Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và el nino đến yêu cầu tưới cho lúa vụ đông xuân trên khu vực đồng bằng sông cửu long

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÕ KIM TRÚC ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ EL NINO ĐẾN YÊU CẦU TƯỚI CHO LÚA VỤ ĐÔNG XUÂN TRÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VÕ KIM TRÚC

ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ

EL NINO ĐẾN YÊU CẦU TƯỚI CHO LÚA

VỤ ĐÔNG XUÂN TRÊN KHU VỰC

ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Chuyên ngành : QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

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

Người phản iện 1: Người phản iện 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm ảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Võ Kim Trúc MSHV: 17112311

Ngày, tháng, năm sinh: 13/12/1995 Nơi sinh: Long An

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Mã chuyên ngành: M850101

I TÊN ĐỀ TÀI:

“Ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và El Nino đến yêu cầu tưới cho lúa vụ Đông Xuân trên khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long”

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Nghiên cứu các ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và El Nino đến khả năng đáp ứng nhu cầu tưới của cây lúa ở khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long

2 Xác định được nhu cầu sử dụng nước để tưới cho cây lúa và dự áo được nhu cầu tưới đến năm 2065

3 Đề xuất được một số giải pháp nâng cao năng lực tưới cho cây lúa khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 26 tháng 12 năm 2018

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 26 tháng 6 năm 2019

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

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019

VIỆN TRƯỞNG VIỆN KHCN & QLMT

i

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập và nghiên cứu, đến nay học viên đã hoàn thành luận văn thạc

sĩ khoa học ngành quản lý tài nguyên và môi trường

Luận văn ngành quản lý tài nguyên và môi trường với đề tài: “Ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và El Nino đến yêu cầu tưới cho lúa vụ Đông Xuân trên khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long” là do học viên cao học Võ Kim Trúc thực hiện và hoàn thành vào tháng 6 năm 2019, giáo viên hướng dẫn là PGS.TS Lương Văn Việt, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.Lương Văn Việt, người đã trực tiếp tận tâm hướng dẫn tôi nghiên cứu thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Đặc biệt, là các thầy cô giáo thuộc Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi trường thuộc trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức để tôi hoàn thành khóa học và làm nền tảng cho tôi hoàn thành luận văn

Bên cạnh đó tôi cũng nhận được nguồn động viên to lớn của gia đình, ạn hữu giúp tôi có điều kiện để hoàn thành luận văn

Trong quá trình làm 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

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019

Học viên thực hiện

Võ Kim Trúc

ii

TÓM TẮT

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là một trong những đồng bằng lớn của Việt Nam nằm ở hạ lưu lưu vực sông MeKong có tiềm năng nông nghiệp to lớn, trong những năm qua đã có đóng góp đáng kể vào tổng sản lượng lương thực, góp phần đưa Việt Nam thành một trong các nước xuất khẩu gạo hàng đầu trên thế giới

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang diễn ra ngày càng phức tạp gây ảnh hưởng sâu sắc đến phát triển kinh tế xã hội của cả nước nói chung, đặc biệt đối với ĐBSCL nói riêng Nghiên cứu ảnh hưởng của El Nino và BĐKH đến yêu cầu tưới cho lúa vụ Đông - Xuân trên khu vực ĐBSCL được thực hiện với nguồn dữ liệu trong khoảng thời gian từ năm 1978 đến năm 2017 theo các kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 (ở các mốc thời gian 2046 – 2065) trên cơ

sở sử dụng kết hợp phần mềm CropWat và ArcGIS Nghiên cứu sử dụng phương pháp Penman – Monteith để tính lượng bốc thoát hơi tiềm năng và phương pháp SCS của Cơ quan Dịch vụ Bảo tồn đất Hoa Kỳ để tính lượng mưa hiệu quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự gia tăng đáng kể của nhiệt độ, số giờ nắng và sự suy giảm của độ ẩm, lượng mưa khi El Nino hoạt động Sự suy giảm lượng mưa và tăng nhiệt độ đã làm cho yêu cầu tưới tăng cao Cụ thể, nếu xét riêng ảnh hưởng của BĐKH thì mức tăng yêu cầu tưới so với giai đoạn chuẩn là từ 2,5mm đến 4,5mm đối với giai đoạn 2046 – 2065 Ảnh hưởng kết hợp của BĐKH và hoạt động của El Nino sẽ làm yêu cầu tưới cho lúa tăng tương ứng từ 56mm đến 60,4mm trong giai đoạn 2046 –2065

iii

ABSTRACT

The Mekong Delta (Mekong Delta) is one of the great plains of Vietnam located downstream of the Mekong River basin with great agricultural potential, which has contributed significantly to the total food production over the years , contributing to making Vietnam one of the leading rice exporters in the world

Climate change has been happening more and more complex, causing profound impacts on the socio-economic development of the whole country in general, especially for the Mekong Delta in particular Studying the impact of El Nino and climate change on the requirement of irrigating rice for Winter-Spring paddy in the Mekong Delta region is done with data sources from 1978 to 2017 according to RCP4.5 and RCP8.5 scenarios (at the milestones 2046 - 2065) on the basis of using CropWat and ArcGIS software The study uses Penman - Monteith method to calculate potential evapotranspiration and SCS method of US Soil Conservation Service to calculate the effective rainfall

Research results show a significant increase in temperature, sunshine hours and the decline of humidity, rainfall when El Nino is active The decline in rainfall and increase in temperature have made irrigation requirements increase Specifically, if considering the effects of climate change alone, the increase in irrigation requirements compared to the standard period is from 2,5mm to 4,5mm for the period of 2046 - 2065 Effects of combination of climate change and its activities El Nino will make the demand for irrigating rice correspondingly increase from 56mm

to 60,4mm during the period of 2046-2065

iv

LỜI CAM ĐOAN

Học viên xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn đề tài “Ảnh hưởng của Biến

đổi khí hậu và El Nino đến yêu cầu tưới cho lúa vụ Đông Xuân trên khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long” là sản phẩm nghiên cứu, tìm hiểu của riêng cá nhân học viên

Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bày hoặc là của cá nhân học viên hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu Các tài liệu, số liệu trích dẫn được chú thích nguồn rõ ràng, đáng tin cậy và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực Nếu sai học viên xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với nhà

trường

Học viên

Võ Kim Trúc

v

MỤC LỤC

MỤC LỤC v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT ix

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 5

1.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 5

1.1.1 Vị trí địa lý 6

1.1.2 Đặc điểm địa hình 6

1.1.3 Tài nguyên đất 7

1.1.4 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 8

1.2 Mùa vụ lúa ở đồng bằng sông Cửu Long 12

1.3 Quản lý nước cho lúa 14

1.3.1 Thời kỳ sinh trưởng của cây lúa 14

1.3.2 Nhu cầu nước của cây lúa 18

1.3.3 Quản lý nước theo thời kỳ sinh trưởng của cây lúa 20

1.4 ENSO và ảnh hưởng của ENSO trên khu vực đồng bằng sông Cửu Long 21

1.4.1 Khái quát về ENSO 21

1.4.2 Cơ chế vật lý của hiện tượng ENSO 23

1.4.3 Các ảnh hưởng của ENSO trên khu vực đồng bằng sông Cửu Long 32

1.5 Tổng quan các nghiên cứu 35

1.5.1 Một số nghiên cứu ngoài nước 35

1.5.2 Một số nghiên cứu trong nước 39

vi

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42

2.1 Nội dung nghiên cứu 42

2.1.1 Thu thập tài liệu 42

2.1.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu 42

2.1.3 Đánh giá ảnh hưởng của El Nino đến các yếu tố khí hậu khu vực đồng bằng sông Cửu Long 43

2.1.4 Xác định ảnh hưởng của El Nino và biến đổi khí hậu đến mức tăng yêu cầu tưới trong vụ Đông- Xuân, so sánh với giai đoạn chuẩn 44

2.1.5 Xây dựng bản đồ ảnh hưởng của El Nino và biến đổi khí hậu đến mức tăng yêu cầu tưới cho lúa vụ Đông – Xuân trên khu vực đồng bằng sông Cửu Long 46

2.2 Phương pháp nghiên cứu 47

2.2.1 Phương pháp xác định xu thế biến đổi của các yếu tố khí hậu 47

2.2.2 Phương pháp xác định lượng bốc thoát hơi tiềm năng 48

2.2.3 Phương pháp tính yêu cầu nước cho lúa 50

2.2.4 Phương pháp tính lượng mưa hiệu quả 51

2.2.5 Phương pháp xác định ảnh hưởng của El Nino và biến đổi khí hậu đến mức tăng yêu cầu tưới cho lúa vụ Đông - Xuân trên khu vực đồng bằng sông Cửu Long 51

2.2.6 Phương pháp phân tích không gian 52

2.2.7 Phương pháp sử dụng mô hình CROPWAT 8.0 52

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

3.1 Xu thế biến đổi của các yếu tố khí hậu khu vực đồng bằng sông Cửu Long 53

3.2 Ảnh hưởng của El Nino đến các yếu tố khí hậu khu vực đồng bằng sông Cửu Long trong vụ Đông - Xuân 60

3.3 Ảnh hưởng của El Nino và biến đổi khí hậu đến mức tăng yêu cầu tưới cho lúa vụ Đông – Xuân trên khu vực đồng bằng sông Cửu Long 61

