(Luận văn thạc sĩ) đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến cực trị của một số yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ở việt nam luận văn thạc sĩ khoa học khí quyển và khí tượng 60 44 87

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

BÙI ĐỨC SƠN

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN CỰC TRỊ CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ
VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Ở VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2013


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

BÙI ĐỨC SƠN

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN CỰC TRỊ CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ
VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Ở VIỆT NAM

Chun ngành

: Khí tượng và khí hậu học

Mã số

: 60.44.87

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Ngô Đức Thành

Hà Nội - 2013


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................1
MỞ ĐẦU .................................................................................................................2
Chương 1. TỔNG QUAN ......................................................................................5
1.1 Lược sử về biến đổi khí hậu.......................................................................5
1.2 Khái niệm về yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ...............................6
1.3 Tình hình nghiên cứu cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan trên
thế giới và Việt Nam ................................................................................................8
Chương 2. NGUỒN SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............21
2.1 Nguồn số liệu .............................................................................................21
2.2 Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................22
2.3 Lựa chọn yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan trong phạm vi nghiên cứu
của luận văn..............................................................................................................27
Chương 3. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MƠ PHỎNG CỦA MƠ HÌNH CCAM CHO
THỜI KỲ CHUẨN 1980-1999 ..............................................................................30
3.1 So sánh với số liệu tái phân tích và phân tích............................................30
3.2 So sánh với số liệu quan trắc tại trạm cho 7 vùng khí hậu ........................40
Chương 4. SỰ BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ
HẬU CỰC ĐOAN Ở VIỆT NAM DỰ TÍNH VỚI CCAM ................................47
4.1 Sự biến đổi của một số yếu tố và hiện tượng cực đoan liên quan đến nhiệt
độ..............................................................................................................................47

4.2 Sự biến đổi của một số yếu tố và hiện tượng cực đoan liên quan đến lượng
mưa...........................................................................................................................61
KẾT LUẬN .............................................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................81


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Ngô
Đức Thành, người đã dành rất nhiều thời gian hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận
lợi nhất để tơi hồn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong Khoa Khí tượng Thủy văn và
Hải dương học đã cung cấp cho tôi những kiến thức quý báu, những lời khuyên
chân thành. Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn tới Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn
và Mơi trường, Cục Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã quan tâm, giúp đỡ,
tạo mọi điều kiện cho tơi trong q trình học tập và làm luận văn.
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 và các bạn đồng nghiệp, tơi xin bày
tỏ lịng biết ơn sâu sắc vì những góp ý hữu ích trong chun mơn cũng như những
chia sẻ trong cuộc sống.
Mặc dù tôi đã cố gắng rất nhiều trong q trình hồn thành luận văn, tuy
nhiên vẫn khơng tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tơi mong nhận được những ý
kiến đóng góp từ thầy cơ và các bạn.

Tác giả
Bùi Đức Sơn

1

MỞ ĐẦU
Biến đổi khí hậu là vấn đề đang được tồn nhân loại quan tâm. Biến đổi khí
hậu đã và đang tác động trực tiếp đến đời sống kinh tế - xã hội và mơi trường tồn
cầu. Trong những năm qua, điều kiện thời tiết, khí hậu có chiều hướng diễn biến
ngày càng phức tạp. Nhiều nơi trên thế giới đã phải chịu nhiều thiên tai nguy hiểm
như bão lớn, nắng nóng dữ dội, lũ lụt, hạn hán và khí hậu khắc nghiệt gây thiệt hại
lớn về tính mạng con người và vật chất. Bên cạnh đó, những biến động bất thường
của khí hậu, thời tiết đã làm cho cơng tác dự báo cũng gặp nhiều khó khăn, phức tạp
hơn. Đã có nhiều nghiên cứu cho thấy có mối liên hệ giữa các thiên tai nói trên với
biến đổi khí hậu.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự biến đổi bất thường của điều kiện thời tiết,
khí hậu mà một trong số đó có thể là do tác động của biến đổi khí hậu và sự nóng
lên tồn cầu. Những tác động này được thể hiện rõ ở xu thế tăng của nhiệt độ bề mặt
Trái đất, sự biến mất dần các lớp phủ băng ở hai cực của Trái đất, trên các đỉnh núi
cao dẫn đến hiện tượng nước biển dâng. Ở các khu vực trên Trái đất, biến đổi khí
hậu đã tác động mạnh mẽ đến các thiên tai hiện hữu, với tính chất biến động mạnh
hơn, cực đoan hơn, dị thường hơn cả về tần suất và cường độ. Theo Ban Liên chính
phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), hiện tượng nóng lên tồn cầu khơng cịn đơn thuần
là thảm họa môi trường mà đã trở thành nguy cơ đe dọa q trình phát triển bền
vững của tồn thế giới.
Là một quốc gia ở khu vực nhiệt đới gió mùa Đơng Nam Á, Việt Nam được
xác định là một trong những nước có nhiều khả năng chịu các tác động tiêu cực của
biến đổi khí hậu. Trên thực tế Việt Nam đã có những biểu hiện của BĐKH về các
yếu tố khí hậu cơ bản (như nhiệt độ, lượng mưa...) cũng như các hiện tượng thời tiết
cực đoan (như bão, mưa lớn, hạn hán, rét đậm, rét hại...). Các hiện tượng thiên tai
khí tượng xảy ra hầu như quanh năm và trên khắp mọi miền lãnh thổ.
Trong một thế giới ấm lên rõ rệt như hiện nay và việc xuất hiện ngày càng
nhiều các thiên tai đặc biệt nguy hiểm với tần suất, quy mô và cường độ ngày càng
khó lường thì những nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đến các hiện

2


tượng cực đoan và tìm kiếm khả năng dự báo chúng thực sự là một trong những bài
toán hết sức cấp bách và càng cần được đẩy mạnh. Nếu giải quyết được bài toán này
sẽ cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho các nhà quản lý, các nhà hoạch định
chính sách xác định chiến lược phát triển kinh tế bền vững, bảo đảm an sinh xã hội;
bên cạnh đó cịn góp phần nâng cao hiệu quả trong cơng tác phịng tránh thiên tai,
tạo tiền đề cho việc xây dựng các giải pháp giảm nhẹ và hạn chế những tác hại của
chúng.
Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của luận văn là:
“Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến cực trị của một số yếu tố và hiện
tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam”.
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn được bố cục trong
4 chương.
Chương 1: Tổng quan
Trong chương này sẽ trình bày tình hình nghiên cứu các hiện tượng khí hậu
cực trị, cực đoan trên thế giới và ở Việt Nam trên cơ sở các tài liệu tham khảo thu
thập được.
Chương 2: Nguồn số liệu và phương pháp nghiên cứu
Trong chương này sẽ trình bày sơ lược về mơ hình CCAM (Cubic Conformal
AtmosphericModel), nguồn số liệu được sử dụng để phục vụ nghiên cứu và lựa
chọn hiện tượng khí hậu cực trị, cực đoan trong phạm vi nghiên cứu của luận văn.
Chương 3: Đánh giá kết quả mơ phỏng của mơ hình CCAM cho thời kỳ
chuẩn 1980-1999
Mục đích của chương này là đánh giá khả năng mơ phỏng của mơ hình
CCAM cho khu vực Việt Nam trong thời kỳ chuẩn. Sản phẩm của mơ hình được
nội suy về mạng lưới trạm và so sánh với số liệu quan trắc tại trạm và trên lưới.
Chương 4: Sự biến đổi của một số yếu tố và hiện tượng cực đoan ở Việt
Nam dự tính với CCAM

3


Trong chương này, tác giả xem xét sự biến đổi của các chỉ số khí hậu cực
đoan liên quan đến nhiệt độ và lượng mưa trong 3 giai đoạn: 2011-2040, 2041-2070
và 2071-2100 so với thời kì chuẩn theo kịch bản A1B và A2.

