Một nghiên cứu mới liên kết những thay đổi của khí quyển với sự tồn tại lâu dài của điều kiện mùa đông khắc nghiệt ở Bắc Mỹ và Châu Âu, với những mô hình khắc nghiệt này tăng gấp đôi kể từ những năm 1960. Những mô hình này thường xảy ra đồng thời trên cả hai lục địa, gây ra sự tàn phá.
Biến đổi khí hậu và các kiểu thời tiết khắc nghiệtTAG PH59
WINTER ĐANG TỚI -- Cuối cùng, khi Trái đất ấm lên, một nghiên cứu mới cho thấy bầu khí quyển đang bị đẩy theo hướng gây ra kéo dài thời tiết cực lạnh hoặc ẩm ướt ở một số khu vực trong mùa đông.
Các tác giả của nghiên cứu cho biết họ đã phát hiện ra những khúc quanh lớn trong dòng phản lực toàn cầu mang không khí vùng cực về phía nam, khóa đồng thời các điều kiện thời tiết lạnh hoặc ẩm ướt trên hầu hết Bắc Mỹ và Châu Âu, thường là trong nhiều tuần. Họ cho biết tần suất của các đợt thời tiết như vậy đã tăng gấp đôi kể từ những năm 1960. Chỉ trong vài năm qua, chúng đã giết chết hàng trăm người và làm tê liệt hệ thống năng lượng và giao thông.
Bài báo mới được xuất bản trong Bản tin của Hiệp hội Khí tượng Hoa Kỳ vào tuần này.
Tìm hiểu về tia nước và các hiện tượng bất thường về thời tiết
Kai Kornhuber, nhà khoa học phụ trợ tại Đài quan sát Trái đất Lamont-Doherty của Đại học Columbia cho biết: "Mặc dù mùa đông nhìn chung đang trở nên ôn hòa hơn nhưng điều này phải trả giá bằng nhiệt độ ngày càng cực đoan. trong mùa ấm áp một trăm năm sau, chúng ta có thể bớt lo lắng về cái lạnh khắc nghiệt vì mọi thứ đang trở nên ấm hơn nhưng cái lạnh vẫn là một mối nguy hiểm rất đáng lo ngại hiện nay và trong tương lai."
Dòng phản lực là một "sông không khí" chuyển động nhanh liên tục vòng quanh Bắc bán cầu từ đông sang tây. Nó thường chảy trong các ranh giới tương đối thẳng, cô lập các khối không khí lạnh vùng cực khỏi vĩ độ trung bình, nhưng đôi khi những dao động lớn xảy ra một cách tự nhiên. Một số nhà khoa học tin rằng những sự dao động này đang gia tăng về quy mô và tần suất do sự nóng lên nhanh chóng ở Bắc Cực không tương xứng với các vùng xa hơn về phía nam; Họ nói rằng điều này làm mất ổn định hệ thống và tạo ra những cơn gió phá vỡ rào cản bắc-nam. Trong điều kiện thích hợp, một số dao động nhất định được khuếch đại thành các sóng đối xứng, sau đó khóa ở vị trí tổng thể, tương tự như các dao động tạo ra cao độ không đổi. Những sóng này được gọi là sóng Rossby.
Sóng Rossby và hiệu ứng thời tiết
Trong một nghiên cứu năm 2019, Kornhuber và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng mô hình sóng Rossby lặp lại được gọi là "Sóng-7" - bảy đỉnh khổng lồ và bảy đáy phù hợp trên toàn cầu - rút ra không khí khô, ấm từ vùng cận nhiệt đới đến vĩ độ trung bình, đồng thời gây ra các đợt nắng nóng mùa hè và hạn hán ở các khu vực có thể dự đoán được ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Á. Nghiên cứu cho biết điều này có thể gây ra tình trạng mất mùa trên diện rộng đồng thời ở các khu vực vựa lúa mì quan trọng.
Các bài báo mới ít nhiều cho thấy mặt khác của vấn đề. Mô hình mùa đông được gọi là "Sóng 4" -- bốn đỉnh sóng và bốn rãnh sóng giống nhau có xu hướng khóa lại với nhau trên toàn cầu. Các tác giả cho biết khi điều này xảy ra, nguy cơ cực lạnh hoặc ẩm ướt ở các máng sẽ tăng gấp ba lần. Đồng thời, mào có thể gặp điều kiện ấm hoặc khô bất thường.
Lần lặp lại Sóng-4 lớn mới nhất đã mang đến đợt lạnh tháng 2 năm 2021 đến phần lớn Canada, Hoa Kỳ và thậm chí cả miền bắc Mexico. Nhiệt độ dọc theo bờ biển vùng Vịnh cực nam của Hoa Kỳ thấp hơn mức trung bình 50 độ F. Tuyết rơi hiếm hoi xảy ra ở nhiều nơi ở miền Nam. Bang bị ảnh hưởng nặng nề nhất là Texas, nơi nhiệt độ thấp kỷ lục đã làm tê liệt các đường ống dẫn khí đốt tự nhiên và cơ sở hạ tầng năng lượng khác, đồng thời làm tê liệt phần lớn lưới điện, gây mất điện và băng giá cho các gia đình và cơ sở kinh doanh. Tổng cộng, ít nhất 278 người thiệt mạng trực tiếp hoặc gián tiếp do đợt rét đậm, gây thiệt hại gần 200 tỷ USD. Từ tháng 1 đến tháng 2 năm 2019, một đợt rét đậm tương tự xảy ra ở miền Đông nước Mỹ nhưng sức tàn phá ít hơn, khiến hơn 20 người thiệt mạng.
Các hiện tượng thời tiết đồng thời ở Bắc Mỹ và Châu Âu
Hình thái tương tự thường xảy ra đồng thời ở phía bên kia Đại Tây Dương, thường cực đoan nhất ở Tây Nam Châu Âu và Scandinavia. Các sự kiện diễn ra từ tháng 1 đến tháng 2 năm 2019 đã mang đến nhiệt độ cực lạnh cho cả miền nam nước Pháp và Thụy Điển. Đồng thời, khi không khí ẩm từ Đại Tây Dương tràn vào, nó đã gây ra lượng mưa lớn và lũ lụt ở nhiều khu vực ở Trung và Đông Âu. Những sự cố tương tự đã xảy ra ở châu Âu vào năm 2013 và 2018.
Các nhà nghiên cứu cho biết, 50 năm trước, những đợt sóng đồng loạt như vậy chỉ xảy ra trung bình một lần vào mỗi mùa đông. Số lần xuất hiện thay đổi theo từng năm, nhưng hiện nay trung bình là hai lần mỗi năm.
Một tác giả khác của nghiên cứu, Gabriel Messori của Đại học Uppsala ở Thụy Điển, cho biết: "Điều này làm tăng thêm bằng chứng ngày càng tăng rằng thời tiết khắc nghiệt ở Bắc Mỹ và Châu Âu thường xảy ra đồng bộ." Messori đã xuất bản một bài báo vào đầu năm nay lưu ý rằng hiện tượng này xảy ra lặp đi lặp lại và đưa ra giả thuyết rằng nó có liên quan đến các mô hình hoàn lưu khí quyển quy mô lớn.
Nhìn về phía trước
Kornhuber cho biết cơ chế chính xác khiến mô hình Sóng-4 xuất hiện cần được nghiên cứu thêm, nhưng ông nghi ngờ nó bắt đầu bằng những thay đổi mang tính chu kỳ trong điều kiện đại dương ở các khu vực của Thái Bình Dương mà trong những trường hợp thích hợp có thể kích hoạt một chuỗi toàn cầu phản ứng. Ông cho biết việc xác định cơ chế này có thể cho phép các nhà khoa học dự đoán tốt hơn các đợt lạnh hoặc ẩm ướt.
Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy mối liên hệ giữa khí hậu ấm lên với những đợt uốn khúc trong mùa hè gây ra các đợt nắng nóng; tuy nhiên, sóng mùa đông vẫn là vấn đề tranh luận gay gắt trong cộng đồng khoa học. Các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu một số cơ chế có thể liên quan đến khí hậu và điều này có thể thay đổi như thế nào trong tương lai.
Một nghiên cứu mà ông là đồng tác giả hồi đầu năm nay cho thấy rằng ngay cả trong mùa hè, các mô hình khí hậu vẫn gặp khó khăn trong việc tái tạo những hiện tượng thời tiết bất thường nhất trong khu vực liên quan đến các kiểu mẫu quy mô lớn này; điều này có thể dẫn đến việc đánh giá thấp khả năng mất mùa màng liên quan đến thời tiết ở các khu vực cụ thể. Ông cho biết công việc sắp tới sẽ tập trung vào việc điều tra xem liệu các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt nhất có liên quan đến yếu tố con người hay chỉ đơn giản là do sự biến đổi tự nhiên.