CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH CẢNH BÁO SỚM HẠN KHÍ TƯỢNG CHO VÙNG DUYÊN HẢI MIỀN TRUNG
3.2 Ảnh hưởng của ENSO đến diễn biến hạn hán của vùng nghiên cứu
3.2.1 Diễn biến hạn hán của vùng DHMT trong các thời kỳ phát sinh ENSO
Chỉ số bình quân hạn hán theo chỉ số SPI và SPEI cho toàn vùng DHMT được tính bằng trung bình hóa các chỉ số SPI và SPEI theo ô lưới cho từng tháng. Trong hình 3.27 và hình 3.28 diễn tả diễn biến hạn hán lần lượt của các chỉ số SPI, SPEI 1 tháng, SPI, SPEI 3 tháng và các thời kỳ xảy ra ENSO.
Hình 3.27 Giá trị SPI, SPEI-1 trong các thời kỳ xảy ra ENSO (1985-2014)
Hình 3.28 Giá trị SPI, SPEI-3 trong các thời kỳ xảy ra ENSO (1985-2014) Theo kết quả ở hình 3.27 và hình 3.28, có thể nhận thấy hầu hết trong các đợt xảy ra El Nino thì vùng nghiên cứu đều phát sinh hạn hán, nhưng thời điểm của các đợt hạn hán thường xảy ra muộn hơn (trễ hơn) thời điểm xảy ra các đợt El Nino. Trong các thời kỳ xảy ra El Nino thì thời kỳ từ 5/1997 ÷ 5/1998 là thời kỳ hạn xảy ra nặng nhất với nhiều tháng chỉ số âm lớn và liên tục, sau đó là thời kỳ 7/2004 ÷ 4/2005, và thời kỳ 6/2002 ÷ 2/2003 là hạn xảy ra nhẹ hơn cả. Trong thực tế thì đợt hạn 1997-1998 cũng là đợt xảy
104
ra hạn nặng nhất với 180836(ha) bị hạn và 51130(ha) bị mất trắng.
Mức độ hạn hán của vùng nghiên cứu trong các thời kỳ xảy ra El Nino được xác định bằng giá trị cực tiểu và số tháng xảy ra hạn của các chỉ số SPI, SPEI trong thời kỳ đó.
Giá trị cực tiểu của các chỉ số hạn, và số tháng xảy ra hạn (giá trị của SPI, SPEI ≤ -0.5) trong các thời kỳ xảy ra El Nino được thống kê trong các bảng 3.2 và 3.3.
Bảng 3.2 Giá trị nhỏ nhất của SPI, SPEI trong các thời kỳ phát sinh El Nino Thời kỳ phát sinh El Nino Giá trị nhỏ nhất của SPI, SPEI Từ tháng Đến tháng Tổng số tháng SPI1 SPEI1 SPI3 SPEI3
1986/9 1988/2 18 -1.5 -1.36 -1.1 -1.19
1991/6 1992/7 14 -1.4 -1.09 -1.4 -1.27
1994/10 1995/3 6 -0.6 -0.53 -0.6 -0.66
1997/5 1998/5 13 -0.9 -1.4 -1.0 -1.66
2002/6 2003/2 9 -0.6 -0.62 -0.2 -0.94
2004/7 2005/4 10 -1.3 -1.22 -1.2 -1.38
2006/9 2007/1 5 -1.20 -1.57 -1.3 -1.32
2009/7 2010/4 10 -1.1 -1.53 -1.1 -1.52
2014/11 2014/12 2 -0.4 -0.74 -1.2 -1.31
Bảng 3.3 Tổng số tháng xảy ra hạn hán trong các thời kỳ phát sinh El Nino theo chỉ số SPI, SPEI
Thời kỳ phát sinh El Nino Tổng số tháng xảy ra hạn hán (SPI, SPEI ≤ -0.5)
Từ tháng Đến tháng Tổng số tháng SPI1 SPEI1 SPI3 SPEI3
1986/9 1988/2 18 6 5 8 9
1991/6 1992/7 14 6 4 5 5
1994/10 1995/3 6 2 1 3 3
1997/5 1998/5 13 3 7 6 8
2002/6 2003/2 9 2 2 0 2
2004/7 2005/4 10 6 5 7 7
2006/9 2007/1 5 2 2 3 4
2009/7 2010/4 10 5 6 3 5
2014/11 2014/12 2 0 1 1 3
Từ bảng 3.2 và 3.3 cho thấy trong các thời kỳ xảy ra El Nino thì mức độ hạn hán của vùng nghiên cứu theo chỉ số SPEI3 là lớn nhất, sau đó đến SPEI1, SPI3 và thấp nhất là
