Luận văn Nghiên cứu sự biến đổi mùa khí hậu vùng đông bắc Việt Nam

ông (XI-III) thấp dị thường (0-1 đợt) cũng rơi vào 2 thập kỷ gần đây (3/1990, 1/1993, 2/1994, 2/1997, 11/1997). Một biểu hiện dị thường gần đây nhất về khí hậu trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu là đợt không khí lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày trong tháng 1 và tháng 2 năm 2008 gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp. - Bão: Những năm gần đây, số cơn bão có cường độ mạnh nhiều hơn, quỹ đạo bão dịch chuyển dần về các vĩ độ phía Nam và mùa bão kết thúc muộn hơn, nhiều cơn bão có quỹ đạo di chuyển dị thường hơn. - Số ngày mưa phùn trung bình năm ở Hà Nội giảm dần trong thập kỷ 1981 – 1990 và chỉ còn gần một nửa (15 ngày/năm) trong 10 năm gần đây. Các nghiên cứu chủ yếu đề cập đến sự biến đổi của các hiện tượng và các yếu tố khí hậu. Hoặc đánh giá tính dễ bị tổn thương, rủi ro do tác động của BĐKH đến các lĩnh vực khác nhau và các phương án thích ứng với BĐKH. Mặc dù chưa có những nghiên cứu môt cách có hệ thống tác động của biến đổi khí hậu đến biến đổi mùa khí hậu song cũng có một số bài báo đăng trên các tạp chí, hoặc các báo cáo tại các hội nghị khoa học đề cập đến vấn đề này. Chẳng hạn người ta đã nhận thấy dấu hiệu của sự dịch chuyển theo thời gian và không gian của phân bố lượng mưa, của quỹ đạo bão hoặc đã chỉ ra được sự biến đổi trong cường độ của chúng. Tuy nhiên những nghiên cứu về sự biến đổi mùa khí hậu ở Việt Nam còn rất ít, đặc biệt sự biến đổi mùa cho từng tiểu vùng khí hậu gần như là chưa có. Tại khu vực Đông Bắc Việt Nam, chưa có công trình nghiên cứu nào về biến đổi mùa khí hậu. Do đó luận văn hướng đến vấn đề quan trọng này. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU . Số liệu nghiên cứu Khu vực Đông Bắc Việt Nam (sau đây gọi tắt là khu vực Đông Bắc) là một phần phía Đông Bắc Bộ, bao gồm một phần đồng bằng duyên hải Bắc Bộ (Quảng Ning, Hải Phòng), miền núi và trung du phía đông dãy Tam Đảo cũng nằm trong số đó (Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Giang, Bắc Ninh). Vùng này có đặc điểm địa hình phía nam tương đối bằng phẳng và thấp (đồng bằng duyên hải Bắc Bộ). Phía đông bắc có các dãy núi với độ cao1000 m ÷ 2000 m, nằm theo hình nan quạt trên các hướng Đông Bắc-Tây Nam, Bắc-Nam, rồi Bắc Tây Bắc-Nam Đông Nam, chụm lại hướng về phía dãy núi Tam Đảo (đó là cánh cung Đông Triều, Bắc Sơn, Ngân Sơn, sông Gâm, và kết thúc là dãy Tam Đảo, tạo thành các sườn dẫn gió mùa Đông Bắc và gió Bắc thường thổi về mùa đông. Vùng này tiếp giáp với vịnh Bắc bộ về phía Đông Nam, phía Tây được chắn bởi dãy Tam Đảo cao hơn 2000 m, nên chịu ảnh hưởng của khí hậu Đại dương Vì vậy, khu vực Đông Bắc chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão nhiệt đới, về mùa hè, ít chịu ảnh hưởng của gió Lào (gió fơn). Hình 2.1: Bản đồ các trạm khí tượng khu vực Đông Bắc Việt Nam Trong luận văn này sử dụng số liệu nhiệt độ trung bình ngày và tổng lượng mưa mưa ngày quan trắc tại 12 trạm tại khu vực Đông Bắc từ năm 1971 tới 2010. Danh sách các trạm bao gồm: Bắc Giang, Bảo Lạc, Bãi Cháy, Cao Bằng, Đình Lập, Hữu Lũng, Lạng Sơn, Lục