4


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Lược sử về biến đổi khí hậu
Khái nhiệm về biến đổi khí hậu theo Cơng ước khung của Liên hiệp quốc về
biến đổi khí hậu (UNFCCC, 1992) [33]: Sự thay đổi của khí hậu được quy trực tiếp
hay gián tiếp là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển
tồn cầu và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có
thể so sánh được. Biến đổi khí hậu xác định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình
dài hạn của một tham số hay thống kê khí hậu. Trong đó trung bình được thực hiện
trong một khoảng thời gian xác định, thường là vài thập kỷ.
Khí hậu trái đất đã có những thay đổi trong quá khứ với quy mô thời gian từ
vài triệu năm đến vài trăm năm. Những biến động tự nhiên có thể gây ra những biến
đổi khí hậu. Trong một thời gian dài hàng chục vạn năm, những thay đổi tự nhiên
của sự phân bố nhiệt từ mặt trời và những thay đổi của khí nhà kính cũng như các
bụi khói trong khí quyển đã tạo ra những thời kỳ băng hà và những thời kỳ ấm lên
của khí hậu trái đất.
Trái đất đã trải qua thời kỳ băng hà cuối cùng khoảng 18.000 năm trước công
nguyên. Trong thời kỳ này, băng bao phủ phần lớn Bắc Mỹ, Bắc Âu và Bắc Châu Á
với mực nước biển thấp hơn hiện nay tới 120m. Có nhiều bằng chứng cho thấy,

khoảng 5.000-6.000 năm trước công nguyên, nhiệt độ cao hơn hiện nay. Từ thế kỷ
XIV, Châu Âu trải qua một thời kỳ băng hà nhỏ, kéo dài khoảng vài trăm năm. Từ
khoảng giữa thế kỷ XIX, nhờ đo đạc chính xác bằng các dụng cụ, chúng ta mới có
được số liệu định lượng chi tiết về biến đổi khí hậu trong hơn một thế kỷ qua.
Những số liệu có được cho thấy xu thế chung là từ cuối thế kỷ XIX đến nay, nhiệt
độ trung bình tồn cầu đã tăng đáng kể. Kết quả đo đạc và nghiên cứu hiện nay cho
thấy nhiệt độ khơng khí trung bình tồn cầu trong thế kỷ XX đã tăng lên 0,60C và
thập kỷ 90 là thập kỷ nóng nhất trong thiên niên kỷ vừa qua (IPCC, 2001) [19].

5


Hình 1.1 Sự thay đổi nhiệt độ tồn cầu 1860 - 1999 (IPCC, 2001) [19].
Đối với Châu Âu có thể điểm qua trình tự biến đổi của khí hậu trong thời cận
đại có thể minh họa như sau: Trong quá trình 5.000 năm trước kỷ ngun của chúng
ta, khí hậu nóng và khơ nhiều lần được thay thế bằng khí hậu ẩm và lạnh hơn.
Khoảng 500 năm trước kỷ nguyên, lượng mưa tăng rất nhanh và khí hậu trở nên
lạnh hơn thế kỷ trước nhiều. Vào thế kỷ XI - XIII, khí hậu Châu Âu ơn hịa và khơ
hơn thời kỳ đầu kỷ nguyên, băng hà ít phát triển nhất, ở bán đảo Greenland chăn
nuôi phát triển tốt. Vào thế kỷ thứ XIV - XVI khí hậu rất lạnh, băng trên biển tăng.
Từ thế kỷ XVII đến giữa thế kỷ XIX khí hậu lạnh và ẩm, băng hà phát triển. Chính
vào thời kỳ này, việc quan trắc khí tượng được bắt đầu ở Châu Âu. Từ nửa sau thế
kỷ XIX, sự phát triển của khí hậu có chuyển biến mới, tương đối đột ngột - bắt đầu
đợt nóng. Tóm lại sự biến đổi khí hậu trong thời kỳ lịch sử có đặc tính dao động
theo chu kỳ, chỉ gần mới đây có những thay đổi bất thường (IPCC, 2001) [19].
1.2 Khái niệm về yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan
1.2.1 Khái niệm về yếu tố khí hậu cực đoan
Các yếu tố khí hậu, hay biến khí quyển là các đại lượng ngẫu nhiên có tập
giá trị biến đổi trong một giới hạn nào đó. 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

của biến khí quyển được xét. Ví dụ, nhiệt độ khơng khí hàng ngày (tại một địa điểm

6


nào đó) là một biến khí quyển. 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
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 nhiệt độ cực trị ngày. Nhiệt độ cực trị ngày là một
biến khí hậu cực trị. Các biến khí hậu cực trị được xem xét thường là các đại lượng
khí hậu cực đại hoặc cực tiểu.
1.2.2 Khái niệm về hiện tượng cực đoan
Theo Phan Văn Tân (2010) [9] hiện tượng cực đoan là những hiện tượng khí
hậu thỏa mãn các điều kiện: 1) Hiếm, tức là có tần suất xuất hiện tương đối thấp
trong một khoảng thời gian tương đối dài; 2) Có cường độ lớn; và 3) Khắc nghiệt,
tức là có khả năng gây ra những ảnh hưởng lớn hoặc dữ dội đe dọa trực tiếp hoặc
gián tiếp đế sự sống trên trái đất.
Theo Báo cáo lần thứ Tư của Tổ chức Liên chính phủ về biến đổi khí hậu
(IPCC) [20], hiện tượng thời tiết cực đoan (an extreme weather event) là hiện tượng
hiếm ở một nơi cụ thể vào một thời gian cụ thể trong năm. Định nghĩa “hiếm” có
thể được hiểu theo nhiều cách khác nhau, nhưng hiện tượng thời tiết cực đoan được
hiểu là hiện tượng có xác xuất xuất hiện nhỏ, thơng thường được trọn là nhỏ hơn
10%. Theo định nghĩa này, những đặc trưng của “thời tiết cực đoan” có thể rất khác
nhau giữa nơi này và nơi khác, nó phụ thuộc vào đặc điểm địa lý tự nhiên, bức xạ,
địa hình. Nói cách khác hiện tượng khí hậu cực đoan là sự tổng hợp của hiện tượng
thời tiết cực đoan được đặc trưng bởi trung bình và các cực trị tuyệt đối của các hiện
tượng thời tiết cực đoan trên một khoảng thời gian nhất định.
Hiện tượng khí hậu cực đoan có thể xác định từ các yếu tố khí hậu. Do vậy,
hiện tượng khí hậu cực đoan phần lớn khơng được quan trắc trực tiếp mà người ta

căn cứ vào số liệu quan trắc các yếu tố khí hậu để xác định hoặc quy định một hiện
tượng nào đó có xuất hiện hay không.
Như vậy, cần phân biệt rõ hai khái niệm: Yếu tố khí hậu cực đoan được xác
định dựa trên yếu tố khí hậu cực trị (cực đại hoặc cực tiểu) và hiện tượng khí hậu

