CHƢƠNG 2 : SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
2.1.1. Cách tiếp cận nghiên cứu
a) Xác định điều kiện khô hạn
Như đã trình bày trong Chương 1, có rất nhiều chỉ số được áp dụng để xác định điều kiện khô hạn ở khu vực nghiên cứu. Ở Việt Nam, các chỉ số được sử dụng phổ biến nhất là K, SPI, PDSI, TC. Nhìn chung, chưa có sự thống nhất trong việc sử dụng một chỉ số để xác định điều kiện khô hạn trong các nghiên cứu. Trong một số nghiên cứu điều kiện khô hạn trong bối cảnh biến đổi khí hậu gần đây, các tác giả thường sử dụng chỉ số SPI và Palmer. Trong đó, chỉ số SPI được tính toán đơn giản hơn, do chỉ dựa vào lượng mưa. Tính toán chỉ số Palmer phức tạp hơn, do đòi hỏi nhiều loại số liệu.
Theo kịch bản BĐKH được Bộ TNMT công bố năm 2016, số liệu kịch bản sẵn có là lượng mưa và nhiệt độ. Xét các chỉ số khô hạn được sử dụng phổ biến hiện nay ở Việt Nam, các chỉ số sau có thể được tính toán từ số liệu sẵn có, gồm: SPI, TC hoặc chỉ tiêu mưa. Trong nhiều nghiên cứu khô hạn trong bối cảnh BĐKH đã được thực hiện, chỉ số SPI được sử dụng phổ biến (IMHEN, HUS và CSIRO, 2013; IMHEN và UNDP, 2015; Nguyễn Văn Thắng và nnk, 2017, 2018; Mai Kim Liên và Trần Duy Hiền, 2018).
Trong các nghiên cứu này, các tác giả đã chỉ ra ý nghĩa của điều kiện khô hạn ở các quy mô thời gian khác nhau:
- SPI1 (quy mô 1 tháng): Phản ánh điều kiện khô hạn khí tượng
- SPI3 và SPI6 (quy mô 3tháng): Phản ánh điều kiện khô hạn nông nghiệp.
- SPI3 và SPI6 (quy mô 6 tháng): Phản ánh điều kiện khô hạn thủy văn. Xuất phát từ thực tiễn số liệu có thể có và kế thừa các nghiên cứu đã được triển khai ở Việt Nam, luận văn lựa chọn chỉ số SPI để phục vụ tính toán điều kiện khô hạn ở tỉnh Phú Thọ trong bối cảnh BĐKH. Trong đó, điều kiện khô hạn (thiếu hụt lượng mưa) được xét ở các quy mô thời gian: 1 tháng (SPI1), 3 tháng
(SPI3) và 6 tháng (SPI6). Nhìn chung, việc sử dụng chỉ số SPI nhằm nghiên cứu điều kiện khô hạn trong bối cảnh BĐKH được kế thừa từ cách tiếp cận của một số nghiên cứu dưới đây.
b) Vấn đề tác động của BĐKH đến điều kiện khô hạn
Trên cơ sở chỉ số SPI được lựa chọn, điều kiện khô hạn trong quá khứ và tương lai được xác định theo số liệu quan trắc và dự tính. Theo các kết quả nghiên cứu đã công bố, điều kiện khô hạn chịu tác động bởi nhiều nhân tố khác nhau như El Nino (Nguyễn Đức Ngữ và nnk, 2002; Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu, 2004; Nguyễn Văn Thắng và nnk, 2015; Nguyễn Đức Hậu, 2001), các nhân tố địa phương (Nguyễn Văn Cư và nnk, 2001; Đào Xuân Học và nnk, 2001; Nguyễn Đức Ngữ và nnk, 2002; Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu, 2004) và biến đổi khí hậu toàn cầu (Phan Văn Tân và nnk, 2010; Nguyễn Văn Thắng và nnk, 2010, 2017, 2018; IMHEN, HUS và CSIRO, 2013; IMHEN và UNDP, 2015; IPCC, 2007, 2013; Trương Đức Trí, 2016; Mai Kim Liên và Trần Duy Hiền, 2018). Như vậy, làm thế nào để xác định được tác động của BĐKH đến điều kiện khô hạn ở khu vực tỉnh Phú Thọ? Thực tế trong các nghiên cứu đã chỉ ra, việc xác định một cách định lượng tác động của BĐKH đến các hiện tượng cực đoan nói chung, điều kiện khô hạn nói riêng là rất phức tạp.
