Luận án tiến sĩ: Ảnh hưởng biến đổi khí hậu toàn cầu đến cực trị khí hậu và hiện tượng cực đoan ở Việt Nam - TS. Chu Thị Thu Hường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHU THỊ THU HƯỜNG NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TOÀN CẦU ĐẾN MỘT SỐ CỰC TRỊ KHÍ HẬU VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHU THỊ THU HƯỜNG NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TOÀN CẦU ĐẾN MỘT SỐ CỰC TRỊ KHÍ HẬU VÀ HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học Mã số: 62440222 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Hoàng Đức Cường HÀ NỘI, 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Chu Thị Thu Hường ii LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.

Phan Văn Tân, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội và TS. Hoàng Đức Cường, Trung tâm Dự báo khí tượng thuỷ văn Trung ương. Tác giả xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai Thầy đã hết lòng động viên, tận tình giúp đỡ và quan tâm tới từng bước nghiên cứu của luận án. Đặc biệt, GS.

TS Phan Văn Tân đã tạo điều kiện cho tác giả tham gia đề tài khoa học để phát triển năng lực nghiên cứu. Đồng thời, tác giả cũng được sử dụng nguồn số liệu và hệ thống máy tính của đề tài để thực hiện luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện luận án. Nhân dịp này, tác giả cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới GS.

Nguyễn Đức Ngữ, GS. Nguyễn Trọng Hiệu, GS. Trần Tân Tiến, PGS. Phạm Vũ Anh, PGS.TS Nguyễn Viết Lành, PGS.Nguyễn Văn Thắng, PGS.

Nguyễn Văn Tuyên, PGS.TS Nguyễn Đăng Quế, PGS. Nguyễn Minh Trường, TS. Ngô Đức Thành, TS. Vũ Thanh Hằng, TS.

Trần Quang Đức, TS. Mai Văn Khiêm, TS Nguyễn Thị Hiền Thuận, TS. Dương Văn Khảm và các nhà khoa học khác cũng như các bạn bè đồng nghiệp đã góp ý chân tình và xây dựng về những nội dung nghiên cứu của luận án. Cuối cùng, tác xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, những người thân yêu trong gia đình tác giả, đặc biệt là chồng và các con là những nguồn động viên tinh thần quý giá để tác giả hoàn thành luận án.

Tác giả iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ. viii DANH MỤC BẢNG.

xiv MỞ ĐẦU. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 Cực trị khí hậu.2 Hiện tượng khí hậu cực đoan .3 Chỉ số khí hậu cực đoan .2 Biến đổi khí hậu và hoàn lưu khí quyển .3 Biến đổi khí hậu và một số cực trị khí hậu, hiện tượng khí hậu cực đoan. 20 CHƯƠNG 2: SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 Số liệu quan trắc từ mạng lưới trạm trên lãnh thổ Việt Nam .2 Số liệu tái phân tích .2 Phương pháp nghiên cứu .1 Phương pháp phân tích mức độ và xu thế biến đổi của các cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan .2 Xác định sự biến đổi của các trung tâm khí áp .3 Cách tiệm cận xác định ảnh hưởng của BĐKH toàn cầu đến các cực trị khí hậu và hiện tượng khí hậu cực đoan. 39 CHƯƠNG 3: BIẾN ĐỔI C A MỘT SỐ TRUNG T M KH ÁP, C C TRỊ KH HẬU VÀ HIỆN TƯ NG KH HẬU C C ĐOAN Ở VIỆT NAM .1 Sự biến đổi của nhiệt độ không khí bề mặt .2 Sự biến đổi của các trung tâm khí áp chính ảnh hưởng đến Việt Nam .2 Về phạm vi hoạt động .3 Sự biến đổi của một số cực trị khí hậu .1 Nhiệt độ cực tiểu .2 Nhiệt độ cực đại .3 Lượng mưa ngày cực đại .4 Sự biến đổi của một số hiện tượng khí hậu cực đoan .1 Hiện tượng nắng nóng và nắng nóng gay gắt .2 Hiện tượng rét đậm và rét hại .3 Hiện tượng mưa lớn.

