tại Tây Bắc).

4. Kiện toàn năng lực chữa cháy tại chỗ và tập huấn cộng đồng vùng đệm:

• Động từ hành động: Đào tạo, trang bị công cụ chữa cháy cơ giới nhẹ, diễn tập phương án phối hợp 4 tại chỗ cho lực lượng dân quân tự vệ và người dân nhận khoán bảo vệ rừng.
• Chủ thể thực hiện: Ủy ban nhân dân cấp huyện, xã phối hợp với Hạt Kiểm lâm sở tại.
• Target metric: 100% hộ dân sống gần rừng ký cam kết phòng cháy; 100% tổ đội quần chúng được huấn luyện kỹ thuật xử lý thực bì an toàn.
• Timeline: Thực hiện định kỳ hàng quý trong giai đoạn 2026–2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị học thuật và thực tiễn cao, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

1. Cán bộ quản lý nhà nước ngành Kiểm lâm và Lâm nghiệp:

• Lợi ích: Nắm bắt cơ sở khoa học về quy luật biến đổi của thời tiết cháy rừng theo từng vùng sinh thái.
• Use case: Xây dựng phương án phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) cấp tỉnh, phân bổ ngân sách mua sắm trang thiết bị và bố trí lực lượng thường trực theo các cấp dự báo P.

2. Các nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Lâm nghiệp và Quản lý Môi trường:

• Lợi ích: Tiếp cận phương pháp luận định lượng mới trong việc kết hợp chỉ tiêu Nesterov với mô hình kịch bản biến đổi khí hậu MAGICC/SCENGEN.
• Use case: Kế thừa phương trình hồi quy tương quan đa biến ($d_{13}$, $t_{13}$, lượng mưa) để phát triển các mô hình dự báo nguy cơ cháy cho các vùng sinh thái khác như Tây Nguyên hay Đông Bắc Bộ.

3. Ban Quản lý các Vườn Quốc gia, Khu Bảo tồn Thiên nhiên và Chủ rừng lớn:

• Lợi ích: Hiểu rõ đặc điểm phân hóa mùa cháy và nguy cơ gia tăng số ngày nguy hiểm cấp IV–V tại từng tiểu vùng.
• Use case: Xây dựng bản đồ phân vùng rủi ro cháy rừng theo tháng, xác định vị trí tối ưu để bố trí chòi canh lửa, đường băng cản lửa và lịch tuần tra thực địa.

4. Các tổ chức phi chính phủ (NGO) và cơ quan hoạch định chính sách thích ứng khí hậu:

• Lợi ích: Khai thác số liệu dự báo định lượng về nguy cơ cháy rừng giai đoạn 2020–2100 theo các kịch bản phát thải.
• Use case: Thiết kế các dự án tài trợ phát triển sinh kế gắn liền với quản lý lửa rừng dựa vào cộng đồng và bảo tồn đa dạng sinh học trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu.

Câu hỏi thường gặp

1. Chỉ tiêu khí tượng tổng hợp P của V. Nesterov được tính toán và áp dụng tại Việt Nam như thế nào?

Chỉ số P được tính bằng tổng tích số giữa nhiệt độ không khí lúc 13 giờ ($t_{13}$, tính bằng °C) và độ chênh lệch bão hòa độ ẩm không khí ($d_{13}$, tính bằng mb) qua các ngày liên tiếp không mưa. Tại Việt Nam, hệ số điều chỉnh lượng mưa $K = 0$ khi ngày có mưa từ 5 mm trở lên (thay vì 3 mm như ở Nga) và $K = 1$ khi lượng mưa dưới 5 mm. Khi giá trị P vượt ngưỡng 5.000, nguy cơ cháy bước vào cấp IV (nguy hiểm) và trên 10.000 là cấp V (cực kỳ nguy hiểm).

2. Vì sao mùa cháy rừng ở Tây Bắc và Bắc Trung Bộ lại diễn ra vào hai thời điểm hoàn toàn lệch nhau?

Mùa cháy rừng tại Bắc Trung Bộ kéo dài từ tháng 3 đến tháng 8 do chịu tác động trực tiếp của gió Tây Nam khô nóng vượt dãy Trường Sơn, khiến nhiệt độ tăng vọt và độ ẩm tụt giảm mạnh. Ngược lại, mùa cháy tại Tây Bắc diễn ra từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau do đây là thời kỳ mùa khô sâu sắc của miền núi phía Bắc, lượng mưa tháng 12 tại Sơn La chỉ đạt khoảng 14,8 mm và thường xuyên chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc hanh khô.

