Nghiên cứu một số phương trình toán trong mô hình biến đổi khí hậu

Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐẠI BÌNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG TRÌNH TỐN TRONG MƠ HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: TOÁN ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TSKH Bùi Tá Long ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cán chấm nhận xét 1: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cán chấm nhận xét 2: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM KHOA TOÁN ỨNG DỤNG Độc lập - Tự - Hạnh phúc -oOo - PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Đại Bình Ngày, tháng, năm sinh: 08-09-1982 Phái: Nam Nơi sinh: Tiền Giang Chuyên ngành: TOÁN ỨNG DỤNG MSHV: 02407154 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG TRÌNH TỐN TRONG MƠ HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN : · Nghiên cứu số phương trình tốn mơ hình tích hợp đánh giá tác động phụ khí nhà kính (IMAGE) · Xây dựng giải thuật tìm điӇm cân bҵng cho tốn tổng quát · Đánh giá giải thuật, chạy kịch cụ thể và minh họa phần mềm IMAGE 2.2 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 25/01/2010 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TSKH Bùi Tá Long CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS.TSKH Bùi Tá Long PGS TS Nguyễn Đình Huy LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn Phó giáo sư tiến sĩ khoa học Bùi Tá Long- Trưởng phòng Tin học môi trường, Viện Môi trường Tài nguyên, Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh, người ln khuyến khích, quan tâm giúp đỡ, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến tập thể Thầy, Cơ phịng Đào tạo sau Đại học, Bộ mơn Tốn Ứng Dụng- Khoa Khoa học ứng dụng- Trường Đại học Quốc gia Tp HCM tận tình dạy dỗ , truyền đạt kiến thức cho tơi suốt khố học Tơi xin gửi lời cám ơn chân thành đến bạn thuộc phịng Tin học Mơi trường, Viện Mơi trường tài nguyên, Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh giúp tơi nhiều khâu chỉnh sửa trình bày luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân yêu nhất, ln khích lệ giúp đỡ tơi suốt thời gian học tập vừa qua Cuối xin gởi lời cảm ơn đến tập thể lớp K2007 lớp cao học Toán ứng dụng- người bạn yêu q ln đồng hà nh, giúp đỡ chia khó khăn tơi suốt q trình học tập Nguyễn Đại Bình MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v TÓM TẮT… vi MỞ ĐẦU… CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Các định nghĩa khái niệm .6 1.1.1 Mơ hình IMAGE (90) 1.1.2 Các khái niệm liên quan 1.1.3 Phương trình tốn mơđun mơ hình IMAGE (90) 10 1.2 Các nghiên cứu ngồi nước .21 1.3 Các nghiên cứu nước 21 1.3.1 Các kịch BĐKH cho Việt nam xây dựng bao gồm: 21 1.3.2 Tiêu chí để lựa chọn kịch BĐKH cho Việt nam 22 1.3.3 Một số ứng dụng tính tốn BĐKH cho Việt nam giai đoạn 2010 – 2100 24 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG TRÌNH TỔNG QUÁT TRONG MƠ HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TỒN CẦU IMAGE……… 27 2.1 2.2 2.3 Phương