ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ ANH TUÂN TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN ĐẶC ĐIỂM VÀ XU THẾ BIẾN ĐỔI CỦA HẠN HÁN KHU VỰC TÂY NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2019 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ ANH TUÂN TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN ĐẶC ĐIỂM VÀ XU THẾ BIẾN ĐỔI CỦA HẠN HÁN KHU VỰC TÂY NGUYÊN Chuyên ngành: Khí tượng học Mã số: 8440222.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.VŨ THANH HẰNG Hà Nội – Năm 2019 ii LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn quý Thầy, Cơ giáo Khoa Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian em học tập và đồng ý cho em thực luận văn này Em xin trân trọng cảm ơn các Thầy, Cô giáo cán bộ Khoa sau đại học giúp đỡ em trình học tập Luận văn này thực hướng dẫn, góp ý q báu các Thầy, Cơ giáo Khoa Khí tượng Thủy văn, đặc biệt là hướng dẫn trực tiếp PGS.TS Vũ Thanh Hằng Em xin trân trọng biết ơn hướng dẫn, góp ý, giúp đỡ q báu Tơi biết ơn Tổng cục Khí tượng Thủy văn, Lãnh đạo Đài Khí tượng khu vực Tây Ngun cử tơi học Cảm ơn các cán bộ thuộc Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu cung cấp tài liệu, số liệu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè giúp đỡ, động viên nhiều suốt quá trình học tập và thực luận văn Gia Lai, ngày 14 tháng 02 năm 2019 Tác giả Vũ Anh Tuân iii MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 1.1 Khái niệm về hạn hán nguyên nhân gây hạn hán 1.1.1 Khái niệm hạn hán .3 1.1.2 Nguyên nhân gây hạn hán 1.2 Khái quát về điều kiện tự nhiên Tây Nguyên 1.2.1 Vị trí và đặc điểm địa hình .7 1.2.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn 1.3 Tình hình nghiên cứu hạn hán nước .9 1.3.1 Tình hình nghiên cứu hạn hán ngoài nước 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 13 1.3.3 Các tiêu xác định hạn hán……………………………………………………………16 CHƯƠNG 20 SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Số liệu nghiên cứu .20 2.1.1 Số liệu quan trắc 20 2.1.2 Số liệu sức chứa ẩm tối đa đất 21 2.2 Cơng thức tính, tiêu chí phân cấp tiêu hạn hán 22 2.3 Phương pháp đánh giá mối quan hệ xu biến đổi 32 2.4 Phương pháp đánh giá hạn khí tượng 33 CHƯƠNG 35 ĐẶC ĐIỂM VÀ XU THẾ BIẾN ĐỔI CỦA HẠN HÁN 35 3.1 Đặc điểm xu biến đổi hạn khí tượng 35 3.1.1 Mối quan hệ các số hạn 35 3.1.2 Tần suất hạn khí tượng 37 a) Tần suất hạn theo tháng 37 b) Tần suất hạn theo năm 39 iv 3.1.3 Thời gian hạn khí tượng 41 3.1.4 Các đợt hạn khí tượng điển hình 44 3.1.5 Xu biến đổi hạn khí tượng 48 3.2 Đặc điểm xu biến đổi hạn nông nghiệp dựa số CMI 51 3.2.1 Tần suất hạn vụ Đông Xuân 52 3.2.2 Tần suất hạn vụ Hè Thu .54 3.2.2 Tần suất hạn vụ Thu Đông .55 3.2.3 Xu biến đổi hạn nông nghiệp dựa số CMI 56 3.3 Kết nối tượng ENSO đối với tình trạng hạn hán Tây Nguyên .58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 v DANH MỤC BẢNG Bảng Danh sách trạm khí tượng khu vực Tây Nguyên 20-21 Bảng 2 Phân cấp hạn theo số J 23 Bảng Phân loại hạn hán theo số SPI 24 Bảng Phân ngưỡng hạn theo số PDSI 28 Bảng Các bước tính số hạn CMI [38] 29-30 Bảng Phân ngưỡng hạn theo số CMI 30 Bảng Ví dụ đầu gói chương trình tính PDSI 32 Bảng Hệ số tương quan số hạn từ 13 trạm khí tượng, thời kỳ 1979-2017 (n=39 năm x 13 trạm = 507 điểm/tháng) 35 Bảng 3 Các năm ENSO 59-59 DANH MỤC HÌNH Hình 1 Sơ đồ mô tả mối quan hệ loại hạn Hình Xu (a) số ngày mưa hàng năm lớn phân vị 95 th, (c) tần suất số ngày khô liên tiếp hàng năm 10 Hình Biểu đồ Hovmưller cho ATDS (a), ATDD (b) 28 trạm khí tượng .12 Hình Xu Sen J (trái), PED (giữa) SPI (phải) trạm bảy tiểu vùng Việt Nam năm 1961-2007 15 Hình Sơ đồ trạm khí tượng luận văn sử dụng nghiên cứu 20-21 Hình 2 Sức chứa ẩm tối đa đất khu vực Tây Nguyên: a) Nguồn thu thập, b) AWC 22 Hình Ví dụ đầu gói chương trình tính PDSI 32 Hình Mối quan hệ số hạn tháng (a, b, c) tháng (d, e, f) 37 Hình Tần suất xảy hạn vừa (MD) dựa số: a) số J, b) số SPI-1t vi quy mô tháng, c) số PDSI 39 Hình 3 Tần suất xuất hạn khí tượng dựa số: a) số J, b) số SPI d) số PDSI 41 Hình Sơ đồ Hovmưller thời gian hạn (TGH) 13 trạm khí tượng (trục hoành thể tên trạm, trục tung thể nam từ 1979 đến 2017) 42-43 Hình Thời gian hạn trung bình dựa theo số J (a) số SPI-12t (b) 44 Hình Diễn biến của số hạn, bên trái số PDSI (a, b, c, d e) bên phải số SPI-12t (f, g, h, i k) .45 Hình Các đặc trưng đợt hạn điển hình khu vực Tây Nguyên về TGH, MĐH, CĐH xác định dựa số SPI-12t (a, b c) số PDSI (d, e, f) 47 Hình Xu tuyến tính hạn KT theo số hạn J, SPI-1t, SPI-12t, PDSI (hình a, c, e, g theo giá trị số hình b, d, f, h theo TGH Hình tròn tam giác đậm nét rxt có độ tin cậy 90%) 50 Hình Phần trăm chênh lệch TGH thời kỳ 1999-2017 so với 1980-1998 51 Hình 10 Tần suất hạn vụ Đông Xuân theo số CMI, biểu diễn theo tuần (b), theo ngưỡng hạn (b) .53 Hình 11 Tần suất hạn vụ Hè Thu theo CMI, theo tuần (b), theo ngưỡng hạn (b)55 Hình 12 Tần suất hạn vụ Thu Đông theo CMI, theo tuần (b), theo ngưỡng hạn (b) 56 Hình 13 Xu tuyến tính hạn nơng nghiệp theo số hạn CMI (hình a, c, e theo giá trị số b, d, f theo TGH Hình tròn tam giác màu đen đậm nét rxt có độ tin cậy 90%) 58 Hình 14 Thời gian hạn trung bình năm ENSO theo số J (a), số SPI-1t (b), số SPI-12t (c) PDSI (d) 60 vii MỞ ĐẦU Hạn hán thiên tai phổ biến, diễn từ từ có tác động lớn đến môi trường, kinh tế - xã hội Hạn hán ảnh hưởng đến đa ngành kinh tế-xã hội; tài nguyên nước, nông nghiệp, giao thông đường thủy, sản xuất điện, Ngồi hạn hán dẫn tới nguy sa mạc hố Biến đổi khí hậu nhân tố góp phần làm tăng nguy hạn hán nhiều nơi Ở tỉnh Tây Nguyên, từ năm 1980 đến nay, hạn hán xày hàng năm với đợt hạn khốc liệt, năm 1983, 1988, 2003, 2005 Diện tích bị hạn vụ sản xuất năm nêu từ 2.000 đến 130.000 Đợt hạn năm 1998 nghiêm trọng nhất: Diện tích lúa nước vụ Đơng xn bị hạn cao tới 10.700 ha, 5.320 bị trắng, diện tích vụ mùa bị hạn nặng cao tới 13.330 ha, trắng 2.280 ha, diện lích cơng nghiệp ăn qủa bị hạn tới 110.630 ha, bị chết 19.290 ha, riêng cà phê bị hạn 74.400 ha, bị chết 13.760 Đợt hạn gần 2015-2016, Chính phủ phải hỗ trợ 484,7 tỷ đồng cho 21 địa phương cả nước để khắc phục hậu quả hạn hán xâm nhập mặn, Tây Nguyên hỗ trợ 108 tỷ đồng Ở Việt Nam, xu nhiệt độ tăng nhanh năm gần đây, khu vực Tây Nguyên có mức tăng nhiệt độ lớn nhất, hạn hán xuất thường xun mùa khơ Do đó, khảo sát phân tích đặc điểm xu biến đổi hạn hán tăng thêm hiểu biết về rủi ro hạn hán tại, góp phần hiểu biết về hạn hán tương lai xây dựng hệ thống giám sát, cảnh báo sớm, dự báo hạn hán, giúp quan quản lý người sản xuất chủ động điều chỉnh kế hoạch, tăng khả chống chịu tăng cường tiết kiệm nước Trước thực tế đó, đề tài: “Đặc điểm và xu biến đổi hạn hán khu vực Tây Nguyên” chọn để làm luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành khí tượng khí hậu học với mục tiêu: Đánh giá đặc điểm xu biến đổi hạn hán khu vực Tây Nguyên góp phần nâng cao khả nghiên cứu học viên Phạm vi nghiên cứu: Về nội dung nghiên cứu, luận văn chưa có điều kiện để dự tính hạn hán tương lai Trên sở đặc điểm số hạn công trình nghiên cứu ngồi nước WMO đánh giá phù hợp cho phân loại hạn, luận văn lựa chọn số J, SPI PDSI cho hạn khí tượng CMI cho hạn nơng nghiệp để đánh giá đặc điểm xu biến đổi hạn khí tượng nơng nghiệp Về phạm vi khơng gian nghiên cứu, luận văn chưa có điều kiện khảo sát về tình trạng hạn hán cho vùng khí hậu cả nước mà đánh giá cho khu vực Tây Nguyên Nội dung luận văn, phần mở đầu, kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo, bố cục thành chương sau: Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu Trong chương này, luận văn tìm hiểu khái quát về khái niệm hạn hán, nguyên nhân gây hạn hán, khái quát về điều kiện tự nhiên Tây Nguyên tổng quan khái quát về tình hình nghiên cứu hạn hán ngồi nước; chủ yếu cơng trình nghiên cứu liên quan đến đặc điểm xu hạn hán Chương Số liệu phương pháp nghiên cứu Trong chương luận văn trình bày về nguồn số liệu luận văn sử dụng nghiên cứu phương pháp về đặc điểm tính số hạn mà luận văn sử dụng Chương Đánh giá đặc điểm xu biến đổi hạn hán Trong chương này, luận văn đánh giá đặc điểm xu biến đổi hạn khí tượng dựa số J, SPI, PDSI hạn nông nghiệp dựa số CMI; tần suất, thời gian, xu biến đổi hạn hán, mối quan hệ hạn hán với ENSO CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm hạn hán nguyên nhân gây hạn hán 1.1.1 Khái niệm hạn hán Hiện chưa có định nghĩa thống về hạn tiêu xác định hạn lẽ xuất hạn nơi giới khác về tính chất hạn tác động hạn Lấy ví dụ, tài liệu thức WMO có khoảng 60 định nghĩa khô hạn khác mối quan hệ điều kiện khí tượng thuỷ văn với sản xuất nơng nghiệp Từ năm 1980 có 150 khái niệm khác về hạn, nói chung đều thống chung với khái niệm tình trạng thiếu hụt mưa thời gian tương đối dài Hạn xác định thơng qua số hạn hán Tuy nhiên, đa số tác giả đều thống quan điểm: Khô hạn tình trạng thiếu hụt mưa thời gian tương đối dài với tăng cao nhiệt độ thời gian tương ứng Khi đó, q trình bốc từ bề mặt đất đẩy mạnh tạo nên điều kiện bất lợi cho sản xuất nông nghiệp sinh trưởng trồng [13] Thực tế hạn hán xảy phức tạp, khái niệm về hạn phụ thuộc vào đối tượng sử dụng Dựa vào bản chất tác động hạn hán mà phân loại hạn sau [13]: 1) Hạn khí tượng; 2) Hạn nơng nghiệp; 3) Hạn thuỷ văn; 4) Hạn kinh tế xã hội Hình 1.1 minh hoạ mối quan hệ loại hạn + Hạn khí tượng Hạn khí tượng định nghĩa dựa mức độ khơ hạn so với trung bình khoảng thời gian xác định Theo Nguyễn Đức Ngữ Nguyễn Trọng Hiệu, hạn khí tượng thiếu hụt nước cán cân mưa - bốc thường xác định ngưỡng thiếu mưa khoảng thời gian xác định trước (chẳng hạn 75 phần trăm lượng mưa chuẩn) hay xác định dựa mức độ khô hạn (so với "chuẩn" trung bình) thời gian khơ hạn + Hạn nơng nghiệp thể cung cấp thông tin sai lệch về điều kiện hạn hán dài hạn Ví dụ, lượng mưa có lợi thời gian hạn hán cho phép giá trị CMI điều kiện độ ẩm đầy đủ, hạn hán dài hạn địa điểm tồn Tuy nhiên, có nhiều quốc gia sử dụng số CMI việc giám sát tình trạng hạn hán thể bản tin trồng thời tiết hàng tuần Hoa Kỳ, Australia 3.2.1 Tần suất hạn vụ Đông Xuân Tần suất hạn vụ Đông Xuân theo số CMI biểu diễn theo tuần (7 ngày/1 tuần, vậy năm 52 tuần) số trạm đại diện Tây Nguyên thể hình 3.10 cho thấy, diễn biến tần số hạn tăng dần từ tháng 11, 12 vào đạt cao vào tháng 2,3 Trong tháng 11 tần suất hạn khoảng 2-7%, từ tháng 12 đến tháng với tần suất hạn phổ biến khoảng 7-15%, cao tháng với tần suất phổ biến từ 20 đến 35% So với trạm, trạm Đà Lạt, Đắk Nơng xuất có tần suất hạn cao sớm nhất, tần suất hạn cao tháng 2, trạm khác đến đầu tháng mới tăng mạnh Tần suất hạn M'ĐRắk An Khê thấp xuất muộn khoảng đầu tháng Một ví dụ đối với thời gian sinh trưởng ngô dài, ngắn khác phụ thuộc vào giống điều kiện ngoại cảnh Trung bình thời gian sinh trưởng từ gieo đến chín 90 - 160 ngày hay lạc từ 120-130 ngày Đối với trồng hàng năm giai đoạn