Tài liệu Nghiên cứu biến đổi của lượng mưa và liên hệ với mực nước ngầm trên khu vực nội thành hà nội trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH LÊ VĂN ĐỨC NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CỦA LƢỢNG MƢA VÀ LIÊN HỆ VỚI MỰC NƢỚC NGẦM TRÊN KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH LÊ VĂN ĐỨC NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CỦA LƢỢNG MƢA VÀ LIÊN HỆ VỚI MỰC NƢỚC NGẦM TRÊN KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Người hướng dẫn khoa học: GS. TS Nguyễn Trọng Hiệu HÀ NỘI – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu do cá nhân Tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Thầy giáo GSTS Nguyễn Trọng Hiệu, không sao chép các công trình nghiên cứu của người khác. Số liệu và kết quả của luận văn chưa từng được công bố ở bất kỳ một công trình khoa học nào khác. Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng quy cách. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Lê Văn Đức i LỜI CẢM ƠN Trước hết, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn khoa học, Thầy giáo GSTS Nguyễn Trọng Hiệu đã nhiệt tình hướng dẫn, góp ý, sửa chữa và động viên Tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ Khoa sau đại học, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và hướng dẫn Tôi hoàn thành chương trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Lãnh đạo, cán bộ Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Hà Nội những người đã tạo điều kiện và cung cấp thông tin giúp Tôi hoàn thiện luận văn này. Và sau hết, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và những người thân luôn động viên, khích lệ Tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Lê Văn Đức ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................. vi DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ viii MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN4 1.1. Một số thuật ngữ chủ yếu và nguyên nhân của biến đổi khí hậu .................................... 4 1.1.1. Một số thuật ngữ chủ yếu ................................................................................................. 4 1.1.2. Nguyên nhân của BĐKH .................................................................................................. 5 1.1.3. Biểu hiện và các kịch bản BĐKH trên thế giới ................................................................ 6 1.1.4. Tác động của biến đổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu ..................................................... 9 1.2. Tổng quan về BĐKH ở Việt Nam .................................................................................... 11 1.2.1.Đặc điểm chủ yếu của BĐKH ở Việt Nam....................................................................... 11 1.2.2.Biểu hiện của biến đổi mưa ở Việt Nam .......................................................................... 12 1.2.3. Kịch bản biến đổi khí hậu của Việt Nam ........................................................................ 15 1.3. Tác động của BĐKH và ứng phó với BĐKH trong lĩnh vực tài nguyên nước ở Việt Nam............ .............................................................................................................................. 16 1.3.1. Tác động BĐKH đến chế độ mưa và tài nguyên nước ................................................... 16 1.3.2. Ứng phó BĐKH ở Việt Nam ........................................................................................... 