Đánh giá biến đổi khí hậu ở việt nam dựa trên chỉ số khí hậu cực đoan của IPCC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



Nguyễn Đình Dũng


ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM
DỰA TRÊN CHỈ SỐ KHÍ HẬU CỰC ĐOAN CỦA IPCC


Chuyên ngành: Khí tƣợng và khí hậu học
Mã số: 60 44 87


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. PHAN VĂN TÂN








Hà Nội - 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Đình Dũng



ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM
DỰA TRÊN CHỈ SỐ KHÍ HẬU CỰC ĐOAN CỦA IPCC


Chuyên ngành: Khí tƣợng và khí hậu học
Mã số: 60 44 87



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. PHAN VĂN TÂN







Hà Nội - 2014

3
LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến

GS.TS. Phan Văn Tân, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và tạo mọi điều
kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trong Khoa Khí
tượng Thủy văn và Hải dương học đã cung cấp cho tôi những kiến thức quý báu,
trong quá trình học tập.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến Cục Khí tượng Thủy văn và Biến đổi
khí hậu, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Bộ Tài nguyên và
Môi trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho bạn bè đồng nghiệp hỗ trợ tôi trong
quá trình tính toán, đóng góp ý kiến thực hiện một số nội dung trong luận văn này.
Cuối cùng, luận văn này không thể thực hiện được nếu thiếu nguồn giúp đỡ
và động viên vô cùng to lớn từ gia đình, bạn bè, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân
thành của mình đến tất cả các quý vị.
Trân trọng cảm ơn!


Tác giả
Nguyễn Đình Dũng










4
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 9

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 11
1.1. Tình hình biến đổi khí hậu 11
1.2. Nghiên cứu khí hậu cực đoan trên thế giới 15
1.2.1. Nghiên cứu về nhiệt độ 15
1.2.2. Nghiên cứu về lượng mưa 17
1.3. Nghiên cứu biến đổi khí hậu, khí hậu cực đoan ở Việt Nam 19
1.4. Chỉ số khí hậu cực đoan của IPCC 23
1.5. Một số nhận xét 27
CHƢƠNG 2 SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP 29
2.1. Số liệu 29
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu và tính toán 30
2.2.1. Phương pháp xử lý số liệu 30
2.2.2. Phương pháp phân tích xu thế 33
2.2.3. Tính toán các chỉ số cực đoan 33
2.3. Lựa chọn Bộ chỉ số cực đoan khí hậu cho Việt Nam 40
2.3.1. Các chỉ số cực đoan khí hậu đã sử dụng ở Việt Nam 40
2.3.2. Lựa chọn chỉ số khí hậu cực đoan 42
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 45
3.1. Sự biến đổi các chỉ số cực đoan khí hậu trong giai đoạn 1961 - 2010 45
3.1.1. Các chỉ số liên quan đến nhiệt độ 45
3.1.2. Các chỉ số liên quan đến lượng mưa 54
3.2. Dự tính biến đổi các chỉ số khí hậu cực đoan thời kỳ 2040-2059và 2080-
2099 thế kỷ 21 63
3.2.1. Dự tính các chỉ số liên quan đến nhiệt độ 63
3.2.2. Dự tính các chỉ số liên quan đến lượng mưa 66
KẾT LUẬN 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74


5

DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình toàn cầu 11
Hình 1-2 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ và diện tích băng 12
Hình 1-3 Diễn biến lượng mưa năm ở các vùng khác nhau trên thế giới 12
Hình 1-4 Dự tính biến đổi nhiệt độ vào cuối thế kỷ 21 so với trung bình thời kỳ 1986-
2005 theo các kịch bản 14
Hình 1-5 Dự tính biến đổi lượng mưa vào cuối thế kỷ 21 so với trung bình thời kỳ
1986-2005 theo các kịch bản 14
Hình 1-6 Minh họa kết quả tính toán các chỉ số cực đoạn khí hậu liên quan đến nhiệt
độ (trái) và lượng mưa (phải) trên quy mô toàn cầu thời kỳ 1951-2003 25
Hình 1-7 Minh họa dự tính biến đổi các chỉ số khí hậu cực đoan liên quan đến nhiệt độ
(trái), Lượng mưa (phải) trong thế kỷ 21 26
Hình 1-8 Minh họa kết quả dự tính biến đổi của các chỉ số cực đoan khí hậu theo các
kịch bản biến đổi khí hậu của IPCC 26
Hình 2-1 Mô tả quá trình kiểm tra chất lượng số liệu Tx, Tm 32
Hình 2-2 Mô tả quá trình kiểm tra chất lượng số liệu R 32
Hình 2-3 Mô tả hàm phân bố xác suất xác định cực đoan nhiệt độ và lượng mưa 37
Hình 2-4 Minh họa sắp xếp chuối số liệu để xác định các ngưỡng phân vị 38
Hình 2-5 Minh họa phương pháp xác định ngưỡng phân vị trên và dưới 39
Hình 2-6 Minh họa kết quả biểu diễn phân bố theo thời gian 39
Hình 3-1 Xu thế và tốc độ biến đổi chỉ số TNn (
o
C/10năm) 51
Hình 3-2 Xu thế và tốc độ biến đổi chỉ số TXx (
o
C/10năm) 51
Hình 3-3 Xu thế và tốc độ biến đổi số ngày nắng nóng (SU35) 52
Hình 3-4 Xu thế và tốc độ biến đổi số ngày nắng nóng gay gắt (SU37) 52
Hình 3-5 Xu thế và tốc độ biến đổi số đêm có nhiệt độ >25
o

C (đêm/10năm) 53
Hình 3-6 Xu thế và tốc độ biến đổi Số đêm lạnh - Tn10P (Ngày/10 năm) 53
Hình 3-7 Xu thế và tốc độ biến đổi số ngày nóng - Tx90P (Ngày/10 năm) 53
Hình 3-8 Xu thế biến đổi lượng mưa ngày lớn nhất tháng (Rx1day)/50 năm 61
Hình 3-9 Xu thế biến đổi lượng mưa 5 ngày lớn nhất tháng (Rx5day)/50 năm 61

