Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017

Kỷ yếu khoa học

PHÂN TÍCH XU THẾ HẠN KHÍ TƯỢNG KHU VỰC
ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG GIAI ĐOẠN 1984 – 2014
Võ Thị Mỹ Tiên*
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG TP.HCM
*Tác giả liên lạc:
TÓM TẮT
Nghiên cứu xu thế hạn khí tượng được tiến hành trên cơ sở sử dụng phần mềm chuẩn hóa
mưa chuyên dụng (SPI - Standardized Precipitation Index) được xây dựng bởi tổ chức khí
tượng thế giới. Nghiên cứu được thực hiện dựa trên dữ liệu mưa đo đạc từ 13 trạm quan trắc
thuộc khu vực đồng bằng sông Cửu Long giai đoạn 1984-2014 để phân tích, đánh giá và cảnh
báo sớm diễn biến hạn khí tượng theo khơng gian và thời gian dưới tác động của biến đổi khí
hậu. Kết quả phân tích xu thế diễn biến theo khơng gian và thời gian của hạn khí tượng khu
vực đồng bằng sơng Cửu Long giai đoạn 2005-2014 cho thấy, biến đổi khí hậu đã và đang
làm thay đổi qui luật phân bố của các yếu tố khí tượng, điều đó sẽ làm ảnh hưởng xấu đến
các hoạt động sản xuất của người dân trong khu vực, đặc biệt là hoạt động sản xuất nơng
nghiệp và ni trồng thủy hải sản.
Từ khóa: Hạn khí tượng, Đồng bằng sông Cửu Long, chỉ số mưa chuẩn hóa.
TREND ANALYSIS OF METEOROLOGICAL DROUGHT
IN THE MEKONG DELTA FOR THE PERIOD 1984-2014
Võ Thị Mỹ Tiên*
University of Science, VNU-HCM
*
Corresponding author:
ABSTRACT
Studying meteorological trends was conducted using a Standardized Precipitation Index (SPI)
which developed by the World Meteorological Organization. The study was performed based
on using rainfall data from 13 observation stations in the Mekong Delta in the period 19842014. The aim of this study is to analysis, assessment and early warning of meteorological

drought in spatial and temporal under the impacts of climate change. The analysis results of
the spatial and temporal trends in the meteorological drought also show that climate change
has changed the distribution of meteorological factors in the Mekong Delta. This will
significantly affect to people's production activities, especially agricultural production and
aquaculture.
Keywords: Meteorological drought, Mekong Delta, Standardized Precipitation Index.
TỒNG QUAN
Theo nhận xét của Ngân hàng thế giới, Việt
Nam là một trong năm quốc gia chịu ảnh
hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu, mà
một trong số tác động của chúng là hạn xuất
hiện với xác suất ngày càng cao.
Trước những tác động và diễn biến thất
thường của hạn ở khu vực đồng bằng sơng
Cửu Long (ĐBSCL) trong những năm gần
đây, việc phân tích xu thế diễn biến của hạn
trong đó có hạn khí tượng có ý nghĩa thực
tiễn đối với việc lên kế hoạch ứng phó và
giảm thiểu thiệt hại do loại thiên tai này gây
ra đối với các hoạt động sản xuất mà đặc biệt
là sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy

hải sản là một yêu cầu cấp thiết.
ĐBSCL là đồng bằng châu thổ nằm ở hạ lưu
sơng Mekong, có vị trí trải dài từ 8o34’ đến
110o10’ vĩ độ Bắc và từ 104o25’ đến 106o48’
kinh độ Đơng. Diện tích tự nhiên của vùng
đạt trên 40572 km2, chiếm 12% tổng diện
tích tự nhiên của cả nước. Đây là vùng có
nhiều điều kiện thuận lợi phát triển nông

nghiệp nhất là sản xuất lúa nước và cây
lương thực.
ĐBSCL nằm trong khu vực nhiệt đới gió
mùa, một năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và
mùa khô. Mùa mưa kéo dài trong khoảng từ
tháng V đến tháng X, chiếm khoảng 88-95%
lượng mưa năm. Mùa khô ở ĐBSCL kéo dài

557


Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017

trong khoảng từ tháng XI đến tháng IV năm
sau. Trong đó có 3 tháng liên tục ghi nhận
giá trị lượng mưa thấp nhất xuất hiện vào
tháng I-III. Nhiệt độ khơng khí trung bình
năm dao động trong khoảng 26-29oC, tại một
số nơi nhiệt độ khơng khí cao nhất có thể lên
đến khoảng 38-40oC. Cùng với sự thiếu hụt
lượng mưa, sự gia tăng nhiệt độ cũng làm
tăng tác động của hạn đối với khu vực.

