Nghiên cứu hạn hán ở khu vực Nam Trung Bộ trong điều kiện biến đổi khí hậu, kết quả dự tính và giải pháp ứng phó

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

TRƢƠNG ĐỨC TRÍ

NGHIÊN CỨU HẠN HÁN Ở KHU VỰC NAM TRUNG BỘ
TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU,
KẾT QUẢ DỰ TÍNH VÀ GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

Hà Nội - 2016


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

TRƢƠNG ĐỨC TRÍ

NGHIÊN CỨU HẠN HÁN Ở KHU VỰC NAM TRUNG BỘ
TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU,
KẾT QUẢ DỰ TÍNH VÀ GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ

Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng
Mã số: 62440301

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN:

1. PGS. TS. Trần Quang Đức
2. PGS. TS. Lê Văn Thiện

Hà Nội - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các
kết quả nghiên cứu và các kết luận trong Luận án này là trung thực, không sao chép
từ bất kỳ một nguồn nào và dƣới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn
tài liệu đã đƣợc thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả Luận án

Trƣơng Đức Trí

i


LỜI CẢM ƠN
Luận án được hoàn thành tại Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học
Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS.
Trần Quang Đức và PGS. TS. Lê Văn Thiện. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân
thành tới hai nhà khoa học đã hết lòng động viên, định hướng, tận tình giúp đỡ và
luôn quan tâm sâu sắc tới từng kết quả của Luận án.
Để thực hiện Luận án, tác giả đã được hỗ trợ về thời gian và các điều kiện
học tập, nghiên cứu từ Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường Đất, Ban Chủ nhiệm
Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội;
Cục Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Bộ Tài nguyên và Môi trường. Tác giả
xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến sự giúp đỡ quý báu đó.
Tác giả chân thành cảm ơn các chuyên gia, các nhà khoa học và các cơ quan

liên quan đã có những góp ý về khoa học cũng như hỗ trợ nguồn tài liệu, số liệu cho
tác giả trong suốt quá trình thực hiện Luận án.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những người thân yêu trong gia
đình đã luôn ở bên cạnh, là những nguồn động viên tinh thần quý giá để tác giả
hoàn thành tốt Luận án của mình.
TÁC GIẢ

ii


MỤC LỤC

MỤC LỤC ..................................................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.............................................................. 2
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................................................. 8
MỞ ĐẦU............. .......................................................................................................................11
Đặt vấn đề .........................................................................................................................11
Mục tiêu.............................................................................................................................13
Phạm vi nghiên cứu ..........................................................................................................13
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .........................................................................................13
Những đóng góp mới của luận án ...................................................................................13
Cấu trúc của luận án .........................................................................................................14
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ....................................................................................................15
1.1 Khái niệm chung ..................................................................................................................15
1.1.1 Định nghĩa hạn hán ................................................................................. 15
1.1.2 Phân loại hạn hán .................................................................................... 16
1.2 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới .......................................17
1.2.1 Tình hình hạn hán trên thế giới ............................................................... 17
1.2.2 Các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới ................................................. 20

1.3 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam ........................................27
1.3.1 Tình hình hạn hán ở Việt Nam................................................................ 27
1.3.2 Các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam ................................................. 29
1.4 Tổng quan khu vực nghiên cứu ..........................................................................................33
1.4.1 Điều kiện tự nhiên ................................................................................... 33
1.4.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội ........................................................................ 37
CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............41
2.1 Đối tƣợng nghiên cứu ..........................................................................................................41
2.2 Nội dung............ ...................................................................................................................41
2.3 Phƣơng pháp .........................................................................................................................41
2.3.1 Phƣơng pháp đánh giá sai số số liệu quan trắc ....................................... 41
2.3.2 Phƣơng pháp xác định xu thế nhiệt độ, lƣợng mƣa, hạn hán .................. 41
2.3.3 Phƣơng pháp hiệu chỉnh kết quả mô hình............................................... 42
2.3.3.1 Đánh giá sai số............................................................................. 42
2.3.3.2 Hiệu chỉnh kết quả mô hình ........................................................ 43
1


2.3.4 Phƣơng pháp dự tính nhiệt độ và lƣợng mƣa .......................................... 44
2.3.4.1 Mô hình khí hậu toàn cầu ............................................................ 44
2.3.4.2 Mô hình khí hậu khu vực............................................................. 45
2.3.4.3 Kịch bản nồng độ khí nhà kính ................................................... 47
2.3.5 Phƣơng pháp đánh giá hạn hán ............................................................... 51
2.3.5.1 Chỉ số SPI .................................................................................... 51
2.3.5.2 Chỉ số Ped .................................................................................... 51
2.3.5.3 Chỉ số Palmer .............................................................................. 52
2.4 Số liệu sử dụng .....................................................................................................................58
2.4.1 Số liệu quan trắc ...................................................................................... 58
2.4.2 Số liệu mô hình ....................................................................................... 59
2.4.3 Số liệu khác ............................................................................................. 60

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...............................................................................63
3.1 Đánh giá hạn hán trong quá khứ .........................................................................................63
3.1.1 Lựa chọn chỉ số hạn ................................................................................ 63
3.1.2 Số tháng hạn theo mùa và năm ............................................................... 72
3.1.3 Số đợt hạn và thời gian kéo dài ............................................................... 73
3.1.4 Mức độ khắc nghiệt của hạn hán ............................................................ 77
3.2 Dự tính biến đổi hạn hán theo kịch bản nồng độ khí nhà kính ........................................87
3.2.1 Đánh giá khả năng mô phỏng hạn hán .................................................... 87
3.2.2 Dự tính sự biến đổi của nhiệt độ và lƣợng mƣa ..................................... 92
3.2.2.1 Dự tính biến đổi của nhiệt độ ...................................................... 92
3.2.2.2 Dự tính biến đổi của lƣợng mƣa .................................................. 99
3.2.3 Dự tính biến đổi của hạn hán ................................................................ 111
3.2.3.1 Số tháng hạn theo mùa và năm .................................................. 112
3.2.3.2 Số đợt hạn và thời gian kéo dài ................................................. 118
3.2.3.3 Mức độ khắc nghiệt của hạn hán ............................................... 120
3.3 Giải pháp ứng phó với hạn hán .........................................................................................124
3.3.1 Giải pháp tổng thể ................................................................................. 125
3.3.2 Giải pháp ứng phó gắn với quy hoạch sử dụng đất lúa đến năm
2020 và tầm nhìn đến năm 2030 ............................................................................... 127
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................134
A. Kết luận............... .................................................................................................................134
B. Kiến nghị................ ..............................................................................................................135
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ............................................137
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................138
2


