ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
NGUYỄN GIA CƢỜNG
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ DỰ TÍNH KHÍ HẬU TƢƠNG LAI
ĐỘ PHÂN GIẢI CAO CHO KHU VỰC HÀ TĨNH
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
HÀ NỘI - 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ DỰ TÍNH KHÍ HẬU TƢƠNG LAI
ĐỘ PHÂN GIẢI CAO CHO KHU VỰC HÀ TĨNH
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành:BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số:Chƣơng trình đào tạo thí điểm
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Mai Văn Khiêm
HÀ NỘI - 2016
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu, đánh giá dự tính khí hậu tương
laiđộ phân giải cao cho khu vực Hà Tĩnh”là công trình nghiên cứu do cá nhân
tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Mai Văn Khiêm, không
sao chép từ các công trình nghiên cứu của người khác. Số liệu và kết quả của
luận văn chưa từng được công bố ở bất kì một công trình khoa học nào khác.
Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng,
được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng quy cách.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của
luận văn./.
Hà Nội, tháng năm 2016
Tác giả luận văn
Nguyễn Gia Cƣờng
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin trân trọng cảm ơnTiến sĩMai Văn Khiêm đã tận tình
hướng dẫn, định hướng nghiên cứuvà các phương pháp luận cho tôi trong suốt
quá trình thực hiện nghiên cứu Luận văn thạc sỹ.
Trong quá trình được nghiên cứu, học tập tại Khoa sau Đại học, Đại học
Quốc gia Hà Nội, tôi đã có cơ hội được tiếp thu những kiến thức cơ bản và
chuyên sâu về biến đổi khí hậu qua đó đã giúp tôi có đủ kiến thức chuyên môn
cũng như kinh nghiệm trong suốt quá trình học tập, tạo cho tôi niềm say mê
nghiên cứu khoa học, phục vụ hiệu quả cho quá trình nghiên cứu, thực hiện và
hoàn thành Luận văn thạc sỹ của bản thân.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo và các đồng chí Lãnh đạo
cùng với các cán bộ Khoa sau Đại học,Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ tôi về các điều kiện trong quá trình thực hiện luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn các đồng chíLãnh đạo và cán bộ của Trung tâm
Nghiên cứu Khí tượng - Khí hậuđã cungcấp thông tin, tài liệu và tận tình giúp
đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này.
Trân trọng cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ của bạn bè, đồng nghiệp và gia
đình đã luôn sát cánh, động viên, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập và hoàn thành luận văn./.
Hà Nội, tháng năm 2016
Tác giả
Nguyễn Gia Cƣờng
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................
LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................
MỤC LỤC ...............................................................................................................
DANH MỤC BẢNG ...............................................................................................
DANH MỤC HÌNH VẼ ..........................................................................................
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT .......................................................................
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................. 5
1.1. Hiểu biết về biến đổi khí hậu ......................................................................... 5
1.2. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ....................................................................... 6
1.2.1. Trên phạm vi toàn cầu ................................................................................. 6
1.2.2. Biến đổi khí hậu ở Việt Nam ....................................................................... 8
1.2.3. Biến đổi khí hậu ở khu vực tỉnh Hà Tĩnh .................................................. 10
1.3. Nghiên cứu dự tính khí hậu trên thế giới và Việt Nam ................................ 11
1.3.1. Trên thế giới .............................................................................................. 12
1.3.2.Việt Nam ..................................................................................................... 17
1.4. Tính chưa chắc chắn trong dự tính khí hậu .................................................. 22
1.5. Một số nhận xét cuối Chương 1 ................................................................... 23
Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆUError! Bookmark not defined.
2.1. Phương pháp nghiên cứu .............................. Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Mô hình CCAM ........................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Phương pháp phân tích xu thế .................... Error! Bookmark not defined.
2.1.3. Phương pháp nội suy không gian ................ Error! Bookmark not defined.
2.1.4. Đánh giá kỹ năng của mô hình ................... Error! Bookmark not defined.
2.1.5. Phương pháp đánh giá mức độ biến đổi của khí hậu trong tương laiError! Bookmark not defined.
2.1.6. Phương pháp phân tích tính chưa chắc chắn trong dự tính khí hậu . Error! Bookmark not defined.
2.2. Số liệu nghiên cứu ........................................ Error! Bookmark not defined.
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬNError! Bookmark not defined.
3.1. Xu thế và mức độ biến đổi của khí hậu gian đoạn 1961-2014 ............. Error! Bookmark not defined.
3.1.1. Xu thế biến đổi của nhiệt độ ........................ Error! Bookmark not defined.
3.1.2. Xu thế biến đổi của lượng mưa ................... Error! Bookmark not defined.
3.2. Đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình CCAM .... Error! Bookmark not defined.
3.2.1. Kết quả đánh giá đối với trường nhiệt độ trung bình Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Kết quả đánh giá với trường lượng mưa .... Error! Bookmark not defined.
3.3. Kết quả dự tính nhiệt độ, lượng mưa cho khu vực tỉnh Hà Tĩnh .......... Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Kết quả dự tính nhiệt độ trung bình khu vực tỉnh Hà Tĩnh ................ Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Kết quả dự tính lượng mưa khu vực Hà Tĩnh ........... Error! Bookmark not defined.
3.4. Tính chưa chắc chắn trong dự tính khí hậu khu vực tỉnh Hà Tĩnh ....... Error! Bookmark not defined.
3.4.1. Nhiệt độ ....................................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.2. Tính chưa chắc chắn trong dự tính lượng mưa ........ Error! Bookmark not defined.
3.5. Đánh giá mức độ tin cậy của các phương án kịch bản mô hình CCAM ............................................................................. Error! Bookmark not defined.
3.5.1. Kịch bản RCP4.5 ......................................... Error! Bookmark not defined.
3.5.2. Kịch bản RCP8.5 ......................................... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................. Error! Bookmark not defined.
1. Kết luận ........................................................... Error! Bookmark not defined.
2. Kiến nghị ......................................................... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 26
Tiếng Việt ............................................................................................................ 26
Tiếng Anh ............................................................................................................ 27
Bảng 1.1. Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các vùng khí hậu của Việt Nam ............................................................................................. 9
DANH MỤC BẢNG
Bookmark
not
Bảng 3.1. Sai số trung bình ME của nhiệt độ trung bìnhError! defined.
Bảng 3.2. Sai số tuyệt đối trung bình MAE của nhiệt độ trung bìnhError! Bookmark not defined.
Bảng 3.3. Sai số trung bình RE của lượng mưa ............ Error! Bookmark not defined.
not
Bảng 3.4. Sai số tuyệt đối MARE của lượng mưa các trạmError! Bookmark defined.
Bảng 3.5. Mức thay đổi nhiệt độ trung bình mùa xuân, hè, thu, đông và năm (°C) thời kỳ giữa thế kỷ 2046-2065 và cuối thế kỷ 2080-2099 so với thời kỳ cơ sở (1986-2005) theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 từ mô hình CCAM .. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.6. Mức thay đổi lượng mưa xuân, hè, thu, đông và năm (%) thời kỳ giữa thế kỷ 2046-2065 và cuối thế kỷ 2080-2099 so với thời kỳ cơ sở (1986-2005) theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 từ mô hình CCAM ......................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.7. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa xuân tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.8. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa xuân tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.9. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa hè tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.10. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa hè tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.11. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa thu tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.12. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa thu tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.13. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa đông tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.14. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa đông tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.15. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa năm tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 .. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.16. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa năm tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.17. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa xuân tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.18. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa xuân tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.19. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa hè tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.20. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa hè tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.21. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa thu tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.22. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa thu tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.23. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa đông tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.24. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mùa đông tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.25. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa năm tại Hà Tĩnh giữa thế kỷ 21 .. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.26. Mức thay đổi nhiệt độ, lượng mưa năm tại Hà Tĩnh cuối thế kỷ 21 ... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.1. Chuẩn sai nhiệt độ trung bình toàn cầu thời kỳ 1850-2012 so với thời kỳ 1961-1999 ........................................................................................................................ 7
Hình 1.2. Biến đổi nhiệt độ trung bình năm thời kỳ 1901-2012 ..................................... 7
Hình 1.3. Biến đổi của lượng mưa năm thời kỳ 1901-2010 và thời kỳ 1951-2010 (được tính toán và hiển thị tương tự như Hình 1.2) ................................................................... 8
Hình 2.1. Các trạm khí tượng thuộc tỉnh Hà Tĩnh…………………………………….29
Hình 3.1. Xu thế biến đổi tuyến tính của nhiệt độ không khí trung bình năm (oC) tại 3 trạm khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961 - 2014 . Error! Bookmark not defined.
Hình 3.2. Hệ số a1 (oC/thập kỷ) của đường xu thế tuyến tính xây dựng từ chuỗi số liệu nhiệt độ không khí trung bình các mùa trong năm tại 3 trạm của tỉnh Hà Tĩnh thời kỳ 1961-2014. ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC HÌNH VẼ
Bookmark
Hình 3.3. Xu thế biến đổi tuyến tính của nhiệt độ không khí trung bình mùa xuân (oC) not tại 3 trạm tiêu biểu của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014.Error! defined.
Hình 3.4. Xu thế biến đổi tuyến tính của nhiệt độ không khí trung bình mùa hè (oC) tại 3 trạm tiêu biểu của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014 .. Error! Bookmark not defined.
Bookmark
Hình 3.5. Xu thế biến đổi tuyến tính của nhiệt độ không khí trung bình mùa thu (oC) not tại 3 trạm tiêu biểu của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014Error! defined.
Bookmark
Hình 3.6. Xu thế biến đổi tuyến tính của nhiệt độ không khí trung bình mùa đông (oC) not 3 số trạm tiêu biểu của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014Error! defined.
