CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỰC TRỊ NHIỆT ĐỘ VÀ CÁC HÌNH THẾ TÁC ĐỘNG 1. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước và nước ngoài Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy bằng chứng về sự thay đổi của khí hậu cực trị trên phạm vi toàn cầu, khu vực và địa phương. Tìm hiểu rõ đặc điểm của khí hậu cực trị ở cấp vùng, khu vực và địa phương là rất quan trọng không chỉ đối với việc xây dựng các hệ thống cảnh báo, cảnh báo sớm mà còn là cơ sở để phát triển các chiến lược thích ứng [12]. Khi nghiên cứu về khu vực Đông Bắc Mỹ là một vùng chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu đến cuộc sống của người dân, các ngành công nghiệp và môi trường, Paula.Brown và cs (2010) đã sử dụng số liệu nhiệt độ quan trắc từ năm 1870 đến năm 2005 của 40 trạm trên khu vực Đông Bắc Mỹ để tính và phân tích 17 chỉ số cực đoan nhiệt độ cho thấy ấm lên biểu thị ở sự gia tăng các chỉ số nhiệt độ tối cao như đêm nóng và ngày hè.
Giảm tần suất các sự kiện lạnh như số ngày đóng băng, số ngày sương giá và giảm thời gian các đợt lạnh [26]. Dulamsuren Dashkhuu và cs (2015) sử dụng số liệu nhiệt độ cực trị ngày để nghiên cứu xu hướng biến đổi trong thời gian dài trên toàn lãnh thổ Mông Cổ, tác giả đã sử dụng phầm mềm Climdex 1.0 để tính toán 11 chỉ số của cực đoan nhiệt độ. Kết quả cho thấy có sự thay đổi đáng kể các chỉ số nhiệt độ trong suốt thời gian nghiên cứu đặc biệt là ở sa mạc Gobi. Qua phân tích cho thấy sự gia tăng rõ rệt của ngày hè và giảm đáng kể số ngày sương giá, giá trị lớn nhất của nhiệt độ tối cao ngày TXx và nhiệt độ tối thấp ngày TNx và giá trị nhỏ nhất của TNn, TXn có xu hướng tăng lên.
Tuy nhiên TXx và TNx có xu hướng tăng lên chủ yếu ở sa mạc Gobi, trong khi đó TXn và TNn tăng lên trên toàn bộ quốc gia. Điều đó chứng tỏ sự biến đổi của nhiệt độ ở những khu vực và vị trí địa lý khác nhau thì không giống nhau. Tốc độ giảm đáng kể 0.6-1 ngày/thập kỷ của chỉ số đêm lạnh và tăng 2.1 ngày/ thập kỷ của chỉ số đêm nóng. Sự giảm đêm lạnh xảy ra ở cả 4 mùa trong năm, còn sự gia tăng của số ngày nóng và đêm nóng xảy ra chủ yếu vào mùa hè.
Như vậy mặc dù có sự tăng 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com và giảm ở các chỉ số nhưng không đồng đều và khác nhau trong các khoảng thời gian trong năm [19]. Varfi và cs (2009) khi nghiên cứu về đặc điểm của số ngày nóng và ngày lạnh trên khu vực Hy Lạp đã phân tích nhiệt độ tối thấp và tối cao của 17 trạm Synop, sử dụng 7 chỉ số để xác định cường độ, tần suất và độ lớn của nhiệt độ cực trị. Kết quả nghiên cứu cho thấy số ngày nóng tăng lên và số ngày lạnh giảm đi. Các chỉ số cũng thể hiện khí hậu ở Hy Lạp có dấu hiệu dịu xuống ở những năm 1970 và đầu những năm 1980 sau đó có xu hướng nóng lên [25].
