Luận án Tiến sĩ Kinh tế: Nghiên cứu thống kê ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất lúa ở miền Bắc Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:179

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Kinh tế "Nghiên cứu thống kê ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất lúa ở miền Bắc Việt Nam" trình bày các nội dung chính sau: Cơ sở lý luận và tổng quan nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đến sản xuất lúa; Thực trạng biến đổi khí hậu và sản xuất lúa ở khu vực miền Bắc Việt Nam giai đoạn 2001 – 2020; Phân tích thống kê tác động của biến đổi khí hậu đến năng suất lúa ở miền Bắc giai đoạn 2001 – 2020.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kinh tế: Nghiên cứu thống kê ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất lúa ở miền Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN --------------------------------- NGUYỄN ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU THỐNG KÊ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH KINH TẾ HỌC HÀ NỘI – 2023
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN --------------------------------- NGUYỄN ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU THỐNG KÊ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Kinh tế học (Thống kê kinh tế) Mã số: 9310101 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRẦN THỊ KIM THU HÀ NỘI – 2023
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam kết bằng danh dự cá nhân rằng nghiên cứu này do tôi tự thực hiện và không vi phạm quy định liêm chính học thuật trong nghiên cứu khoa học của Trường Đại học Kinh tế Quốc dân. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Nghiên cứu sinh Nguyễn Đăng Khoa
ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i MỤC LỤC ......................................................................................................................ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... v DANH MỤC BIỂU ĐỒ ................................................................................................ vi DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... viii PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SẢN XUẤT LÚA ..................................... 9 1.1. Cơ sở lý luận về biến đổi khí hậu ...................................................................... 9 1.1.1. Khí hậu và biến đổi khí hậu ...................................................................................... 9 1.1.2. Nguyên nhân của biến đổi khí hậu ......................................................................... 14 1.1.3. Đo lường khí hậu và đánh giá biến đổi khí hậu .................................................... 18 1.2. Hoạt động sản xuất lúa và năng suất lúa ....................................................... 25 1.2.1. Khái niệm chung về hoạt động trồng trọt .............................................................. 25 1.2.2. Hoạt động sản xuất lúa (trồng lúa) ......................................................................... 28 1.2.3. Năng suất lúa ............................................................................................................ 31 1.3. Các kênh tác động của biến đổi khí hậu đến năng suất lúa ......................... 35 1.4. Tổng quan nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đến năng suất lúa... 39 1.4.1. Tổng quan nghiên cứu về tác động của BĐKH đến kết quả hoạt động sản xuất nông nghiệp trên thế giới ................................................................................................... 40 1.4.2. Tổng quan nghiên cứu về tác động của BĐKH đến sản xuất lúa ở Việt Nam 47 1.5. Khung nghiên cứu tác động của BĐKH đến năng suất lúa ở miền Bắc Việt Nam ........................................................................................................................... 54 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 56 2.1. Xây dựng mô hình kinh tế lượng phân tích ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa ..................................................................................................................... 56 2.1.1. Tiếp cận xây dựng mô hình phân tích .................................................................... 56 2.1.2. Mô hình kinh tế lượng phân tích ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa ... 57 2.1.3. Giải thích các biến đưa vào mô hình ...................................................................... 58 2.1.4. Phương pháp ước lượng mô hình và dự đoán thống kê ....................................... 64 2.2. Nguồn dữ liệu và cách thức thu thập dữ liệu................................................. 72 2.2.1. Nguồn dữ liệu .......................................................................................................... 72 2.2.2. Cách thức thu thập, tổng hợp dữ liệu ..................................................................... 73