𝑥

Kỷ yếu khoa học
−

𝑥


𝑥 𝛼̂−1 𝑒 𝛽̂
𝐺(𝑥) = ∫ 𝑔(𝑥)𝑑𝑥 = ∫ 𝛼̂
𝑑𝑥
̂
̂)
0
0 𝛽 𝛤(𝛼
Trong đó:
𝑥̂
𝛽̂ =
𝛼̂
𝛼̂ =

𝑥

1
4𝐴
(1 + √1 + )
4𝐴
3

∑ ln(𝑥)
𝑛
Hàm phân bố gamma (1) xác định đối với giá
trị lượng mưa dương (x>0), tuy nhiên không
phải lúc nào cũng xảy ra mưa. Do đó, để có
dạng phân bố chuẩn cần phải chuyển đổi
giữa hàm phân bố xác suất tích lũy sang hàm
phân bố xác suất tích lũy chuẩn tại giá trị x=0
và phương sai là 1. Theo đó giá trị SPI được

tính theo công thức:
𝑺𝑷𝑰 = 𝜳−𝟏 [𝑮(𝒙)]
Chỉ số SPI là một chỉ số khơng thứ ngun,
trong đó SPI mang giá trị dương biểu thị cho
giá trị lượng mưa trên mức trung bình, giá trị
SPI âm biểu thị cho giá trị lượng mưa dưới
mức trung bình. Theo đó, hạn khí tượng được
xác định khi giá trị SPI liên tiếp âm và đạt
giá trị -1 hoặc nhỏ hơn. Thời gian xảy ra hạn
được xác định bởi khoảng thời gian từ khi
SPI đạt giá trị âm cho đến khi kết thúc (xem
bảng 1).
Bảng 1. Thang đo giá trị SPI
𝐴 = 𝑙𝑛(𝑥̅ ) −

Hình 1. Bản đồ khu vực ĐBSCL
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Chỉ số chuẩn hóa mưa - SPI
Chỉ số chuẩn hóa mưa (SPI - Standardized
Precipitation Index) được phát triển bởi
McKee và cộng sự năm 1993 tại Đại học
Tổng hợp bang Colorado. Đây là chỉ số
chuẩn hóa lượng mưa được sử dụng để đánh
giá hạn khí tượng. SPI cho phép người dùng
có thể xác định lượng mưa thiếu hụt ở nhiều
thời gian khác nhau (1, 3, 6, 9, 12, 24 và 48
tháng) dựa vào dữ liệu mưa trong quá khứ.
Về cơ bản, SPI là sự chuyển đổi của chuỗi
giá trị lượng mưa trong một phân bố chuẩn.
Bước đầu tiên trong việc tính tốn SPI là xác

định hàm phân bố xác suất tích lũy (thường
sử dụng phân bố gamma) để mô tả phân bố
của lượng mưa trong chuỗi thời gian quan
trắc. Theo đó, hàm phân bố xác suất gamma
được tính theo cơng thức:
𝑥 𝛼−1 𝑒 −𝑥/𝛽
𝑔(𝑥) =
; (𝑥 > 0)
(1)
𝛽 𝛼 𝛤(𝛼)
Với x là giá trị của lượng mưa
Hai tham số  và  sẽ được ước tính để xác
định xác suất phân bố tích lũy của giá trị
lượng mưa tương ứng với các thời gian khác
nhau. Bằng cách lấy tích phân phương trình
(1) ta thu được hàm phân bố xác suất tích lũy
của lượng mưa:

Giá trị SPI
-1.0 đến -1.49
-1.5 đến -1.99
 -2

Phân loại
Hạn nhẹ
Hạn vừa
Hạn nặng

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phân tích xu thế hạn khí tượng theo thời

gian
Kết quả phân tích cho thấy, xác suất xảy ra
hạn khí tượng ở khu vực có sự phân bố
khơng đều. Xác suất xảy ra hạn khí tượng
ứng với ba mức hạn (hạn nhẹ, hạn vừa và hạn
nặng) xảy ra dưới 10%. Riêng tháng IV và
tháng XII, xác suất xảy ra hạn nhẹ (HNh) đạt
trên 10%. Xác suất xảy ra hạn vừa (HV) và
hạn nặng (HN) có xu hướng gia tăng vào các
tháng giữa và cuối mùa mưa.
Trong đó, xác suất xảy ra hạn vừa trong khu
vực chủ yếu xuất hiện vào các tháng VI, VII,
VIII. Trong các tháng mùa khô từ tháng I-III,

558


Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017

xác suất xảy ra hạn khí tượng ứng với ba
mức hạn hầu như bằng 0 (xem hình 2). Điều
này cho thấy, diễn biến thời tiết ở ĐBSCL

Kỷ yếu khoa học

diễn ra khá phức tạp, ngoài xảy ra trong mùa
khơ, lượng thiếu hụt hơi ẩm cịn xảy ra cả
trong mùa mưa.

