36
2.3.2. Phương pháp đánh giá độ tin cậy của kịch bản nước biển dâng
1) Mức độ chưa chắc chắn của kết quả tính toán mực nước biển dâng
Mức độ chưa chắc chắn của kết quả tính toán mực nước biển dâng tổng cộng được tính từ mức độ chưa chắc chắn của các thành phần. Đối với thành phần động lực và giãn nở nhiệt được tính từ các mô hình; đối với thành phần thay đổi cân bằng bề mặt băng được xác định theo mức độ biến đổi khí hậu; đối với thành phần do băng tan ở các sông băng, đỉnh núi được xác định theo IPCC (2013).
Mức độ chưa chắc chắn của mỗi thành phần (ngoại trừ thành phần điều chỉnh đẳng tĩnh băng) có một giá trị trung vị (trung tâm), cận trên và cận dưới theo phân vị 5% và 95% (IPCC., 2013). Giá trị trung vị của các thành phần được cộng lại để được giá trị tổng cộng về khả năng dao động có thể có của mực nước biển dâng cho khu vực Việt Nam.
Mức độ chưa chắc chắn của kết quả tính toán xu thế mực nước biển dâng được tính theo phương pháp của IPCC. Bình phương của mức độ chưa chắc chắn của dự tính mực nước biển dâng tổng cộng bằng tổng các bình phương của các dự tính mỗi thành phần. Riêng các thành phần có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ không khí là thành phần giãn nở nhiệt và động lực, cân bằng khối lượng băng ở Nam Cực và Greenland được cộng tuyến tính trước khi được lấy bình phương (Church., 2013).
σ2tot= (σsteric/dynamic + σsmb_a + σsmb_g)2 + σ2glac + σ2LW + σ2GIA + σ2dyn_a + σ2dyn_g. Trong đó: σtot là mức độ chưa chắc chắn của mực nước tổng cộng; σsteric/dynamic, σsmb_a, σsmb_g, σglac, σLW, σGIA, σdyn_a, σdyn_g lần lượt là mức độ chưa chắc chắn của các thành phần giãn nở nhiệt và động lực, cân bằng khối lượng bề mặt băng ở Nam Cực, cân bằng khối lượng bề mặt băng ở Greenland, tan băng ở các sông băng, núi băng trên lục địa, thay đổi lượng trữ nước lục địa, điều chỉnh đẳng tĩnh băng, động lực băng ở Nam Cực, động lực băng ở Greenland.
2) Mức độ tin cậy của kết quả tính toán mực nước biển dâng
Hình 2. 9 so sánh kết quả tính toán chuẩn sai mực nước với số liệu thực đo ở khu vực ven biển và hải đảo Việt Nam gồm: (1) Số liệu thực đo từ các trạm hải văn, (2) Số liệu quan trắc từ vệ tinh, và (3) Kết quả tính toán từ các mô hình AOGCMs. Có thể thấy rằng kết quả tính toán cho khu vực Biển Đông từ các mô hình khá phù hợp với số liệu mực nước quan trắc tại các trạm hải văn cũng như số liệu vệ tinh. Trong giai đoạn 1986– 2005 tốc độ biến đổi mực nước biển tính theo số liệu quan trắc là khoảng 2,8 mm/năm, cao hơn không đáng kể so với kết quả tính toán từ các mô hình AOGCMs (khoảng 2,4 mm/năm). Giá trị chuẩn sai mực nước trung bình tại các trạm quan trắc cũng như từ số liệu vệ tinh hầu hết đều nằm trong khoảng 5% 95% của các kết quả tính toán từ các mô hình.
Hệ số tương quan giữa chuẩn sai mực nước trung bình tính toán từ mô hình với số liệu thực đo tại các trạm quan trắc trên Biển Đông (giai đoạn 1986–2018) là 0,76 và đối với số liệu vệ tinh (giai đoạn 1993–2018) là 0,8 (Hình 2.10).
37
Hình 2. 9. Biến trình chuẩn sai mực nước biển (1986–2005)
Chú thích: (1) Trung bình chuẩn sai mực nước tại các trạm (hình thoi), (2) số liệu vệ tinh (hình tròn), (3) Kết quả tính từ các mô hình AOGCMs (đường đậm thể hiện trung bình các mô hình và khoảng tin cậy 5% 95% là khoảng mờ màu xám)
Hình 2.10. Tương quan giữa chuẩn sai mực nước tính toán với thực đo giai đoạn 1986-2018 (trái) và với số liệu vệ tinh giai đoạn 1993-2018 (phải) 2.3.3. Phương pháp tính toán và xây dựng kịch bản sóng biển
1) Số liệu tính kịch bản sóng
Số liệu trường gió (gồm 2 thành phần gió vĩ hướng và kinh hướng tại độ cao 10 m) dùng để tính toán sóng theo các kịch bản nồng độ khí nhà kính cho các giai đoạn giữa (2046-2065) và cuối thế kỷ 21 (2081-2010) từ 6 mô hình khí quyển – đại dương toàn cầu trong CMIP5. Các mô hình đó là CNRM–CM5, GFDL–CM3, NorESM1–M, HadGEM2-ES, MICROC5, MRI-CGCM3 (Kenji Taniguchi, 2016). Một số thông tin về các mô hình này được trình bày trong Bảng 2.2. Danh sách các phương án mô hình khí hậu toàn cầu và khu vựcở trên.
38
2) Phương pháp tính toán kịch bản sóng biển
Kịch bản sóng biển cho Việt Nam được xây dựng dựa trên kết quả tính sóng từ số liệu trường gió được dự tính trong tương lai theo các kịch bản RCP. Các mô hình khí hậu được sử dụng là các mô hình thuộc dự án CMIP5 (CNRM–CM5, GFDL–CM3, NorESM1–M, HadGEM2-ES, MICROC5, MRI-CGCM3). Mô hình mô phỏng sóng biển được sử dụng là mô hình SWAN thế hệ III. Miền tính bao trọn toàn bộ khu vực Biển Đông với lưới tính có độ phân giải là 0,125 độ kinh vĩ.
Kịch bản sóng biển cho Việt Nam được xây dựng cho các kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 cho hai thời kỳ; 2046-2065 và 2080-2099 dựa trên việc tính toán sự thay đổi của độ cao sóng có nghĩa trong tương lai so với thời kỳ cơ sở (1986-2005).
Đánh giá mức độ thay đổi độ cao sóng ở các thời kỳ trong tương lai so với thời kỳ cơ sở dựa trên công thức sau:
∆𝐻𝑡ươ𝑛𝑔 𝑙𝑎𝑖 = (𝐻
∗
𝑡ươ𝑛𝑔 𝑙𝑎𝑖− 𝐻̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅)1986−2005∗ 𝐻1986−2005∗
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ ∗ 100
Trong đó: Htương lai = Thay đổi của độ cao sóng trong tương lai so với thời kỳ cơ sở (%), H*tương lai = Độ cao sóng trong tương lai (m), 𝐻̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅1986−2005∗ = Độ cao sóng trung bình của thời kỳ cơ sở (1986-2005) (m).
2.4. Phương pháp xây dựng bản đồ nguy cơ ngập
Bản đồ nguy cơ ngập vì nước biển dâng do biến đổi khí hậu được xây dựng bằng phương pháp sử dụng mô hình số độ cao (DEM) trên cơ sở các mảnh bản đồ số độ cao với các tỷ lệ 1: 2.000, 1:5.000, và 1:10.000 được cập nhật đến năm 2020. Các mảnh bản đồ được ghép và phân chia theo ranh giới hành chính cấp tỉnh với kích thước ô lưới 1mx1m, độ chính xác 0,2m-0,4m. Các ô lưới được xác định nguy cơ ngập nếu giá trị DEM ≤ 0m và không có thuộc tính sóng, bề mặt nước, hoặc liên thông với biển. Bản đồ nguy cơ ngập cho 34 tỉnh/thành phố vùng đồng bằng và ven biển được xây dựng theo các mức nước biển dâng ngập từ 10 cm đến 100 cm với bước cao đều là 10 cm với các tỷ lệ theo tỷ lệ của mô hình số độ cao.