80 CHƯƠNG 4: MỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN ĐỔI KH HẬU TOÀN CẦU VÀ MỘT SỐ C C TRỊ KH HẬU, HIỆN TƯ NG KH HẬU C C ĐOAN Ở VIỆT NAM 86 4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí bề mặt trung bình toàn cầu .2 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí bề mặt trên khu vực .3 Ảnh hưởng của các trung tâm khí áp. 111 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ. 115 C A TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

123 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ACTBD Áp cao Thái Bình Dương AO Dao động cực B1 Khí hậu Tây Bắc B2 Khí hậu Đông Bắc B3 Khí hậu Đồng bằng Bắc Bộ B4 Khí hậu Bắc Trung Bộ BĐKH Biến đổi khí hậu BBC/NBC Bắc Bán cầu/Nam Bán cầu cs cộng sự ĐLC Độ lệch chuẩn EASM Gió mùa mùa hè Đông Á EAWM Gió mùa mùa đông Đông Á ECE Hiện tượng khí hậu cực đoan ECEs Các hiện tượng khí hậu cực đoan EN/LN El Nino/La Nina HSTQ Hệ số tương quan HGT Độ cao địa thế vị IPCC Integovernmental Panel on Climate Change - Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu ITCZ Dải hội tụ nhiệt đới ISM Gió mùa mùa hè Ấn Độ N1 Khí hậu Nam Trung Bộ N2 Khí hậu Tây Nguyên N3 Khí hậu Nam Bộ vi NAOI Dao động bắc Đại Tây Dương NOAA National Oceanographical and Atmospheric Administration – Cục quản lý Khí quyển – Đại dương Quốc Gia NCEP National Center for Environmental Prediction – Trung tâm Quốc gia về Dự báo Môi Trường NN/NNGG Nắng nóng/ Nắng nóng gay gắt OLR Bức xạ sóng dài tại giới hạn trên của khí quyển Pmsl Khí áp mặt biển RĐ/RH Rét đậm/ Rét hại U Độ ẩm tương đối R Lượng mưa ngày Rx Lượng mưa ngày cực đại tuyệt đối RXx Lượng mưa ngày cực đại tháng/năm RX95 Lượng mưa ngày bằng bách phân vị 95 RTBD Rìa phía Tây áp cao Thái Bình Dương RTXD Rãnh thấp xích đạo SM Gió mùa mùa hè SNNN Số ngày nắng nóng SNRĐ Số ngày rét đậm SNRH Số ngày rét hại SSTA Chuẩn sai nhiệt độ mặt nước biển SST Nhiệt độ mặt nước biển SO Dao động Nam Ts Nhiệt độ không khí bề mặt Ttb Nhiệt độ không khí trung bình ngày Tx Nhiệt độ cực đại ngày vii TXx Nhiệt độ cực đại tháng/năm TX Nhiệt độ cực đại tuyệt đối TX90 Nhiệt độ cực đại ngày bằng phân vị thứ 90 TX90p Số ngày có nhiệt độ cực đại lớn hơn phân vị thứ 90 Tn Nhiệt độ cực tiểu ngày TNn Nhiệt độ cực tiểu tháng/năm TN Nhiệt độ cực tiểu tuyệt đối TN10 Nhiệt độ cực tiểu ngày bằng phân vị thứ 10 TN10p Số ngày có nhiệt độ cực tiểu nhỏ hơn phân vị thứ 10 Vx Tốc độ gió cực đại ngày Vxx Tốc độ gió cực đại tháng/năm WM Gió mùa mùa đông WNPSM Gió mùa mùa hè Tây bắc Thái Bình Dương WMO Tổ chức Khí tượng thế giới XTNĐ Xoáy thuận nhiệt đới viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Chuẩn sai của Ts trung bình trong từng thập kỷ so với thời kỳ 1951-1980 [37].2 Cường độ trung bình của áp cao Siberia trong mùa đông (tháng 1, 2 và 3) trong thời kỳ 1922-1999 trên 2 bộ số liệu CRU (a) và NCAR (b) [36].3 Đường đẳng HGT 587 dam trên mực 500 hPa trong thời kỳ 1958-1979 (trái) và 1980-1999 (phải). Đường màu xanh thể hiện cho 5 năm hoạt động yếu nhất và đường màu đỏ thể hiện cho 5 năm hoạt động mạnh nhất [38].4 Thời gian mở đầu SM trong thời kỳ 1948-2002 (Đơn vị: tuần) [47].5 Vị trí của đường đẳng áp 1015 hPa qua từng thời kỳ [39] .6 Giá trị ngưỡng phân vị thứ 95 của Tx (trong mùa hè) (a) và phân vị thứ 5 của Tn (trong mùa đông) (b). Trong đó, R1, R2,…, R7 là các vùng từ B1, B2, đến N3 của Việt Nam [39].1 Xu thế biến đổi của chuẩn sai Ts trung bình toàn cầu và trên các vùng trong từng mùa thời kỳ 1880-2010.2 Xu thế biến đổi của chuẩn sai Ts trung bình trên các vùng trong từng mùa thời kỳ 1961-2010 .3 Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa sự biến đổi của Ts toàn cầu với các trung tâm khí áp và các cực trị khí hậu, hiện tượng khí hậu cực đoan .4 Xu thế biến đổi cường độ của một số trung tâm khí áp hoạt động trong thời kỳ mùa đông, giai đoạn 1961-2010 .5 Xu thế biến đổi của nhiệt độ không khí bề mặt vùng trung tâm Siberia (400N - 600N, 70 – 1200E). Trục tung là giá trị hệ số Sen.6 Xu thế biến đổi cường độ của một số trung tâm khí áp hoạt động trong thời kỳ mùa hè, giai đoạn 1961-2010 .7 Đường 1016 hPa trung bình từng thập kỷ trong từng tháng thời kỳ mùa đông .8 Đường đẳng HGT 586 dam trên mực 500mb trung bình từng thập kỷ trong thời gian từ tháng 1 đến tháng 4.9 Đường đẳng HGT 586 dam trên mực 500mb trung bình từng thập kỷ trong các tháng 5, 6, 7 và 8 .10 Đường đẳng HGT 586 dam trên mực 500mb trung bình từng thập kỷ trong các tháng 9, 10, 11 và 12.11 Đường đẳng áp 1020 hPa trung bình từng thập kỷ trong các tháng 4, 5 và 6 .12 Đường đẳng áp 1020mb trung bình từng thập kỷ trong các tháng 7, 8, 9 và 10 .13 TN năm tại một số trạm tiêu biểu thời kỳ 1961-2010 .14 Xu thế biến đổi của TNn và TN10 trung bình trong từng mùa trên các vùng của Việt Nam trong thời kỳ 1961-2010.15 Xu thế biến đổi của TNn tháng trên các vùng của Việt Nam trong thời kỳ 1961-2010.16 Xu thế biến đổi của TNn năm (trái) và TN10p (phải) ở các trạm khí tượng trên lãnh thổ Việt Nam trong thời kỳ 1961-2010.17 Nhiệt độ cực đại tuyệt đối năm tại các trạm tiêu biểu trên lãnh thổ Việt Nam thời kỳ 1961-2010 .18 Xu thế biến đổi của TXx và TX90 trung bình trong từng mùa trên các vùng của Việt Nam trong thời kỳ 1961-2010.19 Xu thế biến đổi của TXx tháng trên các vùng của Việt Nam trong thời kỳ 1961-2010.20 Xu thế biến đổi của TXx và TX90p trong năm tại các trạm trên lãnh thổ Việt Nam trong thời kỳ 1961-2010 .