Tài liệu Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh Hà Giang và đề xuất giải pháp ứng phó Luận văn ThS. Khoa học môi trường và bảo vệ môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Long Biên ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH HÀ GIANG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Long Biên ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH HÀ GIANG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 608502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. Nguyễn Văn Thắng Hà Nội - 2012 Lời cảm ơn Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Văn Thắng, Phó Viện trưởng Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm khoá luận. Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Môi trường, các thầy cô trong bộ môn Quản lý Môi trường đã cung cấp các kiến thức khoa học về môi trường và kiến thức các ngành khoa học khác. Những kiến thức đó sẽ tạo tiền đề cho em trong quá trình học tập và công tác sau này. Để hoàn thành khoá luận này em cũng xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của đồng nghiệp, sự động viên và tạo mọi điều kiện của gia đình, bạn bè. Hà Nội, tháng 12 năm 2012 Nguyễn Long Biên MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BIỂU HIỆN, TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH HÀ GIANG ................................................................................................................... 3 1.1. Biểu hiện và tác động của biến đổi khí hậu ............................................... 3 1.1.1. Khái niệm biến đổi khí hậu và các nghiên cứu trước đây........................ 3 1.1.2. Biểu hiện, diễn biến và xu thế diễn biến khí hậu..................................... 4 1.1.2.1. Biểu hiện khí hậu............................................................................. 4 1.1.2.2. Diễn biến và xu thế biến đổi khí hậu.............................................. 11 1.1.2.3. Tác động của BĐKH đến nguồn nước ........................................... 17 1.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội tỉnh Hà Giang ................................. 18 1.2.1. Điều kiện tự nhiên................................................................................ 18 1.2.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................... 18 1.2.1.2. Địa hình, địa mạo.......................................................................... 19 1.2.1.3. Khí hậu ......................................................................................... 20 1.2.1.4. Thủy văn ....................................................................................... 20 1.2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ..................................................................... 21 1.2.2.1. Thực trạng phát triển một số ngành kinh tế ................................... 21 1.2.2.2. Tình hình xã hội ............................................................................ 25 1.2.3. Tài nguyên thiên nhiên ......................................................................... 27 1.2.3.1. Tài nguyên nước............................................................................ 27 1.2.3.2. Tài nguyên đất............................................................................... 28 1.2.3.3. Tài nguyên rừng ............................................................................ 28 1.2.3.4. Tài nguyên khoáng sản.................................................................. 29 1.2.3.5. Tài nguyên du lịch ......................................................................... 30 1.2.4. Một số chỉ tiêu phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020 ......................................................................... 