CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE LĨNH VUC NGHIÊN CỨU VA VUNG NGHIEN CUU 1.1 Tổng quan về Biến đổi khí hậu và lĩnh vực nghiên cứu 1.1 Biến đổi khí hậu trên thé giới Biến đổi khí hậu do hiện tượng nhà kính bắt nguồn từ sự phát thải quá mức vào khí quyền các khí có hiệu ứng nhà kính do các hoạt động kinh tế xã hội của con người. Theo dự báo của các nhà khoa học nếu như tình hình phát thải khí nhà kính không giảm thì vào năm 2030 mật độ của khí CO; trong khí quyền sẽ tăng gấp đôi so với thời kỳ tiền công nghiệp. Hiệu ứng nhà kính làm nhiệt độ trái đất tăng lên kéo theo hàng loạt các yếu tố khí hậu khác như: lượng mưa, độ ầm, bức xạ. thay đổi theo.
Theo dự báo, nhiệt độ mặt đất và tầng đối lưu tăng lên, tại tầng bình lưu nhiệt độ lại giảm, từ độ cao 15+18 km xuống mặt đất nhiệt độ tăng lên 1 + 40°C, từ vi độ 50°B đến Bắc cực tăng thêm 1 độ, từ vĩ độ 50°N đến Nam cực tăng thêm từ 1 + 2°C so với vùng vĩ độ thấp. Ở vùng Bắc bán cầu từ vĩ độ 30°B trở lên, về mùa Đông (tháng 10 đến tháng 4 năm sau) nhiệt độ tăng thêm 4 + 12°C. Ngược lại vào mùa hẻ (tháng 6, 7, 8) chỉ tăng thêm khoảng 2°C ở vùng vĩ độ từ 30°B trở xuống, vào các tháng 11, 12 cũng có thé tăng đến 4°C. Mưa trở nên thất thường hơn.
Cường độ mưa thay đổi. Những vùng mưa nhiều, lượng mưa trở nên nhiều hơn, cường độ mưa lớn hơn. Các vùng hạn trở nên hạn hơn. Khi tăng gấp đôi lượng phát thải khí CO», lượng mưa tăng ở các vùng vĩ tuyến cao và các vùng nhiệt đới trong tất các các mùa trong năm, còn ở vĩ tuyến trung bình về mùa đông, lượng mưa tăng 10 + 20%, ở các vùng từ vĩ độ 35 + 55°N lượng mưa tăng không đáng kể.
Theo các kết quả nghiên cứu cho thấy bốc hoi thay đổi theo 4 mùa, nếu lượng mưa tăng 10 + 30% thì lượng bốc hơi tăng 10 + 15%. Sự nóng lên toàn câu là rât rõ ràng với những biêu hiện của sự tăng nhiệt độ không khí và đại dương, sự tan băng diện rộng và qua đó là mức tăng mực nước biên trung bình toàn câu. Các quan trac cho thay răng nhiệt độ tăng trên toàn cau và tăng nhiêu hơn ở các vĩ độ cực Bắc. Trong 100 năm qua (1906 - 2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,74°C, tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trước đó.
Theo báo cáo gần đây của WMO, 2010 là năm nóng nhất trong lịch sử, với mức độ tương tự như các năm 1998 và 2005. Ngoài ra, trong mười năm qua tính từ năm 2001, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã cao hơn nửa độ so với giai đoạn 1961 - 1990, mức cao nhất từng được ghi nhận đối với bất kì một giai đoạn 10 năm nào ké từ khi bat đầu quan trắc khí hậu bằng thiết bị đo đạc (Michel Jarraud, 2011). Theo số liệu của NOAA (Hoa Kỳ), tháng 6 năm 2010 được ghi nhận là tháng nóng nhất trên toàn thế giới kế từ năm 1880, khi các quan trắc khí tượng được thực hiện một cách tương đối hệ thống. Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 30°B thời kỳ 1901 - 2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kê từ giữa những năm 1970.
