7. Khung lý thuyết
1.4.5. Khái niệm thời tiết cực đoan
Hiện tƣợng thời tiết cực đoan (an extreme weather event) là hiện tƣợng hiếm
ở một nơi cụ thể vào một thời gian cụ thể trong năm. Định nghĩa “hiếm” có thể đƣợc hiểu theo nhiều cách khác nhau, nhƣng hiện tượng thời tiết cực đoan đƣợc hiểu là hiện tƣợng có xác suất xuất hiện nhỏ, thông thƣờng đƣợc chọn là nhỏ hơn 10%. Theo định nghĩa này, các tính chất của cái gọi là “thời tiết cực đoan” có thể rất khác nhau giữa nơi này và nơi khác. Khi hiện tƣợng thời tiết cực đoan xảy ra vào một thời gian nào đó trong năm, chẳng hạn một mùa, khá ổn định, nó có thể đƣợc gọi là hiện tượng khí hậu cực đoan. Nói cách khác, hiện tượng khí hậu cực đoan là
sự tổng hợp của hiện tượng thời tiết cực đoan đƣợc đặc trƣng bởi trung bình và các cực trị tuyệt đối của các hiện tƣợng thời tiết cực đoan trên một khoảng thời gian nhất định. Cũng cần phân biệt khái niệm cực đoan với khái niệm cực trị tuyệt đối
của chuỗi nhiều năm mà ngƣời ta vẫn gọi là giá trị kỷ lục. Nói cách khác, hiện tượng cực đoan đƣơ ̣c hiểu là những hiện tƣơ ̣ng thỏa mãn các điều kiện : (1) Hiếm, tức có xác suất xuất hiện tƣơng đối thấp trong một khoảng thời gian tƣơng đối dài; (2) Có cƣờng độ lớn; và (3) Khắc nghiệt, tức là có khả năng gây ra những ảnh hƣởng lớn hoặc dữ dội đe dọa trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự sống trên Trái đất2
. Trong nghiên cƣ́u này , hiê ̣n tƣợng thời tiế t cƣ̣c đoan đƣợc hiểu là toàn bô ̣ nhƣ̃ng hiê ̣n tƣợng thời tiết có ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng tự nhiên , kinh tế, xã hội và hoạt động sống của con ngƣời , cụ thể là ảnh hƣởng đến nghề nghiệp của cƣ dân ven biển Đồng bằng sông Hồng.
2
- Các hiện tượng khí hậu cực đoan trên thế giới và ở Việt Nam
Biến đổi của các hiện tƣợng thời tiết, khí hậu cực đoan đã đƣợc nghiên cứu khá nhiều dựa trên số liệu quan trắc lịch sử. Theo IPCC (2007), hậu quả của sự nóng lên toàn cầu là nhiệt độ không khí trung bình toàn cầu đã tăng lên, đặc biệt từ sau năm 1950. Tính trên chuỗi số liệu 1906-2005 nhiệt độ không khí trung bình toàn cầu tăng 0.074 ± 0.18°C. Các năm 2005 và 1998 là những năm nóng nhất kể từ 1850 đến nay. Nhiệt độ năm 1998 tăng lên đƣợc xem là do hiện tƣợng El Nino 1997−1998, nhƣng dị thƣờng nhiệt độ lớn nhất lại xảy ra vào năm 2005.
Ở quy mô địa phƣơng và khu vực, hầu hết các công trình nghiên cứu tập trung phân tích xu thế biến đổi của các đặc trƣng cực trị khí hậu trong phạm vi quốc gia hoặc vùng lãnh thổ trong mối quan hệ với biến đổi khí hậu toàn cầu. Xu thế của chuỗi số liệu nhiệt độ và lƣợng mƣa cực trị thời kỳ 1961-1998 cho khu vực Đông Nam Á và Nam Thái Bình dƣơng đã đƣợc Manton và CS [27] phân tích, đánh giá. Việc chọn số liệu giai đoạn 38 năm này là để tối ƣu hóa số liệu sẵn có giữa các vùng trong khu vực. Sử dụng số liệu chất lƣợng tốt từ 91 trạm của 15 nƣớc, các tác giả đã phát hiện đƣợc sự tăng đáng kể của số ngày nóng và đêm ấm trong năm và sự giảm đáng kể số ngày lạnh và đêm lạnh trong năm. Những xu thế này trong chuỗi nhiệt độ cực trị là khá ổn định trong khu vực. Số ngày mƣa (với ít nhất 2mm/ngày) giảm đáng kể trên toàn Đông Nam Á và trung tâm Nam Thái Bình Dƣơng, nhƣng tăng ở phía bắc quần đảo Polynesia thuộc Pháp ở Fiji, và ở một vài trạm thuộc Australia.
Hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ), bão cũng đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Trên thế giới đã có rất nhiều công trình đề cập đến sự biến đổi hoạt động cũng nhƣ cƣờng độ của bão ở các vùng đại dƣơng khác nhau. Landsea và CS [31, tr. 89] đã xem xét xu thế biến đổi trong năm và trong nhiều thập kỷ của bão ở vùng Đại Tây Dƣơng và bão đổ bộ vào Hoa Kỳ. Kết quả cho thấy hoạt động của bão thể hiện xu thế tuyến tính yếu trong khi đó sự biến đổi đa thập kỷ thể hiện rõ nét hơn ở khu vực này. Các nhân tố môi trƣờng khác nhau nhƣ áp suất mực biển vùng Caribe và gió vĩ hƣớng mực 200mb, dao động tựa hai năm tầng bình lƣu (QBO), chỉ số El Nino dao động nam (SOI), mƣa vùng Sahara ở Tây Phi và nhiệt
độ bề mặt biển Đại Tây Dƣơng đƣợc sử dụng để phân tích mối liên hệ giữa sự biến đổi trong năm với hoạt động của bão ở vùng Đại Tây Dƣơng.
Bên cạnh đó, hoạt động của bão trong nhiều thập kỷ có thể liên quan đến các dạng (mode) dao động đa thập kỷ ở vùng Đại Tây Dƣơng phát hiện đƣợc từ số liệu nhiệt độ bề mặt biển toàn cầu. Sự biến đổi của số lƣợng bão ở khu vực Đại Tây Dƣơng cũng đƣợc Landsea [32] nghiên cứu trên qui mô thời gian nội mùa và năm. Sự khác biệt giữa số lƣợng bão mạnh và bão yếu cũng đƣợc tác giả nêu rõ. Hoạt động của bão mạnh thƣờng thể hiện một cực đại rõ nét hơn so với bão yếu trong chu kỳ năm. Khoảng 95% hoạt động của bão mạnh xảy ra từ tháng 8 đến tháng 10. Nhìn chung, trong số tất cả những cơn bão trên thủy vực Đại Tây Dƣơng thì bão mạnh thể hiện sự biến đổi từ năm này sang năm khác lớn nhất. Tuy nhiên, tỷ lệ những cơn bão mạnh cũng giảm trong hai thập kỷ gần đây. Ở khu vực Tây Bắc Thái Bình Dƣơng, Xu và CS [33] cũng nghiên cứu sự biến đổi trong hoạt động của bão gắn liền với vấn đề nóng lên toàn cầu. Những biểu hiện trong sự biến đổi nhiều năm của bão trong hai thập kỷ qua chủ yếu liên quan đến hiện tƣợng ENSO hoặc dao động tựa hai năm tầng bình lƣu.