trình trạng thái 27 Phân tích cấu trúc mơ hình IMAGE 31 Tóm tắt đánh giá giải thuật 40 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH IMAGE CHẠY CHO MỘT SỐ KỊCH BẢN 42 3.1 3.2 3.3 3.4 Cấu trúc mô hình biến đổi khí hậu IMAGE 2.2 42 Mơ tả nhóm liệu mơ hình IMAGE 2.2 .44 Giới thiệu kịch biến đổi khí hậu: .48 Kết chạy chương trình IMAGE 2.2 SRES .51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 Tài liệu tham khảo 66 Phụ lục…… i Bảng 1-1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ACM Mơ hình hóa học khí mơ hình IMAGE AEM Mơ hình kinh tế nơng nghiệp IMAGE AGCM Mơ hình tuần hồn tổng qt khí quyển AOS Hệ thống khí đại dương IMAGE CFC Hợp chất Choloroflorocacbon EDGAR Cơ sở liệu phát thải cho nghiên cứu khí tồn cầu EE Mơ hình phát thải lượng IMAGE EEA Cơ quan môi trường Châu Âu EIS Hệ thống lượng công nghiệp IMAGE FAO Tổ chức nông nghiệp thực phẩm Liên bang Mĩ GCM Mơ hình tuần hồn tổng qt GDP Thu nhập bình qn đầu người GEO Tổng quan mơi trường tồn cầu GHG Khí nhà kính GIS Hệ thống thơng tin địa lí GPS Định vị mẫu địa lí IMAGE GTAP Dự án phân tích thương mại tồn cầu GWP Khả ấm lên toàn cầu HYDE Dữ liệu hàng năm mơi trường tồn cầu IEA Cơ quan lượng quốc tế IMAGE Mơ hình tích hợp để đánh giá mơi trường tồn cầu IPCC Ủy ban Liên phủ Biến Đổi Khí hậu (www.ipcc.ch) ISO Tổ chức quốc tế tiêu chuẩn (www.ipcc.ch) LCM Mô hình thảm thực vật IMAGE LDM Mơ hình thối hóa đất IMAGE LUEM Mơ hình đất dùng IMAGE MAGICC Mơ hình đánh giá biến đổi khí hậu khí nhà kính NASA Cơ quan khơng gian khí quốc gia Hoa Kì ii NGO Tổ chức phi phủ OCM Mơ hình cacbon đại dương IMAGE OECD Tổ chức phát triển liên hiệp kinh tế OGCM Mơ hình tuần hồn tổng qt cho đại dương IMAGE PHOENIX Mơ hình tích hợp Sức khỏe Dân số IMAGE RIVM Viện quốc gia Hà Lan Sức khỏe Môi trường SAR Báo cáo đánh giá thứ hai IPCC SRES Báo cáo đặc biệt kịch phát thải khí IPCC TAR Báo cáo thứ ba IPCC TARGETS Công cụ đánh giá mơi trường sức khỏe tồn cầu TCM Mơ hình cacbon đất IMAGE TES Hệ thống mơi trường đất IMAGE TIMER Mơ hình lượng khu vực IMAGE TVM Mơ hình thực vật đất IMAGE UDCM Mơ hình khuếch tán lên khí hậu IMAGE UNEP Chương trình mơi trường Liên bang Mĩ USS Hệ thống hỗ trợ người dùng WHO Tổ chức sức khỏe Thế giới WMO Tổ chức khí tượng giới BĐKH Biến đổi khí hậu iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ii Bảng 1-1 Mức tăng nhiệt độ trung bình ( 0C) 23 Bảng 1-2 Mức tăng nhiệt độ trung bình ( 0C) 23 Bảng 3-1 Mô tả liệu mơ hình kinh tế giới .44 Bảng 3-2 Mô tả liệu mô hình thảm thực vật mặt đất 44 Bảng 3-3 Mơ tả liệu mơ hình kinh tế nông nghiệp 44 Bảng 3-4 Mơ tả liệu mơ hình thực vật .45 Bảng 3-5 Mơ tả liệu mơ hình phát thải khí CO sử dụng đất 45 Bảng 3-6 Mơ tả liệu cho mơ hình cung cầu lượng 46 Bảng 3-7 Mô tả liệu cho mơ hình phát thải khí công nghiệp sử dụng lượng 46 Bảng 3-8 Mô tả liệu cho mô hình cacbon đất 47 Bảng 3-9 Mơ tả liệu cho mơ hình cacbon đại dương 47 Bảng 3-10 Mơ tả liệu cho mơ hình hóa chất khí 47 Bảng 3-11 Mơ tả liệu cho mơ hình khí hậu .48 Bảng 3-12 Mô tả liệu cho