Đánh giá xu thế các cực trị khí hậu tại thành phố đà nẵng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

NGUYỄN NHƯ Ý

ĐÁNH GIÁ XU THẾ CÁC CỰC TRỊ KHÍ HẬU TẠI
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KHÍ TƯỢNG HỌC
Mã ngành: 52410221

TP. HỒ CHÍ MINH - 11/2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ XU THẾ CÁC CỰC TRỊ KHÍ HẬU TẠI
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Như Ý
Khóa: 2013 – 2017
Giảng viên hướng dẫn: Th.s Đỗ Thị Thường

TP. HỒ CHÍ MINH - 11/2017

MSSV: 0250010046

TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ

TRƯỜNG

NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm

NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Khoa: KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
Bộ môn: KHÍ TƯỢNG
Họ và tên: NGUYỄN NHƯ Ý

MSSV: 0250010046

Ngành: KHÍ TƯỢNG HỌC

Lớp: 02-ĐHKT

1. Đầu đề đồ án: ĐÁNH GIÁ XU THẾ CÁC CỰC TRỊ KHÍ HẬU TẠI

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
2. Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung và số liệu ban đầu):
+ Vẽ các biểu đồ, tìm các xu thế biểu diễn sự biến đổi theo thời gian của các giá
trị cực trị khí hậu tại thành phố Đà Nẵng.
+ Dùng các công thức phân bố, các phương trình dự báo khí hậu để dự báo
trong tương lai.
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 10/07/2017
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 06/11/2017
5. Họ và tên người hướng dẫn:

Th.S Đỗ Thị Thường
Người hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nội dung và yêu cầu đã được thông qua
bộ môn
Ngày

tháng

năm

Trưởng bộ môn
(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em muốn gửi lời cảm ơn đến cô Đỗ Thị Thường, người đã trực tiếp chỉ
bảo tận tình, định hướng chủ đề và tạo điều kiện cho em trong quá trình làm đồ án tốt
nghiệp. Em cảm ơn cô về những kiến thức quý báu, những lời khuyên và những lời góp

ý chân thành để giúp em có thể hoàn thành tốt đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô tại Khoa Khí tượng – Thuỷ văn, Trường
Đại học Tài nguyên và Môi trường TP Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền
đạt cho em những kiến thức chuyên ngành trong quá trình học tập trên giảng đường
những năm học qua.
Dù em đã rất cố gắng nhưng kiến thức còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ nên đồ
án này vẫn còn những thiếu sót. Em rất mong được thầy cô và các bạn có những ý kiến
đóng góp cho bài đồ án của em trở nên hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp.Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Như Ý


MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT ................................................................................................ i
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... iii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................ 3
1.1
CÁC NGHIÊN CỨU VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC HIỆN TƯỢNG
KHÍ HẬU CỰC ĐOAN TRÊN THẾ GIỚI: ........................................................................................3
1.2 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM: ..................................................7

1.3 TÌNH HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG: ....................................... 10
1.4 LỰA CHỌN YẾU TỐ VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN TRONG PHẠM VI ĐỒ
ÁN:.................................................................................................................................................... 11

CHƯƠNG 2 : CỰC TRỊ KHÍ HẬU VÀ ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT
SỐ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC TRỊ Ở ĐÀ NẴNG .......................................... 12
2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CỰC TRỊ KHÍ HẬU VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG HIỆN TƯỢNG CỰC
ĐOAN: .............................................................................................................................................. 12
2.1.1 Định nghĩa về cực trị khí hậu và các hiện tượng khí hậu cực đoan theo IPCC: ................... 12
2.1.2 Cực trị khí hậu và các hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam: ....................................... 14
2.2 Các công thức phân bố và hàm thống kê xác suất sử dụng trong đồ án: ..................................... 15
2.2.1 Hàm Gumbel: ....................................................................................................................... 15
2.2.2 Công thức phân bố Poisson: ................................................................................................. 16
2.3 Điều kiện tự nhiên, xã hội, khí hậu và du lịch thành phố Đà Nẵng: ........................................... 16
2.3.1 Điều kiện tự nhiên ................................................................................................................ 16
2.3.2 Đặc điểm khí hậu thành phố Đà Nẵng: ................................................................................ 17
2.3.3 Điều kiện địa hình thành phố Đà Nẵng: ............................................................................... 18
2.3.4 Tiềm năng về du lịch của thành phố Đà Nẵng: .................................................................... 19

CHƯƠNG 3: XU THẾ VÀ TẦN SUẤT XUẤT HIỆN CỦA CÁC CỰC TRỊ KHÍ
HẬU .............................................................................................................................. 21
3.1 Đặc điểm nhiệt độ của thành phố Đà Nẵng từ năm 1987 đến 2016: ........................................... 21
3.1.1 Đối với nhiệt độ cực đại (Tx):............................................................................................... 21
2.3.2 Đối với nhiệt độ cực tiểu Tm : ............................................................................................. 24
2.4 Đặc điểm lượng mưa: .................................................................................................................. 28
2.5 Đặc điểm về độ ẩm: ..................................................................................................................... 31
3.6 Nhật xét chung ............................................................................................................................ 33
3.7 Xác định thời gian lặp lại các cực trị khí hậu trong quá khứ: ..................................................... 34

3.7.1 Nhiệt độ: ............................................................................................................................... 34
3.7.2 Độ ẩm: .................................................................................................................................. 37
3.8 Tính các giá trị cực trị trong 10, 30, 50 và 100 năm tới: ............................................................. 38
3.8.1 Nhiệt độ: ............................................................................................................................... 38
3.8.2 Độ ẩm: .................................................................................................................................. 40
3.9 Xác suất xảy ra các giá trị cực trị theo hướng cực đoan hơn: ..................................................... 41
3.9.1 Nhiệt độ: ............................................................................................................................... 41
3.9.2 Độ ẩm thấp nhất: .................................................................................................................. 43
3.10 Nhận xét và đánh giá kết quả: ................................................................................................... 43

KẾT LUẬN .................................................................................................................. 45


DANH MỤC VIẾT TẮT
IPCC: Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu
BĐKH: Biến đổi khí hậu
KKL: Không khí lạnh
RHm: Độ ẩm tương đối

i


DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1: Bản đồ thành phố Đà Nẵng ..........................................................................17
Hình 2. 2: Bãi biển Mỹ Khê - Bãi biển nổi tiếng nhất Đà Nẵng ...................................19
Hình 3. 1: Biến trình nhiệt độ cao nhất năm từ năm 1987-2016 tại Đà Nẵng 21
Hình 3. 2: Biểu đồ chuẩn sai theo nhiệt độ cao nhất từ năm 1987 đến 2016 ...............23
Hình 3. 3: Biểu đồ biến thiên nhiệt độ qua các thập kỉ .................................................24
Hình 3. 4: Biến trình nhiệt độ thấp nhất từ năm 1987-2016 tại Đà Nẵng ....................25
Hình 3. 5: Biểu đồ chuẩn sai nhiệt độ thấp nhất từ năm 1987-2016 ...........................27