105 SPI1.
Mức độ dị thường của hạn hán được xác định bằng giá trị cực tiểu của các chỉ số SPI, SPEI trong toàn liệt số liệu (1985 ÷ 2014). Theo kết quả của bảng 3.1 và 3.2 thì giá trị cực tiểu của SPI1 là -1.5 rơi vào tháng 12/1987, SPEI1 là -1.57 rơi vào tháng 11/2006, SPI3 là -1.5 rơi vào tháng 10/2004, SPEI3 là -1.66 rơi vào tháng 3/1988. Điều này cho thấy hạn nặng xảy ra trong vùng nghiên cứu đều rơi vào các thời điểm xảy ra El Nino.
Từ kết quả và phân tích ở trên cho thấy mức độ ảnh hưởng của hiện tượng El Nino đến hạn hán của vùng nghiên cứu là tương đối lớn, khi xảy ra một đợt El Nino thì vùng nghiên cứu sẽ phát sinh một đợt hạn hán kéo dài trong nhiều tháng, giá trị âm của các chỉ số hạn lớn, nhưng thời điểm của các đợt hạn hán thường xảy ra muộn hơn (trễ hơn) thời điểm xảy ra các đợt El Nino. Chỉ số SPEI3 phản ánh mức độ hạn hán của vùng nghiên cứu trong các đợt El Nino lớn hơn các chỉ số hạn khác.
3.2.2 Đánh giá kết quả mối tương quan giữa SSTA và SOI với SPI và SPEI
Kết quả hệ số tương quan trung bình giữa SSTA, SOI với các chỉ số SPI, SPEI tại các ô lưới của toàn bộ khu vực nghiên cứu được thể hiện ở bảng 3.4.
106
Bảng 3.4 Hệ số tương quan trung bình giữa SSTA, SOI với các chỉ số SPI, SPEI Hệ số tương quan giữa SSTA1 với SPI1, SPEI1
Độ trễ j
(tháng) 1 2 (*) 3 (*) 4 (*) 5 (*) 6 7 8 9 10 11 12 SPI1 -0.14 -0.157 -0.167 -0.161 -0.146 -0.119 -0.108 -0.094 -0.089 -0.073 -0.062 -0.064 SPEI1 -0.14 -0.157 -0.167 -0.161 -0.146 -0.119 -0.108 -0.094 -0.089 -0.073 -0.062 -0.064
Hệ số tương quan giữa SSTA3 với SPI3, SPEI3 Độ trễ j
(tháng) 1 2 (*) 3 (*) 4 (*) 5 (*) 6 7 8 9 10 11 12 SPI3 -0.256 -0.269 -0.274 -0.266 -0.244 -0.212 -0.183 -0.156 -0.134 -0.118 -0.109 -0.102 SPEI3 -0.256 -0.269 -0.274 -0.266 -0.244 -0.212 -0.183 -0.156 -0.134 -0.118 -0.109 -0.102
Hệ số tương quan giữa SOI1 với SPI1, SPEI1 Độ trễ j
(tháng) 1 (*) 2 (*) 3 (*) 4 (*) 5 6 7 8 9 10 11 12 SPI1 0.162 0.169 0.143 0.144 0.138 0.088 0.085 0.063 0.058 0.045 0.042 0.037 SPEI1 0.162 0.169 0.143 0.144 0.138 0.088 0.085 0.063 0.058 0.045 0.042 0.037
Hệ số tương quan giữa SOI3 với SPI3, SPEI3 Độ trễ j
(tháng) 1 (*) 2 (*) 3 (*) 4 (*) 5 6 7 8 9 10 11 12 SPI3 0.278 0.303 0.292 0.266 0.238 0.213 0.17 0.124 0.096 0.079 0.071 0.06 SPEI3 0.278 0.303 0.292 0.266 0.238 0.213 0.17 0.124 0.096 0.079 0.071 0.06
Ghi chú: * Mối tương quan có độ tin cậy trên 90%
Từ kết quả của bảng 3.4 cho thấy tương quan giữa SSTA và SOI với chỉ số SPI và SPEI đều như nhau và tương quan giữa SSTA, SOI với các chỉ số SPI3 và SPEI3 là lớn hơn so với các chỉ số SPI1 và SPEI1, nhưng tương quan giữa SOI với các chỉ số SPI, SPEI lớn hơn so với tương quan giữa SSTA với các chỉ số SPI, SPEI. Tương quan giữa SSTA với các chỉ số SPI, SPEI là mối tương quan nghịch, còn tương quan giữa SOI với các chỉ số SPI, SPEI là mối tương quan thuận, điều này phù hợp với quy luật của thời tiết, khí hậu ở vùng xích đạo-nhiệt đới TBD là khi SST ở vùng Nino3.4 tăng thì El Nino xảy ra đồng thời với SO âm tính sẽ gây ra hạn hán nghiêm trọng cho vùng phía tây TBD.
