Nghiên cứu biến đổi của một số đặc trưng mưa trong mùa mưa khu vực Nam Bộ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu biến đổi của một số đặc trưng mưa trong mùa mưa khu vực nam bộ, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp cải thiện

• Tác giả: Đặng Thị Lan Anh
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Minh Trường
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học
• Đề tài: Nghiên cứu biến đổi của một số đặc trưng mưa trong mùa mưa khu vực Nam Bộ
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm địa lý
• 1.2. Khái quát đặc điểm khí hậu và hình thế gây mưa trong mùa mưa ở Nam Bộ
• 1.2.1. Đặc điểm khí hậu
• 1.2.2. Một số hình thế gây mưa trong mùa mưa ở Nam Bộ
• 1.2.2.1. Gió mùa tây nam thiết lập và ổn định
• 1.2.2.2. Trục rãnh thấp có hướng bắc–nam
• 1.2.2.3. Dải hội tụ nhiệt đới đơn thuần, không có bão hoặc ATNĐ
• 1.2.2.4. Bão hoặc áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp đến Nam Bộ
• 1.2.2.5. Gió mùa tây nam mạnh kết hợp với bão hoặc áp thấp nhiệt đới cùng với dải hội tụ nhiệt đới tồn tại trên Biển Đông
• 1.2.2.6. Sóng gió đông
• 1.3. Các nghiên cứu trong ngoài nước về xu thế mưa
• 1.3.1. Nghiên cứu ngoài nước
• 1.3.2. Nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Số liệu từ các trạm quan trắc
• 2.2. Số liệu mưa tái phân tích (TPT)
• 2.3. Một số đặc trưng mưa được luận văn sử dụng
• 2.4. Khái niệm về hiện tượng ENSO
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp tính toán đặc trưng thống kê
• 2.5.2. Phương pháp tính xu thế
• 3. CHƯƠNG 3: BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG MƯA THỜI KỲ 1996-2016
• 3.1. Phân bố một số đặc trưng mưa ở Nam Bộ
• 3.1.1. Mùa mưa ở Nam Bộ
• 3.1.2. Phân bố lượng mưa và số ngày mưa
• 3.1.3. Xu thế mưa trong năm ENSO ở Nam Bộ
• 3.1.3.1. Xu thế mùa mưa trong năm ENSO
• 3.1.3.2. Xu thế lượng mưa trong mùa mưa năm ENSO
• 3.1.3.3. Xu thế của SNM, SNMV và SNML trong năm ENSO
• 3.1.3.4. Xu thế biến đổi của mưa trong mùa mưa ở Nam Bộ
• 3.2. Xu thế biến đổi của mùa mưa
• 3.2.1. Xu thế biến đổi của lượng mưa trong mùa mưa
• 3.2.2. Xu thế biến đổi của Rx và SNM
• 3.2.3. Xu thế biến đổi của số ngày mưa vừa và lớn
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về biến đổi đặc trưng mưa mùa mưa khu vực Nam Bộ

Biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến các đặc trưng mưa trong mùa mưa khu vực Nam Bộ. Nghiên cứu này nhằm đánh giá xu thế biến đổi của một số đặc trưng mưa trong giai đoạn 1996-2016. Mùa mưa ở Nam Bộ thường kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, với lượng mưa trung bình hàng năm dao động từ 2000 đến 2500 mm. Sự biến đổi này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên mà còn tác động đến đời sống kinh tế - xã hội của người dân trong khu vực.

1.1. Đặc điểm khí hậu và hình thế gây mưa ở Nam Bộ

Khí hậu Nam Bộ có nền nhiệt ổn định và phân hóa theo mùa rõ rệt. Mùa mưa chủ yếu do gió mùa tây nam và các hình thế thời tiết khác như bão, áp thấp nhiệt đới gây ra. Đặc biệt, lượng mưa có sự phân bố không đồng đều giữa các khu vực, với các tỉnh ven biển thường có lượng mưa cao hơn.

1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến đặc trưng mưa

Biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và cường độ mưa lớn ở Nam Bộ. Các hiện tượng như El Nino và La Nina có ảnh hưởng rõ rệt đến lượng mưa, gây ra hạn hán hoặc ngập lụt. Nghiên cứu cho thấy rằng trong những năm El Nino, lượng mưa thường giảm, trong khi năm La Nina lại có xu hướng tăng.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu biến đổi mưa ở Nam Bộ

Nghiên cứu biến đổi mưa ở Nam Bộ gặp nhiều thách thức, bao gồm việc thu thập và phân tích dữ liệu khí tượng. Sự biến động của khí hậu và các yếu tố tự nhiên khác cũng làm cho việc dự đoán lượng mưa trở nên khó khăn hơn. Các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão và lũ lụt ngày càng trở nên phổ biến, gây thiệt hại lớn cho nông nghiệp và đời sống người dân.

2.1. Khó khăn trong việc thu thập dữ liệu khí tượng

Việc thu thập dữ liệu từ các trạm quan trắc khí tượng gặp nhiều khó khăn do sự phân bố không đồng đều và thiếu hụt thông tin ở một số khu vực. Điều này ảnh hưởng đến độ chính xác của các nghiên cứu về biến đổi mưa.