39
CHƯƠNG 3: BIỂU HIỆN CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG Ở VIỆT NAM
Để đánh giá xu thế biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam, biến đổi của các yếu tố khí hậu và mực nước biển dâng trung bình năm cho quy mô cả nước được xác định theo giá trị chuẩn sai nhiệt độ và lượng mưa, mực nước biển dâng của mỗi trạm. Giá trị thay đổi trên các vùng khí hậu/toàn quốc là giá trị trung bình của chuẩn sai của tất cả các trạm trong vùng/toàn quốc được phân tích bằng phương pháp hồi quy tuyến tính. Mức độ biến đổi của các yếu tố được thể hiện thông qua tốc độ, xu thế tại các trạm quan trắc. Việc đánh giá độ tin cậy của tốc độ xu thế của các yếu tố tại các trạm bằng phương pháp kiểm nghiệm thống kê T-test. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.1. Biến đổi của các yếu tố khí hậu
Hộp 5. Tóm tắt về mức độ và xu thế biến đổi khí hậu ở Việt Nam
Nhiệt độ trung bình năm có xu thế tăng trên phạm vi cả nước, với mức tăng trung bình toàn Việt Nam 0,89°C giai đoạn 1958-2018, riêng giai đoạn 1986-2018 tăng 0,74°C.
Lượng mưa năm, tính trung bình trên phạm vi cả nước có xu thế tăng nhẹ 2,1% trong giai đoạn 1958-2018, nhưng có xu thế giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng ở các vùng khí hậu phía Nam.
Nhiệt độ tối cao tăng trên hầu hết phạm vi cả nước, nhiều kỷ lục cao của nhiệt độ được ghi nhận trong những năm gần đây.
Số ngày nắng nóng có xu thế tăng trên phạm vi cả nước.
Số ngày rét đậm, rét hại có xu thế giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc.
Số tháng hạn có xu thế tăng ở khu vực phía Bắc, giảm ở Trung Bộ và phía Nam lãnh thổ, trong đó tăng nhiều nhất ở Đồng bằng Bắc Bộ, giảm nhiều nhất ở Nam Trung Bộ.
Lượng mưa cực trị (Rx1day, Rx5day) có xu thế giảm nhiều ở vùng Đồng bằng Bắc Bộ và có xu thế tăng nhiều ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên.
Số cơn bão mạnh có xu thế tăng.
ENSO: Khả năng tác động của ENSO đến thời tiết, khí hậu Việt Nam có sự gia tăng.
3.1.1. Nhiệt độ
Hình 3.1a Trình bày diễn biến của chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm và xu thế của nhiệt độ trong cả thời kỳ 1958-2018 và hai nửa thời kỳ: 1958-1985, 1986 - 2018 trên quy mô cả nước. Tính trung bình trên cả nước, nhiệt độ trung bình năm có xu thế tăng 0,89°C/61 năm, trung bình 0,15°C/thập kỷ, ở ngưỡng thấp của mức tăng trung bình toàn cầu, (0,15-0,2°C/thập kỷ trong giai đoạn gần đây, IPCC, 2018). Tuy nhiên, tốc độ tăng rất khác nhau giữa hai nửa thời kỳ, trong 27 năm đầu (1958-1985) tăng rất ít, chỉ 0,15°C, trung bình 0,056°C/thập kỷ; trong 33 năm sau (1986-2018) tăng đến 0,74°C; trung bình 0,22°C/thập kỷ. Hình 3.1b trình bày chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm trong các thập kỷ, lần lượt là 3 năm (1958-1960), 5 thập kỷ (1961-1970;1971- 1980;1981-1990;1991-2000; 2001-2010) và 8 năm (2011-2018). Nhiệt độ trung bình năm thấp hơn trung bình toàn thời kỳ trong 4 giai đoạn đầu: khoảng 0,1°C trong 3 năm 1958-1960; 0,3°C trong hai thập kỷ 1961-1970, 1971-1980; 0,1°C trong thập kỷ 1981-
40
1990 và cao hơn trung bình toàn thời kỳ trong 3 giai đoạn sau: khoảng 0,1°C trong thập kỷ 1991-2000; 0,2°C trong thập kỷ 2001-2010 và 0,4°C vào giai đoạn 2011-2018.