19 1.4. Nhận xét cuối chương ...................................................................................................... 21 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU ............................................................................................ 23 2.1. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................................... 23 2.1.1. Tổng quan điều kiện tự nhiên ......................................................................................... 23 2.1.2. Hiện trạng kinh tế và xã hội ........................................................................................... 28 2.1.3. Cơ sở hạ tầng kỹ thuật đô thị.......................................................................................... 31 2.2. Phương pháp nghiên cứu................................................................................................. 33 2.2.1. Phương pháp thu thập số liệu......................................................................................... 34 2.2.2. Phương pháp chỉnh lý và bổ khuyết, tính toán các đặc trưng khí hậu và biến đổi khí hậu...................... ...................................................................................................................... 35 2.2.3. Phương pháp chuyên gia ................................................................................................ 39 2.2.4. Phương pháp phân tích và đúc kết ................................................................................. 39 2.3. Số liệu phục vụ nghiên cứu.............................................................................................. 40 2.3.1. Số liệu mưa của Hà Nội .................................................................................................. 40 iii 2.3.2. Số liệu nước ngầm .......................................................................................................... 40 2.3.3. Số liệu kịch bản .............................................................................................................. 41 CHƢƠNG 3: BIẾN ĐỔI CỦA MƢA, MỰC NƢỚC NGẦM VÀ QUAN HỆ GIỮA CHÚNG .................................................................................................. 42 3.1. Biến đổi của lượng mưa ở Hà Nội ................................................................................... 42 3.1.1. Biến đổi của các đặc trưng mưa chủ yếu ....................................................................... 42 3.1.2. Biến đổi của mùa mưa .................................................................................................... 47 3.2. Biến đổi của mực nước ngầm ở nội thành Hà Nội ......................................................... 51 3.2.1 Biến đổi của các đặc trưng mực nước ngầm ................................................................... 51 3.2.2. Biến đổi của mùa nước ngầm cao .................................................................................. 55 3.3. Mối quan hệ giữa lượng mưa với mực nước ngầm ở Hà Nội ........................................ 56 3.3.1. Quan hệ đồng thời giữa lượng mưa với mực nước ngầm .............................................. 56 3.3.2. Quan hệ không đồng thời giữa lượng mưa và mực nước ngầm ..................................... 58 3.3.3. Nhận xét chung về quan hệ giữa lượng mưa và mực nước ngầm nội thành Hà Nội trong bối cảnh biến đổi khí hậu ......................................................................................................... 62 3.4. Nhận xét cuối chương ...................................................................................................... 