30 1.2.4.1. Chỉ tiêu chủ yếu............................................................................. 30 1.2.4.2. Phương hướng thực hiện ............................................................... 31 CHƯƠNG 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 34 2.2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................. 34 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 34 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 35 2.4.1. Phương pháp chọn lọc, kiểm định tài liệu, số liệu có liên quan............. 35 2.4.2. Phương pháp ứng dụng GIS ................................................................. 35 2.4.3. Phương pháp chuyên gia ...................................................................... 35 2.4.4. Phương pháp thống kê, tổng hợp số liệu, kế thừa các nghiên cứu đã công bố .................................................................................................................. 35 2.4.5. Phương pháp đánh giá tác động của BĐKH ......................................... 36 CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH HÀ GIANG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ ............................................................................................................ 38 3.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh Hà Giang ...... 38 3.1.1. Tác động đến lượng mưa...................................................................... 38 3.1.2. Tác động đến dòng chảy và nguồn nước mặt........................................ 47 3.1.3. Tác động đến lũ quét, lũ ống ................................................................ 60 3.1.4. Tác động đến bốc hơi nước và hạn hán ................................................ 67 3.2. Đề xuất một số giải pháp ứng phó trong lĩnh vực tài nguyên nước ........ 75 3.2.1. Thích ứng với sự gia tăng nhiệt độ ....................................................... 76 3.2.2. Thích ứng với sự gia tăng lượng mưa ................................................... 76 3.2.3. Thích ứng với sự gia tăng cường độ và tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan, tai biến ........................................................................................... 78 3.2.4. Giải pháp hỗ trợ ................................................................................... 79 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ...................................................................... 81 KẾT LUẬN .......................................................................................................... 81 KHUYẾN NGHỊ.................................................................................................. 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 84 PHỤ LỤC............................................................................................................. 86 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu KNK Khí nhà kính TNN Tài nguyên nước IPCC Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu GIS Hệ thống thông tin địa lý DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Dự báo mức gia tăng trung bình toàn cầu của nhiệt độ không khí và mức nước biển theo các kịch bản BĐKH khác nhau [1].................................................................................... 4 Bảng 2. Tổng đàn gia súc, gia cầm qua các năm 2006 - 2010................................................ 22 Bảng 3. Số liệu lưu lượng nước trung bình nhiều năm tại các trạm thời kỳ 1991 - 2010 [16] ................................................................................................................................................... 27 Bảng 4. Lượng mưa năm trung bình thời kỳ nhiều năm tại các trạm đo mưa trong khu vực nghiên cứu và vùng lân cận [16].............................................................................................. 