3. Biến đổi khí hậu làm gia tăng số ngày có nguy cơ cháy cấp IV và cấp V trong tương lai ra sao?

Theo các kịch bản phát thải khí nhà kính, đến năm 2100, nhiệt độ mùa cháy tăng từ 2,0°C đến 4,3°C khiến độ ẩm vật liệu cháy suy giảm nhanh hơn. Tính toán cho thấy số ngày cấp IV–V tại Bắc Trung Bộ sẽ tăng từ 2% đến 55% (Vinh đạt tới 89 ngày/năm), trong khi tại Tây Bắc con số này tăng từ 20% đến 70% (Sơn La tăng tới 97,2% so với năm 2000, đạt 71 ngày nguy hiểm), làm kéo dài đáng kể khung thời gian trực cháy.

4. Phương pháp xác định độ thiếu hụt bão hòa độ ẩm không khí ($d_{13}$) trong luận văn có điểm gì nổi bật?

Do các kịch bản biến đổi khí hậu tương lai không cung cấp dữ liệu độ ẩm không khí chi tiết hàng ngày, luận văn đã thiết lập thành công phương trình tương quan hồi quy giữa $d_{13}$ với nhiệt độ 13 giờ ($t_{13}$) và lượng mưa ($M$). Với hệ số tương quan đạt từ 0,81 đến 0,84, phương pháp này cho phép nội suy tin cậy giá trị $d_{13}$, giải quyết triệt để bài toán thiếu dữ liệu độ ẩm trong dự báo dài hạn.

5. Ngoài các yếu tố khí tượng, những nhân tố nào cần được tích hợp để nâng cao độ chính xác dự báo cháy thực địa?

Bên cạnh các chỉ tiêu thời tiết (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm), mô hình thực địa cần tích hợp thêm: cấu trúc và tải lượng vật liệu cháy dưới tán rừng, đặc điểm địa hình (độ dốc, hướng phơi sườn núi) và các nhân tố kinh tế - xã hội như tập quán đốt nương làm rẫy của người dân địa phương để tạo nên bản đồ dự báo nguy cơ cháy tích hợp hoàn chỉnh.

Kết luận

• Quy luật biến đổi khí hậu rõ nét: Nhiệt độ trung bình lúc 13 giờ tại hai vùng nghiên cứu đã tăng 0,1°C đến 0,3°C trong giai đoạn 1980–2000, lượng mưa mùa khô giảm từ 10 đến 50 mm/tháng.
• Chỉ tiêu nguy cơ cháy leo thang: Chỉ số P trung bình năm tăng 15% đến 17% trên toàn vùng; số ngày đạt cấp cực kỳ nguy hiểm (cấp IV–V) tăng 27,87% tại Thanh Hóa và 39,66% tại Sơn La.
• Tương quan toán học chặt chẽ: Thiết lập thành công mô hình hồi quy tuyến tính xác định độ thiếu hụt bão hòa $d_{13}$ theo nhiệt độ và lượng mưa với hệ số tương quan cao ($R = 0,81 - 0,84$).
• Dự báo nguy cơ tương lai nghiêm trọng: Đến năm 2100, số ngày nguy cơ cháy cấp IV–V được dự báo tăng tới 55% tại Bắc Trung Bộ và tăng tới 70% tại Tây Bắc theo các kịch bản phát thải khí nhà kính.
• Hệ thống giải pháp đồng bộ: Đề xuất hoàn chỉnh 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh, quan trắc tự động, chuyển giao công nghệ dự báo và nâng cao năng lực cộng đồng tại chỗ.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã đặt nền móng nghiên cứu định lượng đầu tiên tại Việt Nam về tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng, chuyển hóa các kịch bản phát thải trừu tượng thành các chỉ số quản lý lửa rừng cụ thể.

