Khí tượng Khí hậu học Mã số: 60440222
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU
tải về 379.32 Kb.
|
- Điều hướng trang này:
- 2.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình khu vực Nam Trung Bộ
- Hình 2.1 Bản đồ khu vực Nam Trung Bộ
- 2.1.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn
- 2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Bảng 2.1. Tổng hợp các chỉ số hạn được sử dụng phổ biến nhất
- Bảng 2.2: Phân cấp hạn hán
- 2.2.3 Phương pháp phân tích xu thế
- Hình 2.2. Lưới ngang và lưới thẳng đứng của mô hình PRECIS
- Hình 2.3. Phép chiếu cực quay của mô hình PRECIS
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU2.1 Phạm vi và nội dung nghiên cứuỞ Việt Nam, trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5 - 0,7 0C, mực nước biển đã dâng khoảng 20cm. Biến đổi khí hậu đã làm cho các thiên tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt. Việt Nam nói chung, các tỉnh Trung Bộ nói riêng sẽ phải đối mặt với nguy cơ hạn hán ngày một thường xuyên hơn, đặc biệt là khu vực Nam Trung Bộ - nơi được coi là vùng khô hạn, thiếu nước thường xuyên của cả nước, nguy cơ về hạn hán có khả năng sẽ diễn ra gay gắt hơn, nghiêm trọng hơn trước. Tình hình ít mưa và nắng hạn diễn ra gay gắt trong nhiều năm qua, nhất là trong mùa khô các năm 2004-2005, 2006-2007, 2009-2010 là nỗi lo thường xuyên của nhân dân và lãnh đạo các cấp từ trung ương và địa phương, trong đó có các tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ. Đặc biệt trong những năm gần đây, do ảnh hưởng của BĐKH, tác động của hiện tượng El Nino, mùa mưa thường đến muộn hơn và kết thúc sớm hơn so với bình thường nên mức độ hạn hán và thiếu nước đối với sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của các tỉnh khu vực Nam Trung Bộ càng trầm trọng. Điều này cho thấy việc nghiên cứu để xác định xu thế diễn biến của hạn hán vùng Nam Trung Bộ dưới tác động của BĐKH là vô cùng cần thiết. Nhằm góp phần cung cấp thông tin phục vụ đề xuất các giải pháp thích ứng, nghiên cứu này sẽ đưa ra các kết quả đánh giá hạn hán ở các quy mô thời gian khác nhau trong thể kỷ 21 theo kịch bản phát thải khí nhà kính trung bình A1B ở khu vực Nam Trung Bộ. 2.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình khu vực Nam Trung BộTrong Luận văn này các tỉnh Nam Trung Bộ bao gồm Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận và Bình Thuận. Phía Bắc giáp Quảng Ngãi, phía Tây giáp các tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, phía Nam giáp Đồng Nai và phía Đông giáp biển Đông. Diện tích tự nhiên khoảng 21.000 km2. 
Hình 2.1 Bản đồ khu vực Nam Trung BộĐịa hình các tỉnh Nam Trung Bộ có thể chia ra 3 nhóm chính với những đặc trưng và vai trò khác nhau đối với điều kiện địa chất thuỷ văn: - Địa hình núi cao trung bình: Độ cao tuyệt đối từ 400 - 600 m, cá biệt trên 2000 m (đỉnh Chư Mư, Ninh Hoà cao 2021 m) phân bố ở phía Tây thuộc phạm vi các huyện miền núi, giáp với các tỉnh Tây Nguyên. Địa hình bị chia cắt mãnh liệt, phức tạp, đặc trưng là các đỉnh nhọn, sườn dốc bề mặt lởm chởm. - Địa hình núi thấp: Độ cao tuyệt đối thường 50 - 350 m, phân bố dọc theo quốc lộ 1 A. Đặc điểm đỉnh tròn, sườn thoải, núi thấp xen kẽ với các thung lũng sông suối nhỏ và nghiêng dần ra biển. - Địa hình đồng bằng và cồn cát ven biển: Độ cao tuyệt đối dưới 50m. Các đồng bằng phân bố rộng khắp các cửa sông lớn như các đồng bằng Tuy Hòa, Ninh Hòa, Cam Ranh, Phan Rang, Phan Thiết. Các cồn cát ven biển phân bố dọc theo bờ biển và các vũng vịnh ven bờ. 2.1.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văna. Đặc điểm khí hậu Nam Trung Bộ chịu sự chi phối chung của khí hậu vùng nội chí tuyến (khí hậu vùng nhiệt đới, gió mùa), hàng năm chia hai mùa rõ rệt. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng VIII đến tháng XII, riêng Bình Thuận bắt đầu vào tháng VI và kết thúc vào tháng XI; Ninh Thuận muộn hơn, tháng IX và kết thúc vào cuối tháng XII. Mưa tập trung vào các tháng IX, X và XI, chiếm 85-90% lượng mưa của cả năm. Mùa khô từ tháng XI-XII đến tháng VI-VIII năm sau. Lượng mưa của vùng nghiên cứu biến đổi theo cả không gian và thời gian. Phía Bắc vùng núi có lượng mưa lớn hơn vùng biển, phía Nam thì ngược lại. b. Đặc điểm thuỷ văn Nam Trung Bộ có hệ thống sông suối khá phát triển, phân bố tương đối đều. Phần lớn các sông đều ngắn, bắt nguồn từ các dãy núi phía Tây và đổ ra biển Đông. Tập trung thành các hệ thống chính như sau: Thuộc tỉnh Phú Yên có các hệ thống sông Sông Ba và sông Kỳ Lộ. Trong đó, sông Ba là lớn nhất, đoạn chảy qua cầu Đà Rằng có chiều rộng hơn 1 km, tổng lượng dòng chảy trung bình năm đạt tới 10,3 tỉ m3. Hệ thống sông suối trong tỉnh Khánh Hòa gồm 3 lưu vực chính là Sông Dinh, sông Cái Nha Trang và lưu vực các suối ở đồng bằng Cam Ranh - đáng chú ý là suối Trà Dục và suối Hành. Tổng diện tích các lưu vực khoảng 2990 km2 và tổng lượng dòng chảy trung bình năm đạt gần 3 tỉ m3. Riêng hệ thống sông Cái có lưu vực 2000 km2, trung bình hàng năm đổ ra biển một lượng nước 2.535 m3 (tại trạm Đồng Trăng). Ở Ninh Thuận có hai hệ thống sông chính với tổng chiều dài 430 km là hệ thống sông Cái, dài 105 km và hệ thống sông Quán Thể, sông Trâu, sông Bà Râu. Nhìn chung các sông ngắn, độ dốc lưu vực 7-150. Tổng lượng dòng chảy trung bình năm các sông ở Ninh Thuận là 3,6 tỉ m3. Bình Thuận có mạng sông suối phân bố khá đồng đều với mật độ tương đối dày, gồm hệ thống các sông Lòng Sông, sông Lũy, sông Cái (Quao), sông Cà Ty, sông Phan, sông La Ngà và sông Dinh. Tổng diện tích toàn bộ các lưu vực 9.871 km2 và tổng lượng dòng chảy trung bình năm đạt 5,3 tỉ m3. Ngoài ra còn khá nhiều hồ lớn trên địa bàn như hồ Phú Xuân, hồ Hốc Răm, hồ Đồng Tròn, hồ Sông Dinh ở Phú Yên; hồ Cam Ranh, hồ Đá Bàn, hồ suối Trầu, hồ Am Chúa, hồ suối Bầu và hồ suối Hành ở Khánh Hòa; Đầm Nại ở Ninh Thuận và hồ Biển Lạc, hồ Bầu Trắng ở Bình Thuận. Tuy mạng sông ngòi và các đầm hồ với tổng lượng dòng chảy khá lớn và dung tích khá phong phú nhưng mùa khô những sông suối nhỏ đều cạn kiệt, các sông lớn lượng dòng chảy suy giảm nghiêm trọng, các hồ đầm đều ở dưới mực nước chết.
2.2.1 Một số chỉ số hạn hánTheo H. Hisdal và L. M. Tallksen (2000), thuật ngữ “định nghĩa sự kiện hạn hán” và “chỉ số hạn hán” vẫn còn chưa rõ ràng. Chỉ số hạn hán thường là một con số đặc trưng cho trạng thái chung của hạn hán tại một thời điểm đo được. Còn định nghĩa một sự kiện hạn hán được áp dụng để lựa chọn các sự kiện hạn hán trong một chuỗi thời gian bao gồm sự bắt đầu và kết thúc của các đợt hạn hán. Việc dự tính hạn hán dựa trên các chỉ số hạn hán được trình bày chi tiết trong (WMO, 1975; Heim, 2002). Tuy nhiên, mỗi chỉ số hạn hán đều được lựa chọn sao cho phù hợp với khu vực nghiên cứu và mục đích nghiên cứu. Dưới đây là một số chỉ số đã được dùng phổ biến trên thế giới. Bảng 2.1. Tổng hợp các chỉ số hạn được sử dụng phổ biến nhất
2.2.2 Lựa chọn chỉ sốTrong nghiên cứu này, chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (SPI) được sử dụng để xác định điều kiện hạn hán và tính toán các đặc trưng hạn hán trên khu vực Nam Trung Bộ. Chỉ số SPI là một chỉ số tương đối mới được Mckee T. B., Doesken N. J. và Kleist J., Đại học Tổng hợp Bang Colorado đề xuất năm 1993. Nó được tính toán đơn giản bằng sự chênh lệch của lượng mưa thực tế R (tổng lượng mưa tuần, tháng, mùa, vụ thực tế) so với trung bình nhiều năm và chia cho độ lệch chuẩn  :
Chỉ số SPI là một chỉ số không thứ nguyên: khi các giá trị của SPI mang dấu âm, nó biểu thị các điều kiện khô hạn; còn khi giá trị SPI dương, nó biểu thị tình trạng dư thừa ẩm. Phân bố của lượng mưa với qui mô thời gian nhỏ hơn một năm không phải là một phân bố chuẩn, nên khi tính toán phải hiệu chỉnh nó về phân bố chuẩn. Đánh giá mức độ hạn hán dựa vào phân cấp hạn của chỉ số SPI ở Bảng 2.2. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này tác giả chỉ quan tâm đến các ngưỡng không xảy ra hạn, bắt đầu hạn, hạn vừa và hạn nặng. Trong đó, tác giả quy hạn nặng, hạn rất nặng và hạn rất nghiệm trọng về cùng một loại là “hạn nặng”.