40 Bảng 5. Mức thay đổi lượng mưa mùa mưa (%) qua các thập kỷ của thế kỷ 21 so với thời kỳ 1980 - 1999 ứng với kịch bản phát thải trung bình (B2) [7] ................................................... 45 Bảng 6. Đặc trưng mưa năm và dòng chảy năm trung bình nhiều năm [16]......................... 47 Bảng 7. Giá trị lượng mưa năm tính toán theo kịch bản biến đổi khí hậu đối với từng huyện trong tỉnh Hà Giang (X mm) [11, 19]...................................................................................... 51 Bảng 8. Giá trị lượng mưa mùa cạn tính toán theo kịch bản BĐKH (X mm) [11, 19] ......... 52 Bảng 9. Giá trị lượng mưa mùa lũ tính toán theo kịch bản BĐKH (X mm) [11, 19]............. 52 Bảng 10. Giá trị dòng chảy tính trung bình năm thời kỳ nhiều năm toán theo kịch bản biến đổi khí hậu................................................................................................................................. 54 Bảng 11. Giá trị dòng chảy trung bình mùa cạn tính trung bình nhiều năm toán theo kịch bản biến đổi khí hậu......................................................................................................................... 54 Bảng 12. Giá trị dòng chảy trung bình mùa lũ trung bình nhiều năm tính toán theo kịch bản biến đổi khí hậu......................................................................................................................... 55 Bảng 13. Kết quả so sánh nguy cơ xảy ra lũ quét do yếu tố lượng mưa và tổng hợp 6 yếu tố ................................................................................................................................................... 67 DANH MỤC HÌNH Hình 1. Biến đổi của nhiệt độ bề mặt Trái Đất theo thời gian................................................... 5 Hình 2. Xu hướng biến đổi một số khí nhà kính đến 2005....................................................... 6 Hình 3. Biến đổi mực nước biển theo thời gian ........................................................................ 8 Hình 4. Dự báo biến đổi nồng độ một số khí gây hiệu ứng nhà kính đến năm 2050 và 2100 ................................................................................................................................................... 12 Hình 5. Dự báo sự thay đổi nhiệt độ Trái đất đến năm 2100 .................................................. 12 Hình 6. Dự báo sự thay đổi của mực nước biển đến năm 2100............................................... 13 Hình 7. Nhiệt độ trung bình năm tại trạm Hà Giang từ năm 1990 đến năm 2010................. 15 Hình 8. Nhiệt độ trung bình năm tại trạm Bắc Mê từ năm 1990 đến năm 2010.................... 15 Hình 9. Tổng lượng mưa năm trung bình tại trạm Hà Giang từ năm 1991 đến năm 2010 .. 16 Hình 10. Tổng lượng mưa năm trung bình tại trạm Bắc Mê từ năm 1991 đến năm 2010... 16 Hình 11. Sự thay đổi tổng lượng mưa năm giai đoạn 1991 - 2010 tại 4 trạm........................ 38 Hình 12. Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn tỉnh Hà Giang và khu vực lân cận ..... 39 Hình 13. Bản đồ lượng mưa năm trung bình nhiều năm khu vực nghiên cứu....................... 42 Hình 14. Mức thay đổi lượng mưa năm vào năm 2020 so với thời kỳ 1980 - 1999 ở Hà Giang ứng với kịch bản phát thải trung bình (B2) [7]............................................................. 43 Hình 15. Mức thay đổi lượng mưa năm vào năm 2050 so với thời kỳ 1980 - 1999 ở Hà Giang ứng với kịch bản phát thải trung bình (B2) [7]............................................................. 44 Hình 16. Mức thay đổi lượng mưa năm vào năm 2100 so với thời kỳ 1980 - 1999 ở Hà Giang ứng với kịch bản phát thải trung bình (B2) [7]............................................................. 44 Hình 17. Bản đồ phân bố lượng mưa trên địa bàn tỉnh Hà Giang năm 2020......................... 