7


cực đoan được xác định dựa trên tính chất khắc nghiệt và mức độ hiếm của hiện
tượng.
Khái niệm về yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan đã được GS. TS Phan
Văn Tân và cs (2010) [9] trình bày rất chi tiết trong Báo cáo tổng kết Đề tài cấp Nhà
nước, mã số KC08.29/06-10 “Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu tồn 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”.
1.3 Tình hình nghiên cứu cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan trên
thế giới và Việt Nam
Do tính chất nghiêm trọng của hậu quả tác động đến các hiện tượng khí hậu
cực đoan nên trong những năm gần đây đã có nhiều cơng trình nghiên cứu trên thế
giới và cả ở trong nước cũng đã xuất hiện nhiều cơng trình nghiên cứu chú trọng
vào bài tốn khí hậu cực đoan hay các hiện tượng khí hậu cực trị trong mối quan hệ
với sự biến đổi khí hậu.
1.3.1 Tình hình nghiên cứu cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan trên
thế giới
Theo báo cáo lần thứ 4 của Ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC,
2007) [20] đã nhận định rằng sự nóng lên của hệ thống khí hậu trái đất hiện nay là
chưa từng có. Nhiệt độ trung bình tồn cầu tăng khoảng 0,740C trong thời kỳ 1906 2005, tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm
trước đây. Hai năm được công nhận có nhiệt độ trung bình tồn cầu cao nhất từ
trước đến nay là 1998, 2005. Trong 12 năm gần đây, từ năm 1995-2006, có 11 năm,
trừ năm 1996, là những năm nóng nhất kể từ năm 1850. Nhiệt độ trên lục địa tăng

rõ rệt và nhanh hơn hẳn so với nhiệt độ trên đại dương với thời kỳ tăng nhanh nhất
là mùa đông (tháng XII, I, II) và mùa xuân (tháng III, IV, V). Nhiệt độ cực trị cũng
có chiều hướng biến đổi tương tự như nhiệt độ trung bình trên phạm vi toàn cầu.
Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 300B
thời kỳ 1901-2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ giữa những năm 1970. Ở

8


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) [20].
Theo IPCC (2007) [20], xét trên qui mơ tồn cầu, số ngày đơng giá giảm đi ở
hầu khắp các vùng vĩ độ trung bình, số ngày cực nóng (10% số ngày hoặc đêm nóng
nhất) tăng lên và ngày cực lạnh (10% số ngày hoặc đêm lạnh nhất) giảm đi. Nhiều
bằng chứng đã chứng tỏ tần suất và thời gian hoạt động của sóng nhiệt tăng lên ở
nhiều địa phương khác nhau, nhất là thời kỳ đầu của nửa cuối thế kỷ XX. Tồn tại sự
tương quan chặt chẽ giữa những ngày khô hạn và nền nhiệt độ mùa hè cao trên các
vùng lục địa nhiệt đới. Các hiện tượng mưa lớn tăng lên ở nhiều vùng lục địa từ
khoảng sau năm 1950, thậm chí ở cả những nơi có tổng lượng mưa giảm. Người ta
đã quan trắc thấy những trận mưa kỷ lục hiếm thấy (1 lần trong 50 năm). Hạn hán
nặng hơn và kéo dài hơn đã được quan trắc thấy trên nhiều vùng khác nhau với
phạm vi rộng lớn hơn, đặc biệt ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ sau những
năm 1970. Nền nhiệt độ cao và giáng thủy giảm trên các vùng lục địa là một trong
những nguyên nhân của hiện tượng này.
Theo kết quả nghiên cứu của Easterling và cs (2000) [15] từ những số liệu
quan trắc cho thấy đã có sự gia tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu khoảng 0,60C kể
từ đầu thế kỷ XX, và sự gia tăng này liên quan đến sự ấm lên mạnh hơn của nhiệt

độ cực tiểu ngày so với nhiệt độ cực đại ngày, dẫn đến sự thu nhỏ biên độ nhiệt độ
hàng ngày. Lượng mưa cũng tăng lên so với cùng thời kỳ ở các vĩ độ trung bình đến
vĩ độ cao, kết quả nghiên cứu cũng cho thấy một xu thế giảm xuống ở vùng nhiệt
đới và cận nhiệt đới. Vì vậy, nếu những xu thế có thể được nhận biết thực sự đối với
một số hiện tượng cực trị khí hậu nào đó, chẳng hạn như cực trị về nhiệt độ hay
lượng mưa, nó sẽ bổ sung thêm vào những chứng cứ xác đáng rằng con người có
thể nhận thức rõ tầm ảnh hưởng của khí hậu và tiềm ẩn hậu quả quan trọng đối với
hệ thống xã hội và tự nhiên.

9


Alexander và cs (2006) [12] cũng đã tiến hành đánh giá nhiều khía cạnh của
biến đổi khí hậu tồn cầu trong đó bao gồm những thay đổi về cường độ, tần xuất
và khoảng thời gian tồn tại của những yếu tố nhiệt độ và lượng mưa trong thế kỷ
XX. Trong q trình nghiên cứu nhóm tác giả đã sử dụng chuỗi số liệu của 200 trạm
đo nhiệt độ, 350 trạm đo mưa để phân tích thời kỳ 1901 - 2003. Chuỗi số liệu được
phân chia thành các thời kỳ 50 năm và hai khoảng thời gian 25 năm: 1901-1950,
1951-1978 và 1979-2003. Để tiến hành đánh giá tác giả đã sử dụng một bộ gồm 27
chỉ số trong đó có 16 chỉ số liên quan đến nhiệt độ và 11 chỉ số liên quan đến lượng
mưa. Trong giai đoạn 1901 - 2003, có sự tăng lên đáng kể đối với sự phân bố cực trị
nhiệt độ cực tiểu. Sự tăng lên đáng kể đối với nhiệt độ vào thời gian đêm ấm là rõ
ràng trong khoảng thời gian 25 năm giữa 1979 - 2003 khi so sánh với phần còn lại
của thế kỷ trước. Các pha lạnh của nhiệt độ cực tiểu cũng cho thấy sự thay đổi
tương tự. Các pha của sự phân bố nhiệt độ cực đại cũng ấm lên đáng kể. Các cực trị
nhiệt độ thì khác nhau đáng kể khi so sánh giữa hai thời kỳ: thời kỳ 1979 - 2003 với
thời kỳ 1901 - 1950. Phân tích chuỗi số liệu từ 1951 đến năm 2003 để phân tích cho
thấy rằng tất cả các chỉ số đã chỉ ra một sự biến đổi đáng kể giữa 1951-1978 và
1979-2003. Sự ấm lên là rõ ràng trong tất cả các mùa nhưng tháng ba đến tháng
năm nói chung là biến đổi lớn nhất và tháng chín đến tháng mười biến đổi nhỏ nhất.

