Luận án chỉ ra được mức độ và xu thế biến đổi của một số cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam; đánh giá được tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu đến các cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan đó.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHU THỊ THU HƯỜNG NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TỒN CẦU ĐẾN MỘT SỐ CỰC TRỊ KHÍ HẬU VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Khí tượng khí hậu học Mã số: 62.44.02.22 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÍ HÀ NỘI - 2014 Cơng trình hồn thành tại: VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Người hướng dẫn khoa học: GS TS Phan Văn Tân TS Hoàng Đức Cường Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Đăng Quế Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Văn Tuyên Phản biện 3: TS Bùi Minh Tăng Luận án bảo vệ hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi Khí hậu Vào hồi giờ, ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn Biến đổi khí hậu MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Biến đổi khí hậu (BĐKH) diễn toàn cầu, song quốc gia, vùng, biểu lại khác Nhiệt độ tồn cầu tăng, tượng thời tiết, khí hậu cực đoan có xu hướng gia tăng biến đổi ngày phức tạp Hơn nữa, nhiệt độ lục địa có xu hướng tăng nhanh đại dương nên gió mùa, trung tâm khí áp, bị biến đổi cường độ phạm vi hoạt động Trong đó, Việt Nam quốc gia nằm khu vực nhiệt đới gió mùa chịu chi phối hai hệ thống gió mùa Nam Á Đơng Á Bởi vậy, BĐKH tồn cầu khơng tác động trực tiếp đến nhiệt tồn lãnh thổ mà tác động gián tiếp đến biến động cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan (ECEs) thông qua biến đổi hệ thống hồn lưu Điều làm tăng thêm tính cực đoan tượng thời tiết, khí hậu xảy khu vực Cho đến nay, giới Việt Nam, ảnh hưởng BĐKH toàn cầu đến vùng nhiều tác giả chứng minh thông qua xu biến đổi yếu tố tượng khí hậu vùng Trên giới, biến đổi gió mùa, số trung tâm khí áp ảnh hưởng chúng đến thời tiết, khí hậu khu vực số tác giả đề cập đến Song Việt Nam, hầu hết nghiên cứu đánh giá mức độ xu biến đổi yếu tố tượng khí hậu vùng cụ thể mà chưa đưa lý giải cho biến đổi Thực tế, điều kiện thời tiết, khí hậu năm gần diễn biến bất thường phức tạp, đặc biệt ECEs Vậy biến đổi có liên quan với nóng lên tồn cầu hay khơng có mối quan hệ chúng thể nào? Giải tốn góp phần làm sáng tỏ nhiều khía cạnh khoa học nghiên cứu BĐKH cung cấp thơng tin hữu ích cho việc tìm kiếm giải pháp nâng cao chất lượng tin dự báo thời tiết, khí hậu, góp phần giảm thiểu tác động BĐKH, nâng cao hiệu phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai Do đó, chúng tơi lựa chọn thực đề tài luận án là: “Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu tồn cầu đến số cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam” nhằm lý giải phần nguyên nhân biến đổi cực trị khí hậu ECEs lãnh thổ Việt Nam Mục tiêu luận án - Chỉ mức độ xu biến đổi số cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam, - Đánh giá tác động BĐKH toàn cầu đến cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Các cực trị khí hậu: Nhiệt độ cực đại (TXx) cực tiểu (TNn) tháng; Nhiệt độ cực đại phân vị 90 (TX90); nhiệt độ cực tiểu phân vị 10 (TN10); Số ngày có nhiệt độ cực tiểu nhỏ phân vị 10 (TN10p); Số ngày có nhiệt độ cực đại lớn phân vị 90 (TX90p); Lượng mưa ngày lớn tháng (RXx); Lượng mưa ngày phân vị 95 (RX95) Các tượng khí hậu cực đoan: Hiện tượng rét đậm (RĐ), rét hại (RH), nắng nóng (NN), nắng nóng gay gắt (NNGG) mưa lớn ML Nhiệt độ không khí bề mặt (Ts) số trung tâm khí áp ảnh hưởng đến Việt Nam khu vực, - Phạm vi nghiên cứu: Khu vực 500S-700N; 400E-1400W lãnh thổ Việt Nam Những đóng góp luận án - Luận án xác định biến đổi