Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết đánh giá tính không chắc chắn trong kết quả các mô phỏng biến khí hậu ở lưu vực sông Ba (LVSB) của 4 nhóm mô hình: GCMs, RCMs, GCMs được hiệu chỉnh sai số hệ thống (BC-GCMs); RCMs được hiệu chỉnh sai số hệ thống (BC-RCMs). Phương pháp đánh giá tính không chắc chắn trong thời kỳ nền dựa trên phân tích các sai số thống kê.
BÀI BÁO KHOA HỌC DỰ TÍNH KHÍ HẬU TƯƠNG LAI Ở LƯU VỰC SƠNG BA TRONG BỐI CẢNH TÍNH KHƠNG CHẮC CHẮN CỦA CÁC MƠ HÌNH KHÍ HẬU Phan Thị Thùy Dương1, Vũ Thị Vân Anh1,2, Nguyễn Thị Tuyết1 Tóm tắt: Bài báo đánh giá tính khơng chắn kết mơ biến khí hậu lưu vực sơng Ba (LVSB) nhóm mơ hình: GCMs, RCMs, GCMs hiệu chỉnh sai số hệ thống (BC-GCMs); RCMs hiệu chỉnh sai số hệ thống (BC-RCMs) Phương pháp đánh giá tính khơng chắn thời kỳ dựa phân tích các sai số thống kê Việc so sánh biến trình tháng năm kết mô tiến hành với số liệu quan trắc trạm đo nhiệt độ trạm đo mưa Việc đánh giá dự tính khí hậu LVSB tương lai cách phân tích độ lệch chuẩn (SD) kết dự tính khí hậu bách phân vị khác Sau đó, báo lựa chọn nhóm mơ hình có tính khơng chắn thấp để dự tính khí hậu tương lai tồn LVSB Kết cho thấy, nhóm BC-RCMs có tính khơng chắn nhỏ nhất, báo lựa chọn nhóm BCRCMs để dự tính khí hậu tương lai LVSB Đối với biến nhiệt độ, mức tăng dao động từ 04,8oC so với thời kỳ tất thời kỳ, tăng nhiều khu vực có nhiệt độ trung bình cao Đối với biến lượng mưa, mức tăng trạm có khác nhau, xu tăng nhiều khu vực có lượng mưa năm lớn, mức tăng lượng mưa mùa mưa thấp so với mùa khô Từ khóa: Tính khơng chắc chắn, Kết mơ hình khí hậu, Lưu vực sơng Ba, Biến đổi khí hậu Ban Biên tập nhận bài: 5/7/2019 Ngày phản biện xong: 22/8/2019 Mở đầu Trong nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu (BĐKH) đến hệ thống tài nguyên nước (TNN) lưu vực sông, cách tiếp cận từ xuống (top-down) thường sử dụng phổ biến [24] Cách tiếp cận đưa dạng khung phân tích Hội nghị thành viên lần thứ khuôn khổ Công ước khung Liên Hợp quốc BĐKH vào năm 1995 [9] Theo đó, việc đánh giá tác động BĐKH bắt đầu với dự tính khí hậu từ mơ hình khí hậu tồn cầu (GCMs) Các kết dự tính khí hậu sau chi tiết hóa thống kê động lực mơ hình khí hậu khu vực (RCMs) hiệu chỉnh sai số hệ thống để đưa kết từ RCMs gần với số liệu quan trắc Sau đó, biến khí hậu sử dụng làm đầu vào mơ hình thủy văn mơ hình thủy lực hoặc/và Đại học Tài ngun Môi trường TP.HCM Đại học Bách khoa TP.HCM Email: pttduong@hcmunre.edu.vn 11 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 Ngày đăng bài: 25/09/2019 mô hình hệ thống TNN khác Sau dự tính thay đổi TNN lưu vực bối cảnh BĐKH, đề xuất giải pháp thích ứng cho lưu vực nghiên cứu đưa [6, 10, 22, 23, 25] Có thể nói, cách tiếp cận top-down cung cấp thông tin tác động tiềm tàng BĐKH lưu vực sông cụ thể cách sử dụng kịch phát triển kinh tế xã hội, bảo vệ môi trường kịch nồng độ khí nhà kính khác tương lai [8] Tuy nhiên, kết cách tiếp cận gây khó khăn cho nhà hoạch định sách việc định giải pháp thích ứng khơng chắn từ kết dự tính khí hậu [5, 7, 15, 16, 21] Sự không chắn kết đánh giá tác động BĐKH theo cách tiếp cận từ xuống đến từ nhiều nguồn khác Nguồn gốc phụ thuộc vào kịch phát triển kinh tế-xã hội (KT-XH) phát thải khí nhà kính (KNK) tương lai, bao gồm dân số, BÀI BÁO KHOA HỌC quy mô ngành kinh tế, phát triển khoa học kỹ thuật sách bảo vệ mơi trường [12, 24] Nguồn gốc liên quan đến q trình mơ hình hóa, bao gồm