Hình 3. 6: Biểu đồ biến thiên nhiệt độ thấp nhất qua các thập kỉ .................................28
Hình 3. 7: Biến trình lượng mưa lớn nhất năm tại thành phố Đà Nẵng ........................28
Hình 3. 8: Biến thiên lượng mưa lớn nhất năm qua các thập kỷ ...................................29
Hình 3. 9: Biểu đồ chuẩn sai lượng mưa lớn nhất năm tại TP.Đà Nẵng ......................31
Hình 3. 10: Biến trình độ ẩm tương đối tại Đà Nẵng từ năm 1987 đến năm 2016 ......32
Hình 3. 11: Biểu đồ biến thiên độ ẩm tương đối qua các thập kỷ .................................33

ii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3. 1: bảng giá trị chuẩn sai nhiệt độ cao nhất .....................................................22
Bảng 3. 2: bảng giá trị trung bình qua các thập kỷ ......................................................24
Bảng 3. 3: bảng giá trị chuẩn sai nhiệt độ thấp nhất ....................................................25
Bảng 3. 4: bảng giá trị trung bình qua các thập kỷ ......................................................27
Bảng 3. 5: bảng giá trị biến thiên lượng mưa lớn nhất năm qua các thập kỷ ...............29
Bảng 3. 6: bảng giá trị chuẩn sai lượng mưa thấp nhất năm ........................................30
Bảng 3. 7: bảng giá trị biến thiên độ ẩm tương đối qua các thập kỷ ............................ 32
Bảng 3. 8: bảng tính thời gian lặp lại giá trị nhiệt độ cao nhất ...................................35
Bảng 3. 9: bảng tính thời gian lặp lại giá trị nhiệt độ ..................................................36
Bảng 3. 10: bảng tính thời gian lặp lại giá trị độ ẩm ...................................................38
Bảng 3. 11: bảng tính giá trị nhiệt độ cao nhất trong 10, 30, 50 và 100 năm tới ........39
Bảng 3. 12: bảng tính giá trị nhiệt độ thấp nhất trong 10, 30, 50 và 100 năm tới .......40
Bảng 3. 13: bảng tính giá trị độ ẩm thấp nhất trong 10, 30, 50 và 100 năm tới ..........41
Bảng 3. 14: bảng tính xác suất để có 3, 5, 7 và 10 năm xảy ra các giá trị nhiệt độ lớn
hơn 40℃ ........................................................................................................................42
Bảng 3. 15: bảng tính xác suất để có 3, 5, 7 và 10 năm xảy ra các giá trị nhiệt độ nhỏ
hơn 12.9℃ .....................................................................................................................42
Bảng 3. 16: bảng tính xác suất để có 3, 5, 7 và 10 năm xảy ra các giá trị độ ẩm nhỏ
hơn hoặc bằng 34% .......................................................................................................43

iii


MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, điều kiện thời tiết, khí hậu có xu hướng biến đổi ngày
càng phức tạp. Hậu quả của những biến đổi đó đã gây ra không ít khó khăn, thiệt hại về
người và của ở nhiều địa phương, nhiều hoạt động về kinh tế - xã hội cũng bị phá hủy
và đình trệ nghiêm trọng. Sự nguy hiểm của những biến đổi này chính là các hiện tượng
cực đoan tiềm ẩn những thảm họa khôn lường. Do tính chất nghiêm trọng của các hiện
tượng cực đoan như vậy, nên trong những năm gần đây đã có rất nhiều công trình nghiên
cứu về các cực trị khí hậu cũng như các hiện tượng thời tiết cực đoan.
Việt Nam trong đó có khu vực Miền Trung là khu vực điển hình của khí hậu nhiệt
đới gió mùa, với hai mùa mưa nắng rõ rệt. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 8 đến tháng 12 với
những trận mưa lớn diện rộng gây ra ngập lụt nhiều nơi, kèm theo đó là các hiện tượng
thời tiết nguy hiểm như bão, dông, sét và gió giật mạnh gây thiệt hại không nhỏ về người
và của cho người dân nơi đây. Mùa nắng lại sinh ra các đợt nắng nóng gay gắt, các trận
dịch bệnh hoành hành đe dọa đến cuộc sống của cộng đồng.
Miền Trung nói chung và thành phố Đà Nẵng nói riêng là một trong những nơi
chịu ảnh hưởng trực tiếp của biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động
kinh tế, văn hóa, du lịch cho thành phố tiềm năng này.
Để có cái nhìn chi tiết hơn, chính xác hơn về xu thế của các hiện tượng khí tượng
cực đoan trong quá khứ, dự báo khả năng lặp lại trong tương lai tại thành phố Đà Nẵng
trong bối cảnh BĐKH như hiện nay, em đã chọn đề tài “Đánh giá xu thế các cực trị khí
hậu tại thành phố Đà Nẵng” cho đồ án tốt nghiệp của em.
-

Nội dung và phạm vi nghiên cứu:
Nội dung:
- Thống kê các cực trị khí hậu tại thành phố Đà Nẵng.

- Vẽ và phân tích xu thế của các cực trị khí hậu.
- Tính toán các giá trị và xác suất suất hiện của các giá trị cực đoan cho tương lai

10 năm, 30 năm, 50 năm.
- Phân tích, nhận xét và đánh giá kết quả bằng phương pháp phân tích trực quan
có tính đến các kịch bản BĐKH.
Phạm vi nghiên cứu:
-

Nghiên cứu xu thế các cực trị khí hậu: Nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm ở Đà Nẵng.
1


-

Thời gian 30 năm (từ năm 1987 đến 2016) và dự báo trong tương lai. Thời kỳ dự
tính cho tương lai được thực hiện trong 50 năm.

• Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp phân tích tài liệu:Tổng quan các tài liệu có liên quan đến lĩnh vực
nghiên cứu để lựa chọn các giá trị phù hợp.
- Phương pháp thống kê : Thu thập, đánh giá, phân tích nguồn dữ liệu hiện có.
- Áp dụng công thức Poisson và hàm Gumbell để tính toán các giá trị và xác suất
lặp lại các yếu tố khí hậu trong tương lai.
• Ý nghĩa thực tiễn của đề tài :
- Vận dụng các kiến thức về dự báo hạn dài, lý thuyết thống kê khí hậu và các
môn học khác đã học được vào đề tài.
- Bước đầu tập làm quen với cách tham khảo tài liệu và các bước thực hiện một
bài đồ án.
- Hiểu được đặc điểm và xu thế biến đổi của các cực trị khí hậu thành phố Đà

Nẵng trong 30 năm gần đây.
- Dự báo được xu thế và xác suất xảy ra các cực trị khí hậu trong tương lai.
Ngoài phần mở đầu và kết luận, đồ án có bố cục gồm 3 chương :
Chương 1: Tổng quan.
Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam về BĐKH và các cực trị khí
hậu.
Chương 2: Đặc điểm hoạt động của một số hiện tượng khí hậu cực trị ở Đà Nẵng.
Chương này mô tả đặc điểm tự nhiên và khí hậu thành phố Đà Nẵng. Đưa ra các
khái niệm và đặc điểm hoạt động của một số hiện tượng khí hậu cực trị ở Đà Nẵng.
Chương 3: Xu thế, tần suất xuất hiện của các cực trị khí hậu ở Đà Nẵng.
Chương này hiển thị các kết quả thu được sau khi sử dụng công thức phân bố
Poisson và hàm Gumbell dự báo xu thế biến đổi, xác suất và thời gian lặp lại của các
cực trị khí hậu. Đánh giá bằng phương pháp phân tích trực quan có tính đến các kịch
bản BĐKH các kết quả này.