6
Hình 3-10 Xu thế biến đổi số ngàymưa lớn R50 (ngày/50 năm) 62
Hình 3-11 Xu thế biến đổi số ngày mưa rất lớn R100 (ngày/50 năm) 62
Hình 3-12 Xu thế biến đổi lượng mưa ngày rất ẩm R95p (mm/50 năm) 62
Hình 3-13 Xu thế biến đổi lượng mưa ngày siêu ẩm R99p (mm/50 năm) 62
Hình 3-14 Dự tính xu thế biến đổi nhiệt độ tối cao tuyệt đối trung bình năm (
o
C) thời
kỳ 2040 - 2059 và 2080 - 2099 64
Hình 3-15 Dự tính xu thế biến đổi nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm (
o
C) thời
kỳ 2040 - 2059 và 2080 - 2099 64
Hình 3-16 Dự tính xu thế biến đổi số ngày nắng nóng (ngày) thời kỳ 2040 - 2059 và
2080 - 2099 65
Hình 3-17 Dự tính xu thế biến đổi số ngày nắng nóng gay gắt thời kỳ 2040 - 2059 và
2080 – 2099 66
Hình 3-18 Dự tính xu thế biến đổi của chỉ số Rx1day (%)thời kỳ 2040 - 2059 và 2080
– 2099 67
Hình 3-19 Dự tính xu thế biến đổi của chỉ số Rx5day (%) thời kỳ 2040 - 2059 và 2080
– 2099 68
Hình 3-20 Dự tính xu thế biến đổi của chỉ số CDD (ngày) thời kỳ 2040 - 2059 và 2080
– 2099 69
Hình 3-21 Dự tính xu thế biến đổi số ngày mưa lớn - R50mm (%) thời kỳ 2040 - 2059

và 2080 – 2099 69
Hình 3-22 Dự tính xu thế biến đổi số ngày mưa rất lớn (%) thời kỳ 2040 - 2059 và
2080 - 2099 70








7
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1 Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các
vùng khí hậu của Việt Nam 22
Bảng 2-1 Danh sách trạm 29
Bảng 2-2 Bộ chỉ số cực đoan khí hậu được đề xuất bởi nhóm ETCCDI 35
Bảng 2-3 Bộ chỉ số cực đoan khí hậu liên quan đến nhiệt độ ở Việt Nam 43
Bảng 2-4 Bộ chỉ số cực đoan khí hậu liên quan đến lượng mưa ở Việt Nam 44
Bảng 3-1 Xu thế và tốc độ biến đổi của các chỉ số cực đoan nhiệt độ 45
Bảng 3-2 Xu thế và tốc độ biến đổi của các chỉ số cực đoan mưa 54

8
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

KTTV
Khí tượng thuỷ văn
TNMT
Tài nguyên môi trường
IPCC
Ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu
BĐKH
Biến đổi khí hậu
DMHCC
Cục Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu
ECE
Hiện tượng khí hậu cực trị
CEI
Chỉ số cực đoan khí hậu
AR4, AR5

Các Báo cáo của Ban liên Chính phủ về Biến đổi khia hậu
KTTVQG
Khí tượng Thủy văn quốc gia
IMHEN
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu
RCP
Kịch bản nồng độ khí nhà kính
WMO
Tổ chức khí tượng thế giới
UNEP
Chương trình môi trường liên hiệp quốc
JCOMM
Ủy ban hỗ trợ kỹ thuật cho hải dương , biển và khí tượng
CLIVAR
Nhóm nghiên cứu dao động khí hậu và khả năng dự báo
WCRP
Chương trình nghiên cứu khí hậu toàn cầu
GCM
Mô hình khí hậu khu vực
CCSP
ETCCDI
Chương trình nghiên cứu biến đổi khí hậu
Xác định, theo dõi và chỉ số hóa
PRECIS
Cung cấp các thông tin khí hậu khu cực cho các nghiên cứu tác
động

9
MỞ ĐẦU
Sự thay đổi phân bố năng lượng khí quyển trên bề mặt trái đất dẫn đến sự
biến đổi của các hệ thống hoàn lưu khí quyển và đại dương, biến đổi các cực trị thời
tiết và khí hậu. Nhiều bằng chứng chứng tỏ thiên tai và các hiện tượng cực đoan có
nguồn gốc khí tượng ngày càng gia tăng ở nhiều vùng trên trái đất, thu hút quan tâm
nghiên cứu của cộng đồng khoa học trên thế giới.
Trong lĩnh vực khí tượng và khí hậu học, nghiên cứu về biến đổi khí hậu là
một trong chủ đề lớn rất được quan tâm hiện nay. Một số những hướng nghiên cứu
về biến đổi khí hậu được tập trung vào là nghiên cứu xu thế biến đổi, tính biến động
của các hiện tượng thời tiết, khí hậu cực đoan dựa trên số liệu quan trắc và đánh giá
khả năng xuất hiện các hiện tượng khí hậu cực đoan trong tương lai với các qui mô
thời gian và không gian khác nhau.
Ở Việt Nam, hầu hết các nghiên cứu từ trước đến nay về vấn đề này, chủ yếu
tập trung vào phân tích các yếu tố khí hậu cơ bản, hoặc các hiện tượng cực đoan
quan trắc được để đánh giá mức độ biến đổi của khí hậu. Một số khác đã đánh giá
biến đổi khí hậu bằng các yếu tố trung bình khí hậu và phân tích xu thế biến đổi,…
Các nghiên cứu gần đây đã dùng các chỉ số khí hậu cực đoan, tuy nhiên chỉ đánh giá
riêng lẻ cho yếu tố nhiệt độ hoặc lượng mưa và tính toán một vài chỉ số.
Trong những thập niên gần đây, các nghiên cứu về biến đổi khí hậu gắn liền
với các công bố của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC). Trong báo
cáo của IPCC thường có 2 phần là thành quả của rất nhiều nhà nghiên cứu khí
tượng và khí hậu học trên thế giới: (1) Phân tích xu thế biến đổi khí hậu trên cơ sở
số liệu thu thập, quan trắc được; (2) Dự tính kịch bản biến đổi khí hậu cho tương lai
trên cơ sở các kịch bản (Cao, Trung bình, thấp); các tính toán này được cập nhật
hàng năm, 5 năm và đưa ra một bản báo cáo công bố rộng rãi trên toàn thế giới về
biến đổi khí hậu toàn cầu. Ngoài ra, IPCC còn đưa ra các hướng dẫn tính toán, phân
tích biến đổi khí hậu trên cơ sở kinh nghiệm quốc tế phục vụ công tác giám sát,
thích ứng, phù hợp với điều kiện khu vực, quốc gia để có thể nghiên cứu, so sánh,

đối chiếu phục vụ các mục đích phát triển kinh tế - xã hội.

