Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến hạn hán khu vực nam trung bộ (2)

Đề tài này tập trung vào việc đánh giá mức độ, xu thế biến đổi của hạn hán trong quá khứ do tác động của biến đổi khí hậu tại khu vực Nam Trung Bộ, và ứng dụng sản phẩm mô hình PRECIS để

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS.MAI VĂN KHIÊM

Hà Nội - Năm 2014

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, em luôn nhận được

sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến các thầy cô trong Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học

Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn tới TS Mai Văn Khiêm – Người đã dành rất nhiều thời gian để hướng dẫn và giúp đỡ tận tình cho em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Mặc dù em đã cố gắng rất nhiều trong quá trình hoàn thành luận văn, tuy nhiên vẫn không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ thầy cô và các bạn

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Các khái niệm và đặc trưng của hạn hán 3

1.1.1 Các khái niệm hạn hán 3

1.1.2 Phân loại hạn 3

1.2 Các đặc trưng của hạn hán 5

1.3 Vấn đề hạn hán ở Việt Nam và nguyên nhân 5

1.4 Nghiên cứu về hạn hán và tác động của Biến đổi Khí hậu đến hạn hán 10

1.4.1 Biến đổi khí hậu ở Việt Nam và khu vực Nam Trung Bộ 10

1.4.2 Nghiên cứu về hạn hán và tác động của Biến đổi Khí hậu đến hạn hán trên Thế giới 14

1.4.2 Nghiên cứu về hạn hán và tác động của Biến đổi Khí hậu đến hạn hán tại Việt Nam 19

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU 24

2.1 Phạm vi và nội dung nghiên cứu 24

2.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình khu vực Nam Trung Bộ 24

2.1.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn 26

2.2 Phương pháp nghiên cứu 27

2.2.1 Một số chỉ số hạn hán 27

2.2.2 Lựa chọn chỉ số 29

2.2.3 Phương pháp phân tích xu thế 30

2.2.4 Mô hình PRECIS 31

2.3 Số liệu sử dụng trong nghiên cứu 34

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Xu thế biến đổi của hạn hán tại Nam Trung Bộ giai đoạn 1961-2012 36

3.1.1 Phân bố theo không gian 36

3.1.2 Phân bố theo thời gian 39

3.2 Dự tính biến đổi của hạn hán tại Nam Trung Bộ trong thời kỳ tương lai 40

3.2.1 Hạn quy mô 1 tháng 41

KẾT LUẬN 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

Trang 5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Tổng hợp các chỉ số hạn được sử dụng phổ biến nhất 27

Bảng 2.2: Phân cấp hạn hán 30

Bảng 2.3: Danh sách trạm khí tượng lấy số liệu quan trắc trong thời kỳ quá khứ 34

Bảng 3.1 Tần suất xuất hiện hạn quy mô 1 tháng trong các thời kỳ (%) 45

Bảng 3.2 Tần suất xuất hiện hạn quy mô 3 tháng trong các thời kỳ khác nhau (%) 49

Bảng 3.3 Tần suất xuất hiện hạn quy mô 6 tháng trong các thời kỳ khác nhau(%) 53

Bảng 3.4 Tần suất xuất hiện hạn quy mô 12 tháng trong các thời kỳ khác nhau (%) 57

Trang 6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (0C) trong 50 năm qua 11

(Nguồn: IMHEN/2010) 11

Hình 1.2 Mức thay đổi lượng mưa năm (%) trong 50 năm qua (Nguồn: IMHEN/2010) .11

Hình 1.3 Xu thế biến đổi chuẩn sai nhiệt độ trung bình mùa khô khu vực 12

Nam Trung Bộ (Nguồn: IMHEN/2010) 12

Hình 1.4 Xu thế biến đổi chuẩn sai nhiệt độ trung bình mùa mưa khu vực 12

Hình 1.5 Xu thế biến đổi chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm khu vực 13

Hình 1.6 Xu thế biến đổi chuẩn sai lượng mưa mùa khô khu vực Nam Trung Bộ (Nguồn: IMHEN/2010) 13

Hình 1.7 Xu thế biến đổi chuẩn sai lượng mưa mùa mưa khu vực Nam Trung Bộ (Nguồn: IMHEN/2010) 14

Hình 1.8 Xu thế biến đổi chuẩn sai lượng mưa năm khu vực Nam Trung Bộ (Nguồn: IMHEN/2010) 14

Hình 1.9 Kết quả tổ hợp các mô hình cho kịch bản số ngày khô hạn của IPCC (2007) trong thế kỷ 21 (Nguồn: Báo cáo AR4 của IPCC, 2007) 16

Hình 1.10 Kết quả tổ hợp các mô hình cho kịch bản số ngày nắng nóng của IPCC (2007) trong thế kỷ 21 (Nguồn: Báo cáo AR4 của IPCC, 2007) 16

Hình 1.11 Kết quả dự tính các chỉ số khô hạn (CDD và SMA) trong tương lai từ 17 mô hình GCMs trong CMIP3 của IPCC (SREX, 2012) 17

Hình 2.1 Bản đồ khu vực Nam Trung Bộ 25

Hình 2.2 Lưới ngang và lưới thẳng đứng của mô hình PRECIS 31

Hình 2.3 Phép chiếu cực quay của mô hình PRECIS 32

Hình 3.1: Chỉ số SPI theo năm tại các trạm thuộc khu vực Nam trung Bộ trong 37

thời kỳ 1961-2012 37

Hình 3.2.a: Hạn quy mô 1 tháng giai đoạn 1980 - 1999 41

Hình 3.2.b: Hạn quy mô 1 tháng giai đoạn 2020-2039 42

Hình 3.2.c: Hạn quy mô 1 tháng giai đoạn 2040-2059 42

Hình 3.2.d: Hạn quy mô 1 tháng giai đoạn 2060-2079 43

Hình 3.2.e: Hạn quy mô 1 tháng giai đoạn 2080-2099 43

Hình 3.3.a: Hạn quy mô 3 tháng giai đoạn 1980-1999 46

Trang 7

Trang 8

MỞ ĐẦU

Theo tổ chức Khí tượng thế giới WMO, hạn hán là một hiện tượng tự nhiên được coi là thiên tai Nó gây ra những thiệt hại to lớn đến môi trường sống của con người cũng như hủy hoại các loài thực vật, động vật, làm giảm chất lượng không khí, nước, làm gia tăng nguy cơ cháy rừng Hạn hán tác động đến các hoạt động kinh tế xã hội như giảm diện tích cây trồng, năng suất và sản lượng cây trồng Hạn hán là một trong những nguyên nhân gây ra đói nghèo thiếu lương thực tại các khu vực mà hiện tượng này ảnh hưởng Thiên tai này không có cách “phòng chống” mà chỉ có thể tránh

và giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra Hơn nữa, hiện tượng hạn hán đã ảnh hưởng đến rất nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các vùng khô hạn, bán khô hạn Ảnh hưởng của hạn ngày càng nghiêm trọng hơn: với tần suất và thời gian kéo dài đợt hạn tăng lên, mức độ hạn khắc nghiệt, phạm vi hạn cũng mở rộng hơn nên đã gây rất nhiều khó khăn cho người dân, nghiêm trọng nhất là tình trạng thiếu điện, thiếu nước trên diện rộng Tại Việt Nam, trong những năm gần đây, tình trạng hạn hán ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn do hiện tượng El Nino tăng lên làm cho lượng mưa ít hơn, thêm vào đó là tác động chặt phá rừng, đốt nương làm rẫy…của con người dẫn đến hàng ngàn hecta hoa màu bị mất trắng, nhiều người dân sống trong cảnh đói nghèo Do đó, nghiên cứu về hiện tượng hạn hán là một trong những vấn đề đã và đang thu hút được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới cũng như trong nước ta Việc nghiên cứu về hạn hán trên thế giới cũng như trong nước từ bộ số liệu quan trắc sẽ giúp cho các nhà quản lý thiết lập được các khung chương trình quản lý nguồn nước thích hợp cho nông nghiệp và nhu cầu nước trong thành phố Tuy nhiên trong xu thế nóng lên toàn cầu, sự biến đổi của hạn hán cũng hết sức phức tạp Do đó việc dự tính

nó ngày càng khó khăn hơn

Chính vì vậy, việc xem xét sự biến đổi của hạn hán ở hiện tại và trong tương lai

ở Việt Nam rất có ý nghĩa, giúp cho chính phủ có kế hoạch khẩn cấp để ứng phó với tình trạng hạn hán ngay từ ban đầu nhằm giảm thiểu tối đa những thiệt hại mà nó gây

ra

Đứng trước thực tế đó, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của luận văn là: “ Nghiên

cứu tác động của Biến đổi khí hậu đến hạn hán khu vực Nam Trung Bộ”