Cũng từ kết quả từ bảng 3.4 cho thấy tương quan giữa SSTA với các chỉ số SPI, SPEI đạt giá trị cao nhất khi chuỗi số liệu SSTA trước chuỗi số liệu SPI, SPEI là 3 tháng (độ trễ 3 tháng), còn tương quan giữa SOI với các chỉ số SPI, SPEI đạt giá trị cao nhất khi chuỗi số liệu SOI trước chuỗi số liệu SPI, SPEI là 2 tháng (độ trễ 2 tháng). Điều này cho
107
thấy khi SST ở vùng Nino3.4 tăng (SSTA dương) và SOI âm tính đều có quan hệ tuyến tính với diễn biến hạn hán của khu vực nghiên cứu, đặc biệt là khi SST ở vùng Nino3.4 tăng (SSTA ≥ 0.5 dẫn đến phát sinh El Nino) thì khả năng lớn sẽ phát sinh hạn hán cho vùng nghiên cứu nhưng thời điểm phát sinh hạn hán thường trễ hơn từ 2 đến 3 tháng.
Kết quả mối tương quan giữa SSTA, SOI và các chỉ số SPI, SPEI với các độ trễ khác nhau (độ trễ j = 1 ÷ 12 tháng) được thể hiện ở Phụ lục 3.2. Mối quan hệ giữa SSTA với các chỉ số SPI, SPEI có hệ số tương quan cao nhất với độ trễ là 3 tháng (j = 3 tháng) theo không gian được thể hiện ở hình 3.29, mối quan hệ giữa SOI với các chỉ số SPI, SPEI có hệ số tương quan cao nhất với độ trễ là 2 tháng (j = 3 tháng) theo không gian được thể hiện ở hình 3.30.
Hình 3.29 Tương quan giữa SSTA với các chỉ số SPI, SPEI theo không gian (với độ trễ j = 3 tháng)
108
Hình 3.30 Tương quan giữa SOI với các chỉ số SPI, SPEI theo không gian (với độ trễ j
= 2 tháng)
Từ kết quả của mối tương quan giữa SSTA, SOI và các chỉ số hạn SPI, SPEI cho thấy theo không gian thì tương quan giữa SSTA, SOI với các chỉ số hạn có sự khác biệt lớn giữa các điểm trong vùng nghiên cứu, nhưng có một đặc điểm chung là với độ trễ từ 1 đến 6 tháng thì tương quan giữa SSTA, SOI với các chỉ số hạn ở vùng Nam Trung Bộ lớn hơn nhiều so với vùng Bắc Trung Bộ, trong khi đó với độ trễ từ 7 đến 12 tháng thì ngược lại, nhưng độ chênh lại không lớn. Tương quan giữa SSTA với chỉ số hạn có giá trị lớn nhất ở tỉnh Bình Thuận và Quảng Nam (hệ số tương quan là 0,43 với độ trễ j = 3 tháng), nhỏ nhất là ở các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An và Hà Tĩnh. Còn tương quan giữa SOI với chỉ số hạn có giá trị lớn nhất ở các tỉnh Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận (hệ số tương quan là 0,462 với độ trễ là j = 2 tháng), nhỏ nhất là ở các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An và Hà Tĩnh. Thông qua kết quả mối tương quan giữa SSTA, SOI với các chỉ số hạn theo không gian cho thấy mối quan hệ và ảnh hưởng của El Nino tới diễn biến hạn hán của vùng Nam Trung Bộ là lớn hơn so với vùng Bắc Trung Bộ đặc biệt là các tỉnh Quảng Nam, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận.