rừng
2.4.1.1. Phương pháp xác định đặc điểm biến đổi của các chỉ số khí hậu
Đặc điểm biến đổi của các chỉ tiêu khí hậu của các địa phương được xác định theo số liệu quan trắc về nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa tại các trạm Khí tượng Quốc Gia trong giai đoạn 1980 - 1999 và kịch bản BĐKH trung bình B2 do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2009. Phân bố các trạm Khí tượng Quốc Gia được lựa chọn nghiên cứu thể hiện trong hình 2.2.
Hình 2.2. Vị trí các trạm Khí tượng Quốc Gia phục vụ nghiên cứu
2.4.1.2. Phương pháp xác định chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng * Công thức dự báo nguy cơ cháy rừng của Nesterop
Hiện nay, ở nước ta nguy cơ cháy rừng của một ngày cụ thể ở phần lớn các khu vực được xác định theo chỉ tiêu khí tượng tổng hợp P của Nesterop với công thức như sau:
d t i13 n 1 i i13 5i x P ∑ = =K (2.1) Trong đó:
- P5i là chỉ tiêu khí tượng tổng hợp tính cho ngày thứ i,
- K là hệ số có giá trị bằng 1 khi lượng mưa ngày thứ i nhỏ hơn 5mm, và có giá trị bằng 0 khi lượng mưa ngày lớn hơn hoặc bằng 5mm,
- ti13 là nhiệt độ không khí tại thời điểm 13 giờ ngày thứ i (oC), - di13 là độ hụt bão hòa tại thời điểm 13 giờ ngày thứ i (mb),
- n là số ngày không mưa hoặc có mưa nhưng nhỏ hơn 5 mm kể từ ngày cuối cùng có lượng mưa lớn hơn 5 mm.
* Chỉ số ngày có nguy cơ cháy cao
Nguy cơ cháy rừng của một ngày cụ thể được xác định theo giá trị của chỉ số P5i. Ngày mà P5i từ 7.500 – 10.000 được gọi là ngày có nguy cơ cháy cao (P4), Ngày mà P5i lớn hơn 10.000 được gọi là ngày có nguy cơ cháy rất cao (P5).
Nguy cơ cháy rừng của một tháng hoặc một năm được xác định theo số ngày có nguy cơ cháy cao và rất cao (Snc45) và được xác định như sau:
Snc45 = f(P4; P5) (2.2)
Các công trình nghiên cứu và thực tế đều khảng định, số ngày có nguy cơ cháy cao có liên hệ chặt với điều kiện khí hậu. Căn cứ vào số ngày có nguy cơ cháy cao và điều kiện nhiệt ẩm từng tháng ở các địa phương, luận án tiến
hành khảo nghiệm và xác định các chỉ số khí hậu Qi phản ảnh nguy cơ cháy rừng.
* Chỉ số khí hậu Qi
Chỉ số khí hậu Qi được lựa chọn là chỉ số có liên hệ chặt chẽ nhất với số ngày có nguy cơ cháy rừng cao Snc45 và được xác định như sau:
Qi = f(Ri; Ti) (2.3)
Trong đó:
- Ri là lượng mưa trung bình của tháng thứ i, - Ti là nhiệt độ trung bình của tháng thứ i.
