Dự tính mực nước biển dâng do biến đổi khí hậu dựa trên các mô hình hoàn lưu chung cho khu vực biển việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐO N TH THU H DỰ TÍNH MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU DỰA TRÊN CÁC MÔ HÌNH HO N LƯU CHUNG CHO KHU VỰC BIỂN VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

ĐO N TH THU H

DỰ TÍNH MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

DỰA TRÊN CÁC MÔ HÌNH HO N LƯU CHUNG

CHO KHU VỰC BIỂN VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

H NỘI – 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

ĐO N TH THU H

DỰ TÍNH MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

DỰA TRÊN CÁC MÔ HÌNH HO N LƯU CHUNG

CHO KHU VỰC BIỂN VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: TS N H ể

HÀ NỘI – 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguy n Xu n Hiển không sao ch p c c công trình nghiên cứu của ngư i kh c N i dung luận văn c tham khảo và s d ng tài liệu thông tin đăng tải trên c c ấn ph m tạo chí và trang we đ u đư c trích dẫn đ y đủ số liệu

s d ng đ u là c c số liệu c ngu n gốc chính thống đ ng tin cậy

M t ph n của luận văn đã đư c công ố trong ài o Cập nhật xu thế thay đ i của mực nước iển khu vực iển Việt Nam đăng tải trên Tạp chí Khí tư ng Thủy văn số vào th ng năm

Tôi hoàn toàn chịu tr ch nhiệm v tính x c thực và nguyên ản của luận văn

Tác ả

Đoàn Thị Thu Hà

LỜI C M N

Luận văn đư c hoàn thành tại Khoa Sau đại học Đại học Quốc gia Hà N i dưới

sự hướng dẫn của TS Nguy n Xu n Hiển T c giả xin ày t l ng iết ơn tới ngư i

th y đ ng th i là cấp trên tại cơ quan ngư i đã luôn tận tình quan t m hướng dẫn trong suốt qu trình học tập c ng như công t c để hoàn thành tốt luận văn

T c giả c ng xin g i l i cảm ơn tới c c c n giảng dạy và đào tạo tại Khoa Sau đại học Đại học Quốc gia Hà N i đã luôn hết l ng gi p đ và tạo đi u kiện tốt nhất cho t c giả trong suốt qu trình học tập và nghiên cứu

T c giả c ng xin g i l i cảm ơn ch n thành tới c c anh chị em ạn đ ng nghiệp trong Trung t m Nghiên cứu Khí tư ng Thủy văn Biển Viện Khí tư ng thủy văn và Biến đ i khí hậu đ c iệt là ThS Lê Quốc Huy và ThS Dương Ngọc Tiến đã luôn h tr và đ ng g p nh ng kiến qu u trong qu trình thực hiện luận văn Luận văn đư c hoàn thành trong khuôn kh Đ tài cấp Nhà nước Nghiên cứu luận cứ khoa học cập nhật kịch ản iến đ i khí hậu và nước iển d ng cho Việt Nam thu c Chương trình Khoa học và Công nghệ ph c v Chương trình m c tiêu Quốc gia ứng ph với iến đ i khí hậu – Mã số BĐKH-43 do TS Nguy n Văn Hiệp làm chủ nhiệm và Dự n Cập nhật kịch ản iến đ i khí hậu nước iển d ng cho Việt Nam của B Tài nguyên và Môi trư ng do TS Mai Văn Khiêm làm chủ nhiệm Xin tr n trọng cảm ơn

Cuối c ng t c giả xin g i l i cảm ơn s u s c nhất tới gia đình đ c iệt là m và con g i nh ng ngư i đã luôn là ngu n đ ng lực lớn nhất để t c giả c thể hoàn thành công t c và học tập

Hà N th n 5

Đoàn Thị Thu Hà

i

M C L C

DANH M C CÁC K HIỆU VIẾT TẮT iii

DANH M C B NG iv

DANH M C HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Các kịch bả ồ độ khí nhà kính RCPs 4

1.2 Các đá h á về mực ước b ể d tr bì h toà cầ và kh vực 5

1.3 Các hư há dự t h mực ước b ể d 10

1.3 ph n ph p t nh n n n tr o o nh R5 ủa IP 10

1.3.2 Ph n ph p t nh n n n toàn ầu tron o o R5 12

1.3 3 ph n ph p t nh n n n khu v 13

1.3 4 Ph n ph p t nh n n n ã ợ p ụn ở V ệt Na 16

CHƯ NG I TƯ NG S LIỆU V PHƯ NG PHÁP NGHIÊN C U 18

1 Đặc đ ểm kh vực h ê cứ 18

Vị tr ịa hun ủa khu v 18

u t nh h ởn t ao n n n 20

S h ê cứ 26

S ệu th o t tr h v n tron khu v n V ệt Na 26

S ệu quan tr t vệ t nh ho khu v n V ệt Na 27

3 S ệu ph n t h nh O Ms 29

4 S ệu ph n kh n an ủa thành phần n p vào n n n tr n ph v toàn ầu 32

5 S ệu u h nh n t nh n t h nh I 5 VM L 34

6 S ệu toàn ầu sun t IP 35

Phư há h ê cứ 35

3 Ph n ph p s ệu 35

3 Ph n ph p t nh n n n ho khu v V ệt Na 44

ii

3 3 Ph n ph p t nh t nh h a h h n ủa n n n t nh

ho khu v V ệt Na 47

CHƯ NG KẾT QU V TH O LUẬN 49

1 th b đổ c mực ước b ể kh vực V t N m 49

3 u th n ủa n n t nh to n t s ệu th o 49

3 u th n ủa n n t nh to n t s ệu vệ t nh 50

3 3 So s nh u th n ủa n n t ha n u n s ệu 51

K ểm h m các m hì h AOGCM vớ trắc 52

Ph b kh c mực ước b ể d t kh vực b ể V t N m 54

3 3 Ph n kh n an ủa n n n o ãn nở nh ệt và n 54

3 3 Ph n kh n an ủa n n n t n n 56

Mực ước b ể d tr bì h toà kh vực b ể V t N m 57

3 4 Mứ n p ủa thành phần vào n n n 57

3 4 n tr nh n n n theo thờ an tron th k 60

3.5 Thảo ậ 62

KẾT LUẬN 66

T I LIỆU THAM KH O 68

iii

DANH M C CÁC K HIỆU VIẾT TẮT

đ i khí hậu

đ i khí hậu

iv

DANH M C B NG

Bảng 1 Mô tả c c kịch ản n ng đ khí nhà kính RCPs 5 Bảng Mực nước iển d ng trung ình toàn c u và mức đ đ ng g p của từng thành ph n m c ng tính chưa ch c ch n của c c dự tính trong giai đoạn 8 – 2100

so với th i kì n n (baseline) 1986- cho 4 kịch ản RCPs 9 Bảng Thông tin các trạm hải văn trong khu vực Việt Nam 26 Bảng Danh s ch các mô hình AOGCMs đư c s d ng trong nghiên cứu và đ

ph n giải cho khu vực iển Việt Nam 30 Bảng Tiêu chu n tin cậy của chỉ số kiểm định r 36 Bảng 4 Đ nh gi và kiểm nghiệm thống kê chu i số liệu dao đ ng mực nước biển trung bình cho các trạm hải văn 37 Bảng Các thành ph n đ ng g p vào mực nước biển d ng và phương ph p dự tính cho khu vực Biển Đông 45 Bảng Xu thế iến đ i mực nước iển trung ình tại c c trạm hải văn 49 Bảng Xu thế iến đ i mực nước iển tính to n từ số liệu vệ tinh và số liệu thực đo

và hệ số tương quan gi a hai số liệu -2013) 51 Bảng Giá trị trung vị và khoảng tin cậy của dự tính mực nước biển dâng và các thành ph n đóng góp vào cuối thế kỷ 21 so với th i kỳ 1986-2005 tại khu vực Biển Đông và toàn c u (theo Bảng 13.5 trong Báo cáo AR5 của IPCC) 59 Bảng 4 Mực nước iển d ng trung ình toàn khu vực Biển Đông trong thế kỉ so với th i kì n n 8 – theo hai kịch ản RCP 4 và RCP 8.5 62

v

DANH M C HÌNH

Hình Mực nước iển d ng trong giai đoạn 8 so với th i kì n n 8

theo ốn kịch ản RCPs cho toàn c u 10

Hình Vị trí của Biển Việt Nam trong khu vực 18

Hình Cấu tr c địa đ ng lực cm và d ng chảy lớp m t m s khu vực Biển Đông từ số liệu vệ tinh giai đoạn – 2010 23

Hình Biến đ i trị số trung ình v đ của nhiệt đ và đ m n 25

Hình 4 Trang we thu thập số liệu trực tiếp của AVISO 28

Hình Cấu tr c tập tin số liệu theo điểm 28

Hình Cấu tr c tập số liệu hai chi u và a chi u 29

Hình Thư m c chứa số liệu đư c thu thập qua giao thức FTP 29

Hình 8 Số liệu ph n ố không gian của c c thành ph n đ ng g p vào mực nước iển dâng 32

Hình Ph n ố không gian của thành ph n ăng trên đỉnh n i 33

Hình Ph n ố không gian của thành ph n ăng đ ng lực 33

Hình Ph n ố không gian của thành ph n tr lư ng nước trên l c địa 33

Hình Số liệu đi u chỉnh đ ng t nh ăng từ mô hình ICE5G (VM2 L90) 34

Hình Tỷ lệ thay đ i của mực Geoid trên phạm vi toàn c u 34

Hình 4 Tỷ lệ dịch chuyển m t tr i đất theo phương th ng đứng 35

Hình S d ng ph n m m Ocean Data View đọc số liệu toàn c u 38

Hình S d ng ph n m m Ocean Data View trích suất số liệu v ng Biển Đông 38 Hình Số liệu mô ph ng toàn c u đư c regrid trong MatLa 39

Hình 8 Định dạng tập tin đ u ra đã đư c regrid 40

Hình Biến thiên trong đ cao m t iển trên mực Geoid trên và mực nước iển d ng do giãn n nhiệt trung ình toàn c u dưới từ tất cả c c mô hình trước và sau khi hiệu chỉnh loại xu hướng hạn dài 42

Hình Tỷ lệ ph n ố theo không gian của c c thành ph n: Băng trên đỉnh n i Tr lư ng nước trên l c địa C n ng khối lư ng m t ăng Greenland C n ng khối lư ng m t ăng Nam cực Băng đ ng lực Greenland Băng đ ng lực

Nam Cực 43

vi

Hình Thành ph n đi u chỉnh đ ng t nh ăng ao g m: Tỷ lệ thay đ i của mực

Geoid và Tỷ lệ dịch chuyển m t tr i đất theo phương th ng đứng 44

Hình Xu thế tăng mực nước iển tại c c trạm hải văn 50

Hình Xu thế mực nước trung ình a Biển Đông và toàn c u từ vệ tinh 50

Hình Xu thế thay đ i mực nước từ số liệu vệ tinh tại khu vực iển Việt Nam 51

Hình 4 Tương quan gi a mực nước thực đo tại c c trạm hải văn và mực nước quan tr c từ vệ tinh giai đoạn – 2013 52

Hình Biến trình theo th i gian của mực nước trung ình c c trạm thực đo hình thoi đ số liệu vệ tinh v ng tr n xanh trung ình c c mô hình AOGCMs đư ng đậm màu đ thể hiện trung ình c c mô hình và khoảng m màu x m thể hiện khoảng tin cậy cho th i kỳ 8 -2005 53

