Đánh giá và lựa chọn mô hình khí hậu toàn cầu (GCMs-CMIP5) cho khu vực Đồng bằng sông Cửu Long

Abstract

Climate change is one of the serious challenges to human-being recently. Climate changes have had negative impacts to production practices, livelihoods and environment all over the world. This study aims to evaluate and select the global climate models (GCMs) from the Coupled Model Intercomparison Project 5 (CMIP5) which is suitable for the Vietnamese Mekong Delta. Statistical method has been used to evaluate the reliability of GCMs through different criteria, including: Normalized Root MeanSquare Error (NRMSE), Normalized Mean Error (NME), Percent Bias (PBias), and then the selected GCMs are integrated using weighting factors (Wi). From this result, the trend of future rainfall (2015-2040 from CMIP5) under low (RCP2.6), intermediate (RCP4.5) and high (RCP8.5) emission scenarios has been analyzed and evaluated. The statistical results (of 16 models) show the rainfall simulation capability of different GCMs is relatively different. From this result, five GCMs models including BBC-CSM1.1, GFDL-CM3, MIROC5, MRI-CGCM3, and NoESM1-M have been selected (based on aboved criteria) to integrate using weighting factors (Wi). The integrated results of 5 models show a good capability of rainfall simulation for the study area, with PBias and NSE (Nash Sutcliffe Efficiency) values of +2.3% and 0.87, respectively. Therefore, all of these five models have been selected to evaluate the trend and effects of changing rainfall on water resources management in the future for the Vietnamese Mekong Delta.

Tóm tắt

Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức đối với nhân loại gần đây. BĐKH tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn thế giới. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá và lựa chọn mô hình khí hậu toàn cầu GCMs (Global Climate Models) từ Coupled Model Intercomparison Project 5 (CMIP5) thích hợp cho khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Phương pháp thống kê được sử dụng để đánh giá độ tin cậy các mô hình GCMs thông qua các chỉ số (sai số bình phương trung bình chuẩn hóa (NRMSE), sai số trung bình chuẩn hóa (NME), phần trăm sai lệch (PBias)) và các mô hình GCMs được chọn được tích hợp theo gia trọng (Wi). Từ kết quả tích hợp này, xu hướng thay đổi lượng mưa tương lai (2015-2040 từ CMIP5) theo các kịch bản phát thải thấp (RCP2.6), trung bình (RCP4.5) và cao (RCP8.5) được phân tích và đánh giá. Kết quả phân tích thống kê (của 16 mô hình) cho thấy khả năng mô phỏng lượng mưa của các mô hình tương đối khác nhau. Từ kết quả này, 5 mô hình gồm BBC-CSM 1.1, GFDL-CM3, MIROC5, MRI-CGCM3, và NoESM1-M được chọn (dựa vào các chỉ số trên) để tích hợp theo gia trọng (Wi). Kết quả tích hợp 5 mô hình trên theo gia trọng có khả năng mô phỏng tốt lượng mưa cho khu vực, với các giá trị PBias và NSE (Hệ số Nash Sutcliffe) lần lượt là +2,3% và 0,87. Do đó, cả 5 mô hình này được chọn để đánh giá xu thế và ảnh hưởng của thay đổi lượng mưa đến quản lý tài nguyên nước trong tương lai cho khu vực ĐBSCL.