2.3.1 Số liệu khí tượng
Sử dụng hai nguồn số liệu:
- Số liệu nhiệt độ, lƣợng mƣa tháng và năm của trạm khí tƣợng Thái Bình trong thời gian quan trắc 1961 – 2014 đã đƣợc Trung tâm Nghiên cứu khí tƣợng khí hậu, Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn và Biến đổi khí hậu chỉnh lý và lƣu trữ.
- Số liệu mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lƣợng mƣa của tỉnh Thái Bình trong báo cáo “Kịch bản biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng cho Việt Nam” do bộ Tài nguyên và Môi trƣờng công bố năm 2016.
2.3.2 Số liệu năng suất lúa
Sử dụng số liệu năng suất lúa của tỉnh Thái Bình (tồn tỉnh và 8 huyện) thời kỳ 1990 – 2016 đang đƣợc lƣu trữ tại Sở Nông nghiệp và phát triển Nông thôn tỉnh Thái Bình.
CHƢƠNG 3
BIẾN ĐỔI CỦA NHIỆT ĐỘ, LƢỢNG MƢA, NĂNG SUẤT LÚA & MỐI QUAN HỆ GIỮA NHIỆT ĐỘ, LƢỢNG MƢA VÀ
NĂNG SUẤT LÚA TỈNH THÁI BÌNH 3.1 Biến đổi của nhiệt độ.
3.1.1 Biến đổi của đặc trưng nhiệt độ chủ yếu.
a) Độ lệch tiêu chuẩn (S) tháng và năm.
S dao động từ 0,5oC đến 1,8oC (bảng 3.1) tƣơng đối lớn trong những tháng mùa lạnh từ tháng XI đến tháng IV, lớn nhất (1,8o C; 1,3oC) vào các tháng lạnh nhất (I, II), tƣơng đối bé vào các tháng nóng, từ tháng V đến tháng X, bé nhất vào các tháng nóng nhất (VI, VII).
Đặc biệt, tháng II có nhiệt độ trung bình tháng hơn tháng I nhƣng có S lớn hơn tháng I.
Độ lệch tiêu chuẩn của năm chỉ 0,4 oC, bé hơn của bất cứ tháng nào trong năm. Bảng 3.1 Một số đặc trƣng biến đổi của nhiệt độ trung bình tháng và năm
Đặc trƣng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Trị số trung bình (oC) 16.2 17.3 19.6 23.4 26.9 28.6 29.2 28.2 26.9 24.4 21.3 17.7 23.3 Độ lệch tiêu chuẩn (S) (oC) 1.4 1.8 1.2 1.1 0.7 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 1.1 1.3 0.4 Biến suất (%) 8.6 10.4 6.1 4.7 2.6 1.7 1.7 2.1 2.5 2.5 5.2 7.7 1.7 Max (oC) 18.8 20.7 22.5 25.9 28.4 30.0 30.5 29.8 28.3 25.5 23.0 22.0 24.2 Min (oC) 12.5 12.1 16.5 20.3 25.2 27.3 28.1 27.4 25.0 22.6 18.1 14.5 22.6 b) Biến suất (Sr)
Sr dao động từ 1,7% đến 10,4% ( bảng 3.1), tƣơng đối lớn trong các tháng lạnh, từ tháng XI đến tháng IV và lớn nhất (8,6% - 10,4%) vào các tháng lạnh nhất; tƣơng đối bé vào các tháng nóng, từ tháng V đến tháng X, bé nhất (1,7%) vào các tháng VI, tháng VII.
Cũng nhƣ S, Sr tháng II lớn hơn tháng I.
Sr của năm là 1,7%, gần tƣơng đƣơng tháng VI, tháng VII và thấp hơn các tháng khác.
c) Trị số lớn nhất
Trị số lớn nhất của nhiệt độ trung bình tháng dao động từ 18,8oC đến 30,5o C (bảng 3.1); tƣơng đối thấp vào các tháng mùa lạnh, thấp nhất (18,8oC) vào tháng lạnh nhất (tháng I), cao nhất vào tháng nóng nhất (tháng VII). Trị số cao nhất của nhiệt độ trung bình năm là 24.2oC quan trắc đƣợc năm 1987.
d) Trị số thấp nhất.
Trị số thấp nhất của nhiệt độ trung bình tháng dao động từ 12,1oC đến 28,1oC (bảng 3.1) tƣơng đối thấp vào các tháng lạnh (XI – IV) thấp nhất vào tháng II, tƣơng đối cao vào các tháng mùa nóng (V –X), cao nhất vào tháng VII. Đáng chú ý là trị số thấp nhất của nhiệt độ trung bình tháng II thấp hơn tháng I. Cũng nhƣ trị số cao nhất, thời gian xảy ra trị số thấp nhất của các tháng rất khác nhau.
Trị số thấp nhất của nhiệt độ trung bình năm là 22,6oC, chỉ thấp hơn trị số trung bình 0,7oC.
e) Biên độ của nhiệt độ trung bình (D) tháng và năm
Biên độ của nhiệt độ trung bình là chênh lệch giữa trị số cao nhất và trị số thấp nhất của nhiệt độ trung bình các tháng và năm. Biên độ của nhiệt độ trung bình các tháng xê dịch từ 2,4oC đến 8,6oC, tƣơng đối cao vào các tháng lạnh (XI – IV), cao nhất vào tháng II, tƣơng đối thấp vào các tháng nóng, thấp nhất vào tháng VII, tháng VIII (bảng 3.2). Biên độ dao động của nhiệt độ trung bình năm chỉ 1.6oC, rất bé so với biên độ dao động của tháng
Bảng 3.2. Biên độ của nhiệt độ trung bình tháng và năm (oC)
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Biên độ
f) Xu thế của nhiệt độ
Xu thế của nhiệt độ tháng rất khác nhau: giảm đi trong 4 tháng nhƣng tăng lên trong 8 tháng và cả nhiệt độ trung bình năm. Tốc độ xu thế của nhiệt độ ở các tháng không nhƣ nhau, từ giảm nhiều nhất là -0,0042oC mỗi năm (giảm – 0,04oC mỗi thập kỷ) đến tăng nhiều nhất 0,0325oC mỗi năm (tăng 0,325oC mỗi thập kỷ) (bảng 3.3)
Trong 12 tháng, có 8 tháng nhiệt độ tăng gồm tháng II, III, IV, V, VI, VII, X, XI và có 4 tháng giảm, bao gồm 1 tháng cuối hè ( VIII), 1 tháng đầu thu (IX) và 2 tháng đầu đông (XII và I)
Nhiệt độ tăng nhiều nhất vào tháng cuối xuân (V) và giảm nhiều nhất vào tháng đầu thu Nhiệt độ tăng từ cuối mùa đông đến giữa mùa hè, nửa cuối mùa thu, giảm cuối hè đầu thu
Bảng 3.3 Tốc độ xu thế của nhiệt độ ( - : giảm; + : tăng)
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Tốc
độ -0,0032 +0,0287 +0,0098 +0,0092 +0,0325 +0,0175 +0,0035 -0,0013 -0,0042 +0,010 +0,018 -0,0041 +0,0069
Với xu thế tăng nhiệt của đa số tháng trong năm nhiệt độ trung bình năm tăng với tốc độ 0,0069 oC mỗi năm tức 0,06 oC mỗi thập kỷ, thấp hơn tốc độ tăng của tháng II, tháng III, tháng IV, tháng V, tháng VI, tháng X, tháng XI nhƣng cao hơn tháng VII (hình 3.1 và phụ lục 1).
Hình 3.1 Xu thế của nhiệt độ trung bình năm.
Nhƣ vậy, nhiệt độ biến đổi nhiều từ năm này qua năm khác và có xu thế tăng, chủ yếu từ cuối đơng đến giữa hè và từ giữa thu đến cuối thu.