cường độ phạm vi hoạt động trung tâm khí áp có vai trò quan trọng điều kiện thời tiết hình thành khí hậu Việt Nam mối liên hệ biến đổi số cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan vùng khí hậu Việt Nam với nóng lên toàn cầu - Luận án đưa số lý giải tác động BĐKH toàn cầu đến biến đổi số cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Luận án góp phần làm sáng tỏ mối liên hệ BĐKH toàn cầu với biến đổi cường độ vị trí trung tâm khí áp ảnh hưởng đến thời tiết, khí hậu Việt Nam xu biến đổi cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan lãnh thổ Việt Nam - Kết luận án đượ c sử dụng việc đánh giá BĐKH làm sở cho việc đánh giá tác động BĐKH Việt Nam Cấu trúc luận án Chương 1: Tổng quan Chương 2: Số liệu phương pháp nghiên cứu Chương 3: Biến đổi số trung tâm khí áp, cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam Chương 4: Mối liên hệ biến đổi khí hậu tồn cầu số cực trị khí hậu, tượng khí hậu cực đoan Việt Nam CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Một số khái niệm 1.1.1 Cực trị khí hậu Tập hợp giá trị nhỏ lớn biến khí khoảng thời gian định ngày, tháng hay năm giá trị cực trị biến Như vậy, qua năm, tập giá trị cực trị biến khí lập thành chuỗi số liệu coi cực trị khí hậu biến Trong khí hậu, biến nhiệt độ cực tiểu (TNn), cực đại (TXx) lượng mưa ngày cực đại (RXx) tháng nhiệt độ cực tiểu tuyệt đối (TN), cực đại tuyệt đối (TX) lượng mưa ngày cực đại tuyệt đối (Rx) tháng năm thường xác định Bên cạnh đó, giá trị xM nhiệt độ cực đại ngày (Tx) phân vị thứ 90, lượng mưa ngày (R) phân vị thứ 95 nhiệt độ cực tiểu (Tn) phân vị thứ 10 xem cực trị khí hậu biến khí 1.1.2 Hiện tượng khí hậu cực đoan Hiện tượng thời tiết cực đoan xảy vào thời gian năm, chẳng hạn mùa, lặp lặp lại nhiều năm gọi tượng khí hậu cực đoan [22] Hiện tượng RĐ hay RH xảy trạm khí tượng Việt Nam nhiệt độ khơng khí trung bình (Ttb) trạm nhỏ 15oC 13oC Tương tự, tượng NN hay NNGG xảy nhiệt độ cực đại ngày (Tx) lớn 35 0C 370C Hiện tượng mưa lớn xảy lượng mưa ngày lớn 50mm (R 50mm) 1.1.3 Chỉ số khí hậu cực đoan Các số khí hậu cực đoan đưa IPCC gồm có 27 số mà phần lớn chúng sử dụng để phân tích, đánh giá mức độ xu biến đổi ECEs vùng 1.2 Biến đổi khí hậu hồn lưu khí Nhiệt độ vùng trái đất tăng lên với tốc độ khác làm biến đổi trường Pmsl quy mô lớn Trong thời kỳ 1981-2000, khí áp giảm khoảng 2mb/thập kỷ vùng vĩ độ cao trung bình Châu Á biển Bắc Cực, song lại tăng khoảng 1mb/thập kỷ phía tây nam Châu Âu từ vùng biển Thái Bình Dương tới phía đơng Châu Mỹ khoảng 2mb/thập kỷ cao nguyên Tây Tạng (Gong D.Y cs) [36] Hơn nữa, nhiệt độ vùng Siberia tăng lên nhanh tốc độ tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu (Hansen cộng sự, 2012) [37], nên áp cao Siberia mạnh lên năm 60 lại yếu nhiều năm 80 đầu năm 90 Đặc biệt, cường độ trung tâm áp cao yếu rõ rệt từ năm 70 đến năm 90 [36] Tuy nhiên, hồn lưu Hadley có cường độ ngày tăng (Zhou Botao Wang Huijun, 2008) [57]; ACTBD có xu hướng mở rộng dịch chuyển sang phía Tây thời kỳ 1980-1999 (HeXuezhao cs, 2002 [37]; Zhao Tianjun cs, 2008 [99]; Zhao Tianjun cs, 2009 [58]) Trong thời kỳ 1958-2000, có năm gió mùa mùa đông mạnh (1967, 1969, 1976, 1980, 1983, 1984 1985) năm gió mùa mùa đơng yếu (1958, 1971, 1972, 1978, 1989, 1991 1997) (Ghap Jhun Jong cs, 2004) [35] Trong đó, gió mùa mùa hè Đông Á (EASM) mạnh lên thời kỳ 1950-1964 (Gang Zeng cs, 2007) [34] thời kỳ cuối năm 70, đầu năm 80 (Qian Q.H, Qin A, 2008 [48]; Ning Liang Oian Yongfu, 2009 [46]) song lại yếu thời kỳ 1976-1997 [34] Sự tăng cường ACTBD thời kỳ 1961-2000 làm Ttb tháng số trạm lãnh thổ Việt Nam tăng lên (Nguyễn Viết Lành, 2007) [15] Đồng thời, cường độ áp cao Siberia giảm làm cho SNRĐ/SNRH vùng khí hậu phía bắc Việt Nam giảm (Vũ Thanh Hằng cs, 2010) [8] Ngược lại, giảm Tn vùng N1 thời kỳ 1961-1990 lại tăng cường khơng khí lạnh thập kỷ 1981-1990 (Hồ Thị Minh Hà cs, 2011) [39] Về ảnh hưởng ENSO đến gió mùa, Nguyễn Đức Ngữ (2002), Phạm Thị Thanh Hương (2002), Nguyễn Thị Hiền Thuận (2005),… cho rằng, gió mùa mùa đơng gió mùa mùa hè khu vực Đơng Đơng Nam Á năm El Nino yếu đi, năm La Nina lại mạnh lên [10], [16], [27] 1.3 Biến đổi khí hậu số cực trị khí hậu, tượng khí hậu cực đoan Theo IPCC (2007), Ts trung bình tồn cầu tăng lên khoảng 0,740C (trong thời kỳ 1906-2005) tăng khoảng 0,130C/thập kỷ (trong 50 năm gần đây) Ts tăng mùa đông nhanh mùa hè; lục địa nhanh đại dương; BBC nhanh NBC, đó, Châu Á nơi có nhiệt độ tăng mạnh [37], [41] Trên hầu hết vùng Châu Á, số ngày nóng, đêm ấm tăng lên, cịn số ngày lạnh, đêm lạnh lại giảm Hạn hán có xu hướng tăng lên vùng Đơng Á Mưa lớn có xu biến đổi khơng qn vùng [42] Ở nhiều vùng khác giới, kiện cực đoan có xu hướng gia tăng Cụ thể, số ngày nóng đêm ấm tăng lên số ngày mát, đêm lạnh giảm 15 quốc gia vùng Đông nam Châu Á nam Thái Bình Dương (Manton M J cs, 2000) [44]; quốc gia vùng Nam Mỹ (Vincent L A cs, 2005) [53]; vùng phía bắc Ấn Độ (Dash S K Và cs, 2011) [30] Trên hầu hết vùng Nga, thập kỷ qua, số ngày có nhiệt độ cực đại lớn phân vị thứ 95 tăng lên, cịn số ngày có nhiệt độ cực tiểu nhỏ phân vị thứ lại giảm (Bulygina O N cs, 2007) [29] Trên vùng phía tây nam Na Uy phía nam Tây Ban Nha, giá trị kỷ lục lượng mưa xảy kỷ 20 chưa có 500 năm qua (Matti C cs, 2009) [45] Trên hầu hết vùng Trung Quốc, lượng mưa có xu tăng đột ngột thời kỳ cuối năm 70 đầu năm 80 (Qian Q.H cs, 2008) [48] Mưa lớn mùa hè nam Trung Quốc tăng lên kể từ năm 1990 (Ning Liang cs, 2009) [46] Ở Việt Nam, có nhiều tác giả nghiên cứu xu biến đổi nhiệt độ lượng mưa trung bình, cực trị khí hậu ECEs vùng hay toàn lãnh thổ Nguyễn Viết Lành (2007), Nguyễn Đức Ngữ cs (2008, 2009), Vũ Thanh Hằng cs (2009, 2010), Chu Thị Thu Hường cs (2010), Nguyễn Văn Thắng cs (2010), Phan Văn Tân cs (2010, 2011), Hồ Thị Minh Hà cs (2009, 2011), Nguyễn Trọng Hiệu cs (2011), Trần Thục cs (2012), Ngơ ĐứcThành cs (2012), Hồng Đức Cường (2013), Nguyễn Đăng Quang cs (2013)… Các kết cho thấy rằng, lãnh thổ Việt Nam, nhiệt độ trung bình 50 năm qua tăng lên 0,5 đến 0,70C nhiệt độ mùa đông tăng nhanh mùa hè Hơn nữa, nhiệt độ cực tiểu (Tn), Tx ngày, nhiệt độ cực đại phân vị thứ 95 (TX95), nhiệt độ cực tiểu phân vị thứ (TN5), SNNN có xu tăng, song Tn TN5 có tốc độ tăng nhanh Tx TX95 nhiều Số đợt khơng khí lạnh SNRĐ lại giảm đi, dị thường khơng khí lạnh xuất thường xuyên Tổng lượng mưa năm khu vực phía bắc có xu giảm lại tăng lên vùng khí hậu phía nam Lượng mưa ngày (R), RX95 SNML có xu hướng tăng lên hầu hết vùng khí hậu, khu vực Miền Trung Tần số xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) không rõ ràng số bão mạnh có xu hướng gia tăng Tốc độ gió cực đại (VXx) tháng, năm vùng có xu giảm, cịn tần suất hạn hán tăng lên [2], [4], [6], [7], [8], [9], [12], [13], [15], [19], [20], [21], [22], [25], [26], [31], [39] Như vậy, xu biến đổi yếu tố, tượng khí hậu, xu biến đổi số trung tâm khí áp hay hồn lưu gió mùa mối quan hệ chúng nhiều tác giả giới đề cập đến Song Việt Nam, nghiên cứu chủ yếu dừng lại việc xác định xu biến đổi số cực trị, số khí hậu tượng khí hậu cực đoan Mặc dù, kết luận đưa tương đối thống phù hợp nhiều nghiên cứu chưa lý giải nguyên nhân biến đổi Vì thế, để đánh giá tác động BĐKH đến cực trị khí hậu ECEs Việt Nam, mối quan hệ tương quan chúng với Ts trung bình tồn cầu, khu vực cường độ trung tâm khí áp phân tích nhằm lý giải phần nguyên nhân biến đổi 11 CHƯƠNG 3: BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ TRUNG TÂM KHÍ ÁP, CỰC TRỊ KHÍ HẬU VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Ở VIỆT NAM 3.1 Sự biến đổi Ts trung bình tồn cầu Trong luận án này, năm chia thành mùa, mùa tháng: Mùa xuân - tháng 3, 5; mùa hè - tháng 6, 8; mùa thu - tháng 9, 10 11; mùa đông - tháng 12, Trong hai thời kỳ 1880-2010 1961-2010, Ts trung bình tồn cầu vùng có xu tăng lên, Ts thời kỳ 1961-2010 tăng nhanh gần 10 lần so với thời kỳ 18802010 Ở mùa năm, tốc độ tăng Ts trung bình đại dương toàn cầu tương đối đồng đều, lục địa, lục địa BBC có khác biệt rõ rệt Cũng tương tự nghiên cứu trước đó, tốc độ tăng Ts BBC nhanh NBC, lục địa nhanh đại dương, mùa đông mùa xuân nhanh mùa hè mùa thu Điều tác động làm biến đổi cường độ, phạm vi hoạt động số trung tâm khí áp, làm ảnh hưởng khơng nhỏ đến đặc điểm khí hậu vùng 3.2 Sự biến đổi trung tâm khí áp ảnh hưởng đến Việt Nam 3.2.1 Về cường độ Trong thời kỳ mùa đông, cường độ áp cao Siberia có xu giảm hầu hết tháng, giảm mạnh xảy tháng với Pmsl vùng trung tâm giảm khoảng 0,6 hPa/thập kỷ Cường độ áp cao giảm từ 0,2 đến 0,3 hPa/thập kỷ (trong mùa thu) giảm chậm (trong mùa xuân), chí tăng lên 0,08 hPa/thập kỷ tháng 12 Trong đó, áp thấp Aleut lại có cường độ tăng lên hầu hết tháng, mùa (trừ tháng 5) Đặc biệt, với độ tin cậy đạt 90%, áp thấp Aleut có cường độ tăng mạnh tháng 12 tháng Trong thời gian này, Pmsl vùng trung tâm áp thấp Aleut giảm khoảng 0,9 hPa/thập kỷ Trong tháng lại, áp thấp Aleut có cường độ tăng giảm chậm (khoảng 0,2hPa/thập kỷ) Với mức tin cậy đạt 90% hầu hết tháng, cường độ vùng trung tâm vùng rìa phía tây ACTBD có xu tăng lên tất tháng Xu tăng lên mạnh xảy tháng đơng, tháng 2, cường độ áp cao tăng lên khoảng 0,5 hPa/thập kỷ Trong mùa thu, cường độ rìa phía tây ACTBD tăng khoảng 0,3 hPa/thập kỷ Song tháng 5, cường độ rìa phía tây áp cao lại tăng lên , chí, cường độ vùng trung tâm cịn có xu giảm chậm Cường độ RTXĐ có xu tăng lên tất tháng, mùa năm với mức ý nghĩa hầu hết đạt 10% Pmsl vùng trung tâm rãnh giảm khoảng 0,1 hPa/thập kỷ lên tới 0,2 hPa/thập kỷ (trong tháng 11) Cường độ áp thấp Nam Á có xu tăng lên tháng 3, 4, 7, giảm tháng 9, biến đổi tháng Áp cao Châu Úc áp cao Mascaren có cường độ tăng lên tất tháng hoạt động chúng với mức tin cậy đạt 90% Xu tăng lên mạnh xảy tháng 4, 5, với Pmsl vùng trung tâm hai áp cao tăng lên khoảng 0,3 hPa/thập kỷ 13 3.2.2 Về phạm vi hoạt động Phạm vi hoạt động áp cao Siberia có xu hướng thu hẹp qua thập kỷ Mặc dù, tháng 12, thập kỷ 1981-1990, áp cao có xu hướng mở rộng lấn mạnh xuống phía nam so với thập kỷ trước đó, thập kỷ 2001-2010, áp cao lại có xu hướng thu hẹp lên phía bắc Phạm vi hoạt động áp thấp Aleut qua thập kỷ gần khơng biến đổi tháng đơng Tuy nhiên, thời kỳ đầu cuối đông, áp thấp lại có xu hướng mở rộng sang phía tây hai thập kỷ cuối (1991-2010) Trong đó, phạm vi hoạt động ACTBD tháng, qua thập kỷ mở rộng lấn mạnh sang phía tây, hai thập kỷ 1991-2000 2001-2010 Tương tự ACTBD, áp cao Mascaren áp cao Châu Úc có phạm vi hoạt động mở rộng qua thập kỷ, ba thập kỷ cuối (1981-2010) Sự mở rộng phạm vi hoạt động áp cao Châu Úc tháng 4, 5, 8, kết hợp với tăng cường hai áp cao làm tăng cường hoạt động gió mùa tây nam Tuy nhiên, phạm vi hoạt động RTXĐ áp thấp Nam Á tháng lại không biến đổi qua thập kỷ Riêng tháng đầu mùa hè, áp thấp Nam Á có xu hướng mở rộng thập kỷ 2001-2010 Như vậy, cường độ tăng, phạm vi hoạt động ACTBD, áp cao Mascaren áp cao Châu Úc thập kỷ có xu hướng ngày mở rộng Hơn nữa, áp thấp Aleut, áp thấp Nam Á RTXĐ có phạm vi hoạt động biến đổi qua thập kỷ, cường độ chúng hầu hết tháng có xu tăng lên Trong đó, áp cao Siberia lại có phạm vi hoạt 14 động thu hẹp lùi phía bắc, đồng thời cường độ có xu giảm thời kỳ mùa đông Điều cho thấy rằng, cường độ gió mùa mùa đơng (WM) có xu hướng yếu đi, song gió mùa