Nguyễn Chí Cơng TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LƯỢNG BỐC HƠI TIỀM NĂNG ET0 TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH KON TUM CLIMATE CHANGE IMPACT ON THE REFERENCE EVAPORATION ET0: A CASE STUDY OF KON TUM PROVINCE Nguyễn Chí Công Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; chicongbkdn@gmail.com Tóm tắt - Kon Tum tỉnh thuộc khu vực Tây Nguyên-Việt Nam với mạnh kinh tế nơng nghiệp có 80% lực lượng lao động tham gia lĩnh vực Nghiên cứu tập trung đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến lượng bốc tiềm ET0 đưa nhận định xu hướng thay đổi lượng bốc tiềm tương lai Những phân tích mô thực để làm rõ mối quan hệ biến đổi khí hậu với lượng bốc tiềm ước tính xu thay đổi lượng bốc tiềm hàng năm theo kịch biến đổi khí hậu Kết phân tích cho thấy thay đổi nhiệt độ rõ nét làm gia tăng tổng lượng bốc tiềm vùng Các kết sở cho việc quy hoạch định hướng phát triển ngành nông nghiệp tỉnh Kon Tum theo hướng bền vững Abstract - Kon Tum is a province in the Central Highlands of Vietnam whose economic strength is agriculture and over 80% of the labor force are engaged in this field This study focuses on assessing the impact of climate change on reference evaporation ET0 and provides comments on the changing trends of the reference evaporation in the future The analysis and simulation will be done to clarify the relationship between climate change and the reference evaporation, and estimate the changing trends of the reference evaporation under climate change scenarios The results show that the change of temperature is most evident and increases the reference evaporation in this region These results will form the basis for the planning and development orientation of agricultural sector of Kon Tum province in the direction of sustainability Từ khóa - Cropwat; Kon Tum; bốc chuẩn; biến đổi khí hậu; trồng Key words - Cropwat; KonTum; reference evaporation; climate change; crop Đặt vấn đề nghiệp Nghiên cứu đánh giá tác động BĐKH đến lượng bốc tiềm ET0 địa bàn tỉnh Kon Tum dựa phân tích số liệu thực đo yếu tố khí hậu trạm khí tượng Từ xác định rõ yếu tố tác động đến ET0 mô với kịch BĐKH tương lai Hiện chưa có nghiên cứu vấn đề cho tỉnh Kon Tum Theo đánh giá nghiên cứu trước 1; 2, Việt Nam quốc gia chịu tác động trực tiếp biến đổi khí hậu (BĐKH) Hậu BĐKH ảnh hưởng lớn đến nhiều ngành lĩnh vực xã hội Trong đó, ngành nơng nghiệp đánh giá ngành dễ bị tổn thương Dấu hiệu dễ nhận biết năm gần hạn hán lũ lụt ngày diễn biến phức tạp khó dự báo Điều làm suy giảm sản lượng suất trồng, có tác động tiêu cực đến an ninh lương thực xã hội 1 Lượng bốc tiềm ET0 xác định chủ yếu theo yếu tố khí hậu như: nhiệt độ, số nắng, độ ẩm, tốc độ gió… ET0 xác định theo nhiều công thức công thức Bức xạ, Penman, Blaney Criddle Sự khác chủ yếu công thức xem yếu tố khí hậu tác động lớn đến ETo, thiết lập mối quan hệ ET0 với yếu tố khí hậu Các cơng thức thích hợp cho vùng phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu vùng Lượng bốc mặt ruộng trồng ETc (ETcrop) xác định theo ET0 ETc = Kc ET0 với Kc: hệ số trồng, thay đổi theo loại trồng thời kỳ sinh trưởng Yêu cầu tưới trồng IRReq xác định theo ETc mưa hiệu Peff (effective rainfall) IRReq = ETc - Peff Như vậy, ET0 có xu hướng tăng làm gia tăng ETc nhu cầu nước tưới cho trồng Hiện nay, lực tưới hệ thống tưới ngày bị suy giảm cơng trình xuống cấp nguồn nước mặt ngày trở nên khan mùa khơ Nếu khơng có dự báo giải pháp khắc phục vấn đề hạn hán trở nên nghiêm trọng tần suất lặp lại ngày phổ biến, gây tổn thất nặng nề đến ngành nông Giới thiệu