CHƢƠNG 3 : SỰ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU Ở KHU VỰC
3.1. Kết quả phân tích trƣờng nhiệt độ
3.1.1. Biến đổi của nhiệt độ mùa
Do các đặc điểm địa lý, nhiệt độ của khu vực Đông Bắc khá thấp trong mùa đông do chịu tác động của xâm nhập lạnh, nhƣng lại không quá cao trong mùa hè do địa hình núi cao ở phía bắc và giáp biển ở phía nam. Các giá trị nhiệt độ trung bình đƣợc biểu diễn trong Bảng 3.1 cho thấy khu vực này có nhiệt độ trung bình năm thấp nhất so với cả nƣớc, dao động trong khoảng 22oC tới 23oC. Nhiệt độ đo đƣợc thấp nhất vào ba Tháng: Tháng Mƣời Hai, Tháng Một, Tháng Hai với giá trị dao động từ khoảng 13oC tới 18oC. Mặt khác, nhiệt độ cao nhất đo đƣợc từ Tháng Sáu tới Tháng Tám với nhiệt độ trong khoảng 26oC tới 29oC. Có thể thấy khu vực Đơng Bắc Bắc Bộ có sự dao động nhiệt độ giữa các mùa tƣơng đối lớn, chênh lệch giữa Tháng có nhiệt độ cao nhất với Tháng có nhiệt độ thấp nhất xấp xỉ 13oC. Với nhiệt độ không quá cao vào mùa hè, hiện tƣợng nắng nóng rất ít xảy ra tại khu vực này, nhƣng lại thƣờng xuyên xuất hiện hiện tƣợng rét đậm, rét hại kéo dài trong các Tháng mùa đông. Đặc biệt thời gian gần đây, các đợt lạnh kéo dài lâu hơn và nhiệt đột hạ xuống thấp hơn, ví dụ nhƣ đợt rét kỉ lục kéo dài 38 ngày xảy ra năm 2008 hay đợt rét kéo dài gần 21 ngày năm 2011 với nhiệt độ giảm xuống 7oC. Sự xuất hiện dƣờng nhƣ thƣờng xuyên hơn và khắc nghiệt hơn của các đợt rét này đã cho thấy những xu hƣớng trong sự thay đổi của hình thế nhiệt độ tại Đơng Bắc. Trong bối cảnh biến đổi nhiệt độ chung tồn cầu, có thể thấy đây cũng có thể coi là những tín hiệu của biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra ở quy mô địa phƣơng tại các vùng của Việt Nam.
Bảng 3.1. Nhiệt độ tháng và năm các trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010.
Tên
trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Bắc Giang 15.9 17.3 20.2 24.0 27.1 29.1 28.4 27.6 27.0 25.4 21.2 17.7 23.4 Bãi Cháy 16.2 17.1 19.5 23.3 26.8 28.5 28.6 27.9 27.0 24.8 21.2 17.9 23.2 Bảo Lạc 14.5 17.2 20.3 24.1 26.4 27.5 27.6 27.1 25.9 22.7 18.8 15.4 22.3 Cao Bằng 13.8 15.0 18.2 22.2 24.9 26.2 27.2 26.8 25.4 22.6 18.5 15.1 21.3 Đinh Lập 14.1 15.9 18.7 22.5 25.6 27.0 27.1 26.5 25.3 22.7 18.9 15.4 21.6 Hữu Lũng 15.3 16.9 19.3 23.2 27.0 28.5 28.5 27.9 26.8 24.2 20.3 16.9 22.9 Lạng Sơn 13.1 14.8 18.0 22.2 25.4 26.9 27.1 26.6 25.1 22.2 18.1 14.7 21.2 Lục Ngạn 16.2 17.5 20.5 24.6 27.6 28.9 29.1 28.5 27.2 24.4 21.0 17.7 23.6 Nguyên Bình 12.6 14.3 17.7 21.7 24.5 26.0 26.0 25.5 24.0 21.4 17.3 13.8 20.4 Phủ Liễn 16.3 17.1 19.4 23.0 26.4 28.2 28.4 27.7 26.8 24.5 21.2 18.1 23.1 Sơn Đông 15.6 17.2 20.2 24.1 27.1 28.3 28.2 27.5 26.3 24.1 20.3 16.8 23.0
Nhiệt độ trung bình tháng và trung bình năm của các trạm Đông Bắc đƣợc biểu diễn trong Bảng 3.1. Có thể thấy, nhiệt độ trung bình năm tại nơi đây dao động từ 21oC tới 23oC, tháng có nhiệt độ thấp nhất là Tháng Một với nhiệt độ dƣới 15oC và tháng có nhiệt độ cao nhất là Tháng Bẩy với nhiệt độ khoảng 28oC. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa 2 tháng liền kề nhau là không thật sự lớn, khoảng 2 đến 4o
C. Do đó, q trình chuyển từ mùa đơng sang mùa hè ở nơi đây không thật sự rõ ràng. Nếu lấy nhiệt độ lớn hơn 25oC là các tháng mùa hè và nhỏ hơn 18oC là các tháng mùa đơng, thì có thể nhận định, mùa đơng tại Đơng Bắc kéo dài từ Tháng Mƣời Một tới Tháng Ba, còn mùa hè bắt đầu từ Tháng Tƣ và kết thúc vào Tháng Mƣời. Tất nhiên, sự phân chia này mang tính khí hậu và làm tham chiếu để tính tốn các q trình biến đổi mùa diễn ra trong thập kỉ gần đây.
Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm của các trạm Đông Bắc giai đoạn 1971-2010 đƣợc biểu diễn trong Hình 3.1. Xu thế chung đƣợc nhận thấy rất rõ
thể coi là một bằng chứng rõ nét nhất của sự ấm lên trên phạm vi khu vực đang diễn ra tại Việt Nam. Các trạm có xu thế tăng mạnh nhất là Hữu Lũng và Bãi Cháy. Các trạm còn lại xu thế tăng là tƣơng đối giống nhau, chỉ trừ trạm Bắc Giang có xu thế tăng khơng thật rõ ràng. Mặc dù trong suốt giai đoạn chứng kiến hai đợt giảm mạnh của nhiệt độ bề mặt vào những năm 1981-1986 và 1996-2000, tuy nhiên xu thế chung vẫn là xu thế tăng do có các đợt tăng nhiệt độ rất mạnh vào các năm 1980, 1986, 1991 và 2001. Xu thế tăng của nhiệt độ là ổn định trong suốt 3 thập kỉ đầu, tuy nhiên trong thập kỉ thứ 4, xuất hiện các đợt giảm mạnh của nhiệt độ vào cuối thập kỉ. Các đợt giảm mạnh của nhiệt độ này do những đợt rét kỉ lục gây lên, điển hình là các đợt rét năm 2008 và năm 2009. Điều này khiến cho mức tăng có nhiệt độ có xu thế chậm hơn trong thập kỉ này so với các thập kỉ trƣớc đó. Những q trình thay đổi của trƣờng nhiệt độ đƣợc nhận thấy ở hầu hết các trạm diễn ra trong giai đoạn dài nên có thể khẳng định khu vực Đơng Bắc đang diễn ra q trình biến đổi khí hậu khá rõ nét.
Hình 3.1. Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm của khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010.
Bảng 3.2. Phƣơng trình xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm của các trạm Đơng Bắc giai đoạn 1971-2010
STT Tên trạm Phƣơng trình xu thế 1. Bắc Giang y = 0.014x + 23.15 2. Bãi Cháy y = 0.027x + 22.72 3. Bảo Lạc y = 0.023x + 21.85 4. Cao Bằng y = 0.024x + 21.18 5. Đinh Lập y = 0.021x + 21.25 6. Hữu Lũng y = 0.037x + 22.36 7. Lạng Sơn y = 0.024x + 20.71 8. Lục Ngạn y = 0.023x + 23.17 9. Nguyên Bình y = 0.016x + 20.1 10. Phủ Liễn y = 0.022x + 22.66 11. Sơn Động y = 0.018x + 22.66
Dựa vào phƣơng trình hồi quy tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm theo thời gian của các trạm tại Đơng Bắc biểu diễn trong Hình 3.1 có thể thấy, xu thế tăng của nhiệt độ diễn ra trên toàn bộ các trạm với hệ số a của tất cả các phƣơng trình hồi quy đều là dƣơng, dao động trong khoảng từ 0.014 tới 0.027. Các trạm ở khu vực đồng bằng thƣờng có mức độ tăng nhiệt độ mạnh hơn so với các trạm có địa hình đồi núi.
Hình 3.2 .Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa lạnh của các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010.
Tƣơng tự nhƣ xu thế biến đổi nhiệt độ trung bình năm, nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa đơng cũng nhận thấy sự tăng nhẹ trong suốt giai đoạn 1971-2010. Xu thế tăng này diễn ra đồng thời trên tất cả các trạm với hệ số hồi quy dao động từ 0.013 đến 0.028. So với xu thế biến đổi nhiệt độ trung bình năm, xu thế biến đổi của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa đơng là tƣơng đối giống nhau.
Hình 3.3.Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa nóng của các trạm Đơng Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010.
Xu thế biến đổi của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa hè đƣợc biểu diễn trong Hình 3.3 cho thấy, trong mùa hè diễn ra sự tăng nhiệt độ lớn hơn một chút so với các tháng mùa đông và cả năm. Mặc dù có 1 sự giảm nhẹ trong giai đoạn 2001- 2006, tuy nhiên xu hƣớng tăng này vẫn cao hơn so với các tháng mùa đông với các hệ số hồi quy dao động từ 0.02 đến 0.032.
Hình 3.4. Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 3 tháng chính đơng của các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010.
Những biến động ở quy mô thời gian nhỏ hơn đƣợc biểu diễn trong Hình 3.4 cho thấy, xu thế nhiệt độ của trung bình 3 tháng chính đơng tiếp tục là một xu thế tăng và lớn hơn trung bình 6 tháng mùa đơng cũng nhƣ lớn hơn trung bình cả năm. Các hệ số tƣơng quan nhận đƣợc dao động từ 0.018 đến 0.054, lớn hơn rất nhiều so với các hệ số tƣơng quan nhận đƣợc của các xu thế trong các quy mơ thời gian trƣớc đó. Nhƣ vậy có thể khẳng định nhiệt độ mùa đơng tăng chủ yếu là do sự tăng nhiệt trong các tháng chính đơng.
Hình 3.5. Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 3 tháng chính hè của các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010.
Tƣơng đồng với xu thế biến đổi nhiệt độ của mùa đơng, biến đổi nhiệt độ của 3 tháng chính hè cũng phản ánh một xu thế tăng, tuy nhiên mức tăng nhỏ hơn so với 3 tháng chính đơng. Điều này cho thấy sự ấm dần lên trong các tháng chính đơng diễn ra nhanh và mạnh mẽ hơn trong các tháng chính hè. Vùng trung du (gồm các trạm Bắc Giang, Lục Ngạn, Sơn Động, Hữu Lũng) có giá trị nhiệt độ trung bình các tháng chính hè cao nhất trong tồn khu vực, khoảng 28 độ C, và cũng có biên độ dao động nhiệt giữa các năm lớn nhất.
3.1.1.5. Xu thế biến đổi của nhiệt độ Tháng Một
Xu thế biến đổi của nhiệt độ trung bình Tháng Một tại các trạm Đông Bắc đƣợc biểu diễn trong Hình 3.6 cho thấy, đồng thời với sự tăng của nhiệt độ trung bình năm đƣợc phân tích trong Mục 3.1.1.2, trong các tháng chính đơng, nhiệt độ cũng có sự tăng rất rõ rệt ở tất cả các trạm. Mặc dù xuất hiện những đợt giảm mạnh vào các năm 1979 và 1984, tuy nhiên xu thế chung trong toàn giai đoạn là tăng. Thậm chí xu thế tăng của nhiệt độ các tháng mùa đông mạnh hơn rất nhiều so với xu thế tăng của cả năm. Hệ số a của các phƣơng trình hồi quy là tƣơng đối lớn, dao
động từ 0.2 tới trên 0.5, điển hình có trạm Bảo Lạc đạt 0.42, trạm Hữu Lũng đạt 0.56. Các giá trị a này lớn hơn rất nhiều so với hệ số a của phƣơng trình hồi quy tuyến tính xu thế nhiệt độ trung bình năm.
Do đó có thể nhận định, sự tăng nhiệt độ trung bình năm chủ yếu do sự tăng nhiệt độ của các tháng mùa đơng. Hay nói cách khác, q trình biến đổi khí hậu diễn ra ở Đơng Bắc gây lên sự biến đổi về nhiệt độ giữa các mùa là khơng giống nhau. Biến đổi khí hậu làm cho nhiệt độ các tháng mùa đông tăng lên nhanh hơn so với nhiệt độ các tháng mùa hè.
Hình 3.6. Nhiệt độ trung bình Tháng Một các trạm khu vực Đơng Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010.
3.1.1.6. Xu thế biến đổi của nhiệt độ trung bình Tháng Bảy
Tƣơng tự nhƣ diễn biến các tháng mùa đông, nhiệt độ các tháng bảy tại Đơng Bắc cũng có xu thế tăng trong toàn giai đoạn. Tuy nhiên xu thế tăng là rất nhỏ và không đồng đều giữa các thập kỉ. Các giá trị nhiệt độ gần nhƣ dao động xung quanh một giá trị trung bình khí hậu mà khơng có một xu thế rõ ràng. Hệ số a của các phƣơng trình hồi quy tuyến tính chỉ dao động trong khoảng 0.01 tới 0.02. Trong 2 thập kỉ đầu, nhiệt độ có xu hƣớng tăng khoảng 0.5oC , tuy nhiên sang thập kỉ thứ 3, nhiệt độ thậm chí giảm mạnh, và chỉ thực sự tăng trở lại vào nửa cuối thập kỉ thứ 3, đầu thập kỉ thứ 4. Mặc dù có sự tăng nhiệt độ, tuy nhiên nhiệt độ các tháng mùa hè đóng góp rất ít vào sự thay đổi của nhiệt độ trung bình năm. Biến đổi khí hậu khơng tác động rõ nét đến giá trị của nhiệt độ các tháng mùa hè khu vực này.
Hình 3.7. Nhiệt độ trung bình Tháng bảy các trạm khu vực Đơng Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010
3.1.1.7. Mức độ biến động của nhiệt độ tháng
Mức độ biến động của nhiệt độ trung bình tháng và nhiệt độ trung bình năm đƣợc đánh giá thông qua hệ số biến động Cv. Chỉ số này biễu diễn độ lệch của các giá trị từng tháng so với giá trị trung bình chung của cả giai đoạn. Dựa trên chỉ số này có thể đƣa ra những nhận định về sự biến động nhiệt độ giữa các tháng khác nhau trong một năm của từng trạm và sự biến động nhiệt độ giữa các trạm với nhau . Các giá trị tính tốn trong Bảng 3.3 cho thấy, tại khu vực Đơng Bắc có sự dao động rất lớn của nhiệt độ theo cả không gian và thời gian. Có thể thấy, mặc dù giá trị Cv trung bình năm của nhiệt độ là khá cao so với các khu vực khác trong cả nƣớc, tuy nhiên giá trị Cv giữa các trạm cũng có sự chênh lệch rất lớn, dao động từ 4% đến 5% của các trạm Bắc Giang, Bãi Cháy, Bảo Lạc tới 10% đến hơn 13% của các trạm còn lại. Giữa các Tháng trong một năm, giá trị Cv cũng dao động rất lớn. Giá trị Cv dao động từ 10%-20% trong các Tháng Một, Tháng Hai, Tháng Ba và từ 2%-5% trong các tháng Năm, Tháng Sáu, Tháng Bẩy.
Điều này cho thấy trong các tháng mùa hè, nhiệt độ trung bình tháng dao động khơng q lớn, trong khi đó ở các tháng mùa đông, do số đợt xâm nhập lạnh của từng năm là khác nhau nhiều nên nhiệt độ trung bình tháng có thể chênh lệch lớn giữa các năm, dẫn đến sự dao động mạnh của giá trị Cv trong các Tháng mùa đông.
Bảng 3.3. Hệ số biến động Cv (%) của nhiệt độ tháng và năm giai đoạn 1971-2010
Tên trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Bắc Giang 18.4 20.1 8.7 6.3 2.8 4.9 16.7 16.4 17.2 7.5 5.6 19 4.1 Bãi Cháy 7.8 11.1 7.3 5.1 2.6 2.7 2.1 2.3 2.1 3.2 5 6.8 4.3 Bảo Lạc 18.7 13.5 6.4 4.3 3.8 1.9 2.1 2.2 6.2 4.5 6.3 9.4 5 Cao Bằng 10.9 19.4 15.4 23.3 22.4 21.8 2.1 2.4 2.4 4.2 6 11.2 10.5 Đinh Lập 10.2 11.6 7 5.1 2.9 1.7 2.1 2.1 1.9 3.9 6.8 8.9 10.6 Hữu Lũng 18.9 19.7 17.5 17.2 2.9 1.8 1.9 2.2 2.1 4.3 6.8 9.3 11.4 Lạng Sơn 12.4 14.9 8.1 5.3 3 1.7 2.1 2.4 2.5 4.6 6.6 10.2 12.5 Lục Ngạn 12.4 12.7 7.8 8.8 5.6 4.4 5.8 6.7 4.8 3.9 8.1 12.8 11.6 Nguyên Bình 11.8 13 7.6 4.1 3.4 1.8 2 2.3 2.6 5 6.5 9.3 13.3 Phủ Liễn 7.8 11 7.1 4.9 2.6 2 1.9 2.2 2.1 3.4 5.9 6.3 12.2 Sơn Động 9.2 11.3 9.6 5.9 4.8 2.1 2.2 2.1 2.2 7.5 11.4 10.3 10.4