CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LĨNH VỰC THỦY LỢI 1.Tổng quan về biến đổi khí hậu trên thế giới 1.1 Khái niệm về biến đổi khí hậu và những nguyên nhân của nó 1.1 Khái niệm thời tiết-khí hậu Trái Đất Thời tiết là trạng thái nhất thời của khí quyển tại một địa điểm nhất định được xác định bằng tổ hợp hoặc riêng lẻ các yếu tố khí tượng: nhiệt độ, độ ẩm, gió, mưa…Thời tiết rất dễ thay đổi trong phạm vi một ngày, một giờ hay ngắn hơn. Khí hậu là trạng thái trung bình của thời tiết trong một thời gian đủ dài (thường là khoảng 30 năm trở lên) tại một nơi nhất định. Khí hậu có tính ổn định tương đối.2 Hệ thống khí hậu Trái Đất: Khí quyển (78% là khí Nitơ, 21% là khí oxy, 1% là các khí khác). Đại dương chiếm 72% bề mặt Trái Đất, khối lượng 1 tỷ 340 triệu km3.
Sinh quyển tồn tại chủ yếu trên đất liền và trong đại dương.3 Định nghĩa biến đổi khí hậu: Định nghĩa chung nhất cho sự biến đổi khí hậu (BĐKH) là sự thay đổi các đặc điểm mang tính thống kê của hệ thống khí hậu so với trung bình hoặc sự dao động của khí hậu trong khoảng thời gian dài thường là hàng thập kỷ hoặc lâu hơn, mà không kể đến các nguyên nhân. Sau đây là định nghĩa BĐKH của Bộ Tài nguyên và Môi trường, Việt nam: Biến đổi khí hậu (Climate Change hoặc Climatic Change) xác định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình dài hạn của một tham số hay thống kê khí hậu. Trong đó, trung bình được thực hiện trong một khoảng thời gian xác định, thường là vài thập 6 kỷ. Sự thay đổi của khí hậu được quy trực tiếp hay gián tiếp là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có thể so sánh được.4 Nguyên nhân: Nguyên nhân của sự BĐKH hiện nay, tiêu biểu là sự nóng lên toàn cầu đã được khẳng định là chủ yếu do hoạt động của con người.
Các hoạt động của con người đã tạo ra các chất thải khí nhà kính làm gia tăng hiệu ứng nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác. Có 6 loại khí nhà kính chủ yếu: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs và SF6 là nguyên nhân gây ra BĐKH, được sinh ra từ các hoạt động của con người như: các hoạt động công nghiệp (sản xuất xi măng, cán thép, sản xuất magie, nhôm…), khai thác than, sử dụng chất đốt là nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ…), sự ô nhiễm từ các bãi rác thải, việc phá rừng và thay đổi mục đích sử dụng đất…Nghị định thư Kyoto được đưa ra nhằm hạn chế và ổn định sáu loại khí nhà kính trên nhằm hạn chế sự BĐKH toàn cầu. Bên cạnh đó còn có nguyên nhân từ tự nhiên: Kiến tạo mảng: Sự chuyển động của các mảng làm tái sắp xếp các lục địa và đại dương trên toàn cầu đồng thời hình thành lên địa hình bề mặt. Điều này có ảnh hưởng đến các kiểu khí hậu khu vực và toàn cầu và các dòng tuần hoàn khí quyển- đại dương.
Hiện tượng kiến tạo mảng có thể làm tích trữ một lượng lớn cacbon và làm tăng băng hà. Hoạt động của núi lửa: Trong quá trình phun trào núi lửa các vật chất từ vỏ và lớp phủ của Trái Đất được phun lên bề mặt theo đó các mạch nước suối nóng, nham thạch, các hạt bụi, khí núi lửa được phun vào khí quyển trái đất. Núi lửa cũng là một phần của chu kỳ carbon mở rộng. Thay đổi ở đại dương: Đại dương là một nền tảng của hệ thống khí hậu.