Cũng phân tích chuỗi số liệu này cho thấy rằng trên 70% khu vực được lấy mẫu cho
thấy một sự tăng lên đáng kể đối với đêm ấm và một tỷ lệ tương tự với sự giảm
đáng kể đối với đêm lạnh. Các mối tương quan không gian cho lượng mưa là thấp
nhưng khoảng 20% khu vực được lấy mẫu cho thấy sự gia tăng đáng kể trong tổng
lượng mưa hàng năm. Tóm lại, hầu hết các khu vực trên thế giới cho thấy sự phân
bố cực trị nhiệt độ cực tiểu thì ấm lên tương ứng với tốc độ của nó. Cực trị nhiệt độ
cực đại cũng tăng lên nhưng ở mức độ thấp hơn cực trị nhiệt độ cực tiểu. Hầu hết
các chỉ số mưa cho thấy một xu thế hướng tới điều kiện ẩm ướt hơn. Ở quy mô khu
vực và địa phương, hầu hết các cơng trình nghiên cứu tập trung phân tích xu thế
biến đổi của các đặc trưng cực trị khí hậu trong phạm vi quốc gia và vùng lãnh thổ
trong mối quan hệ với biến đổi khí hậu tồn cầu. Khi nghiên cứu sự biến đổi của các

10


hiện tượng khí hậu cực đoan, ngồi các nguồn số liệu địa phương được khai thác từ
mạng lưới trạm quan trắc, các tập số liệu phân tích và tái phân tích về nhiệt độ mặt
nước biển (SST) và các trường khí quyển thường được sử dụng.
Tuy nhiên, các nhà khoa học trên thế giới đã chỉ ra rằng sự tăng lên của các
cực trị nhiệt độ là khác nhau giữa các vùng, các khu vực và phân bố không đồng
nhất trên trái đất. Kattenberg và cs (1996) [22] đã kết luận rằng xu thế ấm lên sẽ dẫn
đến làm tăng những hiện tượng liên quan đến nhiệt độ cao trong thời kỳ mùa hè và
làm giảm những hiện tượng liên quan đến nhiệt độ thấp trong những ngày mùa
đông. Tuy nhiên, sự tăng lên của các cực trị nhiệt độ là khác nhau đối với từng khu
vực. Trong những nghiên cứu gần đây, Bonsal và cs (2001) [13] đã chỉ ra rằng kể từ
năm 1900, nhiệt độ trung bình hàng năm trên miền nam Canada đã tăng trung bình
0,90C, với sự ấm lên lớn nhất trong mùa đông và đầu mùa xuân. Mỗi mùa đều có sự
gia tăng lớn hơn đối với nhiệt độ cực tiểu nhưng lại trái ngược với nhiệt độ cực đại,
do đó kết quả là giảm đáng kể biên độ nhiệt độ hàng ngày. Những khác biệt theo
mùa trong biến đổi khí hậu của cực trị nhiệt độ đã được Founda và cs (2004) [17]

nghiên cứu và chỉ ra rằng trong 105 năm (1897-2001) nhiệt độ khơng 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 (nhiệt
độ trung bình mùa hè và mùa đơng đã được quan trắc thấy tăng tương ứng là 1,230C
và 0,340C).
Aguilar và cs (2005) [11] đã nghiên cứu sự thay đổi cực trị nhiệt độ và lượng
mưa tại khu vực Trung Mỹ và miền Nam Bắc Mỹ. Trong quá trình nghiên cứu các
nhà khoa học đã sử dụng chuỗi số liệu của gần 200 trạm khí tượng ở Guatemala,
qua đó lựa chọn được 105 trạm đo mưa và 48 trạm đo nhiệt độ, tập trung vào giai
đoạn 1961 - 2003. Trong nghiên cứu này đã sử dụng một bộ chỉ số bao gồm 11 chỉ
số nhiệt độ và 10 chỉ số mưa. Các phân tích đối với nhiệt độ và lượng mưa cho thấy
có sự thay đổi cực trị của các giá trị trong suốt 40 năm qua ở khu vực này. Kết quả
phân tích các chuỗi số liệu theo thời gian hàng năm đối với các chỉ số nhiệt độ cho
thấy những thay đổi của cực trị nhiệt độ giai đoạn 1961-2003 phản ánh sự ấm lên

11


của khu vực tương ứng với sự ấm lên chung của toàn cầu. Tỷ lệ phần trăm hàng
năm của số ngày ấm và đêm ấm đã tăng lên đáng kể tương ứng 2,5%/mỗi thập kỷ và
1,7%/mỗi thập kỷ. Ngược lại, số ngày lạnh và đêm lạnh có sự giảm tương ứng 2,2%/mỗi thập kỷ và -2,4%/mỗi thập kỷ. Xu thế đối với các chỉ số này có biểu hiện
giống nhau cho mỗi mùa nhưng độ lớn của sự thay đổi là lớn hơn trong mùa mưa
(JJA và SON) đối với mùa khô (DJF và MAM). Các cực trị nhiệt độ đang tăng ở
mức đáng kể 0,20C-0,30C/một thập kỷ. Các giá trị cao hơn tương ứng với cực trị
nhiệt độ cực đại hàng ngày. Tổng lượng mưa trung bình hàng năm của khu vực thì
khơng có xu thế rõ ràng. Giá trị cực đại của lượng mưa trong 1 ngày cho thấy có xu
thế tăng lên đáng kể 11 mm trong giai đoạn 1963 - 2003. Chỉ riêng mùa mưa (JJA)
thì lượng mưa 1 ngày cực đại có xu thế tăng lên đáng kể với 1,7mm/1 thập kỷ. Còn
đối với lượng mưa cực đại 5 ngày thì khơng có xu thế rõ ràng.
Sự thay đổi cực trị khí hậu tại khu vực miền Trung và miền Nam Châu Á

cũng đã được Klein Tank và cs (2006) [23] nghiên cứu dựa trên chuỗi số liệu ngày
của nhiệt độ và lượng mưa quan trắc từ 116 trạm khí tượng tại 13 nước trong khu
vực. Phân tích sự thay đổi trong giai đoạn 1961 - 2000 cho thấy có sự giảm bớt số
đêm lạnh và sự tăng lên số đêm ấm, điều này phản ánh sự ấm lên chung trong khu
vực. Đối với xu thế vào ban đêm, số đêm ấm tăng 6,86 ngày/1 thập kỷ và số đêm
lạnh giảm 5,7 ngày/1 thập kỷ. Đối với xu thế vào ban ngày, số ngày lạnh và số ngày
ấm có xu thế giống như xu thế vào ban đêm nhưng có sự thấp hơn rõ rệt, số ngày
lạnh giảm 2,6 ngày/1 thập kỷ và số ngày ấm tăng 4,72 ngày/1 thập kỷ. Ngược lại
với cực trị nhiệt độ, ý nghĩa của sự thay đổi đối với cực trị lượng mưa giai đoạn
1961-2000 là thấp. Khơng có xu thế rõ ràng được thấy trong bất kỳ tiểu vùng nào
của khu vực.
Phân tích số liệu nhiệt độ trung bình và cực trị trung bình trong ngày, Toreti
và Desiato (2008) [32] đã sử dụng số liệu từ 49 trạm quan trắc ở Italia trong giai
đoạn 1961-2004. Kết quả cho thấy, xu thế âm xảy ra trong thời kỳ từ 1961-1981;
ngược lại, xu thế dương xảy ra rõ rệt trong thời kỳ 1981-2004, cịn biên độ nhiệt độ
trung bình ngày thì tăng lên trong tồn bộ thời kỳ. Để phân tích những biến đổi theo

12


khơng gian và thời gian của nhiệt độ trung bình và cực trị ngày Bulygina và cs
(2007) [14] đã sử dụng số liệu nhiệt độ ngày từ trên 530 trạm ở 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 đã tăng lên, cịn số ngày có nhiệt độ cực tiểu nhỏ
hơn phân vị thứ 5 đã giảm trên hầu hết các vùng của Nga. Số ngày có nhiệt độ cao
dị thường cũng có xu thế giảm. Nhưng ở một số vùng riêng biệt, số ngày có biên độ
dao động nhiệt độ ngày lớn lại có xu thế tăng lên.
Manton và cs (2001) [25] đã xem xét xu thế cực trị nhiệt độ và lượng mưa
ngày từ năm 1961 đến năm 1998 cho khu vực Đơng Nam Á và Nam Thái Bình
Dương. Trong nghiên cứu, tác giả đã sử dụng số liệu chất lượng tốt từ 91 trạm ở 15

quốc gia, trong đó có trạm Phủ Liễn của Việt Nam. Kết quả cho thấy, hàng năm có
sự gia tăng đáng kể số ngày nóng và đêm ấm, cùng với đó hàng năm có sự giảm
đáng kể số ngày mát và đêm lạnh. Những xu thế cực trị nhiệt độ cho thấy có sự
tương đối ổn định trong khu vực, xu thế cực trị lượng mưa cho thấy có sự ổn định
thấp hơn so với cực trị nhiệt độ. Số ngày mưa (ngày mưa có lượng mưa từ 2mm trở
lên) nhìn chung đã giảm đáng kể ở khu vực Đơng Nam Á, phía tây và trung tâm
Nam Thái Bình Dương, nhưng lại gia tăng đáng kể ở phía bắc quần đảo Polynesia
thuộc Pháp, ở Fiji, và một số trạm thuộc Úc.
Phân tích số liệu giáng thủy ngày ở các nước khu vực Đông Nam Á trong
thời kỳ từ 1950 đến 2000, Endo và cs (2009) [16] đã chỉ ra rằng số ngày ẩm ướt
(ngày có giáng thủy trên 1mm) có xu thế giảm ở hầu hết trên các nước này, trong
khi đó cường độ giáng thủy trung bình của những ngày ẩm ướt lại có xu thế tăng
lên. Mưa lớn tăng lên ở phía nam Việt Nam, phía bắc Myanma, ở đảo Visayas và
Luzon của Philipin trong khi đó lại giảm ở phía bắc Việt Nam. Số ngày khơ liên
tiếp cực đại năm có xu thế giảm ở những khu vực bị ảnh hưởng bởi giáng thủy
trong thời kỳ gió mùa mùa đơng. Sự giảm hiện tượng mưa trong thời kỳ mùa khô
cũng được tìm thấy ở Myanma.
Từ năm 1910 đến năm 2005, nhiệt độ hàng năm trung bình trên lục địa của
Australia đã tăng khoảng 0,890C, chủ yếu là vào mùa đông và mùa xuân (Lga,

13


2009) [24]. Nhiệt độ cực tiểu đã tăng lên đến 30% nhanh hơn so với nhiệt độ cực
đại, đặc biệt là ở nửa phía bắc của lục địa. Qua cùng thời kỳ, nhiệt độ cực đại ở phía
nam Australia đã tăng khoảng 0,960C, nhiệt độ cực tiểu tăng khoảng 1,130C và
trung bình tăng khoảng 0,960C. Kể từ năm 1950, nhiệt độ trung bình phía nam
Australia tăng khoảng 0,20C/1 thập kỷ. Lượng mưa trên khắp nước Australia đã
tăng nhẹ. Đối với những vùng, ở đó lượng mưa đã tăng lên (phía tây bắc Australia)
có mưa nhiều hơn trong mùa hè hơn là mùa đơng, có thể kết quả của sự tăng lên này

là do những hiện tượng mưa lớn và số ngày mưa, và những ảnh hưởng từ ơ nhiễm
xon khí trong khí quyển từ phía đơng nam Châu Á. Tuy nhiên, kể từ năm 1976 tần
xuất và cường độ của hiện tượng El Niño cũng đã tăng lên và dẫn đến giảm lượng
mưa dọc theo bờ biển phía đơng của lục địa, chủ yếu là vào mùa hè và mùa thu.
Mark New và cs (2005) [26] đã nghiên cứu và đưa ra những bằng chứng về
xu thế cực trị nhiệt độ ngày của 14 quốc gia trên khu vực miền Nam và Tây Phi
trong giai đoạn 1961 - 2000. Giai đoạn này, trong khu vực đã xuất hiện số ngày và
đêm lạnh cực trị giảm tương ứng là -3,7 và -6,0 ngày trên mỗi thập kỷ. So với cùng
thời kỳ, sự xuất hiện số ngày và đêm nóng cực trị tăng tương ứng là 8,2 và 8,6 ngày
trên mỗi thập kỷ.
Wei Ke và Chen Wen (2009) [35] đã nghiên cứu xu thế biến đổi của nhiệt độ
cao cực trị trên phạm vi toàn Trung Quốc trong mùa hè. Tác giả đã sử dụng bộ số
liệu nhiệt độ khơng khí ngày cực đại từ 300 trạm trên lãnh thổ Trung Quốc trong
giai đoạn 1958-2008, sự phân bố khí hậu của số ngày có nhiệt độ cao cực trị (nhiệt
độ cực đại cao hơn 350C) được tập trung nghiên cứu với xu thế dài hạn. Kết quả cho
thấy có xu thế giảm đáng kể ở trung tâm Trung Quốc và xu thế tăng lên ở miền Bắc
và miền Nam Trung Quốc. Sự sụt giảm số ngày có nhiệt độ cao cực trị ở trung tâm
Trung Quốc xảy ra chủ yếu trong giai đoạn đầu trước những năm 1980 và sự gia
tăng đáng kể số ngày có nhiệt độ cao cực trị tại hầu hết các trạm là sau năm 1980.
Tác giả còn cho rằng có khả năng tăng vọt số ngày có nhiệt độ cao cực trị tại hầu
hết các trạm trên toàn Trung Quốc từ giữa những năm 1990, đặc biệt là ở miền
Nam, miền Đông, miền Bắc và Tây Bắc Trung Quốc.

14


Qiang Zhang và cs (2009) [31] đã sử dụng bộ số liệu nhiệt độ cực đại/cực
tiểu ngày để đánh giá sự biến đổi của nhiệt độ cực trị vùng Viễn Tây Trung Quốc
giai đoạn 1960-2004. Kết quả nghiên cứu cho thấy: nhiệt độ cực thiểu có xu hướng
tăng mạnh hơn so với nhiệt độ cực đại theo mùa; nhiều trạm cho thấy xu thế tăng

lên đáng kể cả tần xuất và cường độ đối với nhiệt độ cực tiểu so với sự biến đổi của
nhiệt độ cực đại; theo mùa nhiều trạm có xu thế giảm đáng kể dị thường nhiệt độ
cực trị trong mùa hè và mùa đông hơn vào mùa xuân và mùa thu. Nhiệt độ cực tiểu
trung bình có xu thế tăng mạnh hơn nhiệt độ cực đại trong vùng; quá trình ấm lên ở
vùng Viễn Tây Trung Quốc được đặc trưng chủ yếu bằng sự tăng lên đáng kể nhiệt
độ cực tiểu.
1.3.2 Tình hình nghiên cứu cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan ở
Việt Nam
Trong những năm qua, Việt Nam cũng đã có những nghiên cứu, phân tích,
đánh giá về sự thay đổi của các yếu tố khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan từ
chuỗi số liệu quan trắc tại các trạm quan trắc trên phạm vi toàn quốc và đã thu được
một số kết quả đáng lưu ý sau:
Trong 50 năm qua (1958 - 2007), nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam tăng
lên khoảng từ 0,50C đến 0,70C, Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa hè
và nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc tăng nhanh hơn các vùng khí hậu phía
Nam. Nhiệt độ trung bình năm của 4 thập kỷ gần đây (1961 - 2000) cao hơn trung
bình năm của 3 thập kỷ trước đó (1931- 1960). Nhiệt độ trung bình năm của thập kỷ
1991 - 2000 ở Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh đều cao hơn trung bình
của thập kỷ 1931 - 1940 lần lượt là 0,80C; 0,40C và 0,60C. Năm 2007, nhiệt độ trung
bình năm ở cả 3 nơi trên đều cao hơn trung bình của thập kỷ 1931 - 1940 là 0,80C 1,30C và cao hơn thập kỷ 1991 - 2000 là 0,40C - 0,50C (Bộ TNMT, 2008) [1].
Vào mùa đông, nhiệt độ tăng nhanh hơn cả là ở Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ,
Đồng Bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ (khoảng 1,30C - 1,50C/50 năm). Nam Trung Bộ,
Tây Nguyên và Nam Bộ có nhiệt độ tháng 1 tăng chậm hơn so với các vùng khí hậu
phía Bắc (khoảng 0,60C - 0,90C/50 năm). Tính trung bình cho cả nước, nhiệt độ