10
Kế thừa, áp dụng những thành quả khoa học trong nước và trên thế giới
chúng tôi đề xuất Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu nội dung: “Đánh giá biến đổi
khí hậu ở Việt Nam dựa trên chỉ số khí hậu cực đoan của IPCC” với mục tiêu:
1) Đánh giá được sự biến đổi của các cực đoan khí hậu trên quy mô cả nước
trong quá khứ thông qua các chỉ số liên quan đến nhiệt độ và lượng mưa;
2) Xác định được mức độ biến đổi của các hiện tượng cực đoan khí hậu trong
tương lai theo các kịch bản biến đổi khí hậu dự tính bằng mô hình PRECIS.
Để đạt được các mục tiêu nói trên tác giả đã nghiên cứu từ tổng quan để định
hướng rõ hơn chủ đề nghiên cứu, chuẩn bị nguồn số liệu, tính toán và phân tích kết
quả. Với cấu trúc Luận văn trình bày gồm mở đầu, kết luận và các Chương sau:
Chƣơng 1:Tổng quan.
Trong chương này, tác giả trình bày về tình hình biến đổi khí hậu, tổng quan
về vấn đề nghiên cứu khí hậu cực đoan ở trong nước, trên thế giới từ các tài liệu
tham khảo.
Chƣơng 2: Số liệu và phương pháp
Trong chương này đề cập đến (1) các bộ số liệu được sử dụng trong luận văn
(số liệu quan trắc, số liệu dự tính),; (2) phương pháp tính toán các chỉ số khí hậu
cực đoan, phương pháp xử lý số liệu;(3) Đề xuất bộ chỉ số khí hậu cực đoan áp
dụng cho Việt Nam và sử dụng các chỉ số đánh giá biến đổi khí hậu cực đoan trên
cơ sở bộ chỉ số khí hậu cực đoan của IPCC.
Chƣơng 3: Kết quả và Nhận xét
Trên cơ sở tính toán các chỉ số khí hậu cực đoan thời kỳ 1961 - 2010, phân
tích phân bố theo thời gian, không gian và đưa ra một số nhận xét về xu thế biến đổi
các chỉ số khí hậu cực đoan;
Từ kết quả dự tính các yếu tố khí hậu (nhiệt độ tối cao, nhiệt độ tối thấp và
lượng mưa ngày) cho Việt Nam thời kỳ 2040 - 2059 (giữa thế kỷ 21) và thời kỳ
2080 - 2099 (cuối thế kỷ 21) bằng mô hình PRECIS tổ hợp từ 5 phương án ứng với

kịch bản phát thải trung bình A1B, đưa ra một số nhận xét về dự tính biến đổi các
chỉ số khí hậu cực đoan trong tương lai.

11

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1. Tình hình biến đổi khí hậu
Theo báo cáo lần thứ
4 (AR4) của IPCC, 2007
[14]: Các quan trắc nhiệt độ
tăng trên toàn cầu và tăng
nhiều hơn ở các vĩ độ cực
Bắc. Trong 100 năm qua
(1906-2005), nhiệt độ trung
bình toàn cầu đã tăng khoảng
0,74
o
C, tốc độ tăng của 50
năm sau tăng gần gấp đôi so
với 50 năm trước (Hình 1-1,
1-2) [14].
Trong thế kỷ 20 cùng với
sự tăng lên của nhiệt độ mặt đất có sự suy giảm khối lượng băng trên phạm vi toàn
cầu. Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung bình hàng năm ở Bắc Băng Dương
giảm khoảng 2,1- 3,3% mỗi thập kỷ [14].
Báo cáo lần thứ 5 của IPCC (AR5, 2013) [15], số liệu cập nhật đến năm
2011, 2012 về xu thế biến đổi nhiệt độ: Nhiệt độ bề mặt trái đất tăng mạnh trong
giai đoạn gần đây, giai đoạn 1901-2012 đã tăng 0,89
o

C, trong đó riêng giai đoạn
1951-2012 đã tăng 0,72
o
C. Ba thập kỷ gần đây thể hiện nhiệt độ thập kỷ sau tăng
mạnh hơn thập kỷ trước. Nhiệt độ không khí trên biê
̉
n, nhiệt độ mặt nước biển tăng
mạnh trong ba thập kỷ gần đây. Cùng với sự tăng nhanh của nhiệt độ, diện tích băng
cũng có xu thế giảm, giảm đáng kể nhất trong những năm gần đây (Hình 1-2) [15].

Hình 1-1 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình toàn
cầu (Nguồn: IPCC/2007)


12





  





Hình 1-2 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ và diện tích băng (Nguồn IPCC AR5 WG-I Report, 2013)
Hình 1-3 Diễn biến lƣợng mƣa năm ở các vùng khác nhau trên thế giới
(Nguồn: IPCC/2007)

%
trên thế kỷ
Xu thế giáng thủy năm, từ 1901
đến 2005

13
Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 30
o
thời
kỳ 1901 - 2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ giữa những năm 1970 (Hình
1-3). Ở khu vực nhiệt đới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là
7,5% cho cả thời kỳ 1901-2005. Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao , lượng mưa
tăng lên rõ rệt ở miền Trung Bắc Mỹ , Đông Bắc Mỹ , Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á .
Tần số mưa lớn tăng lên trên nhiều khu vực , kể cả những nơi lượng mưa có xu thế
giảm đi (IPCC, 2007). Trong 100 năm qua, lươ
̣
ng mưa thể hiện sự thay đổi v ề phân
bố co
́
xu thế tăng /giảm rất ro
̃
rê
̣
t ở nhiều vùng , đặc biệt là 30 năm gần đây (Hình 1-
3). Trong đó, các tháng mùa mưa có lượng mưa tăng; các tháng mùa khô có lượng
mưa giảm đáng kể [14]. Mặc dù trong báo cáo AR4, IPCC đã đưa ra nhận định về
hạn hán có xu thế tăng ở nhiều khu vực trên thế giới cả về tần suất và cường độ.
Tuy nhiên, trong báo cáo AR5, IPCC lại cho rằng chưa thể đưa ra các nhận định
chính xác nhất về hạn trong những năm qua; theo IPCC, hạn hán không có xu thế rõ
ràng do hạn chế về số liệu quan trắc , đa

