Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Biến đổi khí hậu đã nghiên cứu, ứng dụng thành công công nghệ Viễn thám và GIS để phân vùng khí hậu nông nghiệp ở vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải Miền Trung. Đây là đề tài có ý nghĩa quan trọng, là cơ sở dữ liệu, đánh giá đặc điểm và phân vùng khí hậu nông nghiệp, quy trình thành lập và tập bản đồ chuyên đề về khí hậu nông nghiệp, sổ tay hướng dẫn sử dụng các thông tin cũng như bản đồ khí hậu nông nghiệp vùng Bắc Trung Bộ và duyên hải Miền Trung.
Đề tài được xây dựng trên hệ thống tổng hợp, mà nền tảng là công nghệ viễn thám và GIS. Đây là một sản phẩm khoa học công nghệ hiện đại, thể hiện rõ nét ứng dụng công nghệ tiên tiến kết hợp kiến thức đa ngành, phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững vùng Bắc Trung Bộ và duyên hải Miền Trung.
Kết quả của đề tài góp phần tăng cường số liệu phục vụ công tác điều tra cơ bản nhằm quản lý và khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên cho từng vùng cụ thể trong sự phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là phát triển kinh tế vùng núi và những vùng khó khăn. Đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu về đặc điểm khí hậu nông nghiệp và tập bản đồ khí hậu nông nghiệp ở vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải Miền Trung (trong đó có bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp) phục vụ phát triển nông nghiệp nói riêng và phát triển kinh tế nói chung ở vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải Miền Trung.
Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS để phân vùng khí hậu nông nghiệp
Theo nhóm nghiên cứu, điều kiện khí hậu nông nghiệp của một lãnh thổ là tài nguyên không thể thiếu đối với sản xuất nông nghiệp. Sản xuất nông nghiệp ngày một phát triển thì nhu cầu về các thông tin khí hậu nông nghiệp ngày một gia tăng. Biết khai thác hợp lý tài nguyên khí hậu nông nghiệp là cơ sở khoa học để nâng cao năng suất, sản lượng mùa màng và bảo vệ môi trường sinh thái nông nghiệp với vốn đầu tư hợp lý nhất.
Bắc Trung Bộ và duyên hải Miền Trung nằm dọc theo phương kinh tuyến trải dài trên 10 độ vĩ bắc nên độ daì ngày dao động từ 10 – 11 giờ vào các tháng chính đông và 12 – 13 giờ vào các tháng chính hè. Như vậy rất cần thiết phải tính toán khi nhập nội giống cây trồng hoặc di chuyển cây trồng từ vùng này đến vùng khác, đặc biệt là các cây có phản ứng với độ dài ngày. Đánh giá điều kiện ánh sáng đối với cây trồng còn được thể hiện qua số giờ nắng và bức xạ quang hợp. Hai yếu tố này biến động rất lớn từ Bắc vào Nam và từ đồng bằng lên miền núi. Trung bình năm số giờ nắng dao động từ 1300 – 2800 giờ nắng, nhiều nhất ở Nam Trung Bộ và thấp nhất là ở các vùng núi phía Bắc Trung Bộ (dưới 1250 giờ).
Bức xạ quang hợp trung bình năm là 60 – 70 kcal/cm2, có nơi đạt 70 – 80 kcal/cm2 (Nam Trung Bộ). Như vậy tổ hợp độ dài ngày, số giờ nắng và bức xạ quang hợp là những nhân tố không thể thiếu đối với quá trình quang hợp của cây trồng, nền tảng của năng suất tiềm năng và sản lượng mùa màng của một quốc gia.
Điều kiện nhiệt và tài nguyên nhiệt là yếu tố khí hậu quyết định sự tồn tại hay không tồn tại của cây trồng, là yếu tố quyết định đến cơ cấu mùa vụ và cơ cấu luân canh cây trồng trên một lãnh thổ.
Nhiệt độ trung bình năm của vùng Bắc Trung Bộ từ độ cao 1500m trở xuống đều cao hơn 150C. Phần lớn lãnh thổ có nhiệt độ trung bình năm từ 23 – 270C. Do chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc và địa hình nên từ Quảng Bình trở ra Thanh Hóa thường có mùa đông lạnh và có thời kỳ xảy ra các đợt rét hại ảnh hưởng đến sản xuất; Mùa nóng là thời kỳ có nhiệt độ trên 250C và mùa lạnh là thời kỳ có nhiệt độ nhỏ hơn 200C. Đối với những vùng thấp và đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ chỉ có một mùa nóng (nhiệt độ quanh năm lớn hơn 250C).
Biên độ năm của nhiệt độ (chênh lệch giữa nhiệt độ tháng nóng nhất và lạnh nhất), từ đèo Hải Vân trở ra Bắc đều lớn hơn 90C, nhiều nơi là 10 – 130C, 140C. Từ Nam đèo Hải Vân trở vào biên độ năm của nhiệt độ nhỏ hơn 80C. Cho nên với biên độ nhiệt độ năm như vậy Bắc Trung Bộ có khả năng trồng cây công nghiệp và cây ăn quả lâu năm có biên độ sinh thái rộng và Nam Trung Bộ chỉ thích nghi với các cây trồng có biên độ sinh thái hẹp.
