Luận văn sự biến đổi mùa khí hậu khu vực đông bắc việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Lan Hương NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Quang Đức, người tận tình bảo hướng dẫn hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn thầy cô cán Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học cung cấp cho kiến thức chuyên môn quý giá, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất suốt thời gian học tập thực hành Khoa Tôi xin cảm ơn Phòng Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tạo điêu kiện cho thời gian hoành thành luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới quan, gia đình, người thân bạn bè, người bên cạnh cổ vũ, động viên tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập trường HỌC VIÊN NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG MỤC LỤC 2.1 Số liệu nghiên cứu 11 2.2 Phương pháp nghiên cứu 14 3.1 Kết phân tích trường nhiệt độ 18 3.1.3 Biến đổi phân bố nhiệt độ mùa .51 3.1.3.1 Biến đổi phân bố nhiệt độ trung bình mùa 51 Hình 3.12 Nhiệt độ trung bình tháng hè trạm khu vực .53 Đông Bắc Việt Nam bốn giai đoạn .53 3.1.3.2 Biến đổi chênh lệch nhiệt độ giai đoạn chuyển mùa 53 Hình 3.13 Nhiệt độ trung bình Tháng Tư trừ Tháng Ba trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam trung bình bốn giai đoạn .54 Hình 3.13 biểu diễn phân bố theo không gian hiệu nhiệt độ Tháng Tư trừ Tháng Ba trung bình thập kỉ Có thể thấy rõ, biến đổi khí hậu không làm thay đổi thời điểm bắt đầu kết thúc mùa mà làm thay đổi chênh lệch nhiệt độ tháng chuyển mùa Trong suốt bốn thập kỉ thấy nhiệt độ tháng chuyển mùa từ mùa đông sang mùa hè tăng dần qua thập kỉ toàn khu vực, đặc biệt tăng mạnh thập kỉ cuối Một điều ngạc nhiên tăng làm diễn đồng thời vùng ven biển, khu vực trung du miền núi phía bắc Sự phân hóa theo hướng đông tây thập kỉ đầu giảm dần hai thập kỉ chuyển thành phân hóa theo hướng bắc nam Điều cho thấy khu vực phía bắc phía nam có chuyển mùa từ đông sang hè ngày rõ rệt hơn, đột ngột so với phía đông tây khu vực 54 Hình 3.14 Nhiệt độ trung bình Tháng Chín trừ Tháng Mười trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam trung bình bốn giai đoạn .55 Điều lại tương đối trái ngược với biểu quan sát thấy thời điểm chuyển từ mùa hè sang mùa đông Hình 3.14 Chênh lệch nhiệt độ Tháng Mười Tháng Chín lại có xu hướng giảm nhẹ toàn khu vực không giống tiểu vùng giai đoạn Vùng núi cao (các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn) có chêch lệch nhỏ từ 1-3 độ gần ổn định suất 40 năm Vùng trung du thập kỉ đầu có chuyển mùa hè sang đông mạnh mẽ (3-6 độ C), sau giảm dần hai thập kỉ tăng trở lại vào thập kỷ cuối (2-5 độ C) Đối với vùng đồng ven biển, mức chênh lệch nhiệt độ từ hè sang đông ổn định hai thập kỉ đầu (3-6 độ C), giảm xuống độ C thập kỉ thứ ba lại tăng trở lại thập kỉ cuối .55 Hai hình trái ngược dẫn đến chuyển mùa giai đoạn đầu mùa hè có xu xảy đột ngột giai đoạn chuyển mùa cuối mùa hè xảy chậm 56 3.2 Kết phân tích trường mưa 56 3.2.1 Biến đổi lượng mưa mùa .56 Sự chuyển mùa giai đoạn đầu mùa hè có xu xảy đột ngột giai đoạn chuyển mùa cuối mùa hè xảy chậm .91 Nhiệt độ tối cao có xu hướng xuất sớm ngoại trừ khu vực trung du không đồng tiểu vùng Thời điểm xuất nhiệt độ tối thấp Tm có xu hướng sớm trung du vùng núi thấp (Lạng Sơn, Bắc Giang), phía bắc nam khu vực Tm lại có xu hướng xuất muộn 91 - Biến đổi mùa theo không gian: 