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 64 4.1. Kết luận ............................................................................................................................. 64 4.2. Một số kiến nghị ............................................................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 67 PHỤ LỤC ............................................................................................................ 70 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt BĐKH Tiếng Anh Tiếng việt Climate change Biến đổi khí hậu BTB Bắc trung bộ ĐB Đông Bắc ĐBBB Đồng bằng bắc bộ ĐNB IPCC Đông Nam Bộ Intergovernmental Pandel on Ủy ban Liên chính phủ về Climate Change biến đổi khí hậu MNN Mực nước ngầm NTB Nam Trung Bộ TB Tây Bắc TN Tây Nguyên TNB Tây Nam Bộ TNMT Tài nguyên môi trường v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Diễn biến của chuẩn sai nhiệt độ trên các châu lục trong thế kỷ 20 6 Bảng 1.2: Kịch bản biến đổi khí hậu năm 1992 8 Bảng 1.3: Kịch bản biến đổi khí hậu năm 2001 8 Bảng 1.4: Kịch bản biến đổi khí hậu năm 2007 8 Bảng 1.5: Trị số phổ biến của độ lệch tiêu chuẩn lượng mưa trên các vùng khí hậu 13 Bảng 1.6: Trị số phổ biến của biến suất lượng mưa trên các vùng khí hậu 13 Bảng 2.1: Số liệu mưa của các trạm khí tượng Hà Nội 40 Bảng 2.2: Số liệu mực nước ngầm của các trạm nội thành 41 Bảng 3.1: Lượng mưa trung bình tháng và năm của các trạm 43 Bảng 3.2: Độ lệch tiêu chuẩn tháng và năm của các trạm 43 Bảng 3.3: Biến suất lượng mưa tháng và năm của các trạm 44 Bảng 3.4: Lượng mưa lớn nhất tháng và năm của các trạm 45 Bảng 3.5: Lượng mưa bé nhất tháng và năm của các trạm 46 Bảng 3.6: Biên độ dao động của lượng mưa tháng và năm 47 Bảng 3.7: Các hệ số của phương trình xu thế tháng và năm của các trạm 47 Bảng 3.8: Tần suất tháng bắt đầu mùa mưa 49 Bảng 3.9: Tần suất tháng kết thúc mùa mưa 50 Bảng 3.10: Độ dài trung bình mùa mưa 50 Bảng 3.11: Tần suất tháng mưa nhiều nhất 51 Bảng 3.12: Mực nước ngầm trung bình tháng và năm 52 Bảng 3.13: Độ lệch tiêu chuẩn của mực nước ngầm 52 Bảng 3.14: Biến suất của mực nước ngầm 53 Bảng 3.15: Trị số cao nhất của mực nước ngầm trung bình 53 Bảng 3.16: Trị số thấp nhất của mực nước ngầm trung bình 54 Bảng 3.17: Biên độ của mực nước ngầm trung bình 55 vi Bảng 3.18: Xu thế của mực nước ngầm tháng và năm 55 Bảng 3.19: Số năm xảy ra bắt đầu, kết thúc, cao điểm của mùa mực nước ngầm 57 Bảng 3.20: Hệ số tương quan giữa mực nước ngầm trung bình của trạm mực nước ngầm Ngô Sỹ Liên với lượng mưa các trạm khí tượng 58 Bảng 3.21: Hệ số tương quan giữa mực nước ngầm trung bình của trạm mực nước ngầm Yên Phụ với lượng mưa các trạm khí tượng 58 Bảng 3.22: Chuẩn sai lượng mưa năm và chuẩn sai mực nước ngầm các tháng đầu năm sau 59 Bảng 3.23: Số trường hợp cùng dấu chuẩn sai giữa lượng mưa năm trước với mực nước ngầm các tháng đầu năm sau 60 Bảng 3.24: Tương quan so sánh giữa chuẩn sai lượng mưa các tháng giữa mùa mưa với chuẩn sai mực nước ngầm các tháng giữa mùa mực nước cao 62 Bảng 3.25: Số trường hợp cùng dấu chuẩn sai giữa lượng mưa tháng với chuẩn sai mực nước ngầm các tháng 62 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Lượng mưa năm thời kỳ 2041-2050 17 Hình 1.2: Lượng bốc hơi trung bình năm thời kỳ 2041-2050 17 Hình 1.3: Chỉ số ẩm ướt năm thời kỳ 1980-1999 18 Hình 2.1 Bản đồ các vị trí trạm quan trắc khí tượng và mực nước ngầm 42 Hình 3.1: Phương trình xu thế lượng mưa năm tại các trạm khí tượng 48 Hình 3.2 Phương trình xu thế mực nước ngầm trung bình năm tại các trạm nước 56 viii MỞ ĐẦU Mưa và nước ngầm là những thành phần quan trọng nhất trong tài nguyên nước ở Việt Nam nói chung và của thủ đô Hà Nội nói riêng. Ở Hà Nội mưa là phần thu chủ yếu của cán cân nước liên quan trực tiếp với môi trường thiên nhiên cũng như mọi hoạt động sản xuất và đời sống, nước ngầm là nguồn cung cấp nước cho nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội quan trọng như: sản xuất nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, xây dựng công trình đô thị và sinh hoạt đô thị. Đáng chú ý là mưa cũng như nước ngầm không những đem lại những lợi ích to lớn đối với các ngành, các địa phương mà còn là tác nhân của những tai biến tự nhiên như cạn kiệt nước ngầm, sạt lở bờ sông, sụt lún mặt đất. Hiện nay, một trong những thách thức lớn nhất mà nhân loại đang phải đối mặt là vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu, tiêu biểu là hiện tượng nóng lên của trái đất và nước biển dâng. Biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu liên quan đến sự thay đổi của toàn bộ hệ thống khí hậu bao gồm: khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch quyển bắt nguồn từ các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo đã và đang làm gia tăng thiên tai và các hiện tượng khí hậu cực đoan khác ở hầu hết các nơi trên thế giới. BĐKH, nước biển dâng sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn thế giới: ngập lụt nhiều hơn, hạn hán gia tăng, gây nhiễm mặn nguồn nước, ảnh hưởng xấu đến năng suất và sản lượng nông nghiệp, gây rủi ro lớn đối với công nghiệp, công trình xây dựng, giao thông vận tải và mọi hoạt động dịch vụ. Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới (2007), Việt Nam là một trong những nước sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng của BĐKH và nước biển dâng, trong đó vùng đồng bằng sông Hồng và sông Mê Kông bị ngập chìm nặng nhất. Nếu mực nước biển dâng 1m sẽ có khoảng 10% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp, tổn thất đối với GDP khoảng 10%. Nếu nước biển dâng 3m sẽ có khoảng 25% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp và tổn thất đối với GDP lên tới 25% [3]. 1 Hậu quả của BĐKH đối với Việt Nam là nguy cơ hiện hữu cho mục tiêu xoá đói giảm nghèo, cho việc thực hiện các mục tiêu thiên niên kỷ và sự phát triển bền vững của đất nước, tác động mạnh mẽ đến các lĩnh vực kinh tế - xã hội nhất là: tài nguyên nước, nông nghiệp và an ninh lương thực, sức khoẻ và các vùng đồng bằng, dải ven biển. BĐKH đã và đang gia tăng các thiên tai bão tố, lũ lụt, hạn hán, trượt lở đất, xâm nhập mặn, cháy rừng, bệnh tật hoành hành trên khắp lãnh thổ Việt Nam trong đó có thủ đô Hà Nội. Đối với thủ đô Hà Nội, BĐKH đã thể hiện rõ nét trong nhiều thập kỷ qua. Kết quả tổng hợp thống kê số liệu tại các trạm khí tượng thủy văn trên địa bàn từ năm 1961 đến nay cho thấy: nhiệt độ có xu thế chung là tăng về giá trị trung bình cũng như về cực trị. Theo các kịch bản trong tương lai, so với giai đoạn nền, cùng với sự gia tăng của nhiệt độ trung bình năm và nhiệt độ trung bình các mùa, lượng mưa năm và lượng mưa mùa mưa đều tăng lên. Do đó, những biến đổi trong chế độ mưa là một trong những vấn đề cần được quan tâm nhất trong phát triển kinh tế - xã hội của thành phố Hà Nội. Sở dĩ như vậy vì mưa không những liên quan đến nguồn nước mặt, dòng chảy sông ngòi, ao hồ mà còn liên quan đến nguồn nước ngầm, một trong những nguồn nước quan trọng phục vụ cho nông nghiệp, đô thị và công nghiệp. Bên cạnh sự biến đổi của lượng mưa thì biến đổi thời gian mưa cũng là một vấn đề quan