ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

ĐẶNG VĂN TRỌNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN HIỆN TƢỢNG NẮNG NÓNG KHU VỰC BẮC TRUNG BỘ

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI – 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

ĐẶNG VĂN TRỌNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN HIỆN TƢỢNG NẮNG NÓNG KHU VỰC BẮC TRUNG BỘ

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN
ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Mai Văn Khiêm

Chữ kí của GVH

HÀ NỘI – 2016


Trong luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong nhận được sự
góp ý quý báu của các Quý Thầy Cô, bạn bè và đồng nghiệp những người quan
tâm đến nghiên cứu của tôi.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Tác giả

Đặng Văn Trọng


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU......................... 4
1.1. Hiểu biết về hiện tượng nắng nóng................................................................4
1.1.1. Khái niệm nắng nóng.............................................................................. 4
1.1.2. Nguyên nhân gây ra nắng nóng...............................................................4
1.1.3. Phân loại nắng nóng................................................................................ 5
1.2. Tác động của nắng nóng đến môi trường, xã hội và sức khỏe.......................6
1.3. Nghiên cứu về nắng nóng trên thế giới và Việt Nam.....................................8
1.3.1. Trên thế giới............................................................................................ 8
1.3.2. Ở Việt Nam........................................................................................... 15
1.4. Đặc điểm khí hậu và nắng nóng khu vực Bắc Trung Bộ............................. 23
1.4.1. Khí hậu khu vực Bắc Trung Bộ.............................................................23
1.4.2. Nắng nóng ở khu vực Bắc Trung Bộ.....................................................24
1.5. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................... 27
1.6. Nhận xét cuối chương..................................................................................28
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU...................29
2.1. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................30
2.1.1. Phương pháp phân tích tổng hợp...........................................................30
2.1.2. Phương pháp xác định hiện tượng nắng nóng.......................................31


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AR4

Assessment Report 4
Báo cáo lần thứ 4

BĐKH

Biến đổi khí hậu

GCM

Global Climate Model
Mô hình khí hậu toàn cầu

HadGEM2-ES

Mô hình khí hậu toàn cầu của Trung tâm Khí tượng Hadley –
Vương quốc Anh

IMHEN

Vietnam Institute of Meteorolog, Hdrology and climate change
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu

IPCC

Intergovernmental Panel on Climate Change


Nhiệt độ thấp nhất ngày

UNDP

United Nationals Develoment Programme
Chương trình phát triển Liên Hợp Quốc


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Tỉ lệ tử vong do các biến khí hậu, ô nhiễm không khí trong mùa hè . 14

ở Brisbane 1996 – 2004. Nguồn: Zhen Quiao (2011).........................................14
Bảng 1.2. Chỉ số nhiệt AT tại Đà Nẵng giai đoạn 1970 – 1999 và 2020 – 2049 21

Nguồn: ISET (2014)............................................................................................21
Bảng 1.3. Diễn biến NN tại khu vực Bắc Trung Bộ giai đoạn 1994 -2014........25
Nguồn: Trung tâm KTTV quốc gia (2015).........................................................25
Bảng 1.4. Các đợt NN điển hình ở khu vực Bắc Trung Bộ giai đoạn 1994 -2014
26
Nguồn: Trung tâm KTTV quốc gia (2015).........................................................26
Bảng 2.1. Đánh giá thời kỳ cơ sở 1986 – 2005 giữa quan trắc và mô hình........35
Bảng 2.2. Danh sách các trạm có số liệu mô hình.............................................. 36
Bảng 2.3. Các trạm khí tượng có số liệu quan trắc.............................................36
Bảng 3.1. Số ngày nắng nóng diện rộng các tháng trong năm tại.......................48
khu vực Bắc Trung Bộ từ năm 1997 – 2014.......................................................48


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.2. Số ngày xuất hiện nắng nóng (35oC ≤ Tmax < 37oC) ........................
giai đoạn 1971 – 2014 và xu thế tuyến tính ........................................................
Hình 3.3. Số ngày xuất hiện nắng nóng gay gắt (37oC ≤ Tmax < 39oC) ............
giai đoạn 1971 – 2014 và xu thế tuyến tính .......................................................


Hình 3.4. Số ngày xuất hiện nắng nóng đặc biệt gay gắt (Tmax ≥ 390C)...........43
giai đoạn 1971 – 2014 và xu thế tuyến tính........................................................ 43
Hình 3.5. Số đợt nắng nóng và xu thế tuyến tính giai đoạn 1971 - 2014............44
Hình 3.6. Trung bình thời gian kéo dài đợt nắng nóng và xu thế tuyến tính......46
trong giai đoạn 1971 - 2014................................................................................ 46
Hình 3.7. Số ngày NN diện rộng giai đoạn 1997 - 2014 và xu thế tuyến tính....47
Hình 3.8. Số ngày có Tmax ≥ 35oC ở các giai đoạn trong tương lai so..............50
với giai đoạn 1986 – 2005...................................................................................50
Hình 3.9. Số ngày nắng nóng (35oC ≤ Tmax < 37oC) ở các giai đoạn trong......51
tương lai so với giai đoạn 1986 - 2005............................................................... 51
Hình 3.10. Số ngày nắng nóng gay gắt (37oC ≤ Tmax < 39oC)ở các giai đoạn
trong....................................................................................................................52
tương lai so với giai đoạn 1986 – 2005...............................................................52
Hình 3.11. Số ngày nắng nóng đặc biệt gay gắt (Tmax ≥ 39oC) ở các giai đoạn
trong tương lai so với giai đoạn 1986 - 2005......................................................53


MỞ ĐẦU
Nắng nóng (NN) là một kiểu thời tiết đặc trưng thường xuất hiện vào thời
kỳ mùa hè ở các quốc gia khu vực nhiệt đới, sự xuất hiện của NN trong một số
trường hợp thường kèm theo nó là hạn hán. NN được coi là hiện tượng khí
tượng thủy văn nguy hiểm, ảnh hưởng không nhỏ đến mọi hoạt động đời sống,
kinh tế xã hội, sinh thái và môi trường, tác động trực tiếp đến sản xuất nông
nghiệp, sức khỏe con người, gây nên những điều kiện bất lợi cho hoạt động xã

thiệt mạng, nhiều khu vực ở Ấn Độ nhiệt độ lên tới 45oC, một số nơi nóng gần
50oC…Những thống kê thiệt hại về người này cho thấy sự khắc nghiệt của hiện
tượng NN [6][22].
Việt Nam là quốc gia nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, với địa hình
trải dài trên nhiều vĩ tuyến, sự tương tác giữa địa hình và hoàn lưu gió mùa tạo
cho Việt Nam một kiểu khí hậu chứa đựng rất nhiều hình thế thời tiết phức tạp,
với diện tích nhỏ hẹp nhưng được chia làm 7 vùng khí hậu với các đặc trưng khí
hậu khác nhau theo mùa. Ở Việt Nam hiện tượng NN thường xuyên xuất hiện
vào các tháng mùa hè, NN xuất hiện theo quy luật từ Bắc xuống Nam, khu vực
AN

nhiều nhất, khốc liệt nhất là khu vực miền Trung đặc biệt là Bắc Trung Bộ

nơi chịu tác động mạnh mẽ của hiện tượng gió phơn khô nóng. Thiệt hại do NN
và hạn hán ở Việt Nam theo báo cáo của Chương trình phát triển Liên Hợp Quốc
(UNDP) năm 1997 – 1998, Việt Nam mất trắng khoảng 120.000 ha nông nghiệp,
thiệt hại ước tính 5000 tỷ đồng; năm 2004 – 2005 khu vực miền Bắc, Tây
Nguyên, Nam Trung Bộ mất trắng khoảng 142.300 ha thiệt hại ước tính 2420 tỷ
đồng; năm 2010 thiệt hại nặng nhất ở miền Trung mất trắng hàng nghìn ha thiệt
hại ước tính 2500 tỷ đồng [11].
Năm 2012, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã công bố bản cập nhật kịch bản
biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam. Theo kịch bản phát thải trung bình,
o

vào cuối thế kỷ 21, mức tăng nhiệt độ trung bình năm có thể lên tới 3.5 C vào năm
2100 ở một số khu vực thuộc Bắc Trung Bộ. Lượng mưa mùa mưa tăng, lượng mưa
mùa khô giảm với mức giảm có thể lên đến 30% vào cuối thế kỷ 21 [1][3].

Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả nghiên cứu, phân tích và đánh giá
tác động của biến đổi khí hậu đến hiện tượng nắng nóng khu vực Bắc Trung Bộ

nóng (NN) là một dạng thời tiết đặc biệt thường xảy ra trong những tháng mùa hè.
AN

là sự biểu hiện khi nền nhiệt độ trung bình ngày khá cao và được đặc trưng ở

nhiệt độ cao nhất trong ngày. NN có thể xảy ra trong trường hợp ít mây, độ ẩm
tương đối của không khí khá thấp (dưới 50%) thì được gọi là hiện tượng khô nóng
và cũng có trường hợp xảy ra trong điều kiện nhiều mây, độ ẩm tương đối của
không khí tương đối cao gây oi bức, khó chịu. Trong những ngày NN đôi khi có
xảy ra mưa rào nhẹ và dông nhiệt vào lúc chiều tối và được gọi là dông nhiệt [21].
Khác với các tỉnh Bắc Bộ, NN xuất hiện vào thời kỳ mùa mưa thì các tỉnh
Trung Bộ NN thường xuất hiện chủ yếu vào thời kỳ mùa khô từ tháng 5 đến tháng
8 (xuân hè). Do vậy NN đối với các tỉnh miền Trung hay kèm theo sự khô hạn thiếu
nước ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất và đời sống. Dự báo quá trình NN kéo
dài ở khu vực này bao giờ cũng kèm theo dự báo khả năng xảy ra khô hạn.

1.1.2. Nguyên nhân gây ra nắng nóng
Nguyên nhân NN xảy ra là do các hình thế tác động gây ra hiện tượng nền
nhiệt độ cao trên khu vực đó. Theo tác giả Trần Công Minh các hình thế quy mô
lớn ảnh hưởng tới Việt Nam gây ra NN gồm:
‐

Áp thấp Ấn Miến hay Áp thấp Nam Á, áp thấp này hình thành trên khu vực
sa mạc lục địa Ấn Độ vào mùa hè, hoàn lưu của áp thấp này (gió mùa Tây
Nam) khi vượt qua dãy Trường Sơn hơi ẩm bị giữ lại chỉ còn gió khô thổi
về Việt Nam gây ra hiện tượng phơn ở Miền Trung.

‐

Áp thấp phía Tây, là phần dìa của Áp thấp Nam Á phát triển sang phía

Tmax ≥ 39oC, gọi là ngày cónắng nóng đặc biệt gay gắt.

‐

Trong môṭkhu vưcc̣ (ví dụ khu vực đồng bằng Bắc Bộ , khu vực Đông Bắc
Bắc Bộ , ...) quan sat thấy co it nhất trên một nửa(1/2) sốtraṃ quan trắc
́

trong khu vưcc̣ đó cónhiêṭđô c̣cao nhất t rong ngày trên 35oC (Tmax ≥ 35oC)
thì được gọi là ngày nắng nóng diện rộng. Còn khi chỉ quan sát thấy dưới 1/2
sốtraṃ trong khu vưcc̣ cónhiêṭđô c̣cao nhất trong ngày trên 35oC (Tmax ≥
‐

35oC) thì được gọi là nắng nóng cục bộ.
Một ngày được coi là có nắng nóng gay gắt trên diện rộng khi có ít nhất 2/3
số trạm quan trắc trong khu vực đó có nhiệt độ cao nhất trong ngày trên
35oC (Tmax ≥ 35oC), trong sốđó có it́ nhất 1/2 số trạm quan trắc trong khu

‐

vực đó có nhiệt độ cao nhất trên 37oC (Tmax ≥ 37oC).
Một ngày có nắng nóng trên diện rộng khi quan sát thấy có 2/3 số trạm quan

trắc trong khu vực có nhiệt độ cao nhất trong ngày lên trên 35 oC (Tmax ≥
35oC), nhưng lại chỉ quan trắc được dưới 1/2 số trạm trong khu vực đó có
nhiệt độ cao nhất trên 37oC (Tmax ≥ 37oC) thì được gọi là một ngày có nắng
nóng gay gắt cục bộ.
5



Đối với các hoạt động kinh tế của con người, sự tác động của nắng nóng
gây thiệt hại nhiều nhất ở lĩnh vực nông nghiệp, một số quốc gia trên thế giới
như Ấn Độ, Pakistan, Úc... mỗi năm phải chịu thiệt hại hàng tỉ đô la do nắng
nóng, ở Việt Nam theo UNDP hàng năm thiệt hại lên đến trên 2000 tỷ đồng,
những năm có El Nino như 1997 – 1998 thiệt hại cả nước lên tới 5000 tỷ đồng
do nắng nóng và hạn hán. Đối với các hoạt động công nghiệp, nắng nóng gây ra
6


không ít thiệt hại, đặc biệt trong lĩnh vực sử dụng năng lượng điện, mức tiêu thụ
điện cho việc làm mát thường tăng đột biến trong mùa hè, sự tăng nhu cầu sử
dụng điện cho việc này làm tăng mức độ tiêu thụ xăng, dầu và than đá trong các
nhà máy nhiệt điện, trong hệ thống làm mát của các phương tiện giao thông...,
việc tăng mức độ tiêu thụ năng lượng dẫn đến tăng việc sự dụng nhiên liệu hóa
thạch lại là nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu [6][11].
Đối với vấn đề lao động và an sinh xã hội, nắng nóng, hạn hán gây thiệt hại
lớn cho lĩnh vực nông nghiệp sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến tỷ lệ thất nghiệp,
việc khó khăn trong sản xuất nông nghiệp sẽ tạo ra làn sóng di cư lao động từ
nông thôn lên thành phố dẫn đến tăng áp lực các vấn đề an sinh xã hội đối với
khu vực thành phố.
Với vấn đề về sức khỏe, nắng nóng thường tác động rất rõ rệt, nắng nóng
thường gây ra các vấn đề về sức khỏe đối với các đối tượng dễ tổn thương như
người già và trẻ em, những đối tượng có khả năng chịu đựng kém đối với sự
thay đổi của nhiệt độ và đối với lao động làm việc trong môi trường nhiệt độ
cao, mùa nắng nóng cũng thường là các mùa bùng phát các loại dịch bệnh liên
quan đến vi rút và đường hô hấp. Để giảm thiểu tác hại của nắng nóng đối với
sức khoẻ con người và ảnh hưởng đến năng suất lao động, Bộ Y tế đã có những
khuyến cáo và đưa ra những chỉ tiêu về nhiệt độ môi trường làm việc tại Quyết
định số 3733/2002/QĐ-BYT ngày 10/10/2002 cụ thể là: Đối với lao động nhẹ,
nhiệt độ môi trường không vượt quá 34oC; đối với lao động trung bình, nhiệt độ

Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng: BĐKH làm gia tăng các hiện tượng thời tiết
cực đoan trong đó có hiện tượng NN, các hiện tượng cực đoan nói chung và hiện
tượng NN nói riêng có tác động mạnh mẽ đến sức khỏe cộng đồng. Sự vượt
ngưỡng nhiệt độ gây tử vong ngày càng gia tăng khắp khu vực Châu Âu, nghiên
cứu chỉ mối liên hệ chặt trẽ giữa nhiệt độ tăng cao với các bệnh liên quan đến hô
hấp và người cao tuổi [18].

Hình 1.1. Mối liên hệ giữa tỉ lệ tử vong và nhiệt độ cao ở một số thành
phố ở châu Âu năm 2008. Nguồn: Baccini et al (2010)

8


Trong nghiên cứu có tên “Một nghiên cứu về biến đổi khí hậu tác động
đến hiện tượng nóng cực đoan và mối quan hệ đến tỉ lệ tử vong ở các thành
phố lớn của Mỹ” của nhóm tác giả Scott Greene, Laurence S. Kalkstein, David
M.Mills, Jason Samenow thực hiện năm 2011. Với nhận định hiện tượng nóng
cực đoan dẫn đầu trong những nguyên nhân gây tử vong, trong nghiên cứu này
các tác giả nghiên cứu tại 40 thành phố lớn của Mỹ, dựa trên số liệu quan trắc và
số liệu kịch bản từ các mô hình khí hậu AOGCM và mô hình PCM, các tác giả
xây dựng công thức ước lượng tỉ lệ tử vong: MORT = 0.32 Tmax – 0.03 TOS –
7.76. Trong đó, MORT là chỉ số “vượt quá tỉ lệ tử vong”, Tmax là nhiệt độ cao
nhất ngày, TOS là thời gian mùa. Kết quả cho thấy, trong giai đoạn từ 1975 đến
1995 số ngày có thời gian nóng cực đoan ở các thành phố dao động từ 1 đến 11
ngày, số người tử vong thực tế dao động từ 1 đến 27 người, sự chênh lệch giữa
dự báo số người tử vong và thực tế là không nhiều, số ngày có nóng cực đoan
không ngừng gia tăng theo thời gian trong các giai đoạn 30 năm tính từ năm
2020 đến 2100 theo kịch bản A1 và B1, số ca tử vong có xu thế tăng mạnh theo
cùng xu hướng với ngày nóng cực đoan [16].



Những nghiên cứu liên quan đến tần suất xuất hiện, cường độ và những tác
động của NN, tiêu biểu như: “Dự báo sóng nhiệt có tác động cao đến sức khỏe
con người ở châu Âu” của nhóm tác giả gồm: A. A. Amengual, V. Homar, R.
Romero, H.E. Brooks, C. Ramis, M. Gordaliza , S. Alonso năm 2014. Đây là một
nghiên cứu đánh giá tác động của sóng nhiệt đến sức khỏe của con người trong điều
kiện BĐKH. Bằng việc tính toán các chỉ số dựa trên số liệu tái phân tích toàn cầu
ERA 40 và sản phẩm của các mô hình khí hậu khu vực dựa trên kịch bản SRES
A1B, các tác giả đã xác định được số ngày sóng nhiệt, cường độ và khoảng thời
gian sóng nhiệt xảy ra, qua đó đánh giá được sự tác động của NN đến sức khỏe con
người thông qua chỉ số sinh lý con người PET (Physiological equivalent
temperature). Theo các tác giả tính toán, sóng nhiệt được xác định thông qua 2 loại
gồm: Sóng nhiệt mạnh SHW (a strong stress heat waves) được xác định bằng ít
nhất 6 ngày liên tiếp với chỉ số PET lớn nhất hàng ngày vượt qua cảm giác nhiệt
max

Tth

o

= 35 C (Tth is thermal stress temperature), loại thứ 2 là sóng nhiệt cực đoan

EHW (a extreme stress heat waves) là ít nhất 3 hoặc nhiều
min =

hơn 3 ngày mà các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của chỉ số PET vượt qua Tth
o

max


cường độ và tần số của các hiện tượng thời tiết cực đoan bất lợi tác động vào Úc.
Nhiệt độ cực đoan là một trong những hiện tượng thiên tai nguy hiểm nhất ở Úc,
trong thực tế có nhiều người chết mỗi năm do nhiệt độ cực đoan, nhiều hơn bất
kỳ loại hình khác của thảm họa tự nhiên. Nhiệt độ cao có thể phá hủy cơ sở hạ
tầng như hệ thống điện, hệ thống giao thông, hiện tượng nóng kết hợp với điều
kiện khô ảnh hưởng đến cháy rừng. Tác giả sử dụng phương pháp thống kê và
lượng hóa số liệu quan trắc về NN ở Úc trong vòng 50 năm qua, với cách xác
định ngày nóng là ngày có nhiệt độ trung bình lớn hơn phân vị thứ 99 (percentile
99th) của chuỗi số liệu quan trắc từ 1910 - 2013. Kết quả cho thấy trong những
năm qua, BĐKH đang làm cho Úc nóng hơn, ngày nóng xảy ra thường xuyên
hơn, các đợt nóng trở nên nóng hơn, dài hơn và thường xuyên hơn [19].
12


Hình 1.5. Số ngày có nhiệt độ trung bình ấm nhất đƣợc ghi nhận
Nguồn: Will Steffen (2015)

Các nghiên cứu tác động của NN cũng được nhiều nhà nghiên cứu trên thế
giới đặc biệt quan tâm đến, trong đó có nghiên cứu “Đánh giá tác động của sự
chuyển dịch nhiệt độ đến tỉ lệ tử vong ở Brisbane, Úc” của tác giả Zhen Quiao
– Đại học Queensland thực hiện năm 2015. Trong nghiên cứu này tác giả đánh
giá tác động của hiện tượng NN và hiện tượng lạnh đến tỉ lệ tử vong thông qua
việc đánh giá tác động đến cơ chế sinh học của con người. Trong nghiên cứu tác
giả đưa ra các dẫn chứng về sự liên quan giữa nhiệt độ cao đến tử vong.
Cụ thể, tác giả chỉ ra hiện tượng “cảm nhiệt” là hội chứng lâm sàng cấp tính
nhất nguyên nhân phổ biến nhất liên quan trực tiếp đến nhiệt dễ dẫn đến cái chết
trong thời gian ngắn ở mức nhiệt vượt quá 40.6oC, tử vong do nhiệt thường liên
quan đến những đối tượng nhạy cảm như trẻ em và người cao tuổi.
Bằng việc xây dựng công thức biểu thị số lượng tử vong ngày dự kiến dựa
trên mối quan hệ nhiệt độ (t), độ ẩm (RH) và dân số, tác giả tính toán xu thế biến

Nồng độ O3 (ppb)
NO2 (ppb)
PM10(μ/m3
Chết không do tai nạn
Mọi lứa tuổi
0 – 64 tuổi
Trên 65 tuổi
65 - 84 tuổi
Trên 85
Chết do tim mạch
Mọi lứa tuổi
0 – 64 tuổi
Trên 65 tuổi
65 - 84 tuổi
Trên 85
Chết do bệnh hô hấp
Mọi lứa tuổi
0 – 64 tuổi
Trên 65 tuổi
65 - 84 tuổi
Trên 85

14


Tìm hiểu những nghiên cứu về NN cực đoan trên thế giới ở trên, nhìn một
cách tổng quát chúng ta có thể nhận thấy một số đặc trưng như sau:
‐

Các nghiên cứu đều xác định các đặc tính của NN như: Cường độ, thời gian

ngưỡng nắng nóng là Tmax ≥ 35oC, kết quả cho thấy trung bình qua các thập kỷ
số ngày NN có chiều hướng gia tăng, khu vực có số ngày NN nhiều nhất là khu
15