Bài giảng Môn Biến Đổi Khí Hậu là tài liệu học tập tham khảo cho các bạn chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường. Nguồn: Ts. Trần Trí Dũng.
Trang 1TAC DONG TONG HOP _ CUA DO THI HOA VA BIEN DOI
Trang 26.1 Tình hình đồ thị hóa va tac dong
Trang 3Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường
- Khái niệm:
+ Đô thị: điểm tập trung dân cư với mật độ cao, chủ vều là lao động phi nông nghiệp, có hệ thông cơ sở hạ tâng thích hợp
+ Đô thị hóa: quá trình tập trung dân số vào các đô thị,
là sự hình thành nhanh chóng điêm dân cư đô thị trên
Trang 5đến môi trường
9 Gen ii |
c3 Oo
+ Muc do do thi hoa:
tỷ lệ phần trăm giữa sô dân đô thị trên tổng số
dân hoặc giữa diện tích đô thị trên diện tích
một vùng hay một khu VỰC
+ Tốc độ đô thị hóa: tỷ
lé gia tang cua dién
tích đô thị hoặc dân số
Trang 6Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường Urbanization MEETING THE CHALLENGES & OPPORTUNITIES OF AN URBAN FUTURE What is urbanization?
An increase in the proportion of people living in urban areas Urban areas span a wide range of sizes and forms: central
cities, peri-urban areas, city-regions,
traditional suburbs, megacities, towns, metropolitan and micropolitan areas, and
small- and intermediate-sized cities
By 2030, 60% of the world’s population will live in
Trang 7Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường
Trang 9Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường
Tỷ lệ dân sô đô thị
trên thê giới theo kích thước đô thị năm 2013 (nguon: www.hewgeography.com)
Urban Population by Urban Area Size
WORLD URBAN AREAS: 2013
Trang 10Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường
- Sư khác biệt giữa đô thị các nước phát triển và đang phat trién:
+ Ở các nước phát triển:
# Nhân tô chiêu sâu: tối đa lợi ích, hạn chế tiêu
cực của quá trình đô thị hóa;
# Quy hoạch phát triển đô thị khoa học có sử dụng công nghệ kỹ thuật cao;
Trang 12
ak
ng den m oo
Trang 13Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường
+ Ở các nước đang phát triển:
# Có quy mô rất lớn cả về diện tích và dân số; # Phát triển không cân đôi: mâu thuẫn giữa các cấp của đô thị, giữa nông thôn và thành thị; # Tôn tại nhiêu vẫn đề về quản lý và quy hoạch đô thị
Trang 15
Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường 90% 41% 40% 30% 20% 10% 0%
Developed Developing Least
Countries Countries Developed
Countries
&@ Pop Growth (%) & Urbanization Grwoth (%)
Sự phát triển dân sô và đô thị hóa ở các nước (1990-2000)
Trang 16Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường
- Tác động của đô thị hóa đên môi trường và xã hội:
+ Tác động tích cực:
# Đô thị đóng góp 80% tăng trưởng kinh tế trong tương
lai (theo WB);
# Su phat trién vé vé van
Trang 17Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường
+ Tác động tiêu cực:
# Giam ty lé cay xanh và mặt nước, tang quá trình bê
tông hóa;
# Phát sinh thêm ô nhiễm do tăng cường sản xuất công nghiệp và tiêu thủ cơng nghiệp;
# Ơ nhiễm do giao thông:
# Van đề về chuyên dịch cơ cầu kinh tế và dân cư;
# Mật cân đôi trong sự phát triển hệ thông dân cư (di
Trang 18Sustainability Challenges
Van đề do đô thị hóa gây ra
Trang 20Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường
Vấn đề do đô thị hóa gây ra
Trang 22Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị
- Lớp biên hành tỉnh:
+ Định nghĩa: Lớp biên hành tính (PBL) là một bộ phận của
tâng đôi lưu, thê hiện những ảnh hưởng trực tiếp từ bê mặt trái đât và phản ứng lại những tác động từ bê mặt ảnh hưởng
tới PBL (lực ma sát, thông lượng nhiệt âm từ bê mặt, các
Trang 23Biến đổi khí hậu khu vực đô thị
+ Đặc điểm thay đổi của PBL:
# Độ dày thay đổi theo thời gian (từ vài trăm mét đến vài
km);
# D6 cao PBL thay đối ít trên biến và nhiều trên hoang mạc; # Độ cao PBL thay đổi mạnh theo thời gian: nhỏ nhất vào ban đêm mùa lạnh và lớn nhất vào ban ngày mùa nóng:
Trang 24
Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị
+ Câu trúc PBL: 3 lớp
# Lớp bê mặt: là nơi sản sinh năng lượng rồi, dày khoảng 10% PBL gôm 3 phụ lớp (lớp canopy, lớp gô ghê, lớp biên
nội);
# Lớp nhân: chuyên động rỗi mạnh mẽ:
# Lớp trung chuyên: chuyền động rỗi tắt dân để tiến tới
trạng thái khí quyền tự do
+ Dạng PBL: 2 dạng được quan tâm
# PBL cho khu vuc do thi (UBL)
# PBL cho khu vuc nong thon (RBL): do day thuong
Trang 25Hiệu ứng đảo nhiệt đơ thị REGIONAL _t-¥ CC ET WIND 1 ; S2” \ † Urban - ae Plume ai Urban ym Boundary Layer | _ # ; —— ee Rural
⁄ 1: WCanog / Boundary Layer
Rural | _ Suburban | Urban | Suburban _| Rural
Trang 26Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị
- Hiệu ứng đảo nhiệt đồ thị:
+ Ảnh hưởng của mặt đệm đô thị đến các lớp yếu tô khí tượng biên:
# Làm giảm tốc độ gió;
# Gây hỗn loạn trong lớp biên;
# Lam tang nhiét độ trong lớp biên
+ Hiện tượng ở độ cao bất kỳ trong lớp biên, nhiệt độ ở khu vực đô thị thường cao hơn khu vực xung quanh nên các đường đăng nhiệt độ trong mặt cắt thăng đứng thường vông
Trang 27Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị
Urban Heat Island
On a hot summer day, the temperature in the center of urban New York City can be 4°C higher than the surrounding rural areas with forests and farms W > ° ee) œ c W Ba ° Vv) 2 2 U CT ° œ a = ¬ © pa œ 3 TF mm Temperature °Fahrenhe W W ° Sats ss sserreraie = W N l1
rural (forest) suburban urban (city) | suburban rural px
Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị
Trang 28Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị
Litie vegetation or evaporation causes cites
Trang 29Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị
+ Cường độ của hiệu ứng đáo nhiệt đô thị: mức chênh lệch
giữa nhiệt độ vùng nóng đô thị và và nên nhiệt độ của khu vực nông thôn xung quanh
+ Cường độ của hiệu ứng đảo nhiệt đô thị theo thời gian trong nsøày và các mùa có sự khác biệt, phụ thuộc vào khu vực trên thê giới
+O những thành phô lớn và mật độ cao, nhiệt độ tại các “đảo nhiệt” có thể cao hơn vài độ so với các khu vực lân
cận; đặc biệt đôi với các thành phô nhiệt đới, sự khác biệt
Trang 31Biến đổi khí hậu khu vực đô thị
- Biến đối khí hậu khu vực đô thị:
+ Nguyên nhân gia tăng nhiệt độ khu vực đô thị:
# Ảnh hưởng của xu thê biến đôi khí hậu toàn câu;
# Su thay đôi mặt đệm trong khu vực đô thị hóa:
?? Sự ø1a tăng lượng phát thải nhiệt từ các hoạt động công nghiệp, g1ao thông, các hộ gia đình
Trang 33
Bien doi khi hau khu vwe do thi
Mặt đường lát màu tối có thể có nhiệt độ cao hơn nhiêu so với nhiệt độ
Trang 34Biến đổi khí hậu khu vực đô thị
+ Phương trình cân băng nhiệt:
OT,
C,— =R, -H, -H,-LE,
ot
trong đó:
Trang 35Biến đổi khí hậu khu vực đô thị Bức xạ nhận được từ lớp biên hành tĩnh:
R =Q +1,
Trong cùng điều kiên thời tiết thì Q (bức xạ sóng ngắn) và I_ (bức xạ sóng đài) trên đô thị thường cao dân đên gia tri R,
cao hơn so với R„ ở khu vực xung quanh
# Khi mặt đât nhận bức xạ mặt trời, nhiệt độ bê mặt và nhiệt độ lớp đất trên khu vực đô thị cao hơn so với khu vực
nông thôn, nhưng do hệ số quán tính nhiệt ở đô thị nhỏ hơn ở
Trang 36Biến đổi khí hậu khu vực đô thị
# Chênh lệch nhiệt độ thế vị của không khí tại mực thấp
nhất của mô hình và bề mặt thường cao hơn so với khu vực xung quanh, nhưng do vận tốc gió tại mực thâp ở đô thị khá nhỏ nên giá trị H, thường ít chênh lệch
# Ư đơ thị, thông lượng hiển nhiệt gần như băng 0 do
mặt đệm thường là các vật liệu không dẫn nước (độ âm tiêm
năng không đáng kể) và tốc độ gió yêu Do đó, mặt đệm bị đốt
Trang 37Biến đổi khí hậu khu vực đô thị
Tóm lại, khi có bức xạ mặt trời thì ở khu vực
d6 thi R, cao hon trong khi H,, H,, va E, lai nho hon
= so với khu vực nông thôn, do đó nhiệt độ bê mặt T1, sẽ cao hơn Khi T, cao thì nhiệt độ lớp không khí lớp bê mặt cao hơn do quá trình trao đối nhiệt, dẫn đến
Trang 38Biến đổi khí hậu khu vực đô thị
- Gia tăng lượng mưa và cường độ mưa do quá trình đồ thị hóa: + Quá trình đô thị hóa làm cường độ mưa trong khu vực gia tăng: ?# Quá trình đô thị hóa làm gia tăng hiệu ứng đảo nhiệt đô thị;
# Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị tạo điều kiện thuận lợi về
nhiệt lực và động lực cho sự phát triển mây đôi lưu;
?? Khi đảo nhiệt đô thị vượt giới hạn cho phép thì năng
lượng cản trở đôi lưu giảm tạo điều kiện thuận lợi cho
đối lưu phát triển;
Trang 40Biên đôi khí hậu khu vực đồ thị
+ Quá trình đô thị hóa gia tăng lượng mưa vượt thâm:
# Quá trình đô thị hóa làm tăng hệ số CN dẫn đến
Trang 42Biến đổi khí hậu khu vực đô thị eM Terrain Data BY DEM =-Hfa Map Data tia Coverages [1 Soil Type o Mig Hydrologic Tree Data
a8 Hydrologic Modeling Tree
“¡0 Drainage Coverage Tree
Trang 43Biến đổi khí hậu khu vực đô thị
Loại vật liệu bê tông mới cho phép sự thâm nước mưa thuận lợi
Trang 44ae Ko — +, CĐ» — <= | \—— i «A5 = L—— rN — = < °s= ca & | @»> Ome National Center of Excellence/ASU
Vào một ngày bình thường, nhiệt độ đo tại “mái nhà xanh” thấp hơn nhiều
Trang 45Tài liệu tham khảo
I - Lương Văn Việt (2017) Biến đổi khí hậu Đại học Công nghiệp Thành phô Hồ Chí Minh
2 - David Satterthwaite (2008) Climate change and Urbanization:
effects and implications for Urban governance Hoi nghi nhém chuyên gia Liên hợp quốc về Phân bô dân cư, đô thị hóa, dịch cư
và phát triển
3 - U.S Environmental Protection Agency 2008 Reducing Urban Heat Islands: Compendium of Strategies
4 - Houston Advanced Research Center 2009 Urban Heat Islands