50

SPI1-HN

SPI1-HV

SPI1-HNh

Xác suất (%)

40
30
20
10

0
I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII


IX

X

XI

XII

Thời gian (tháng)

Hình 2. Xác suất xảy ra hạn khí tượng ở ĐBSCL giai đoạn 1984-2014
Bảng 2. Giá trị SPI1 nhỏ nhất ở các trạm giai đoạn 1984-2014
Trạm
I
II
III
IV
V
VI VII VIII IX
X
XI XII
Bạc Liêu
0.00 0.78 0.16 -1.15 -2.15 -1.87 -1.33 -2.20 -1.63 -1.33 -2.02 -1.53
Cần Thơ -0.49 0.32 0.00 -1.86 -2.21 -1.99 -1.73 -1.97 -1.83 -2.57 -2.42 -1.53
Châu Đốc -0.40 0.32 -0.49 -1.86 -2.90 -1.98 -1.67 -1.94 -2.55 -2.07 -1.75 -1.15
Cà Mau
0.06 -0.08 -0.40 -1.86 -2.28 -1.92 -2.39 -1.83 -2.04 -2.32 -1.87 -1.32
Mỹ Tho
-0.32 0.58 0.00 -1.01 -2.35 -1.91 -1.70 -2.28 -2.61 -1.52 -2.60 -1.32
Vĩnh Long -0.32 0.49 -0.08 -1.15 -3.34 -1.92 -2.79 -3.35 -2.32 -3.58 -1.81 -1.53

Rạch Giá -0.58 0.08 -0.58 -1.32 -2.73 -2.04 -2.22 -2.02 -2.27 -2.39 -1.86 -1.32
Ba Tri
0.08 0.58 0.40 -1.01 -3.55 -2.09 -1.90 -2.07 -2.21 -2.09 -2.26 -0.89
Sóc Trăng -0.24 0.40 -0.32 -1.32 -2.13 -1.87 -1.96 -2.28 -1.92 -2.47 -1.59 -1.86
Cao Lãnh 0.23 -0.57 0.43 -0.18 -1.89 -2.61 -2.91 -1.82 -1.92 -1.98 -1.63 -2.27
Vị Thanh 0.13 0.31 -0.31 -1.82 -2.86 -1.91 -2.28 -2.29 -2.15 -1.82 -2.34 -1.48
Mộc Hóa -0.65 0.20 -0.46 - -3.11 -2.33 -1.70 -2.37 -2.14 -1.68 -1.99 -1.52
1.99
Càng Long 0.04 0.49 -0.13 - -2.12 -1.74 -2.52 -2.49 -2.54 -2.42 -1.82 -1.48
1.82
Mức độ dị thường của hạn khí tượng ở khu Long xảy ra vào tháng X; SPI nhỏ nhất đạt vực ĐBSCL được xác định thông qua các giá 3.55 tại trạm Ba Tri xảy ra vào tháng V. Các
trị SPI nhỏ nhất. Giá trị SPI càng âm cho giá trị trên đều là các mức hạn nghiêm trọng,
thấy mức độ hạn xảy ra trên khu vực càng điều đó cho thấy tình trạng thiếu hụt lượng
nghiêm trọng. Bảng 2 thể hiện giá trị SPI1 mưa dị
nhỏ nhất theo từng tháng tại các trạm đo. Kết thường xảy ra ngay cả trong các tháng mùa
quả cho thấy, giá trị SPI1 nhỏ nhất ở các mưa.
trạm đo trên khu vực xuất hiện chủ yếu trong Phân tích xu thế hạn khí tượng theo không
khoảng từ tháng V đến tháng XI. Vào tháng gian
V, khoảng thời gian chuyển giao giữa mùa Để đánh giá sự dịch chuyển của hạn khí
khơ và mùa mưa, hầu hết các trạm đo trên tượng theo không gian, khoảng thời gian tính
khu vực có giá trị SPI1-2.0. Tại trạm Rạch SPI6 đã được lựa chọn. Bởi SPI6 cho thấy
Giá từ tháng V- X giá trị SPI1 nhỏ nhất luôn được sự biến động của lượng mưa theo mùa.
nhỏ hơn -2.0. Giá trị SPI1 nhỏ nhất trên Đây là khoảng thời gian thích hợp thường
phạm vi tồn vùng đạt -3.58 tại trạm Vĩnh được lựa chọn trong phân tích các đặc điểm
559


Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017

diễn biến của khí hậu trong thời gian dài.

