CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MƯA LỚN VÀ MƯA CỰC TRỊ 1. Tác động của các hiện tượng cực đoan và mưa lớn Qua bốn bản báo cáo đánh giá chính thức của Uỷ ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC): Báo cáo lần thứ nhất (FAR) công bố năm 1990, báo cáo lần thứ hai (SAR) công bố năm 1995, báo cáo lần thứ ba (TAR) công bố năm 2001 và báo cáo lần thứ tư (AR4) công bố năm 2007, có thể thấy biến đổi khí hậu có những diễn biến phức tạp đặc biệt là các hiện tượng khí hậu cực đoan như mưa lớn, bão, dông mạnh. Hiện tại, báo cáo lần thứ năm (AR5) của IPCC đã được hoàn thành, đây là báo cáo toàn diện nhất về biến đổi khí hậu kể từ khi AR4 được công bố.
AR5 nhấn mạnh nhiều hơn vào việc đánh giá các khía cạnh kinh tế - xã hội của biến đổi khí hậu và những tác động của nó đối với phát triển bền vững. AR5 được hoàn thành với sự đóng góp không nhỏ từ nhóm nghiên cứu thứ nhất của IPCC, báo cáo này đã được công bố bởi [Thomas Stocker và cộng sự, 2013]. Bản báo cáo của nhóm nghiên cứu thứ nhất cung cấp các bằng chứng khoa học về những biến đổi của khí hậu trong tương lai dựa trên bộ kịch bản phát thải toàn cầu mới là “Đường nồng độ đại diện” (Representative Concentration Pathway - RCP). Bộ kịch bản phát thải RCPs có một số nét khác biệt cơ bản so với bộ kịch bản phát thải cũ, SRES (Special Report on Emission Scenarios), đã được công bố trong báo cáo chuyên đề về các kịch bản phát thải của IPCC vào năm 2000.
RCPs có những kịch bản ngắn hạn (đến năm 2035) với độ chi tiết cao và những kịch bản dài hạn (tới năm 2300) với mức chi tiết thấp hơn, phù hợp hơn với những nghiên cứu biến đổi khí hậu dài hạn. Đồng thời các kịch bản RCPs có tính đến chính sách khí hậu cũng như thích ứng với biến đổi khí hậu. Những diễn biến bất thường của các hiện tượng khí hậu cực đoan đặc biệt là hiện tượng mưa lớn, mưa cực trị bắt đầu được cộng đồng khoa học quan tâm nghiên cứu từ khi IPCC công bố FAR. Tuy nhiên, theo đánh giá của [Penalba và Robledo, 2009] thì số lượng nghiên cứu về các hiện tượng cực đoan và mưa lớn thời kỳ này chưa nhiều và chưa có những đánh giá sâu về diễn biến trong tương lai của các hiện 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tượng cực đoan.
Tần suất xuất hiện của hiện tượng mưa lớn, mưa cực trị tương đối thấp nhưng lại có tác động mạnh tới con người, kinh tế - xã hội và môi trường. Do vậy, trong thời gian gần đây mối quan tâm của cộng đồng khoa học đến hiện tượng mưa lớn ngày càng tăng, số lượng các công trình nghiên cứu về hiện tượng này ngày càng nhiều. Thiệt hại do các hiện tượng cực đoan và mưa lớn Thiệt hại kinh tế liên quan đến các hiện tượng khí hậu cực đoan có thể được chia thành chi phí cho tác động trực tiếp hay gián tiếp đến con người, xã hội, hệ sinh thái và các chi phí để thích ứng với những biến đổi của các hiện tượng này. Từ năm 1960 đến 2011 ở nước Mỹ trung bình mỗi năm các hiện tượng cực đoan gây thiệt hại khoảng 13 tỷ đô la trong đó 10,5 tỷ đô la thiệt hại về tài sản và 2,5 tỷ đô la thiệt hại trong nông nghiệp.
