mở đầu, kết luận và các Chương sau: Chƣơng 1:Tổng quan. Trong chương này, tác giả trình bày về tình hình biến đổi khí hậu, tổng quan về vấn đề nghiên cứu khí hậu cực đoan ở trong nước, trên thế giới từ các tài liệu tham khảo. Chƣơng 2: Số liệu và phương pháp Trong chương này đề cập đến (1) các bộ số liệu được sử dụng trong luận văn (số liệu quan trắc, số liệu dự tính),; (2) phương pháp tính toán các chỉ số khí hậu cực đoan, phương pháp xử lý số liệu;(3) Đề xuất bộ chỉ số khí hậu cực đoan áp dụng cho Việt Nam và sử dụng các chỉ số đánh giá biến đổi khí hậu cực đoan trên cơ sở bộ chỉ số khí hậu cực đoan của IPCC. Chƣơng 3: Kết quả và Nhận xét Trên cơ sở tính toán các chỉ số khí hậu cực đoan thời kỳ 1961 - 2010, phân tích phân bố theo thời gian, không gian và đưa ra một số nhận xét về xu thế biến đổi các chỉ số khí hậu cực đoan; Từ kết quả dự tính các yếu tố khí hậu (nhiệt độ tối cao, nhiệt độ tối thấp và lượng mưa ngày) cho Việt Nam thời kỳ 2040 - 2059 (giữa thế kỷ 21) và thời kỳ 2080 - 2099 (cuối thế kỷ 21) bằng mô hình PRECIS tổ hợp từ 5 phương án ứng với kịch bản phát thải trung bình A1B, đưa ra một số nhận xét về dự tính biến đổi các chỉ số khí hậu cực đoan trong tương lai.
10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Tình hình biến đổi khí hậu Theo báo cáo lần thứ 4 (AR4) của IPCC, 2007 [14]: Các quan trắc nhiệt độ tăng trên toàn cầu và tăng nhiều hơn ở các vĩ độ cực Bắc. Hình 1-1 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình toàn Trong thế kỷ 20 cùng với cầu (Nguồn: IPCC/2007) sự tăng lên của nhiệt độ mặt đất có sự suy giảm khối lượng băng trên phạm vi toàn cầu. Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung bình hàng năm ở Bắc Băng Dương giảm khoảng 2,1- 3,3% mỗi thập kỷ [14].
Báo cáo lần thứ 5 của IPCC (AR5, 2013) [15], số liệu cập nhật đến năm 2011, 2012 về xu thế biến đổi nhiệt độ: Nhiệt độ bề mặt trái đất tăng mạnh trong giai đoạn gần đây, giai đoạn 1901-2012 đã tăng 0,89oC, trong đó riêng giai đoạn 1951-2012 đã tăng 0,72oC. Ba thập kỷ gần đây thể hiện nhiệt độ thập kỷ sau tăng mạnh hơn thập kỷ trước. Nhiệt độ không khí trên biể n , nhiệt độ mặt nước biển tăng mạnh trong ba thập kỷ gần đây. Cùng với sự tăng nhanh của nhiệt độ, diện tích băng cũng có xu thế giảm, giảm đáng kể nhất trong những năm gần đây (Hình 1-2) [15].
11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhiệt độ không khí đât liền tăng Nhiệt độ mặt biển tăng Nhiệt độ không khí trên biển tăng Mực nước biển tăng Diện tić h băng giảm Hình 1-2 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ và diện tích băng (Nguồn IPCC AR5 WG-I Report, 2013) Xu thế giáng thủy năm, từ 1901 đến 2005 % trên thế kỷ Hình 1-3 Diễn biến lƣợng mƣa năm ở các vùng khác nhau trên thế giới (Nguồn: IPCC/2007) 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 30o thời kỳ 1901 - 2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ giữa những năm 1970 (Hình 1-3). Ở khu vực nhiệt đới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho cả thời kỳ 1901-2005. Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao , lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền Trung Bắc Mỹ , Đông Bắc Mỹ , Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á. Tần số mưa lớn tăng lên trên nhiều khu vực , kể cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm đi (IPCC, 2007).
Trong 100 năm qua, lươ ̣ng mưa thể hiện sự thay đổi v ề phân bố có xu thế tăng /giảm rấ t rõ rê ̣t ở nhiều vùng , đặc biệt là 30 năm gầ n đây (Hình 1- 3). Trong đó, các tháng mùa mưa có lượng mưa tăng; các tháng mùa khô có lượng mưa giảm đáng kể [14]. Mặc dù trong báo cáo AR4, IPCC đã đưa ra nhận định về hạn hán có xu thế tăng ở nhiều khu vực trên thế giới cả về tần suất và cường độ. Tuy nhiên, trong báo cáo AR5, IPCC lại cho rằng chưa thể đưa ra các nhận định chính xác nhất về hạn trong những năm qua; theo IPCC, hạn hán không có xu thế rõ ràng do hạn chế về số liệu quan trắc , đánh giá hạn.
Báo cáo cũng đã đưa ra các kết quả dự tính biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa trên quy mô toàn cầu theo các kịch bản RCP. Kết quả cho thấy, nhiệt độ có xu thế tăng trong cả thế kỷ 21, tăng nhanh hơn vào cuối thế kỷ và tăng nhanh hơn ở các vùng vĩ độ cao (Hình 1-4). Lượng mưa sẽ có thay đổi đáng kể khi nhiệt độ tăng lên. Một số khu vực sẽ có lượng mưa tăng, trong khi đó một số khu vực khác sẽ giảm lượng mưa.
Xu thế chung là lượng mưa mùa mưa tăng, lượng mưa mùa khô giảm (Hình 1-5) [15]. Ở Việt Nam, trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5 đến 0,70C, mực nước biển đã dâng khoảng 20cm. Biến đổi khí hậu đã làm cho thiên tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng khốc liệt. Kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng năm 2009 và cập nhật năm 2012 được Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố đã chi tiết hóa các kịch bản biến đổi khí hậu toàn cầu với các nhận định và phân tích phù hợp xu thế chung [2, 4].
13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1-4 Dự tính biến đổi nhiệt độ vào cuối thế kỷ 21 so với trung bình thời kỳ 1986-2005 theo các kịch bản Hình 1-5 Dự tính biến đổi lƣợng mƣa vào cuối thế kỷ 21 so với trung bình thời kỳ 1986-2005 theo các kịch bản (Nguồn: AR5, IPCC, 2013) 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nghiên cứu khí hậu cực đoan trên thế giới Nghiên cứu khí hậu cực đoan trên thế giới hiện nay tập trung chủ yếu vào các yếu tố liên quan đến nhiệt độ và lượng mưa. Các báo cáo về sự biến đổi của hai yếu tố chính này kéo theo hệ quả là hạn hán, lũ lụt, nước biển dâng,. gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế xã hội và con người.
Nghiên cứu về nhiệt độ Easterling và cộng sự (2000) nghiên cứu nhiệt độ khắc nghiệt theo thời gian đã có kết luận: Thiệt hại về kinh tế và tính mạng của con người sẽ gia tăng theo cấp số nhân do tần suất gia tăng của nhiệt độ khắc nghiệt. Manton và CS (2001) chỉ ra có sự tăng lên đáng kể của những ngày nóng và đêm ấm và giảm đi đáng kể của những ngày lạnh và đêm lạnh kể từ năm 1961 trên khu vực Nam Á và Nam Thái Bình Dương [21]. Từ sự kéo dài của đợt ấm năm 2003 trên toàn Châu Âu tác động mạnh mẽ đến các lĩnh vực kinh tế như: nông Nghiệp, sử dụng nước, y tế cộng đồng,. nhóm nghiên cứu của Phòng Địa chất, Trường Đại học Fribourg Thụy sỹ và Phòng khí tượng, Trường Đại học Reading, Vương Quốc Anh đã nghiên cứu về “Các sự kiện khí hậu cực trị và sự phát triển của chúng dưới tác động của biến đổi khí hậu”.
Chuỗi số liệu quan trắc được sử dụng trong nghiên cứu này là nhiệt độ tối cao, tối thấp ngày thu thập ở các trạm quan trắc khu vực núi Alps, Thụy Sỹ thời kỳ 1901 – 2003. Trên cơ sở phân tích với các ngưỡng giới hạn phân vị 10, 25, 50, 75, 90% cho thấy các ngưỡng giá trị với các mức phân vị tương ứng hàng năm có sự thay đổi và gia tăng đáng kể. Để giải thích chặt chẽ hơn của những thống kê này cho thấy hầu hết sự gia tăng chi phí thiệt hại do các sự kiện khí hậu cực đoan có liên quan đến mật độ dân số cao tại các khu vực dễ bị tổn thương và sự gia tăng tương ứng trong cơ sở hạ tầng bảo hiểm chứ không chắc chắn là sự gia tăng về số lượng của các sự kiện cực đoan [24]. Nghiên cứu sự thay đổi số ngày nóng và các đợt nóng ở Trung Quốc thời kỳ 1961-2007 các tác giả Ting Ding, Weihong Qiana Phòng Khoa học khí quyển, Trường Vật Lý, Đại học Bắc Kinh, Bắc Kinh, Trung Quốc và Zhongwei Yanb 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phòng thí nghiệm nghiên cứu Khí hậu khu vực và Môi trường của Vùng Đông Á, Viện Vật lý Khí quyển thuộc Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc, Bắc Kinh, Trung Quốc đã đưa ra một số khái niệm: “số ngày nóng (HDs) khi nhiệt độ tối cao ngày lớn hơn 350C hoặc ngưỡng phân vị 90% của nhiệt độ tối cao ngày; Đợt nóng (HWs) là những đợt HDs kéo dài 3 - 5 ngày hoặc dài hơn”.
Với chuỗi số liệu nhiệt độ tối cao ngày của 512 trạm các tác giả xây dựng bản đồ phân bố về số ngày nóng và đợt nóng ở Trung Quốc và đưa ra một số kết luận: 1). Số ngày nóng và số đợt nóng có sự gia tăng đáng kể ở hầu hết diện tích khu vực Trung Quốc, đặc biệt là khu vực bờ biển phía nam và khu vực phía bắc của Trung Quốc (tăng lên khoảng hơn 4 ngày mỗi thập kỷ đối với HDs và tăng trên 0.4 đợt cho mỗi thập kỷ đối với HWs). Một số khu vực nhỏ giảm về số lượng ngày nóng và đợt nóng thuộc hạ lưu sông Hoàng Hà (the Yellow River). Hầu hết khu vực Trung Quốc (trừ một khu vực nhỏ ở phía Tây bắc), tần số số ngày nóng tăng cao hơn so với trung bình trong thời kỳ 1960 - 1970, sau đó giảm xuống trong những năm 1980 và tiếp tục tăng trở lại, đáng chú ý là xu hướng tăng mạnh của HDs trong những năm 1990 - 2007 đối với tất cả các khu vực.
Sự thay đổi của HDs và HWs có mối quan hệ rất chặt chẽ với số ngày mưa và hoàn lưu khí quyển quy mô nhiều năm và nhiều thập kỉ [21]. Zhai và Pan và cộng sự (2003) nghiên cứu sự biến đổi về tần suất của những hiện tượng nhiệt độ cực trị ở Trung Quốc dựa trên chuỗi số liệu nhiệt độ không khí bề mặt hàng ngày của khoảng 200 trạm quan trắc trong thời kỳ 1951-1999. Kết quả cho thấy số ngày nóng (trên 35oC) có xu thế giảm nhẹ, trong khi đó số ngày sương giá (dưới 0oC) lại giảm đáng kể.