Một số công trình nghiên cứu về các yếu tố và hiện tƣợng khí hậu cực trị đƣợc thực hiện cho các nƣớc Đông Nam Á trong đó có Việt Nam. Manton và CS [40] đã xem xét xu thế giáng thủy ngày cực đại từ năm 1961 đến năm 1998 cho khu vực Đông Nam Á và Nam Thái Bình Dƣơng. Kết quả cho thấy số ngày mƣa (ngày có lƣợng mƣa từ 2mm trở lên) nhìn chung giảm đáng kể ở khu vực Đông Nam Á. Phân tích số liệu giáng thủy ngày ở các nƣớc khu vực Đông Nam Á trong thời kỳ từ 1950 đến 2000, Endo và CS [41] đã chỉ ra rằng số ngày ẩm ƣớt (ngày có giáng thủy trên 1mm) có xu thế giảm ở hầu hết các nƣớc này, trong khi đó cƣờng độ giáng thủy trung bình của những ngày ẩm ƣớt lại có xu thế tăng lên. Mƣa lớn tăng lên ở phía nam Việt Nam, phía bắc Myanma, đảo Visayas và Luzon của Philipin trong khi đó lại giảm ở phía bắc Việt Nam. Số ngày khô liên tiếp cực đại năm có xu thế giảm ở những khu vực bị ảnh hƣởng bởi giáng thủy trong thời kỳ gió mùa mùa đông. Sự giảm hiện tƣợng mƣa trong thời kỳ mùa khô cũng đƣợc tìm thấy ở Myanma. Riêng
trên lãnh thổ Việt Nam, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nhiệt độ trung bình trong 50 năm qua (1958-2008) đã tăng lên từ 0,5 đến 0,7 o
C và nhiệt độ trong mùa đông có xu thế tăng nhanh hơn trong mùa hè [14; 13, tr. 10]. Phân tích số ngày nắng nóng trong từng thời kỳ trên lãnh thổ Việt Nam, Nguyễn Đức Ngữ [13, tr. 10] cho rằng, số ngày nắng nóng trong thập kỷ 1991-2000 nhiều hơn so với các thập kỷ trƣớc, đặc biệt ở Trung Bộ và Nam Bộ. Phân tích các trung tâm khí áp ảnh hƣởng đếnViệt Nam để giải thích sự tăng lên của nhiệt độ trung bình trên một số trạm đặc trƣng trong thời kỳ 1961-2000, Nguyễn Viết Lành [11, tr. 33] cho rằng, nhiệt độ trung bình trong thời kỳ này đã tăng lên từ 0,4 - 0,6 oC, nhƣng xu thế tăng rõ rệt nhất xảy ra trong thập kỷ cuối và trong mùa đông, đặc biệt là trong tháng 1, mà nguyên nhân là do sự mạnh lên của áp cao Thái Bình Dƣơng trong thời kỳ này. Đinh Văn Ƣu và CS [22] đã nghiên cứu “Biến động mùa và nhiều năm của trƣờng nhiệt độ nƣớc mặt biển và sự hoạt động của bão tại khu vực Biển Đông”. Kết quả cho thấy có sự biến động đáng kể của trƣờng nhiệt độ nƣớc mặt biển và hoạt động của bão nhiệt đới trên khu vực Biển Đông trong những thập niên gần đây. Thông qua việc tính các chỉ số khí hậu có thể thấy khi hiện tƣợng El Nino hoạt động mạnh thì sự hoạt động của bão nhiệt đới trên toàn khu vực giảm. Trong thời kỳ này sự biến động của trƣờng nhiệt độ nƣớc mặt biển và hoàn lƣu trên Biển Đông là đáng kể. Cũng theo tác giả Đinh Văn Ƣu [21] “Đánh giá quy luật biến động dài hạn và xu thế biến đổi số lƣợng bão và áp thấp nhiệt đới trên khu vực Tây Thái Bình Dƣơng, Biển Đông và ven biển Việt Nam” cho thấy số lƣợng trung bình năm của bão và siêu bão dao động theo các chu kỳ dài từ hai năm đến nhiều chục năm. Trong năm thập niên gần đây, số lƣợng bão ảnh hƣởng trực tiếp đến ven bờ Vịnh Bắc Bộ giảm, trong khi ở Nam Trung Bộ và Nam Bộ lại gia tăng. Tác giả Nguyễn Văn Tuyên [20, tr. 4 - 10] cũng đang nghiên cứu “Xu hƣớng hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới trên Tây Bắc Thái Bình Dƣơng và Biển Đông theo các cách phân loại khác nhau”. Sự phân bố của bão đƣợc nghiên cứu trong đó bão đƣợc phân loại theo vùng ảnh hƣởng và theo cƣờng độ rồi phân tích xu hƣớng hoạt động. Kết quả phân tích cho thấy, trong thời kỳ 1951-2006, hoạt động của bão trên khu vực Tây Bắc Thái Bình Dƣơng có xu hƣớng giảm về số
lƣợng, trong đó số cơn bão yếu và trung bình có xu hƣớng giảm, còn số cơn bão mạnh lại có xu hƣớng tăng lên. Trên khu vực Biển Đông, những cơn bão vào Biển Đông nhƣng không vào vùng ven biển và đất liền nƣớc ta lại có xu hƣớng tăng về số lƣợng. Bão có xu hƣớng tăng lên ở hai vùng Trung Bộ và Nam Bộ nhƣng ở vùng Bắc Bộ lại có xu hƣớng giảm. Cƣờng độ bão có xu hƣớng giảm, trong đó các cơn bão yếu có xu hƣớng giảm rõ rệt nhất.