3.1.2 Biến đổi của mùa nóng
Theo nhiệt độ trung bình mùa nóng bắt đầu vào tháng V, kết thúc vào tháng IX, cao điểm vào tháng VII.
a) Biến đổi của tháng bắt đầu mùa nóng.
Trong 54 năm vừa qua các tháng bắt đầu mùa nóng rất ổn định hầu hết rơi vào tháng V, chỉ có năm 2003 bắt đầu vào tháng IV.
b) Biến đổi tháng kết thúc mùa nóng.
Ngƣợc lại, chỉ có 43 năm (81,4%) tháng kết thúc mùa nóng rơi vào tháng IX, còn lại 11 năm rơi vào tháng X (18,52%). Trong số 11 năm mùa nóng kết thúc vào tháng X, có 3 năm của thập kỷ 1961-1970 (1961, 1965, 1969), 1 năm của thập kỷ 1971 - 1980 (1977), 2 năm của thập kỷ 1981 -1990 (1982, 1987), 2 năm của thập kỷ 1991 - 2000 (1995, 1997), 2 năm của thập kỷ 2001 - 2010 (2001, 2003). y = 0.0069x + 23.156 R² = 0.0649 22.5 23.0 23.5 24.0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 N h iệ t đ ộ ( °C) Năm
Phƣơng trình xu thế nhiệt độ trung bình năm. Trạm Thái Bình
c) Biến đổi của tháng nóng nhất
Có 47 năm (87,0%) tháng nóng nhất rơi vào tháng VII và 7 năm rơi vào tháng VI (13%), trong đó 3 năm của thập kỷ 1971 – 1980 (1971, 1972, 1976), 1 năm của thập kỷ 1981 – 1990 (1990), 2 năm của thập kỷ 1991 – 2000 (1995, 1997) và 1 năm của thập kỷ 2001 – 2010 (2003)
Nhƣ vậy, trong 54 năm qua mùa nóng có một số dao động từ năm này sang năm khác. Có năm mùa nóng và cao điểm mùa nóng đến sớm hơn và kết thúc mùa nóng muộn hơn.
3.1.3. Biến đổi của mùa lạnh
Căn cứ vào nhiệt độ trung bình, mùa lạnh bắt đầu vào tháng XII, kết thúc vào tháng III, cao điểm (lạnh nhất) vào tháng I
a) Biến đổi của tháng bắt đầu mùa lạnh
Trong thời kỳ 1961 – 2014, có 46 năm (85,2%), mùa lạnh bắt đầu vào tháng XII và 7 năm (14,8%) mùa lạnh bắt đầu sớm hơn vào tháng XI và 1 năm (1,8%) mùa lạnh bắt đầu sớm hơn vào tháng XI và 1 năm (1,8%) mùa lạnh bắt đầu muộn hơn vào tháng I (1968 – 1969). Trong 7 năm mùa lạnh bắt đầu sớm, có 1 năm của thập kỷ 1961 – 1970 (1969 - 1970 ), 4 năm của thập kỷ 1971 – 1980 (75 - 76 ; 76 - 77; 77 - 78; 79 - 80), 1 năm của thập kỷ 1981 - 1990 (1988), 2 năm của thập kỷ 1991 – 2000 (1992 – 1993, 1995 – 1996 ). 20 năm gần đây khơng có năm nào mùa lạnh đến sớm.