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
A

: Chỉ số ẩm A

ACCESS1-0

: Mô hình khí hậu toàn cầu của Úc

AGCM

: Mô hình hoàn lƣu khí quyển

AOGCM

: Mô hình hoàn lƣu chung khí quyển đại dƣơng

AR5

: Báo cáo lần thứ 5 của IPCC

AWC

: Sức giữ ẩm cực đại của đất

CCAM

: Mô hình khí hậu khu vực độ phân giải cao của Úc

clWRF

: Mô hình khí hậu khu vực độ phân giải cao của Mỹ

CNRM-CM5

: Mô hình khí hậu toàn cầu của Pháp

CSM

: Mô hình hệ thống khí hậu cộng đồng

D

: Chênh lệch mƣa thực tế và mƣa theo phƣơng diện khí hậu

EDI

: Chỉ số ẩm EDI

ET

: Bốc thoát hơi thực tế

GDP

: Tổng sản phẩm quốc nội

GFDL-CM3

: Mô hình khí hậu toàn cầu của Mỹ

HadCM3

: Mô hình khí hậu toàn cầu của Vƣơng quốc Anh

IPCC

: Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

K

: Hệ số kinh nghiệm của Palmer

L

: Lƣợng nƣớc thực tế mất đi từ đất

MAE

: Sai số tuyệt đối trung bình

ME

: Sai số trung bình

MPI-ESM-LR

: Mô hình khí hậu toàn cầu của Đức

NORESM

: Mô hình hệ thống trái đất của Na Uy

OGCM

: Mô hình hoàn lƣu chung đại dƣơng

Palmer

: Chỉ số Palmer

PDSI

: Chỉ số hạn tích lũy

Ped

: Chỉ số Ped

PET

: Bốc thoát hơi tiềm năng

PL

: Tiềm năng lƣợng nƣớc mất đi từ đất

PR

: Lƣợng nƣớc tiềm năng nạp lại cho đất
3

PRECIS

: Mô hình khí hậu khu vực của Vƣơng quốc Anh

PRO

: Lƣợng nƣớc chảy tràn tiềm năng

R

: Lƣợng nƣớc thực tế nạp lại cho đất

R_lower

: Độ ẩm tầng dƣới

R_surface

: Độ ẩm tầng trên

RCP

: Nồng độ khí nhà kính đại diện

RMSE

: Sai số căn bình phƣơng

RO

: Lƣợng nƣớc chảy tràn thực tế

SPI

: Chỉ số chuẩn hóa lƣợng mƣa

Ss

: Độ ẩm tối đa tầng trên

Su

: Độ ẩm tối đa tầng dƣới

USD

: Đô la Mỹ

WMO

: Tổ chức Khí tƣợng thế giới

Z

: Chỉ số dị thƣờng độ ẩm

4


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Diện tích trồng lúa ở các tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ (ngàn ha) ...........37
Bảng 2.1 Tóm tắt đặc trƣng các kịch bản, mức tăng nhiệt độ so với thời kỳ tiền
công nghiệp .............................................................................................................48
Bảng 2.2 Phân cấp hạn theo SPI ............................................................................................51
Bảng 2.3 Phân cấp hạn theo Ped............................................................................................52
Bảng 2.4 Phân cấp hạn theo chỉ số Z ....................................................................................56
Bảng 2.5 Phân cấp hạn theo chỉ số PDSI ..............................................................................58
Bảng 2.6 Danh sách các trạm quan trắc khí tƣợng khu vực Nam Trung Bộ ....................59
Bảng 2.7 Danh sách dữ liệu mô phỏng từ mô hình khí hậu toàn cầu ................................60
Bảng 2.8 Danh sách mô hình khí hậu khu vực.....................................................................60
Bảng 2.9 Sức giữ ẩm cực đại của đất (AWC) ở khu vực nghiên cứu ................................61
Bảng 3.1 Đợt hạn và không hạn điển hình ở khu vực Nam Trung Bộ thời kỳ 1986
- 2005 .......................................................................................................................63
Bảng 3.2 Kết quả tính toán các chỉ số hạn cho năm 1993...................................................66
Bảng 3.3 Kết quả tính toán các chỉ số hạn từ vụ hè thu năm 2003 đến vụ đông
xuân năm 2005 ........................................................................................................68
Bảng 3.4 Kết quả tính toán các chỉ số hạn từ vụ hè thu năm 1999 đến vụ đông
xuân năm 2001 ........................................................................................................71
Bảng 3.5 Tỷ lệ số tháng hạn theo mùa và năm.....................................................................72
Bảng 3.6 Số đợt hạn và thời gian kéo dài đợt hạn ...............................................................76
Bảng 3.7 Xu thế biến đổi của hạn nhẹ, hạn nặng và hạn rất nặng ......................................84
Bảng 3.8 Tổng số tháng hạn nặng và rất nặng và tỷ lệ theo mùa (%)................................84
Bảng 3.9 Kết quả mô phỏng hạn hán bằng số liệu chƣa hiệu chỉnh và đã hiệu
chỉnh so với thực tế .................................................................................................92
Bảng 3.10 Mức thay đổi nhiệt độ trung bình tháng, mùa và năm (oC) ở giai đoạn
đầu thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 .....................................................................94
Bảng 3.11 Mức thay đổi nhiệt độ trung bình tháng, mùa và năm (oC) ở giai đoạn
giữa thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 ...................................................................94
Bảng 3.12 Mức thay đổi nhiệt độ trung bình tháng, mùa và năm (oC) ở giai đoạn

cuối thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5....................................................................95
Bảng 3.13 Mức thay đổi nhiệt độ trung bình tháng, mùa và năm (oC) ở giai đoạn
5


đầu thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 .....................................................................95
Bảng 3.14 Mức thay đổi nhiệt độ trung bình tháng, mùa và năm (oC) ở giai đoạn
giữa thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 ...................................................................96
Bảng 3.15 Mức thay đổi nhiệt độ trung bình tháng, mùa và năm (oC) ở giai đoạn
cuối thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5....................................................................96
Bảng 3.16 Mức thay đổi lƣợng mƣa trung bình tháng, mùa và năm (%) ở giai đoạn
đầu thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 ...................................................................101
Bảng 3.17 Mức thay đổi lƣợng mƣa trung bình tháng, mùa và năm (%) ở giai đoạn
giữa thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 .................................................................101
Bảng 3.18 Mức thay đổi lƣợng mƣa trung bình tháng, mùa và năm (%) ở giai đoạn
cuối thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5..................................................................102
Bảng 3.19 Mức thay đổi lƣợng mƣa trung bình tháng, mùa và năm (%) ở giai đoạn
đầu thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 ...................................................................102
Bảng 3.20 Mức thay đổi lƣợng mƣa trung bình tháng, mùa và năm (%) ở giai đoạn
giữa thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 .................................................................103
Bảng 3.21 Mức thay đổi lƣợng mƣa trung bình tháng, mùa và năm (%) ở giai đoạn
cuối thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5..................................................................103
Bảng 3.22 Tổng số đợt hạn và trung bình số tháng trong một đợt hạn thời kỳ 1986
- 2005 .....................................................................................................................111
Bảng 3.23 Số tháng hạn theo các mức hạn thời kỳ 1986 - 2005 ........................................111
Bảng 3.24 Mức thay đổi số tháng hạn (%) theo mùa và năm ở giai đoạn đầu thế kỷ
21 theo kịch bản RCP4.5......................................................................................112
Bảng 3.25 Mức thay đổi số tháng hạn (%) theo mùa và năm ở giai đoạn giữa thế
kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 ................................................................................113
Bảng 3.26 Mức thay đổi số tháng hạn (%) theo mùa và năm ở giai đoạn cuối thế

kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 ................................................................................113
Bảng 3.27 Mức thay đổi số tháng hạn (%) theo mùa và năm ở giai đoạn đầu thế kỷ
21 theo kịch bản RCP8.5......................................................................................114
Bảng 3.28 Mức thay đổi số tháng hạn (%) theo mùa và năm ở giai đoạn giữa thế
kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 ................................................................................115
Bảng 3.29 Mức thay đổi số tháng hạn (%) theo mùa và năm ở giai đoạn cuối thế
kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 ................................................................................115
Bảng 3.30 Mức thay đổi số đợt hạn và thời gian kéo dài đợt hạn trong thế kỷ 21
6


theo kịch bản RCP4.5 ...........................................................................................118
Bảng 3.31 Mức thay đổi số đợt hạn và thời gian kéo dài đợt hạn trong thế kỷ 21
theo kịch bản RCP8.5 ...........................................................................................119
Bảng 3.32 Thay đổi mức độ hạn ở giai đoạn đầu thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 .........121
Bảng 3.33 Thay đổi mức độ hạn ở giai đoạn giữa thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 ........121
Bảng 3.34 Thay đổi mức độ hạn ở giai đoạn cuối thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5 ........122
Bảng 3.35 Thay đổi mức độ hạn ở giai đoạn đầu thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 .........123
Bảng 3.36 Thay đổi mức độ hạn ở giai đoạn giữa thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 ........123
Bảng 3.37 Thay đổi mức độ hạn ở giai đoạn cuối thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5 ........123

7


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1

Mối quan hệ giữa các loại hạn (ISDR, 2009) ......................................................17

Hình 1.2

Phân bố hạn hán giai đoạn 2000 - 2009................................................................19

Hình 1.3

Bản đồ khu vực Nam Trung Bộ ............................................................................34

Hình 2.1

Cách tiếp cận trong xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu của IPCC ..................48

Hình 2.2

Thay đổi cƣỡng bức bức xạ so với thời kỳ tiền công nghiệp .............................48

Hình 2.3

Sơ đồ nghiên cứu tổng quát ...................................................................................62

Hình 3.1

Diễn biến của chỉ số SPI (năm 1993) ...................................................................64

Hình 3.2

Diễn biến của chỉ số Ped (năm 1993) ...................................................................64

Hình 3.3

Diễn biến của chỉ số PDSI (năm 1993) ................................................................64

Hình 3.4

Diễn biến của chỉ số Z (năm 1993) .......................................................................64

Hình 3.5

Diễn biến của chỉ số SPI (năm 2003-2005) .........................................................67

Hình 3.6

Diễn biến của chỉ số Ped (năm 2003-2005) .........................................................67

Hình 3.7

Diễn biến của chỉ số PDSI (năm 2003-2005) ......................................................67

Hình 3.8

Diễn biến của chỉ số Z (năm 2003 - 2005) ...........................................................67

Hình 3.9

Diễn biến của chỉ số SPI (năm 1999-2001) .........................................................70

Hình 3.10 Diễn biến của chỉ số Ped (năm 1999 - 2001) .......................................................70
Hình 3.11 Diễn biến của chỉ số PDSI (năm 1999 - 2001) ....................................................70
Hình 3.12 Diễn biến của chỉ số Z (năm 1999 - 2001) ...........................................................70
Hình 3.13 Diễn biến của chỉ số PDSI tại Phú Yên ................................................................73

Hình 3.14 Diễn biến của chỉ số PDSI tại Khánh Hoà ...........................................................74
Hình 3.15 Diễn biến của chỉ số PDSI tại Ninh Thuận ..........................................................75
Hình 3.16 Diễn biến của chỉ số PDSI tại Bình Thuận...........................................................75
Hình 3.17 Diễn biến của chỉ số Z tại tỉnh Phú Yên ...............................................................78
Hình 3.18 Diễn biến của chỉ số Z tại tỉnh Khánh Hòa ..........................................................78
Hình 3.19 Diễn biến của chỉ số Z tại tỉnh Ninh Thuận .........................................................79
Hình 3.20 Diễn biến của chỉ số Z tại tỉnh Bình Thuận..........................................................79
Hình 3.21 Xu thế biến đổi hạn nhẹ, nặng, rất nặng tại Phú Yên ..........................................80
Hình 3.22 Xu thế biến đổi hạn nhẹ, nặng, rất nặng tại Khánh Hòa .....................................81
Hình 3.23 Xu thế biến đổi hạn nhẹ, nặng, rất nặng tại Ninh Thuận ....................................82
Hình 3.24 Xu thế biến đổi hạn nhẹ, nặng, rất nặng tại Bình Thuận.....................................83
Hình 3.25 Xu thế biến đổi của nhiệt độ (oC) khu vực Nam Trung Bộ ................................85
8


Hình 3.26 Xu thế biến đổi của nhiệt độ (oC) các tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa ......................85
Hình 3.27 Xu thế biến đổi của nhiệt độ (oC) các tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận............86
Hình 3.28 Xu thế biến đổi của lƣợng mƣa mùa và năm (mm) khu vực Nam Trung
Bộ .............................................................................................................................86
Hình 3.29 Xu thế biến đổi của lƣợng mƣa mùa, năm (mm) các tỉnh Phú Yên,
Khánh Hòa...............................................................................................................87
Hình 3.30 Xu thế biến đổi của lƣợng mƣa mùa, năm (mm) các tỉnh Ninh Thuận,
Bình Thuận ..............................................................................................................87
Hình 3.31 Kết quả mô phỏng nhiệt độ (a), lƣợng mƣa (b) của mô hình trƣớc và
sau khi hiệu chỉnh so với số liệu quan trắc ở khu vực Nam Trung Bộ
trong thời kỳ 1986 - 2005.......................................................................................90
Hình 3.32 Kết quả mô phỏng hạn năm 1993 (a), năm 2000 (b) từ số liệu mô hình
chƣa hiệu chỉnh và số liệu mô hình đã hiệu chỉnh...............................................91
Hình 3.33 Mức thay đổi nhiệt độ không khí trung bình năm (oC) theo kịch bản
RCP4.5 .....................................................................................................................97

Hình 3.34 Mức thay đổi nhiệt độ không khí trung bình năm (oC) theo kịch bản
RCP8.5 .....................................................................................................................98
Hình 3.35 Mức thay đổi lƣợng mƣa mùa và năm (%) ở giai đoạn đầu thế kỷ 21
theo kịch bản RCP4.5 ...........................................................................................105
Hình 3.36 Mức thay đổi lƣợng mƣa mùa và năm (%) ở giai đoạn giữa thế kỷ 21
theo kịch bản RCP4.5 ...........................................................................................106
Hình 3.37 Mức thay đổi lƣợng mƣa mùa và năm (%) ở giai đoạn cuối thế kỷ 21
theo kịch bản RCP4.5 ...........................................................................................107
Hình 3.38 Mức thay đổi lƣợng mƣa mùa và năm (%) ở giai đoạn đầu thế kỷ 21
theo kịch bản RCP8.5 ...........................................................................................108
Hình 3.39 Mức thay đổi lƣợng mƣa mùa và năm (%) ở giai đoạn giữa thế kỷ 21
theo kịch bản RCP8.5 ...........................................................................................109
Hình 3.40 Mức thay đổi lƣợng mƣa mùa và năm (%) ở giai đoạn cuối thế kỷ 21
theo kịch bản RCP8.5 ...........................................................................................110
Hình 3.41 Mức thay đổi số tháng hạn theo kịch bản RCP4.5 ............................................116
Hình 3.42 Mức thay đổi số tháng hạn theo kịch bản RCP8.5 ............................................117
Hình 3.43 Thay đổi số đợt hạn và thời gian kéo dài đợt hạn theo kịch bản RCP4.5 .......118
Hình 3.44 Thay đổi số đợt hạn và thời gian kéo dài đợt hạn theo kịch bản RCP8.5 .......120
9


Hình 3.45 Bản đồ mức thay đổi số tháng hạn giai đoạn 2016 - 2035 và vùng quy
hoạch trồng lúa đến 2020 .....................................................................................126
Hình 3.46 Mô hình thuỷ lâm trên vùng đất dốc lớn và đồi trọc .........................................129
Hình 3.47 Mô hình thuỷ lâm trên sƣờn đất dốc 5% - 20% ................................................130
Hình 3.48 Mô hình thuỷ lâm trên vùng đồng bằng đồi cát, cồn cát ven biển ...................131

10

MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại,
tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trƣờng trên phạm vi toàn thế
giới. Nhiệt độ tăng, nƣớc biển dâng gây hạn hán, ngập lụt, nhiễm mặn nguồn nƣớc,
ảnh hƣởng đến nông nghiệp, gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệ thống
kinh tế - xã hội ở nhiều quốc gia trên thế giới [2].
Theo báo cáo của Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu, nhiệt độ trung
bình toàn cầu và mực nƣớc biển tăng nhanh trong 100 năm qua, đặc biệt trong
khoảng 25 năm gần đây. Ở Việt Nam, trong 50 năm qua nhiệt độ trung bình tăng
khoảng 0,5 - 0,7oC, mực nƣớc biển dâng khoảng 20 cm, hiện tƣợng El Nino, La
Nina ngày càng tác động mạnh mẽ. Biến đổi khí hậu thực sự đã làm cho những
thiên tai, đặc biệt là bão, lũ và hạn hán ngày càng khốc liệt [3].
Trên quy mô toàn cầu, những thay đổi đáng kể về nhiệt độ, lƣợng mƣa, độ
ẩm, bốc hơi đã dẫn đến sự thay đổi về quy mô, tần suất và mức độ hạn hán. Tại Hoa
Kỳ, thiệt hại do hạn hán gây ra từ 6 - 8 tỷ USD mỗi năm, riêng hạn năm 1988 gây
thiệt hại khoảng 39 tỷ USD và hạn năm 1998 gây thiệt hại trên 39 tỉ USD [77]; tại
Sudan, hạn năm 1984 làm thiếu đói khoảng 25 triệu ngƣời và làm chết khoảng 3%
dân số; tại Ấn Độ nhiều đợt hạn đã làm mất trắng diện tích đất sản xuất, dẫn đến
nạn đói và bệnh dịch [78]; tại Trung Quốc, hạn năm 1994 - 1995 làm tổn thất
khoảng 25 triệu tấn lƣơng thực, trên 10 triệu ngƣời và hơn 5 triệu gia súc thiếu nƣớc
sinh hoạt, hạn năm 2000 làm cho sản lƣợng lƣơng thực giảm 9%; tại Nhật Bản, năm
1994 xảy ra hạn nặng, gây thiếu nƣớc khoảng 1/3 lãnh thổ; tại Inđônêxia, hạn năm
1982 - 1983 làm cho 420.000 ha lúa bị thiếu nƣớc, 158.000 ha lúa bị mất trắng, hạn
năm 1991 làm cho 190.000 ha lúa bị huỷ hoại hoàn toàn [24].
Ở Việt Nam, hạn hán đã gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến phát triển kinh tế xã hội. Đợt hạn hán năm 1992 - 1993 xảy ra ở các tỉnh miền Trung và Đồng bằng
Nam Bộ đã làm cho 300.000 ha lúa hè thu bị thiệt hại; hạn năm 1997 - 1998 bao
trùm trên toàn lãnh thổ nƣớc ta, làm cho 30.740 ha lúa đông xuân và 22.690 ha lúa
vụ mùa bị mất trắng, 435.320 ha lúa hè thu bị hạn, gần 3 triệu ngƣời thiếu nƣớc sinh
hoạt; hạn năm 2002 làm cho hầu hết các hồ nƣớc ở các tỉnh miền Trung bị cạn kiệt;

11


hạn năm 2004 - 2005 xảy ra ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên đã làm trên nửa triệu
ngƣời thiếu đói, hơn 1 triệu ngƣời thiếu nƣớc sinh hoạt; hạn năm 2009 – 2010 xảy
ra trên diện rộng, làm cho nhiều hệ thống sông, suối thiếu hụt dòng chảy, có nơi tới
90%, gây thiếu nƣớc sản xuất nông nghiệp, mặn xâm nhập sâu vào vùng cửa sông.
Nam Trung Bộ, là nơi có lƣợng mƣa ít nhất trong cả nƣớc và có thời kỳ mùa
khô kéo dài nhất, tới 9 tháng liên tục. Đây là khu vực thƣờng xảy ra hạn hán khốc
liệt nhất trên phạm vi cả nƣớc. Hạn xảy ra nhiều trong các tháng mùa hè thậm chí cả
trong các tháng mùa đông, mùa xuân. Các đợt hạn có quy mô lớn xảy ra liên tục,
trong đó các đợt hạn điển hình gây thiệt hại nặng nề xảy ra vào các năm 1993, 1998,
2005 và 2015 [1, 13, 24]. Chỉ tính riêng đợt hạn đông xuân năm 2014 - 2015 đã làm
cho nhiều hồ chứa gần nhƣ cạn nƣớc, khoảng 6.100 ha đất lúa của Ninh Thuận
không có nƣớc để sản xuất; 571 ha đất canh tác tại Khánh Hòa dừng sản xuất, 600
ha đất lúa phải chuyển đổi cơ cấu cây trồng do không đủ nƣớc tƣới và 2.998 ha cây
trồng bị hạn [1].
Hạn hán là loại hình thiên tai phổ biến và diễn ra thƣờng xuyên, gây tác động
lớn đến đời sống kinh tế xã hội, môi sinh, môi trƣờng và là một trong những nguyên
nhân gây đói nghèo. Mặt khác, hạn hán là một vấn đề phức tạp, do vậy các nghiên
cứu về hạn hán là một trong những chủ đề thu hút sự quan tâm của các nhà khoa
học trong và ngoài nƣớc.
Các công trình nghiên cứu về hạn hán ở nƣớc ta nói chung và ở khu vực
Nam Trung Bộ nói riêng thƣờng sử dụng các chỉ số hạn để đánh giá một cách khái
quát hoặc từng khía cạnh của hạn hán nhƣ thiếu hụt lƣợng mƣa, độ ẩm, cán cân
nƣớc, mà chƣa có nghiên cứu đánh giá một cách tổng thể về tính chất, mức độ và xu
thế biến đổi của hạn hán trong mối quan hệ với biến đổi khí hậu những thập niên
gần đây cũng nhƣ sự biến đổi của hạn hán trong tƣơng lai theo các kịch bản phát
thải khí nhà kính.
Chính vì vậy, đề tài luận án “Nghiên cứu hạn hán ở khu vực Nam Trung

Bộ trong bối cảnh biến đổi khí hậu, kết quả dự tính và giải pháp ứng phó” sẽ tập
trung xem xét mức độ hạn hán ở khu vực Nam Trung Bộ trong bối cảnh biến đổi
khí hậu trên cơ sở tổng quan các nghiên cứu đã có trong và ngoài nƣớc, lựa chọn chỉ
số hạn phù hợp cho khu vực nghiên cứu nhằm đƣa ra bức tranh về mức độ khắc
nghiệt của hạn hán trong quá khứ, dự tính hạn hán trong tƣơng lai theo các kịch bản
12


nồng độ khí nhà kính, đồng thời làm sáng tỏ đƣợc một số khía cạnh về diễn biến
hạn hán cũng nhƣ một số giải pháp ứng phó với hạn hán.
Mục tiêu
- Làm rõ đƣợc sự biến đổi của hạn hán ở khu vực Nam Trung Bộ trong bối
cảnh biến đổi khí hậu những thập niên gần đây;
- Chỉ ra đƣợc sự biến đổi của hạn hán khu vực Nam Trung Bộ trong tƣơng
lai, trong mối quan hệ với biến đổi khí hậu toàn cầu;
- Đề xuất đƣợc các giải pháp ứng phó với sự biến đổi của hạn hán cho khu
vực Nam Trung Bộ.
Phạm vi nghiên cứu
Không gian: Khu vực Nam Trung Bộ (Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận và
Bình Thuận).
Thời gian: 1961 - 2010; giai đoạn đầu thế kỷ 21 (2016 - 2035), giữa thế kỷ
21 (2046 - 2065) và cuối thế kỷ 21 (2080 - 2099).
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Về ý nghĩa khoa học: Trong các nghiên cứu về hạn hán trƣớc đây chƣa làm
sáng tỏ một cách toàn diện về tính chất, mức độ và xu thế biến đổi của hạn hán ở
khu vực Nam Trung Bộ trong điều kiện biến đổi khí hậu, do vậy Luận án góp phần
làm sáng tỏ một số khía cạnh về xu thế biến đổi của hạn hán trong trong bối cảnh
biến đổi khí hậu những thập niên gần đây và trong tƣơng lai theo các kịch bản nồng
độ khí nhà kính;
- Về ý nghĩa thực tiễn: Nam Trung Bộ là khu vực có mức độ hạn hán khắc

nghiệt nhất ở nƣớc ta. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, nhiệt độ tăng, bốc hơi lớn,
phân bố mƣa cực đoan, hạn hán có xu thế khốc liệt hơn, tuy nhiên chƣa có một giải
pháp tổng thể, đồng bộ để ứng phó với mức độ hạn hán gia tăng trong bối cảnh biến
đổi khí hậu, do vậy kết quả của luận án sẽ góp phần hỗ trợ các nhà quản lý, các nhà
hoạch định chính sách trong việc giám sát, cảnh báo hạn và chủ động xây dựng kế
hoạch ứng phó với hạn hán trong điều kiện biến đổi khí hậu.
Những đóng góp mới của luận án
- Đánh giá đƣợc tính chất, mức độ và xu thế biến đổi của hạn hán khu vực
Nam Trung Bộ trong bối cảnh biến đổi khí hậu những thập niên gần đây, trong đó
chỉ số Palmer đã đƣợc lựa chọn để đánh giá định lƣợng mức độ hạn hán;
13


- Nhận diện và dự tính đƣợc sự biến đổi của hiện tƣợng hạn hán trong tƣơng
lai theo các kịch bản nồng độ khí nhà kính ở khu vực Nam Trung Bộ.
Cấu trúc của luận án
Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Kiến nghị, nội dung chính của Luận án bao
gồm 03 Chƣơng, trong đó:
Chƣơng 1. Tổng quan.
Chƣơng 2. Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu.
Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu.

14


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Khái niệm chung
1.1.1 Định nghĩa hạn hán
Hạn hán là một hiện tƣợng khí hậu bình thƣờng, mang tính quy luật. Nhƣng
nhiều khi hạn hán đƣợc hiểu lầm là sự kiện hiếm thấy và ngẫu nhiên. Hạn hán xuất

hiện ở tất cả các vùng khí hậu với các đặc trƣng hạn rất khác nhau. Hạn hán là một
dị thƣờng tạm thời, khác với sự khô cằn ở vùng có lƣợng mƣa thấp và là đặc tính
thƣờng xuyên của khí hậu khô và sự khan hiếm nƣớc [99].
Hạn hán rất khác với các hiện tƣợng khác, bởi nó diễn ra từ từ song có thể
kéo dài vài tháng đến vài năm, và hạn hán xảy ra ảnh hƣởng đáng kể đến nhiều lĩnh
vực. Hơn nữa hạn hán lại mang tính đặc trƣng theo vùng, các đặc trƣng của nó biến
đổi đáng kể từ vùng này sang vùng khác. Chính sự phức tạp của hiện tƣợng này mà
cho đến nay vẫn chƣa có một sự thống nhất về định nghĩa hạn và phƣơng pháp xác
định hạn hán.
Từ thập kỷ 80 của thế kỷ 20 đã có hơn 150 định nghĩa khác nhau về hạn
[99]. Gần đây, một số tác giả cũng đƣa ra các định nghĩa hạn nhƣ sau: Theo Kramer
P. J (1983) hạn hán đƣợc định nghĩa là “sự thiếu hụt của lƣợng mƣa trong một
khoảng thời gian đủ dài dẫn đến sự thiếu hụt lƣợng nƣớc trong đất và tổn thƣơng
đến cây trồng” [69]. Theo Sivakumar (2005) “hạn hán là hậu quả của sự giảm lƣợng
mƣa tự nhiên trên thời kỳ dài, thƣờng là một mùa hoặc lâu hơn, thƣờng kết hợp với
các nhân tố khí hậu khác nhƣ nhiệt độ cao, gió mạnh và độ ẩm thấp, các nhân tố này
có thể làm trầm trọng thêm mức độ của sự kiện hạn” [92]. Hạn hán là khoảng thời
gian kéo dài của lƣợng mƣa thiếu hụt dẫn đến thiệt hại về cây trồng và mất năng
suất. Hạn là sự thiếu hụt lƣợng mƣa trong một thời kỳ dài thƣờng là một mùa hoặc
lâu hơn, dẫn đến sự thiếu hụt nƣớc cho các hoạt động, nhóm hoặc các lĩnh vực môi
trƣờng. Hạn hán là một đặc trƣng thƣờng xuyên của khí hậu, liên quan đến sự thiếu
hụt lƣợng mƣa trong một thời kỳ dài, dẫn đến giảm nguồn nƣớc trong các hoạt
động, các cộng đồng hoặc các hệ sinh thái dƣới nƣớc [95].
Nhìn chung, các định nghĩa đều chỉ ra nhân tố ảnh hƣởng chính đến hạn hán
là lƣợng mƣa. Do vậy, hạn hán thƣờng liên quan đến thời điểm mƣa (sự bắt đầu đầu
muộn hoặc kết thúc sớm của mùa mƣa, sự xuất hiện mƣa trong mối liên hệ với các
15


giai đoạn phát triển chính của mùa màng) và hiệu quả của mƣa (bao gồm cƣờng độ

mƣa, số lần mƣa). Bên cạnh đó, các nhân nhân tố khí hậu khác nhƣ nhiệt độ cao, gió
mạnh, và độ ẩm tƣơng đối thấp cũng là nguyên nhân gây ra hạn hán ở nhiều khu
vực trên thế giới, làm tăng tính khốc liệt của hạn hán một cách đáng kể.
1.1.2 Phân loại hạn hán
Theo tác giả Nguyễn Đức Ngữ (2002), Tổ chức Khí tƣợng Thế giới (WMO,
1975) đã phân định hạn hán gồm các loại sau [13, 103]:
- Hạn khí tƣợng là sự thiếu hụt nƣớc trong cán cân lƣợng mƣa - lƣợng bốc
hơi. Lƣợng mƣa đặc trƣng cho phần thu và lƣợng bốc hơi đặc trƣng cho phần chi
của cán cân nƣớc. Do lƣợng bốc hơi đồng biến với cƣờng độ bức xạ, nhiệt độ, tốc
độ gió và nghịch biến với độ ẩm nên hạn hán gia tăng khi nắng nhiều, nhiệt độ cao,
gió mạnh, thời tiết khô ráo.
- Hạn nông nghiệp là sự thiếu hụt mƣa dẫn tới mất cân bằng giữa hàm lƣợng
nƣớc thực tế trong đất và nhu cầu nƣớc của cây trồng. Hạn nông nghiệp thực chất là
hạn sinh lý đƣợc xác định bởi điều kiện nƣớc thích nghi hoặc không thích nghi của
cây trồng, hệ canh tác nông nghiệp, thảm thực vật tự nhiên,… Ngoài lƣợng mƣa,
hạn nông nghiệp chịu ảnh hƣởng bởi điều kiện tự nhiên và điều kiện xã hội.
- Hạn thuỷ văn là sự thiếu hụt dòng chảy sông suối so với trung bình nhiều
năm và sự hạ thấp mực nƣớc ở các tầng chứa nƣớc dƣới đất. Ngoài lƣợng mƣa, hạn
thủy văn chịu ảnh hƣởng bởi nhiều yếu tố khác nhƣ dòng chảy mặt, nƣớc ngầm tầng
nông, nƣớc ngầm tầng sâu,…
- Hạn kinh tế - xã hội là nƣớc không đủ cung cấp cho nhu cầu của các hoạt
động kinh tế - xã hội.
Về mối quan hệ giữa các loại hạn [96], hạn khí tƣợng xảy ra trƣớc tiên do
không mƣa hoặc mƣa không đáng kể trong thời gian đủ dài, kết hợp với sự thay đổi
của các đặc trƣng khí hậu nhƣ số giờ nắng nhiều, nhiệt độ cao, tốc độ gió lớn, độ ẩm
tƣơng đối thấp,… dẫn đến bốc thoát hơi nƣớc gia tăng. Sự thiếu hụt mƣa và gia tăng
bốc hơi sẽ dẫn đến sự suy giảm/suy kiệt độ ẩm đất, xảy ra hạn nông nghiệp. Sự suy
kiệt độ ẩm đất cũng đồng thời dẫn đến sự suy giảm nƣớc ngầm làm giảm lƣu lƣợng
và hạ thấp mực nƣớc ngầm. Sự suy giảm đồng thời cả dòng chảy mặt và dòng chảy
ngầm dẫn đến hạn thủy văn (Hình 1.1).

16


Hình 1.1 Mối quan hệ giữa các loại hạn (ISDR, 2009)
1.2 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới
1.2.1 Tình hình hạn hán trên thế giới
Hạn hán đƣợc coi là thiên tai tự nhiên ảnh hƣởng nhiều và trực tiếp đến nhân
loại. Theo thống kê, kể từ năm 1900 - 2010, hạn hán trên thế giới đã làm cho hơn 11
triệu ngƣời thiệt mạng và hơn 2 tỷ ngƣời bị ảnh hƣởng [96].
Ở Châu Phi, hạn hán năm 1974 đã dẫn đến đói kém và suy dinh dƣỡng của
150 triệu ngƣời, làm chết trên 300.000 ngƣời. Đợt hạn ở Sudan trong năm 1984 1985 làm chết khoảng 500.000 ngƣời [77]. Lƣợng mƣa mùa mƣa không đáng kể
trong các năm 2004, 2005 ở các nƣớc nhƣ Sômali, Kênia, Êtiôpi, Đông Bắc
Tandania và Djibôti gây thiệt hại đáng kể về sản lƣợng ngũ cốc ở các quốc gia này.
Những đợt hạn khủng khiếp xảy ra vào năm 2009 và 2011, bao trùm phần phía Bắc
Châu Phi và Kenya, sản lƣợng lúa mì giảm nghiêm trọng nhất trong lịch sử chỉ đạt
45% so với năm có điều kiện tốt nhất. Trong khoảng thời gian 2000 - 2010, hạn xảy
ra liên tiếp ở nhiều nƣớc, trong đó tại Bunrađi, Djibôti, Êtiôpi, Kenya, Xômali và
Cộng hòa Tandania có khoảng 11 triệu ngƣời bị thiếu lƣơng thực [96].
Ở Châu Mỹ, nhiều quốc gia thƣờng xuyên phải đối mặt với hạn hán. Hạn hán
năm 1988 - 1989 ở Uruguay đã làm giảm khả năng sản xuất điện do sự phụ thuộc
vào dòng chảy. Ở phía Nam của Braxin, hạn hán năm 2004 - 2005 làm thiệt hại
17


nghiêm trọng đến sản lƣợng ngũ cốc và đậu tƣơng, đặc biệt là ở vùng Riô Đờ Gian
Nê Rô, nơi sản xuất lƣơng thực lớn nhất của nƣớc này; năm 2006 hạn hán ở khu
vực này đã làm thiệt hại 11% diện tích đậu tƣơng; đợt hạn hán đầu năm 2012 xảy ra
ở vùng Đông Bắc Braxin đƣợc xem là đợt hạn hán nghiêm trọng nhất trong vòng
nửa thế kỷ qua, hạn hán đã tác động đến cuộc sống ngƣời dân tại trên 1.000 thị trấn

ở quốc gia lớn nhất Nam Mỹ này.
Tại Mỹ, quốc gia có nền sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ phát
triển hàng đầu thế giới, song trong những năm bị hạn hán, thiệt hại về kinh tế ở
nƣớc này cũng rất nghiêm trọng. Theo thống kê, mức thiệt hại bình quân hàng năm
do hạn hán gây ra là lớn nhất, ƣớc tính từ 6 - 8 tỷ USD [77]. Đặc biệt, thiệt hại về
kinh tế do hạn hán năm 1988 ƣớc tính khoảng 40 tỷ USD. Tính trong 10 năm (1980
-1989), hạn hán tại quốc gia này đã làm chết hàng ngàn ngƣời. Tại Bang Texas, hạn
năm 1996 đã gây thiệt hại khoảng 5 tỉ USD trong lĩnh vực nông nghiệp. Đợt nắng
nóng năm 2006 gây hạn hán ở nhiều nơi, riêng tại bang California làm chết 140
ngƣời. Hạn hán năm 2011 bao phủ các bang ở phía Nam, trong đó các khu vực nhƣ
Texas, Oklahoma và New Mexico bị ảnh hƣởng nặng nề nhất. Năm 2012 và 2013,
hạn hán tiếp tục xảy ra trên quy mô lớn, đã đẩy giá lƣơng thực tăng cao, ƣớc tính
giá bán lẻ thực phẩm tăng khoảng 4%, Trong đó đợt hạn xảy ra trong 6 tháng đầu
năm 2012 bao trùm 55% diện tích nƣớc Mỹ là đợt hạn hán tồi tệ nhất kể từ năm
1956 [24].
Tại Châu Âu, đợt hạn năm 2004 - 2005, lƣợng mƣa chỉ đạt một nửa so với
trung bình nhiều năm, đặc biệt ở các quốc gia nhƣ Anh, Pháp, Tây Ban Nha và Bồ
Đào Nha. Tại nƣớc Nga, hạn hán năm 2010 xảy ra trên quy mô lớn, gây thiệt hại
nghiêm trọng đến môi trƣờng, kinh tế và sức khỏe con ngƣời. Ở Moldova, trong
những năm gần đây, đặc biệt là năm 2012, hạn hán và các hiện tƣợng thời tiết cực
đoan đã trở nên phổ biến hơn gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến trồng trọt, chăn nuôi
và sinh kế của ngƣời dân [84].
Tại Úc, hạn hán xảy ra liên tục từ giữa 2002 đến 2010, chỉ tính riêng năm
2006, sản lƣợng lúa mì tại quốc gia này chỉ đạt 46% so với trung bình thời kỳ 19612010 [60].
Châu Á là một trong những khu vực thƣờng xuyên chịu ảnh hƣởng của hạn
hán trên thế giới. Tại Ấn Độ, năm 1987 xảy ra hạn hán thảm khốc dẫn đến nạn đói
18


lan rộng, Chính phủ Ấn Độ đã ban hành quy chế quản lý hạn hán và Luật phòng

chống, giảm nhẹ thiên tai hạn hán. Tại Nhật Bản, năm 1994 hạn nặng xảy ra trên
1/3 lãnh thổ, nhiều vùng phải vận chuyển nƣớc từ xa đến. Tại Inđônêsia, hạn hán
năm 1982 - 1983 xảy ra đồng thời với hiện tƣợng El Nino đã làm cho 420.000 ha
lúa bị thiếu nƣớc, trong đó khoảng 158.000 ha lúa bị mất trắng và 3,7 ha rừng bị
cháy trụi. Trong các năm 1997 - 1998, nhiều nƣớc ở khu vực Đông Nam Á hầu nhƣ
không có mƣa, nhiệt độ tăng cao gây cháy rừng ở nhiều nơi, điển hình là Inđônêsia
và Malaysia. Đặc biệt vào năm 1991, nắng nóng kéo dài kết hợp với hiện tƣợng El
Nino đã làm 483.000 ha lúa bị thiếu nƣớc, trong đó có 190.000 ha lúa bị mất trắng,
trên 88.000 ha rừng bị cháy tại Kalimantan [24].
Tại Trung Quốc, hạn hán tác động nghiêm trọng đến cuộc sống hàng ngày và
các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là tại các khu vực đông dân nghèo.
Hạn hán là nguyên nhân gây tổn thất đến 48% tổng thiệt hại kinh tế trực tiếp của
Trung Quốc. Trong đợt hạn năm 1994 - 1995, mỗi năm bị tổn thất 25 triệu tấn
lƣơng thực; hạn hán năm 2000 - 2001 đã làm 61 triệu ngƣời bị thiếu nƣớc sinh hoạt.
Đợt hạn năm 2006 gây thiếu nƣớc cho khoảng 36 triệu ngƣời và tổn thất khoảng 42
triệu tấn lƣơng thực. Đợt hạn năm 2012 đƣợc đánh giá là đợt hạn kỷ lục nhất trong
lịch sử, xảy ra ở các tỉnh thuộc phía Tây Nam, riêng tại tỉnh Vân Nam hạn hán đã
ảnh hƣởng trực tiếp đến đời sống sản xuất của trên 6,3 triệu ngƣời, trong đó 2,4
triệu ngƣời bị thiếu nƣớc uống, ƣớc tính thiệt hại nặng trong sản xuất nông nghiệp
khoảng 2 tỉ nhân dân tệ [82].

Hình 1.2 Phân bố hạn hán giai đoạn 2000 - 2009
(University Corporation for Atmospheric Research)
19


Trên phạm vi toàn cầu, hạn hán đƣợc coi là một trong các thảm họa tự nhiên
tồi tệ nhất. Ƣớc tính từ năm 1991 đến 2000, hạn hán đã làm cho hơn 280.000 ngƣời
chết, thiệt hại lên đến hàng chục triệu USD [59]. Hạn hán ngày càng có xu thế phổ
biến hơn, qua bản đồ phân bố hạn hán trên thế giới giai đoạn 2000 - 2009 cho thấy,

hạn xảy ra ở hầu hết các nơi trên thế giới trong thời gian gần đây (Hình 1.2).
Về mức độ hạn hán trong tƣơng lại, theo WMO (2012), dự tính đến năm
2025 số ngƣời sinh sống trong những vùng khô hạn sẽ tăng từ 1 tỷ ngƣời lên đến
đến 2,4 tỷ ngƣời, chiếm khoảng 13 - 20% dân số toàn cầu [104].
1.2.2 Các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới
Các nghiên cứu, phân tích và đánh giá về hạn hán chủ yếu thông qua các chỉ
số hạn. Việc sử dụng các chỉ số hạn nhằm truyền tải các thông tin dị thƣờng khí hậu
đến ngƣời sử dụng đƣợc dễ dàng, đồng thời giúp các nhà khoa học định lƣợng đƣợc
các dị thƣờng này dƣới dạng cƣờng độ (mức độ khắc nghiệt), thời gian, tính lặp lại,
sự lan rộng theo không gian.
Hiện nay, có nhiều chỉ số hạn đã đƣợc áp dụng trên thế giới. Các chỉ số hạn
đƣợc phân thành hai nhóm, bao gồm các chỉ số hạn tổng quát và các chỉ số hạn chi
tiết. Các chỉ số hạn tổng quát cho ta bức tranh tổng quan chung về sự xuất hiện của
hạn hán và mức độ khắc nghiệt của chúng. Ngƣợc lại, các chỉ số hạn chi tiết nhằm
kết nối các đợt hạn với những thiệt hại về kinh tế, môi trƣờng và xã hội. Tuy nhiên
mỗi chỉ số đều có những ƣu điểm và nhƣợc điểm nhất định vì vậy ở mỗi nƣớc, mỗi
khu vực thƣờng lựa chọn, xác định các chỉ số hạn phù hợp. Việc xác định các chỉ số
hạn này thƣờng đƣợc tính toán thông qua các nguồn dữ liệu nhƣ số liệu quan trắc,
số liệu khảo sát, số liệu từ mô hình khí hậu khu vực, mô hình khí hậu toàn cầu và số
liệu vệ tinh.
Các nghiên cứu về hạn hán đã đƣợc thực hiện khá chi tiết từ quy mô toàn
cầu, khu vực [54] đến quy mô địa phƣơng [47, 62]. Trong quá trình nghiên cứu về
hạn hán, việc xem xét xu thế và mức độ biến đổi của các đặc trƣng nhƣ thời gian bắt
đầu, kết thúc, thời gian kéo dài hạn, quy mô, tần suất và mối liên hệ giữa các đặc
trƣng của hạn hán với các đặc trƣng khí hậu là hết sức cần thiết [83].
Một trong những nghiên cứu điển hình về sự phân bố theo không gian và
thời gian của ngày bắt đầu hạn, thời gian kéo dài và cƣờng độ hạn ở một số nƣớc
Châu Âu nhƣ Moldova [84], Cộng Hòa Séc [85]. Các tác giả đã kết hợp các chỉ số
20

hạn với nhau để phân tích những biến động của hạn hán theo tháng, mùa, năm, nếu
tất cả các chỉ số cùng cho kết quả là hạn thì năm đó, mùa đó xảy ra hạn hán.
Tại Hy Lạp, tác giả Loukas A. và cs (2004) đã sử dụng số liệu mƣa tháng của
28 trạm thời tiết trên toàn lãnh thổ Hy Lạp thời kỳ 1960 - 2000 để tính toán và so
sánh các chỉ số hạn trên các thang thời gian khác nhau. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng
các chỉ số hạn tƣơng quan cao với nhau trên thang thời gian ngắn, là thông tin quan
trọng trong việc phát hiện hạn nông nghiệp, còn tƣơng quan cao trên thang thời gian
dài thì rất hữu ích trong việc quản lý nguồn nƣớc [72].
Tại Romani đã sử dụng phƣơng pháp nội suy không gian số liệu trạm về lƣới
kinh độ - vĩ độ để phân tích sự biến đổi của hạn hán trong quá khứ, đồng thời đánh
giá mối tƣơng quan giữa chỉ số hạn với các đặc trƣng khí hậu bằng phƣơng pháp
bình phƣơng tối thiểu nhằm đƣa ra kế hoạch quản lý nguồn nƣớc cho từng khu vực
tại quốc gia này [74].
Tại Trung Quốc, có nhiều công trình nghiên cứu về hạn hán [50, 86,105].
Trong đó nghiên cứu của Bordi và cs (2004) đã phân tích sự biến đổi của các đợt
khô hạn và ẩm ƣớt ở phía đông Trung Quốc trên cơ sở chuỗi số liệu quan trắc lƣợng
mƣa tháng thời kỳ 1951 - 2000 [50]. Nghiên cứu của Xukai Zou và cs (2005) đã
phân tích sự biến đổi của hạn trên toàn lãnh thổ Trung Quốc trên cơ sở số liệu quan
trắc nhiệt độ và lƣợng mƣa tháng thời kỳ 1951 - 2003 [105]. Nghiên cứu của Qiang
Zhang và cs (2009) về xu thế biến đổi của những tháng khô hạn và những tháng ẩm
trên lƣu vực sông Pearl thông qua phƣơng pháp Mann-Kendall. Kết quả nghiên cứu
cho thấy lƣu vực sông Pearl có xu hƣớng khô hơn vào mùa mƣa, trở lên ẩm ƣớt hơn
vào mùa đông, trong đó ở phía đông lƣu vực có xu hƣớng khô hạn hơn, ở phía Nam
thì ẩm ƣớt hơn [86].
Tại một số quốc gia nhƣ ở Iran, Pakista, đông Kenya, Ấn Độ, thƣờng sử
dụng chỉ số hạn SPI để đánh giá hạn hán [46, 67, 76, 79]. Khi đánh giá xu hƣớng
hạn khí hậu tại Iran, Bari A.và cs (2011) đã sử dụng chỉ số SPI để xác định điều
kiện khô hạn với các khoảng thời gian khác nhau (3, 6, 9, 12 và 18 tháng). Kết quả
nghiên cứu cho thấy trong 30 năm qua khô hạn xảy ra ở hầu hết các khu vực của

Iran, đặc biệt là các khu vực phía đông nam, tây và tây nam của Iran. Mặc dù kết
quả không thể hiện rõ xu thế khô hạn gia tăng ở một số khu vực nhƣ phía Bắc và
đông bắc, song đã chỉ ra đƣợc mức độ của hạn hán trở nên nghiêm trọng hơn [46].
21