Nghiên cứu xu thế biến đổi nhiệt độ trong bối cảnh biến đổi khí hậu tại Thành phố Hồ Chí Minh

TAÏP CHÍ KHOA HOÏC ÑAÏI HOÏC SAØI GOØN

Soá 23 (48) - Thaùng 12/2016

Nghiên cứu xu thế biến đổi nhiệt độ trong bối cảnh biến đổi

khí hậu tại Thành phố Hồ Chí Minh

Trends of temperature change in the context of climate change in Ho Chi Minh City

ThS. Trần Xuân Hoàng

Viện Khí tượng Thủy văn Hải văn và Môi trường

Tran Xuan Hoang, M.Sc.

Institute of Hydrology Meteorology Oceanology and Environment

TS. Lê Ngọc Tuấn

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia TP.HCM

Le Ngoc Tuan, Ph.D.

The University of Science – National University Ho Chi Minh City

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang diễn ra trên quy mô toàn cầu và là thách thức lớn đối với toàn

nhân loại. Biểu hiện rõ ràng nhất của BĐKH là sự gia tăng nhiệt độ. Bằng phương pháp thu thập tài liệu,

thống kê, xử lý số liệu, phân tích xu thế … nghiên cứu thực hiện cập nhật, đánh giá diễn biến nhiệt độ

tại trạm Tân Sơn Hòa - đại diện cho khu vực Tp.HCM. Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ trung bình

tại đây có xu hướng gia tăng với tốc độ khoảng 0,046^oC/năm. Nhiệt độ tối cao ổn định về xu thế nhưng

lại có nhiều biến động trong những thời kỳ ngắn. Nhiệt độ tối thấp có xu thế tăng nhanh hơn so với

nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tối cao với tốc độ tăng 0,1^oC/năm. Trong 10 năm gần đây, biên độ nhiệt

độ có xu thế giảm mạnh hơn, có những ngày biên độ nhiệt chỉ khoảng 1,3^oC. Kết quả nghiên cứu là cơ

sở quan trọng cho các nghiên cứu đánh giá tác động của biển đổi nhiệt độ nói riêng và BĐKH nói chung

đến các ngành, các lĩnh vực.

Từ khóa: biến đổi khí hậu, hồi quy tuyến tính, nhiệt độ, xu thế.

Abstract

Climate change has been taking place on a global scale and is a big challenge for humanity. The most

obvious manifestation of climate change is the increase in temperature. Using the methods of collecting

and processing data, statistics, trend analysis, etc., this study updates and accesses changes in

temperature at the Tan Son Hoa station, which represents Ho Chi Minh City. Results shows that the

average temperature tends to increase about 0.046°C per year. The maximum temperature is steady in

general trend but significantly oscillates in short periods. The minimum temperature increases 0.1°C per

year, faster than mean and max temperatures do. For the last 10 years, the temperature amplitude tends

to decrease more sharply. These results form an important basis for evaluating impacts of temperature

evolutions in particular and of climate change in general to sectors and areas.

Keywords: climate change, linear regression, temperature, trend.

139

đổi các yếu tố khí hậu đến thời điểm hiện

tại. Theo đó, nghiên cứu xu thế biến đổi

nhiệt độ trong bối cảnh BĐKH tại khu vực

Tp.HCM được thực hiện với mục tiêu đánh

giá được xu thế biến đổi nhiệt độ trong giai

đoạn 1978 – 2014 (tại trạm Tân Sơn Hòa),

phục vụ các nghiên cứu đánh giá tổn

thương do BĐKH tại địa phương.

1.

Ngày nay, bên cạnh những thành tựu to

lớn về kinh tế xã hội, thành phố Hồ Chí

Minh (Tp.HCM) đang phải đối mặt với

nhiều vấn đề môi trường, trong đó có biến

đổi khí hậu (BĐKH) như xu thế chung toàn

cầu, đòi hỏi những giải pháp ứng phó tương

thích và hiệu quả. Trong bài toán nghiên

cứu BĐKH, cần thiết thực hiện những đánh

giá chi tiết về xu thế biến đổi các yếu tố khí

tượng thủy văn (nhiệt độ, lượng mưa, mực

nước biển dâng…) (Bộ Tài nguyên và Môi

trường, 2012; IPCC AR5, 2013) - tạo cơ sở

cho việc xây dựng các kịch bản BĐKH

cũng như đánh giá tác động của BĐKH đến

các ngành, các lĩnh vực.

