Đánh giá bão trên Biển Đông và nước dâng do bão tại ven biển Bắc Bộ trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Trong nghiên cứu này, bão trên Biển Đông và nước dâng do bão tại ven biển Bắc Bộ được đánh giá trong giai đoạn khí hậu hiện tại (1951–2010) và khí hậu tương lai (2051–2110) để phục vụ xây dựng phương án ứng phó và quy hoạch.

Bài báo khoa học Đánh giá bão Biển Đông nước dâng bão ven biển Bắc Bộ bối cảnh biến đổi khí hậu Nguyễn Phương Anh1, Nguyễn Bá Thủy1*, Phạm Khánh Ngọc1, Sooyoul Kim2 Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia; npanh2504@gmail.com; thuybanguyen@gmail.com; ngocpkchibo@gmail.com Trường đại học Kumamoto, Nhật Bản; sooyoulkim@kumamoto–u.ac.jp *Tác giả liên hệ: thuybanguyen@gmail.com; Tel.: +84–975853471 Ban Biên tập nhận bài: 06/4/2022; Ngày phản biện xong: 11/5/2022; Ngày đăng: 25/6/2022 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, bão Biển Đông nước dâng bão ven biển Bắc Bộ đánh giá giai đoạn khí hậu (1951–2010) khí hậu tương lai (2051–2110) để phục vụ xây dựng phương án ứng phó quy hoạch Trong đó, số liệu bão hai giai đoạn thu thập từ kết mơ hình MRI–CGCM3, thuộc dự án mơ hình khí hậu lần (CMIP5 – Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) Với giai đoạn 2051– 2110, mơ hình MRI–CGCM3 áp dụng cho kịch phát thải cao (RCP 8.5) để mô bão tương lai Kết mô bão Biển Đơng từ mơ hình giai đoạn 1951– 2010 đánh giá với số liệu bão thực tế cho thấy có tương đồng nguồn số liệu Về xu biến đổi bão khí hậu tương lai, bão mạnh có xu hướng dịch xuống phía Nam, tập trung nhiều ven biển Thanh Hóa–Hà Tĩnh xuất muộn hơn, số lượng bão yếu trung bình có xu giảm, số lượng bão mạnh mạnh có xu tăng so với giai đoạn khí hậu tai Khu vực có nước dâng bão lớn dịch chuyển xuống phía Nam, ven biển tỉnh Thanh Hóa–Hà Tĩnh nơi có nước dâng bão lớn với độ cao nước dâng lớn lên tới 4,0m Từ khóa: Bão; Nước dâng bão; Biến đổi khí hậu; MRI–CGCM3 Mở đầu Bão thiên tai có nguồn gốc khí tượng thủy văn nguy hiểm mà hệ tượng ngập lụt, xói lở bờ biển xâm nhập mặn nước biển dâng cao kết hợp triều cường sóng lớn, đặc biệt bối cảnh biến đổi khí hậu, nhận định có nhiều bão mạnh/siêu bão với diễn biến bất thường ảnh hưởng tới đất liền Việt Nam Trên giới, lịch sử chứng kiến nhiều bão gây nước biển dâng cao kèm theo sóng lớn làm ngập vùng ven bờ diện rộng bão Katrina (8/2005) đổ vào bang New Orleans, Hoa Kỳ, bão Nargis (5/2008) đổ vào Myanmar, bão Haiyan (11/2013) đổ vào Philipin [1] Tại Việt Nam, lịch sử ghi nhận nhiều bão gây gió mạnh, nước biển dâng cao kèm theo sóng lớn làm tràn, vỡ đê, gây ngập lụt diện rộng Trong đó, vùng biển ven biển Bắc Bộ (từ Quảng Ninh–Hà Tĩnh) nơi đơng dân cư có nhiều khu vực kinh tế trọng điểm, nơi có nguy cao bão nước dâng bão Riêng giai đoạn từ năm 2005 đến khu vực có loạt bão đổ vào thời điểm triều cường với nước dâng bão cao từ 1–2m làm vỡ đê, gây ngập úng nghiêm trọng (Washi–2005 Hải Phòng; Damrey–2005 Nam Định; Kalmaegy–2014 Quảng Ninh, Doksuri–2017 Nghệ An–Hà Tĩnh [1] Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 http://tapchikttv.vn/ Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 76 Chính tàn khốc bão nên nghiên cứu bão nước