Ảnh hưởng của EL NINO và biến đổi khí hậu đến lượng bốc hơi tiềm năng khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và Môi trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN HOÀNG KHÁNH LINH

ẢNH HƯỞNG CỦA EL NINO VÀ BIẾN ĐỔI

KHÍ HẬU ĐẾN LƯỢNG BỐC HƠI TIỀM NĂNG

KHU VỰC NAM TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Mã chuyên ngành: 60850101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021

2

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh.

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lương Văn Việt

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại

học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 10 tháng 7 năm 2021

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1. PGS.TS. Lê Hùng Anh - Chủ tịch Hội đồng

2. PGS.TS. Đào Nguyên Khôi - Phản biện 1

3. TS. Lê Hữu Quỳnh Anh - Phản biện 2

4. TS. Lê Việt Thắng - Ủy viên

5. TS. Trần Trí Dũng - Thư ký

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN TRƯỞNG VIỆN KHCN & QLMT

3

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Hoàng Khánh Linh MSHV: 17112461

Ngày, tháng, năm sinh: 22/02/1995 Nơi sinh: TP.HCM

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Mã chuyên ngành: 60850101

I. TÊN ĐỀ TÀI:

“Ảnh hưởng của El Nino và Biến đổi khí hậu đến lượng bốc hơi tiềm năng khu vực

Nam Trung Bộ và Tây Nguyên”

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nghiên cứu này nhằm đánh giá các ảnh hưởng của El Nino và biến đổi khí hậu đến

lượng bốc hơi tiềm năng khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, phục vụ việc đánh

giá yêu cầu về nước tưới cho cây trồng, góp phần vào công tác lập kế hoạch và quy

hoạch sản xuất nhằm thích nghi với biến đổi khí hậu.

Đánh giá được sự thay đổi của bốc thoát hơi theo thời gian nghiên cứu và theo các

tiểu vùng khí hậu do ảnh hưởng của EL Nino, La Nina và biến đổi khí hậu trong giai

đoạn nghiên cứu cũng như ứng dụng các kịch bản biến đổi khí hậu để có những dự

báo trung hạn. Đề xuất các giải pháp thích ứng với những tác động từ El Nino và Biến

đổi khí hậu tại khu vực Nam Trung bộ và Tây Nguyên phục vụ công tác thích nghi

với các biến đổi trong tương lai.

II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo quyết định số 1537/QĐ-ĐHCN ngày

10/11/2020

III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/05/2021

IV. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Lương Văn Việt

Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2021

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

Lương Văn Việt

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

VIỆN TRƯỞNG VIỆN KHCN & QLMT

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

i

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM, được sự

chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô nhà trường, đặc biệt là quý thầy cô

Viện Khoa học công nghệ và Quản lý môi trường đã truyền đạt cho tôi những kiến

thức về lý thuyết và thực hành trong suốt thời gian nghiên cứu tại trường. Và nay tôi

đã hoàn thành luận văn ngành quản lý tài nguyên và môi trường với đề tài: “Ảnh

hưởng của El Nino và Biến đổi khí hậu đến lượng bốc hơi tiềm năng khu vực Nam

Trung Bộ và Tây Nguyên” dưới sự dẫn dắt và hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Lương

Văn Việt.

Từ kết quả đạt được này, tôi xin chân thành cám ơn:

Quý thầy cô Viện Khoa học công nghệ và Quản lý môi trường đã truyền đạt cho tôi

những kiến thức bổ ích trong thời gian qua. Và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi

trong thời gian nghiên cứu. Đặc biệt, là thầy PGS.TS. Lương Văn Việt đã tận tình dìu

dắt, hướng dẫn, chỉ dạy tôi hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu và báo cáo luận văn tốt

nghiệp này.

Trong quá trình thực hiện báo cáo luận văn khó tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy

cô đóng góp ý kiến để tôi có thể học hỏi thêm được nhiều kinh nghiệm và hoàn thành

tốt báo cáo luận văn tốt nghiệp.

Cuối cùng xin kính chúc tất cả mọi người sức khỏe và thành đạt.

Tôi chân thành cảm ơn!

TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021

Học viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Khánh Linh

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hoạt động của hiện tượng El Nino và Biến đổi khí hậu đã gây ảnh hưởng nặng nề đến

Việt Nam, trong đó khu vực Nam Trung bộ và Tây Nguyên là vùng được đánh giá là

chịu ảnh hưởng nghiêm trọng. Nghiên cứu ảnh hưởng của El Nino và Biến đổi khí

hậu đến lượng bốc hơi tiềm năng khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên được thực

hiện với nguồn dữ liệu khí hậu quan trắc trong khoảng thời gian từ năm 1977 đến

năm 2018 và theo các kịch bản Biến đổi khí hậu cho giai đoạn 2046 – 2065. Hai kịch

bản biến đổi khí hậu được sử dụng là kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp

(RCP4.5) và kịch bản nồng độ khí nhà kính cao (RCP8.5). Nghiên cứu sử dụng

phương pháp Penma - Monteith để tính lượng bốc thoát hơi tiềm năng và phương

pháp kiểm định phi tham số Mann-Kendall và xu thế Sen. Các phần mềm chính được

sử dụng trong nghiên cứu là CropWat và ArcGIS. Qua việc khảo sát vai trò của các

yếu tố khí tượng có liên quan bằng cách thay giá trị các yếu tố còn lại bằng giá trị

trung bình, kết quả cho thấy vai trò của nhiệt độ là rõ rệt nhất đến xu thế của ETo.

Qua việc khảo sát vai trò của các yếu tố khí tượng có liên quan bằng cách thay giá trị

các yếu tố còn lại bằng giá trị trung bình, kết quả cho thấy vai trò của nhiệt độ là rõ

rệt nhất đến xu thế tăng hay giảm của ETo. Kết quả cho thấy trong 40 năm qua nhiệt

độ tăng đã đóng góp tới 98.8% vào mức tăng của ETo, các yếu tố còn lại có xu thế

chưa thực sự rõ rệt, thể hiện qua mức thay đổi trung bình cũng như phần trăm số trạm

có xu thế rõ rệt. Qua phân tích cũng cho thấy ảnh hưởng của El Nino đến ETo thể

hiện rõ trong khoảng thời gian từ tháng 11 đến tháng 5 vì vậy ảnh hưởng đến độ ẩm

đất trước mùa khô và làm tăng lượng tưới trong mùa khô. Trong các năm EL Nino,

lượng mưa mùa khô ở khu vực Nam Trung bộ và Tây Nguyên thường thiếu hụt

nghiêm trọng, ngoài ra các tháng cuối mùa khô cũng là thời gian có ETo và ΔETo

cao nhất và nên hạn hán nghiêm trọng trên khu vực Nam Trung bộ và Tây Nguyên.

Do số giờ nắng giữ một vai trò quan trọng nên để giảm hạn nông nghiệp cần chọn và

bố trí cây trồng phù hợp vào các năm El Nino.

iii

So sánh mức thay đổi chỉ số ETo do ảnh hưởng của mức phát thải giữa kịch bản

RCP4.5 và RCP8.5 từ đó có thể thấy mức phát thải đã gây ảnh hưởng đển ETo tại

khu vực nghiên cứu.

iv

ABSTRACT

The activities of the El Nino phenomenon and climate change have a heavy impact

on Vietnam, in the South Central region and the Central Highlands are the areas that

are assessed to be seriously affected. Guidelines for the influence of El Nino and

Climate Change on potential evaporation studies in the South Central and Central

Highlands regions are made with post-observation data sources for the period from

1977 to 2018 and according to the field Climate change scenarios for the period 2046

- 2065. The climate transition scenarios used are the mean low greenhouse

temperature scenario (RCP4.5) and the high greenhouse mode scenario (RCP8.5).

This study uses the method Penman - Monteith to use the method of the emptied and

Mann-Kendall and Sen trend non-parametric testing methods. The main software

used in the study are CropWat and ArcGIS. Through surveying the games of related

factors by varying the values of the remaining factors by the mean of the values, the

results for the game of factors are best determined to the trend of ETo.