́
nh gia
́
hạn. Báo cáo cũng đã đưa ra các kết
quả dự tính biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa trên quy mô toàn cầu theo các kịch
bản RCP. Kết quả cho thấy, nhiệt độ có xu thế tăng trong cả thế kỷ 21, tăng nhanh
hơn vào cuối thế kỷ và tăng nhanh hơn ở các vùng vĩ độ cao (Hình 1-4). Lượng mưa
sẽ có thay đổi đáng kể khi nhiệt độ tăng lên. Một số khu vực sẽ có lượng mưa tăng,
trong khi đó một số khu vực khác sẽ giảm lượng mưa. Xu thế chung là lượng mưa
mùa mưa tăng, lượng mưa mùa khô giảm (Hình 1-5) [15].
Ở Việt Nam, trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5
đến 0,7
0
C, mực nước biển đã dâng khoảng 20cm. Biến đổi khí hậu đã làm cho thiên
tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng khốc liệt. Kịch bản biến đổi khí hậu được
xây dựng năm 2009 và cập nhật năm 2012 được Bộ Tài nguyên và Môi trường công
bố đã chi tiết hóa các kịch bản biến đổi khí hậu toàn cầu với các nhận định và phân
tích phù hợp xu thế chung [2, 4].


14

Hình 1-4 Dự tính biến đổi nhiệt độ vào cuối thế kỷ 21 so với trung bình thời
kỳ 1986-2005 theo các kịch bản
Hình 1-5 Dự tính biến đổi lƣợng mƣa vào cuối thế kỷ 21 so với trung bình thời
kỳ 1986-2005 theo các kịch bản
(Nguồn: AR5, IPCC, 2013)

15
1.2. Nghiên cứu khí hậu cực đoan trên thế giới

Nghiên cứu khí hậu cực đoan trên thế giới hiện nay tập trung chủ yếu vào
các yếu tố liên quan đến nhiệt độ và lượng mưa. Các báo cáo về sự biến đổi của hai
yếu tố chính này kéo theo hệ quả là hạn hán, lũ lụt, nước biển dâng, gây thiệt hại
nghiêm trọng về kinh tế xã hội và con người.
1.2.1. Nghiên cứu về nhiệt độ
Easterling và cộng sự (2000) nghiên cứu nhiệt độ khắc nghiệt theo thời gian
đã có kết luận: Thiệt hại về kinh tế và tính mạng của con người sẽ gia tăng theo cấp
số nhân do tần suất gia tăng của nhiệt độ khắc nghiệt.
Manton và CS (2001) chỉ ra có sự tăng lên đáng kể của những ngày nóng và
đêm ấm và giảm đi đáng kể của những ngày lạnh và đêm lạnh kể từ năm 1961 trên
khu vực Nam Á và Nam Thái Bình Dương [21].
Từ sự kéo dài của đợt ấm năm 2003 trên toàn Châu Âu tác động mạnh mẽ
đến các lĩnh vực kinh tế như: nông Nghiệp, sử dụng nước, y tế cộng đồng, nhóm
nghiên cứu của Phòng Địa chất, Trường Đại học Fribourg Thụy sỹ và Phòng khí
tượng, Trường Đại học Reading, Vương Quốc Anh đã nghiên cứu về “Các sự kiện
khí hậu cực trị và sự phát triển của chúng dưới tác động của biến đổi khí hậu”.
Chuỗi số liệu quan trắc được sử dụng trong nghiên cứu này là nhiệt độ tối cao, tối
thấp ngày thu thập ở các trạm quan trắc khu vực núi Alps, Thụy Sỹ thời kỳ 1901 –
2003. Trên cơ sở phân tích với các ngưỡng giới hạn phân vị 10, 25, 50, 75, 90% cho
thấy các ngưỡng giá trị với các mức phân vị tương ứng hàng năm có sự thay đổi và
gia tăng đáng kể. Để giải thích chặt chẽ hơn của những thống kê này cho thấy hầu
hết sự gia tăng chi phí thiệt hại do các sự kiện khí hậu cực đoan có liên quan đến
mật độ dân số cao tại các khu vực dễ bị tổn thương và sự gia tăng tương ứng trong
cơ sở hạ tầng bảo hiểm chứ không chắc chắn là sự gia tăng về số lượng của các sự
kiện cực đoan [24].
Nghiên cứu sự thay đổi số ngày nóng và các đợt nóng ở Trung Quốc thời kỳ
1961-2007 các tác giả Ting Ding, Weihong Qiana Phòng Khoa học khí quyển,
Trường Vật Lý, Đại học Bắc Kinh, Bắc Kinh, Trung Quốc và Zhongwei Yanb

16

Phòng thí nghiệm nghiên cứu Khí hậu khu vực và Môi trường của Vùng Đông Á,
Viện Vật lý Khí quyển thuộc Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc, Bắc Kinh, Trung
Quốc đã đưa ra một số khái niệm: “số ngày nóng (HDs) khi nhiệt độ tối cao ngày
lớn hơn 35
0
C hoặc ngưỡng phân vị 90% của nhiệt độ tối cao ngày; Đợt nóng (HWs)
là những đợt HDs kéo dài 3 - 5 ngày hoặc dài hơn”. Với chuỗi số liệu nhiệt độ tối
cao ngày của 512 trạm các tác giả xây dựng bản đồ phân bố về số ngày nóng và đợt
nóng ở Trung Quốc và đưa ra một số kết luận: 1). Số ngày nóng và số đợt nóng có
sự gia tăng đáng kể ở hầu hết diện tích khu vực Trung Quốc, đặc biệt là khu vực bờ
biển phía nam và khu vực phía bắc của Trung Quốc (tăng lên khoảng hơn 4 ngày
mỗi thập kỷ đối với HDs và tăng trên 0.4 đợt cho mỗi thập kỷ đối với HWs). 2).
Một số khu vực nhỏ giảm về số lượng ngày nóng và đợt nóng thuộc hạ lưu sông
Hoàng Hà (the Yellow River). 3). Hầu hết khu vực Trung Quốc (trừ một khu vực
nhỏ ở phía Tây bắc), tần số số ngày nóng tăng cao hơn so với trung bình trong thời
kỳ 1960 - 1970, sau đó giảm xuống trong những năm 1980 và tiếp tục tăng trở lại,
đáng chú ý là xu hướng tăng mạnh của HDs trong những năm 1990 - 2007 đối với
tất cả các khu vực. Sự thay đổi của HDs và HWs có mối quan hệ rất chặt chẽ với số
ngày mưa và hoàn lưu khí quyển quy mô nhiều năm và nhiều thập kỉ [21].
Zhai và Pan và cộng sự (2003) nghiên cứu sự biến đổi về tần suất của những
hiện tượng nhiệt độ cực trị ở Trung Quốc dựa trên chuỗi số liệu nhiệt độ không khí
bề mặt hàng ngày của khoảng 200 trạm quan trắc trong thời kỳ 1951-1999. Kết quả
cho thấy số ngày nóng (trên 35
o
C) có xu thế giảm nhẹ, trong khi đó số ngày sương
giá (dưới 0
o
C) lại giảm đáng kể. Tần số của những ngày và đêm ấm tăng lên và tần
số của những ngày và đêm mát giảm đi [26].
Phân tích theo không gian và thời gian Bulygina O. N. và CS (2007) đã sử