Hình Tương quan của a chu i số liệu mực nước thực đo trung ình tại c c trạm thực đo giai đoạn 8 – và số liệu vệ tinh giai đoạn - với số liệu trung ình từ c c mô hình 53

Hình Ph n ố của mực nước iển d ng do giãn n nhiệt và đ ng lực cm giai đoạn cuối thế kỉ so với th i kì n n 8 – theo kịch ản RCP 4 từ m t số mô hình AOGCMs cho khu vực iển Việt Nam 54

Hình 8 Ph n ố của mực nước iển d ng do giãn n nhiệt và đ ng lực cm giai đoạn cuối thế kỉ so với th i kì n n 8 - theo kịch ản RCP 8 từ m t số mô hình AOGCMs cho khu vực iển Việt Nam 55

Hình Mực nước iển d ng t ng c ng cm vào giai đoạn gi a thế kỉ so với th i kì n n theo kịch ản RCP 4 a Cận trên Trung ình và c Cận dưới 56

Hình Mực nước iển d ng t ng c ng cm giai đoạn gi a thế kỉ so với th i kì n n theo kịch ản RCP 8 a Cận trên Trung ình và c Cận dưới 56

Hình Mực nước iển d ng t ng c ng cm giai đoạn cuối thế kỉ so với th i kì n n 8 – theo kịch ản RCP 4 a Cận trên Trung ình và c Cận dưới 57

Hình Mực nước iển d ng t ng c ng cm giai đoạn cuối thế kỉ so với th i kì n n 8 – theo kịch ản RCP 8 a Cận trên Trung ình và c Cận dưới 57

Hình Mực nước iển d ng trung ình toàn khu vực iển Việt Nam mức đ đ ng g p của từng thành ph n cm c c đư ng li n đậm n t và tính chưa ch c ch n của c c dự tính c c khoảng m so với th i kì n n 8 - theo kịch ản RCP 4 58

vii

Hình 4 Mực nước iển d ng trung ình toàn khu vực iển Việt Nam mức đ đ ng

g p của từng thành ph n cm c c đư ng li n đậm n t và tính chưa ch c ch n của c c

dự tính c c khoảng m so với th i kì n n 8 - theo kịch ản RCP 8 58 Hình Mực nước iển d ng t ng c ng trung ình toàn khu vực Biển Đông trong thế kỉ so với th i kì n n 8 – đư ng màu đ đậm và khoảng tin cậy

đư ng m màu x m tính to n từ c c mô hình kết h p với c c thành ph n kh c theo kịch ản RCP 4.5 60 Hình Mực nước iển d ng t ng c ng trung ình toàn khu vực Biển Đông trong thế kỉ so với th i kì n n 8 – đư ng màu đ đậm và khoảng tin cậy

đư ng m màu x m tính to n từ c c mô hình kết h p với c c thành ph n kh c theo kịch ản RCP 8 61 Hình Mực nước iển d ng trung ình toàn khu vực Biển Đông trong thế kỉ so với th i kì n n 8 – c c đư ng đậm n t và khoảng tin cậy c c khoảng m theo hai kịch ản RCP 4 và RCP 8.5 61

1

MỞ ĐẦU

Trong m t vài thập kỉ g n đ y mực nước iển d ng g n với sự n ng lên toàn

c u ngày càng c nh ng iểu hiện r ràng hơn Đ y là m t trong nh ng hệ quả của iến đ i khí hậu BĐKH và c khả năng g y thiệt hại rất lớn tới kinh tế xã h i Mực nước iển d ng trung ình toàn c u c nguyên nh n chủ yếu là do sự giãn n vì hấp thu nhiệt của đại dương và sự tan chảy ăng trên đất li n Tuy nhiên nhi u nghiên cứu

đã chỉ ra r ng c c iến đ i mang tính địa phương ảnh hư ng mạnh tới dao đ ng mực nước iển khu vực làm tăng ho c giảm tốc đ d ng mực nước iển [15], [17], [81],

ng r ng c c khu vực kh c nhau không phải đối m t với c ng m t mức đ rủi ro do mực nước iển dâng Đi u này cho thấy t m quan trọng của c c qu trình vật l di n ra tại khu vực trong xu thế dao đ ng mực nước iển và t c đ ng ti m tàng của mực nước iển d ng đối với c c iển thấp và hải đảo

Biển Việt Nam hay c n gọi là Biển Đông là iển n a kín lớn nhất n m v phía Tây B c Th i Bình Dương Nhi u nghiên cứu từ trước tới nay đã chỉ ra nh ng thay đ i

đ ng kể trong xu thế dao đ ng của mực nước iển khu vực Tỷ lệ d ng của mực nước biển trung ình tính to n dựa trên số liệu quan tr c từ vệ tinh Biển Đông là 4,7

mm năm cho giai đoạn -2009 [7] và 4 mm năm cho giai đoạn -2013 [8] con số này tương đối cao hơn so với tỷ lệ d ng trung ình toàn c u trong c ng th i kỳ

là ± 4 mm năm [60], [49] Sự kh c iệt này c thể t ngu n từ nh ng ảnh hư ng

đ ng kể của c c dao đ ng dài hạn như El Ni o - Dao đ ng Nam (ENSO) và Dao đ ng quy mô thập kỉ Th i Bình Dương PDO [10] Đi u này cho thấy c c d liệu vệ tinh chủ yếu phản nh sự thay đ i liên m a và trong thập kỷ chứ chưa h n là xu hướng dài hạn vì th i gian quan tr c tương đối ng n năm Dựa trên chu i số liệu dao đ ng mực nước iển thực đo trong qu khứ tỷ lệ d ng của mực nước iển trong khu vực chỉ vào khoảng ~ mm năm trong th i gian - tương đ ng với tỷ lệ d ng trung ình toàn c u [22]

Trong ối cảnh đ năm B Tài nguyên và Môi trư ng đã công ố ản cập nhật kịch ản iến đ i khí hậu nước iển d ng cho Việt Nam trên cơ s phiên ản công ố năm [2], [3] Cả hai phiên ản này đ u đư c tính to n s d ng phương

ph p chi tiết h a thống kê trên cơ s kịch ản nước iển d ng toàn c u đư c công ố

i Ban Liên chính phủ v Biến đ i khí hậu IPCC) C c kết quả từ sau B o c o đ nh giá l n thứ 4 của IPCC (AR4) [37] đã cho thấy trong nh ng thập kỉ g n đ y mực nước iển vẫn tiếp t c d ng Theo l trình của Chương trình m c tiêu Quốc gia ứng ph với Biến đ i khí hậu, vào năm Việt Nam sẽ tiếp t c cập nhật kịch ản nước iển

d ng để ph c v cho c c địa phương và B ngành trong đ nh gi t c đ ng và đ xuất

c c giải ph p ứng ph với nước iển d ng

2

Nhìn chung ngoài c c công ố chính thức của B Tài nguyên và môi trư ng

h u hết c c nghiên cứu trong nước hiện nay đ u chỉ tập trung vào xu thế dao đ ng mực nước của khu vực iển Việt Nam trong qu khứ mà ít quan t m tới dự tính mực nước iển d ng cho tương lai Thêm vào đ trong B o c o đ nh gi l n thứ (AR5), IPCC

đã chính thức đưa ra m t kịch ản mới – kịch ản n ng đ khí nhà kính Representative Concentration Pathways), đư c ph t triển i m t nh m mô hình kh c nhau dựa trên lư ng ức xạ m t đất nhận đư c tương ứng với n ng đ khí nhà kính [38] Sự thay đ i sang c c kịch ản khí nhà kính mang nhi u ưu điểm hơn đ i h i c n phải cập nhật c c d liệu đ u vào trong c c nghiên cứu v dự tính mực nước iển d ng trong tương lai

(RCP-Chính vì vậy đ tài D tính m c nước i n d ng do i n i kh h u d a

tr n c c h nh ho n ưu chung cho khu v c i n i t Na sẽ p d ng c c

nghiên cứu mới nhất ao g m s d ng kết quả đ u ra từ mô hình hoàn lưu chung khí quyển – đại dương AOGCMs (thu c mô hình đư c ph t triển trong khuôn kh

Dự n Đối chứng mô hình kết h p giai đoạn – CMIP5) [79] nh m dự tính mực nước iển d ng ti m năng trong thế kỉ khu vực Biển Đông Đ tài c ngh a khoa học quan trọng trong đ nh gi c c t c đ ng của BĐKH đối với khu vực Việt Nam làm cơ

s cho việc tính to n mức đ ngập l t do nước iển d ng c c khu vực ven iển

M c tiêu chính của luận văn ao g m: 1) Đ nh gi xu thế iến đ i của mực nước iển khu vực Việt Nam trong qu khứ dựa trên số liệu thực đo tại c c trạm hải văn trong khu vực và số liệu quan tr c từ vệ tinh 2) ng d ng kết quả từ c c mô hình AOGCMs tính to n mực nước iển d ng do giãn n nhiệt và đ ng lực c ng như mực nước iển d ng t ng c ng ph n ố theo không gian trên toàn v ng iển Việt Nam 3)

Dự tính mực nước iển d ng trung ình toàn khu vực iển Đông và đ nh gi mức đ

đ ng g p của c c thành ph n vào mực nước iển d ng trong thế kỉ theo hai kịch

ản n ng đ khí nhà kính RCP 4 và RCP 8

Để đạt đư c c c m c tiêu trên, nh ng n i dung công việc c n thực hiện ao

g m: T ng quan tình hình nghiên cứu liên quan đến mực nước iển d ng ao g m

c c phương ph p và kết quả dự tính mực nước iển d ng đã đư c công ố trên thế giới trong khu vực và Việt Nam X y dựng cơ s d liệu ao g m c c số liệu quan tr c mực nước iển từ c c trạm thực đo và từ vệ tinh số liệu mô ph ng mực nước iển từ c c mô hình AOGCMs số liệu v tỷ lệ ph n ố không gian của c c thành

ph n đ ng g p vào mực nước iển d ng số liệu v thành ph n đi u chỉnh đ ng t nh ăng và số liệu sung của IPCC Kiểm nghiệm chu i số liệu quan tr c và kiểm nghiệm sự ph h p của c c mô hình AOGCMs đối với khu vực Việt Nam 4 Đ nh gi

xu thế iến đ i của mực nước iển khu vực Việt Nam trong qu khứ và Dự tính

Chương T ng quan Trình ày c c kết quả đ nh gi v mực nước iển d ng toàn c u

và khu vực trong qu khứ c ng như tương lai T ng h p và nhận định v c c phương

ph p đã đư c s d ng để dự tính mực nước iển d ng cho toàn c u c ng như khu vực

và m t số phương ph p đã đư c p d ng Việt Nam

Chương Đối tư ng số liệu và phương ph p nghiên cứu Giới thiệu c c đ c điểm chính của khu vực nghiên cứu c c yếu tố ảnh hư ng tới mực nước iển d ng khu vực Giới thiệu c c ngu n số liệu đư c s d ng để dự tính mực nước iển d ng Trình ày

và ph n tích m t c ch tu n tự và h p l v c ch tiếp cận và c c phương ph p x l số liệu phương ph p dự tính mực nước iển d ng đư c s d ng trong nghiên cứu

Chương Kết quả và thảo luận Trình ày c c kết quả chính mà nghiên cứu đạt đư c

ao g m: Xu thế iến đ i của dao đ ng mực nước Kiểm nghiệm c c mô hình hoàn lưu chung AOGCMs với số liệu quan tr c Ph n ố không gian của mực nước iển

d ng và mực nước iển d ng trung ình toàn khu vực iển Việt Nam

4

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN 1.1 Các kịch bả ồ độ khí nhà kính RCPs

Nhi u nghiên cứu đã chỉ ra r ng BĐKH c liên hệ ch t chẽ với mức đ ph t thải khí nhà kính qua đ gi n tiếp phản nh mối liên hệ với tốc đ ph t triển kinh tế –

xã h i Di n iến của lư ng khí nhà kính trong tương lai đư c thể hiện ng các kịch

ản n ng đ kh c nhau dựa trên các giả định v sự ph t triển kinh tế - xã h i C c cơ

s để x c định c c kịch ản khí nhà kính ao g m: 1) Sự ph t triển kinh tế quy mô toàn c u D n số thế giới và mức đ tiêu d ng Chu n mực cu c sống và lối sống 4 Tiêu th năng lư ng và tài nguyên năng lư ng Chuyển giao công nghệ Thay đ i s d ng đất

Từ B o c o đ nh gi l n thứ nhất (FAR) đư c đưa ra vào năm tới B o c o

đ nh gi l n thứ năm AR5) đư c đưa ra vào năm IPCC đã liên t c cập nhật c c kịch ản khí nhà kính dựa trên c c nghiên cứu kh c nhau Từ sau B o c o đ nh gi l n thứ 4 AR4) vào năm đứng trước c c hiểu iết mới v c c qu trình vật l c ng như sự cải tiến trong phương ph p quan tr c và tính to n nhi u nhà khoa học đã đi s u nghiên cứu để ph t triển m t hệ thống kịch ản mới c tính ch c ch n hơn làm cơ s cho các đ nh giá v BĐKH và nước iển d ng trong tương lai (IPCC, 2007) Sự c n thiết phải cập nhật m t hệ thống kịch ản mới thể hiện qua c c yêu c u: 1) M r ng phạm vi ao hàm của n ng đ khí nhà kính; 2) Tăng số lư ng iến làm đ u vào cho các mô hình; 3) L ng gh p c c vấn đ giảm nh và thích ứng với BĐKH; 4) Mô tả sâu

s c và toàn diện hơn

Chính vì vậy trong Báo cáo AR của IPCC thuật ng RCPs Representative Concentration Pathways), tạm dịch là Đư ng n ng đ đại diện đư c đưa ra để di n

tả c c kịch ản ph t triển kinh tế xã h i toàn c u trong tương lai, dẫn đến việc tr i đất tích t khí nhà kính với c c n ng đ kh c nhau và nhận đư c lư ng ức xạ nhiệt tương ứng Trong Báo cáo AR kịch ản ph t thải khí nhà kính (SRES) đã đư c thay thế i kịch ản n ng đ khí nhà kính RCPs) c c kịch ản RCP đư c đ t tên theo cư ng đ

ức xạ cư ng ức sẽ đạt đến vào năm 2100, c thể như RCP RCP 4 ph t thải thấp RCP ph t thải trung ình RCP 8 ph t thải cao C c thông số đư c hàm chứa trong c c kịch ản này sẽ là đ u vào cho c c mô hình kết h p khí quyển – đại dương toàn c u và khu vực

Hệ thống kịch ản mới đư c x y dựng dựa trên kết quả h p t c gi a các nhóm nghiên cứu mô hình tích h p IAM khác nhau trong đ m i kịch ản khí n ng đ nhà kính (RCP) đư c ph t triển i m t nh m chuyên iệt Đ c điểm tiến quan trọng nhất của kịch ản RCPs so với c c kịch ản SRES trước đ là không cố định c c

5

giả định liên quan đến c c vấn đ kinh tế - xã h i như sự gia tăng d n số tăng trư ng kinh tế, cải tiến công nghệ, thay đ i s d ng đất Nhi u giả định v ph t triển kinh tế

xã h i trong tương lai khác nhau đ u c thể dẫn đến cùng m t cư ng đ ức xạ cư ng

ức Cư ng đ ức xạ cư ng ức c thể xem là thước đo mức đ ảnh hư ng của m t yếu tố tới sự thay đ i c n ng năng lư ng vào/ra trong hệ thống khí quyển tr i đất và

đư c đo ng Watts cho m i m t vuông W m² Bảng

Ngoài ra, tác đ ng của n ng đ của c c khí nhà kính trong khí quyển như CO2,

CH4, NH3, NOx… và các sol khí khác (như sulfate và mu i than trong giai đoạn 1850

- 2100 c ng đư c tính đến Nhìn chung phạm vi của c c kịch ản RCPs ao g m toàn

c c kịch ản ph t thải khí nhà kính, trong đi u kiện có và không có các chính sách khí hậu

1.2 Các đá h á về mực ước b ể d tr bì h toà cầ và kh vực

B ng c ch s d ng nhi u phương ph p quan tr c kh c nhau c c iến đ ng của mực nước iển trên phạm vi toàn c u trong nhi u thế kỉ đã đư c ghi nhận Kết quả phân tích các iến đ ng dài hạn c ng như ng n hạn của mực nước iển đư c quan tr c

đã đưa đến các hiểu iết v đ nhạy với khí hậu của mực nước iển trong qu khứ,

nh ng thay đ i của mực nước iển trong hiện tại c ng như nh ng thay đ i c thể dự

o trước trong tương lai [27], [45], [46], [48], [71], [72]

6

Hiện nay hai ngu n số liệu quan tr c mực nước iển chủ yếu vẫn là số liệu từ

c c trạm đo tri u (in-situ) từ nh ng năm đ u thế kỉ và số liệu từ c c vệ tinh đo cao (altimetry) từ nh ng năm đ u thập kỉ Mực nước iển d ng trung ình toàn c u ước tính từ số liệu thực đo [21], [22], [25], [33], [40], [42], [70] cho thấy xu thế dâng trung ình toàn c u là khoảng 1,7 ± 0,2 mm năm trong giai đoạn - với mực nước iển d ng t ng c ng tương ứng là 0,19 ± 0,2 m Nh ng ng chứng này c ng với

c c ng chứng v tốc đ thay đ i mực nước iển cho thấy tỷ lệ d ng của mực nước iển trung ình toàn c u c xu hướng tăng trong hai thế kỉ vừa qua và từ đ u nh ng năm , tỷ lệ d ng này c dấu hiệu đã gia tốc Gia tốc này nhạy cảm với đ dài của

th i gian ph n tích do c nh ng iến thiên t n suất thấp ch ng hạn các iến thiên đa thập kỉ đã đư c ghi nhận trong c c số liệu thực đo tại trạm [20]) Theo kết quả đã công

ố trong nghiên cứu của Church và White [22] đ lớn của gia tốc là ,009 ± 0,005

mm năm2 trong giai đoạn 88 -2009 khi không tính đến thành ph n dao đ ng chu kì năm

Từ đ u nh ng năm các vệ tinh với đ chính x c cao đã t đ u cung cấp

số liệu quan tr c mực nước iển trên quy mô toàn c u (±66o

) với đ ph n giải th i gian xấp xỉ 10 ngày M c d trong chu i số liệu trung ình năm đư c đưa ra i c c vệ tinh

đo cao khác nhau luôn t n tại mức đ chênh lệch nh [54] xu thế mực nước iển d ng trung ình toàn c u dài hạn (trên năm) vẫn c sự thống nhất cao Từ kết quả phân tích các ngu n số liệu vệ tinh đo cao khác nhau, có tính đến mức hiệu chỉnh

~ mm năm do hiện tư ng m r ng thủy vực đại dương toàn c u liên quan đến đi u chỉnh đ ng t nh ăng [64] tốc đ d ng của mực nước iển trung ình toàn c u lên tới 3,2 ± 0,4 mm năm tính riêng trong giai đoạn -2012 Đ chính x c của kết quả phân tích đư c đ nh gi dựa trên việc t ng h p tất cả c c ngu n sai số ảnh hư ng đến phương ph p quan tr c từ vệ tinh [11] c ng với việc so s nh gi a các trạm đo tri u khác nhau [12], [60] Xu thế mực nước iển d ng trung ình toàn c u từ năm cao hơn so với tốc đ trung ình trong thế kỉ và tốc đ dâng mực nước iển trung ình toàn c u gi a giai đoạn đến tương ứng với tốc đ d ng trong giai đoạn từ năm 1993 đến nay Tốc đ dâng cao hơn c ng đư c nhận thấy khi phân tích số liệu từ các trạm đo tri u trong cùng giai đoạn nhưng nếu chỉ dựa trên c c số liệu quan tr c thì chưa thể đưa ra kết luận r ng mực nước iển d ng đã gia tốc trong th i gian g n đ y

vì c n xem x t đến nh ng iến thiên quy mô đa thập kỉ của mực nước iển đã đư c phản nh trước đ y Mức đ gia tăng nhanh hơn của mực nước iển d ng trung ình toàn c u từ năm đến nay có thể c mối liên hệ với hiện tư ng La Nina trong năm

2011 [14]

Theo nhận định dựa trên c c ng chứng khoa học, thành ph n quan trọng nhất

đ ng g p vào sự gia tăng của mực nước iển là qu trình giãn n nhiệt do sự hấp thu

7

nhiệt của đại dương trên quy mô toàn c u Các ng chứng đư c thu thập đư c từ nhi u ngu n s d ng c c phương pháp kh c nhau ao g m: (1) ngu n số liệu v iến thiên đ s u đại dương theo th i gian mang tính hệ thống cho thấy sự m r ng của đại dương trong qu khứ [30], (2) ngu n số liệu v nhiệt đ đ m n và d ng chảy iển của dự n Argo Hệ thống trạm phao quan tr c nhiệt đ , đ m n và d ng chảy iển theo th i gian thực) g n đ y với đ ao phủ g n như toàn c u ngoại trừ c c khu vực

ao phủ i ăng và c c iên tới đ s u .000 m từ đ u nh ng năm , và (3) ngu n số liệu v mức đ đ ng g p của t ng s u đại dương cung cấp i c c tàu khảo sát và tàu vi n dương đư c lưu tr trong cơ s d liệu thu c Chương trình Thí nghiệm Hoàn lưu Đại dương thế giới World Ocean Circulation Experiment – WOCE) [43], [44], [47], [67]

Nhi u nghiên cứu trong giai đoạn g n đ y đã d n kh ng định thành ph n quan trọng thứ hai đ ng g p vào mực nước iển d ng trung ình toàn c u là ăng trên đỉnh núi [55] Băng trên đỉnh n i trong đ m t ph n nh là c c n i ăng iển c mức đ iến đ ng tương đối lớn theo quy mô th i gian hàng thập kỉ theo đ nh gi từ c c số liệu quan tr c dựa trên c c phương ph p ph n tích c ng như kiểm kê đã đư c cải tiến

m t c ch toàn diện hơn trên phạm vi toàn c u M c d theo giả thiết lư ng ăng trên đỉnh n i tan chảy do sự ấm lên của khí quyển c thể đ ng g p tương đối đ ng kể vào mực nước iển d ng tuy nhiên d ng chảy đư c hình thành do ăng tan d ng chảy trong sông h và d ng chảy ng m chịu t c đ ng kh lớn từ việc ngăn ch n d ng chảy của đất trong khi t c đ ng này lại chưa đư c ph n tích và đ nh gi m t c ch đ y đủ Theo các ước tính mức đ đ ng g p của ăng trên đỉnh n i vào mực nước iển dâng trung bình toàn c u là khoảng 0,71 ± 0,08 mm năm