Trang 9

Đề tài này tập trung vào việc đánh giá mức độ, xu thế biến đổi của hạn hán trong quá khứ do tác động của biến đổi khí hậu tại khu vực Nam Trung Bộ, và ứng dụng sản phẩm mô hình PRECIS để đưa ra những dự tính về hạn hán trong các thời kỳ tương lai tại khu vực này Các kết quả của nghiên cứu có thể hỗ trợ đắc lực cho việc đưa ra những cảnh báo hạn hán trong tương lai tại Nam Trung Bộ cũng như giúp các nhà quản lý có thể lập kế hoạch để xây dựng phát triển vùng

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn được bố cục trong 3 chương

Chương 1: Tổng quan về hạn hán Chương này giới thiệu một cách tổng quát về hạn hán, nguyên nhân, các đặc trưng hạn hán và kết quả nghiên cứu của một số tác giả trên thế giới và Việt Nam

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và số liệu Chương này sẽ trình bày phương pháp nghiên cứu của luận văn, nguồn số liệu sử dụng trong luận văn

Chương 3: Kết quả và thảo luận Chương này nêu ra những kết quả của luận văn đạt được

Trang 10

đó Còn hạn hán được coi là có liên quan đến các điều kiện trung bình thời kỳ dài của

sự cân bằng giữa lượng mưa và bốc thoát hơi (bốc hơi + thoát hơi) trong một khu vực

cụ thể Hạn hán cũng liên quan đến thời gian (chính vụ, sự trì hoãn sự bắt đầu mùa mưa, sự xuất hiện của các đợt mưa có liên quan đến các giai đoạn sinh trưởng của vụ mùa) và tính hiệu quả của mùa mưa (cường độ mưa, số đợt mưa) Tuy nhiên, đây chỉ

là các khái niệm mà chưa đề cập đến các định nghĩa hoạt động của hạn hán Do đó, có hai định nghĩa chính về hạn hán: khái niệm và hoạt động hạn hán

1.1.2 Phân loại hạn

Hiện nay có nhiều cách phân loại nhưng theo WMO (2005), hạn hán được chia thành bốn loại như sau:

gian kéo dài của một thời kỳ khô hạn Hạn khí tượng thường được coi như là biểu hiện

về sự chênh lệch (thiếu hụt) lượng giáng thủy trong suốt một khoảng thời gian nào đó

thủy văn) với các tác động đến nông nghiệp, thường đề cập đến sự thiếu hụt lượng

Trang 11

mưa, sự khác nhau giữa bốc thoát hơi thực tế và bốc thoát hơi tiềm năng, sự thiếu hụt lượng nước trong đất, sự giảm mực nước ngầm, hồ chứa nước

mặt phụ (dòng chảy, bể chứa, mực sông hồ, nước ngầm) Tần suất và mức độ hạn thủy văn thường được định nghĩa dựa trên một quy mô lưu vực sông

Hạn thủy văn liên quan đến sử dụng đất Mặc dù khí hậu là nhân tố chính ảnh hưởng đến hạn thủy văn, các nhân tố khác như những thay đổi trong việc sử dụng đất (phá rừng), suy thoái đất, và việc xây dựng các đập nước, tất cả đều ảnh hưởng đến các đặc tính thủy văn của lưu vực

hưởng đến con người, cá nhân, tập thể Hầu hết các định nghĩa hạn kinh tế xã hội liên quan đến việc cung cấp nước và nhu cầu sử dụng dụng nước

thời gian kéo dài của một thời kỳ hạn trong lịch sử

* Tác động của hạn hán

Tất cả các định nghĩa hạn đều liên quan đến các tác động của một đợt khô hạn tới các hoạt động của con người Các tác động của hạn có thể là môi trường, kinh tế và

xã hội

+ Các tác động môi trường là kết quả của những thiệt hại cho các loài thực vật

và động vật, môi trường sống động vật hoang dã, không khí và chất lượng nước; rừng

và cháy rừng, sự xuống cấp của chất lượng cảnh quan; mất đa dạng sinh học, và xói mòn đất Một số tác động đến môi trường trong một thời kỳ ngắn có thể nhanh chóng được thiết lập lại Tác động môi trường kéo dài trong một thời gian hoặc thậm chí có thể trở thành vĩnh viễn Ví dụ, sự xuống cấp của chất lượng cảnh quan, bao gồm sự gia tăng xói mòn đất, có thể dẫn đến một sự mất mát vĩnh viễn của năng suất sinh học của khu vực

+ Tác động kinh tế xảy ra trong lĩnh vực nông nghiệp và các lĩnh vực liên quan, bao gồm cả lâm nghiệp và thủy sản, mà phụ thuộc vào bề mặt và nước ngầm cung cấp Ngoài thiệt hại rõ ràng về sản lượng trong cả vụ mùa và sản lượng chăn nuôi gia súc, hạn hán còn liên quan với sự gia tăng nhiễm trùng, sâu bệnh cây trồng

Trang 12

+ Các tác động xã hội có mặt trong các thời kỳ hạn hán kéo dài và khắc nghiệt Trong những trường hợp này, một số nguồn nước khẩn cấp sẽ được yêu cầu đưa ra để

- Thời gian hạn hán chỉ khoảng thời gian một đợt hạn hán kéo dài

- Sự trải rộng theo không gian hạn hay chính là phạm vi hạn hán: hạn có thể xảy

trọng có thể kéo dài mùa này sang mùa khác và ảnh hưởng trên một phạm vi rộng lớn (WMO, 1975)

1.3 Vấn đề hạn hán ở Việt Nam và nguyên nhân

Nguyên nhân gây ra hạn hán

Hạn hán xuất hiện khi thời tiết bất thường như nhất thời thiếu hụt lượng mưa hoặc lượng mưa nhận được thường xuyên ít ỏi Hạn hán được cho là do những nguyên nhân sau (Nguyễn Đức Ngữ 2002):

- Hạn hán xảy ra do mưa quá ít, lượng mưa nhận được không đáng kể trong một thời gian dài, có thể hầu như quanh năm, đây là tình trạng khá phổ biến trên các vùng khô hạn và bán khô hạn

- Hạn hán do lượng mưa trên khu vực trong một thời gian dài thấp hơn rõ rệt so với mức nhiều năm cùng kỳ Tình trạng này có thể xảy ra cả ở nhiều vùng mưa

- Lượng mưa tuy không ít lắm, nhưng trong một thời gian nhất định trước đó không mưa hoặc lượng mưa chỉ đáp ứng nhu cầu tối thiểu của sản xuất và môi trường xung quanh Đây là tình trạng phổ biến trên các vùng khí hậu gió mùa, có sự khác biệt

rõ rệt về mưa giữa mùa mưa và mùa khô Bản chất và tác động của hạn hán gắn liền với định nghĩa về hạn hán

Trang 13

- Hiện tượng El Nino cũng tác động rõ rệt đến tình trạng hạn hán Những năm

có xảy ra hiện tượng El Nino, lượng mưa giảm, nhiệt độ bức xạ mặt trời tăng lên, bốc hơi tăng mạnh nên dễ gây hạn hán (như Bangladet) Ở Việt Nam, năm 1998 xảy ra hiện tượng El Nino dẫn tới hạn hán nghiêm trọng ở Tây Nguyên

Bên cạnh đó, một số nguyên nhân khác từ hoạt động của con người cũng có thể

gây ra tình trạng hạn hán Đầu tiên phải kể đến là do tình trạng chặt phá, đốt rừng bừa

bãi làm mất nguồn nước ngầm dẫn đến cạn kiệt nguồn nước; việc lựa chọn cây trồng không phù hợp, ví dụ như vùng ít nước cũng trồng cây cần nhiều nước (như lúa) làm cho việc sử dụng nước quá nhiều, dẫn đến việc cạn kiệt nguồn nước; thêm vào đó công tác quy hoạch sử dụng nước, bố trí xây dựng công trình không phù hợp, làm cho nhiều công trình không phát huy được tác dụng Tiếp đó, thiếu nước trong mùa khô (mùa kiệt) là do không đủ nguồn nước và thiếu những biện pháp cần thiết để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng gia tăng do sự phát triển kinh tế - xã hội ở các khu vực, các vùng chưa có quy hoạch hợp lý hoặc quy hoạch phát triển không phù hợp

Nguyên nhân gây ra hạn hán tại Nam Trung Bộ

- Địa hình đặc thù của Nam Trung Bộ là một trong những nguyên nhân gây ra hạn hán tại khu vực Tại Nam Trung Bộ có nhiều dãy núi cao từ 1200m đến 2000m bao bọc xung quanh, tạo nên một vòng cung chắn gió từ phía Bắc qua Tây và Tây Nam Trong khi đó vào mùa gió Đông Bắc (thường xảy ra từ tháng 9 đến tháng 2 năm sau) khi hoạt động lệch đông và lấn sâu xuống khu vực Nam Trung Bộ mang lại lượng mưa nhất định trong năm, bị các dãy núi cao ở phía Bắc chắn lại đã làm giảm đáng kể lượng mưa trong mùa mưa Vào mùa gió mùa Tây Nam (xảy ra vào khoảng từ tháng 4 đến tháng 8), thường mang đến lượng mưa đáng kể cho khu vực Tây Nguyên và Nam

Bộ, song đối với khu vực Nam Trung Bộ do có các dãy núi cao phía Nam chắn lại nên gió mùa Tây Nam không mang mưa cho khu vực này nên tại đây là mùa khô Lượng mưa của khu vực nhận được vào các tháng 9, 10, 11, 12 chủ yếu do hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới và dải hội tụ nhiệt đới, tuy nhiên lượng mưa nhận được từ sự ảnh hưởng của hiện tượng này cũng là thất thường Lượng mưa trung bình năm khu vực đồng bằng xấp xỉ 720mm, trong khi đó lượng bốc hơi tiềm năng là 1.860mm, gấp gần 2,6 lần lượng mưa năm, riêng khu vực miền núi có lượng mưa trung bình năm khoảng 1.200mm, tuy nhiên mưa chỉ tập trung chủ yếu vào các tháng 9, 10, 11, 12, phần lớn lượng nước này lại đổ ra biển, nên về mùa khô, hạn hán xảy ra thường xuyên là tất

Trang 14

yếu Đi đôi với thiếu hụt của lượng mưa thì gió trên khu vực lại khá lớn đã gây nên hiện tượng cát bay, cát nhảy cũng là nhân tố chủ yếu gây ra hạn hán thiếu hụt nước

Diễn biến bất lợi về khí hậu thời tiết như nhiệt độ không khí tăng cao, lượng bốc hơi, số giờ nắng đều cao hơn giá trị trung bình nhiều năm và đặc biệt là sự thiếu hụt lượng mưa kéo dài trong nhiều tháng là những nguyên nhân chủ yếu gây nên hạn hán ở Nam Trung Bộ, điển hình là đợt hạn nghiêm trọng năm 2002 tại Ninh Thuận là

do lượng mưa bình quân năm 2001 trong toàn tỉnh chỉ đạt 550mm, thấp hơn so với lượng mưa trung bình nhiều năm (849mm) khoảng 35%, hạn hán xảy ra năm 2005 do lượng mưa bình quân năm 2004 chỉ bằng 50% so với lượng mưa trung bình nhiều năm Hệ quả của việc thiếu hụt lượng mưa này làm cho lượng nước chứa trong các hồ-đập đều thấp hơn so với thiết kế (ví dụ năm 2005, thấp hơn 50% so với thiết kế), dòng chảy cơ bản trong các sông suối cũng bị suy giảm làm cho lượng nước có thể khai thác

bị cạn kiệt, đất đai khô cằn, hoang mạc hóa

Việc sử dụng nguồn nước mặt còn nhiều lãng phí như tưới tràn từ ruộng cao xuống ruộng thấp suốt ngày đêm, các hệ thống kênh nhánh nội đồng chưa được hoàn thiện và cứng hóa, Theo số liệu điều tra, hệ thống thủy lợi hiện nay chỉ mới tưới được khoảng 80% so với thiết kế

Ngoài ra còn có rất nhiều những nguyên nhân phụ khác dẫn đến việc cạn kiệt và suy giảm nguồn nước có thể kể đến như sử dụng đất thiếu quy hoạch, hoạt động sản xuất nông nghiệp không phù hợp, nạn phá rừng đầu nguồn làm nương rẫy, gây ô nhiễm các nguồn nước, quá trình đô thị hóa gia tăng dân số, gia tăng nhu cầu sử dụng nước, chăn thả gia súc tự do, pháp chế và quản lý các nguồn tài nguyên nước chưa phù hợp v.v… đã làm cho tình trạng hạn hán tại Nam Trung Bộ ngày càng nghiêm trọng

Tình trạng hạn hán trong những năm gần đây tại Việt Nam

Thống kê của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương cho thấy tại Việt Nam, hàng năm hạn hán xảy ra ở hầu khắp các vùng trên cả nước với mức độ và thời gian khác nhau, gây ra những thiệt hại to lớn đối với kinh tế, ảnh hưởng đến đời sống dân sinh Theo thống kê của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương trong 40 năm qua, tại khu vực Bắc Bộ đã xảy ra những năm hạn nặng vào vụ đông xuân: năm 1959, 1961, 1970, 1984, 1986, 1989, 1993, 1998 và vụ mùa 1960, 1961,

1963, 1964 Tại khu vực Trung Bộ và Nam Bộ có hạn nặng trong các năm 1983, 1987,

Trang 15

1988, 1990, 1992, 1998 Đặc biệt phải kể đến hai đợt hạn nghiêm trọng năm

1992-1993, 1997-1998 ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước sản xuất nông nghiệp trên

cả nước Sự thiếu hụt nghiêm trọng lượng mưa năm 1992 đã gây hạn hán thiếu nước cho sản xuất và dân sinh trong năm 1993 Vào năm 1992, lượng mưa hàng năm thiếu hụt tới 30-70%, có nơi tới 100% so với trung bình nhiều năm từ tháng VIII đến tháng

XI, tới 40- 60% năm 1993 trong 7 tháng đầu năm Theo thống kê tổng diện tích lúa vụ đông xuân bị hạn trên các vùng trên 176.000 ha, bị chết là trên 22.000 ha Trong vụ hè thu năm 1993, lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng kết hợp với nắng nóng gay gắt, bốc hơi nhiều dẫn đến hạn hán rất nghiêm trọng, dự trữ nước ngầm trong đất, trên các sông suối và ở các hồ chứa rất ít Mực nước trên các sông lớn đều thấp hơn trung bình nhiều năm từ 0,1- 0,5m, các hồ chứa vừa và nhỏ đều cạn kiệt Đặc biệt các tỉnh từ Thanh Hóa đến Bình Thuận, hạn hán tác động mạnh đến nông nghiệp (41,2% diện tích gieo trồng bị hạn, trong đó 24.090 ha bị chết, tại đồng bằng sông Cửu Long hạn hán ít gay gắt hơn, có 8564 ha lúa bị chết)

Theo thống kê của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương, năm

1998 hạn hán xảy ra trên cả nước là do hiện tượng El Nino 1997-1998 kéo dài 15 tháng (từ tháng IV năm 1997 đến tháng VI năm 1998) gây ra Năm 1997 nhiệt độ bề

tháng từ tháng X đến 1997 đến tháng VI năm 1998 thường cao hơn trung bình nhiều năm, liên tục xảy ra các đợt nắng nóng gay gắt, kéo dài nhiều ngày với nhiệt độ cao

biệt, khu vực Bắc Bộ mưa rất ít trong các tháng đầu năm, mùa mưa đến muộn và tổng lượng mưa trung bình năm 1998 chỉ bằng 60-80% lượng mưa trung bình nhiều năm, tại khu vực Bắc Trung Bộ lượng mưa chỉ bằng 60-95% lượng mưa trung bình nhiều năm, còn tại Nam Trung Bộ, từ tháng I đến tháng VIII (trừ tháng V), lượng mưa thấp hơn trung bình nhiều năm, tuy nhiên các tháng còn lại lượng mưa lại cao hơn bình thường Chính điều này khiến cho đầu năm hạn hán xảy ra nghiêm trọng, còn lũ lụt xảy ra nghiêm trọng từ tháng IX cho đến cuối năm Tại khu vực Nam Bộ và Tây Nguyên, lượng mưa nhận được đều ít hơn trung bình nhiều năm Tình trạng hạn hán, thiếu nước mùa khô 1997-1998 xảy ra đặc biệt nghiêm trọng, bao trùm hầu như trên tất cả các khu vực của Việt Nam, gây nên thiệt hại lớn: diện tích lúa bị hạn cả nước lên tới 254.000 ha trong đó 30.740 ha bị mất trắng vụ đông xuân, 435.320 ha bị hạn trong

Trang 16

đó 70810 ha bị chết vụ hè thu, 153.070 ha trong đó 22.690 ha bị mất trắng trong vụ mùa Cùng với đó hàng chục nghìn ha cây công nghiệp và cây ăn quả bị hạn, gần 3 triệu người thiếu nước sinh hoạt