mùa hè (SM) lại có xu hướng mạnh lên 3.3 Sự biến đổi số cực trị khí hậu 3.3.1 Nhiệt độ cực tiểu Trong mùa tháng, TNn TN10 vùng có xu biến đổi tương tự Trên tất vùng, xu tăng mạnh xảy mùa đông với tốc độ khoảng 0,50C/thập kỷ (trên vùng B1, N2 N3), 0,2 đến 0,30C/thập kỷ (trên vùng B2, B3, B4) 0,050C/thập kỷ (trên vùng N1) So với vùng lãnh thổ, TNn TN10 vùng N2 có xu tăng nhanh nhất, vùng N1 lại có xu tăng chậm nhất, chí cịn có xu giảm chậm mùa thu Trên vùng phía bắc, TNn TN10 có xu tăng lên nhanh tháng đơng hè, lại tăng giảm chậm tháng 4, 11 Kết phù hợp xu tăng Ts mùa xu biến đổi cường độ áp cao Siberia, áp thấp Aleut, áp thấp Nam Á ACTBD tháng TNn năm có xu tăng khoảng từ 0,2 đến 0,60C/thập kỷ tất trạm lãnh thổ với độ tin cậy hầu hết đạt 90% Xu tăng mạnh thường xảy số trạm vùng núi trạm Điện Biên, Yên Châu, Tuyên Quang, Hịa Bình, Hà Giang, Tam Đảo, Bảo Lộc, Phan Thiết, Đăk Nông, Kon Tum, Ayunpa,… với tốc độ tăng 0,60C/thập kỷ 3.3.2 Nhiệt độ cực đại Trên vùng phía bắc, TXx TX90 tăng lên hầu hết tháng, tăng nhanh tháng 1, 2, với 15 tốc độ đạt khoảng 0,3 đến 0,60C/thập kỷ (trên vùng B2, B3 B4) Tuy nhiên, tháng 5, TXx TX90 lại tăng lên ít, chí cịn có xu giảm Tại trạm, TXx năm có xu tăng từ 0,20C đến 0,30C/thập kỷ, TX90p tăng từ đến ngày/thập kỷ Tuy nhiên, TXx hầu hết trạm phía nam lại có xu giảm tăng không đáng kể Tương tự TNn TN10, TXx TX90 vùng N2 có tốc độ tăng nhanh nhất, cịn vùng N1 có tốc độ tăng chậm Mặc dù có tốc độ giảm biến đổi tháng cuối năm, mùa xuân, TXx TX90 vùng N1 lại tăng khoảng 0,40C/thập kỷ Ngược lại, vùng N3, TXx TX90 lại giảm thời gian từ tháng đến tháng tăng lên thời gian từ tháng đến tháng 12 với tốc độ tăng, giảm khoảng 0,1 đến 0,20C/thập kỷ Riêng vùng N2, TXx TX90 lại tăng lên tất tháng với tốc độ tăng khoảng 0,50C/thập kỷ 3.3.3 Lượng mưa ngày cực đại RXx RX95 có xu tăng từ khoảng đến mm/thập kỷ tất mùa vùng B4, N1 N2 Xu tăng mạnh xảy mùa thu vùng N1 với tốc độ đạt 14 mm/thập kỷ 8,5 mm/thập kỷ cách tương ứng Trong đó, vùng Bắc Bộ Nam Bộ, RXx RX95 có xu giảm khoảng mm/thập kỷ Xu giảm mạnh xảy mùa thu vùng B3 với tốc độ khoảng mm/thập kỷ Trên vùng N1 N2, RXx có xu tăng lên hầu hết tháng, tăng mạnh tháng mùa mưa Đặc biệt tháng 10 11, RXx tăng lên tới 15 mm/thập kỷ Mặc dù, RXx năm có xu giảm khoảng 10 mm/thập kỷ hầu hết trạm vùng Bắc Bộ Song số trạm vùng núi phía bắc 16 trạm Lai Châu, Điện Biên, Lạng Sơn, Tuyên Quang, Yên Bái,… RXx có xu tăng khoảng mm/thập kỷ Đặc biệt, trạm Bắc Quang, RXx tăng với tốc độ 8mm/thập kỷ 3.4 Sự biến đổi số tượng khí hậu cực đoan 3.4.1 Hiện tượng nắng nóng nắng nóng gay gắt Số ngày nắng nóng (SNNN) nắng nóng gay gắt (NNGG) thường có chuẩn sai dương năm sau thời kỳ El Nino, có chuẩn sai âm khơng xảy (1971, 1999) sau thời kỳ La Nina (1974, 1989, 2000, 2008) mà xảy trước thời kỳ La Nina (1984), chí cịn xảy (1963, 1991) trước thời kỳ El Nino (2004) Với độ tin cậy đạt 95%, SNNN trung bình tháng vùng phía bắc Việt Nam có xu tăng lên tất tháng từ tháng đến tháng (trừ tháng 5) với tốc độ khoảng 0,3 ngày/thập kỷ Trên vùng N1 N2, SNNN có xu tăng tăng mạnh tháng 4, với tốc độ tăng khoảng ngày/thập kỷ Tuy nhiên, vùng N3, SNNN trung bình tháng 3, lại có xu giảm từ 0,2 đến 0,9 ngày/thập kỷ Như vậy, tổng SNNN năm tăng khoảng đến ngày/thập kỷ hầu hết trạm vùng B3, B4 số trạm vùng N1 Đặc biệt, số trạm Bắc Quang, Hà Nội, Tuyên Hóa, Trà My, Quy Nhơn, tổng SNNN năm tăng lên tới ngày/thập kỷ, chí, tăng xấp xỉ ngày/thập kỷ trạm Tuyên Hóa Ngược lại, số trạm Đà Nẵng, Nha Trang, Kon Tum, Cần Thơ, Rạch Giá, SNNN lại có xu giảm chậm 3.4.2 Hiện tượng rét đậm rét hại Số ngày rét đậm (SNRĐ) rét hại (SNRH) có chuẩn sai dương lớn thời kỳ La Nina lại có chuẩn sai âm thời kỳ El 17 Nino SNRĐ vùng phía bắc Việt Nam có xu giảm