Tóm tắt Luận án Tác động của biến đổi khí hậu đến hạn hán khu vực nam trung bộ Việt Nam, khả năng dự tính và giải pháp ứng phó

bản phát thải khí nhà kính cho thấy mức độ hạn sẽ tăng lên đáng kể ở nhiều khu vực trên thế giới như Châu Âu, Mỹ, Úc, Phi và Châu Á. Ngoại trừ một số khu vực gió mùa như Đông Á và Tây Á, hạn hán có xu thế giảm cả về tần suất, cường độ và thời gian kéo dài đợt hạn do lượng mưa có xu hướng tăng mạnh. 1.3 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam 1.3.1 Tình hình hạn hán ở Việt Nam Theo số liệu thống kê trong khoảng 50 năm qua, ở nước ta có khoảng 36 năm bị hạn, với các mức độ khác nhau. Trong những thập 5 kỷ gần đây, mức độ hạn hán ngày càng nghiêm trọng hơn. Ở vụ đông xuân và vụ hè thu hầu như năm nào cũng xảy ra hạn, ít nhất cũng bị hạn nhẹ và vừa ở một vài khu vực. Trong vụ hè thu, hạn nặng và rất nặng trên diện rộng xảy ra thường xuyên, liên tục hơn so với vụ đông xuân, gây ra thiệt hại đáng kể trong sản xuất nông nghiệp. Nam Trung Bộ là khu vực có địa hình chia cắt, độ dốc lớn, mạng lưới sông ngòi ngắn và dốc, hầu hết bắt nguồn từ vùng núi phía tây và chảy ra Biển Đông, khí hậu khắc nghiệt, lượng mưa năm thấp, mùa mưa ngắn, nền nhiệt cao, tốc độ gió và bức xạ mặt trời lớn, khả năng bốc hơi lớn là nguyên nhân chính gây ra hạn hán. Những năm gần đây, do tác động của biến đổi khí hậu, tình trạng hạn hán càng trở nên khốc liệt hơn. Chỉ tính riêng đợt hạn năm 2014-2015 làm cho 6.100 ha đất lúa ở Ninh Thuận không có nước để sản xuất, hơn 2.000 ha bị hạn, trong đó mất trắng 501 ha, khoảng 23.000 người dân thuộc không đủ nước sinh hoạt; tại Khánh Hòa có 571 ha đất nông nghiệp phải dừng sản xuất, 600 ha chuyển đổi cơ cấu cây trồng do không đủ nước tưới và gần 3.000 ha cây trồng bị thiếu nước. 1.3.2 Các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam Ở Việt Nam, các công trình thường sử dụng các chỉ số hạn như SPI, tỷ chuẩn lượng mưa, chỉ số khô hạn (K), Ped (Sa.I), chỉ số ẩm (A), Palmer, để nghiên cứu sự biến đổi của hạn hán. Qua nghiên cứu cho thấy, trên phạm vi cả nước hạn hán chủ yếu xuất hiện vào mùa đông và mùa xuân. Riêng ở Nam Trung Bộ và cực Nam Trung Bộ hạn hán xảy ra vào mùa xuân và mùa hè, còn ở khu vực Bắc Trung Bộ hạn hán xảy ra vào mùa hè. Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng, trong những thập kỷ gần đây do nhiệt độ tăng, lượng mưa biến động lớn, hạn hán có xu thế tăng lên, mức độ biến động của số lần xuất hiện hạn thể hiện mạnh 6 hơn tại hai vùng khí hậu Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ, mức biến động ít nhất là ở vùng Tây Bắc. Khi nghiên cứu về biến đổi hạn hán trong tương lai, trên cơ sở số liệu mô phỏng từ các mô hình khí hậu theo các kịch bản phát thải khí nhà kính, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hạn hán có khả năng xuất hiện nhiều hơn và kéo dài hơn ở hầu hết các vùng khí hậu của Việt Nam; riêng khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ, số đợt hạn hán có khả năng không tăng nhưng thời gian hạn có thể kéo dài hơn. Đối với Nam Trung Bộ, khu vực thường xuyên xảy ra hạn hán và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống của nhân dân, nhiều nghiên cứu cho thấy, hạn hán có nguy cơ xảy ra nhiều hơn với mức độ khắc nghiệt hơn trong tương lai, đặc biệt trong giai đoạn giữa thế kỷ 21. Các giải pháp chủ yếu nhằm ứng phó với hạn hán ở khu vực này là tăng khả năng trữ nước, sử dụng hiệu quả tài nguyên nước, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, cơ cấu mùa vụ gieo trồng. 