Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng trung du miền núi phía bắc

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng trung du miền núi phía, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Triệu Thị Thu Thủy
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Viết Ổn
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng Trung du miền núi phía Bắc
• Loại tài liệu: luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• BẢN CAM KẾT
• MỞ ĐẦU
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC
• 1.1. Tổng quan về Biến đổi khí hậu
• 1.1.1. Định nghĩa về BĐKH
• 1.1.2. Biến đổi khí hậu hàng chục vạn năm
• 1.1.3. Biến đổi khí hậu trong thế kỷ 20
• 1.1.4. Xu hướng biến đổi khí hậu trong tương lai
• 1.2. Tổng quan về tác động của BĐKH
• 1.2.1. Loại tác động của BĐKH
• 1.2.2. Tác động của BĐKH trên thế giới
• 1.2.3. Tác động của biến đổi khí hậu đến Việt Nam
• 1.2.4. Tác động của Biến đổi khí hậu đến vùng trung du miền núi phía Bắc
• 1.2.5. Các tác động chính của biến đổi khí hậu
• 1.2.6. Kịch bản Biến đổi khí hậu đối khu vực miền núi phía Bắc
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ CỦA CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU ĐẾN NHU CẦU TƯỚI CHO LÚA
• 2.1. Các thành phần cấu thành nên nhu cầu tưới
• 2.2. Ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến các thành phần cấu thành nhu cầu tưới
• 2.3. Nghiên cứu sự biến đổi của các yếu tố khí tượng
• 2.4. Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới và các yếu tố ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu
• 2.4.1. Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới dưới ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu theo kịch bản Biến đổi khí hậu phục vụ cho việc xác định mức tưới của các vụ
• 2.4.2. Nghiên cứu xác định sự thay đổi nhiệt độ dưới ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu theo kịch bản Biến đổi khí hậu phục vụ cho việc xác định mức tưới các vụ
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NHU CẦU TƯỚI CHO LÚA VÙNG TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC
• 3.1. Giới thiệu tổng quan về trung du miền núi phía Bắc
• 3.1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên
• 3.1.2. Đặc trưng khí hậu và thủy văn
• 3.1.3. Định hướng phát triển Kinh tế - Xã hội
• 3.2. Tính toán nhu cầu nước cho lúa trong điều kiện hiện tại
• 3.2.1. Tính toán nhu cầu nước cho diện tích cây lúa khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ trong điều kiện nền
• 3.2.2. Nghiên cứu xác định nhu cầu tưới cho diện tích cây lúa khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu trong tương lai (2030 và 2050)
• 3.2.2.1. Mốc thời gian năm 2030
• 3.2.2.2. Mốc thời gian năm 2050 (giữa thế kỷ 21)
• 3.3. Đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu tưới cho diện tích cây lúa khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ trong hiện tại và ứng với kịch bản BĐKH trong tương lai
• 3.3.1. Phương pháp đánh giá tác động của BĐKH đến nhu cầu tưới cho lúa
• 3.3.2. Kết quả đánh giá tác động của BĐKH đến nhu cầu tưới cho diện tích cây lúa
• 3.3.3. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu tưới cho lúa vùng trung du miền núi phía Bắc ứng với kịch bản Biến đổi khí hậu trong tương lai
• 3.4. Đề xuất các giải pháp công trình
• 3.4.1. Đối với thời điểm hiện tại
• 3.4.2. Đối với các thời điểm trong tương lai theo kịch bản biến đổi khí hậu
• 3.5. Đề xuất các giải pháp phi công trình

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Biến Đổi Khí Hậu Ảnh Hưởng Đến Tưới Lúa

Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất của thế kỷ 21, đặc biệt đối với ngành nông nghiệp. Theo Công ước khung của Liên Hợp Quốc (UNFCCC), BĐKH là sự thay đổi của hệ thống khí hậu do cả nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo. Hoạt động của con người, đặc biệt là việc gia tăng khí thải nhà kính, là nguyên nhân chính gây ra BĐKH hiện nay. Điều này dẫn đến sự nóng lên toàn cầu, thay đổi lượng mưa và các hiện tượng thời tiết cực đoan, ảnh hưởng trực tiếp đến tưới lúa và an ninh lương thực, đặc biệt ở các khu vực như Trung du miền núi phía Bắc. Các nghiên cứu của IPCC (2007) đã đưa ra nhiều kịch bản BĐKH khác nhau, dự báo những tác động tiềm tàng đến sản xuất nông nghiệp và đời sống.

1.1. Định Nghĩa và Nguyên Nhân Gây Biến Đổi Khí Hậu

Biến đổi khí hậu được định nghĩa là sự thay đổi của hệ thống khí hậu, bao gồm khí quyển, thủy quyển, sinh quyển và thạch quyển. Nguyên nhân chính là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra khí thải nhà kính, khai thác quá mức các bể hấp thụ khí nhà kính. Nghị định thư Kyoto nhằm hạn chế và ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu. Các hoạt động của con người đã làm tăng hiệu ứng nhà kính của khí quyển, tạo ra bức xạ cưỡng bức, làm cho bề mặt trái đất và lớp khí quyển tầng thấp nóng lên, mực nước biển của toàn cầu tăng.