tất tháng mùa đông Tổng SNRĐ mùa đơng vùng có xu giảm từ đến ngày/thập kỷ với mức tin cậy đạt 90% Trong đó, SNRĐ vùng B2 có xu giảm mạnh nhất, cịn vùng B4 giảm SNRĐ SNRH giảm từ đến ngày/thập kỷ (ở hầu hết trạm vùng B1, B2 B3), giảm khoảng đến ngày/thập kỷ (trên vùng B4 số trạm ven biển Bắc Bộ) 3.4.3 Hiện tượng mưa lớn SNML có xu tăng lên vùng B4, N1 N2 giảm vùng Bắc Bộ Nam Bộ tất mùa năm SNML có xu tăng nhanh mùa thu, vùng N1 với tốc độ khoảng ngày/thập kỷ Đặc biệt, số trạm Ba Tơ, Trà My, Nam Đông, A Lưới, tổng SNML năm tăng tới ngày/thập kỷ Ngược lại, tổng SNML năm hầu hết trạm vùng Bắc Bộ Nam Bộ có xu giảm khoảng 0,3 đến 0,5 ngày/thập kỷ Nói tóm lại, biến đổi nhiệt độ trung bình tồn cầu tác động đến cường độ, vị trí trung tâm khí áp, đồng thời làm biến đổi yếu tố tượng khí hậu Việt Nam Trong đó, biến đổi trung tâm khí áp lại gián tiếp tác động lên yếu tố tượng khí hậu làm cho chúng biến đổi rõ rệt cực đoan 18 CHƯƠNG 4: MỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TỒN CẦU VÀ MỘT SỐ CỰC TRỊ KHÍ HẬU, HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Ở VIỆT NAM 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ trung bình tồn cầu Hiển nhiên rằng, tăng lên Ts làm tăng TXx, SNNN, TNn làm giảm SNRĐ vùng toàn lãnh thổ Đối với TXx, vùng có tương quan cao với Ts vùng N2 với HSTQ thời gian đạt 0,45, đặc biệt mùa hè, HSTQ vùng đạt đến 0,7 Đối với SNNN vùng N1 N2 đạt cao, tháng mùa hè vùng N2 Tuy nhiên, vùng phía bắc Nam Bộ, HSTQ hầu hết nhỏ 0,5 có tới 50% tháng có HSTQ chưa đạt mức tin cậy 95% Hơn nữa, Ts có tương quan dương cao với TNn tất tháng mùa hai vùng N2 N3, thời kỳ mùa xuân mùa hè, với HSTQ hầu hết đạt 0,7 Thậm chí, mùa xuân, HSTQ TNn vùng N3 với Ts đạt tới 0,82 Trên vùng phía bắc, HSTQ đạt mức ý nghĩa 5% tháng mùa hè 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí bề mặt khu vực Nhiệt độ khơng khí bề mặt vùng V2 (100S-100N, 60-1000E) vùng V1 (0-200N, 100-1200E) tăng lên làm TXx, TNn SNNN vùng khí hậu phía bắc Tây Nguyên tăng lên ngược lại Trong đó, Tây Nguyên vùng chịu ảnh hưởng mạnh mẽ tăng nhiệt hai vùng biển này, với HSTQ khoảng 0,7 Bên cạnh đó, Ts trung bình vùng V3 (150 - 400N; 1000E - 1200E) tăng lên làm tăng TNn giảm SNRĐ vùng khí hậu phía bắc Trị tuyệt đối HSTQ Ts trung bình vùng V3 với 19 TNn SNRĐ vùng B2, B3 B4 lớn 0,6 Đặc biệt, SNRĐ tháng 2, HSTQ đạt lên tới -0,8, chí -0.91 -0,89 vùng B2 B3 Ngược lại, RXx SNML vùng bị tác động Ts trung bình tồn cầu Ts khu vực 4.3 Ảnh hưởng trung tâm khí áp TXx SNNN vùng khí hậu phía bắc vùng N2 có tương quan âm với khí áp vùng rìa phía nam áp cao Siberia, lại có tương quan dương với rìa phía tây nam ACTBD phía đơng nam áp thấp Nam Á với giá trị tuyệt đối HSTQ dao động từ 0,4 đến 0,6 Có thể rằng, áp thấp Nam Á mạnh lên thời kỳ gió mùa tây nam phát triển, mưa gió mùa làm giảm nhiệt độ vùng Hơn nữa, áp thấp Nam Á suy yếu lùi phía tây tạo điều kiện cho ACTBD lấn sang phía tây ảnh hưởng đến Việt Nam nên TXx SNNN lãnh thổ tăng lên Điều thể thông qua HSTQ tổng SNNN năm vùng khí hậu Việt Nam với Pmsl HGT trung bình vùng rìa phía tây ACTBD mực hầu hết đạt độ tin cậy 95% Hơn nữa, kết nghiên cứu rằng, năm ACTBD tăng cường lấn mạnh sang phía tây SNNN vùng B4 tăng mạnh Tất nhiên, mạnh lên ACTBD làm tăng TNn giảm SNRĐ hầu hết vùng lãnh thổ (trừ vùng N1 N3) Đặc biệt, HSTQ HGT vùng rìa ACTBD với TNn tháng mùa thu mùa đông vùng N2 lên tới 0,6 Hơn nữa, TNn SNRĐ vùng khí hậu phía bắc chịu ảnh hưởng chủ yếu áp cao Siberia với trị tuyệt đối HSTQ 20 tháng mùa đông lớn 0,5 Trên vùng B2 B3, HSTQ đạt tháng mùa đông lên tới 0,7 Bên cạnh đó, áp thấp Aleus rãnh Đông Á xem nhân tố làm khơng khí lạnh tăng cường Trong tháng mùa mưa, HSTQ Pmsl RXx SNML vùng khí hậu đạt độ tin cậy 95% với giá trị dao động từ 0,4 đến -0,6 Điều giải thích hội tụ gió từ rìa áp cao Siberia ACTBD (trong tháng 4) Sang tháng 5, hoạt động gió mùa tây nam phát triển ảnh hưởng đến vùng B1, B4, N1, N2 N3 Đến tháng 7, hoạt động RTXD thể rõ thông qua dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ) làm tăng lượng mưa vùng B2 B3 Mưa lớn vùng B4, N1 N2 tập trung chủ yếu tháng 10 11 phần lớn hoạt động ITCZ ảnh hưởng kết hợp khơng khí lạnh với ITCZ Như vậy, thời kỳ hoạt động gió mùa mùa đơng, TXx, TNn, SNNN SNRĐ vùng phía bắc chịu chi phối áp cao Siberia Bên cạnh đó, áp thấp Aleut rãnh Đông Á xem nhân tố giúp khơng khí lạnh tăng cường Trong tháng mùa hè, ACTBD có ảnh hưởng đến TXx SNNN hầu hết vùng (trừ vùng N3) Sự kết hợp khơng khí lạnh với tín phong đơng nam (trong tháng 4), hoạt động gió mùa tây nam (trong tháng 5) hay hoạt động ITCZ (trong tháng 7) kết hợp với khơng khí lạnh (tháng 10 11) nhân tố làm tăng lượng mưa nói chung hay RXx SNML nói riêng vùng 21 KẾT LUẬN Với mục tiêu đánh giá tác động BĐKH tồn cầu đến cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam, luận án sử dụng số liệu quan trắc 70 trạm khí tượng lãnh thổ Việt Nam; số liệu tái phân tích tồn cầu số nguồn số liệu khác chủ yếu thời kỳ 1961-2010 Từ đó, luận án xác định mức độ xu biến đổi số cực trị khí hậu ECEs Việt Nam, mối quan hệ tương quan Ts cường độ trung tâm khí áp (những nhân tố biểu thị biến đổi khí hậu tồn cầu) với cực trị khí hậu ECEs vùng khí hậu Việt Nam tháng, mùa Đồng thời, xu biến đổi Ts, cực trị khí hậu ECEs cường độ trung tâm khí áp tháng, mùa xác định dựa hệ số góc Sen kiểm nghiệm Mann Kendall Kết nhận cho phép rút số nhận xét sau: Về xu biến đổi số trung tâm khí áp ảnh hưởng đến Việt Nam thời kỳ 1961-2010 - Áp cao Siberia có cường độ giảm, đồng thời phạm vi hoạt động bị thu hẹp lùi phía bắc thời kỳ mùa đông Cường độ áp thấp Aleut, áp thấp Nam Á RTXD có xu tăng hầu hết tháng hoạt động phạm vi hoạt động chúng biến đổi qua thập kỷ - Các trung tâm tác động khác ACTBD, áp cao Mascaren áp cao Châu Úc có xu hướng tăng cường độ ngày mở rộng qua thập kỷ - Sự mạnh lên áp thấp Nam Á, RTXD, ACTBD suy yếu áp cao Siberia hệ nóng lên tồn cầu 22 Về xu biến đổi số cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan lãnh thổ Việt Nam - Trong mùa, TNn TN10 có xu tăng từ 0,2 đến 0,6 C/thập kỷ, với xu tăng mạnh mùa đông, điển hình vùng N2, N3 số trạm miền núi Trong tháng chuyển tiếp (tháng 4, 11), TNn TN10 có xu tăng giảm chậm vùng phía bắc Trừ vùng N3, TXx TX90 có xu tăng lên khoảng 0,1 đến 0,40C/thập kỷ, với tốc độ tăng nhanh xảy vùng N2 - Trừ vùng N3, SNNN NNGG có xu tăng lên hầu hết tháng mùa hè với tổng SNNN năm nhiều trạm tăng khoảng đến ngày/thập kỷ Đặc biệt, SNNN/NNGG thường tăng mạnh mùa hè sau thời kỳ El Nino giảm sau thời kỳ La Nina SNRĐ SNRH có xu giảm với xu giảm nhanh vùng vùng B1, B2 B3 (khoảng đến ngày/thập kỷ) SNRĐ SNRH giảm năm El Nino, lại tăng lên năm La Nina - RXx SNML năm có xu giảm hầu hết trạm thuộc vùng B1, B2, B3 N3 với tốc độ giảm tương ứng từ đến 10mm/thập kỷ 0,3 đến 0,5 ngày/thập kỷ Riêng số trạm Bắc Quang Trường Sa, RXx lại có xu tăng lên Trên vùng B4, N1 N2, RXx, RX95 SNML có xu tăng tương ứng khoảng từ 10 đến 30 mm/thập kỷ 0,5 đến ngày/thập kỷ, với tốc độ tăng mạnh mùa thu vùng N1 Về tác động BĐKH tồn cầu đến cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam: - Ts trung bình vùng V1 (0 - 200N; 1000E - 1200E) vùng V2 (100S-100N, 60-1000E) tăng lên làm giảm SNRĐ 23 vùng khí hậu phía bắc làm tăng TNn, TXx SNNN hầu hết vùng khí hậu Việt Nam (trừ vùng N1 N3) - Sự suy yếu áp cao Siberia kết hợp với tăng Ts vùng V3 (150 - 400N; 1000E - 1200E) có liên quan với tăng lên TNn giảm SNRĐ vùng khí hậu phía bắc Việt Nam Song tăng cường áp cao với suy