iii CHƯƠNG 3: THỰC TRẠNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ SẢN XUẤT LÚA Ở KHU VỰC MIỀN BẮC VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2001 – 2020 ....................................... 76 3.1. Tổng quan về khu vực Miền Bắc Việt Nam ................................................... 76 3.1.1. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên và khí hậu ........................................................... 76 3.1.2. Đặc điểm về tình hình phát triển kinh tế xã hội của miền Bắc ............................ 79 3.2. Thực trạng sản xuất lúa ở miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 ......................... 82 3.2.1. Diện tích trồng lúa.................................................................................................... 82 3.2.2. Sản lượng và năng suất lúa hàng năm.................................................................... 84 3.2.3. Đặc điểm canh tác lúa ở các địa phương miền Bắc .............................................. 87 3.2.4. Tình hình sản xuất lúa trong hai mùa vụ chính ở miền Bắc ................................ 89 3.3. Biến đổi khí hậu ở khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 ............................... 92 3.3.1. Biến động của nhiệt độ ............................................................................................ 92 3.3.2. Lượng mưa ............................................................................................................... 96 3.3.3. Biến động các thiên tai ở miền Bắc nước ta giai đoạn 2001 – 2020................... 99 3.3.4. Biến động các hiện tượng thời tiết cực đoan ....................................................... 101 3.4. Thực trạng về chính sách thích ứng BĐKH trong sản xuất lúa ........................... 105 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH THỐNG KÊ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA Ở MIỀN BẮC GIAI ĐOẠN 2001 – 2020 ..................... 109 4.1. Đặc điểm nguồn số liệu và định hướng phân tích ....................................... 109 4.1.1. Đặc điểm nguồn số liệu sử dụng cho phân tích .................................................. 109 4.1.2. Định hướng phân tích ............................................................................................ 110 4.2. Thống kê mô tả các biến trong mô hình phân tích ..................................... 111 4.2.1. Mô tả đặc trưng phân phối của các biến sử dụng trong mô hình ...................... 111 4.2.2. Mô tả mối quan hệ tương quan giữa các biến khí hậu và năng suất lúa ........... 117 4.3. Phân tích thống kê ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa ở Miền Bắc Việt Nam giai đoạn 2001 – 2020 .......................................................................... 119 4.3.1. Tác động của BĐKH đến năng suất lúa vụ Đông Xuân .................................... 120 4.3.2. Tác động của BĐKH đến năng suất lúa vụ Mùa ................................................ 124 4.4. Dự đoán năng suất lúa miền Bắc với dữ liệu năm 2021 ............................. 127 4.4.1. Dự đoán năng suất lúa Đông Xuân của miền Bắc với dữ liệu năm 2021 ........ 128 4.4.2. Dự đoán năng suất lúa Mùa của các tỉnh miền Bắc năm 2021 ......................... 129 KẾT LUẬN ................................................................................................................ 133 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ........................................................................................... 139 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. 140 PHỤ LỤC ................................................................................................................... 155
iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải nghĩa Tiếng Việt BĐKH Biến đổi khí hậu BQT Bình quân trượt ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐBSH Đồng bằng sông Hồng NN&PTNN Nông nghiệp và phát triển nông thôn TD-MNPB Trung du và miền Núi phía Bắc TN&MT Tài nguyên và môi trường Ttb Nhiệt độ trung bình Tiếng Anh IPCC International Panel on Climate Change (Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu) WB World Bank (Ngân hàng thế giới) UN United Nations (Liên hiệp quốc) UNDP United Nations Development Programme (Chương trình phát triển của Liên hiệp quốc) FAO Food and Agriculture Organization (Tổ chức nông nghiệp thế giới) FAOSTAT Food and Agriculture Organization’s Statistics Office (Cơ quan thống kê của tổ chức nông nghiệp thế giới) GSO General Statistics Office (Tổng cục thống kê Việt Nam) IRRI International Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế) The United Nations office for Disaster Risk Reduction (Tổ chức liên hiệp quốc về UNDRR giảm nhẹ rủi ro thiên tai) VHLSS Vietnam Household Living Standard Survey (Khảo sát mức sống hộ gia đình, Việt Nam) FE Fixed Effects (Tác động cố định) FGLS Feasible Generalized Least Square (Bình phương tối thiểu tổng quát hóa khả thi) PCSE Panel Corrected Standard Error (Sai số hiệu chỉnh cho dữ liệu mảng) RCP Representative Concentration Pathways (Kịch bản đường nồng độ khí nhà kính đại diện) MONRE Ministry of Natural Resource and Environment (Bộ Tài nguyên và môi trường, Việt Nam) CARE Cooperative for American Remittances to Europe (Hợp tác trao đổi Mỹ - Âu) SRD Center of Sustainable Rural Development (Trung tâm phát triển nông thôn bền vững) MARD Ministry of Agriculture and Rural Development (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)