Các đ nh gi dựa trên việc ph n tích chu i số liệu quan tr c c ng chỉ ra r ng, trong năm từ năm tới tốc đ đ ng g p trung ình vào mực nước iển

d ng trung ình toàn c u của ăng Greenland rất c khả năng đã gia tăng từ ,09

mm năm lên đến , mm năm trong khi Nam Cực con số này đã tăng từ 0,08

mm năm lên đến ,4 mm năm Tính trung ình trong cả giai đoạn -2010, tốc đ

đ ng g p t ng c ng của ăng hai khu vực này là 0,60 [0,4 đến , 8] mm năm Trong khi đ kết quả mô ph ng từ nhi u mô hình khác nhau đ u cho thấy c hiện

tư ng ấm lên tại Nam Cực và hệ quả tất yếu là gia tăng lư ng gi ng thuỷ Mối quan hệ

gi a c c đại lư ng này thể hiện mức đ tin cậy khá cao dựa trên các quá trình vật l và

c c ng chứng thu thập từ l i ăng [50], [78], [83]

Tr lư ng nước trên l c địa ( ao g m nước trong môi trư ng tự nhiên như sông h đất ngập nước và các khu vực đất chưa ão h a nước t ng chứa nước và tuyết tại c c v đ và đ cao lớn và trong c c ể chứa nh n tạo như h đập và giếng

8

ng m) c ng phản h i với iến đ i và iến thiên khí hậu và có thể làm gia tăng tốc đ dâng mực nước iển C c dự tính v sự thay đ i tr lư ng nước trên l c địa liên quan đến c c iến đ ng của khí hậu trong m t vài thập kỉ vừa qua chủ yếu dựa vào c c mô hình thủy văn quy mô toàn c u do sự hạn chế của chu i số liệu quan tr c [57] Trong quá trình phân tích, đ nh gi mối quan hệ gi a sự thay đ i tr lư ng nước trên l c địa

và khí hậu Milly và c ng sự [56] và Ngo-Duc và c ng sự [61] đã không tìm ra xu thế dài hạn nào liên quan trực tiếp đến khí hậu trong iến đ ng của t ng tr lư ng nước, nhưng ghi nhận nh ng dao đ ng quy mô năm và thập kỉ tương đương với xấp xỉ vài

mm mực nước iển G n đ y nhi u nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ gi a iến thiên năm của mực nước iển d ng trung ình toàn c u quan tr c với hiện tư ng ENSO thông qua c c chỉ số kh c nhau [60] c ng như mối liên hệ gi a nh ng iến đ ng do ENSO với sự thay đ i tr lư ng nước trên l c địa đ c iệt là tại c c khu vực v đ thấp [51]

C thể thấy, hiện nay mực nước iển d ng trung ình toàn c u đư c ước tính cao hơn so với trong c c đ nh gi trước đ y của IPCC dựa trên c c ng chứng: Thứ nhất sự thống nhất tương đối cao trong c c đ nh gi trên cơ s kết h p gi a số liệu quan tr c và kết quả tính to n c c thành ph n đ ng g p vào sự gia tăng mực nước iển trung ình toàn c u trong giai đoạn từ đ u nh ng năm tới nay Mức đ đ ng g p của tất cả c c thành ph n này c thể đư c ước tính từ số liệu quan tr c cho giai đoạn từ sau năm trong khi việc kết h p cả số liệu quan tr c và tính to n mô hình đư c p

d ng cho c c giai đoạn trước đ Thứ hai khi so s nh đ u ra từ c c mô hình và số liệu quan tr c hệ số tương quan là kh cao và có cùng phạm vi không ch c ch n Hai ước cải tiến trên đã g p ph n n ng cao mức đ tin cậy của c c kết quả ước tính mực nước iển trong thế kỉ Thành ph n núi ăng iển c ti m năng đ ng g p tương đối lớn vào mực nước iển d ng trung ình toàn c u do nh ng đi u chỉnh v m t đ ng lực nhưng vẫn tương đối nh tại th i điểm hiện tại

Năm kịch ản nước iển d ng toàn c u đư c dự tính trong khuôn kh

B o c o AR của IPCC trên cơ s ph n tích c c kết quả của nhi u nh m nghiên cứu

đ c lập kh c nhau, tuy nhiên chủ yếu đ u dựa trên việc tính to n c c thành ph n riêng

rẽ đ ng g p vào mực nước iển dâng trung ình toàn c u [38], ao g m: (1 Giãn n nhiệt (thermosteric); (2 Băng trên đỉnh n i (glarciers); (3) Cân ng khối lư ng

m t surface mass alance - SMB) ăng tại Nam Cực và Greenland 4 Băng đ ng lực (dynamic ice sheet - DIS) tại Nam Cực và Greenland; (5) Tr lư ng nước trên l c địa (land water storage) Kết quả dự tính mực nước iển d ng trung ình toàn c u t ng

c ng trong thế kỉ và mức đ đ ng g p của từng thành ph n theo công ố của IPCC

đư c đưa ra trong Bảng 2

0,19 [0,15 đến 0,24]

0,27 [0,21 đến 0,33]

đến 0,16]

0,12 [0,06 đến 0,19]

0,12 [0,06 đến 0,19]

0,16 [0,09 đến 0,23] Cân b ng khối lư ng

b m t Greenland

0,03 [0,01 đến 0,07]

0,04 [0,01 đến 0,09]

0,04 [0,01 đến 0,09]

0,07 [0,03 đến 0,16] Cân b ng khối lư ng

b m t ăng Nam

Cực

-0,02 [-0,04 đến -0,00]

-0,02 [-0,05 đến -0,01]

-0,02 [-0,05 đến -0,01]

-0,04 [-0,07 đến -0,01]

Băng đ ng lực

Greenland

0,04 [0,01 đến 0,06]

0,04 [0,01 đến 0,06]

0,04 [0,01 đến 0,06]

0,05 [0,02 đến 0,07] Băng đ ng lực Nam

Cực

0,07 [-0,01 đến 0,16]

0,07 [-0,01 đến 0,16]

0,07 [-0,01 đến 0,16]

0,07 [-0,01 đến 0,16]

Tr lư ng nước trên

l c địa

0,04 [-0,01 đến 0,09]

0,04 [-0,01 đến 0,09]

0,04 [-0,01 đến 0,09]

0,04 [-0,01 đến 0,09]

Mực ước biển dâng

l n mực nước iển d ng trung ình toàn c u [58], [86]

10

Chính vì vậy, Báo cáo AR5 c ng đưa ra c c kết quả dự tính mực nước biển dâng phân bố theo không gian Theo công bố của IPCC, hơn % diện tích các khu vực ven biển trên toàn thế giới sẽ có mực nước biển dâng ngư ng trung bình, tuy nhiên, m t số khu vực sẽ có mực nước biển d ng cao hơn ho c thấp hơn X t trên phạm vi toàn c u, mực nước biển sẽ dâng trên 95% diện tích của đại dương [38] Sự khác biệt v m t địa l này, theo nhận định của IPCC, có thể là kết quả của sự s t lún địa chất của khu vực sự thay đ i của chu trình thủy văn lực trọng trư ng ho c các quá trình dao đ ng tự nhiên

H nh 1 M n n n tron a o n 8 -2100 so v thờ k n n 1986- 5 theo n kị h n RCPs ho toàn ầu N u n IP 3

Nhìn chung, c c phương ph p dự tính mực nước biển dâng hiện vẫn đang đư c tiếp t c nghiên cứu và cải tiến Cùng với sự m r ng của các hiểu biết v nh ng quá trình vật lý liên kết, sự gia tăng nhiệt đ , cơ chế tan ăng , các kết quả dự tính đang

11

kh c nhau

Trong m t nghiên cứu v t n suất nước iển d ng thông qua ph n tích mối quan hệ gi a sự ấm lên toàn c u và tỷ lệ d ng của mực nước iển trên cơ s c c kết quả dự tính mực nước iển d ng toàn c u trong tương lai đư c công ố trong B o c o FAR của IPCC và số liệu quan tr c mực nước iển trong qu khứ tại địa phương, Titus

và Narayanan [79] đ xuất công thức ước tính mực nước iển d ng cho khu vực dựa trên xu thế dao đ ng mực nước iển

Rahmstorf (2007) [69] s d ng phương ph p n thực nghiệm để dự tính mực nước iển d ng dựa trên việc so s nh c c dự tính đư c công ố trong B o c o đ nh gi

l n thứ (TAR) của IPCC [36] với c c d liệu thực tế C c yếu tố đư c so s nh g m nhiệt đ mực nước iển d ng và n ng đ khí cac onic trong khí quyển Công thức

n thực nghiệm đư c Rahmstorf x y dựng dựa trên hàm tương quan gi a mức đ gia tăng của nhiệt đ với xu thế dao đ ng mực nước iển từ sau th i kì công nghiệp đã cho thấy m t tỷ lệ d ng n định mức 4 mm năm ºC Khi p d ng cho c c kịch ản gia tăng nhiệt đ do BĐKH trong tương lai theo dự tính của IPCC công thức này cho kết quả là mực nước iển tăng lên trong năm 2100 là 0,5 - 4 m so với mực nước iển trung ình năm

Ngoài ra, ứng d ng kết quả mô ph ng từ c c mô hình toàn c u để dự tính mực nước iển d ng c ng là m t trong nh ng hướng đi thu h t c c nhà khoa học Potter và Savonis [66] đã s d ng Chương trình cải tiến dự o mực nước iển d ng SLRRP

để dự o mực nước iển d ng theo các kịch ản đư c tham khảo từ B o c o TAR của IPCC [36] Mô hình t ng h p SLRRP cho ph p ngư i d ng lựa chọn khu vực dựa trên

m t t h p từ vị trí của c c trạm đo thủy tri u c c mô hình toàn c u và c c kịch ản BĐKH để đưa ra c c đ thị và số liệu v iến đ i mực nước iển trong tương lai

M t phương ph p kh c đư c s d ng là phương ph p thống kê Cayan và c ng

sự [16] đã lựa chọn mô hình khí hậu và kịch ản ph t thải khí nhà kính đư c s

d ng trong Báo cáo AR4 kết h p áp d ng hai phương ph p chi tiết h a thống kê: phương ph p x y dựng tương tự Constructed analogues - CA) và phương ph p đi u chỉnh đ lệch và chi tiết h a không gian Bias correction followed by spatial disaggregation- BCSD để đưa ra kịch ản BĐKH và nước iển d ng trong tương lai cho khu vực California [16]

Nghiên cứu của Grinsted và đ ng sự [32] s d ng m t phương trình phi tuyến

ốn tham số để x c định mối liên hệ gi a nhiệt đ và mực nước iển toàn c u trong năm trong đ dự tính xác suất của c c tham số trong phương trình ng c ch s

d ng nghịch đảo Monte Carlo cho ph p hình dung c c kịch ản mực nước iển d ng trong qu khứ và tương lai