2.2. Tác động của các hiện tượng thời tiết cực đoan

Các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão và lũ lụt đang gia tăng, gây ra thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp và cơ sở hạ tầng. Nghiên cứu cần tập trung vào việc đánh giá tác động của những hiện tượng này để có biện pháp ứng phó hiệu quả.

III. Phương pháp nghiên cứu biến đổi đặc trưng mưa ở Nam Bộ

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp thống kê để phân tích dữ liệu mưa từ các trạm quan trắc. Các phương pháp này bao gồm phân tích xu thế, tính toán các đặc trưng thống kê và mô hình hóa khí hậu. Việc áp dụng các mô hình khí hậu khu vực giúp dự đoán xu thế mưa trong tương lai.

3.1. Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu

Dữ liệu được thu thập từ 21 trạm quan trắc khí tượng trong khu vực Nam Bộ. Các phương pháp phân tích thống kê được áp dụng để đánh giá xu thế biến đổi của lượng mưa và số ngày mưa trong mùa mưa.

3.2. Mô hình hóa khí hậu khu vực

Mô hình hóa khí hậu khu vực được sử dụng để dự đoán xu thế mưa trong tương lai. Các mô hình này giúp hiểu rõ hơn về tác động của biến đổi khí hậu đến đặc trưng mưa ở Nam Bộ.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy xu thế biến đổi của một số đặc trưng mưa trong mùa mưa khu vực Nam Bộ. Lượng mưa có xu hướng tăng trong những năm gần đây, đặc biệt là trong các năm La Nina. Những kết quả này có thể được ứng dụng trong việc lập kế hoạch và dự báo mưa, giúp giảm thiểu thiệt hại do thiên tai.

4.1. Xu thế biến đổi lượng mưa trong mùa mưa

Nghiên cứu cho thấy lượng mưa trong mùa mưa có xu hướng tăng, đặc biệt là trong các năm có hiện tượng La Nina. Điều này có thể dẫn đến nguy cơ ngập lụt cao hơn trong khu vực.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để xây dựng các kế hoạch ứng phó với thiên tai, cải thiện hệ thống dự báo thời tiết và nâng cao nhận thức của cộng đồng về biến đổi khí hậu.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu biến đổi mưa

Nghiên cứu biến đổi đặc trưng mưa ở Nam Bộ là cần thiết để hiểu rõ hơn về tác động của biến đổi khí hậu. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà khoa học mà còn cho các nhà hoạch định chính sách. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến biến đổi mưa để có những biện pháp ứng phó hiệu quả.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu biến đổi mưa

Nghiên cứu biến đổi mưa giúp nâng cao hiểu biết về tác động của biến đổi khí hậu đến môi trường và đời sống con người. Điều này rất quan trọng trong việc xây dựng các chính sách phát triển bền vững.

5.2. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa về biến đổi mưa, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng. Các nghiên cứu này sẽ giúp cải thiện khả năng dự đoán và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang tác động sâu sắc đến chế độ giáng thủy tại khu vực Nam Bộ, gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán khốc liệt và lũ lụt nghiêm trọng. Thực tế cho thấy, đợt El Nino lịch sử giai đoạn 2015-2016 đã gây thiệt hại cho gần 250.000 ha lúa, 19.203 ha hoa màu, hơn 200.000 ha cây ăn quả và cây công nghiệp lâu năm, với tổng tổn thất kinh tế vượt mức 142.000 tỷ đồng tại khu vực phía Nam. Ngược lại, các năm La Nina ghi nhận những trận ngập lụt diện rộng điển hình vào các năm 2000, 2001 và 2002. Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự phân hóa không gian và thời gian của các đặc trưng mưa nhiệt đới trong bối cảnh hoàn lưu khí quyển có nhiều biến động phức tạp.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là xác định quy luật phân bố, đánh giá xu thế biến đổi định lượng của các đặc trưng mưa trong mùa mưa giai đoạn 1996-2016, đồng thời phân tích mức độ tác động của hiện tượng ENSO đến cấu trúc mùa mưa tại 19 đơn vị hành chính thuộc vùng Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ vùng đồng bằng châu thổ sông Cửu Long và miền Đông Nam Bộ thông qua chuỗi số liệu quan trắc 21 năm từ 21 trạm khí tượng bề mặt kết hợp cùng bộ dữ liệu tái phân tích APHRODITE kéo dài 33 năm (1984-2016).

Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn khi thiết lập bộ chỉ số khí hậu chuẩn xác, đóng góp trực tiếp vào việc nâng cao độ tin cậy của các mô hình dự báo khí tượng thủy văn hạn mùa lên trên 85%, đồng thời cung cấp luận cứ định lượng giúp chính quyền địa phương quy hoạch tài nguyên nước và chuyển đổi cơ cấu mùa vụ nông nghiệp thích ứng hiệu quả với rủi ro thiên tai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết hoàn lưu khí quyển gió mùa mùa hè nhiệt đới châu Á kết hợp với cơ chế tương tác biển - khí quyển quy mô hành tinh ENSO. Chế độ mưa mùa hè tại Nam Bộ chịu sự chi phối chủ đạo từ 6 hình thế thời tiết synop cơ bản: gió mùa Tây Nam tầng dày thiết lập ổn định, trục rãnh thấp hướng Bắc - Nam, dải hội tụ nhiệt đới trên Biển Đông, bão hoặc áp thấp nhiệt đới đổ bộ, tổ hợp gió mùa Tây Nam kết hợp xoáy thuận nhiệt đới, và sóng gió đông trên cao.

Khung lý thuyết vận dụng các khái niệm và chỉ số khí tượng chuẩn mực:

• Mùa mưa nhiệt đới: Xác định theo tiêu chuẩn khí hậu học của Nguyễn Đức Ngữ, định nghĩa mùa mưa là chuỗi các tháng liên tục có lượng mưa trung bình tháng đạt ngưỡng từ 100mm trở lên.
• Độ dài mùa mưa (ký hiệu DD): Khoảng thời gian tính bằng số ngày giữa thời điểm bắt đầu và thời điểm kết thúc mùa mưa hàng năm.
• Lượng mưa ngày cực đại tháng (Rx): Giá trị lượng mưa đo được lớn nhất trong một ngày của tháng quan trắc.
• Chỉ số mưa cực đoan: Số ngày mưa trong tháng (SNM với ngưỡng mưa ngày từ 0,1mm trở lên), số ngày mưa vừa (SNMV với lượng mưa từ 25mm đến 50mm/ngày), và số ngày mưa lớn (SNML với lượng mưa vượt 50mm/ngày).
• Chu kỳ dao động Nam ENSO: Phân định các pha nóng (El Nino) và pha lạnh (La Nina) dựa trên chỉ số nhiệt độ mặt nước biển chuẩn sai ONI tại khu vực Nino 3.4 do NOAA công bố.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào sử dụng cỡ mẫu gồm chuỗi số liệu lượng mưa ngày thực đo trong 21 năm (1996-2016) tại 21 trạm khí tượng bề mặt thuộc Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ, kết hợp bộ số liệu mưa tái phân tích dạng lưới APHRODITE độ phân giải 0,5° x 0,5° kinh vĩ giai đoạn 33 năm (1984-2016). Phương pháp chọn mẫu là phương pháp chọn mẫu mục đích phi ngẫu nhiên theo không gian, đảm bảo 21 trạm phân bố đại diện đồng đều cho các tiểu vùng sinh thái: vùng gò đồi phía Bắc miền Đông (Phước Long, Đồng Xoài), vùng đồng bằng trung tâm (Cần Thơ, Cao Lãnh, Vĩnh Long), vùng ven biển Đông (Vũng Tàu, Ba Tri, Bạc Liêu) và vùng hải đảo, cực Tây Nam (Phú Quốc, Cà Mau).

Về phương pháp phân tích, nghiên cứu áp dụng phương pháp ước lượng độ dốc Sen (Sen's slope estimator) kết hợp kiểm nghiệm phi tham số Mann-Kendall ở mức ý nghĩa thống kê 10%, song song với mô hình hồi quy tuyến tính bình phương tối thiểu (OLS). Lý do lựa chọn phương pháp phi tham số Sen và Mann-Kendall vì chuỗi số liệu khí hậu nhiệt đới thường không tuân theo phân phối chuẩn, phương pháp này có ưu điểm vượt trội là không bị sai lệch bởi các giá trị ngoại lai cực đoan và xử lý tối ưu tình trạng dữ liệu bị khuyết thiếu ngẫu nhiên. Toàn bộ quy trình tính toán thống kê và kiểm định giả thuyết được thực hiện trên môi trường phần mềm R và hệ thống Macro thống kê chuyên dụng trong giai đoạn hoàn thành luận văn năm 2019.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, lượng mưa trong mùa mưa chiếm tỷ trọng áp đảo từ 90% đến 97% tổng lượng mưa cả năm trên toàn vùng Nam Bộ. Thời gian kéo dài mùa mưa dao động trong khoảng từ 176 ngày đến 241 ngày (tương đương 6 đến 8 tháng). Không gian mùa mưa bắt đầu sớm nhất vào đầu tháng 4 tại khu vực hải đảo và cực Tây Nam như Phú Quốc (trung bình nhiều năm bắt đầu từ ngày 02/04) và vùng Tây Bắc miền Đông (Tây Ninh, Bình Phước), trong khi các tỉnh trung tâm đồng bằng như Vĩnh Long, Bến Tre và khu vực Vũng Tàu bắt đầu muộn hơn từ giữa tháng 4 đến đầu tháng 5. Thời điểm kết thúc mùa mưa diễn ra từ giữa đến cuối tháng 11.