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, ké cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm di (IPCC, 2007). Trên phạm vi toàn cầu, biến đổi của xoáy thuận nhiệt đới (XTND) chịu sự chi phối của biến đổi nhiệt độ nước biển, của hoạt động ENSO và sự thay đôi quỹ đạo của chính XTNĐ.
Xu thế tăng cường hoạt động của XTNĐ rõ rệt nhất ở Bắc, Tây Nam Thái Bình Dương và An Độ Dương (IPCC, 2010). Trong thế kỷ 20 cũng với sự tăng lên của nhiệt độ không khí có sự suy giảm khối lượng băng trên phạm vi toàn cầu. Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung bình hang năm ở Bắc Băng Dương giảm khoảng 2,1 - 3,3% mỗi thập ky (IPCC, 2007). Sự nóng lên của khí hậu đã được minh chứng rõ ràng thông qua số liệu quan trắc ghi nhận sự tăng lên của nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước bién trung bình toàn cầu, sự tan chảy nhanh của lớp băng, làm tăng mực nước biển trung bình toàn cầu (IPCC, 2007).
Mực nước biên tăng phù hợp với xu thế nóng lên do có sự đóng góp của: Hiện tượng giãn nở nhiệt của đại dương; Tan băng ở Greenland, Nam Cực và các khu vực khác; Thay đổi khả năng giữ nước ở đất liền. Theo các nhà khoa học về biến đổi khí hậu (BDKH) toàn cầu và nước biển dâng cho thấy, đại đương đã nóng lên đáng ké từ cuối thập kỷ 1950. Các nghiên cứu từ số liệu quan trắc trên toàn cầu cho thấy, mực nước biển trung bình toàn cầu trong thời kỳ 1961 - 2003 đã dâng với tốc độ 1,8 + 0,5 mm/năm, trong đó, đóng góp do giãn nở nhiệt khoảng 0,42 + 0,12 mm/năm và tan băng khoảng 0,7 + 0,5 mm/năm (IPCC, 2007). Nghiên cứu cập nhật năm 2009 cho rằng, tốc độ mực nước biển trung bình toản cầu dâng khoảng 1,8 mm/năm (Chuch và White, 2009).
Mực nước biển thay đổi không đồng đều trên toàn bộ đại dương thế giới. Một số vùng tốc độ dâng có thể gấp một vài lần tốc độ dâng trung bình toàn cau trong khi mực nước biển ở một số vùng khác lại có thé hạ thấp. Xu thế tăng của mực nước trung bình xuất hiện hầu hết tại các trạm quan trắc trên toàn cầu, mặc dù vẫn xuất hiện một số khu vực có xu hướng giảm như ở bờ biển phía Đông của Nam Mỹ và khu vực ven biển phía Nam Alaska và Đông Bắc Canada, vùng biển Scandinavia. Trên quy mô toàn cau, xu thé biến đổi của mực nước biển tăng mạnh ở ven bờ Tây Thái Bình Dương có xu thế giảm ở bờ Đông Thái Binh Dương (Hình 1.1 Phân bố xu thé mực nước biển trung bình toàn cầu theo số liệu vệ tỉnh (Nguôn: CNES/LEGOS/CLS, 2010) 1.2 Biến đổi khí hậu ở Việt Nam Việt Nam là một trong 5 quốc gia trên thế giới bị tác động nhiều nhất của hiện tượng BDKH mà cụ thé là hiện tượng nước biển dâng cao - hậu quả tăng nhiệt độ làm bề mặt trái đất nóng lên do phát thải khí nhà kính.
