CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP 1. Vấn đề biến đổi khí hậu và nước biển dâng 1. Khái niệm về biến đổi khí hậu và nước biển dâng a. Khái niệm về biến đổi khí hậu Khí hậu là tập hợp của những điều kiện khí quyển đặc trưng cho mỗi địa phương và phụ thuộc hoàn toàn vào hoàn cảnh địa lí của địa phương.
Hoàn cảnh địa lí không những chỉ vị trí (vĩ độ, kinh độ và độ cao) mà còn chỉ đặc điểm của mặt đất, địa hình, lớp phủ thổ nhưỡng, lớp phủ thực vật,…[9]. Khí hậu đặc biệt chịu sự chi phối bởi sự cân bằng giữa năng lượng nhận được từ Mặt trời và phần năng lượng do Trái đất phản xạ thoát ra ngoài không trung. Có 4 yếu tố chi phối chính gây thay đổi lớn và lâu dài đến khí hậu Trái đất[6]: - Yếu tố tự nhiên: (1) Sự thay đổi quỹ đạo của Trái đất khi xoay quanh Mặt trời; (2) Dao động năng lượng thoát ra từ Mặt trời (3) Thay đổi hình dạng lục địa và các đặc trưng của bề mặt. - Yếu tố con người: (4) Thay đổi thành phần khí quyển.
Theo định nghĩa của Công ước khung Liên Hiệp Quốc (UNFCCC):"Biến đổi khí hậu Trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo". Những ảnh hưởng có hại của biến đổi khí hậu là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây ra những ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của các hệ sinh thái tự nhiên và được quản lý hoặc đến hoạt động của các hệ thống kinh tế - xã hội hoặc đến sức khỏe và phúc lợi của con người. Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu Trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí 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. Nhằm hạn chế sự biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto được ký kết nhằm hạn chế 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com và ổn định 6 loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs và SF6[17]: - CO2 phát thải khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) và là nguồn khí nhà kính chủ yếu do con người gây ra trong khí quyển.
CO2 cũng sinh ra từ các hoạt động công nghiệp như sản xuất xi măng và cán thép. - CH4 sinh ra từ các bãi rác, lên men thức ăn trong ruột động vật nhai lại, hệ thống khí, dầu tự nhiên và khai thác than. - N2O phát thải từ phân bón và các hoạt động công nghiệp. - HFCs được sử dụng thay cho các chất phá hủy ozon (ODS) và HFC-23 là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất HCFC-22.
- PFCs sinh ra từ quá trình sản xuất nhôm. - SF6 sử dụng trong vật liệu cách điện và trong quá trình sản xuất magiê. Các biểu hiện của biến đổi khí hậu: - Sự nóng lên của khí quyển và Trái đất nói chung. - Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi trường sống của con người và các sinh vật trên Trái đất.
- Sự dâng cao mực nước biển do băng tan, dẫn tới sự ngập úng ở các vùng đất thấp, các đảo nhỏ trên biển. - Sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng khác nhau của Trái đất dẫn tới nguy cơ đe dọa sự sống của các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người. - Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hoá khác. - Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành phần của thuỷ quyển, sinh quyển, các địa quyển.
Bằng chứng về sự nóng lên của hệ thống khí hậu được thể hiện ở sự gia tăng nhiệt độ trung bình của không khí và đại dương trên toàn cầu, tình trạng băng tan và tăng mực nước biển trung bình trở nên phổ biến. Giai đoạn từ năm 1995 đến 2006 được xếp vào những năm có nhiệt độ bề mặt Trái đất nóng kỷ lục tính từ năm 1850. Xu thế nhiệt độ tăng trong 100 năm (kể từ 1906-2005) trung bình là 0,74oC (từ 0,56oC đến 0,92oC), lớn hơn xu thế được đưa ra trong báo cáo đánh giá lần thứ 3 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com của IPCC là từ 0,6oC (từ 0,4oC đến 0,8oC) trong giai đoạn từ năm 1901-2000. Sự gia tăng nhiệt độ đang trở nên phổ biến trên toàn cầu và tăng nhiều hơn ở khu vực có vĩ độ Bắc cao.
Khu vực đất liền nóng lên nhanh hơn so với các đại dương. Những thay đổi về nồng độ khí nhà kính trong khí quyển, các sol khí, độ che phủ đất và bức xạ mặt trời đã làm thay đổi sự cân bằng năng lượng của hệ thống khí hậu. Lượng khí thải nhà kính trên toàn cầu do con người tạo ra đã tăng khoảng 70% so với thời kỳ trước cách mạng công nghiệp trong khoảng thời gian từ 1970 đến năm 2004. Mực nước biển dâng Thủy triều ở biển thay đổi theo thời gian là do tác động của Mặt trăng, Mặt trời và các yếu tố khí hậu khác, trong đó tác động của Mặt trăng và Mặt trời là yếu tố chính.
Vì vậy, thủy triều ở biển lên xuống theo thời gian có tính chu kỳ ngày đêm, nửa tháng, một tháng, một năm và nhiều năm. Mực nước đỉnh triều, chân triều chịu sự tác động chính của Mặt trăng, Mặt trời và các yếu tố khí hậu bình thường, ngoài ra còn chịu tác động của các yếu tố khí hậu bất bình thường không mang tính quy luật nên rất khó cho việc nghiên cứu chu kỳ nhiều năm. Mực nước trung bình là yếu tố có tính ổn định cao, ít bị ảnh hưởng của những hiện tượng khí hậu bất thường. Vì vậy để nghiên cứu chu kỳ nhiều năm người ta thường nghiên cứu sự biến đổi mực nước biển trung bình.