Ngạn, Móng Cái, Nguyên Bình, Phủ Liễn, Sơn Động. File số liệu được định dạng ở dạng Excel với hàng ngang là các tháng và hàng dọc là các ngày trong tháng. Số liệu nhiệt độ cao nhất Tx và nhiệt độ thấp nhất Tm cũng được sử dụng trong luận văn. Bảng 2.1 Vị trí và độ cao các trạm quan trắc trong khu vực Đông Bắc Việt Nam STT Trạm Kinh độ (độ kinh đông) Vĩ độ (độ vĩ bắc) Độ cao (m) 1 Bắc Giang 106.2 21.28 8.0 2 Bãi Cháy 107.04 20.58 37.9 3 Bảo Lạc 105.4 22.57 210.0 4 Cao Bằng 106.15 22.40 244.1 5 Đình Lập 108.0 21.32 191.0 6 Hữu Lũng 106.35 21.5 41.0 7 Lạng Sơn 106.46 21.50 257.9 8 Lục Ngạn 106.33 21.23 14.6 9 Móng Cái 107.58 21.31 6.9 10 Nguyên Bình 105.57 23.39 531.0 11 Phù Liễn 106.38 20.48 113.0 12 Sơn Động 106.5 21.2 59.0 Hình 2.2. Định dạng của file số liệu nhiệt độ và lượng mưa của các trạm . Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn này sử dụng 2 phương pháp phân tích chính đó là phương pháp bản đồ và phương pháp hồi quy tuyến tính đơn biến. Phương pháp bản đồ giúp đưa ra những nhận xét về xu thế thay đổi của nhiệt độ, lượng mưa, của mùa khí hậu theo không gian qua các thập kỉ, còn phương pháp hồi quy được sử dụng nhằm xác định những xu thế tăng hoặc giảm của cả nhiệt độ và lượng mưa một cách định lượng thông qua hệ số a của phương trình hồi quy. Ngoài ra, phương pháp xác định mùa, thời điểm bắt đầu, kết thúc mùa được sử dụng để nghiên cứu sự biến đổi mùa theo thời gian 2.2.1. Phương pháp bản đồ Phương pháp bản đồ là phương pháp được sử dụng từ lâu trong việc phân tích các trường khí quyển. Phương pháp này giúp đưa ra góc nhìn trực quan về xu thế biến đổi của các trường được phân tích, tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi người phân tích phải có nhiều kinh nghiệm để nhận định vấn đề. 2.2.2. Phương pháp hồi quy tuyến tính đơn biến Phương pháp thống kê được sử dụng rất phổ biến trong khí tượng để đánh giá, phân tích các yếu tố và hiện tượng khí hậu với các đặc trưng thống kê, cũng có thể được sử dụng để xây dựng các phương trình dự báo. Do mục đích của luận văn này chỉ dừng lại ở phân tích các xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa trong quá khứ, do đó luận văn chỉ đề cập đến phương pháp hồi quy xu thế tuyến tính đơn biến. Đây cũng là một trong những phương pháp thường được sử dụng trong việc nghiên cứu dao động khí hậu. Hình 2.3. Đồ thị hồi quy tuyến tính Trước hết , từ chuỗi số liệu lượng mưa ngày của các trạm, đã thành lập chuỗi lượng mưa tích lũy cho từng năm. Trên cơ sở đó, các phương trình hồi qui tuyến tính một biến dạng y=a0+ a1t đã được xác định, trong đó y là lượng mưa tích lũy từng năm của mỗi trạm, t là số thứ tự năm, a0 và a1 là các hệ số hồi qui được xác định bởi : a1=t=1nxt- xt- tt=1nxt- x²t- t² , a0= x- a1 t x=1nt=1nxt, t=1nt=1nt Xu thế tăng, giảm của chuỗi lượng mưa năm được xác định bởi dấu và trị số tuyệt đối của hệ số góc a1 của phương trình hồi qui. Hệ số a1 dương (hoặc âm) cho biết xu thế tăng ( hoặc giảm) của lượng mưa năm trong giai đoạn xem xét, đồng thời giá trị tuyệt đối của hệ số a1càng lớn có nghĩa xu thế biến đổi càng mạnh. 2.2.3 Phương pháp xác định mùa, thời điểm bắt đầu, kết thúc mùa