3.4 Đề xuất một số giải pháp để nâng cao năng lực tưới cho cây lúa trên khu vực đồng bằng sông Cửu Long 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

1 Kết luận 71

2 Kiến nghị 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 76

vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Bản đồ vùng đồng bằng sông Cửu Long 6

Hình 1.2 Quản lý nước trên ruộng lúa cấy 20

Hình 1.3 Quản lý nước trên ruộng lúa sạ 21

Hình 1.4 Sơ đồ hoàn lưu Walker trong điều kiện ình thường 24

Hình 1.5 Sơ đồ hoàn lưu Walker trong điều kiện El Nino 28

Hình 1.6 Sơ đồ hoàn lưu Walker trong điều kiện La Nina 29

Hình 1.7 Phân vùng hoạt động của El Nino 30

Hình 3.1 Xu thế nhiệt độ trạm Cà Mau và trạm Cần Thơ giai đoạn 1978 - 2017 58

Hình 3.2 Xu thế độ ẩm trạm Cà Mau và Cần Thơ giai đoạn 1978 - 2017 59

Hình 3.3 Mức tăng yêu cầu tưới vụ Đông Xuân trên khu vực ĐBSCL do ảnh hưởng của BĐKH giai đoạn 2045-2065 so với giai đoạn chuẩn theo kịch bản RCP 4.5 66

Hình 3.4 Mức tăng yêu cầu tưới vụ Đông Xuân trên khu vực ĐBSCL do ảnh hưởng của BĐKH giai đoạn 2045-2065 so với giai đoạn chuẩn theo kịch bản RCP 8.5 66

Hình 3.5 Mức tăng yêu cầu tưới vụ Đông Xuân trên khu vực ĐBSCL do ảnh hưởng của BĐKH và El Nino giai đoạn 2045-2065 so với giai đoạn chuẩn theo kịch bản RCP 4.5 67

Hình 3.6 Mức tăng yêu cầu tưới vụ Đông Xuân trên khu vực ĐBSCL do ảnh hưởng của BĐKH và El Nino giai đoạn 2045-2065 so với giai đoạn chuẩn theo kịch bản RCP 8.5 67

viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Năm ENSO theo chỉ tiêu phân loại của JMA 32

Bảng 2.1 Cao độ theo hệ cao độ Quốc gia của các trạm khí tượng 43

Bảng 2.2 Hệ số kc của cây lúa vụ Đông - Xuân 51

Bảng 3.1 Nhiệt độ tối thấp trung bình tháng tại các trạm quan trắc (đơn vị: oC) 54

Bảng 3.2 Nhiệt độ tối cao trung bình tháng tại các trạm quan trắc (đơn vị: oC) 54

Bảng 3.3 Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại các trạm quan trắc (đơn vị: %) 55

Bảng 3.4 Tốc độ gió trung bình tháng tại các trạm quan trắc (đơn vị: m/s) 56

Bảng 3.5 Số giờ nắng trung bình tháng tại các trạm quan trắc (đơn vị: giờ) 57

Bảng 3.6 Lượng mưa trung ình tháng tại các trạm quan trắc (đơn vị: mm/tháng) 58 Bảng 3.7 Mức tăng nhiệt độ trung ình giai đoạn 1978 –2017 tại các trạm quan trắc khí tượng (đơn vị:o C) 60

Bảng 3.8 Giá trị trung bình của dị thường các yếu tố khí hậu khu vực ĐBSCL khi El Nino hoạt động 61

Bảng 3.9 Sự thay đổi nhiệt độ theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 trong giai đoạn 2046 - 2065 63

Bảng 3.10 Sự thay đổi lượng mưa theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 64

Bảng 3.11 Yêu cầu tưới của lúa vụ Đông Xuân theo các giai đoạn sinh trưởng (mm) giai đoạn 2046-2065 65

Bảng 3.12 Yêu cầu tưới vụ lúa Đông - Xuân theo địa phương (mm) trong giai đoạn 2046 - 2065 68

ix

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường

ENSO Dao động Nam

FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc

IPCC Ủy an Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu

NOAA Cục quản lý Đại dương và Khí quyển Hoa Kỳ

SST Nhiệt độ ề mặt nước iển ở các vùng Nino

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

kể lượng khí CO2, CH4, NOx, v.v., trong khí quyển Các khí này do có khả năng hấp thụ bức xạ nhiệt sóng dài và trở thành vật bức xạ, cản trở bức xạ nhiệt của mặt đất lên các lớp khí quyển cao hơn nên được gọi là khí nhà kính Do việc tăng nồng độ GHG đã phá vỡ thế cân bằng mỏng manh của tự nhiên và góp phần làm biến đổi khí

hậu Trái Đất

Vào năm 2011, nồng độ của các khí nhà kính như CO2, CH4, N2O lần lượt là 391 ppm, 1.803 pp , và 324 pp , tương ứng với mức tăng lần lượt là 40%, 150% và 20% so với thời kỳ tiền công nghiệp (IPCC, 2013) Mức tăng trung ình của nồng

độ khí nhà kính trong thế kỷ vừa qua là chưa từng có trong suốt 22.000 năm qua Theo báo cáo lần thứ 5 của IPCC, nồng độ các khí nhà kính như CO2, CH4, và N2O trong bầu khí quyển đã tăng với một tốc độ chưa từng có trong vòng 800.000 năm trở lại đây Nồng độ của CO2 tăng chủ yếu là do sự phát thải từ đốt các nhiên liệu hóa thạch và thay đổi của bề mặt đệm Đại dương đã hấp thụ khoảng 30% lượng

CO2 do con người thải ra, gây ra sự axit hóa đại dương (IPCC, 2013)

2

Biến đổi khí hậu không những thể hiện ở sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng mà còn gắn liền với sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan, là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại Lượng phát thải khí nhà kính đã liên tục tăng trong các thập niên qua và sẽ tiếp tục gia tăng trong những thập niên tới Hậu quả của việc gia tăng này đã làm cho khí hậu toàn cầu biến đổi theo chiều hướng bất lợi và đang là mối lo ngại của các quốc gia trên thế giới

Biến đổi khí hậu đã và sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn cầu Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới, Việt Nam là một trong năm nước sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng của BĐKH và nước biển dâng

Ở Việt Nam, trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung ình năm đã tăng khoảng 0,7oC, mực nước biển đã dâng khoảng 20 cm Với ĐBSCL, theo số liệu trong báo cáo, nhiệt độ trung ình trong giai đoạn từ 1978-2014 đã tăng 0,64oC, lượng mưa có mức biến động mạnh trong giai đoạn này

El Nino chỉ sự nóng lên khác thường trong khu vực nhiệt đới phía đông Thái Bình Dương (TBD) thuộc vùng biển Peru - Ecuado giới hạn bởi 0o

-10oS, 90oW-80oW

(khu C - Nino1.2) và kéo dài nhiều tháng El Nino là một hiện tượng chỉ dao động

khí hậu Trong các năm EL Nino khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) thường có các đợt nắng nóng và khô hạn kéo dài

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vựa lúa lớn nhất của cả nước nên yêu cầu nước tưới là rất cao Trong những năm gần đây, do hoạt động mạnh của El Nino và biến đổi khí hậu đã làm ảnh hưởng đáng kể đến sản xuất nông nghiệp mà nhất là thiếu hụt nguồn nước tưới cho lúa trong vụ Đông - Xuân

Khu vực này hiện đang phải hứng chịu không ít khó khăn, đặc biệt là về thời tiết và khí hậu Nước biển dâng, nước mặn xâm hại, hiện tượng chua phèn, lũ và ngập lụt, hạn hán và thiếu nước ngọt, xói lở, cháy rừng và ô nhiễm nguồn nước là những gì

mà ĐBSCL hiện đang phải đối mặt, đó cũng chính là những hậu quả của biến đổi khí hậu mang lại

El Nino là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu trong sản xuất lúa gạo

3

ở ĐBSCL Trong vụ Đông - Xuân trên khu vực ĐBSCL, khi El Nino hoạt động thì lượng mưa và độ ẩm giảm, số giờ nắng và nhiệt độ tăng rõ rệt nhất, điều này sẽ làm cho yêu cầu tưới tăng

BĐKH kết hợp với những diễn biến bất thường của hiện tượng El Nino và xâm nhập mặn đã gây tác động cộng hưởng cực mạnh đến nền sản xuất lúa gạo, nhất là

vụ gieo trồng Đông - Xuân Từ cuối năm 2014, hiện tượng El Nino ngày càng diễn biến xấu đi cả về tần suất và mức độ, đã và đang gây thiệt hại nặng nề và tiếp tục đe dọa nghiêm trọng đến sản xuất và sinh kế của người dân vùng ĐBSCL Những thách thức mà ngành nông nghiệp phải đối mặt trong bối cảnh BĐKH khu vực toàn cầu đang trầm trọng thêm Để giảm thiểu các tác động của El Nino và Biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp thì việc đánh giá ảnh hưởng của nó đến yêu cầu tưới

là cần thiết

Để đảm bảo nguồn cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, nhất là cây lúa nước, công tác quy hoạch sử dụng đất hợp lý, bố trí mùa vụ và chọn giống cây trồng, chế độ canh tác thích hợp, tất yếu phải dựa trên các nghiên cứu đánh giá về nhu cầu tưới

và nguồn nước có khả năng đáp ứng Nhu cầu nước tưới cho cây trồng được tính dựa trên lượng bốc thoát hơi tiềm năng (ET0 ) và lượng mưa hiệu quả (Pe)

Biến đổi khí hậu làm cho cường độ của El Nino mạnh lên, hay làm gia tăng các đợt

nắng nóng và khô hạn Chính vì vậy, tôi chọn đề tài: “Ảnh hưởng của Biến đổi khí

hậu và El Nino đến yêu cầu tưới cho lúa vụ Đông Xuân trên khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long” để góp phần nâng cao hiệu quả của yêu cầu tưới của cây lúa đến

sự phát triển bền vững của nền Nông nghiệp khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long trong tương lai

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định được nhu cầu sử dụng nước để tưới cho cây lúa và dự áo được nhu cầu tưới đến năm 2065

Đề xuất được một số giải pháp nâng cao năng lực tưới cho cây lúa khu vực Đồng

4

bằng Sông Cửu Long

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: BĐKH, hiện tượng El Nino và nhu cầu tưới cho lúa khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long

Phạm vi: Đề tài chọn Đồng bằng Sông Cửu Long làm địa bàn nghiên cứu

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Một số phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong báo cáo bao gồm:

- Phương pháp xác định xu thế biến đổi của các yếu tố khí hậu;

- Phương pháp xác định thời gian trễ về ảnh hưởng của El Nino đến khí hậu khu vực đồng bằng sông Cửu Long;

- Phương pháp xác định lượng bốc thoát hơi tiềm năng;

- Phương pháp tính yêu cầu nước cho lúa;

- Phương pháp tính lượng mưa hiệu quả;

- Phương pháp phân tích không gian;

- Phương pháp thu thập và thống kê số liệu

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp thông tin có ý nghĩa cho các cơ quan quản lý và người dân trồng lúa của khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long Đối với ngành tài nguyên và môi trường thì kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ sử dụng như một tài liệu tham khảo giúp ích cho việc quản lý yêu cầu tưới của cây lúa trên khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long

5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Vùng đồng bằng sông Cửu Long là vùng cực nam của Việt Nam, còn được gọi

là Vùng đồng bằng Nam Bộ hoặc miền Tây Nam Bộ hoặc theo cách gọi của người dân Việt Nam ngắn gọn là Miền Tây, có 1 thành phố trực thuộc trung ương là thành phố Cần Thơ và 12 tỉnh: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh, Hậu Giang, Sóc Trăng, Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu và Cà Mau với tổng diện tích tự nhiên 4.081.600 ha, chiếm 12,3 % diện tích tự nhiên của cả nước [1] Tổng diện tích các tỉnh, thành thuộc Đồng bằng sông Cửu Long là 40.548,2 km²

và tổng dân số của các tỉnh trong vùng là 17.330.900 người Đồng bằng sông Cửu Long chiếm 13% diện tích cả nước nhưng hơn 19% dân số cả nước, tốc độ tăng trưởng cao hơn cả nước (năm 2015 tăng 7,8% trong khi cả nước tăng 6,8%) Chỉ riêng lúa đã chiếm 47% diện tích và 56% sản lượng lúa cả nước; xuất khẩu gạo từ toàn vùng chiếm tới 90% sản lượng Chưa kể thủy sản chiếm 70% diện tích, 40% sản lượng và 60% xuất khẩu cả nước, Liền kề với phía Tây vùng Đông Nam Bộ cũng là lợi thế lớn Bởi lẽ, xét về sự phát triển thì vùng Đông Nam Bộ thuộc TOP năng động nhất cả nước Sự giao lưu kinh tế diễn ra mạnh Các ngành như công nghiệp chế biến được hỗ trợ, thị trường tiêu thụ được mở rộng Thuộc khu vực có giao thông hàng hải và hàng không giữa Đông Nam Á và Nam Á tạo điều kiện thuận lợi trong hợp tác, giao lưu quốc tế Campuchia là quốc gia giáp phía Bắc của vùng Đồng bằng sông Cửu Long Từ đó, tạo điều kiện thuận lợi cho việc giao lưu với các nước trong lưu vực sông Mê Công Vị trí địa lý cùng giới hạn lãnh thổ như vậy giúp vùng Đồng bằng sông Cửu Long vừa phát triển được trên đất liền vừa mở rộng được trên biển cả trong và ngoài nước

Vùng nằm trong khu vực có đường giao thông hàng hải và hàng không quốc tế giữa Nam Á và Đông Nam Á cũng như với Châu Úc và các quần đảo khác trong Thái

Bình Dương Vị trí này rất quan trọng trong giao lưu quốc tế

1.1.2 Đặc điểm địa hình

Vùng ĐBSCL của Việt Nam được hình thành từ những trầm tích phù sa và ồi dần qua những kỷ nguyên thay đổi của mực nước iển; qua từng giai đoạn kéo theo sự hình thành những giồng cát dọc theo ờ iển Những hoạt động hỗn hợp của sông

7

và iển đã hình thành những vạt đất phù sa phì nhiêu dọc theo đê ven sông lẫn dọc theo một số giồng cát ven iển và đất phèn trên trầm tích đầm mặn trũng thấp như vùng Đồng Tháp Mười, Tứ giác Long Xuyên – Hà Tiên, Tây Nam sông Hậu và bán đảo Cà Mau [2]

Địa hình của vùng tương đối ằng phẳng và thấp, độ cao trung ình là 3 – 5 m, có khu vực chỉ cao 0,5 – 1 m so với mặt nước iển (trừ một số đồi núi cao ở phía Bắc đồng ằng thuộc tỉnh An Giang) Khu vực này ị ảnh hưởng của xâm nhập mặn hàng năm với diện tích nhiễm mặn lên tới 1,7 triệu ha, ĐBSCL còn thường xuyên ị

lũ lụt, diện tích ị ngập lũ lên tới khoảng 1/2 diện tích toàn đồng ằng, mức ngập từ 1÷4 m và thời gian ngập kéo dài từ 1 đến 6 tháng Dọc theo iên giới Campuchia có địa hình cao hơn cả, cao trình từ 2,0 – 4,0 m, sau đó thấp dần vào đến trung tâm đồng ằng ở cao trình 1,0 – 1,5 m, và chỉ còn 0,3 – 0,7 m ở khu vực giáp triều, ven iển [2], [3]

1.1.3 Tài nguyên đất

Diện tích đất trong vùng ao gồm các nhóm đất sau [2]:

Đất phù sa: phân ố chủ yếu ở vùng ven và giữa hệ thống sông Tiền và sông Hậu, diện tích 1,2 triệu ha chiếm 29,7% diện tích đất tự nhiên toàn vùng và khoảng 1/3 diện tích đất phù sa của cả nước Nhóm đất này có độ phì cao và cân đối, thích hợp đối với nhiều loại cây trồng lúa, cây ăn quả, màu, cây công nghiệp ngắn ngày Nhóm đất phèn: phân ố ở vùng Đồng Tháp Mười và Hà Tiên, vùng trũng trung tâm án đảo Cà Mau với tổng diện tích 1,2 triệu ha chiếm 40% diện tích toàn vùng Đất có hàm lượng độc tố cao, tính chất cơ lý yếu, nứt nẻ nhanh

Nhóm đất xám: diện tích trên 134.000 ha chiếm 3,4% diện tích toàn vùng, phân ố chủ yếu dọc iên giới Campuchia, trên các ậc thềm phù sa cổ vùng Đồng Tháp Mười Đất nhẹ, tơi xốp, độ phì thấp, độc tố ình thường

Ngoài ra còn có các nhóm đất khác như đất cát giông, than ùn, đất đỏ vàng, đất xói mòn,…chiếm diện tích không đáng kể khoảng 0,9% diện tích toàn vùng

8

Nhìn chung đất đai ở đây có chủng loại phong phú, hàm lượng dinh dưỡng cao rất thuận lợi cho phát triển nông nghiệp, thích hợp trồng lúa, dừa, mía, dứa, cây ăn quả Tuy nhiên, đối với các loại đất chua, phèn, mặn cần có iện pháp cải tạo ( ón lân,

rửa mặn và phèn) để sử dụng và khai thác hiệu quả hơn

1.1.4 Đặc điểm khí hậu, thủy văn

1.1.4.1 Khí hậu

Khí hậu ĐBSCL mang tính chất khí hậu gió mùa cận xích đạo, có hai mùa gió chủ yếu là gió mùa Tây Nam và gió mùa Đông Bắc

Hoàn lưu khí quyển trong gió mùa Đông Bắc dưới tác động của trung tâm áp cao

Xi êri và trung tâm áp thấp châu Úc, tạo nên dòng không khí xuất phát từ trung tâm

áp cao Xi êri đến vùng hút gió của trung tâm áp thấp châu Úc, khống chế trên ĐBSCL Mùa gió này thường ắt đầu từ tháng 9 năm trước đến hết tháng 4 năm sau Do cơ chế giáng động không khí của hoàn lưu khí quyển, gió mùa Đông Bắc nên ở ĐBSCL hình thành một mùa khô cạn rõ rệt

Hoàn lưu khí quyển trong gió mùa Tây Nam hoàn toàn ngược lại so với gió mùa Đông Bắc, dòng không khí xuất phát từ vùng thoát gió của trung tâm áp cao châu

Úc đến trung tâm áp thấp hút gió châu Á qua ĐBSCL tạo nên gió mùa Tây Nam ắt đầu từ tháng 5, kết thúc vào tháng 9 đầu tháng 10

Trong năm, mặt trời qua thiên đỉnh 2 lần vào tháng 4 và tháng 8 Vị trí độ cao của mặt trời trong hai tháng này khoảng từ 85 – 90° và thấp nhất vào tháng 12, khoảng

từ 52 – 57° Độ dài an ngày dài nhất vào tháng 6, khoảng từ 12 giờ 32 phút đến 12 giờ 38 phút và ngắn nhất vào tháng 12, khoảng từ 11 giờ 22 phút đến 11 giờ 28 phút [3]

Ngược với sự ổn định và điều hòa của nhiệt độ và ức xạ, mưa là một trong những yếu tố khí hậu có sự iến động nhất định theo thời gian và không gian Phân ố lượng mưa theo thời gian và không gian liên quan trực tiếp đến cân ằng và sử dụng nguồn nước phục vụ chiến lược phát triển ền vững nguồn nước ĐBSCL

9

Ở ĐBSCL, các trạm mưa được ố trí khá đều song số năm quan trắc lại không đồng

ộ Hàng năm ĐBSCL có hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 – tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 – tháng 4 Theo không gian vùng, lượng mưa trung ình năm thay đổi từ 1.300 – 2.300 mm và có xu hướng giảm dần về phía Đông Bắc và trong nội đồng Theo không gian, lượng mưa năm iến đổi khá rõ: khu vực phía Tây có lượng mưa lớn nhất so với toàn ĐBSCL (1.900 – 2.400 mm), giảm dần vào vùng trung tâm (1.350 – 1.400 mm), sau đó tăng trở lại ở phía Đông (1.600 – 1.800 mm) Lượng mưa trung ình mùa mưa chiếm khoảng 90 – 92% tổng lượng mưa năm, còn lượng mưa trung ình mùa khô chỉ có 8 – 10% Phân tích tài liệu ở những trạm cho thấy trong những năm gần đây, lượng mưa trong mùa khô có xu thế giảm đi và lượng mưa lớn, mưa ão có chiều hướng tăng lên [3]

1.1.4.2 Thủy văn

Chế độ thủy văn ở ĐBSCL chịu tác động trực tiếp của dòng chảy thượng nguồn, chế độ triều iển Đông, một phần của triều vịnh Thái Lan, cùng chế độ mưa trên toàn đồng ằng

Mùa lũ ở ĐBSCL ắt đầu chậm hơn so với thượng lưu một tháng và mùa mưa tại đồng ằng 2 tháng, vào khoảng tháng 6, 7 và kết thúc vào tháng 11, 12 tiếp đến là mùa kiệt, thời gian mỗi mùa khoảng 6 tháng

Hàng năm, ĐBSCL ị ngập lụt với một diện tích rộng lớn ở phía Bắc do lũ sông MeKong tràn về, với diện tích khoảng 1,2 – 1,4 triệu ha vào năm lũ nhỏ và 1,7 – 1,9 triệu ha vào năm lũ lớn, với độ sâu từ 0,5 – 4,0 m và thời gian từ 3 – 6 tháng

Ở ĐBSCL lũ lên xuống chậm, khá hiền hoà, cường suất lũ trung ình 10 – 15 cm/ngày, cao nhất cũng chỉ đạt 20 cm/ngày, iên độ toàn trận lũ chỉ từ 3 – 4 m và chênh lệch đỉnh lũ lớn – nhỏ cũng chỉ 0,5 – 1,0 m Tốc độ truyền lũ chậm, từ Phnom Penh đến Tân Châu mất 3 ngày (200 km), từ Long Xuyên, Chợ Mới ra iển, nếu gặp triều cường, tốc độ truyền lũ lại càng chậm hơn Biến động về thời gian và đỉnh lũ giữa các năm không lớn, tuy nhiên do đồng ằng ằng phẳng nên chỉ cần lũ lớn hơn ình thường là đã gây nên ngập lũ rộng và kéo dài Lũ ở ĐBSCL, ình

Phần lớn lượng lũ ở ĐBSCL theo sông chính chảy ra iển Đông, một phần theo hệ thống kênh rạch thoát ra iển Tây và sông Vàm Cỏ qua 2 vùng ngập lụt chính là Tứ giác Long Xuyên và Đồng Tháp Mười Lũ ở ĐBSCL có thể chia làm 3 thời kỳ: thời

kỳ đầu mùa lũ (tháng 7 – tháng 8), thời kỳ nước lũ đã lên cao và thời kỳ lũ rút (thường ắt đầu từ hạ tuần tháng 10 cho đến tháng 12) Mùa cạn ở ĐBSCL được tính từ tháng 1 – tháng 6 hàng năm (khoảng 6 tháng), với chế độ dòng chảy chịu ảnh hưởng sâu sắc của thủy triều, tuy thuận lợi trong tiêu và cấp nước, song iên độ dao động mực nước thủy triều giảm nhanh từ cửa sông (2,3 – 2,8 m) vào nội đồng (0,3 – 0,5 m) đã hình thành các giáp nước và sự cạn kiệt dòng chảy khi triều rút và

kỳ triều kém cũng gây không ít trở ngại cho phát triển Trong chu kỳ 15 ngày, những ngày triều cường là thời kỳ tích nước tạm thời trong kênh rạch nội đồng và làm tăng mực nước trung ình và ngược lại [3]

Chế độ thủy văn ở ĐBSCL phụ thuộc vào sự ảnh hưởng của thủy triều iển Đông

và iển Tây Triều iển Đông có chế độ án nhật triều không đều và iển Tây có chế độ nhật triều không đều Thủy triều luôn giao động theo chu kỳ, từ ngắn (ngày) đến trung ình (nửa tháng, tháng) và dài (năm, nhiều năm)

Thủy triều iển Đông có iên độ lớn (3,5 – 4,0 m), lên xuống ngày 2 lần ( án nhật triều), với hai đỉnh xấp xỉ nhau và hai chân lệch nhau khá lớn Thời gian giữa hai chân và hai đỉnh vào khoảng 12,0 – 12,5 giờ và thời gian một chu kỳ triều ngày là 24,83 giờ hàng tháng, triều xuất hiện 2 lần nước cao (triều cường) và 2 lần nước

11

thấp (triều kém) theo chu kỳ trăng Dạng triều lúc cường và lúc kém cũng khác nhau, chênh lệch mực nước lớn nhất giữa 2 thời kỳ triều khoảng 1,5 – 2,0 m, chênh lệch mực nước trung ình khoảng 0,5 – 0,6m

Trong năm, đỉnh triều có xu thế cao hơn trong thời gian từ tháng 12 – tháng 1 và chân triều có xu thế thấp hơn trong khoảng từ tháng 7 – tháng 8 Đường trung ình của các chu kỳ nửa tháng cũng là một sóng có trị số thấp nhất vào tháng 7 – tháng 8

và cao nhất vào tháng 12 – tháng 1 Triều cũng có các dao động rất nhỏ theo chu kỳ nhiều năm (18 năm và 50 – 60 năm) Như vậy, thủy triều iển Đông có thể xem là tổng hợp của nhiều dao động theo các sóng với chu kỳ ngắn (chu kỳ ngày), vừa (chu kỳ nửa tháng, năm), đến rất dài (chu kỳ nhiều năm)

Theo hệ cao độ Hòn Dấu, triều ven iển Đông có mực nước đỉnh trung ình vào khoảng 1,2 – 1,3 m, các đỉnh cao có thể đạt đến 1,5 – 1,6 m, và mực nước chân trung ình từ -2,8 đến -3,0 m, các chân thấp xuống dưới -3,2m

Mực nước chân triều dao động lớn (1,6 – 3,0 m), trong khi đó mực nước đỉnh triều dao động nhỏ hơn (0,8 – 1,0 m) Kết quả là khoảng thời gian duy trì mực nước cao dài hơn khoảng thời gian duy trì mực nước thấp và đường mực nước trung ình nằm gần với mực nước đỉnh triều, làm hạn chế khả năng tiêu thoát nhưng thuận lợi hơn cho tưới tự chảy

Thủy triều iển Đông truyền vào các kênh rạch nội đồng ĐBSCL thông qua hệ thống sông Cửu Long, hệ thống sông Vàm Cỏ, sông Mỹ Thanh và sông Gành Hào Dọc theo hệ thống sông Cửu Long, triều iển Đông ảnh hưởng vượt qua Tân Châu

và Châu Đốc trong mùa cạn Thậm chí ngay sau cả hợp lưu MeKong Bassac và Prek Dam vẫn còn thấy dao động thuỷ triều

Triều iển Đông ảnh hưởng tích cực đến việc lấy nước tưới trong các tháng 2 – tháng 3, tiêu chua trong các tháng 6 – tháng 7, nhưng ất lợi cho việc tiêu lũ tháng

10 – tháng 11 và mặn xâm nhập mạnh trong tháng 4 – tháng 5 [3]

12

1.2 Mùa vụ lúa ở đồng bằng sông Cửu Long

Hai vùng sản xuất lúa chính của Việt Nam là đồng ằng sông Hồng và ĐBSCL Trong đó, ĐBSCL, với 62,3% số lao động hoạt động trong lĩnh vực nông – lâm – ngư nghiệp [4], đứng đầu cả nước về sản lượng lương thực, cây trái và thủy sản, góp phần quan trọng vào an ninh lương thực quốc gia và quốc tế

Khí hậu là yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến hệ thống canh tác và năng suất lúa Việt Nam có a vùng khí hậu cơ ản Miền Bắc là khí hậu cận nhiệt đới có mùa đông hanh khô và mùa hè ẩm ướt Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và miền Đông của Đông Nam Bộ là điển hình của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao và mưa nhiều Vùng ĐBSCL và miền Tây của Đông Nam Bộ có hai mùa khô và mùa mưa rõ rệt, nhưng nhiệt độ cao hơn miền Bắc Vì vậy, nông dân ở phía Nam có thể trồng a vụ lúa trong một năm, trong khi đó miền Bắc chỉ có thể trồng hai vụ một năm do nhiệt độ trong mùa đông thấp

Hiện nay có 3 vụ sản xuất lúa chính trong năm ở Việt Nam Vụ đông xuân (thời gian thu hoạch từ tháng 2 đến tháng 4) là vụ chính có quy mô lớn nhất Vụ hè thu (thu hoạch từ tháng 6 đến tháng 8) có quy mô lớn thứ hai nhưng do thu hoạch vào giữa mùa mưa và do công nghệ sau thu hoạch còn kém nên chất lượng lúa thấp nhất trong năm Vụ mùa (thu hoạch từ tháng 10 đến tháng 12) có chất lượng lúa tốt tương đương vụ Đông Xuân, nhưng có quy mô nhỏ nhất [5]

ĐBSCL trước đây chỉ trồng một vụ lúa mùa trong mùa mưa (từ tháng 6 đến tháng

12 hoặc tháng 1), không ón phân hay phun thuốc, năng suất lúa rất thấp, chỉ vào khoảng 2 – 3 tấn/ha/năm, kiểu canh tác này rất thân thiện với môi trường, ền vững

và tồn tại hàng trăm năm Khoảng 40 năm trở lại đây, trước áp lực gia tăng dân số, cuộc “Cách mạng Xanh” đã cho ra đời những giống lúa ngắn ngày, năng suất cao, không quang cảm, cùng với hệ thống thủy lợi, thủy nông nội đồng và phân thuốc đã cho phép ĐBSCL chuyển sang trồng 2 vụ lúa trong mùa nắng (từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau) đạt năng suất lên đến 10 – 12 tấn/ha/năm, giải quyết được vấn đề lương thực trong nước và thế giới [6]

13

Cụ thể, khu vực ĐBSCL trong vùng cấy 3 vụ [2]:

- Vụ mùa: ắt đầu vào mùa mưa (tháng 5 – 6) và kết thúc vào cuối mùa mưa (tháng 11), gồm các giống lúa địa phương dài ngày và thích nghi với nước sâu Gieo 5/5 – 30/5 Sử dụng các giống lúa VND404, VND95-19, MTL250, MTL392, MTL449, OM4498, OM4495, OM2395, OM2517, OM3405, Khao105, Nàng thơm chợ Đào 5, Nàng Hương 2, Vụ lúa mùa có diện tích khoảng 1,5 triệu ha

- Vụ đông xuân: là vụ lúa mới, ngắn ngày, diện tích khoảng 70 – 80 vạn ha, ắt đầu vào cuối mùa mưa tháng 11 – 12 và thu hoạch tháng 3 Gồm 5 giống chủ lực (OM6162, OMCS 2000, OM5472, OM6677 và OM4218) và 9 giống lúa được đánh giá có triển vọng (OM6976, OM6916, OM5451, OM8232, OM4101, OM3995, OM6018, OM6677 và OM8923)

- Vụ hè thu: là một vụ lúa mới, ngắn ngày, ắt đầu từ tháng 4 và thu hoạch vào trung tuần tháng 8 và có diện tích khoảng 1,1 triệu ha Gieo đầu tháng 4 đến 25/4

Sử dụng các giống lúa OMCS 2000, OMCS21, TNĐB100, ML48, OM1706, OM1633, VND404, VND95-19, MTL250, MTL392, MTL449, OM4498, OM4495, OM2395, OM2517, OM3405

Lúa ở ĐBSCL được trồng theo 2 phương thức lúa cấy và lúa sạ Tùy theo địa hình

có mức độ ngập nước khác nhau mà áp dụng cho phù hợp Hiện nay do tiến ộ kỹ thuật của sản xuất lúa, công tác thủy lợi cũng đã được giải quyết khá mạnh mẽ nên nhiều vùng trước đây ngập nước đã được cải tạo Do vậy, phần lớn diện tích ở ĐBSCL chủ yếu là gieo sạ, cuối vụ vẫn còn một số diện tích lúa nổi [2]

Tiềm năng sản xuất và xuất khẩu lúa gạo của Việt Nam ta luôn được thị trường thế giới đánh giá cao Tuy nhiên, ĐBSCL đang đứng trước những nguy cơ, thách thức lớn, ảnh hưởng đến sản xuất và dân sinh, đặc iệt là tác động của BĐKH, nước iển dâng cùng với việc phát triển ở phía thượng lưu

BĐKH đã làm thay đổi hệ thống hoàn lưu khí quyển – đại dương theo chiều hướng tiêu cực gây nguy hại lớn cho sản xuất nông nghiệp Các hiện tượng thời tiết cực đoan gia tăng cả về tần số và tần suất; hạn mặn, ão lũ gây thiệt hại đáng kể cho

và có thể sánh ngang với “ông Vua” Thái Lan, thì hiện nay nước ta đang ị rớt hạng, chỉ xếp thứ 3 trên thế giới (sau Ấn Độ và Thái Lan)

Nông nghiệp vốn là một ngành “nhạy cảm” với thời tiết và trong điều kiện BĐKH toàn cầu tất yếu sẽ dẫn đến những ước ngoặt quan trọng có thể thay đổi cả nền canh tác lúa nước ao đời nay Vì vậy, xác định ối cảnh và các thách thức trong tương lai có vai trò rất quan trọng để định hướng ứng phó, đặc iệt đưa ra các giải pháp thích ứng với BĐKH phục vụ phát triển nông nghiệp ền vững vùng ĐBSCL

1.3 Quản lý nước cho lúa

1.3.1 Thời kỳ sinh trưởng của cây lúa

Tùy theo phương thức gieo cấy mà thời gian sinh trưởng của cây lúa được xác định như sau:

Đối với lúa cấy: ao gồm thời gian ở ruộng mạ và thời gian ở ruộng lúa cấy

Đối với lúa sạ: được tính từ thời gian gieo hạt đến lúc thu hoạch

Thời gian sinh trưởng của cây lúa thay đổi tuỳ theo giống và điều kiện ngoại cảnh

và được tính từ khi hạt lúa nảy mầm đến khi chín hoàn toàn; ao gồm các giai đoạn sau [8]:

 Giai đoạn nảy mầm

Đời sống cây lúa ắt đầu ằng quá trình nảy mầm Hạt nảy mầm được cần phải hút

no nước, do vậy, để hạt lúa nảy mầm cần ngâm hạt vào nước khoảng a ngày đêm (72 giờ) hạt mới hút đủ nước Cứ mỗi ngày đêm (24 giờ) thay nước một lần Hạt đã hút no nước được vớt ra, đãi sạch và ủ hạt từ 24 – 30 giờ

15

 Giai đoạn mạ

Thời kỳ mạ dài, ngắn tuỳ thuộc vào giống, mùa vụ hoặc phương pháp gieo trồng Gieo mạ ruộng (mạ dược) đối với các giống lúa cũ dài ngày, thời kỳ mạ khoảng 40 – 45 ngày ở vụ mùa, 50 – 60 ngày ở vụ đông xuân, các giống lúa ngắn ngày khoảng

25 – 30 ngày Gieo mạ nền, mạ sân tuổi mạ 15 – 18 ngày ở trà xuân muộn, gieo mạ khay (mạ Nhật Bản) thời gian tuổi mạ chỉ 7 – 10 ngày tương ứng với 2,5 – 3 lá ở vụ mùa Để cây mạ sinh trưởng thuận lợi sau khi gieo cần giữ ẩm cho ruộng mạ, tránh

ị ngập hoặc hạn

 Giai đoạn đẻ nhánh

Điều kiện ình thường sau cấy 5 – 7 ngày cây lúa có thể én rễ hồi xanh, chuyển sang đẻ nhánh Trời âm u, thiếu ánh sáng, nhiệt độ thấp, thời gian én rễ hồi xanh kéo dài 15 – 20 ngày, thậm chí 25 – 30 ngày ở vụ chiêm xuân phía Bắc

Thời kỳ đẻ nhánh, cây lúa sinh trưởng nhanh và mạnh về rễ và lá Thời kỳ này quyết định đến sự phát triển diện tích lá và số ông Thời gian đẻ nhánh phụ thuộc vào giống, thời vụ và iện pháp kỹ thuật canh tác Thời gian đẻ nhánh có thể kéo dài trên dưới 2 tháng ở vụ chiêm xuân, 40 – 50 ngày ở vụ mùa, 20 – 25 ngày ở vụ

hè thu

Trong một vụ, các trà cấy sớm có thời gian đẻ nhánh dài hơn các trà cấy muộn Thúc đạm sớm, quá trình đẻ nhánh sớm Bón phân nhiều, muộn, thời gian đẻ nhánh kéo dài Mật độ gieo cấy thưa thời gian đẻ nhánh dài hơn so với cấy dày Tuổi mạ non thời gian đẻ nhánh dài hơn so với mạ già

 Giai đoạn phát triển đốt thân

Trên đồng ruộng sau khi đạt số nhánh tối đa cây lúa chuyển sang thời kỳ làm đốt Thời gian làm đốt dài hay ngắn có liên quan chặt chẽ đến thời kỳ trỗ ông, cũng như liên quan đến số lóng kéo dài trên thân nhiều hay ít

Giống lúa ngắn ngày có thời gian làm đốt khoảng 25 – 30 ngày, giống lúa trung

16

ngày 30 – 40 ngày và dài ngày khoảng 50 – 60 ngày Thời gian làm đốt cũng có những quy luật nhất định: ở vụ mùa, cây lúa làm đốt vào trung tuần tháng 8, trước khi làm đòng 7 đến 20 ngày tuỳ giống; ở vụ chiêm xuân, cây lúa làm đốt vào trung tuần tháng 3, trước khi làm đòng 5 – 7 ngày

Thời gian làm đốt, làm đòng của các giống ngắn ngày được ắt đầu cùng một lúc

Do đó thời gian làm đốt làm đòng ằng nhau Đôi khi cũng có giống lúa phân hoá đòng rồi mới làm đốt, trong trường hợp này thời gian làm đốt ngắn hơn làm đòng

 Giai đoạn làm đòng

Giai đoạn làm đòng (từ phân hoá đòng đến đòng già), là quá trình phân hoá và hình thành cơ quan sinh sản, có ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành năng suất lúa Ở thời kỳ này, cây lúa có những thay đổi rõ rệt về hình thái, màu sắc lá, sinh lý, khả năng chống chịu ngoại cảnh

Quá trình này diễn ra ở đỉnh điểm sinh trưởng của các nhánh cây lúa, có thể nhìn thấy đòng lúa ằng mắt thường khi đòng đã dài 1 mm, nông dân gọi là cứt gián Sau khi hình thành ông nguyên thủy là giai đoạn vươn dài kết hợp với sự hình thành ông, gié và hoa hoàn chỉnh Lúc này chiều dài của đòng có thể đạt từ 6 – 12

cm, ằng 1/2 chiều dài của ông sau này Đòng lúa lớn dần, phình to và phát triển

cả về chiều dài

Giai đoạn làm đòng kết thúc khi cây lúa có đòng già chuẩn ị trỗ ông Từ giai đoạn ông nguyên thuỷ cây lúa còn hình thành được a lá nữa, không kể lá đòng

 Giai đoạn trổ bông

Khi đòng đã hoàn chỉnh cây lúa ắt đầu trỗ Toàn ộ ông lúa thoát ra khỏi ẹ lá đòng là quá trình trỗ xong với thời gian 4 – 6 ngày Thời gian trỗ càng ngắn càng có khả năng tránh được các điều kiện thời tiết ất lợi Cùng với quá trình trỗ ông, có giống vừa nở hoa vừa thụ phấn ngay, nhưng cũng có giống phải chờ trỗ xong mới tiến hành nở hoa thụ phấn

17

 Giai đoạn nở hoa, thụ phấn và thụ tinh

Trên một ông, những hoa ở đầu ông và đầu gié nở trước, các hoa ở gốc ông thường nở cuối cùng Trình tự nở hoa có liên quan đến trình tự vào chắc Những hoa gốc ông nở cuối cùng nên vào chắc muộn và khi gặp điều kiện ất thuận thường dễ ị lép và khối lượng hạt thấp Thời gian hoa nở rộ thường vào 8 – 9 giờ sáng khi điều kiện thời tiết thuận lợi

Khi nở hoa phơi màu, vỏ trấu mở ra Bao phấn vỡ, hạt phấn rơi vào đầu nhụy, ống phấn vươn dài tới phôi nang, vỡ ra, giải phóng 2 hạch đực Một hạch kết hợp với trứng và phát triển thành phôi Hạch đực còn lại kết hợp với hạch thứ cấp phát triển thành phôi nhũ

Sau 8 – 10 ngày có thể phân iệt rõ các ộ phận của phôi như trục phôi, mầm và rễ phôi Sau 2 tuần phôi đã phát triển xong và nằm ở dưới ụng hạt

Phải mất khoảng một tuần các hoa trên cùng một ông lúa mới nở hết Sau khi trỗ

10 ngày thì tất cả các hoa trên ông lúa đều được thụ tinh xong, ắt đầu phát triển thành hạt Những hoa lúa không được thụ tinh, hạt sẽ ị lép

 Giai đoạn làm hạt

Giai đoạn chín một lượng lớn các chất tinh ột và đường tích luỹ trong thân, ẹ lá được vận chuyển vào hạt, hạt lúa lớn dần về kích thước, khối lượng, vỏ hạt đổi màu, già và chín Lá lúa cũng hoá già ắt đầu từ những lá thấp lên trên theo giai đoạn phát triển của cây lúa cùng với quá trình chín của hạt

 Giai đoạn chín sữa

Sau phơi màu 5 – 7 ngày, chất dự trữ trong hạt ở dạng lỏng, trắng như sữa Hình dạng hạt đã hoàn thành, lưng hạt có màu xanh Khối lượng hạt tăng nhanh ở thời kỳ này, có thể đạt 75 – 80% khối lượng cuối cùng

 Giai đoạn chín sáp

 Giai đoạn chín hoàn toàn

Giai đoạn hạt chắc cứng, vỏ trấu màu vàng – vàng nhạt và khối lượng đạt tối đa

1.3.2 Nhu cầu nước của cây lúa

Để sinh trưởng và phát triển, cây trồng cần được cung cấp đầy đủ đồng thời các yếu

tố ánh sáng, nhiệt độ, nước, không khí và thức ăn Trong đó, nước là nhu cầu thiết yếu cần cho các quá trình sinh hóa của cây Nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp để tổng hợp chất hữu cơ của cây xanh Đây là quá trình hấp thụ và chuyển quang năng thành hóa năng, tích trữ trong các phân tử car ohydrate Cây trồng thường sử dụng một khối lượng nước rất lớn, chủ yếu dùng vào quá trình thoát hơi nước sinh học khoảng 99,8%, còn lại khoảng 0,1 – 0,3% dùng để xây dựng các ộ phận của cây [9]

Sau khi tưới nước (hoặc mưa), nước ngấm xuống đất, được rễ cây hút lên, sau đó truyền lên thân, lá, và iến thành hơi nước thoát ra ngoài không khí Đó là hiện tượng thoát hơi (transpiration) Đồng thời, vùng đất mặt chung quanh cây cũng ị mặt trời, gió, nhiệt độ, ức xạ tác động lên và iến nước trong tầng đất mặt thành hơi nước và thoát ra ngoài không khí Đó là hiện tượng ốc hơi khoảng trống hay gọi tắt là hiện tượng ốc hơi (evaporation)

Thoát hơi nước ở thực vật (Transpiration) là một phản ứng sinh lý của cây trồng để chống lại sự khô hạn xung quanh nó, cụ thể hơi nước được hệ thống rễ của cây hút lên và thoát ra từ lá cây qua các khí khổng ở ề mặt lá và thân cây Các tác nhân từ môi trường ảnh hưởng đến độ mở khí khổng sẽ ảnh hưởng đến sự thoát hơi nước như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió, ion khoáng, Lượng nước thoát hơi từ cây trồng còn phụ thuộc vào tổng diện tích mặt lá (lá rộng, lá hẹp), cấu trúc lá (dạng phẳng,

và ít chính xác Thông thường người ta xác định lượng thoát hơi nước của cây trồng

từ các thông số khác trong phương trình cân ằng nước [10]

Như vậy trên một khoảnh đất trồng cây, lượng nước mất ra ngoài không khí (mm/ngày) ao gồm cả ốc hơi và thoát hơi Về phương diện vật lý và sinh lý cây trồng, hai hiện tượng trên đây là khác nhau Nhưng từ khía cạnh quản lý thủy nông,

ốc hơi và thoát hơi đều gây ra việc thất thoát lượng nước trong đất ra ngoài không khí Để ù lại lượng nước mất trong đất do ốc thoát hơi, cần tưới ổ sung lượng nước mới cho cây trồng Chính vì thế, để tính được lượng nước cần tưới cho cây trồng, ta có thể khảo sát hiện tượng ốc thoát hơi (evapotranspiration) [11]

Việc tính toán yêu cầu nước cho các loại cây trồng là tính toán tổng lượng nước cần cung cấp cho từng loại cây trồng theo năm (thường xấp xỉ lượng ốc thoát hơi), từ

đó làm cơ sở xác định yêu cầu tưới cho cây cũng như phục vụ cho thiết kế hệ thống tưới thủy nông

Với cây lúa, nước có vai trò cực kỳ quan trọng và còn là điều kiện ngoại cảnh không thể thiếu Theo PGS Nguyễn Ngọc Đệ, nước có tác dụng điều hòa tiểu khí hậu trong ruộng, tạo điều kiện cho việc cung cấp dưỡng chất, làm giảm nhiệt độ, muối, phèn, độc chất và cỏ dại

Trong canh tác lúa, nước là yếu tố đầu tiên ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất mùa vụ Theo Goutchin, để tạo được 1 đơn vị thân lá, cây lúa cần 400 – 450 đơn vị nước; con số tương tự đối với hạt là 300 – 350 Cây lúa luôn cần nước từ giai đoạn mạ, đẻ nhánh, làm đòng đến trỗ và chín (đặc iệt là giai đoạn trỗ) nên việc cung cấp và duy trì mức nước hợp lý trên ruộng là cần thiết để

20

lúa sinh trưởng tốt và đạt năng suất cao Ngược lại, nếu mực nước quá cao, ngập úng sẽ không tốt cho sự đẻ nhánh, làm đốt và vươn lóng Đây là vấn đề luôn được các nhà khoa học quan tâm, đào sâu nghiên cứu để tìm các giải pháp sao cho sử dụng nước hiệu quả và tiết kiệm nhất

1.3.3 Quản lý nước theo thời kỳ sinh trưởng của cây lúa

1.3.3.1 Quản lý nước trên lúa cấy

Cách thức quản lý nước cho lúa cấy như sau [12]:

- Giai đoạn cây con (0 – 7 ngày sau gieo): rút cạn nước trước khi sạ và giữ khô mặt ruộng trong vòng 3 ngày sau khi sạ, ngày thứ 4 cho nước láng mặt ruộng 1 ngày sau

đó rút cạn để đảm ảo đủ ẩm ề mặt ruộng

- Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng (7 – 42 ngày sau gieo): sau khi sạ 7 – 10 ngày,

ắt đầu cho nước từ từ vào ruộng và giữ nước trên mặt ruộng ở mức 3 – 5 cm Trong giai đoạn này, thay nước trong ruộng lúa từ 2 – 3 lần, sau mỗi lần thay nước giữ cạn trong 2 – 3 ngày

- Giai đoạn sinh trưởng sinh thực (42 – 65 ngày sau gieo): giữ nước trong ruộng ở mức 3 – 5cm

- Giai đoạn chín (65 – 95 ngày sau gieo): giữ nước trong ruộng ở mức 5 – 10 cm, cho đến giai đoạn chín vàng (7 – 10 ngày trước khi thu hoạch) tháo cạn nước trong ruộng

Hình 1.2 Quản lý nước trên ruộng lúa cấy

21

1.3.3.2 Quản lý nước trên lúa sạ

Cụ thể cách thức quản lý nước cho lúa sạ như sau:

- Sau khi sạ, trong vòng 1 – 3 ngày, tiến hành phun Sofit 300EC nhưng tốt nhất là trong ngày đầu sau khi sạ Đến 4 – 5 ngày sau sạ đưa dần nước vào ruộng, sau đó tăng dần mực nước từ 1 – 3 cm vào 10 ngày tiếp theo sau khi sạ Tiếp tục duy trì mực nước khoảng 3 – 5 cm đến khi cây lúa đạt chồi tối đa

- Sau khi cây đạt chồi tối đa thì rút cạn nước trên ruộng độ 1 tuần lễ sau đó đưa nước vào khoảng 3 – 5 cm để ón phân Sau đó, tiếp tục duy trì mực nước đến khi lúa trỗ và ngậm sữa

- Sau thời điểm lúa ngậm sữa có thể tháo nước theo kiểu khô cạn xen kẽ và đến sau thời điểm chín sáp thì kiệt nước hoàn toàn

Hình 1.3 Quản lý nước trên ruộng lúa sạ

1.4 ENSO và ảnh hưởng của ENSO trên khu vực đồng bằng sông Cửu Long

1.4.1 Khái quát về ENSO

BĐKH là sự iến đổi trạng thái của hệ thống khí hậu, có thể được nhận iết qua sự iến đổi về trung ình và sự iến động của các thuộc tính của nó, được duy trì trong một thời gian đủ dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn Nói cách khác, nếu coi trạng thái cân ằng của hệ thống khí hậu là điều kiện thời tiết trung ình và những iến động của nó trong khoảng vài thập kỷ hoặc dài hơn, thì BĐKH là sự iến đổi

từ trạng thái cân ằng này sang trạng thái cân ằng khác của hệ thống khí hậu

22

BĐKH được nhận iết thông qua sự gia tăng nhiệt độ trung ình ề mặt Trái Đất, dẫn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu và mực nước iển dâng Nhiệt độ gia tăng cùng với sự thay đổi trong phân ố năng lượng trên ề mặt Trái Đất và ầu khí quyển đã dẫn đến sự iến đổi của các hệ thống hoàn lưu khí quyển và đại dương mà hậu quả của nó là sự iến đổi của các cực trị thời tiết và khí hậu

BĐKH có thể iến “khung” thời tiết từ ình thường vốn có lâu đời nay của một vùng cụ thể iến đổi sang một trạng thái thời tiết mới, đạt các tiêu chí sinh thái khí hậu mới một cách khác hẳn, để rồi sau đó, dần dần đi vào ổn định mới Các dao động có chu kỳ của hệ thống khí hậu trong điều kiện BĐKH toàn cầu có xu hướng iến đổi cực đoan hơn

Thuật ngữ ENSO (El Nino/Southern Oscillation) thường được dùng để chỉ một hiện tượng tổng thể ao gồm cả 2 hai hiện tượng El Nino và La Nina và có liên quan với dao động của khí áp giữa 2 ờ phía Đông Thái Bình Dương với phía Tây Thái Bình Dương – Đông Ấn Độ Dương (được gọi là Dao động Nam để phân iệt với dao động khí áp ở Bắc Đại Tây Dương)

El Nino trong tiếng Tây Ban Nha có nghĩa là “Chúa hài đồng”, cách gọi này được đặt tên cho hiện tượng kỳ lạ xảy ra ở khu vực iển các nước Peru và Chile và hiện tượng này thường xảy ra vào mùa Giáng sinh El Nino có thể được coi như pha nóng lên của dao động khí hậu, là từ được dùng để chỉ hiện tượng nóng lên dị thường của lớp nước iển ề mặt ở khu vực xích đạo trung tâm và Đông Thái Bình Dương, kéo dài 8 – 12 tháng, hoặc lâu hơn, thường xuất hiện 3 – 4 năm/lần, song cũng có khi dày hơn hoặc thưa hơn Mặt khác, trong pha lạnh đi, gọi là La Nina, nhiệt độ lớp nước iển ề mặt ở khu vực nói trên lạnh đi dị thường, xảy ra với chu

kỳ tương tự hoặc thưa hơn El Nino

El Nino và La Nina thể hiện sự iến động dị thường trong hệ thống khí quyển – đại dương với quy mô thời gian giữa các năm, có tính chu kỳ hoặc chuẩn chu kỳ Ở khu vực Thái Bình Dương, chu trình ENSO sinh ra những iến đổi lớn, rõ ràng trong các vùng hải lưu vùng nhiệt đới, nhiệt độ, gió tín phong, các khu vực mưa… và

23

thông qua các mối quan hệ xa trong khí quyển, ENSO cũng ảnh hưởng đến khí hậu theo mùa ở nhiều khu vực khác trên toàn cầu El Nino và La Nina có ảnh hưởng đến thời tiết, khí hậu toàn cầu với mức độ khác nhau và rất đa dạng Tuy nhiên, đối với từng khu vực cụ thể, vẫn có thể xác định được những ảnh hưởng chủ yếu có tính đặc trưng của mỗi hiện tượng nói trên Trong điều kiện BĐKH, hiện tượng ENSO cũng có những iểu hiện dị thường về cường độ [13]

1.4.2 Cơ chế vật lý của hiện tượng ENSO

1.4.2.1 Dao động Nam và hoàn lưu Walker

Vào những năm 1920s từ việc nghiên cứu khí áp ở hai khu vực Tahiti và Darwin nhà nghiên cứu Sir Gil ert Walker đã phát hiện ra có sự “dao động” giữa hai khu vực này, nghĩa là có thời kỳ khí áp ở khu vực Tahiti cao hơn khu vực Darwin và ngược lại có những thời kỳ khí áp ở Darwin lại cao hơn ở Tahiti Sau 40 năm, Jaco Bjerknes (1966) thừa nhận có sự dao động quy mô lớn của hoàn lưu gió Tín phong

ở án cầu Bắc và Nam khu vực Thái Bình Dương và ông cho rằng, nó có liên quan đến sự dao động khí áp mà Walker đã phát hiện ra – dao động Nam (Southern Oscillation)

Bjerknes giải thích, khi gió Tín phong mạnh, nước tương đối lạnh có nguồn gốc nước trồi ở xích đạo thuộc ờ iển Nam Mỹ được hình thành ởi áp lực của gió Đông lên ề mặt đại dương, mở rộng về phía tây tới trung tâm Thái Bình Dương

Sự chênh lệch khí áp giữa đông (cao) và tây (thấp) và nhiệt độ giữa đông (thấp) và tây (cao) trên khu vực xích đạo Thái Bình Dương dẫn đến chuyển động ngược chiều của không khí ở tầng thấp (gió Đông) và trên cao (gió Tây); ở phía đông có chuyển động giáng, ở phía tây có chuyển động thăng của không khí, tạo thành một hoàn lưu khép kín, được Bjerknes gọi là hoàn lưu Walker