v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Hệ thống các chỉ tiêu thống kê chủ yếu sử dụng để đo lường khí hậu ................19 Bảng 2.1: Tổng hợp các biến trong mô hình và kỳ vọng tác động của các biến tới năng suất lúa .........................................................................................................63 Bảng 3.1. Lực lượng lao động từ 15 tuổi trở lên khu vực miền Bắc giai đoạn 2010 – 2020... 80 Bảng 3.2. Tỷ lệ lao động từ 15 tuổi trở lên đang làm việc trong nền kinh tế đã qua đào tạo khu vực miền Bắc (%)............................................................................81 Bảng 3.3. Phân bố diện tích gieo trồng lúa ở ĐBSH năm 2020 ....................................83 Bảng 3.4. Phân bố diện tích gieo trồng lúa ở TD&MNPB năm 2020 ...........................84 Bảng 4.1. Thống kê mô tả các biến xác định cho vụ Đông Xuân toàn miền Bắc (tính từ dữ liệu cấp tỉnh trong giai đoạn 2001 – 2020) ...........................................111 Bảng 4.2. Thống kê mô tả các biến trong mô hình vụ Đông Xuân tính cho từng khu vực (TD-MNPB và ĐBSH)...............................................................................113 Bảng 4.3. Thống kê mô tả các biến xác định cho vụ Mùa (toàn miền Bắc) trong giai đoạn 2001 – 2020 (tính từ dữ liệu cấp tỉnh) ...............................................114 Bảng 4.4. Thống kê mô tả các biến trong mô hình cho vụ Mùa ở 2 khu vực TD-MNPB và ĐBSH trong giai đoạn 2001 - 2020.......................................................116 Bảng 4.5. Kết quả ước lượng tác động của các BĐKH đến năng suất lúa vụ Đông Xuân của Miền Bắc .............................................................................................120 Bảng 4.6. Kết luận về tác động của các yếu tố khí hậu đến năng suất lúa Đông Xuân khu vực miền Bắc..............................................................................................123 Bảng 4.7. Kết quả ước lượng tác động của BĐKH đến năng suất lúa Mùa ở miền Bắc ....................................................................................................................124 Bảng 4.8. Kết luận về tác động của các yếu tố khí hậu đến năng suất lúa Mùa khu vực miền Bắc.....................................................................................................127 Bảng 4.9. Dự đoán năng suất lúa Đông Xuân các tỉnh miền Bắc năm 2021 ..............128 Bảng 4.10. Kết quả dự đoán năng suất lúa Mùa cho các tỉnh miền Bắc với dữ liệu 2021 .... 129
vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Diện tích lúa cả năm của miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 ......................83 Biểu đồ 3.2. Biến động sản lượng lúa hàng năm của các khu vực ở Miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 ..............................................................................................85 Biểu đồ 3.3. Biến động năng suất lúa chung cả năm của miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 .................................................................................................................86 Biểu đồ 3.4. Biến động năng suất lúa Vụ đông xuân và với vụ Mùa Khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 ..............................................................................87 Biểu đồ 3.5. Biến động năng suất lúa vụ Đông Xuân ở khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 .......................................................................................................90 Biểu đồ 3.6. Biến động diện tích và sản lượng lúa Mùa ở miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 .........................................................................................................91 Biểu đồ 3.7. Biến động năng suất lúa Mùa các khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 – 2020 .................................................................................................................91 Biểu đồ 3.8. Biến động nhiệt độ trung bình cả năm khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 .........................................................................................................92 Biểu đồ 3.9. Biến động nhiệt độ tháng cao nhất khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 .................................................................................................................93 Biểu đồ 3.10. Biến động nhiệt độ tháng thấp nhất khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 .........................................................................................................94 Biểu đồ 3.11. Biến động nhiệt độ trung bình vụ Đông Xuân khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 ..............................................................................................95 Biểu đồ 3.12. Biến động nhiệt độ trung bình vụ Mùa khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 .......................................................................................................96 Biểu đồ 3.13. Biến động lượng mưa khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 ...........97 Biểu đồ 3.14. Biến động lượng mưa vụ Đông Xuân khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020................................................................................... 98 Biểu đồ 3.15. Biến động lượng mưa vụ Mùa khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 ........... 99 Biểu đồ 3.16. Biến động số lượng bão (từ cấp 10 trở lên đổ bộ) miền Bắc giai đoạn 2001 - 2020 .....................................................................................................100 Biểu đồ 3.17. Số đợt lũ/ lụt trung bình ở khu vực miền Bắc giai đoạn 2001 – 2020 (tính trung bình hàng năm từ dữ liệu địa phương) .........................................101 Biểu đồ 3.18. Số đợt rét đậm - rét hại kéo dài liên tục trên 3 ngày và tổng số ngày rét đậm rét hại ở khu vực TD&MNPB giai đoạn 2001 – 2020 ..................102
