Nghiên cứu đánh giá biến đổi các hiện tượng cực đoan khí hậu trên khu vực việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN -o0o - Báo cáo khóa luận đại học hệ quy TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI CÁC HIỆN TƯỢNG CỰC ĐOAN KHÍ HẬU TRÊN KHU VỰC VIỆT NAM Ngành : Khí tượng học Sinh viên thực : Cao Thị Quỳnh Cán hướng dẫn : ThS Nguyễn Đăng Mậu Hà Nội - 6/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN -o0o - Báo cáo khóa luận đại học hệ quy TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI CÁC HIỆN TƯỢNG CỰC ĐOAN KHÍ HẬU TRÊN KHU VỰC VIỆT NAM Ngành : Khí tượng học Sinh viên thực : Cao Thị Quỳnh Cán hướng dẫn : ThS Nguyễn Đăng Mậu Hà Nội - 6/2015 Khoa Khí Tượng Thủy Văn LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến ThS Nguyễn Đăng Mậu, Viện Khoa học Khí tượng thủy văn Biến đổi khí hậu, người thầy tận tình bảo, định hướng khoa học tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình làm khóa luận Em cảm ơn thầy kiến thức khoa học quý báu lời khuyên, lời góp ý chân thành giúp em hoàn thành tốt khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Khí tượng thủy văn, Trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội nhiệt tình giảng dạy truyền đạt cho em kiến thức chuyên ngành trình học tập giảng đường Mặc dù cố gắng nhiều khóa luận tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, cô bạn để giúp khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2015 Sinh viên Cao Thị Quỳnh Sinh viên: Cao Thị Quỳnh Lớp ĐH1K Khoa Khí Tượng Thủy Văn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Biểu biến đổi khí hậu 1.1.1 Biểu biến đổi khí hậu toàn cầu 1.1.2 Biến đổi khí hậu Việt Nam: 1.2 Các nghiên cứu có liên quan 1.2.1 Các nghiên cứu giới 1.2.2 Các nghiên cứu nước 15 CHƯƠNG 2: SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Số liệu phục vụ nghiên cứu 19 2.2 Phương pháp nghiên cứu 21 2.2.1 Phương pháp xác định số cực đoan khí hậu 21 2.2.2 Chương trình tính toán số cực đoan khí hậu 21 2.2.3 Phương pháp đánh giá biến đổi 23 2.2.4 Đánh giá mối quan hệ cực đoan khí hậu với hoạt động ENSO 24 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 26 3.1 Phân bố nhiệt độ tối cao, tối thấp lượng mưa năm 26 3.2 Mức độ xu biến đổi số cực đoan liên quan đến nhiệt độ 32 3.3 Mức độ xu biến đổi số cực đoan liên quan đến lượng mưa 43 3.4 Ảnh hưởng ENSO đến tượng cực đoan khí hậu 50 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 Sinh viên: Cao Thị Quỳnh Lớp ĐH1K Khoa Khí Tượng Thủy Văn DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu IPCC Integovernmental Panel on Climate Change – Ban liên phủ biến đổi khí hậu nnk Những người khác SSTA Chuẩn sai nhiệt độ mặt nước biển SST Nhiệt độ mặt nước biển Ttb Nhiệt độ không khí trung bình ngày Tx Nhiệt độ cực đại Tn Nhiệt độ cực tiểu Rd Lượng mưa ngày Sinh viên: Cao Thị Quỳnh Lớp ĐH1K Khoa Khí Tượng Thủy Văn DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các số cực đoan khí hậu 11 Bảng 2.1: Danh sách mạng lưới trạm khí tượng khai thác số liệu 19 Bảng 2.2: Các số cực đoan khí hậu đề xuất nghiên cứu 20 Sinh viên: Cao Thị Quỳnh Lớp ĐH1K Khoa Khí Tượng Thủy Văn DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Thay đổi nhiệt độ, mực nước biển lớp tuyết phủ Bắc Bán Cầu trung bình toàn cầu (IPCC, AR4 2007) Hình 1.2: Diễn biến lượng mưa năm vùng khác giới Hình 1.3 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ diện tích băng Hình 1.4: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (ºC) 50 năm qua (1961-2010) Hình 1.5: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) 50 năm qua (1961-2010) Hình 1.6: Dự báo xu biến đổi nhiệt độ bề mặt toàn cầu 13 Hình 1.7: Kết dự tính biến đổi số cực đoan IPCC (AR4, 2007) 14 Hình 1.8 Kết dự tính biến đổi số cực đoan khí hậu IPCC .15 Hình 2.1 Cửa sổ làm việc ngôn ngữ lập trình R 23 Hình 2.2 Thực tính toán số cực đoan cho Việt Nam 23 Hình 2.3 Diễn biến ENSO thời kỳ 1961 – 2010 25 Hình 3.1: Phân bố nhiệt độ tối cao ngày (TXx) tháng trạm khí tượng nghiên cứu 27 Hình 3.2: Phân bố nhiệt độ tối thấp ngày (TNn) tháng trạm khí tượng nghiên cứu 29 Hình 3.3: Phân bố lượng mưa ngày (mm/ngày) tháng tháng trạm khí tượng nghiên cứu 31 Hình 3.4: Xu biến đổi TXx trung bình năm 50 năm 33 Hình 3.5: Gía trị trung bình TXx trạm quan trắc vòng 50 năm 33 (1961-2010) 33 Hình 3.6: Hệ số góc sai số hệ số góc TXx trạm quan trắc 33 Hình 3.7: Xu biến đổi TNn trung bình năm 50 năm 35 Hình 3.8: Gía trị trung bình TNn trạm quan trắc vòng 50 năm 35 Hình 3.9: Hệ số góc sai số hệ số góc TNn trạm quan trắc 35 Hình 3.10: Xu biến đổi SU35 trung bình năm 50 năm 37 Hình 3.11: Gía trị trung bình SU35 trạm quan trắc vòng 50 năm 37 Hình 3.12: Hệ số góc sai số hệ số góc SU35 trạm quan trắc 37 Hình 3.13: Xu biến đổi FD15 trung bình năm 50 năm 39 Hình 3.14: Gía trị trung bình FD15 trạm quan trắc 50 năm 39 Hình 3.15: Hệ số góc sai số hệ số góc FD15 trạm quan trắc 39 Hình 1.16: Xu biến đổi TX90p trung bình năm 50 năm 41 Hình 3.17: Gía trị trung bình TX90p trạm quan trắc vòng 50 năm 41 Hình 3.18: Hệ số góc sai số hệ số góc TX90p trạm quan trắc 41 Hình 3.19: Xu biến đổi TN10p trung bình năm 50 năm 42 Hình 3.20: Gía trị trung bình TN10p trạm quan trắc 50 năm 42 Hình 3.21: Hệ số góc sai số hệ số góc TN10p trạm quan trắc 42 Hình 3.22: Xu biến đổi DTR trung bình năm 50 năm 43 Hình 3.23: Gía trị trung bình DTR trạm quan trắc 50 năm 43 Hình 3.24: Hệ số góc sai số hệ số góc DTR trạm quan trắc 43 Sinh viên: Cao Thị Quỳnh Lớp ĐH1K Khoa Khí Tượng Thủy Văn Hình 3.25: Xu biến đổi RX1 day trung bình năm 50 năm 44 Hình 3.26: Gía trị trung bình RX1 day trạm quan trắc vòng 50 năm 45 Hình 3.27: Hệ số góc sai số hệ số góc RX1 day trạm quan trắc 45 Hình 3.28: Xu biến đổi RX5 day trung bình năm 50 năm 46 Hình 3.29: Gía trị trung bình RX5 day trạm quan trắc vòng 50 năm 47 Hình 3.30: Hệ số góc sai số hệ số góc RX5 day trạm quan trắc 47 Hình 3.31: Xu biến đổi R50mm trung bình năm 50 năm 48 Hình 3.32: Gía trị trung bình R50mm trạm quan trắc vòng 50 năm 49 Hình 3.33: Hệ số góc sai số hệ số góc R50mm trạm quan trắc 49 Hình 3.34: Xu biến đổi CDD trung bình năm 50 năm 50 Hình 3.35: Gía trị trung bình CDD trạm quan trắc 50 năm 50 Hình 3.36: Hệ số góc sai số hệ số góc CDD trạm quan trắc 50 Hình 3.37: Ảnh hưởng ENSO đến nhiệt độ trạm nghiên cứu 52 Hình 3.38: Ảnh hưởng ENSO đến lượng mưa cực đoan trạm nghiên cứu 53 Sinh viên: Cao Thị Quỳnh Lớp ĐH1K Khoa Khí Tượng Thủy Văn MỞ ĐẦU Trong nghiên cứu biến đổi khí hậu, thông thường nghiên cứu tập trung vào hai biến nhiệt độ lượng mưa Tuy nhiên, biểu rõ ràng ảnh hưởng khí hậu đến môi trường, xã hội người tượng cực đoan khí hậu Do vậy, đánh giá biến đổi khí hậu phản ánh đầy đủ xem xét đến tượng cực đoan khí hậu Tuy nhiên, khó khăn việc đánh giá tượng cực đoan khí hậu số liệu không đầy đủ, số liệu thiếu tính tin cậy; ra, nhiều tượng cực đoan khí hậu phải tính toán thông qua số Để xác định tượng cực đoan khí hậu, Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO, 2009) công bố tài liệu Hướng dẫn đánh giá cực đoan biến đổi khí hậu phục vụ thích ứng” Trong tài liệu này, WMO công bố 27 số chung cho quy mô toàn cầu mô tả 27 tượng cực đoan khí hậu khác Tuy nhiên, tài liệu này, WMO khuyến cáo vùng khí hậu khác nhau, cần phải xây dựng tiêu số khác phù hợp với điều kiện khí hậu khu vực Từ thực tiễn khuôn khổ nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp đại học, sinh viên lựa chọn khóa luận tốt nghiệp với tiêu đề “Nghiên cứu đánh giá biến đổi tượng cực đoan khí hậu khu vực Việt Nam” Mục tiêu khóa luận bao gồm: (1) Tìm hiểu số phản ánh tượng cực đoan khí hậu công bố WMO sử dụng Việt Nam; (2) Thử nghiệm tính toán đánh giá xu thế, mức độ biến đổi số cực đoan khí hậu; như, đưa số nhận định ảnh hưởng ENSO đến số số trạm lựa chọn nghiên cứu Để đạt mục tiêu nghiên cứu nêu trên, sinh viên tập trung nghiên cứu kết nghiên cứu giới Việt Nam Trong đó, tập trung tìm hiểu số cực đoan WMO công bố số cực đoan khí hậu đề xuất Việt Nam Trên sở đó, sinh viên tiến hành lựa chọn tính toán số số cho trạm nghiên cứu; đánh giá mức độ xu biến đổi Sinh viên: Cao Thị Quỳnh Lớp ĐH1K Khoa Khí Tượng Thủy Văn số Ngoài ra, dựa số liệu pha ENSO Trung tâm Dự báo Khí hậu (CPC), Hoa Kỳ cung cấp, sinh viên lựa chọn số năm ENSO để đánh giá ảnh hưởng đến tượng cực đoan khí hậu Toàn kết nghiên cứu khóa luận sinh viên trình bày phần sau: Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương Số liệu phương pháp nghiên cứu Chương Kết nhận xét Kết luận kiến nghị Sinh viên: Cao Thị Quỳnh Lớp ĐH1K