12

Yin và đ ng sự [87] c ng s d ng c c mô hình khí hậu đã đư c lựa chọn trong

B o c o AR4 [37] để nghiên cứu ảnh hư ng của hoàn lưu nghịch kinh tuyến Đại Tây Dương đến dao đ ng mực nước iển Kết quả cho thấy đối với kịch ản lư ng ph t thải khí nhà kính cao mực nước iển dâng chỉ do giãn n nhiệt của c c đại dương đến năm quanh Boston New York và Washington DC c thể đạt đến và 44 cm tương ứng

Nhìn chung c c phương ph p dự tính mực nước iển d ng đư c ph t triển trong giai đoạn trước B o c o AR của IPCC đ u chủ yếu tập trung vào đ nh gi mực nước iển d ng trung ình toàn c u và dự tính mực nước iển d ng khu vực dựa trên mối quan hệ thống kê gi a số liệu quan tr c dao đ ng mực nước khu vực trong qu khứ và iến đ i mực nước trung ình toàn c u trong tương lai

1.3.2 Phương ph p d tính m c nước bi n dâng toàn cầu trong Báo cáo AR5

Mực nước iển d ng trung ình toàn c u đư c công ố trong B o c o AR5 [38]

đư c dự tính dựa trên kết quả mô ph ng từ c c mô hình AOGCMs kết h p với c c

ng chứng địa chất của Tr i đất trong qu khứ Mực nước iển d ng t ng c ng đư c

dự tính trên cơ s tính to n c c thành ph n kh c nhau ao g m: i Giãn n nhiệt ii Băng trên đỉnh n i iii Băng tại Nam Cực và Greenland với thành ph n là c n ng khối lư ng m t và ăng đ ng lực; (iv) Tr lư ng nước trên l c địa

C c mô hình AOGCMs c c c thành ph n đại diện cho đại dương khí quyển đất và ăng quyển kết h p mô ph ng thay đ i đ cao m t iển tương đối so với mực Geoid từ c c t c đ ng tự nhiên như hoạt đ ng phun trào n i l a và thay đ i ức

xạ m t tr i và do gia tăng khí nhà kính do hoạt đ ng của con ngư i c ng như gia tăng sol khí C c mô hình AOGCMs c ng c nh ng iến thiên khí hậu đư c tạo ra ên trong ao g m c c chế đ như El Nino- Dao Đ ng Phía Nam ENSO Dao đ ng thập

kỉ Th i Bình Dương PDO Dao đ ng B c Đại Tây dương NAO và c c dao đ ng

kh c t c đ ng lên mực nước iển [85], [88] Thành ph n mực nước iển d ng do giãn

n nhiệt đư c dự tính trực tiếp từ kết quả mô ph ng của 21 mô hình AOGCMs: ACCESS1-0; ACCESS1-3; CCSM4; CNRM-CM5; CSIRO-Mk3-6-0; CanESM2; GFDL-CM3; GFDL-ES-M2G; GFDL-ESM2M; HadGEM2-ES; IPSL-CM5A-LR; IPSL-CM5A-MR; MIROC-ESM; MIROC-ESM-CHEM; MIROC5; MPI-ESM-LR; MPI-ESM-MR; MRI- CGCM3; NorESM1-M; NorESM1-ME; INMCM4

Thành ph n đ ng g p vào mực nước iển d ng từ ăng trên đỉnh n i đư c dự tính từ hàm thực nghiệm gi a chu i số liệu iến đ ng ăng với sự thay đ i v nhiệt đ không khí và gi ng thủy tại m t số vị trí đư c quan tr c trong qu khứ để tính to n khối lư ng ăng trên đỉnh n i sẽ thay đ i trong tương lai khi c sự thay đ i của nhiệt

đ (đư c mô ph ng trong c c mô hình AOGCMs trong Dự n CMIP ) sau đ đư c

ph n c n ng khối lư ng m t ăng Greenland đư c tính to n thông qua hàm ậc

a theo nghiên cứu của Fettweis và c ng sự [29] thể hiện mối quan hệ gi a dị thư ng của c n ng khối lư ng m t ăng với sự thay đ i nhiệt đ m t Trong khi đ thành ph n c n ng khối lư ng m t ăng Nam Cực đư c giả định sẽ gia tăng l y tiến dựa trên nghiên cứu của Gregory và Huy rechts [31] do ảnh hư ng của sự vận chuyển hơi nước khi nhiệt đ không khí ấm hơn dẫn tới làm giảm mực nước iển trung bình Thành ph n ăng đ ng lực thể hiện sự thay đ i vận tốc ăng di n ra theo quy mô thập kỉ chủ yếu là do nh ng iến đ ng trong lớp ăng gi p ranh dẫn tới xả nước vào đại dương Thành ph n này đư c tính to n ng c ch so s nh tỷ lệ gi a sự

s t giảm khối lư ng ăng giai đoạn – với giai đoạn Gi trị lớn nhất

và nh nhất vào năm đư c ước tính riêng cho từng dải ăng và m t hàm ậc hai theo th i gian đư c x y dựng dựa trên giả thiết r ng tỷ lệ thay đ i là tuyến tính theo

th i gian và mật đ x c suất ph n ố đ u gi a hai cực trị

Thay đ i tr lư ng nước trên l c địa c liên quan đến việc x y dựng c c h chứa đập nh n tạo và suy giảm ngu n nước ng m c ng đ ng g p đ ng kể vào mực nước iển d ng Thành ph n này đư c dự tính tương tự như thành ph n ăng đ ng lực dựa trên nghiên cứu của Wada và c ng sự [84], trong đ lư ng nước ngọt mất đi và

lư ng đư c sung đư c tính to n s d ng hai kịch ản kinh tế - xã h i kh c nhau

g n với sự gia tăng d n số

Nhìn chung phương ph p dự tính mực nước iển d ng c ng với c c hướng dẫn

c thể k m theo trong B o c o AR của IPCC tương đối thuận tiện cho việc triển khai hoàn toàn c thể p d ng để dự tính mực nước iển d ng cho khu vực khi kết h p với

m t số đ c trưng mang tính địa phương

1.3.3 C c phương ph p d tính m c nước bi n dâng khu v c

Ngoài nh ng nghiên cứu v dự tính mực nước iển d ng trung ình toàn c u nhi u nghiên cứu hiện nay đã tập trung tìm hiểu nguyên nh n c thể g y ra sự kh c iệt gi a c c thủy vực và dự tính mực nước iển d ng theo khu vực Nghiên cứu của Church và White [23] nhận định sự kh c iệt gi a mực nước iển d ng khu vực so với trung bình toàn c u c nguyên nh n từ sự thay đ i đ ng lực gi a c c khu vực do hiện tư ng ình lưu nước hoàn lưu nhiệt muối và hoàn lưu gi Nh ng qu trình mang tính khu vực này c ng đã đư c mô ph ng trong c c mô hình AOGCMs Mực nước iển d ng tại c c địa phương đư c dự tính ng c ch kết h p gi a mực nước iển d ng

14

đ ng lực của khu vực sự thay đ i ph n ố khối lư ng ăng đ ng t nh và mực nước iển d ng do giãn n nhiệt trung ình toàn c u [23] Trong đ mực nước iển d ng

đ ng lực và mực nước iển d ng do giãn n nhiệt trung ình toàn c u đư c tính to n

từ đ u ra của c c mô hình AOGCMs sự thay đ i ph n ố khối lư ng ăng đ ng t nh

đư c dự tính s d ng thuật to n ph giả lập (pseudo-spectrum algorithm) Nghiên cứu của Church và White [23] c ng chỉ ra r ng mực nước iển d ng tại c c địa phương

c ng chịu ảnh hư ng của sự t i ph n ố c c khối nước đại dương do nh ng thay đ i trong ăng quyển các khu vực tiếp gi p với v ng ăng tan ví d như Greenland và Tây B c Băng Dương mực nước iển d ng c xu hướng giảm c n nh ng v ng có khoảng c ch xa hơn ảnh hư ng của hiện tư ng này c thể khiến cho mực nước iển

d ng khu vực lớn hơn tới % so với mực nước iển d ng trung ình toàn c u

C ng trong c ng năm 2011, Slangen và c ng sự [74], [75] dự tính mực nước iển d ng cho từng khu vực trên phạm vi toàn c u dựa trên việc t ng h p c c thành

ph n đ ng g p vào mực nước iển d ng kh c nhau theo kịch ản ph t thải B

A B A Thành ph n giãn n nhiệt đư c dự tính từ kết quả mô ph ng của c c mô hình trong Dự n đối chứng mô hình kết h p giai đoạn CMIP3) thành ph n ăng trên đỉnh n i đư c dự tính dựa trên phương ph p tính thể tích nước khu vực thành

ph n ăng Greenland và Nam Cực đư c dự tính dựa trên c c công ố trong o c o AR4 C c ảnh hư ng của hiện tư ng đi u chỉnh đ ng t nh ăng đư c đ nh gi dựa trên kết quả từ mô hình ICE- G VM của Peltier [ ] Kết quả tính to n mực nước iển d ng ph n ố theo khu vực cho thấy mức đ đ ng g p lớn nhất vào qu trình

d ng lên của mực nước iển là từ thành ph n giãn n nhiệt và ăng tan trên đỉnh n i trong đ thành ph n giãn n nhiệt cho thấy sự ph n h a mạnh v m t không gian Kết quả nghiên cứu đã cho thấy đư c sự kh c iệt của xu thế iến đ i mực nước iển gi a

c c khu vực trong tương lai C ch tiếp cận này c ng đã đư c s d ng trong c c nghiên cứu tiếp theo trong dự tính thay đ i mực nước iển theo quy mô khu vực C ch tiếp cận của Church và White c ng với Slangen và c ng sự đã đư c IPCC s d ng để dự tính xu thế iến đ i của mực nước iển trong khuôn kh Báo cáo AR5 [38]

Tiếp t c cải tiến phương ph p đã đư c s d ng trong B o c o AR , Slangen và

c ng sự [76] m r ng nghiên cứu cho c c thành ph n kh c đ ng g p vào mực nước iển d ng trên cơ s kết quả mô ph ng từ c c mô hình AOGCMs trong Dự n CMIP Ảnh hư ng của khí quyển lớp m t g y ra nh ng sự thay đ i trong hoàn lưu khí quyển và lư ng ốc hơi đư c dự tính dựa trên phương ph p của Stammer và Huttemann [77] Thành ph n ăng trên đỉnh n i đư c tính to n từ số liệu mô ph ng nhiệt đ và lư ng gi ng thủy tại c c khu vực ị ăng ao phủ sau đ p d ng m r ng trên quy mô toàn c u Thành ph n c n ng khối lư ng m t ăng Greenland và Nam Cực đư c đ nh gi dựa trên mối quan hệ với nhiệt đ m t s d ng phương

15

ph p ình phương tối thiểu [29] Thành ph n thay đ i tr lư ng nước trên l c địa đư c

dự tính từ số liệu của Wada và c ng sự [84]

quy mô quốc gia c c kịch ản nước iển d ng c ng đã đư c x y dựng theo

c c c ch tiếp cận kh c nhau Kịch ản nước iển d ng của Australia [19] đư c x y dựng dựa trên c ch tiếp cận của Church và Slangen [23], [76] theo c c kịch ản n ng