Thứ hai, phân bố không gian tổng lượng mưa năm và lượng mưa mùa mưa có sự tương phản sâu sắc giữa các tiểu vùng. Lượng mưa năm cao nhất tập trung tại Bình Phước đạt 2500 - 2700mm và Phú Quốc đạt 2000 - 2700mm. Trái lại, vùng trung tâm đồng bằng sông Cửu Long (An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long) và ven biển Vũng Tàu có lượng mưa thấp nhất, chỉ dao động từ 1400mm đến 1600mm. Biến trình mưa đạt đỉnh cực đại vào tháng 9 và tháng 10, trong đó các trạm mưa nhiều ghi nhận lượng mưa tháng 9 đạt 400 - 500mm, còn các trạm mưa ít chỉ đạt 250 - 300mm vào tháng 10.

Thứ ba, hiện tượng El Nino tác động tiêu cực rõ rệt làm suy giảm hầu hết các đặc trưng mưa. Trong các năm El Nino, độ dài mùa mưa bị rút ngắn tại 90% số trạm quan trắc (giảm từ 0,5 đến 24 ngày). Tổng lượng mưa mùa mưa sụt giảm từ 6mm đến 238mm, trong đó các trạm Phú Quốc, Sóc Trăng, Cao Lãnh có mức sụt giảm nghiêm trọng nhất từ 190mm đến 238mm. Tổng số ngày mưa SNM giảm từ 1 đến 12 ngày trên 91% số trạm, và 70% số trạm ghi nhận lượng mưa ngày cực đại Rx giảm từ 2mm đến 13mm.

Thứ tư, pha La Nina khuếch đại mạnh mẽ các chỉ số mưa và làm gia tăng nguy cơ thiên tai ngập úng. Trong năm La Nina, độ dài mùa mưa kéo dài hơn tại 76% số trạm với mức tăng từ 1,9 đến 25 ngày. Tổng lượng mưa mùa mưa tăng từ 15mm đến 159mm (điển hình tại Mộc Hóa, Cao Lãnh, Sóc Trăng). Đáng chú ý, 100% các trạm khí tượng đều ghi nhận số ngày mưa SNM gia tăng từ 0,38 đến 8 ngày, và 81% số trạm có lượng mưa ngày cực đại Rx tăng từ 13mm đến 24mm so với trung bình nhiều năm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân tạo nên sự phân hóa không gian của lượng mưa bắt nguồn từ tương tác giữa địa hình đón gió và hoàn lưu gió mùa Tây Nam. Miền Đông Nam Bộ tiếp giáp khối cao nguyên Nam Trung Bộ và cực Tây Nam Bộ nằm gần dãy núi Con Voi đóng vai trò như bức tường chắn địa hình, kích thích đối lưu nhiệt động lực phát triển mạnh, tạo nên các trung tâm mưa lớn tại Phú Quốc và Phước Long. Ngược lại, vùng lõi trung tâm đồng bằng địa hình bằng phẳng, ít có điều kiện kích hoạt đối lưu địa phương nên lượng mưa và số ngày mưa thấp hơn đáng kể.

Khi so sánh với các công trình nghiên cứu khí hậu trong khu vực, kết quả này hoàn toàn đồng nhất với công bố của Nguyễn Đức Ngữ về xu thế gia tăng số ngày mưa lớn tại Nam Bộ, cũng như kết luận của Atsamon Limsakul tại Thái Lan và Nobuhiko Endo trên phạm vi Đông Nam Á về sự gia tăng cường độ mưa cực đoan trong các pha La Nina.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua các đồ thị biến trình năm của 4 trạm tương phản điển hình (Phước Long, Vũng Tàu, Phú Quốc, Vĩnh Long), kết hợp cùng bản đồ phân bố đường đẳng trị không gian về ngày bắt đầu, kết thúc mùa mưa và ma trận sai số thống kê chuẩn sai giữa số liệu trạm quan trắc với lưới tái phân tích APHRODITE. Kết quả đối soát cho thấy số liệu tái phân tích tái hiện tốt quy luật phân bố không gian nhưng có xu hướng đánh giá thấp hơn số liệu quan trắc thực tế khoảng 10% đến 20% đối với các chỉ số mưa lớn cực đoan.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nâng cấp hệ thống quan trắc và hiện đại hóa công nghệ dự báo khí tượng thủy văn hạn mùa. Tổng cục Khí tượng Thủy văn cùng Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ cần đẩy nhanh việc lắp đặt bổ sung 15 trạm radar thời tiết Doppler và mạng lưới đo mưa tự động tại các vùng trũng số liệu Tây Nam Bộ, phấn đấu nâng cao độ chính xác dự báo thời điểm bắt đầu và kết thúc mùa mưa trước từ 3 đến 6 tháng đạt tỷ lệ trên 85% trong giai đoạn 2025-2030.

Thứ hai, điều chỉnh cơ cấu mùa vụ và lịch thời vụ nông nghiệp thích ứng linh hoạt với chu kỳ ENSO. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cùng Sở Nông nghiệp 13 tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long cần ban hành khung lịch gieo sạ lúa vụ Đông Xuân và Hè Thu sớm hơn từ 10 đến 15 ngày trong các năm xuất hiện pha La Nina để tận dụng nguồn nước; đồng thời chủ động cắt giảm từ 15% đến 20% diện tích lúa vụ 3 kém hiệu quả trong các năm El Nino nhằm phòng tránh rủi ro hạn mặn gay gắt từ nay đến năm 2028.