Căn cứ vào những nghiên cứu trong khí hậu đã và đang được sử dụng [9, 11, 14], trong luận văn sử dụng một số khái niệm sau: Các tháng mùa lạnh: gồm 6 tháng từ tháng XI năm trước đến tháng IV năm sau. Các tháng mùa đông: gồm 3 tháng XII- I- II. Tháng đặc trưng của mùa đông: tháng I. Các tháng mùa nóng: gồm 6 tháng từ tháng V đến tháng X. Các tháng mùa hè: gồm 3 tháng VI-VII-VIII, Tháng đặc trưng của mùa hè: tháng VII. Thời điểm bắt đầu mùa đông được xác định là pentad đầu tiên trong tháng mười hoặc tháng mười một có nhiệt độ trung bình của pentad đó nhỏ hơn 18oC. Thời điểm kết thúc mùa đông được xác định là pentad đầu tiên trong tháng ba hoặc tháng tư có nhiệt độ trung bình 2 pentad liên tiếp đạt trên 18oC. Giá trị này được lựa chọn là ngưỡng khi nhiệt độ khí quyển hạ xuống do xâm nhập lạnh và cũng là nhiệt độ đặc trưng của mùa đông. Thời điểm bắt đầu mùa hè được xác định là pentad đầu tiên trong tháng tư hoặc tháng năm có nhiệt độ trung bình của pentad đó lớn hơn 25oC. Thời điểm kết thúc mùa hè được xác định là pentad cuối cùng trong tháng chín hoặc tháng mười có nhiệt độ trung bình của pentad đó lớn hơn 25oC. Giá trị này được lựa chọn là ngưỡng nhiệt độ của miền nhiệt đới và cũng là nhiệt độ đặc trưng của mùa hè. Thời điểm bắt đầu mùa mưa tại Đông Bắc trong luận văn này được xác định là pentad (5 ngày) đầu tiên của tháng tư, tháng năm, ở đó lượng mưa trung bình pentad lớn hơn hoặc bằng lượng mưa trung bình pentad năm. Trong pentad đó, số ngày mưa trên 10 mm/ngày đạt ít nhất 2 ngày, tiêu chuẩn này nhằm đảm bảo sự xuất hiện của mưa kéo dài. Tiêu chuẩn pentad trong tháng tư, tháng năm nhằm loại đi những đợt mưa dị thường ở các tháng mùa đông, không phải là mưa mùa hè. Thời điểm kết thúc mùa mưa được định nghĩa là pentad đầu tiên trong Tháng Chín, Tháng Mười hoặc Tháng Mười Một sao cho lượng mưa tổng của pentad đó và pentad liền sau đó nhỏ hơn lượng mưa trung bình pentad năm. Khoảng thời gian 10 ngày nhằm đảm bảo không xác định nhầm ngày kết thúc này với các giai đoạn gián đoạn của mùa mưa. Để nghiên cứu sự biến đổi thời điểm xuất hiện nhiệt độ cực trị trong mùa, luận văn đưa ra khái niệm pentad mùa. Pentad mùa là khoảng thời gian 5 ngày liên tiếp, tính từ ngày bắt đầu mùa đến ngày kết thúc mùa. CHƯƠNG 3: SỰ BIẾN ĐỔI MÙA KHÍ HẬU Ở KHU VỰC ĐÔNG BẮC VIỆT NAM 3.1. Kết quả phân tích trường nhiệt độ 3.1.1. Biến đổi của nhiệt độ mùa Do các đặc điểm địa lý, nhiệt độ của khu vực Đông Bắc khá thấp trong mùa đông do chịu tác động của xâm nhập lạnh, nhưng lại không quá cao trong mùa hè do địa hình núi cao ở phía bắc và giáp biển ở phía nam. Các giá trị nhiệt độ trung bình được biểu diễn trong Bảng 3.1 cho thấy khu vực này có nhiệt độ trung bình năm thấp nhất so với cả nước, dao động trong khoảng 22oC tới 23oC. Nhiệt độ đo được thấp nhất vào ba Tháng: Tháng Mười Hai, Tháng Một, Tháng Hai với giá trị dao động từ khoảng 13oC tới 18oC. Mặt khác, nhiệt độ cao nhất đo được từ Tháng Sáu tới Tháng Tám với nhiệt độ trong khoảng 26oC tới 29oC. Có thể thấy khu vực Đông Bắc Bắc Bộ có sự dao động nhiệt độ giữa các mùa tương đối lớn, chênh lệch giữa Tháng có nhiệt độ cao nhất với Tháng có nhiệt độ thấp nhất xấp xỉ 13oC. Với nhiệt độ không quá cao vào mùa hè, hiện tượng nắng nóng rất ít xảy ra tại khu vực này, nhưng lại thường xuyên xuất hiện hiện tượng rét đậm, rét hại kéo dài trong các Tháng mùa đông. Đặc biệt thời gian gần đây, các đợt lạnh kéo dài lâu hơn và nhiệt đột hạ xuống thấp hơn, ví dụ như đợt rét kỉ lục kéo dài 38 ngày xảy ra năm 2008 hay đợt rét kéo dài gần 21 ngày năm 2011 với nhiệt độ giảm xuống 7oC. Sự xuất hiện dường như thường xuyên hơn và khắc nghiệt hơn của các đợt rét này đã cho thấy những xu hướng trong sự thay đổi của hình thế nhiệt độ tại Đông Bắc. Trong bối cảnh biến đổi nhiệt độ chung toàn cầu, có thể thấy đây cũng có thể coi là những tín hiệu của biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra ở quy mô địa phương tại các vùng của Việt Nam. Bảng 3.1. Nhiệt độ tháng và năm các trạm khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010. Tên trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Bắc Giang 15.9 17.3 20.2 24.0 27.1 29.1 28.4 27.6 27.0 25.4 21.2 17.7 23.4 Bãi Cháy 16.2 17.1 19.5 23.3 26.8 28.5 28.6 27.9 27.0 24.8 21.2 17.9 23.2 Bảo Lạc 14.5 17.2 20.3 24.1 26.4 27.5 27.6 27.1 25.9 22.7 18.8 15.4 22.3 Cao Bằng 13.8 15.0 18.2 22.2 24.9 26.2 27.2 26.8 25.4 22.6 18.5 15.1 21.3 Đinh Lập 14.1 15.9 18.7 22.5 25.6 27.0 27.1 26.5 25.3 22.7 18.9 15.4 21.6 Hữu Lũng 15.3 16.9 19.3 23.2 27.0 28.5 28.5 27.9 26.8 24.2 20.3 16.9 22.9 Lạng Sơn 13.1 14.8 18.0 22.2 25.4 26.9 27.1 26.6 25.1 22.2 18.1 14.7 21.2 Lục Ngạn 16.2 17.5 20.5 24.6 27.6 28.9 29.1 28.5 27.2 24.4 21.0 17.7 23.6 Nguyên Bình 12.6 14.3 17.7 21.7 24.5 26.0 26.0 25.5 24.0 21.4 17.3 13.8 20.4 Phủ Liễn 16.3 17.1 19.4 23.0 26.4 28.2 28.4 27.7 26.8 24.5 21.2 18.1 23.1 Sơn Đông 15.6 17.2 20.2 24.1 27.1 28.3 28.2 27.5 26.3 24.1 20.3 16.8 23.0 Nhiệt độ trung bình tháng và trung bình năm của các trạm Đông Bắc được biểu diễn trong Bảng 3.1. Có thể thấy, nhiệt độ trung bình năm tại nơi đây dao động từ 21oC tới 23oC, tháng có nhiệt độ thấp nhất là Tháng Một với nhiệt độ dưới 15oC và tháng có nhiệt độ cao nhất là Tháng Bẩy với nhiệt độ khoảng 28oC. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa 2 tháng liền kề nhau là không thật sự lớn, khoảng 2 đến 4oC. Do đó, quá trình chuyển từ mùa đông sang mùa hè ở nơi đây không thật sự rõ ràng. Nếu lấy nhiệt độ lớn hơn 25oC là các tháng mùa hè và nhỏ hơn 18oC là các tháng mùa đông, thì có thể nhận định, mùa đông tại Đông Bắc kéo dài từ Tháng Mười Một tới Tháng Ba, còn mùa hè bắt đầu từ Tháng Tư và kết thúc vào Tháng Mười. Tất nhiên, sự phân chia này mang tính khí hậu và làm tham chiếu để tính toán các quá trình biến đổi mùa diễn ra trong thập kỉ gần đây. Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm của các trạm Đông Bắc giai đoạn 1971-2010 được biểu diễn trong Hình 3.1. Xu thế chung được nhận thấy rất rõ nét ở tất cả các trạm là sự tăng của nhiệt độ bề mặt trong toàn bộ giai đoạn. Đây có thể coi là một bằng chứng rõ nét nhất của sự ấm lên trên phạm vi khu vực đang diễn ra tại Việt Nam. Các trạm có xu thế tăng mạnh nhất là Hữu Lũng và Bãi Cháy. Các trạm còn lại xu thế tăng là tương đối giống nhau, chỉ trừ trạm Bắc Giang có