By investigating the role of relevant meteorological factors by replacing the values

of the remaining factors with the average value, the results show that the role of

temperature is most pronounced in the increasing or decreasing trend of ETo. The

results show that in the past 40 ts, the temperature increase has contributed up to

98.8% to the increase of ETo, the remaining factors tend to be not really clear, which

can be shown in the average change as well as the average change. percentage

available with a clear trend. The analysis results also show that the influence of El

Nino on ETo is only evident in the period from November to May, thus affecting soil

moisture before the dry season and increasing the amount of irrigation in the dry

season. During the El Nino years, the dry season rainfall in the South Central region

and the Central Highlands areas is often severely deficient, in addition, the last

months of the dry season are also the times with the highest ETo and ΔETo and severe

drought in the South Central region and the Central Highlands. Because the number

of hours of sunshine plays an important role, to reduce agricultural drought, it is

necessary to choose and arrange suitable crops in El Nino years.

v

Comparing the change in the ETo index due to the effect of emissions between the

scenarios RCP4.5 and RCP8.5, it can be seen that the level of emissions has affected

the ETo in the study area.

vi

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả đạt được

trong luận văn đề tài “Ảnh hưởng của El Nino và Biến đổi khí hậu đến lượng bốc hơi

tiềm năng khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên” là sản phẩm của cá nhân tôi tìm

hiểu và nghiên cứu dưới sự dẫn dắt và hỗ trợ của PGS.TS. Lương Văn Việt. Trong

toàn bộ nội dung của luận văn, các kết quả nghiên cứu và các kết luận là trung thực

do cá nhân tôi nghiên cứu và tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Việc tham khảo các

nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy

định.

Học viên

Nguyễn Hoàng Khánh Linh

vii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ............................................................................ ii

ABSTRACT.............................................................................................................. iv

LỜI CAM ĐOAN...................................................................................................... vi

MỤC LỤC................................................................................................................ vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................................................... xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU..................................................................................... xiii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................. xiv

MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1

1. Đặt vấn đề .........................................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................3

- Mục tiêu tổng quát..................................................................................3

- Mục tiêu cụ thể .......................................................................................3

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.....................................................................4

- Đối tượng nghiên cứu.............................................................................4

- Phạm vi nghiên cứu ................................................................................4

4. Số liệu và phương pháp nghiên cứu..................................................................4

5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài...............................................................................5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ..................................................................................6

1.1 Tổng quan El Nino, biến đổi khí hậu và ảnh hưởng của hiện tượng đến lượng

bốc thoát hơi................................................................................................................6

1.1.1 El Nino và dao động Nam......................................................................6

1.1.2 Chỉ số ONI..............................................................................................8

1.1.3 Biến đổi khí hậu .....................................................................................8

1.1.4 Ảnh hưởng của El Nino và biến đổi khí hậu........................................14

1.2 Tổng quan khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên - Việt Nam ...................16

1.2.1 Vị trí địa lý ...........................................................................................16

1.2.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo..................................................................17

viii

1.2.3 Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên..........................................................19

1.2.4 Đặc điểm khí hậu..................................................................................23

1.2.5 Đặc điểm thủy văn................................................................................25

1.2.6 Đặc điểm hải văn..................................................................................27

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.....................................................27

1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước ........................................................27

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước .........................................................29

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................32

2.1 Nội dung nghiên cứu.......................................................................................32

2.1.1 Thu thập và tổng hợp cơ sở liệu khí tượng...........................................32

2.1.2 Tính toán bốc thoát hơi tiềm năng........................................................34

2.1.3 Xác định vai trò của các yếu tố khí tượng đến sự thay đổi hoặc biến

động của ETo ............................................................................................................34

2.1.4 Xác định ảnh hưởng của El Nino và Biến đổi khí hậu đến lượng bốc

thoát hơi tiềm năng khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên...................................35

2.1.5 Đề xuất các giải pháp thích ứng với những tác động từ El Nino và Biến

đổi khí hậu tại khu vực NTB và TN..........................................................................35

2.2 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................36

2.2.1 Phương pháp thu thập số liệu ...............................................................36

2.2.2 Phương pháp xác định lượng bốc thoát hơi tiềm năng (CROPWAT) .36

2.2.3 Phương pháp xác định độ dốc của đường xu thế (Kiểm định phi tham

số Mann-Kendall và xu thế Sen)...............................................................................40

2.2.4 Phương pháp kiểm định, thống kê (t-Test)...........................................42

2.2.5 Phương pháp phân tích không gian ......................................................42

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................43

3.1 Giá trị Lượng bốc hơi tiềm năng (ETo) và các yếu tố khí hậu có liên quan

trên khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên giai đoạn 1977-2018..........................43

3.1.1.1 Nhiệt độ ..........................................................................................43

3.1.1.2 Độ ẩm.............................................................................................46

3.1.1.3 Tốc độ gió.......................................................................................47

3.1.1.4 Lượng mưa .....................................................................................49