Thứ ba, hoàn thiện quy hoạch hạ tầng thủy lợi và tối ưu hóa quy trình tích trữ nguồn nước ngọt. Ban Quản lý Đầu tư và Xây dựng Thủy lợi cùng Ủy ban nhân dân các tỉnh ven biển cần đầu tư xây dựng các hồ trữ nước ngọt phân tán, nâng cấp hệ thống cống ngăn mặn khép kín, đảm bảo năng lực tích trữ tối thiểu 300 triệu m³ nước ngọt phục vụ cấp nước sinh hoạt và tưới tiêu nông nghiệp trong các tháng chuyển mùa ít mưa giai đoạn 2026-2030.

Thứ tư, cập nhật quy chuẩn kỹ thuật tiêu thoát nước và xây dựng bản đồ cảnh báo ngập lụt đô thị. Sở Xây dựng và Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai các đô thị lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Biên Hòa cần sử dụng chỉ số lượng mưa ngày cực đại Rx (từ 50mm đến 72mm/ngày) để tính toán lại khẩu độ cống thoát nước, hướng tới mục tiêu giảm 30% các điểm ngập úng nghiêm trọng trong điều kiện mưa lớn kết hợp triều cường giai đoạn 2026-2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách biến đổi khí hậu: Các chuyên viên tại Cục Biến đổi khí hậu, Sở Tài nguyên và Môi trường tại 19 tỉnh thành Nam Bộ sẽ tìm thấy các luận cứ định lượng chính xác về chu kỳ mưa và tác động ENSO để tích hợp vào Kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu cấp tỉnh giai đoạn 2026-2035.

Thứ hai, kỹ sư quy hoạch thủy lợi, giao thông và phát triển hạ tầng đô thị: Đội ngũ thiết kế công trình thoát nước tại Thành phố Hồ Chí Minh và Cần Thơ có thể ứng dụng trực tiếp chuỗi số liệu Rx và tần suất xuất hiện số ngày mưa lớn SNML (từ 3 đến 12 ngày/mùa) để tính toán khẩu độ cống, đê bao ngăn triều và công trình hồ điều hòa.

Thứ ba, các viện nghiên cứu, trường đại học và học viên chuyên ngành khí tượng - thủy văn: Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học có thể kế thừa phương pháp luận xử lý số liệu bằng kiểm định Mann-Kendall, ước lượng độ dốc Sen và quy trình hiệu chỉnh dữ liệu lưới tái phân tích APHRODITE cho các đề tài khí hậu học nhiệt đới.

Thứ tư, doanh nghiệp sản xuất nông nghiệp, thủy sản và các tổ chức bảo hiểm nông nghiệp: Các tập đoàn nông nghiệp quy mô lớn tại Đồng bằng sông Cửu Long có thể sử dụng thông tin độ dài mùa mưa (từ 176 đến 241 ngày) để tối ưu hóa chuỗi cung ứng vật tư, trong khi các công ty bảo hiểm sử dụng ngưỡng chỉ số mưa để xây dựng sản phẩm bảo hiểm rủi ro thiên tai theo chỉ số thời tiết.

Câu hỏi thường gặp

Mùa mưa tại khu vực Nam Bộ thường bắt đầu và kết thúc vào thời điểm nào trong năm?
Mùa mưa tại Nam Bộ bắt đầu phổ biến trong tháng 4 và kết thúc vào giữa đến cuối tháng 11, với tổng độ dài mùa mưa kéo dài từ 176 ngày đến 241 ngày. Khu vực cực Tây Nam như đảo Phú Quốc bắt đầu sớm nhất vào khoảng ngày 02/04, trong khi vùng trung tâm đồng bằng và ven biển Vũng Tàu bắt đầu muộn hơn từ giữa tháng 4 đến đầu tháng 5.

Hiện tượng El Nino gây ra những biến đổi tiêu cực cụ thể nào đối với chế độ mưa Nam Bộ?
Pha El Nino làm rút ngắn độ dài mùa mưa tại 90% số trạm quan trắc, làm suy giảm tổng lượng mưa mùa mưa từ 6mm đến 238mm và giảm từ 1 đến 12 ngày mưa trong mùa. Thiệt hại thực tế điển hình trong đợt El Nino năm 2015-2016 đã làm hư hại gần 250.000 ha lúa và gây tổn thất kinh tế vượt mức 142.000 tỷ đồng.

Pha La Nina tác động như thế nào đến tần suất và cường độ mưa cực đoan tại Nam Bộ?
Pha La Nina kích thích mưa gia tăng mạnh mẽ, khiến 100% các trạm quan trắc đều tăng số ngày mưa từ 0,38 đến 8 ngày và 76% số trạm kéo dài độ dài mùa mưa thêm 1,9 đến 25 ngày. Lượng mưa ngày cực đại Rx tăng từ 13mm đến 24mm trên 81% số trạm, dẫn đến nguy cơ ngập lụt diện rộng như các năm 2000 và 2002.

Tại sao việc sử dụng bộ số liệu tái phân tích APHRODITE lại có giá trị bổ trợ quan trọng cho số liệu quan trắc trạm?
Bộ số liệu APHRODITE độ phân giải 0,5° x 0,5° kinh vĩ giai đoạn 1984-2016 giúp lấp đầy các khoảng trống không gian tại những khu vực chưa có trạm đo bề mặt. Dù có sai số đánh giá thấp hơn số liệu trạm thực đo từ 10% đến 20%, dữ liệu lưới vẫn phản ánh rất chuẩn xác quy luật phân bố không gian và biến trình mùa mưa theo vĩ độ.

Phương pháp ước lượng Sen và kiểm nghiệm Mann-Kendall mang lại ưu thế gì so với phương pháp hồi quy tuyến tính cổ điển?
Phương pháp Sen và Mann-Kendall là các công cụ thống kê phi tham số với mức ý nghĩa kiểm định 10%, không đòi hỏi chuỗi số liệu phải tuân theo phân phối chuẩn. Ưu thế vượt trội là loại bỏ hoàn toàn sự sai lệch do các giá trị dị biệt cực đoan gây ra và xử lý hiệu quả chuỗi dữ liệu bị khuyết thiếu ngẫu nhiên trong 21 năm quan trắc.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập bức tranh toàn diện về chế độ mưa Nam Bộ giai đoạn 1996-2016, chỉ ra lượng mưa mùa mưa chiếm 90% đến 97% tổng lượng mưa năm với thời gian kéo dài từ 176 đến 241 ngày.
• Phân hóa không gian lượng mưa ghi nhận sự tương phản lớn, đạt đỉnh cao nhất tại Bình Phước và Phú Quốc (2000 - 2700mm) và thấp nhất tại vùng trung tâm đồng bằng cùng Vũng Tàu (1400 - 1600mm).
• Hiện tượng El Nino làm suy giảm lượng mưa mùa từ 6mm đến 238mm và rút ngắn mùa mưa ở 90% số trạm; ngược lại, La Nina làm gia tăng lượng mưa từ 15mm đến 159mm và tăng số ngày mưa trên 100% số trạm.
• Phương pháp phi tham số Sen và Mann-Kendall kết hợp kiểm chứng qua lưới APHRODITE 33 năm khẳng định độ tin cậy khoa học cao trong việc phát hiện xu thế biến đổi khí hậu tiểu vùng.
• Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp công trình và phi công trình đồng bộ nhằm chủ động ứng phó thiên tai, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và phát triển đô thị bền vững tầm nhìn 2026-2030.

Công trình là tài liệu tham khảo học thuật chuyên sâu và nguồn dữ liệu quý giá dành cho các nhà nghiên cứu, nhà quản lý và kỹ sư chuyên ngành. Hãy tải về toàn văn luận văn thạc sĩ để khai thác chi tiết bộ cơ sở dữ liệu quan trắc và ứng dụng các mô hình phân tích khí hậu tiên tiến vào thực tiễn nghiên cứu ngay hôm nay!

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa lý Nam Bộ là khu vực phía cực nam của Việt Nam, là một trong hai vùng sản xuất lúa chính. Địa hình trên toàn vùng Nam Bộ khá bằng phẳng, phía Tây giáp Vịnh Thái Lan, phía Đông và Đông Nam giáp biển Đông, phía Bắc và Tây Bắc giáp Campuchia và một phần phía Tây Bắc giáp Nam Trung Bộ. Nam Bộ bao gồm 17 tỉnh từ Bình Phước trở xuống phía Nam và hai thành phố lớn là thành phố Hồ Chí Minh và thành phố Cần Thơ[4]. Khu vực Nam Bộ được chia làm hai vùng: vùng Đông Nam Bộ (Hình 1.

1a) và vùng Tây Nam Bộ (Hình 1. a) Vùng Đông Nam Bộ b) Vùng Tây Nam Bộ Hình 1. Bản đồ 19 đơn vị hành chính ở Nam Bộ Vùng Đông Nam Bộ có 01 thành phố là Thành phố Hồ Chí Minh và có 05 tỉnh là Bà Rịa-Vũng Tàu, Bình Dương, BìnhPhước, Đồng Nai, Tây Ninh. Vùng Tây Nam Bộ là vùng cực nam của Việt Nam, còn được gọi là vùng đồng bằng sông Cửu Long, có một thành phố Cần Thơ và 12 tỉnh: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh, Hậu Giang, Sóc Trăng, Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu và Cà Mau.2Khái quát đặc điểm khí hậu và hình thế gây mưa trong mùa mưa ở Nam Bộ 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 Đặc điểm khí hậu Đặc điểm chung của khí hậu Nam Bộ là nền nhiệt hầu như ổn định quanh năm khoảng 26-28oC và có sự phân hóa theo mùa sâu sắc theo chế độ mưa-ẩm phù hợp với mùa gió, thời gian nắng và bức xạ cao.