Trong giai đoạn tiếp theo (2026–2030), hướng nghiên cứu cần mở rộng tích hợp công nghệ viễn thám, ảnh vệ tinh thời gian thực và mô hình hóa không gian GIS để xây dựng hệ thống phần mềm cảnh báo cháy rừng tự động trên toàn quốc. Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và chủ rừng hãy chủ động áp dụng các phương pháp luận và dữ liệu dự báo từ luận văn này vào việc xây dựng kế hoạch quản lý lửa rừng bền vững ngay hôm nay.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu đang là vấn đề nóng bỏng và đƣợc xã hội quan tâm bởi những tác động đến toàn thể thế giới sinh vật trên trái đất. Trong thế kỷ XX, đặc biệt là ở những thập kỷ cuối ngƣời ta nhận thấy rất rõ những biến đổi về khí hậu trên quy mô toàn cầu. Theo tính toán của tổ chức Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), trong những thập niên gần đây, nhiệt độ tăng trung bình 0,3 % mỗi thập niên. Mƣa trở nên thất thƣờng hơn, cƣờng độ mƣa thay đổi.

Những vùng mƣa nhiều, lƣợng mƣa tập trung hơn, cƣờng độ mƣa lớn hơn. Các vùng hạn trở lên khô hạn và nóng hơn. Toàn bộ mặt đệm đều nóng lên, đặc biệt là ở các vĩ độ cao dẫn đến hiện tƣợng băng tan tại các vùng cực, đồng thời thể tích nƣớc biển giãn nở gây nên hiện tƣợng rất đáng quan tâm là nƣớc biển dâng cao. Tần suất và cƣờng độ hiện tƣợng El-Nino tăng đáng kể, gây lũ lụt và hạn hán ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới.

Trong vài thập kỷ gần đây, điều kiện khí hậu thay đổi với những đợt nắng nóng khô hạn kéo dài bất thƣờng đã làm cho nguy cơ xảy ra cháy rừng tăng cao. Ở nhiều nơi cháy rừng trở thành thảm hoạ gây thiệt hại lớn đối với tính mạng và tài sản của con ngƣời cũng nhƣ tài nguyên và môi trƣờng sống. Trên thế giới và ở Việt Nam, những năm gần đây số vụ cháy rừng không ngừng tăng lên cả về số lƣợng và diện tích. Theo số liệu thống kê của Cục Kiểm Lâm, năm 2007 cả nƣớc sảy ra 773 vụ cháy rừng tăng 46.4 % so với năm 2006, diện tích bị cháy năm 2007 là 4 249.12 lần so với năm 2006.

Năm 2008, cả nƣớc xảy ra 146 vụ cháy, diện tích bị thiệt hại là 693. Quá tình phát triển của một đám cháy, chịu ảnh hƣởng của rất nhiều nhân tố nhƣ đặc điểm rừng, các yếu tố khí tƣợng, địa hình, điều kiện kinh tế xã hội…Tuy nhiên việc tiến hành dự báo nguy cơ một đám cháy rừng hiện nay thƣờng dựa vào các nhân tố khí tƣợng là chính. 8 Nhiều nhà khoa học đã cảnh báo rằng sự biến đổi khí hậu sẽ ảnh hƣởng rất phức tạp đến nguy cơ cháy rừng. Mặc dù vấn đề này đã đƣợc một số nƣớc trên thế giới và các tổ chức phi chính phủ quan tâm nhƣng hiện vẫn còn thiếu những nghiên cứu mang tính định lƣợng và có sức thuyết phục cao.

Riêng ở Việt Nam thì đây là một vấn đề vô cùng mới mẻ. Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài tốt nghiệp “ Bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng tại khu vực Tây Bắc và Bắc Trung Bộ - Việt Nam” nhằm đánh giá sự biến đổi của tình hình cháy rừng những thập kỉ gần đây làm cơ sở đánh giá ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng tại khu vực những năm sau này, từ đó đề xuất một số giải pháp ứng phó với sự biến đổi này. 9 PHẦN II TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Trên thế giới * Biến đổi khí hậu Đến gần cuối thế kỷ XX, các nhà khoa học mới xác định đƣợc chính xác tác động của con ngƣời làm biến đổi khí hậu trên hành tinh.

Theo báo cáo của Uỷ ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu toàn cầu (IPCC – intergovernmental Panel on Climate Change) thì kết quả nghiên cứu cho thấy từ năm 1750 trở về trƣớc, tức là thời gian chƣa xảy ra công nghiệp hóa, hàm lƣợng CO2 đo đƣợc là 280 ppm, nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất lúc đó đƣợc giữ ổn định, đó là hàm lƣợng cân bằng (đơn vị hàm lƣợng 1ppm là khí: 1 phân tử CO2 trộn với 1 triệu phân tử khí quyển). Đến năm 2005, hàm lƣợng CO2 đo đƣợc là 379 ppm, tăng khá cao so với mức cân bằng 280 ppm. Hàm lƣợng CO2 trong khí quyển tăng làm cho bề mặt trái đất nóng lên. Từ 1996 – 2005 nhiệt độ bề mặt trái đất tăng 0,74 oC.