Xu và cs (2015) trong nghiên cứu về đặc điểm biến đổi theo không gian và thời gian của cực trị nhiệt độ ở tỉnh Vân Nam, Trung Quốc đã sử dụng số liệu quan trắc từ 28 trạm từ 1958-2013 để tính 6 chỉ số liên quan đến cực trị nhiệt độ, kết quả phân tích xu hướng được kiểm tra bằng phương pháp Mann-Kendal. Để phân tích đặc điểm cho từng vùng tác giả đã chia khu vực thành 5 vùng nhỏ theo đặc điểm khí hậu và địa hình, sau đó phân tích đặc điểm cho từng vùng và so sánh với nhau. Kết quả chỉ ra rằng những biến đổi của nhiệt độ cực trị là thay đổi đáng kể theo cả không gian và thời gian [30]. Caesar và cs (2010) trong báo cáo tổng hợp tại một hội thảo cho các nước thuộc khu vực Thái Bình Dương đã kết hợp số liệu quan trắc từ 13 quốc gia để phân tích khí hậu cực trị cho khu vực, trong giai đoạn từ 1971-2005.
Cập nhật các đánh giá về thay đổi khí hậu cực trị bằng cách sử dụng dữ liệu có sẵn ở các trạm mới, đồng thời dựa trên các kết quả nghiên cứu trước đây cho khu vực Đông Nam Á. Tác giả đã sử dụng các phương pháp tốt nhất và thử nghiệm rộng rãi để so sánh kết quả trong khu vực với các nơi khác trên thế giới. Mối quan hệ giữa biến đổi liên tục trong các chỉ số cực trị khí hậu với các mô hình nhiệt độ mặt biển (SST) đã được kiểm tra với sự tập trung chính vào ảnh hưởng của hiện tượng ENSO. Các kết quả đều cho thấy giống với các khu vực khác trên toàn cầu, các chỉ số cực trị nóng, đặc biệt là ban đêm đang ngày càng gia tăng và nhiệt độ lạnh nhất đang có xu hướng giảm tuy nhiên không đồng đều về mặt không gian trong khu vực [21].
Tại Thailand, Devesh Sharma và cs (2014) đã phân tích xu hướng của cực trị nhiệt độ cho khu vực phía Tây (hai lưu vực sông là sông Mae Ping và Mae Klong), sử dụng dữ liệu quan trắc nhiệt độ tối thấp và nhiệt độ tối cao để tính các chỉ số cực 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Mức độ của các xu hướng được ước tính bằng phương pháp hồi qui tuyến tính, ý nghĩa thống kê sử dụng cho giá trị P là 5% và cách kiểm chứng của Kendall-tau. Kết quả cho thấy sự gia tăng đáng kể số ngày nóng và đêm nóng, giảm đáng kể số ngày lạnh và đêm lạnh, chỉ số về thời gian nóng có xu hướng gia tăng [17]. Griffiths và cs (2005) trong nghiên cứu về sự biến đổi của nhiệt độ cực trị trung bình cho khu vực Châu Á-Thái Bình Dương đã sử dụng nhiệt độ tối cao và nhiệt độ tối thấp trong giai đoạn 1961-2003 để phân tích.
Kết quả cho thấy phần lớn các trạm thể hiện xu hướng tăng nhiệt độ tối cao trung bình và nhiệt độ tối thấp trung bình, giảm số ngày lạnh và đêm lạnh, nhưng một vài trạm thể hiện sự giảm số ngày nóng và đêm nóng. Sự suy giảm đáng kể quan sát được ở cả nhiệt độ tối thấp và nhiệt độ tối cao so với thời kỳ chuẩn ở Trung Quốc, Hàn Quốc và một vài trạm ở Nhật Bản. Vùng hội tụ Nam Thái Bình Dương giữa đảo Fiji và quần đảo Solomon cho thấy sự biến đổi đáng kể của nhiệt độ tối cao. Mối tương quan giữa nhiệt độ trung bình và tần suất xuất hiện nhiệt độ cực trị lớn nhất ở Thái Bình Dương nhiệt đới từ Polynesia thuộc Pháp đến Papua New Guinea, Malaysia, Philippines, Thái Lan và phía nam Nhật Bản.