mơ hình hệ thống định vị tồn cầu 48 Bảng 3-13 Mô tả liệu cho mơ hình thối hóa đất .48 Bảng 3-14 Mơ tả liệu cho mơ hình tăng mực nước biển 48 Bảng 3-15 Mức tăng nhiệt độ trung bình năm ( 0C) so với thời kỳ 1980- 1999 theo kịch phát thải cao (A2) 62 Bảng 3-16 Mức thay đổi lượng mưa năm (%) (A2) .63 Bảng phụ lục Các tham số hàm phụ trợ Bảng phụ lục Các tham số xấp xỉ tuyến tính phụ trợ môđun đất dùng IMAGE Bảng phụ lục Những tham số xấp xỉ logic tuyến tính mơđun đất dùng IMAGE .3 Bảng phụ lục Đơn vị Bảng phụ lục Các hợp chất hóa học gây hiệu ứng nhà kính Bảng phụ lục Các đơn chất hóa học iv DANH MỤC HÌNH Hình 1-1 Sơ đồ mơ hình IMAGE (90) .6 Hình 1-2 Các khu vực giới Hình 1-3 Sơ đồ mơ hình IMAGE 2.4 .21 Hình 2-1 Sơ đồ hệ thống rút gọn cho mơ hình IMAGE 30 Hình 2-2 Mơ hình khuếch tán dạng khối cho dòng CO đại dương .32 Hình 2-3 Sơ đồ hệ thống cho sáu hệ sinh thái dùng IMAGE 34 Hình 2-4 Sơ đồ hệ thống cho phân bố lại đất dùng 36 Hình 3-1 Sơ đồ mơ hình IMAGE 2.2 đầy đủ 42 Hình 3-2 Sơ đồ mơ hình IMAGE 2.2 rút gọn .43 Hình 3-3 Hình minh họa nội dung kịch BĐKH 49 Hình 3-4 Nồng độ CO2 khí tồn cầu 52 Hình 3-5 Độ biến thiên nhiệt độ bề mặt toàn cầu 52 Hình 3-6 Độ dâng mực nước biển trung bình tồn cầu 53 Hình 3-7 Khoảng thay đổi nhiệt độ hàng năm (2010) 53 Hình 3-8 Nồng độ CO2 khí tồn cầu 54 Hình 3-9 Độ biến thiên nhiệt độ bề mặt toàn cầu 54 Hình 3-10 Độ dâng mực nước biển trung bình tồn cầu 55 Hình 3-11 Khoảng thay đổi nhiệt độ hàng năm (2010) 55 Hình 3-12 Nồng độ CO2 khí tồn cầu .56 Hình 3-13 Độ biến thiên nhiệt độ bề mặt toàn cầu 56 Hình 3-14 Độ dâng mực nước biển trung bình tồn cầu 57 Hình 3-15 Khoảng thay đổi nhiệt độ hàng năm (2010) 57 Hình 3-16 Nồng độ CO2 khí tồn cầu .58 Hình 3-17 Độ biến thiên nhiệt độ bề mặt tồn cầu 58 Hình 3-18 Độ dâng mực nước biển trung bình tồn cầu 59 Hình 3-19 Khoảng thay đổi nhiệt độ hàng năm (2010) 59 Hình 3-20 Nồng độ CO2 khí tồn cầu .60 Hình 3-21 Độ biến thiên nhiệt độ bề mặt toàn cầu 60 Hình 3-22 Độ dâng mực nước biển trung bình tồn cầu 61 Hình 3-23 Khoảng thay đổi nhiệt độ hàng năm (2010) 61 Hình 3-24 Lượng mưa năm tính từ năm 1990 đến năm 2010 .63 v TÓM TẮT Luận văn trình bày sở tốn học mơ hình đánh giá tác động hiệu ứng nhà kính – mơ hình IMAGE Các phương trình tốn học cho dạng hệ thống phương trình động lực thể tham gia yếu tố người phát thải khí nhà kính sử dụng đất Luận văn trình bày kết phân tích tính ổn định hệ thống gồm nhiều phương trình phi tuyến cho nhìn sâu sắc tượng mơi trường Các kỹ thuật tốn học dùng cơng trình phổ biến hữu ích mơ hình mơi trường Thêm vào phương pháp giúp nhà tốn học vào phân tích cấu trúc sâu mơ hình IMAGE (90), giả thuyết kết luận mơ hình vi Hình 3-22 Độ dâng mực nước biển trung bình tồn cầu Hình 3-23 Khoảng thay đổi nhiệt độ hàng năm (2010) 61 Các số liệu cụ thể theo vùng tính tốn cho Việt nam - Theo kịch phát thải cao (A2) : Vào cuối kỉ 21, nhiệt độ trung bình năm vùng khí hậu phía Bắc tăng so với trung bình thời kì 1980 - 1999 khoang 3.1 đến 3.6 0C, Tây Bắc 3.3 0C, Đông Bắc 3.2 0C, Đồng Bắc Bộ 3.1 0C Bắc Trung Bộ 3.6 0C Mức tăng nhiệt độ trung bình năm vùng khí hậu phía Nam 2.4 0C Nam Trung B ộ, 2.10C Tây Nguyên 2.60C Nam Bộ (Bảng 3-15) Bảng 3-15 Mức tăng nhiệt độ trung bình năm ( 0C) so với thời kỳ 1980- 1999 theo kịch phát thải cao (A2) Vùng Các mốc thời gian kỉ 21 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Tây Bắc 0.5 0.8 1.0 1.3 1.7 2.0 2.4 2.8 3.3 Đông Bắc 0.5 0.7 1.0 1.3 1.6 1.9 2.3 2.7 3.2 ĐB Bắc Bộ 0.5 0.7 1.0 1.3 1.6 1.9 2.3 2.6 3.1 Bắc Trung Bộ 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.2 2.6 3.1 3.6 Nam Trung Bộ 0.4 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 Tây Nguyên 0.3 0.5 0.7 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.1 Nam Bộ 0.4 0.6 0.8 1.0 1.3 1.6 1.9 2.3 2.6 - Theo kịch phát thải cao (A2) : Vào cuối kỉ 21, lượng mưa năm tăng so với trung bình thời kỳ 1980- 1999, khoảng 9- 10% Tây Bắc, Đ ông Bắc, 10% Đồng Bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, 4- 5% Nam Trung Bộ khoảng 2% Tây Nguyên, Nam Bộ (Bảng 3-16) Lượng mưa thời kỳ từ tháng III đến tháng V giảm từ 6- 9% Tây Bắc, Đông Bắc Đồng Bắc bộ, khoảng 13% Bắc Trung Bộ, lượng mưa o mùa khô Nam trung bộ, Tây nguyên, Nam giảm tới 13- 22% so với thời kỳ 1980- 1999 Lượng mưa tháng cao điểm mùa mưa tăng từ 12- 19% bốn vùng khí hậu phía Bắc Nam trung bộ, Tây nguyên Nam vào khoảng 1- 2% 62 Hình 3-24 Lượng mưa năm tính từ năm 1990 đến năm 2010 Bảng 3-16 Mức thay đổi lượng mưa năm (%) (A2) Vùng Các mốc thời gian kỉ 21 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Tây Bắc 1.6 2.1 2.8 3.7 4.5 5.6 6.8 8.0 9.3 Đông 1.7 2.2 2.8 2.8 4.6 5.7 6.8 8.0 9.3 1.6 2.3 3.0 3.8 5.0 6.1 7.4 8.7 10.1 1.8 2.3 3.0 3.7 4.8 5.9 7.1 8.4 9.7 0.7 1.0 1.2 1.7 2.1 2.5 3.0 3.6 4.1 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.8 Bắc ĐB Bắc Bộ Bắc Trung Bộ Nam Trung Bộ Tây 63 Nguyên Nam Bộ 0.3 0.4 0.6 0.7 1.0 1.2 1.4 1.6 1.9 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nghiên cứu mơ hình biến đổi khí hậu tồn cầu quốc gia tốn quan tâm phương diện lý luận thực tiễn, từ đề tài thực nhằm đáp ứng nhu cầu đặt cho khoa học công nghệ Luận văn thực đạt kết sau đây: - Chương tổng quan nghiên cứu liên quan đến đề tài Kết tr ình bày chương cho thấy nghiên cứu ứng dụng phương pháp toán học đác Viện mơi trường ngồi nước nghiên cứu Trong nghiên cứu mơ hình IMAGE người Hà Lan mơ tả tồn diện Biến đổi khí hậu tồn cầu Với Việt nam điều quan tâm nhiều thay đổi nhiệt độ hàng năm dâng cao mực nước biển Trong chương trình bày phép tốn mơ hình cấu tạo nên IMAGE Phần phục vụ cho Chương Luận văn - Dưa khái niệm chương 1, chương xây dựng mơ hình để tính tốn yếu tố liên quan đến Biến đổi khí hậu tồn cầu, tập trung chủ yếu vào chu trình cacbon đất– nước- khí Trong chương đưa phương trình tốn tổng qt mơ hình BĐKH IMAGE (90), đưa giải thuật phân tích trạng thái cân ổn định hệ thống - Trong chương trình bày kết ứng dụng chương vào mơ hình IMAGE để đánh giá tác động hiệu ứng nhà kính lên khí hậu tồn cầu ( h họa phần mềm IMAGE 2.2) Tính đề tài - Trong đề tài dựa sở lý thuyết trình bày tài liệu trích dẫn tài liệu tham khảo đề xuất phương pháp nghiên cứu yếu tố biến đổi khí hậu 64 - Đã áp dụng cơng thức tốn vào mơ hình biến đổi khí hậu từ đưa nhận định xác tượng biến đổi khí hậu người gây - Áp dụng phần mềm IMAGE 2.2 trình diễn BĐKH toàn cầu Hạn chế đề tài - Do đề tài rộng lớn thời gian thực có giới hạn nên đề tài chưa thể nêu lên phân tích hết nội dung liên quan đến vấn đề nghiên cứu - Chưa áp dụng cụ thể vào khu vực nước Việt nam - Vì trình thực đề tài, luận văn tham khảo tài liệu nước nên cịn số lỗi ngơn từ chưa chuẩn hóa theo ngơn ngữ tiếng Việt Hướng hồn thiện Với kết đạt hạn chế trên, hướng hoàn thiện đề tài thể nội dung sau : - Bổ sung kịch biến đổi khí hậu cho vùng nước Việt nam - Tiếp tục cập nhật hạn chế cho mơ hình Đề xuất - Ứng dụng mạnh mẽ toán học quản lý bảo vệ môi trường - Dựa theo phần mềm IMAGE để xây dựng phần mềm BĐKH viết kịch cho vùng nước Việt nam 65 Tài liệu tham khảo A.F.Bouwman, T.Kram and K.Klein Goldewijk Intergrated modelling of global environmental change Bouwman, A F And Swart, R J Land use model to predict trends in land use related emissions RIVM Rept 222901005, Bilthoven, The Netherlands, 1991 Braddock, R D And Filar, J A Response times of the ocean Coastal Engineering- Climate for Change, ed R G Bell et al.,1991 Bùi Tá Long, 2008 Mơ hình hóa mơi trường Đại học Quốc gia Tp.HCM, 441 trang Burden R.L., Faires J.D Numerical analysis (7ed., Brooks Cole, 2001) Conte, S D And de Boor, c Elementary Nemerical Analysis, 3rd ed McGraw- Hill Book Co., New York, 1980 Den Elzen, M G J., Rotmans, J., and Swart, R J The role of CFCs and subsitutes ans other halogenated chemicals in climate change Rivm rept 222, Bilthoven, The Netherlands, 1991 Gamlen, P H., Lane, B C., Midgley, P M., and Steed, J M The production and release to the atmosphere of CC13F and CC13F2 (Chloroflurocarbons CFC-11 and CFC- 12) Atmos Environ 1986, 20, 1077- 1085 Gourdriaan, J and Ketner, P A Simulation study for global carbon cycle including man’s impact on the biosphere Climatic Change 1984, 6, 167-192 10.Hoàng Kiếm, Bùi Tá Long Ứng dụng CNTT công tác quản lý môi trường địa phương Việt nam – trạng số giải pháp Tuyển tập Báo cáo hội thảo lần thứ “Tin học môi trường vấn đề đào tạo nguồn nhân lực”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp HCM, trang – 17 11.Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Climate Change : The IPCCScientific Assessment, eds J.T.Houghton, G.J Jenkins, J J Ephraums, Cambridge University Press, Cambridge, 1990 12.Lashof, D A The dynamic greenhouse : Feedback processes that may influence future concentratons of atmostpheric trace gases and climatic change Climate Change 1989 14 213-242 66 13.Morris W.Hirsch and Stephen Smale, University of California, Berbeley : Differential Equations, Dynamical Systems, and Linear Algebra 14.Nguyễn Thế Hồn, Phạm Phu Cơ sở phương trình vi phân lý thuyết ổn định 15.Paul G.Hoel, Sydney C.Port, Charles J.Stone, University of California Los Angeles : Introduction Stochastic Process 16.Pim Martens and Jan Rotmans Climate change : An integrated perspective 17.Rotmans, J and Swart, R J Modelling tropical deforestation and its consequences for global climate Ecological Modelling 1991, 58, 217-248 18.Rotmans, J., Swart, R J., and Vrieze, O J The role of the CH4-CO-OH cycle in the greeenhouse problem Science of the Total Environment 1990, 94 (3), 233-252 19.Rotmans, J.and Swart, R.J.Modelling tropical deforestation and its consequences for global climate Ecological Modelling 1991, 58, 217-248 20.Rotmans J IMAGE : An Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/ Boston/ London, The Netherlands, 1990 21.Shine, K P., Derwent, R P.,Wrebbles, D J., and Morcrette, J J Radioactive forcing of Climate Climate Change : The IPCC Scientific Assessment, eds J T Houghton, G J Jenkins, and J J Ephraums, Cambridge University Press, Cambridge, 1990 22.Tham khảo trang web : http://www.pbl.nl thuộc Viện nghiên cứu môi trường Hà Lan 23.Wigley, T M L Future CFC concentrations under the Montreal Protocol and their greenhouse effect implications Nature 1988, 335, 333-335 24.Wigley, T M L., and Schlesinger, M E Analytical solution for the effect of increasing CO2 on global mean temperature Nature 1985, 315, 649-652 25.William e.Boyce Richard c.Diprima Elementary differental equations and boundary value problems 67 Phụ lục Bảng phụ lục Các tham số hàm phụ trợ Kí hiệu Li,1 ( t ) Mô tả Sự sa mạc hố đất nơng nghiệp Ghi IMAGE AGDSRT Li,2 ( t ) Sản phẩm gỗ thương mại COMM Li,3 ( t ) Sự phá rừng rậm để trồng trọt DEFAGC Li,4 ( t ) Sự phá rừng thưa trồng trọt DEFAGO Li,5 ( t ) DEFYSH Li,6 ( t ) Sự phá rừng thưa thay đổi đất canh tác Sự thối hố đất nơng nghiệp DEGAGR Li,7 ( t ) Sự thoái hoá đất đồng cỏ DEGGRA Li,8 ( t ) Sự tàn phá rừng rậm vật nuôi DFLIVC Li,9 ( t ) Sự phá rừng thưa vật nuôi DFLIVO Li,10 ( t ) Thu gom gỗ nhiên liệu FWODT Li,11 ( t ) Sự sa mạc hoá đất đồng cỏ GRDSRT Li,12 ( t ) IND Li,13 ( t ) Các dự án công nghiệp kiến trúc hạ tầng Số vùng đất tưới tiêu IRRT Li,14 ( t ) Diện tích rừng tái sinh REFORT Li,15 ( t ) Sự phát triển dân sơ tồn cầu tương đối RPOPT Li,16 ( t ) Lớp phù hợp cho rừng rậm SCULF Li,17 ( t ) SURFC Li,18 ( t ) Tổng cộng lớp phù hợp cho hệ sinh thái Nhu cầu đất nông nghiệp hàng năm YDMAGR Li,19 ( t ) Sự mở rộng đất nông nghiệp hàng năm YDMOTH Li,20 ( t ) Sự chuyển đổi đất canh tác hàng năm YSHFTC Li,21 ( t ) Hàm trợ giúp Li,22 ( t ) Hàm trợ giúp Bảng phụ lục Các tham số xấp xỉ tuyến tính phụ trợ môđun đất dùng IMAGE Sym bol Africa (i=1) Latin Americ a (i=2) ci,1 7.00e7 7.20e1 South east Asia (i=3) 2.50e8 ag 1.00e0 1.00e0 1.00e0 ci,3 5.93e5 1.77e6 1.80e6 ci,4 7.60e6 3.00e6 1.70e6 ci,5 0.00e0 0.00e0 ci,6 ci,7 0.00e0 6.00e7 ci,8 Mơ tả Chú thích IMAGE COMM85 0.00e0 Giá trị đầu đất nông nghiệp năm 1900 Chỉ mục sách cho sản xuất gỗ thương mại Sản xuất gỗ thương mại năm 1985 Thu gom gỗ nhiên liệu năm 1985 Vùng tưới tiêu năm 1985 0.00e0 1.00e8 0.00e0 1.35e8 