15


mùa đông ở nước ta đã tăng lên 1,20C/50 năm. Nhiệt độ tháng 7 tăng khoảng 0,30C
- 0,50C/50 năm trên tất cả các vùng khí hậu ở nước ta. Nhiệt độ trung bình tăng

0,50C - 0,60C/50 năm ở Tây Bắc, Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ,
Tây Nguyên và Nam Bộ còn mức tăng nhiệt độ trung bình năm ở Nam Trung Bộ
thấp hơn, chỉ vào khoảng 0,30C/50 năm (BTNMT, 2012) [2].
Mức thay đổi nhiệt độ cực đại trên tồn Việt Nam nhìn chung dao động trong
khoảng từ -30C đến 30C. Mức thay đổi nhiệt độ cực tiểu chủ yếu dao động trong
khoảng -50C đến 50C. Xu thế chung của nhiệt độ cực đại và cực tiểu là tăng, tốc độ
tăng của nhiệt độ cực tiểu nhanh hơn so với nhiệt độ cực đại, phù hợp với xu thế
chung của biến đổi khí hậu tồn cầu (BTNMT, 2012) [2].
Nguyễn Viết Lành (2007) [8] đã phân tích các trung tâm khí áp ảnh hưởng
đến Việt Nam để giải thích sự tăng lên của nhiệt độ trung bình trên một số trạm đặc
trưng trong thời kỳ 1961-2000, kết quả cho thấy nhiệt độ trung bình trong thời kỳ
này đã tăng lên từ 0,40C - 0,60C, nhưng xu thế tăng rõ rệt nhất xảy ra trong thập kỷ
cuối và trong mùa đông, đặc biệt là trong tháng 1, mà nguyên nhân là do sự mạnh
lên của cao áp Thái Bình Dương trong thời kỳ này.
Phân tích số ngày nắng nóng trong từng thời kỳ trên lãnh thổ Việt Nam,
Nguyễn Đức Ngữ (2009) [7] cho rằng, số ngày nắng nóng trong thập kỷ 1991 2000 nhiều hơn so với các thập kỷ trước, đặc biệt ở Trung Bộ và Nam Bộ.
Lượng mưa mùa khơ (tháng XI-IV) tăng lên chút ít hoặc thay đổi khơng
đáng kể ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng mạnh mẽ ở các vùng khí hậu phía
Nam. Lượng mưa mùa mưa (tháng V-X) giảm từ 5 đến hơn 10% trên đa phần diện
tích phía Bắc nước ta và tăng khoảng 5 đến 20% ở các vùng khí hậu phía Nam. Xu
thế diễn biến của lượng mưa năm 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
Bộ có lượng mưa mùa khô, mùa mưa và lượng mưa năm tăng mạnh nhất so với các
vùng khác ở nước ta, nhiều nơi đến 20% trong 50 năm qua (Bộ TNMT, 2012) [2].
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, nhiều

16

biến động mạnh xảy ra ở khu vực miền Trung. Tồn tại mối tương quan khá rõ giữa
sự nóng lên toàn cầu và nhiệt độ bề mặt biển khu vực Đơng xích đạo Thái Bình
Dương với xu thế biến đổi của số ngày mưa lớn trên các vùng khí hậu phía Nam
(Bộ TNMT, 2012) [2].
Số đợt khơng khí lạnh ảnh hưởng tới Việt Nam giảm đi rõ rệt trong hai thập
kỷ qua. Tuy nhiên, các biểu hiện dị thường lại thường xuyên xuất hiện mà gần đây
nhất là đợt không khí lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày trong tháng 1 và
tháng 2 năm 2008 ở Bắc Bộ (Bộ TNMT, 2008) [1].
Hạn hán, bao gồm hạn tháng và hạn mùa có xu thế tăng lên nhưng với mức
độ không đồng đều giữa các vùng và các trạm trong từng vùng khí hậu. Hiện tượng
nắng nóng có dấu hiệu gia tăng rõ rệt ở nhiều vùng trong cả nước, đặc biệt là ở
Trung Bộ và Nam Bộ (Bộ TNMT, 2012) [2].
Để xác định mức độ và xu thế biến đổi của nắng nóng Chu Thị Thu Hường
và cs (2010) [3] đã sử dụng số liệu nhiệt độ cực đại ngày tại 57 trạm quan trắc trên 7
vùng khí hậu Việt Nam. Kết quả chỉ ra rằng, nắng nóng thường xuất hiện từ tháng 3
đến tháng 9 (ở các vùng từ Tây Bắc đến Nam Trung Bộ) và từ tháng 2 đến tháng 6
(ở vùng Tây Nguyên và Đồng Bằng Nam Bộ). Trong khi đó, nắng nóng gay gắt
thường bắt đầu sau và kết thúc trước nắng nóng khoảng 1 tháng ở hầu hết các vùng
khí hậu. Trên lãnh thổ Việt Nam, nắng nóng xảy ra nhiều nhất ở vùng Bắc Trung
Bộ và có xu hướng giảm dần về phía bắc và phía nam của lãnh thổ. Nắng nóng
(Nắng nóng gay gắt) thường có biến động mạnh hơn ở những trạm và trong những
tháng có số ngày Nắng nóng (Nắng nóng gay gắt) lớn. Nắng nóng có xu thế tăng ở
hầu hết các trạm trong thời kỳ 1961-2007 và tăng nhanh hơn trong thời kỳ 19912007 ở các trạm thuộc vùng Đông Bắc, Đồng Bằng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ nhưng
lại giảm xuống ở một số trạm thuộc vùng Tây Bắc, Tây Nguyên và Đồng Bằng
Nam Bộ.
Chu Thị Thu Hường và cs (2012) [4] cũng đã phân tích mối quan hệ giữa
bức xạ sóng dài (OLR) với hiện tượng rét đậm và nắng nóng trên lãnh thổ Việt
Nam. Tác giả đã sử dụng chuỗi số liệu tái phân tích OLR của NCEP/NCAR thời kỳ