Hình 3.7. Xu thế biến đổi tuyến tính của lượng mưa năm (mm) tại 3 trạm khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014 .................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.8. Hệ số a1 (mm/thập kỷ) của đường xu thế tuyến tính xây dựng từ chuỗi số liệu lượng mưa các mùa trong năm tại 3 trạm khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh thời kỳ 1961- 2014 ............................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.9. Xu thế biến đổi tuyến tính của lượng mưa mùa xuân (mm) tại 3 trạm khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014 .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.10. Xu thế biến đổi tuyến tính của lượng mưa mùa hè (mm) tại 3 trạm khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014 ...................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.11. Xu thế biến đổi tuyến tính của lượng mưa mùa thu (mm) tại 3 trạm khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014 .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.12. Xu thế biến đổi tuyến tính của lượng mùa mùa đông (mm) tại 3 trạm khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh, thời kỳ 1961-2014 .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.13. Biến trình năm của nhiệt độ quan trắc và mô phỏng tại 3 trạm trong khu vực Hà Tĩnh ................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.14. Biến trình năm của lượng mưa quan trắc và mô phỏng tại 3 trạm trong khu vực tỉnh Hà Tĩnh ............................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.15. Mức thay đổi nhiệt độ trung bình mùa xuân (°C) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 ............. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.16. Mức thay đổi nhiệt độ trung bình mùa hè (°C) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 ................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.17. Mức thay đổi nhiệt độ trung bình mùa thu (°C) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 ................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.18. Mức thay đổi nhiệt độ trung bình mùa đông (°C) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 ............ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.19. Mức thay đổi nhiệt độ trung bình năm (°C) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 ........................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.20. Mức thay đổi lượng mưa mùa xuân (%) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 ............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.21. Mức thay đổi lượng mưa mùa hè (%) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 .................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.22. Mức thay đổi lượng mưa mùa thu (%) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 ............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.23. Mức thay đổi lượng mưa mùa đông (%) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 ............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.24. Mức thay đổi lượng mưa năm (%) khu vực Hà Tĩnh so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 .................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.25. Mức biến đổi của nhiệt độ năm theo kịch bản RCP4.5Error! Bookmark not defined.
Hình 3.26. Mức biến đổi của nhiệt độ năm theo kịch bản RCP8.5Error! Bookmark not defined.
Hình 3.27. Mức biến đổi của lượng mưa năm theo kịch bản RCP4.5Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
CCAM: Conformal Cubic Atmospheric Model - Mô hình khí quyển lập
phương bảo giác
BĐKH: Biến đổi khí hậu
IPCC:
Intergovernmental Panel on Climate Change - Tổ chức liên chính phủ về Biến đổi khí hậu
Báo cáo lần thứ 4 của IPCC AR4:
Báo cáo lần thứ 5 của IPCC AR5:
Nước biển dâng NBD:
RCP:
Representative Concentration Pathways - Đường phân bố nồng độ khí nhà kính đại diện
Các mô hình động lực quy mô toàn cầu GCM:
IMHEN: Viện Khoa học Khí tượng, Thủy văn và Biến đổi khí hậu
Nhiệt độ bề mặt nước biển SST:
Thuật toán nội suy điểm lưới Natural Neighbor NN:
Sai số trung bình của nhiệt độ ME:
Sai số tuyệt đối trung bình của nhiệt độ MAE:
Sai số tương đối của lượng mưa RE:
Sai số tuyệt đối của lượng mưa
MARE:
MỞ ĐẦU
Biến đổi khí hậu, với những biểu hiện rõ rệt nhất của nó là sự nóng lênvà
mực nước biển dâng trên phạm vi toàn cầu, đây là một trong những thách thức
lớn nhất đối với nhân loại. Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã, đang và sẽ tác động
nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn cầu như:
Nhiệt độ tăng, mực nước biển dâng gây ngập lụt, gây nhiễm mặn nguồn nước,
ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp, gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và
tác động lớn đến kinh tế - xã hội.
Trong những năm gần đây, khí hậu Việt Nam nói chung và khí hậu khu
vực tỉnhHà Tĩnh nói riêngđã có những biến đổi bất thường, khiến cho vùng đất
vốn nhiều thiên tai này phải chịu thêm những khó khăn, ảnh hưởng rất lớn đến
sự phát triển kinh tế - xã hội…Ngoài những đợt thiên tai như bão, lũ xảy ra
mang tính thường niên, thời gian qua tỉnh Hà Tĩnh còn phải đối mặt với những
biến đổi bất thường như nắng nóng gay gắt, rét đậm, rét hại kéo dài, xuất hiện
những đợt rét hại kéo dài, hay ngập lụtở các con sông kéo dàihơn so với những
thập niên trước.
Ở Việt Nam, kịch bản biến đổi khí hậu chính thức được Bộ Tài nguyên và
Môi trường công bố vào năm 2009 và kịch bản này được cập nhật vào năm 2012
đã cung cấp các cơ sở khoa học để các Bộ, ngành và địa phương làm căn cứ
đánh giá các tác động của BĐKH và xây dựng kế hoạch hành động ứng phó.
Với những nghiên cứu quy mô và chuyên sâu của các quốc gia, các tổ
chức và các nhà khoa học trên toàn cầu, con người ngày càng có những hiểu biết
sâu rộng hơn về khoa học BĐKH cũng như những tác động của nó đối với môi
trường, kinh tế và xã hội. Chính vì vậy, Tổ chức liên chính phủ về Biến đổi khí
hậu (IPCC) đã không ngừng cập nhật các kịch bản để bổ sung những thông tin
và hiểu biết mới nhất của nhân loại nhằm hoàn thiện hơn nữa các kịch bản
BĐKH và nước biển dâng (NBD) toàn cầu. Cho cho tới nay, IPCC đã thực hiện
05 lần xây dựng và cập nhật kịch bản BĐKH và NBD thông qua các lần báo cáo
đánh giá: lần thứ nhất vào năm 1990, lần thứ hai vào năm 1995, lần thứ ba vào
năm 2001, lần thứ tư vào năm 2007 (AR4) và gần đây nhất năm 2013 là báo cáo
1
lần thứ năm (AR5).
Một trong những điểm mới đầu tiên đáng chú ý trong AR5 là IPCC đã xây
dựng kịch bản dựa trên cách tiệm cận mới về kịch bản phát thải, kịch bản phát
thải chuẩn (Benchmark Emissions Scenarios) hay đường phân bố nồng độ khí
nhà kính đại diện “Representative Concentration Pathways-RCPs). Các RCP
được lựa chọn sao cho đại diện được các nhóm kịch bản phát thải và đảm bảo
bao gồm được khoảng biến đổi của nồng độ các khí nhà kính trong tương lai
một cách hợp lý. Các RCP cũng đảm bảo tính tương đồng với các kịch bản
SRES (IPCC, 2007).
Điểm đáng lưu ý trong báo cáo lần này của IPCC là việc ứng dụng các mô
hình động lực với quy mô toàn cầu (GCM) trong nghiên cứu về BĐKH và xây
dựng các kịch bản khí hậu. Nếu như trong năm 2007, IPCC đã triển khai dự án
nghiên cứu tổ hợp các mô hình khí hậu (CMIP3) nhằm mục đích thu thập dữ liệu
đầu ra của 21 mô hình toàn cầu khác nhau phục vụ cho AR4 thì trong AR5 của
IPCC, dự án CMIP5 đã được thực hiện với tổ hợp của gần 50 mô hình toàn cầu.
Điểm khác biệt quan trọng của dự án CMIP5 so với CMIP3 là các mô hình trong
CMIP5 chạy với kịch bản nồng độ khí nhà kính RCP. Về mặt khoa học, CMIP5
tập trung vào ba khía cạnh chính mà CMIP3 còn hạn chế, cụ thể: (1) Đánh giá cơ
chế quyết định sự khác biệt trong mô phỏng của các mô hình đối với chu trình
các-bon và mây; (2) Đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình đối với các hiện
tượng có quy mô thập kỷ; và (3) Tìm nguyên nhân dẫn tới việc các mô hình mô
phỏng rất khác nhau đối với cùng một kịch bản (http://cmip-
pcmdi.llnl.gov/cmip5/). Một điểm đáng lưu ý khác là thời kỳ cơ sở được lựa chọn
để so sánh là 1986-2005, thay cho thời kỳ 1980-1999 như lần công bố trước đây.
Cũng trong báo cáo AR5, IPCC đã bổ sung các đánh giá toàn diện hơn về mức độ
biến đổi của cực đoan khí hậu (SREX) và xuất bản tập Atlas biến đổi hậu mà
trong báo cáo AR4 không có hoặc chưa đầy đủ.
Tuy nhiên, các mô hình khí hậu toàn cầu được sử dụng để xây dựng các
kịch bản BĐKH toàn cầu thường có độ phân giải thấp (khoảng 125 - 400 km),
không chi tiết đủ cho việc phân tích, đánh giá BĐKH và tác động của nó ở quy
mô khu vực. Do đó, để xây dựng các kịch bản BĐKH ở cấp quốc gia, vùng lãnh
thổ và địa phương người ta thường hạ thấp quy mô (downscale) sản phẩm của
2
mô hình toàn cầu bằng các mô hình thống kê hoặc mô hình khí hậu khu vực.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của năng lực tính toán, các mô hình khu vực có
độ phân giải cao ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cập nhật kịch bản
BĐKH cho các khu vực quy mônhỏ. Đối với Việt Nam, mô hình khí quyển lập
phương bảo giác(CCAM) đã được ứng dụng trong xây dựng kịch bản biến đổi
khí hậu độ phân giải cao cho Việt Nam. Dự ándo Tổ chức Nghiên cứu Khoa học
và Công nghiệpLiên bang Úc (CSIRO) phối hợp với Viện Khoa học Khí tượng,
Thủy văn và Biến đổi khí hậu (IMHEN) và Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
thực hiện, bước đầu đã xây dựng các kịch bản BĐKH độ phân giải cao
(10kmx10km) cho 07 vùng khí hậu của Việt Nam, việc xây dựng kịch bản
BĐKH cho các khu vực nhỏ hơn (quy mô cấp tỉnh) cũng đã được thực hiện ở
một số tỉnh dựa trên phương pháp chi tiết hóa thống kê và số liệu các kịch bản
phát thải trong CMIP3.
Với lộ trình cập nhật kịch bản BĐKH dựa trên các kịch bản nồng độ khí
nhà kính trong CMIP5 của IPCC và Việt Nam, việc cập nhật kịch bản BĐKH
cho quy mô cấp tỉnh bằng phương pháp chi tiết hóa động lực vẫn là một vấn đề
mới cần quan tâm nghiên cứu. Trong khuôn khổ Luận văn này, tác giả tập trung
nghiên cứu, phân tích và đánh giá kết quả dự tính khí hậu chi tiết, độ phân giải
cao cho khu vực tỉnh Hà Tĩnh theo kết quả tính toán của mô hình CCAM với độ
phân giải 10km x 10km. Các nội dung nghiên cứu chính bao gồm: Tìm hiểu về
mô hình và kết quả tính toán đã có; thực hiện chiết xuất và xử lý các kết quả dự
tính khí hậu của các mô hình khí hậu khu vực; đánh giả khả năng mô phỏng của
mô hình; phân tích kết quả dự tính và đánh giá tính chưa chắc chắn trong các dự
tính đối với nhiệt độ, lượng mưa vào giữa và cuối thế kỷ 21 theo hai kịch bản
trung bình thấp RCP4.5 và cao RCP8.5.Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và
tài liệu tham khảo luận văn được bố cục làm 3 chương sau đây:
Chƣơng 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu, chương này đề cập những
nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến BĐKH, dự tính khí hậu.
Chƣơng 2: Phƣơng pháp nghiên cứu và số liệu, chương này trình bày
phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn, chi tiết về số liệu dùng
3
để tính toán, nghiên cứu.
Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận, chương này đưa ra kết quả
nghiên cứu về đánh giả khả năng mô phỏng của mô hình; phân tích kết quả dự
tính và đánh giá tính chưa chắc chắn trong các dự tính đối với nhiệt độ, lượng
mưa vào giữa và cuối thế kỷ 21 theo hai kịch bản trung bình thấp RCP4.5 và cao
4
RCP8.5.
Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Hiểu biết về biến đổi khí hậu
Hiệu ứng nhà kính đã được con người biết đến từ lâu với vai trò của các khí
nhà kính có trong bầu khí quyển (như các khí Cácbô níc, Mê tan, Ôxít Nitơ…)
giữ nhiệt độ của trái đất đủ ấm cho sự sống của con người và sinh vật trên trái đất.
Hiện nay khái niệm “biến đổi khí hậu” và sự nóng lên toàn cầu không còn
xa lạ và được đánh giá tiềm ẩn nhiều nguy cơ do các tác động của nó. Nhiệt độ
toàn cầu gia tăng cùng với sự thay đổi trong phân bố năng lượng trên bề mặt
Trái đất và bầu khí quyển đã dẫn đến sự biến đổi của các hệ thống hoàn lưu khí
quyển và đại dương mà hậu quả của nó là sự biến đổi của các cực trị thời tiết và
khí hậu. Nhiều bằng chứng đã chứng tỏ rằng, thiên tai và các hiện tượng cực
đoan ngày càng gia tăng ở nhiều vùng trên Trái đất mà nguyên nhân là do sự
biến đổi bất thường của các hiện tượng thời tiết, khí hậu cực đoan.
Nguyên nhân của biến đổi khí hậu có thể do các quá trình tự nhiên bên
trong hệ thống khí hậu, hoặc do tác động bên ngoài hoặc do tác động của con
người(sử dụng quá mức nhiên liệu hóa thạch, hoạt động sản xuất nông nghiệp,
chặt phá rừng, thay đổi mục đích sử dụng đất…).Các đánh giá liên quan đến
nguyên nhân gây ra BĐKH do hoạt động của con người do IPCC công bố đã có
những thay đổi qua mỗi lần công bố:
- Trong báo cáo của IPCC 1995: Cho rằng hoạt động con người chỉ đóng
góp vào 50% nguyên nhân gây ra BĐKH [23];
- Trong báo cáo của IPCC 2001: Sau nhiều khảo sát và đánh giá khoa học
thì kết quả chỉ ra rằng hoạt động con người đóng góp vào 67% nguyên nhân gây
ra BĐKH [24];
- Trong báo cáo của IPCC 2007: Một loạt các nghiên cứu được thực
hiện, kết quả chỉ ra rằng hoạt động con người đóng góp vào 90% nguyên nhân
gây ra BĐKH [25];
- Và theo bản báo cáo của IPCC gần đây nhất công bố năm 2013 đã kết luận
5
rằng hoạt động con người đóng góp vào 95% nguyên nhân gây ra BĐKH [26].
1.2. Biểu hiện của biến đổi khí hậu
1.2.1. Trên phạm vi toàn cầu
Trên quy mô toàn cầu, các quan trắc cho thấy nhiệt độ tăng trong giai đoạn 1901-2012 với mức tăng khoảng 0,89oC; riêng giai đoạn 1950-2012, nhiệt độ đã tăng khoảng 0,72oC (Hình 1.2). Có thể thấy, nhiệt độ trung bình toàn cầu
chủ yếu tăng mạnh mẽ trong những năm gần đây, trong khi giai đoạn trước đó
gần như không thay đổi. Từ giữa thế kỷ 20, nhiệt độ trung bình toàn cầu có chiều hướng tăng nhanh đáng kể với mức tăng khoảng 0,12oC/thập kỷ trong thời
kỳ 1901-2012 (Hình 1.1). Trong báo cáo AR5, IPCC đưa ra nhận định nhiệt độ
có xu thế tăng nhanh hơn ở các vùng vĩ độ cao so với vùng vĩ độ thấp; tăng
nhanh hơn ở vùng sâu trong lục địa so với vùng ven biển và hải đảo. Trong giai đoạn 1901-2012, mức tăng nhiệt độ cao nhất lên tới khoảng 2,5oC; mức tăng thấp nhất khoảng từ 0 đến 0,2oC. Báo cáo AR5 cũng khẳng định số ngày và đêm
lạnh có xu thế giảm; ngược lại số ngày và đêm nóng cùng số đợt nắng nóng có
xu thế gia tăng. Cùng với sự tăng nhanh của nhiệt độ, diện tích băng cũng có xu
6
thế giảm, giảm đáng kể nhất trong những năm gần đây[26].
a) Trung bình năm
b) Trung bình thập kỷ
Hình 1.1. Chuẩn sai nhiệt độ trung bình toàn cầu thời kỳ 1850-2012so với thời kỳchuẩn 1961-1999
(Nguồn: IPCC, 2013)
M ức ch ên h lệc h nh iệt độ o
(
Hình 1.2.Biến đổi nhiệt độ trung bình năm thời kỳ 1901-2012
(Nguồn: IPCC, 2013)
7
Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa có xu thế tăng lên rõ ràng nhất ở các
C ) so vớ i th vùng vĩ độ trung bình và vĩ độ cao; ngược lại, nhiều khu vực nhiệt đới có xu ời thế giảm. Xu thế tăng/giảm của lượng mưa phản ánh rõ ràng hơn trong giai kỳ 19 61 -
đoạn 1951-2010 so với giai đoạn 1901-2010 (Hình 1.3). Trong đó, xu thế tăng
rõ ràng nhất ở khu vực Châu Mỹ, Tây Âu và Úc; xu thế giảm rõ ràng nhất ở
khu vực Châu Phi và Trung Quốc. IPCC nhận định số vùng có số đợt mưa lớn
tăng nhiều hơn số vùng có số đợt mưa lớn giảm. Hạn hán không có xu thế rõ
ràng do hạn chế về số liệu quan trắc và đánh giá h ạn hán. Xu thế tần số bão
chưa rõ ràng, tuy nhiên gần như chắc chắn rằng số cơn bão mạnh cũng như
cường độ của các cơn bão mạnh đã gia tăng [26].
Hình 1.3.Biến đổi của lượng mưa năm thời kỳ 1901-2010 và thời kỳ 1951-2010 (được tính toán và hiển thị tương tự như Hình 1.2)
(Nguồn: IPCC, 2013)
1.2.2. Biến đổi khí hậu ở Việt Nam
Theo báo cáo kịch bản biến đổi khí hậu của Bộ Tài Nguyên và Môi
trường công bố năm 2012 [4],ở Việt Nam, xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng
mưa là rất khác nhau trên các vùng trong 50 năm qua (1961-2010) (Bảng 1.1). Nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,5oC trên phạm vi cả nước và lượng mưa
có xu hướng giảm ở phía Bắc, tăng ở phía Nam lãnh thổ.Vào mùa đông, nhiệt độ
tăng nhanh hơn ở vùng Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ (khoảng từ 1,3đến1,5oC/50 năm). Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và
8
Nam Bộ có nhiệt độ tháng 1 tăng chậm hơn so với các vùng khí hậu phía Bắc (khoảng từ 0,6đến0,9oC/50 năm). Tính trung bình cho cả nước, nhiệt độ mùa đông ở nước ta đã tăng lên 1,2oC trong 50 năm qua. Nhiệt độ tháng 7 tăng khoảng từ 0,3đến0,5oC/50 năm trên tất cả các vùng khí hậu của nước ta. Nhiệt
độ trung bình năm tăng từ 0,5đến0,6oC/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 0,3oC/50 năm.Mức
biến đổi nhiệt độ cực đại trên toàn Việt Nam nhìn chung dao động trong khoảng từ -3oC đến 3oC. Mức thay đổi nhiệt độ cực tiểu chủ yếu dao động trong khoảng từ -5oC đến 5oC. 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 BĐKH toàn cầu.
Bảng 1.1.Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các vùng khí hậu của Việt Nam
Nhiệt độ (oC)
Lƣợng mƣa (%)
Vùng khí hậu
Tháng 1 Tháng 7 Năm
Năm
Mùa khô (T11 - T4)
Mùa mƣa(T5 - T10)
Tây Bắc Bộ
1,4
0,5
0,5
6
-6
-2
Đông Bắc Bộ
1,5
0,3
0,6
0
-9
-7
Đồng bằng Bắc Bộ
1,4
0,5
0,6
0
-13
-11
Bắc Trung Bộ
1,3
0,5
0,5
4
-5
-3
Nam Trung Bộ
0,6
0,5
0,3
20
20
20
Tây Nguyên
0,9
0,4
0,6
19
9
11
Nam Bộ
0,8
0,4
0,6
27
6
9
(Nguồn: IMHEN/2012)
Lượng mưa vào mùa khô (tháng 11 đến tháng 4) tăng lên rất ít hoặcbiến đổi
không đáng kể ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng mạnh mẽ ở các vùng khí hậu
phía Nam trong 50 năm qua. Lượng mưa vào mùa mưa (tháng 5 đến tháng 10)
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 trong 50 năm qua. Xu thế diễn biến của
lượng mưa trong năm tương tự như lượng mưa vào 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
9
khác ở nước ta, nhiều nơi đến 20% trong 50 năm qua (Bảng 1.1).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 biến động mạnh xảy ra ở
khu vực miền Trung.
1.2.3. Biến đổi khí hậu ở khu vực tỉnh Hà Tĩnh
Với hệ quả nước biển dâng do BĐKH thì nơi chịu tác động lớn nhất ở
nước ta xảy ra tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng.
Trong khi đó, với điều kiện địa lý phức tạp như vùng duyên hải miền Trung và
đáng chú ý nhất là khu vực Bắc Trung Bộ thì đây là một trong những nơi chịu
ảnh hưởng nhiều nhất bởi thiên tai. Thực tiễn cho thấy đây là khu vực đã và
đang chịu ảnh hưởng từ ít nhất 8 loại hình do thiên tai, hiểm họa gây ra bao
gồm: bão, lũ (kể cả lũ quét), lụt, hạn hán, sạt lở đất, lốc, xâm nhập mặn và xói lở
bờ sông [9]. Trong đó, tỉnh Hà Tĩnh là một trong những địa phương thuộc khu
vực chịu nhiều tác động nhất của BĐKH đến đời sống kinh tế, môi trường sống
và sức khỏe người dân...Biểu hiện của BĐKH ở tỉnh Hà Tĩnh cũng thể hiện khá
rõ ràng trong những năm qua với nhiều sự kiện đã xảy ra trong thực tế.
Ngoài những đợt thiên tai như bão, lũ có tính thường niên, thời gian qua
tỉnh Hà Tĩnh còn phải đối mặt với những biến đổi bất thường như nắng nóng
gay gắt, rét đậm, rét hại kéo dài như đợt rét hại kéo dài mùa đông xuân 2008-
2009 với nhiệt độ xuống thấp nhất trong vòng 40 năm qua hay đợt nắng nóng trên dưới 40oC trong suốt 10 ngày liền vào tháng 7/2010 gây nên sự cạn kiệt ở
các con sông. Tháng 6/2010, sông La tại Linh Cảm mực nước tụt xuống -143cm,
thấp nhất trong chuỗi quan trắc từ trước tới nay. Thêm vào đó, thời gian ngập lụt
ở các con sông cũng kéo dài hơn so với những thập niên trước, như sông Ngàn
Sâu trong các năm 2008, 2009, 2010 đều kéo dài trên dưới 20 ngày [17].
Theo nghiên cứu gần đây nhất của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Tĩnh, nhiệt độ trung bình trên địa bàn tỉnh tính theo thập kỷ tăng từ 0,1đến0,2oC,
nhiệt độ trung bình giai đoạn 2000-2010 so với 10đến30 năm trước đây tăng từ 0,3đến0,6oC, riêng vùng Hương Khê tăng từ 0,7đến1,4oC. Trong khi đó, lượng
10
mưa lại có xu hướng giảm hẳn với sự biến động lớn cả về không gian, thời gian
cũng như cường độ. Tuy lượng mưa ít nhưng cường độ mưa lớn gây lũ, lũ quét
ngày một gia tăng. Theo đó, tần suất và quy luật của các cơn bão cũng thay đổi.
Thông thường mùa mưa bão ở tỉnh Hà Tĩnh từ tháng 9 đến tháng 11 và chỉ các
cơn bão số 7, 8, 9 mới đổ bộ vào. Thế nhưng, gần đây, xu hướng bão có sự thay
đổi rõ rệt. Khoảng thời gian có khả năng xảy ra bão mở rộng từ tháng 8 đến
tháng 12 và ngay từ cơn bão số 1 đã có thể đổ vào khu vực Hà Tĩnh [17].
Bên cạnh đó, tần suất và quy luật lũ lụt cũng thay đổi. Nếu như trước đây,
lũ chỉ xuất hiện từ tháng 8 đến tháng 10 thì nay lũ có thể xuất hiện từ tháng 4 đến
tháng 12 (ví dụ: như cơn lũ tháng 4/2003 gây thiệt hại nặng nề). Không chỉ vậy,
các cơn lũ còn xảy ra với dòng chảy mạnh hơn, tốc độ nhanh hơn, đỉnh lũ cao hơn
khiến địa phương và người dân không kịp ứng phó, gây thiệt hại nặng nề về người
và tài sản. Đặc biệt, nguy hại hơn là sự gia tăng của hiện tượng xâm thực bờ biển
và nước biển xâm nhập sâu vào các sông. Đến nay, nước biển đã lấn sâu vào các
con sông hơn 10 km nữa và hiện tượng NBD cũng cao hơn 10 năm trước từ 10 -
20cm. Tình trạng đó dẫn đến hậu quả nghiêm trọng là sự xâm mặn ngày càng mở
rộng. 100% giếng khơi mới đào khoảng 4 năm trở lại đây ở Hộ Độ (huyện Lộc
Hà) đã bị nhiễm mặn không sử dụng được. Còn ở cống Trung Lương (huyện Hồng Lĩnh) thì độ mặn đo đươc hồi tháng 6/2010 ở mức 4,5 đến 5,5o/oo, có khi lên mức 7 đến 8 o/oo, do đó vụ hè thu không có nước ngọt để tưới dẫn đến mất mùa
nặng[17].
1.3. Nghiên cứu dự tính khí hậu trên thế giới và Việt Nam
Trong những năm gần đây, BĐKH diễn ra ngày càng phức cùng với đó là
sự thất thường, trái với quy luật của các hiện tượng khí hậu như nhiệt độ, lượng
mưa, hạn hán, mưa lớn… Điều này đã gây ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế -
xã hội ở nhiều quốc gia. Do đó, vấn đề nghiên cứu dự tính, cập nhật kịch bản
BĐKH nhận được nhiều sự quan tâm của cộng đồng nghiên cứu. Kịch bản là
hình ảnh của tương lai và không phải là kết quả dự đoán hay dự báo. Mỗi kịch
bản là một bức tranh tưởng tượng dựa trên những suy luận có căn cứ khoa học
11
về sự phát triển của tương lai có thể xảy ra [12].
1.3.1. Trên thế giới
Thời gian qua, con người ngày càng có những hiểu biết sâu rộng hơn về
khoa học BĐKH cũng như những tác động của nó đối với môi trường, kinh tế và
xã hội. Chính vì vậy, IPCC không ngừng cập nhật các kịch bản để bổ sung các
thông tin và hiểu biết mới nhất của nhân loại để hoàn thiện các kịch bản BĐKH
và NBD toàn cầu. Cho cho tới nay, IPCC đã thực hiện 5 lần xây dựng và cập
nhật kịch bản BĐKH và NBD chính thông qua 5 lần báo cáo đánh giá BĐKH.
Theo kết quả cập nhật năm 2013 [26], BĐKH ở quy mô toàn cầu có
những điểm đáng lưu ý như:
(1) Nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng khoảng 0,89oC (dao động từ 0,69
đến 1,08oC) trong thời kì 1901-2012;
(2)Từ giữa thế kỷ 20,nhiệt độ trung bình toàn cầu có chiều hướng tăng
nhanh đáng kểvới mức tăng khoảng 0,12oC/thập kỷ trong thời kỳ 1901-2012;
(3) Giáng thủy trung bình toàn cầu kể từ năm 1901 có xu thế tăng ở vùng
lục địa vĩ độ trung bình thuộc bắc bán cầu;
(4) Đối với các hiện tượng thời tiết và khí hậu cực đoan, số ngày và số
đêm lạnh có xu thế giảm, số đêm nóng lại có xu thế tăng lên trên quy mô toàn
cầu. Ở một số khu vực, số sóng nhiệt tăng lên và nhiều khu vực có số ngày xảy
ra hiện tượng mưa lớn tăng, trong khi một số khu vực khác lại giảm;
(5) Mực nước biển trung bình toàn cầu tăng lên 0,19 m trong thời kì từ
năm 1901-2010 và tốc độ tăng lên ngày càng nhanh trong hai thập kỉ vừa qua.
Những biến đổi về mực nước biển trong 100 năm gần đây được nhận định là cao
một cách dị thường trong hai thiên niên kỷ qua.
Kịch bản SRES trước đây của IPCC được phát triển qua hình thức tuần
tự, tức là cần xác định các kịch bản về phát thải và kinh tế - xã hội trước, trên
cơ sở đó mới xây dựng các kịch bản BĐKH và cuối cùng mới thực hiện các mô
hình đánh giá tác động. Theo cách tiếp cận cũ này, phải mất nhiều năm mới có
12
được các thông tin về kịch bản BĐKH và kịch bản kinh tế - xã hội phục vụ các
hoạt động nghiên cứu về đánh giá tác động, thích ứng hay khả năng tổn thương
do BĐKH. Không những thế, trong cách tiếp cận tuần tự này, nếu có sự thay
đổi trong các quá trình trước sẽ phải quay lại chạy các mô phỏng từ đầu để đưa
các thông tin hay số liệu mới vào.
Trong cách tiếp cận mới, IPCC sử dụng phương pháp đồng thời. Trong
phương pháp này, trước hết xác định một nhóm các kịch bản nồng độ khí nhà
kính RCPs trên cơ sở kết quả các nghiên cứu, dự án trước đây. Các RCPs được
lựa chọn sao cho chúng đại diện các nhóm kịch bản phát thải và đảm bảo các
RCPs bao phủ được tương đối hợp lý dải biến đổi của nồng độ các khí nhà
kính có thể sảy ra trong tương lai. Các RCPs cũng đảm bảo tính tương đồng
tương đối với các kịch bản cũ SRES [25]. Các kịch bản RCP thường được sử
dụng hiện nay bao gồm RCP8.5, RCP6.0, RCP4.5, RCP2.6.
Kịch bản nồng độ khí nhà kính cao (RCP8.5) được phát triển bởi Viện
Phân tích hệ thống ứng dụng quốc tế, Australia. Kịch bản RCP8.5 được đặc trưng bởi cưỡng bức bức xạ tăng liên tục từ đầu thế kỷ và đạt 8,5W/m2 vào năm 2100, tiếp tục tăng tới 13W/m2 vào năm 2200 và ổn định sau đó. Kịch bản
RCP8.5 tương đương với SRES A1FI.
Kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình cao (RCP6.0) được phát triển
bởi nhóm nghiên cứu mô hình AIM tại Viện Nghiên cứu Môi trường (NIES),
Nhật Bản. RCP6.0 là một trong hai kịch bản trung bình với cưỡng bức bức xạ ổn định. Cưỡng bức bức xạ trong RCP6.0 tăng tới mức khoảng 6,0W/m2 vào năm
2100 và ổn định sau đó với giả thiết là áp dụng các công nghệ và chiến lược giảm
phát thải khí nhà kính. Kịch bản RCP6.0 tương đương với kịch bản SRES B2.
Kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp (RCP4.5) được phát triển
bởi nhóm nghiên cứu mô hình GCAM tại Phòng thí nghiệm quốc tế Tây Bắc Thái
Bình Dương, Viện Nghiên cứu Biến đổi toàn cầu (JGCRI), Hoa Kỳ. Đây cũng là
13
kịch bản có cưỡng bức bức xạ ổn định, trong đó tổng cưỡng bức bức xạ đạt tới mức khoảng 4,5W/m2 vào năm 2065 và ổn định tới năm 2100 và sau đó, không
có sự tăng đột ngột trong một thời gian dài. Kịch bản RCP4.5 tương đương với
SRES B1.
Kịch bản nồng độ khí nhà kính thấp (RCP2.6) được phát triển bởi nhóm
mô hình IMAGE của Cơ quan đánh giá môi trường Hà Lan (PBL). Trong RCP2.6, cưỡng bức bức xạ đạt đến giá trị khoảng 3,1W/m2 vào giữa thế kỷ, sau đó giảm về giá trị 2,6 W/m2 vào năm 2100 và tiếp tục giảm sau đó. Để đạt được
mức cưỡng bức bức xạ thấp này, phát thải khí nhà kính phải giảm một cách đáng
kể theo thời gian. Không có kịch bản SRES tương đương với kịch bản RCP2.6.
Điểm đáng lưu ý trong báo cáo lần này của IPCC là việc ứng dụng các mô
hình động lực quy mô toàn cầu (GCM) trong nghiên cứu về BĐKH và xây dựng
các kịch bản khí hậu. Nếu như trong năm 2007, IPCC đã triển khai dự án nghiên
cứu tổ hợp đa mô hình CMIP3 nhằm mục đích thu thập dữ liệu đầu ra của 21 mô
hình toàn cầu khác nhau phục vụ cho AR4 trong AR5 của IPCC, dự án CMIP5
đã được thực hiện với tổ hợp của gần 50 mô hình toàn cầu. Điểm khác biệt quan
trọng của dự án CMIP5 so với CMIP3 là các mô hình trong CMIP5 sẽ chạy với
kịch bản nồng độ khí nhà kính RCP. Về mặt khoa học, CMIP5 sẽ tập trung vào
ba khía cạnh chính mà CMIP3 còn hạn chế, cụ thể: (1) Đánh giá cơ chế quyết
định sự khác biệt trong mô phỏng của các mô hình đối với chu trình các - bon và
mây; (2) Đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình đối với các hiện tượng có
quy mô thập kỷ; và (3) Tìm nguyên nhân dẫn tới việc các mô hình mô phỏng rất
khác nhau đối với cùng một kịch bản. Một điểm đáng lưu ý khác là thời kỳ cơ sở
được lựa chọn để so sánh là thời kỳ 1986-2005, thay cho thời kỳ 1980-1999 như
lần công bố trước đây. Cũng trong báo cáo AR5 [26], IPCC đã bổ sung thêm các
đánh giá toàn diện hơn về mức độ biến đổi của cực đoan khí hậu (SREX) và xuất
bản tập Atlas biến đổi khí hậu mà trong báo cáo AR4 không có hoặc chưa đầy
đủ.
Những báo cáo đánh giá của IPCC trở thành nền tảng cho các nước trên thế
giới trong quá trình xây dựng và cập nhật kịch bản BĐKH cho quốc gia mình và
14
mở rộng hơn cho những khu vực cụ thể trên lãnh thổ. Nhiều nước ngay sau công
bố của IPCC đã thực hiện xây dựng và sửa đổi các kịch bản BĐKH trong nước
bám sát những điểm mới trong các kịch bản phát thải qua các lần báo cáo của
IPCC.
Tại Australia, Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Liên bang
Úc (CSIRO) đã bắt đầu xây dựng kịch bản cho quốc gia đầu tiên vào tháng 6 năm
1990, qua các năm đã liên tục cập nhật những kịch bản CSIRO (1991), CSIRO
(1992), CSIRO (1996), CSIRO (2001), CSIRO-BoM (2007). Qua các lần sửa đổi,
các kịch bản dần được hoàn thiện với sự dần chi tiết hơn cho các khu vực không
gian (từ chỉ xây dựng kịch bản cho khu vực phía Bắc, phía Nam và khu vực sâu
trong nội địa quốc gia trong kịch bản CSIRO (1990) đến cụ thể cho những vùng
lục địa nhỏ hơn trong CSIRO (1992) và chi tiết đến từng địa phương trong
CSIRO_BoM (2007). Số lượng và kết quả đầu ra của các mô hình được thu thập
dữ liệu nhằm xây dựng kịch bản được tăng lên, với số lượng biến được tăng lên là
7 trong CSIRO (2007). Các kịch bản này luôn bám sát những tính toán và phương
pháp mới nhất qua các lần báo cáo của IPCC, vì vậy ngay sau công bố báo cáo
đánh giá AR5, CSIRO cùng Cục Khí tượng thuộc BộMôi trường Úc đã thực hiện
dự án cập nhật kịch bản BĐKH mới nhất. Dự án này có một số điểm khác biệt so
với những công bố trước đó vào năm 2007 cụ thể với mô hình CMIP5 được sử
dụng chứa kết quả mô phỏng của hơn 40 mô hình toàn cầu, vai trò của việc chi
tiết hóa độ phân giải cao được tăng cường hơn, mức độ tự tin về kết quả tăng lên
và được sử dụng trong nhiều dự báo quan trọng. Hơn thế nữa, ngoài việc cung cấp
từ 10 đến 90% phạm vi của sự biến đổi đối với hầu hết các biến, nhu cầu đánh giá
rủi ro được hỗ trợ tốt hơn thông qua việc cung cấp các ứng dụng sẵn sàng cho bộ
dữ liệu [21].
Vương quốc Anh (UK) là một trong những quốc gia xây dựng và cập nhật
kịch bản nhanh chóng, bám sát theo những công bố mới nhất của IPCC. Với các
kịch bản BĐKH như UKCIP91, UKCIP96, UKCIP98, UKCIP02, UKCP09.
Cách thức xây dựng kịch bản về tổng thể giống so với các kịch bản BĐKH của
Úc, các kịch bản này chủ yếu được thực hiện trên hệ thống kịch bản phát thải
15
khí nhà kính c ủa SRES được sử dụng trong các báo cáo đánh giá của IPCC từ
lần thứ nhất đến lần thứ tư, phần lớn được dựa trên các mô hình khí hậu của Met
Office. Trong đó, kịch bản UKCP09 sử dụng 3 kịch bản phát thải (cao, trung
bình, thấp) thay vì 4 kịch bản (cao, trung bình cao, trung bình thấp, thấp) như
những kịch bản trước đó; đây cũng là kịch bản đầu tiên của Dự án Dự tính khí
hậu Vương quốc Anh đính kèm xác suất với những mức độ khác nhau của sự
thay đổi khí hậu trong tương lai. Theo một nghiên cứu gần đây bởi Met Office,
hiện tại kịch bản UKCP09 tiếp tục cung cấp những đánh giá có giá trị cho khí
hậu UK và được sử dụng cho các kế hoạch thích ứng. Điều này dựa trên kết quả
so sánh giữa một trong những cốt lõi của tập hợp các mô hình khí hậu cái mà là
cơ sở xây dựng UKCP09 với kết quả từ mô hình đánh giá mới nhất CMIP5 được
công bố trong AR5 của IPCC. Kết quả đưa ra cho thấy, phạm vi biến đổi trong
tương lai của các điều kiện khí hậu trung bình theo CMIP5 thì phù hợp với
những dự án xác suất từ UKCP09 ngoại trừ một số điểm khác trong lượng mưa
mùa hè [31].
Ngay sau công bố báo cáo AR5, Hà Lan đã công bố bản cập nhật kịch bản
biến đổi khí hậu và nước biển dâng KNMI’14 dựa trên các tính toán mới nhất
của IPCC và ứng dụng phương pháp chi tiết hóa động lực. Trong đó ngoài thông
tin về các yếu tố khí hậu trung bình, KNMI’14 đã cung cấp các đánh giá về mức
độ biến đổi của các cực đoan và bổ sung thông tin về độ ẩm, gió, bức xạ, bốc
hơi, hạn hán. Kết quả kịch bản là tổ hợp theo nhóm tác động khác nhau về sự
biến đổi của nhiệt độ, lượng mưa [27].
Nhờ việc phát triển trong các mô hình khí hậu được sử dụng và phương
pháp xây dựng kịch bản BĐKH, dự tính cho khí hậu tương lai không chỉ dừng
cho các trung bình của yếu tố khí hậu mà còn dự tính cho cả các cực trị khí hậu
và các hiện tượng khí hậu cực đoan không chỉ trên quy mô toàn cầu mà còn
trên khu vực nhỏ hơn. Hơn thế nữa, một số quốc gia đã thực hiện dự án xây
dựng trang web cung cấp những phần mềm mô phỏng khí hậu trong tương lai
chạy trên các máy tính cá nhân, ví dụ như trang web
www.climateprediction.netcủa Vương quốc Anh, với mục tiêu có được hàng
16
trăm ngàn mô phỏng khí hậu với các sai số hạn chế hơn và có thể đưa ra các dự
báo có kết quả chính xác hơn thực hiện quá trình dự báo tổng thể.
1.3.2.Việt Nam
Ở Việt Nam, xây dựng và cập nhật kịch bản BĐKH và nước biển dâng đã
được bắt đầu khá sớm. Nguyễn Đức Ngữ và ccs. (1992) [7] đã thực hiện và công
bố báo cáo về biến đổi khí hậu và tác động của chúng ở Việt Nam. Năm 1994,
Nguyễn Đức Ngữ và ccs đã đưa ra kịch bản BĐKH đầu tiên cho Việt Nam trong
khuôn khổ dự án “Biến đổi khí hậu ở Châu Á” do Ngân hàng Phát triển Châu Á
(ADB) tài trợ, Bộ Thủy lợi chủ trì. Trong công trình này, các tác giả đã tổng kết
các biểu hiện và tác động của BĐKH ở Việt Nam trong 100 năm qua. Đồng thời
các tác giả đã thực hiện kiểm kê quốc gia khí nhà kính năm 1990 ở Việt Nam.
Từ năm 1994 đến 1998 trong quá trình tham gia các dự án quốc tế về biến
đổi khí hậu như Huấn luyện biến đổi khí hậu, Chiến lược giảm khí nhà kính với
chi phí thấp nhất cho Châu Á, Các vấn đề kinh tế của biến đổi khí hậu, Nguyễn
Đức Ngữ và ccs đã hoàn thành kiểm kê quốc gia khí nhà kính năm 1993. Các tác
giả cũng đã xây dựng các phương án giảm khí nhà kính ở Việt Nam, đánh giá
tác động của biến đổi khí hậu đến các lĩnh vực kinh tế xã hội chủ yếu, xây dựng
kịch bản biến đổi khí hậu ở Việt Nam cho các năm 2020, 2050, 2070.
Bộ Tài nguyên và Môi trường (2003) [1]đã hoàn thành thông báo đầu tiên
của Việt Nam cho UNFCCC. Trong đó, báo cáo đã tổng kết BĐKH của Việt
Nam trong 100 năm gần đây, kiểm kê quốc gia khí nhà kính năm 1993 và ước
lượng khí nhà kính các năm 2020, 2050, đánh giá tác động của BĐKH đến các
lĩnh vực kinh tế xã hội chủ yếu, xây dựng kịch bản BĐKH ở Việt Nam, kiến
nghị các giải pháp giảm nhẹ biến đổi khí hậu và thích ứng với biến đổi khí hậu ở
Việt Nam,…
Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009) đã xây dựng và công bố: “Kịch bản
biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam” [3] với mục đích hỗ trợ cho việc
phân tích, đánh giá BĐKH và tác động của nó, tìm giải pháp thích ứng và giảm
thiểu BĐKH. Trong đó, phương pháp tổ hợp (MAGICC/SCENGEN) và phương
17
pháp chi tiết hóa thống kê đã được lựa chọn để xây dựng kịch bản BĐKH, nước
biển dâng trong thế kỷ 21. Các kịch bản phát thải khí nhà kính bao gồm: Kịch bản
phát thải thấp B1, kịch bản phát thải trung bình B2 và kịch bản phát thải cao A2
được lựa chọn để tính toán xây dựng kịch bản BĐKH cho nhiệt độ, lượng mưa
trung bình năm và trung bình mùa. Kế thừa kết quả nghiên cứu của kịch bản năm
2009, Bộ tài nguyên và Môi trường (2012) [4] đã tiếp tục xây dựng và công bố
“Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam” thể hiện đầy đủ và
chi tiết hơn cả về phương pháp và quy mô so với kịch bản năm 2009. Các kịch
bản năm 2012 được xây dựng trên cơ sở không chỉ sử dụng phương pháp chi tiết
hóa thống kê mà còn sử dụng kết quả tính toán từ các mô hình số trị PRECIS (của
Trung tâm Khí tượng Hadley) và MRI (Cục khí tượng Nhật Bản); các kịch bản về
nhiệt độ và lượng mưa được thể hiện chi tiết cho các khu vực nhỏ của Việt Nam,
đáp ứng được yêu cầu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đối với từng khu
vực nhỏ; các yếu tố cực trị (nhiệt độ cao nhất, thấp nhất, mưa lớn) cũng đã được
tính toán để phục vụ cho công tác quy hoạch và thiết kế của các ngành; Các kịch
bản nước biển dâng được xác định với mức độ chi tiết cho 64 tỉnh trên phạm vi cả
nước.
Năm 2011, Phan Văn Tân và ccsđã thực nghiên cứu "Nghiên cứu tác động
của BĐKH toàn cầu đến các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam,
khả năng dự báo và giải pháp chiến lược ứng phó", kết quảđã đưa ra các dự tính
sự biến đổi của các điều kiện khí hậu cực đoan trong tương lai ở Việt Nam đến
năm 2050 theo kịch bản phát thải A1B và A2 từ sản phẩm các mô hình khí
hậu.Cũng trong năm 2011, Ngô Đức Thành và ccs [13]nghiên cứu dự tính các
hiện tượng khí hậu cực đoan theo các kịch bản phát thải SRES A1B và A2 bằng
phương pháp tổ hợp đa mô hình. Kết quả cho thấy, phương án tổ hợp có nhiều
ưu điểm hơn so với kết quả của mỗi mô hình toàn thành phần.
Vào năm 2013, Dự án hợp tác quốc tế"Dự tính khí hậu tương lai với độ
phân giải cao cho Việt Nam" do Tổ chức Nghiên cứu khoa học và Công nghệ
liên bang Úc (CSIRO) phối hợp với Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến
đổi khí hậu (IMHEN) và Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thực hiện [15], kết
18
quả đã xây dựng các kịch bản BĐKH độ phân giải cao cho Việt Nam bằng mô
hình CCAM, đồng thời sử dụng mô hình RegCM, WRF để chi tiết hóa động lực
với số liệu đầu vào từ mô hình CCAM. Kết quả dự tính cho thấy, với nhiệt độ, xu
thế tiếp tục tăng trong giai đoạn tương lai với mức tăng cao nhất ở phía Bắc.
Nhiệt độ các vùng khí hậu được dự tính tăng từ 0,8°C đến 3,4°C vào năm 2050
và tiếp tục tăng đến cuối thế kỷ 21.Trung bình năm, dự tính lượng mưa trên 7
vùng khí hậu có sự biến đổi, dao động từ -16% đến 36% vào giữa thế kỷ (2050)
và biến đổi mạnh hơn chút ít vào cuối thế kỷ 21. Lượng mưa mùa hè dự tính có
xu thế giảm ở hầu khắp lãnh thổ, riêng khu vực Trung Bộ mưa có xu thế tăng ở
tất cả các mùa trong năm. Tuy nhiên, độ tin cậy của kết quả dự tính sự biến đổi
của lượng mưa khá thấp.
Năm 2014, Dự án “Ứng dụng mô hình hệ thống mô phỏng trái đất của Na
Uy xây dựng kịch bản BĐKH, nghiên cứu hệ thống gió mùa và các hiện tượng
khí hậu cực đoan ở Việt Nam” [5] doViện Khoa học Khí tượng, Thủy văn và
Biến đổi khí hậu thực hiện. Trong dự án, mô hình WRF được dùng để chi tiết
hóa động lực cho Việt Nam với số liệu đầu vào từ hệ thống mô hình toàn cầu
của Na Uy. Số liệu GCM của NorESM được sử dụng làm đầu vào cho mô hình
với phạm vi miền tính mô phỏng cho Việt Nam, tiến hành mô phỏng thời kỳ
tương lai 2006-2100 theo hai kịch bản là RCP4.5 và RCP8.5, giai đoạn 1986-
2005 được chọn là thời kỳ cơ sở. Kết quả dự tính khí hậu cho thấy: Đối với nhiệt
độ, theo kịch bản RCP4.5, vào giai đoạn giữa thế kỷ, trung bình cả năm, nhiệt độ
tăng khoảng 1°C; đến cuối thế kỷ, tăng khoảng 1,42°C trên toàn lãnh thổ Việt
Nam, khu vực phía Bắc tăng nhanh hơn khu vực phía Nam. Theo kịch bản
RCP8.5, vào giữa thế kỷ, nhiệt độ không khí trung bình năm tăng khoảng 1,4°C;
cuối thế kỷ, mức tăng đến gần 3°C trên toàn Việt Nam.Đối với lượng mưa, theo
kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ, lượng mưa năm tăng trung bình 8% trong đó
có xu thế tăng dần từ Bắc vào Nam và Tây Nguyên. Cuối thế kỷ, hầu hết các
mùa đều tăng với lượng mưa năm tăng khoảng 9,2%. Theo kịch bản RCP8.5,
vào giữa thế kỷ, lượng mưa năm tăng khoảng 9%; cuối thế kỷ, lượng mưa tăng ở
toàn bộ các mùa trong năm, lượng mưa năm tăng đến 30% nhưng không đồng
19
đều ở các khu vực [5].