vii Biểu đồ 3.19. Ngày rét đậm -rét hại và số ngày bình quân một đợt rét đậm rét hại khu vực ĐBSH giai đoạn 2001 – 2020 .........................................................102 Biểu đồ 3.20. Số ngày nắng nóng kéo dài và số ngày bình quân một đợt nóng khu vực TD&MNPB giai đoạn 2001 – 2020 .......................................................104 Biểu đồ 3.21. Số đợt nắng nóng kéo dài và số ngày bình quân một đợt nóng khu vực ĐBSH giai đoạn 2001 – 2020 ................................................................105 Biểu đồ 4.1. Quan hệ giữa các biến nhiệt độ và năng suất lúa trong vụ Đông Xuân ..118 Biểu đồ 4.2. Quan hệ giữa các biến lượng mưa và năng suất lúa Đông Xuân ............118 Biểu đồ 4.3. Quan hệ giữa các biến nhiệt độ và năng suất lúa trong vụ Mùa .............119 Biểu đồ 4.4. Quan hệ giữa các biến lượng mưa và năng suất lúa trong vụ Mùa ........119
viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Biểu đồ minh họa sự biến đổi của nhiệt độ trung bình và các hiện tượng thời tiết cực đoan .................................................................................................13 Hình 1.2. Thay đổi nồng độ một số các thành phần khí trong khí quyển trái đất khoảng 200 thế kỷ trước cho đến nay .......................................................................17 Hình 1.3. Khung lý thuyết nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất ở miền Bắc Việt Nam ......................................................................................................54 Hình 3.1. Bản đồ khu vực miền Bắc – Việt Nam ..........................................................76
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do lựa chọn đề tài Nghiên cứu của IPCC (2007) và báo cáo phát triển thế giới của Ngân hàng thế giới (WB, 2010a; WB, 2010b) đã chỉ ra BĐKH đang gây ra những tác động ở phạm vi toàn cầu về thiên nhiên, môi trường, đe dọa cuộc sống hàng triệu người trên khắp hành tinh, có thể làm bùng nổ các làn sóng di cư, thậm chí đe dọa sự tồn tại của nhiều quốc gia ở vị trí thấp so với mực nước biển. Kết quả đánh giá từ các nghiên cứu này dự báo rằng đến năm 2050, khoảng 150 triệu người có thể phải rời khỏi những khu vực duyên hải do nước biển dâng làm ngập lụt, sạt lở đất và xâm nhiễm mặn. Nếu dự báo này xảy ra, BĐKH sẽ gây ra những thay đổi lớn ở một số khu vực trên thế giới, đẩy nhiều vùng trở thành các khu vực đói nghèo do thiên tai, hạn hán, lũ lụt… Như vậy, BĐKH đang là một thách thức hiện hữu đối với tất cả các quốc gia trên toàn cầu. Theo các báo cáo của IPCC (2018), BĐKH đã tác động đến nhiều lĩnh vực của quá trình phát triển kinh tế xã hội và nhiều khía cạnh về sức khỏe cũng như điều kiện sống của con người ở nhiều khu vực trên thế giới. Những quốc gia nghèo và đang phát triển thường chịu nhiều tổn thương hơn trước tác động của BĐKH do những hạn chế về trình độ phát triển kinh tế - xã hội và năng lực thích ứng biến đổi khí hậu (IPCC, 2014). Và nông nghiệp là ngành dễ bị ảnh hưởng nhất bởi BĐKH bởi vì khí hậu là yếu tố chủ yếu quyết định đến kết quả sản xuất nông nghiệp (Adams và cộng sự, 1998). Sự thay đổi của khí hậu hàm ý những thay đổi trong điều kiện sản xuất nông nghiệp bao gồm sự dịch chuyển của mùa vụ; thay đổi của nhiệt độ, lượng mưa; thay đổi tần số, cường độ và phân bố của các sự kiện thời tiết cực đoan và thiên tai (Rose, 2015). Mặc dù BĐKH có thể mang đến cả những tác động tích cực và tiêu cực đến năng suất cây trồng nhưng nhìn chung tác động tiêu cực vẫn nhìn thấy nhiều hơn (IPCC, 2014). Các công trình nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng tác động của BĐKH đến kết quả sản xuất nông nghiệp là rất phức tạp, có sự khác biệt giữa các loại cây trồng, các mùa vụ, các vùng miền và các trình độ phát triển của quốc gia trên thế giới (Nelson và cộng sự, 2014; Burke và Emerick, 2016; Altieri và Nicholl, 2017; Ding, 2019). Một số nghiên cứu đã nhấn mạnh vùng nhiệt đới thường chịu nhiều tác động tiêu cực hơn từ BĐKH (Mendelshon và Dinar, 2009). Báo cáo nghiên cứu về tác động BĐKH của Liên Hợp Quốc năm 2018 kết luận rằng trong ba thập kỷ tới, sự sụt giảm sản lượng nông nghiệp được dự đoán là rõ ràng nhất ở các quốc gia châu Á và châu Phi, đây cũng là các khu vực gồm nhiều quốc gia nghèo dễ bị tổn thương và hoạt động sinh kế của phần lớn người dân là nông nghiệp (UN, 2018). Điều này dự báo rằng các nước đang phát triển