dụng số liệu nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cực trị ngày của 530 trạm ở Liên bang
Nga trong thời gian từ năm 1951-2005. Nghiên cứu cho thấy, tổng số ngày trong
từng mùa có nhiệt độ cực đại cao hơn phân vị thứ 95 (TX95) tăng, còn số ngày có
nhiệt độ cực tiểu nhỏ hơn phân vị thứ 5 (TN5p) giảm trên hầu hết diện tích của Liên
bang Nga [23].

17
M. Unkasevic, I. Tosic và cộng sự nghiên cứu những thay đổi cực đoan về
nhiệt độ ngày mùa đông và mùa hè ở Belgrade, Sebrbia. Trong nghiên cứu này, các
tác giả sử dụng chuỗi sỗ liệu từ 1888 – 2003 và áp dụng một số lý thuyết về phân bố
của giá trị cực đoan tổng quát (GEV), phương pháp phân bố quy tắc lũy thừa -
Pareto (GPD). Qua nghiên cứu các tác giả đã đưa ra một số kết luận về nhiệt độ cực
đoan ngày mùa đông và mùa hè ở Belgrade: 1). Xu thế tăng của nhiệt độ cực trị
trong cả mùa đông và mùa hè, với sự tăng lên của nhiệt độ cực tiểu tuyệt đối (đặc
biệt là trong mùa đông) lớn hơn so với nhiệt độ cực đại tuyệt đối. 2). Ước lượng
mức lặp lại cho 100 năm và 10 năm cho các cực trị tối thấp tuyệt đối là -26.8
0
C và -
19.2
0
C, và 41.2
0
C và 39.3
0
C cho nhiệt độ tối cao tuyệt đối tương ứng. Các tác giả
không đề cập đến nguyên nhân gây ra cực đoan về nhiệt độ tối thấp mùa đông và tối
cao mùa hè ở khu vực Belgrade [25].
Năm 2012, Ahmet Karaburun, Alidemirci và Fatih Kara, Khoa Địa lý,
Trường Đại học Fatih, Istanbul (Thổ Nhĩ Kỳ) đã sử dụng số liệu nhiệt độ trung
bình, tối thấp, tối cao của 32 trạm khí tượng khu vực Marmara thời kỳ 1975 đến

2006 và phân tích xu thế, phân bố theo không gian. Với các mức ý nghĩa 90%, 95%,
99% và 99,9%, kết quả nghiên cứu cho thấy: nhiệt độ tối cao có xu thế tăng; Tháng
8 có xu thế tăng nhiệt độ trung bình cao nhất (3,81
0
C/32 năm) với mức ý nghĩa
99,9%; Xu thế giảm nhẹ của nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tối thấp trung bình
trong các tháng 11, 12. Kết quả nghiên cứu theo mùa còn cho thấy có xu thế gia
tăng nhiệt độ trong mùa hè (nhiệt độ trung bình tăng 4,01
0
C, nhiệt độ tối thấp và tối
cao tăng 2,59
0
C và 3,58
0
C tương ứng), mùa xuân và mùa thu ở Marmara. Nhiệt độ
trung bình hàng năm tăng 1,86
0
C, trong khi đó nhiệt độ tối cao trung bình tăng
2,21
0
C/32 năm. [24].
1.2.2.Nghiên cứu về lượng mưa
Yếu tố được tập trung nghiên cứu nhiều sau nhiệt độ là lượng mưa.
Manton và CS (2001) đã xem xét xu thế tổng lượng mưa ngày từ năm 1961
đến năm 1998 cho khu vực Đông Nam Á và nam Thái Bình Dương. Kết quả cho

18
thấy số ngày mưa (ngày có lượng mưa từ 2mm trở lên) giảm đáng kể ở khu vực
Đông Nam Á.
Phân tích số liệu tổng lượng mưa ngày ở các nước khu vực Đông Nam Á

trong thời kỳ từ 1950 đến 2000, Endo và CS (2009) chỉ ra rằng số ngày ẩm ướt
(CWD - ngày có lượng mưa trên 1mm) có xu thế giảm ở hầu hết diện tích khu vực,
trong khi đó xét về cường độ, giá trị trung bình tổng lượng mưa của những ngày ẩm
ướt (RPCPTOT) lại có xu thế tăng lên. Mưa lớn tăng lên ở phía nam Việt Nam, phía
bắc Myanma, các đảo Visayas và Luzon, 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 khí
hậu bị ảnh hưởng mưa trong thời kỳ gió mùa mùa đông. Lượng mưa ngày giảm
trong thời kỳ mùa khô ở Myanma [17].
Nghiên cứu của E. Surmaini and E. Susant - tạp chí Indonesian Journal of
Agriculture năm 2009 (trang: 129-136) nghiên cứu về chỉ số khí hậu toàn cầu ảnh
hưởng đến sự kiện cực đoan nhiệt độ và lượng mưa ở Inđônêxia. Các tác giả đã đưa
ra một số kết luận: khi xuất hiện điều kiện El-nino thì xẩy ra hiện tượng giảm lượng
mưa và ngược lại La-nina thì tăng lượng mưa ở nhiều khu vực thuộc phía tây và
phía nam Inđônêxia.
Một số tổng quan nghiên cứu về lượng mưa trên thế giới đã được đề cập
trong các nghiên cứu Phan Văn Tân, Vũ Thanh Hằng,… [6,13]
Nhìn chung, các nghiên cứu trên thế giới cho thấy, việc nghiên cứu khí hậu
cực đoan tại mỗi vùng, lãnh thổ được tiếp cận bằng nhiều phương pháp khác nhau
với việc sử dụng các chỉ số khí hậu cực đoan phù hợp cho mỗi vùng lãnh thổ nghiên
cứu. Tất cả các phương pháp này đưa ra 2 cách nhìn về khái niệm cực đoan khí hậu:
1) Đưa ra các khái niệm cực đoan phù hợp vùng, lãnh thổ và dùng trực tiếp ngưỡng
cực đoan đó; 2) Sự kiện hiếm với các ngưỡng phân vị tiệm cận trên hoặc dưới
đường phân bố được cho là cực đoan. Trên cơ sở đó một số tác giả đã dự tính cho
tương lai và đánh giá mức lặp lại cực đoan, xu thế biến đổi,…Còn ở Việt Nam?

19
1.3. Nghiên cứu biến đổi khí hậu, khí hậu cực đoan ở Việt Nam
Những năm gần đây các chương trình nghiên cứu tác động của biến đổi khí
hậu phục vụ sản xuất, đời sống và an ninh quốc phòng có khá nhiều các đề tài tập
trung đánh giá tình hình biến đổi khí hậu trong quá khứ, nghiên cứu sự biến đổi cực

đoan khí hậu và xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu ở Việt Nam.
Từ năm 1998 đến năm 2003, Tổng Cục Khí tượng Thủy văn (nay trực thuộc
Bộ Tài nguyên và Môi trường) đã hoàn thành thông báo đầu tiên của Việt Nam cho
Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu, trong đó tổng kết biến đổi
khí hậu của Việt Nam trong 100 năm gần đây, đánh giá tác động của biến đổi khí
hậu đến các lĩnh vực kinh tế xã hội chủ yếu, xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu ở
Việt Nam, kiến nghị các giải pháp giảm nhẹ biến đổi khí hậu và thích ứng với biến
đổi khí hậu ở Việt Nam,…[3]
Năm 2005, trong công trình “Nghiên cứu các hiện tượng cực đoan phục vụ
phòng chống và giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai ở thành phố Hà Nội” tác giả Nguyễn
Văn Thắng đã xác định quy luật phân bố theo không gian và diễn biến theo thời
gian của các hiện tượng khí tượng cực đoan trên khu vực Hà Nội và ứng dụng thông
tin khí tượng cực đoan trong định hướng giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại
thiên tai đối với một số lĩnh vực kinh tế xã hội chủ yếu [8].
Năm 2006, 2007 trong quá trình thực hiện Thông báo Quốc gia lần 2 cho
UNFCCC, các tác giả trong và ngoài Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thực hiện
kiểm kê quốc gia khí nhà kính năm 2000, xây dựng chiến lược thực hiện các dự án
CDM. Đặc biệt, một số tác giả của Bộ Tài nguyên và Môi trường (Nguyễn Văn
Thắng, Hoàng Đức Cường, Trần Việt Liễn,…) đã xây dựng kịch bản biến đổi khí
hậu mới của Việt Nam, dự kiến mức tăng của nhiệt độ, mức tăng giảm của lượng
mưa, mực nước biển dâng,… ở Việt Nam và trên 7 vùng khí hậu trong từng thập kỷ
của thế kỷ 21[3].
Năm 2009 Bộ tài nguyên và Môi trường đã công bố kịch bản biển đổi khí
hậu, nước biển dâng cho Việt Nam. Các kịch bản mô tả sự thay đổi của nhiệt độ,
lượng mưa đến năm 2100 trên 7 vùng khí hậu thuộc phạm vi cả nước. Kịch bản cập

20
nhật năm 2012 chi tiết hơn về biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho từng tỉnh
thành trong cả nước đến năm 2100. Ngoài các yếu tố trung bình, phiên bản cập nhật
năm 2012 đã đề cập đến các yếu tố cực trị: nhiệt độ cao nhất, thấp nhất và lượng

mưa ngày lớn nhất. Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng sẽ được nghiên cứu
và tiếp tục cập nhật trong những năm sắp tới [2].
Năm 2009, Đỗ Huy Dương nghiên cứu đánh giá sự biến đổi của các chỉ số
khí hậu cực đoan liên quan đến yếu tố nhiệt độ, lượng mưa trong quá khứ và dự
đoán sự biến đổi của chúng trong tương lai dựa trên các kịch bản phát thải khí nhà
kính. Đề tài này đã đánh giá mức độ, tính chất và xu thế biến đổi của một số chỉ số
khí hậu cực đoan ở Việt Nam dựa trên cực trị nhiệt độ ngày và tổng lượng mưa
ngày giai đoạn 1961-2007. Kết quả cho thấy các chỉ số nhiệt độ cực đoan có xu thế
chung tăng trên tất cả các vùng khí hậu, trong đó mức tăng cao nhất vào các tháng
mùa đông và mùa xuân. Các chỉ số nhiệt độ cực tiểu có tốc độ tăng nhanh hơn so
với cực đại dẫn tới biên độ dao động nhiệt giảm, chu kỳ biến đổi không rõ ràng và
khó nắm bắt. Đối với các chỉ số lượng mưa, xu thế chung tăng cả về tần suất và
cường độ các trận mưa, mức độ biến đổi mạnh nhất vào thời kỳ mùa mưa [5].
Năm 2010, tác giả Phan Văn Tân đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu tác động
của biến đổi khí hậu toàn cầu đến các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt
Nam, khả năng dự báo và giải pháp chiến lược ứng phó". Đề tài thuộc Chương trình
"Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử
dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên". Đề tài đã làm rõ mức độ, tính chất và xu thế
biến đổi của các yếu tố khí hậu cực đoan; đánh giá tác động của biến đổi khí hậu tới
các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan; lựa chọn mô hình số trị khu vực phù hợp
để mô phỏng và dự báo mùa các yếu tố khí hậu cực đoan; đề xuất các giải pháp
chiến lược ứng phó phục vụ phòng tránh và giảm nhẹ tác động của các hiện tượng
khí hậu cực đoan. Các kết quả của công trình đã góp phần đáng kể cho khả năng mô
phỏng và ứng dụng mô hình trong dự báo mùa đối với các hiện tượng khí hậu cực
đoan dựa trên các chỉ tiêu đã được xác định trong quá khứ [11].

