Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khí hậu là một trong những thành phần tự nhiên giữ vai trò chi phối mạnh mẽ đối với sự hình thành, phát triển của các yếu tố cảnh quan tự nhiên khác như thủy văn, thổ nhưỡng, thảm thực vật; đồng thời tác động trực tiếp đến đời sống xã hội và hoạt động sản xuất của con người, đặc biệt là sản xuất nông nghiệp. Mặc dù diện tích đất liền chỉ hơn 300.000 km², lãnh thổ Việt Nam có sự phân hóa khí hậu hết sức phức tạp và đa dạng do vị trí nằm hoàn toàn trong vùng nội chí tuyến Bắc bán cầu, hình thể lãnh thổ trải dài trên nhiều vĩ độ, địa hình nhiều đồi núi với các hướng núi và độ cao khác nhau, kết hợp hoạt động của cơ chế gió mùa châu Á cùng sự tương tác của Biển Đông.
Trong nghiên cứu địa lý tự nhiên và khí hậu học Việt Nam, hai công trình phân vùng khí hậu được ứng dụng phổ biến nhất gồm:
- Sơ đồ phân vùng khí hậu của Phạm Ngọc Toàn và Phan Tất Đắc (1993).
- Sơ đồ phân vùng khí hậu của Tổng cục Khí tượng - Thủy văn công bố trong Atlas Khí tượng Thủy văn Việt Nam (1994).
Tuy nhiên, mỗi sơ đồ đều bộc lộ những ưu điểm và hạn chế riêng về mặt ranh giới, hệ tiêu chí cũng như mức độ bao quát các nhân tố hình thành khí hậu. Bên cạnh đó, bối cảnh biến đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu trong những thập kỷ gần đây đã dẫn đến sự biến động rõ rệt về nền nhiệt, chế độ mưa ẩm và tần suất xuất hiện các hiện tượng thời tiết cực đoan, tạo ra sự sai lệch giữa các chỉ số mô tả vùng kinh điển so với diễn biến khí hậu thực tế tại các địa phương. Vì vậy, đề tài "Thử đề xuất phương án mới trong việc phân vùng khí hậu Việt Nam" được thực hiện nhằm kết hợp ưu điểm của các sơ đồ hiện hành, bổ sung số liệu quan trắc cập nhật để hoàn thiện bức tranh phân vùng khí hậu trên lãnh thổ Việt Nam.
Mục tiêu nghiên cứu:
- Tổng hợp, phân tích đặc điểm khí hậu Việt Nam theo từng vùng miền dựa trên các tài liệu khí tượng và các sơ đồ phân vùng hiện có;
- So sánh, chỉ ra các ưu điểm và điểm chưa hợp lý của sơ đồ Phạm Ngọc Toàn - Phan Tất Đắc (1993) và sơ đồ của Tổng cục Khí tượng - Thủy văn (1994);
- Đề xuất một phương án phân vùng khí hậu mới kết hợp hài hòa các chỉ tiêu nhiệt ẩm, hoàn lưu và địa hình;
- Khảo sát sự sai lệch số liệu khí hậu thực tế tại một số trạm quan trắc địa phương trong giai đoạn 2006–2010 so với số liệu trung bình nhiều năm do tác động của biến đổi khí hậu.
Nhiệm vụ nghiên cứu (gồm 5 nhiệm vụ cụ thể):
- Thu thập số liệu, tìm hiểu đặc điểm khí hậu các vùng trong cả nước, so sánh tìm ra sự khác biệt giữa các khu vực;
- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng để làm rõ nguyên nhân của sự phân hóa khí hậu giữa các vùng, miền;
- Nghiên cứu, so sánh đối chiếu hai sơ đồ phân vùng khí hậu đã có, chỉ rõ ưu điểm và hạn chế của từng phương án;
- Xây dựng sơ đồ phân vùng khí hậu mới trên cơ sở kế thừa và khắc phục hạn chế của các sơ đồ trước;
- Đối chiếu đặc điểm mô tả khí hậu kinh điển với thực tế diễn biến thời tiết hiện nay thông qua việc bổ sung số liệu quan trắc giai đoạn gần đây tại một số địa phương.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Sự phân hóa không gian của các yếu tố và chế độ khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, hoàn lưu) trên lãnh thổ Việt Nam.