2 với nền nông nghiệp lạc hậu sẽ phải đối mặt với nhiều thách thức lớn hơn trong sản xuất nông nghiệp do BĐKH trong tương lai. Theo Ngân hàng Phát triển Châu Á – ADB (2009), Việt Nam là một trong các quốc gia Đông Nam Á, nằm ở khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng nặng nề bởi BĐKH và nước biển dâng. Theo dự báo đến cuối thế kỷ 21 nhiệt độ trung bình của Việt Nam sẽ tăng khoảng 30C và lượng mưa sẽ tăng lên 5% vào mùa mưa nhưng giảm khoảng 5% vào mùa khô (MONRE, 2016). Trong số các ngành kinh tế của Việt Nam, nông nghiệp là ngành đang chịu những tác động mạnh mẽ nhất từ BĐKH do tính chất nhạy cảm của nó với thời tiết, khí hậu. Với nền nông nghiệp nhìn chung còn lạc hậu, BĐKH được cho là một thách thức lớn đối với ngành nông nghiệp của Việt Nam, đặc biệt là các hoạt động trồng trọt. Cho tới nay, lúa gạo vẫn là mặt hàng lương thực quan trọng nhất (chiếm khoảng 30% tổng giá trị sản xuất nông nghiệp) của Việt Nam (FAO, 2018a,b). Đây là ngành sản xuất truyền thống, có vai trò đặc biệt quan trọng đối với an ninh lượng thực quốc gia và cũng là nông sản xuất khẩu mũi nhọn của Việt Nam trong nhiều thập kỷ qua. Với đặc thù về điều kiện tự nhiên, thổ nhưỡng phù hợp với sản xuất lúa gạo, sinh kế của phần lớn nông dân khu vực nông thôn vẫn phụ thuộc chủ yếu vào sản xuất lúa gạo. Diện tích canh tác lúa vẫn chiếm một tỷ trọng cao trong tổng diện tích đất cây trồng hàng năm của các địa phương, từ 60 – 80% (theo GSO, 2018). Tuy nhiên năng suất lúa những năm gần đây tăng chậm lại, một số vùng không tăng, thậm chí đã có xu hướng giảm đi trong khoảng 10 năm trở lại đây. Thực trạng này đã đặt ra mối quan tâm lớn về tác động của BĐKH đối với sản xuất lúa ở nước ta trong thời gian tới. Miền Bắc nước ta có hơn 70% diện tích đất trồng cây hàng năm được sử dụng vào trồng lúa 2 vụ chính; hơn 50% dân số ở nông thôn có hoạt động sản xuất lúa gạo (GSO, 2018). Trước áp lực ngày càng gia tăng của phát triển kinh tế và cơ sở hạ tầng, diện tích đất nông nghiệp trong đó có lúa có xu hướng thu hẹp, do đó để đảm bảo an toàn lương thực và phát triển bền vững hoạt động sản xuất lúa cũng như sinh kế của nông dân trồng lúa trong bối cảnh BĐKH thì các giải pháp tăng năng suất lúa và thích ứng sản xuất lúa với BĐKH đang là vấn đề được đặc biệt quan tâm ở các địa phương. Muốn đạt được các mục tiêu phát triển bền vững về sản xuất lúa gạo trong bối cảnh đó, rất cần thiết có các luận cứ khoa học về tác động của khí hậu đến sản xuất lúa gạo để làm cơ sở cho các dự báo, hoạch định chiến lược, chính sách và đưa ra các giải pháp thích ứng sản xuất lúa trong điều kiện BĐKH. Miền Bắc nước ta có đặc điểm địa hình phức tạp, thổ nhưỡng và khí hậu khá đa
3 dạng. Về địa hình, có nhiều kiểu địa hình-địa mạo gồm cả đồi núi cao, trung du (cao nguyên) và đồng bằng. Về khí hậu, có sự đa dạng, biến động phức tạp hơn so với khu vực phía Nam, phân hóa khí hậu theo mùa vụ rất rõ rệt cùng với sự xuất hiện phổ biến của các hiện tượng thời tiết cực đoan. Với sự đa dạng, phức tạp về đặc điểm địa hình, khí hậu như vậy các kịch bản dự báo BĐKH cho miền Bắc cũng có nhiều khác biệt so với khu vực phía Nam. Theo kịch bản BĐKH RPC 4.5 và RPC 8.5 của Bộ TN&MT năm 2020, vào giữa thế kỷ 21 nhiệt độ trung bình của các địa phương ở miền Bắc nước ta sẽ tăng phổ biến từ 1.7 đến 2.3 độ C, cao hơn đáng kể so với khu vực phía Nam (1.2 đến dưới 2.0 độ C). Nhiệt độ trung bình trong mùa Đông và mùa Hè được dự báo sẽ tăng cao nhất ở khu vực các tỉnh Bắc bộ. Các cực trị tối đa và tối thiểu về nhiệt độ cũng được dự báo tăng đáng kể ở khu vực Phía Bắc. Bên cạnh đó, lượng mưa cũng được dự báo với những thay đổi tương đối khác nhau giữa các khu vực địa lý và giữa các mùa vụ ở miền Bắc Việt Nam. Các xu hướng này được dự báo sẽ ảnh hưởng đáng kể và phức tạp đến sản lượng, năng suất lúa ở các khu vực của miền Bắc. Nếu không có sư thích ứng tốt về lâu dài có thể sẽ dẫn đến những xáo trộn trong sinh kế của nông dân trồng lúa. Do đó, cần có những nghiên cứu định lượng để phân tích, đánh giá cụ thể những ảnh hưởng của sự thay đổi các yếu tố khí hậu này đến sản xuất lúa ở các địa phương của miền Bắc nước ta; trên cơ sở đó đưa ra các biện pháp, chính sách thích ứng phù hợp. Mặc dù những xu hướng về BĐKH và tác động được dự báo của nó đến sản xuất lúa gạo ở Miền Bắc nước ta là rất đáng quan tâm, nhưng những bằng chứng thực nghiệm về tác động của BĐKH đến sản xuất lúa ở miền Bắc còn khá hạn chế; các phương pháp nghiên cứu định lượng về mối quan hệ này còn khá đơn giản và cơ bản. Hầu hết các nghiên cứu về tác động của BĐKH đến sản xuất lúa chủ yếu được thực hiện ở các tỉnh phía Nam, đặc biệt khu vực ven biển Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) với những đặc thù về khí hậu, địa hình và thổ nhưỡng khác biệt so với miền Bắc (The, 2009; Yu và cộng sự 2010; Nguyen, 2011; The và cộng sự 2013; Đặng Thị Thanh Hoa, 2013; Balica và cộng sự, 2014; Lê Anh Tuấn và cộng sự, 2014; Nguyen và Hoang, 2015; Le, 2016; UNDP, 2016; CGIAR, 2016; Adelaide và Roberto, 2018; Trinh, 2018; Adelaide và Roberto 2018; Kontgis và cộng sự, 2019; Hương và cộng sự, 2020…). Bên cạnh đó, các nghiên cứu này chủ yếu mới xem xét tác động của BĐKH ở một số khía cạnh đơn lẻ về nhiệt độ trung bình, tổng lượng mưa hoặc thiên tai, hạn hán, xâm nhập mặn do nước biển dâng để lại một khoảng trống về tác động của sự biến đổi các yếu tố cực trị của thời tiết (như mức nhiệt độ tối đa và mức nhiệt độ tối thiểu...) và các hiện tượng thời tiết cực đoan đến năng suất lúa. Trong khi biến đổi các yếu tố khí hậu này là đang hiện hữu và có nguy cơ lớn đe dọa canh tác lúa ở miền Bắc nước ta.