Ở Việt Nam, xu thé biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa là rât khác nhau trên các vùng. Các phương pháp và nguồn số liệu để xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam được kế thừa từ các nghiên cứu trước đây và được cập nhật đến năm 2010. Thời ky 1980 - 1999 được chon là thời kỳ cơ sở dé so sánh sự thay đôi của khí hậu và nước biển dâng. Sự thay đổi về nhiệt độ Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,5°C trên phạm vi cả nước và lượng mưa có xu hướng giảm ở phía Bắc và tăng ở phía Nam lãnh thô.
Nhiệt độ mùa đông thì tăng nhanh hơn so với mùa Hè và nhiệt độ vùng sâu trong đất liền tăng nhanh hơn so với nhiệt độ vùng ven biển và hải đảo. Lượng mưa ngày một tăng cao. Vào mùa đông, nhiệt độ tăng nhanh hơn cả là ở Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ (khoảng 1,3 - 1,5°C/50 năm). Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ có nhiệt độ tháng I tăng chậm hơn so với các vùng khí hậu phía Bắc (khoảng 0,6 - 0,9°C/50 năm).
Tính trung bình cho cả nước, nhiệt độ mùa đông ở nước ta đã tăng lên 1,2°C/50 năm. Nhiệt độ tháng VII tăng khoảng 0,3 - 0,5°C/50 năm trên tất cả các vùng khí hậu của nước ta. Nhiệt độ trung bình năm tăng 0,5 - 0,6°C/50 năm ở Tây Bắc, Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ còn mức tăng nhiệt độ trung bình năm ở Nam Trung Bộ thấp hơn, chỉ vào khoảng 0,3°C/50 năm. Xu thế chung của nhiệt độ là tăng trên hầu hết các khu vực, tuy nhiên, có những khu vực nhỏ thuộc vùng ven biển Trung Bộ và Nam Bộ như Thừa Thiên — Huế, Quảng Ngãi, Tiền Giang có xu hướng giảm của nhiệt độ.
Đáng lưu ý là ở những nơi này, lượng mưa tăng trong cả hai mùa: Mùa khô và mùa mưa. Mức thay đổi nhiệt độ cực đại trên toàn Việt Nam nhìn chung dao động trong khoảng từ -3°C đến 3°C. Mức thay đổi nhiệt độ cực tiểu chủ yếu dao động trong khoảng -5°C đến 5°C. Xu thế chung của nhiệt độ cực đại và cực tiểu là tăng, tốc độ tăng của nhiệt độ cực tiểu nhanh hơn so với nhiệt độ cực đại, phù hợp với xu thế chung của biến đổi khí hậu toàn câu.
Theo kịch bản phát thải thấp: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm tăng từ 1,6 đến 2,2°C trên phan lớn diện tích phía Bắc lãnh thổ và đưới 1,6°C ở đại bộ phận diện tích phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào). Theo kịch bản phát thải trung bình: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình tăng từ 2 đến 3°C trên phần lớn diện tích cả nước, riêng khu vực từ Hà Tĩnh đến Quảng TrỊ có nhiệt độ trung bình tăng nhanh hơn so với những nơi khác. Nhiệt độ thấp nhất trung bình tăng từ 2,2 đến 3,0°C, nhiệt độ cao nhất trung bình tăng từ 2,0 đến 3,2°C. Số ngày có nhiệt độ cao nhất trên 35°C tăng từ 15 đến 30 ngày trên phần lớn diện tích cả nước.
Theo kịch bản phát thải cao: Đến cuối thé kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm có mức tăng phô biến từ 2,5 đến trên 3,7°C trên hầu hết diện tích nước ta. Sự thay đổi về lượng mưa Lượng mưa mùa khô (tháng XI - IV) tăng lên chút ít hoặc thay đổi không đáng ké ở các vùng khí hậu phía Bắc tăng mạnh mẽ ở các vùng khí hậu phía Nam. Lượng mưa mùa mưa (tháng V - X) giảm từ 5 đến hơn 10% trên đa phần diện tích phía Bắc nước ta và tăng khoảng 5 đến 20% ở các vùng khí hậu phía Nam.