Ngoài thiệt hại về kinh tế, các hiện tượng này còn làm khoảng 600 người thiệt mạng và hơn 4.000 người bị thương mỗi năm. Số liệu từ cổng thông tin điện tử của Văn phòng thường trực Ban chỉ đạo phòng chống lụt bão trung ương Việt Nam cho thấy từ năm 1999 đến năm 2009 trung bình hàng năm có gần 500 người thiệt mạng, 700 người bị thương và 60 người mất tích do thiên tai. Tổn thất về kinh tế mỗi năm ước tính hơn 9.000 tỷ đồng tương đương với khoảng 1% tổng sản phẩm quốc nội (GDP) (Hình 1. Như vậy, thiệt hại do thiên tai gây ra đối với con người và xã hội là rất lớn, đặc biệt là từ các hiện tượng liên quan đến mưa lớn như: lũ lụt, bão, dông mạnh, sạt lở, sét.
Theo số liệu của Viện nghiên cứu thảm họa và tính tổn thương cho thấy thiệt hại do các hiên tượng này chiếm hơn 60% tổng thiệt hại do các loại hình thiên tai gây ra [Hazrds and Vulnerability Research Institute, 2011]. Không những thế, chi phí sẽ tăng lên đáng kể khi tính đến sự biến đổi của các hiện tượng cực đoan trong tương lai. [Fowler và cộng sự, 2005] cho biết hàng năm chính phủ nước Anh phải dành hơn 300 triệu bảng cho việc chống lũ. Số tiền này có thể sẽ tăng thêm 200 triệu bảng khi tính đến sự biến đổi của khí hậu trong tương lai.
Theo ước tính từ Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu năm 2007 thì tới năm 2030, chi phí cho việc ứng phó với sự biến đổi của các hiện tượng cực đoan trong đó có mưa lớn khoảng từ 48 đến 171 tỷ 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đô la/năm đối với các nước phát triển và từ 28 đến 67 tỷ đô la/năm đối với các nước đang phát triển (theo giá đô la năm 2005). Trung bình toàn cầu, thiệt hại kinh tế do hiện tượng cực đoan khí hậu và mưa lớn (Hình 1.1, a) có xu thế tăng lên và có biến động lớn giữa các năm. Tổng thiệt hại ở các nước phát triển cao hơn so với các nước đang phát triển. Châu Mỹ chịu thiệt hại lớn nhất về kinh tế khoảng 54,6% tổng thiệt hại toàn cầu, tiếp đó là Châu Á 27,5% và Châu Âu là 15,9%.
Châu Phi gánh chịu 0,6% trong tổng thiệt hại về kinh tế toàn cầu do thiên tai gây ra. Tuy nhiên, số người thiệt mạng do thiên tai và thiệt hại được tính theo tỷ lệ với GDP thì con số này ở các nước đang phát triển cao hơn so với các nước phát triển. Trong thời kỳ 1970-2008, trên 95% người chết do thảm họa tự nhiên là ở các nước đang phát triển. Thống kê trong thời kỳ 2001 đến 2006, tỷ lệ giữa thiệt hại kinh tế do thiên tai với GDP ở các nước thu nhập trung bình là khoảng 1%.
Trong khi đó, tỷ lệ này là khoảng 0,3% GDP với các nước thu nhập thấp và dưới 0,1% GDP đối với các nước thu nhập cao, các nước phát triển. Trong thời kỳ từ năm 2000 đến 2008, Châu á được ghi nhận là khu vực có số lượng thiên tai xảy ra nhiều nhất. Thiệt hại vật chất trung bình hàng năm trong thập kỷ 90 do các hiện tượng khí hậu và thời tiết cực đoan gây ra tăng gấp 8 lần so với thập kỷ 60. [Field và cộng sự, 2012] Tỷ USD (a) (b) Tổng thiệt hại Bảo hiểm thiệt hại Hình 1.
Thiệt hại kinh tế do thiên tai, (a) Trung bình toàn cầu [Field và cộng sự, 2012], (b) Việt Nam (www.vn) 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Một trong những hệ quả của các sự kiện mưa lớn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến con người và môi trường là hiện tượng lũ lụt và sạt lở đất. [Kunkel và cộng sự, 1999] cho rằng những năm gần đây các sự kiện mưa lớn là nguyên nhân của nhiều trận lũ gây những thiệt hại nghiêm trọng cho khu vực Bắc Mỹ. Trận lũ năm 1993 ở thượng lưu của lưu vực sông Mississippi được đánh giá là trận lũ có sức tàn phá mạnh nhất, gây thiệt hại khoảng 14 tỷ đô la. Nhiều trận lũ nghiêm trọng khác liên quan đến mưa lớn như ở California và Nevada vào tháng 1 năm 1997, ở Quebec vào tháng 7 năm 1996… [Jones và cộng sự, 2004] thống kê được riêng trong năm 2002 có 49 người thiệt mạng, 88 người bị thương, thiệt hại về tài sản và cây trồng là hơn 737,5 triệu đô la do lũ lụt tại 50 tiểu bang của Mỹ.
Tại Trung Quốc, các trận lũ năm 1998 gây thiệt hại về kinh tế lên đến 36 tỷ đô la và ảnh hưởng đến hơn 3.000 người ở lưu vực sông Dương Tử thuộc phía nam Trung Quốc và một vài sông ở phía bắc Trung Quốc. Tại Việt Nam, theo Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia trong 16 năm từ năm 1990-2005 đã xảy ra gần 300 trận lũ quét gây nên những tổn thất vô cùng lớn: trên 950 người bị thiệt mạng, hơn 600 người bị thương, ảnh hưởng đến gần 200.000 ha diện tích đất nông nghiệp và gây thiệt hại gần 2. Những trận lũ quét năm 1990 gây thiệt hại lớn nhất lên đến gần 300 tỷ đồng. Mưa lớn là một trong những hiện tượng nguy hiểm đôi khi kèm theo sét, mưa đá, gió mạnh, khi kết hợp với địa hình dốc thường kéo theo lũ quét.
Hiện tượng lũ quét có xu hướng xuất hiện ngày càng nhiều, nhiều trận lũ xảy ra liên tiếp, dồn dập, và có sức tàn phá lớn. Như vậy, ngoài những tác động trực tiếp mưa lớn còn gây ra những ảnh hưởng gián tiếp đến xã hội, con người và nền kinh tế. [Mason và cộng sự, 1999] cho rằng những ảnh hưởng lâu dài của sự gia tăng về cường độ và tần suất của các sự kiện mưa lớn tới lũ lụt cần được nghiên cứu nghiêm túc. Chi phí cho việc thích ứng với sự biến đổi của khí hậu và các hiện tượng cực đoan trong đó có mưa lớn là không nhỏ.
Chỉ xét trên khía cạnh thiệt hại kinh tế có thể thấy các hiện tượng cực đoan và mưa lớn gây thiệt hại nặng nề cho nền kinh tế toàn cầu đặc biệt là những nước đang phát triển như Việt Nam do khả năng ứng 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phó thấp, năng lực dự báo và dự tính còn hạn chế. Do vậy, các nghiên cứu dự tính sự biến đổi trong tương lai của các hiện tượng cực đoan, đặc biệt là hiện tượng mưa lớn, là rất cần thiết. Đề tài “Nghiên cứu mô phỏng và dự tính xu thế biến đổi của các sự kiện mưa lớn trên khu vực Việt Nam bằng mô hình khí hậu khu vực” được đặt ra sẽ cung cấp những thông tin cần thiết và góp phần nâng cao năng lực dự tính sự biến đổi của mưa lớn, mưa cực trị trong tương lai cho Việt Nam. Sự quan tâm của cộng đồng khoa học về hiện tượng mưa lớn Trên thế giới, nhiều hội thảo, hội nghị được tổ chức, nhiều công trình nghiên cứu được thực hiện về những hiện tượng cực đoan và mưa lớn.
Một trong những hội nghị đầu tiên về hiện tượng khí hậu cực đoan là hội nghị được tổ chức tại Asheville, bắc Carolina, Mỹ vào năm 1997.