Nhiệt độ là một trong những yếu tố

quan trọng nhất của hệ thống khí hậu - tác

động đến hầu hết các yếu tố khác như bốc

hơi, gió, lượng mưa... Vào cuối thế kỉ XIX,

khi xem xét nhiệt độ trung bình toàn cầu,

các nhà khoa học nhận thấy sự tăng nhiệt

độ tại phần lớn các khu vực - qua đó hình

thành khái niệm “Nóng lên toàn cầu”

(Global Warming). Khi hiện tượng “Nóng

lên toàn cầu” tiếp tục xảy ra trong thế kỷ

XXI với phạm vi chưa từng có, dẫn tới sự

biến đổi sâu sắc trong hệ thống khí hậu - từ

đó khái niệm “Biến đổi khí hậu” (Climate

change) được ra đời. Như vậy, có thể thấy,

nhiệt độ được xem là biểu hiện trực quan,

đồng thời cũng là nguyên nhân thứ cấp của

các tác động liên quan đến BĐKH.

2. Phươ g pháp ghiê cứu

Diễn biến nhiệt độ được đánh giá qua

02 yếu tố: (1) Biến trình nhiệt độ và (2) Xu

thế biến đổi nhiệt độ.

Các giai đoạn được xem xét so sánh

(căn cứ vào giai đoạn nền 1986-2015 của

Ủy Ban Liên Chính Phủ về Biến Đổi Khí

Hậu - IPCC trong bài toán BĐKH), bao

gồm: (1) Giai đoạn 1986 - 2005: Giai đoạn

nền cho kịch bản BĐKH trong báo cáo

AR5 của IPCC (2013); (2) Giai đoạn 2005

- 2014: Giai đoạn 10 năm gần đây; (3) Giai

đoạn 1978 - 2014: Giai đoạn tổng hợp.

2.1. Phương pháp thu thập tài liệu:

Thu thập số liệu quan trắc nhiệt độ tại

trạm Tân Sơn Hòa giai đoạn 1978-2014.

Nguồn thu thập tài liệu: Đài Khí tượng

Thủy văn khu vực Nam Bộ nên đảm bảo

độ tin cậy của dữ liệu.

2.2. Phương pháp xử lý số liệu:

Được áp dụng nhằm thống kê số liệu

nhiệt độ, tính toán biến trình năm của nhiệt

độ, tính toán xu thế nhiệt độ, vẽ các đồ thị

biểu diễn... Phần mềm được sử dụng chính

là Excel.

Tại khu vực Tp.HCM, đã có một số

nghiên cứu, đánh giá xu thế biến đổi các

yếu tố khí hậu (Nguyễn Kỳ Phùng và Lê

Văn Tâm, 2011; Nguyễn Kỳ Phùng, 2013)

giai đoạn 1978 - 2010. Tuy nhiên, trong 5

năm gần đây (2010 - 2014), BĐKH đang

có những diễn biến khá phức tạp. Do đó,

để có những nhận định phù hợp với tình

hình BĐKH, cần thiết cập nhật xu thế biến

Biên độ nhiệt độ năm được tính toán

theo công thức:

Biên độ nhiệt độ ngày trung bình, lớn

nhất, nhỏ nhất được tính bằng công thức:

140

nhất vào tháng 4 và thấp nhất vào khoảng

tháng 12 và tháng 1 (Hình 1). Bên cạnh đó,

xu thế tăng nhiệt độ được thể hiện khá rõ ở

tất cả các giai đoạn và các tháng trong

năm. Giai đoạn 1986 – 2005, sự biến đổi

nhiệt độ trung bình có xu thế giống với

toàn giai đoạn 1978 – 2014. Một vài điểm

đáng lưu ý về biến trình của nhiệt độ trung

bình qua các giai đoạn:

 Nhiệt độ trung bình cao nhất (tháng

4): giai đoạn 1986 - 2005 là 29,6^oC và tăng

lên 29,8^oC trong 10 năm gần đây. Nhiệt độ

trung bình cao nhất tăng với tốc độ khoảng

0,023 ^oC/năm, theo đó, trong hơn 35 năm,

nhiệt độ trung bình cao nhất tăng khoảng

0,85^oC.

2.3. Phương pháp xác định xu thế:

Sử dụng phương trình hồi quy tuyến

tính. Xu thế biến đổi được biểu diễn theo

hàm thời gian:

; trong đó:

Y: là giá trị của hàm; _t: số thứ tự năm; a₀,

a₁: các hệ số hồi qui. Hệ số a₁cho biết

hướng dốc của đường hồi quy, thể hiện xu

thế biến đổi tăng hay giảm theo thời gian.

Nếu a₁âm nghĩa là xu thế giảm theo thời

gian và ngược lại. Các hệ số a₀và a₁tính

theo công thức:

;

 Nhiệt độ trung bình thấp nhất

(tháng 12, 1): có nhiều biến động so với

nhiệt độ trung bình cao nhất - khoảng

26,5^oC vào giai đoạn 1986 – 2005 và tăng

lên 27^oC trong giai đoạn 2005 – 2014.

Nhiệt độ trung bình thấp nhất tăng với tốc

độ khoảng 0,04^oC/năm, tương ứng 1,48 ^oC

trong hơn 35 năm (1978 – 2014).

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Biến đổi biến trình của nhiệt độ

Biến trình năm của nhiệt độ trung bình

khá tương đồng giữa các giai đoạn, cao

Hình 1: Biến trình năm của nhiệt độ trung bình qua các giai đoạn tại trạm

Tân Sơn Hòa - TpHCM

Hình 2 và Hình 3 thể hiện biến trình

nhiệt độ tối thấp và tối cao qua các giai

đoạn tại trạm Tân Sơn Hòa –Tp.HCM –cho

thấy những biến đổi tương đối phức tạp:

141

nhiệt độ tối cao cao nhất xuất hiện vào

tháng 4 với giá trị khoảng 35^oC cho

toàn giai đoạn 1978 – 2014. Tuy

nhiên, có thể thấy rằng, trong khoảng

10 năm trở lại đây (giai đoạn 2006 –

2014), nhiệt độ tối cao tăng mạnh hơn

so với giai đoạn 1986 – 2005, biểu

hiện rõ nhất ở các tháng cuối năm

(tháng 8-12).

 Về nhiệt độ tối thấp: nhiệt độ tối

thấp nhỏ nhất thường xuất hiện trong tháng

12, tháng 1 và cao nhất thường xuất hiện

vào tháng 4, 5, 6 (Hình 2); dao động từ

khoảng 22,8^oC (vào tháng 12, tháng 1 giai

đoạn 1986 - 2005) đến khoảng 23,6^oC (vào

tháng 1 giai đoạn 2006 - 2014) – cho thấy

xu hướng tăng trong thời gian gần đây.

 Về nhiệt độ tối cao: Theo Hình 3,

Hình 2: Biến trình nhiệt độ tối thấp qua các giai đoạn tại trạm Tân Sơn Hòa – Tp.HCM

Hình 3: Biến trình nhiệt độ tối cao qua các giai đoạn tại trạm Tân Sơn Hòa – Tp.HCM

nhiệt độ trung bình tại trạm Tân Sơn Hòa

qua các giai đoạn. Theo đó, nhiệt độ trung

bình trong hơn 35 năm có xu thế tăng với

tốc độ khoảng 0,04^oC/năm. Giai đoạn

3.2. Xu thế biến đổi nhiệt độ

3.2.1. Xu thế biến đổi nhiệt độ trung

bình năm

Hình 4 thể hiện xu thế biến đổi của

142

1986 – 2005 có sự biến động nhiệt độ

phức tạp với giá trị nhiệt độ thấp nhất

khoảng 27^oC (năm 1986) và cao nhất

khoảng 28,5^oC (năm 1998); xu thế gia

tăng nhiệt độ của giai đoạn này là

0,046^oC/năm. Trong 10 năm trở lại đây,

nhiệt độ có xu hướng tăng nhanh hơn và

mức chênh lệch nhiệt độ trung bình năm

cao nhất là 0,7^oC (27,9^oC năm 2008 và

28,6^oC năm 2012).

Hình 4: Xu thế biến đổi nhiệt độ trung bình năm tại trạm Tân Sơn Hòa – TpHCM

3.2.2. Xu thế biến đổi nhiệt độ cao nhất

Nhiệt độ tối cao tại trạm Tân Sơn Hòa

từ năm 1978 – 2014 biến đổi không đáng

kể - tăng 0,025 ^oC/năm (Hình 5); tuy nhiên

ghi nhận sự gia tăng nhiệt độ khá rõ nét

khi xét một số giai đoạn thành phần. (i)

Giai đoạn 1986 – 2005 có sự biến động

nhiệt độ lớn nhất trong toàn bộ chuỗi dữ

liệu. Nhiệt độ cao nhất rơi vào năm 1998

(39,3^oC) – cũng là giá trị cao nhất trong

giai đoạn 1978 – 2014, giảm xuống thấp

nhất vào năm 1999 (35,9^oC) và tăng mạnh

trở lại đến năm 2001 (38,5^oC). Tốc độ tăng

nhiệt độ tối cao trong giai đoạn này ước

khoảng 0,057^oC/năm. (ii) Trong 10 năm

gần đây (giai đoạn 2005 – 2014), nhiệt độ

tiếp tục có xu hướng tăng với hệ số góc

tương đối lớn.

Hình 5: Xu thế biến đổi nhiệt độ tối cao tại trạm Tân Sơn Hòa – Tp.HCM

143

3.2.3. Xu thế biến đổi nhiệt độ thấp nhất

Nhiệt độ tối thấp trong giai đoạn

1978 – 2014 tăng/giảm theo chu kỳ 1

hoặc 2 năm. Nhìn chung trong toàn bộ

giai đoạn, nhiệt độ tối thấp tăng khá

nhanh với tốc độ khoảng 0,11^oC/năm.

Một số giai đoạn thành phần cũng có tốc

độ gia tăng tương tự.

Hình 6: Xu thế biến đổi nhiệt độ tối thấp tại trạm Tân Sơn Hòa – TpHCM

3.2.4. Xu thế biến đổi biên độ nhiệt độ

Trong toàn bộ giai đoạn tính toán

(1978 – 2014), biên độ nhiệt độ có xu

hướng giảm với tốc độ 0,067^oC/năm (Hình

7) – tức biên độ nhiệt độ giảm khoảng

2,4^oC trong vòng 35 năm. Biên độ nhiệt độ

năm cao nhất vào năm 1995 (20,75^oC) và

thấp nhất vào năm 2012 (13,75^oC).

Để đánh giá tính cực đoan trong biên

độ ngày, nghiên cứu thực hiện đánh giá về

biên độ ngày lớn nhất và biên độ ngày nhỏ

nhất. Hình 9 thể hiện xu thế biến đổi nhiệt

độ ngày lớn nhất tại trạm Tân Sơn Hòa qua

các giai đoạn, dao động từ khoảng 11,6^oC

(năm 2012) đến khoảng 14,2^oC (năm 1995)

và có xu thế giảm với tốc độ khoảng

0,04^oC/năm.

Biên độ nhiệt độ ngày trung bình trong

toàn giai đoạn 1978 – 2014 biến đổi không

đáng kể, dao động trong khoảng 7,83^oC

(năm 1984) và 8,85^oC (năm 2002), mức

Biên độ nhiệt ngày nhỏ nhất tại trạm

Tân Sơn Hòa khá thấp, thấp nhất có thể

xuống 1,3^oC (năm 1983) và cao nhất cũng

o

tăng trung bình khoảng 0,004 C/năm

chỉ khoảng 4,9 C (năm 2004). Biên độ

(Hình 8). Giai đoạn 1986 – 2005 tốc độ

tăng nhiệt độ trung bình khoảng 0,03

^oC/năm và có xu hướng ổn định hơn trong

giai đoạn 2005 – 2014.

nhiệt độ ngày thấp nhất trong giai đoạn

1978 – 2014 tương đối ổn định (tăng

0,008^oC/năm); trong 10 năm gần đây, mức

tăng diễn ra nhanh hơn (Hình 10).