1.4 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 1.4.1 Điều kiện tự nhiên Địa hình các tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ thấp dần từ tây sang đông (núi cao, núi thấp, đồng bằng và cồn cát ven biển), chịu sự chi phối của khí hậu nhiệt đới gió mùa. Hàng năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng IX đến tháng XII, lượng mưa chiếm khoảng 80% tổng lượng mưa năm. Hệ thống sông suối phân bố tương đối đều, tuy nhiên phần lớn các sông đều ngắn, bắt nguồn từ các dãy núi phía Tây và đổ ra Biển Đông. Ngoài ra có khá nhiều hồ lớn, tuy nhiên trong mùa khô, dòng chảy bị suy giảm, lượng nước hầu hết dưới mực nước chết. 7 1.4.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội Dân số của Nam Trung Bộ là 3.882.100 người, mật độ dân số của khu vực đạt 183 người/km2. Nguồn lao động chủ yếu tập trung ở vùng nông thôn, trong đó lao động nông nghiệp chiếm phần lớn. Lĩnh vực ưu tiên phát triển, chiếm tỷ trọng lớn nhất là lĩnh vực dịch vụ, tiếp đến là công nghiệp - xây dựng và sau cùng là nông - lâm - thủy sản. CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Hạn khí tượng: mức độ khắc nghiệt của hạn hán khu vực Nam Trung Bộ trong quá khứ và tương lai. Giải pháp ứng phó với hạn hán trong lĩnh vực trồng trọt, tập trung vào trồng lúa ở khu vực Nam Trung Bộ trong bối cảnh biến đổi khí hậu. 2.2 Nội dung nghiên cứu - Thử nghiệm, lựa chọn chỉ số hạn phù hợp cho khu vực nghiên cứu; - Sự biến đổi của của hạn hán trong quá khứ trong mối quan hệ với biến đổi khí hậu; - Sự biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa trong tương lai theo các kịch bản nồng độ khí nhà kính; - Sự biến đổi của của hạn hán trong tương lai trong mối quan hệ với biến đổi khí hậu; - Giải pháp ứng phó với hạn hán trong lĩnh vực trồng trọt. 8 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp đánh giá sai số số liệu quan trắc Sai số của số liệu quan trắc được đánh giá thông qua việc so sánh chuẩn sai với các mức độ lệch tiêu chuẩn 3. 2.3.2 Phương pháp xác định xu thế nhiệt độ, lượng mưa, hạn hán Xu thế biến đổi của xu thế nhiệt độ, lượng mưa, hạn hán được xác định thông qua phương trình hồi quy tuyến tính: y = ax + b, trong đó: a, b là các hệ số hồi quy. 2.3.3 Phương pháp hiệu chỉnh sai số mô hình 2.3.3.1 Đánh giá sai số Sai số của số liệu mô hình so với số liệu quan trắc được đánh giá qua các chỉ số thống kê sau đây: - Sai số trung bình:     N i ii OF N ME 1 1 - Sai số tuyệt đối trung bình:          N i iiF N MAE 1 0 1 - Sai số căn bình phương trung bình:   2 1 1 21          N i ii OF N RMSE Với N: độ dài chuỗi số liệu, Fi: số liệu mô hình, Oi: số liệu quan trắc 2.3.3.2 Hiệu chỉnh sai số - Lượng mưa: hiệu chỉnh theo phương pháp