Chỉ số SPI có khả năng tính cho bất kỳ khoảng thời gian nào (3 tháng, 6 tháng, 12 tháng, 24 tháng, 48 tháng, ...) nên được các nhà nghiên cứu và hoạch định đánh giá cao về tính đa dụng của nó. Vì vậy SPI có khả năng đưa ra cảnh báo sớm về hạn, giúp ước tính được mức độ hạn và tính toán đơn giản hơn các chỉ số hạn khác. Hạn xảy ra khi SPI âm và giá trị âm của SPI càng lớn thì mức độ hạn càng cao; hạn sẽ kết thúc khi SPI dương. Tần suất hạn theo các ngưỡng cũng được đánh giá dựa trên tỷ lệ giữa số tháng có giá trị SPI đặt ngưỡng hạn và số tháng trong năm. 2.2.3 Phương pháp phân tích xu thếPhân tích xu thế biến đổi của hạn hán của các trạm nghiên cứu trên khu vực theo thời gian và không gian. Tốc độ biến đổi theo thời gian được xác định theo phương pháp phân tích xu thế. Theo phương pháp này, mối quan hệ giữa yếu tố x và thời gian t được xác định dưới dạng phương trình tuyến tính: xt = b0 +b1 t (2.1) Với b0 và b1 được ước tính theo phương pháp bình phương tổi thiểu Các đặc trưng thu được từ phương trình bao gồm Tốc độ xu thế: b1. Gốc xu thế: b0. Mức tăng hay giảm trong thời kỳ nghiên cứu. D = b1n 2.2.4 Mô hình PRECISPRECIS (Providing Regional Climates for Impacts Studies) là mô hình động lực khí hậu khu vực, cơ bản được xây dựng bởi Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu Toàn cầu Hadley và được chạy trên máy tính cá nhân (PC) nhằm phục vụ việc xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực nhỏ. Tiền thân của mô hình PRECIS là mô hình HadRM3P xây dựng từ năm 1991 được phát triển, cải tiến kỹ thuật để dự báo biến đổi khí hậu. Hệ tọa độ thẳng đứng của mô hình PRECIS hệ tọa độ Lai (Hybrid, η) gồm 19 mực thẳng đứng (hình 2.2). Mỗi mực η, k (k = 1, ..., 19) xác định bởi sự kết hợp tuyến tính giữa độ cao địa đình và các mực khí áp được đưa ra bởi công thức:  (2.3)
Cấu trúc lưới theo phương thẳng đứng của mô hình có đặc điểm: dày hơn ở lớp sát mặt (mực 1 - 4) và thưa hơn trong khí quyển tự do (mực 17 - 19). Các lớp sát mặt uốn lượn theo địa hình nên mô tả rất tốt hiệu ứng địa hình đến các biến khí hậu. 