144

Hình 7: Xu thế biến đổi biên độ nhiệt độ năm tại trạm Tân Sơn Hòa – Tp.HCM

Hình 8: Xu thế biến đổi biên độ nhiệt độ ngày trung bình tại trạm Tân Sơn Hòa – Tp.HCM

Hình 9: Xu thế biến đổi biên độ nhiệt độ ngày lớn nhất tại trạm Tân Sơn Hòa – Tp.HCM

145

Hình 10: Xu thế biến đổi biên độ nhiệt độ ngày nhỏ nhất tại trạm Tân Sơn Hòa – Tp.HCM

3.2.5. Diễn biến số ngày xuất hiện

nhiệt độ cực đoan

nhiệt độ cực đoan trên 35^oC. Kết quả được

thống kê và trình bày trong Hình 11. Trong

khoảng hơn 35 năm tại trạm Tân Sơn Hòa

luôn xuất hiện những ngày có nhiệt độ trên

35^oC, nhiều nhất là năm 1998 với khoảng

125 ngày, ít nhất là năm 1989 với chỉ 9 ngày.

Ngoài ra có thể nhận thấy số ngày xuất hiện

nhiệt độ trên 35^oC có xu hướng tăng, đặc biệt

là giai đoạn 1998 đến nay.

Ngày xuất hiện nhiệt độ cực đoan là

những ngày có nhiệt độ quá nóng hoặc quá

lạnh, có khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe

cũng như sản xuất. Với đặc trưng nhiệt độ tại

Tp. HCM, nhiệt độ thấp nhất ghi nhận được

là 16,4^oC (ngày 25/12/1999), theo đó, nghiên

cứu tiến hành thống kê các ngày có số liệu

Hình 11: Số ngày xuất hiện nhiệt độ trên 35^oC qua các năm (1978-2014)

tại trạm Tân Sơn Hòa, Tp.HCM

146

Nhìn chung, nhiệt độ khu vực

Tp.HCM có xu hướng tăng, đặc biệt là

nhiệt độ tối thấp trong khi biên độ nhiệt độ

có xu hướng giảm cả về biên độ năm lẫn

biên độ ngày. Kết quả các phân tích số liệu

các giai đoạn cho thấy nhiệt độ trong 10

năm gần đây có dấu hiệu tăng nhanh và

biên độ giảm mạnh.

giai đoạn trước đó. Từ 1979-2014, tốc độ

tăng nhiệt độ trung bình ở thành phố

khoảng 0,046 C/năm, đặc biệt trong 10

năm trở lại đây. Nhiệt độ trung bình tháng

cao nhất vào tháng 4 và thấp nhất vào

tháng 12, tháng 1.

Công trình này cung cấp kết quả hữu

ích phục vụ các nghiên cứu về tác động của

nhiệt độ nói riêng và BĐKH nói chung đến

các ngành, các lĩnh vực tại địa phương.

o

4. Kết luận

Nghiên cứu đã tổng hợp được chuỗi số

liệu nhiệt độ 38 năm (từ năm 1978 - 2014)

tại trạm Tân Sơn Hòa với đầy đủ các đặc

trưng như: nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tối

cao, nhiệt độ tối thấp - được thu thập tại

Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Đông

Nam Bộ. Chuỗi số liệu dài, độ tin cậy cao

sẽ đảm bảo cho mức độ phù hợp và cập

nhật trong các kết quả nghiên cứu.

Bằng các phương pháp thu thập, tổng

hợp, phân tích, xử lý số liệu, nghiên cứu đã

đánh giá diễn biến nhiệt độ khu vực

TpHCM trong giai đoạn 1978 - 2014. Theo

đó, nhiệt độ trung bình tại trạm Tân Sơn

Hòa tăng qua các hầu hết các giai đoạn;

giai đoạn sau có xu hướng tăng cao hơn

ÀI LIỆU HAM KHẢO

1. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Kịch bản Biến

đổi khí hậu và Nước biển dâng Việt Nam,

2012.

2. Nguyễn Kỳ Phùng và Lê Văn Tâm, Xây dựng

mô hình tính toán một số thông số dưới tác

động của BĐKH phục vụ quy hoạch sử dụng

đất, giao thông, tài nguyên nước và hạ tầng

cơ sở cho TP.HCM, Sở Khoa học và Công

nghệ Tp.HCM, 2011.

3. Nguyễn Kỳ Phùng, Xây dựng tập bản đồ khí

tượng thủy văn TP.HCM, Sở Khoa học và

Công nghệ TP.HCM, 2013.

4. IPCC AR5 - Climate change 2013 - The

physical science basis, 2013.

Ngày nhận bài: 21/4/2016

Biên tập xong: 15/12/2016

Duyệt đăng: 20/12/2016

147