trổ bơng-làm hạt quan trọng, định đến 60-70% suất hạt Như vậy, gieo trồng vào đầu tháng 11 thời kỳ trổ bơng-làm hạt khoảng cuối tháng đầu tháng (nếu giống 120 ngày), thời kỳ trổ bơng- làm hạt chịu ảnh hưởng hạn với tần suất từ 10-15% 52 Hình 10 Tần suất hạn vụ Đông Xuân theo số CMI, biểu diễn theo tuần (b), theo ngưỡng hạn (b) Hình 3.10b thể tần suất tính cho cả vụ (ví dụ Kon Tum, tổng tuần/vụ xảy điều kiện hạn từ năm 1979-2017, ký hiệu N, tần suất tính = N/M*100, M 39 năm x 22 tuần/vụ = 858) Các điều kiện hạn xác định theo ngưỡng: Ẩm ướt (W), hạn vừa (MD) khô hạn nghiêm trọng (SD) Tần suất xuất điều kiện khơ hạn ước tính số CMI cho thấy ngưỡng MD từ 4,5% đến 14,0% ngưỡng SD từ 0% đến 5,9% Nhìn chung, vùng Liên Khương, Đà Lạt, Đắk Nơng, Ayunpa có tần 53 suất hạn vụ Đông Xuân cao trạm lại, cần bố trí thời vụ gieo trồng sớm (vào khoảng tháng 11, đầu tháng 12) giống có khả chịu hạn tốt không đối với ngô mà kể cả trồng khác để né tránh tình trạng hạn hán giai đoạn trổ bông-làm hạt 3.2.2 Tần suất hạn vụ Hè Thu Tần suất hạn thể 3.11a cho thấy, diễn biến tần suất hạn giảm dần từ tháng đến tháng 6, tháng có tần suất hạn cao khoảng từ 15% đến 45%, tháng năm khoảng từ 2% đến 35%, tháng khoảng 2% đến 20%, từ tháng vùng phía Đơng Tây Ngun M'ĐRắk, An Khê với tần suất hạn khoảng 2% đến 15% Nhìn chung, tháng mùa mưa, CMI thị độ ẩm đất trồng đủ ẩm để sinh trưởng phát triển Phương pháp tính tần suất hình 3.10b, hình 3.11b thể tần suất cho cả vụ Hè Thu cho thấy giá trị khoảng từ 2,4% đến 15% đối với ngưỡng MD, khoảng từ 1,2% đến 11,3 % Tình trạng vụ Hè Thu có xu cao đáng kể vùng phía Đơng Tây Ngun, Ayunpa, M'ĐRắk, An Khê, thấp đáng kể Bảo Lộc, Liên Khương Đà Lạt Nhìn chung, nên gieo trồng vụ Hè Thu vào tháng 5, giảm việc tưới nước, tiết kiệm nước so với tháng Trong giai đoạn trổ bơng-làm hạt trồng chịu ảnh hưởng hạn, nhiên mưa lớn ảnh hưởng đến phấn hoa q trình tích lũy hạt ngập lụt gia tăng sâu bệnh 54 Hình 11 Tần suất hạn vụ Hè Thu theo số CMI, biểu diễn theo tuần (b), theo ngưỡng hạn (b) 3.2.2 Tần suất hạn vụ Thu Đông Diễn biến tần suất hạn vụ Thu Đông thể Hình 3.12a cho thấy, tình trạng hạn hán vụ Thu Đơng vụ Đơng Xuân Hè Thu, đầu vụ có xuất thấp khoảng 2% đến 10% chủ yếu vùng phía Đơng Tây Ngun (An Khê, M'ĐRắk), giai đoạn trồng trổ bông-làm hạt tháng 11 12, có tần suất hạn phổ biến khoảng 5% đến 15% Nhìn chung, trở ngại vụ Thu Đơng lớn có thời kỳ gieo trồng gặp mưa lớn ảnh hưởng đến khả mọc mầm Ngưỡng tần suất hạn MD khoảng từ 0,6 đến 5,1%, ngưỡng tần xuất xuất SD khoảng từ đến 1,4% (Hình 3.12b) 55 Hình 12 Tần suất hạn vụ Thu Đông theo số CMI, biểu diễn theo tuần (b), theo ngưỡng hạn (b) 3.2.3 Xu biến đổi hạn nông nghiệp dựa số CMI Cũng mục 3.1.5, nhằm so sánh, kiểm tra chéo về xu biến đổi hạn hán, luận văn sử dụng hệ số a1 cả chuỗi thời gian giá trị số hạn thời gian hạn (TGH) để khảo sát xu biến đổi tuyến tính Hệ số a1 chuỗi thời gian số CMI tính theo theo tuần xắp sếp thành chuỗi thời gian, vậy hệ số a1 nhỏ độ lớn r có độ tin cậy 90% nhỏ (ví dụ Kon Tum, 39 năm x 22 tuần/vụ = 858, có nghĩa n=858), chuỗi thời gian về TGH tổng hợp từ tuần xảy hạn hán vụ năm (n=39 năm Kon Tum) Hình 3.13 thể hình tròn tam giác tơ màu đỏ biểu thị xu 56 tăng màu xanh xu giảm hạn hán Giá trị hệ số a1 nhỏ đối với số lớn đối với TGH, hạn hán nghiêm trọng xảy Ngược lại, đối với số có hệ số a1 lớn nhỏ đối với TGH, hạn hán xảy nghiêm trọng Kết quả về xu biến đổi tuyến tính hạn hán cho thấy: Hình 3.13a, b cho thấy, tình trạng hạn nơng nghiệp vụ Đơng Xn có xu tăng trạm Kon Tum, Ayunpa với độ tin cậy 90%, Pleiku, Đắk Tơ có xu tăng nhẹ không đạt ý nghĩa thống kê với =10% Các trạm lại tìm thấy xu giảm, mức giảm đạt độ tin cậy 90% tìm thấy An Khê, M'ĐRắk, Đà Lạt Đắk Nông Xu TGH tăng Đắk Tô 2,6 tuần/39 năm, Kon Tum 5,4 tuần/39 năm, Pleiku 4,9 tuần/57 năm Ayunpa 8,4 tuần/39 năm Hình 3.13c, d cho thấy, tình trạng hạn nơng nghiệp vụ Thu Đơng có xu tăng trạm Ayunpa với độ tin cậy 90%, Pleiku Đắk Nơng có xu tăng nhẹ không đạt ý nghĩa thống kê với =10% Các trạm lại tìm thấy xu giảm tình trạng hạn hán, mức giảm đạt độ tin cậy 90% tìm thấy An Khê, Đà Lạt Liên Khương Xu TGH tăng Pleiku khoảng 0,02 tuần/57 năm, Ayunpa khoảng 4,8 tuần/39 năm Đắk Nơng khoảng 1,3 tuần/39 năm Hình 3.13e, f cho thấy, tình trạng hạn nơng nghiệp vụ Thu Đơng có xu tăng trạm Ayunpa với độ tin cậy 90%, Pleiku Đắk Tơ có xu tăng nhẹ không đạt ý nghĩa thống kê với =10% Các trạm lại tìm thấy xu Xu TGH tăng Đắk Tô khoảng 1,0 tuần/39 năm, Pleiku khoảng 2,2 tuần/57 năm, Ayunpa khoảng 5,4 tuần/39 năm 57 Hình 13 Xu tuyến tính hạn nơng nghiệp theo số hạn CMI (hình a, c, e là theo giá trị số và hình b, d, f là theo TGH Hình tròn tam giác màu đen đậm nét là rxt có đợ tin cậy 90%) 3.3 Kết nối tượng ENSO đối với tình trạng hạn hán Tây Nguyên Chỉ số Đại dương Niño (ONI) trở thành tiêu chuẩn để NOAA sử dụng xác định kiện El Nino La Nina Thái Bình Dương nhiệt đới, dựa trung bình trượt tháng dị thường nhiệt độ mặt nước biển vùng NINO3 (50N - 50S, 58 1500W - 900W), lớn 0,50C (El Nino) nhỏ -0,50C (La Nina) Mức độ mạnh, yếu El Nino (La Nina) chia nhỏ thành kiện: Yếu với dị thường SST từ 0,5 (-0,5) đến 0,9 (-0,9), trung bình với dị thường SST từ 1,0 (-1) đến 1,4 (-1,4), mạnh với dị thường từ 1,5 (-1,5) đến 1,9 (1,9) kiện mạnh ≥ 2.0 (≤-2) Các năm ENSO sẳn có từ Webside: https://ggweather.com/enso/oni.htm Bảng Các năm ENSO Các năm El Nino Năm Mức độ 1979-1980 Yếu 1982-1983 Rất mạnh 1986-1987 Vừa 1987-1988 Mạnh 1991-1992 Mạnh 1994-1995 Vừa 1997-1998 Rất mạnh 2002-2003 Vừa 2004-2005 Yếu 2006-2007 Yếu 2009-2010 Vừa 2014-2015 Yếu 2015-2016 Rất mạnh Các năm La Nina Năm Mức độ 1983-1984 Yếu 1984-1985 Yếu 1988-1989 Mạnh 1995-1996 Vừa 1998-1999 Mạnh 1999-2000 Mạnh 2000-2001 Yếu 2005-2006 Yếu 2007-2008 Mạnh 2008-2009 Yếu 2010-2011 Mạnh 2011-2012 Vừa 2016-2017 Yếu 2017-2018 Yếu Như trình bày về đợt hạn hán điển hình Tây Nguyên mục 3.1.4 cho thấy, đa phần đợt hạn hán đều xảy vào năm El Nino mạnh năm 1982-1983, 1991-1992, 1997-1998 2015-2016 Để thể rõ về mối quan hệ ENSO đến tình trạng hạn hán Tây Nguyên, luận văn thể về số tháng xảy điều kiện hạn trung bình năm ENSO (TGH trung bình năm ENSO) 59 Nhìn chung phần đa trạm từ tỉnh Kon Tum đến Đắk Nơng có TGH trung bình năm El Nino cao so với năm Non ENSO năm La Nina thể dựa cả số hạn, ngoại trừ Lâm Đồng (các trạm Đà Lạt, Liên Khương Lâm Đồng) có xu ngược lại thường cao năm Non ENSO Như vậy cho thấy, tác động El Nino đến khu vực Lâm Đồng không rõ ràng Chênh lệch năm El Nino cao năm Non ENSO trạm từ tỉnh Kon Tum đến tỉnh Đắk Nông phổ biến đối với số J khoảng từ 0,8 đến 1,2 tháng (tương đương khoảng từ 7% đến 10% so với trung bình năm Non ENSO), đối với số SPI-1t cao khoảng 0,6 đến 1,0 tháng (tương đương khoảng 20% đến 60% so với trung bình năm Non ENSO), đối với số SPI-12t cao khoảng 1,6 đến 2,2 tháng (khoảng 70% đến 110% so năm Non ENSO), đối với số PDSI cao khoảng 2,0 đến 3,0 tháng (khoảng 50% đến 80% so với năm Non ENSO) Hình 14 Thời gian hạn trung bình các năm ENSO theo số J (a), số SPI-1t (b), số SPI-12t (c) và PDSI (d) 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên sở số liệu độ dài 57 năm (5 trạm) 39 năm (8 trạm) tính toán đánh giá đặc điểm xu biến đổi