Vào những thời gian gần đây, hạn hán cũng xảy ra trên diện rộng và gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho người dân ở nhiều địa phương trên cả nước Vào năm 2001, các địa phương như Phú Yên, Quảng Nam, Quảng Bình, Quảng Trị là những nơi xảy ra hạn nghiêm trọng Trong các tháng VI và VII hầu như không có mưa Chỉ tính tại Phú Yên, hạn hán đã gây thiệt hại cho 7200 ha mía, 500 ha sắn, 225

ha lúa nước và 300 ha lúa nương Tính trong 6 tháng đầu năm 2002, hạn hán nghiêm trọng đã xảy ra tại khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ gây ra thiệt hại lớn về mùa màng, cháy rừng xuất hiện trên diện rộng, trong đó phải kể đến cháy rừng lớn ở các khu rừng tự nhiên U Minh thượng và U Minh hạ Vào thời kỳ các tháng trước mùa mưa trong năm 2003, hạn hán diễn ra trên hầu khắp khu vực Tây Nguyên, dẫn đến thiệt hại cho khoảng 300 ha lúa ở Kon Tum, 3000 ha lúa ở Gia Lai

và 50.000 ha đất canh tác ở Đắk Lắc; tình trạng thiếu nước sinh hoạt của người dân cũng diễn ra khiến cho 100.000 hộ dân trên địa bàn lâm vào cảnh thiếu thốn nước sử dụng Thống kê riêng tại Đắk Lắc, tổng ước tính thiệt hại vào khoảng 250 tỷ đồng Năm 2004-2005 hạn hán thiếu nước cũng diễn ra trên diện rộng tuy nhiên không nghiêm trọng như năm 1997-1998 Trên khu vực Bắc Bộ, mực nước sông Hồng tại Hà Nội vào đầu tháng III xuống mức 1,72 m thấp nhất kể từ năm 1963 đến năm 2005 Trên khu vực Miền Trung và Tây Nguyên, nắng nóng kéo dài, lưu lượng nước trên các sông suối ở mức thấp hơn trung bình nhiều năm cùng kỳ, một số suối cạn kiệt hoàn toàn; nhiều hồ, đập không đủ khả năng cấp nước Tại Ninh Thuận - địa phương bị hạn hán thiếu nước nghiêm trọng nhất trong khoảng 20 năm qua, nguyên nhân chủ yếu là

do mưa ít, lượng mưa trong 4 tháng (từ tháng XI/2004 đến tháng II/2005) chỉ bằng khoảng 41% trung bình nhiều năm; các sông suối, ao hồ đều khô cạn, chỉ có hồ Tân

Nhim - nguồn cung cấp nước chủ yếu cho Ninh Thuận, cũng chỉ đạt 1/3 dung tích so với cùng kỳ năm trước Trên toàn Ninh Thuận có 47.220 người thiếu nước sinh hoạt Ngoài tình trạng hạn hán, hiện tượng cháy rừng do thiếu nước cũng liên tục xảy ra, nhiệt độ cao, bốc hơi nhiều là những nguyên nhân chủ yếu Tại Phú Yên, Thừa Thiên Huế trong năm 2011 cũng xảy ra nhiều vụ cháy rừng

Trang 17

1.4 Nghiên cứu về hạn hán và tác động của Biến đổi Khí hậu đến hạn hán

1.4.1 Biến đổi khí hậu ở Việt Nam và khu vực Nam Trung Bộ

Ở Việt Nam hạn hán đã được quan tâm từ rất sớm (Nguyễn Trọng Hiệu, 1995; Nguyễn Trọng Hiệu và Phạm Thị Thanh Hương, 2003) Việc nghiên cứu các đặc trưng hạn hán như thời gian xảy ra hạn và cường độ hạn cũng như xu thế biến đổi hạn ở các khu vực ở Việt Nam được trình bày khá chi tiết trong các nghiên cứu (Nguyễn Trọng Hiệu và Nguyễn Đức Ngữ, 2004; Nguyễn Văn Thắng, 2007; Phan Văn Tân, 2010; Nguyễn Trọng Hiệu và Phạm Thị Thanh Hương, 2010) Các kết quả của những nghiên cứu cho thấy hạn hán có xu thế biến đổi đáng kể theo thời gian, đặc biệt hạn hán ở Nam Trung Bộ có xu thế tăng nhẹ theo thời gian Theo kịch bản nước biển dâng, 2009 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tại Việt

phía Bắc, tăng ở phía Nam Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn so với mùa hè và nhiệt

độ vùng sâu trong đất liền tăng nhanh hơn nhiệt độ vùng ven biển và hải đảo Lượng mưa mùa khô (tháng XI-IV) tăng lên chút ít hoặc không thay đổi đáng kể ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng mạnh mẽ ở các vùng khí hậu phía Nam trong 50 năm qua Lượng mưa mùa mưa (tháng V-X) giảm từ 5 đến hơn 10% trên đa phần diện tích phía Bắc nước ta và tăng khoảng 5 đến 20% ở các vùng khí hậu phía Nam trong 50 năm qua Xu thế diễn biến của lượng mưa năm tương tự như lượng mưa mùa mưa, tăng ở các vùng khí hậu phía Nam và giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc Khu vực Nam Trung

Bộ có lượng mưa mùa khô, mùa mưa và lượng mưa năm tăng mạnh nhất so với các vùng khác ở nước ta, nhiều nơi đến 20% trong 50 năm qua

Trên khu vực biển Đông số lượng xoáy thuận nhiệt đới hoạt động có xu hướng tăng nhẹ, trong khi đó số cơn ảnh hưởng hoặc đổ bộ vào đất liền Việt Nam không có

xu hướng biến đổi rõ ràng Các cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào Việt Nam có xu hướng lùi dần về phía Nam lãnh thổ đất nước; các cơn bão rất mạnh có xu hướng gia tăng về số lượng; mùa bão có dấu hiệu kết thúc muộn hơn trong thời gian gần đây Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng của bão đến Việt Nam có xu hướng mạnh lên

Hiện tượng hạn hán, tính cả hạn tháng và hạn mùa có xu thế tăng lên nhưng với mức độ không đồng đều giữa các vùng và giữa các trạm trong từng vùng khí hậu Hiện tượng nắng nóng có dấu hiệu gia tăng rõ rệt ở nhiều vùng trong cả nước, đặc biệt là ở Trung Bộ và Nam Bộ

Trang 18

102°E 104°E 106°E 108°E 110°E 112°E 114°E

8°N 10°N 12°N 14°N 16°N 18°N 20°N

Q§. Tr−êng

Sa -40%

-20% 0% 20% 40%

Hình 1.1 Mức tăng nhiệt độ trung bình

(Nguồn: IMHEN/2010)

Hình 1.2 Mức thay đổi lượng mưa năm

(%) trong 50 năm qua (Nguồn: IMHEN/2010)

Từ Hình 1.1 cho thấy nhiệt độ trung bình năm có xu thế tăng trên toàn bộ khu vực Nam Trung Bộ Trong đó, tăng nhanh hơn ở các tỉnh cực Nam (Ninh Thuận và

Yên và Khánh Hòa) có tốc độ tăng chậm hơn, với tốc độ tăng trong khoảng từ 0 đến

Các Hình 1.3 đến Hình 1.4 biểu diễn xu thế biến đổi của chuẩn sai nhiệt độ (độ lệch so với trung bình 1970-2000) vào mùa khô, mùa mưa và trung bình năm trên khu vực Nam Trung Bộ Kết quả tính toán cho thấy, nhiệt độ trung bình các tháng mùa khô, mùa mưa và trung bình năm đều có xu thế tăng lên Điểm đáng chú ý là chuẩn sai nhiệt độ cao nhất đều năm trong những năm gần đây (kể từ giữa thập niên 1990 đến 2010) Trong đó, năm 1998 là năm có chuẩn sai nhiệt độ mùa khô và trung bình năm cao nhất, trùng với năm có El Nino mạnh kỷ lục Nhìn chung, nhiệt độ các tháng mùa khô có xu thế tăng nhanh hơn các tháng mùa hè (Hình 1.3, 1.4 và 1.5)

Trang 19

Hình 1.3 Xu thế biến đổi chuẩn sai nhiệt độ trung bình mùa khô khu vực

Nam Trung Bộ (Nguồn: IMHEN/2010)

Hình 1.4 Xu thế biến đổi chuẩn sai nhiệt độ trung bình mùa mưa khu vực

Nam Trung Bộ (Nguồn: IMHEN/2010)

Trang 20

Hình 1.5 Xu thế biến đổi chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm khu vực