91 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Bản đồ trạm quan trắc thuộc khu vực Đông Bắc Việt§ Nam _11 Hình 2.2 Định dạng file số liệu nhiệt độ lượng mưa trạm_ Error: Reference source not found§ Hình 2.3 Đồ thị hồi quy tuyến tính _Error: Reference source not found§ Hình 3.1 Xu tuyến tính nhiệt độ trung bình năm khu vực nghiên cứu§ giai đoạn 1971-2010. _Error: Reference source not found§ Hình 3.2 Xu tuyến tính nhiệt độ trung bình tháng mùa lạnh trạm§ Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010._ Error: Reference source not found§ Hình 3.3.Xu tuyến tính nhiệt độ trung bình tháng mùa nóng trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. Error: Reference source not found§ Hình 3.4.Xu tuyến tính nhiệt độ trung bình tháng mùa đông trạm§ Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. Error: Reference source not found§ Hình 3.5.Xu tuyến tính nhiệt độ trung bình tháng mùa hè trạm§ Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. Error: Reference source not found§ Hình 3.6 Nhiệt độ trung bình Tháng Một trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010 27 Hình 3.7 Nhiệt độ trung bình Tháng bảy trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010 _Error: Reference source not found§ Hình 3.8 Xu bắt đầu - kết thúc mùa đông Đông Bắc Việt Nam với ngưỡng 18oC mùa hè với ngưỡng 25oC (hình dưới) _Error: Reference source not found§ Hình 3.9 Thời điểm xuất nhiệt độ cao tháng mùa nóng (đơn vị pentad mùa) -35 Hình 3.10 Thời điểm xuất nhiệt độ thấp tháng mùa lạnh (đơn vị pentad mùa) -37 Hình 3.11 Nhiệt độ trung bình tháng đông trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam bốn giai đoạn. Error: Reference source not found§ Hình 3.12 Nhiệt độ trung bình tháng hè trạm khu vực§ Đông Bắc Việt Nam bốn giai đoạn. Error: Reference source not found§ Hình 3.13 Nhiệt độ trung bình Tháng Tư trừ Tháng Ba trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam trung bình bốn giai đoạn. Error: Reference source not found§ Hình 3.14 Nhiệt độ trung bình Tháng Chín trừ Tháng Mười trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam trung bình bốn giai đoạn._Error: Reference source not found§ Hình 3.15: Đồ thị hệ số a xu tuyến tính lượng mưa trung bình năm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010. Error: Reference source not found§ Hình 3.16: Biến trình nhiều năm xu lượng mưa năm trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010 _Error: Reference source not found§ Hình 3.17: Biến trình nhiều năm xu lượng mưa tháng mùa đông§ trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010 Error: Reference source not found§ Hình 3.18: Biến trình nhiều năm xu lượng mưa tháng mùa hè trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010_ Error: Reference source not found§ Hình 3.19: Biến trình nhiều năm xu lượng mưa thángchính đông trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010 Error: Reference source not found§ Hình 3.20: Biến trình nhiều năm xu lượng mưa tháng hè trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010_ Error: Reference source not found§ Hình 3.21 Hình vẽ biểu diễn xu thay đổi pentad bắt đầu mùa mưa trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010._ Error: Reference source not found§ Hình 3.22 Hình vẽ biểu diễn xu thay đổi pentad kết thúc mùa mưa§ trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010_ Error: Reference