Trƣớc nguy cơ này các nhà khoa học thế giới đã mô phỏng tính toán 6 kịch bản dự báo tăng nhiệt độ và mực nƣớc biển. Theo các kịch bản này, nếu hàm lƣợng khí nhà kính năm 2100 bằng 850 ppm thì nhiệt độ trung bình toàn cầu của bề mặt trái đất sẽ tăng 2,8 oC so với năm 2000 và mực nƣớc biển sẽ dâng từ 0,21 – 0,48m, gây một thảm hoạ không lƣờng trƣớc cho nhân loại, đó là chƣa kể từ nay đến lúc đó biến đổi khí hậu sẽ tạo ra bão lụt, hạn hán, sụt lở đất, nhiễm mặn, bệnh tật… Gia tăng số vụ cháy rừng và mức độ thiệt hại là một trong các hậu quả nghiêm trọng, tiềm tàng đƣợc cảnh báo trong tƣơng lai. * Vấn đề nghiên cứu dự báo nguy cơ cháy rừng Các kết quả nghiên cứu đã khẳng định mối liên hệ chặt chẽ giữa điều kiện thời tiết, mà quan trọng nhất là nhiệt độ, lƣợng mƣa, độ ẩm không khí với độ ẩm vật liệu và khả năng xuất hiện cháy rừng. Vì vậy, hầu hết các 10 phƣơng pháp dự báo cháy rừng đều tính đến đặc điểm diễn biến hàng ngày của lƣợng mƣa, nhiệt độ và độ ẩm không khí (MiBbach K.

Ở một số nƣớc, khi dự báo nguy cơ cháy rừng, ngoài việc căn cứ vào yếu tố khí tƣợng còn căn cứ vào các yếu tố khác, chẳng hạn ở Đức và Mỹ sử dụng thêm độ ẩm vật liệu cháy, (Brown,1979), ở Pháp tính thêm lƣợng nƣớc hữu hiệu trong đất và độ ẩm vật liệu cháy. Ngoài ra cũng có sự khác biệt nhất định khi sử dụng các yếu tố khí tƣợng để dự báo cháy rừng. Chẳng hạn ở Australia, ngƣời ta sử dụng nhiệt độ, độ ẩm không khí, tốc độ gió, lƣợng mƣa và số ngày không mƣa; ở Trung Quốc còn bổ sung thêm cả tốc độ gió, số ngày không mƣa và lƣợng bốc hơi. Ở Thụy Điển và các nƣớc vùng bán đảo Scandinavia sử dụng nhiệt độ không khí cao nhất và độ ẩm không khí thấp nhất trong ngày.

Trong khí đó ở Nga và một số nƣớc khác lại dụng nhiệt độ và độ ẩm không khí 13giờ. Những năm gần đây, ở Trung Quốc đã đề xuất phƣơng pháp cho điểm các yếu tố ảnh hƣởng đến nguy cơ cháy rừng, bao gồm cả yếu tố kinh tế - xã hội, và nguy cơ cháy rừng đƣợc tính theo tổng số điểm của các yếu tố đó. Có thể thấy mặc dù có những nét giống nhau, nhƣng cho đến nay vẫn không có phƣơng pháp dự báo nguy cơ cháy rừng nào đƣợc sử dụng chung cho các nƣớc trên thế giới. Ở mỗi nƣớc, thậm chí mỗi địa phƣơng vẫn nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp dự báo riêng.

Hiện có một số phƣơng pháp dự báo nguy cơ cháy rừng nhƣ sau: - Dự báo nguy cơ cháy theo độ ẩm vật liệu cháy. Phƣơng pháp này căn cứ vào độ ẩm của chính bản thân vật liệu. Tiến hành thu thập mẫu vật liệu cháy dƣới tán rừng và xác định độ ẩm của chúng. Nếu độ ẩm vật liệu càng thấp thì nguy cơ cháy rừng càng cao và ngƣợc lại.

Tuy nhiên phƣơng pháp này hiện ít đƣợc áp dụng trong thực tế vì thời gian cân, sấy để xác định độ ẩm vật liệu lâu, do vậy thông tin dự báo thƣờng không 11 kịp thời. Ngoài ra phƣơng pháp thƣờng phức tạp, đòi hỏi trang thiết bị cân, sấy chính xác, độ tin cậy của phƣơng pháp giảm khi quy mô diện tích và sự đa dạng của các kiểu rừng ở khu vực dự báo tăng. - Dự báo nguy cơ cháy rừng theo điều kiện thời tiết: Điều kiện thời tiết thƣờng đồng nhất trên một phạm vi tƣơng đối rộng và có quan hệ chặt chẽ với tốc độ bốc hơi và độ ẩm vật liệu cháy, đặc biệt là các loại vật liệu dễ cháy. Vì vậy các yếu tố thời tiết thƣờng đƣợc sử dụng để dự báo độ ẩm vật liệu và nguy cơ cháy rừng.

Những yếu tố thời tiết có ảnh hƣởng mạnh nhất đến độ ẩm vật liệu và nguy cơ cháy rừng là nhiệt độ, độ ẩm không khí, lƣợng mƣa và tốc độ gió. Trên cơ sở nghiên cứu mối quan hệ giữa diễn biến của các yếu tố khí tƣợng với độ ẩm và khả năng cháy của vật liệu, ngƣời ta xây dựng những công thức (mô hình) dự báo nguy cơ cháy rừng. Một trong những công thức dự báo nguy cơ cháy rừng đƣợc áp dụng rộng rãi ở Nga và các nƣớc Đông âu là công thức Chỉ tiêu tổng hợp của V. Công thức có dạng nhƣ sau: n P  K  ti13x di13 i 1 Trong đó: P – là chỉ tiêu tổng hợp để dự báo nguy cơ cháy rừng - K là hệ số điều chỉnh theo lƣợng mƣa ngày.

K có giá trị bằng 1 khi lƣợng mƣa ngày < 3mm, K có giá trị bằng 0 khi lƣợng mƣa ngày 3mm. - n là số ngày không mƣa hoặc có mƣa nhƣng lƣợng mƣa <3mm kể từ ngày cuối cùng có lƣợng mƣa 3mm. - ti13 và di13 là nhiệt độ (oC) và độ chênh lệch bão hòa của độ ẩm không khí (mb) lúc 13 giờ (giờ địa phƣơng). Căn cứ vào giá trị của chỉ số P, phân thành 5 cấp nguy cơ cháy rừng nhƣ sau: 12 Bảng 01.

Ngưỡng phân cấp nguy cơ cháy rừng theo V. Nesterop TT Cấp cháy Giá trị của chỉ số P Cấp nguy cơ cháy rừng 1 I <300 Ít khả năng cháy 2 II 300-1000 Nguy cơ cháy thấp 3 III 1001-2500 Nguy cơ cáy trung bình 4 IV 2501-4000 Nguy cơ cháy cao 5 V >4000 Nguy cơ cháy rất cao Khi áp dụng, công thức dự báo và ngƣỡng phân cấp nguy cơ cháy rừng của V. Nesterop thƣờng đƣợc điều chỉnh để phù hợp với điều kiện cụ thể của mỗi Quốc gia và mỗi địa phƣơng. Ở Trung Quốc, sử dụng phƣơng pháp chỉ tiêu khả năng bén lửa của Yangmei, với công thức: I = 1/4.

mb4) Trong đó: T- nhiệt độ không khí lúc 14 giờ (oC); R - độ ẩm không khí lúc 14 giờ (%); M - lƣợng bốc hơi ngày (mm); M - Số giờ nắng; a1, a2 , a3, a4 – các hệ số trong phƣơng trình tƣơng quan giữa các chỉ tiêu khi tƣợng trên với khả năng bén lửa đã đƣợc xác lập. Ở Australia, hiện thƣờng sử dụng chỉ số nguy cơ cháy rừng (FFDI) của Mc. Công thức nhƣ sau: FFDI = 2exp(0.0345H) Trong đó : H - độ ẩm không khí tƣơng đối (%) ; T - nhiệt độ không khí (oC); V – tốc độ gió trung bình ở độ cao 10m (m/s); D – nhân tố khô hạn, có giá trị từ 0 đến 10.