dâng thực theo nhiều hướng tiếp cận khác để phục vụ dự báo, cảnh báo, quy hoạch thiết kế cơng trình biển, ven biển Với hướng nghiên cứu để phục vụ dự báo cảnh báo nước dâng bão, gần có nhiều mơ hình, cơng nghệ dự báo xây dựng phát triển nước để nâng cao độ tin cậy chi tiết thơng tin dự báo, ví dụ số nghiên cứu sử dụng mơ hình tích hợp dự báo nước dâng bão [2–5] Gần đây, bão nước dâng bão Việt Nam tập trung theo hướng tính tốn nguy theo kịch cho tương lai Theo hướng nghiên cứu kể đến cơng trình [6–7] Nghiên cứu [8] tính toán, xây dựng số liệu thủy triều, nước dâng bão mực nước tổng hợp thủy triều nước dâng bão dọc ven biển Việt Nam để phục vụ thiết kế đê biển Trong đó, tập hợp bão phát sinh thống kê xây dựng theo phương pháp Monte–Carlo dựa phân bố xác suất tham số bão xuất khứ Cũng theo hướng này, nghiên cứu [9] kết hợp nhiều phương pháp khác thống kê, mơ hình số trị để tính tốn đánh giá biến động mực nước biển cực trị ảnh hưởng biến đổi khí hậu khu vực ven biển biển hải đảo Việt Nam Nghiên cứu [10] sử dụng số liệu bão phát sinh thống kê 1000 năm để tính tần xuất xuất nước dâng bão theo chu kỳ lặp dải ven biển từ Quảng Bình đến Quảng Nam Nghiên cứu tập trung đánh giá bão Biển Đông nước dâng bão ven biển Bắc Bộ tương lai (giai đoạn 2051–2110) Các kết tính tốn, phân tích đánh giá so với giai đoạn (giai đoạn 1951–2010) thấy xu biến bão nước dâng bão khu vực nghiên cứu bối cảnh biến đổi khí hậu Trong đó, số liệu bão dùng để phân tích tính tốn thu thập từ kết mơ hình MRI–CGCM3, thuộc dự án mơ hình khí hậu lần (CMIP5 – Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) [11] Số liệu phương pháp nghiên cứu 2.1 Số liệu phục vụ nghiên cứu 2.1.1 Dữ liệu bão từ mơ hình tồn cầu Dữ liệu bão từ mơ hình tồn cầu, bao gồm liệu bão khí hậu (giai đoạn 1951–2010) khí hậu tương lai (giai đoạn 2051–2110) thu thập để đánh giá, so sánh bão Biển Đông nước dâng bão ven biển vịnh Bắc Bộ hai giai đoạn Đây số liệu bão mô thuộc dự án đối chứng mơ hình khí hậu lần (CMIP5 – Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) CMIP5 dự án xây dựng tiếp nối thành cơng pha CMIP trước CMIP5 thực với tổ hợp 50 mơ hình tồn cầu ứng với 20 nhóm mơ hình khác [11] Dự án CMIP5 cung cấp kịch khí nhà kính RCPs (Representative Concentration Pathways) gồm: RCP2.6 tương ứng với mức phát thải thấp (2.6Wm–2), RCP4.5 mức phát thải trung bình thấp (4.5Wm–2), RCP6.0 mức phát thải trung bình cao (6.0Wm–2) RCP8.5 mức phát thải cao (8.5Wm–2) để dự đốn khí hậu tương lai vào cuối kỷ 21 Các mơ hình hồn lưu chung khí (AGCM) sau đời trở thành công cụ chủ yếu nghiên cứu mô khí hậu Do tầm quan trọng đại dương hệ thống khí hậu nên việc tích hợp mơ hình hồn lưu chung đại dương (OGCM) với mơ hình hồn lưu chung khí (AGCM) để tạo thành hệ thống mơ hình kết hợp đại dương khí (AOGCM) Các mơ hình AOGCM sau khơng ngừng nghiên cứu hồn thiện thơng qua việc tăng độ Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 77 phân giải không gian cải tiến modul động lực học sơ đồ tham số hóa Khả mơ hình AOGCM mơ kiện cực trị cải thiện đáng kể, đặc biệt đợt nắng nóng, đợt rét Mơ xốy thuận nhiệt đới cải thiện Hiện có tổng số mơ hình CMIP5 AOGCM cho kết mô bão khứ tương