21
Năm 2010, các tác giả Nguyễn Văn Thắng, Nguyễn Trọng Hiệu và CS đã
khái quát các giai đoạn và thành tựu về hoạt động nghiên cứu BĐKH ở Việt Nam
trong Báo cáo Tổng kết đề tài cấp Nhà nước KC08.13/06-10: Nghiên cứu ảnh

hưởng của biến đổi khí hậu đến các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và đề
xuất các giải pháp chiến lược phòng tránh, giảm nhẹ và thích nghi, phục vụ phát
triển bền vững kinh tế xã hội ở Việt Nam [9].
Năm 2011, theo kết quả nghiên cứu của Lê Như Quân, Phan Văn Tân, sử
dụng mô hình RegCM3 để mô phỏng và dự tính sự biến đổi của hai chỉ số cực đoan
liên quan đến sự kiện mưa lớn là lượng mưa ngày lớn nhất năm (R1day) và tổng
lượng mưa của những ngày trong năm có lượng mưa vượt quá phân vị 95% của thời
kỳ chuẩn (R95p). Mô hình được chạy với độ phân giải ngang 36km, sử dụng điều
kiện biên là sản phẩm của mô hình toàn cầu CCSM3.0 cho thời kỳ chuẩn (1980-
1999) và nửa đầu thế kỷ 21. Sự biến đổi của các chỉ số Rx1day và R95p được dự
tính cho hai thời kỳ tương lai là 2011 - 2030 và 2031 - 2050. Kết quả nhận được cho
thấy biến đổi Rx1day và R95p trong các thời kỳ tương lai thể hiện sự giảm đi trên
hầu khắp lãnh thổ Việt Nam trong giai đoạn 2011 - 2030 và tăng lên ở nhiều nơi
trong giai đoạn 2031 - 2050. Phân bố không gian về sự biến đổi của Rx1day và
R95p trong giai đoạn 2031 - 2050 có sự xen kẽ giữa các vùng tăng và giảm nhưng
xu thế tăng vẫn chiếm ưu thế [6].
Năm 2011, TS. Vũ Thanh Hằng và CS phân tích về xu thế biến đổi của
lượng mưa ngày cực đại ở Việt Nam giai đoạn 1961 - 2007, đã đưa ra một số kết
quả: Mưa cực đại tăng trên hầu hết diện tích Việt Nam (ngoại trừ đồng bằng Bắc
Bộ). Giai đoạn 1961 - 1990 tăng lượng mưa cực đại ở hầu hết các vùng ngoại trừ
Tây Bắc (B1). Tăng mạnh nhất là B4 (Bắc Trung Bộ) và Nam Trung Bộ (N1). Giai
đoạn 1991 - 2000, các vùng khí hậu B1 và B2 (Đông Bắc) lượng mưa ngày cực đại
có xu thế giảm, các vùng khác có xu thế ngược lại. Những năm 2001 - 2007, là thời
kỳ có lượng mưa ngày cực đại tăng mạnh ở tất cả các vùng khí hậu trên cả nước.
[13].

22
Bảng 1-1 Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lƣợng mƣa trong 50 năm qua
ở các vùng khí hậu của Việt Nam

Vùng khí hậu
Nhiệt độ (
O
C)
Lượng mưa (%)
Tháng
I
Tháng VII
Năm
Thời kỳ
XI - IV
Thời kỳ
V - X
Năm
Tây Bắc Bộ
1,4
0,5
0,5
6
-6
-2
Đông Bắc Bộ
1,5
0,3
0,6
0
-9
-7
Đồng bằng Bắc Bộ
1,4

0,5
0,6
0
-13
-11
Bắc Trung Bộ
1,3
0,5
0,5
4
-5
-3
Nam Trung Bộ
0,6
0,5
0,3
20
20
20
Tây Nguyên
0,9
0,4
0,6
19
9
11
Nam Bộ
0,8
0,4
0,6

27
6
9
(Nguồn: Bộ TNMT, 2012)
Năm 2012, Theo kịch bản biến đổi khí hậu cập nhật, Bộ Tài nguyên và Môi
trường cho rằng, xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa là rất khác nhau trên các
vùng trong 50 năm qua. Nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,5
o
C trên phạm vi cả
nước và lượng mưa có xu hướng giảm ở nửa phần phía Bắc, tăng ở phía Nam lãnh
thổ. Xu thế chung của nhiệt độ là tăng trên hầu hết các khu vực trên cả nước, tuy
nhiên có những khu vực nhỏ thuộc vùng ven biển Trung Bộ và Nam Bộ như Thừa
Thiên - Huế, Quảng Ngãi, Tiền Giang có xu hướng giảm của nhiệt độ. Vai trò điều
hòa của đại dương và các quá trình khí quyển liên quan đã làm giảm tác động chung
của BĐKH toàn cầu đến các khu vực kể trên. Lượng mưa mùa khô (tháng XI-IV)
tăng lên chút ít hoặc không thay đổi đáng kể ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng
mạnh mẽ ở các vùng khí hậu phía Nam trong 50 năm qua. Lượng mưa mùa mưa
(tháng V-X) giảm từ 5 đến trên 10% trên đa phần diện tích phía Bắc nước ta và tăng
khoảng 5 đến 20% ở các vùng khí hậu phía Nam trong 50 năm qua. Xu thế diễn
biến của lượng mưa năm hoàn toàn tương tự như lượng mưa mùa mưa, tăng ở các
vùng khí hậu phía Nam và giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc. Khu vực Nam Trung

23
Bộ có lượng mưa mùa khô, mùa mưa và lượng mưa năm tăng mạnh nhất so với các
vùng khác, nhiều nơi đến 20% trong 50 năm qua [4].
Nhìn chung, Trong hầu hết các nghiên cứu đã được thực hiện ở Việt Nam
chủ yếu tập trung vào đánh giá các yếu tố khí hậu cơ bản, hoặc các hiện tượng cực
đoan quan trắc được. Một số các công trình nghiên cứu gần đây đã dùng các chỉ số
khí hậu cực đoan, tuy nhiên chỉ đánh giá riêng lẻ cho yếu tố nhiệt độ hoặc lượng
mưa và tính toán một vài chỉ số.

