Luận văn Đặc điểm của một số nhân tố quy mô lớn trong điều kiện hạn hán ở Việt Nam

n, thời điểm bắt đầu cũng nhƣ kết thúc thƣờng rất khó nhận biết. Các tác động của hạn hán thƣờng đƣợc tích tụ dần qua một khoảng thời gian tƣơng đối dài, dao động từ vài tháng cho đến vài năm. Do vậy, vẫn chƣa có một khái niệm chính xác nào về hạn hán đƣợc đƣa ra và chính thức đƣợc thừa nhận. Năm 1985, Wilhite và Glant [26] đã tổng kết đƣợc hơn 150 định nghĩa đƣợc công bố về hạn hán và một trong số những định nhĩa hạn hán phổ biến nhất đƣợc tóm tắt trong cuốn “Tate & Gustard ” (2000) cho rằng lƣợng mƣa là nhân tố ảnh hƣởng chính gây ra hạn hán và hạn hán là kết quả của sự thiếu hụt lƣợng mƣa tự nhiên trong một thời kỳ dài, thƣờng là mùa hoặc lâu hơn. Theo Beran & Rodier (1985) cho rằng các đặc điểm chính của một đợt hạn hán là giảm lƣợng nƣớc có sẵn trong một giai đoạn trên một khu vực cụ thể. Yevjevich (1967) thì cho rằng: sự thiếu thống nhất về một định nghĩa chính xác về hạn hán là một trong những trở ngại trong việc xác định hạn hán. Do đó, tác giả 3 H.Hisdal và L.M. Tallaksen đã đƣa ra nhận xét: Hạn hán là sự thâm hụt lƣợng mƣa trong một thời kỳ xác định và sự thiếu hụt dòng chảy trong cả một thời kỳ sẽ gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến vấn đề quản lý tài nguyên nƣớc. Điều này cũng bao gồm cả sự ô nhiễm sông ngòi, hồ chứa hay các nguồn nƣớc sinh thái khác [19]. Theo tác giả Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Trọng Hiệu (2004) hạn hán là hiện tƣợng lƣợng mƣa thiếu hụt nghiêm trọng, kéo dài, làm giảm hàm lƣợng ẩm trong không khí và hàm lƣợng nƣớc trong đất, làm suy kiệt dòng chảy sông suối, hạ thấp mực nƣớc ao hồ, mực nƣớc trong các tầng chứa nƣớc dƣới đất,. [8] Có thể thấy là hầu hết tất cả các vùng khí hậu đều có thể gặp hạn hán kể cả vùng mƣa nhiều, mặc dù đặc điểm giữa các vùng là khác nhau. Nguyên nhân là do khí hậu thời tiết bất thƣờng gây nên lƣợng mƣa thƣờng xuyên ít hơn trong một thời gian dài hoặc nhất thời thiếu hụt. Hoặc lƣợng mƣa tuy không ít lắm nhƣng chỉ đủ đáp ứng nhu cầu tối thiểu của sản xuất và môi trƣờng xung quanh cũng gây ra hạn hán, đây là tình trạng phổ biến trên các vùng khí hậu gió mùa, nơi có sự khác biệt giữa mùa mƣa và mùa khô. Do lƣợng mƣa vẫn là nhân tố chính gây ra hạn hán nên trong khuôn khổ luận văn này, tác giả sử dụng định nghĩa chung về hạn hán: “hạn hán là kết quả của sự thiếu hụt lƣợng mƣa tự nhiên trong một thời gian dài, thƣờng là mùa hoặc lâu hơn”. Nhƣ vậy, hạn hán là một hiện tƣợng khí hậu cực đoan đƣợc đặc trƣng bởi lƣợng mƣa dƣới chuẩn trong một thời gian dài, xảy ra ở hầu hết mọi nơi trên thế giới và ảnh hƣởng đến nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội, đặc biệt là nguồn nƣớc và sản xuất nông nghiệp. 1.1.2. Phân loại hạn hán Tƣơng tự các định nghĩa về hạn hán, hiện nay, cũng có nhiều cách phân loại hạn hán. Wilhite và Glant (1985) phân hạn hán thành 4 loại dựa vào cách tiếp cận về định nghĩa hạn hán: hạn khí tƣợng, hạn nông nghiệp, hạn thủy văn và hạn hán kinh tế xã hội. Ba cách phân loại đầu tiên, hạn hán đƣợc coi nhƣ một hiện tƣợng vật lý, còn riêng loại hạn hán cuối dựa vào tác động của sự thiếu hụt nƣớc đến đời sống kinh tế xã hội. Hạn khí tƣợng: định nghĩa khí tƣợng về hạn hán đƣợc coi là phổ biến nhất, dựa trên mức độ khô và thời gian của thời kỳ khô hạn trên một khu vực cụ thể từ những điều kiện khí quyển dẫn đến sự thiếu hụt lƣợng mƣa và thay đổi từ vùng này đến vùng khác. Hạn khí tƣợng có thể xác định qua ngƣỡng mƣa, dựa trên số ngày 4 có lƣợng mƣa ít hơn một ngƣỡng xác định,ví dụ nhỏ hơn 0.1mm trong 48 giờ; hoặc thời kỳ có nhiệt độ cao, lƣợng giáng thủy thấp, gió mạnh, độ ẩm tƣơng đối thấp (hay còn gọi là hạn hán khí quyển); hoặc là thời kỳ có lƣợng mƣa thấp hơn so với trung bình nhiều năm, dẫn đến sự thiếu hụt lƣợng mƣa. Hạn nông nghiệp: là phần có ý nghĩa thiết thực và quan trọng nhất của hạn hán. Nghiên cứu hạn nông nghiệp sẽ dẫn đến lĩnh vực vật lý đất, sinh vật, kinh tế nông nghiệp. Nó phụ thuộc vào đặc điểm đất, địa hình và tập quán canh tác. Hạn nông nghiệp đƣợc xác định thông qua nhiều đặc trƣng của khí tƣợng (và thủy văn) nhƣ sự thiếu hụt giáng thủy, sự mất cân bằng của bốc thoát hơi, sự thiếu hụt nƣớc trong đất, nƣớc bề mặt, nƣớc ngầm. Nhu cầu nƣớc của thực vật phụ thuộc vào điều kiện khí tƣợng, đặc tính sinh vật, giai đoạn tăng trƣởng và tính chất vật lý, sinh lý của đất. Hạn nông nghiệp là sự thiếu hụt nƣớc, không đáp ứng đƣợc nhu cầu nƣớc của thực vật để phát triển, tăng trƣởng. Hạn thủy văn: là sự thiếu hụt của thủy văn bề mặt và thủy văn dƣới bề mặt (dòng chảy bề mặt, hồ chứa, nƣớc ngầm). Mặc dù, hạn hán đều bắt nguồn từ sự thiếu hụt lƣợng mƣa, tuy nhiên hạn thủy văn xảy ra ở các hệ thống thủy văn khác nhau. Tần suất và mức độ nghiêm trọng của hạn thủy văn thƣờng đƣợc xác định trên một lƣu vực sông cụ thể. Nó thƣờng lệch pha so với hạn khí tƣợng và hạn nông nghiệp, bởi vì hạn thủy văn có độ trễ do cần thời gian để sự thiếu hụt lƣợng mƣa tác động đến những đặc tính thủy văn nhƣ độ ẩm đất, dòng chảy, mực nƣớc ngầm và hồ chứa. Do hệ thống thủy văn (sông ngòi, hồ chứa) thƣờng đƣợc sử dụng cho nhiều mục đích (kiểm soát lũ, tƣới tiêu, thủy điện, đƣờng thủy, môi trƣờng sống) đã làm phức tạp tác động của hạn thủy văn. Hạn kinh tế xã hội: là sự liên kết khả năng cung cấp nƣớc cho hoạt động kinh tế xã hội với hạn khí tƣợng, hạn nông nghiệp và hạn thủy văn. Nó khác với ba loại hạn hán kể trên do nó phụ thuộc vào thời gian và không gian của cung cầu để xác định phân loại hạn hán. Hạn kinh tế xã hội tăng mạnh khi nhu cầu về nƣớc cho các hoạt động kinh tế vƣợt xa cung. Bộ dữ liệu cần thiết để đánh giá hạn kinh tế xã hội gồm bốn loại: tổng số lƣợng và tốc độ tăng trƣởng của con ngƣời, động vật; nhu cầu về nƣớc và thức ăn; mức độ nghiêm trọng của mất mùa; nhu cầu về nƣớc cho ngành công nghiệp. 5 Hình 1.1 là sơ đồ biểu diễn sự biến đổi của khí hậu mà cụ thể là sự thiếu hụt nƣớc hay những biến đổi về khí tƣợng dẫn đến các loại hạn hán. Hình 1.1: Trình tự xảy ra hạn hán và phân loại hạn hán. Tất cả các loại hạn hán đều bắt nguồn từ sự thiếu hụt nước hay hạn khí tượng. (Nguồn: Trung tâm phòng tránh và giảm nhẹ hạn hán quốc gia, Đại học Nebraska-Lincoln, Mỹ). K h o ản g t h ờ i g ia n Sự biến đổi khí hậu tự nhiên Sự thiếu hụt nƣớc của đất H ạn K T X H H ạn T h ủ y v ăn H ạn n ô n g n g h iệ p H ạn k h í tƣ ợ n g Sự thiếu hụt giáng thủy (lƣợng, cƣờng độ, thời gian) Nhiệt độ cao, gió mạnh, độ ẩm thấp, bức xạ lớn, độ phủ mây thấp Thiếu hụt nƣớc bề mặt, dòng chảy, thâm nhập nƣớc Tăng cƣờng bốc thoát hơi Thiếu nƣớc cho cây trồng, giảm sản lƣợng nông nghiệp Thiếu hụt nƣớc bề mặt và dƣới bề mặt (dòng chảy, sông ngòi, hồ chứa, nƣớc ngầm), đất khô Tác động kinh tế Tác động xã hội Tác động môi trƣờng 6 Nguyên nhân chính xảy ra hạn hán phần lớn đều bắt nguồn từ sự thiếu hụt nghiêm trọng lƣợng giáng thủy trong một thời gian đủ dài hoặc những thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ, gió.khiến cho sự bốc thoát hơi nƣớc diễn ra mạnh mẽ và dẫn đến sự thiếu hụt nƣớc của bề mặt, dòng chảy, hồ chứa (hạn thủy văn) Và lƣợng nƣớc trong đất sẽ không đủ để cung cấp cho các hoạt động sinh trƣởng, phát triển của thực vật (hạn nông nghiệp). Tất cả những yếu tố trên gây nên những tác động và ảnh hƣởng đến nhiều mặt của xã hội cả về kinh tế lẫn môi trƣờng. 1.2. Ảnh hưởng của một số hoàn lưu quy mô lớn đến hạn hán ở Việt Nam Nhƣ đã trình bày ở trên, hạn hán xảy ra do thiếu hụt lƣợng mƣa trên một khu vực cụ thể chịu ảnh hƣởng bởi hoàn lƣu quy mô lớn. Đối với vùng vĩ độ nhiệt đới, hoàn lƣu Walker (hoàn lƣu vĩ hƣớng miền xích đạo) đóng vai trò chủ đạo, tác động lên khí hậu và ảnh hƣởng trực tiếp đến lƣợng mƣa – là yếu tố chính quyết định đến hạn hán. Đặc trƣng của hoàn lƣu Walker đƣợc thể hiện rõ trong chu trình ENSO. ENSO là chữ viết tắt của các từ ghép El Nino Southern Oscillation (El Nino - Dao động Nam) để nói về 2 hiện tƣợng El Nino và La Nina và có liên quan đến dao động của khí áp giữa 2 bờ đông và tây Thái Bình Dƣơng (đƣợc gọi là Dao động Nam) để phân biệt với dao động khí áp ở Bắc Đại Tây Dƣơng. El Nino hiện tƣợng nóng lên dị thƣờng của nhiệt độ bề mặt nƣớc biển vùng trung và đông Thái Bình Dƣơng. Nó tác động mạnh nhất đến khí hậu toàn cầu trong mùa đông và đầu mùa xuân Bắc bán cầu. Giai đoạn này khu vực xích đạo tây Thái Bình Dƣơng và khu vực phía bắc của Nam Mỹ khô hạn, khu vực chịu ảnh hƣởng của gió mùa Ấn Độ (trong đó có Việt Nam – với tên gọi là gió mùa Tây Nam) lƣợng mƣa thấp hơn trung bình nhiều năm, đây là một trong những nguyên nhân chính gây ra hạn hán. Trong khi đó khu vực đông nam Nam Mỹ, Đông Phi và phía nam nƣớc Mỹ lƣợng mƣa cao hơn trung bình. Hoạt động của bão phát triển mạnh ở vùng đông bắc Thái Bình Dƣơng và có xu hƣớng giảm đi ở Đại Tây Dƣơng. Ở nƣớc ta, hiệu ứng El Nino có xu hƣớng tăng cƣờng khả năng hạn trên một số khu vực. Trong những năm El Nino, hoàn lƣu Walker hoạt động yếu hơn bình 7 thƣờng, áp lực gió đông lên bề mặt biển cũng yếu hơn khiến cho trung tâm đối lƣu sâu dịch chuyển xa về khu vực trung tâm Thái Bình Dƣơng (vùng mƣa dịch chuyển về phía trung tâm Thái Bình Dƣơng). Điều này khiến cho số lƣợng cơn bão trên Biển Đông ảnh hƣởng đến nƣớc ta ít hơn trung bình nhiều năm, mùa bão kết thúc sớm hơn, do vậy lƣợng mƣa cũng có xu hƣớng giảm, và thông thƣờng nhiệt độ trung bình trong các tháng đều cao hơn bình thƣờng, và điều này cũng là một phần nguyên nhân dẫn đến hạn hán ở Việt Nam. La Nina là hiện tƣợng lạnh đi dị thƣờng của nhiệt độ bề mặt nƣớc biển ở khu vực nói trên và có hệ quả ngƣợc lại với hiện tƣợng El Nino. Đối với khí hậu Việt Nam, hiện tƣợng hạn hán ngoài việc bị chi phối trực tiếp của hoàn lƣu Walker (chu trình ENSO), còn chịu ảnh hƣởng của nhiều trung tâm tác động khác nhƣ áp cao cận nhiệt Tây Thái Bình Dƣơng, Áp thấp Ấn Miến, Áp cao Siberi, Trƣớc hết, áp cao cận nhiệt đới Tây Thái Bình Dương là nhân tố hoàn lƣu quan trọng đối với sự hình thành và biến đổi thời tiết ở Đông Nam Á, nhất là khu vực Việt Nam. Đây là Áp cao nóng vĩnh cửu, phát triển từ mặt đất lên đến các mực trên cao, có tâm thƣờng là đƣờng đẳng áp 1010mb xuất hiện trên biển, càng lên cao trung tâp áp cao càng lệch về phía đất liền. Do đó dòng gió đông trên cao nằm dịch sâu về phía lục địa so với dòng gió đông ở mặt đất. Áp cao tây Thái Bình Dƣơng không nằm ở vị trí ổn định mà biến động theo mùa, tùy theo vị trí mà chi phối thời tiết khu vực Đông Nam Á cũng nhƣ nƣớc ta. Trong giai đoạn mới di chuyển về phía đất liền, áp cao có thể mang theo gió tín phong nhiều hơi ẩm, kết hợp với địa hình hoặc hội tụ với gió mùa Tây Nam gây mƣa lớn. Nhƣng khi nằm sâu trong lục địa, dòng giáng trong áp cao cản trở sự hình thành mây dẫn đến không có mƣa. Nếu tình trạng này kéo dài cũng có khả năng gây hạn hán cho nƣớc ta. Trong các tháng từ tháng 1 đến tháng 4, vị trí trục của cao áp tây Thái Bình Dƣơng ở tƣơng đối thấp (dƣới vĩ độ 14N) và lấn sâu về phía tây (đến khoảng kinh độ 100E) - biểu hiện bằng giá trị gió vĩ hƣớng âm và gió kinh hƣớng dƣơng. Đây là thời kỳ nắng nóng và khô hạn nhất đối với khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ. Sang 8 tháng 5, áp cao cận nhiệt bắt đầu nâng trục lên phía bắc và rút dần ra biển, tạo điều kiện phát triển gió mùa tây nam. Tháng 7 và tháng 8 áp cao cận nhiệt có cƣờng độ mạnh nhất, vị trí trục cao nhất (trên 30N) và có thể dịch chuyển xa về phía đông. Tháng 9, tháng 10 áp cao cận nhiệt bắt đầu quá trình rút về phía nam, nhƣờng ƣu thế cho hoàn lƣu phía bắc. Trong quá trình di chuyển, tín phong ở rìa áp cao cận nhiệt kết hợp với gió mùa tây nam tạo thành dải hội tụ nhiệt đới gây mƣa cho các tỉnh thành phía bắc và trung bộ nƣớc ta. Những vùng nhiễu động trong đới gió đông từ rìa của áp cao cận nhiệt, hay những ảnh hƣởng từ hoàn lƣu xa của những vùng xoáy thấp hình thành và tách ra từ dải hội tụ nhiệt đới, kết hợp với đới gió tây nam hoạt động mạnh mẽ là tác nhân mang đến những trận mƣa lớn cho các tỉnh thành phía nam. Ngoài ra, rìa phía tây nam của cao áp là dòng dẫn đƣờng cho các cơn bão di chuyển theo. Bởi vậy trong thời kỳ này, hầu hết hạn hán đều giảm ở mọi vùng trên cả nƣớc. Sang tháng 11, tháng 12, áp cao cận nhiệt ở vị trí thấp nhất và dịch chuyển sâu nhất về phía tây. Khu vực Tây Nguyên, Nam Bộ bắt đầu vào mùa khô, trong khi đó các khu vực phía Bắc chịu sự chi phối của hoàn lƣu ôn đới và cực đới. Về mùa hè, cùng với sự tác động của áp cao cận nhiệt tây Thái Bình Dƣơng, nƣớc ta còn chịu tác động của áp thấp nóng phía tây (hay còn gọi là áp thấp Nam Á, áp thấp Ấn Miến). Sự hình thành áp thấp này do quá trình chuyển động biểu kiến của mặt trời về phía bắc vào khoảng tháng 3, tháng 4 đốt nóng bề mặt khu vực phía bắc Ấn Độ và Myanmar. Đây là áp thấp bán vĩnh cửu, hoạt động mạnh mẽ vào mùa hè. Thời kỳ đầu tháng 4, áp thấp phía tây có thể phát triển lan sang khu vực phía bắc Việt Nam tƣơng tác với hoàn lƣu còn sót lại của cao lạnh lục địa mùa đông, gây ra mƣa dông cho khu vực Tây Bắc. Trong khi đó, áp thấp phía tây chƣa phát triển đủ mạnh để đƣa dòng khí ẩm từ Ấn Độ Dƣơng tác động đến khu vực Tây Nguyên, Nam Bộ (lúc này đang chịu khống chế của áp cao cận nhiệt tây Thái Bình Dƣơng) nên vẫn trong mùa khô, khả năng hạn hán có thể xảy ra. Trong những điều kiện thuận lợi, sự phát triển của áp thấp phía tây có thể dẫn tới sự hình thành áp thấp nóng phụ xuất hiện trên khu vực bắc bộ nƣớc ta, gây ra tình trạng nắng nóng diện rộng ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ. Nếu kéo dài có thể gây thiếu hụt lƣợng mƣa dẫn đến hạn hán sớm ở Bắc Trung Bộ. Từ tháng 5, áp thấp phía tây phát triển mạnh về 9 phía đông, hình thành một vùng áp thấp phụ phát triển trên khu vực Hoa Nam hoặc trên khu vực Bắc Bộ Việt Nam gây kiểu thời tiết nắng nóng gay gắt trên khu vực này. Vào những năm El Nino, áp thấp phía tây phát triển dị thƣờng, hoàn lƣu của áp thấp chiếm trọn khu vực Đông Dƣơng, tình trạng ít mƣa kéo dài gây hạn hán diện rộng trên lãnh thổ Việt Nam. Một hình thế gây nắng nóng điển hình cho khu vực Trung bộ xảy ra khi hoàn lƣu áp thấp phía tây phát triển mãnh mẽ, bao trùm bán đảo Đông Dƣơng, trong khi đó ở phía Bắc xuất hiện một front lạnh trên khu vực Hoa Nam do sự xuất hiện của cao lạnh lục địa ngăn cản sự phát triển lên phía bắc của áp thấp phía tây. Ngoài ra sự khống chế của cao áp cận nhiệt ở các lớp khí quyển tầng cao 3000-5000m tạo dòng giáng làm gia tăng nhiệt độ trên khu vực Trung Bộ. Nhƣ vậy tình trạng nắng nóng kéo dài sẽ xảy ra và nguy cơ hạn hán sẽ xuất hiện đến khi một trong các trung tâm tác động bị phá vỡ. Thời kỳ này, khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ bắt đầu vào mùa mƣa do khối khí nóng ẩm vẫn còn giữ nguyên bản chất khi thổi từ Ấn Độ Dƣơng sang, gây mƣa rào cho khu vực này. Sang tháng 8 là thời kỳ ổn định của gió mùa mùa hạ, áp thấp phía tây không còn phát triển cực thịnh nhƣ trƣớc nữa nên cƣờng độ nắng nóng cũng đã giảm bớt. Thêm vào đó, dải hội tụ nhiệt đới thể hiện vai trò gây mƣa mạnh mẽ trên khu vực Bắc Bộ kết hợp với hoàn lƣu gây mƣa do bão và áp thấp nhiệt đới. Bởi vậy, tần suất hạn hán trên khu vực Bắc Bộ rất thấp. Hoàn lưu cao áp lục địa Siberi ảnh hƣởng tới nƣớc ta thịnh hành trong các tháng mùa đông cũng có thể gây ra hạn hán. Thời kỳ tháng 9-10, miền bắc nƣớc ta xuất hiện những đợt xâm nhập lạnh có kèm theo front lạnh gây mƣa cho khu vực này. Bản chất của đợt xâm nhập lạnh này do không khí lạnh từ áp cao lạnh tồn tại trên cao nguyên Tây Tạng mở rộng về phía đông nam. Sự hoạt động của áp cao này thƣờng kết hợp với áp cao Siberi vào các tháng chính đông. Vào các tháng chính đông (tháng 11 đến tháng 1 năm sau) áp cao Siberi phát triển cực thịnh bao trùm cả áp cao lạnh Tây Tạng và áp cao lạnh Hoa Đông tạo thành một áp cao lạnh lục địa duy nhất của Châu Á. Khi đó không khí lạnh và khô di chuyển và ảnh hƣởng xuống phía nam, tuy có biến tính hơn so với bản chất ban đầu nhƣng vẫn giữ đƣợc những đặc trƣng cơ bản của khối khí lạnh lục địa. Khi tràn tới miền bắc Việt Nam thƣờng 10 kèm theo front lạnh gây mƣa. Sau khi front lạnh di chuyển xuống Bắc Trung Bộ, miền Bắc chìm sâu trong khối khí lạnh, trời hanh khô, hầu nhƣ ít mƣa. Thời kỳ này trùng với thời kỳ hạn hán tại Bắc Bộ. Vào những năm La Nina, áp cao Siberi phát triển dị thƣờng, thống trị và chi phối thời tiết miền Bắc và Bắc Trung Bộ Việt Nam có thể gây ra tình trạng hanh khô kéo dài, thiếu hụt lƣợng mƣa đến tận những tháng cuối đông dẫn đến hạn hán nặng cho khu vực này. Bởi vậy sự phát triển hay sự yếu đi dị thƣờng của cao áp Siberi cũng là một trong những tác nhân gây ra hạn hán cho Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ trong những tháng mùa đông. Những tháng cuối mùa đông, áp cao Siberi không còn mạnh mẽ, các đợt không khí lạnh ảnh hƣởng đến nƣớc ta ít dần, thay vào đó là sự ảnh hƣởng của khối khí ẩm đã biến tính do di chuyển trên biển Hoa Đông gây kiểu thời tiết nồm, mƣa phùn cho Bắc Bộ. Nhƣ vậy trên khu vực Việt Nam, cùng lúc có sự giao tranh của nhiều trung tâm tác động theo mùa, tùy thuộc vào sự mạnh lên hay yếu đi của mỗi trung tâm tác động mà có thể gây ra hạn hán cho các vùng nhất định. Trong chƣơng 3 luận văn sẽ trình bày cụ thể sự ảnh hƣởng của các hệ thống này chi phối kết quả hạn hán cho từng phân vùng khí hậu. 1.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu về hạn hán 1.3.1. Một số nghiên cứu trong nước Việt Nam là một trong những nƣớc chịu tác động nặng nề của biến đổi khí hậu, làm gia tăng mức độ nghiêm trọng của hạn hán trên khắp cả nƣớc, gây nên những tác động to lớn đến môi trƣờng, kinh tế, chính trị xã hội và sức khỏe của con ngƣời; là nguyên nhân dẫn đến đói nghèo, bệnh tật. Ở Việt Nam trong vòng 40 năm qua, có không ít những đợt hạn nặng và nghiêm trọng xảy ra cả ở Bắc Bộ, Trung Bộ và Nam Bộ. Điển hình là thiên tai hạn hán thiếu nƣớc năm 1992-1993, năm 1997-1998.. ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp. Riêng đợt hạn năm 1997-1998, mùa mƣa kết thúc sớm 1 tháng và tổng lƣợng mƣa chỉ đạt 30-70% so với trung bình nhiều năm, nhiệt độ trung bình các tháng cao hơn trung bình nhiều năm từ 1-3oC. 11 Các đợt nắng nóng gay gắt liên tục xảy ra và kéo dài khiến cho mực nƣớc trên các sông thấp hơn trung bình nhiều năm từ 0,5-1,5m. Dòng chảy ở các sông suối rất nhỏ hoặc khô hạn, mực nƣớc các hồ chứa lớn và một số hồ chứa vừa xấp xỉ mực nƣớc chết. Mặn xâm nhập sâu 15-20km vào nội đồng ở Miền Trung và Nam Bộ, nhiều nguồn nƣớc ngọt bị nhiễm mặn, gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến cung cấp nƣớc tƣới và sinh hoạt. Trƣớc tình trạng đó, nhiều nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu tình hình hạn hán trên các phân vùng khí hậu dƣới sự biến đổi của hoàn lƣu qui mô lớn, giúp các nhà hoạch định chính sách đƣa ra giải pháp ứng phó. Trƣớc hết có thể kể đến nghiên cứu của Vũ Thanh Hằng và cộng sự (2010, 2011) về phân tích các điều kiện hạn hán và dự tính sự biến đổi hạn hán trong tƣơng lai cho khu vực miền Trung [6][2]. Ngô Thị Thanh Hƣơng (2011) sử dụng kết quả mô phỏng từ mô hình khu vực và dùng chỉ số J là chỉ số khô hạn đƣợc đƣa ra bởi De Martone (1926). Kết quả cho thấy, theo chỉ số J thời gian hạn mô phỏng thƣờng nhẹ hơn và ngắn hơn so với thực tế. Kết quả tính toán chỉ số Ped (chỉ số khô cằn) cũng cho thấy sự phù hợp giữa kết quả mô phỏng hạn với thực tế ở Tây Nguyên và Nam Bộ với tỷ lệ lên đến 60- 70%, đặc biệt những năm xảy ra hiện tƣợng El Nino và năm ẩm ƣớt nhất trùng với những năm xảy ra hiện tƣợng La Nina. Ngoài ra, tác giả cũng sử dụng các kịch bản biến đổi khí hậu cho thấy sự phù hợp của sự biến đổi của lƣợng mƣa theo thời gian ở các vùng khí hậu, và hạn nặng thƣờng xảy ra khi có sự giảm sút lƣợng mƣa đáng kể và hạn nhẹ hơn khi lƣợng mƣa tăng lên so với thời kỳ chuẩn [6]. Theo Vũ Thị Hƣơng và các cộng sự [7] việc phân tích đặc trƣng theo thời gian của hạn khí tƣợng cũng nhƣ phân tích các nhân tố gây ra hạn hán có một ý nghĩa hết sức quan trọng trong sản xuất nông nghiệp và quản lý tài nguyên nƣớc cũng nhƣ trong dự báo hạn hán, giảm nhẹ thiệt hại do hạn hán gây ra. Tác giả đã dựa vào bộ số liệu đƣợc cung cấp bởi NCEP để xác định thời kỳ ENSO (El Nino và La Nina), tính toán chỉ số SPI cho các trạm khu vực Đồng Tháp Mƣời và phân tích mối tƣơng quan của ENSO với chỉ số SPI. Kết quả cho thấy hiện tƣợng ENSO có 12 ảnh hƣởng lớn đến giá trị của các chỉ số hạn, mặc dù vào các thời gian khác nhau thì mức độ khác nhau. Khi xảy ra hiện tƣợng El Nino thì khả năng xảy ra hạn hán cao. Nguyễn Đức Hậu và Phạm Đức Thi (2002) sử dụng chỉ số Sa.I (chỉ tiêu Sazonov về dự báo hạn dài của tình trạng hạn hán trong một thời gian nào đó) làm đối tƣợng cần đƣợc xác định để dự báo hạn; chuẩn sai nhiệt độ mặt nƣớc biển (SST) làm nhân tố dự báo cho giá trị Sa.I. Bộ số liệu tổng lƣợng mƣa tháng và nhiệt độ trung bình tháng đƣợc lấy từ 25 trạm đặc trƣng cho 7 vùng khí hậu Việt Nam từ năm 1960 đến năm 2000, bộ số liệu đầy đủ và đã đƣợc chỉnh lý. Bộ số liệu SST cũng đƣợc lấy cùng với chuỗi thời gian trên có độ tin cậy cao nhờ sự hỗ trợ của vệ tinh nhân tạo, tại 4 khu vực đặc trƣng cho hoạt động của ENSO. Từ mối quan hệ tƣơng quan giữa hai trị số Sa.I với SST thông qua ngƣỡng thời gian 1, 2 và 3 tháng; cho thấy, hệ số tƣơng quan các khu vực có trị số tƣơng đối cao. Hệ số tƣơng quan giữa SST các khu vực với trị số Sa.I có xu hƣớng cao dần từ bắc xuống nam, điều đó chứng tỏ quá trình tƣơng tác biển – khí quyển ảnh hƣởng tới trị số Sa.I ở các vùng phía nam rõ rệt hơn các vùng phía bắc [3]. Nguyễn Trọng Hiệu và cộng sự [5] dựa trên số liệu mƣa của 70 trạm khí tƣợng thời kỳ 1960-2009 và số liệu ENSO, phân tích hiệu ứng ENSO với hạn hán cho thấy tiềm năng hạn hán tính bằng tần suất vào khoảng 20-60%. Nói chung trên lãnh thổ Việt Nam, tồn tại hiệu ứng dƣơng về hạn của hiện tƣợng El Nino và hiệu ứng âm đối với La Nina. Tuy nhiên hiệu ứng này thể hiện rất khác nhau ở các vùng khí hậu có mùa mƣa khác nhau, cụ thể là cả hiệu ứng dƣơng về hạn trong các đợt El Nino và hiệu ứng âm về hạn trong các đợt La Nina thể hiện rõ rệt trên 3 vùng khí hậu phía Nam: Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ; trong khi ở 3 vùng khí hậu phía Bắc: Tây Bắc, Đông Bắc và Đồng bằng Bắc Bộ chỉ xuất hiện hiệu ứng dƣơng về hạn của El Nino và trên vùng khí hậu Bắc Trung Bộ chỉ xuất hiện hiệu ứng âm về hạn của La Nina. Theo Trần Thục và cộng sự (2008) trong 20 năm (1983-2005) ở nƣớc ta có 7 năm hạn nặng rất đƣợc chú ý, đó là 1983, 1988, 1993, 1998, 2003-2005, những năm đó đều có liên quan đến hoạt động El Nino. Đối với hạn thủy văn, kết quả cũng cho 13 tƣơng đồng với hạn khí tƣợng, do ảnh hƣởng của El Nino, năm 1998 và 2005 là năm xảy ra hạn trên diện rộng, đặc biệt năm 2005 là năm có tỷ số thiếu hụt lớn nhất trong kỳ quan trắc tại các trạm thủy văn. Thời gian thiếu hụt dòng chảy lớn nhất có thể đạt tới 100-125 ngày, liên tiếp xảy ra trong vài tháng từ cuối mùa cạn năm trƣớc đến hết mùa cạn năm sau trong những năm có El Nino mạnh. Thời đoạn thiếu hụt dòng chảy lớn nhất trên các sông thƣờng xảy ra vào năm El Nino mạnh [11] . Để đánh giá ảnh hƣởng của ENSO đến sự thâm hụt lƣợng mƣa ở các tỉnh ven biển miền Trung và Tây Nguyên, GS. Nguyễn Đức Ngữ (2005) đã lựa chọn 7 địa điểm tiêu biểu trong vùng để phân tích. Kết quả cho thấy hầu hết các đợt El Nino gây ra thâm hụt lƣợng mƣa toàn đợt trên khu vực với mức hụt trung bình 20-25% lƣợng mƣa trung bình nhiều năm cùng thời kỳ, trong khi chỉ khoảng một nửa số đợt La Nina gây ra thâm hụt lƣợng mƣa toàn đợt với độ hụt trung bình 18-20%. Hiện tƣợng ENSO không những gây ra tình trạng thâm hụt lƣợng mƣa toàn đợt, nhất là El Nino, dẫn đến hạn hán kéo dài mà phổ biến hơn tình trạng thâm hụt lƣợng mƣa liên tục kéo dài một thời đoạn, trung bình khoảng 4-5 tháng, đôi khi 8-10 tháng, thậm chí hơn nữa. Ảnh hƣởng của ENSO đến hạn hán ở khu vực Nam Trung Bộ lớn hơn khu vực Bắc Trung Bộ, ở Bắc Tây Nguyên lớn hơn ở Nam Tây Nguyên [9]. Nhƣ đã biết, một loại hạn hán cũng đƣợc quan tâm là hạn hán thủy văn, đƣợc đặc trƣng bởi chế độ dòng chảy, mực nƣớc. Theo Nguyễn Viết Thi (1998) ảnh hƣởng của ENSO đến đỉnh lũ năm các sông chính trên hệ thống sông Hồng là rất rõ ràng. Khả năng xuất hiện lũ lớn (trên trung bình nhiều năm) của những năm có hiện tƣợng ENSO là rất đáng lƣu ý đối với công tác phòng trành lũ lụt, giảm nhẹ thiên tai [10]. Theo Lê Văn Ánh (2000) ở Việt Nam, việc nghiên cứu và đánh giá hiện tƣợng ENSO ảnh hƣởng đến chế độ dòng chảy sông ngòi nhƣ hạn hán, lũ lụt còn rất ít và chƣa mang tính chất nghiên cứu hệ thống, kết quả còn nhiều hạn chế. Sự ảnh hƣởng ENSO đến những đặc trƣng dòng chảy năm cực đoan trên các hệ thống sông chính Việt Nam thì thấy rằng hiện tƣợng ENSO ảnh hƣởng khá rõ nét đến đỉnh lũ lịch sử trên các sông Bắc Bộ, khu vực Tây Nguyên và Đông Nam Bộ. Ngƣợc lại, 14 đỉnh lũ lịch sử các sông khu vực Bắc Trung Bộ và đồng bằng Nam Bộ không chịu ảnh hƣởng của hiện tƣợng ENSO. Đỉnh lũ lị