lai với kịch RCP 8.5 Chi tiết mơ bảng Bảng Danh sách mơ hình AOGCM mơ bão từ Dự án CMIP5 TT Tên mơ hình Độ phân giải (vĩ độ x kinh độ) Tổ chức ACCESS1.0 1.25 × 1.875 Cơ quan nghiên cứu Khoa học Cơng nghệ/ Cục khí tượng, Úc BCC–CSM1.1 2.8 × 2.8 Trung tâm Khí hậu Bắc Kinh – Cục khí tượng Trung Quốc CNRM–CM5 1.4 × 1.4 Trung tâm Nghiên cứu khí tượng Thủy văn Quốc gia Pháp GFDL–CM3 × 2.5 Phịng thí nghiệm Địa vật lý Động lực học chất lỏng NOAA HadGEM2–ES 1.25 × 1.875 Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng Thủy văn Hadley – Anh INMCM4 1.5 × Viện tốn học số trị – Nga MIROC5 1.4 × 1.4 Viện nghiên cứu đại dương khí đại học Tokyo – Nhật MRI–CGCM3 1.125 × 1.125 Viện nghiên cứu khí tượng – Nhật Bản Trong nghiên cứu sử dụng mơ hình MRI–CGCM3 có độ phân giải cao mơ hình thích hợp cho khu vực nghiên cứu Ngồi ra, mơ hình có độ tin cậy cao phát triển Viện nghiên cứu Khí tượng Nhật Bản đóng góp vào Báo cáo đánh giá lần thứ năm Uỷ ban liên phủ biến đổi khí hậu (CMIP5) Chi tiết mơ hình trình bày [11] Dữ liệu đầu mơ hình bao gồm thơng tin bão/ATNĐ trích xuất phương pháp SimpleDM [12–14] gồm (1): thời gian (ngày, tháng, năm quốc tế UTC) với bước thời gian 06 (0 giờ, giờ, 12 giờ, 18 giờ), (2) kinh độ tâm bão, (3) vĩ độ tâm bão, (4) khí áp thấp tâm bão tính (hPa), (5) bán kính nhỏ gió 50kt (6) vận tốc gió cực đại tính m/s 2.1.2 Số liệu bão thực tế Thông tin bão thực tế hoạt động Biển Đông giai đoạn 1951–2010 thu thập để kiểm chứng kết mô bão mô hình MRI–CGCM3 giai đoạn 1951– 2010 Các tham số bão thu thập bao gồm quỹ đạo khí áp tâm bão Các tiêu chí để so sánh kết mơ bão từ mơ hình mơ hình MRI–CGCM3 với liệu thực tế bao gồm số lượng bão, quỹ đạo bão, tỷ lệ cấp bão phân bố bão theo tháng năm Các kết phân tích chủ yếu tập trung cho bão (cường độ cấp trở lên theo cấp Bô Pho) 2.2 Phương pháp nghiên cứu Trong nghiên cứu này, mơ hình tích hợp thủy triều, sóng biển nước dâng bão (SuWAT–Surge Wave and Tide) sử dụng để tính nước dâng bão khu vực ven biển Bắc Bộ giai đoạn, 1951–2010 2051–2110 để đánh giá xu nước dâng bối Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 78 cảnh biến đổi khí hậu Trong đó, liệu bão hai giai đoạn kết mô từ mơ hình MRI–CGCM3 Mơ hình SuWAT xây dựng đại học Kyoto Nhật Bản, bao gồm mô hình thành phần mơ hình thủy triều nước dâng dựa hệ phương trình nước nơng chiều có tính đến nước dâng ứng xuất sóng mơ hình quen thuộc SWAN tính tốn sóng Chi tiết sở lý thuyết mơ kết đánh giá mơ phịng tính tốn nước dâng bão khu vực nghiên cứu trình bày nghiên cứu [15] Để mơ nước dâng ven biển Bắc Bộ, mơ hình SuWAT thiết kế lưới vuông lồng lớp với thơng tin miền tính độ phân giải lưới tính bảng Trong đó, lưới tính Biển Đơng (lưới D1) miền tính lớn xây dựng với độ phân giải ngang phút (khoảng 7400 m), bao phủ từ vĩ độ 6o – 22oN, kinh độ 103o – 120oE Lưới lồng (lưới tính khu vực – D2) thiết lập cho ven biển Bắc Bộ với độ phân giải phút (khoảng 1850m) phạm vi 16.0o – 22.5oN, 106.0o – 110.5oE Bảng Miền tính độ phân giải lưới tính ven biển Bắc Bộ Số điểm tính theo Độ phân giải Lưới Miền tính kinh & vĩ tuyến (x × y) D1 103o – 120o E, 6–22o N 368 × 377 5000 × 5000 D2 105.0 o – 108 o E, 18.0 o –22 o N 300 × 300 