đ khí nhà kính kh c nhau C ch tiếp cận này kết h p gi a mực nước iển d ng trung ình toàn c u với c c yếu tố mang tính địa phương ao g m sự ph n ố mực nước iển đ ng lực thay đ i mực nước iển từ nh ng thay đ i trong hoàn lưu đại dương ,

nh ng thay đ i v khối lư ng của ăng trên đỉnh n i và các dải ăng trong khu vực

c ng với c c t c đ ng của ch ng tới trư ng trọng lực và đi u chỉnh đ ng t nh ăng do phản h i của lớp v Tr i đất để t i ph n ố ăng từ th i kì ăng hà cuối c ng C c thành ph n liên quan tới sự trao đ i của c c khối nước và lư ng ăng tan đư c tính

to n từ c c ng chứng lịch s trong khi sự đi u chỉnh ăng đ ng t nh đư c dự tính thông qua mô hình ICE-5G (VM2) [63]

Kịch ản nước iển d ng của Canada [39] đư c x y dựng dựa trên c c thành

ph n đ ng g p vào mực nước iển d ng tương tự như trong B o c o AR5 của IPCC [38] theo a kịch ản khí nhà kính RCP RCP4 và RCP8 cho vị trí thu c khu vực ven iển C c thành ph n đư c dự tính ao g m giãn n vì nhiệt lớp trên của đại dương c tính đến ảnh hư ng của c c qu trình thủy đ ng lực khu vực ăng tan trên đỉnh n i ăng Greenland và Nam Cực tr lư ng nước trên l c địa và đi u chỉnh đ ng t nh ăng Thêm vào đ kịch ản này c ng tính đến thành ph n tỷ lệ dịch chuyển đất theo phương th ng đứng dựa trên số liệu GPS của c c trạm định vị thu c khu vực trong giai đoạn – 2013 thông qua x l ng ph n m m định vị chính xác NRCan Precise Positioning (PPP) Kết quả thể hiện xu thế mực nước iển d ng khá kh c iệt gi a c c vị trí thu c phía Đông và phía T y của Canada trong thế kỉ

Kịch ản nước iển d ng cho khu vực Hà Lan đư c Bart van den Hurk và c ng

sự [82] x y dựng s d ng số liệu mô ph ng từ c c mô hình CMIP Trong khi mực nước iển d ng do giãn n nhiệt đư c dự tính từ phương trình tương quan với nhiệt

đ khối lư ng của ăng tan trên đỉnh n i lại đư c dự tính s d ng phương trình tham

số h a dựa trên c ch kết h p 4 mô hình mô ph ng ăng tan kh c nhau Ảnh hư ng của

sự thay đ i c n ng khối lư ng m t ăng ăng đ ng lực Greenland và Nam Cực

và thay đ i tr lư ng nước trên l c địa đư c dự tính s d ng c c phương ph p tương

tự như trong nghiên cứu của Slangen và c ng sự [76]

Kịch ản nước iển d ng của Singapore [62] c ng đư c x y dựng trên cơ s dự tính từng thành ph n đ ng g p vào mực nước iển d ng khu vực ao g m: Mực nước iển d ng do giãn n nhiệt và đ ng lực Băng tan trên đỉnh n i C n ng

ph n ố theo khu vực dựa trên mức đ đ ng g p của từng thành ph n trung ình trên quy mô toàn c u đã đư c công ố i IPCC Tỉ lệ ph n ố không gian của c c thành

ph n này đư c dự tính theo nghiên cứu của Slangen và c ng sự [76]

Đối với c c thủy vực c thể Huang và c ng sự [34] ước tính mực nước iển

d ng do thay đ i đ ng lực giãn n nhiệt và thay đ i đ muối cho khu vực Biển Đông

s d ng số liệu từ 4 mô hình CMIP Mực nước iển d ng do thay đ i đ ng lực đư c ước tính dựa trên sự chênh lệch gi a đ cao mực m t iển trên mực Geoid của khu vực

so với trung ình toàn c u trong khi mực nước iển d ng do giãn n nhiệt và thay đ i

đ muối đư c ước tính từ số liệu mô ph ng nhiệt đ và đ muối của c c mô hình cho thấy m c d không đ ng g p đ ng kể vào mực nước iển d ng trung ình toàn c u tuy nhiên thành ph n thay đ i đ muối lại đ ng vai tr quan trọng trong ph n ố mực nước iển d ng theo khu vực Đ ng th i iến đ i của lớp nêm nhiệt và muối trong tương lai theo c c kịch ản RCP c ng đư c đ cập trong nghiên cứu

C thể thấy trong m t vài năm tr lại đ y sự tiến trong nh ng hiểu iết v

c c qu trình ảnh hư ng tới mực nước iển d ng sự cập nhật của c c ngu n số liệu quan trọng sự m r ng của c c phương ph p dự tính mực nước iển d ng trong tương lai đã đưa ra nh ng đ nh gi v mực nước iển d ng c cơ s khoa học và đ tin cậy cao hơn Nh ng phương ph p này m ra m t hướng đi mới trong dự tính mực nước iển d ng cho khu vực Việt Nam

1.3.4 Phương ph p d tính m c nước bi n d ng ã ược áp dụng ở Vi t Nam

Việt Nam m t số nghiên cứu v BĐKH đã đư c thực hiện theo đ c c kịch

ản nước iển d ng cho Việt Nam c ng đã đư c đ xuất Kịch ản BĐKH trong khuôn

kh Thông o đ u tiên của Việt Nam cho Công ước khung của Liên H p Quốc v Biến đ i khí hậu [1] đã đư c x y dựng dựa trên kết quả nghiên cứu của T chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Australia Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation - CSIRO Theo o c o này mực nước iển d ng cho toàn dải ven iển Việt Nam là cm vào năm cm vào năm và 4 cm vào năm

Năm trong khuôn kh Chương trình m c tiêu Quốc gia ứng ph với iến

đ i khí hậu B Tài nguyên và Môi trư ng đã đ xuất c c kịch ản nước iển d ng cho Việt Nam ng phương ph p chi tiết ho thống kê theo c c kịch ản ph t thải thấp

xu thế iến đ i mực nước iển tại c c trạm hải văn dọc iển Việt Nam theo a kịch bản: phát thải thấp kịch ản B ph t thải trung ình của nh m c c kịch ản ph t thải trung ình kịch ản B và ph t thải cao nhất của nh m c c kịch ản ph t thải cao kịch ản A FI

Nhìn chung, c c nghiên cứu v mực nước iển d ng cho khu vực Biển Đông từ trước tới nay đ u tập trung vào đ nh gi xu thế iến đ i của mực nước iển mà ít đ cập tới dự tính mực nước iển d ng cho tương lai ngoài c c công ố chính thức của

B Tài nguyên Môi trư ng do Viện Khoa học Khí tư ng thủy văn và Môi trư ng nay

là Viện Khoa học Khí tư ng Thủy văn và Biến đ i khí hậu thực hiện Phương ph p

dự tính vẫn dựa trên mối quan hệ tuyến tính gi a mực nước iển quan tr c trong qu khứ và mực nước iển d ng trong tương lai vì vậy cơ s khoa học thiếu tính ch t chẽ

và đ tin cậy chưa cao Trong khi đ mực nước iển d ng là m t trong nh ng yếu tố quan trọng trong đ nh gi t c đ ng c ng như mức đ rủi ro do BĐKH đ c iệt là tại khu vực ven iển [5] Vì vậy dự tính mực nước iển d ng dựa trên kết quả mô ph ng

từ c c mô hình hoàn lưu chung c ngh a khoa học và thực ti n cao

18

CHƯ NG 2 Ð I TƯ NG, S LIỆU VÀ PHƯ NG PHÁP NGHIÊN C U .1 Đặc đ ểm kh vực h ê cứ

tr a c i chung của khu v c

Biển Việt Nam hay c n gọi là Biển Đông East Sea n m phía Tây của Th i Bình Dương là m t iển kín đư c ao ọc i đảo Đài Loan qu n đảo Philippines phía Đông c c đảo Indonesia Borneo Sumatra và n đảo Malaysia phía Nam và Đông Nam n đảo Đông Dương phía Tây và l c địa Nam Trung Hoa phía B c

Đư ng ranh giới cực B c của Biển Đông là đư ng nối điểm cực B c của đảo Đài Loan đến Thanh Đảo l c địa Trung Hoa g n vị trí v đ °10’N ranh giới phía cực Nam của iển là v ng địa hình đ y ị n ng lên gi a đảo Sumatra và Borneo Kalimantan

g n v đ °00’S (Hình 2.1 Diện tích Biển Đông khoảng 4 km2 Biển Đông

là đứng hàng thứ hai trên thế giới v diện tích chỉ sau iển San Hô phía Đông Australia, r ng gấp 8 l n iển Đen gấp khoảng l n iển Địa Trung Hải

H nh 1 Vị tr ủa n V ệt Na tron khu v

N u n https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/

Biển Đông c khả năng trao đ i nước với c c iển và c c đại dương l n cận qua

c c eo iển Phía Tây Nam Biển Đông giao lưu với Ấn Đ Dương qua eo iển Karimata và eo iển Malacca Phía B c và phía Đông Biển Đông giao lưu thuận l i với Th i Bình Dương qua c c eo iển s u r ng như eo iển Đài Loan r ng hải l

đ s u nh nhất là m và eo iển Bashi rất s u đ s u nh nhất là 800 m tạo nên vị trí chiến lư c quan trọng Đ s u trung ình của Biển Đông là 1.140 m và đ s u cực đại khoảng 016 m, t ng lư ng nước là 8 tỷ km3

19

Ngoài Việt Nam, Biển Đông c n đư c ao ọc i 8 nước: Trung Quốc g m

cả Đài Loan Philippines Singapore Malaysia Brunei Indonesia Th i Lan Campuchia Biển Đông là trung t m nối li n với hàng loạt c c iển và vịnh iển kh c khu vực Đông Nam Á như vịnh B c B vịnh Th i Lan c c iển Andaman Araphura, Bali, Banda, Xelep, Xeram, Pholoret, Hanmahera, Java, Molucca, Savu, Sulu Timo vịnh Bon vịnh Tomini c c eo iển Macasa Malacca… Trong đ Việt Nam c đư ng iển dài km trải trên v đ với diện tích iển gấp nhi u l n diện tích đất li n

Biển Đông c hai vịnh lớn Vịnh Th i Lan và Vịnh B c B Tonkin Gulf Vịnh

B c B n m phía Tây của iển trải r ng từ °36’E đến °55’E và trải dài từ v tuyến °N đến v tuyến °N diện tích khoảng km2 chu vi khoảng

km trong đ phía Việt Nam là 4 km chi u dài vịnh là 4 km nơi r ng nhất là

4 km Vịnh B c B đư c ao ọc i iển mi n B c Việt Nam phía Tây iển Nam Trung Hoa phía B c trong đ c n đảo Lôi Ch u và đảo Hải Nam B iển kh c khuỷu với khoảng hơn h n đảo lớn nh tập trung chủ yếu phía ven Việt Nam

Khối nước của Vịnh B c B chủ yếu giao lưu với Biển Đông qua c a phía Nam của vịnh r ng chừng km và s u hơn m M t ph n nh nước đư c trao đ i qua

eo iển h p 8km Quỳnh Ch u và không s u m Chế đ khí tư ng thủy văn của vịnh chịu ảnh hư ng mạnh mẽ của chế đ gi m a Đông B c và địa hình nông ven Việt Nam [9]