2


CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ BIẾN ĐỔI CỦA
CÁC HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN TRÊN THẾ GIỚI:
Nghiên cứu về BĐKH nói chung, tác động của BĐKH nói riêng đã được triển
khai ở nhiều nước trong những thập kỷ gần đây, đặc biệt từ sau khi ra đời (1989) của
Ban Liên Chính phủ về BĐKH (IPCC) thuộc Liên Hợp Quốc. Qua 4 lần đánh giá (1990,
1996, 2001, 2007), IPCC, với sự đóng góp của hàng nghìn nhà khoa học, đã cho một
bức tranh toàn cảnh về diễn biến của khí hậu trái đất, đặc biệt từ sau khi loài người bước
vào thời kỳ tiền công nghiệp giữa thế kỷ XIX. Những kết quả nghiên cứu này đó khẳng
định sự tồn tại và diễn biến ngày càng nghiêm trọng của hiện tượng nóng lên toàn cầu
và những hệ luỵ của nó, đồng thời IPCC cũng đưa ra những dự đoán về diễn biến tiếp

theo của khí hậu thế giới. Những tài liệu công bố của IPCC đó là chỗ dựa chính cho
việc nghiên cứu về BĐKH trên toàn thế giới. Cùng với những kết quả nghiên cứu của
IPCC, hầu hết các nước phát triển và nhiều nước đang phát triển tổ chức những chương
trình quốc gia nghiên cứu về BĐKH. Các nước Mỹ, Đức, Nhật Bản, Australia, Anh,
Canada...Có những chương trình nghiên cứu khá đồ sộ về BĐKH. Đánh giá tác động
của BĐKH đến các khu vực, các đối tượng khác nhau là nội dung được triển khai rộng
rãi ở các nước vì nó là chỗ dựa để xây dựng các giải pháp thích ứng. Nông nghiệp là đối
tượng đươc IPCC và hầu hết các nước quan tâm vì nó liên quan đến an ninh lương thực,
tiếp đó là lâm nghiêp, ngư nghiệp, năng lượng, giao thông vận tải, sức khỏe cộng đồng...
Khu vực ven biển, đặc biệt các đồng bằng thấp gần biển... Là những khu vực nhậy cảm
với BĐKH đó thu hút sự quan tâm của thế giới. Các đô thị nhất là những thành phố lớn
cũng là những đối tượng được quan tâm trong nghiên cứu BĐKH. Nó không chỉ là khu
vực đó góp phần quan trọng vào phát thải khí nhà kính mà cũng là nơi chịu tác động
mạnh của BĐKH, nhất là các đô thị nằm ở ven biển, trên các vùng đất thấp, các vùng
ven núi...
Để làm cơ sở cho việc đánh giá tác động của BĐKH, việc xây dựng các kịch bản
BĐKH cho thế kỷ XXI là nhiệm vụ quan trọng được IPCCthực hiện với sự tham gia của
nhiều trung tâm khoa học lớn của Mỹ, Anh, Đức, Nhật Bản, Australia... Đối vơi nhiều
nước phát triển, kịch bản BĐKH đó được xây dựng khá chi tiết cho riêng nước họ trên
3


cơ sở của những mô hình khí hậu toàn cầu (GCM) kết hợp với các mô hình khu vực hạn
chế (LAM).
- Báo cáo đánh giá lần thứ tư của IPCC được công bố tháng 2 năm 2007 đã đề
cập đến sự nóng lên toàn cầu của hệ thống khí hậu hiện nay là chưa từng có và rất rõ
ràng từ những quan trắc nhiệt độ và đại dương trung bình toàn cầu, sự tan chảy của băng
và tuyết trên phạm vi rộng lớn và sự dâng lên của mực nước biển trung bình toàn cầu.Báo
cáo tại Hội nghị quốc tế về biến đổi khí hậu họp tại Bruxen (Bỉ) cho biết trung bình mỗi
năm, các núi băng trên cao nguyên Thanh Hải (Trung Quốc) bị giảm 7% khối lượng và

50 - 60 m độ cao. Trong 30 năm qua, trung bình mỗi năm cao nguyên Tây Tạng bị tan
chảy khoảng 131km2, chu vi vùng băng tuyết bên sườn cao nguyên mỗi năm giảm 100
- 150m có nơi tới 350m. Nhiều nhà khoa học đã phân tích sự biến đổi theo không gian
và thời gian của nhiệt độ cực trị ở Canada trong thời kỳ 1950-1998 và thấy rằng có sự
khác biệt lớn giữa các khu vực và theo mùa. Những khác biệt theo mùa trong biến đổi
của cực trị nhiệt độ cho thấy trong 105 năm (1897-2001) nhiệt độ không khí bề mặt của
trạm quan trắc quốc gia Athens thể hiện xu thế tăng những năm ấm hơn trong đó thời
kỳ mùa hè và mùa xuân thì ấm lên nhiều hơn so với thời kỳ mùa đông. Tần suất xuất
hiện của những ngày nóng và những ngày lạnh cũng có xu hướng biến đổi khác nhau.
Có những nghiên cứu đã chỉ ra rằng 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. Tuy nhiên, những phân tích về xu thế của các
hiện tượng thời tiết cực nóng hoặc cực lạnh trong thế kỷ 20 ở Hoa Kỳ lại cho thấy không
có sự biến đổi đáng kể cả về tần suất hoặc cường độ. Những nghiên cứu về sự biến đổi
tần suất của những hiện tượng nhiệt độ cực trị ở Trung Quốc dựa trên số liệu nhiệt độ
không khí bề mặt ngày của khoảng 200 trạm quan trắc trong thời kỳ 1951-1999, kết quả
cho thấy số ngày nóng (trên 35℃) có xu thế giảm nhẹ, trong khi đó số ngày sương giá
(dưới 0℃) có sự giảm đáng kể. Tần số của những ngày và đêm ấm tăng lên và tần số
của những ngày và đêm mát giảm đi ở Trung Quốc. Từ việc phân tích các chuỗi nhiệt
độ ngày dài nhất có thể có ở Châu Âu và Trung Quốc, đã xác định được ba giai đoạn
biến đổi của cực trị nhiệt độ, đó là: giảm những cực trị ấm trước những năm cuối của
thế kỷ 19, giảm những cực trị lạnh sau đó và tăng những cực trị ấm kể từ những năm
1960. Mearns và CS (2001) [16] đã tính toán sự phân bố các yếu tố khí hậu, chẳng hạn
4


như nhiệt độ, trong đó có tính đến sự phân bố về tần suất xuất hiện các hiện tượng thời
tiết dị thường, sự phân bố tần suất xuất hiện các sự kiện hiếm, qua đó tác giả đã cho
thấy: Nếu có một sự thay đổi cơ bản về hình dạng hoặc vị trí của hàm phân bố thì sẽ làm
tăng các hiện tượng cực đoan và giảm các hiện tượng khác. Điều này đặc biệt quan trọng