Năm 2015, trong khuôn khổ đề tài ”Nghiên cứu luận cứ khoa học cập nhật
kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam”, Nguyễn Văn Hiệp
và ccs. đã đưa ra cơ sở khoa học và thực tiễn phục vụ cập nhật kịch bản bản biến
đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam năm 2015 dựa trên bộ số liệu cập
nhật mới nhất (CMIP5) trong cáo cáo AR5 của IPCC [8]. Điểm đáng chú ý của
nghiên cứu này là đã ứng dụng các mô hình động lực khu vực có độ phân giải
cao, trong đó có mô hình PRECIS của Trung tâm Khí tượng Hadley - Vương
Quốc Anh, mô hình MRI-20km của Viện Nghiên cứu Khí tượng Nhật Bản, mô
hình clWRF/NorESM của NaUy, mô hình RegCM của Ý và mô hình CCAM
của Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Liên bang Úc (CSIRO). Nổi
bật trong các mô hình trên là mô hình CCAM với độ phân giải lên đến 10km và
được chạy với đầu vào từ 6 mô hình toàn cầu.
Mô hình khí quyển lập phương bảo giác (CCAM) (Conformal Cubic
Asmostpheric Model) là mô hình khí quyển toàn cầu sử dụng hệ lưới ở dạng lập
phương bảo giác.Mô hình CCAM được nghiên cứu và phát triển bởi Tổ chức
Nghiên cứu Khoa học vàCông nghiệp Liên Bang (CSIRO) Australia. Đến nay,
mô hình này đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia như: Thái Lan, Nam
Phi, Campuchia, Úc, Việt Nam…. cho nhiều mục đích nghiên cứu khí hậu khác
nhau. Ở Thái Lan, mô hình CCAM đã được ứng dụng trong nghiên cứu “Đánh
giá tác động và thích ứng với biến đổi khí hậu ở nhiều lĩnh vực cho nhiều nhiều
khu vực” [30]. Ở Nam Phi, mô hình CCAM đã được sử dụng để nghiên cứu về
xu thế khí hậu và kịch bản BĐKH ở khu vực này trong các giai đoạn 2015-2025,
2040-2060; 2080-2100 so với thời kỳ cơ sở 1971-2005, trong đó điều kiện biên
và ban đầu của mô hình là số liệu mô phỏng kịch bản A2 thuộc AR4 và số liệu
các kịch bản RCP4.5, RCP8.5 thuộc AR5 của IPCC [28]. Ở Campuchia, mô
hình này cũng đã được áp dụng để nghiên cứu đánh giá tác động của BĐKH đến
các yếu tố nhiệt độ và lượng mưa trong thế kỷ 21 ở các tỉnh Koh Kong và
ModulKiri, trong đó điều kiện biên và ban đầu của mô hình là từ số liệu các mô
hình thuộc dự án CMIP5 chạy với các kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 [18]. Gần
20
đây nhất, Úc đã cập nhật kịch bản BĐKH với cách tiếp cận mới nhất của IPCC
theo các kịch bản phát thải khí nhà kính RCPs của IPCC với CCAM được sử
dụng là một mô hình động lực để thực hiện chi tiết hóa. Các số liệu CMIP5 mô
hình toàn cầu làm đầu vào bao gồm 6 mô hình: ACCESS-1.0, CCSM4, CNRM-
CM5, GFDL-CM5, GFDL-CM3, MPI-ESM-LR và NorESM1-M; hai kịch bản
phát thải khí nhà kính sử dụng là RCP4.5 và RCP8.5 [21]. Tại Việt Nam, mô
hình này được áp dụng dự tính khí hậu tương lai với độ phân giải cao do Chính
phủ Úc tài trợ trong khuôn khổ hợp tác giữa CSIRO, IMHEN và Trường Đại
học Khoa học tự nhiên [16]
Không chỉ đối với toàn bộ lãnh thổ, các kịch bản biến đổi khí hậu cho các
khu vực nhỏ ở nước ta trong thế kỷ 21 cũng đã được nghiên cứu và nhận được
nhiều sự quan tâm của một số nhà khoa học.Viện Khoa học Khí tượng, Thủy
văn và Biến đổi khí hậu (2010) [14] đã tiến hành nghiên cứu tác động của
BĐKH lên tài nguyên nước và các biện pháp thích ứng cho Đồng bằng sông
Cửu Long do Đại sứ quán Đan Mạch tại Việt Nam tài trợ. Trong đó, các tác giả
đã sử dụng phương pháp chi tiết hóa động lực bằng mô hình PRECIS và ứng
dụng phần mềm MAGICC/SCENGEN kết hợp với hiệu chỉnh thống kê để xây
dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho cho các yếu tố nhiệt độ trung bình năm,
lượng mưa năm, lượng bốc thoát hơi tiềm năng trong các thập kỷ của thế kỷ 21
ở khu vực này. Thời kỳ cơ sở được lựa chọn trong nghiên cứu này là 1980-1999.
Số liệu đầu vào cho mô hình MAGICC/SCENGEN là các kịch bản phát thải khí
nhà kính A2, B2, B1; và điều kiện biên và ban đầu cho mô hình PRECIS là số
liệu mô phỏng theo kịch bản A2; B2 từ mô hình toàn cầu. Kết quả chỉ ra nhiệt
độ và lượng bốc hơi tiềm năng ở khu vực này sẽ tăng lên trong thế kỷ 21 so với
thời kỳ quá khứ. Tuy nhiên, lượng mưa lại có xu thế giảm đi từ tháng 12đến
tháng5 và tăng lên trong từ các tháng 6đếntháng 11, trong đó lượng mưa tháng
7và8 tăng lên không đáng kể.
Viện Khoa học Khí tượng,Thủy văn và Biến đổi khí hậu (2011) [15] đã sử
dụng phương pháp chi tiết hóa thống kê để xây dựng kịch bản BĐKH,NBD cho
tỉnh Quảng Trị cho thấy: ở tỉnh Quảng Trị, nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tối cao,
21
nhiệt độ tối thấp trung bình năm và lượng mưa mùa mưa có xu thế tăng lên,
trong khi lượng mưa mùa khô có xu thế giảm đi trong thế kỷ 21 so với thời kỳ
quá khứ.
Hoàng Đức Cường và Phạm Thị Duyên [6] xây dựng kịch bản BĐKH cho
lưu vực sông Hồng cho các yếu tố nhiệt độ và lượng mưa trung bình dựa trên kết
quả của MAGICC/SCENGEN. Trong đó, kịch bản phát thải cao A1F1 là đầu
vào của mô hình MAGICC và sử dụng SCENGEN tính toán sự biến đổi của
nhiệt độ và lượng mưa cho các mùa trong năm và cả năm đối với từng 10 năm của thế kỷ 21 so với năm 1990 với độ phân giải 5o x 5o kinh vĩ. Từ các kịch bản
MAGICC/SCENGEN cho cả Việt Nam, tác giả đã sử dụng sơ đồ lưu vực sông
Hồng và phương pháp trung bình có trọng số để xây dựng kịch bản biến đổi khí
hậu cho vùng thượng lưu sông Hồng. Kết quả cho thấy: Trong thế kỷ 21, nhiệt
độ và lượng mưa ở vùng này sẽ tăng lên so với quá khứ đối với phương án phát
thải cao, nhiệt độ mùa đông sẽ tăng nhanh hơn so với nhiệt độ mùa hè và mức
tăng lượng mưa mùa khô cao hơn so với lượng mưa mùa mưa.
Trương Hoài Thanh và ccs. [11] đã ứng dụng phần mềm SIMCLIM
trong xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Thanh Hóa, trong đó hai
kịch bản phát thải cao (A1F1) và trung bình (B2) được chọn để tính toán các
kịch bản về biến đổi nhiệt độ và lượng mưa trong các giai đoạn đầu, giữa và
cuối thế kỷ 21 so với năm 1990. Kết quả cho thấy: Nhiệt độ ở khu vực tỉnh
Thanh Hóa tăng đều qua các năm và tăng theo các kịch bản trung bình và cao.
Tuy nhiên, lượng mưa trung bình có xu thế giảm đi trong mùa đông, mùa xuân
và tăng lên trong mùa hè, mùa thu so với thời kỳ quá khứ.
1.4. Tính chƣa chắc chắn trong dự tính khí hậu
Kịch bản biến đổi khí hậu luôn tồn tại tính không chắc chắn, việc chỉ ra
tính không chắc chắn trong kịch bản sẽ giúp cho người sử dụng có được cái nhìn
toàn diện về các kết quả đưa ra và giúp cho việc sử dụng kịch bản hợp lý hơn.
Tính không chắc chắn của kịch bản biến đổi khí hậu do những nguyên nhân sau
đây:
22
- Tính không chắc chắn trong kịch bản phát thải khí nhà kính, từ việc xác
định kịch bản kinh tế - xã hội (phát triển công nghệ, sử dụng đất, thị phần các-
bon,...), xác định mối quan hệ giữa nồng độ khí nhà kính trong khí quyển với bức
xạ và chuyển các kịch bản phát thải khí nhà kính thành nồng độ khí nhà kính trong
khí quyển, đến việc xác định tương tác qua lại giữa BĐKH với hệ thống kinh tế -
xã hội.
- Tính không chắc chắn đến từ chính sự không hoàn hảo của mô hình động
lực, do hạn chế trong khả năng mô phỏng các quá trình vật lý xảy ra trong hệ
thống khí quyển nên cần sử dụng các giá trị xấp xỉ gần đúng như ước lượng các
tham số vật lý, tham số hoá các quy mô dưới lưới, nhiễu động gây ra do rời rạc
hoá các quá trình liên tục trong mô hình lưới hay loại bỏ bước sóng trong mô hình
phổ;
- Tính không chắc chắn trong điều kiện ban đầu của mô hình do sự hạn
chế về số liệu quan trắc.