mơ hình khí hậu GCMs (cùng kỹ thuật chi tiết hóa hiệu chỉnh sai số hệ thống) mơ hình mơ tác động đến hệ thống mơ hình thủy văn, mơ hình thủy lực, mơ hình tối ưu hóa… [10, 15] Cuối dao động khí hậu tự nhiên phạm vi địa phương nguồn gốc góp phần cho chuỗi khơng chắn kết đánh giá tác động BĐKH theo cách tiếp cận từ xuống [15] Nhiều nghiên cứu định lượng tính khơng chắn từ nguồn khác nhau, kết luận đưa tính khơng chắn q trình dự tính khí hậu từ GCMs, q trình chi tiết hóa hiệu chỉnh sai số hệ thống lớn nhất, nguồn khác đáng kể [10, 13, 14, 18, 19] Lưu vực sông Ba (LVSB) lưu vực sông lớn miền Trung Việt Nam với tổng diện tích tự nhiên 13.417km2, trải dài từ 12o55’ đến 14o58’ vĩ độ Bắc 108o00’ đến 109o55’ kinh độ Đông Phần lớn lưu vực thuộc ranh giới tỉnh Gia Lai, Đăk Lăk Phú Yên Khí hậu LVSB chịu ảnh hưởng dãy núi Trường Sơn, bao gồm vùng khí hậu rõ rệt: vùng Đơng Trường Sơn, vùng Tây Trường Sơn vùng Trung gian So với lưu vực sông khác Việt Nam, LVSB có tài ngun nước hạn (TNN) hạn chế với mơ đun dòng chảy trung bình hàng năm vào khoảng 25,72 l/s.km2 Hơn nữa, lượng mưa lưu vực phân bố không theo thời gian, lượng mưa tháng mùa mưa chiếm 80-85% tổng lượng mưa năm, dẫn đến chênh lệch lưu lượng dòng chảy lớn nhỏ tuyến đo lớn, ví dụ An Khê 69,9 lần, Củng Sơn 25 lần [2] Hậu thiên tai liên quan đến tài nguyên nước hạn hán, lũ lụt, xâm nhập mặn, ô nhiễm nước xảy nhiều nơi lưu vực Các nghiên cứu trước BĐKH tác động đến TNN LVSB Việt Nam tiến hành theo cách tiếp cận từ xuống [1-4] Như phân tích trên, kết nghiên cứu gây nên khó khăn cho nhà hoạch định sách việc định giải pháp thích ứng lưu vực Hình Bản đồ mạng lưới sông suối lưu vực sông Ba Bài báo tập trung đánh giá tính khơng chắn liên quan đến dự tính khí hậu, bao gồm kết dự tính từ GCMs; kỹ thuật chi tiết hóa kỹ thuật hiệu chỉnh sai số hệ thống kết dự tính khí hậu LVSB, từ lựa chọn nhóm mơ hình có tính khơng chắn thấp nhằm đưa dự tính khí hậu cho tồn LVSB tương lai Kết báo có ý nghĩa quan trọng việc làm tăng tính chắn kết dự tính biến khí hậu làm đầu vào cho mơ hình thủy văn mơ hình hệ thống khác để đánh giá tác động BĐKH đến hệ thống TNN lưu vực cách hiệu Số liệu thu thập phương pháp nghiên cứu 2.1 Số liệu - Số liệu quan trắc: số liệu nhiệt độ lượng mưa ngày giai đoạn 1986-2005 trạm nhiệt độ (An Khê, Pleiku Tuy Hòa) trạm mưa (An Khê, AuynPa, Pleiku, MDrak, Bn Hồ Tuy Hòa) sử dụng làm sở để đánh TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 12 BÀI BÁO KHOA HỌC giá tính khơng chắn mơ hình khí hậu thời kỳ - Số liệu mơ hình khí hậu: tổng số 43 thành phần kết 21 GCMs tương ứng với kịch nồng độ khí nhà kính AR5 (RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, RCP8.5) IPCC sử dụng để dự tính khí hậu tương lai LVSB Các kết nội suy từ điểm lưới vào tọa độ trạm khí tượng trạm mưa phương pháp nội suy song tuyến 2.2 Phương pháp đánh giá tính khơng chắn kết dự tính khí hậu từ mơ hình khí hậu Có nhiều nghiên cứu định lượng tính khơng chắn từ kết dự tính khí hậu, áp dụng nhiều phương pháp với bước thực khác [11, 17, 26] Tuy nhiên nhìn chung, có cách tiếp cận chính: (1) thơng qua q trình phân tích tính quán kết mô thành phần mơ hình khí hậu (2) so sánh kết mơ khí hậu q khứ với liệu thực đo [11, 20] Trong báo này, tính khơng chắn kết dự tính khí hậu từ nhóm mơ hình đánh giá qua số thống kê theo hai bước: - Đánh giá kết mơ khí hậu LVSB thời kỳ nền: Phân tích sai số trung bình (ME), sai số