trọng đối với mực nước ngầm trong quá trình khai thác phục vụ các hoạt động dân sinh, sản xuất và xây dựng thành phố. Trong vài thập kỷ gần đây, sự biến đổi về tần suất, cường độ cũng như thời gian mưa và mùa mưa ngày càng phức tạp. Vì vậy, phân tích về tính chất, đặc điểm của biến đổi mưa và liên quan đến biến đổi mưa là biến đổi mực nước ngầm mang tính cấp thiết không những có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn, cho phép ta lựa chọn các phương án khai thác nước mặt và nước ngầm hiệu quả, góp phần xây dựng bền vững tài nguyên nước Thủ đô. 2 Với lý do đó, học viên thực hiện luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu biến đổi của lượng mưa và liên hệ với mực nước ngầm trên khu vực nội thành Hà Nội trong bối cảnh biến đổi khí hậu” với hai mục tiêu: 1) Đánh giá những biểu hiện của biến đổi về mưa, bao gồm lượng mưa và mùa mưa trên khu vực Hà Nội trong các thập kỷ qua. 2) Tìm hiểu những biến đổi về mực nước ngầm ở nội thành Hà Nội và mối liên quan giữa mực nước ngầm với biến đổi về mưa. Để hoàn thành các mục tiêu trên, luận văn tập trung vào các nội dung sau đây: a) Tổng quan về một số vấn đề BĐKH trên thế giới và trong nước liên quan nhiều nhất đến đề tài luận văn. b) Lựa chọn các phương pháp nghiên cứu và thu thập các số liệu cần thiết phục vụ nghiên cứu c) Nghiên cứu các đặc trưng biến đổi lượng mưa và phân tích đánh giá các biểu hiện của biến đổi lượng mưa, mùa mưa của các trạm khí tượng trên địa bàn Hà Nội trong các thập kỷ vừa qua. d) Tính toán các đặc trưng biến đổi mực nước ngầm ở nội thành Hà Nội và phân tích, đánh giá biến đổi mực nước ngầm trong các năm gần đây. e) Phân tích, đánh giá mối quan hệ giữa biến đổi mưa ở Hà Nội với biến đổi mực nước ngầm ở nội thành Hà Nội trong những năm gần đây. Với các nội dung trên, luận văn được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Tổng quan một số vấn đề BĐKH trên thế giới và Việt Nam liên quan đến đề tài luận văn. Chương 2: Đối tượng nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và số liệu. Chương 3: Biến đổi của mưa ở Hà Nội, mực nước ngầm ở nội thành Hà Nội và quan hệ giữa chúng. 3 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 1.1. Một số thuật ngữ chủ yếu và nguyên nhân của biến đổi khí hậu 1.1.1. Một số thuật ngữ chủ yếu Thời tiết: Là trạng thái khí quyển tại một địa điểm nhất định được xác định bằng tổ hợp các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, tốc độ gió, mưa,…[33] Khí hậu: Là trung bình theo thời gian của thời tiết (thường là 30 năm, WMO)[33]. Dao động khí hậu: Là sự dao động xung quanh giá trị trung bình của khí hậu trên quy mô thời gian, không gian đủ dài so với hiện tượng thời tiết riêng lẻ, gây ra các hiện tượng: hạn hán, lũ lụt kéo dài và các điều kiện khác do El Nino và La Nina gây ra [1]. Biến đổi khí hậu: Là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình và/hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc dài hơn. Biến đổi khí hậu có thể là do các quá trình tự nhiên bên trong hoặc các tác động bên ngoài, hoặc do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển [6]. Khả năng bị tổn thƣơng do tác động của biến đổi khí hậu: Là mức độ mà một hệ thống (tự nhiên, xã hội, kinh tế) có thể bị tổn thương do BĐKH, hoặc không có khả năng thích ứng với những tác động bất lợi của BĐKH. Ứng phó với biến đổi khí hậu: Là các hoạt động của con người nhằm thích ứng và giảm nhẹ BĐKH. Thích ứng với biến đổi khí hậu: Là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc con người, nhằm mục đích giảm khả năng bị tổn thương do dao động