Vịnh Th i Lan n m s u vào phía Tây Nam của Biển Đông là kết quả mi n địa đ ng học t ch giãn c t trư t tạo địa hào dọc kinh tuyến Bốn quốc gia Việt Nam, Campuchia, Thái Lan và Malaysia c iển chung với Vịnh Th i Lan dài khoảng

km và diện tích 293.000km2 Vịnh c chi u dài lớn nhất là 8 km và là m t vịnh nông nơi s u nhất là 8 m, trung bình là 60 m không c nhi u đảo như Vịnh B c

B khoảng đảo với km2 nhưng lại c nhi u đảo lớn như đảo Ph Quốc r ng hơn 8 km2

là đảo lớn nhất ven Việt Nam

Địa hình của đ y Biển Đông n i ật i m t vực th m s u c hình quả tr m chạy theo hướng Đông B c - Tây Nam với v tr i đất theo kiểu v đại dương chia c t hai khu vực th m l c địa B c và Nam Biển Đông Đ s u lớn nhất của khu vực này là 5.016 m khu vực n m gi a vực s u ấy là m t ình nguyên s u trung ình 4 m Phía B c và phía Nam của vực th m s u n m trên rìa l c địa là c c nh m đảo và đ

n m rải r c tạo thành hai qu n đảo Hoàng Sa và Trư ng Sa Th m l c địa phía B c và Tây B c Biển Đông chạy men theo iển từ eo iển Đài Loan đến vịnh B c B c nơi m r ng ra khoảng hải l

Gió mùa Đông B c hoạt đ ng từ th ng đến th ng năm sau, th i thành từng

đ t m i năm c khoảng 4- đ t gi m a Đông B c c c v đ phía B c và khoảng

đ t năm c c v đ phía Nam vịnh B c B Hệ quả khí hậu quan trọng của gi m a Đông B c là sự hạ thấp của nhiệt đ không khí trung ình từ -7°C c iệt c l c lên tới °C trong 4 gi Sự tăng của tốc đ gi từ 8-10 m s v ng đất li n > m s ngoài khơi c iệt c thể vư t qu -25 m s Hệ quả thứ hai là tạo nên di n iến phức tạp của chế đ mưa m theo không gian và th i gian: vào m a đông do tính chất khô lạnh của c c khối không khí mà v ng ven ph n B c vịnh B c B th i tiết kh khô hanh phía Nam khối không khí này sau khi đã đư c sung thêm nhiệt và m của vịnh B c B khi g p địa hình ch n của đư ng mi n Trung thư ng g y mưa > -

mm ngày ven iển Nghệ T nh và Quảng Bình Vào n a sau m a đông gió mùa Đông B c thư ng g y th i tiết m ướt mưa ph n trên vịnh B c B

Gió mùa Tây Nam hoạt đ ng vào m a h từ th ng 4 đến th ng 8 với ản chất

n ng m khi g p địa hình đư ng ch n ngang ho c c c đảo thư ng g y mưa m a trên c c v ng iển Minh Hải đảo Ph Quốc Côn Đảo Khi vào vịnh B c B do ảnh

hư ng của p thấp gi m a Tây Nam đã chuyển hướng thành Đông Nam khi g p c c đảo và đư ng ch n ngang c ng g y mưa sớm đ u h trên v ng iển Th i Bình Quảng Ninh và trên m t loạt c c đảo kh c trong vịnh B c B

Ngoài ra v ng ven và v ng iển mi n Trung Việt Nam luôn chịu ảnh hư ng của hiện tư ng phơn khi gi m a Tây Nam hoạt đ ng th i từ th ng đến th ng hàng năm thành từng đ t vài a ngày hay - ngày c iệt c l c suốt ngày nhiệt

đ tối cao trên 34°C đ m nh nhất dưới % tốc đ gi trung ình -8 m/s Hiện

tư ng phơn thư ng chỉ xảy ra t ng không khí thấp ên dưới ên trên không khí

n ng m vẫn c khả năng g y nên dông mưa v u i chi u từng nơi ven ho c v

u i chi u - u i đêm c c v ng trên iển - đảo

Gió tín phong B c n c u v ng Biển Đông của Việt Nam c hướng Đông

B c là chủ yếu luôn thư ng trực trên v ng iển Nam Th i Bình Dương và ph t huy

t c d ng vào gi a c c hình thế th i tiết kh c T n suất cao thư ng quan s t thấy vào

m a đông đ c iệt là n a sau m a đông

d n từ Quảng Ninh Đến Thanh H a

- V ng ven từ Nghệ An đến Thừa Thiên Huế c chế đ thủy tri u rất phức tạp và c thể chia thành 4 đoạn: i Ven iển từ Nghệ T nh đến B c Quảng Bình: tính chất thủy tri u là nhật tri u không đ u với số ngày nhật tri u chiếm hơn n a th ng

th i gian tri u r t lớn hơn th i gian tri u d ng m t c ch r rệt nhất là v ng c c c a sông Đ lớn thủy tri u trong kì nước lớn cư ng khoảng -1,2 m giảm d n từ c vào Nam ii Ven iển từ Quảng Bình đến c a Thuận An: thủy tri u mang tính chất

n nhật tri u không đ u ph n lớn số ngày trong th ng c hai l n nước lớn và hai l n nước r ng Đ lớn thủy tri u trong kì nước lớn cư ng khoảng - 0,6 m giảm d n v phía Nam iii Ven iển c a Thuận An và v ng l n cận: tính chất thủy tri u là n nhật tri u đ u trong ngày c hai l n nước lớn và hai l n nước r ng Đ lớn thủy tri u xấp xỉ 0,4-0,5 m iv) Khu vực phía Nam Thừa Thiên Huế: thủy tri u mang tính chất n nhật tri u không đ u trong th ng c khoảng - ngày n nhật tri u Đ lớn thủy tri u trong kỳ nước cư ng khoảng 8-1 m

- V ng từ Quảng Nam - Đà N ng đến Kh nh H a chế đ thủy tri u trong v ng

c thể chia ra làm hai khu vực: i B c Quảng Nam - Đà N ng: thủy tri u mang tính chất n nhật tri u không đ u trong th ng c khoảng - ngày n nhật tri u Đ lớn thủy tri u trong kỳ nước cư ng xấp xỉ - 1,2 m ii Từ gi a Quảng Nam đến

Kh nh H a: tính chất thủy tri u là nhật tri u không đ u Từ Quảng Ngãi đến Nha Trang hàng th ng c khoảng 8 - ngày nhật tri u c c nơi kh c c số ngày nhật tri u ít hơn Th i gian tri u d ng thư ng k o dài hơn th i gian tri u r t Đ lớn thủy tri u trong kỳ nước cư ng khoảng - 2 m càng v phía Nam đ lớn thủy tri u càng tăng d n Đ lớn thủy tri u trong kỳ nước k m xấp xỉ m

- V ng từ Thuận Hải đến Minh Hải: thủy tri u v ng iển này mang tính chất

n nhật tri u không đ u H u hết số ngày trong th ng c hai l n tri u d ng và hai l n tri u r t trong ngày Th i gian tri u d ng và th i gian tri u r t chênh lệch nhau kh nhi u Đ lớn thủy tri u trong kỳ nước cư ng khoảng - 3,5 m Đ lớn thủy tri u đạt cực đại khu vực g n c c c a sông C u Long

22

- V ng từ Minh Hải đến Kiên Giang: thủy tri u đ y mang tính chất nhật tri u

đ u ho c hơi không đ u thư ng chỉ c m t dao đ ng tri u hàng ngày Riêng kỳ nước

k m c thể sinh thêm con nước trong khoảng - ngày m i th ng Đ lớn thủy tri u trong kỳ nước k m khoảng 8 - 1,5 m

Chế đ s ng iển v ng ngoài khơi và v ng ven iển Việt Nam c nhi u n t tương đ ng M a đông hướng s ng thịnh hành là Đông B c đ cao trung ình xấp xỉ 0,8- m Đ cao cao nhất trong nh ng đ t gió mùa Đông B c mạnh lên tới - 3,5 m

M a h hướng s ng thịnh hành là Nam Đông Nam đ cao trung ình khoảng - 0,9

m Do ảnh hư ng của ão nên đ cao cực đại c thể lên tới - m ho c cao hơn Riêng

th ng 4 là th ng chuyển tiếp từ gi m a Đông B c sang gió mùa Tây Nam và tháng 9

là th ng chuyển tiếp từ gi m a Tây Nam sang gió mùa Đông B c nên thư ng quan

tr c đư c hướng s ng Đông B c lẫn Đông Nam Nhìn chung trong toàn năm thì th i

d ng uốn Đến nay nguyên nh n chính của hiện tư ng này vẫn c n chưa đư c làm

r tuy nhiên t c đ ng của trư ng gi c c c ng c thể ảnh hư ng tới sự hiện diện và iến đ ng của hiện tư ng này [28]

Hiện tư ng x m nhập của Kuroshio vào Biển Đông đã làm xuất hiện d ng chảy

ấm B c Biển Đông chảy ngư c chi u gi Trong m a đông trên Biển Đông t n tại m t

xo y thuận lớn ao g m hai xo y thuận vừa phía B c và phía Nam Xo y nghịch tại khu vực Đông B c ao g m d ng chảy do Kuroshio x m nhập vào và d ng chảy ấm Biển Đông Xo y nghịch phía B c Borneo đư c hình thành i d ng đi ra từ th m l c địa và d ng chảy ven [59]

Trong m a h xu thế chung của cả hệ thống d ng chảy c hướng ngư c h n so với hoàn lưu m a đông đi u này cho thấy vai tr quyết định của qu trình tương t c iển - khí quyển khu vực trong đ c trư ng gi đối đối với hoàn lưu iển B phận chủ yếu của d ng chảy đi từ phía Nam iển của hoàn lưu chính vẫn tiếp t c đi lên theo hướng B c và Đông B c đư c tiếp t c tăng cư ng thêm trong qu trình chảy dọc ven Trung Quốc và tho t ra Biển Đông Trung Hoa qua eo Đài Loan Ngoài ra c thể thấy sự t n tại của m t số xo y thuận n m v phía Đông Nam như xo y thuận T y Luzon xo y thuận Hoàng Sa Trong số đ xo y thuận Hoàng Sa c vai tr quan trọng

23

liên quan tới sự t n tại của d ng chảy đi v phía Nam trên v ng iển ngoài khơi và g n

mi n Trung Việt Nam

H nh 2.2 ấu trú ịa n (cm) và n h p t (m/s) khu v n Đ n

t s ệu vệ t nh a o n 3 – 2010 N u n Nan ue H J u 5

Đối với d ng chảy ph n Đông Biển Đông c sự tăng cư ng của d ng chảy đi

ra Th i Bình Dương tại phía B c eo Luzon và d ng đi vào iển Sulu trong c c th ng

m a h Qu trình x m nhập của d ng chảy Kurioshio vào Biển Đông vẫn t n tại trong

th i kỳ này D ng nước đi vào iển Sulu c thể do yếu tố gi Tây Nam gây nên khi

d ng chảy đi v Philippines từ phía Tây Luzon và dọc Palawak

- Lớp tựa đ ng nhất nhiệt đ m t c đ dày khoảng – 50 m trong mùa hè

và 50 – 80 m trong m a đông Gi trị tuyệt đối của nhiệt đ iến đ i theo không gian

và th i gian trong khoảng - °C Khu vực phía B c và phía Tây Biển Đông c nhiệt

đ thấp hơn phía Nam và phía Đông

- Lớp đ t iến nhiệt đ c gradient nhiệt đ theo phương th ng đứng - 0,12°C/m trong mùa hè và 0,06 - °C m trong m a đông Biên dưới của n dao