Hình 2.2. Lưới ngang và lưới thẳng đứng của mô hình PRECISLưới ngang của mô hình là lưới xen kẽ Arakawa B theo phương ngang, các biến vô hướng như nhiệt độ, khí áp, độ ẩm được xác định tại tâm ô lưới ký hiệu là chữ P, còn các thành phần gió được xác định tại các điểm nút lưới ký hiệu là W. Mô hình PRECIS sử dụng phép chiếu cực quay, đảm bảo cho sự ổn định mô hình mà không cần tới phép lọc phi vật 
Hình 2.3. Phép chiếu cực quay của mô hình PRECISHệ phương trình trong mô hình được tính bằng phương pháp số 3 chiều. Mô hình mô phỏng các biến riêng biệt, khoảng cách giữa các lưới và thời gian là như nhau. Theo không gian, dữ liệu được tính trung bình theo ô lưới, theo thời gian, dữ liệu được tính toán là các giá trị tức thời. Sự thay đổi của áp suất, gió, nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố khác tuân theo 3 định luật bảo toàn chính: định luật bảo toàn mô men động lượng, bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn năng lượng. Trong nghiên cứu này, mô hình PRECIS được chạy với độ phân giải ngang 25x25km theo kịch bản A1B cho 5 phương án khác nhau (Q0, Q3, Q10, Q11 và Q13). Mỗi phương án là một thành phần khác nhau của mô hình toàn cầu ứng với kịch bản phát thải trung bình A1B. - Q0: Là phương án chạy đầu vào từ sản phẩm mô hình HadCM3 không qua xử lý hiệu chỉnh; - Q3: Là phương án chạy đầu vào từ sản phẩm mô hình HadCM3. Trong đó sản phẩm dự tính từ HadCM3 qua xử lý hiệu chỉnh; - Q10: Là phương án chạy đầu vào từ sản phẩm mô hình HadCM3 với kết quả dự tính khí hậu toàn cầu thiên khô; - Q11: Là phương án chạy đầu vào từ sản phẩm mô hình HadCM3 với kết quả dự tính toàn cầu thiên ẩm; - Q13: Là phương án chạy đầu vào từ sản phẩm mô hình HadCM3 với dự tính biến đổi của nhiệt độ là nhiều nhất. Mô hình PRECIS đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới để xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho từng khu vực và từng quốc gia, cụ thể như sau: Trước hết là tại Anh quốc, đặc biệt tại trung tâm Hadley và đại học READING; Liên hợp quốc: xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu độ phân giả cao sử dụng PRECIS cho một số khu vực và quốc gia trên thế giới; Ứng dụng mô hình PRECIS nhằm xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho các quốc gia thuộc khu vực Đông Nam Á trong khuôn khổ chương trình SEASTART; Ứng dụng mô hình PRECIS nhằm đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu cho tài nguyên nước lưu vực sông Mê-Kong; Ứng dụng mô hình PRECIS ở Uganda và vùng lân cận với độ phân giải cao 0.22x0.22km; Ứng dụng mô hình PRECIS nhằm xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực CARIBE; Ứng dụng mô hình PRECIS nhằm xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho Ecuador; Ứng dụng mô hình PRECIS với độ phân giải cao 0.22x0.22 cho Hy lạp; Ứng dụng mô hình PRECIS với độ phân giải cao 0.22x0.22 cho Ấn độ và vùng lân cận tại IITM; Ứng dụng mô hình PRECIS xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu độ phân giả cao; Đánh giá mô hình khí hậu khu vực PRECIS tại đại học Montreal Canada; Ứng dụng mô hình PRECIS xây dựng kịch bản biến đổi cho Tây Bắc Hoa Kỳ; Ứng dụng mô hình PRECIS xây dựng kịch bản biến đổi cho cộng hòa Síp; Thử nghiệm mô hình khí hậu khu vực PRECIS tại đại học Đài Loan; Ứng dụng mô hình PRECIS xây dựng kịch bản biến đổi cho Brazil và Mỹ La tinh; Ứng dụng mô hình PRECIS xây dựng kịch bản biến đổi cho Trung quốc; Ứng dụng mô hình PRECIS xây dựng kịch bản biến đổi cho Balan; Ứng dụng mô hình PRECIS xây dựng kịch bản biến đổi cho Bangladesh; Argentina, Niger, Bangladesh, Malaysia, Saudi Arabia, West Africa…
Каталог: files -> ChuaChuyenDoi ChuaChuyenDoi -> ĐẠi học quốc gia hà NỘi trưỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Thị Hương XÂy dựng quy trình quản lý CÁc công trìNH ChuaChuyenDoi -> TS. NguyÔn Lai Thµnh ChuaChuyenDoi -> Luận văn Cao học Người hướng dẫn: ts. Nguyễn Thị Hồng Vân ChuaChuyenDoi -> 1 Một số vấn đề cơ bản về đất đai và sử dụng đất 05 1 Đất đai 05 ChuaChuyenDoi -> Lê Thị Phương XÂy dựng cơ SỞ DỮ liệu sinh học phân tử trong nhận dạng các loàI ĐỘng vật hoang dã phục vụ thực thi pháp luật và nghiên cứU ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Hà Linh ChuaChuyenDoi -> ĐÁnh giá Đa dạng di truyền một số MẪu giống lúa thu thập tại làO ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiêN ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Văn Cường tải về 379.32 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
; 
(2.2)