và biến đổi khí hậu hiện hữu hoặc tiềm tàng và tận dụng các cơ hội do nó mang lại. Giảm nhẹ biến đổi khí hậu: Là các hoạt động nhằm giảm mức độ hoặc cường độ phát thải khí nhà kính. 4 Kịch bản biến đổi khí hậu: Là giả định có cơ sở khoa học và tính tin cậy về sự tiến triển trong tương lai của các mối quan hệ giữa KT-XH, GDP, phát thải khí nhà kính, BĐKH và mực nước biển dâng. Lưu ý rằng, kịch bản BĐKH khác với dự báo thời tiết và dự báo khí hậu là nó đưa ra quan điểm về mối ràng buộc giữa phát triển và hành động. Nƣớc biển dâng: Là sự dâng mực nước của đại dương trên toàn cầu, trong đó không bao gồm triều, nước dâng do bão… Nước biển dâng tại một vị trí nào đó có thể cao hơn hoặc thấp hơn so với trung bình toàn cầu vì có sự khác nhau về nhiệt độ của đại dương và các yếu tố khác [11]. 1.1.2. Nguyên nhân của BĐKH Theo IPCC, sự kiện BĐKH đã và đang tiếp diễn bắt nguồn từ hoạt động của con người từ thời kỳ tiền công nghiệp (khoảng năm 1750) đến nay. Loài người đã sử dụng ngày càng nhiều các nguồn nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí đốt), và do đó đã thải vào khí quyển ngày càng tăng các chất khí nhà kính, làm tăng hiệu ứng nhà kính của khí quyển, dẫn đến tăng nhiệt độ của trái đất [26,27]. Hàm lượng khí CO2 trong khí quyển trong suốt chu kỳ băng hà và gian băng (khoảng 18 nghìn năm trước), chỉ 180 - 200 ppm (phần triệu), chỉ bằng khoảng 70% so với thời kỳ tiền công nghiệp (280 ppm). Hàm lượng khí CO2 bắt đầu tăng lên từ những năm 1980 và đạt 379 ppm vào năm 2005, vượt xa mức khí CO2 tự nhiên trong hàng chục nghìn năm qua. Hàm lượng khí mêtan (CH4), ôxit nitơ (N2O) cũng lần lượt tăng từ 715 ppb (phần tỷ) và 270 ppb trong thời kỳ tiền công nghiệp lên 1774 ppb (151%) và 319 ppb (17%) vào năm 2005. Riêng các chất khí chlorofluoro cacbon (CFCs) với tiềm năng làm nóng lên toàn cầu lớn gấp nhiều lần khí CO 2 chỉ mới có kể từ khi công nghiệp làm lạnh, hóa mỹ phẩm phát triển. Cũng theo IPCC, đóng góp vào tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu chủ yếu là do đốt nhiên liệu hóa thạch trong các ngành sản xuất năng lượng, công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng ... (46%), phá rừng nhiệt đới ( khoảng 18%), sản xuất nông nghiệp (khoảng 9%), sản xuất hóa chất ( khoảng 24%) và các hoạt động khác (chôn rác thải,... khoảng 3%) [28]. 5 1.1.3. Biểu hiện và các kịch bản BĐKH trên thế giới 1.1.3.1. Biến đổi khí hậu toàn cầu 1) Biến đổi của nhiệt độ Trên khắp các châu lục nhiệt độ tăng lên rõ rệt từ nửa sau thế kỷ 20 ( bảng 1.1). Mức độ tăng của nhiệt độ cả thế kỷ là 0,75oC, nhanh hơn bất kỳ thế kỷ nào trong lịch sử, kể từ thế kỷ 11 đến nay. Riêng 5 thập kỷ gần đây 1956 – 2005, nhiệt độ tăng 0,64oC, gấp đôi thế kỷ 20[7]. Trong danh sách 12 năm nhiệt độ cao nhất trong lịch sử quan trắc nhiệt độ kể từ năm 1850, có 11 năm thuộc thời kỳ 1995-2006, trong đó nóng nhất là năm 1998 và năm 2005. Về nhiệt độ trung bình, ở bán cầu Bắc mức tăng nhiệt độ của các vĩ độ cao nhất gấp đôi mức tăng ở các vĩ độ khác. Đáng chú ý là, nhiệt độ cực trị cũng có xu thế tăng lên như nhiệt độ trung bình, kết quả là biên độ nhiệt độ ngày giảm đi với tốc độ chừng 0,07oC mỗi thập kỷ. Bảng 1.1: Diễn biến của chuẩn sai nhiệt độ trên các châu lục trong thế kỷ 20 (oC) Khu vực 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Bắc Mỹ - 0,2 - 0,3 0,2 0,3 0,2 0,1 0,0 0,2 0,5 0,7 Nam Mỹ - 0,1 - 0,2 0,0 0,2 0,1 0,2 0,1 0,0 0,2 0,4 Châu Âu - 0,2 - 0,1 0,0 0,1 0,2 0,0 0,1 0,0 0,4 0,8 Châu Phi - 0,1 0,0 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,3 0,5 0,7 Châu Á - 0,2 