source not found§ Hình 3.23 Phân bố lượng mưa trung bình thập kỉ Tháng Năm – Sáu – Bảy_Error: Reference source not found§ Hình 3.24 Phân bố chênh lệch lượng mưa trung bình Tháng Năm trừ Tháng Tư§ trung bình thập kỉ. Error: Reference source not found§ Hình 3.25 Phân bố chênh lệch lượng mưa trung bình Tháng Chín trừ Tháng Mười§ trung bình thập kỉ. _Error: Reference source not found§ DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Vị trí độ cao trạm quan trắc khu vực Đông Bắc Việt Nam Error: Reference source not found§ Bảng 3.1 Nhiệt độ tháng năm trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010 Error: Reference source not found§ Bảng 3.2 Phương trình xu tuyến tính nhiệt độ trung bình năm trạm Đông Bắc giai đoạn 1971-2010 Error: Reference source not found§ Bảng 3.3 Hệ số biến động Cv (%) nhiệt độ tháng năm giai đoạn 1971-2010_ Error: Reference source not found§ Bảng 3.4 Lượng mưa trung bình Tháng trung bình năm số trạm Đông Bắc Việt Nam từ 1970-2010. Error: Reference source not found§ Bảng 3.5 Biến động lượng mưa trung bình qua thập niên giai đoạn 1971-2010_ Error: Reference source not found§ Bảng 3.6 Phương trình xu tuyến tính lượng mưa trung bình năm trạm_ Error: Reference source not found§ Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010 _Error: Reference source not found§ DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT APR: April – Tháng Tư AUG: August – Tháng Tám DEC: December – Tháng Mười Hai FEB: February – Tháng Hai ITCZ: Intertropical Convergence Zone – Dải hội tụ nhiệt đới JAN: January – Tháng Một JUL: July – Tháng Bẩy JUN: June – Tháng Sáu MAR: March – Tháng Ba MAY: May – Tháng Năm NOV: November – Tháng Mười Một OCT: October – Tháng Mười SEP: September – Tháng Chín MỞ ĐẦU Trong thập kỉ gần đây, nhân loại trải qua biến động bất thường khí hậu toàn cầu Bề mặt trái đất không ngừng nóng lên làm xáo động môi trường sinh thái, gây nhiều hệ lụy với đời sống loài người Việt Nam đánh giá Quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề biến đổi khí hậu kỉ tới Ở thời điểm có nhiều nghiên cứu biến đổi khí hậu Việt Nam giới Các hướng nghiên cứu bao gồm: 1) Nghiên cứu xu biến đổi tính biến động tượng thời tiết khí hậu cực đoan mối liên hệ với biến đổi khí hậu dựa số liệu quan trắc từ mạng lưới trạm khí tượng; 2) Nghiên cứu ứng dụng mô hình khí hậu toàn cầu khu vực để mô khí hậu tại, qua đánh giá khả nắm bắt tượng khí hậu cực đoan mô hình; 3) Nghiên cứu dự báo hạn mùa dự tính khả xuất hiện tượng khí hậu cực đoan tương lai với quy mô thời gian khác Trong luận văn này, phương pháp đồ phương pháp thống kê sử dụng để xác định đặc trưng thay đổi trường nhiệt trường mưa khu vực Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010 Luận văn tiến hành phân tích xu biến đổi lượng mưa nhiệt độ giai đoạn dài (thập kỉ) để đưa nhận định biến đổi khí hậu diễn nơi Đặc biệt, luận văn tập trung phân tích biến động mùa khí hậu để làm rõ dịch chuyển mùa Ngoài phần mở đầu kết luận, luận văn chia làm phần chính: Phần 1: Tổng quan nghiên cứu biến đổi mùa khí hậu Phần 2: Số liệu phương pháp nghiên cứu Phần 3: Sự biến đổi mùa khí hậu khu vực Đông Bắc Việt Nam CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU 79 Hình 3.22 Hình vẽ biểu diễn xu thay đổi pentad kết thúc mùa mưa trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010 80 3.2.3 Biến đổi mùa mưa theo không gian 3.2.3.1 Xu biến đổi phân bố mùa