b) Biến đổi của tháng kết thúc mùa lạnh
Trong 54 năm qua có 39 năm (72,2%) mùa lạnh kết thúc vào tháng III và có 2 năm (3,7%) kết thúc rất sớm vào tháng I (1972 – 1973, 1986 – 1987 ), 13 năm (24,0%) kết thúc sớm vào tháng II. Trong 13 năm mùa lạnh kết thúc vào tháng II, có 1 năm của thập kỷ 1961 – 1970 (1965 – 1966 ), 3 năm của thập kỷ 1971 – 1980 (1974 – 1975 ; 1979 – 1980 ; 1980 – 1981 ), 1 năm của thập kỷ 1981 – 1990 (1988 – 1989), 3 năm của thập kỷ 1991 – 2000 (1992 – 1993, 1998 – 1999, 1999 – 2000 ), 5 năm của thập kỷ 2001 – 2010 ( 2001 – 2002 , 2002 – 2003 , 2003 – 2004, 2004 – 2005, 2005 – 2006 )
c) Biến đổi tháng lạnh nhất
Trong 54 năm thời kỳ 1961 – 2014, có 39 năm (72,2%) lạnh nhất vào tháng I nhƣng cũng có 10 năm (18,5%) lạnh nhất vào tháng XII và 5 năm (9,3%) lạnh nhất vào tháng II.
10 năm lạnh nhất vào tháng XII bao gồm: 1964, 1965, 1975, 1981, 1986, 1987, 1993, 1999, 2005, 2009.
5 năm lạnh nhất vào tháng II là: 1965 – 1966, 1966 – 1967, 1967 – 1968, 1992 – 1993, 1998 – 1999.
Trong các mùa lạnh giữa đông, tần suất mùa lạnh bắt đầu sớm giảm đi, tần suất mùa lạnh kết thúc sớm tăng lên và do đó độ dài mùa lạnh có xu thế giảm đi.
3.2 Biến đổi của lƣợng mƣa
3.2.1 Biến đổi của các đặc trưng lượng mưa chủ yếu
a) Độ lệch tiêu chuẩn tháng và năm
Độ lệch tiêu chuẩn của lƣợng mƣa tháng (I, II,…, XII) dao động trong phạm vi từ 15,6 đến 197,9mm, tƣơng đối lớn vào cuối tháng mùa mƣa (V – X), lớn nhất vào tháng mƣa nhiều nhất (IX) và tƣơng đối bé vào các tháng mùa khô hay mùa ít mƣa (XI – IV), bé nhất vào tháng mƣa ít thứ hai (II).
Độ lệch tiêu chuẩn của lƣợng mƣa năm lên tới 407,4mm, lớn hơn độ lệch tiêu chuẩn của lƣợng mƣa bất cứ tháng nào trong năm. (Bảng 3.4)
Bảng 3.4 Một số đặc trƣng biến đổi lƣợng mƣa tháng và năm
Đặc trƣng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Lƣợng mƣa trung bình (mm) 26,6 25,8 47,0 77,5 166,4 184,4 220,2 300,2 329,8 204,7 66,6 25,5 1.674,7 Độ lệch tiêu chuẩn (mm) 32,2 15,6 28,8 58,4 93,6 90,3 124,1 155,4 197,9 173,4 77,8 27,1 407,4 Biến suất (%) 121,1 60,4 61,2 77,4 56,3 49,0 56,4 51,8 60,0 84,7 116,8 106,3 24,3 Max (mm) ( Năm xảy ra)
136,0 (2010) 73,5 (1988) 431,9 (1994) 284,6 (1973) 448,3 (1973) 508,9 (1965) 571,9 (1973) 924,7 (1975) 963,7 (2003) 796,2 (1990) 348,8 (2005) 140,0 (1977) 3.195,6 (1973) Min (mm) (Năm xảy ra)
0,2 (2014) 1,1 (2009) 5,2 (2013) 6,4 (2003) 39,2 (1980) 67,3 (1987) 43,8 (1965) 73,8 (1965) 52,5 (1988) 5,9 (1979) 0,7 (1979) 0,0(19 87) 915,3 (1991)
b) Biến suất
Biến suất của lƣợng mƣa tháng (I, II,…,XII) dao động trong phạm vi từ 49,0 đến 121,1%, tƣơng đối lớn vào các tháng mùa khô, lớn nhất vào tháng II và tƣơng đối bé vào các tháng mùa mƣa, bé nhất vào tháng VI.
Biến suất của lƣợng mƣa năm là 24,3%, bé hơn biến suất của bất cứ tháng nào trong năm.
c) Trị số lớn nhất.
Trị số lớn nhất của lƣợng mƣa tháng dao động trong phạm vi từ 73,5mm đến 963,7mm, tƣơng đối lớn vào các tháng mùa mƣa, lớn nhất vào tháng mƣa lớn nhất và tƣơng đối bé vào các tháng mùa khô, bé nhất vào tháng II.
Trị số lớn nhất của các tháng xảy ra vào các năm rất khác nhau:
Lớn nhất của tháng I rơi vào năm 2010, của tháng II rơi vào năm 1988, … trong khi của tháng VIII rơi vào năm 1975, của tháng IX rơi vào năm 2003.
Trị số lớn nhất của lƣợng mƣa năm là 3.195,6 mm quan trắc đƣợc năm 1973. d) Trị số bé nhất
Trị số bé nhất của lƣợng mƣa tháng dao động trong phạm vi 0,0 – 73,8mm, tƣơng đối lớn vào các tháng mùa khô, thấp nhất vào tháng XII …(0,0mm), tƣơng đối lớn vào các tháng mùa mƣa, cao nhất vào tháng VIII nhƣng cũng chƣa đến 100mm.
Trị số bé nhất của lƣợng mƣa các tháng xảy ra vào các năm khác nhau: bé nhất của tháng I rơi vào năm 2014, bé nhất của tháng II rơi vào năm 2009, bé nhất của tháng VIII rơi vào năm 1965, bé nhất của tháng IX quan trắc đƣợc vào năm 1988, bé nhất của tháng XII quan trắc đƣợc vào năm 1991.
e) Biên độ của lƣợng mƣa tháng và năm
Biên độ của lƣợng mƣa tháng hoặc năm là chênh lệch giữa trị số cao nhất tháng hoặc năm với trị số thấp nhất tháng hoặc năm. Biên độ dao động của lƣợng mƣa tháng ở Thái Bình tƣơng đối thấp vào các tháng mùa khô, thấp nhất chỉ 72,4 mm vào tháng II và tƣơng đối cao vào các tháng mùa mƣa, cao nhất lên đến 11,2 mm vào tháng IX (bảng 3.5)
Biên độ của lƣợng mƣa năm lên đến 2.280,3 mm, cao hơn rất nhiều so với biên độ của lƣợng mƣa các tháng trong mùa khô và cả mùa mƣa.
Bảng 3.5 Biên độ của lƣợng mƣa tháng và năm (mm) Thán
g
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Biên độ 135, 8 72,4 126, 7 278, 2 409, 1 441, 6 528, 1 850, 9 911, 2 790, 3 348, 1 140, 0 2.280, 3 f) Xu thế biến đổi của lƣợng mƣa
Xu thế của lƣợng mƣa rất khác nhau giữa các tháng: tăng lên trong 3 tháng nhƣng giảm đi trong 9 tháng.
Tốc độ tăng giảm của lƣợng mƣa cũng rất khác nhau. Trong 3 tháng lƣợng mƣa tăng lên, lƣợng mƣa tháng VII tăng với tốc độ nhanh nhất 0,67mm/năm, lƣợng mƣa tháng V tăng với tốc độ 0,47mm/năm và lƣợng mƣa tháng I giảm chậm nhất, chỉ 0,0438mm. Trong 9 tháng lƣợng mƣa giảm đi, lƣợng mƣa tháng VI giảm nhiều nhất, 2,56mm/năm, thứ đến lƣợng mƣa tháng X giảm 2,33mm/năm và lƣợng mƣa tháng XII giảm chậm nhất, chỉ 0,022mm/năm.
