Bài giảng Biến đổi khí hậu và Dao động khí hậu

DAO ĐỘNG VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU – NHỮNG HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT CỰC ĐOAN.... Quy mô không gian và thời gian của thời tiết và khí hậuThời tiết và khí hậu được xác định trên mọi quy mô không gia

DAO ĐỘNG VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU – NHỮNG HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT CỰC ĐOAN.

Quy mô không gian và thời gian của thời tiết và khí hậu

Thời tiết và khí hậu được xác định trên mọi quy mô không gian

và thời gian, từ vài chục mét đến hàng nghìn kilomet, thậm chí toàn cầu

Phụ thuộc vào bản chất của từng hiện tượng mà quy mô thời gian của thời tiết có thể kéo dài từ một vài giờ (thậm chí ngắn hơn nữa) đến tối đa khoảng 2 tuần

Sự thay đổi của khí hậu chỉ có thể nhận thấy được sau một khoảng thời gian đủ dài, thường là thập kỷ

Tại sao không thể dự báo thời tiết trước hai tuần, nhưng lại có thể nói về sự thay đổi của khí hậu trong 100 năm tới?

DAO ĐỘNG VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Dao động khí hậu

Dao động khí hậu là sự biến đổi thăng giáng của khí hậu xung quanh trạng thái trung bình Những biến đổi này thường ngược pha nhau, xảy ra có tính lặp đi lặp lại trong những khoảng thời gian nào đó, nghĩa là dao động thường gắn liền với khái niệm chu kỳ Có những dao động có chu kỳ ngắn và dễ dàng nhận thấy, nhưng cũng có những dao động với chu kỳ lặp lại khá dài Dao động có thể là do các quá trình nội tại tự nhiên của hệ thống khí hậu (internal variability) hoặc do tác động bên ngoài tự nhiên

và cả con người (external variability)

DAO ĐỘNG VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Biến đổi khí hậu

IPCC (2007) , Biến đổi khí hậu là sự biến đổi trạng thái của hệ thống khí hậu, có thể nhận biết qua sự biến đổi về trạng thái trung bình và sự biến động các thuộc tính của nó, được duy trì một thời gian đủ dài, điển hình là hàng thập kỉ hoặc dài hơn.

Nói cách khác, nếu coi trạng thái cân bằng của hệ thống khí hậu

là điều kiện thời tiết trung bình và những biến động của nó trong khoảng thập kỷ hoặc dài hơn, thì BĐKH là sự biến đổi từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác của hệ thống khí hậu.

Tại sao cần hiểu biết về DD&BĐKH

Khí hậu quyết định bởi sinh quyển Sự phân bố thực vật và các dạng đất đai quyết định bởi yếu tố khí hậu địa phương.

Khí hậu tác động đến đời sống con người: canh tác đất nông nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản, xây dựng,….

Tại sao cần hiểu biết về DD&BĐKH

Nhận xét

Khí hậu được điều khiển bởi nhiều yếu tố (?)

Mỗi yếu tố không bất biến mà biến thiên có chu kỳ và biên độ riêng Sự tương tác giữa các yếu tố này  dao động khí hậu

Khi một trong các yếu tố này có biên độ hay chu kỳ thay đổi đột ngột  mất cân bằng  biến đổi khí hậu

Các hoạt động sống của con người cũng góp phần gây

ra những xu thế BĐKH

Nhận xét

Xác định được các chu kỳ của DDKH dựa vào số liệu lịch sử có thể dự đoán được những biến thiên tiếp theo của các quá trình khí hậu nếu hệ thống khí hậu vẫn giữ trạng thái ổn định tương đối của nó.

Nếu tách biệt được các DDKH ra khỏi những biến đổi đột ngột

 dự tính được biến đổi khí hậu tương lai

Phân tích và nhận xét

1.3 Các loại dao động khí hậu, quy mô thời gian

Phân loại theo nguyên nhân

Dao động nội tại tự nhiên: Bản thân các thành phần trong hệ thống khí hậu tương tác lẫn nhau.

Dao động do tác động bên ngoài của tự nhiên (bức xạ mặt trời) và con người

Phân loại theo quy mô thời gian

Dao động dưới mùa

MJO (Madden Julian Oscillation)

Một diện tích rộng mây và mưa hoạt động lan truyền sang phía đông dọc xích đạo

Chu kỳ 30-60 ngày

Dao động nửa năm

SAO (Semi - Annual Oscilliation)

Dao động năm

Dao động tựa hai năm

QBO (Quasi-Biennal Oscillation)

Thay đổi gió và nhiệt độ theo chu kỳ tựa 2 năm trong tầng bình lưu xích đạo do động lực nội chí tuyến

Chu kì 23-28 ngày (trung bình 27 tháng vì cũng chu kỳ lên đến 30 ngày)

Độ lớn thay đổi đến 100C theo quy mô địa phương, trung bình là 50C trên bình lưu nhiệt đới

Dao động nhiều năm

ENSO, chu kỳ 3-7 năm và kéo dài 6-18 tháng

Dao động thập kỉ

PDO: Dao động thập kỷ Thái Bình Dương (Pacific Decadal Oscillation) NAO: Bắc Đại Tây Dương (North Altantic)

AO: Bắc cực (Arctic)

AAO: Nam cực (Antarctic)