hạn hán dựa bốn số hạn khí tượng số J, SPI-1t, SPI-12t số hạn nông nghiệp CMI cho khu vực tỉnh Tây Nguyên, luận văn thu số kết quả sau: Đã đánh giá mối quan hệ bốn số hạn PDSI, J, SPI-1t SPI-12t Kết quả cho thấy, số hạn có mối quan hệ tốt hệ số tương quan đạt độ tin cậy 95%; mối quan hệ số J với SPI-1t PDSI SPI-12t tốt nhất, hệ số tương quan cao từ 0.55-0.91 đạt độ tin cậy 99%; Trên sở phân tích hạn khí tượng nơng nghiệp cho thấy: 1) Phân bố tần suất hạn khí tượng theo tháng ba số (chỉ số J, SPI, PDSI) có khác nhau; số J cho thấy tần suất cao hạn hán xảy chủ yếu vào mùa khô, số SPI PDSI cho thấy tần suất xảy hạn hán cả mùa khô mùa mưa; 2) Phân bố tần suất hạn nông nghiệp dựa CMI cho thấy: Trong vụ Đông Xuân, đầu vụ có tần suất hạn thấp cao vào cuối vụ với tần suất khoảng 515% Trong vụ Hè Thu tần suất hạn cao vào đầu vụ với tần suất khoảng từ 15% đến 45% thấp vào giai đoạn cuối vụ Trong vụ Thu Đơng có tần suất hạn thấp ba vụ, cao đáng kể cuối vụ khoảng 5-10% Trên sở TGH bốn số hạn cho thấy, xu chung trạm có TGH cao chủ yếu phân bố khu vực phía bắc giảm dần về phía Nam Tây Nguyên, thấp Bảo Lộc Trên sở số hạn SPI-12t PDSI xác định đợt hạn hán điển hình thời kỳ 1979-2017, đợt hạn có thời gian dài thường có cường độ hạn cao Đã đánh giá xu tuyến tính dựa giá trị TGH bốn số hạn khí tượng số CMI,kết quả cho thấy: 1) Hạn khí tượng,nhìn chung xu tăng/giảm hạn quán cả bốn số, số trạm có xu tăng Đắk Nông, Ayunpa, Pleiku Đắk Tô với mức tăng tuyến tính khoảng 1,5- 2,0 tháng/39 61 năm, trạm lại có xu giảm với mức giảm khoảng 0,5-1,5 tháng/39 năm; 2) Hạn nơng nghiệp, số trạm có xu hạn tăng cả ba vụ Đắk Tô, Pleiku, Ayunpa với mức tăng khoảng 2,6-8,4 tuần/39 năm (vụ Đông Xuân), khoảng 0,02-4,8 tuần/39 năm (vụ Hè Thu) khoảng 1,0-5,4 tuần/39 năm (vụ Thu Đông) Đã tính tốn TGH trung bình năm ENSO Kết quả cho thấy, tác động El Nino Tây Nguyên khó rõ ràng, ngoại trừ tỉnh Lâm Đồng; phần đa trạm từ tỉnh Kon Tum đến Đắk Nơng có TGH trung bình năm El Nino cao so với năm Non ENSO năm La Nina Chênh lệch năm El Nino cao năm Non ENSO dao động khoảng từ 0,8 đến tháng Kiến nghị Các điểm trạm khí tượng có phân bố khơng gian khơng đều, thưa vùng phía Tây Tây Ngun, nên khó khăn việc đánh giá tình trạng hạn hán theo phân bố khơng gian chi tiết, cần nghiên cứu sử dụng số liệu mưa, nhiệt độ lưới để đánh hạn hán; diện tích hạn, vùng nhạy cảm với điều kiện hạn hán, xây dựng hệ thống giám sát, cảnh báo sớm hạn hán Cũng cần sử dụng số liệu lượng mưa, nhiệt độ tương lai để dự tính tình trạng hạn hán nhằm có thơng tin hạn hán đầy đủ phục vụ quản lý hạn hán tỉnh Tây Nguyên 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trường (2016), Kịch biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam Nguyễn Văn Cư (2001), Nguyên nhân và các giải pháp phòng chống sa mạc hoá khu vực ven biển miền Trung (Ninh Thuận-Bình Thuận), Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Nhà nước, Bộ KHCN Việt Nam Nguyễn Lập Dân (2010), Nghiên cứu sở khoa học quản lý hạn hán và sa mặc hóa để xây dựng hệ thống quản lý, đề xuất các giải pháp chiến lược và tổng giảm thiểu tác hại: Nghiên cứu điển hình cho đồng sông Hồng và Nam Trung Bộ, Báo cáo đề tài cấp nhà nước mã số KC08.23/06-10, Bộ KHCN Việt Nam Nguyễn Trọng Hiệu, Phạm Thị Thanh Hương (2003), Đặc điểm hạn phân vùng hạn Việt Nam, Tuyển tập Báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 8, Viện KTTV, Bộ Tài nguyên Môi trường, tr95-96 Đào Xuân Học (2002), Nghiên cứu các giải pháp giảm nhẹ thiên tai hạn hán các tỉnh Duyên hải miền Trung từ Hà Tĩnh đến Bình Thuận, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Nhà nước, Bộ KHCN Việt Nam Nguyễn Đức Hậu (2001), Xây dựng mơ hình dự báo hạn vùng Việt Nam từ mối quan hệ SST với số Sa.I Tạp chí KTTV, số 501, 9/2002 Vũ Thanh Hằng, Trần Thị Thu Hà (2013) So sánh vài số hạn vùng khí hậu Việt Nam Tạp chí Khoa học ĐHQG, KHTN&CN, Tập 29, Số 2S(2013).T51-57 Nguyễn Đức Ngữ (2002), Tìm hiểu hạn hán và hoang mạc hóa Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Quang Kim (2005) Nghiên cứu dự báo hạn hán vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên và xây dựng các giải pháp phòng chống, Đề tài cấp Nhà nước mã số KC.08.22, Bộ KHCN Việt Nam 10 Nguyễn Viết Lành, Nguyễn Văn Dũng, Trịnh Hoàng Dương, Trần Thị Tâm (2018) Sử dụng lượng mưa vệ tinh đánh giá khả hạn khí tượng dựa số SPI cho khu vực tỉnh Thanh Hóa Tạp chí KTTV, Số 696 11 Huỳnh Phú (2018) Nghiên cứu đánh giá mức độ khô hạn tỉnh Ninh Thuận dựa 63 số khô hạn K 12 Trần Thục (2008) Xây dựng đồ hạn hán và mức độ thiếu nước sinh hoạt Nam Trung Bộ và Tây Nguyên Báo cáo tổng kết đề án cấp Bộ TNMT 13 Nguyễn Văn Thắng (2007), Nghiên cứu và xây dựng công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn hán Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ TNMT, Viện KH KTTV&MT 14 Nguyễn Văn Thắng (2014), Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn, Đề tài cấp nhà nước KC.08.17/11-15, Bộ KHCN Việt Nam 15 Nguyễn Văn Thắng, Ngô Tiền Giang, Nguyễn Đăng Mậu, Trần Minh Tuyến (2014) Nghiên cứu sử dụng số hạn Palmer để nhận định diễn biến hạn hán vùng đồng Bắc Bộ Tạp chí KTTV số tháng năm 2014 16 Nguyễn Đăng Tính (2010), Xác định khả và đánh giá mức đợ hạn khí tượng vùng Đồng sơng Cửu Long, Tạp chí mơi trường ISSN: 1859-3941 17 Lê Trung Tuân (2009), Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp khoa học cơng nghệ phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững các tỉnh miền Trung, Báo đề tài cấp nhà nước mã số ĐTĐL2007G/30, Bộ KHCN Việt Nam 18 Trần Văn Tỷ, Đặng Thị Thu Hoài Huỳnh Vương Thu Minh (2015), Xây dựng đồ hạn hán Đồng sông Cửu Long bối cảnh biến đổi khí hậu, Tạp chí Trường Đại học Cần Thơ Tr.226-233 19 Nguyễn Trọng Yêm (2006), Nghiên cứu xây dựng đồ phân vùng tai biến môi trường tự nhiên lãnh thổ Việt Nam, Báo cáo đề tài cấp nhà nước mã số KC-08-01, Bộ KHCN Việt Nam Tiếng Anh 20 C.W Thornthwaite (1948), An approach toward a rational classification of climate Geographical Review, Vol 38, No 1, Pp 55-94 21 de Martonne E (1926) Une nouvelle fonction climatologique: L’Indece d’aridite La Meteorol 2:449–458 22 Dai, A., 2011a: Characteristics and trends in various forms of the Palmer Drought Severity Index during 1900–2008 J Geophys Res Atmos., 116, D12115 23 Faustin Katchele OGOU, MA Zhu-Guo, YANG Qinga, and Batebana KPAIKPAI 64 (2017) Comparison of trends and frequencies of drought in central North China and subSaharan Africa from 1901 to 2010 24 Hang Vu-Thanh & Thanh Ngo-Duc & Tan Phan-Van (2013) Evolution of meteorological drought characteristics in Vietnam during the 1961–2007 period Hang Theor Appl Climatol DOI 10.1007/s00704-013-1073-z 25 Hao Guo, Anming Bao, Tie Liu, Felix Ndayisaba, Daming He, Alishir Kurban and Philippe De Maeyer (2017), Meteorological Drought Analysis in the Lower Mekong Basin Using Satellite-Based Long-Term CHIRPS Product, Sustainability Journal 9, 901; doi:10.3390/su9060901 26 Horridge M, Madden J, Wittwer G (2005) The impact of the 2002−2003 drought on Australia J Policy Model 27:285−308 27 IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D Qin, G.-K Plattner, M Tignor, S.K Allen, J Boschung, A Nauels, Y Xia, V Bex and P.M Midgley (eds.)] Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp, doi:10.1017/CBO9781107415324 28 McCabe, G J., and D M Wolock (2015), Variability and trends in global drought, Earth and Space Science, 2, 223–228, doi:10.1002/2015EA000100 29 Muhammad Azam, Seung Jin Maeng, Hyung San Kim, Seung Wook Lee and Jae Eun Lee (2018) Spatial and Temporal Trend Analysis of Precipitation and Drought in South Korea Water 10(6):765 30 Mohammed Sanusi Shiru, Shamsuddin Shahid, Noraliani Alias and Eun-Sung Chung (2018) Trend Analysis of Droughts during Crop Growing Seasons of Nigeria Sustainability 2018, 10(3), 871; https://doi.org/10.3390/su10030871 31 McKee T.B., Doesken N.J., Kleist J (1993) The relationship of drought frequency and duration to time scales Preprints, Eighth Conference on Applied Climatology, January 17–22, Anaheim, California, pp.179–184 32 Palmer W C (1965), Meteorological drought, Research Paper No 45, U.S.Department of Commerce Weather Bureau, Washington, D C 33 Palmer, W.C., 1968: Keeping track of crop moisture conditions, nationwide: the 65 Crop Moisture Index Weatherwise, 21:156–161 34 Qianfeng Wang, Tianjie Lei, Peijun Shi, Guangpo Geng (2015), The alleviating trend of drought in the Huang-Huai-Hai Plain of China based on the daily SPEI, International Journal of Climatology 35(13) 35 Sheffield, J., and E F Wood, 2008: Global trends and variability in soil moisture and drought characteristics, 1950–2000, from observation-driven simulations of the terrestrial hydrologic cycle J Clim., 21, 432–458 36 Sheffield, J., E Wood, and M Roderick, 2012: Little change in global drought over the past 60 years Nature, 491, 435 37 Svoboda, Mark; Fuchs, Brian; and Integrated Drought Management Programme (IDMP), "Handbook of Drought Indicators and Indices" (2016) Drought Mitigation Center Faculty Publications 117 38 Thomas JTJHASZ, Jack KORNFIELD (1978) The Crop Moisture Index: Unnatural Response to Changes in Temperature, Journal of applied Meteorology, v17 (1864) 39 Vidal, J., E Martin, L Franchisteguy, F Habets, J Soubeyroux, M Blanchard, and M Baillon(2010): Multilevel and multiscale drought reanalysis over France with the Safran-Isba-Modcou hydrometeorological suite Hydrol Earth Syst Sci, 14,459–478 40 Wilhite DA (2005) Drought and water crises: science, technology, and management issues CRC Press, Boca Raton,FL 41 Wells, N, Goddard, S., Hayes, M J., A Self-Calibrating Palmer Drought Severity Index, J Climate, 17, 2335–2351 (2004) 42 World Meteorological Organization (2006), Drought monitoring and early warning: concepts, progress and future challenges ISBN:978-92-63-11006-0 43 WMO (2009), Lincoln, Nebraska, USA 8-11 Inter-Regional Workshop on Indices and Early Warning Systems for Drought Lincoln, Nebraska, USA 44 WMO (2012), Standardized Precipitation Index User Guide.WMO-No.1090 Food and Agriculture Organization of the United Nations (2006), FAO Irrigation and Drainage Paper Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements), N056, Rome, Italy 66 ... giá đặc điểm xu biến đổi hạn hán Trong chương này, luận văn đánh giá đặc điểm xu biến đổi hạn khí tượng dựa số J, SPI, PDSI hạn nông nghiệp dựa số CMI; tần suất, thời gian, xu biến đổi hạn hán, ... tiêu hạn hán 22 2.3 Phương pháp đánh giá mối quan hệ xu biến đổi 32 2.4 Phương pháp đánh giá hạn khí tượng 33 CHƯƠNG 35 ĐẶC ĐIỂM VÀ XU THẾ BIẾN ĐỔI CỦA HẠN HÁN ... cứu đánh giá đặc điểm xu biến đổi hạn hán, không quy mơ tồn cầu mà cả khu vực/ quốc gia: Bởi có phép đo trực tiếp biến liên quan đến hạn hán độ ẩm đất, thị hạn hán thơng qua số hạn khí tượng