Dự đoán biến đổi hạn hán ở Việt Nam từ sản phẩm mô hình khí hậu khu vực

Luận văn thạc sĩ HUS phân tích sự biến đổi hạn hán ở Việt Nam dựa trên mô hình khí hậu khu vực, cung cấp cái nhìn sâu sắc về vấn đề này.

• Tác giả: Ngô Thị Thanh Hương
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Thanh Hằng
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khí tượng - Khí hậu học
• Đề tài: Dự tính sự biến đổi của hạn hán ở Việt Nam từ sản phẩm của mô hình khí hậu khu vực
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN
• 1.1. Các định nghĩa và phân loại hạn hán
• 1.1.1. Khái niệm hạn hán
• 1.1.2. Phân loại hạn hán
• 1.2. Các đặc trưng của hạn hán
• 1.3. Các nguyên nhân gây ra hạn hán và tình trạng hạn hán ở nước ta trong thời gian qua
• 1.4. Tổng quan các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.5. Một vài chỉ số hạn hán
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH KHÍ HẬU KHU VỰC REGCM3 VÀ NGUỒN SỐ LIỆU
• 2.1. Giới thiệu mô hình khí hậu khu vực RegCM3
• 2.2. Sơ lược về kịch bản biến đổi khí hậu
• 2.3. Một số chỉ số đánh giá thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ DỰ TÍNH SỰ BIẾN ĐỔI HẠN HÁN Ở CÁC VÙNG KHÍ HẬU VIỆT NAM GIAI ĐOẠN (2011-2050)
• 3.1. Kết quả tính toán các chỉ số hạn hán thời kỳ chuẩn (1970-1999)
• 3.2. Kết quả sai số của nhiệt độ và lượng mưa
• 3.3. Kết quả tính của chỉ số J
• 3.4. Kết quả tính của chỉ số Ped
• 3.5. Kết quả dự tính hạn cho thời kỳ tương lai (2011-2050)
• 3.5.1. Kết quả dự tính hạn theo kịch bản A1B
• 3.5.2. Kết quả dự tính hạn theo kịch bản A2
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về dự đoán biến đổi hạn hán ở Việt Nam

Dự đoán biến đổi hạn hán ở Việt Nam là một vấn đề cấp bách trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu. Hạn hán không chỉ ảnh hưởng đến nông nghiệp mà còn tác động đến đời sống của người dân và phát triển kinh tế. Việc sử dụng mô hình khí hậu khu vực để dự đoán tình hình hạn hán giúp các nhà quản lý có cái nhìn tổng quan và đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời.

1.1. Khái niệm và tầm quan trọng của hạn hán

Hạn hán được định nghĩa là tình trạng thiếu hụt lượng mưa trong một khoảng thời gian dài. Tình trạng này có thể gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho nông nghiệp và nguồn nước. Theo Wilhite (2000), hạn hán là một trong những thiên tai khó dự đoán nhất, do đó việc nghiên cứu và dự đoán là rất cần thiết.

1.2. Tình hình hạn hán ở Việt Nam hiện nay

Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của hạn hán, đặc biệt là ở các vùng miền Trung và Tây Nguyên. Theo thống kê, nhiều năm qua, tình trạng hạn hán đã gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp và đời sống người dân, đặc biệt trong các năm 1992-1993 và 1997-1998.

II. Vấn đề và thách thức trong dự đoán hạn hán

Dự đoán hạn hán ở Việt Nam gặp nhiều thách thức do sự biến đổi khí hậu và các yếu tố tự nhiên. Các mô hình khí hậu hiện tại vẫn chưa hoàn toàn chính xác trong việc dự đoán lượng mưa và nhiệt độ. Điều này dẫn đến khó khăn trong việc lập kế hoạch ứng phó với hạn hán.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến dự đoán hạn hán

Các yếu tố như hiện tượng El Nino, sự thay đổi của khí hậu và hoạt động của con người đều có tác động lớn đến tình hình hạn hán. Việc hiểu rõ các yếu tố này là rất quan trọng để cải thiện độ chính xác của các mô hình dự đoán.