xu thế tăng không thật rõ ràng. Mặc dù trong suốt giai đoạn chứng kiến hai đợt giảm mạnh của nhiệt độ bề mặt vào những năm 1981-1986 và 1996-2000, tuy nhiên xu thế chung vẫn là xu thế tăng do có các đợt tăng nhiệt độ rất mạnh vào các năm 1980, 1986, 1991 và 2001. Xu thế tăng của nhiệt độ là ổn định trong suốt 3 thập kỉ đầu, tuy nhiên trong thập kỉ thứ 4, xuất hiện các đợt giảm mạnh của nhiệt độ vào cuối thập kỉ. Các đợt giảm mạnh của nhiệt độ này do những đợt rét kỉ lục gây lên, điển hình là các đợt rét năm 2008 và năm 2009. Điều này khiến cho mức tăng có nhiệt độ có xu thế chậm hơn trong thập kỉ này so với các thập kỉ trước đó. Những quá trình thay đổi của trường nhiệt độ được nhận thấy ở hầu hết các trạm diễn ra trong giai đoạn dài nên có thể khẳng định khu vực Đông Bắc đang diễn ra quá trình biến đổi khí hậu khá rõ nét. Hình 3.1. Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm của khu vực nghiên cứu giai đoạn 1971-2010. Bảng 3.2. Phương trình xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm của các trạm Đông Bắc giai đoạn 1971-2010 STT Tên trạm Phương trình xu thế Bắc Giang y = 0.014x + 23.15 Bãi Cháy y = 0.027x + 22.72 Bảo Lạc y = 0.023x + 21.85 Cao Bằng y = 0.024x + 21.18 Đinh Lập y = 0.021x + 21.25 Hữu Lũng y = 0.037x + 22.36 Lạng Sơn y = 0.024x + 20.71 Lục Ngạn y = 0.023x + 23.17 Nguyên Bình y = 0.016x + 20.1 Phủ Liễn y = 0.022x + 22.66 Sơn Động y = 0.018x + 22.66 Dựa vào phương trình hồi quy tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm theo thời gian của các trạm tại Đông Bắc biểu diễn trong Hình 3.1 có thể thấy, xu thế tăng của nhiệt độ diễn ra trên toàn bộ các trạm với hệ số a của tất cả các phương trình hồi quy đều là dương, dao động trong khoảng từ 0.014 tới 0.027. Các trạm ở khu vực đồng bằng thường có mức độ tăng nhiệt độ mạnh hơn so với các trạm có địa hình đồi núi. 3.1.1.1. Mức độ biến động của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa lạnh Hình 3.2 .Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa lạnh của các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. Tương tự như xu thế biến đổi nhiệt độ trung bình năm, nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa đông cũng nhận thấy sự tăng nhẹ trong suốt giai đoạn 1971-2010. Xu thế tăng này diễn ra đồng thời trên tất cả các trạm với hệ số hồi quy dao động từ 0.013 đến 0.028. So với xu thế biến đổi nhiệt độ trung bình năm, xu thế biến đổi của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa đông là tương đối giống nhau. 3.1.1.2. Mức độ biến động của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa nóng Hình 3.3.Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa nóng của các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. Xu thế biến đổi của nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa hè được biểu diễn trong Hình 3.3 cho thấy, trong mùa hè diễn ra sự tăng nhiệt độ lớn hơn một chút so với các tháng mùa đông và cả năm. Mặc dù có 1 sự giảm nhẹ trong giai đoạn 2001-2006, tuy nhiên xu hướng tăng này vẫn cao hơn so với các tháng mùa đông với các hệ số hồi quy dao động từ 0.02 đến 0.032. 3.1.1.3.Mức độ biến động của nhiệt độ trung bình 3 tháng mùa đông Hình 3.4. Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 3 tháng chính đông của các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. Những biến động ở quy mô thời gian nhỏ hơn được biểu diễn trong Hình 3.4 cho thấy, xu thế nhiệt độ của trung bình 3 tháng chính đông tiếp tục là một xu thế tăng và lớn hơn trung bình 6 tháng mùa đông cũng như lớn hơn trung bình cả năm. Các hệ số tương quan nhận được dao động từ 0.018 đến 0.054, lớn hơn rất nhiều so với các hệ số tương quan nhận được của các xu thế trong các quy mô thời gian trước đó. Như vậy có thể khẳng định nhiệt độ mùa đông tăng chủ yếu là do sự tăng nhiệt trong các tháng chính đông. 3.1.1.4. Mức độ biến động của nhiệt độ trung bình 3 tháng mùa hè Hình 3.5. Xu thế tuyến tính của nhiệt độ trung bình 3 tháng chính hè của các trạm Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. Tương đồng với xu thế biến đổi nhiệt độ của mùa đông, biến đổi nhiệt độ của 3 tháng chính hè cũng phản ánh một xu thế tăng, tuy nhiên mức tăng nhỏ hơn so với 3 tháng chính đông. Điều này cho thấy sự ấm dần lên trong các tháng chính đông diễn ra nhanh và mạnh mẽ hơn trong các tháng chính hè. Vùng trung du (gồm các trạm Bắc Giang, Lục Ngạn, Sơn Động, Hữu Lũng) có giá trị nhiệt độ trung bình các tháng chính hè cao nhất trong toàn khu vực, khoảng 28 độ C, và cũng có biên độ dao động nhiệt giữa các năm lớn nhất. 3.1.1.5. Xu thế biến đổi của nhiệt độ Tháng Một Xu thế biến đổi của nhiệt độ trung bình Tháng Một tại các trạm Đông Bắc được biểu diễn trong Hình 3.6 cho thấy, đồng thời với sự tăng của nhiệt độ trung bình năm được phân tích trong Mục 3.1.1.2, trong các tháng chính đông, nhiệt độ cũng có sự tăng rất rõ rệt ở tất cả các trạm. Mặc dù xuất hiện những đợt giảm mạnh vào các năm 1979 và 1984, tuy nhiên xu thế chung trong toàn giai đoạn là tăng. Thậm chí xu thế tăng của nhiệt độ các tháng mùa đông mạnh hơn rất nhiều so với xu thế tăng của cả năm. Hệ số a của các phương trình hồi quy là tương đối lớn, dao động từ 0.2 tới trên 0.5, điển hình có trạm Bảo Lạc đạt 0.42, trạm Hữu Lũng đạt 0.56. Các giá trị a này lớn hơn rất nhiều so với hệ số a của phương trình hồi quy tuyến tính xu thế nhiệt độ trung bình năm. Do đó có thể nhận định, sự tăng nhiệt độ trung bình năm chủ yếu do sự tăng nhiệt độ của các tháng mùa đông. Hay nói cách khác, quá trình biến đổi khí hậu diễn ra ở Đông Bắc gây lên sự biến đổi về nhiệt độ giữa các mùa là không giống nhau. Biến đổi khí hậu làm cho nhiệt độ các tháng mùa đông tăng lên nhanh hơn so với nhiệt độ các tháng mùa hè. Hình 3.6. Nhiệt độ trung bình Tháng Một các trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010. 3.1.1.6. Xu thế biến đổi của nhiệt độ trung bình Tháng Bảy Tương tự như diễn biến các tháng mùa đông, nhiệt độ các tháng bảy tại Đông Bắc cũng có xu thế tăng trong toàn giai đoạn. Tuy nhiên xu thế tăng là rất nhỏ và không đồng đều giữa các thập kỉ. Các giá trị nhiệt độ gần như dao động xung quanh một giá trị trung bình khí hậu mà không có một xu thế rõ ràng. Hệ số a của các phương trình hồi quy tuyến tính chỉ dao động trong khoảng 0.01 tới 0.02. Trong 2 thập kỉ đầu, nhiệt