Chế độ mưa, có sự phân bố không gian rõ rệt liên quan đến vị trí tương đối của từng nơi so với vùng núi lân cận. Nói chung miền Đông Nam Bộ, gần cao nguyên Trung Bộ và phần cực Tây Nam Bộ (Kiên Giang) gần dãy núi Con Voi (Campuchia) là khu vực có lượng mưa cao. Nhìn chung, Nam Bộ có hai mùa: mùa mưa khoảng từ tháng V đến tháng XI, mùa khô (ít mưa) khoảng từ tháng XII tới tháng III năm sau. Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng từ 80 - 82%.

Mùa mưa trùng với gió mùa mùa hè mang lại những khối không khí nhiệt đới và xích đạo nóng ẩm với những nhiễu động khí quyển thường xuyên, hướng gió không đồng nhất tùy thuộc vào vị trí và trong khoảng thời gian từ tháng V đến tháng XI. Mùa khô trùng với gió mùa mùa đông vốn là nguồn gió tín phong trong khoảng từ tháng XII tới tháng IV. Lượng mưa hàng năm dao động khoảng từ 2000– 2500 mm [2]. Một số hình thế gây mưa trong mùa mưa ở Nam Bộ a) Gió mùa tây nam thiết lập và ổn định Trong thời kỳ gió mùa tây nam thịnh hành, gió phát triển trong suốt cả tầng đầy 5km trên mặt đất, bao trùm phần lớn lãnh thổ phía nam và đông nam Châu Á.

Vào tháng VIII, dải hội tụ nội chí tuyến thường có vị trí ngang vịnh Bắc Bộ Việt Nam, không khí xích đạo khống chế đem lại tiềm năng mưa trên toàn thể. Khu vực Nam Bộ một mùa mưa với lượng mưa rất phong phú vì gió mùa tây nam hoạt động ở khu vực này hội đủ các điều kiện gây mưa do tầng kết bất ổn định lớn của các khối không khí ẩm ướt và kết cấu động lực của các nhiễu động nhiệt đới trong luồng gió tây nam. Hệ thống mây đối lưu phát triển mạnh mẽ, lượng ẩm tăng nhanh gây nên đợt mưa trên hầu hết Nam Bộ, mưa vừa đến mưa to, nhất là vùng ven biển phía tây và phía bắc Đông Nam Bộ do địa hình chi phối. Tuy nhiên, các khu vực mưa phân bố không đồng đều, thời gian mưa cũng không đồng nhất [9], [14].

b) Trục rãnh thấp có hướng bắc–nam Thông thường, vào khoảng nửa đầu tháng 4, (hoặc vào những năm mưa 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] muộn thường thấy xuất hiện vào tháng 5, tháng 6) khi ở tầng thấp áp thấp nóng Ấn Miến bắt đầu phát triển và mở rộng sang phía đông và áp cao lục địa có tính lạnh và khô còn khuếch tán xuống phía nam, tạo nên một trục rãnh thấp theo hướng bắc – nam từ mặt đất lên đến 850 mb dọc theo dãy Trường Sơn, nên ở phần lãnh thổ phía nam Nam Bộ và ven biển phía tây có gió tây bắc đến tây, tạo nên hội tụ gió ở các tầng từ 700 mb trở xuống. Hình thế này sẽ gây nên một đợt mưa vừa đến mưa to trên hơn 50% diện tích khu vực, chủ yếu ở các tỉnh ven biển phía tây và ven sườn đồi núi phía bắc Miền Đông, lượng mưa từ 100 – 150mm và thường kéo dài trong 3-5 ngày. Đây là dạng hình thế xuất hiện trong thời kỳ mưa chuyển mùa sớm, khi gió tây nam chưa hình thành [9], [14]. c) Dải hội tụ nhiệt đới đơn thuần, không có bão hoặc ATNĐ: Sự hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới gắn liền với hoạt động của gió mùa tây nam, theo từng đợt gió mùa.

Dải hội tụ nhiệt đới hình thành từ nam Biển Đông vắt qua Nam Bộ – Nam Trung Bộ, rồi dịch lên phía bắc lên đến trên 20oN, suy yếu và tan đi, để rồi sau đó lại tiếp tục một chu trình hoạt động mới (xuất hiện, duy trì và suy yếu) theo quá trình hoạt động của áp cao cận nhiệt đới ở khu vực này. Tuy nhiên dạng hình thế thời tiết do dải hội tụ nhiệt đới đơn thuần ít khi xuất hiện vì trên dải hội tụ nhiệt đới thường có hoạt động của các xoáy thuận, kèm theo lại rơi vào thời kỳ gió mùa tây nam thịnh hành, do vậy lượng mưa càng tăng lên [9], [14]. d) Bão hoặc áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp đến Nam Bộ Trong 22 năm, từ 1980-2001, có tất cả 35 cơn bão và ATNĐ ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực từ 13oN đến mũi Cà Mau, hầu hết vào tháng 10, 11 và 12 vì trong thời gian này áp cao lạnh cực đới đã hoạt động mạnh và các đợt gió mùa đông bắc đã tràn sâu xuống phần lãnh thổ phía bắc Việt Nam. Tần suất bão và ATNĐ đổ bộ trực tiếp vào Nam Bộ khá bé so với các khu vực khác của Việt Nam, trung bình nhiều năm chỉ có 0,2 cơn.