2.2. Khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu khí tượng và thủy văn ở Việt Nam còn nhiều hạn chế. Nhiều khu vực thiếu trạm quan trắc, dẫn đến việc thiếu thông tin chính xác để dự đoán tình hình hạn hán. Điều này làm giảm khả năng ứng phó kịp thời với các tình huống khẩn cấp.

III. Phương pháp dự đoán biến đổi hạn hán hiệu quả

Để dự đoán biến đổi hạn hán, các nhà nghiên cứu thường sử dụng mô hình khí hậu khu vực như RegCM3. Mô hình này giúp phân tích các kịch bản phát thải khí nhà kính và dự đoán tình hình hạn hán trong tương lai.

3.1. Mô hình khí hậu khu vực RegCM3

RegCM3 là một trong những mô hình khí hậu khu vực được sử dụng phổ biến để dự đoán biến đổi khí hậu và hạn hán. Mô hình này cho phép phân tích các yếu tố khí hậu và đưa ra các kịch bản dự đoán chính xác hơn.

3.2. Các kịch bản phát thải khí nhà kính

Các kịch bản A1B và A2 được sử dụng để dự đoán tình hình hạn hán trong giai đoạn 2011-2050. Những kịch bản này giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về tác động của biến đổi khí hậu đến tình hình hạn hán ở Việt Nam.

IV. Ứng dụng thực tiễn của dự đoán hạn hán

Kết quả dự đoán hạn hán có thể được ứng dụng trong quản lý nguồn nước và phát triển nông nghiệp bền vững. Các nhà quản lý có thể sử dụng thông tin này để lập kế hoạch ứng phó và giảm thiểu thiệt hại do hạn hán gây ra.

4.1. Quản lý nguồn nước hiệu quả

Dự đoán hạn hán giúp các nhà quản lý lập kế hoạch sử dụng nguồn nước hợp lý, đảm bảo cung cấp nước cho nông nghiệp và sinh hoạt. Việc này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh hạn hán ngày càng gia tăng.

4.2. Phát triển nông nghiệp bền vững

Thông tin dự đoán hạn hán có thể giúp nông dân lựa chọn giống cây trồng phù hợp và điều chỉnh lịch gieo trồng. Điều này giúp giảm thiểu thiệt hại do hạn hán và nâng cao năng suất nông nghiệp.

V. Kết luận và tương lai của dự đoán hạn hán ở Việt Nam

Dự đoán biến đổi hạn hán ở Việt Nam là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng và cần thiết. Việc cải thiện độ chính xác của các mô hình dự đoán sẽ giúp các nhà quản lý có những quyết định kịp thời và hiệu quả hơn trong ứng phó với hạn hán.

5.1. Tương lai của nghiên cứu hạn hán

Nghiên cứu về hạn hán sẽ tiếp tục được phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ và dữ liệu lớn. Các mô hình khí hậu sẽ ngày càng chính xác hơn, giúp dự đoán tình hình hạn hán hiệu quả hơn.

5.2. Vai trò của cộng đồng trong ứng phó hạn hán

Cộng đồng cần được nâng cao nhận thức về hạn hán và các biện pháp ứng phó. Sự tham gia của cộng đồng trong quản lý nguồn nước và nông nghiệp bền vững là rất quan trọng để giảm thiểu thiệt hại do hạn hán.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về hạn hán. Chương này giới thiệu một cách tổng quát về hạn hán, nguyên nhân, các đặc trưng hạn hán và kết quả nghiên cứu của một số tác giả trên thế giới và Việt Nam. Chương 2: Mô hình khí hậu khu vực và nguồn số liệu. Ở đây trình bày khái quát về mô hình RegCM3, nguồn số liệu tính toán các chỉ số hạn và phương pháp tính.