Quantile-quantile:  mPhoP . Bản chất của phương pháp là phép biến đổi thống kê đưa ra một chuỗi số liệu mới (Po) thông qua một hàm ánh xạ (h) của chuỗi số liệu từ mô hình (Pm). - Nhiệt độ: hiệu chỉnh dựa trên giá trị trung bình và phương sai: ̅ ̅ ̅ ̅ Trong đó, Tu: nhiệt độ của mô hình chưa hiệu chỉnh; To: nhiệt độ quan trắc; T*: nhiệt độ của mô hình đã hiệu chỉnh; ̅ ̅ và σ là 9 trung bình và độ lệch chuẩn của nhiệt độ quan trắc, nhiệt độ mô hình trong một khối 5 ngày liên tục. 2.3.4 Phương pháp dự tính nhiệt độ và lượng mưa Nhiệt độ và lượng mưa được mô phỏng từ 8 cặp tổ hợp giữa mô hình khí hậu khu vực và bộ dữ liệu toàn cầu trong thời kỳ cơ sở và thời kỳ tương lai theo kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp (RCP4.5) và kịch bản nồng độ khí nhà kính cao (RCP8.5). 2.3.5 Phương pháp đánh giá và dự tính hạn hán Luận án đã tiến hàn thử nghiệm các chỉ số hạn SPI, Ped, Palmer để xác định hạn hán cho khu vực Nam Trung Bộ. Trên cơ sở đó lựa chọn được chỉ số hạn phù hợp nhất để đánh giá hạn hán trong quá khứ và dự tính sự biến đổi của hạn hán trong tương lai. 2.3.5.1 Chỉ số SPI Chỉ số chuẩn hóa lượng mưa: Trong đó, R: Lượng mưa thực thế, R : Lượng mưa trung bình, : độ lệch chuẩn. SPI dương, biểu thị các điều kiện khô hạn và SPI âm, biểu thị tình trạng dư thừa ẩm. 2.3.5.2 Chỉ số Ped Xác định theo công thức: RT RRTT Ped      Trong đó, T: Nhiệt độ không khí trung bình, R: Tổng lượng mưa, RT RT  ,,, : là giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của nhiệt độ và lượng mưa. Khi 1 3: hạn nặng và Ped< 0: thời kỳ ẩm ướt. 2.3.5.3 Chỉ số Palmer a) Chỉ số dị thường của độ ẩm (Z) )]([)ˆ( PLPROPRPETPKPPKdKZ iiiiiii   Trong đó, Ki: trọng số; d: chênh lệch giữa lượng mưa thực tế (P) và  RR SPI   10 lượng mưa tính toán theo phương diện khí hậu ( ̂); PET, PR, PRO, PL: lượng bốc thoát hơi tiềm năng, lượng nước tiềm năng nạp lại cho đất, lượng nước chảy tràn tiềm năng, tiềm năng lượng nước mất đi từ đất; α, β, γ, δ: các hệ số khí hậu; i: tháng (i = 1÷12). Giá trị Z Mức độ hạn Giá trị Z Mức độ hạn -1.24  +0.99: Bình thường -2.74  -2.00: Hạn nặng -1.99  -1.25: Hạn nhẹ -2.75: Hạn rất nặng b) Chỉ số hạn tính lũy (PDSI) Theo W. Palmer, tháng bắt đầu hoặc kết thúc một đợt (hạn hoặc ẩm) được xét theo 3 khả năng: hình thành hoặc không hình thành đợt ẩm X1, đợt khô X2 hoặc ở trạng thái hiện tại X3. X(i)= 0,897 X(i-1) + Z(i)/3 Xác suất kết thúc đợt khô:   )1()( )(   iie i ie VZ V P         )1()( )1()()()1( )( ,0 , iiw iiwiwi i VU khi VU khi UV V Uw(i) = Ze(i) + 0,15; Ze(i) = -2,691 × X3(i-1) – 1,5 Xác suất kết thúc đợt ẩm:   )1()( )(   iie i ie VZ V P         )1()( )1()()()1( )( ,0 , iid iididi i VU khi VU khi UV V Ud(i) = Ze(i) - 0,15; Ze(i) = -2,691 × X3(i-1) + 1,5 Trên cơ sở kết quả xác định xác suất kết thúc, giá trị X(i) được điều chỉnh lại, PDSI được xác định như sau: Nếu X3 = 0, giá trị PDSI xác định thông qua X1 hoặc X2 11 Nếu X3 ≠ 0, khi đó: Nếu 0 < Pe < 1 và X3 < 0 → PDSI = (1-Pe) ×X3 + Pe × X1 Nếu 0 0 → PDSI = (1-Pe) × X3 + Pe × X2 Nếu Pe 1 → PDSI = X3. Một đợt hạn bắt đầu khi PDSI ≤ - 0.5 và kết thúc khi PDSI ≥+0.5. Giá trị PDSI Mức độ hạn Giá trị PDSI Mức độ hạn -0.49  +0.49: Bình thường -2.99  -2.00: Hạn vừa -0.99  -0.50: Chớm hạn -3.99  -3.00: Hạn nặng -1.99  -1.00: Hạn nhẹ  -4.00: Hạn rất nặng 2.4 Số liệu sử dụng 2.4.1. Số liệu quan trắc: Số liệu nhiệt độ không khí tối cao, tối thấp trung bình tháng và lượng mưa tháng từ 7 trạm quan trắc khí tượng ở khu vực Nam Trung Bộ trong thời kỳ 1961 - 2010. 