Do đa số lƣợng mƣa tháng giảm đi và giảm với tốc độ cao hơn so với tốc độ tăng nên lƣợng mƣa năm giảm đi với tốc độ 7,22mm/năm, cao hơn so với nhiều trậm khác ở đồng bằng Bắc Bộ (bảng 3.6) hình 3.2
Hình 3.2 Xu thế lƣợng mƣa trung bình năm
y = -7.2183x + 1873.2 R² = 0.0777 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 L ƣ ợ n g m ƣ a (m m ) Năm
Bảng 3.6 Tốc độ xu thế của lƣợng mƣa tháng và năm
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Dấu xu thế + - - - + - + - - - - - - Trị số tuyệt đối (năm/ tháng) 0,0438 0,138 0,0735 0,9659 0,4696 2,5605 0,6722 0,8639 0,5203 2,3298 0,9303 0,0216 7,2183
Nhƣ vậy, lƣợng mƣa dao động nhiều từ năm này và năm khác, lƣợng mƣa tháng có xu thế giảm đi với tốc độ khác nhau trong đa số tháng, tăng lên với tốc độ khá chậm trong số ít tháng và kết quả là lƣợng mƣa cả năm có xu thế giảm đi.
3.2.2 Biến đổi của mùa mưa
Mùa mƣa trung bình với ý nghĩa là một chuỗi tháng liên tục có lƣợng mƣa trung bình khơng dƣới 100mm, bắt đầu từ tháng V, kết thúc vào tháng X, cao điểm vào tháng IX.
a) Biến đổi tháng bắt đầu mùa mƣa
Trong thời kỳ 1961 – 2014 ở Thái Bình tháng bắt đầu mùa mƣa dao động trong phạm vi 4 tháng, từ tháng III đến tháng VI. Trong 54 năm qua có 27 năm (50%) mùa mƣa bắt đầu vào tháng V, trùng với mùa mƣa trung bình. Có đến 15 năm (27,8%) mùa mƣa đến sớm hơn 1 tháng, vào tháng IV, 4 năm (7,4%) mùa mƣa đến sớm hơn 2 tháng, vào tháng III và 8 năm (14,8%) mùa mƣa đến muộn hơn 1 tháng, vào tháng VI ( bảng 3.7)
4 năm mùa mƣa bắt đầu từ tháng III bao gồm 1 năm của thập kỷ 1981 – 1990 (1990), 1 năm của thập kỷ 1991 – 2000 (1994) và 2 năm của thập kỷ 2001 – 2010 (2001, 2009)
8 năm mùa mƣa bắt đầu từ tháng VI bao gồm 2 năm của thập kỷ 1961 – 1970 (1963, 1969), 1 năm của thập kỷ 1971 – 1980 (1977), 1 năm của thập kỷ 1981 – 1990 (1982), 2 năm của thập kỷ 1991 – 2000 (1992, 1995), 2 năm của thập kỷ 2001 – 2010 (2008, 2010)
Bảng 3.7 Số năm và tần suất (%) mùa mƣa bắt đầu trong các tháng
Tháng III IV V VI
Số năm 4 15 27 8
Tần suất 7,4 27,8 50,0 14,8
b) Biến đổi tháng kết thúc mùa mƣa
Trong thời kỳ 1961 – 2014, ở Thái Bình tháng kết thúc mùa mƣa dao động trong phạm vi 5 tháng, từ tháng VIII đến tháng XII (bảng 3.8)
Trong 54 năm quan trắc, có 24 năm (44,4 %) mùa mƣa kết thúc vào tháng X, trùng với tháng kết thúc mùa mƣa trung bình. Có 18 năm (33,3%) mùa mƣa kết thúc sớm hơn 1 tháng vào tháng IX, 1 năm (1,9%) mùa mƣa kết thúc sớm hơn 2 tháng, vào tháng VIII.
Ngƣợc lại, có 9 năm (16,7%) mùa mƣa kết thúc muộn hơn 1 tháng, vào tháng XI và 2 năm (3,7%) mùa mƣa kết thúc muộn hơn 2 tháng, vào tháng XII
Năm 1991, mùa mƣa kết thúc sớm nhất, vào tháng VIII. Các năm 1977 và