- Phạm vi không gian: Tập trung chủ yếu vào phần lãnh thổ đất liền Việt Nam; miền khí hậu Biển Đông được đề cập ở góc độ tổng quan nhưng không phân tích sâu từng tiểu vùng.
- Phạm vi dữ liệu và thời gian: Dữ liệu khí hậu chuẩn nhiều năm từ các tài liệu khí tượng thủy văn kết hợp số liệu quan trắc cập nhật tại một số địa phương trong giai đoạn 2006–2010.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và các nguyên tắc phân vùng địa lý tự nhiên
Nghiên cứu dựa trên hệ thống lý luận của Địa lý tự nhiên tổng hợp và Khí hậu học về các yếu tố hình thành khí hậu (chế độ nhiệt, chế độ mưa ẩm, hoàn lưu khí quyển) và các nhân tố địa lý chi phối (vị trí địa lý theo vĩ độ, khoảng cách tới biển, địa hình chắn gió/đai cao, bề mặt đệm).
Công tác phân chia các đơn vị khí hậu tuân thủ nghiêm ngặt 5 nguyên tắc phân vùng địa lý tự nhiên:
- Nguyên tắc khách quan: Hệ thống các đơn vị phân vùng phải phản ánh đúng các quy luật phân hóa khách quan của tự nhiên, không phụ thuộc vào ý muốn chủ quan của người nghiên cứu.
- Nguyên tắc phát sinh: Phân chia các đơn vị lãnh thổ dựa trên sự tương đồng về nguồn gốc hình thành và lịch sử phát triển; kết hợp vận dụng phương pháp xét theo nhân tố trội/chủ đạo.
- Nguyên tắc tổng hợp: Xem xét đồng thời mọi yếu tố cấu thành và nhân tố tác động trong mối quan hệ hữu cơ tương hỗ, tránh việc giản lược phân vùng khí hậu thành phân vùng của một yếu tố đơn lẻ.
- Nguyên tắc đồng nhất tương đối: Thừa nhận tính đồng nhất trong một vùng chỉ mang tính tương đối, cho phép tồn tại sự phân hóa nội bộ để tiếp tục phân chia thành các cấp bậc nhỏ hơn.
- Nguyên tắc cùng chung lãnh thổ (tính toàn vẹn): Mỗi đơn vị phân vùng phải là một không gian lãnh thổ khép kín, liên tục, không bị chia cắt rời rạc và không lặp lại trong không gian (phân biệt giữa đơn vị phân vùng và đơn vị phân kiểu).
Hệ chỉ tiêu phân loại khí hậu
- Chỉ tiêu nhiệt: Tổng nhiệt độ hoạt động năm (Xích đạo: >9500°C; Á xích đạo: >9300°C; Nhiệt đới: >7500°C; Á nhiệt đới: >4500°C; Ôn đới: >1700°C; Hàn đới: <1700°C); nhiệt độ trung bình năm; nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất; nhiệt độ tối thấp tuyệt đối; số tháng lạnh (dưới 18°C) và số tháng rét (dưới 15°C); biên độ nhiệt độ năm; tổng bức xạ (>100 Kcal/cm²/năm) và cân bằng bức xạ (>75 Kcal/cm²/năm).
- Chỉ tiêu mưa ẩm: Lượng mưa trung bình năm (vùng mưa nhiều: 2500–3000 mm hoặc >4000 mm; vùng ít mưa: <1500 mm hoặc <1000 mm); số ngày mưa; biến trình mưa mùa.
- Chỉ tiêu tương quan nhiệt ẩm: Hệ số ẩm K (K < 1: khô; 1 ≤ K ≤ 1,5: hơi khô; 1,5 < K ≤ 2: hơi ẩm; 2 < K ≤ 3: ẩm; K > 3: ẩm ướt); số tháng khô (lượng mưa tháng $p < 2t$) và số tháng hạn ($p < t$, với $t$ là nhiệt độ trung bình tháng); độ ẩm tương đối trung bình năm.
Quan điểm và phương pháp nghiên cứu
Khóa luận triển khai dựa trên 5 quan điểm nghiên cứu liên ngành:
- Quan điểm lãnh thổ: Xem xét sự phân hóa không gian của khí hậu gắn liền với từng vị trí địa lý, địa hình cụ thể.
- Quan điểm hệ thống: Tổ chức các cấp phân vị từ cấp cao (miền khí hậu) đến cấp thấp (vùng khí hậu) có mối liên hệ thứ bậc chặt chẽ.
- Quan điểm tổng hợp: Đánh giá sự tương tác giữa nhiều yếu tố thành phần tự nhiên.
- Quan điểm lịch sử - viễn cảnh: Phân tích quá trình diễn biến khí hậu trong quá khứ gắn với xu thế biến đổi trong tương lai.
- Quan điểm sinh thái: Đánh giá tác động của chế độ nhiệt ẩm tới giới hạn sinh thái của sinh vật và con người.
Các phương pháp nghiên cứu thực tế được sử dụng gồm:
- Phương pháp thu thập thông tin, số liệu: Tập hợp tài liệu quan trắc từ các cơ quan khí tượng thủy văn, các công trình khoa học đã xuất bản và niên giám thống kê các địa phương.
- Phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh: Xử lý chuỗi số liệu thống kê nhiệt ẩm, phân tích tương quan giữa các trạm, đối chiếu ưu nhược điểm giữa các phương án phân vùng.
- Phương pháp bản đồ: Chồng xếp và phân tích không gian các bản đồ chuyên đề (địa hình, hướng gió, nhiệt độ, lượng mưa) để xác định các đường ranh giới tự nhiên.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Cơ sở lý luận
Chương này tập trung hệ thống hóa các khái niệm, cơ chế hình thành khí hậu nhiệt đới gió mùa tại Việt Nam, các nguyên tắc - chỉ tiêu phân vùng địa lý tự nhiên, đồng thời phân tích thực trạng biến đổi khí hậu toàn cầu và ảnh hưởng cụ thể tại Việt Nam:
- Cơ chế hoàn lưu: Khí hậu nước ta chịu sự tác động đồng thời của Tín phong bán cầu Bắc và hai hệ thống gió mùa (gió mùa mùa đông hướng Đông Bắc mang khối khí cực đới lục địa lạnh khô/lạnh ẩm; gió mùa mùa hè hướng Tây Nam mang khối khí nhiệt đới ẩm từ vịnh Bengal và xích đạo).
- Tác động của biến đổi khí hậu: Trong vòng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình Trái Đất tăng khoảng 0,7°C (tốc độ tăng nửa đầu thế kỷ XX là 0,07°C/thập kỷ, nửa sau thế kỷ XX là 0,13°C/thập kỷ). Tại Việt Nam, nhiệt độ đã tăng 0,7–1,0°C trong 50 năm qua và dự báo có thể tăng 3°C vào năm 2100 đi kèm mực nước biển dâng 1m, có nguy cơ làm ngập khoảng 40.000 km² đồng bằng ven biển.
- Hiện tượng thời tiết dị thường: Số đợt không khí lạnh suy giảm (các năm 1994 và 2007 chỉ có 15–16 đợt, tương đương 56% trung bình nhiều năm); đợt rét đậm rét hại kéo dài kỷ lục 38 ngày trong tháng 1–2/2008; số ngày mưa phùn tại Hà Nội giảm gần một nửa (chỉ còn khoảng 15 ngày/năm trong giai đoạn gần đây); biến động lượng mưa cực đoan (năm 2010 tại Huế, lượng mưa tháng 8 đạt 510,4 mm, tháng 9 hạ xuống 85,2 mm nhưng tháng 10 vọt lên 1012,6 mm).
| Trạm quan trắc |
Nhiệt độ TB năm nhiều năm (°C) |
Nhiệt độ TB năm 2010 (°C) |
Mức chênh lệch (°C) |
| Lai Châu |
23,0 |
24,0 |
+1,0 |
| Tuyên Quang |
22,7 |
23,8 |
+1,1 |
| Sơn La |
21,1 |
21,9 |
+0,8 |
| Hà Nội |
23,5 |
24,5 |
+1,0 |
| Nam Định |
23,4 |
24,3 |
+0,9 |
| Vinh (Nghệ An) |
24,0 |
25,1 |
+1,1 |
| Huế |
25,1 |
26,0 |
+0,9 |
| Đà Nẵng |
25,7 |
26,6 |
+0,9 |
| Nha Trang |
26,6 |
27,2 |
+0,6 |
| Vũng Tàu |
27,0 |
27,6 |
+0,6 |
| Cà Mau |
26,6 |
27,6 |
+1,0 |
Chương 2: Một số sơ đồ phân vùng khí hậu Việt Nam được sử dụng hiện nay
Tác giả phân tích cấu trúc, ưu điểm và hạn chế của hai sơ đồ phân vùng khí hậu phổ biến:
Chương 3: Thử đề xuất phương án mới trong việc phân vùng khí hậu Việt Nam
Trên cơ sở tổng hợp hai sơ đồ trên, tác giả đề xuất nguyên tắc xây dựng phương án phân vùng khí hậu mới:
- Ranh giới cấp miền: Lấy dãy Bạch Mã (khoảng vĩ độ 16°B) làm ranh giới tự nhiên cơ bản để chia phần đất liền Việt Nam thành 2 miền khí hậu lớn: Miền khí hậu phía Bắc và Miền khí hậu phía Nam. Dãy Bạch Mã đóng vai trò là bức chắn địa hình ngăn cản ảnh hưởng sâu của gió mùa Đông Bắc xuống phía Nam và là nơi dừng chân cuối cùng của các đợt front cực.
- Tiêu chí cấp vùng: Không dựa thuần túy vào một nhân tố trội (như thời gian mùa mưa của Tổng cục KT-TV) hay phân mảng quá nhỏ mà kết hợp tổng hợp chế độ nhiệt ẩm, hoàn lưu gió mùa và ảnh hưởng phân hóa của địa hình (hướng sườn đón gió, khuất gió phơn Tây Nam).
- Hiệu chỉnh mô tả vùng: Cập nhật các thông số quan trắc mới (giai đoạn 2006–2010) vào phần mô tả đặc điểm khí hậu của từng vùng để phản ánh đúng thực tế nóng lên của nền nhiệt và sự dịch chuyển mùa mưa bão dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu.
Kết quả và đóng góp
Kết quả nghiên cứu chính
- Tổng hợp và định lượng hóa xu thế biến đổi nhiệt độ: Chứng minh toàn diện sự gia tăng nhiệt độ tại các trạm quan trắc trên toàn quốc trong năm 2010 so với giá trị trung bình nhiều năm (mức tăng trung bình khoảng 0,6–1,1°C). Điển hình như trạm Vinh có nhiệt độ trung bình năm 2010 đạt 25,1°C (vượt mốc chuẩn 24,0°C trước đây).
- Chỉ ra các bất cập trong phân định ranh giới khí hậu cũ:
- Việc sơ đồ Phạm Ngọc Toàn - Phan Tất Đắc lấy dãy Hoành Sơn (18°B) làm ranh giới miền phía Bắc và miền Đông Trường Sơn đã làm mờ nhạt vai trò ngăn cách khí hậu mang tính quyết định của dãy Bạch Mã (16°B); gộp chung khu vực khí hậu Bắc Bạch Mã (mùa đông lạnh ẩm) và Nam Bạch Mã (nhiệt đới điển hình) vào cùng miền Đông Trường Sơn là chưa chuẩn xác.
- Việc sơ đồ Tổng cục KT-TV chỉ dùng 2 tiêu chí mưa (thời gian mùa mưa và 3 tháng mưa cực đại) để phân vùng ở miền Bắc đã bỏ qua sự phân hóa nhiệt độ và địa hình sâu sắc giữa khu vực Đông Bắc và Tây Bắc.
- Đề xuất khung phân vùng khí hậu tích hợp: Đưa ra phương án phân chia hợp lý gồm 2 miền khí hậu lấy ranh giới dãy Bạch Mã, trong đó các vùng khí hậu được xác lập dựa trên sự kết hợp giữa phân hóa địa hình và chế độ nhiệt ẩm tổng hợp.
Đóng góp khoa học và ứng dụng
- Đóng góp một phương án phân vùng mang tính kế thừa, dung hòa được tính tổng hợp cảnh quan của sơ đồ Phạm Ngọc Toàn - Phan Tất Đắc và tính định lượng, chuẩn xác về ranh giới Bạch Mã của sơ đồ Tổng cục Khí tượng - Thủy văn.
- Cung cấp nguồn tư liệu đối sánh số liệu khí hậu nhiều năm với số liệu thực tế giai đoạn 2006–2010, phục vụ việc giảng dạy Địa lý tự nhiên Việt Nam tại các trường đại học và phổ thông.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Đề tài được thực hiện trong khuôn khổ khóa luận tốt nghiệp đại học nên nguồn lực và thời gian nghiên cứu có hạn; chuỗi số liệu quan trắc mới chỉ cập nhật được tại một số trạm tiêu biểu từ năm 2006 đến 2010; chưa tiến hành xây dựng bản đồ số hóa chi tiết và chưa phân tích sâu các phân khu khí hậu trên vùng Biển Đông.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục thu thập chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn đầy đủ hơn (chuỗi 20–30 năm gần nhất) trên toàn bộ mạng lưới trạm quan trắc; ứng dụng công nghệ Hệ thông tin địa lý (GIS) và viễn thám để mô hình hóa ranh giới các vùng khí hậu với độ chính xác cao hơn.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên cao học, giảng viên và giáo viên chuyên ngành Địa lý học, Sư phạm Địa lý, Khí tượng - Thủy văn, Quản lý tài nguyên và Môi trường.
- Nội dung có giá trị tham khảo cao:
- Hệ thống hóa 5 nguyên tắc và chỉ tiêu phân vùng địa lý tự nhiên;
- Phân tích so sánh chi tiết ưu nhược điểm của hai sơ đồ phân vùng khí hậu kinh điển của Việt Nam;
- Chuỗi số liệu đối chiếu nhiệt độ, lượng mưa thực tế năm 2010 so với trung bình nhiều năm tại các trạm đại diện từ Bắc vào Nam.
Câu hỏi thường gặp
1. Khóa luận phân tích và so sánh dựa trên hai sơ đồ phân vùng khí hậu nào?
Tác giả phân tích và đối chiếu hai sơ đồ:
- Sơ đồ phân vùng khí hậu của Phạm Ngọc Toàn và Phan Tất Đắc (1993) chia lãnh thổ thành 3 miền chính (phía Bắc, Đông Trường Sơn, phía Nam) và 1 miền phụ (Biển Đông);
- Sơ đồ phân vùng khí hậu của Tổng cục Khí tượng - Thủy văn công bố trong Atlas Khí tượng Thủy văn Việt Nam (1994) chia thành 2 miền khí hậu (miền Bắc, miền Nam) lấy ranh giới dãy Bạch Mã.
