ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Thị Lan Hương

NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU
VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Thị Lan Hương

NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU
VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM

Chuyên ngành: Khí tượng và khí hậu học
Mã số
: 60.44.87

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Trần Quang Đức

2.2 . Phương pháp nghiên cứu...........................................................................14
2.2.1. Phương pháp bản đồ .............................................................................14
2.2.2. Phương pháp hồi quy tuyến tính đơn biến.............................................15
2.2.3 Phương pháp xác định mùa, thời điểm bắt đầu, kết thúc mùa................16
CHƯƠNG 3: SỰ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU Ở KHU VỰC................................18
ĐÔNG BẮC VIỆT NAM ......................................................................................18
3.1. Kết quả phân tích trường nhiệt độ ...............................................................18
3.1.1. Biến đổi của nhiệt độ mùa ....................................................................18
3.1.2. Biến đổi mùa nhiệt theo thời gian .........................................................33
3.1.3. Biến đổi của phân bố nhiệt độ mùa .......................................................38
3.2 Kết quả phân tích trường mưa ......................................................................42
3.2.1. Biến đổi của lượng mưa mùa ................................................................42
3.2.2. Biến đổi của mùa mưa theo thời gian....................................................53
3.2.3. Biến đổi phân bố mưa mùa ...................................................................58
KẾT LUẬN...........................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................63


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Bản đồ các trạm quan trắc thuộc khu vực Đông Bắc Việt Nam _______ 11
Hình 2.2. Định dạng của file số liệu nhiệt độ và lượng mưa của các trạm _______ 14
Hình 2.3. Đồ thị hồi quy tuyến tính _____________________________________ 15
Hình 3.1. Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm của khu vực nghiên cứu giai
đoạn 1971-2010. ___________________________________________ 21
Hình 3.2 .Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa lạnh của các trạm
Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. _______________________ 23
Hình 3.3.Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa nóng của các trạm
Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. _______________________ 25
Hình 3.4.Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 3 tháng mùa đông của các trạm
Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. _______________________________ 26

Hình 3.18: Biến trình nhiều năm và xu thế của lượng mưa 6 tháng mùa hè tại các trạm
khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010 ________________________ 50
Hình 3.19: Biến trình nhiều năm và xu thế của lượng mưa 3 thángchính đông tại các
trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010____________________ 51
Hình 3.20: Biến trình nhiều năm và xu thế của lượng mưa 3 tháng chính hè tại các
trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010____________________ 53
Hình 3.21. Hình vẽ biểu diễn xu thế thay đổi của pentad bắt đầu mùa mưa tại các trạm
Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. _______________________ 55
Hình 3.22. Hình vẽ biểu diễn xu thế thay đổi của pentad kết thúc mùa mưa tại các
trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010 ___________________ 57
Hình 3.23. Phân bố lượng mưa trung bình thập kỉ của 3 Tháng Năm – Sáu – Bảy 58
Hình 3.24. Phân bố chênh lệch lượng mưa trung bình Tháng Năm trừ Tháng Tư
trung bình thập kỉ. __________________________________________________ 59
Hình 3.25. Phân bố chênh lệch lượng mưa trung bình Tháng Chín trừ Tháng Mười
trung bình thập kỉ. __________________________________________ 60


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Vị trí và độ cao các trạm quan trắc trong khu vực Đông Bắc Việt Nam _ 13
Bảng 3.1. Nhiệt độ tháng và năm các trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010.
_________________________________________________________________ 19
Bảng 3.2. Phương trình xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm của các trạm
Đông Bắc giai đoạn 1971-2010 ________________________________________ 22
Bảng 3.3. Hệ số biến động Cv (%) của nhiệt độ tháng và năm giai đoạn 1971-201032
Bảng 3.4. Lượng mưa trung bình các Tháng và trung bình năm tại một số trạm tại
Đông Bắc Việt Nam từ 1970-2010. _____________________________________ 43
Bảng 3.5. Biến động lượng mưa trung bình qua các thập niên giai đoạn 1971-201044
Bảng 3.6. Phương trình xu thế tuyến tính của lượng mưa trung bình năm các trạm 45
Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010________________________________ 45

cực đoan của các mô hình; và 3) Nghiên cứu dự báo hạn mùa và dự tính khả năng
xuất hiện các hiện tượng khí hậu cực đoan trong tương lai với các quy mô thời gian
khác nhau. Trong luận văn này, phương pháp bản đồ và phương pháp thống kê được
sử dụng để xác định những đặc trưng thay đổi của trường nhiệt và trường mưa tại
khu vực Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. Luận văn tiến hành phân tích
những xu thế biến đổi của lượng mưa và nhiệt độ trong những giai đoạn dài (thập
kỉ) để đưa ra những nhận định về biến đổi khí hậu diễn ra ở nơi đây. Đặc biệt, luận
văn tập trung phân tích những biến động mùa khí hậu để làm rõ sự dịch chuyển
mùa. Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn được chia làm 3 phần chính:
Phần 1: Tổng quan về các nghiên cứu biến đổi mùa khí hậu
Phần 2: Số liệu và phương pháp nghiên cứu
Phần 3: Sự biến đổi mùa khí hậu khu vực Đông Bắc Việt Nam

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
VÀ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU
Theo IPCC (2007), biến đổi khí hậu là sự biến đổi về trạng thái của hệ thống
khí hậu, có thể được nhận biết qua sự biến đổi về trung bình và sự biến động của
các thuộc tính của nó, được duy trì trong một thời gian đủ dài, điển hình là hàng
thập kỉ hoặc dài hơn. Biến đổi khí hậu có thể do các quá trình tự nhiên bên trong hệ
thống khí hậu hoặc do những tác động từ bên ngoài, hoặc do tác động thường xuyên
của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển hoặc sử dụng đất. Biến đổi
khí hậu toàn cầu đang là mối đe doạ hiện hữu đối với mọi quốc gia trên thế giới
trong đó có Việt Nam. Biến đổi khí hậu cũng có khả năng làm thay đổi quy luật của
khí hậu, ảnh hưởng tiêu cực đến mọi lĩnh vực liên quan đến đời sống con người.
Những điều này rất đáng lo ngại vì Việt Nam là một trong những quốc gia trên
thế giới đạt được những thành quả phát triển ấn tượng nhất trong những năm gần
đây. Việt Nam là một trong số ít các quốc gia đi đúng hướng trong việc đạt được

những độ cao trên 100 – 500m và lùi xa hơn về phía Bắc 100 – 200km so với
hiện nay.
Nhiệt độ và độ ẩm tăng cao làm gia tăng làm gia tăng sức ép về nhiệt độ với
cơ thể con người, nhất là người già và trẻ em, làm tăng bệnh tật, đặc biệt là các bệnh
nhiệt đới, bệnh truyền nhiễm thông qua sự phát triển của các loài vi khuẩn, các côn
trùng và vật mang bệnh, chế độ dinh dưỡng và vệ sinh môi trường suy giảm.
Sự gia tăng nhiệt độ còn ảnh hưởng đến các lĩnh vực khác như năng lượng,
giao thông vận tải, công nghiệp, xây dựng, du lịch, thương mại,... liên quan đến chi
phí gia tăng cho việc làm mát, thông gió, bảo quản thiết bị, phương tiện, sức bền vật
liệu.
Tác động đối với tài nguyên nước
Tài nguyên nước đang đứng trước nguy cơ suy giảm do hạn hán ngày một
tăng ở một số vùng, miền. Khó khăn này sẽ ảnh hưởng đến nông nghiệp, cung cấp
nước ở nông thôn, thành thị và dễ xảy ra tình trạng cháy rừng.
Hệ thống sông vùng Đông Bắc Việt Nam bao gồm các con sông: sông
Thương, sông Thái Bình, sông Bằng Giang, sông Kì Cùng. Các con sông này có vai

3


trò đặc biệt trong chế độ thủy văn, cung cấp nguồn nước cho nông nghiệp và các
hoạt động sản xuất ở khu vực này. Nghiên cứu của IPCC (2007) cũng cho thấy
trong thế kỉ tới, có sự gia tăng của lượng mưa tại khu vực phía bắc Việt Nam. Điều
này một mặt gia tăng những lợi ích về tài nguyên nước nhưng mặt khác cũng dẫn
đến các nguy cơ gây ngập lụt và sói lở đất.
Tác động đối với sức khoẻ con người
Nhiệt độ tăng làm tăng tác động tiêu cực đối với sức khoẻ con người, dẫn đến
gia tăng một số nguy cơ đối với tuổi già, người mắc bệnh tim mạch, bệnh thần kinh.
Tình trạng nóng lên làm thay đổi cấu trúc mùa nhiệt hàng năm. Ở miền Bắc, mùa
đông sẽ ấm lên, dẫn tới thay đổi đặc tính trong nhịp sinh học của con người.

tiên tiến hành các thí nghiệm để khẳng định hiệu ứng nhà kính. Nhưng trong thế kỉ
XIX, thuật ngữ “hiệu ứng nhà kính” chưa đồng nghĩa với sự ấm lên toàn cầu. Thay
vào đó, các nhà khoa học lại lo lắng về một khía cạnh ngược lại: sự lạnh đi toàn cầu
và sự quay ngược trở lại thời kì băng hà sẽ đe dọa nền văn minh của loài người .
Trong thế kỉ XIX, nhà khoa học Thụy Điển Louis Agassiz được xem như học
giả đầu tiên nghiên cứu về biến đổi khí hậu. Agassiz đưa ra các lí thuyết dựa trên
thông tin về sự phát triển và rút lui của các sông băng trong các giai đoạn tại Alps
và Châu Âu, Great Lake tại Bắc Mĩ và các khu vực khác. Ông cho rằng trái đất đã
trải qua sự thay đổi của nhiệt độ và các điều kiện thời tiết khác nhau. Năm 1890,
Svante Arhenius, theo sau Tyndall, đã tính toán tác động của CO2 tới nhiệt độ khí
quyển. Nhưng không giống như những nghiên cứu về biến đổi khí hậu ở thời điểm
đó, Arrhenius ủng hộ các ý tưởng về sự ấm lên, cũng như ông nghĩ rằng điều đó sẽ
giúp cải thiện điều kiện thời tiết và nông nghiệp tại Scandinavia.
Sang thế kỉ XX, một nhà khoa học khác là Guy Callendar đã ủng hộ các
nghiên cứu của Arrhenius và tiếp tục nỗ lực để làm rõ các hiểu biết khoa học về vai
trò của carbon dioxide trong biến đổi khí hậu. Tuy nhiên những quan điểm Yet
Callendar đã không được coi trọng. Năm 1951, một nhà khoa học bảo thủ cho rằng
“lí thuyết về CO2 sẽ không bao giờ được chấp nhận rộng rãi và sẽ bị bỏ rơi”.
Thập kỉ 1950 đánh dấu sự ra đời của các mô hình khí hậu. Bắt đầu với những
nghiên cứu về nhiệt độ ở các lớp khác nhau trong đại đương của nhà đại dương học
Roger Revelle và các đồng nghiệp tại Scripps Institution of Oceanography. Sang

5


thập kỉ 1960, một số vấn đề về biến đổi khí hậu đã bắt đầu được thảo luận trong giới
chính trị. Năm 1969, thượng nghị sĩ Mĩ Daniel Patrick Moynihan đã gửi bức thư lên
tổng thống Mĩ Richard Nixon. Trong bức thư nói nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ
tăng lên khoảng 7oC cho tới năm 2000 và cùng với sự dâng của mực nước biến sẽ
đồng nghĩa với “Tạm biệt New York” và “Tạm biệt Washington”.

thấp hơn so với trung tâm toàn cầu có khả năng diễn ra ở Đông Nam Á. Các sóng
nóng/ các giai đoạn nóng trong mùa hè được dự đoán sẽ tăng lên cả về cường độ lẫn
thời gian kéo dài cũng như tần xuất xuất hiện. Số ngày lạnh được dự đoán sẽ ít hơn
tại Đông Á và Đông Nam Á.
Mưa mùa đông rất có khả năng tăng lên ở phía bắc Châu Á và cao nguyên
Tibet, và có khả năng tăng ở Đông Á và phía nam của Đông Nam Á. Mưa mùa hè
có khả năng tăng ở bắc châu Á, đông và nam Á và hầu hết các vùng tại đông nam Á
nhưng có khả năng giảm ở trung tâm châu Á. Cường độ và lượng mưa rất có khả
năng tăng ở Nam Á và đông nam á.
Mưa cực đoan kết hợp với gió và xoáy thuận nhiệt đới có khả năng tăng ở
Đông Á, Đông nam Á và Nam Á. Cường độ hoàn lưu có mùa có xu hướng yếu đi.
Khu vực Bắc Á và trung tâm châu Á là những khu vực có số mô hình cho
lượng mưa tăng nhiều nhất. Do đó có thể thấy mưa tăng ở các vĩ độ cao là rất có
khả năng xảy ra. Trong khi đó số mô hình cho lượng mưa tăng ở vùng cận nhiệt đới
rất ít, tương ứng với lượng mưa giảm ở nơi đây cho thấy khu vực ngoại nhiệt đới rất
có khả năng giảm mưa trong thập kỉ tới.
Nghiên cứu gần đây được Hiệp hội các trường đại học công bố tại Trường đại
học Copenhagen Tháng 3/2009 cho thấy nhiều khả năng tác động của biến đổi khí
hậu trong thế kỷ XXI sẽ trầm trọng hơn những con số dự báo của IPCC đã công bố
năm 2007.
Do đặc tính của mùa khí hậu thường gắn liền với vị trí, địa điểm cụ thể và
mang tính quy mô nhỏ nên cũng được nghiên cứu ở nhiều nơi trên thế giới. Sự dịch
chuyển mùa cũng là vấn đề thu hút rất nhiều nghiên cứu trên thế giới. Tuy nhiên các
nghiên cứu này chưa được công bố rộng rãi trên toàn thế giới mà thường chỉ trong
phạm vi bài báo, các tạp chí khoa học trong nước. Chính vì vậy, việc tiếp cận những
nghiên cứu về biến đổi mùa khí hậu trên thế giới còn khá hạn chế.

7



8


thức về biến đổi khí hậu. Viện cũng đã chủ trì xây dựng và triển khai các chương
trình quốc gia như: Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu,
kịch bản biến đổi khí hậuvà nước biển dâng cho Việt Nam, Chương trình khoa học
công nghệ quốc gia về biến đổi khí hậu, các chương trình hợp tác với UNDP, ADB,
với WB, với DANIDA, JICA, Hà Lan, USA v.v.. Trong thời gian gần đây nhất
(2008 – 2010), Viện đã chủ trì thực hiện và hoàn thành đề tài nghiên cứu cấp nhà
nước KC.08.13 “Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các điều kiện tự
nhiên, tài nguyên thiên nhiên và đề xuất các giải pháp chiến lược phòng tránh, giảm
nhẹ và thích nghi, phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội ở Việt Nam”, thuộc
chương trình “Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi
trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, KC.08”. Một trong những kết quả
của đề tài là cuốn “Biến đổi khí hậu và tác động ở Việt Nam” đã được biên soạn
nhằm giới thiệu những kiến thức cơ bản về biến đổi khí hậu, thực trạng biến đổi khí
hậu toàn cầu và ở Việt Nam, kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam, tác động của
biến đổi khí hậu đến các ngành, lĩnh vực và các khu vực địa lí-khí hậu trong cả
nước.
Tương tự với tình hình chung của thế giới, hầu hết các công trình khoa học đã
công bố rộng rãi ở Việt Nam tập trung vào dự báo các kịch bản Biến đổi khí hậu
toàn cầu và nước biển dâng. Hầu hết các công trình đều sử dụng dự báo của IPCC,
UNDP, WB có đề cập đến vùng Nam Á, Đông Nam Á và Việt Nam nhưng ở mức
độ sơ bộ trên phạm vi rộng. Một số công trình nghiên cứu tiêu biểu:
- Bộ Tài nguyên và Môi trường (2003) [1], Thông báo đầu tiên của Việt Nam
cho công ước chung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu.
- Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), Bản dự thảo chương trình Quốc gia
ứng phó với biến đổi khí hậu trình Chính phủ. Nhận định xu thế biến đổi khí hậu ở
Việt Nam: Nhiệt độ trung bình ở Việt Nam có thể tăng lên 3oC vào năm 2100.
Lượng mưa có xu thế biến đổi không đồng đều giữa các vùng, có thể tăng (từ 0%

Cửa Ông và Hòn Dấu cho thấy, mực nước biển trung bình đã tăng lên khoảng
20cm.
- Số đợt không khí lạnh ảnh hưởng tới Việt Nam giảm đi rõ rệt trong hai thập
kỷ gần đây (cuối thế kỷ XX đầu thế kỷ XXI). Năm 1994 và năm 2007 chỉ có 15-16
đợt không khí lạnh, bằng 56% trung bình nhiều năm. 6/7 trường hợp có số đợt

10


không khí lạnh trong mỗi tháng mùa đông (XI-III) thấp dị thường (0-1 đợt) cũng rơi
vào 2 thập kỷ gần đây (3/1990, 1/1993, 2/1994, 2/1997, 11/1997). Một biểu hiện dị
thường gần đây nhất về khí hậu trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu là đợt
không khí lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày trong tháng 1 và tháng 2 năm
2008 gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp.
- Bão: Những năm gần đây, số cơn bão có cường độ mạnh nhiều hơn, quỹ đạo
bão dịch chuyển dần về các vĩ độ phía Nam và mùa bão kết thúc muộn hơn, nhiều
cơn bão có quỹ đạo di chuyển dị thường hơn.
- Số ngày mưa phùn trung bình năm ở Hà Nội giảm dần trong thập kỷ 1981 –
1990 và chỉ còn gần một nửa (15 ngày/năm) trong 10 năm gần đây.
Các nghiên cứu chủ yếu đề cập đến sự biến đổi của các hiện tượng và các yếu
tố khí hậu. Hoặc đánh giá tính dễ bị tổn thương, rủi ro do tác động của BĐKH đến
các lĩnh vực khác nhau và các phương án thích ứng với BĐKH. Mặc dù chưa có
những nghiên cứu môt cách có hệ thống tác động của biến đổi khí hậu đến biến đổi
mùa khí hậu song cũng có một số bài báo đăng trên các tạp chí, hoặc các báo cáo tại
các hội nghị khoa học đề cập đến vấn đề này. Chẳng hạn người ta đã nhận thấy dấu
hiệu của sự dịch chuyển theo thời gian và không gian của phân bố lượng mưa, của
quỹ đạo bão hoặc đã chỉ ra được sự biến đổi trong cường độ của chúng. Tuy nhiên
những nghiên cứu về sự biến đổi mùa khí hậu ở Việt Nam còn rất ít, đặc biệt sự
biến đổi mùa cho từng tiểu vùng khí hậu gần như là chưa có. Tại khu vực Đông Bắc
Việt Nam, chưa có công trình nghiên cứu nào về biến đổi mùa khí hậu. Do đó luận

File số liệu được định dạng ở dạng Excel với hàng ngang là các tháng và hàng dọc
là các ngày trong tháng. Số liệu nhiệt độ cao nhất Tx và nhiệt độ thấp nhất Tm cũng
được sử dụng trong luận văn.
Bảng 2.1 Vị trí và độ cao các trạm quan trắc trong khu vực Đông Bắc Việt Nam
Kinh độ

Vĩ độ

Độ cao

(độ kinh đông)

(độ vĩ bắc)

(m)

Bắc Giang

106.2

21.28

8.0

2

Bãi Cháy

107.04


21.32

191.0

6

Hữu Lũng

106.35

21.5

41.0

7

Lạng Sơn

106.46

21.50

257.9

8

Lục Ngạn

106.33


20.48

113.0

12

Sơn Động

106.5

21.2

59.0

STT

Trạm

1

13


Hình 2.2. Định dạng của file số liệu nhiệt độ và lượng mưa của các trạm

2.2 . Phương pháp nghiên cứu
Trong luận văn này sử dụng 2 phương pháp phân tích chính đó là phương
pháp bản đồ và phương pháp hồi quy tuyến tính đơn biến. Phương pháp bản đồ giúp
đưa ra những nhận xét về xu thế thay đổi của nhiệt độ, lượng mưa, của mùa khí hậu
theo không gian qua các thập kỉ, còn phương pháp hồi quy được sử dụng nhằm xác

xác định bởi :

15

và

là các hệ số hồi qui được


Xu thế tăng, giảm của chuỗi lượng mưa năm được xác định bởi dấu và trị số
tuyệt đối của hệ số góc

của phương trình hồi qui. Hệ số

dương (hoặc âm) cho

biết xu thế tăng ( hoặc giảm) của lượng mưa năm trong giai đoạn xem xét, đồng thời
giá trị tuyệt đối của hệ số

càng lớn có nghĩa xu thế biến đổi càng mạnh.

2.2.3 Phương pháp xác định mùa, thời điểm bắt đầu, kết thúc mùa
Căn cứ vào những nghiên cứu trong khí hậu đã và đang được sử dụng [9, 11,
14], trong luận văn sử dụng một số khái niệm sau:
- Các tháng mùa lạnh: gồm 6 tháng từ tháng XI năm trước đến tháng IV năm sau.
- Các tháng mùa đông: gồm 3 tháng XII- I- II.
- Tháng đặc trưng của mùa đông: tháng I.
- Các tháng mùa nóng: gồm 6 tháng từ tháng V đến tháng X.
- Các tháng mùa hè: gồm 3 tháng VI-VII-VIII,
- Tháng đặc trưng của mùa hè: tháng VII.

17