2.4.2. Số liệu mô hình: Bộ số liệu nhiệt độ, lượng mưa mô phỏng từ 8 cặp tổ hợp giữa mô hình khí hậu khu vực và bộ dữ liệu toàn cầu trong thời kỳ cơ sở, tương lai theo kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp (RCP4.5) và cao (RCP8.5). 2.4.3 Số liệu khác + Số liệu sức giữ ẩm tối đa của các loại đất chính ở khu vực Nam Trung Bộ; + Các đợt hạn thực tế trong vụ đông xuân và hè thu ở khu vực Nam Trung Bộ trong 30 năm (1977-2006); + Bản đồ quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 của từng tỉnh trong khu vực Nam Trung Bộ; + Thông tin, dữ liệu về kinh tế xã hội của từng tỉnh trong khu vực Nam Trung Bộ. 12 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Đánh giá hạn hán trong quá khứ 3.1.1 Lựa chọn chỉ số hạn Trên cơ sở số liệu các đợt hạn thực tế trong vụ đông xuân và hè thu ở khu vực Nam Trung Bộ, Luận án đã lựa chọn các đợt hạn và không hạn điển hình (Bảng 3.1) để so sánh với mức độ hạn xác định bằng các chỉ số SPI, Ped, Palmer (Z và PDSI). Bảng 3.1 Đợt hạn và không hạn điển hình ở khu vực Nam Trung Bộ giai đoạn 1986-2005 Năm Vụ đông xuân Vụ hè thu 1993 Hạn rất nặng Hạn rất nặng 1999 Hạn nhẹ Không hạn 2000 Không hạn Không hạn 2001 Không hạn Không hạn 2003 Hạn vừa Hạn vừa 2004 Hạn vừa Hạn nặng 2005 Hạn nặng Hạn vừa Kết quả cho thấy, trong các đợt hạn rất nặng, hạn nặng, hạn nhẹ và không hạn, chỉ số Palmer (PDSI và Z) cho kết quả khá phù hợp với thực tế (chỉ số PDSI phản ánh được thời gian bắt đầu, kết thúc đợt hạn; chỉ số Z phản ánh được mức độ khắc nghiệt của hạn hán theo thời gian), tiếp đến là chỉ số Ped và sau cùng là chỉ số SPI. Do vậy, Luận án đã lựa chọn chỉ số Palmer để xác định sự biến đổi của hạn hán trong quá khứ và tương lai ở khu vực Nam Trung Bộ. 3.1.2 Số tháng hạn theo mùa và năm Trong giai đoạn 1961-2010, tỷ lệ số tháng xảy ra hạn hán so 13 với tổng số tháng trong cả giai đoạn ở hầu hết các tỉnh đều dưới 50%, ngoại trừ Ninh Thuận cao hơn, đạt 63%. Trong đó, số tháng hạn trong mùa khô so với tổng số tháng hạn chiếm tỷ lệ cao, đạt từ 61 đến 73%. Tỷ lệ số tháng hạn trong mùa mưa thấp, chỉ chiếm khoảng 30% so với tổng số tháng xảy ra hạn (Bảng 3.2). Bảng 3.2 Tỷ lệ của số tháng hạn theo mùa và năm (%) ở khu vực Nam Trung Bộ thời kỳ 1961-2010 Tên trạm Giai đoạn Tổng số tháng hạn trong cả giai đoạn Tỷ lệ tháng hạn trong mùa khô (%) Tỷ lệ tháng hạn trong mùa mưa (%) Tổng số Tỷ lệ (%) Tuy Hoà 1961-2010 288 48 73 27 Sơn Hoà 1977-2010 191 47 65 35 Nha Trang 1961-2010 285 48 67 33 Cam Ranh 1981-2010 170 47 68 32 Phan Rang 1993-2010 135 63 67 33 Phan Thiết 1961-2010 268 45 63 37 Hàm Tân 1979-2010 161 42 61 39 3.1.3 Số đợt hạn và thời gian kéo dài Tổng số đợt hạn và thời gian kéo dài của một đợt hạn trong thời kỳ quá khứ ở khu vực Nam Trung Bộ có sự khác nhau rõ rệt giữa các tỉnh. Trong cùng giai đoạn 1961-2010, tổng số đợt hạn ở các tỉnh dao động 28-35 đợt (Bảng 3.3). Trung bình thời gian kéo dài một đợt hạn là 10 tháng, đợt hạn có thời gian kéo dài nhất (30-35 tháng) xảy ra ở phía bắc tỉnh Tuy Hoà, phía nam tỉnh Khánh Hoà, Ninh Thuận và phía bắc tỉnh Bình Thuận. đợt hạn có thời gian kéo dài ít nhất xảy ra ở phía nam của các 14 tỉnh Phú Yên và Bình Thuận. Khi so sánh số đợt hạn trong nửa đầu và nửa cuối giai đoạn cho thấy, số đợt hạn có xu thế giảm rõ rệt trên toàn khu vực. Bảng 3.3 Số đợt hạn và thời gian kéo dài đợt hạn ở khu vực Nam Trung Bộ Tên trạm Giai đoạn Tổng số đợt hạn Số tháng trung bình trong đợt hạn Đợt hạn dài nhất (tháng) Tuy Hoà 1961-2010 30 10 31 Sơn Hoà 1977-2010 26 7 18 Nha Trang 1961-2010 35 8,5 26 Cam Ranh 1981-2010 16 12 30 Phan Rang 1993-2010 9 11 32 Phan Thiết 1961-2010 28 10 35 Hàm Tân 1979-2010 23 8 24 3.1.4 Mức độ khắc nghiệt của hạn hán Trong giai đoạn 1961-2010, các tháng xảy ra hạn nặng và hạn rất nặng chiếm trên 80% số tháng hạn. Trong đó hạn nặng và rất nặng xảy ra chủ yếu trong mùa khô, chiếm 60 - 75%. Về xu thế, hạn nhẹ có xu thế giảm trên toàn khu vực ngoại trừ phía Nam tỉnh Bình Thuận; hạn nặng có xu thế giảm ở tỉnh Phú Yên, phía bắc tỉnh Khánh Hoà và tăng ở các vùng còn lại; hạn rất nặng có xu thế tăng trên toàn khu vực, ngoại trừ Khánh Hòa (Bảng 3.4). Kết quả đánh giá xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa giai đoạn 1961-2010 khu vực Nam Trung Bộ cho thấy nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 1,1oC, lượng mưa năm, lượng mưa mùa mưa và lượng mưa mùa khô đều có xu thế tăng, song tăng mạnh ở các 15 tỉnh phía bắc (Phú Yên, Khánh Hòa), và có xu thế giảm ở các tỉnh phía nam (Ninh Thuận và Bình Thuận). So sánh với mức độ khắc nghiệt của hạn hán cho thấy khi lượng mưa trong các tháng có xu hướng giảm thì mức độ khắc nghiệt của hạn hán có xu hướng tăng, thể hiện rõ nét nhất ở hai tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận. Đối với hai tỉnh Phú Yên và Khánh Hòa, chỉ thể hiện rõ nét trong các tháng mùa khô. Bảng 3.4 Xu thế biến đổi mức độ hạn ở khu vực Nam Trung Bộ Tên trạm Giai đoạn Xu thế biến đổi Hạn nhẹ Hạn nặng Hạn rất nặng Tuy Hoà 1961-2010 Giảm Giảm Tăng Sơn Hoà 1977-2010 Giảm Giảm Tăng Nha Trang 1961-2010 Giảm Giảm Giảm Cam Ranh 1981-2010 Giảm Tăng Giảm Phan Rang 1993-2010 Giảm Tăng Tăng Phan Thiết 1961-2010 Giảm Tăng Tăng Hàm Tân 1979-2010 Tăng Tăng Tăng 3.2 Dự tính biến đổi hạn hán theo kịch bản nồng độ khí nhà kính 3.2.1 Đánh giá khả năng mô phỏng hạn hán Để có thể mô phỏng được hạn hán trong các giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21 theo các kịch bản nồng độ khí nhà kính. Luận án tiến hành đánh giá sai số của mô hình, tiếp đó là hiệu chỉnh số liệu khi phát hiện sai số. Từ phương pháp đánh giá sai số của mô hình nêu trong Chương 2, kết quả đánh giá sai số cho thấy: - Số liệu mô phỏng nhiệt độ trong mùa khô, mùa mưa và cả 16 năm của mô hình đều thấp hơn so với số liệu quan trắc (giá trị ME âm). Trong đó, giá trị tuyệt đối của ME năm nhỏ nhất ở phía nam tỉnh Bình Thuận (1,1oC) và lớn nhất ở tỉnh Ninh Thuận (2oC). Các giá trị tuyệt đối của ME trong mùa khô lớn hơn trong mùa mưa. Các sai số MAE, RMSE năm, mùa khô, mùa mưa lớn nhất ở Ninh Thuận (2 o C) và nhỏ nhất ở phía nam tỉnh Bình Thuận (1,6oC). - Số liệu mô phỏng lượng mưa trong mùa khô, mùa mưa và cả năm đều cao hơn so với số liệu quan trắc (giá trị ME dương). Ngoại trừ lượng mưa trong mùa mưa ở Phú Yên thấp hơn so với lượng mưa quan trắc (giá trị ME âm). Trong đó, giá trị tuyệt đối của ME năm nhỏ nhất ở phía nam tỉnh Bình Thuận (504,1mm) và lớn nhất ở tỉnh Ninh Thuận (1822mm). Các sai số MAE, RMSE mùa khô và mùa mưa lớn nhất ở tỉnh Ninh Thuận và nhỏ nhất ở phía nam tỉnh Bình Thuận. Bằng chỉ số hạn đã lựa chọn (PDSI), Luận án đã tiến hành hành mô phỏng hạn hán cho thời kỳ cơ sở (1986-2005) thông qua số liệu nhiệt độ và lượng mưa từ mô hình đã được hiệu chỉnh và so sánh với kết quả mô phỏng hạn hán từ số liệu của mô hình khi chưa hiệu chỉnh. Kết quả so sánh cho thấy, với số liệu chưa hiệu chỉnh, kết quả mô phỏng chỉ nắm bắt được 5/14 đợt. Trong khi đó, với số liệu đã hiệu chỉnh, kết quả mô phỏng đã nắm bắt được 13/14 đợt (Bảng 3.5). Từ kết quả so sánh nêu trên, với kết quả hiệu chỉnh số liệu của mô hình, kết quả mô phỏng hạn hán là phù hợp với thực tế hạn hán đã xảy ra ở khu vực này. Đây là căn cứ khoa học quan trọng để Luận án sử dụng các số liệu nhiệt độ và lượng mưa từ mô hình đã được hiệu chỉnh để dự tính hạn hán trong các giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21 với các kịch bản nồng độ khí nhà kính RCP4.5 và RCP8.5. 17 Bảng 3.5 Kết quả mô phỏng hạn hán bằng số liệu chưa hiệu chỉnh và đã hiệu chỉnh so với thực tế Năm Vụ Chưa hiệu chỉnh Đã hiệu chỉnh Thực tế 1993 Đông Xuân Không hạn Hạn Hạn Hè Thu Hạn Hạn Hạn 1999 Đông Xuân Không hạn Không hạn Hạn Hè Thu Không hạn Không hạn Không hạn 2000 Đông Xuân Hạn Không hạn Không hạn Hè Thu Hạn Không hạn Không hạn 2001 Đông Xuân Hạn Không hạn Không hạn Hè Thu Không hạn Không hạn Không hạn 2003 Đông Xuân Không hạn Hạn Hạn Hè Thu Không hạn Hạn Hạn 2004 Đông Xuân Không hạn Hạn Hạn Hè Thu Hạn Hạn Hạn 2005 Đông Xuân Không hạn Hạn Hạn Hè Thu Hạn Hạn Hạn 3.2.2 Dự tính biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa 3.2.2.1 Dự tính biến đổi của nhiệt độ Kết quả cho thấy, nhiệt độ trung bình năm tăng dần theo các giai đoạn đối với cả 2 kịch bản RCP4.5 và RCP8.5, trong đó: - Theo kịch bản RCP4.5, nhiệt độ trung bình năm tăng lần lượt là 0,4 o C, 1,2 o C và 1,6 o C vào các giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21 so với thời kỳ cơ sở (1986-2005). Trong đó, nhiệt độ ở các tỉnh phía nam tăng cao hơn nhiệt độ ở các tỉnh phía bắc của khu vực. - Theo kịch bản RCP8.5, nhiệt độ trung bình có mức độ tăng 18 nhanh hơn kịch bản RCP4.5. Đến cuối thế kỷ, nhiệt độ trung bình năm có thể tăng đến 3.1oC. 3.2.2.2 Dự tính biến đổi của lượng mưa Kết quả dự tính cho thấy, lượng mưa có xu thế tăng ở mùa mưa, giảm trong mùa khô, trong đó: - Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng 8,9%, lượng mưa mùa mưa tăng 17,7%, trong khi đó lượng mưa mùa