Nam Trung Bộ (Nguồn: IMHEN/2010) Đối với lượng mưa, lượng mưa trung bình năm có xu thế tăng trên toàn bộ khu vực Nam Trung Bộ, với tốc độ tăng khoảng từ 0 đến trên 40%, tăng nhanh nhất là khu vực Phú Yên - Khánh Hòa Lượng mưa trung bình mùa mưa, mùa khô và lượng mưa năm đều có xu thế tăng trong những năm qua trên khu vực Nam Trung Bộ (Hình 1.6, 3.7 3.8) Đặc biệt, trong những năm gần đây, chuẩn sai của lượng mưa mùa khô đều lớn hơn 0, trừ một số năm (1998, 2005, 2010) có liên quan đến hoạt động của El Nino (Hình 1.6) Như vậy, với sự gia tăng của lượng mưa trong mùa mưa có thể sẽ ảnh hưởng đến điều kiện hạn hán trong mùa khô trên khu vực, ở đây có thể làm giảm đi mức độ nghiêm trọng hoặc thời gian hạn hán Tuy nhiên, trong những năm El Nino hoạt động, lượng mưa mùa khô lại giảm đáng kể, dẫn đến mức độ hạn càng nghiêm trọng hơn

Hình 1.6 Xu thế biến đổi chuẩn sai lượng mưa mùa khô khu vực Nam Trung Bộ

(Nguồn: IMHEN/2010)

Trang 21

Hình 1.7 Xu thế biến đổi chuẩn sai lượng mưa mùa mưa khu vực Nam Trung Bộ

ưu điểm nhược điểm khác nhau, và tùy vào mỗi khu vực, quốc gia đều sử dụng các chỉ

số phù hợp với điều kiện của khu vực, quốc gia mình Công tác nghiên cứu hạn hán áp dụng các chỉ số hạn không chỉ đơn thuần sử dụng bộ số liệu quan trắc mà còn sử dụng

bộ số liệu là sản phẩm của mô hình khí hậu khu vực và mô hình khí hậu toàn cầu Các

Trang 22

công trình nghiên cứu đề cập đến vấn đề xác định hạn hán, cảnh báo, giám sát có thể

kể đến:

Những nghiên cứu đánh giá về hạn hán trên quy mô toàn cầu (Meshcherskaya

A V và cs, 1996; Dai và cs, 2004; Niko Wanders và cs, 2010), khu vực và địa phương (Benjamin Lloyd-Hughes và cs 2002; Hayes, 1999) Việc áp dụng các chỉ số hạn được xây dựng dựa trên số liệu mưa, nhiệt độ và độ ẩm quan trắc trong quá khứ cho thấy số đợt hạn, tần suất và mức độ hạn hán, cũng như thời gian kéo dài hạn ở một số khu vực

Nhiều nghiên cứu về hạn hán cho thấy sự giảm lượng mưa mạnh cùng với sự tăng nhiệt độ đã làm tăng quá trình bốc hơi, gây ra hạn hán nghiêm trọng hơn (Loukas

A và Vasiliades L., 2004) Đi đôi với xu thế ấm lên trên toàn cầu thời kỳ (1980-2000), tần suất và xu thế hạn tăng lên và xảy ra nghiêm trọng hơn vào bất cứ mùa nào trong năm, điển hình như ở Cộng hòa Séc cứ khoảng 5 năm lại xảy ra đợt hạn hán nặng trong suốt mùa đông hoặc mùa hè, với mức độ nặng và tần suất lớn nhất vào tháng IV

và tháng VI (xảy ra trên toàn bộ lãnh thổ với tổng diện tích là 95%) (Potop và cs, 2008); hạn xảy ra vào các tháng mùa hè ở Hy Lạp ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoa màu và sự cung cấp nước trong thành phố (Loukas A và Vasiliades L., 2004); ở Cộng hòa Moldova, cứ 2 năm thì lại có một đợt hạn nặng vào mùa thu (Potop V và Soukup J., 2008)

Trong báo cáo AR4 của IPCC (2007) đã chỉ ra rằng, sự ấm lên của trái đất là rõ ràng, do sự gia tăng của nồng độ khí nhà kính trong khí quyển đã quan trắc được kể từ thời tiền công nghiệp Phát thải khí nhà kính sẽ tiếp tục tăng trong thế kỷ 21, điều đó cho thấy tác động của chúng đến khí hậu sẽ lớn hơn nhiều trong thế kỷ 20 (IPCC, 2007) Báo cáo cũng cho rằng, các hiện tượng cực đoan ngày càng gia tăng về tần suất

và cường độ, khu vực chịu ảnh hưởng của hạn hán thì ngày càng gia tăng Các dự tính

Trang 23

trung bình thập niên cho thế kỷ 21 cho thấy sự gia tăng của hạn hán ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các khu vực cận nhiệt đới và vĩ độ trung bình (Christensen và ccs, 2007), bao gồm cả tần suất và mức độ kéo dài (Hình 1.9) Đối với số ngày nắng nóng (Heat wave) có xu hướng tăng đáng kể trong tương lai theo các kịch bản biến đổi khí nhà kính của IPCC (Hình 1.10)

Hình 1.9 Kết quả tổ hợp các mô hình cho kịch bản số ngày khô hạn của IPCC (2007)

trong thế kỷ 21 (Nguồn: Báo cáo AR4 của IPCC, 2007)

Hình 1.10 Kết quả tổ hợp các mô hình cho kịch bản số ngày nắng nóng của IPCC

(2007) trong thế kỷ 21 (Nguồn: Báo cáo AR4 của IPCC, 2007)

Cũng theo kết quả dự tính trong tương lai theo các kịch bản phát thải khí nhà kính được trình bày trong SREX của IPCC, hạn hán có thể diễn ra nghiêm trọng hơn, dài hơn ở một số khu vực như Nam Âu và Tây Phi, nhưng ít hơn ở khu vực Bắc Mỹ và Tây Bắc Úc Đối với khu vực Đông Nam Á và Việt Nam, số ngày khô hạn (CDD) có

xu hướng tăng lên trong tương lai theo các kịch bản phát thải khí nhà kính (Hình 1.11)

Trang 24

Hình 1.11 Kết quả dự tính các chỉ số khô hạn (CDD và SMA) trong tương lai từ 17

mô hình GCMs trong CMIP3 của IPCC (Nguồn: SREX, 2012)

Có thể thấy các nghiên cứu đã chứng minh rằng, biến đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng chủ yếu đến lượng mưa, nhiệt độ và bốc thoát hơi tiềm năng, vì vậy sẽ ảnh hưởng đến

sự xuất hiện và mức độ nghiêm trọng của hạn khí tượng Về cơ bản, hạn khí tượng xảy

ra sẽ dẫn đến thiếu hụt nước trong đất, nước ngầm và dòng chảy Điều này sẽ dẫn đến ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, công tác quản lý tài nguyên nước và đến đời sống xã hội và ngành kinh tế khác Nếu hạn khí tượng càng dài và nghiêm trọng thì mức độ ảnh hưởng càng nghiêm trọng hơn

Trong những thập kỷ gần đây, nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố về biến đổi khí hậu và các vấn đề liên quan đến hạn hán, mặc dù rất khó để phân biệt từ những ảnh hưởng khác của con người Hơn nữa rất khó để phân biệt giữa tác động của biến đổi khí hậu và biến đổi khí hậu nhiều trong thập kỷ Đã có nhiều phương pháp tiếp cận nghiên cứu khác nhau để đánh giá sự biến đổi của khí hậu và tác động của chúng đến hạn hán Thông thường, phương pháp mô hình hóa để mô phỏng các số liệu khí tượng thủy văn được sử dụng Trong đó, một số cách tiếp cận chủ yếu tập trung vào:

1) Sử dụng các mô hình khí hậu toàn cầu (GCM) và mô hình khí hậu khu vực (RCM) (ví dụ cách tiếp cận của Gedney và Cox, 2003) để mô phỏng khí hậu trong đó

có sử dụng nhiều hoặc một mô hình đất được lồng ghép vào mô hình khí hậu Sản

Trang 25

phẩm chính của các mô hình này là các chuỗi số liệu theo thời gian ở dạng ô lưới (độ phân giải có thể 10-50km)

2) Sử dụng các mô hình Thủy văn bề mặt đất (LSHMs) (ví dụ cách tiếp cận của Hagemann và Dümenil Gates, 2003), là các mô hình của các GCM, RCM và mô hình thủy văn toàn cầu (GHMs) (ví dụ cách tiếp cận này được sử dụng trong các nghiên cứu của Milly và cộng sự, (2002) Các mô hình GHMs có kèm theo các chương trình chi tiết hơn về các quá trình thủy văn so với các GCM và RCMs hoặc LSHMs Các mô hình LSHMs và GHMs sử dụng số liệu khí hậu như là điều kiện biên và cũng đưa ra các sản phẩm ở dạng chuỗi số liệu ô lưới (10-50 km);

3) Sử dụng các mô hình thủy văn cho lưu vực sông (RBHMs) (ví dụ như Van Lanen và cộng sự, 2004b; Bell et al, 2006.) Những mô hình này cũng sử dụng dữ liệu khí hậu (tốt hơn là đầu ra từ RCM) như điều kiện biên và tạo ra chuỗi thời gian của dữ liệu thủy văn ở quy mô chi tiết (~ 1 km) Các mô hình được kiểm nghiệm và hiệu chỉnh theo dữ liệu quan trắc Các mô hình được hỗ trợ bởi phân tích chuỗi thời gian dài tốt nhất của dữ liệu khí tượng thủy văn quan trắc để phát hiện các xu thế (ví dụ Hisdal và cộng sự năm 2001; Pekarova et al, 2006.)