độ có xu hướng tăng khoảng 0.5oC , tuy nhiên sang thập kỉ thứ 3, nhiệt độ thậm chí giảm mạnh, và chỉ thực sự tăng trở lại vào nửa cuối thập kỉ thứ 3, đầu thập kỉ thứ 4. Mặc dù có sự tăng nhiệt độ, tuy nhiên nhiệt độ các tháng mùa hè đóng góp rất ít vào sự thay đổi của nhiệt độ trung bình năm. Biến đổi khí hậu không tác động rõ nét đến giá trị của nhiệt độ các tháng mùa hè khu vực này. Hình 3.7. Nhiệt độ trung bình Tháng bảy các trạm khu vực Đông Bắc Việt Nam giai đoạn 1971-2010 3.1.1.7. Mức độ biến động của nhiệt độ tháng Mức độ biến động của nhiệt độ trung bình tháng và nhiệt độ trung bình năm được đánh giá thông qua hệ số biến động Cv. Chỉ số này biễu diễn độ lệch của các giá trị từng tháng so với giá trị trung bình chung của cả giai đoạn. Dựa trên chỉ số này có thể đưa ra những nhận định về sự biến động nhiệt độ giữa các tháng khác nhau trong một năm của từng trạm và sự biến động nhiệt độ giữa các trạm với nhau . Các giá trị tính toán trong Bảng 3.3 cho thấy, tại khu vực Đông Bắc có sự dao động rất lớn của nhiệt độ theo cả không gian và thời gian. Có thể thấy, mặc dù giá trị Cv trung bình năm của nhiệt độ là khá cao so với các khu vực khác trong cả nước, tuy nhiên giá trị Cv giữa các trạm cũng có sự chênh lệch rất lớn, dao động từ 4% đến 5% của các trạm Bắc Giang, Bãi Cháy, Bảo Lạc tới 10% đến hơn 13% của các trạm còn lại. Giữa các Tháng trong một năm, giá trị Cv cũng dao động rất lớn. Giá trị Cv dao động từ 10%-20% trong các Tháng Một, Tháng Hai, Tháng Ba và từ 2%-5% trong các tháng Năm, Tháng Sáu, Tháng Bẩy. Điều này cho thấy trong các tháng mùa hè, nhiệt độ trung bình tháng dao động không quá lớn, trong khi đó ở các tháng mùa đông, do số đợt xâm nhập lạnh của từng năm là khác nhau nhiều nên nhiệt độ trung bình tháng có thể chênh lệch lớn giữa các năm, dẫn đến sự dao động mạnh của giá trị Cv trong các Tháng mùa đông. Bảng 3.3. Hệ số biến động Cv (%) của nhiệt độ tháng và năm giai đoạn 1971-2010 Tên trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Bắc Giang 18.4 20.1 8.7 6.3 2.8 4.9 16.7 16.4 17.2 7.5 5.6 19 4.1 Bãi Cháy 7.8 11.1 7.3 5.1 2.6 2.7 2.1 2.3 2.1 3.2 5 6.8 4.3 Bảo Lạc 18.7 13.5 6.4 4.3 3.8 1.9 2.1 2.2 6.2 4.5 6.3 9.4 5 Cao Bằng 10.9 19.4 15.4 23.3 22.4 21.8 2.1 2.4 2.4 4.2 6 11.2 10.5 Đinh Lập 10.2 11.6 7 5.1 2.9 1.7 2.1 2.1 1.9 3.9 6.8 8.9 10.6 Hữu Lũng 18.9 19.7 17.5 17.2 2.9 1.8 1.9 2.2 2.1 4.3 6.8 9.3 11.4 Lạng Sơn 12.4 14.9 8.1 5.3 3 1.7 2.1 2.4 2.5 4.6 6.6 10.2 12.5 Lục Ngạn 12.4 12.7 7.8 8.8 5.6 4.4 5.8 6.7 4.8 3.9 8.1 12.8 11.6 Nguyên Bình 11.8 13 7.6 4.1 3.4 1.8 2 2.3 2.6 5 6.5 9.3 13.3 Phủ Liễn 7.8 11 7.1 4.9 2.6 2 1.9 2.2 2.1 3.4 5.9 6.3 12.2 Sơn Động 9.2 11.3 9.6 5.9 4.8 2.1 2.2 2.1 2.2 7.5 11.4 10.3 10.4 3.1.2. Biến đổi mùa nhiệt theo thời gian 3.1.2.1 Sự biến đổi mùa đông, mùa hè theo thời gian Sử dụng những giá trị đã chọn được xây dựng phương trình xu thế thời điểm bắt đầu và kết thúc mùa cho từng trạm. Hệ số a của phương trình xu thế được thể hiện trên bản đồ như hình 3.8 Hình 3.8. Xu thế bắt đầu - kết thúc mùa đông tại Đông Bắc Việt Nam với ngưỡng 18oC (hình trên) và mùa hè với ngưỡng 25oC (hình dưới) Kết quả thời điểm bắt đầu và kết thúc mùa tại Đông Bắc giai đoạn 1971-2010 được biểu diễn trong Hình 3.8. Hình vẽ cho thấy trong giai đoạn này tồn tại 2 xu thế trái ngược của thời điểm bắt đầu và kết thúc mùa. Thời điểm bắt đầu mùa đông có xu hướng đến muộn hơn trên toàn khu vực. Ngược lại, thời điểm kết thúc mùa đông lại có xu hướng sớm hơn. Ở phía bắc (vùng núi, trung du) xu hướng này diễn ra mạnh mẽ hơn, rõ nét hơn ở phía nam (đồng bằng ven biển). Tương tự như mùa đông, thời điểm bắt đầu mùa hè có xu hướng muộn hơn và thời điểm kết thúc mùa hè lại có xu hướng sớm hơn trên toàn khu vực. Do đó có thể nhận định mùa đông và mùa hè đang có xu thế trở lên ngắn hơn tại khu vực này, đồng nghĩa với mùa chuyển tiếp kéo dài hơn. Xu thế này nhận thấy ở phía bắc rõ nét hơn ở phía nam. Như vậy có sự dịch chuyển mùa của mùa đông và mùa hè theo thời gian. 3.1.2.2 Sự biến đổi của thời điểm xuất hiện Tmax, Tmin Mùa hè ở khu vực Đông Bắc bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 10 hàng năm gắn liền với sự xuất hiện của nhiệt độ cao nhất năm (Tx). Mùa đông ở đây bắt đầu từ tháng 11 đến hết tháng 4 hàng năm gắn liền với sự xuất hiện của nhiệt độ thấp nhất năm (Tm). Sự biến động của thời điểm xuất hiện nhiệt độ cao nhất mùa hè, thấp nhất mùa đông cũng là một trong những biểu hiện của biến đổi khí hậu nơi đây. Hình 3.9. Thời điểm xuất hiện của nhiệt độ cao nhất trong 6 tháng mùa nóng (đơn vị pentad mùa) Trong khi nhiệt độ trung bình 6 tháng mùa hè có xu thế tăng thì ngày có nhiệt độ cao nhất của mùa hè (Tx) lại có xu hướng xuất hiện sớm hơn trong toàn giai đoạn. Có thể thấy trong Hình 3.9, xu thế xuất hiện sớm thấy ở hầu hết các trạm, ngoại trừ 3 trạm là Lục Ngạn, Lạng Sơn, Hữu Lũng là cho xu thế xuất hiện muộn. Mặc dù hệ số hồi quy của các trạm là khá nhỏ, dao động từ -0.095 tới -0.044 nhưng cũng cho thấy xu thế xuất hiện sớm là phổ biến. Thời điểm xuất hiện của Tx là sớm hơn trong thập kỉ 1971-1980 nhưng lại muộn hơn trong 2 thập kỉ 1981-1990 và 1991-2000. Trong thập kỉ cuối cùng, Tx có xu hướng xuất hiện sớm trở lại và chung cho toàn giai đoạn vẫn là xu thế xuất hiện sớm của Tx. Sự biến động giữa các năm tương đối lớn nhưng trong cả giai đoạn thì sự xuất hiện của Tx sớm hơn nhưng sớm hơn không nhiều. Đối với các trạm Tx có xu hướng xuất hiện muộn hơn (Lục Ngạn, Lạng Sơn, Hữu Lũng) cũng là những trạm có Tx xảy ra sớm nhất trong khu vực, khoảng pentad thứ 6 đến thứ 8 của mùa hè (tức là khoảng cuối tháng 5 đầu tháng 6 hàng năm). Điều này cũng phù hợp với yếu tố địa hình (trung du, vùng núi) và hoàn lưu (sự phát triển mạnh mẽ của áp thấp nóng phía tây trong năm). Hình 3.10. Thời điểm xuất hiện của nhiệt độ thấp nhất 6 tháng mùa lạnh (đơn vị pentad mùa) Không giống thời điểm xuất hiện của nhiệt độ cao nhất mùa hè, thời điểm xuất hiện của nhiệt độ thấp nhất mùa đông Tm (Hình 3.10) không có 1 xu thế chung thống nhất giữa các trạm. Nhiệt độ Tm ở khu vực xuất hiện trung bình vào khoảng pentad thứ 21-22 của mùa (khoảng nửa đầu cho đến giữa tháng 2). Trong các thập kỉ, thời điểm đến của Tm giữa các trạm cũng không giống nhau. Mặc dù mùa đông có xu thế xuất hiện muộn hơn và nhiệt độ trung bình mùa đông tăng lê