Sự tương quan yếu trên lục địa hoặc ở vĩ độ cao thể hiện phần nào sự ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa. Đối với các trạm không thuộc khu vực đô thị, sự thay đổi tương đối đồng đều cho cả nhiệt độ tối cao và tối thấp tác động lên cả hai cực trị này mà không thay đổi độ lệch tiêu chuẩn [20]. Qiang Zhang và cs (2009) khi nghiên cứu cho vùng phía tây Trung Quốc đã sử dụng các mô hình không gian và thời gian của nhiệt độ cực trị được xác định bởi bách phân vị thứ 5 và thứ 95. Dựa trên số liệu nhiệt độ tối cao và tối thấp hàng ngày để phân tích, sử dụng phương pháp kiểm nghiệm Mann–Kendall và đường xu thế sử dụng phương pháp hồi qui tuyến tính.
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng nhiệt độ tối thấp theo mùa có xu hướng tăng mạnh hơn nhiệt độ tối cao theo mùa, thể hiện ở cả tần suất và cường độ. Nhiều trạm thể hiện xu hướng giảm đáng kể nhiệt độ bất thường vào mùa hè và mùa đông thì lớn hơn mùa xuân và mùa thu. Nhiệt độ tối thấp trung bình khu vực có xu hướng tăng mạnh hơn nhiệt độ tối cao trong khu vực. Quá trình ấm lên ở vùng phía tây được đặc trưng bởi sự gia tăng đáng kể của nhiệt độ tối thấp.
Nghiên cứu hữu ích cho các địa phương như sự giảm thiểu tác hại đối với con người như tài nguyên nước, môi trường sinh thái. Theo như AR5 thì quá 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com trình biến đổi khí hậu là xu hướng không thể đảo ngược, chúng ta phải có biện pháp phù hợp để thích ứng với nó. Cần có các nghiên cứu định lượng cho từng khu vực cụ thể để có các chiến lược, chính sách phù hợp để phát triển kinh tế xã hội ở khu vực đó [27]. Khí hậu cực trị ở cao nguyên Tây Tạng có thể gây hậu quả nghiêm trọng cho khu vực và toàn cầu, nhưng nghiên cứu dựa trên quan trắc ở cao nguyên Tây Tạng là rất hiếm.
Trong nghiên cứu của Wang và cs (2013), những thay đổi gần đây về cực trị về nhiệt độ trên cao nguyên Tây Tạng từ năm 1973 đến năm 2011. Một số chỉ số đại diện cho các sự kiện khí hậu cực trị được lựa chọn và tính toán bằng cách sử dụng dữ liệu nhiệt độ tối cao và tối thấp hàng ngày. Kết quả đã chứng minh rằng hầu hết các chỉ số lạnh liên quan đến nhiệt độ cực trị (ngày băng giá, ngày sương giá, đêm lạnh và ngày lạnh, và độ dài của các đợt lạnh) cho thấy có sự giảm đáng kể, và cả đêm lạnh nhất và ngày lạnh nhất đều tăng trong suốt thời gian nghiên cứu. Các chỉ số nóng liên quan đến nhiệt độ cực trị như ngày hè, đêm nóng nhất và ngày nóng nhất, những đêm nóng và những ngày nóng, và các chỉ số thời gian nóng đều tăng lên.
Nhiệt độ ngày đêm cho thấy một xu hướng giảm với ý nghĩa thống kê, trong khi độ dài mùa tăng lên đáng kể [29]. Mao-Fen Li và cs (2015), đã có công trình nghiên cứu cho Đảo Hải Nam, là hòn đảo lớn nhất trong vùng nhiệt đới của Trung Quốc, nhiệt độ cực đại hàng ngày có thể gây hậu quả nghiêm trọng cho khu vực và toàn cầu, nhưng nghiên cứu dựa trên quan trắc ở Hải Nam rất ít. Trong nghiên cứu này, những thay đổi hàng năm gần đây về nhiệt độ hàng ngày ở 7 trạm quan trắc khí tượng trong Đảo Hải Nam từ năm 1975 đến năm 2012 đã được nghiên cứu. Kết quả chỉ ra rằng những thay đổi thực sự xảy ra ở nhiệt độ hàng ngày, nhưng những thay đổi là không thống nhất tại các địa điểm khác nhau trong khu vực.