0,0 0,0 0,1 0,1 0,1 0,0 0,3 0,7 0,9 Châu Úc 0,1 - 0,1 0,0 0,0 - 0,2 0,1 0,1 0,3 0,5 0,5 Toàn cầu - 0,2 0,0 0,1 0,2 0,1 0,4 0,4 0,2 0,4 0,7 Lục địa - 0,2 0,0 0,1 0,2 0,1 0,0 0,0 0,3 0,5 0,8 Đại Dương - 0,2 0,0 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,3 0,6 Nguồn: Báo cáo đánh giá lần 3 của IPCC, 2001 2) Biến đổi của lượng mưa 6 Trong thời kỳ 1901 – 2005 xu thế biến đổi của lượng mưa rất khác nhau giữa các châu lục, giữa các khu vực trong từng châu lục và giữa các đới vĩ độ. Ở Châu Mỹ, lượng mưa phổ biến tăng lên ở Bắc Mỹ nhưng lại giảm đi ở nhiều nơi ở Nam Mỹ. Ở Châu Phi, lượng mưa giảm đi, đặc biệt là ở Sahen trong giai đoạn 1960 - 1980. Ở các vĩ độ nhiệt đới, lượng mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi. Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền trung Bắc Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á. Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở phía Bắc vĩ độ 30 oN và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ thập kỷ 1990. Đáng chú ý là tần số mưa lớn tăng lên trên nhiều khu vực, kể cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm. 3) Hạn hán và dòng chảy Ở bán cầu Bắc, hạn hán phổ biến từ giữa thập kỷ 1950 trên phần lớn vùng Bắc Phi, đặc biệt là Sahel, Canada và Alaska. Ở bán cầu Nam, hạn nhiều trong những năm từ 1974 – 1998. Dòng chảy của hầu hết sông trên thế giới đều có những biến đổi sâu sắc từ thập kỷ này sang thập kỷ khác và giữa các năm trong từng thập kỷ. Ở châu Mỹ, dòng chảy tăng lên trên nhiều lưu vực sông thuộc Mỹ song lại giảm đi ở nhiều lưu vực sông thuộc Canada trong những năm gần đây. Ở châu Á, trên lưu vực sông Lena ở Xibiri cũng có sự gia tăng dòng chảy đồng thời với nhiệt độ tăng lên và lớp băng phủ giảm đi. Ở lưu vực sông Hoàng Hà, dòng chảy giảm đi rõ rệt trong những năm cuối thế kỷ 20 do lượng nước tiêu thụ, nhiệt độ và lượng bốc hơi tăng lên trong khi lượng mưa không có xu thế tăng hay giảm. Ở Châu Phi dòng chảy các sông ở Niger, Senegal và Dambia đều suy giảm đáng kể. 1.1.3.2. Kịch bản biến đổi khí hậu 7 Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng được giới thiệu trong các bảng 1.2;1.3;1.4. Mức tăng nhiệt độ vào năm 2100 là 1,5-2,5oC theo kịch bản 1992, 2,0-4,5oC theo kịch bản 2001 và 1,8-4,0oC theo kịch bản 2007. Mực nước biển dâng vào năm 2100 là 0,49-0,94m theo kịch bản 1992; 0,31-0,49m theo kịch bản 2001 và từ 0,218-0,38 đến 0,26-0,59 m theo kịch bản 2007 [7]. Bảng 1.2: Kịch bản biến đổi khí hậu năm 1992 Kịch bản Mức tăng 1990(oC) nhiệt độ so với Mực nƣớc biển dâng so với 1990(m) 2030 2050 2100 2030 2050 2100 A 0,6 0,8 2,5 - 0,13 0,49 B 0,6 0,8 2,4 - 0,13 0,49 C 0,6 0,7 2,0 - 0,08 0,13 D 0,6 0,8 1,9 - 0,08 0,13 E 0,7 1,0 1,3 - 0,40 0,94 G 0,7 1,1 1,5 - 0,40 0,94 Nguồn: Báo cáo bổ sung của IPCC, 1992 Bảng 1.3: Kịch bản biến đổi khí hậu năm 2001 Kịch bản Mức tăng 1990(oC) nhiệt độ so với Mực nƣớc biển dâng so với 1990(m) 2030 2050 2100 2030 2050 2100 A1F1 0,9 1,8 4,5 - 0,16 0,49 A2 0,7 1,4 3,9 - 0,15 0,42 A1B 0,8 1,6 2,9 - 0,16 0,38 B2 0,9 1,5 2,7 - 0,16 0,35 A1T 1,1 1,7 2,5 - 0,16 0,36 B1 0,7 1,2 2,0 - 0,15 0,31 Nguồn: Báo cáo đánh giá lần 3 của IPCC, 2001 Bảng 1.4: Kịch bản biến đổi khí hậu năm 2007 Kịch bản Mức tăng 1990(oC) nhiệt độ so với Mực nƣớc biển dâng so với 1990(m) 2030 2050 2100 2030 2050 2100 A1F1 - - 4,0 - - 0,26 - 0,59 A2 - - 3,4 - - 0,23 - 0,51 8 Kịch bản Mức tăng 1990(oC) nhiệt độ so với Mực nƣớc biển dâng so với 1990(m) 2030 2050 2100 2030 2050 2100 A1B - - 2,8 - - 0,21 - 0,48 B2 - - 2,4 - - 0,20 - 0,43 A1T - - 2,4 - - 0,20 - 0,45 B1 - - 1,8 - - 0,218 - 0,38 Nguồn: Báo cáo đánh giá lần 4 của IPCC, 2007 1.1.4. Tác động của biến đổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu 1.1.4.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến hệ thống tự nhiên và sinh thái Nhiệt độ toàn cầu tăng lên đã gây nên sự gia tăng và mở rộng các hồ băng, tuyết lở ở các vùng núi, gia tăng dòng chảy trên các dòng sông băng vào mùa xuân. Cũng do nhiệt độ tăng lên, các sông, hồ nóng lên và thay đổi cơ chế nhiệt và ảnh hưởng đến chất lượng nước. Dưới tác động của BĐKH chỉ thị vật hậu mùa xuân đã đến sớm hơn gia tăng các quần cư động vật trôi nổi trên các vùng biển vĩ độ cao và các hồ trên cao. Trong tương lai, với mức tăng nhiệt độ 1,5-2,5oC sẽ có những biến đổi về cấu trúc và chức năng của các loài trong các đới vĩ độ và kèm theo một số hệ quả tiêu cực khác. Biến đổi khí hậu cũng gây nên quá trình axit hóa đại dương, tác động tiêu cực đến cấu trúc của các rạn san hô trên khắp các đại dương. Nhiệt độ tăng lên đã và đang ảnh hưởng đến mọi hoạt động sản xuất và phát triển nông - lâm –ngư nghiệp ở hầu khắp các đới vĩ độ. Nước biển dâng đã, đang và sẽ tác động đến hệ sinh thái của các vùng đất ngập nước, rừng ngập mặn và gây ra ngập lụt, sạt lở bờ biển trên nhiều khu vực và các quốc gia ven biển. 1.1.4.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến các lĩnh vực Với nhiệt độ tăng lên 1-3oC năng suất một số cây lương thực tăng nhẹ trên các vĩ độ cao, vĩ độ trung bình và giảm đi trên các vĩ độ thấp, đặc biệt các khu vực nhiệt đới gió mùa. 9 Dưới tác động của nước biển dâng, đới bờ biển chịu nhiều rủi ro hơn các đới khác do tình trạng xói lở gia tăng kèm theo các áp lực nhân sinh khác, nhất là những vùng thấp đông dân trên các châu thổ của châu Á, châu Phi và các đảo nhỏ. Dưới tác động của biến đổi khí hậu, với sự gia tăng của thời tiết cực đoan tình trạng sức khỏe của hàng triệu dân trên khắp thế giới sa sút, thậm chí sa sút nghiêm trọng trên nhiều khu vực nhiệt đới .Nhiều cộng đồng nghèo, đặc biệt ở những vùng nhiều thiên tai có thể gặp nhiều rủi ro và tổn thất nghiêm trọng. Trên quy mô toàn cầu, diện tích các vùng hạn hán tăng lên, tác động đến nhiều lĩnh vực liên quan: nông nghiệp, cung cấp nước, sản xuất điện và sức khỏe. Ngược lại, sẽ có sự gia tăng đáng kể lũ lụt trên nhiều khu vực, kể cả những khu vực được dự kiến là lượng mưa trung bình giảm. Chắc chắn sự gia tăng về tần số và mức độ nghiêm trọng của lũ lụt cũng như hạn hán sẽ tác động tiêu cực đến nhiều lĩnh vực kinh tế -xã hội. 1.1.4.3. Tác động của biến đổi khí hậu đối với các khu vực Ở nhiều quốc gia Châu Phi, sẽ có sự thu hẹp diện tích thích hợp với cây trồng, rút ngắn độ dài mùa sinh trưởng, giảm năng suất cây trồng, đặc biệt ở các khu vực khô hạn và do đó đe dọa an ninh lương thực. Ở Trung Á, Nam Á, Đông Á trong đó có Đông Nam Á, đặc biệt là các châu thổ lớn, vào mùa khô nguồn nước ngọt giảm đi và ngược lại, vào mùa mưa ngập lụt gia tăng trên các khu vực bờ biển tập trung dân cư ở Nam Á, Đông Á, Đông Nam Á. Đặc biệt nghiêm trọng là năng suất lương thực ở nhiều quốc gia Trung Á, Nam Á giảm nhiều vào giữa thế kỷ 21. Theo dự tính, tiềm năng thủy điện của toàn châu Âu dến năm 2070 sẽ giảm khoảng 6% trong đó các quốc gia Bắc Âu, Đông Âu tăng 15-30% còn các quốc gia Địa Trung Hải giảm 20-50%. Nhiều vùng núi đối mặt với nạn tuyết lở, trong khi ở nhiều vùng khác lượng tuyết giảm đi [7]. Ở nhiều quốc gia Mỹ La tinh, các sản phẩm trồng trọt và chăn nuôi quan trọng giảm đi trong khi năng suất mía tăng lên ở vùng ôn đới, kết quả là nguy cơ đói kém gia tăng. 10