yếu áp thấp Nam Á ACTBD tháng lại làm giảm TX90, SNNN vùng - Sự tăng cường ACTBD phù hợp với tăng TNn, TXx SNNN vùng khí hậu phía bắc vùng N2 Đặc biệt, năm ACTBD tăng cường lấn mạnh sang phía tây SNNN vùng B4 tăng mạnh Điều gợi lên vai trị ACTBD có liên quan mật thiết với tượng nắng nóng Việt Nam - Sự tăng RXx SNML vùng N1 mùa thu phù hợp với tăng cường RTXD, nguyên nhân khiến TXx, TX90, TNn TN10 có xu giảm thời kỳ Tóm lại, nói biến đổi khí hậu tồn cầu mà biểu rõ rệt tăng lên nhiệt độ trung bình tồn cầu dẫn đến biến đổi hệ thống hoàn lưu khí đặc trưng trung tâm khí áp mà hệ ảnh hưởng đến cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan qui mơ tồn cầu nói chung, Việt Nam nói riêng Mối quan hệ chứng minh phần qua kết nghiên cứu luận án Tuy nhiên, tính chất phức tạp hệ thống khí hậu, việc lý giải cách đầy đủ chế vật lý mối liên hệ biến đổi cực trị khí hậu 24 tượng khí hậu cực đoan Việt Nam với nóng lên tồn cầu cần nghiên cứu thêm tương lai Mặc dù vậy, trình thực luận án, số vấn đề khoa học gợi mở vượt khn khổ luận án Thiết nghĩ chủ đề tiếp tục nghiên cứu sâu hơn, bao gồm: 1) Sự tăng lên số ngày mưa lớn vùng khí hậu phía Nam, đặc biệt Nam Trung Bộ, liên quan đến dịch chuyển theo không gian thời gian hệ thống gây mưa lớn bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới tương tác chúng với xâm nhập sâu khơng khí lạnh 2) Sự biến đổi cực đoan khí hậu liên quan với biến đổi chu kỳ hoạt động ENSO chế vận chuyển nhiệt ẩm khu vực Làm sáng tỏ mối quan hệ góp phần lý giải nguyên nhân gây biến đổi cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam 3) Việt Nam nằm khu vực gió mùa châu Á điển hình Sự biến đổi cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam chắn có liên quan mật thiết với biến đổi chế độ hoạt động hệ thống Đây có lẽ lớp tốn quan trọng lý thú cần nghiên cứu sâu 25 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Vũ Thanh Hằng, Chu Thị Thu Hường, Phan Văn Tân (2009), Xu biến đổi lượng mưa ngày cực đại Việt Nam giai đoạn 1961-2007, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 25, Số 3S, pp 423-430 Chu Thị Thu Hường, Phan Văn Tân, Vũ Thanh Hằng, (2010), Mức độ xu biến đổi tốc độ gió cực đại khu vực Việt Nam thời kỳ 1961-2007, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số 597, pp 32-41 Chu Thị Thu Hường, Phan Văn Tân, Phạm Thị Lê Hằng, Vũ Thanh Hằng (2010), Mức độ xu biến đổi nắng nóng Việt Nam giai đoạn 1961-2007, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 26, Số 3S, pp 370-383 Chu Thị Thu Hường, Phan Văn Tân (2010), Hoạt động áp cao Siberia với nhiệt độ khu vực Bắc Bộ Việt Nam, Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, số 599, pp 30-38 Chu Thị Thu Hường, Phan Văn Tân (2012), Mối quan hệ nắng nóng rét đậm lãnh thổ Việt Nam với xạ sóng dài xa, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, Số 614, Tháng 2/2012, pp 814 Chu Thị Thu Hường (2013), Sự biến đổi cường độ vị trí áp cao Thái Bình Dương, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, Số 635, Tháng 11/2013, pp 35-42 ... tiêu luận án - Chỉ mức độ xu biến đổi số cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam, - Đánh giá tác động BĐKH toàn cầu đến cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Đối tượng phạm vi nghiên cứu. .. tài luận án là: ? ?Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu tồn cầu đến số cực trị khí hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam? ?? nhằm lý giải phần nguyên nhân biến đổi cực trị khí hậu ECEs lãnh thổ Việt Nam. .. hậu tượng khí hậu cực đoan Việt Nam Chương 4: Mối liên hệ biến đổi khí hậu tồn cầu số cực trị khí hậu, tượng khí hậu cực đoan Việt Nam 4 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Một số khái niệm 1.1.1 Cực trị khí