Một số cơn bão tuy không đổ bộ trực tiếp vào Nam Bộ cũng gây nên gió rất mạnh ngoài khơi vùng biển từ Bà Rịa -Vũng Tàu đến Cà Mau, sóng cao. Mưa lớn và có lúc gây hiện tượng nước dâng. Nhưng không phải khi nào có bão ảnh hưởng trực tiếp thì gây mưa to đến rất to. Ví dụ như cơn bão số 5 (bão Linda) đổ bộ vào Cà Mau năm 1997, gây mưa không lớn lắm tại khu vực Nam Bộ, chỉ tập trung mưa lớn ở phần phía tây bắc của tâm bão.

Cũng có khi chỉ một cơn 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] bão đổ bộ vào khu vực từ Nam Trung Bộ đến Trung Trung Bộ có thể gây một đợt mưa lớn trên khu vực này [14]. e) Gió mùa tây nam mạnh kết hợp với bão hoặc áp thấp nhiệt đới cùng với dải hội tụ nhiệt đới tồn tại trên Biển Đông [9], [14]. Đây là loại tổ hợp 3 hình thế synop chủ yếu trong mùa mưa, gây mưa lớn không chỉ ở Nam Bộ, mà còn gây mưa lớn trên toàn bộ lưu vực sông Mê Kông và gây nên lũ ở hạ lưu sông. Ngoài ra, các khu vực Trung Bộ, Tây Nguyên, miền Đông Nam Bộ cũng bị lũ lụt, lũ quét và lũ ống do cường độ mưa lớn trong thời gian ngắn.

Loại tổ hợp này thường xuất hiện từ tháng 7 đến tháng 9. Phân tích số liệu trong 18 năm, đều cho thấy hầu như năm nào cũng có tổ hợp này, nhưng chỉ có điều là tuỳ theo cường độ, hướng di chuyển và vị trí đổ bộ của bão, cũng như cường độ của gió mùa tây nam mà mức độ ảnh hưởng của đợt mưa lớn gây ra cho khu vực này nhiều hay ít mà thôi. Có trường hợp bão - ATNĐ đổ bộ vào các tỉnh từ Trung Bộ đến Nam Bộ rồi tiếp tục đi qua Lào, Campuchia, kết hợp với gió mùa tây nam mạnh và dải hội tụ nhiệt đới gây mưa rất lớn cho Nam Bộ, hoặc có khí bão – ATNĐ từ Tây Thái Bình Dương vượt qua Philippines, sau đó đi lên phía bắc, nhưng nó làm cho gió mùa tây nam mạnh lên, kéo dài nhiều ngày cũng gây mưa rất lớn. Qua phân tích những đợt mưa lớn có khả năng gây nên lũ quét, lũ ống ở Miền Đông, nhận thấy nguyên nhân của các đợt mưa lớn hầu hết chủ yếu đều do ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của bão, ATNĐ kết hợp với gió mùa tây nam mạnh.

Đặc biệt, vào các tháng 7 đến tháng 9, khi có bão hoặc ATNĐ đổ bộ vào khu vực Trung Bộ, sau đó đi qua Lào, Campuchia, kết hợp với gió tây nam mạnh thì thường gây nên mưa lớn trên toàn bộ lưu vực sông Mê Kông, bao gồm cả Tây Nguyên, Nam Trung Bộ và Nam Bộ thì xuất hiện lũ sớm và lũ chính vụ ở ĐBSCL. f) Sóng gió đông Trong mùa gió mùa tây nam, trên các tầng cao từ 5000 m trở lên, thậm chí có lúc từ 3000m, là lớp gió đông khống chế (của áp cao cận nhiệt đới), trong phần phía nam của đới gió đông này có dạng sóng nhiễu động, khi dạng sóng rõ rệt, các nhiễu động này có độ xoáy càng rõ nét, cường độ tăng lên, với phạm vi nhiễu động khoảng 200-300km, theo đới gió đông di chuyển vào đất liền. Sóng đông này di 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] chuyển từ đông sang tây, theo dòng dẫn của trường đường dòng trên cao, tốc độ sóng đông tùy vào dòng dẫn này. Khi vào đất liền thường gây nên thời tiết xấu phía trước trục rãnh, mưa không kể ngày đêm, có khi mưa to đến rất to và thời gian mưa không kéo dài quá 2 ngày [9], [14].

Các nghiên cứu trong ngoài nước về xu thế mưa 1. Nghiên cứu ngoài nước Các yếu tố nhiệt độ, lượng mưa là một trong những yếu tố khí tượng chính được đề cập trong hầu hết các công trình nghiên cứu.