1.5. Một số nhận xét cuối Chƣơng 1
Việt Nam là một trong những nước chịu nhiều ảnh hưởng nhất của BĐKH
(Nghị quyết 24-NQ/TW). Theo đánh giá xu thế biến đổi của khí hậu trong quá
khứ của Bộ TNMT năm 2012:Số ngày nóng tăng, số đêm lạnh giảm; Cực trị
nhiệt độ tăng ở hầu hết các vùng, ngoại trừ Tx có xu thế giảm ở một số trạm
phía Nam; Mưa cực đoan tăng mạnh ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên; Bão
mạnh có xu hướng tăng; Xuất hiện các đợt rét đậm, rét hại khắc nghiệt; Mực
nước biển cao nhất năm có xu thế tăng. Những biến đổi trên Có thể ảnh hưởng
đáng kể đến tất cả các lĩnh vực, vùng miền. Vì vậy rất cần thiết phải Cần xây
dựng chiến lược và kế hoạch ứng phó với BĐKH.
Biết được BĐKH quá khứ và dự tính được khí hậu tương lai là 2 nhiệm
vụ quan trọng cần xem xét khi xây dựng kế hoạch ứng phó với BĐKH đối với
các Bộ, ngành và địa phương.
Ở Việt Nam, vấn đề xây dựng và cập nhật kịch bản BDKH và nước biển
23
dâng đã được bắt đầu khá sớm, một số công trình, có thể kể đến như: Nguyễn
Đức Ngữ và ccs. (1992); Nguyễn Đức Ngữ và ccs. đưa ra kịch bản BĐKH đầu
tiên cho Việt Nam (1994); Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009) đã xây dựng và
công bố: “Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam”; Bộ Tài
nguyên và Môi trường (2012) cập nhật “Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển
dâng cho Việt Nam” thể hiện đầy đủ và chi tiết hơn cả về phương pháp và quy
mô so với kịch bản năm 2009; Ngô Đức Thành và ccs. nghiên cứu dự tính các
hiện tượng khí hậu cực đoan theo các kịch bản phát thải SRES A1B & A2 bằng
Năm 2013, CSIRO hợp tác với IMHEN, Trường Đại học Khoa học tự
nhiên đã đưa ra dự tính khí hậu cho 7 vùng khí hậu của Việt Nam dựa trên tập
hợp nhiều mô hình động, CCAM, RegCM,.. dựa trên báo cáo mới của IPCC
(AR5). Tuy nhiênchưa đưa ra được kết quả dự tính khí hậu chi tiết cho các địa
phương.
Sự gia tăng nhiệt độ, thay đổi lượng mưa và xu thế gia tăng diễn biến bất
thường của các hiện tượng thời tiết cực đoan khu vực Miền Trung và tỉnh Hà
Tĩnh. Thiên tai thường xuyên gây thiệt hại nặng nề về người và tài sản, ảnh
hưởng rất lớn đến kinh tế - xã hội tỉnh Hà Tĩnh. Vì vậy, dự tính khí hậu độ phân
giải cao là cần thiết để tỉnh Hà Tĩnh có những định hướng cho phù hợp về phát
triển kinh tế - xã hội và môi trường trong điều kiện BĐKH.
Mục đích nghiên cứu và các nội dung nghiên cứu được trình bày dưới
đây:
- Mục đích nghiên cứu:
+Đưa ra được dự tính BĐKH tương lai cho khu vực Hà Tĩnh dựa trên kết
quả tính toán mô hình động lực CCAM (dự án CSIRO).
+Khảo sát tính chưa chắc chắn trong dự tính biến đổi nhiệt độ, lượng mưa
trong tương lai khu vực Hà Tĩnh.
- Đối tƣợng nghiên cứu: Đánh giá biến đổi khí hậu quá khứ; dự tính khí
24
hậu tương lai; đánh giá tính chưa chắc chắn của các dự tính nhiệt độ, lượng mưa
- Phạm vi nghiên cứu: Khu vực Hà Tĩnh, một trong những địa phương
thường xuyên chịu ảnh hưởng của các thiên tai, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi
25
khí hậu được lựa chọn để nghiên cứu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2003), Thông báo đầu tiên của Việt Nam
cho UNFCCC.
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), Chương trình mục tiêu quốc gia về
ứng phó với biến đổi khí hậu.
3. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009), Kịch bản biến đổi khí hậu, nước
biển dâng cho Việt Nam.
4. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), Kịch bản biến đổi khí hậu, nước
biển dâng cho Việt Nam.
5. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2014), Báo cáo tổng kết dự án “Ứng dụng
mô hình hệ thống Trái Đất của Na Uy xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu,
hệ thống gió mùa và các hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam”.
6. Hoàng Đức Cường, Phạm Thị Duyên, “Về phương pháp xây dựng các
kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực nhỏ”, Tuyển tập báo cáo Hội thảo
khoa học lần thứ 10 – Viện Khoa học Khí tượng,Thủy văn và Môi trường.
7. Nguyễn Đức Ngữ, Trịnh Văn Thư và nnk (1992), Biến đổi khí hậu và tác
động của chúng ở Việt Nam. Báo cáo trong Hội nghị Rio, Brazil tháng
6/1992.
8. Nguyễn Văn Hiệp và ccs.(2015),Nghiên cứu luận cứ khoa học cập nhật
kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam, BĐKH-43.
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu KHCN cấp Nhà nước.
9. Lê Hà Phương (2014), Đánh giá tác động và tính dễ bị tổn thương do biến
đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản tại huyện
Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình. Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa
học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.
10. Phan Văn Tân và ccs. (2011), Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu
toàn cầu đến các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam, khả
năng dự báo và giải pháp chiến lược ứng phó, Báo cáo tổng kết đề tài
26
KC08.29/06-10, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội.
11. Trương Hoài Thanh, Nguyễn Văn Tín, Phạm Thanh Long, “Ứng dụng
phần mềm SIMCLIM trong xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh
Thanh Hóa”, Hội thảo khoa học Quốc gia về Khí tượng, Thủy văn, Môi
trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI.
12. Ngô Đức Thành và ccs. (2010), Sổ tay biến đổi khí hậu”, Khoa Khí tượng
Thủy văn và Hải dương học, trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học
quốc gia Hà Nội.
13. Ngô Đức Thành và ccs. (2014). Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước
“Nghiên cứu xây dựng hệ thống đồng hóa tổ hợp cho mô hình thời tiết và
hệ thống tổ hợp cho một số mô hình khí hậu khu vực nhằm dự báo và dự
tính các hiện tượng thời tiết, khí hậu cực đoan”. 2011-2014 MS:
ĐT.NCCB-ĐHUD. 2011-G/10.
14. Viện Khoa học Khí tượng, Thủy văn và Môi trường (2010), Đánh giá tác
động của biến đổi khí hậu lên tài nguyên nước và các biện pháp thích ứng
cho Đồng bằng sông Cửu Long.
15. Viện Khoa học Khí trượng,Thủy văn và Môi trường (2011), Kịch bản
biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Quảng Trị, Báo cáo tổng kết kết
quả nghiên cứu khoa học công nghệ.
16. Viện KHKTTVMT – CSIRO – ĐHKHTN (2013), Dự tính khí hậu tương
lai với độ phân giải cao cho Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam.
17. http://climatechangegis.blogspot.com/2011/11/bien-oi-khi-hau-o-ha-tinh-
thuc-trang-va_3051.html.
Tiếng Anh
18. ADB (2014), Climate Change Projections for Mondulkiri and Koh Kong
Provinces in Cambodia, Cambodia.
19. Colglazier, W.E., (1991), Scientific uncertainties, public policy, and
global warming, policy studies journal, volume 19, issue 2, 61 – 71.
20. CSIRO, CCAM guide instruction manual for tapm users (v1004t).
21. CSIRO (2015), Climate Change in Australia, Technical Report.
27
22. Cubasch, U. et al. (2001), Projections of future climate change, in
Climate change 2001: The Scientific Basis, edited by J. T. Houghton et
al., pp. 525 – 582, Cambridge Univ. Press, New York.
23. IPCC, 1995: IPCC second assessment synthesis of scientific –technical
information relevant to interpreting article 2 of the UN Famework
convention on climate change.
24. IPCC, 2001: Climate Change 2001: The Scientific Basis. Cambridge
University Press, Houghton et al., (Eds.), 881pp.
25. IPCC (2007), Fouth Assessment Report.
26. IPCC (2013), Fifth Assessment Report.
27. KNMI (2014): KNMI’14: Climate Change scenarios for the 21st Century
– A Netherlands perspective; by Bart van den Hurk, Peter Siegmund,
Albert Klein Tank (Eds), Jisk Attema, Alexander Bakker, Jules Beersma,
Janette Bessembinder, Reinout Boers, Theo Brandsma, Henk van den
Brink, Sybren Drijfhout, Henk Eskes, Rein Haarsma, Wilco Hazeleger,
Rudmer Jilderda, Caroline Katsman, Geert Lenderink, Jessica Loriaux,
Erik van Meijgaard, Twan van Noije, Geert Jan van Oldenborgh, Frank
Selten, Pier Siebesma, Andreas Sterl, Hylke de Vries, Michiel van Weele,
Renske de Winter and Gerd-Jan van Zadelhoff. Scientific Report
WR2014-01, KNMI, De Bilt, The Netherlands. www.climatescenarios.nl.
28. LTAS (2013), Climate trends and scenarios for South Africa, LTAS
Phase 1, Technical Report (no 1. of 6).
29. Stainforth D.A, et al. (2007), Confidence, uncertainty and decision-
support relevance in climate predictions. Phil. Trans. R. Soc.
A. 365, 2145–2161. doi:10.1098/rsta.2007.2074.
30. Susmita Dasgupta Benoit Laplante Craig Meisner David Wheeler and
Jianping Yan (2007), The Impact of Sea Level Rise on Developing
Countries:A Comparative Analysis, World Bank , 27- 33p
28
31. http://ukclimateprojections.metoffice.gov.uk/24123