để nhận thấy rằng tần suất biến đổi của các hiện tượng cực đoan không tuyến tính với
sự thay đổi trung bình của hàm phân bố. Đồng quan điểm với nhận định trên, tác giả
Katz và Brown (1992) [15] cũng đã đưa ra nhận xét: một sự thay đổi giá trị của hàm
phân bố sẽ làm ảnh hưởng đến tần suất các hiện tượng cực đoan hơn là biến đổi trung
bình.
Parker và CS (1999) [19] so sánh sự thay đổi nhiệt độ trung bình mùa từ năm
1954 đến 1973 trong khoảng thời kỳ từ năm 1974 đến 1993 đã tìm ra một sự gia tăng
nhỏ toàn diện và đặc biệt sự gia tăng lớn ở trung tâm Bắc Mỹ. Parker và CS (1999) [19]
cũng phân tích dữ liệu toàn cầu và chỉ ra không có sự biến đổi, nhưng từ năm 1951 sự
gia tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu có thể quy cho là sự tăng (giảm) trong các khu vực
ở mực cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt độ thường.
Có một số khu vực mới nghiên cứu liên quan đến sự biến đổi các cực trị nhiệt
trong thế kỷ 20. Gruza và CS (2001) [14] đã chỉ ra sự gia tăng đáng kể trong các ngày
có nhiệt độ cực đoan ở dọc nước Nga sử dụng bộ số liệu từ năm 1961 - 1990. Frich và
CS (2002) [13] phân tích số liệu nửa cuối thế kỷ 20 dọc Bắc Bán cầu ở các vĩ độ vừa và
cao và tìm ra sự gia tăng đáng kể (5 đến >15%) về độ dài mùa sinh trưởng ở nhiều vùng.
Heino và CS (1999) tìm ra có sự giảm đi số ngày rét đậm (số ngày có nhiệt độ cực tiểu
nhỏ hơn hoặc bằng 0℃) ở bắc và trung tâm châu Âu. Easterling và CS (2000) [12] chỉ
ra có sự giảm đáng kể các ngày có nhiệt độ dưới điểm băng trên khắp trung tâm nước
Mỹ (khoảng 7 ngày trong năm). Ở Canada, Bonsal và CS (2001) [10] cũng tìm ra ít hơn
số ngày có nhiệt độ dưới cực đoan trong suốt mùa đông, mùa xuân, mùa hè và nhiều
hơn số ngày có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ cực đoan trong suốt mùa đông và mùa xuân.
Điều này dẫn đến có sự gia tăng đáng kể thời kỳ băng giá. Plummer và CS (1999) [18];
Collins và CS (2000) [11] chỉ ra sự giảm các ngày có nhiệt độ điểm băng. Thêm vào đó,
trong khi có sự gia tăng về tần suất của các ngày ấm, sự giảm đi số đêm lạnh cũng mạnh
hơn đã được quan trắc. Frich và CS (2002) [13] chỉ ra sự giảm số ngày có tuyết dọc khắp
quy mô toàn cầu. Frich và CS (2002) đã thống kê được sự giảm đi đáng kể của nhiệt độ
5

cực đại và nhiệt độ cực tiểu giữa các mùa khác nhau trong nửa sau thế kỷ 20. Ở Trung
Quốc có sự tăng mạnh nhiệt độ cực tiểu và giảm một ngày nhiệt độ cực đại (Zhai và CS
2003) [24] từ năm 1950. Wang và Gaffen (2001) [23] trong thời kỳ tương tự cũng tìm
ra sự gia tăng các ngày nóng ở Trung Quốc. Các ngày nóng được xác định như những
ngày có sự phân bố thống kê lớn hơn phân vị 85 trong suốt tháng 7 và tháng 8 (Steadman,
1984) [19]. Số lượng các ngày lạnh cực đoan đã được chỉ ra cũng giảm đi ở Trung Quốc
(Zhai và CS 2003) [24]. Manton và CS (2001) [17] chỉ ra sự gia tăng các ngày nóng và
đêm lạnh, sự giảm các ngày mát và đêm lạnh từ năm 1996 ở phía Nam châu Á và khu
vực Nam Thái Bình Dương. Jones và CS (1999) cũng đã phân tích độ dài 230 ngày trong
năm ở trung tâm nước Anh và tìm thấy sự gia tăng nhiệt độ ở trung tâm nước Anh tương
ứng với sự tăng/giảm tần số nhiệt độ trên/dưới nhiệt độ trung bình. Nghiên cứu sự biến
đổi nhiệt độ cực trị ngày vào các tháng mùa đông và mùa hè tại Belgrade - Serbia, Unkas
và CS (2008) [22] cho thấy Belgrade chịu ảnh hưởng khí hậu lục địa, nhiệt độ ngày cực
tiểu thường xảy ra vào tháng 1 và tháng 2, trong khi nhiệt độ ngày cực đại thường xảy
ra vào tháng 7 và tháng 8. Các tác giả đã chỉ ra xu hướng gia tăng nhiệt độ cực trị trong
các tháng mùa đông và mùa hè, đặc biệt sự gia tăng biên độ nhiệt độ tối thấp tuyệt đối
trong các tháng mùa đông cao hơn nhiệt độ tối cao tuyệt đối trong các tháng mùa hè. Sử
dụng các chỉ số nhiệt độ cực trị trong các năm 1960-2000 từ 66 trạm quan trắc, Zhang
và CS (2008) [25] phân tích xu hướng tần suất và cường độ của hiện tượng nắng nóng
và rét đậm trên phạm vi sông Hoàng Hà. Kết quả cho thấy, xu hướng tăng về tần suất
và cường độ của nhiệt độ tối cao xảy ra tại khu vực phía Tây và phía Bắc của sông
Hoàng Hà, còn khu vực trung và hạ lưu ít thay đổi hơn. Easterling D.R. và CS (2000)
[12] thực hiện việc khảo sát các chỉ số khí hậu cực đoan bằng cách sử dụng các chuỗi
số liệu quan trắc để phân tích và phát hiện ra những tính chất cực đoan của nhiệt độ và
lượng mưa ở các vùng khác nhau thuộc lãnh thổ Hoa Kỳ. Manton và CS (2001) [17]
phân tích, đánh giá xu thế của chuỗi số liệu nhiệt độ và lượng mưa cực trị thời kỳ 19611998 cho khu vực Đông Nam Á và Nam Thái Bình Dương. Trong một phân tích 22 trạm
ở phía Đông Bắc nước Mỹ từ năm 1948- 1993, DeGaetano (1996) đã tìm thấy có xu
hướng đáng kể xuất hiện ít hơn các ngày lạnh cực trị nhưng cũng xuất hiện ít hơn các
ngày nóng cực đại. Phân tích sự biến đổi theo không gian và thời gian của nhiệt độ cực
trị ở Canada trong thời kỳ 1950-1998, Bonsal và CS (2001) [10] đã chỉ ra có sự khác

6


biệt lớn giữa các khu vực và theo mùa. Toreti A và Desiato F. (2008) [21] phân tích số
liệu nhiệt độ trung bình, cực trị trung bình trong ngày và sử dụng số liệu từ 49 trạm quan
trắc ở Italia trong giai đoạn 1961-2004. Các tác giả đã chỉ ra, xu thế âm xảy ra trong thời
kỳ từ 1961-1981 và ngược lại, xu thế dương xảy ra rõ rệt trong thời kỳ 1981-2004 và
trong toàn bộ thời kỳ, biên độ nhiệt độ trung bình ngày tăng lên.
Như vậy các nghiên cứu trên thế giới đều đưa ra kết luận nhiệt độ đang tăng trong
những năm gần đây và có xu hướng vẫn đang tăng.
1.2 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM:
Ở Việt Nam, BĐKH đã và đang gây ra rất nhiều sự thay đổi như nhiệt độ trung
bình năm tăng 0.5℃ trong vòng 70 năm; số lượng các đợt không khí lạnh giảm đáng kể
trong vòng 2 thập kỷ; hình thái bão thay đổi và bão với cường độ lớn xuất hiện ngày
càng nhiều hay mực nước biển dâng lên khoảng 20 cm trong vòng 50 năm…
Đề tài nghiên cứu cơ bản “Ảnh hưởng của ENSO đến các cực trị nhiệt độ và
lượng mưa ở Việt Nam và khả năng dự báo khí hậu” nhằm đánh giá ảnh hưởng của
ENSO đến tần suất và cường độ của các cực trị về nhiệt độ và lượng mưa ở các vùng
khí hậu trong cả nước, làm sáng tỏ cơ chế tác động của ENSO và đánh giá khả năng dự
báo mùa đối với sự xuất hiện các cực trị nhiệt độ và lượng mưa trên cơ sở các thông tin,
nhận thức về ENSO.
Trong đề tài nghiên cứu“ Biến đổi khí hậu ở Việt Nam: Một số kết quả nghiên
cứu,thách thức và cơ hội trong hội nhập quốc tế” Phan Văn Tân và Ngô Đức Thành
(2013, tr.45) cho ta một số nhận định như nhiệt độ cực đại trên toàn Việt Nam nhìn
chung có xu thế tăng, điển hình là vùng Tây Bắc và Bắc Trung Bộ, nhiệt độ cực tiểu
cũng có xu thế tăng nhưng với tốc độ nhanh hơn nhiều so với nhiệt độ cực đại và phù
hợp với xu thế chung của biến đổi khí hậu toàn cầu,phù hợp với sự gia tăng của nhiệt độ
cực đại và cực tiểu thì số ngày nắng nóng có xu thế tăng lên,số ngày rét đậm có xu thế
giảm đi ở các vùng khí hậu.Lượng mưa ngày cực đại tăng lên ở hầu hết các vùng khí
hậu nhất là trong những năm gần đây. Số ngày mưa lớn cũng có xu thế tăng lên tương

ứng và biến động mạnh nhất là ở khu vực miền Trung.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ trung bình trong 50 năm qua(19582008) đã tăng lên từ 0,5 đến 0,7℃ và nhiệt độ trong mùa đông có xu thế tăng nhanh hơn

7


trong mùa hè.Số ngày nắng nóng trong thập kỷ 1991-2000 nhiều hơn so với các thập kỷ
trước,đặc biệt ở Trung và Nam Bộ.
Theo Đinh Văn Ưu và Cs(2005) [1] đã nghiên cứu “Biến động mùa và nhiều năm
của trường nhiệt độ nước mặt biển và sự hoạt động của bão tại khu vực biển Đông”,kết
quả cho thấy có sự biến động đáng kể của trường nhiệt độ nước mặt biển và hoạt động
của bão nhiệt đới trên khu vực biển Đông,thông qua việc tính các chỉ số khí hậu có thể
thấy khi hiện tượng El Nino hoạt động mạnh thì sự họat động của bão nhiệt đới trên toàn
khu vực giảm.
Trong nghiên cứu, xây dựng công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn hán ở Việt
Nam của TS Nguyễn Văn Thắng và cộng sự [5]. Dự báo hạn hán được tiến hành theo
cách tiếp cận : Thứ nhất, hạn khí tượng được coi như là các yếu tố khí hậu cần dự báo,
sử dụng các phương pháp thống kê thuần túy, tìm ra mối quan hệ giữa các chỉ số hạn
với các yếu tố khí hậu để xây dựng mô hình dự báo ; Sử dụng phương pháp dowscaling
thống kê tìm ra mối quan hệ giữa chỉ số hạn hán với các trường khí tượng toàn cầu để
xây dựng mô hình dự báo. Thứ hai, dự báo hạn nông nghiệp và hạn thủy văn dựa vào
kết quả dự báo hạn khí tượng.
Nguyễn Đức Ngữ và CS (2009) [7] đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến
kinh tế đã chỉ ra xu thế biến đổi lượng mưa trên toàn lãnh thổ Việt Nam rất khác nhau
giữa các khu vực. Các tỉnh Nam Trung Bộ, lượng mưa có xu thế giảm và tình trạng khô
hạn gia tăng. Số ngày nắng nóng xảy ra trong thập kỷ 1990-2000 nhiều hơn so với các
thập kỷ trước, điển hình là ở các khu vực Trung Bộ và Nam Bộ. Mặc dù vậy, hiện tượng
mưa lớn dị thường xảy ra nhiều hơn, điển hình là các đợt mưa xảy ra ở Hà Nội và khu
vực lân cận vào tháng 11 trong các năm 1984, năm 1996 và năm 2008.
Bên cạnh các phương pháp thống kê truyền thống áp dụng vào chuỗi các số liệu

quan trắc, trong một vài năm trở lại đây ở Việt Nam hướng nghiên cứu bằng các mô
hình số đã được đẩy mạnh và đạt được những kết quả rất đáng khích lệ, đặc biệt trong
bối cảnh biến đổi khí hậu đang làm gia tăng các hiện tượng thời tiết/khí hậu cực đoan
(cả về tần suất lẫn cường độ), các nhà khoa học đã quan tâm, chú trọng tới hướng nghiên
cứu về hiện tượng khí hậu cực đoan bằng các mô hình khí hậu. Các mô hình khác, như
PRECIS, RSM, CMM5, CWRF,… đã được ứng dụng thành công trong nghiên cứu mô
phỏng khí hậu khu vực cũng như nghiên cứu biến đổi khí hậu. Kết quả chạy các mô hình
8


khí hậu khu vực là các trường yếu tố khí hậu (trong trường hợp này là các trường mô
phỏng quá khứ) và sự phân bố của chúng theo không gian và thời gian chi tiết hơn, đặc
biệt đối với những nơi số liệu quan trắc còn thưa như các vùng núi cao, điều kiện khó
khăn hoặc trên các vùng biển, đại dương.Để dự báo nhiệt độ, mưa, số lần xuất hiện KKL,
nắng nóng, Nguyễn Văn Thắng và CS (2001, 2004) [15,20] đã ứng dụng các phương
pháp thống kê trên bộ số liệu tái phân tích của GCM; thông qua việc sử dụng các bản
đồ đường đẳng trị giá trị hệ số tương quan để xác định khu vực và thời gian trễ của các
trường nhân tố dự báo, trên cơ sở đó các tác giả đã xây dựng hàm hồi quy từng bước.
Năm 2005, Nguyễn Văn Thắng với nghiên cứu các hiện tượng cực đoan phục vụ phòng
chống và giảm nhẹ thiệt hại thiên tai ở thành phố Hà Nội đã xác định được quy luật phân
bố theo không gian và diễn biến theo thời gian của các đặc trưng hiện tượng khí tượng
cực đoan trên khu vực Hà Nội.
Để dự báo nhiệt độ, mưa, số lần xuất hiện KKL, nắng nóng, Nguyễn Văn Thắng
và CS (2001, 2004) [15,20] đã ứng dụng các phương pháp thống kê trên bộ số liệu tái
phân tích của GCM; thông qua việc sử dụng các bản đồ đường đẳng trị giá trị hệ số
tương quan để xác định khu vực và thời gian trễ của các trường nhân tố dự báo, trên cơ
sở đó các tác giả đã xây dựng hàm hồi quy từng bước. Năm 2005, Nguyễn Văn Thắng
với nghiên cứu các hiện tượng cực đoan phục vụ phòng chống và giảm nhẹ thiệt hại
thiên tai ở thành phố Hà Nội đã xác định được quy luật phân bố theo không gian và diễn
biến theo thời gian của các đặc trưng hiện tượng khí tượng cực đoan trên khu vực Hà

Nội.
Tóm lại, vấn đề nghiên cứu về hiện tượng cực đoan trong nước vẫn đang được
các nhà khoa học nỗ lực triển khai theo hai hướng nghiên cứu là thống kê và sử dụng
sản phẩm của các mô hình. Hướng sử dụng sản phẩm từ các hệ thống mô hình khí hậu
hiện nay gần như là tất yếu và được chú trọng đầu tư nhiều hơn do các kết quả trong
nhiều năm trở lại đây đã chứng minh được rằng khả năng nắm bắt của các hệ thống 41
mô hình động lực hơn hẳn so với các phương pháp thống kê truyền thống
Nói chung các nghiên cứu ở Việt Nam cũng chỉ ra rằng nhiệt độ ngày càng tăng
lên, các hiện tượng cực đoan xảy ra nhiều hơn, phù hợp với xu thế chung của toàn cầu.
Vì vậy, nghiên cứu về các cực trị khí hậu là rất quan trọng và cần chú ý trong thời gian
tới, cần được đầu tư nghiên cứu thêm.
9


1.3 TÌNH HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG:
Đà Nẵng là thành phố dễ bị tổn thương do BĐKH
Là thành phố ven biển, Đà Nẵng đang đối mặt tình trạng nước biển dâng ngày
càng diễn biến phức tạp. Những năm gần đây, tình hình bờ biển bị xâm thực ở Đà
Nẵng xảy ra nhiều hơn. Sự đe dọa của mực nước biển dâng lên các khu dân cư và cơ
sở hạ tầng dọc bờ biển là thường xuyên hơn. Kéo theo đó, người dân sống dọc ven
biển luôn rơi vào trạng thái lo lắng bởi nạn xâm thực của sóng biển. Cứ vào mỗi mùa
mưa bão, nhà cửa, đất đai và nhiều tài sản khác bị sóng cuốn ra biển.
Mặt khác, với vị trí nằm ở hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn khiến Đà Nẵng trở
thành một trong những thành phố dễ bị tổn thương nhất trước những tác động của ngập
lụt, đặc biệt là trong bối cảnh BĐKH hiện nay.
Thực tế cho thấy, ở Đà Nẵng năng lực ứng phó của doanh nghiệp chưa đảm bảo
sức chống chịu, cứ sau một trận bão lớn, các thiệt hại về nhà xưởng, trang thiết bị vẫn
diễn ra, làm tê liệt các hoạt động sản xuất. Ngày càng nhiều biến đổi sinh thái trên Bán
đảo Sơn Trà, Bà Nà, các bãi biển, danh lam thắng cảnh… gây tổn thất tài nguyên, hư
hỏng hạ tầng kỹ thuật, tốn kém kinh phí của doanh nghiệp đầu tư. Kịch bản đến năm

2030 cho thấy, tác động của biến đổi khí hậu sẽ làm cho các khu đô thị mới bị ngập sau
nước sâu từ 1-1.5 m, làm giảm giá trị của đất đai và sức hút với các nhà đầu tư; các công
trình du lịch ven biển, hoạt động sản xuất, kinh doanh, hệ thống giao thông, điện, nước…
cũng chịu tác động nghiêm trọng. Dự kiến năm 2100, Đà Nẵng sẽ mất khoảng 4.1% diện
tích đất; các khu vực ven sông có nguy cơ ngập cao lại đang là những khu vực có tiềm
năng du lịch nhất.
Theo các chuyên gia về BĐKH, nguy cơ lũ lụt nghiêm trọng đang ngày càng gia
tăng, tình trạng xói mòn bờ biển và bão lũ sẽ ngày càng khốc liệt hơn, nhiều nguy cơ sạt
lở đất phá vỡ hệ thống đường bộ. Do đó, cần phải nhận thức những rủi ro, đồng thời
phối hợp với chính quyền địa phương để thúc đẩy các kế hoạch hành động hiệu quả của
Chính phủ và người dân để giảm thiểu rủi ro bằng những hành động cụ thế: Sử dụng tiết
kiệm và hiệu quả tài nguyên; công nghệ, thiết bị bảo đảm nguyên tắc thân thiện với môi
trường; đầu tư phát triển vốn tự nhiên, tích cực ngăn ngừa và xử lý ô nhiễm môi trường.

10


1.4 LỰA CHỌN YẾU TỐ VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN
TRONG PHẠM VI ĐỒ ÁN:
Biến đổi khí hậu thể hiện rõ nhất qua hai yếu tố là nhiệt độ và lượng mưa. Chúng
có quan hệ mật thiết với nhau. Khi nhiệt độ và lượng mưa thay đổi lập tức sinh ra các
hệ quả thời tiết và các cực trị khí hậu. Ngoài ra, độ ẩm cũng là một yếu tố giúp ta có thể
nhận ra sự thay đổi của thời tiết, nhiệt độ cao kết hợp với độ ẩm thấp làm con người ta
cảm thấy rất khó chịu, độ ẩm còn được quy định bởi lượng mưa.
Trên cơ sở nhu cầu thực tế là sử dụng chuỗi số liệu quá khứ, áp dụng các phân
bố trong khí hậu để dự báo tương lai kết hợp với khả năng đáp ứng của các nguồn số
liệu quan trắc, qui mô hiện tượng, tần suất hiện tượng và phạm vi tác động của chúng,
trong khuôn khổ đề tài các yếu tố và hiện tượng sau đây sẽ được xem xét:
•

Nhiệt độ cực đại(Tx)

•

Nhiệt độ cực tiểu(Tm)

•

Độ ẩm tương đối cực tiểu(RHm)

•

Lượng mưa tổng tháng (R_tháng)

•

Lượng mưa cực đại 24h (Rx_24h/tháng)

Phương pháp thống kê trong khí hậu là một trong những phương pháp được ứng
dụng phổ biến trong các nghiên cứu và đem lại hiệu quả cao. Phương pháp này vận dụng
một số nguyên lý xác suất thống kê toán học, tính toán thống kê các đặc trưng khí tượng,
khí hậu. Chính vì vậy phương pháp này sẽ được sử dụng trong việc đánh giá xu thế các
cực trị khí hậu ở thành phố Đà Nẵng.

11


CHƯƠNG 2 :
CỰC TRỊ KHÍ HẬU VÀ ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG
CỦA MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC TRỊ Ở ĐÀ NẴNG

Để dự báo xu thế, tần suất xuất hiện của các hiện tượng khí hậu cực trị, trong các
dự án nghiên cứu cỡ lớn, các kịch bản BĐKH hoặc luận án tiến sĩ hầu hết đều dùng các
mô hình động lực hoặc thống kê với rất nhiều những tham số và điều kiện khác nhau.
Với quy mô của những nghiên cứu như vậy, chắc chắn sẽ cho những kết quả đáng tin
cậy. Tuy nhiên trong khuôn khổ một đồ án tốt nghiệp của sinh viên đại học, em không
có đủ thời gian cũng như trình độ để chạy những mô hình động lực hay thống kê nên em
chọn một phương pháp đơn giản hơn để dự báo xu thế, tần suất xuất hiện của các hiện
tượng khí tượng cực trị. Đó là sử dụng các công thức phân bố Poisson và hàm thống kê
Gumbel để tính toán. Về nguyên tắc các công thức và hàm phân bố này có thể áp dụng
cho tất cả các biến khí hậu, nhưng riêng với yếu tố lượng mưa lớn nhất trong năm em
vẫn chưa tìm ra công thức thích hợp để tính nên trong đồ án này em mới chỉ xét đến các
yếu tố nhiệt độ cao nhất, nhiệt độ thấp nhất và độ ẩm tương đối thấp nhất.
Các kết quả của kịch bản BĐKH mới nhất năm 2016 sẽ được dùng để so sánh và
đánh giá với kết quả tìm được từ việc sử dụng công thức phân bố Poisson và hàm thống
kê Gumbel.
2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CỰC TRỊ KHÍ HẬU VÀ CÁC HIỆN
TƯỢNG HIỆN TƯỢNG CỰC ĐOAN:
Hiện tượng cực đoan được hiểu là những hiện tượng thỏa mãn điều kiện (hiếm nghĩa là xác suất xuất hiện nhỏ, trong nghiên cứu thông thường được chọn nhỏ hơn 10%;
cường độ lớn và khắc nghiệt: tức là có khả năng gây ra những tổn thất nặng nề hoặc dữ
dội mà tác động của chúng có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến hoạt động của
nhân loại).
2.1.1 Định nghĩa về cực trị khí hậu và các hiện tượng khí hậu cực đoan
theo IPCC:
Các yếu tố khí hậu, hay biến khí quyển, được xem là một đại lượng ngẫu nhiên
có tập giá trị biến đổi trong một giới hạn nào đó. Giới hạn này có thể bị chặn hoặc không
bị chặn ; Có thể bị chặn một phía hoặc cả hai phía. Một biến khí quyển được gọi là yếu
tố khí hậu cực trị nếu miền giá trị của nó thiên về một phía nào đó của tập giá trị có thể
12

của biến khí quyển được xét. Ví dụ, nhiệt độ không khí hàng ngày (tại một địa điểm nào
đó) là một biến khí quyển. Miền giá trị của nó có thể biến thiên từ aO đến b0. Mỗi ngày
có một giá trị nhỏ nhất (nhiệt độ cực tiểu ngày, hay nhiệt độ thấp nhất ngày) và một giá
trị lớn nhất (nhiệt độ cực đại ngày, hay nhiệt độ cao nhất ngày). Tập hợp tất cả các giá
trị nhiệt độ cực tiểu (cực đại) ngày được xem là tập giá trị có thể của một đại lượng ngẫu
nhiên gọi là yếu tố khí hậu cực tiểu (cực đại), gọi chung là yếu tố khí hậu cực trị hay
biến thiên khí hậu cực trị. Khi đó nhiệt độ cực tiểu sẽ có miền biến thiên trong khoảng
(hoặc đoạn) từ a0 đến a1 còn nhiệt độ cực đại sẽ có miền biến thiên trong khoảng b1 đến
b0, với a0  a1, b1  b0.
Giả sử X là một biến khí hậu cực trị nào đó có hàm phân bố là F(x), hoặc hàm
mật độ xác suất là f(x), khi đó tập các giá trị x của X thỏa mãn điều kiện sau được gọi
là tập các giá trị cực đoan của X, hay yếu tố khí hậu cực đoan :

x  X , x  x PX  x   p

(2.1)

x  X , x  x

(2.2)

m

m

hay
M

P X  xM   1  p

với
p  P( X  x m  F ( x m ) 

xm

 f ( x)dx

(2.3)

a0

Hay
p  P( X  x M  1  F ( x M ) 

b0

 f ( x)dx

(2.4)

xM

Chính là xác suất xuất hiện sự kiện X<xm hay X>xM bằng p.
Trong khí hậu, khi nghiên cứu các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực trị người ta
thường quan tâm đến các giá trị cực đoan của nó và gọi là yếu tố, hiện tượng khí hậu
cực đoan. Yếu tố khí hậu cực đoan thông thường được định nghĩa là những trị số của
biến khí hậu cực trị có xác suất xuất hiện (p) bé hơn hay bằng 10%. Tuy nhiên, tùy từng
địa phương, từng vùng mà có thể áp dụng khác nhau. Chẳng hạn, người ta có thể giảm
xác suất xuất hiện xuống đến 5%, thậm chí 1%, hoặc tăng lên đến 15%,20%, thậm chí
đến 25% hay 30%. Trong nhiều trường hợp, để đơn giản, thay vì sử dụng khái niệm xác

suất xuất hiện, người ta có thể dùng khái niệm phân vị. Các biến khí hậu cực trị được