4 Từ những lý do được phân tích ở trên, đề tài luận án: Nghiên cứu thống kê ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất lúa ở miền Bắc Việt Nam sẽ góp phần bổ sung các bằng chứng và cơ sở thực nghiệm cụ thể, phong phú hơn về tác động của BĐKH đến sản xuất lúa; giúp cho các cơ quan quản lý nhà nước trong lĩnh vực nông nghiệp, chính quyền địa phương xây dựng các chiến lược, giải pháp thích ứng sản xuất lúa gạo trong điều kiện BĐKH ở miền Bắc nước ta. 2. Mục tiêu, phạm vi và đối tượng nghiên cứu 2.1. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung của nghiên cứu này là đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa ở Miền Bắc Việt Nam xét ở nhiều bình diện khác nhau của khí hậu (gồm trung bình, cực trị, tính cực đoan của các yếu tố khí hậu...) để cung cấp các bằng chứng định lượng cho hoạch định chính sách, giải pháp về thích ứng sản xuất lúa ở miền Bắc trong bối cảnh BĐKH. Với mục tiêu nghiên cứu đó, luận án đặt ra các câu hỏi nghiên cứu như sau: • Thực trạng BĐKH ở miền Bắc Việt Nam diễn ra như thế nào? Những nguy cơ của nó đối với sản xuất lúa trong từng mùa vụ sản xuất lúa? • Biến đổi về nhiệt độ ở các khía cạnh trung bình, cực đại, cực tiểu có ảnh hưởng như thế nào lên năng suất lúa trong mỗi vụ sản xuất lúa ở miền Bắc Việt Nam? • Biến đổi về lượng mưa ở các khía cạnh trung bình, cực đại, cực tiểu có ảnh hưởng như thế nào lên năng suất lúa trong mỗi vụ sản xuất ở miền Bắc Việt Nam? • Biến đổi về tần số các hiện tượng thời tiết cực đoan (nắng nóng gay gắt, rét đậm- rét hại) và thiên tai có ảnh hưởng như thế nào đến năng suất lúa trong từng vụ sản xuất lúa ở miền Bắc Việt Nam? 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu của luận án: tác động của BĐKH đến năng suất lúa ở Miền Bắc, Việt Nam - Giới hạn phạm vi nghiên cứu của luận án: + Về nội dung: luận án chỉ nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa tính theo diện tích gieo trồng (tạ/ ha), tức là ở dạng chỉ tiêu năng suất hiện vật do năng suất lúa (theo đơn vị tạ/ ha) là chỉ tiêu phản ánh chân thực hơn sự thay đổi hay những phản ứng của hiệu quả sử dụng nguồn lực đất đai trong sản xuất lúa trước bối cảnh
5 BĐKH. Chỉ tiêu này phù hợp hơn để làm biến phụ thuộc trong các mô hình nghiên cứu đánh giá về tác động các yếu tố về môi trường, khí hậu lên năng suất, sản lượng lúa gạo. Bởi vì BĐKH sẽ tác động trực tiếp lên sản lượng, năng suất cây trồng, và sau đó mới là thu nhập của nông dân. Mặc dù một số nghiên cứu trước đó đã sử dụng cả chỉ tiêu giá trị (như doanh thu, thu nhập) trên 1 ha lúa để phân tích. Tuy nhiên sự bất ổn của giá bán lúa gạo do những biến động trên thị trường tiêu thụ và các yếu tố đầu vào đôi khi làm mờ đi ảnh hưởng thực tế của BĐKH lên kết quả sản xuất lúa. Thí dụ, một năm khí hậu khắc nghiệt làm cho năng suất, sản lượng lúa thấp; nguồn cung lúa gạo giảm, giá bán lúa được đẩy cao hơn. Thu nhập nông dân tính trên 1 ha lúa có thể sẽ không đổi hoặc thậm chí cao hơn nhưng sự tăng trưởng thu nhập này chỉ là hiệu ứng nhất thời do biến động (cú sốc ngắn hạn) của thị trường tạo ra. Sự tăng trưởng nguồn thu nhập bền vững cho nông dân trồng lúa và đảm bảo an ninh lương thực cơ bản vẫn phụ thuộc sản lượng và chất lượng lúa gạo quyết định. Về các yếu tố khí hậu, luận án tập trung vào một số yếu tố khí hậu quan trọng, có nguy cơ ảnh hưởng cao đến năng suất, sản lượng lúa của miền Bắc và đã được chỉ ra từ nhiều nghiên cứu thực nghiệm trên thế giới và trong nước, gồm nhiệt độ, lượng mưa, các thiên tai (bão, lũ, lụt). Bên cạnh đó, các khía cạnh BĐKH ít được quan tâm ở các nghiên cứu trước đó như biến đổi cực trị thời tiết (tối đa, tối thiểu) và các hiện tượng thời tiết cực đoan (gồm nắng nóng gay gắt, rét đậm – rét hại kéo dài) cũng được xem xét trong nghiên cứu này để phân tích, tìm ra những bằng chứng về sự ảnh hưởng của các yếu tố này đến sản xuất lúa. Một số yếu tố nguy cơ, hệ quả khác do BĐKH như hiện tượng xâm nhập mặn, mất đất canh tác do nước biển dâng hay tình trạng hạn hán mặc dù có xuất hiện ở một vài nơi, một số thời điểm nhưng chưa phải là các vấn đề nghiêm trọng, phổ biến và có phạm vi tác động lớn đối với sản xuất lúa ở miền Bắc nước ta nên luận án không đặt sự tập trung vào các yếu tố này. + Về thời gian: luận án nghiên cứu tác động BĐKH đến năng suất lúa gạo ở miền Bắc nước ta trong giai đoạn 2001 – 2020. + Về không gian: luận án nghiên cứu tác động của BĐKH đến năng suất lúa ở khu vực miền Bắc (gồm 25 tỉnh/ thành phố ở 3 tiểu vùng khí hậu đặc trưng của miền Bắc là Đồng Bằng sông Hồng (ĐBSH), Miền núi Tây Bắc và Trung du - miền núi Đông Bắc). 3. Phương pháp nghiên cứu Để giải quyết các mục tiêu nghiên cứu đưa ra, luận án sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
6 3.1. Phương pháp tổng hợp tài liệu nghiên cứu Tác giả tổng hợp các công trình nghiên cứu trước đó bằng cách hệ thống hóa các tài liệu nghiên cứu để tạo điều kiện cho việc kết hợp, so sánh, tổng hợp các hướng nghiên cứu chính và các phương pháp được áp dụng để nghiên cứu tác động của BĐKH đến các hoạt động sản xuất nông nghiệp (tập trung chủ yếu vào các hoạt động trồng trọt) ở cả phạm vi toàn cầu, khu vực và Việt Nam. Từ việc tổng quan các tài liệu nghiên cứu, tác giả phát hiện và lựa chọn khoảng trống cho nghiên cứu; và cũng qua đó lựa chọn cách tiếp cận về mặt phương pháp nghiên cứu, công cụ để phân tích ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa ở miền Bắc Việt Nam. 3.2. Phương pháp thu thập và tổng hợp dữ liệu định lượng - Phương pháp thu thập: Đề tài sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp. Các