1.4. Chỉ số khí hậu cực đoan của IPCC
IPCC được thành lập năm 1988 bởi Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) và
Chương trình Môi trường Liên Hiệp Quốc (UNEP), hai tổ chức thuộc Liên Hiệp
Quốc. Trong 3 hội thảo quốc tế đánh giá về các hiện tượng cực đoan khí tượng của
IPCC đã khẳng định biến đổi khí hậu dẫn đến những thay đổi các cực đoan khí
tượng cả về cường độ, tần suất lẫn không gian và thời gian xảy ra, không loại trừ
các cực đoan mới xuất hiện; và để làm giảm nhẹ các thiệt hại do thiên tai khí tượng
cần có các hiểu biết về các hiện tượng, quy luật hoạt động và dự báo, cảnh báo được
chúng; việc thống kê, nghiên cứu và dự báo là trách nhiệm quốc tế và của mỗi quốc
gia trên toàn thế giới [22].
Biến đổi khí hậu là sự thay đổi khí hậu trên quy mô toàn cầu, việc nghiên
cứu biến đổi khí hậu cần phải có sự thống nhất chung để có thể so sánh đối chiếu,
nhìn nhận rõ hơn sự biến đổi của các yếu tố khí hậu đến mỗi vùng, lãnh thổ. Trên cơ
sở đó các định nghĩa, chỉ tiêu và phương pháp thống kê, nghiên cứu các cực đoan
khí hậu đã được thống nhất trong báo cáo hội thảo lần thứ 3 của IPCC (6/2004).
Trong đó nhấn mạnh: Các hiện tượng cực đoan khí tượng là các hiện tượng khí
tượng có giá trị vượt/hụt một ngưỡng nhất định, ít khi xảy ra và có ảnh hưởng lớn
đến các hoạt động kinh tế - xã hội. Đối với các địa phương, ngành kinh tế, hoạt
động xã hội có các ngưỡng cực đoan khác nhau. Chỉ tiêu xác định các cực đoan khí
tượng dựa trên tập số liệu quan trắc nhiều năm của từng yếu tố khí tượng hay kết
hợp một số yếu tố khí tượng và là chỉ tiêu riêng cho từng địa phương hay khu vực.

24
Theo IPCC (2007), hiện tượng cực đoan được hiểu là những hiện tượng có
tần suất xuất hiện tương đối thấp, cường độ lớn và khắc nghiệt hay có khả năng gây
ra những ảnh hưởng lớn đến con người, môi trường và xã hội. Thông thường,
ngưỡng xác suất dưới 10% được lựa chọn để xác định hiện tượng cực đoan. Như
vậy, theo cách tiếp cận này thì đặc trưng cực đoan ở các khu vực khác nhau là khác
nhau đáng kể. Khi hiện tượng thời tiết cực đoan xảy ra vào một thời gian nào đó
trong năm, chẳng hạn một mùa, khá ổn định, nó có thể được gọi là hiện tượng khí

hậu cực đoan [14].
Biến đổi của các hiện tượng thời tiết và khí hậu cực đoan gây ảnh hưởng
nghiêm trọng và là một trong những thách thức lớn nhất đối với xã hội trong việc
ứng phó với biến đổi khí hậu (CCSP, 2008). Thực tế, nhiều các hiện tượng cực đoan
khí hậu không quan trắc được nhưng lại gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến con người
và môi trường. Như vậy, làm thế nào để định lượng được các hiện tượng cực đoan
khí hậu này? Tác giả Thomas R. Karl và Albert M.G. Klein Tank cho rằng, có thể
định lượng hóa các hiện tượng cực đoan khí hậu này thông qua các chỉ số. Từ đó, ý
tưởng xây dựng các chỉ số cực đoan khí hậu (CEI) được đề xuất vào năm 1995 và
công bố đầu tiên vào năm 1996 (Karl và cộng sự, 1996). Sau đó, có nhiều nhóm
nghiên cứu đã đề xuất các bộ chỉ số cực đoan khí hậu cho các khu vực khác nhau
trên thế giới.
Để thống nhất chung giữa các bộ chỉ số cực đoan, WMO đã thành lập nhóm
chuyên gia về xác định, theo dõi và chỉ số hóa (ETCCDI) gồm nhiều nhà khoa học
từ nhiều nước khác nhau trên thế giới. Năm 2001, ETCCDI đã đề xuất xây dựng và
đề xuất một bộ chỉ số cực đoan khí hậu trên quy mô toàn cầu (Karl et al 1999,
Peterson và cộng sự 2001). Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của bộ chỉ số này là chưa
đề cập nhiều đến các chỉ số cực đoan trên khu vực nhiệt đới. Đến năm 2003, các chỉ
số cực đoan khí hậu cho khu vực nhiệt đới đã được nghiên cứu bổ sung, đây là các
chỉ số do các chuyên gia của các nhóm CCI/CLIVAR/JCOMM xây dựng và được
đánh giá là một thành quả khoa học dựa trên kinh nghiệm thực tiễn phối hợp với
nghiên cứu được đánh giá cao. Năm 2009, WMO đã công bố tài liệu kỹ thuật

25
WCDMP-No.72 “Hướng dẫn phân tích cực đoan trong biến đổi khí hậu phục vụ
thích ứng” nhằm giúp đỡ các nước thành viên trong việc xác định chỉ số, tính toán
và phân tích cho khu vực cần quan tâm có thể ứng dụng được cho cả vùng nhiệt đới
và ngoại nhiệt đới. Trong tài liệu này, WMO đã đưa ra 27 chỉ số cực đoan khí hậu
liên quan đến nhiệt độ và lượng mưa được tính toán từ số liệu quan trắc hàng ngày.
Ngoài ra trong tài liệu này, WMO cho rằng các nước thành viên cần thiết phải xác

định các ngưỡng cực đoan và lựa chọn tính toán các chỉ số cực đoan phù hợp với
điều kiện khí hậu [22].
Sử dụng bộ chỉ số IPCC trên thế giới
Trong báo cáo lần thứ 4, AR4, IPCC (2007) đã tính toán một số chỉ số cực
đoan khí hậu liên quan đến nhiệt độ và lượng mưa để đánh giá mức độ biến đổi và
dự tính các hiện tượng cực đoan khí hậu trên quy mô toàn cầu (Hình 1-6, Hình 1-7)
[14].










Hình 1-6 Minh họa kết quả tính toán các chỉ số cực đoạn khí hậu liên quan đến nhiệt độ (trái)
và lƣợng mƣa (phải) trên quy mô toàn cầu thời kỳ 1951-2003

Theo các kịch bản biến đổi khí hậu dự tính (Hình 1-7), các hiện tượng cực
đoan liên quan đến nhiệt độ cao có xu thế tăng và ngược lại giảm đối với các hiện
tượng cực đoan liên quan đến ngưỡng nhiệt độ thấp [14].