Một cách tiếp cận đơn giản, biến đổi khí hậu hay hiện tượng ấm lên toàn cầu (biểu hiện bởi sự gia tăng nhiệt độ) dẫn đến sự biến đổi điều kiện khô hạn. Tuy nhiên, mức độ và xu thế biến đổi ở các vùng là khác nhau (như đã đề cập đến trong Chương 1). Với các hiểu đơn giản này, Nguyễn Văn Thắng và nnk (2010) cho rằng, việc thực hiện đánh giá tác động của BĐKH đến hạn hán có thể thực hiện bằng cách: (1) Lựa chọn chỉ số hạn có mỗi quan hệ tốt với sự gia tăng nhiệt độ; (2) Xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính giữa chỉ số hạn với xu thế nhiệt độ theo các kịch bản khác nhau. Tuy nhiên, cách tiếp cận phổ biến nhất là dự tính biến đổi của chỉ số hạn trong tương lai so với thời kỳ chuẩn dựa trên kết quả của mô hình động lực (Nguyễn Văn Thắng và nnk, 2017, 2018; Mai Kim Liên và Trần Duy Hiền, 2018; IMHEN và UNDP, 2015; IPCC, 2007, 2013;
Lu Li và nnk, 2013; Jinyoung Rhee và Jaepil, 2015; Philip B. Duffy và nnk, 2015).
Kế thừa các nghiên cứu trước đây, vấn đề đánh giá tác động của BĐKH đến điều kiện khô hạn ở khu vực tỉnh Phú Thọ được xém xét như sau:
(1) Xác định BĐKH
- Xác định xu thế BĐKH toàn cầu ở quá khứ và trong tương lai: Tổng quan từ báo cáo AR5 của IPCC (2013) (Đã được tổng quan trong Chương 1).
- Xác định xu thế BĐKH trong quá khứ và tương lai ở Việt Nam: Tổng quan từ kết quả công bố của Bộ Tài nguyên và Môi trường (Đã được trình bày trong Chương 1).
- Xác định xu thế BĐKH ở khu vực tỉnh Phú Thọ: Được tính toán từ số liệu quan trắc tại các trạm khí tượng trên địa bàn tỉnh Phú Thọ (Được trình bày trong Chương 3).
(2) Xác định tác động của BĐKH đến điều kiện khô hạn trên địa bàn tỉnh Phú Thọ
Trong khuôn khổ nghiên cứu của luận văn, bản chất của việc đánh giá tác động của BĐKH (được thể hiện qua xu thế biến đổi nhiệt độ và lượng mưa) đến điều kiện khô hạn là tính toán xác định xu thế biến đổi của chỉ số SPI. Hay nói cách khác, trong bối cảnh BĐKH (Quá khứ và tương lai) đã được xác định, việc quan trọng là xác định và xem xét xu thế của chỉ số SPI như thế nào.
Trong khuôn khổ nghiên cứu của luận văn, xác đặc trưng sau của điều kiện khô hạn được xem xét:
- Tần suất khô hạn;
- Mức độ khắc nghiệt nhất của điều kiện khô hạn (Được thể hiện qua giá trị thấp nhất của chỉ số SPI trong mùa khô, gọi tắt là SPI_min).
Đây là cách tiếp cận phổ biến trong các nghiên cứu gần đây của các tác giả trong và ngoài nước khi xem xét tác động của BĐKH đến điều kiện khô hạn.