Chương 3: Kết quả dự tính sự biến đổi của hạn hán ở các vùng khí hậu Việt Nam giai đoạn (2011-2050). Chương này đưa ra các kết quả tính toán các chỉ số hạn hán thời kỳ chuẩn (1970-1999) và thời kỳ tương lai (2011-2050) theo hai kịch bản A1B và A2. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN 1. Các định nghĩa và phân loại hạn hán 1.

Khái niệm hạn hán Hạn hán là một phần tự nhiên của khí hậu mặc dù nó vẫn bị nhầm lẫn là sự kiện hiếm và ngẫu nhiên. Hiện tượng hạn hán có thể xảy ra ở hầu hết tất cả các vùng khí hậu, với các đặc tính của hạn biến đổi đáng kể từ vùng này sang vùng khác. Hạn hán là một sự sai khác theo thời gian, rất khác với sự khô hạn. Bởi khô hạn bị giới hạn trong những vùng lượng mưa thấp, nhiệt độ cao và là một đặc trưng lâu dài của khí hậu (Wilhite, 2000).

So với các thảm họa tự nhiên như: xoáy, lũ lụt, động đất, sự phun trào núi lửa, và sóng thần có sự khởi đầu nhanh chóng, có ảnh hưởng trực tiếp và có cấu trúc, thì hạn hán lại ngược lại. Hạn hán khác với các thảm họa tự nhiên khác theo các khía cạnh quan trọng sau (Wilhite, 2000): - Không tồn tại một định nghĩa chung về hạn hán. - Hạn hán có sự khởi đầu chậm, là hiện tượng từ từ, dẫn đến khó có thể xác định được sự bắt đầu và kết thúc một sự kiện hạn. - Thời gian hạn dao động từ vài tháng đến vài năm, vùng trung tâm và vùng xung quanh bị ảnh hưởng bởi hạn hán có thể thay đổi theo thời gian.

- Không có một chỉ thị hoặc một chỉ số hạn đơn lẻ nào có thể xác định chính xác sự bắt đầu và mức độ khắc nghiệt của sự kiện hạn cũng như các tác động tiềm năng của nó. - Phạm vi không gian của hạn hán thường lớn hơn nhiều so với các thảm họa khác, do đó các ảnh hưởng của hạn thường trải dài trên nhiều vùng địa lý lớn. - Các tác động của hạn nhìn chung không theo cấu trúc và khó định lượng. Các tác động tích lũy lại và mức độ ảnh hưởng của hạn sẽ mở rộng khi các sự kiện hạn tiếp tục kéo dài từ mùa này sang mùa khác hoặc sang năm khác.

3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Mặt khác, hạn hán ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực kinh tế và xã hội nên các định nghĩa về hạn sẽ được đưa ra theo nhiều cách tiếp cận khác nhau: như các ngưỡng sử dụng, theo mục đích sử dụng, khu vực, địa phương… Hơn nữa, hạn xảy ra với tần suất thay đổi gần như ở tất cả các vùng trên toàn cầu, các tác động của hạn đến nhiều lĩnh vực cũng khác nhau theo không gian và thời gian. Như vậy để có được một định nghĩa chung nhất về hạn hán thì rất khó. Theo Wilhite (2000), tác giả cho rằng mặc dù các nhân tố khí hậu (nhiệt độ cao, gió mạnh, độ ẩm tương đối thấp) thường gắn liền với hạn hán ở nhiều vùng trên thế giới và có thể làm nghiêm trọng thêm mức độ hạn, song lượng mưa vẫn là nhân tố ảnh hưởng chính gây ra hạn hán và tác giả cũng đã đưa ra một định nghĩa về hạn: “hạn hán là kết quả của sự thiếu hụt lượng mưa tự nhiên trong một thời kỳ dài, thường là một mùa hoặc lâu hơn”. Chính vì vậy, hạn hán thường được gắn liền với các khoảng thời điểm (mùa hạn chính, sự khởi đầu muộn của mùa mưa, sự xuất hiện mưa trong mối liên hệ với các giai đoạn sinh trưởng chính của cây trồng) và đặc tính của mưa (cường độ mưa, các đợt mưa).