đ ng trong khoảng 150 - 250 m

V ng iển vịnh B c B th m l c địa Nam Việt Nam và vịnh Th i Lan thư ng

c đ s u nh hơn m rất đ c trưng cho iển nông Nhìn chung ph n ố th ng đứng của nhiệt đ tại c c v ng iển n i trên c hai dạng: th ng đứng đ u đ n và ph n

t ng Dạng thứ nhất rất ph iến trong m a đông dạng thứ hai thư ng thấy vào m a

h Tuy vậy v ng ven nơi c đ s u nh hơn – 15 m thì quanh năm nhiệt đ

ph n ố th ng đứng đ u đ n do x o tr n đ ng lực nh ng v ng c đ s u lớn hơn

-60 m như c a vịnh B c B v ng khơi th m l c địa Việt Nam thư ng thấy nhiệt đ

c sự ph n t ng lớp đ y Nước iển vịnh B c B th m l c địa Nam Việt Nam vịnh

Th i Lan thu c khối nước m t của Biển Đông iến đ i rất phức tạp theo không gian

và th i gian ph thu c vào cư ng đ ức xạ m t tr i cư ng đ x o tr n và d ng chảy

M t c ch kh i qu t ph n ố m t r ng của nhiệt đ nước trong vịnh B c B có hai loại: loại m a đông và loại m a h Loại m a đông c ph n ố nhiệt đ phía

B c thấp hơn phía Nam hay c n gọi là B c lạnh Nam n ng Loại m a h c đ c điểm là ph n ố nhiệt đ t ng trên kh đ ng nhất c n t ng s u và đ y, nhiệt đ B c vịnh cao hơn Nam vịnh hay gọi là B c nóng Nam lạnh Ph n ố nhiệt đ trên th m

l c địa Nam Việt Nam chịu ảnh hư ng s u s c của d ng chảy lạnh từ phương B c và

c liên quan tới nước tr i Dải nhiệt đ thấp - °C trong m a đông dọc Việt Nam k o xuống phía Nam tới gi a c a vịnh Th i Lan Nhiệt đ nước trong vịnh Th i Lan luôn cao hơn ,0 – 2, °C so với dải nước n i trên

Tương tự như đối với nhiệt đ đư ng cong ph n ố đ m n theo đ s u v ng khơi Biển Đông c m t dạng duy nhất với đ c trưng lớp như sau:

- Lớp tựa đ ng nhất đ m n m t c đ dày - m trong m a h đ m n dao đ ng từ ,40‰ đến 4,00‰ M a đông đ dày của lớp tựa đ ng nhất tăng lên – 100 m iến đ ng của đ muối lớn khoảng ,0 - 34,1‰ và không đ ng nhất theo không gian

- Lớp đ t iến đ m n - lớp cực đại đ m n dưới t ng m t: đ m n tăng nhanh theo đ s u và đạt gi trị 4,5 - 34,7‰ đ s u – 250 m, gradient đ muối c thể đạt ,014 – 0,016‰ m trong m a đông và ,011 – 0,013‰/m trong mùa hè

25

- Lớp gradient đ m n m - lớp trung gian đ m n thấp: đ m n giảm tương đối

đ u đ n theo đ s u và h u như không c iến đ i m a iên dưới của lớp này thư ng

đ s u -800 m Gradient đ muối trung ình khoảng -0,5x10-3

‰/m

- Lớp đ m n tăng chậm theo đ s u với gradient đ muối khoảng ,2x10-3

‰ m c c thông số của lớp này h u như không đ i trong năm iên dưới của n n m

đ s u 000 – 3.500 m

- Lớp đ m n tăng không đ ng kể cho tới đ y: đ m n kh đ ng nhất trong không gian c thể coi như là m t hàm của đ s u với khoảng iến thiên 4,60 – 34,62‰

Vịnh B c B th m l c địa phía Nam và vịnh Th i Lan là nh ng nơi c nước sông trực tiếp đ vào thêm vào đ c c yếu tố x o tr n đ ng lực c ng đ ng vai tr quan trọng trong ph n ố th ng đứng của đ m n Cấu tr c đ muối c thể chia thành hai loại đ c trưng cho hai khu vực địa l kh c nhau Kiểu ven và v ng c a sông chịu ảnh hư ng trực tiếp của nước l c địa c lớp đ t iến đ m n s t m t và đ m n tăng không đ ng kể t ng đ y Kiểu xa và v ng c a vịnh c đ m n kh đ ng nhất lớp m t và tăng nhanh theo đ s u lớp s t đ y Kiểu đ u thư ng ph iến trong

m a mưa xu n h kiểu sau chiếm ưu thế trong m a khô thu đông

H nh 3 n trị s trun nh v ủa nh ệt và n

N u n L Đứ T và n s 3

Xu thế ph n ố m t r ng của đ m n trong vịnh B c B kh n định quanh năm gi trị đ m n Nam cao hơn B c Đông cao hơn T y Nguyên nh n cơ ản dẫn đến sự ph n ố trên là do ảnh hư ng của nước sông ng i đ ra iển T y vịnh và

sự x m nhập của nước iển ngoài vào vịnh theo phía Đông vịnh Trị số đ m n trung ình t ng m t trong toàn vịnh tương quan mật thiết với lưu lư ng nước sông đ ra hệ

số tương quan khoảng – 8 đến –0,90

26

Tại v ng th m l c địa Nam Việt Nam m a h nước l - m n với đ m n nh hơn ‰ ph n ố thành m t dải kh r ng k o dài từ m i Dinh xuống tới Cà Mau và vịnh Th i Lan C c t m đ m n thấp chiếm toàn v ng c a sông C u Long M a đông do sự khống chế i hệ d ng chảy từ phương B c nên dải nước l - m n này ị

p s t hơn và dịch chuyển v phía Nam tới m i Kê Gà-V ng Tàu

2.2 S h ê cứ

i u th c o t i c c tr h i v n trong khu v c i n i t Nam

Dao đ ng mực nước iển khu vực Việt Nam đư c t đ u quan tr c tại c c trạm hải văn từ nh ng năm đ u Tính đến hết năm Việt Nam đã c 7 trạm ao g m trạm quan tr c hải văn dọc iển trạm tại c c hải đảo và 1 trạm

n i Trong số đ chỉ c 4 trạm là c chu i số liệu liên t c dài trên năm trạm Bạch Long Vỹ S m Sơn và Trư ng Sa chỉ c chu i số liệu đo đạc không liên t c ho c

ít hơn năm Bảng

n 1 Thông tin các tr m h v n tron khu v V ệt Na

STT Tên tr m ọa tr iai o n Thi t b o

27

Tại mi n B c trạm hải văn H n Dấu là trạm đ u tiên đư c thiết lập để đo mực nước iển từ đ u năm 8, tuy nhiên sau đ ị gi n đoạn đến th ng năm do chiến tranh Sau khi hoạt đ ng tr lại trạm t đ u đo mực nước iển theo chế đ 4o s ngày từ năm Tiếp theo đ m t số trạm hải văn đư c thành lập để đo mực nước iển như trạm Cô Tô Bạch Long Vỹ 8 C a Ông Bãi Ch y H n Ngư và C n C 4 và g n đ y nhất là trạm S m Sơn 8 Do nhi u nguyên nhân, trạm Bạch Long Vỹ và trạm H n Ngư đã ị tạm ngừng quan tr c nhi u

l n vì vậy trạm H n Ngư chỉ c số liệu liên t c và n định từ năm trong khi trạm Bạch Long Vỹ là từ năm 8

Tại mi n Nam trạm hải văn sớm nhất là trạm Quy Nhơn, đư c thành lập từ năm 8 và t đ u quan tr c từ năm 1959 Tuy nhiên đến năm trạm Quy Nhơn c ng ị tạm ngừng quan tr c do chiến tranh và chỉ t đ u quan tr c n định tr lại từ năm 8 Sau khi đất nước thống nhất vào năm nhi u trạm hải văn đã

đư c x y dựng nh m sung vào hệ thống c c trạm quan tr c mực nước như V ng Tàu Sơn Trà 8 Ph Qu Côn Đảo Ph Quốc 8 DKI- Th Chu Trư ng Sa

2.2.2 i u quan tr c t v tinh cho khu v c i n i t Nam

Vệ tinh đo cao đ u tiên đư c ứng d ng trong nghiên cứu dị thư ng mực nước iển đư c ph ng lên quỹ đạo vào năm Từ đ đến nay số liệu quan tr c dao đ ng mực nước iển từ vệ tinh đã tr thành ngu n số liệu tin cậy trong đ nh gi xu thế iến

đ i mực nước iển tại Việt Nam Ngu n số liệu này đư c h p nhất từ số liệu quan tr c của c c vệ tinh ERS-1/2, Topex/Poseidon (T/P), ENVISAT and Jason-1/2 với đ ph n giải th i gian là ngày và không gian là đ kinh v trong đ c c sai số của ph p

đo đã đư c hiệu chỉnh ao g m sự tr tín hiệu t ng đối lưu và t ng điện ly thủy tri u p suất nghịch đảo và sai số thiết ị

Tất cả c c số liệu thu thập đ u đư c lưu tr tại trung t m lưu tr của dự n AVISO (Archiving, Validation and Interpretation of the Satellite Oceanographic Data

- Chương trình h p t c gi a Ph p và Mỹ để thu thập và x l c c d liệu đo đạc từ vệ tinh của Mỹ và Ch u Âu

C c số liệu đư c x l qua m t hệ thống x l và t h p số liệu phức tạp c thể tham khảo tại trang we : http://www.aviso.oceanobs.com

Các số liệu vệ tinh đư c AVISO lưu tr dưới hai định dạng chính là ASCII và NetCDF trong đ :

- Tập d liệu định dạng ASCII đư c lưu tr tại server LAS (Live Aviso Server): http://las.aviso.oceanobs.com/las/servlets/dataset Server cho ph p t y chỉnh v ng số

28

liệu c thể chọn tải xuống số liệu toàn c u ho c số liệu của v ng Biển Đông Ngoài

ra server c ng cho ph p tải xuống kiểu d liệu: điểm iến thiên theo th i gian trư ng hai chi u và trư ng a chi u iến thiên theo không gian và th i gian

H nh 4 Trang web thu thập s ệu tr t p ủa VISO

H nh 5 ấu trú tập t n s ệu theo

29

H nh 6 ấu trú tập s ệu ha h u và a h u

- Tập d liệu định dạng NetCDF đư c lưu tr tại thư m c c giao thức FTP: ftp://ftp.aviso.oceanobs.com/pub/oceano/AVISO/ ao g m c c tệp số liệu quan tr c trên phạm vi toàn c u theo th i gian

H nh 7 Th ụ hứa s ệu ợ thu thập qua ao thứ TP

2.2.3 i u ph ng t c c h nh AOGCMs

Các th nghiệm mô ph ng cho thành ph n mực nước iển d ng do giãn n nhiệt và đ ng lực steric dynamic sea level đư c thực hiện trong khuôn kh Dự n Đối chứng mô hình kết h p giai đoạn CMIP với số lư ng trên 4 mô hình từ nhi u Viện Trung t m và c c nh m nghiên cứu kh c nhau

Trên cơ s c c mô ph ng trên phạm vi toàn c u đã c t c giả s d ng kết quả của mô hình hoàn lưu chung khí quyển – đại dương toàn c u AOGCMs để dự tính