Trong báo cáo lần thứ 4 của IPCC (Adger và cộng sự, 2007) đưa ra các kết quả đánh giá xu thế biến đổi của các yếu tố khí tượng thủy văn theo số liệu quan trắc Trong đó, thời kỳ 1995-2006 có đến 12 năm được xếp hạng là nóng nhất trong lịch sử quan trắc 150 năm Mức độ tăng nhiệt độ của thời kỳ 2001-2005 so với thời kỳ 1850-

độ cao xuất hiện nhiều hơn và nhiệt độ thấp có tần suất giảm, số ngày nóng và sóng nhiệt xảy ra nhiều hơn Hơn nữa, trong báo cáo này, IPCC cho rằng sông băng và núi tuyết đã giảm đi đáng kể ở cả Bắc và Nam Bán cầu Lượng mưa có xu thế gia tăng ở các khu vực vĩ độ cao và giảm ở các khu vực vĩ độ thấp Hạn hán nghiêm trọng hơn và dài hơn kề từ những năm 1970, đặc biệt là ở các khu vực nhiệt đới Hạn hán như vậy

có liên quan đến nhiệt độ cao hơn và lượng mưa giảm

Cũng trong báo cáo lần thứ 4 của IPCC cho rằng sự ấm lên toàn cầu đã được quan trắc thấy ở hầu khắp các khu vực trên thế giới, các khối băng ngày càng giảm, điều đó cho thấy thật khó mà giải thích được sự biến đổi của các hiện tượng này là do biến đổi tự nhiên trong 50 năm qua Và cũng khó để giải thích được sự tăng lên của nhiệt độ ở các khu vực có quy mô nhỏ dựa trên số liệu quan trắc đáng tin cậy vì biến đổi tự nhiên được diễn ra ở quy mô lớn Tác giả cho rằng, hạn hán đã ra tăng ở nhiều khu vực trên thế giới và sự gia tăng này có thể liên quan đến các hoạt động của con người Ngoài ra, nhu cầu sử dụng nước ngày càng cao, dẫn đến những hậu quan vô cùng nghiêm trọng ở các khu vực chịu ảnh hưởng của hạn hán

Trang 26

1.4.2 Nghiên cứu về hạn hán và tác động của Biến đổi Khí hậu đến hạn hán tại Việt Nam

Tại Việt Nam, các tác giả cũng đã tiến hành những nghiên cứu về hạn đến từng vùng khí hậu, tiểu vùng khí hậu và địa phương Có thể kể đến các nghiên cứu như sau:

Đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu

đến các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam, khả năng dự báo và giải pháp chiến lược ứng phó” mã số KC.08.29/06-10, do Phan Văn Tân làm chủ nhiệm

đề tài đã nghiên cứu hiện trạng hạn hán và các hiện tượng khí hậu cực đoan, thiết lập

cơ sở khoa học cho quy trình dự báo hạn, vận dụng các mô hình dự báo khu vực để dự báo cảnh báo hạn hán cũng như các hiện tượng khí hậu cực đoan

Đề tài cấp Nhà nước:“Nghiên cứu dự báo hạn hán vùng Nam Trung Bộ và

Tây Nguyên và xây dựng các giải pháp phòng chống”, mã số KC.08.22, thực hiện năm 2003 - 2005, do Nguyễn Quang Kim, trường Đại học thủy lợi (cơ sở 2) làm chủ nhiệm đã nghiên cứu hiện trạng hạn hán, thiết lập cơ sở khoa học cho quy trình dự báo hạn, cơ sở dữ liệu khu vực nghiên cứu để lập trình các phần mềm tính toán chỉ số hạn

và phần mềm dự báo hạn khí tượng và thủy văn Việc dự báo hạn được dựa trên nguyên tắc phân tích mối tương quan giữa các yếu tố khí hậu, các hoạt động ENSO và các điều kiện thực tế vùng nghiên cứu Nghiên cứu đã kết luận: Lượng mưa trước và trong kỳ hạn (hay tích lũy lượng mưa đến kỳ hạn) có vai trò quyết định đối với các đợt hạn ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên Sự thiếu hụt mưa trong thời gian dài, đặc biệt là lượng mưa mùa cạn, ngoài tác động trực tiếp làm suy giảm độ ẩm đất còn dẫn đến sự cạn kiệt dòng chảy, giảm khả năng cấp nước của các hệ thống thủy lợi Các yếu tố như nhiệt độ cao, số giờ nắng dài, độ ẩm không khí thấp và gió mạnh thường đi kèm với thời kỳ ít mưa cũng có vai trò rất quan trọng gây tăng cường hạn ở khu vực Điều đó thể hiện đặc biệt rõ qua tác động của gió tây khô nóng đối với hạn hán khu vực duyên hải Nam Trung Bộ, mặc dù mức độ hoạt động của gió tây khô nóng tại đây không mạnh mẽ như ở khu vực Bắc Trung Bộ

Đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu các giải pháp giảm nhẹ thiên tai hạn hán

ở các tỉnh Duyên hải Miền trung từ Hà tĩnh đến Bình Thuận”, do Đào Xuân Học -

Trường Đại học Thuỷ lợi làm chủ nhiệm thực hiện từ năm 1999 – 2001 Đề tài đã đánh giá tình hình hạn hán và ảnh hưởng của hạn hán tới 7 vùng kinh tế của Việt Nam, phân tích xác định nguyên nhân gây ra hạn hán, phân loại và phân cấp hạn Dựa trên các

Trang 27

nguyên nhân gây hạn hán, đề tài đã đưa ra các biện pháp phòng chống và giảm nhẹ hạn hán

Đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp KHCN phòng

chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững ở các tỉnh miền Trung”,

2007 - 2009 do Lê Trung Tuân, Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường, Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam làm chủ nhiệm, với mục tiêu nghiên cứu ứng dụng các giải pháp phòng chống hạn cho các tỉnh miền Trung Các giải pháp đề xuất ứng dụng được chia thành 3 nhóm: (i) Thu trữ nước, bảo vệ đất và giữ ẩm; (ii) Quản lý vận hành công trình thuỷ lợi trong điều kiện hạn hán, chế độ tưới và (iii) Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước

Dự án “Xây dựng bản đồ hạn hán và mức độ thiếu nước sinh hoạt ở Nam Trung bộ và Tây Nguyên” do Trần Thục (Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường) làm chủ nhiệm, thực hiện trong ba năm, từ 2005 - 2008, đã đánh giá được mức

độ hạn hán và thiếu nước sinh hoạt ở 9 tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên Trên cơ sở

đó đã xây dựng được bản đồ hạn hán thiếu nước sinh hoạt trong vùng nghiên cứu Tuy nhiên, ở đây cũng chỉ xét đến hạn khí tượng, hạn thủy văn và hạn nông nghiệp

Đề tài “Nghiên cứu và xây dựng công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn hán

ở Việt Nam” được Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường thực hiện từ

năm 2005 – 2007, chủ nhiệm Nguyễn Văn Thắng đã đánh giá được mức độ hạn hán ở các vùng khí hậu và chọn được các chỉ tiêu xác định hạn hán phù hợp với từng vùng khí hậu ở Việt Nam, đồng thời xây dựng được công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn hán cho các vùng khí hậu ở Việt Nam bằng các số liệu khí tượng thuỷ văn và các tư liệu viễn thám để phục vụ phát triển kinh tế xã hội, trọng tâm là sản xuất nông nghiệp

và quản lý tài nguyên nước trong cả nước

Đề tài KHCN trọng điểm cấp Nhà nước, KC 08-23/06-10: “Nghiên cứu cơ sở

khoa học quản lý hạn hán và sa mạc hóa để xây dựng hệ thống quản lý, đề xuất các giải pháp chiến lược và tổng thể giảm thiểu tác hại: nghiên cứu điển hình cho đồng bằng sông Hồng và Nam Trung Bộ” do Viện Địa Lý, Viện KH&CNVN thực hiện

2008 - 2010, chủ nhiệm Nguyễn Lập Dân, đã xây dựng hệ thống quản lý hạn hán vùng đồng bằng sông Hồng và hệ thống quản lý sa mạc hoá vùng Nam Trung Bộ và đề xuất các giải pháp chiến lược và tổng thể quản lý hạn Quốc Gia, phòng ngừa, ngăn chặn và

Trang 28

phục hồi các vùng hoang mạc hóa, sa mạc hoá, sử dụng hiệu quả tài nguyên nước góp phần ổn định sản xuất, phát triển bền vững kinh tế xã hội

Năm 2011, Ngô Thị Thanh Hương với nghiên cứu “Dự tính sự biến đổi của hạn hán ở Việt Nam từ sản phẩm mô hình khu vực” sử dụng chỉ số hạn để đánh giá mức độ, xu thế của hạn hán trong quá khứ và dự tính hạn trong điều kiện biến đổi khí hậu tương lai theo kịch bản phát trung bình A1B và A2 Nghiên cứu đã đưa ra kết luận: Phân tích theo chỉ số J cho thấy hạn mô phỏng thường nhẹ hơn và thời gian hạn thường ngắn hơn so với thực tế Kết quả mô phỏng về số tháng hạn có sự phù hợp nhất

ở hai vùng khí hậu Tây Bắc và Đông Bắc, ít phù hợp nhất ở vùng khí hậu Đồng bằng Bắc bộ đặc biệt làtrong các tháng mùa mưa Kết quả tính toán từ chỉ số Ped cũng cho thấy sự phù hợp giữa kết quả mô phỏng hạn từ mô hình và theo tính toán thực tế ở vùng khí hậu Tây Nguyên và Nam Bộ, tỷ lệ phù hợp đạt khoảng 60-70%, đặc biệt là một số năm hạn nặng trùng với những năm xảy ra hiện tượng El Nino và năm ẩm ướt nhất trùng với những năm xảy ra hiện tượng La Nina Kết quả dự tính hạn theo kịch bản A1B cho các vùng khí hậu Việt Nam cho thấy hạn hán xảy ra nhiều hơn với mức

độ nghiêm trọng hơn trong tương lai, đặc biệt là giai đoạn (2011-2030) ở vùng khí hậu Tây Bắc và giai đoạn 2031-2050 ở ba vùng khí hậu Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ Hạn nhẹ hơn trong tương lai xảy ra ở vùng Đông Bắc và Bắc Trung Bộ Kết quả dự tính sự biến đổi của hạn theo thời gian thông qua chỉ số Ped cho thấy hạn hán

hậu phía Bắc, giai đoạn đầu hạn tăng mạnh hơn giai đoạn sau còn ở các vùng khí hậu phía Nam thì thể hiện ngược lại.Theo kịch bản A2, kết quả dự tính hạn trong tương lai bằng chỉ số J cho thấy các tháng xảy ra hạn nặng trở nên nghiêm trọng hơn trong cả hai thời kỳ ở vùng Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Nam Bộ, còn vùng Tây Bắc, Đông Bắc và Tây Nguyên hạn nặng hơn trong giai đoạn đầu và nhẹ hơn trong giai đoạn sau.Kết quả dự tính sử dụng chỉ số Ped cho thấy xu thế hạn trong giai

gần như không thay đổi ở vùng khí hậu Bắc Trung Bộ nhưng lại tăng lên rõ rệt trong giai đoạn (2031-2050) Ở các vùng khí hậu còn lại, hạn tăng lên rõ rệt trong cả hai giai

Việt Nam là đất nước có tiềm năng nguồn nước phong phú tuy vậy do tính chất phân mùa sâu sắc nên thường xuyên xảy ra hạn hán thiếu hụt nước Tương tự như các

Trang 29

nghiên cứu trên thế giới, nghiên cứu về hạn hán tại Việt Nam chủ yếu tập trung đến hạn khí tượng, hạn thủy văn và hạn nông nghiệp Các công trình nghiên cứu hạn hán ở Việt Nam đã được công bố trong thời gian 10 năm trở lại đây tập trung chủ yếu vào 2 khía cạnh chính:

1) Nghiên cứu cơ bản về hạn hán và tác động tới kinh tế - xã hội, dân sinh, 2) Đề xuất các giải pháp, phòng chống giảm nhẹ và thích ứng hạn hán bao gồm:

- Các giải pháp công trình xây dựng các công trình thu trữ, điều tiết nước;

- Các giải pháp phi công trình nghiên cứu xây dựng các hệ thống dự báo, cảnh báo sớm, các giải pháp về thể chế chính sách giảm nhẹ hạn hán, sử dụng tài nguyên nước hiệu quả, hợp lý

Nhìn chung, nghiên cứu về hạn hán và tác động của biến đổi khí hậu đến hạn hán chủ yếu xác định mức độ, tính chất, xu thế biến đổi dựa trên cơ sở các chuỗi số liệu quan trắc từ mạng lưới trạm khí tượng hoặc số liệu phân tích, tái phân tích Phương pháp được ứng dụng chủ yếu là công cụ thống kê phân tích xu thế kết hợp với việc sử dụng sản phẩm của mô hình dự báo khu vực Kết quả nhận được chính là những bằng chứng về sự tác động của biến đổi khí hậu đến các hiện tượng thời tiết cực đoan mà tiêu biểu là hạn hán Các nghiên cứu cho thấy sự biến đổi của các cực trị nhiệt

độ và lượng mưa đối với từng khu vực rất khác nhau, những thay đổi này với hệ quả là

sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán,

Việc dự tính khí hậu tương lai và xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu dựa trên các kịch bản phát thải khí nhà kính là một trong những lớp bài toán được cộng đồng các nhà khoa học và quản lí quan tâm đặc biệt bởi tầm quan trọng của nó trong việc cung cấp thông tin cho vấn đề đánh giá biến đổi khí hậu, tác động của biến đổi khí hậu và xây dựng chiến lược, kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH Theo hướng nghiên cứu này, nhiều chỉ số hạn đã được ứng dụng để đưa ra bức tranh chung về sự biến đổi khí hậu toàn cầu cũng như làm đầu vào cho các mô hình khí hậu khu vực trong các bài toán dự tính biến đổi khí hậu khu vực và địa phương Để dự tính hạn hán

do tác động của biến đổi khí hậu, ngoài các ngưỡng chỉ tiêu được xác định theo từng khu vực, vùng khí hậu và địa phương, những chỉ số hạn cũng được lựa chọn phù hợp với đặc điểm khí hậu của từng khu vực để việc tính toán, phân tích có ý nghĩa thực tiễn Do vậy, trong nghiên cứu này tôi sẽ đi sâu vào các khía cạnh sau: Đánh giá mức

Trang 30

độ, tính chất và xu thế biến đổi của hạn hán trong quá khứ trên khu vực Nam Trung Bộ; Dự tính mức độ, tính chất và xu thế biến đổi của hạn hán trên khu vực này trong tương lai bằng phương pháp tổ hợp từ nhiều thành phần khác nhau của mô hình khí hậu khu vực PRECIS

Trang 31

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU

2.1 Phạm vi và nội dung nghiên cứu

Ở Việt Nam, trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng

thiên tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt Việt Nam nói chung, các tỉnh Trung Bộ nói riêng sẽ phải đối mặt với nguy cơ hạn hán ngày một thường xuyên hơn, đặc biệt là khu vực Nam Trung Bộ - nơi được coi là vùng khô hạn, thiếu nước thường xuyên của cả nước, nguy cơ về hạn hán có khả năng sẽ diễn ra gay gắt hơn, nghiêm trọng hơn trước Tình hình ít mưa và nắng hạn diễn ra gay gắt trong nhiều năm qua, nhất là trong mùa khô các năm 2004-2005, 2006-2007, 2009-2010 là nỗi lo thường xuyên của nhân dân và lãnh đạo các cấp từ trung ương và địa phương, trong đó có các tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ Đặc biệt trong những năm gần đây, do ảnh hưởng của BĐKH, tác động của hiện tượng El Nino, mùa mưa thường đến muộn hơn và kết thúc sớm hơn so với bình thường nên mức độ hạn hán và thiếu nước đối với sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của các tỉnh khu vực Nam Trung Bộ càng trầm trọng Điều này cho thấy việc nghiên cứu để xác định xu thế diễn biến của hạn hán vùng Nam Trung Bộ dưới tác động của BĐKH là vô cùng cần thiết

Nhằm góp phần cung cấp thông tin phục vụ đề xuất các giải pháp thích ứng, nghiên cứu này sẽ đưa ra các kết quả đánh giá hạn hán ở các quy mô thời gian khác nhau trong thể kỷ 21 theo kịch bản phát thải khí nhà kính trung bình A1B ở khu vực Nam Trung Bộ

2.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình khu vực Nam Trung Bộ

Trong Luận văn này các tỉnh Nam Trung Bộ bao gồm Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận và Bình Thuận Phía Bắc giáp Quảng Ngãi, phía Tây giáp các tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, phía Nam giáp Đồng Nai và phía Đông

Trang 32

Hình 2.1 Bản đồ khu vực Nam Trung Bộ Địa hình các tỉnh Nam Trung Bộ có thể chia ra 3 nhóm chính với những đặc trưng và vai trò khác nhau đối với điều kiện địa chất thuỷ văn:

- Địa hình núi cao trung bình: Độ cao tuyệt đối từ 400 - 600 m, cá biệt trên

2000 m (đỉnh Chư Mư, Ninh Hoà cao 2021 m) phân bố ở phía Tây thuộc phạm vi các huyện miền núi, giáp với các tỉnh Tây Nguyên Địa hình bị chia cắt mãnh liệt, phức tạp, đặc trưng là các đỉnh nhọn, sườn dốc bề mặt lởm chởm

- Địa hình núi thấp: Độ cao tuyệt đối thường 50 - 350 m, phân bố dọc theo quốc

lộ 1 A Đặc điểm đỉnh tròn, sườn thoải, núi thấp xen kẽ với các thung lũng sông suối nhỏ và nghiêng dần ra biển

- Địa hình đồng bằng và cồn cát ven biển: Độ cao tuyệt đối dưới 50m Các đồng bằng phân bố rộng khắp các cửa sông lớn như các đồng bằng Tuy Hòa, Ninh Hòa,

Trang 33

Cam Ranh, Phan Rang, Phan Thiết Các cồn cát ven biển phân bố dọc theo bờ biển và các vũng vịnh ven bờ

2.1.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn

a Đặc điểm khí hậu

Nam Trung Bộ chịu sự chi phối chung của khí hậu vùng nội chí tuyến (khí hậu vùng nhiệt đới, gió mùa), hàng năm chia hai mùa rõ rệt Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng VIII đến tháng XII, riêng Bình Thuận bắt đầu vào tháng VI và kết thúc vào tháng XI; Ninh Thuận muộn hơn, tháng IX và kết thúc vào cuối tháng XII Mưa tập trung vào các tháng IX, X và XI, chiếm 85-90% lượng mưa của cả năm Mùa khô từ tháng XI-XII đến tháng VI-VIII năm sau Lượng mưa của vùng nghiên cứu biến đổi theo cả không gian và thời gian Phía Bắc vùng núi có lượng mưa lớn hơn vùng biển, phía Nam thì ngược lại

b Đặc điểm thuỷ văn

Nam Trung Bộ có hệ thống sông suối khá phát triển, phân bố tương đối đều Phần lớn các sông đều ngắn, bắt nguồn từ các dãy núi phía Tây và đổ ra biển Đông

Tập trung thành các hệ thống chính như sau:

Thuộc tỉnh Phú Yên có các hệ thống sông Sông Ba và sông Kỳ Lộ Trong đó, sông Ba là lớn nhất, đoạn chảy qua cầu Đà Rằng có chiều rộng hơn 1 km, tổng lượng

Hệ thống sông suối trong tỉnh Khánh Hòa gồm 3 lưu vực chính là Sông Dinh, sông Cái Nha Trang và lưu vực các suối ở đồng bằng Cam Ranh - đáng chú ý là suối

Ở Ninh Thuận có hai hệ thống sông chính với tổng chiều dài 430 km là hệ thống sông Cái, dài 105 km và hệ thống sông Quán Thể, sông Trâu, sông Bà Râu

Bình Thuận có mạng sông suối phân bố khá đồng đều với mật độ tương đối dày, gồm hệ thống các sông Lòng Sông, sông Lũy, sông Cái (Quao), sông Cà Ty, sông

Trang 34

Phan, sông La Ngà và sông Dinh Tổng diện tích toàn bộ các lưu vực 9.871 km2 và

Ngoài ra còn khá nhiều hồ lớn trên địa bàn như hồ Phú Xuân, hồ Hốc Răm, hồ Đồng Tròn, hồ Sông Dinh ở Phú Yên; hồ Cam Ranh, hồ Đá Bàn, hồ suối Trầu, hồ Am Chúa, hồ suối Bầu và hồ suối Hành ở Khánh Hòa; Đầm Nại ở Ninh Thuận và hồ Biển Lạc, hồ Bầu Trắng ở Bình Thuận

Tuy mạng sông ngòi và các đầm hồ với tổng lượng dòng chảy khá lớn và dung tích khá phong phú nhưng mùa khô những sông suối nhỏ đều cạn kiệt, các sông lớn lượng dòng chảy suy giảm nghiêm trọng, các hồ đầm đều ở dưới mực nước chết

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Một số chỉ số hạn hán

Theo H Hisdal và L M Tallksen (2000), thuật ngữ “định nghĩa sự kiện hạn hán” và “chỉ số hạn hán” vẫn còn chưa rõ ràng Chỉ số hạn hán thường là một con số đặc trưng cho trạng thái chung của hạn hán tại một thời điểm đo được Còn định nghĩa một sự kiện hạn hán được áp dụng để lựa chọn các sự kiện hạn hán trong một chuỗi thời gian bao gồm sự bắt đầu và kết thúc của các đợt hạn hán

Việc dự tính hạn hán dựa trên các chỉ số hạn hán được trình bày chi tiết trong (WMO, 1975; Heim, 2002) Tuy nhiên, mỗi chỉ số hạn hán đều được lựa chọn sao cho phù hợp với khu vực nghiên cứu và mục đích nghiên cứu Dưới đây là một số chỉ số đã được dùng phổ biến trên thế giới

Lượng mưa không có phân bố chuẩn Các giá trị phụ thuộc vào tính địa phương và mùa

Được hệ thổng theo dõi hạn hán ở Úc áp dụng

Lượng hóa thống

kê chính xác, tính toán đơn giản Tạo

ra sự đồng nhất trong phân loại hạn hán

Để tính toán chính xác cần có chuỗi số liệu khí hậu nhiều năm

Trang 35

Chỉ số Mô tả và sử dụng Điểm mạnh Điểm yếu

sử dụng

Tính toán cho các phạm vi thời gian khác nhau; đưa ra cảnh báo sớm hạn hán và hỗ trợ cho việc ước lượng

nghiệt của hạn hán

Các giá trị có thể thay đổi Chỉ sử dụng đến tham số giáng thủy

chương trình báo động giảm thiểu hạn hán và các kế hoạch đột xuất

tổng quát đầu tiên;

được sử dụng rộng rãi Rất hiệu quả đối với hạn nông nghiệp vì có kèm theo độ ẩm đất

trễ sự khẩn cấp của hạn Kém phù hợp đối với các vùng núi thường xuyên xảy ra các cực trị khí hậu Phức tạp Các cấp hạn không đồng nhất với mức cần thiết, dưới dạng xác suất xảy ra, cả không gian và thời gian

ở thời đoạn ngắn

Xác định được khả năng xảy ra hạn nông nghiệp

Không phải là công cụ tốt để giám sát hạn hán dài hạn

Hạn hán dựa vào

cả giáng thủy lẫn bốc thoát hơi tiềm năng Phù hợp với các kịch bản biến đổi khí hậu

Cũng giống như PDSI

Thể hiện các điều kiện nguồn nước mặt và quản lý nước Tính toán đơn giản Kết hợp

Việc quản lý phụ thuộc thống nhất với từng lưu vực, hạn chế việc so sánh giữa các vùng nằm trong lưu vực Không thể hiện

Trang 36

Chỉ số Mô tả và sử dụng Điểm mạnh Điểm yếu

Các chỉ số hạn khí tượng

thủy văn và khí hậu Có xem xét lượng nước tích trữ trong hồ

tốt các đợt hạn khắc nghiệt

σ

R R

Chỉ số SPI là một chỉ số không thứ nguyên: khi các giá trị của SPI mang dấu

âm, nó biểu thị các điều kiện khô hạn; còn khi giá trị SPI dương, nó biểu thị tình trạng

dư thừa ẩm Phân bố của lượng mưa với qui mô thời gian nhỏ hơn một năm không phải là một phân bố chuẩn, nên khi tính toán phải hiệu chỉnh nó về phân bố chuẩn

Đánh giá mức độ hạn hán dựa vào phân cấp hạn của chỉ số SPI ở Bảng 2.2 Tuy nhiên, trong nghiên cứu này tác giả chỉ quan tâm đến các ngưỡng không xảy ra hạn, bắt đầu hạn, hạn vừa và hạn nặng Trong đó, tác giả quy hạn nặng, hạn rất nặng và hạn rất nghiệm trọng về cùng một loại là “hạn nặng”

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	3,51 MB