mưa 81 82 Hình 3.23 Phân bố lượng mưa mùa trung bình thập kỉ Tháng Sáu- Bảy83 Tám cho khu vực Đông Bắc Hình 3.23 cho thấy phân bố mưa trung bình ba tháng: Tháng Sáu – Bảy -Tám khu vực Đông Bắc có thay đổi lớn qua giai đoạn, đặc biệt hai thập kỉ cuối 1991-2000 2001-2010 Trong thập kỉ đầu, hình mưa giống với cực đại phía đông khu vực (Móng Cái) tây khu vực (Lạng Sơn), xen kẽ cực tiểu phía nam (Hải Phòng) phía bắc (Cao Bằng) Lượng mưa đạt cực đại Móng Cái (trên 1200 mm/tháng) , sau giảm dần phía tây bắc, tăng trở lại Lạng Sơn với lượng yếu (800-900 mm/ tháng) giảm trở lại Cao Bằng (dưới 600 mm/ tháng) Sang thập kỉ thứ đánh dấu thay đổi đột ngột, diện mưa giảm toàn vùng với khu vực khô hạn mở rộng từ Lạng Sơn hướng phía bắc phía nam Sự mở rộng khiến cho khu vực mưa lớn Lạng Sơn bị đẩy lùi sang phía tây trì lượng mưa từ 700-800 mm/ tháng Tuy nhiên tới thập kỉ cuối cùng, diện mưa tăng trở lại với thu hẹp khu vực khô hạn Lạng Sơn Vùng khô hạn Hải Phòng thay vùng mưa lớn hơn, cho thấy hình mưa có xu hướng trở với hình mưa thập kỉ Khu vực khô hạn Cao Bằng tồn thu hẹp so với thập kỉ 1991-2000 Nhìn chung sau thập kỉ, phân bố mưa tỉnh Đông Bắc có xu hướng giảm, giảm mạnh vào thập kỉ thứ tăng trở lại vào thập kỉ thứ 3.2.3.2 Phân bố chênh lệch lượng mưa tháng giai đoạn chuyển mùa 84 85 86 Hình 3.24 Phân bố chênh lệch lượng mưa trung bình Tháng Năm trừ Tháng Tư trung bình thập kỉ 87 88 Hình 3.25 Phân bố chênh lệch lượng mưa trung bình Tháng Chín trừ 89 Tháng Mười trung bình thập kỉ Phân bố chênh lệch lượng mưa theo không gian tháng giai đoạn bắt đầu kết thúc mùa mưa Đông Bắc biểu diễn Hình 3.24 3.25 Có thể thấy, xu hướng chung chênh lệch lượng mưa hai giai đoạn xu hướng giảm toàn miền thập kỉ Khu vực giảm mạnh xuất vùng núi cao Lạng Sơn, Bắc Giang Khu vực phía tây phía nam, diễn biến trường mưa phức tạp hơn, chênh lệch lượng mưa giảm mạnh thập kỉ thứ hai thứ ba tăng ngược trở lại vào thập kỉ cuối Điều phản ánh khác biệt hình khu vực núi cao khu vực đồng bằng, nhiên hình chung toàn khu vực xu hướng giảm chênh lệch lượng mưa Mặc dù chuyển mùa mưa Đông Bắc không mãnh liệt khu vực Nam Bộ, nhiên, khẳng định biến đổi khí hậu làm cho chuyển mùa mưa trở lên bớt mạnh mẽ đột ngột KẾT LUẬN Các kết phân tích sử dụng số liệu quan trắc ngày trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam thời kì 1971-2010 cho thấy trình biến đổi khí hậu diễn rõ nét khu vực Quá trình dẫn đến biến đổi trường nhiệt độ trường mưa giai đoạn dài làm thay đổi số đặc trưng mùa khí hậu thời điểm chuyển mùa * Trường nhiệt độ: - Biến đổi giá trị mùa: Nhiệt độ trung bình năm có xu tăng tất trạm Biến đổi nhiệt độ mùa không giống nhau, nhiệt độ mùa đông tăng mạnh mùa hè Nhiệt độ tháng đông tăng mạnh mẽ làm cho mùa đông có xu hướng ấm lên - Biến đổi mùa theo thời gian: Cả mùa đông mùa hè có xu đến muộn kết thúc sớm hơn, tức mùa đông mùa hè ngắn dần lại Đồng nghĩa với mùa chuyển tiếp kéo dài 90 Sự chuyển mùa giai đoạn đầu mùa hè có xu xảy đột ngột giai đoạn chuyển mùa cuối mùa hè xảy chậm Nhiệt độ tối cao có xu hướng xuất sớm ngoại trừ khu vực trung du không đồng tiểu vùng Thời điểm xuất nhiệt độ tối thấp Tm có xu hướng sớm trung du vùng núi thấp (Lạng Sơn, Bắc Giang), phía bắc nam khu vực Tm lại có xu hướng xuất muộn - Biến đổi mùa theo không gian: Mùa đông phía bắc khu vực ấm lên nhanh phía nam khu vực * Trường mưa: - Biến đổi lượng mưa mùa Lượng mưa mùa có xu hướng