tuyệt đối trung bình (MAE) so sánh biến trình tháng năm kết mô với số liệu quan trắc trạm Cơng thức tính ME MAE sau: N ME = ∑Ni=1(Fi − Oi ) MAE = 13 N N |Fi − Oi | (1) (2) Trong Fi Oi tương ứng giá trị mơ hình giá trị quan trắc biến (nhiệt độ, lượng mưa); N số lượng mẫu - Đánh giá kết dự tính khí hậu LVSB tương lai: Phân tích độ lệch chuẩn (SD) kết dự tính khí hậu bách phân vị khác i=1 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 Giá trị ME cho biết xu hướng lệch trung bình giá trị dự báo so với giá trị quan trắc Giá trị MAE biểu thị độ lệch trung bình sai số mơ hình khơng nói lên xu hướng lệch giá trị dự báo quan trắc Độ lệch chuẩn SD cho thấy chênh lệch giá trị thời điểm đánh giá so với giá trị trung bình Các sai số áp dụng vào toán để đánh giá tính khơng chắn nhóm mơ hình khí hậu so với giá trị thực đo Trong thời kỳ nền, ME MAE lớn tính khơng chắn mơ hình cao, ngược lại, ME MAE nhỏ tính khơng chắn mơ hình thấp Giá trị SD thời kỳ tương lai lớn tính khơng chắn mơ hình cao ngược lại Bài báo so sánh sai số nhóm mơ hình khí hậu lựa chọn nhóm mơ hình có tính khơng chắn thấp để dự tính cho mơ hình khí hậu tương lai Các thời đoạn nghiên cứu gồm: 1986-2005 cho thời kỳ nền, 2016-2035 cho thời kỳ tương lai gần, 2046-2065 cho thời kỳ kỷ 2080-2099 cho cuối kỷ Bốn nhóm mơ hình khí hậu sử dụng gồm: 1) GCMs: Nhóm gồm tổng số 43 thành phần kết từ 20GCMs kịch AR5 khác (RCP2.6: 10 thành phần, RCP4.5: 20 thành phần, RCP6.0: 10 thành phần, RCP8.5: 10 thành phần); 2) RCMs: Nhóm gồm tổng số 20 thành phần kết quả, có nguồn gốc từ số GCMs chi tiết hóa RCMs (CCAM, clWRF PRECIS) tương ứng với kịch khác nhau; 3) GCMs sau hiệu chỉnh sai số hệ thống (BC-GCMs): kết từ nhóm hiệu chỉnh sai số hệ thống phương pháp hiệu chỉnh phân vị (quantile-mapping) [6]; 4) RCMs sau hiệu chỉnh sai số hệ thống (BC-RCMs): kết từ nhóm hiệu chỉnh sai số hệ thống phương pháp hiệu chỉnh phân vị (quantile-mapping) [6] Bảng thể danh sách GCMs RCMs thành phần mơ hình khí hậu sử dụng nghiên cứu BÀI BÁO KHOA HỌC Bảng Danh sách GCMs RCMs sử dụng nghiên cứu Mơ hình ACCESS1-0 BCC-CSM1-1 CanESM2 CCSM4 CESM1-CAM5 CNRM-CM5 CSIRO-Mk3-60 GFDL-CM3 GFDL-ESM2G GFDL-ESM2M RCMs GCMs Mơ hình Kích thước ô lưới (km) 210 x 130 HadCM3 310 x 310 HadGEM2-AO 310 x 310 HadGEM2-CC 130 x 100 INMCM4 130 x 100 IPSL-CMSA-LR Kích thước lưới (km) 410 x 280 210 x 130 210 x 130 220 x 165 410 x 210 155 x 155 210 x 210 MIROC5 MPI-ESM-LR 155 x 155 210 x 210 275 x 220 275 x 220 275 x 220 MPI-ESM-MR MRI-CGCM3 NorESM1-M 210 x 210 120 x 120 275 x 210 2.3 Phương pháp đánh giá biến đổi yếu tố khí hậu tương lai Mức độ biến đổi biến khí hậu tính tốn so với thời kỳ với công thức sau: - Đối với nhiệt độ trung bình: * * (3) Tfuture Tfuture T 1986 2005 - Đối với lượng mưa: (4) x100 * P1986 2005 Trong ∆Tfuture biến đổi nhiệt độ * giá trị tương lai so với thời kỳ (oC); Tfuture nhiệt độ tương lai mơ từ mơ hình * (oC); T1986 2005 nhiệt độ trung bình thời kỳ (1986-2005) (oC); ∆Pfuture biến đổi lượng mưa tương lai so với thời kỳ * (%); Pfuture lượng mưa tương lai mô từ mơ hình (mm) ∗ P1986−2005 lượng mưa trung bình thời kỳ Pfuture * * Pfuture P1986 2005 Mơ hình Thành phần CCAM ACCESS1-0; CCSM4; CNRM-CM5; GFDL-CM3; MPI-ESM-LR; NorESM1-M clWRF NorESM1-M PRECIS CNRM CM5; GFDL-CM3; HadGEM2-ES Độ phân giải, miền tính (km) 10 km, 5-30N 98-115E 30 km, 3,5-27N 97,5-116E 25 25 km, 6,5-25N 99,5-115E (1986-2005) (mm) Kết 3.1 Đánh giá