13


xem xét thường là các đại lượng khí hậu cực tiểu hay cực đại ; Nếu là đại lượng khí hậu
cực tiểu, những giá trị nhỏ hơn phân vị thứ p (trong số 100 phân vị) được xem là cực
đoan, còn đối với các yếu tố khí hậu cực đại, những giá trị lớn hơn phân vị thứ p được
xem là cực đoan.
Phân vị thứ p của biến ngẫu nhiên X là giá trị xp của X thỏa mãn điều kiện :
x p  xF ( x)  p%

(2.5)

Nói cách khác, xp là nghiệm của phương trình F(x)=p%.
Đối với các đại lượng khí hậu cực tiểu, q(%)=p(%). đối với các đại lượng khí hậu
cực đại, q(%)=100-p(%).
Để tránh nhầm lẫn, cần chú ý phân biệt khái niệm cực đoan với khái niệm cực trị
tuyệt đối của chuỗi nhiều năm mà người ta vẫn gọi là giá trị kỷ lục.
2.1.2 Cực trị khí hậu và các hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam:
- Nắng nóng: Là dạng thời tiết đặc biệt trong mùa hè khi nhiệt độ không khí cao
nhất trong ngày vượt quá 35℃ và độ ẩm không khí xuống dưới 65%. Theo chỉ tiêu hiện
đang áp dụng trong nghiệp vụ ở Việt Nam, một đợt nắng nóng xuất hiện trên khu vực
nào đó khi trong khu vực có một nửa số trạm trở lên thỏa mãn điều kiện có Tx ≥ 35℃
và độ ẩm nhỏ hơn 65%, thỏa mãn điều kiện xuất hiện từ hai ngày trở lên. Khi xảy ra một
chuỗi ngày nắng nóng mà trong đó có xen kẽ một ngày chưa đạt tiêu chuẩn nắng nóng
như chỉ tiêu xác định nêu trên, nhưng trong ngày đó thỏa mãn có ít nhất một nửa số trạm
có Tx xấp xỉ 35℃ và độ ẩm nhỏ hơn 65% thì vẫn được xem là một đợt nắng nóng liên
tục.
- Khô nóng: Nắng nóng có thể xảy ra trong trường hợp ít mây, độ ẩm tương đối

của không khí thấp (thường giảm xuống dưới 65%) thì gọi là hiện tượng khô nóng.
Trường hợp nắng nóng xảy ra trong điều kiện nhiều mây, độ ẩm tương đối trong không
khí tương đối cao khi đó thời tiết kèm theo là oi bức, cơ thể con người cảm thấy rất khó
chịu.
Trong những ngày nắng nóng có thể xảy ra mưa rào và dông vào lúc chiều tối.
Tuy nhiên do các yếu tố khí tượng có mối liên hệ chặt chẽ nên đơn giản mức độ nắng
nóng có thể được quyết định bằng nhiệt độ cao nhất trong ngày (Tx).
- Nắng nóng gay gắt: Một ngày được coi là nắng nóng gay gắt trên diện rộng khi
có ít nhất 2/3 số trạm quan trắc trong khu vực có nhiệt độ cao nhất Tx ≥ 350C trong số
14


đó có ít nhất có 1/2 số trạm quan trắc trong khu vực dự báo có nhiệt độ cao nhất Tx ≥
370C.
- Mưa lớn: Mưa lớn là hiện tượng mưa với tổng lượng mưa đạt trên 50 mm trong
24h, trong đó mưa với tổng lượng mưa từ 51 mm đến 100mm trong 24h là mưa to, mưa
với tổng lượng mưa trên 100 mm trong 24h là mưa rất to. Tại Việt Nam ngưỡng mưa
ngày lớn hơn 50 mm thường được sử dụng để xác định mưa lớn và các hiện tượng như
mưa lớn cục bộ và diện có thể được coi như là các hiện tượng khí hậu cực đoan.
- Rét đậm/rét hại là dạng thời tiết đặc biệt xảy ra trong mùa đông ở miền Bắc khi
nhiệt độ không khí trung bình ngày xuống dưới 15℃/13℃. Sự xuất hiện rét đậm, rét hại
có ảnh hưởng xấu đến sản xuất nông nghiệp và sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là đối với
trẻ em và người cao tuổi. Theo chỉ tiêu hiện đang được áp dụng ở Việt Nam, hiện tượng
rét đậm, rét hại được xác định dựa trên nhiệt độ trung bình ngày: Ttb≤ 15℃: có rét đậm
xuất hiện. Ttb≤ 13℃: có rét hại xuất hiện.
2.2 Các công thức phân bố và hàm thống kê xác suất sử dụng trong đồ án:
2.2.1 Hàm Gumbel:
Cônmôgơrop chứng minh định lý dưới đây:
Giả

sử

(ξ1 , ξ 2 ,...ξ n )

là

n

biến

ngẫu

nhiên

độc

lập

với

nhau,

 ξ  bn

 x  tồn tại, không
ξ *n  max(ξ1 , ξ 2 ,...ξ n ) . Vì an>0, bn thích hợp, hàm cực trị P n
 an


giảm và chỉ có thể nhận một trong ba hàm phân bố:

(x  0)
0
(α  0),
- Φ α (x)   x α
(x  0)
e
e (  x) α
- Ψ α (x)  
 1

(x  0)
(α  0),
(x  0)

x

- λ(x)  e e (  x  )

(2.7)

(2.8)

(2.9)

Hàm Gumbel là dạng thứ 3 trong 3 hàm phân bố nói trên:

Φ(x)  P(ξ *n  x)  e
Đặt y(x) 

1,283
(x  x )  0,577
s(x)

 1,283


(x  x )  0,577
s(x)


e

(2.10)

(2.11)

15


Φ(x)  e e

y

(2.12)

2.2.2 Công thức phân bố Poisson:
Phân bố Poisson là trường hợp đặc biệt của phân bố nhị thức áp dụng cho trường
hợp P rất bé. Trong khí hậu, nó thường được dùng để tính xác xuất của các sự kiện ít
xuất hiện.

Trong trắc nghiệm Becnuli nếu xác suất xuất hiện A là Pn có liên quan với số lần
trắc nghiệm n thì
lim 𝑛𝑝𝑛 = 𝜆

(2.13)

𝑛→∞

Thì xác suất A xuất hiện k lần trong n lần trắc nghiệm là:
Pn (k) =

𝑒 −𝜆 𝜆𝑘
𝑘!

(2.14)

Được gọi là phân bố Poisson.
2.3 Điều kiện tự nhiên, xã hội, khí hậu và du lịch thành phố Đà Nẵng:
2.3.1 Điều kiện tự nhiên
Thành phố Đà Nẵng có diện tích tự nhiên là 1.283,42 km2; trong đó, các quận nội
thành chiếm diện tích 241,51 km2, các huyện ngoại thành chiếm diện tích 1.041,91 km2.
Dân số:1.347 triệu người. Thành phố Đà Nẵng gồm vùng đất liền và vùng quần đảo trên
biển Đông.Tọa độ phần đất liền của thành phố Đà Nẵng từ 15°15' đến 16°40' vĩ độ Bắc
và từ 107°17' đến 108°20' kinh độ Đông. Phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, phía Tây
và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, phía Đông giáp biển Đông.

16