vùng nghiên cứu liệu 2.1 Vùng nghiên cứu Kon Tum tỉnh thuộc khu vực Tây Nguyên, có 08 huyện 01 thành phố với tổng diện tích đất nơng nghiệp gần 155.796 (ha) Theo báo cáo Sở NN&PTNN tỉnh năm 2015, tỷ lệ diện tích đất sử dụng trồng lương thực chiếm 14,15%; hoa màu 26,07%; công nghiệp ngắn ngày 0,17% công nghiệp lâu năm 59,6% Các loại trồng chiếm tỷ lệ diện tích đất nơng nghiệp lớn chủ yếu là: lúa, sắn, cà phê cao su Diện tích loại trồng chủ yếu tập trung thành phố KonTum, huyện Sa Thầy, huyện Đăk Hà huyện Đăk Tơ (hình 1) Hình Vị trí vùng nghiên cứu ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(112).2017-Quyển 2.2 Dữ liệu Để xác định lượng bốc chuẩn loại trồng vùng nghiên cứu cần thu thập liệu thực đo yếu tố khí tượng như: nhiệt độ, độ ẩm, số nắng tốc độ gió Trên địa bàn tỉnh Kon Tum có 02 trạm khí tượng: trạm khí tượng Kon Tum nằm trung tâm thành phố Kon Tum trạm khí tượng Đăk Tơ huyện Đăk Tô 4 bốc tiềm xác định theo 02 cách 8: (i) phương pháp bốc chậu (ii) phương pháp PenmanMonteith Nghiên cứu sử dụng phương pháp PenmanMonteith để tính tốn ET0 cho thời kỳ nêu mô thay đổi ET0 cho kịch BĐKH tương lai Theo ET0 xác định sau: Bảng Trạm khí tượng phục vụ tính toán Tên trạm Số năm Thời gian đo Khí tượng Kon Tum 34 1982-2015 Khí tượng Đăk Tô 35 1981-2015 : số ẩm (kPa/oC) 27.0 26.0 25.0 24.0 23.0 22.0 21.0 20.0 19.0 18.0 : độ dốc đường cong áp suất nước (kPa/oC) Việc tính tốn ET0 thực hiên thơng quan phần mềm Cropwat 8.0 10 11 12 nhiệt độ (0C) Hình So sánh thay đổi nhiệt độ bình quân thời kỳ trạm Kon Tum ,27.0 ,26.0 ,25.0 ,24.0 ,23.0 ,22.0 ,21.0 ,20.0 ,19.0 ,18.0 3.2 Dự báo khí hậu tương lai Nghiên cứu sử dụng trực tiếp kết công bố Bộ Tài nguyên Mơi trường 8 dự báo khí hậu cho vùng Tây Nguyên 02 giai đoạn: năm 20452065 năm 2080-2099 cuối kỷ 21, ứng với 02 kịch nồng độ khí thải trung bình thấp (RCP4.5) cao (RPC8.5) Bảng trình bày kết dự báo gia tăng nhiệt độ bình quân năm giai đoạn cuối kỷ 21 Bảng Dự báo chênh lệch nhiệt độ bình quân theo các kịch so với thời kỳ sở (1980-1999) Giai đoạn Kịch T ( C) o 10 11 12 Hình So sánh thay đổi nhiệt độ bình quân thời kỳ trạm Đắk Tơ Hình hình cho thấy có gia tăng nhiệt độ bình quân thời kỳ từ 0,5oC đến 1,5oC Tương tự tiến hành so sánh 03 yếu tố lại độ ẩm, số nắng tốc độ gió Tuy nhiên thay đổi yếu tố không đáng kể so với thay đổi rõ nét nhiệt độ Phương pháp 3.1 Xác định lượng bốc tiềm ET0 Theo tổ chức Lương nông giới FAO đề xuất, lượng 2045-2065 2080-2099 RCP4.5 RCP8.5 RCP4.5 RCP8.5 + 1.6 +1.9 +2.05 +3.35 Kết bàn luận 4.1 Đánh giá trạng thay đổi ET0 Hình hình so sánh lượng bốc tiềm bình quân nhiều năm ET0 giai đoạn từ năm 2000 đến 2015 (đường nét liền) so với thời kỳ sở (đường nét đứt) 02 trạm Kon Tum Đăk Tô ET0 (mm/ngày) nhiệt độ (0C) Để nhận thấy ảnh hưởng BĐKH đến yếu tố khí tượng, tác giả chia thời gian quan sát 02 trạm thành thời kỳ: thời kỳ 1980 -1999 đươc chọn thời kỳ sở (đường nét đứt) để so sánh với thời kỳ 2000 - 2015 (đường nét liền) Trong đó: T: nhiệt độ khơng khí trung bình (oC) Rn: xạ thực tế tính thơng qua số nắng trung bình (MJ/m2/ngày) G: mật độ thông nhiệt đất (MJ/m2/ngày) u2: tốc độ gió bình qn (m/s) 4.8 4.6 4.4 4.2 3.8 3.6 3.4 3.2 3 10 11 12 Hình So sánh ET0 bình qn tại trạm Kon Tum Nguyễn Chí Cơng ET0 vào cuối kỷ tương ứng với 02 kịch phát thải trung bình thấp cao trạm Kon Tum Đăk Tô 4.4 4.2 3.8 3.6 3.4 3.2 2.8 ET0 (mm/ngày) ET0 (mm/ngày) 8 10 11 12 Hình So sánh ET0 bình quân tại trạm Đăk Tô ET0 (mm/ngày) 4.2 Dự báo thay đổi ET0 tương lai *Giai đoạn kỷ (2045-2065): Hình hình thể kết dự báo thay đổi ET0 vào kỷ so với thời kỳ sở (đường liền nét) tương ứng với 02 kịch phát thải trung bình thấp (đường đứt nét mảnh) cao (đường đứt nét đậm) trạm Kon Tum Đăk Tô 4.8 4.6 4.4 4.2 3.8 3.6 3.4 3.2 3 10 11 12 4.6 4.4 4.2 3.8 3.6 3.4 3.2 2.8 Hình Dự báo thay đổi ET0 tại trạm Kon Tum 4.6 4.4 4.2 3.8 3.6 3.4 3.2 2.8 10 11 12 Hình Dự báo thay đổi ET0 tại trạm Đắk Tơ Hình 10 cho thấy tương lai tổng diện tích đất nơng nghiệp khơng có thay đổi tổng lượng bốc tiềm tồn năm có gia tăng đáng kể so với thời kỳ sở (đường liền nét) Đối với kịch phát thải trung bình thấp (RCP4.5) ET0 81 triệu (m3/năm) 104 triệu (m3/năm), tương ứng với giai đoạn cuối kỷ 21 Xu hướng tăng mạnh kịch phát thải cao (RCP8.5), 97 triệu (m3/năm) 172 triệu (m3/năm) tương ứng với giai đoạn cuối kỷ 21 Với kết cho thấy BĐKH làm gia tăng nhiệt độ vùng dẫn đến gia tăng tổng lượng bốc tiềm hàng năm lớn, dự kiến vào cuối kỷ tăng từ 1,4 đến 2,4 lần so với tổng lượng bốc ET0 (giai đoạn 20002015) hai kịch 200 180 ET0 ( 106 m3) ET0 (mm/ngày) Hình Dự báo thay đổi ET0 tại trạm Kon Tum 10 11 12 ET0 (mm/ngày) Tổng lượng ET0 toàn năm tăng 573 (m3/ha) so với thời kỳ sở trạm Kon Tum tăng 363 (m3/ha) so với thời kỳ sở trạm Đăk Tơ Vậy tổng lượng ET tồn năm bình qn tăng so với thời kỳ sở 468 (m 3/ha) Với tổng diện tích đất nơng nghiệp 155.796 (ha) gia tăng bốc tiềm ước tính vào khoảng 73 triệu (m3/năm) so với thời kỳ sở 4.8 4.6 4.4 4.2 3.8 3.6 3.4 3.2 160 140 120 100 80 10 11 12 60 (2000-2015) (2045-2065) (2080-2099) Hình Dự báo thay đổi ET0 tại trạm Đắk Tô *Giai đoạn cuối kỷ (2080-2099): Hình hình thể kết dự báo thay đổi RCP4.5 RCP8.5 Hình 10 Dự báo gia tăng tổng lượng bốc ET0 ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(112).2017-Quyển Kết luận Nghiên cứu mối quan hệ BĐKH nhu cầu nước trồng thông qua lượng bốc tiềm ET0 Từ liệu thực đo yếu tố khí tượng vùng nghiên cứu, tác giả xác định yếu tố nhiệt độ có độ nhạy lớn so sánh thời kỳ sở (năm 1980 - 1999) thời kỳ (năm 2000 - 2015) có BĐKH Sự gia tăng nhiệt độ thời kỳ từ 0,5oC đến 1,5oC Dựa kết mô thay đổi nhiệt độ tương lai (giữa cuối kỷ 21) ứng với kịch phát thải thấp cao cho Tây Nguyên, nghiên cứu cho thấy gia tăng tổng lượng bốc tiềm hàng năm qua thời kỳ lớn, đặc biệt kịch phát thải cao (gấp 2,4 lần so với thời kỳ tại) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] The World Bank, The Social dimension of adaptation to climate change in Vietnam 2012 [2] Bộ Tài nguyên Mơi trường, Dự tính khí hậu tương lai với độ phân giải cao cho Việt Nam - Khu vực Tây Nguyên, 2012 [3] Vũ Ngọc Dương, Nguyễn Mai Đăng, Hà Văn Khối, “Đánh giá biến đổi khí hậu đến nhu cầu nước tưới cho nông nghiệp thuộc khu tưới hồ Cửa Đạt”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trường, Số 45, 2014, trang 102-108 [4] Nguyễn Minh Tân, Đặc điểm khí hậu tỉnh Kon Tum, Đài Khí tượng Thủy văn Khu vực Tây Nguyên, 1999 [5] Falguni Parekh, Kevin Pramodchandra Prajapati, “Climate change impacts on crop water requirement for Sukhi reservoir project”, International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, Vol 2, 2013 [6] Sudip Kumar Chatterjee, Saon Banerjee, Mridul Bose, “Climate change impact on Crop water requirement in Ganga River basin, West Bengal, India”, Environment and Chemistry, V46.4, 2012 [7] Waseem Rija, “Validation of Cropwat 8.0 for estimation of reference evapotranspiration using limited climatec data under Temperate conditions of Kashmir”, Research Journal of Agricultural Sciences 2010, 1(4), page 338-340 [8] Crop Water Requirement and Irrigation Scheduling, 2002 (BBT nhận bài: 28/02/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 23/03/2017)