46 Hình 18. Quan hệ dòng chảy năm (Y0) với lượng mưa năm trung bình thời kỳ nhiều năm (Xo) ........................................................................................................................................... 48 Hình 19. Quan hệ dòng chảy trung bình mùa cạn (Ymc) với lượng mưa năm trung bình mùa cạn thời kỳ nhiều năm (Xmc) .................................................................................................... 49 Hình 20. Quan hệ dòng chảy trung bình mùa lũ (Yml) với lượng mưa năm trung bình mùa lũ thời kỳ nhiều năm (Xml)............................................................................................................ 50 Hình 21. Thay đổi dòng chảy năm với các kịch bản phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang 56 Hình 22. Thay đổi dòng chảy năm với các các kịch bản phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang......................................................................................................................................... 57 Hình 23. Thay đổi dòng chảy mùa lũ với các các kịch bản phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang......................................................................................................................................... 57 Hình 24. Thay đổi dòng chảy mùa lũ với các các kịch bản phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang......................................................................................................................................... 58 Hình 25. Thay đổi dòng chảy mùa cạn với các các kịch bản phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang......................................................................................................................................... 58 Hình 26. Thay đổi dòng chảy mùa cạn với các các kịch bản phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang......................................................................................................................................... 59 Hình 27. Bản đồ hiện trạng lũ quét tỉnh Hà Giang .................................................................. 62 Hình 28. Bản đồ nguy cơ xảy ra lũ quét - lũ ống theo yếu tố lượng mưa năm 2020 ............. 64 Hình 29. Bản đồ nguy cơ lũ quét - lũ ống tổng hợp trên địa bàn tỉnh Hà Giang năm 2020 .. 66 Hình 30. Bản đồ mức thay đổi lượng bốc hơi nước tháng 1 tỉnh Hà Giang (năm 2100 so với hiện tại)...................................................................................................................................... 70 Hình 31. Bản đồ mức thay đổi lượng bốc hơi nước tháng 7 tỉnh Hà Giang (năm 2100 so với hiện tại)...................................................................................................................................... 71 Hình 32. Bản đồ hiện trạng hạn hán tỉnh Hà Giang ................................................................ 73 Hình 33. Bản đồ phân vùng hạn hán tỉnh Hà Giang năm 2020.............................................. 74 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT MỞ ĐẦU BĐKH đã và đang tác động tới tài nguyên thiên nhiên, môi trường tự nhiên và các hoạt động kinh tế - xã hội của nhiều quốc gia trên thế giới, ảnh hưởng lớn đến chất lượng cuộc sống con người, đặc biệt là cộng đồng dân cư nghèo, đe dọa đến sự tồn vong của loài người trong tương lai. Đánh giá tác động của BĐKH và nghiên cứu đưa ra các giải pháp ứng phó với BĐKH nhằm thích ứng và giảm thiểu tác động của BĐKH đến môi trường tự nhiên và các hoạt động kinh tế - xã hội là một việc làm cấp bách cần thực hiện. Việt Nam đang là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nhiều nhất của BĐKH toàn cầu. Hầu hết các tỉnh trên lãnh thổ nước ta đều chịu ảnh hưởng của BĐKH. Ảnh hưởng của BĐKH gây ra rõ rệt nhất đối với vùng đồng bằng, đặc biệt là vùng đồng bằng ven biển với biểu hiện nước biển dâng dẫn đến mất đất đai, đa dạng sinh học, chất lượng nước thay đổi,... Tuy nhiên các tỉnh miền núi cũng chịu tác động không nhỏ của BĐKH. Sự thay đổi lượng mưa, nhiệt độ làm thiếu nước ở vùng núi cao, mưa nhiều vào mùa mưa làm gia tăng hiện tượng lũ quét, sạt lở đất gây thiệt hại người và của. Hiện nay những công trình nghiên cứu về BĐKH tại các vùng núi còn ít, trong khi các cộng đồng nghèo đang chịu ảnh hưởng nặng nề của BĐKH. Hà Giang là một tỉnh miền núi phía Đông Bắc Việt Nam điển hình, có những hậu quả rõ ràng về BĐKH đó là sự thay đổi của lượng mưa (mưa bão có kèm theo sấm chớp và những trận mưa lớn xuất hiện thường xuyên hơn với số lượng cũng như cường độ ngày càng tăng, lượng mưa hàng năm tăng trong hai năm gần đây), lũ lụt dữ dội (đặc biệt là lũ quét), hạn hán, sạt lở bờ sông, sạt lở đất và những đợt không khí lạnh. Môi trường nước chịu tác động rõ rệt của BĐKH với sự thay đổi dòng chảy cùng với đó các hoạt động kinh tế - xã hội của người dân cũng gặp nhiều khó khăn, thiệt hại về người và của do thiên tai lên tới hàng chục tỷ đồng. Công văn số 142/BC - UBND ngày 02/7/2010 của UBND tỉnh Hà Giang về việc Xây dựng kế hoạch 5 năm (2011 - 2015) và năm 2011 thực hiện Chương trình Quốc gia ứng phó với BĐKH đã cho thấy mức độ quan tâm của chính quyền về vấn đề BĐKH tại địa phương. Khoa Môi trường 1 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Việc kịp thời đưa ra những nhận định, đánh giá các tác động của BĐKH đối với môi trường tự nhiên có ảnh hưởng lớn tới sự phát triển kinh tế, đời sống của người dân là vô cùng quan trọng. Do đó, đề tài “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh Hà Giang và đề xuất giải pháp ứng phó” với mục tiêu đánh giá tác động của BĐKH đối với tài nguyên nước tại Hà Giang bao gồm tác động đến lượng mưa, dòng chảy, lũ quét - lũ ống, bốc hơi nước và hạn hán, là nghiên cứu có ý nghĩa, mang tính thiết thực đối với các nhà quản lý tại địa phương, hỗ trợ việc ra quyết định. Đó cũng là những đề xuất ban đầu làm tiền đề để ứng dụng nghiên cứu trong các lĩnh vực, dự án, công trình nghiên cứu khác về BĐKH tại địa phương và cho các địa phương khác trong cả nước. Cấu trúc trong đề tài khóa luận này gồm có 3 chương chính: Chương 1. Tổng quan về biểu hiện, tác động của BĐKH và điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang Chương 2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương 3. Đánh giá tác động của BĐKH đến TNN tỉnh Hà Giang và đề xuất một số giải pháp ứng phó Khoa Môi trường 2 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BIỂU HIỆN, TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH HÀ GIANG 1.1. Biểu hiện và tác động của biến đổi khí hậu 1.1.1. Khái niệm biến đổi khí hậu và các nghiên cứu trước đây Trái Đất của chúng ta đang nóng dần lên do chịu ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính. Nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính là do nồng độ các khí tự nhiên có trong bầu khí quyển và các khí do các hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con người thải vào khí quyển đang có xu hướng tăng lên. Khác với xu thế biến đổi tự nhiên của hệ thống khí hậu và thời tiết trên Trái Đất, hiện tượng nóng lên của Trái Đất do hoạt động trực tiếp hoặc gián tiếp của con người gây ra thay đổi các thành phần trong khí quyển toàn cầu được gọi là BĐKH (Climate Change). Theo công ước khí hậu thì BĐKH (Climate Change) là sự thay đổi của khí hậu được quy trực tiếp hay gián tiếp là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có thể so sánh được [9]. BĐKH (bổ sung) thì biến đổi khí hậu xác định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình dài hạn của một tham số hay thống kê khí hậu. Trong đó, trung bình được thực hiện trong một khoảng thời gian xác định, thường là vài thập kỷ [9]. Đứng trước những nguy cơ bị tác động do BĐKH, thế giới đã có nỗ lực trong các hành động thích ứng như: Công ước khung của Liên Hợp Quốc về BĐKH (UNFCCC); Nghị định thư Kyoto (KP), Hội nghị lần thứ 15 các bên tham gia Công ước khung của Liên Hiệp quốc về BĐKH (COP 15) và Hội nghị lần thứ 5 các bên tham gia Nghị định thư Kyoto (CMP5) tại Copenhegen, Đan Mạch, Hội nghị của Liên Hiệp Quốc về BĐKH lần thứ 16 (COP 16) tại Cancun, Mexico và hàng loạt các tài liệu về việc giảm phát thải KNK, về bảo vệ môi trường... liên quan đến BĐKH toàn cầu. Các nghiên cứu về BĐKH và về tác động của BĐKH đến TNN đã thực hiện tại Việt Nam như: Nghiên cứu tác động của BĐKH ở lưu vực sông Hương và chính Khoa Môi trường 3 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT sách thích nghi ở huyện Phú Vang (tỉnh Thừa Thiên Huế); Tác động của BĐKH lên tài nguyên nước và các biện pháp thích ứng; Các kịch bản về nước biển dâng và khả năng giảm thiểu rủi ro do thiên tai ở Việt Nam; “Thông báo quốc gia lần thứ nhất của Việt Nam cho Công ước BĐKH” và nhiều nghiên cứu khác. Những kết quả nghiên cứu đã giúp nâng cao hiểu biết và nhận thức về BĐKH. Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH, kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho Việt Nam, chương trình khoa học công nghệ quốc gia về BĐKH, các chương trình hợp tác với UNDP, ADB, với WB, với DANIDA, JICA, Hà Lan, USA... Trong thời gian gần đây nhất (2008 - 2010), đề tài nghiên cứu cấp nhà nước KC.08.13 “Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH 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”. 1.1.2. Biểu hiện, diễn biến và xu thế diễn biến khí hậu 1.1.2.1. Biểu hiện khí hậu a. Biểu hiện khí hậu trên thế giới Theo số liệu quan trắc khí hậu ở các nước cho thấy, Trái Đất đang nóng lên với sự gia tăng của nhiệt độ bình quân toàn cầu và nhiệt độ nước biển; băng và tuyết đã và đang tan trên phạm vi rộng làm cho diện tích băng ở Bắc Cực và Nam Cực thu hẹp đáng kể, dẫn đến mực nước biển dâng cao. Theo đánh giá đáng tin cậy nhất thì trong khoảng thời gian từ năm 1906 đến năm 2005, nhiệt độ trên toàn cầu đã tăng trong phạm vi 0,58 - 0,92 0C, trung bình 0,74 0C, tăng nhanh trong vòng 50 năm gần đây (hình 1). Sự nóng lên toàn cầu từ giữa thế kỷ 20 là do sự gia tăng của hàm lượng KNK do con người gây ra. Khoa Môi trường 4 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Hình 1. Biến đổi của nhiệt độ bề mặt Trái Đất theo thời gian (Nguồn: IPCC, 2007) Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi trường sống của con người và các sinh vật trên Trái Đất: Nồng độ các khí trong khí quyển thay đổi theo chiều hướng tăng nồng độ các khí gây hiệu ứng nhà kính. Nồng độ CO2 tăng khoảng 31%; nồng độ NO2 tăng khoảng 151%; nồng độ CH4 tăng 248%; các khí khác cũng có nồng độ tăng đáng kể so với thời kỳ trước công nghiệp hóa; một số khí như các dạng khác nhau của khí HFC, PFC, SF6 là những khí chỉ mới xuất hiện sau cuộc cách mạng công nghiệp [1]. Khoa Môi trường 5 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Hình 2. Xu hướng biến đổi một số khí nhà kính đến 2005 (Nguồn: IPCC, 2007) Kết quả phân tích cho thấy, nói chung, trong phạm vi 30 0 - 85 0 vĩ Bắc, mưa 0 0 trên đất liền tăng trong thế kỷ 20, nhưng trong phạm vi 10 vĩ Nam đến 30 vĩ Bắc thì mưa giảm đáng kể trong 40 năm qua. Trong phạm vi 10 0 - 30 0 vĩ Bắc, có dấu hiệu mưa tăng trong thời gian từ năm 1900 đến năm 1950, nhưng giảm từ khoảng sau năm 1970 [11]. Những trận mưa lớn sẽ xuất hiện thường xuyên hơn. Cường độ những trận mưa cũng sẽ tăng lên, đặc biệt là ở các vùng nhiệt đới và vĩ độ cao, nơi lượng mưa bình quân tăng; nhưng có xu thế khô hạn ở các khu vực giữa các lục địa, dẫn đến nguy cơ hạn hán ở các khu vực này tăng lên. Trên phần lớn các khu vực nhiệt đới và vĩ độ cao, mưa dữ dội sẽ tăng nhiều hơn so với mưa trung bình. Bốc thoát hơi tiềm năng sẽ tăng lên ở hầu hết các nơi. Do đó, từ sau năm 1970, hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [1]. Hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới, đặc biệt là các cơn bão mạnh, gia tăng từ năm 1970 và ngày càng xuất hiện nhiều hơn các cơn bão có quỹ đạo bất thường [9]. Khoa Môi trường 6 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Biến đổi trong chế độ hoàn lưu quy mô lớn trên các lục địa và đại dương, dẫn đến sự gia tăng về số lượng và cường độ hiện tượng El Ninô. Các thành phần của chu trình thủy văn đã có sự biến đổi trong vài thập niên qua, như gia tăng hàm lượng hơi nước trong khí quyển; mưa thay đổi cả về lượng mưa, dạng mưa, cường độ và các cực trị mưa; giảm băng tuyết che phủ trên diện rộng; độ ẩm đất và dòng chảy thay đổi. TNN bị tổn thương và bị tác động mạnh bởi BĐKH và do đó gây nên những hậu quả bất lợi đối với loài người và các hệ sinh thái. Dự báo rằng, vào giữa thế kỷ này, do BĐKH nên dòng chảy năm trung bình của sông suối sẽ tăng lên ở các khu vực vĩ độ cao và một vài khu vực nhiệt đới ẩm, nhưng giảm ở một số khu vực nằm ở vĩ độ vừa và khu vực nhiệt đới khô. Nhiều bằng chứng cho thấy, dòng chảy năm đã có những thay đổi trên phạm vi toàn cầu với sự gia tăng dòng chảy ở một số vùng (vĩ độ cao và phần nhiều các nơi ở Mỹ), nhưng lại giảm ở các vùng khác (như một số nơi ở Tây Châu Phi, Nam Châu Âu và cực nam của Nam Mỹ (Milly et al., 2005 và nhiều nghiên cứu khác trên phạm vi lưu vực). Sự dao động giữa các năm của dòng chảy còn chịu ảnh hưởng bởi sự biến đổi của chế độ hoàn lưu trên quy mô lớn như các hiện tượng: ENSO (El Nino - Sourthern Oscillation), NAO (North Atlantic Oscillation) và PNA (Pacific - North American). Một nghiên cứu cho rằng, trong thế kỷ 20, tổng lượng dòng chảy toàn cầu đã tăng lên cùng với sự gia tăng của nhiệt độ với mức tăng 4%/1 0C (Labat et al, 2004). Mực nước biển trung bình toàn cầu đã tăng lên với mức tăng trung bình khoảng 1,7 ± 0,5 mm/năm trong thời kỳ từ giữa thế kỷ 19 đến giữa thế kỷ 20, 1,8 ± 0,5 mm/năm trong giai đoạn từ năm 1961 đến năm 2003 và đặc biệt tăng nhanh trong giai đoạn từ năm 1993 đến năm 2003 với mức 3,1 ± 0,7 mm/năm (theo IPCC). Sự dâng cao mực nước biển do tan băng dẫn tới sự ngập úng của các vùng đất thấp, các đảo nhỏ trên biển (hình 3). Khoa Môi trường 7 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Hình 3. Biến đổi mực nước biển theo thời gian (Nguồn: IPCC, 2007) Sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng khác nhau của Trái Đất dẫn tới nguy cơ đe doạ sự sống của các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người: BĐKH gây hiện tượng di cư của các loài lên vùng có vĩ độ cao; gây nguy cơ diệt vong cho 1/3 số loài hiện có trên Trái Đất. Theo cảnh báo của Quỹ Động vật hoang dã Thế giới, tình trạng nóng lên của khí hậu Trái Đất nếu không được kiểm soát có thể đẩy 72% số loài chim trên hành tinh tới bờ vực của sự tuyệt chủng [9]. Một số biểu hiện khác: - Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hóa khác. Đặc biệt, sự biến đổi trong chế độ hoàn lưu quy mô lớn trên các lục địa và đại dương, dẫn đến sự gia tăng về số lượng và cường độ hiện tượng El Ninô. - Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành phần của thuỷ quyển, sinh quyển, các địa quyển… b. Biểu hiện khí hậu tại Việt Nam Ở Việt Nam, xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa là rất khác nhau trên 0 các vùng trong 50 năm qua. Nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,5 C trên phạm vi cả nước và lượng mưa có xu hướng giảm ở nửa phần phía Bắc, tăng ở phía Nam lãnh Khoa Môi trường 8 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT thổ [11]. Nhiệt độ tháng 1 (tháng đặc trưng cho mùa đông), nhiệt độ tháng 7 (tháng đặc trưng cho mùa hè) và nhiệt độ trung bình năm tăng trên phạm vi cả nước trong 50 năm qua. Nhiệt độ vào mùa đông tăng nhanh hơn so với vào mùa hè và nhiệt độ vùng sâu trong đất liền tăng nhanh hơn nhiệt độ vùng ven biển và hải đảo. Vào mùa đông, nhiệt độ tăng nhanh hơn cả là Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ (khoảng 1,3 - 1,5 0C/50 năm). Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ có nhiệt độ tháng 1 tăng chậm hơn so với các vùng khí hậu phía Bắc (khoảng 0,6 - 0,9 0 C/50 năm). Tính trung bình cho cả nước, nhiệt độ mùa đông ở nước ta đã tăng lên 1,2 0C trong 50 năm qua. Nhiệt độ tháng 7 tăng khoảng 0,3 - 0,5 0C/50 năm trên tất cả các vùng khí hậu của nước ta. Nhiệt độ trung bình năm tăng 0,5 – 0,6 0C/50 năm ở Tây Bắc, Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ còn mức tăng nhiệt độ trung bình năm ở Nam Trung Bộ thấp hơn, chỉ vào khoảng 0,3 0 C/50 năm [11]. Lượng mưa mùa ít mưa (tháng 11 - 4) tăng lên chút ít hoặc không thay đổi đáng kể ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng mạnh mẽ ở các vùng khí hậu phía Nam trong 50 năm qua. Lượng mưa mùa mưa nhiều (tháng 5 - 10) giảm từ 5 đến trên 10% trên đa phần diện tích phía Bắc nước ta và tăng khoảng 5 đến 20% ở các vùng khí hậu phía Nam trong 50 năm qua. Xu thế diễn biến của lượng mưa năm hoàn toàn tương tự như lượng mưa mùa mưa nhiều, tăng ở các vùng khí hậu phía Nam và giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc. Khu vực Nam Trung Bộ có lượng mưa mùa ít mưa, mùa mưa nhiều và lượng mưa năm tăng mạnh nhất so với các vùng khác ở nước ta, nhiều nơi đến 20% trong 50 năm qua [11]. Số liệu mực nước quan trắc cho thấy xu thế biến đổi mực nước biển trung bình năm không giống nhau tại các trạm hải văn ven biển Việt Nam. Trên dải ven biển Việt Nam, mặc dù hầu hết các trạm có xu hướng mực nước trung bình năm tăng, tuy nhiên, một số ít trạm lại có xu hướng mực nước giảm. Xu thế biến đổi trung bình của mực nước biển dọc bờ biển Việt Nam là khoảng 2,8 mm/năm [9]. Khoa Môi trường 9 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Số liệu mực nước đo đạc từ vệ tinh từ năm 1993 đến 2010 cho thấy, xu thế tăng mực nước biển trên toàn biển Đông là 4,7 mm/năm, phía Đông của biển Đông có xu thế tăng nhanh hơn phía Tây. Chỉ tính cho dải ven bờ Việt Nam, khu vực ven biển Trung Trung Bộ và Tây Nam Bộ có xu hướng tăng mạnh hơn, trung bình cho toàn dải ven biển Việt Nam tăng khoảng 2,9 mm/năm [11]. c. Biểu hiện biến đổi khí hậu tại Hà Giang Ở Hà Giang, những hậu quả rõ ràng về BĐKH đó là sự thay đổi của lượng mưa (mưa bão có kèm theo sấm chớp và những trận mưa lớn xuất hiện thường xuyên hơn với số lượng cũng như cường độ ngày càng tăng, lượng mưa hàng năm tăng trong hai năm gần đây), lũ lụt dữ dội (đặc biệt là lũ quét) và hạn hán, sạt lở bờ sông, sạt lở đất và những đợt không khí lạnh. - Lượng mưa hàng năm ở Hà Giang có xu hướng gia tăng, đặc biệt là trong hai năm gần đây. Nhưng sự thay đổi của lượng mưa trong năm cũng rất khắc nghiệt. Mưa tập trung trong 1 - 2 tháng với lượng mưa rất lớn, gây ra lũ quét [6]. - Do điều kiện địa lý và thổ nhưỡng đặc biệt ở huyện Hoàng Su Phì, sạt lở đất dễ dàng xuất hiện sau một cơn mưa lớn hoặc một cơn giông bão. Tháng 7 năm 2008, một trận sạt lở đất ở trung tâm Hoàng Su Phì làm 4 người chết [6]. Lượng mưa lớn là hậu quả của biến đổi khí hậu sẽ gây ra nhiều trận sạt lở đất ở vùng có độ dốc lớn. - Giông bão bất thường và lốc xoáy xuất hiện bất ngờ trong các thung lũng. - Những đợt lạnh bất thường trong mùa đông năm 2007 - 2008, nhiệt độ giảm xuống tới 5 0C, làm chết nhiều trâu, bò [6]. - Lòng sông ở Hà Giang rất dốc, do đó lũ lụt không gây ngập úng. Tuy nhiên, có hiện tượng sạt lở bờ sông do tốc độ dòng chảy lớn. Hiện tượng này không phổ biến như ở vùng đồng bằng vì hầu hết bờ sông nằm trong vùng núi có lòng đá, trừ một số khu vực ở huyện Hoàng Su Phì. - Sự thay đổi của lượng mưa gây thiếu nước ở 4 huyện vùng cao: Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và Quản Bạ [7]. Khoa Môi trường 10 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên