Chương 6 Tác động tổng hợp của đô thị hóa và biến đổi khí hậu đến ngập lụt

Bài giảng Môn Biến Đổi Khí Hậu là tài liệu học tập tham khảo cho các bạn chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường. Nguồn: Ts. Trần Trí Dũng.

TAC DONG TONG HOP _ CUA DO THI HOA VA BIEN DOI

KHI HAU DEN NGAP LUT

6.1 Tình hình đồ thị hóa va tac dong

đên môi trường

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

- Khái niệm:

+ Đô thị: điểm tập trung dân cư với mật độ cao, chủ vều là lao động phi nông nghiệp, có hệ thông cơ sở hạ tâng thích hợp

+ Đô thị hóa: quá trình tập trung dân số vào các đô thị,

là sự hình thành nhanh chóng điêm dân cư đô thị trên

cơ sở phát triên sản xuât và đời sông

nh hình đồ thị hóa và tác động đên môi trường

đến môi trường

+ Muc do do thi hoa:

tỷ lệ phần trăm giữa sô

dân đô thị trên tổng số

dân hoặc giữa diện tích

đô thị trên diện tích

một vùng hay một khu

VỰC

+ Tốc độ đô thị hóa: tỷ

lé gia tang cua dién

tích đô thị hoặc dân số

đô thị theo thời gian

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

a wide range of sizes and forms: central

cities, peri-urban areas, city-regions,

traditional suburbs, megacities, towns, metropolitan and micropolitan areas, and small- and intermediate-sized cities

By 2030, 60% of the world’s population will live in

urban areas, up from

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

- Tinh hình dân số đô thị:

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

Tỷ lệ dân sô đô thị

trên thê giới theo

Urban Population by Urban Area Size

WORLD URBAN AREAS: 2013

20 Million & Over 6.2%

Under 500,000

5-10 Million 7.6%

2.5-5 Million 9.5%

500,000-1 Million 1-2.5 Million

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

- Sư khác biệt giữa đô thị các nước phát triển và đang phat trién:

+ Ở các nước phát triển:

# Nhân tô chiêu sâu: tối đa lợi ích, hạn chế tiêu

cực của quá trình đô thị hóa;

# Quy hoạch phát triển đô thị khoa học có sử dụng công nghệ kỹ thuật cao;

# Tốc độ phát triển theo diện tích và dân số thường khá nhỏ

ak

ng den m oo

#Detroit

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

+ Ở các nước đang phát triển:

# Có quy mô rất lớn cả về diện tích và dân số;

# Phát triển không cân đôi: mâu thuẫn giữa các cấp của đô thị, giữa nông thôn và thành thị;

# Tôn tại nhiêu vẫn đề về quản lý và quy hoạch

đô thị

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

Countries

Sự phát triển dân sô và đô thị hóa ở các nước (1990-2000)

(nguồn: www.Intechopen.com)

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

- Tác động của đô thị hóa đên

môi trường và xã hội:

+ Tác động tích cực:

# Đô thị đóng góp 80% tăng trưởng kinh tế trong tương

lai (theo WB);

# Su phat trién vé vé van hóa, khoa học, y tê

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

+ Tác động tiêu cực:

# Giam ty lé cay xanh và mặt nước, tang quá trình bê

tông hóa;

# Phát sinh thêm ô nhiễm do tăng cường sản xuất công

nghiệp và tiêu thủ công nghiệp;

# Ô nhiễm do giao thông:

# Van đề về chuyên dịch cơ cầu kinh tế và dân cư;

# Mật cân đôi trong sự phát triển hệ thông dân cư (di

dân).

Sustainability Challenges

Van đề do đô thị hóa gây ra

(nguôn: https://g1jsbertkoren.files.wordpress.com)

in ® Bh YF »' _ Z = FX =A th} hoa va tac dong de

Tình hình đô thị hóa và tác động đến môi trường

Vấn đề do đô thị hóa gây ra

(nguôn: http://www.npr.org)

6.2 Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

- Lớp biên hành tỉnh:

+ Định nghĩa: Lớp biên hành tính (PBL) là một bộ phận của

tâng đôi lưu, thê hiện những ảnh hưởng trực tiếp từ bê mặt trái đât và phản ứng lại những tác động từ bê mặt ảnh hưởng

tới PBL (lực ma sát, thông lượng nhiệt âm từ bê mặt, các

phát thải nhiệt, các chất ô nhiễm)

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

+ Đặc điểm thay đổi của PBL:

# Độ dày thay đổi theo thời gian (từ vài trăm mét đến vài

km);

# D6 cao PBL thay đối ít trên biến và nhiều trên hoang mạc;

# Độ cao PBL thay đổi mạnh theo thời gian: nhỏ nhất vào ban đêm mùa lạnh và lớn nhất vào ban ngày mùa nóng:

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

+ Câu trúc PBL: 3 lớp

# Lớp bê mặt: là nơi sản sinh năng lượng rồi, dày khoảng 10% PBL gôm 3 phụ lớp (lớp canopy, lớp gô ghê, lớp biên

nội);

# Lớp nhân: chuyên động rỗi mạnh mẽ:

# Lớp trung chuyên: chuyền động rỗi tắt dân để tiến tới

trạng thái khí quyền tự do

+ Dạng PBL: 2 dạng được quan tâm

# PBL cho khu vuc do thi (UBL)

# PBL cho khu vuc nong thon (RBL): do day thuong

mong hon UBL

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

Rural | _ Suburban | Urban | Suburban _| Rural

(nguôn ảnh: www.researchgate.net)

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

- Hiệu ứng đảo nhiệt đồ thị:

+ Ảnh hưởng của mặt đệm đô thị đến các lớp yếu tô khí tượng biên:

# Làm giảm tốc độ gió;

# Gây hỗn loạn trong lớp biên;

# Lam tang nhiét độ trong lớp biên

+ Hiện tượng ở độ cao bất kỳ trong lớp biên, nhiệt độ ở khu vực đô thị thường cao hơn khu vực xung quanh nên các đường đăng nhiệt độ trong mặt cắt thăng đứng thường vông

lên trên khu vực đô thị gọi là hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

Urban Heat Island

On a hot summer day, the temperature in the center

of urban New York City can be 4°C higher than the surrounding rural areas with forests and farms

rural (forest) suburban urban (city) | suburban rural px

(nguon anh: https://earthobservatory.nasa.gov)

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

Litie vegetation or evaporation causes cites

to remain warmer than the surrounding countryside

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

+ Cường độ của hiệu ứng đáo nhiệt đô thị: mức chênh lệch

giữa nhiệt độ vùng nóng đô thị và và nên nhiệt độ của khu vực nông thôn xung quanh

+ Cường độ của hiệu ứng đảo nhiệt đô thị theo thời gian trong nsøày và các mùa có sự khác biệt, phụ thuộc vào khu vực trên thê giới

+O những thành phô lớn và mật độ cao, nhiệt độ tại các

“đảo nhiệt” có thể cao hơn vài độ so với các khu vực lân

cận; đặc biệt đôi với các thành phô nhiệt đới, sự khác biệt

nhiệt độ có thê tới 10 độ vào ban đêm.

6.3 Biên đổi khí hậu khu vực đô thị

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

- Biến đối khí hậu khu vực đô thị:

+ Nguyên nhân gia tăng nhiệt độ khu vực đô thị:

# Ảnh hưởng của xu thê biến đôi khí hậu toàn câu;

# Su thay đôi mặt đệm trong khu vực đô thị hóa:

?? Sự ø1a tăng lượng phát thải nhiệt từ các hoạt động công nghiệp, g1ao thông, các hộ gia đình

Bien doi khi hau khu vwe do thi

Mặt đường lát màu tối có thể có nhiệt độ cao hơn nhiêu so với nhiệt độ

trong béng ram (ngu6én anh: http://www.instesre.org/GCCE)

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

+ Phương trình cân băng nhiệt:

H, - thông lượng hiển nhiệt đi vào khí quyên; L - ấn nhiệt do quá trình bôc hơi; E, - thông lượng âm bê mặt

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

Bức xạ nhận được từ lớp biên hành tĩnh:

R =Q +1,

Trong cùng điều kiên thời tiết thì Q (bức xạ sóng ngắn)

và I_ (bức xạ sóng đài) trên đô thị thường cao dân đên gia tri R,

cao hơn so với R„ ở khu vực xung quanh

# Khi mặt đât nhận bức xạ mặt trời, nhiệt độ bê mặt và nhiệt độ lớp đất trên khu vực đô thị cao hơn so với khu vực

nông thôn, nhưng do hệ số quán tính nhiệt ở đô thị nhỏ hơn ở

nông thôn nên H, ở đô thị thường nhỏ hơn.

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

# Chênh lệch nhiệt độ thế vị của không khí tại mực thấp

nhất của mô hình và bề mặt thường cao hơn so với khu vực xung quanh, nhưng do vận tốc gió tại mực thâp ở đô thị khá nhỏ nên giá trị H, thường ít chênh lệch

# Ö đô thị, thông lượng hiển nhiệt gần như băng 0 do

mặt đệm thường là các vật liệu không dẫn nước (độ âm tiêm

năng không đáng kể) và tốc độ gió yêu Do đó, mặt đệm bị đốt

nóng nhanh khi có bức xạ mặt trời

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

Tóm lại, khi có bức xạ mặt trời thì ở khu vực

d6 thi R, cao hon trong khi H,, H,, va E, lai nho hon

= so với khu vực nông thôn, do đó nhiệt độ bê mặt T1,

sẽ cao hơn Khi T, cao thì nhiệt độ lớp không khí lớp

bê mặt cao hơn do quá trình trao đối nhiệt, dẫn đến

hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

- Gia tăng lượng mưa và cường độ mưa do quá trình đồ thị hóa:

+ Quá trình đô thị hóa làm cường độ mưa trong khu vực gia

tăng:

?# Quá trình đô thị hóa làm gia tăng hiệu ứng đảo nhiệt

đô thị;

# Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị tạo điều kiện thuận lợi về

nhiệt lực và động lực cho sự phát triển mây đôi lưu;

?? Khi đảo nhiệt đô thị vượt giới hạn cho phép thì năng

lượng cản trở đôi lưu giảm tạo điều kiện thuận lợi cho

đối lưu phát triển;

t Cường độ mưa ở khu vực đô thị thường lớn hơn khu Vực xung quanh

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

Biên đôi khí hậu khu vực đồ thị

+ Quá trình đô thị hóa gia tăng lượng mưa vượt thâm:

# Quá trình đô thị hóa làm tăng hệ số CN dẫn đến

lượng mưa vượt thâm tăng hay lượng mưa cân tiêu

thoát tăng:

# Khi CN tăng, nếu năng lực của hệ thông thoát nước kém sẽ dẫn đến ngập lụt

eee -

ft

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

o Mig Hydrologic Tree Data

a8 Hydrologic Modeling Tree

“¡0 Drainage Coverage Tree

Oa Hydraulic Schematic Data

Feature Point 8C Feature Point X 375257,.8635 Feature Point Y 4276286.3102 Feature Point Z 2081.3770

©) Attributes Feature Point Outlet Point

© Hydrologic Outlet Name 8C Upstream Area 9.1417 mi*2 [=] Geometric Pa

Feature Polyg 21942,0662 Downstream 0.0318

=| Display Outlet X 375257.8635 Outlet Y 4276286.3102 Outlet Z 2081.3770

Biến đổi khí hậu khu vực đô thị

Loại vật liệu bê tông mới cho phép sự thâm nước mưa thuận lợi

(nguôn ảnh: www.redIscoverconcrete.ca)

Vào một ngày bình thường, nhiệt độ đo tại “mái nhà xanh” thấp hơn nhiều

so với các mái nhà bên cạnh (nguồn ảnh: http://wwwW.Instesre.ore/GCCE)

Tài liệu tham khảo

I - Lương Văn Việt (2017) Biến đổi khí hậu Đại học Công nghiệp Thành phô Hồ Chí Minh

2 - David Satterthwaite (2008) Climate change and Urbanization:

effects and implications for Urban governance Hoi nghi nhém chuyên gia Liên hợp quốc về Phân bô dân cư, đô thị hóa, dịch cư

và phát triển

3 - U.S Environmental Protection Agency 2008 Reducing Urban Heat Islands: Compendium of Strategies

4 - Houston Advanced Research Center 2009 Urban Heat Islands

5 - Một sô tài liệu khác.