Thông thường nhiệt độ nước iển giảm dần theo độ sâu nên từ mặt iển đến độ sâu khoảng vài trăm mét, nhiệt độ vùng iển phía tây Thái Bình Dương cao hơn phía đông, tạo ra một lớp nước chuyển tiếp giữa lớp nước ề mặt ấm hơn và lớp nước

ên dưới lạnh hơn, có độ nghiêng từ đông sang tây Thái Bình Dương gọi là “lớp

24

nêm nhiệt” (Thermocline)

Độ sâu lớp nêm nhiệt ở ờ phía tây khoảng 200m và giảm dần về ờ phía đông chỉ còn vài chục mét Khi hoàn lưu Walker mạnh lên, hoạt động của nước trồi tăng lên,

độ nghiêng lớp nêm nhiệt càng lớn và ngược lại, khi hoàn lưu Walker yếu đi, nước trồi ị hạn chế, độ nghiêng của nêm nhiệt giảm đi

Sự hoạt động, mạnh yếu của thể hiện qua mức độ chênh lệch nhiệt độ và khí áp ở hai ờ đông – tây, sự chênh lệch càng lớn, hoàn lưu Walker càng hoạt động mạnh ngược lại chênh lệch ít thì hoàn lưu càng yếu, sự hoạt động mạnh yếu của hoàn lưu Walker gây ra hiện tượng ENSO

Hình 1.4 Sơ đồ hoàn lưu Walker trong điều kiện ình thường

25

1.4.2.2 Tương tác đại dương – khí quyển

Giữa đại dương và khí quyển có sự tương tác với nhau qua các quá trình trao đổi nhiệt, ẩm, động lượng, năng lượng giữa lớp nước ề mặt đại dương với lớp không khí ên trên, chủ yếu thông qua hoạt động đối lưu và các xoáy khí quyển

Trên khu vực phía tây xích đạo Thái Bình Dương (vùng ể nóng – the warm pool), nơi có hội tụ của gió Đông và gió Tây tầng thấp, thường diễn ra hoạt động đối lưu sâu trong nhánh phía tây của hoàn lưu Walker, mây mưa nhiều, lượng ức xạ phát

xạ sóng dài (OLR) từ mặt iển thường không vượt quá 240 w/m2 Do đó, lượng ức

xạ sóng ngắn từ mặt trời (Qsw) thường nhỏ hơn lượng tiềm nhiệt ốc hơi (Qe) Trái lại, tại nhánh phía đông của hoàn lưu Walker, chuyển động giáng của không khí khiến hoạt động đối lưu ị hạn chế, lượng ức xạ phát xạ sóng dài từ mặt iển thường đạt giá trị cực đại Bức xạ sóng ngắn từ Mặt Trời cũng đạt giá trị lớn nhất và thường lớn hơn lượng tiềm nhiệt ốc hơi

Khi hoàn lưu Walker suy yếu (gió Đông tầng thấp yếu, trong khi gió Tây phát triển mạnh lên), vùng đối lưu sâu ở tây Thái Bình Dương ị dịch chuyển về phía đông đến trung tâm Thái Bình Dương, làm tăng cường các chuyển động xoáy của khí quyển ở vùng này, lượng mây và mưa tăng lên, ORL giảm, lượng nhiệt và ẩm từ đại dương chuyển vào khí quyển giảm đi Ngược lại, vùng phía tây Thái Bình Dương đối lưu ị hạn chế, ORL và lượng nhiệt, ẩm từ đại dương chuyển vào khí quyển tăng lên [14]

1.4.2.3 Cơ chế hoạt động của ENSO

ENSO là một trong những hiện tượng khí hậu quan trọng nhất trên Trái Đất do khả năng tác động đến hệ thống hoàn lưu khí quyển toàn cầu Nghiên cứu hiện tượng ENSO để hiểu iết về cơ chế vật lý, đặc điểm và quy luật diễn iến cũng như những hậu quả tác động của chúng, cảnh áo trước sự xuất hiện của ENSO, những ảnh hưởng có thể xảy ra đối với thời tiết, khí hậu và kinh tế – xã hội để có những iện pháp phòng tránh hiệu quả, hạn chế, giảm nhẹ thiệt hại do ENSO gây ra Một chu trình ENSO gồm có 3 pha: El Nino (pha nóng), La Nina (pha lạnh) và ENSO –

áp lực của gió Đông lên mặt iển giảm đi, kéo theo sự suy yếu của nước trồi và dòng chảy hướng Tây, nước iển từ vùng ể nóng tây Thái Bình Dương nhanh chóng đổ dồn về phía đông tạo thành một sóng đại dương xích đạo – sóng Kelvin lan truyền về phía đông và nhiệt từ vùng ể nóng được vận chuyển về vùng trung tâm và đông Thái Bình Dương, làm cho nước iển ề mặt vùng này nóng lên dị thường Kết quả là chênh lệch nhiệt độ nước iển giữa vùng phía đông và phía tây giảm đi, độ sâu của nêm nhiệt ở ờ phía tây giảm đi, trong khi ở ờ phía đông lại tăng lên, trao đổi nhiệt thẳng đứng trong lớp nước xáo trộn đại dương mạnh mẽ hơn Sóng Kelvin lan truyền tới ờ phía đông Thái Bình Dương trung ình mất khoảng

50 ngày và ị phản xạ trở lại Sự phản xạ này gây ra một sóng đại dương – sóng Ross y chuyển động về phía tây với thời gian trung ình khoảng 6 tháng, qua đó, lớp nước ề mặt ấm lại được vận chuyển về phía tây Sự phản xạ qua lại của các sóng Kelvin và Ross y ở hai ờ của Thái Bình Dương quyết định độ dài và tính không ổn định trong các pha của một chu trình El Nino Như vậy, có thể thấy sóng Kelvin làm giảm chênh lệch nhiệt độ giữa đông và tây Thái Bình Dương (hiệu ứng âm), trái lại, sóng Ross y cho hiệu ứng dương Trên thực tế, sự duy trì một thời gian dài (12 – 14 tháng) hiện tượng nóng lên dị thường của nhiệt độ nước iển ề mặt ở vùng xích đạo trung tâm và đông Thái Bình Dương (một chu trình El Nino) chứng tỏ hiệu ứng nhiệt ình lưu do sóng Kelvin tạo ra lớn hơn hiệu ứng nước trồi

do sóng Ross y gây ra ở vùng iển này Nhiệt độ mặt nước iển vùng ờ phía tây

có sự thay đổi không lớn như ở vùng trung tâm và phía đông xích đạo, chứng tỏ hiệu ứng nhiệt do các sóng Kelvin và sóng Ross y ị triệt tiêu nhiều

Nhiệt độ ề mặt iển ấm lên, lượng ẩm nhiều đã gây mưa lớn cho khu vực trung

27

tâm và phía Đông Thái Bình Dương kéo theo lượng lớn sinh vật phù du trong nước iển phát triển mạnh và lượng tôm cá nhiều hơn cho khu vực vùng iển Peru và Chile Sự dịch chuyển của lớp nước ấm ề mặt, dẫn đến nhiệt độ ề mặt iển ở khu vực phía tây Thái Bình Dương lạnh đi dị thường, đối lưu hạn chế dẫn đến ít mưa hơn [13], [15]

Khi hiện tượng El Nino xuất hiện, trên khu vực Đông Nam Á nói chung và Việt Nam nói riêng thường có mùa đông ấm và khô, mùa hè nắng nóng, ít mưa Khô hạn

vụ đông xuân và hè thu thường xảy ra trầm trọng, kéo dài trên diện rộng Số lượng

ão thường ít hơn so với trung ình nhiều năm nhưng lại xuất hiện những cơn ão

có cường độ mạnh và có xu hướng muộn hơn, dịch chuyển xuống phía Nam [14] Những nhân tố ất ổn định chính có tác động đến hoàn lưu Walker trên khu vực Thái Bình Dương, khởi động cho một chu trình ENSO ao gồm [13]:

Sự iến động của áp cao cận nhiệt đới Thái Bình Dương về cường độ, phạm vi và vị trí tâm áp cao, ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của Tín phong 2 bán cầu

Sự ạo phát gió Tây trên vùng iển xích đạo tây Thái Bình Dương, liên quan đến hoạt động của các áp cao nam Ấn Độ Dương và áp cao châu Úc

Dao động trong mùa Madden – Julian (MJO) với chu kỳ 30 – 60 ngày trên khu vực đông Ấn Độ Dương và tây Thái Bình Dương xích đạo

Hoạt động dị thường của các xoáy thuận nhiệt đới trên vùng iển xa xích đạo, khu vực trung tâm Thái Bình Dương, liên quan đến hoạt động của đới gió Tây vĩ độ trung bình

về phía tây, lớp nêm nhiệt ở phía tây dày lên, nhiệt độ ề mặt iển cao hình thành dòng thăng ở phía tây Thái Bình Dương gây mưa cho khu vực này, còn ở phía đông, nước trồi mạnh làm ề mặt iển lạnh đi dẫn đến ít mưa, lượng sinh vật phù du suy giảm, tôm cá ít đi, tạo ra pha La Nina ngược lại với El Nino [13]

Khi hiện tượng La Nina xuất hiện, khu vực Đông Nam Á nói chung và Việt Nam nói riêng thường có mùa đông lạnh và ẩm, mùa hè dịu mát, mưa nhiều Số lượng

ão thường nhiều hơn so với trung ình nhiều năm, ão xuất hiện sớm, cường độ