Tổng quan nghiên cứu đã chỉ ra rằng chỉ số khí hậu dùng để phản ánh nguy cơ cháy rừng có những đặc điểm sau: (1) – Được xác định thông qua của các chỉ tiêu khí hậu (nhiệt độ trung bình, lượng mưa trung bình), (2) – Phản ánh được sự ảnh hưởng của điều kiện khí hậu những tháng liền trước đến nguy cơ cháy rừng ở tháng dự báo, (3) – Liên hệ chặt với đặc điểm phân hóa mùa mưa của khu vực dự báo; với những nhận định trên cùng với việc tham vấn ý kiến các chuyên gia luận án đã đề xuất và vận dụng phương pháp khảo nghiệm thực tế để xác định công thức tính chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi, theo các dạng công thức từ 2.4 – 2.12 trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Công thức xác chỉ tiêu khí hậu Qi phản ánh nguy cơ cháy rừng
TT Dạng công thức xác định Qi Kí hiệu
1 Qi = Ri-2*µ + Ri-1*β + Ri 2.4
2 Qi = Ti-1*β + Ti 2.5
3 Qi = Stkh 2.6
4 Qi = Ki*Ti*abs(Ri-100) 2.7
5 Qi= (Ki-1*Ti-1*abs(Ri-1-100)*β) + Ki*Ti*abs(Ri-100) 2.8 6 Qi= (Ki-2*Ti-2*abs(Ri-2-100)*µ) + (Ki-1*Ti-1*abs(Ri-1-100)*β) +
Ki*Ti*abs(Ri-100) 2.9
7 Qi = Ki*Ti*abs(Ri-100)^α 2.10
8 Qi= ((Ki-1*Ti-1*abs(Ri-1-100)^α)*β) + (Ki*Ti*abs(Ri-100)^α) 2.11 9 Qi= ((Ki-2*Ti-2*abs(Ri-2-100)^α)*µ) + ((Ki-1*Ti-1*abs(Ri-1-100)^α)*β)
Trong đó:
- Qi là chỉ số khí hậu tính cho tháng thứ i,
- Ki và Ki-1, Ki-2 là hệ số hiệu chỉnh tính cho tháng thứ i và hai tháng liền trước, chúng bằng 0 khi lượng mưa tháng lớn hơn hoặc bằng 100 mm,
- Ki và Ki-1, Ki-2 bằng (100-Ri)/100, (100-Ri-1)/100, (100-Ri-2)/100 khi lượng mưa tháng nhỏ hơn 100 mm, (Theo các Phạm Ngọc Hưng [11]: mùa cháy rừng có thể xác định là những tháng có lượng mưa ≤ 100mm.)
- Ri, Ri-1 và Ri-2 là lượng mưa tháng thứ i và hai tháng liên trước,
- Ti, Ti-1 và Ti-2 là nhiệt độ trung bình tháng thứ i và hai tháng liên trước, - α, β, µ, là các hằng số của phương trình xác định chỉ số Qi,
- Stkh là số tháng có lượng mưa nhỏ hơn 100mm liên tiếp tính từ tháng hiện tại trở về trước,
- abs() là hàm lấy giá trị tuyệt đối.
Công thức (2.7; 2.10) xác định chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi chỉ tính đến tác động của các yếu tố lượng mưa và nhiệt độ của tháng hiện tại mà không tính đến mức độ chi phối của các yếu tố này ở các tháng trước đó. Công thức (2.8; 2.11) cho phép xác định chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi theo điều kiện khí hậu của tháng hiện tại có tính đến sự chi phối của tháng liền trước đến chỉ số Qi. Công thức (2.9; 2.12) cho phép xác định chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi theo điều kiện khí hậu của tháng hiện tại có tính đến sự chi phối của hai tháng liền trước đến chỉ số Qi.
2.4.1.3. Phương pháp xác định đặc điểm biến đổi nguy cơ cháy rừng theo điều kiện khí hậu
Trong luận án, nguy cơ cháy rừng tại các địa phương được phản ánh thông qua số ngày có nguy cơ cháy cao và rất cao (Snc45); vì vậy đặc điểm biến đổi nguy cơ cháy rừng theo điều kiện khí hậu được đánh giá thông qua đặc điểm biến đổi của chỉ số Snc45 tại các vùng sinh thái trong cả nước. Chỉ
số Snc45 tại các vùng sinh thái được xác định thông qua điều kiện khí hậu tại các vùng sinh thái và chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi.
2.4.1.4. Phương pháp lựa chọn chỉ số khí hậu và ngưỡng phân cấp phản ánh cấp độ của nguy cơ cháy rừng
Chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi được xác định trên cơ sở phân tích liên hệ giữa các chỉ số khí hậu với số ngày có nguy cơ cháy rừng cao và rất cao ở tất cả các địa phương, chỉ số khí hậu được lựa chọn cần thỏa mãn 3 tiêu chí: (1) – Chỉ số khí hậu Qi cần phản ánh được sự ảnh hưởng của điều kiện khí hậu các tháng liền trước đến kết quả dự báo nguy cơ cháy rừng của tháng hiện tại, (2) – Chỉ số khí hậu Qi được lựa chọn phải có hệ số tương quan cao nhất với số ngày có nguy cơ cháy cao Snc45, (3) – Phương trình liên hệ giữa Snc45 và Qi phải thực sự tồn tại và đáp ứng được mục tiêu dự báo nguy cơ cháy rừng theo chỉ số khí hậu.
Các ngưỡng phân cấp phản ánh cấp độ của nguy cơ cháy rừng được xác định trên cơ sở kết quả khảo sát đặc điểm biến đổi của nguy cơ cháy rừng theo chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi. Mỗi ngưỡng là một điểm biến đổi về tính chất của đường cong liên hệ giữa nguy cơ cháy rừng với chỉ số khí hậu.