2. Vì sao tác giả chọn dãy Bạch Mã thay vì dãy Hoành Sơn làm ranh giới phân chia cấp miền khí hậu?
Dãy Bạch Mã (khoảng vĩ độ 16°B) là bức chắn địa hình quan trọng ngăn cản khối không khí lạnh cực đới (gió mùa Đông Bắc) xâm nhập sâu xuống phía Nam, đồng thời là ranh giới dừng lại của front cực. Khí hậu phía Bắc Bạch Mã có mùa đông lạnh rõ rệt, trong khi phía Nam Bạch Mã mang tính chất cận xích đạo nóng quanh năm. Việc lấy dãy Hoành Sơn (18°B) làm ranh giới miền như sơ đồ năm 1993 đã gộp hai khu vực có chế độ nhiệt rất khác nhau qua đèo Hải Vân vào cùng miền Đông Trường Sơn.
3. Sơ đồ của Tổng cục Khí tượng - Thủy văn (1994) sử dụng các tiêu chí định lượng nào để phân chia 2 miền khí hậu?
Sơ đồ năm 1994 sử dụng 3 chỉ tiêu định lượng cấp miền:
- Biên độ nhiệt độ không khí trung bình năm ($A$): Miền Bắc có $A \ge 9^\circ\text{C}$; Miền Nam có $A < 9^\circ\text{C}$.
- Bức xạ tổng cộng trung bình năm ($Q$): Miền Bắc có $Q \le 140\text{ Kcal/cm}^2$; Miền Nam có $Q > 140\text{ Kcal/cm}^2$.
- Số giờ nắng trung bình năm ($S$): Miền Bắc có $S \le 2000\text{ giờ}$; Miền Nam có $S > 2000\text{ giờ}$.
4. Tác động của biến đổi khí hậu đến các yếu tố nhiệt độ và thời tiết ở Việt Nam được chứng minh qua những dẫn chứng cụ thể nào trong văn bản?
Tác giả đưa ra các bằng chứng định lượng thực tế:
- Nhiệt độ trung bình năm 2010 tại hầu hết các trạm quan trắc tăng khoảng 0,6–1,1°C so với trung bình nhiều năm (Vinh tăng từ 24,0°C lên 25,1°C; Lai Châu tăng từ 23,0°C lên 24,0°C);
- Đợt rét đậm rét hại kéo dài bất thường 38 ngày trong tháng 1 và 2 năm 2008;
- Số đợt không khí lạnh trong năm suy giảm (năm 1994 và 2007 chỉ có 15–16 đợt, đạt 56% trung bình nhiều năm);
- Số ngày mưa phùn tại Hà Nội giảm còn khoảng 15 ngày/năm trong 10 năm gần thời điểm nghiên cứu;
- Sự biến động mưa cực đoan tại Huế năm 2010 (tháng 9 chỉ đạt 85,2 mm nhưng tháng 10 đạt tới 1012,6 mm).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Bùi Thị Thủy đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về phân vùng khí hậu và đánh giá sâu sắc ưu nhược điểm của hai sơ đồ phân vùng khí hậu phổ biến tại Việt Nam (Phạm Ngọc Toàn - Phan Tất Đắc và Tổng cục Khí tượng - Thủy văn). Bằng việc phân tích các dẫn chứng định lượng về sự gia tăng nhiệt độ và các hiện tượng thời tiết cực đoan giai đoạn 2006–2010, nghiên cứu đã chứng minh sự cần thiết phải hiệu chỉnh các mô tả khí hậu trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu. Đề xuất phân vùng mới lấy dãy Bạch Mã làm ranh giới hai miền lớn kết hợp các chỉ tiêu nhiệt ẩm tổng hợp mang lại giá trị khoa học và giá trị sư phạm thiết thực cho công tác nghiên cứu, giảng dạy Địa lý tự nhiên Việt Nam.