Ở Việt Nam có 3 trạm hải văn có số liệu nhiều năm là Hòn Dấu (Hải Phòng), Sơn Trà (Đà Nẵng) và Vũng Tàu (Bà Rịa – Vũng Tàu). Thủy triều ở Hòn Dấu có chế độ nhật triều ngày lên xuống một lần có biên độ lớn từ 4,0m – 4,5m và có thời gian quan trắc dài từ năm 1961 đến năm 2006. Thủy triều ở Sơn Trà có chế độ bán nhật triều ngày lên xuống hai lần có biên độ nhỏ từ 1,0 đến 2,0m. Thủy triều ở Vũng Tàu có chế độ bán nhật triều ngày lên xuống hai lần có biên độ lớn từ 4,0m – 4,5 m, tài liệu quan trắc thu thập được từ năm 1982 đến năm 2007.
Trong 25 năm (1982 - 2007) mực nước trung bình năm cao nhất của trạm Vũng Tàu là -18cm vào năm 1996 và thấp nhất là -36cm năm 1982 (cao độ Quốc 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Biến trình mực nước trung bình nhiều năm ở Vũng Tàu và Hòn Dấu tuy thay đổi nhưng vẫn có tính chu kỳ, tuy vậy việc xác định chính xác rất khó khăn. Biến trình mực nước bình quân 5 năm liên tục ở Hòn Dấu và Vũng Tàu có chu kỳ khoảng 18 – 20 năm. Kiểm tra lại với biến trình mực nước bình quân liên tục 10 năm ở Hòn Dấu cũng cho thấy tính chu kỳ nhiều năm của thủy triều là khoảng 18 – 20 năm.
Biến trình mực nước trung bình 18 năm của Hòn Dấu và Vũng Tàu đều cho thấy sự gia tăng mực nước biển [7]: - Ở Hòn Dấu trong vòng 40 năm, mực nước biển trung bình 18 năm sau (1984 – 2001) cao hơn mực nước biển trung bình 18 năm trước (1964 – 1981) là 58,5 mm. Tính ra độ gia tăng trung bình của nước biển ở Hòn Dấu là khoảng 3,0mm/năm. Dùng quan hệ H 18 năm ~ T thì trung bình mỗi năm gia tăng 1,7 mm. - Ở Vũng Tàu trong vòng 25 năm (1982 đến 2007) mực nước biển trung bình 18 năm (1990 – 2007) cao hơn mực nước biển trung bình 18 năm (1982 – 1999) là 34,4 mm.
Tính trung bình mỗi năm gia tăng 5mm. Dùng quan hệ H 18 năm ~ T thì trung bình mỗi năm gia tăng 4,7 mm. Biến trình mực nước lớn nhất trung bình nhiều năm cũng cho thấy sự gia tăng rõ rệt: - Ở Hòn Dấu mực nước lớn nhất trung bình trong 18 năm (1989 - 2006) cao hơn mực nước trung bình lớn nhất 18 năm (1962 – 1982) là 120 mm, trung bình mỗi năm gia tăng 5mm. Mực nước lớn nhất theo quan hệ H 18 năm ~ T tăng trung bình 3,4 mm mỗi năm.
- Ở Vũng Tàu mực nước lớn nhất trung bình 18 năm (1990 – 2007) cao hơn mực nước lớn nhất trung bình 18 năm (1982 – 1999) là 46,7 mm, trung bình mỗi năm gia tăng 5,8 mm. Dùng quan hệ H max18 năm ~ T thì mực nước lớn nhất trung bình - 3 - 18 năm (1990 – 2007) cao hơn mực nước lớn nhất trung bình 18 năm (1982 – 1999) là 6,2 mm mỗi năm. Biến trình mực nước thấp nhất ở cả Hòn Dấu và Vũng Tàu đều chưa phát hiện thấy sự gia tăng. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Sự gia tăng mực nước biển chủ yếu là do sự gia tăng mực nước đỉnh triều.
Theo quan hệ H max18 năm ~ T thì mỗi năm ở Hòn Dấu tăng khoảng 3,4 mm mỗi năm và ở Vũng Tàu tăng khoảng 6,2 mm mỗi năm. Đây là một nhân tố gây ngập lụt ở những vùng thấp trũng ở ĐBSCL. Hình 1: Biến trình mực nước trung bình 5 năm tại Hòn Dấu và Vũng Tàu Hình 1.1: Biến trình mực nước trung bình 10 năm tại Hòn Dấu và Vũng Tàu (Nguồn: Nguyễn Đức Khâm, 2009 [7]) 1. Các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường xây dựng và công bố năm 2012.
Các tính toán trong kịch bản đã khai thác tối đa các nguồn số liệu, dữ liệu, các điều kiện khí hậu cụ thể của Việt Nam cập nhật đến năm 2010 và sản phẩm của các mô hình khí hậu, công cụ thống kê được lựa chọn, xây dựng chuyên biệt cho Việt Nam.