Nhìn chung, hạn khí tượng trên khu vực
ĐBSCL trong cả ba giai đoạn xuất hiện chủ
yếu ở mức hạn nhẹ và hạn vừa. Giai đoạn
1985-1994 (xem hình 3a) hạn khí tượng phân
bố tập trung ở các tỉnh như Cần Thơ, Tiền
Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh. Trong
giai đoạn 1995-2004 (xem hình 3b), hạn khí
tượng lại có xu hướng dịch chuyển lên các
tỉnh phía Bắc khu vực nghiên cứu và có sự
gia tăng về cường độ hạn, tập trung phân bố
ở các tỉnh Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang
và khu vực tứ giác Long Xuyên. Giai đoạn

Kỷ yếu khoa học

2005-2014 (xem hình 3c), hạn khí tượng có
xu hướng dịch chuyển về phía Nam. Hầu hết
các tỉnh ven biển như Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc
Trăng, Trà Vinh, Bến Tre đều xuất hiện hạn
ở mức hạn vừa.
Ngoài ra, kết quả phân tích từ nghiên cứu này
cũng cho thấy hoạt động của El-Nino chi
phối đến cường độ và phạm vi ảnh hưởng
của hạn khí tượng. Theo đó, vào những năm
El-Nino hoạt động mạnh thì cường độ và
phạm vi ảnh hưởng của hạn khí tượng tăng
lên.

a)
b)

c)
Hình 3. Bản đồ phân bố khơng gian hạn khí tượng giai đoạn a) 1985-1994; b) 1995-2004; c)
2005-2014
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Phân tích đánh giá về hạn khí tượng khu vực
ĐBSCL giai đoạn 1984-2014 cung cấp một
cái nhìn tổng quan và chi tiết về xu thế biến
đổi của hạn khí tượng trong khu vực. Qua kết
quả phân tích có thể rút ra một số nhận định
sau:
Có sự dị thường về hạn khí tượng xảy ra
trong khu vực nghiên cứu. Hạn khí tượng
xuất hiện trong các tháng mùa khơ và ngay
cả trong các tháng mùa mưa. Phân bố tập
trung vào các tháng từ tháng V đến tháng XI.
Điều đó cho thấy, sự diễn biến phức tạp của
khí hậu ở ĐBSCL.
Trong các năm gần đây hạn khí tượng khơng
cịn xuất hiện ở các khu vực trung tâm khu

vực ĐBSCL mà có xu hướng xuất dịch
chuyển xuống các tỉnh ven biển như Cà Mau,
Sóc Trăng, Bạc Liêu. Sự dịch chuyển theo
khơng gian của hạn sẽ ảnh hưởng đáng kể
đến các hoạt động sản xuất của người dân,
đặc biệt là hoạt động sản xuất nông nghiệp và
nuôi trồng thủy hải sản rất dễ bị tổn thương
với sự thay đổi của các yếu tố khí tượng.
Trong tương lai, đề tài nghiên cứu sẽ tiến
hành phân tích thêm một vài chỉ số hạn khác

để có cái nhìn tổng thể hơn, cũng như dự báo
khả năng xảy ra hạn khí tượng cho khu vực.
Qua đó, có thể đề xuất chỉ số hạn phù hợp để
áp dụng dự báo, cảnh báo sớm hạn khí tượng
cho khu vực ĐBSCL và hướng đến dự báo
cho cả lãnh thổ Việt Nam.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
KWAK, J. (2016), Assessment of meteorological drought in Korea under climate change,
Hindawi, 1-10.
RIVERA, A. AND PENALBA, O. C. (2014), Trends and spatial patterns of drought affected
area in Southern South America, Journal Climate, 265-267.
RAHMAT, S. N., JAYASURIYA, N. AND BHUIYAN, M. (2015), Assessing droughts using
meteorological drought indices in Victoria, Australia, Hydrology Research, 463-466.

560