Một số thay đổi gây nên bởi chu trình 11 năm của Mặt trời

So sánh các dao động

Dao động nhiều thập kỉ

Dao động dưới thế kỉ chu kỳ 60-80 năm hoặc dao động nhiều thập

kỷ Đại Tây Dương (Atlantic Multidecadal Oscillation)

Dao động thấy được trong dữ liệu từ1600

Chu kỳ 60-80 năm

Độ lớn: thay đổi +/- 0.50C trong một phần Đại Tây Dương, trung bình toàn cầu thay đổi +/- 0.10C

Dao động thế kỉ và dài hơn

Các biến đổi gần đây bao gồm giai đoạn băng hà nhỏ “Little Ice Age” – LIA; giai đoạn lạnh đi từ thế kỷ 16 đến 19; giai đoạn ấm trung cổ (AD 950-1250)

Dao động quy mô thế kỉ đến thiên niên kỉ

Những pha nóng-lạnh quy mô thời gian từ 100 đến 1000 năm, thường được gọi là chu trình Bond (Bond cycles)

Độ dài trung bình của mỗi chu trình Bond từ 1300-1500 năm, mỗi pha nóng và lạnh kéo dài khoảng 700 năm

Giai đoạn LIA là một sự kiện được cho là một trong những pha lạnh của chu trình Bond

Chu trình Bond cũng được cho rằng có nguyên nhân từ sự thay đổi của mặt trời.

Dao động đa thiên niên kỉ (Multimilennial)

Từ các nghiên cứu các mẫu lõi băng ở Nam cực và trầm tích đại dương cho thấy chu kì dao động khoảng 100 nghìn năm

Trải qua hầu hết các giai đoạn lịch sử của mình, đến ngày nay Trái Đất đã nóng lên đáng kể

Những dao động cổ khí hậu

The Little Ice Age: Thời kỳ lạnh, từ năm 1400 đến 1860 sau công nguyên, được đặc trưng bởi những mùa đông khắc nghiệt , những mùa sinh trưởng ngắn và khí hậu khô hơn

Medieval Warm Period: Thời kỳ ấm Trung cổ, khoảng 1000 đến 1350 năm sau công nguyên, ngay trước kỉ LIA

Holocene Maximum: Thời kì nhiệt độ cao nhất trong Đại Tân Sinh (khoảng 6000 năm trước)

Younger Dryas: Đợt lạnh xảy ra 10 nghìn năm trước (Dryas là tên của loài cây thuộc vùng núi Alpo phương bắc được trồng ở Châu Âu trong điều kiện lạnh giá )

1.4 Nguyên nhân cơ bản

Nguyên nhân nội tại

Hệ thống khí hậu có thể phản ứng lại tác động của bức xạ, sự bất cân bằng giữa bức xạ mặt trời tới và bức xạ hồng ngoại ra khỏi bề mặt.

Dao động khí hậu tự nhiên có thể đến từ các tương tác nội tại giữa các thành phần của hệ thống khí hậu

Do tác động bên ngoài

Bức xạ mặt trời

Quỹ đạo trái đất

Phun trào núi lửa

Hoạt động con người

Bức xạ mặt trời

Năng lượng mặt trời

Trái Đất gần Mặt trời nhất (~147 triệu km) vào ngày nào trong năm?

Trái Đất xa Mặt trời nhất (~152 triệu km) vào ngày nào trong năm?

Quỹ đạo Trái Đất

Tham số quỹ đạo Trái Đất thay đổi theo thời gian

Độ lêch tâm của quỹ đạo Trái Đất quanh Mặt trời

Độ nghiêng của trục Trái Đất

Tiến động

Ảnh hưởng của con người

IPCC AR4 chỉ ra rằng hầu hết sự tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu giữa thế

kỷ 20 quan trắc được là do sự tăng mật độ khí nhà kính nhân tạo quan trắc được

Sự ấm lên toàn cầu với tốc độ 0.130C/thập kỉ trong 50 năm 1956-2000 gần gấp đôi so với giai đoạn 100 năm 1906-2005 Hơn nữa 11 trên 12 năm cuối (1995-2006) nằm trong 12 năm nóng nhất ghi được từ dữ liệu 1850.

THIÊN TAI VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG

THỜI TIẾT CỰC ĐOAN

I Khái niệm:

1 Hiểm hoạ : Hiểm họa là một sự kiện hoặc hiện tượng

không bình thường có thể đe dọa đến tính mạng con người, tài sản, cơ sở vật chất, kinh tế xã hội và môi trường.

2 Thiên tai: là hiện tượng bất thường của thiên nhiên, có

thể tạo ra các rủi ro, bất lợi cho con người, sinh vật và môi trường

3 Thời tiết cực đoan: Hiện tượng thời tiết cực đoan là

hiện tượng hiếm ở một nơi cụ thể, khi xem xét phân bố thống kê của nó (tần suất xuất hiện của nó nhỏ hơn 10%)

Lũ lụt

Hạn hán

Sóng thần Vòi rồng

Thiên tai từ bầu khí quyển

Bão tố Gió lốc Sấm sét Mưa

Thiên tai từ

vũ trụ

Sao băng

Thiên thạch

El Nino

La Nina

CÁC LOẠI THIÊN TAI

THỜI TIẾT CỰC ĐOAN