khô giảm 6,8% ở hầu hết các tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ, ngoại trừ Bình Thuận. Giai đoạn giữa thế kỷ, lượng mưa năm tăng 9,2%, lượng mưa mùa mưa tăng 22,1%; lượng mưa mùa khô giảm 13,8%. Giai đoạn cuối thế kỷ, lượng mưa năm tăng 9,2%, lượng mưa mùa mưa tăng 28,5%, riêng lượng mưa mùa khô giảm 21,5% ở trên đại bộ phận khu vực, ngoại trừ Bình Thuận. - Theo kịch bản RCP8.5, lượng mưa năm và lượng mưa mùa mưacó xu thế tăng trên toàn khu vực theo theo thời gian, với mức tăng ở đầu thế kỷ 9,8%, giữa thế kỷ 10,2% và cuối thế kỷ 13%. Lượng mưa mùa khô ở cả 3 giai đoạn đều giảm so với thời kỳ cơ sở và giảm mạnh nhất vào cuối thế kỷ, giảm mạnh ở khu vực Phú Yên và Khánh Hoà. 3.2.3 Dự tính biến đổi của hạn hán 3.2.3.1 Số tháng hạn theo mùa và năm Theo kịch bản RCP4.5, số tháng hạn trong cả năm tính trung bình trên toàn khu vực tăng lần lượt là 11%, 41% và 44% theo các giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21, trong đó số tháng hạn tăng nhiều hơn vào thời kỳ mùa mưa. Theo kịch bản RCP8.5, số tháng hạn trong cả năm tính trung bình trên toàn khu vực tăng lần lượt là 25%, 55% và 57% theo các giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21. Tương tự như ở kịch bản 19 RCP4.5, số tháng hạn tăng nhiều hơn vào thời kỳ mùa mưa. 3.2.3.2 Số đợt hạn và thời gian kéo dài Theo kịch bản RCP4.5, số đợt hạn có xu thế tăng ở các tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa trong cả giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21 và có xu thế giảm ở các tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, đặc biệt là ở giữa và cuối thế kỷ 21. Về thời gian kéo dài đợt hạn, hầu như không có sự tăng, giảm rõ rệt ở các tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa trong cả giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21 và có xu thế tăng ở các tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, đặc biệt là ở giữa và cuối thế kỷ 21. Theo kịch bản RCP8.5: Xu thế biến đổi của số đợt hạn và thời gian kéo đợt hạn tương tự như ở kịch bản RCP4.5, tuy nhiên mức thay đổi lớn hơn. 3.2.3.3 Mức độ khắc nghiệt của hạn hán Theo kịch bản RCP4.5, số tháng hạn tăng trên toàn khu vực, ở cả giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21, lần lượt là 0,7; 2,5 và 2,7 tháng, trong đó số tháng hạn tăng chủ yếu trong các đợt hạn rất nặng, ở các đợt hạn nhẹ và hạn nặng, số tháng hạn giảm. Ninh Thuận là tỉnh có số tháng hạn và số tháng hạn rất nặng tăng cao nhất trong cả 3 giai đoạn. Theo kịch bản RCP8.5, xu thế biến đổi của số tháng hạn tương tự như ở kịch bản RCP4.5, tuy nhiên mức độ tăng lớn hơn, lần lượt là 1,6; 3,4 và 3,5 tháng ở đầu, giữa và cuối thế kỷ 21. Ninh Thuận vẫn là tỉnh có số tháng hạn và số tháng hạn rất nặng tăng cao nhất. 3.3 Giải pháp ứng phó với hạn hán 3.3.1 Giải pháp ứng phó tổng thể (i) Tăng khả năng giữ nước, đây là giải pháp quan trọng nhất nhằm đảm bảo an toàn nước cho sản xuất, dân sinh và môi trường; 20 (ii) Nâng cao hiệu quả sử dụng nước; (iii) Chuyển đổi cơ cấu, mùa vụ cây trồng; (iv) Sử dụng nước tiết kiệm và hiệu quả; (v) Trồng, phục hồi rừng