Với các thời điểm hạn xuất hiện khác nhau sẽ dẫn đến các sự kiện hạn khác nhau về tác động, phạm vi ảnh hưởng cũng như các đặc tính khí hậu của hạn khác nhau.2 Phân loại hạn hán Hạn hán có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau, nhưng phổ biến nhất là phân thành bốn loại hạn cơ bản: hạn khí tượng, hạn nông nghiệp, hạn thủy văn, hạn kinh tế xã hội. Hạn khí tượng (Meteorological Drought): thường là một biểu hiện về sự chênh lệch (thiếu hụt ) lượng giáng thủy trong suốt một khoảng thời gian nào đó. Các ngưỡng đã được chọn, (như 50 % lượng mưa chuẩn của thời kì 6 tháng) sẽ biến đổi theo nhu cầu và ứng dụng của người sử dụng ở từng địa phương. Những trị số đo khí tượng là những chỉ số đầu tiên của hạn hán.

Hạn nông nghiệp (Agricultural Drought): Hạn nông nghiệp thường xảy ra ở nơi độ ẩm đất không đáp ứng đủ nhu cầu của một cây trồng cụ thể ở thời gian nhất 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] định và cũng ảnh hưởng đến vật nuôi và các hoạt động nông nghiệp khác. Mối quan hệ giữa lượng mưa và lượng mưa thấm vào đất thường không được chỉ rõ. Sự thẩm thấu lượng mưa vào trong đất sẽ phụ thuộc vào các điều kiện ẩm trước đó, độ dốc của đất, loại đất, cường độ của sự kiện mưa. Các đặc tính của đất cũng biến đổi.

Ví dụ, một số loại đất có khả năng giữ nước tốt hơn, nên nó giữ cho các loại đất đó ít bị hạn hơn. Hạn thuỷ văn (Hydrological Drought): Hạn thủy văn liên quan đến sự thiếu hụt nguồn nước mặt và các nguồn nước mặt phụ. Nó được lượng hóa bằng dòng chảy, tuyết, mực nước hồ, hồ chứa và nước ngầm. Thường có sự trễ thời gian giữa sự thiếu hụt mưa, tuyết, hoặc ít nước trong dòng chảy, hồ, hồ chứa, làm cho các giá trị đo đạc của thủy văn không phải là chỉ số hạn sớm nhất.

Cũng giống như hạn nông nghiệp, hạn thủy văn không chỉ ra được mối quan hệ rõ ràng giữa lượng mưa và trạng thái cung cấp nước bề mặt trong các hồ, bể chứa, tầng ngập nước, dòng suối. Các thành phần của hệ thống thủy văn rất hữu ích cho những mục tiêu cạnh tranh và phức tạp, như sự tưới tiêu, tái tạo lại, ngành du lịch, kiểm soát lũ lụt, vận chuyển, sản xuất năng lượng thủy nhiệt điện, cung cấp nước trong nhà, bảo vệ các loài vật nguy hiểm và việc quản lý và bảo tồn môi trường và xã hội. Hạn kinh tế-xã hội khác hoàn toàn với các loại hạn khác. Bởi nó phản ánh ánh mối quan hệ giữa sự cung cấp và nhu cầu hàng hóa kinh tế (ví dụ như cung cấp nước, thủy điện), nó phụ thuộc vào lượng mưa.

Sự cung cấp đó biến đổi hàng năm như là một hàm của lượng mưa và nước. Nhu cầu nước cũng dao động và thường có xu thế dương do sự tăng dân số, sự phát triển của đất nước và các nhân tố khác nữa. Các đặc trƣng của hạn hán Mỗi đợt hạn hán thường khác nhau bởi ba đặc trưng sau đây: cường độ, thời gian, sự trải rộng theo không gian của hạn hán (Wilhite, 2000; Singh, 2006). - Cường độ hạn hán được định nghĩa là mức độ thiếu hụt lượng mưa hay mức độ ảnh hưởng hạn hán kết hợp với sự thiếu hụt đó.