giảm hầu hết trạm, đặc biệt giảm mạnh diễn giai đoạn 1991-2000 tăng nhẹ trở lại vào giai đoạn 2001-2010 - Biến đổi mùa mưa theo thời gian: Thời điểm bắt đầu mùa mưa có xu hướng muộn toàn giai đoạn Lượng mưa giảm thời điểm bắt đầu mùa mưa muộn Thời điểm kết thúc mùa mưa có xu hướng kết thúc sớm hơn, khiến cho mùa mưa trở lên ngắn - Biến đổi phân bố mùa mưa theo không gian Phân bố mưa cho thấy khu vực mưa mở rộng từ Lạng Sơn giai đoạn 1991-2000 thu hẹp trở lại giai đoạn 2001-2010 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO A - Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trường (2003), Thông báo Việt Nam cho công ước khung Liên hợp quốc biến đổi khí hậu Bộ Tài nguyên Môi trường (2008), Bản dự thảo chương trình Quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu trình Chính phủ Bộ Tài nguyên Môi trường (2009), Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam Công ước khung Liên hợp quốc biến đổi khí hậu (UNFCCC- 1992) Đặng Thị Hồng Thủy (NXB Đại học Quốc Gia Hà nội-2003), Khí tượng nông nghiêp Nguyễn Đức Ngữ (2008), Biến đổi khí hậu khô hạn, hoang mạc hóa, Báo cáo Hội thảo Biến đổi khí hậu toàn cầu giải pháp ứng phó Việt Nam, Hà Nội, 26-29/2/2008 Nguyễn Đức Ngữ (Chủ biên), 2008, Biến đổi khí hậu; NXB KH & KT, Nguyễn Văn Thắng, Nguyễn Đức Ngữ, Trần Thục (2008), Biến đổi khí hậuViệt Nam giải pháp ứng phó, Viện Khí tượng Thủy văn, Hà Nội Nguyễn Viết Lành (2007) Một số kết nghiên cứu biến đổi khí hậu khu vực Việt Nam, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số 560, 33 10 Phan Văn Tân (2009-2010), Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu§ toàn cầu đến yếu tố tượng khí hậu cực đoan Việt Nam, khả dự báo giải pháp chiến lược ứng phó§ Đề tài cấp Nhà nước, mã số KC08.29/06-10 11 Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc (1978) Khí hậu Việt Nam 12 Trần Việt Liễn, Hoàng Đức Cường, Trương Anh Sơn (2007), Xây dựng kịch khí hậu cho vùng khí hậu Việt Nam giai đoạn 2010-2100, Tạp chí Khí Tượng Thủy Văn tháng 12007, Hà Nội 13 Mai Văn Khiêm, Hoàng Đức Cường, Nghiên cứu biến đổi cực đoan khí hậu khu vực Nam Bộ thời kì 1961-2010, Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ 16-2013 92 B - Tiếng Anh 14 Endo N., J Matsumoto, T Lwin, 2009: Trends in precipitation extremes over Southeast Asia, SOLA 5, 168 15 Fitzharris,1996: Climate change, glacier behaviour and future sea lev, United Kingdom, Climatic Research Unit, University of East Anglia 19901995 16 Fickling, 2006: Climate change shifting European seasons //www.theguardian.com/ environment 17 Manton M.J., P.M Della-Marta, M.R Haylock, K.J Hennessy, N Nicholls, L.E Chambers, D.A Collins, G Daw, A Finet, D Gunawan, K Inape, H Isobe, T.S.Kestin, P Lafale, C.H Leyu, T Lwin, L Maitrepierre, N Ouprasitwong, C.M Page, J Pahalad, N Plummer, M.J Salinger, R Suppiah, V.L Tran, B Trewin, I Tibig, D Yee, 2001: Trends in extreme daily rainfall and temperature in Southern Asia and the South Pacific: 1961-1998, Int J Climatol 21, 269 18 IPCC, 2007 Intergovernmental Panel on Climate Change, http://www.ipcc 19 Piervitali, 2003: Calabria daily rainfall from 1970 to 2003, Nat Hazards Earth Syst 2010, 717-722 20 Qian W and X Lin, 2005: Regional trends in recent precipitation indices in China Meteorol Atmos Phys 90, 193-207 21 Zhai P., X Pan, 2003: Trends in temperature extremes during 1951-1999 in China, Geophys Res Lett 30(17), 1913 Ơ 93