dữ liệu khí hậu được thu thập theo số liệu tổng hợp từ hệ thống trạm quan trắc của các tỉnh và cơ sở dữ liệu theo dõi thời tiết – khí hậu từ Tổng Cục khí tượng thủy văn – Bộ TN&MT; các dữ liệu về các sự kiện thiên tai được khai thác từ website https://www.desinventar.net/ - của Ủy ban liên hợp quốc về giảm thiểu rủi ro thiên tai - UNDRR (the United Nations office for Disaster Risk Reduction). Dữ liệu về năng suất lúa và các biến kiểm soát trình độ phát triển kinh tế xã hội của các địa phương được lấy từ niên giám thống kê các tỉnh/ thành phố (theo chế độ báo cáo của Tổng cục Thống kê). Dữ liệu về các nguồn lực đầu vào cho sản xuất lúa được tổng hợp từ các cuộc điều tra Mức sống dân cư VHLSS và Tổng điều tra nông thôn, nông nghiệp và thủy sản trong giai đoạn 2000 đến 2020.. - Đặc điểm bộ dữ liệu phân tích: dữ liệu dùng để phân tích là dữ liệu mảng cấp tỉnh, kết hợp quan sát theo không gian (các địa phương) và qua thời gian (giai đoạn 2001 – 2020). - Phương pháp tổng hợp dữ liệu thống kê: Với các dữ liệu thu thập được từ các nguồn thứ cấp, tác giả thực hiện các tính toán thống kê cần thiết và tổng hợp dữ liệu/các biến số để sử dụng trong các mô hình ước lượng năng suất lúa cấp tỉnh trong giai đoạn 2001 -2020. Kết quả của quá trình tổng hợp này là tạo ra một bộ dữ liệu mảng cấp tỉnh (500 quan sát với 25 tỉnh/ thành phố của khu vực miền Bắc trong vòng 20 năm từ 2001 đến 2020). 3.3. Phương pháp phân tích định lượng Để giải quyết các mục tiêu nghiên cứu đặt ra, luận án sử dụng các phương pháp phân tích định lượng cụ thể như sau:
7 Các phương pháp thống kê mô tả được sử dụng để mô tả đặc trưng về trung tâm và độ biến thiên của các biến khí hậu (trung bình, cực đại, cực tiểu) và tần suất các hiện tượng khí hậu cực đoan (rét đậm, nắng nóng kéo dài, bão). Bên cạnh đó, các tham số đặc trưng cùng với các bảng và biểu đồ thống kê sẽ được sử dụng để mô tả đặc trưng phân phối và sự biến động của các chỉ tiêu diện tích, sản lượng, năng suất lúa và các biến khí hậu quan tâm. Phương pháp phân tích dãy số thời gian được sử dụng để phân tích đặc điểm biến động, xây dựng các hàm hồi quy theo thời gian để chỉ ra quy luật về xu thế của các yếu tố khí hậu ở miền Bắc Việt Nam giai đoạn 2001 - 2020. Bên cạnh đó, phân tích dãy số thời gian còn được sử dụng cho mục tiêu dự đoán. Phương pháp phân tích hồi quy với dữ liệu mảng: Luận án sử dụng mô hình ước dạng FE, FE với sai số chuẩn mạnh để phân tích, đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa các tỉnh khu vực miền Bắc Việt Nam giai đoạn 2001 – 2020. 4. Đóng góp mới của luận án • Những đóng góp mới về mặt học thuật, lý luận : (1) Luận án nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa xem xét trên các bình diện khác nhau của khí hậu bao gồm trung bình, cực trị (cực đại và cực tiểu) của yếu tố nhiệt độ và lượng mưa cùng với các hiện tượng thời tiết cực đoan và thiên tai. Do đó cung cấp thêm các bằng chứng khoa học phong phú hơn để giải thích những tác động của BĐKH đến sản xuất lúa. 2) Luận án đã đề xuất nghiên cứu tác động của BĐKH đến năng suất lúa đối với từng mùa vụ sản xuất, qua đó chỉ ra sự tác động của BĐKH đến năng suất lúa là khác nhau trong từng mùa vụ. Điều đó cho thấy việc thiết kế các chính sách, giải pháp thích ứng sản xuất lúa với BĐKH cần xét tới khía cạnh khác biệt về mùa vụ. 3) Luận án đã đề xuất phương pháp khai thác, tổng hợp dữ liệu về khí hậu theo cấp tỉnh qua nhiều năm để tạo thành cơ sở dữ liệu mảng phục vụ cho nghiên cứu thống kê ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa. Điều đó đã mang lại nhiều thông tin hơn để phân tích tác động của BĐKH đến sản xuất lúa và khắc phục được các hạn chế về mặt dữ liệu so với các nghiên cứu trước đó.
8 • Những phát hiện, đề xuất mới rút ra được từ kết quả nghiên cứu của luận án: (1) Kết quả nghiên cứu của luận án cho thấy tác động của BĐKH đến năng suất lúa không thể hiện một cách đơn thuần ở sự biến đổi của nhiệt độ trung bình và tổng lượng mưa trong cả mùa- vụ sản xuất mà còn thể hiện ở các khía cạnh cực trị của các yếu tố khí hậu này trong từng mùa- vụ sản xuất. (2) Kết quả nghiên cứu của luận án đã chỉ ra tác động của BĐKH đến năng suất lúa xét ở các khía cạnh trung bình và cực trị của nhiệt độ và lượng mưa trong mỗi mùa vụ là khác nhau do sản xuất lúa trong mỗi mùa vụ diễn ra trong điều kiện khí hậu khác nhau. Do đó cần có các giải pháp thích ứng sản xuất lúa với BĐKH phù hợp với từng mùa-vụ sản xuất. (3) Kết quả nghiên cứu của luận án cũng chỉ ra tác động của nhiệt độ đến năng suất lúa không chỉ thể hiện ở dạng tuyến tính thuần túy mà có tồn tại mối quan hệ phi tuyến (hình chữ U ngược), đặc biệt là cực trị tối đa của nhiệt độ trong cả hai mùa-vụ sản xuất lúa ở Miền Bắc Việt Nam. Điều đó cho thấy xu hướng tăng nhiệt độ về dài hạn sẽ tác động tiêu cực cho sản xuất lúa ở miền Bắc Việt Nam. (4) Kết quả nghiên cứu của luận án cũng cho thấy sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan và thiên tai sẽ có tác động tiêu cực đáng kể đến năng suất lúa ở miền Bắc, đặc biệt trong vụ sản xuất lúa Mùa. (5) Dựa trên các kết quả nghiên cứu của luận án cùng với kịch bản BĐKH và bối cảnh thích ứng BĐKH trong nông nghiệp ở miền Bắc, luận án đã đưa ra một số hàm ý và kiến nghị các giải pháp về thích ứng sản xuất lúa trong điều kiện BĐKH ở khu vực miền Bắc Việt Nam.