1850 × 1850 Kết thảo luận 3.1 Bão Biển Đông tác động biến đổi khí hậu 3.1.1 Đánh giá liệu bão từ kết mơ hình tồn cầu Biển Đơng Để đánh giá liệu bão mơ từ mơ hình tồn cầu Biển Đông, liệu bão áp thấp nhiệt đới thời kỳ giai đoạn 1951–2010 thu thập thu thập từ JMA, Nhật Bản Trong đó, tồn bão có tâm nằm kinh tuyến 120oE tính Về số lượng bão Biển Đơng, kết phân tích cho thấy số lượng bão mơ hình sát với số lượng bão thực tế với số bão thực tế có 983 cơn, kết từ mơ hình 952 Phân bố theo không gian số lượng bão đổ vào khu vực Biển Đông đồng nhất, thường hình thành chủ yếu khu vực từ 5oN – 30oN hoạt động chủ yếu vùng 10oN – 40oN; 110oE –150oE với hai dạng quỹ đạo là: Di chuyển theo hướng Tây đến Tây Bắc di chuyển theo hướng Đơng Bắc (Hình 1) Kết tính mật độ bão xuất theo lưới Biển Đơng hình cho thấy tương đồng, kết phân tích từ nguồn dự liệu có khác biệt độ phân giải không gian xác định tọa độ bão (từ mơ hình độ phân giải 1,125o x 1,125o, thưa thực tế) Thống kê tỷ lệ bão theo tháng từ số liệu mơ hình thực tế hình cho thấy hai nguồn có số lượng bão nhiều từ tháng đến tháng 12, tháng cịn lại Xét cấp bão, kết phân tích bảng cho thấy hai số liệu cho kết đồng tỷ lệ số lượng bão theo cấp, với bão từ cấp đến cấp 11 tỷ lệ 80%, cấp 12 – 13 10% cấp 13 2% Chi tiết tần suất cấp bão theo tháng năm hình 4a Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 79 (bão thực tế) hình 4b (bão từ mơ hình) cho thấy tương đồng kết mơ hình với số liệu thực tế Hình Quỹ đạo di chuyển bão áp thấp nhiệt đới thực tế (a) mơ hình (b) đổ vào khu vực Biển Đông giai đoạn năm 1951–2010 Hình Phân bố tần suất số lượng bão, áp thấp nhiệt đới thực tế (a) mơ hình (b) Biển Đơng giai đoạn 1951–2010 Hình So sánh phân bố bão theo số liệu khí hậu mơ hình số liệu theo thực tế Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 80 Bảng Tỷ lệ (%) số lượng bão hoạt động Biển Đông theo cấp bão từ số liệu thực tế mơ hình MRI–CGCM3 giai đoạn 1951–2010 Cấp bão Giai đoạn (1951 – 2010) (Thực tế) Giai đoạn (1951 – 2010) (Mơ hình) Cấp – 11 (17.2–32.6 m/s) 81 83 Cấp 12 – 13 (32.7–41.4 m/s) 17 13 Trên cấp 13 (Trên cấp 41.4 m/s) Hình Tỷ lệ (%) số lượng bão theo cấp tháng giai đoạn 1951–2010 (a) Số liệu thực tế, (b) số liệu mơ hình Những phân tích thấy sản phẩm dự báo bão giai đoạn 1951–2010 từ mơ hình MRI–CGCM3 tương đối sát với thực tế kể số lượng bão, quỹ đạo tần suất theo cấp bão độ phân giải mơ hình xác định vị trí tâm bão cịn thơ Do vậy, kết dự tính bão từ mơ hình MRI–CGCM3 sử dụng để đánh giá bão nước dâng bão khí hậu (giai đoạn 1951–2010) khí hậu tương lai (2051–2010) nội dung 3.1.2 Đặc điểm bão Biển Đơng khí hậu tương lai Kết mô quỹ đạo bão từ mơ hình khí hậu (1951–2010) thể hình 5a khí hậu tương lại (2051–2110) hình 5b cho có khác biệt với bão giai đoạn 2051–2110 khu vực đổ có xu hướng tập trung nhiều xuống phía Nam bão so với Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 81 giai đoạn 1951–2010 Tại khu vực ven biển Vịnh Bắc Bộ có thay đổi vị trí ảnh hưởng bão khu vực ven biển ngồi khơi Thái Bình–Nam Định nơi có mật độ bão nhiều giai đoạn 1951–2010 giai đoạn 2051–2110 mật độ bão cao có xu hướng dịch chuyển xuống phía Nam, khu vực ven biển Thanh Hóa–Nghệ An Kết phân bố số lượng bão Biển Đơng theo tháng hai giai đoạn hình cho thấy giai đoạn 2051–2110 số lượng bão có xu giảm tháng đầu mùa bão (tháng 6,7,8) lại có xu tăng cuối mùa bão so với giai đoạn 1951–2010 Như thấy tương lai, thời gian hoạt động bão có xu dịch chuyển muộn hơn, khoảng thời gian bão giai đoạn hoạt động chủ yếu phía Nam Hình Quỹ đạo bão giai đoạn 1951–2010 (a) giai đoạn 2051–2110 (b) Sản phẩm từ mơ hình MRI–CGCM3 Hình Phân bố theo tháng bão khí hậu (1951–2010) tương lai (2051–2110 Sản phẩm từ mơ hình MRI–CGCM3 So sánh phân bố theo tỷ lệ % số lượng bão hoạt động Biển Đông theo cấp bão thể bảng cho thấy so với giai đoạn 1951–2010, số lượng bão yếu trung bình giai đoạn 2051–2010 có xu giảm số lượng bão mạnh đến mạnh có xu tăng rõ rệt, đặc biệt tập trung vào tháng 9,10,11 năm Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 82 Bảng Tỷ lệ (%) số lượng bão hoạt động Biển Đông theo cấp bão giai đoạn khí hậu tương lai Kết từ mơ hình MRI–CGCM3 Cấp bão Giai đoạn (1951 – 2010) (Mơ hình) Giai đoạn (2051 – 2110) (Mơ hình) Cấp – 11 (17.2–32.6m/s) Cấp 12 – 13 (32.7–41.4m/s) Trên cấp 13 (Trên cấp 41.4m/s) 83 13 82 11 Phân bố khơng gian khí áp tâm bão vận tốc gió mạnh bão giai đoạn thể hình (khí áp tâm bão) hình (vận tốc gió mạnh bão) Kết cho thấy, so với giai đoạn tại, giai đoạn 2051–2110 vùng bão mạnh có xu hướng dịch xuống phía Nam xuất nhiều bão có cường độ mạnh Trong số liệu mơ khí hậu giai đoạn tại, có trường hợp bão có khí áp tâm nhỏ 962 hPa, thực tế, giai đoạn ghi nhận bão Harriet đổ vào khu vực Quảng Trị tháng năm 1971 với khí áp tâm bão thấp 960hPa, tương đương với gió cấp 14 theo thang Bơ Pho Trong đó, số liệu bão tương lai có trường hợp khí áp tâm bão tới 920hPa, vận tốc gió lớn bão 72 m/s, tương đương cấp 17 theo thang Bơ Hình Phân bố áp suất tâm bão giai đoạn 1951–2010 (a) giai đoạn 2051–2110 (b) Sản phẩm từ mơ hình MRI–CGCM3 Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 83 Hình Phân bố vận tốc gió lớn bão giai đoạn 1951–2010 (a) giai đoạn 2051–2110 (b) Sản phẩm từ mơ hình MRI–CGCM3 3.2 Nước dâng khu vực ven biển Vịnh Bắc Bộ khí hậu tương lai Để có tranh đầy đủ nước dâng bão giai đoạn 1951–2010 2051– 2110, nghiên cứu sử dụng mơ hình SuWAT để tính nước dâng bão cho tất bão mô từ mơ hình MRI–CGCM3 đổ vào khu vực giai đoạn Trên hình thể phân bố nước dâng bão lớn dải ven biển Vịnh Bắc Bộ giai đoạn 1951– 2010 (hình 9a) giai đoạn 2051–2110 (Hình 9b) Trong tồn bão ảnh hưởng gây nước dâng khu vực giai đoạn tính tốn Tại hình 9a, thấy giai đoạn khu vực có nước dâng bão lớn tập trung phía bắc Vịnh Bắc Bộ (Quảng Ninh–Nam Định) với độ lớn nước dâng lớn lên tới gần 3,0 m Trên thực tế, giai đoạn số liệu quan trắc trạm Hòn Dấu ghi nhận nhiều bão gây nước dâng 1,0 m bão Frankie (7/1996) 1,2 m, bão Niki (8/1996) 1,3 m, bão Damrey (9/2005) 1,3 m Nhiều vị trí khác khu vực ghi nhận nước dâng bão tới gần 3,0m không ghi nhận khơng có trạm đo Kết mơ nước dâng bão lớn giai đoạn 2051– 2110 hình 9b cho thấy so với giai đoạn 1951–2010 nước dâng bão lớn hầu hết vị trí khu vực vùng nước dâng lớn dịch xuống phía Nam (Nghệ An–Hà Tĩnh) với nước dâng lớn tới gần 3,5 m Khu vực ven biển Nghệ An–Hà Tĩnhtrong giai đoạn 2051–2110 có nước dâng bão lớn giai đoạn tập trung nhiều bão mạnh đổ Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 84 vào khu vực, vùng biển hõm, thuận lợi cho nước dâng cao so với khu vực ven biển lân cận Đối với nước dâng Hòn Dấu Hòn Ngư, nghiên cứu lựa chọn trạm 02 bão điển hình gây nước dâng lớn trạm cho giai đoạn Quỹ đạo 02 bão gây nước dâng lớn Hòn Dấu Hòn Dấu Hòn Ngư giai đoạn 1951–2010 giai đoạn 2051–2110 thể hình 10a (giai đoạn 1951–2010) 10b (giai đoạn 2051–2010) Diễn biến nước dâng bão Hòn Dấu Hòn Ngư ứng với 02 bão hai giai đoạn thể hình 11a (trạm Hịn Dấu) 11b (trạm Hịn Ngư) Có thể thấy trạm Hòn Dấu, nước dâng lớn giai đoạn 2051–2110 (257 cm) cao giai đoạn 1951–2010 (135 m), tăng 122 cm Trong trạm Hòn Ngư mức độ tăng nước dâng giai đoạn 2051–2110 (262cm) cao so với giai đoạn 1951–2010 (110 cm), tăng 152cm Kết phân tích độ lớn nước dâng bão giai đoạn toàn ven biển vịnh Bắc Bộ trạm Hòn Dấu Hòn Ngư cho thấy giai đoạn 2051–2110 có nước dâng bão cao hẳn so với với giai đoạn 2051–2110, mơ hình MRI–CGCM3 sử dụng kịch phát thải cực đoan (kịch RCP 8.5) Hình Phân bố nước dâng bão lớn Vịnh Bắc Bộ giai đoạn 1951–2010 (a) 2051–2110 (b) Số liệu bão từ kết mơ hình MRI–CGCM3 Hình 10 Quỹ đạo 02 bão gây nước dâng lớn Hòn Dấu Hòn Ngư giai đoạn 1951–2010 (a) 2051–2110 (b) Số liệu bão từ kết mơ hình MRI–CGCM3 Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 85 Hình 11 Diễn biến dâng trạm Hịn Dấu (a) Hòn Ngư (b) giai đoạn 1951 – 2010 2051 – 2110 Số liệu bão từ kết mơ hình MRI–CGCM3 Nước dâng bão kèm sóng lớn ngun nhân gây thiệt hại nghiêm trọng đến đê biển cơng trình ven biển, đặc biệt nguy hiểm xảy thời kỳ triều cường Mặc dù nghiên cứu chưa xét đến ảnh hưởng thủy triều sóng, nhiên thông tin nước dâng tương lai biến đổi khí hậu phân tích góp phần xây dựng phương án ứng phó quy hoạch tương lai Kết luận kiến nghị 4.1 Kết luận Trong nghiên cứu này, số liệu bão từ mơ hình mơ hình kết hợp đại dương khí MRI– CGCM3 thu thập để phân tích đặc trưng bão Biển Đơng hệ nước dâng bão ven biển Vịnh Bắc Bộ giai đoạn khí hậu (1951–2010) khí hậu tương lai (2051–2010) Số liệu bão thực tế trong giai đoạn 1951–2010 thu thập để đánh giá kết mơ bão từ mơ hình Mơ hình tích hợp SuWAT ứng dụng để tính tốn nước dâng bão giai đoạn Những kết đạt từ nghiên cứu tóm tắt sau: - Đã thu thập số liệu bão mơ từ mơ hình MRI–CGCM3 cho giai đoạn 1951–2010 2051–2110 So sánh kết mô bão giai đoạn 1951–2010 từ mơ hình với số liệu thực tế cho thấy tương đồng số lượng, quỹ đạo, phân bố số lượng cường độ bão theo không gian thời gian - Về xu biến đổi bão, so với giai đoạn 1951–2010, giai đoạn 2051–2110 bão mạnh có xu hướng dịch xuống phía Nam thường xuất muộn hơn, từ tháng đến tháng 12, cao điểm vào tháng 9, 10 Số lượng bão yếu trung bình có xu giảm số lượng bão mạnh đến mạnh có xu tăng (4% lên 7%) - Trong giai đoạn khí hậu tại, nước dâng bão lớn ghi nhận tập trung tỉnh từ Quảng Ninh–Nam Định với nước dâng lớn tới gần 3,0m Trong giai đoạn khí hậu tương lai, vùng có nước dâng bão lớn dịch chuyển xuống phía Nam, ven biển tỉnh Thanh Hóa–Hà Tĩnh có nước dâng lớn nhất, độ cao nước dâng cao tới 4,0m 4.2 Kiến nghị - Nghiên cứu nước dâng bão ven biển Việt Nam cho khí hậu tương lai cần tiếp tục với sản phẩm dự báo bão từ mơ hình kết hợp khí đại dương khác dự án CMIP5 AOGCM - Trong nghiên cứu này, tập trung đánh giá nước dâng bão khu vực ven biển Vịnh Bắc Bộ Các khu vực khác dải ven biển Việt Nam cần triển khai thực nghiên cứu Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 86 - Hệ nước dâng bão gây ngập lụt vùng ven biển, cần triển khai nghiên cứu, đánh giá nguy ngập lụt vùng ven biển nước dâng bão theo kịch biến đổi khí hậu để phục phụ quy hoạch ứng phó dài hạn Đóng góp tác giả: Xây dựng ý tưởng nghiên cứu: N.B.T., S.K., N.P.A.; Lựa chọn phương pháp nghiên cứu: N.B.T., S.K.; Xử lý số liệu: N.P.A., P.K.N.; Phân tích mẫu: N.P.A., P.K.N.; Lấy mẫu: N.P.A., S.K., N.B.T.; Viết thảo báo: N.P.A., P.K.N.; Chỉnh sửa báo: N.B.T., P.K.N Lời cảm ơn: Nghiên cứu thực tài trợ đề tài nghiên cứu khoa học cấp quốc gia thuộc Chương trình 562 (Nghiên cứu xây dựng mơ hình quy trình cơng nghệ dự báo ngập lụt vùng ven biển nước dâng sóng bão) Lời cam đoan: Tập thể tác giả cam đoan báo cơng trình nghiên cứu tập thể tác giả, chưa công bố đâu, không chép từ nghiên cứu trước đây; khơng có tranh chấp lợi ích nhóm tác giả Tài liệu tham khảo Thủy, N.B Nghiên cứu lựa chọn mơ hình dự báo nước dâng bão vào dự báo nghiệp vụ Việt Nam Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Tài nguyên Môi trường, 2017 Chiến, Đ.Đ.; Thủy, N.B.; Sáo, N.T.; Thái, T.H.; Kim, S Nghiên cứu tương tác sóng nước dâng bão mơ hình số trị Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2014, 647, 19–24 Thủy, N.N Nghiên cứu chế gây nước dâng sau bão đổ ven biển Bắc Bộ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Biển 2017, 17(4B), 208–216 Thuy, N.B.; Kim, S.; Dang, V.H.; Cuong, H.D.; Wettre, C.; Hole, L.R Assessment of Storm Surge along the coast of Central Vietnam J Coastal Res 2017, 33, 518–530 Thuy, N.B.; Kim, S.; Anh, T.N.; Cuong, N.K.; Thuc, P.T.; Hole, L.H The influence of moving speeds, wind speeds, and sea level pressures on after–runner storm surges in the Gulf of Tonkin, Vietnam Ocean Eng 2020, 212, 107613 Thông, B.X.; Lai, N.V Phương pháp xác định mực nước dâng cực đại xảy bão khu vực cơng trình đê biển Tạp chí Kỹ thuật Thủy lợi Mơi trường 2008, 23, 48–57 Mạnh, Đ.V cs Tính tốn cao độ mực nước biển phục vụ thiết kế cơng trình ven biển Nxb Khoa học tự nhiên Công nghệ, Hà Nội, 2014 Mạnh, Đ.V cs Nghiên cứu để cập nhật, chi tiết hóa số liệu triều, nước dâng dọc bờ biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam phục vụ tính tốn thiết kế, củng cố nâng cấp đê biển Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Cơ học, Hà Nội, 2008 Ưu, Đ.V cs Đánh giá biến động mực nước biển cực trị ảnh hưởng biến đổi khí hậu phục vụ chiến lược kinh tế biển Báo cáo tổng kết đề tài KC–09.23/06–10, Đại học QGHN, Hà Nội, 2010 10 Chiến, Đ.