Nó thường được xác định 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] bởi sự trệch khỏi mức độ trung bình của các chỉ số khí hậu và liên quan mật thiết với thời gian xác định ảnh hưởng của hạn. - Thời gian hạn hán chỉ khoảng thời gian một đợt hạn hán kéo dài, thông thường nó kéo dài ít nhất là hai đến ba tháng để chắc chắn là hạn hán, sau đó có thể kéo dài hàng tháng hàng năm. - Hạn hán còn có sự khác nhau theo không gian. Hạn có thể xảy ra trên nhiều vùng với diện tích hàng trăm km2 nhưng với mức độ gần như không nghiêm trọng và thời gian tương đối ngắn.

Hạn lục địa có thể trải rộng trên nhiều vùng với diện tích hàng trăm, hàng nghìn km2, đặc biệt là các trường hợp nghiêm trọng hạn có thể trải rộng hàng triệu km2, có khi chiếm gần nửa đại lục (WMO, 1975). Diện tích bị ảnh hưởng bởi hạn hán có thể tăng dần lên khi hạn nghiêm trọng xảy ra và các vùng hạn hán có cường độ hạn cực đại cũng sẽ thay đổi từ mùa này sang mùa khác. Các nguyên nhân gây ra hạn hán và tình trạng hạn hán ở nƣớc ta trong thời gian qua Nguyên nhân gây ra hạn hán Theo Nguyễn Đức Ngữ (2002), hạn hán xảy ra do thời tiết bất thường gây nên lượng mưa thường xuyên ít ỏi hoặc nhất thời thiếu hụt lượng mưa. Thường hạn hán bắt nguồn từ các nguyên nhân sau: - Hạn hán do mưa quá ít, lượng mưa không đáng kể trong một thời gian dài, hầu như quanh năm, đây là tình trạng khá phổ biến trên các vùng khô hạn và bán khô hạn.

- Hạn hán do lượng mưa trong một thời gian dài thấp hơn rõ rệt so với mức nhiều năm cùng kỳ. Tình trạng này có thể xảy ra cả ở nhiều vùng mưa. - Mưa không ít lắm, nhưng trong một thời gian nhất định trước đó không mưa hoặc mưa chỉ đáp ứng nhu cầu tối thiểu của sản xuất và môi trường xung quanh. Đây là tình trạng phổ biến trên các vùng khí hậu gió mùa, có sự khác biệt rõ 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] rệt về mưa giữa mùa mưa và mùa khô.

Bản chất và tác động của hạn hán gắn liền với định nghĩa về hạn hán. - Hiện tượng El Nino cũng tác động khá mạnh đến tình trạng hạn hán. Năm El Nino, lượng mưa giảm, nhiệt độ bức xạ mặt trời tăng lên, bốc hơi tăng mạnh nên dễ gây hạn hán (như Bangladet). Ở Việt Nam, năm 1998 xảy ra hiện tượng El Nino dẫn tới hạn hán nghiêm trọng ở Tây Nguyên.

Ngoài ra một số nguyên nhân do hoạt động của con người cũng có thể gây ra hạn hán. Trước hết là do tình trạng phá rừng bừa bãi làm mất nguồn nước ngầm dẫn đến cạn kiệt nguồn nước; việc trồng cây không phù hợp, vùng ít nước cũng trồng cây cần nhiều nước (như lúa) làm cho việc sử dụng nước quá nhiều, dẫn đến việc cạn kiệt nguồn nước; thêm vào đó công tác quy hoạch sử dụng nước, bố trí công trình không phù hợp, làm cho nhiều công trình không phát huy được tác dụng.