tính khơng chắn kết dự tính khí hậu lưu vực sơng Ba từ mơ hình khí hậu 3.1.1 Tính khơng chắn mơ hình khí hậu thời kỳ Đối với biến nhiệt độ: Tại tất trạm LVSB, kết mơ GCMs có xu hướng lớn số liệu thực đo, kết từ RCMs có xu hướng nhỏ (trung bình toàn lưu vực, ME GCMs 0,23 RCMs -0,65) Chỉ số MAE kết GCMs lớn so với kết RCMs (trung bình toàn lưu vực, MAE GCMs 1,7 so với 0,84 RCMs) Sau áp dụng phương pháp hiệu chỉnh sai số, kết mơ hình GCMs RCMs tốt nhiều Cụ thể, giá trị ME tất trạm lưu vực 0,02 BCGCMs 0,0 BC-RCMs Bảng Sai số tuyệt đối sai số tuyệt đối trung bình nhiệt độ thời kỳ nền mơ hình khí hậu so với số liệu quan trắc Mơ hình ME MAE Mùa mưa -24,0 39,3 GCMs Mùa khơ 42,7 79,4 Cả năm -8,5 34,1 Mùa mưa -3,8 37,1 RCMs Mùa khô 85,7 116,6 Đối với biến lượng mưa: Bảng cho thấy giá trị sai số mơ hình GCMs RCMs có khác nhau, với ME (GCMs) = (-8,5) ME Cả năm 14,4 39,3 Mùa mưa 1,6 31,5 BC-GCMs Mùa khô 6,0 55,0 Cả năm 2,6 27,2 Mùa mưa 1,4 31,2 BC-RCMs Mùa khô 3,9 49,6 Cả năm 1,5 25,7 (RCMs) =14,4 Đặc biệt vào mùa khơ, kết mơ hình so với kết thực đo có sai lệch đáng kể (ME mùa khơ GCMs 42,7; TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 14 BÀI BÁO KHOA HỌC RCMs 85,7) Sau hiệu chỉnh sai số, sai số trung bình GCMs RCMs giảm đáng kể, kết ME (BC-RCMs) = 1,5 tốt so với ME (BC-GCMs) = 2,6) Tuy nhiên, sai số tuyệt đối trung bình cải thiện không đáng kể (MAE hàng năm BC-GCMs BCRCMs 27,2 25,7) Với tất nhóm mơ hình, giá trị MAE mùa khơ lớn so với mùa mưa So sánh biến trình lượng mưa theo tháng năm mô thực đo (Hình 2) giai đoạn thời kỳ cho thấy kết mơ nhóm mơ hình khí hậu hiệu chỉnh sai số hệ thống tốt hẳn so với nhóm chưa hiệu chỉnh sai số hệ thống, GCMs RCMs, đặc biệt vào mùa mưa Bảng Sai số trung bình sai số tuyệt đối trung bình lượng mưa mơ nhóm mơ hình khí hậu so với số liệu quan trắc Mơ hình ME MAE Mùa mưa -24,0 39,3 GCMs Mùa khô 42,7 79,4 Cả năm -8,5 34,1 Mùa mưa -3,8 37,1 RCMs Mùa khô 85,7 116,6 Cả năm 14,4 39,3 Mùa mưa 1,6 31,5 BC-GCMs Mùa khô 6,0 55,0 Cả năm 2,6 27,2 Mùa mưa 1,4 31,2 BC-RCMs Mùa khô 3,9 49,6 Cả năm 1,5 25,7 Hình Biến trình lượng mưa theo tháng năm mô quan trắc trạm An Khê Tuy Hòa Như vậy, kết mơ khí hậu LVSB thời kỳ nền, nhóm mơ hình hiệu chỉnh sai số hệ thống (đối với GCMs RCMs) có tính khơng chắn thấp hẳn so với nhóm mơ hình chưa hiệu chỉnh sai số Trong tính khơng chắn hai nhóm GCMs RCMs (đối với hiệu chỉnh chưa hiệu chỉnh) khơng có khác biệt rõ rệt Do đó, bước nghiên cứu này, báo tập trung so sánh tính khơng chắn kết dự tính thời kỳ tương lai hai nhóm BC-GCMs BC-RCMs mà bỏ qua kết khơng hiệu chỉnh sai số hệ thống 3.1.2 Tính khơng chắn dự tính khí hậu tương lai BC-GCMs BC-RCMs Đối với biến nhiệt độ: Nhìn chung, tất giai đoạn tương lai, tất phân vị, độ lệch chuẩn BC-GCMs lớn so với BC-RCMs (Bảng 4) Cụ thể, giai đoạn 2016-2035, giá trị độ lệch chuẩn BC-GCMs phân vị thứ 10 90 lần lượt 0,45 0,51, số BC-RCMs 0,23 0,38 Càng đến cuối kỷ, giá trị độ lệch chuẩn cao BC-GCMs BCRCMs Bảng Độ lệch chuẩn biến nhiệt độ BC-GCM BC-RCM Phân vị Giai đoạn 15 2016-2035 2046-2065 2080-2099 BC-GCMs 10 0,45 0,65 1,07 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 th 50 0,48 0,71 1,12 th 90 0,51 0,75 1,16 th BC-RCMs TB 0,46 0,69 1,12 10 0,23 0,46 0,97 th 50th 0,28 0,55 1,03 90th 0,38 0,60 1,06 TB 0,28 0,54 1,01 Hình Phạm vi biến thiên sựthay đổi nhiệt độ kỷ 21 BC-GCMs (trái) BC-RCMs (phải) trạm An Khê Hình cho thấy phạm vi biến thiên nhiệt độ BC-GCMs BC-RCMs tăng dần vào cuối kỷ Vào năm 2100, phạm vi lên đến 3-4oC Đối với biến lượng mưa: Nhìn chung, tính khơng chắc chắn BC-GCMs tất phân vị đều mức cao (Bảng 5) Trong giai đoạn 2016-2035, giá trị độ lệch chuẩn lần lượt 449,89 1.167,27 phân vị thứ 10 90 Đến cuối thếkỷ, giá trị lần lượt 484,81 1.272,78 cho thấy sự tăng nhẹ kết BC-GCMs suốt thếkỷ Đối với BC-RCMs, kết cải thiện đáng kể, vẫn mức cao Đặc biệt giai đoạn tương lai gần, giá trị độ lệch chuẩn phân vị thứ 10 90 giảm xuống 171,88 316,22 Đến cuối thế kỷ, giá trị lần lượt 247,07 482,97 Hình cho thấy, phạm vi biến thiên thay đổi lượng mưa BC-GCMs lớn vào giai đoạn kỷ giảm dần vào cuối kỷ Trong đó, phạm vi biến thiên BC-RCMs cuối kỷ tăng Bảng Độ lệch chuẩn biến lượng mưa BC-GCM BC-RCM BC-GCMs BC-RCMs Phân vị Giai đoạn 10 50 90 TB 10 50th 90th TB 2016-2035 2046-2065 2080-2099 449,89 474,61 484,81 613,75 644,13 679,20 1167,27 1492,78 1272,78 726,06 725,68 727,47 171,88 193,12 247,07 219,94 257,83 320,10 316,22 392,87 482,97 198,38 256,61 332,05 th th th th Hình Phạm vi biến thiên sựthay đởi lượng mưa thếkỷ 21 BC-GCMs (trái) BCRCMs (phải) tại trạm Tuy Hòa Như vậy, kết dự tính khí hậu từ thành phần BC-GCMs có tính khơng chắn lớn so với BC-RCMs Phần sử dụng kết từ BC-RCMs để dự tính khí hậu tương lai LVSB 3.2 Kết dự tính khí hậu tương lai lưu vực sơng Ba Như phân tích trên, TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 16 BÀI BÁO KHOA HỌC nguồn gây nên tính khơng chắn kết dự tính khí hậu theo cách tiếp cận top-down xem xét kịch phát triển KT-XH kịch phát thải KNK khác [12, 24] Vì vậy, nghiên cứu khơng dự tính điều kiện khí hậu tương lai LVSB theo kịch này, mà xem xét tất khả xảy khí hậu tương lai, điều kiện phát triển KT-XH phát thải KNK lưu vực, với giả thiết kết dự tính khí hậu từ mơ hình ứng với kịch cho khả xảy khí hậu tương lai 3.2.1 Sự biến đổi yếu tố nhiệt độ Mức tăng nhiệt độ trung bình năm trạm Tuy Hòa cao so với trạm An Khê Pleiku (Hình 5) Cụ thể, mức tăng trung bình năm 3,8oC giai đoạn tương lai gần; 4,4oC kỷ 4,8oC cuối kỷ Trong đó, trạm An Khê Pleiku có mức tăng nhiệt độ khơng đáng kể Nhìn chung thấy mức tăng nhiệt độ trạm LVSB tăng dần vào giai đoạn cuối kỷ Trên LVSB, nhiệt độ khơng khí có phân hóa theo độ cao địa hình mùa năm Ở phần thượng nguồn lưu vực, nhiệt độ trung bình 23oC, khu vực hạ du gần biển, nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 27oC Hình cho thấy mức tăng nhiệt độ trung bình năm LVSB có phân bố theo khơng gian, xuống hạ lưu lưu vực mức tăng nhiệt độ cao Ngồi ra, khu vực ven biển có nhiệt độ cao nên có xu hướng mức tăng nhiệt độ cao so với khu vực thượng nguồn có nhiệt độ thấp Điều cho thấy, nhiệt độ LVSB tương lai có chênh lệch rõ rệt vùng theo vị trí, độ cao địa hình, gây hậu biến đỗi khí hậu nghiêm trọng vùng có mức tăng nhiệt độ cao (c) (a) (b) Hình Khoảng dao động tương lai nhiệt độ trung bình năm trạm (a) An Khê (b) Pleiku (c) Tuy Hòa (a) 17 (b) (c) Hình Bản đồ thể mức tăng nhiệt độ trung bình năm thời kỳ (a) TLG(b) GTK(c) CTK TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 3.2.2 Sự biến đổi yếu tố lượng mưa Nhìn chung, mức tăng lượng mưa trung bình năm tất giai đoạn tương lai có xu hướng tăng so với thời kỳ tất trạm, mức tăng nhiều vào giai đoạn kỷ so với cuối kỷ (Hình 7) Cụ thể, trạm An Khê có mức tăng lượng mưa trung bình năm vào thời kỳ tương lai gần 14,0%; 18,0% vào kỷ 12,3% vào cuối kỷ Trong đó, trạm Tuy Hòa có mức tăng lượng mưa trung bình năm thấp so với trạm lưu vực, cụ thể, mức tăng lượng mưa trung bình năm 8,3% vào tương lai gần; 8,7% vào kỷ 6,9% vào cuối kỷ Trong giai đoạn tương lai, mức tăng lượng mưa vào mùa khô (7,6%-31,1%) cao so với mức tăng lượng mưa vào mùa mưa (5,1%-14,5%) có mức tăng cao vào giai BÀI BÁO KHOA HỌC đoạn kỷ (Hình 8, 9) Bên cạnh đó, lượng mưa LVSB có phân bố khơng theo không gian thời gian dẫn đến biến đổi lượng mưa vùng có khác biệt Vùng thượng lưu có mức tăng lượng mưa trung bình năm cao vùng hạ lưu ven biển giai đoạn tương lai gần kỷ; vùng phía tây lưu vực có mức tăng lượng mưa trung bình năm cao vào giai đoạn cuối kỷ Ví dụ, vùng Đơng Trường Sơn có mùa khơ kéo dài từ tháng I đến tháng VIII, lượng mưa không nhiều nên có mức tăng lượng mưa tương lai thấp so với vùng Tây Trường Sơn vùng Trung gian, gây hậu hạn hán, suy giảm dòng chảy vào mùa kiệt khiến cho măn xâm nhập sâu vào sông, dẫn đến tỉnh trạng thiếu nước nghiêm trọng (a) (b) (c) (a) (b) (c) Hình Bản đồ thể mức tăng lượng mưa trung bình năm thời kỳ (a) TLG (b) GTK (c) CTK Hình Bản đồ thể mức tăng lượng mưa trung bình mùa khô thời kỳ (a) TLG (b) GTK (c) CTK TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 18 BÀI BÁO KHOA HỌC (a) (b) (c) Hình Bản đồ thể mức tăng lượng mưa trung bình mùa khô thời kỳ (a) TLG (b) GTK (c) CTK Kết luận Theo kết dự tính điều kiện khí hậu tương Trong báo này, tác giả đánh giá lai LVSB theo kết BC-RCMs, tính khơng nhóm mơ hình khí hậu biến nhiệt độ, mức tăng nhiệt độ dao động từ 0LVSB từ kết mô thời kỳ dự 4,8oC giai đoạn tương lai Vùng hạ lưu tính thời kỳ tương lai, từ lựa chọn nhóm mơ ven biển có nhiệt độ cao nên có mức tăng hình có tính không chắn thấp để đưa nhiệt độ trung bình năm cao vùng thượng dự tính khí hậu cho toàn LVSB tương lai lưu lưu vực giai đoạn tương lai Đối Kết đánh giá tính khơng chắn mơ với biến lượng mưa, tương lai mức hình khí hậu thời kỳ cho thấy kỹ thuật tăng lượng mưa trung bình năm trạm có hiệu chỉnh sai số hệ thống có hiệu kỹ khác biệt Vùng thượng lưu có mức tăng thuật chi tiết hóa động lực việc nắm bắt lượng mưa trung bình năm cao vùng hạ lưu điều kiện khí hậu thực tế lưu vực Trong kết ven biển giai đoạn tương lai gần dự tính tương lai, kỹ thuật chi tiết hóa động kỷ; vùng phía tây lưu vực có mức tăng lượng lực có biểu tốt việc hạn chế tính mưa trung bình năm cao vào giai đoạn cuối khơng chắn dự tính điều kiện kết kỷ Trong mùa mưa, mức tăng lượng mưa thấp tương lai lưu vực, cụ thể nhóm mơ hình BC- so với mùa khô (mùa mưa 5,1%-14,5%, RCMs cho có độ lệch chuẩn thấp hẳn so với mùa khơ 7,6%-31,1%) có mức tăng cao nhóm mơ hình BC-GCMs vào giai đoạn kỷ Lời cám ơn: Kết báo phần kết nghiên cứu NCS Vũ Thị Vân Anh với đề tài “Cách tiếp cận kết hợp dự tính khí hậu ngưỡng hoạt động hệ thống đánh giá tác động BĐKH đến tài nguyên nước lưu vực sông - Áp dụng cho lưu vực sông Ba” Tài liệu tham khảo Huỳnh Thị Lan Hương (2013), Kết nghiên cứu tác động Biến đổi khí hậu đến dòng chảy Lưu vực sơng Ba Tạp chí Khoa học cơng nghệ thủy lợi, 13, 71-79 Lê Đức Thường (2012), Các vấn đề tồn khai thác, sử dụng, quản lý, quy hoạch phát triển tài nguyên nước lưu vực sơng Ba Tạp chí khoa học, Đại học Huế, 5, 177-184 Trần Thanh Xuân, Trần Thục, Hoàng Minh Tuyển (2011), Tác động Biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước Việt Nam NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 304 trang 19 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 BÀI BÁO KHOA HỌC Viện Quy hoạch Thủy lợi (2017), Điều chỉnh quy hoạch thủy lợi lưu vực sông Ba vùng phụ cận giai đoạn 2025, tầm nhìn 2035, 314 trang Bastola, S., Murphy, C., Sweeney, J., (2011), The role of hydrological modelling uncertainties in climate change impact assessments of Irish river catchments Adv Water Resour ADV WATER RESOUR, 34, 562-576 Brekke, L.D., Kiang, J.E., Olsen, J.R., Pulwarty, R.S., Raff, D.A., Turnipseed, D.P., Webb, R.S., White, K.D., (2009), Climate change and water resources management A federal perspective, U.S, Geological Survey Circular, 1331, 65 Brown, C., Ghile, Y., Laverty, M., Li, K., (2012), Decision scaling: Linking bottom-up vulnerability analysis with climate projections in the water sector Water Resour Res., 48 (9), 1-12 Brown, C., Werick, W., Leger, W., Fay, D., (2011), A Decision-Analytic Approach to Managing Climate Risks: Application to the Upper Great Lakes J Am Water Resour Assoc., 47( 3), 524-534 Carter, K., T.R and Mäkinen, (2011), Approaches to climate change impact, adaptation and vulnerability assessment: towards a classification framework to serve decision-making, Helsinki, Finland 10 Christensen, N., Lettenmaier, D (2007), A Multimodel Ensemble Approach to Assessment of Climate Change Impacts on the Hydrology and Water Resources of the Colorado River Basin Hydrol Earth Syst Sci., 11, 1417-1434 11 Dessai, S., Lu, X., Hulme, M., (2005), Limited sensitivity analysis of regional climate change probabilities for the 21st century J Geophys Res., 110 (D19), D19108 12 García, L.E., Matthews, J., Rodriguez, D.J, Wijnen, M., DiFrancesco, K.N., Ray, P., (2014), A Bottom-up Approach to Climate Adaptation for Water Resources Management BEYOND DOWNSCALING 13 Graham, L.P., Andréasson, J., Carlsson, B., (2007), Assessing climate change impacts on hydrology from an ensemble of regional climate models, model scales and linking methods - a case study on the Lule River basin Clim Change, 81, 293-307 14 Hamlet, A., Lettenmaier, D (2007), Effects of Climate Change on Hydrology and Water Resources in the Columbia River Basin JAWRA J Am Water Resour Assoc., 35, 1597-1623 15 Hallegatte, S., A Shah, A., Lempert, R., Brown, C., Gill, S., (2012), Investment Decision Making under Deep Uncertainty - Application to Climate Change Policy Res Work Pap., 6193 (9) 16 Kay, A., Davies, H., Bell, V., Jones, R., (2008), Comparison of Uncertainty Sources for Climate Change Impacts: Flood Frequency in England Clim Change, 92, 41-63 17 Li, G., Zhang, X., Zwiers, F., Wen, Q.H., (2012), Quantification of uncertainty in high-resolution temperature scenarios for North America J Clim., 25 (9), 3373-3389 18 Maurer, E., Hidalgo, H., (2008), Utility of daily vs monthly large-scale climate data: An intercomparison of two statistical downscaling methods Hydrol Earth Syst Sci 12, 551-563 19 Minville, M., Brissette, F., Leconte, R., (2008), Uncertainty of the Impact of Climate Change on the Hydrology of a Nordic Watershed J Hydrol., 358, 70-83 20 Raisanen, J., (2007), How reliable are climate models? Tellus A 59 (1), 2-29 21 Rowell, D., (2006), A Demonstration of the Uncertainty in Projections of UK Climate Change Resulting from Regional Model Formulation Clim Change, 79, 243-257 22 Vano, J., Voisin, N., Cuo, L., Hamlet, A., (2010), Climate change impacts on water management in the Puget Sound region, Washington State, USA Clim Change, 102, 261-286 23 Vicuña, S., Dracup, J.A., Lund, J., Dale, L., Maurer, E., (2010), Basin-Scale Water System OpTẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 20 BÀI BÁO KHOA HỌC erations With Uncertain Future Climate Conditions: Methodology and Case Studies Water Resour Res., 46, W04505, doi:10.1029/2009WR007838 24 Wilby, S., Dessai, R.L., (2010), Robust adaptation to climate change Weather, 65(7), 180185 25 Wiley, M., Palmer, R., (2008), Estimating the Impacts and Uncertainty of Climate Change on a Municipal Water Supply System J Water Resour Plan Manag - J WATER RESOUR PLAN MAN-ASCE, 134 26 Woldemeskel, F.M., Sharma, A., Sivakumar, B., Mehrotra, R., (2014), A framework to quantify GCM uncertainties for use in impact assessment studies J Hydrol, 519 (PB), 1453-1465 FUTURE CLIMATE PROJECTION OF BA RIVER BASIN IN THE UNCERTAIN CONTEXT OF CLIMATE MODELS Phan Thi Thuy Duong1, Vu Thi Van Anh1,2, Nguyen Thi Tuyet1 Hochiminh University of Natural Resources and Environment Hochiminh University of Technology Abstract: This investigation evaluates uncertainties of baseline simulations and future projections in the Ba river basin (BRB) of groups of climate models: Global Climate Models (GCMs), Regional Climate Models (RCMs), bias-corrected GCMs, bias-corrected RCMs The methods used for evaluating uncertainties in baseline are analyzing Mean errors (ME), Mean absolute errors (MAE) The annual variations were compared between simulation data with monitoring data at temperature stations and precipitation stations The estimation the future baseline climate by analyzing the standard deviation (SD) of climate estimation results at different percentiles Since then, the study chooses the model group which has the lowest uncertain values to project future climate condition in the BRB in future The results in baseline period show that the bias-corrected climate model group gives significant lower uncertainties than the unbias-corrected ones In the results of future projections, the downscaling technique seems to be more effective in reducing the range of uncertainties Therefore, BC-RCMs models are chosen to project the future climate condition in the BRB For temperature variables, increasing variation ranges from to 4,8oC in comparison with baseline period, which the high temperature region will have higher variation range of increase For annual precipitation variables, variable range of increase is higher in the large annual precipitation regions, variable range of increase in the rainy season is lower than in the dry season Keywords: Uncertainty, Climate model outputs, The Ba River basin, Climate change 21 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 ... dự tính khí hậu LVSB, từ lựa chọn nhóm mơ hình có tính khơng chắn thấp nhằm đưa dự tính khí hậu cho tồn LVSB tương lai Kết báo có ý nghĩa quan trọng việc làm tăng tính chắn kết dự tính biến khí. .. BC-RCMs để dự tính khí hậu tương lai LVSB 3.2 Kết dự tính khí hậu tương lai lưu vực sông Ba Như phân tích trên, TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2019 16 BÀI BÁO KHOA HỌC nguồn gây nên tính. .. tăng hình có tính khơng chắn thấp để đưa nhiệt độ trung bình năm cao vùng thượng dự tính khí hậu cho tồn LVSB tương lai lưu lưu vực giai đoạn tương lai Đối Kết đánh giá tính khơng chắn mô với