Đ Nghiên cứu đánh giá nước dâng bão ven biển từ Quảng Trị đến Quảng Nam Luận án Tiến sĩ khoa học, Trường Đại học khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội, 2016 11 Shimura, T.; Mori, N.; Mase, H Future projections of extreme ocean wave climatesand the relation to tropical cyclones–Ensemble experiments of MRI– AGCM3.2H J Clim 2015, 28, 9838–9856 12 Yasuda, T.; Nakajo, S.; Kim, S.; Mase, H.; Mori, N.; Horsburgh, K Evaluation of future storm surge risk in East Asia based on state–of–the–art climate change projection Coastal Eng 2014, 83, 65–71 doi:10.1016/j.coastaleng.2013.10.003 13 Shimura, T.; Mori, N (2016) Projection of tropical cyclone–generated extreme wave climate based on CMIP5 multi–model ensemble in the Western North Pacific Clim Dyn 2017, 49, 1449-1462 doi:10.1007/s00382-016-3390-2 Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 737, 75-87; doi:10.36335/VNJHM.2022(737).75-87 87 14 Yasuda, T.; Mase, H.; Mori, N Projection of future typhoons landing on Japan based on a stochastic typhoon model utilizing AGCM projection Hydrol Res Lett 2010, 4, 65–69 http://dx.doi.org/10.3178/HRL.4.65 15 Kim, S.Y.; Yasuda, T.; Mase, H Numerical analysis of effects of tidal variations on storm surges and waves Appl Ocean Res 2010, 28, 311–322 Assessment of storms in Bien Dong (the East Sea) and storm surge in the North Coast of Viet Nam affecting by climate change Nguyen Phuong Anh1, Nguyen Ba Thuy1*, Pham Khanh Ngoc1, Sooyoul Kim2 National Center for Hydro–Meteorological Forecasting; npanh2504@gmail.com, thuybanguyen@gmail.com, ngocpkchibo@gmail.com Kumamoto University, Japan; sooyoulkim@kumamoto–u.ac.jp Abstract: In this study, storms in the Bien Dong Sea (the East Sea) and storm surge in the North coast of Viet Nam are assessed in the present climate (1951–2010) and future climate (2051–2110) Storm data in the two periods are collected from the results of the MRI–CGCM3 model, Coupled Model Intercomparison Project Phase (CMIP5) For the period 2051–2110, the MRI–CGCM3 model simulated future storms with the highest emission scenario (RCP 8.5) There are similarities when comparing storm simulation data from the model with actual storm data in the period 1951–2010 in the East Sea In the future climate, while the number of weak and moderate storms tends to decrease, the number of strong and very strong storms tends to increase compared to the current climate period In addition, strong storms tend to shift to the south At the same time, the area where the max storm surge occurs also tends to move to the south and along the coast of Thanh Hoa–Ha Tinh provinces is the places where will have the largest storm surge which possible up to 4.0 m The results of the study will serve as a basis for developing a plan to respond to storms and storm surge in the future Keywords: Storm; Storm surge; Climate change; MRI–CGCM3  ... trung đánh giá bão Biển Đông nước dâng bão ven biển Bắc Bộ tương lai (giai đoạn 2051–2110) Các kết tính tốn, phân tích đánh giá so với giai đoạn (giai đoạn 1951–2010) thấy xu biến bão nước dâng bão. .. triều, sóng biển nước dâng bão (SuWAT–Surge Wave and Tide) sử dụng để tính nước dâng bão khu vực ven biển Bắc Bộ giai đoạn, 1951–2010 2051–2110 để đánh giá xu nước dâng bối Tạp chí Khí tượng Thủy... Kết thảo luận 3.1 Bão Biển Đông tác động biến đổi khí hậu 3.1.1 Đánh giá liệu bão từ kết mơ hình tồn cầu Biển Đông Để đánh giá liệu bão mô từ mơ hình tồn cầu Biển Đơng, liệu bão áp thấp nhiệt