9 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SẢN XUẤT LÚA Mục tiêu của chương 1 là đưa ra cơ sở lý luận về BĐKH và tác động của BĐKH tới hoạt động sản xuất lúa. Với mục tiêu đó, chương 1 sẽ tập trung trình bày các nội dung: 1) Cơ sở lý luận về BĐKH; 2) Cơ sở lý luận về hoạt động sản xuất lúa và đo lường năng suất lúa; 3) Cơ sở lý luận về tác động của khí hậu đến sản xuất lúa, 4) Tổng quan nghiên cứu về tác động của BĐKH đến sản xuất lúa, và 5) Khung nghiên cứu của luận án. 1.1. Cơ sở lý luận về biến đổi khí hậu 1.1.1. Khí hậu và biến đổi khí hậu 1.1.1.1. Khí quyển “Khí quyển là một lớp các chất khí bao bọc xung quanh một thiên thể có khối lượng đủ lớn và nó được giữ lại bởi trọng lực của thiên thể đó. Khí quyển có thể được giữ trong thời gian dài hơn nếu trọng lực lớn và nhiệt độ khí quyển thấp. Một số hành tinh được cấu thành chủ yếu là các loại khí khác nhau, nhưng chỉ có lớp ngoài cùng là khí quyển” (Từ điển Bách khoa Việt Nam dẫn theo Wikipedia, cập nhật 21-1-2022). Khí quyển Trái Đất là lớp các chất khí bao quanh hành tinh Trái Đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái Đất và luôn chịu ảnh hưởng của Vũ Trụ, chủ yếu là Mặt Trời. Thành phần chính của khí quyển Trái đất bao gồm có nitơ (78,1% theo thể tích) và oxy (20,9%), với một lượng nhỏ agon (0,9%), carbon dioxide (dao động, khoảng 0,035%), hơi nước và một số chất khí khác. Bầu khí quyển bảo vệ cuộc sống trên Trái Đất bằng cách hấp thụ các bức xạ tia cực tím của mặt trời và tạo ra sự thay đổi về nhiệt độ giữa ngày và đêm. Bầu khí quyển có vai trò bảo vệ Trái Đất, đảm bảo sự tồn tại và phát triển của sinh vật. Bầu khí quyển không có ranh giới rõ ràng với khoảng không vũ trụ nhưng mật độ không khí của bầu khí quyển giảm dần theo độ cao. Ba phần tư khối lượng khí quyển nằm trong khoảng 11 km đầu tiên của bề mặt hành tinh. Tại Mỹ, những người có thể lên tới độ cao trên 50 dặm (80,5 km) được coi là những nhà du hành vũ trụ. Độ cao 120 km (75 dặm hay 400.000 ft) được coi là ranh giới do ở đó các hiệu ứng khí quyển có thể nhận thấy được khi quay trở lại. Đường Karman, tại độ cao 100 km (62 dặm), cũng được sử dụng như là ranh giới giữa khí quyển Trái Đất và khoảng không vũ trụ. Cấu tạo của khí quyển được chia thành 5 tầng dựa vào sự biến đổi nhiệt độ theo chiều cao: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng giữa, tầng nhiệt và tầng ngoài.
10 1.1.1.2. Thời tiết Thời tiết là trạng thái của khí quyển ở một thời điểm và không gian nhất định, nó được đặc trưng bởi các chỉ tiêu về nhiệt độ, độ ẩm, sức gió, lượng mưa,… hoặc các hiện tượng quan trắc khí tượng khác như sương mù, tuyết, dông, nắng, mưa... Thời tiết mô tả các điều kiện khí quyển hiện tại, chẳng hạn như mưa, nhiệt độ và tốc độ gió tại một địa điểm và thời gian cụ thể. Và nó thay đổi từ ngày này sang ngày khác. Các trạng thái của thời tiết có thể thay đổi thất thường liên quan mật thiết với trạng thái cân bằng của khí quyển. Bản chất dễ thay đổi của khí quyển làm nó không thể duy trì trạng thái cân bằng (hệ thống thời tiết) trong một thời gian dài hơn hai tuần nên ta không thể dự báo thời tiết (của một ngày cụ thể nào đó) với tầm xa dự báo vượt quá hai tuần. 1.1.1.3. Khí hậu Khác với thời tiết, khí hậu có tính ổn định tương đối, theo nghĩa là trung bình của thời tiết hoặc có thể hiểu khí hậu là trạng thái “nền” (có tính ổn định) của khí quyển ở một nơi nào đó mà thời tiết chính là những nhiễu động tức thời (ngắn hạn) của khí quyển xung quanh trạng thái nền này. Nhưng khí hậu không phải là không biến đổi. Sự biến đổi của khí hậu chỉ có thể được nhận thấy sau một khoảng thời gian đủ dài, thường là nhiều năm hoặc hàng thập kỷ. Khí hậu là sự tổng hợp các trạng thái thời tiết trong một không gian nhất định, có tính chất chu kì tương đối ổn định. Nó được đặc trưng bởi các tham số thống kê phản ánh trung tâm, độ biến thiên và các cực trị đo được hoặc quan trắc được của các yếu tố và hiện tượng thời tiết trong một khoảng thời gian đủ dài. Hiểu một cách đơn giản, khí hậu là trạng thái trung bình và những cực trị của thời tiết được xác định trên một khoảng thời gian đủ dài (có thể trong nhiều năm hoặc vài thập kỉ) ở một không gian cụ thể nào đó. Dự báo khí hậu là dự báo điều kiện trung bình, các xu thế điển hình mang tính chất dài hạn của thời tiết dựa vào sự thay đổi của các thành phần khí quyển và các nhân tố khác. Những thay đổi về khí hậu sẽ khó có thể phát hiện nếu không có dữ liệu dài hạn. Như vậy, trong khi thời tiết là khái niệm chỉ trạng thái vật lý tức thời của khí quyển tại một không gian, thời điểm cụ thể nào đó thì khí hậu là khái niệm dùng để mô tả khái quát các đặc trưng có thể xảy ra của thời tiết trong một khoảng thời gian đủ dài ở không gian đó. Khí quyển được đặc trưng bởi những dao động ngẫu nhiên diễn ra khá nhanh theo thời gian và không gian. Do đó thời tiết biến đổi một cách liên tục theo quy luật vận động của khí quyển hàng ngày, hàng giờ. Còn khí hậu được xem là trạng thái thời tiết trung bình, được tổng hợp lại từ các trạng thái thời tiết có thể xảy ra và từ những