17

1961-2009 và chuỗi số liệu quan trắc nhiệt độ trung bình (Ttb) và nhiệt độ cực đại
ngày tại 67 trạm trên lãnh thổ Việt Nam thời kỳ 1961-2007. Kết quả phân tích cho
thấy, OLR biến đổi rất lớn vào lượng mây và nhiệt độ khơng khí bề mặt. Vùng có
lượng mưa càng lớn hoặc nhiệt độ khơng khí bề mặt càng nhỏ hoặc thỏa mãn cả hai
thì OLR sẽ càng nhỏ và ngược lại. Trong những năm El Nino, OLR thường lớn hơn
trong các năm La Nina hay năm không có ENSO. Hơn nữa, OLR càng lớn thì số
ngày nắng nóng càng cao, số ngày rét đậm sẽ càng thấp và ngược lại. Do đó trong
các năm El Nino hoặc năm sau thời kỳ này, số ngày nắng nóng tăng mạnh (có thể
tăng lên đến 2 lần so với trung bình), số ngày rét đậm lại giảm mạnh. Ngược lại, số
ngày nắng nóng giảm đi, số ngày rét đậm lại tăng lên rõ rệt trong các năm La Nina.
Dựa trên số liệu nhiệt độ cực tiểu và cực đại ngày thu thập tại 58 trạm quan
trắc khí tượng, Hồ Thị Minh Hà và cs (2009) [5] đã phân tích xu thế và mức độ biến
đổi của nhiệt độ cực trị tuyệt đối bao gồm nhiệt độ cực tiểu và nhiệt độ cực đại của
từng tháng trên 7 vùng khí hậu Việt Nam trong thời kỳ từ năm 1961 đến năm 2007.
Kết quả nhận được cho thấy nhiệt độ cực tiểu tháng của Việt Nam tăng lên trung
bình gần 0,90C/thập kỷ, nhanh hơn nhiều so với tốc độ ấm lên của nhiệt độ trung
bình tồn cầu, trong khi nhiệt độ cực đại tháng giảm nhẹ khoảng 0,10C/thập kỷ.
Mức độ và xu thế biến đổi của nhiệt độ cực tiểu và nhiệt độ cực đại khơng đồng
nhất trên tồn Việt Nam, khu vực biến đổi nhiều nhất là Tây Bắc Bộ. Sự biến đổi
của nhiệt độ cực trị, nhất là sự tăng nhanh của nhiệt độ cực tiểu tháng là nguyên
nhân dẫn tới giảm số đợt rét đậm và tăng số đợt nắng nóng, hạn hán ở Việt Nam.
Vũ Thanh Hằng và cs (2010) [10] trong nghiên cứu của mình đã sử dụng số
liệu nhiệt độ trung bình ngày tại trạm ở các vùng khí hậu Việt Nam trong giai đoạn
1961-2007. Bộ số liệu này được sử dụng để xem xét sự biến đổi của hiện tượng rét
đậm, rét hại. Kết quả cho thấy số ngày rét đậm, rét hại ở hầu hết các trạm đều có xu
thế giảm rõ rệt. Sự biến đổi của hiện tượng này bị ảnh hưởng bởi sự tăng lên của
nhiệt độ trung bình ở các vùng khí hậu cũng như sự thay đổi về vị trí và cường độ
của áp cao lạnh lục địa Siberia.

18


Ngô Đức Thành và cs (2012) [6] đã sử dụng phương pháp kiểm nghiệm phi
tham số Mann-Kendall và phương pháp ước lượng xu thế của Sen để đánh giá xu
thế biến đổi của 7 yếu tố khí tượng trên lãnh thổ Việt Nam, giai đoạn 1961-2007.
Kết quả cho thấy nhiệt độ tăng rõ rệt trên tồn Việt Nam, trong đó nhiệt độ cực tiểu
tăng nhanh hơn nhiệt độ cực đại ngày, đặc biệt trên khu vực Nam Trung Bộ và Tây
Nguyên. Lượng mưa giảm ở phía Bắc vĩ tuyến 17 và tăng lên ở phía Nam. Tốc độ
gió cực đại ngày thể hiện xu thể giảm khá rõ, đặc biệt là ở khu vực Nam Trung Bộ.
Sự biến đổi của độ ẩm tương đối cực tiểu ngày không thể hiện rõ qui luật, trong khi
đó lượng bốc hơi tiềm năng có xu thế biến đổi rõ rệt, với mức tăng, giảm phụ thuộc
vào từng vùng cụ thể.
Phan Văn Tân và cs (2010) [9] đã ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực
(RegCM, REMO và MM5CL) để dự tính điều kiện khí hậu cực đoan ở Việt Nam
trong nửa đầu thế kỷ 21. Các yếu tố khí hậu cực trị và hiện tượng khí hậu cực đoan
được lấy theo IPCC và cũng như các chỉ tiêu của Việt Nam cho thời kỳ 2000-2050
theo hai kịch bản A1B và A2. Các tác giả đã đưa ra các nhận định về dự tính cực trị
khí hậu theo kịch bản phát thải A1B. Cụ thể, chuẩn sai của mưa lớn (R50) có xu thế
tăng nhẹ được dự tính tại vùng khí hậu B1 (0,1 ngày), ổn định tại B1 và B3, và giảm
nhẹ tại N1 (-0,1 ngày) và B4-N2 (tương ứng là -0,4; -0,3 và -0,1 ngày). Chuẩn sai
về số ngày mưa lớn cục bộ theo chỉ tiêu của Việt Nam được dự tính xu thế giảm
mạnh tại hầu hết các vùng khí hậu ngoại trừ vùng N2 tăng nhẹ (2%). Vùng N3 có
xu thế giảm mạnh nhất là -65% và vùng B3 giảm ít nhất (-18%). Các vùng B1-B2,
B4-N1 có biên độ giảm. Chuẩn sai của số ngày mưa lớn cục bộ trung bình trong 50
năm tương ứng là -47,1%, -46,1%, -3,4% và -25,4%. Chuẩn sai của số đợt mưa lớn
cục bộ có xu thế giảm tại tất cả các vùng khí hậu trong đó vùng N3 giảm mạnh nhất
(-66,7%) và vùng N2 giảm ít nhất (-6,7%). Các vùng B1-N1 có biên độ giảm.
Chuẩn sai của số đợt mưa lớn cục bộ tương ứng là -47,2%; -43,7%; -16,8%; -34,8%

và -28,6%.
Như vậy, qua tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước về bài tốn
đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến cực trị và hiện tượng khí hậu cực đoan

19


có thể nhận thấy một số điểm sau: Nghiên cứu xác định mức độ, tính chất và xu thế
biến đổi của các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan dựa trên các chuỗi số liệu
quan trắc từ mạng lưới trạm khí tượng hoặc số liệu phân tích hoặc tái phân tích. Ở
đây chuỗi số liệu quan trắc hàng ngày là nền tảng. Độ dài các chuỗi số liệu phụ
thuộc vào khả năng sẵn có của từng nơi. Phương pháp được ứng dụng chủ yếu là
công cụ thống kê. Kết quả nhận được chính là những bằng chứng về sự biến đổi của
các yếu tố, hiện tượng khí hậu cực đoan và mối liên hệ giữa nó với sự biến đổi khí
hậu tồn cầu.
Trong vấn đề nghiên cứu mơ phỏng các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực
đoan bằng các mơ hình số, các mơ hình tồn cầu (GCM) nói chung cũng như các
mơ hình khu vực (RCM) được ứng dụng để tái tạo lại khí hậu hiện tại (trong những
thập kỷ gần đây. Các trường khí hậu sau khi được tái tạo bằng mơ hình sẽ là cơ sở
để xác định các yếu tố và hiện tượng khí hậu cức đoan theo các kỹ thuật khác nhau.
Mục đích của những nghiên cứu này là nhằm đánh giá năng lực của các mơ hình.
Việc dự tính khí hậu tương lai và xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu nói
chung, các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan nói riêng, dựa trên các kịch bản
phát thải khí nhà kính là một trong những bài tốn được các nhà khoa học và quản
lý quan tâm đặc biệt bởi tầm quan trọng của nó trong việc cung cấp thơng tin cho
vấn đề đánh giá biến đổi khí hậu, tác động của biến đổi khí hậu và xây dựng chiến
lược, kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH.
Từ những vấn đề nêu trên, trong luận văn đã tiến hành so sánh kết quả mơ
phỏng mơ hình CCAM cho các vùng khí hậu Việt Nam thời kỳ 1980-1999. Sử dụng
mơ hình CCAM để đánh giá bước đầu sự biến đổi của một số yếu tố và hiện tượng

cực trị: Tx35, Tm15, R50 và Rx5day cho 3 thời kỳ tương lai gần (2011-2040), giữa
thế kỷ (2041-2070), cuối thế kỷ (2071-2100). Việc đành giá và mô phỏng cho tương
lai sẽ được trình bày trong các chương tiếp theo của luận văn.