1.2. Lịch Sử Biến Đổi Khí Hậu Từ Hàng Chục Vạn Năm Đến Nay

Lịch sử khí hậu trái đất đã trải qua nhiều biến động với nhiều nguyên nhân khác nhau, từ các vụ phun trào núi lửa lớn đến các chu kỳ băng hà kéo dài hàng chục vạn năm. Trong thời gian dài hàng chục vạn năm, khí hậu trái đất đã trải qua những thời kỳ băng hà và những thời kỳ ấm lên. Đáng chú ý là các chu kỳ băng hà xảy ra trong từng khoảng hàng chục năm, với khí hậu lạnh hơn hiện nay. Trong các chu kỳ này, nhiệt độ bề mặt trái đất thường lạnh đi 5-70C, thậm chí tới 10–150C như ở các vùng vĩ độ trung bình và vĩ độ cao thuộc bán cầu Bắc.

II. Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Nông Nghiệp Việt Nam

BĐKH gây ra những tác động tiêu cực đến nông nghiệp Việt Nam, bao gồm sự thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa và tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán và lũ lụt. Theo các nghiên cứu, BĐKH có thể làm giảm năng suất của một số cây trồng chính, đặc biệt là lúa. Vùng Trung du miền núi phía Bắc là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất, với nguy cơ thiếu nước tưới và giảm năng suất lúa. Điều này đe dọa đến an ninh lương thực và sinh kế của người dân địa phương. Bảng 1-4 trong tài liệu gốc cho thấy thiệt hại do thiên tai đối với nông nghiệp tại Việt Nam từ năm 1995-2007.

2.1. Ảnh Hưởng Đến Năng Suất Lúa và An Ninh Lương Thực

Biến đổi khí hậu có khả năng làm giảm năng suất của một số cây trồng chính. Vùng trung du miền núi phía Bắc có năng suất lúa Đông Xuân giảm mạnh nhất. Năng suất Hè Thu cũng giảm nhưng ở mức độ nhẹ hơn so với lúa Đông Xuân. Năng suất và sản xuất lúa giảm mạnh nhất tại vùng miền núi phía Bắc, do vùng này sẽ bị thiếu nước trầm trọng cho sản xuất lúa nước.

2.2. Tác Động Đến Vùng Trung Du Miền Núi Phía Bắc

Vùng trung du miền núi phía Bắc chịu ảnh hưởng lớn từ BĐKH do địa hình phức tạp và sự phụ thuộc vào nông nghiệp. Sự thay đổi về lượng mưa và nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước tưới và năng suất lúa. Hạn hán kéo dài và lũ lụt bất thường gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp, ảnh hưởng đến đời sống của người dân.

III. Nghiên Cứu Mối Quan Hệ Khí Hậu và Nhu Cầu Tưới Lúa

Nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố khí hậu và nhu cầu tưới cho lúa là rất quan trọng để đánh giá tác động của BĐKH. Các yếu tố như nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm và gió đều ảnh hưởng đến nhu cầu nước của cây lúa. BĐKH làm thay đổi các yếu tố này, dẫn đến sự thay đổi về nhu cầu tưới. Việc xác định lượng mưa tưới và sự thay đổi nhiệt độ dưới ảnh hưởng của BĐKH là cần thiết để xác định mức tưới phù hợp cho các vụ lúa. Các thành phần cấu thành nên nhu cầu tưới bao gồm lượng nước cần thiết cho sự phát triển của cây, lượng nước mất do bốc hơi và lượng nước thất thoát.

3.1. Các Yếu Tố Khí Hậu Ảnh Hưởng Đến Nhu Cầu Tưới

Các yếu tố khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm và gió đều ảnh hưởng đến nhu cầu nước của cây lúa. Nhiệt độ cao làm tăng sự bốc hơi nước, trong khi lượng mưa thấp dẫn đến thiếu nước tưới. Độ ẩm không khí và tốc độ gió cũng ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước của cây.

3.2. Xác Định Lượng Mưa Tưới và Thay Đổi Nhiệt Độ

Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới dưới ảnh hưởng của BĐKH theo kịch bản BĐKH phục vụ cho việc xác định mức tưới của các vụ. Nghiên cứu xác định sự thay đổi nhiệt độ dưới ảnh hưởng của BĐKH theo kịch bản BĐKH phục vụ cho việc xác định mức tưới các vụ.

IV. Giải Pháp Ứng Phó Biến Đổi Khí Hậu Trong Tưới Lúa

Để giảm thiểu tác động của BĐKH đến tưới lúa ở Trung du miền núi phía Bắc, cần có các giải pháp ứng phó hiệu quả. Các giải pháp này bao gồm cả giải pháp công trình và phi công trình. Giải pháp công trình tập trung vào việc cải thiện hệ thống thủy lợi, xây dựng các công trình trữ nước và áp dụng các kỹ thuật tưới tiên tiến. Giải pháp phi công trình bao gồm việc thay đổi giống lúa, áp dụng các biện pháp canh tác bền vững và xây dựng chính sách hỗ trợ nông dân. Việc kết hợp cả hai loại giải pháp này sẽ giúp tăng cường khả năng thích ứng của ngành nông nghiệp với BĐKH.

4.1. Giải Pháp Công Trình Cải Thiện Hệ Thống Thủy Lợi

Các giải pháp công trình bao gồm việc cải thiện hệ thống thủy lợi, xây dựng các công trình trữ nước và áp dụng các kỹ thuật tưới tiên tiến như tưới nhỏ giọt, tưới phun mưa và tưới ngập khô xen kẽ (AWD). Việc nâng cấp cơ sở hạ tầng thủy lợi giúp tăng cường khả năng cung cấp nước tưới cho cây lúa, đặc biệt trong mùa khô.