Như vậy, mức tăng của nhiệt độ trung bình năm tăng dần theo các thập kỷ, tăng mạnh nhất trong thập kỷ gần đây (2011-2018), đặc biệt, trong những năm gần đây được xem là những năm có nền nhiệt trung bình cả nước cao nhất từ khi có số liệu quan trắc từ năm 1958 đến nay và khoảng trên 30% số trạm trên phạm vi cả nước đã ghị nhận được các kỷ lục về nhiệt độ tối cao ở Việt Nam.
a) b)
Hình 3.1. Diễn biến của chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm (a) và trung bình của chuẩn sai trong các giai đoạn trên quy mô cả nước (b)
Hình 3.2 trình bày diễn biến của chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm trên các trạm ven biển và trạm đảo ở Việt Nam thời kỳ 1958- 2018. Nhiệt độ trung bình năm trên các trạm ven biển và trạm đảo có xu thế tăng như xu thế chung của cả nước với mức tăng 0,67°C trong giai đoạn 1958-2018, trung bình 0,11°C mỗi thập kỷ, nhiệt độ trung bình năm trên các đảo và ven biển tăng chậm hơn so với trung bình toàn Việt Nam.
Hình 3.2. Chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm trên các trạm ven biển và trạm đảo ở Việt Nam
giai đoạn 1958-2018
Hình 3.3 trình bày phân bố không gian của mức tăng nhiệt độ trung bình năm trên cả nước giai đoạn 1958-2018. Theo đó, nhiệt độ trung bình năm có xu thế tăng trên hầu hết các trạm, riêng trạm Huế có xu thế giảm. Mức tăng nhiệt độ trên cả nước phổ biến từ 0,4 đến 1,6°C trong 61 năm, trên các vùng núi nằm sâu trong đất liền (Tây Bắc, Tây Nguyên) tăng nhanh hơn trên vùng Đông Bắc và các vùng đồng bằng ven biển và hải đảo.
Mức tăng của nhiệt độ trung bình trong giai đoạn 1958-2018 khác nhau giữa 4 mùa: mùa đông (XII-II); mùa xuân (III-V); mùa hè (VI-VIII) và mùa thu (IX-XI) (Bảng 3.1). Trên các vùng khí hậu, nhìn chung mùa thu vẫn là mùa có biến đổi nhiều nhất và mùa hè hay mùa xuân vẫn là mùa có biến đổi ít nhất.
41
Bảng 3.1. Thay đổi nhiệt độ trung bình (°C) trong 61 năm (1958-2018) ở các vùng khí hậu
Vùng khí hậu Đông Xuân Hè Thu
Tây Bắc 1,1 0,8 0,9 1,3 Đông Bắc 1,0 0,8 0,8 1,1 Đồng bằng Bắc Bộ 0,9 0,9 0,7 1,2 Bắc Trung Bộ 0,8 0,9 0,8 1,3 Nam Trung Bộ 0,6 0,4 0,6 0,9 Tây Nguyên 1,3 0,7 1,0 1,4 Nam Bộ 1,1 0,8 0,9 1,1