Tổng nhiệt năm của vùng nghiên cứu biến động từ 7.5000C ở miền núi thấp phía Bắc Trung Bộ đến gần 10.0000C ở Nam Trung Bộ. Với nguồn nhiệt này phần lớn diện tích vùng đồng bằng trồng được 2 – 3 vụ lúa, trừ vùng núi cao chỉ trồng được 1 vụ lúa và 1 vụ màu.
Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm quyết định sự tồn tại hay không tồn tại của các cây lâu năm.
Mưa là nguồn nước đến quan trọng đối với phát triển kinh tế – xã hội nói chung và sản xuất nông nghiệp nói riêng. Vvùng nghiên cứu là nước nhiệt đới ẩm gió mùa Đông Nam Á có lượng mưa năm từ 700 – 4.000mm, nhưng phổ biến trên phần lớn lãnh thổ có lượng mưa năm là 1.400 – 2.400mm và phân bố không đều theo không gian và thời gian.
Để biết được sự phân bố của mưa ứng với các suất bảo đảm khác nhau ở một địa điểm nào đó cần tra cứu trên các toán đồ về mưa năm và mùa vụ.
Nhằm giúp ích cho việc xác định thời vụ cây trồng trên các diện tích canh tác trông chờ vào mưa đã tính lượng mưa tích luỹ đầu mùa và cuối mùa tương ứng với các giá trị 75mm, 200mm, 500mm, 300mm và 100mm.
Tính xác suất 2 – 3 tuần khô, ướt liên tục rất hữu ích cho các nhà quản lý chỉ đạo sản xuất trong việc sắp xếp cơ cấu mùa vụ và tưới tiêu nước.
Chỉ số ẩm là tỷ số giữa lượng mưa và lượng nước tiêu hao do bốc thoát hơi, có sự biến động từ dưới 0,25 vào các tháng ít mưa và trên 6,0 vào các tháng mùa mưa. Chỉ số ẩm bình quân năm trên toàn lãnh thổ đều cao hơn 1,0 có nơi trên 4,0, trên 5,0 riêng vùng cực Nam Trung Bộ (Ninh Thuận, Bình Thuận) chỉ số ẩm trung bình năm nhỏ hơn 1,0 do lượng mưa năm nhỏ hơn lượng bốc thoát hơi năm.
Chỉ số ẩm trung bình trong mùa ít mưa dao động từ 0,25 – 1,0 , nơi có mùa khô hạn nhất là các vùng Nam Trung Bộ. Dựa vào chỉ số ẩm K=P/PET (với giả thiết K ≥ 1 là mùa mưa) đã xác định được ngày bắt đầu và kết thúc mùa mưa, mùa khô hạn (K ≤ 0,5) ứng với các suất bảo đảm khác nhau rất tiện lợi cho việc xác định thời vụ cây trồng trên những diện tích canh tác trông chờ vào mưa.
Khí hậu và các thiên tai khí hậu ở vùng Bắc Trung Bộ và duyên hải Miền Trung (các hiện tượng khí hậu cực đoan) có ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất nông nghiệp. Hàng năm thiên tai khí hậu và sâu bệnh đã gây thiệt hại cho nền kinh tế – xã hội vùng nghiên cứu hàng chục tỷ đồng. Để phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng, né tránh và giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai khí hậu và sâu bệnh gây ra đã nghiên cứu các quy luật diễn biến của thiên tai, khả năng phát sinh, phát triển của sâu bệnh, ngày bắt đầu và kết thúc mùa bão, ngày bắt đầu và kết thúc mùa lũ lụt, hạn hán; Từ đó giám sát cảnh báo, đề xuất giải pháp phòng tránh, chuyển đổi cơ cấu mùa vụ các cây nông nghiệp chính cho từng vùng cụ thể.
Từ kết quả nghiên cứu tài nguyên nhiệt, ẩm và ánh sáng, quy luật phân bố thiên tai của các vùng và kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây của nhiều tác giả đã tiến hành phân vùng khí hậu nông nghiệp Việt Nam. Kết quả đã chia lãnh thổ Việt Nam thành 2 miền, 5 vùng và 11 tiểu vùng khí hậu nông nghiệp khác nhau về chế độ nhiệt – ẩm, thiên tai và cơ cấu cây trồng, hệ thống canh tác và tưới tiêu.
Điểm khác biệt giữa mùa khí hậu nông nghiệp phía Bắc và Nam là, mùa sinh trưởng thời vụ cây trồng miền khí hậu nông nghiệp phía Bắc (B) do mùa nhiệt quyết định. Phần lớn diện tích trồng được 2 vụ lúa và 1 vụ màu hoặc 1 vụ lúa và 2 vụ màu. Ngoài ra miền khí hậu nông nghiệp phía Bắc còn trồng được các cây công nghiệp và cây ăn quả lâu năm có biên độ sinh thái rộng.
Mùa sinh trưởng, thời vụ cây trồng miền khí hậu nông nghiệp phía Nam (N) (từ đèo Hải Vân trở vào) chủ yếu do mùa mưa quyết định. Đa phần diện tích phía Nam trồng được 3 vụ lúa hoặc 2 vụ lúa với 2 vụ màu ngắn ngày. Ngoài ra có khả năng trồng được các cây công nghiệp, cây ăn quả lâu năm có biên độ sinh thái hẹp.
Đối với các vùng núi cao trên 1.500m ở miền khí hậu nông nghiệp phía Bắc cũng như phía Nam đều có khả năng trồng được các cây rau, hoa quả ôn đới không có phản ứng với độ dài ngày.