4.2. Giải Pháp Phi Công Trình Thay Đổi Giống Lúa và Canh Tác Bền Vững

Các giải pháp phi công trình bao gồm việc thay đổi giống lúa, sử dụng các giống lúa chịu hạn và giống lúa chịu úng, áp dụng các biện pháp canh tác bền vững như nông nghiệp hữu cơ, nông nghiệp tuần hoàn và nông nghiệp sinh thái. Việc xây dựng chính sách hỗ trợ nông dân cũng rất quan trọng để khuyến khích họ áp dụng các biện pháp ứng phó với BĐKH.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu Về Tưới Lúa

Nghiên cứu đã xác định mức tưới cho lúa ứng với các kịch bản BĐKH trong tương lai (2030, 2050) cho khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ. Kết quả cho thấy nhu cầu tưới có xu hướng tăng lên do sự thay đổi về nhiệt độ và lượng mưa. Việc đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu tưới cho lúa giúp đưa ra các biện pháp ứng phó phù hợp, đảm bảo an ninh lương thực và sinh kế của người dân. Các biểu đồ và bảng số liệu trong tài liệu gốc minh họa rõ sự thay đổi về nhu cầu tưới trong các kịch bản khác nhau.

5.1. Xác Định Mức Tưới Cho Lúa Theo Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu

Nghiên cứu xác định mức tưới cho lúa ứng với các kịch bản BĐKH trong tương lai (2030, 2050) cho khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ. Kết quả cho thấy nhu cầu tưới có xu hướng tăng lên do sự thay đổi về nhiệt độ và lượng mưa.

5.2. Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Nhu Cầu Tưới

Việc đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu tưới cho lúa giúp đưa ra các biện pháp ứng phó phù hợp, đảm bảo an ninh lương thực và sinh kế của người dân. Các biểu đồ và bảng số liệu trong tài liệu gốc minh họa rõ sự thay đổi về nhu cầu tưới trong các kịch bản khác nhau.

VI. Kết Luận và Tương Lai Nghiên Cứu Về Tưới Lúa Bền Vững

Nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến tưới lúa ở Trung du miền núi phía Bắc là hết sức cần thiết để đảm bảo an ninh lương thực và phát triển bền vững. Các giải pháp ứng phó cần được triển khai một cách đồng bộ và hiệu quả, kết hợp cả giải pháp công trình và phi công trình. Trong tương lai, cần có thêm nhiều nghiên cứu về các kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, các giống lúa chịu hạn và các biện pháp canh tác bền vững để tăng cường khả năng thích ứng của ngành nông nghiệp với BĐKH. Hợp tác giữa các nhà khoa học, chính quyền địa phương và người dân là yếu tố then chốt để đạt được mục tiêu này.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Về Tưới Lúa Trong Bối Cảnh Biến Đổi Khí Hậu

Nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến tưới lúa ở Trung du miền núi phía Bắc là hết sức cần thiết để đảm bảo an ninh lương thực và phát triển bền vững. Các giải pháp ứng phó cần được triển khai một cách đồng bộ và hiệu quả, kết hợp cả giải pháp công trình và phi công trình.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai Về Tưới Lúa Bền Vững

Trong tương lai, cần có thêm nhiều nghiên cứu về các kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, các giống lúa chịu hạn và các biện pháp canh tác bền vững để tăng cường khả năng thích ứng của ngành nông nghiệp với BĐKH. Hợp tác giữa các nhà khoa học, chính quyền địa phương và người dân là yếu tố then chốt để đạt được mục tiêu này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Trung du và miền núi phía Bắc có tổng diện tích tự nhiên đạt 95.264,4 km² với quy mô dân số trên 11,5 triệu người, trong đó đồng bào các dân tộc thiểu số chiếm tỷ lệ gần 62%. Đây là địa bàn chiến lược về quốc phòng, an ninh và môi trường sinh thái, đồng thời là khu vực có nền nông nghiệp phụ thuộc mật thiết vào nguồn tài nguyên nước mặt. Hoạt động sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là canh tác lúa nước, hiện đóng vai trò là nguồn sống then chốt của hơn 71,41% dân số nông thôn trong vùng. Tuy nhiên, bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu đang đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với an ninh lương thực và sự phát triển bền vững của khu vực.

Diễn biến khí hậu trong những thập kỷ gần đây mang tính chất cực đoan rõ rệt khi nhiệt độ trung bình năm đã gia tăng khoảng 0,3°C đến 0,5°C, đồng thời lượng mưa có xu hướng giảm sâu trong mùa kiệt và tập trung dồn dập vào mùa lũ. Tình trạng này trực tiếp làm gia tăng tần suất hạn hán, rét đậm rét hại và sạt lở đất, gây thiệt hại trung bình cho ngành nông nghiệp khoảng 781,76 tỷ đồng mỗi năm trong giai đoạn 1995-2007 (chiếm khoảng 0,67% GDP toàn ngành).

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá định lượng tác động của biến đổi khí hậu đến mức tưới thiết kế cho cây lúa vụ Đông Xuân và vụ Mùa tại vùng Trung du miền núi phía Bắc ứng với kịch bản phát thải trung bình B2 tại các mốc thời gian năm 2030 và năm 2050. Phạm vi không gian nghiên cứu bao trùm 15 tỉnh miền núi phía Bắc với trọng tâm phân tích chuyên sâu tại 3 tiểu vùng đại diện: Tây Bắc, Đông Bắc và Trung du. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp cơ sở khoa học để tối ưu hóa quy hoạch thủy lợi, điều tiết nguồn nước liên hồ chứa và giảm thiểu tổn thất năng suất lúa từ 30% đến 70% trước các biến động thời tiết cực đoan.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của các nền tảng lý thuyết khí tượng thủy văn, thủy nông và khoa học biến đổi khí hậu hiện đại:

• Lý thuyết cân bằng nước mặt ruộng: Phương trình cân bằng nước tổng quát cho một đơn vị diện tích canh tác (1 ha) trong một thời đoạn tính toán xác định mức tưới bổ sung dựa trên mối tương quan giữa tổng lượng nước tiêu hao (gồm bốc thoát hơi tầng mặt, bốc hơi khoảng trống, ngấm sâu và lượng nước tháo đi) với lượng nước sẵn có trong ruộng cùng lượng mưa hiệu quả.
• Mô hình Penman-Monteith của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO): Sử dụng để tính toán lượng bốc thoát hơi tiềm năng thông qua việc tích hợp đồng thời các thông số bức xạ mặt trời, nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối, tốc độ gió và số giờ nắng. Nhu cầu nước thực tế của cây lúa được hiệu chỉnh thông qua hệ số cây trồng đặc thù cho từng giai đoạn sinh trưởng.
• Khung kịch bản phát thải khí nhà kính IPCC và Bộ Tài nguyên và Môi trường (năm 2012): Áp dụng kịch bản phát thải trung bình B2, phản ánh xu thế phát triển kinh tế - xã hội định hướng bảo vệ môi trường, chú trọng giải pháp công nghệ vùng với nồng độ khí nhà kính gia tăng tạo ra bức xạ cưỡng bức khoảng 2,3 W/m².

Các khái niệm chuyên ngành then chốt bao gồm: mức tưới thiết kế, lượng mưa hiệu quả, bốc thoát hơi tiềm năng, tần suất tưới bảo đảm và hệ số thu phóng mô hình mưa điển hình.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp đồng bộ các phương pháp tiếp cận hệ thống, phân tích nguyên nhân - kết quả và kế thừa dữ liệu khoa học:

• Nguồn dữ liệu và quy mô mẫu: Thu thập và xử lý chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn liên tục 30 năm (từ năm 1982 đến năm 2013) tại 3 trạm khí tượng thủy văn đại diện cấp quốc gia: Trạm Điện Biên (tọa độ 103°00' Đ, 21°04' B, đại diện tiểu vùng Tây Bắc), Trạm Bắc Kạn (tọa độ 105°08' Đ, 22°01' B, đại diện tiểu vùng Đông Bắc) và Trạm Việt Trì - Phú Thọ (tọa độ 105°04' Đ, 22°03' B, đại diện tiểu vùng Trung du). Thời kỳ nền chuẩn hóa được lựa chọn từ năm 1980 đến năm 1999 theo quy chuẩn quốc tế.
• Phương pháp chọn mẫu: Áp dụng phương pháp phân tầng không gian địa lý và địa hình khí hậu đặc trưng, lựa chọn các trạm có vị trí địa lý đại diện toàn diện cho các bồn địa, vùng thung lũng và dải đồi gò trung du, đảm bảo tính đại diện cho toàn bộ 15 tỉnh miền núi phía Bắc.
• Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn:
  • Sử dụng phần mềm chuyên dụng TSTV-2002 để tính toán đường tần suất Pearson III và xác định lượng mưa thiết kế ở tần suất đảm bảo P = 85%, phục vụ thu phóng mô hình mưa vụ điển hình. Phương pháp này đảm bảo tính tương thích cao với các quy chuẩn thiết kế thủy lợi hiện hành tại Việt Nam.
  • Ứng dụng phần mềm CROPWAT của FAO để mô phỏng tiến trình tiêu thụ nước của cây lúa cho 2 vụ sản xuất chính: Vụ Đông Xuân (tháng 12 đến tháng 4) và Vụ Mùa (tháng 5 đến tháng 9). Mô hình CROPWAT được lựa chọn nhờ khả năng mô phỏng cân bằng ẩm đất chính xác theo chu kỳ ngày, phản ánh chân thực tác động của các biến số khí hậu thay đổi trong tương lai.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình tính toán và mô phỏng thực nghiệm mang lại 4 phát hiện quan trọng về động thái nguồn nước tưới:

1. Nhiệt độ gia tăng thúc đẩy lượng bốc thoát hơi tiềm năng: Theo kịch bản B2, nhiệt độ trung bình năm tại khu vực nghiên cứu tăng từ 0,5°C đến 0,9°C vào năm 2030 và tăng từ 1,1°C đến 1,7°C vào năm 2050 so với thời kỳ nền. Tiểu vùng Tây Bắc (Điện Biên) ghi nhận mức tăng nhiệt cao nhất trong mùa đông (đạt 1,7°C vào năm 2050), trực tiếp làm lượng bốc thoát hơi tầng mặt tăng từ 4,2% đến 7,8%.
2. Phân bố lượng mưa biến động bất lợi theo mùa: Lượng mưa vào mùa xuân (tháng 3 đến tháng 5) tại các trạm có xu hướng giảm từ 0,4% đến 1,6%, riêng tại Điện Biên giảm tới 1,6% vào năm 2050. Ngược lại, lượng mưa trong các tháng mùa mưa lũ (tháng 6 đến tháng 8) tăng mạnh từ 1,8% đến 5,6%, khiến tình trạng khô hạn đầu vụ và nguy cơ ngập lụt cuối vụ diễn biến phức tạp hơn.
3. Mức tưới thiết kế cho lúa vụ Đông Xuân tăng mạnh: Do trùng với giai đoạn suy giảm lượng mưa và tăng nhiệt độ không khí, nhu cầu tưới bổ sung cho lúa vụ Đông Xuân tại tần suất P = 85% tăng từ 6,5% đến 12,3% vào năm 2030 và tiếp tục tăng từ 11,2% đến 18,4% vào năm 2050. Trong khi đó, mức tưới cho lúa vụ Mùa chỉ biến động nhẹ từ -2,1% đến +3,4% tùy theo tiểu vùng.
4. Cơ cấu giống dài ngày chịu rủi ro tổn thất năng suất cao: Phân tích thực tế các đợt thời tiết dị thường (như đợt rét hại 38 ngày năm 2008 với nhiệt độ Bắc Kạn giảm xuống 13,4°C và Sa Pa xuống 0,5°C) cho thấy các giống lúa truyền thống dài ngày (170-190 ngày) bị sụt giảm năng suất tới 70%, trong khi các giống ngắn ngày chỉ suy giảm khoảng 30%.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng nhu cầu nước tưới trong vụ Đông Xuân bắt nguồn trực tiếp từ hiện tượng ấm lên toàn cầu kết hợp với cơ chế hoàn lưu khí quyển đặc thù của vùng núi. Sự sụt giảm lượng mưa giai đoạn tháng 3 đến tháng 5 trùng hợp với thời điểm xuất hiện các đợt gió Tây khô nóng (gió Lào) tại các thung lũng Tây Bắc như Mường Thanh, làm độ ẩm không khí giảm mạnh (có thời điểm xuống dưới 75%) và đẩy nhu cầu nước tưới mặt ruộng lên mức đỉnh điểm.

Dữ liệu mô phỏng từ phần mềm CROPWAT có thể được biểu diễn trực quan thông qua biểu đồ cột so sánh nhu cầu tưới giữa thời kỳ nền (1980-1999) với các mốc năm 2030 và 2050 trên từng trạm đại diện. Biểu đồ đường thể hiện diễn biến phân phối mưa tháng và đường bốc thoát hơi sẽ làm nổi bật khoảng thâm hụt nước trầm trọng trong các tháng 1, 2 và 3. Ngoài ra, bảng tổng hợp cân bằng nước 10 ngày cho thấy lượng nước hữu hiệu từ mưa chỉ đáp ứng được khoảng 20% đến 35% nhu cầu sinh lý của cây lúa trong vụ Chiêm Xuân.

So sánh với các nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học trong nước và quốc tế, kết quả này củng cố cảnh báo của IPCC về mức độ dễ bị tổn thương của các hệ sinh thái miền núi. Thay vì chỉ đánh giá trên phạm vi vĩ mô cả nước, luận văn đã cụ thể hóa chỉ số mức tưới thiết kế cho từng vụ lúa ở cấp tiểu vùng, chứng minh rằng thiệt hại do hạn hán vùng núi (từng làm mất từ 25 đến 9.050 ha đất canh tác mỗi năm) hoàn toàn có thể được kiểm soát nếu chủ động điều chỉnh lịch tưới và dung tích hồ đập.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chủ động thích ứng với biến đổi khí hậu và đảm bảo nguồn nước tưới ổn định cho sản xuất lúa, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

1. Nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống công trình thủy lợi: Tiến hành nạo vét, kiên cố hóa 100% hệ thống kênh mương tưới cấp 1 và cấp 2 tại các vùng trọng điểm lúa, sửa chữa nâng cấp các hồ chứa vừa và nhỏ nhằm giảm tỷ lệ thất thoát nước ngấm từ mức 30% hiện nay xuống dưới 15% trước năm 2030. Chủ thể thực hiện: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp cùng Ủy ban nhân dân và Sở Nông nghiệp các tỉnh miền núi phía Bắc.
2. Đẩy mạnh chuyển đổi cơ cấu giống lúa ngắn ngày thích ứng: Thay thế toàn bộ các giống lúa dài ngày truyền thống bằng các dòng lúa thuần ngắn ngày có khả năng chống chịu rét và hạn (như Dưu 525, Xuyên Hương 178, Bắc Thơm số 7), phấn đấu đạt tỷ lệ phủ giống ngắn ngày trên 85% diện tích vụ Xuân vào giai đoạn 2025-2030, giúp rút ngắn chu kỳ dùng nước và giảm 20% lượng nước cấp mặt ruộng. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Khuyến nông quốc gia, Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật các tỉnh.
3. Ứng dụng rộng rãi kỹ thuật tưới tiết kiệm nước: Triển khai quy trình canh tác ướt - khô xen kẽ (nông lộ phơi) trên diện tích tối thiểu 40.000 ha lúa nước tại các cánh đồng thung lũng (Điện Biên, Nghĩa Lộ, Than Uyên) trong giai đoạn 2025-2035, hướng tới mục tiêu tiết kiệm từ 15% đến 25% tổng lượng nước tưới/vụ mà vẫn duy trì năng suất lúa ổn định. Chủ thể thực hiện: Các Hợp tác xã nông nghiệp và hộ nông dân dưới sự hướng dẫn của cán bộ thủy nông.
4. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm và điều hành phân phối nước thông minh: Thiết lập mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn tự động và ứng dụng mô hình số dự báo hạn hán trước năm 2028, nâng cao độ chính xác dự báo kiệt lên trên 90% nhằm tối ưu hóa lịch xả nước của các nhà máy thủy điện lớn (Hòa Bình, Sơn La, Tuyên Quang) phục vụ đổ ải vụ Đông Xuân. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia kết hợp Tập đoàn Điện lực Việt Nam.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả tính toán của luận văn mang lại giá trị thực tiễn cho nhiều nhóm đối tượng chuyên môn:

• Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Các Vụ, Cục thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn của 15 tỉnh trung du miền núi phía Bắc. Luận văn cung cấp căn cứ số liệu khoa học vững chắc để xây dựng kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu và phân bổ ngân sách đầu tư hạ tầng nông nghiệp dài hạn đến năm 2050.
• Kỹ sư thủy lợi và các đơn vị tư vấn thiết kế: Các công ty tư vấn xây dựng thủy lợi, ban quản lý dự án công trình nông nghiệp. Tài liệu cung cấp quy trình mẫu về tính toán mưa thiết kế ở tần suất P = 85% và phương pháp ứng dụng phần mềm TSTV-2002, CROPWAT trong thiết kế kênh mương và hồ đập vùng cao.
• Cán bộ khuyến nông và quản lý hợp tác xã nông nghiệp: Cán bộ kỹ thuật cơ sở và các tổ chức dùng nước tại địa phương. Nắm bắt được quy luật thâm hụt nước theo từng tháng để linh hoạt điều chỉnh khung thời vụ gieo mạ sau các đợt rét hại và xây dựng quy chế đóng mở cống tưới khoa học.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học: Các viện nghiên cứu, trường đại học chuyên ngành Thủy văn, Kỹ thuật Tài nguyên nước, Biến đổi khí hậu. Đây là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp luận kết hợp giữa mô hình khí hậu tương lai với bài toán cân bằng nước nông nghiệp ở quy mô lưu vực và tiểu vùng.

Câu hỏi thường gặp

Kịch bản biến đổi khí hậu nào được lựa chọn làm cơ sở tính toán trong luận văn và lý do? Luận văn sử dụng kịch bản phát thải trung bình B2 theo công bố của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2012. Kịch bản này được khuyến nghị sử dụng rộng rãi nhờ phản ánh sát thực tế phát triển cân bằng giữa kinh tế và bảo vệ môi trường, dự báo nhiệt độ vùng núi phía Bắc tăng khoảng 1,3°C đến 1,4°C và lượng mưa tăng khoảng 2,3% đến 3,5% vào năm 2050.

Tại sao mức tưới cho lúa vụ Đông Xuân lại tăng mạnh hơn nhiều so với vụ Mùa? Vụ Đông Xuân diễn ra trong mùa khô kiệt với lượng mưa tháng 3 đến tháng 5 dự báo giảm từ 0,4% đến 1,6%, kết hợp nhiệt độ tăng cao làm lượng bốc hơi tiềm năng tăng mạnh, dẫn đến mức tưới bổ sung phải tăng từ 6,5% đến 18,4%. Ngược lại, vụ Mùa có lượng mưa tăng từ 1,8% đến 5,6% nên đáp ứng phần lớn nhu cầu nước tự nhiên của cây lúa.

Biến đổi khí hậu gây ra những rủi ro cực đoan nào cho sản xuất lúa vùng núi phía Bắc? Bên cạnh hạn hán thiếu nước, vùng núi phía Bắc đối mặt với các đợt rét đậm rét hại kéo dài gây chết mạ (như đợt rét 38 ngày năm 2008 làm nhiệt độ xuống dưới 13,4°C), hiện tượng đông xuân ấm làm lúa trỗ sớm giảm năng suất 70%, cùng với các trận mưa lớn cực đoan cuối vụ gây lũ quét và sạt lở đất.

Chuỗi số liệu thủy văn 30 năm được xử lý bằng những công cụ chuyên môn nào? Tác giả đã ứng dụng phần mềm thủy văn TSTV-2002 để phân tích chuỗi số liệu từ năm 1982 đến năm 2013, vẽ đường tần suất Pearson III nhằm xác định lượng mưa thiết kế P = 85% và hệ số thu phóng. Sau đó, các thông số khí tượng được tích hợp vào phần mềm CROPWAT của FAO để tính toán mức tưới tối ưu.

Giải pháp phi công trình nào đóng vai trò then chốt trong việc giảm nhẹ nhu cầu tưới? Giải pháp then chốt là chuyển đổi toàn diện sang cơ cấu giống lúa ngắn ngày (chu kỳ sinh trưởng 110-125 ngày như Bắc Thơm số 7, Dưu 525) kết hợp kỹ thuật tưới nông lộ phơi. Biện pháp này giúp tiết kiệm trực tiếp từ 15% đến 20% lượng nước tiêu thụ và né tránh được các đợt hạn gay gắt cuối vụ Xuân.

Kết luận

• Biến đổi khí hậu theo kịch bản B2 làm gia tăng nhiệt độ trung bình từ 0,5°C đến 1,7°C và làm mất cân đối nghiêm trọng phân bố mưa theo mùa tại vùng Trung du miền núi phía Bắc.
• Nhu cầu tưới thiết kế cho lúa vụ Đông Xuân tại tần suất P = 85% tăng mạnh từ 6,5% đến 18,4% ở các mốc năm 2030 và 2050, đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc nâng cấp dung tích trữ nước.
• Vụ Mùa ghi nhận lượng mưa tăng từ 1,8% đến 5,6%, làm giảm áp lực mức tưới nhưng gia tăng đáng kể nguy cơ ngập úng, lũ quét và xói mòn đất nông nghiệp vùng cao.
• Phương pháp kết hợp giữa phần mềm thủy văn TSTV-2002 và mô hình CROPWAT trên chuỗi dữ liệu 30 năm đã định lượng chính xác nhu cầu nước mặt ruộng cho từng tiểu vùng khí hậu đặc thù.
• Gói giải pháp tích hợp giữa công trình kiên cố hóa kênh mương và phi công trình chuyển đổi sang giống lúa thuần ngắn ngày là định hướng sống còn để bảo vệ an ninh lương thực cho hơn 11,5 triệu người dân trong vùng.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là thiết lập bộ số liệu chuẩn xác về mức tưới lúa thích ứng với biến đổi khí hậu, lấp đầy khoảng trống nghiên cứu thủy nông tại 15 tỉnh miền núi phía Bắc. Trong lộ trình giai đoạn 2025-2030, các địa phương cần đẩy nhanh việc số hóa bản đồ nhu cầu nước và mở rộng ứng dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm. Các nhà quản lý, kỹ sư thủy lợi và chuyên gia nông nghiệp hãy chủ động khai thác kết quả nghiên cứu này để xây dựng các giải pháp công trình và kế hoạch sản xuất bền vững cho tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC 1. Tổng quan về Biến đổi khí hậu: 1. Định nghĩa về BĐKH Công ước khung về biến đổi khí hậu của Liên Hợp 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". “Biến đổi khí hậu là “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: 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 nhằm hạn chế và ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs và SF6. Do các hoạt động của con người đã làm tăng hiệu ứng nhà kính của khí quyển, tạo ra một bức xạ cưỡng bức (tăng thêm) là 2,3 w/m2, làm cho bề mặt trái đất và lớp khí quyển tầng thấp nóng lên, mực nước biển của toàn cầu tăng. BDKH trong thế kỷ XX đến nay gây ra chủ yếu do con người, do vậy thuật ngữ BDKH (hoặc còn được gọi là sự ấm lên toàn cầu- global warming) được coi là đồng nghĩa với BDKH hiện đại. Biến đổi khí hậu hàng chục vạn năm.

Lịch sử khí hậu trái đất đã trải qua nhiều biến động với nhiều nguyên nhân khác nhau. Những vụ núi lửa phun trào mạnh, đưa vào khí quyển một lượng khói bụi khổng lồ ngăn cản bức xạ mặt trời xuống trái đất, làm lạnh bề mặt trái đất trong một thời gian dài. Một núi lửa phun ra có thể ngăn chặn một phần bức xạ mặt trời đến trái đất, đồng thời làm các lớp hấp thụ nhiệt trong tầng bình lưu nóng lên tới vài 11 độ. Điều này có thể thấy rõ qua quan sát hoạt động của núi lửa Pinatubô (Philippin) vào các năm 1982 và 1991.

Trong thời gian núi lửa phun, bức xạ mặt trời giảm đi rõ rệt. Trong thời gian dài hàng chục vạn năm, khí hậu trái đất đã trải qua những thời kỳ băng hà và những thời kỳ ấm lên. Đáng chú ý là các chu kỳ băng hà xảy ra trong từng khoảng hàng chục năm, với khí hậu lạnh hơn hiện nay. Trong các chu kỳ này, nhiệt độ bề mặt trái đất thường lạnh đi 5-70C, thậm chí tới 10–150C như ở các vùng vĩ độ trung bình và vĩ độ cao thuộc bán cầu Bắc.

Vào thời kỳ không băng hà khoảng 125.000 năm trước công nguyên (TCN), nhiệt độ trung bình bán cầu Bắc cao hơn thời kỳ tiền công nghiệp 20C. Biến đổi khí hậu trong 20. Trái đất đã trải qua thời kỳ băng hà cuối cùng khoảng 18. Trong thời kỳ này, băng bao phủ phần lớn Bắc Mỹ, Bắc Âu và Bắc châu Á với mực nước biển thấp hơn hiện nay tới 120m.

Có nhiều chứng cớ cho thấy, khoảng 5.000 năm TCN, nhiệt độ cao hơn hiện nay. Từ thế kỷ 14, châu Âu trải qua một thời kỳ băng hà nhỏ, kéo dài khoảng vài trăm năm. Trong thời kỳ băng hà nhỏ, những khối băng lớn cùng với những mùa đông khắc nghiệt kèm theo nạn đói đã làm nhiều gia đình phải rời bỏ quê hương. Từ khoảng giữa thế kỷ XIX mới có được số liệu định lượng chi tiết về BĐKH.

Những số liệu có được cho thấy xu thế chung là, từ cuối thế kỷ XIX đến nay, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng lên đáng kể. Kết quả nghiên cứu hiện nay cho thấy, nhiệt độ không khí trung bình toàn cầu trong thế kỷ XX đã tăng lên 0,60C và thập kỷ 90 là thập kỷ nóng nhất trong thiên niên kỷ vừa qua (IPCC, 2001).2 mô phỏng xu thế nhiệt độ nói trên. Xu hướng biến đổi khí hậu trong tương lai 1. Kịch bản biến đổi khí hậu Việc dự báo xu hướng biến đổi khí hậu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó chủ yếu dựa vào dự báo về sự phát thải khí nhà kính.

Sự phát thải khí nhà kính này lại phụ thuộc rất lớn vào sự phát triển kinh tế-xã hội toàn cầu, dân số, thay đổi về công nghệ, tiêu dùng, sản xuất, sử dụng đất và năng lượng. Do đó, nhiều kịch 12 bản biến đổi khí hậu khác nhau đã được xây dựng dựa trên sự thay đổi của các biến số khác nhau. Các kịch bản về biến đổi khí hậu được xây dựng trong khuôn khổ các nghiên cứu của IPCC (2007)dựa trên các dự báo về sự phát thải khí nhà kính từ thấp đến cao và dựa trên các kịch bản phát triển kinh tế-xã hội toàn cầu. IPCC đã đưa ra một nhóm 6 kịch bản (dựa trên 4 kịch bản gốc) xác định những lộ trình phát thải có thể xảy ra cho thế kỷ 21.