đầu nguồn và các loại cây trồng, thảm thực vật có sức chống chịu cao với hạn hán; (vi) Rà soát, điều chỉnh các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế xã hội của khu vực và từng địa phương trong điều kiện hạn hán khắc nghiệt hơn. 3.3.2 Giải pháp ứng phó gắn với quy hoạch sử dụng đất lúa đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030 Kết hợp bản đồ thay đổi mức độ hạn trong giai đoạn đầu thế kỷ 21 (2016-2025) và bản đồ quy hoạch sử dụng đất lúa đến năm 2020, các giải pháp ứng phó với hạn hán đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030 ở khu vực Nam Trung Bộ, đặc biệt ở Ninh Thuận và Bình Thuận, hai tỉnh có nguy cơ hạn hán khốc liệt nhất, bao gồm: - Tăng khả năng trữ nước thông qua: (i) xây dựng, nâng cấp hồ chứa và hệ thống công trình thủy lợi; (ii) đầu tư xây dựng hệ thống thủy lâm kết hợp. - Chuyển dịch cơ cấu cây trồng và cơ cấu mùa vụ, giảm diện tích trồng lúa kém hiệu quả hoặc không chủ động nguồn nước để chuyển sang trồng các loại cây có giá trị kinh tế, đã thích nghi với môi trường tự nhiên, có khả năng chịu hạn tốt như điều, nho, thanh long,... hoặc trồng cỏ phục vụ chăn nuôi bò, dê, cừu... - Quy hoạch sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi dựa trên khả năng đáp ứng của nguồn nước; đồng thời cần có kế hoạch chuyển đổi sang tập đoàn cây trồng phù hợp với quy luật di chuyển từ vành đai vĩ độ thấp đến vành đai vĩ độ cao. - Tuyên truyền, nâng cao ý thức, trách nhiệm của các cấp, các ngành, doanh nghiệp và người dân trong việc quản lý, khai thác, sử dụng hiệu quả, tiết kiệm nguồn nước. 21 KẾT LUẬN Trên cơ sở chuỗi số liệu nhiệt độ và lượng mưa ở các trạm quan trắc khí tượng, số liệu khảo sát sức giữ ẩm tối đa của đất, số liệu mô phỏng nhiệt độ và lượng mưa từ các mô hình khí hậu khu vực, luận án đã phân tích xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa trong quá khứ và tương lai; lựa chọn được chỉ số hạn phù hợp để xác định sự biến đổi của hạn hán trong quá khứ, tiến hành hiệu chỉnh số liệu mô phỏng từ mô hình theo các kịch bản nồng độ khí nhà kính để dự tính mức độ biến đổi của hạn hán trong tương lai cho khu vực Nam Trung Bộ. Các kết quả chính nhận được là: 1) Kết quả phân tích xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa ở khu vực Nam Trung Bộ phù hợp với xu thế biến đổi khí hậu toàn cầu, khu vực và Việt Nam, trong đó: - Giai đoạn 1961-2010: Nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 1,1 oC, lượng mưa năm, lượng mưa mùa mưa và lượng mưa mùa khô đều có xu thế tăng, song tăng mạnh ở các tỉnh phía bắc (Phú Yên, Khánh Hòa), và có xu thế giảm ở các tỉnh phía nam (Ninh Thuận và Bình Thuận). - Giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ 21: Nhiệt độ trung bình năm tăng theo thời gian ở cả kịch bản RCP4.5 và RCP8.5. Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ tăng khoảng 1,6oC ở kịch bản RCP4.5 và tăng đến 3,1 o C ở kịch bản RCP8.5; Lượng mưa năm tăng trên toàn khu vực, trong đó tăng chủ yếu trong mùa mưa. Đến cuối thế kỷ 21, ở kịch bản RCP4.5 tăng 28% và tăng đến 36% ở kịch bản RCP8.5. Tuy nhiên, lượng mưa có xu thế giảm