Những dao động ngắn hạn (vài năm hoặc đến vài thập niên) và những dao động trong khoảng thời gian dài hơn đóng vai trò quan trọng trong sự tái phân bố nhiệt trong đại dương trên thế giới. 7 Thay đổi quỹ đạo Trái Đất: Những biến đổi nhỏ về quỹ đạo Trái Đất gây ra những thay đổi về sự phân bố năng lượng mặt trời theo mùa trên bề mặt Trái Đất và cách nó được phân bố trên toàn cầu. Đó là những thay đổi rất nhỏ theo năng lượng Mặt trời trung bình hàng năm trên một đơn vị diện tích, nhưng nó có thể gây biến đổi mạnh mẽ về sự phân bố các mùa và địa lý. Biến đổi khí hậu toàn cầu - Biến đổi khí hậu trong quá khứ: Thời kỳ đầu Cambri (540-500 triệu năm trước), khí hậu Trái Đất nóng hơn hiện nay- không có băng cả ở Bắc Cực và Nam Cực.
Trong thời kì Đệ tam kéo dài khoảng 18,5 triệu năm sau đó, khí hậu bắt đầu lạnh dần và đóng băng ở những vùng vĩ độ cao. Cách đây khoảng 65 triệu năm, xảy ra một chu kỳ băng hà và loài khủng long bị tiêu diệt. Khoảng 2 triệu năm trước CN, Trái Đất đã trải qua nhiều lần băng hà xen lẫn những kỳ gian băng với chu kỳ khoảng 100 nghìn năm. Trong thời kỳ Đệ tứ (pleistocen), khi con người xuất hiện, khí hậu ấm lên.
Vùng Sahara (Châu Phi) là vùng đất trù phú với lượng mưa dồi dào, dòng chảy các sông phong phú. Thời kỳ băng hà cuối cùng kết thúc cách đây khoảng 10-15 nghìn năm, đặc trưng của thời kỳ này là sự rút lui của băng hà và sự mở rộng của các vùng than bùn, sự thay đổi của trạng thái sông, hồ, cây cối và điều kiện sống của con người. BĐKH trong thời kỳ lịch sử được đặc trưng bởi những biến động khí hậu với chu kỳ vài trăm năm, trong đó bao hàm những dao động với chu kỳ ngắn hơn. - Biến đổi khí hậu hiện đại – nóng lên toàn cầu: Bắt đầu từ thời kỳ tiền công nghiệp (khoảng 1850-1870).
Biểu hiện đầu tiên là sự rút lui của các sông băng ở Na Uy và trên dãy núi Anpơ. Nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng lên ngày càng nhanh, nhất là từ đầu thế kỷ 20 đến nay, ở Bắc Cực và các vùng vĩ độ cao tăng nhiều hơn so với vùng vĩ độ thấp (gấp đôi mức trung bình toàn cầu). Theo IPCC, trong 100 năm qua (1906-2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng 0,740C. Trong 50 năm cuối, nhiệt độ trung bình tăng nhanh gấp 2 lần (0,130C/1 thập kỷ).
Thập kỷ 1991-2000 là thập kỷ nóng nhất kể từ 1861, thậm chí là trong 1000 năm qua ở Bắc bán cầu. 11/12 năm nóng nhất kể từ 1850 đều rơi vào thời kỳ 8 1995-2006. Thiên tai và các hiện tượng thời tiết cực đoan gia tăng ở nhiều nơi trên thế giới, trong đó có liên quan đến hiện tượng ESNO. Diện tích băng biển trung bình năm ở Bắc Cực đã thu hẹp 2,7%/1thập kỷ.
Riêng mùa hè giảm 7,4%/1thập kỷ. Diện tích cực đại của lớp phủ băng theo mùa ở Bắc bán cầu đã giảm 7% từ năm 1990. Những lớp băng vĩnh cửu ở Greenland (Bắc Cực) tan chảy. Ở Alaska (Bắc Mỹ), lớp băng vĩnh cửu giảm 40%, độ dày lớp băng đã giảm từ 1,2m xuống còn 0,3m.
Băng ở Nam Cực đang tan với tốc độ chậm hơn, nhưng gần đây đã tăng nhanh hơn. Mực nước biển trung bình toàn cầu đã tăng với tỷ lệ trung bình 1,8mm/năm trong thời kỳ 1961-2003 và tăng nhanh hơn với tỷ lệ 3,1mm/năm trong thời kỳ 1993-2003. Tổng cộng mực nước biển trung bình toàn cầu đã tăng 0,17m trong thế kỷ 20. Những biến đổi về lượng mưa và bốc hơi trên các đại dương được cho là do độ mặn của nước biển ở vùng vĩ độ cao và trung bình giảm, trong khi ở vùng đại dương vĩ độ thấp tăng.
Tổng quan về biểu hiện của BĐKH trong nước 1.1 Những biểu hiện của BĐKH ở Việt Nam Xu thế biến đổi của nhiệt độ: Trong khoảng 70 năm qua (chủ yếu là 50 năm gần đây), nhiệt độ trung bình năm đã tăng 0,7oC. Thập kỷ 1991-2000 là thập kỷ nóng nhất trong số liệu quan trắc. Số ngày nắng nóng tăng lên trong các thập kỷ gần đây, nhất là Trung Bộ và Nam Bộ. Số ngày rét đậm, rét hại giảm đi.
Dự tính đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 3oC (1,6-3oC), tăng ít hơn ở Tây Nguyên, Nam Trung Bộ và Nam Bộ, tăng nhiều hơn ở Tây Bắc, Đông Bắc và Bắc Trung Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999. Xu thế biến đổi của lượng mưa: Lượng mưa biến đổi không nhất quán giữa các nơi: ở Hà Nội và Tp.HCM, lượng mưa trung bình năm của các thập kỷ sau 1950 có xu thế giảm so với trước đó. Ở các tỉnh Nam Trung Bộ, lượng mưa có xu thế giảm. Riêng ở Đà Nẵng, lượng mưa có xu thế tăng, nhất là thập kỷ 1991-2000.
Số 9 ngày mưa phùn giảm rõ rệt, số ngày mưa lớn và mưa trái mùa tăng lên. Dự tính đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm ở các vùng đều tăng, 7-10% ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, 2,5% ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ so với trung bình thời kỳ 1989-1999. Đáng chú ý hơn là lượng mưa tăng chủ yếu do lượng mưa mùa mưa tăng. Trái lại, lượng mưa mùa khô giảm, trong đó giảm nhiều nhất ở Tây Nguyên và Nam Trung Bộ (15-20%).
Biến đổi của một số hiện tượng thời tiết khác: Số cơn bão trên Biển Đông giảm trong 4 thập kỷ qua (1961-2000). Số cơn bão ảnh hưởng đến Việt Nam giảm trong thập kỷ (1991-2000). Số cơn bão mạnh nhiều hơn. Mùa bão kéo dài hơn về cuối năm và số bão ảnh hưởng đến các tỉnh phía Nam có phần nhiều hơn.
Biến đổi của mực nước biển trung bình: Mực nước biển trung bình có xu thế tăng 2,5-3,0cm/1thập kỷ trong khoảng 50 năm trước. Việt Nam đứng thứ 13 trong số 16 nước hàng đầu sẽ phải chịu tác động mạnh của hiện tượng BĐKH toàn cầu trong 30 năm tới. (Theo báo cáo mới nhất của cơ quan phân tích rủi ro Maplecroft-Anh nhận định) Hình 1-1: Những nước và khu vực bị ảnh hưởng của biến đổi khí hậu 10 Thông tin từ Bộ Tài nguyên & Môi trường cho biết, theo kết quả nghiên cứu các kịch bản về biến đổi khí hậu BĐKH những năm tới do Viện Chiến lược, Chính sách Tài nguyên và Môi trường công bố: BĐKH trong thời gian tới sẽ tác động rất lớn tới các nguồn nước ở Việt Nam, đặc biệt là với hai hệ thống sông lớn là sông Hồng và sông Mê Kông. Cụ thể dòng chảy năm và dòng chảy kiệt có xu hướng thấp đi, nhưng đến mùa lũ dòng chảy lại dữ dội hơn so với nhiều năm trước.