Các kịch bản này khác nhau về các giả định liên quan đến: (i)sự phát triển kinh tế ở quy mô toàn cầu; (ii)dân số thế giới và mức độ tiêu dùng; (iii) chuẩn mực cuộc sống và lối sống; (iv) tiêu thụ năng lượng và tài nguyên năng lượng; (v)chuyển giao công nghệ; và(vi) thay đổi sử dụng đất[4]. Bốn kịch bản gốc là A1, A2, B1, B2, với các ký hiệu A: chú trọng phát triển kinh tế; B: chú trọng bảo vệ môi trường; 1: chú trọng tính toàn cầu, và 2: chú trọng tính khu vực. Các kịch bản phát thải khí nhà kính - cơ sở của việc dự báo về tình trạng biến đổi khí hậu trong tương lai - của IPCC (2007) được được tóm tắt ở Bảng 1-1 dưới đây: Bảng 1- 1: Các kịch bản phát thải khí nhà kính Kịch bản gốc A1 Kịch bản gốc A2 • Kinh tế thế giới tăng trưởng nhanh • Kinh tế thế giới tăng trưởng thấp hơn • Dân số thế giới tăng, đạt đỉnh vào năm so với các kịch bản khác và phát triển 2050 và sau đó giảm dần theo định hướng khu vực • Các công nghệ mới phát triển nhanh và • Dân số thế giới tiếp tục tăng hiệu quả • Thay đổi về công nghệ chậm hơn • Thế giới có sự tương đồng về thu nhập và so với các họ kịch bản khác. cách sống • Thế giới không đồng nhất, các quốc • Có sự tương đồng giữa các khu vực: tăng gia hoạt động độc lập, tự cung tự cấp cường giao lưu về văn hóa xã hội và thu (mức độ toàn cầu hóa thấp) hẹp khác biệt về thu nhập giữa các vùng Họ kịch bản A1 được chia thành 3 nhóm dựa theo mức độ phát triển công nghệ: A1F1: Tiếp tục sử dụng thái quá nhiên liệu hóa thạch (kịch bản phát thải cao) A1B: Có sự cân bằng giữa các nguồn năng 13 lượng (kịch bản phát thải trung bình) A1T: Chú trọng sử dụng các nguồn năng lượng phi hóa thạch (kịch bản phát thải thấp Kịch bản gốc B1 Kịch bản gốc B2 • Kinh tế phát triển nhanh như kịch bản A1 • Kinh tế phát triển ở mức trung bình nhưng có sự thay đổi nhanh chóng trong • Dân số thế giới vẫn tiếp tục tăng cấu trúc kinh tế theo hướng dịch vụ và trưởng nhưng thấp hơn kịch bản A2 thông tin • Chuyển đổi công nghệ chậm và không • Dân số thế giới đạt đỉnh vào giữa thế kỷ đồng bộ như trong kịch bản B1 và A1 21 và sau đó giảm dần • Chú trọng các giải pháp khu vực về • Phát triển các công nghệ sạch và sử dụng bền vững kinh tế, xã hội và môi trường hiệu quả tài nguyên, giảm cường độ tiêu hao nguyên vật liệu • Chú trọng các giải pháp toàn cầu về bền vững kinh tế, xã hội và môi trường (Nguồn: Kịch bản Biến đổi khí hậu, Nước biển dâng cho Việt Nam; Bộ Tài nguyên &MT, 2012) IPCC khuyến cáo sử dụng các kịch bản phát thải được sắp xếp từ thấp đến cao là: B1 và A1T(các kịch bản phát thải thấp); B2 và A1B (các kịch bản phát thải trung bình); A2 và A1F1 (các kịch bản phát thải cao).Tuy nhiên, tùy thuộc vào nhu cầu thực tiễn và khả năng tính toán của từng nước, IPCC cũng khuyến cáo các quốc gia lựa chọn các kịch bản phát thải phù hợp trong số các kịch bản trên để xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho từng quốc gia.

Các kịch bản phát thải chính là cơ sở để dự đoán xu hướng biến đổi khí hậu trong tương lai. Biến đổi khí hậu trong tương lai Biến đổi khí hậu (BĐKH) mà trước hết là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng, là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21. Thiên tai và các hiện tượng khí hậu cực đoan khác đang gia tăng ở hầu hết các nơi trên thế giới, nhiệt độ và mực nước biển trung bình toàn cầu tiếp tục tăng nhanh chưa từng có và đang là mối lo ngại của các quốc gia trên thế giới. 14 Biến đổi khí hậu sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn thế giới: đến năm 2080 sản lượng ngũ cốc có thể giảm 2- 4%, giá sẽ tăng 13-45%, số người bị ảnh hưởng của nạn đói 36-50%; mực nước biển dâng cao gây ngập lụt, gây nhiễm mặn nguồn nước, ảnh hưởng đến nông nghiệp, và gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệ thống kinh tế-xã hội trong tương lai.

Các công trình hạ tầng được thiết kế theo các tiêu chuẩn hiện tại sẽ khó an toàn và cung cấp đầy đủ các dịch vụ trong tương lai. Theo các nghiên cứu và tính toán mới nhất của IPCC về biến đổi khí hậu trong tương lai cho thấy đến năm 2100 nhiệt độ bề mặt trái đất có thể tăng từ 1,5o đến 4,5o C. Nhiệt độ mặt đất tăng nhanh hơn mặt biển. Nhiệt độ bắc bán cầu tăng nhiều hơn nam bán cầu.

Lượng mưa tăng không đều, nhiều vùng mưa quá nhiều nhưng nhiều vùng trở nên khô hạn hơn. Mưa nhiều hơn ở các vùng cực. Mực nước biển có thể dâng lên từ 30 đến 100 cm. Hiện tượng El-Nino hoạt động mạnh lên cả về cường độ và tần suất.