20


CHƯƠNG 2
NGUỒN SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Nguồn số liệu
Xuất phát từ việc lựa chọn các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan trong
khn khổ nghiên cứu của đề tài, số liệu sử dụng trong luận văn là số liệu quan trắc
hàng ngày của các yếu tố nhiệt độ cực tiểu (Tm), nhiệt độ cực đại (Tx), nhiệt độ trung
bình (Ttb) và lượng mưa cực đại (Rx). Nguồn số liệu được được khai thác từ mạng lưới
trạm quan trắc khí tượng trên tồn lãnh thổ Việt Nam, độ dài chuỗi số liệu được chọn là
20 năm, từ năm 1980-1999. Căn cứ vào thực tế và để đảm bảo khối lượng công việc
trong khuôn khổ của luận văn, với khoảng 170 trạm quan trắc khí tượng, khí hậu trên
toàn quốc chỉ nên lựa chọn những trạm điển hình mang tính đại diện sao cho chúng
phân bố khá đồng đều trên 7 vùng khí hậu. Cụ thể danh sách trạm được lựa chọn trình
bày trong bảng 2.1.
Bảng 2.1 Danh sách trạm khí tượng được khai thác số liệu
TT

Tên trạm

1 Lai Châu
2 Điện Biên
3 Sơn La
1
2

3
4
5
6

Sa Pa
Hà Giang
Bắc Quang
Yên Bái
Lạng Sơn
Bãi Cháy

1
2
3
4
5
6
7

Hà Nội
Phủ Liễn
Nam Định
Ninh Bình
Bạch Long Vĩ
Hịa Bình
Thái Bình

Kinh độ

Vĩ độ Độ cao TT

Tên trạm

Vùng Tây Bắc (B1)
103.150 22.067 243.2 4 Yên Châu
103.000 21.367 475.1 5 Mai Châu
103.900 21.333 675.3 6 Mường Tè
Vùng Đông Bắc (B2)
103.817 22.350 1584.2 7 Thái Nguyên
104.967 22.817 117.0 8 Cô Tô
104.50 22.290
74.0 9 Tuyên Quang
104.867 21.700
55.6 10 Văn Chấn
106.767 21.833 257.9 11 Cao Bằng
107.067 20.967
37.9
Vùng Đồng bằng Bắc Bộ (B3)
105.800 21.017
6.0 8 Vĩnh Yên
106.633 20.800 112.4 9 Bắc Giang
106.150 20.433
1.9 10 Sơn Tây
105.983 20.250
2.0 11 Hải Dương
107.717 20.133
55.6 12 Việt Trì
105.333 20.817
22.7 13 Hà Nam

106.383 20.417
1.9 14 Hưng Yên

21

Kinh độ

Vĩ độ

Độ
cao

104.300
105.050
102.833

21.050 59.0
20.650 165.0
22.367 329.4

105.833
107.767
105.217
104.517
106.250

21.600 35.3
20.983 70.0
21.817 40.8
21.583 274.7

22.667 244.1

105.600
106.217
105.500
106.300
105.250
105.550
106.030

21.317 10.0
21.300
7.5
21.133 16.4
20.950
2.2
21.180 30.48
20.310 2.83
20.400 2.94


1
2
3
4
5
6
7

Thanh Hóa

Hồi Xuân
Vinh
Tương Dương
Hà Tĩnh
Kỳ Anh
Đồng Hới

105.783
105.100
105.683
104.467
105.900
106.267
106.600

1
2
3
4
5
6

Đà Nẵng
Trà My
Quảng Ngãi
Ba Tơ
Quy Nhơn
Trường Sa

108.200

108.233
108.800
108.733
109.217
111.917

1
2
3
4

Bảo Lộc
B.Ma Thuột
Đà Lạt
Kon Tum

107.683
108.050
108.450
108.000

1
2
3
4
5

Cà Mau
Cần Thơ
Rạch Giá

Vũng Tàu
Cơn Đảo

105.150
105.767
105.067
107.083
106.600

Vùng Bắc Trung Bộ (B4)
19.750
5.0 8 Tun Hóa
20.367 102.2 9 Đông Hà
18.667
5.1 10 A Lưới
19.267
96.1 11 Huế
18.350
2.8 12 Nam Đông
18.100
2.8 13 Hương Khê
17.483
5.7 14 Tĩnh Gia
Vùng Nam Trung Bộ (N1)
16.033
4.7
7 Tuy Hòa
15.350 123.1
8 Nha Trang
15.117

7.2
9 Phan Rang
14.767 50.7 10 Phan Thiết
13.767
3.9 11 Phú Quý
8.650
3.0
Vùng Tây Nguyên (N2)
11.533 840.4
5 Playcu
12.667 490.0
6 Ayunpa
11.950 1508.6
7 Dak Nong
14.350 536.0
8 MDrak
Vùng Đồng bằng Nam Bộ (N3)
9.183
0.9
6 Phước Long
10.033
1.0
7 Phú Quốc
10.017
0.8
8 Tây Ninh
10.367
4.0
9 Tân Sơn Hòa
8.683

6.3

106.017
107.083
107.283
107.583
107.717
105.700
105.783

17.883 27.1
16.850
8.0
16.217 572.2
16.433 10.4
16.167 59.7
18.183 17.0
19.450
9.2

109.283
109.200
108.983
108.100
108.933

13.083
12.250
11.583
10.933

10.517

10.9
3.0
6.5
8.7
5.0

108.017
108.260
107.680
108.750

13.967
13.250
12.000
12.733

778.9
150.0
631.0
419.0

106.983
103.967
106.100
106.667

11.833 198.5
10.217

3.5
11.333
9.4
10.817
9.0

2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Sơ lược về mơ hình CCAM và miền tính cho Việt Nam
Công cụ được sử dụng để thực hiện trong luận văn này là mơ hình bảo giác
lập phương CCAM (Conformal-Cubic Atmospheric Model). CCAM được phát
triển tại CSIRO, Úc. CCAM có thể chạy như một mơ hình tồn cầu; đầu ra của nó
có thể được sử dụng làm điều kiện biên và điều kiện ban đầu cho CCAM khi được
cấu hình cho một khu vực nào đó. Khi đó CCAM lại đóng vai trị là một mơ hình
khu vực.
Sự phát triển của CCAM bắt đầu mạnh mẽ từ năm 1994, khi mà McGregor
được biết về lưới bảo giác tại hội thảo tưởng niệm Andre Robert tổ chức tại
Montreal vào tháng 10. Sau đó McGregor (2005) [27] đã thử nghiệm phương pháp

22