Vùng tưới tiêu năm 1900 Số lượng gia súc lớn năm 1900 IR1900 CT1900 2.06e2 3.45e2 5.14e2 Năng suất gia súc lớn Y1900 ci,9 8.00e0 4.40e0 Dân số năm 1985 PR1900 ci,10 5.53e8 4.04e8 1.00e1 1.47e9 P85 ci,11 4.33e7 4.03e8 2.27e8 ci,12 1.49e8 1.80e8 2.55e7 ci,13 5.75e6 6.60e7 3.53e7 ci,14 2.6e7 4.40e7 1.84e7 Diện tích rừng rậm lớp phù hợp Diện tích rừng rậm lớp phù hợp Diện tích rừng rậm lớp phù hợp Diện tích rừng rậm lớp phù hợp SUCL(1)+SUOP(1)+SUOT(1) ci,15 ci,16 3.17e8 4.97e8 5.60e8 3.08e8 3.66e8 4.35e7 SUCL(2)+SUOP(2)+SUOT(2) SUCL(3)+SUOP(3)+SUOT(3) ci,17 5.77e7 1.00e8 5.91e7 SUCL(4)+SUOP(4)+SUOT(4) ci,18 1.13e9 2.55e8 5.18e7 csi,1 1.30e0 1.00e0 t ci,1 1.30e0 1.30e0 7.00e1 1.00e1 Diện tích rừng thưa lớp phù hợp thứ i Diện tích đất khác lớp thứ i Số lượng đất trống cho gia đình năm 1985 Số lượng đất trống cho gia đình năm 2100 ci,2 AGRCIN POLIND FWOOD8 IRR85 SUCL(1) SUCL(2) SUCL(3) SUCL(4) SUOP(i) SUOT(i) CLF85 CLFTAB csi,2 1.10e2 1.40e2 t ci,2 1.70e2 2.00e2 csi,3 8.40e-1 6.00e-1 t ci,3 6.50e-1 5.00e-1 csi,4 6.10e-1 5.00e-1 t ci,4 8.00e-1 7.50e-1 1.70e2 Số lượng ngũ cốc đầu người 1985 2.30e2 Số lượng ngũ cốc đầu người 2100 9.00e- Tỷ lệ thức ăn so với thực phẩm 1985 6.50e- Tỷ lệ thức ăn so với thực phẩm 2100 5.00eDiện tích khác ngũ cốc 1985 7.00eDiện tích khác ngũ cốc 2100 CE85 CETAB FOD85 FODTAB NCE85 NCETAB Bảng phụ lục Những tham số xấp xỉ logic tuyến tính môđun đất dùng IMAGE Ký hiệu Giá trị Châu Châu phi Mỹ (i=1) Latin (i=2) 8.00e0 7.00e0 Đông Nam Á (i=3) t ci,5 6.00e0 7.00e0 7.00e0 csi,6 4.50e0 2.42e0 1.00e-1 Số người gia đình 1985 Số người gia đình 2100 Năng suất gia súc lớn 1985 t ci,6 4.00e0 3.50e0 3.00e1 Năng suất gia súc lớn 2100 PRDTAB csi,7 7.00e-1 4.00e-1 5.00e-1 Dân số nông thôn năm 1985 RUR85 t ci,7 8.00e-1 6.00e-1 7.00e-1 Dân số nông thôn năm 2100 RURTAB csi,8 7.90e-1 9.00e-1 9.50e-1 Tỷ lệ tự túc năm 1985 SSR85 t ci,8 9.00e-1 1.50e0 1.10e0 Tỷ lệ tự túc năm 2100 SSRTAB csi,9 1.00e1 1.00e1 1.00e1 Chu trình du canh du cư 1985 SWC85 t ci,9 2.00e1 2.00e1 2.00e1 Chu trình du canh du cư 2100 SWCTAB csi,10 2.50e-2 9.00e-2 2.00e-2 SWFC85 t ci,10 3.50e-2 8.00e-2 4.00e-2 a ci,1 5.62e7 4.80e6 1.51e8 Phần trăm nông dân du canh du cư năm 1985 Phần trăm nông dân du canh du cư năm 2100 Par A hàm số gia súc csi,5 1.00e1 Mô tả Định nghĩa IMAGE NFM85 NFMTAB PRD85 SWFCTB CATA b ci,1 1.18e-1 4.10e-2 4.00e-2 Par B hàm số gia súc CATB c ci,1 1.40e-2 2.10e-2 4.00e-2 Par C hàm số gia súc CATC a ci,2 1.97e-1 7.30e-2 1.61e-1 COMA b ci,2 8.10e-2 1.93e-2 1.06e-1 c ci,2 2.17e-2 3.56e-2 3.17e-2 a ci,3 5.09e7 3.18e7 1.39e7 Par A hàm số khai thác gỗ thương mại Par B hàm số khai thác gỗ thương mại Par C hàm số khai thác gỗ thương mại Par A hàm dân số POPSCA b ci,3 1.73e-2 2.50e-2 4.33e-2 Par B hàm dân số POPSCB c ci,3 3.06e-2 3.46e-2 3.20e-2 Par C hàm dân số POPSCC a ci,4 3.20e4 1.02e5 1.75e5 Par A hàm tái sinh rừng REFA b ci,4 1.80e-4 6.30e-4 2.50e-3 Par B hàm tái sinh rừng REFB c ci,4 6.00e-2 6.00e-2 6.00e-2 Par C hàm tái sinh rừng REFC a ci,5 3.06e2 6.28e2 5.63e2 Par A hàm hiệu YA b ci,5 8.70e-2 1.50e-1 9.50e-2 Par B hàm hiệu YB c ci,5 1.80e-2 1.90e-2 2.40e-2 Par C hàm hiệu YC COMB COMC Bảng phụ lục Đơn vị s giây d ngày yr năm c centi (10-2) k kilo (103) M mega (106) G giga (109) T tera (1012) P peta (1015) E exa (1018) m2 Mét vuông hectare (104 m2; 10-2 km2) g gram Tonne metric tonne (106 g; 1000 kg) thousand 103 million 106 billion 109 oC Độ Celcius cal calorie (1 cal = 4.184 J) J joule (1 J = 0.239 cal) W watt (J s-1) ppmv Một phần triệu thể tích ppbv Một phần tỉ theo thể tích pptv Một phần ngàn tỉ theo thể tích DU Đơn vị Dobson m Mét GtC Giga cacbon Bảng phụ lục Các hợp chất hóa học gây hiệu ứng nhà kính NMVOC Hợp chất cacbon khơng có mê tan NOx Nitrogen oxides (NO + NO2) Các khí halocarbon Hợp chất muối chứa Clo Các hợp chất đa cacbon khác Chlorofluorocarbons (CFCs) Hydrochlorofluoroca rbons (HCFCs) Other Chlorocarbon s (CCs) Bromocarbon arbons s Hydrofluorocarbons (PFCs) & (HFCs) SF6 Halon-1211 CFC-11 (CCl3F) HCFC-22(CHClF2) CFC-12 HCFC- (CCl2F2) 123(CF3CHCl2) CFC-113 HCFC-124 (CCl2FCClF2) (CF3CHClF) CFC-114 HCFC-141b (CClF2CClF2) (CH3CFCl2) CFC-115 HCFC-142b HFC- (CF3CClF2) (CH3CF2Cl) 152a(CH3CHF2) HCFC225(C3HF5Cl2) CCl4a Perfluoroc CH3CCl3b CH3Cl (CBrClF2) Halon-1301 (CBrF3) CH3Br CF4 HFC-23(CHF3) C 2F HFC-32(CH2F2) SF6 c HFC-43-10(C5H2F10) HFC-125(C2HF5) HFC-134a(CH2FCF3) HFC-143a(CH3CF3) HFC-227ea(C3HF7) HFC-236fa(C3H2F6) HFC-245ca(C3H3F5) a carbon tetrachloride b methylchloroform c sulphur hexafluoride Bảng phụ lục Các đơn chất hóa học Các đơn chất C Carbon N Nitrogen P Phosphorous S Sulphur Các hợp chất hóa học CO2 Carbon dioxide CH4 Methane CO Carbon monoxide N2O Nitrous oxide NO Nitric oxide NO2 Nitrogen dioxide O3 Ozone SO2 Sulphur dioxide (CH3)2S Dimethyl sulphide (DMS) Khí aerosol Aerosols Sulphate, black carbon and organic carbon -Lý lịch trích ngang: Họ tên: Nguyễn Đại Bình Ngày, tháng, năm sinh: 08-09-1982 Nơi sinh: Tiền Giang Địa liên lạc: 39/1B1, đường 102, KP7, Phường Tăng Nhơn Phú A, Q9, TP.HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO (Bắt đầu từ Đại học đến nay) Từ năm 2001 đến năm 2005 : học Đại Học Sư Phạm TP HCM ngành Toán- Tin Từ năm 2007 đến năm 2010 học Cao Học Đại Học Bách Khoa TP HCM ngành Tốn Ứng Dụng Q TRÌNH CƠNG TÁC (Bắt đầu từ làm đến nay) Từ năm 2006 đến 2010 dạy mơn Tốn trường Trung học phổ thơng Phước Long, Quận 9, Tp Hồ Chí Minh ... Chuyên ngành: TOÁN ỨNG DỤNG MSHV: 02407154 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG TRÌNH TỐN TRONG MƠ HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN : · Nghiên cứu số phương trình tốn mơ hình tích hợp... hậu · Tìm hiểu phương trình tốn mơ hình biến đổi khí hậu · Nghiên cứu phương pháp xây dựng tốn biến đổi khí hậu · Đánh giá chất lượng mơ hình đề xuất Phạm vi giới hạn đề tài: Trong trình thực hiện,... mục tiêu nghiên cứu mơ hình tốn học biến đổi khí hậu Đây nghiên cứu tốn mơ hình hóa mơi trường Với việc sử dụng phương pháp tốn học tốn BĐKH, cơng trình hướng tới làm rõ sở tốn học số mơ hình tốn