Một số trận lũ lụt nghiêm trọng đến mức hiếm khi xảy ra hơn một lần trong một thế kỷ, nhưng vào cuối thế kỷ 21, mực nước biển dâng cao có thể đe dọa các cộng đồng ven biển với lũ lụt cực đoan xảy ra hàng năm. Một nghiên cứu mới cho thấy ngay cả trong một kịch bản ôn hòa, trong đó lượng khí thải carbon dioxide đạt đỉnh điểm vào năm 2040, hầu hết các cộng đồng ven biển sẽ phải hứng chịu lũ lụt 100 năm hàng năm vào cuối thế kỷ này. Ngay từ năm 2050, các khu vực trên thế giới sẽ phải hứng chịu lũ lụt trung bình 100 năm cứ sau 9 đến 15 năm.

Lũ lụt 100 năm là mực nước cực đoan có 1% khả năng vượt quá trong bất kỳ năm nào và dựa trên dữ liệu lịch sử. Bất chấp cái tên đó, một trận lũ lụt 100 năm có thể xảy ra ở cùng một khu vực trong nhiều năm liên tiếp hoặc hoàn toàn không xảy ra trong một thế kỷ. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới phát hiện ra rằng những xu hướng lịch sử này không còn mang lại cái nhìn chính xác về lũ lụt trong tương lai.

Hamed Moftakhari, kỹ sư xây dựng và giáo sư tại Đại học Alabama, người giám sát dự án, cho biết: "Chúng tôi dự đoán rằng ngưỡng này sẽ bị vượt quá trung bình một trăm năm một lần trong điều kiện khí hậu ấm lên cho đến khi chúng không còn được coi là sự kiện 100 năm nữa." Nghiên cứu này gần đây đã được công bố trên tạp chí Tương lai Trái đất của AGU, tạp chí tiến hành nghiên cứu liên ngành về quá khứ, hiện tại và tương lai của hành tinh chúng ta và cư dân trên đó.

Vào tháng 5 năm 2016, sông Potomac đã tràn vào các đường phố ở Old Town Alexandria, Virginia. Khi mực nước biển tiếp cận cơ sở hạ tầng ven biển, những trận lũ lụt này sẽ xảy ra thường xuyên hơn. Nguồn hình ảnh: NOAA

Mực nước biển dâng: Mối đe dọa sắp xảy ra

TA GPH64 Ở các khu vực ven biển, lũ lụt cực độ có thể do bão, thủy triều và sóng đẩy nước vào đất liền, nhưng nghiên cứu này tập trung vào một yếu tố gây lũ lụt trong thời gian dài hơn - nước biển dâng cấp độ. Khi mực nước biển dâng cao về phía bờ biển, cơ sở hạ tầng ven biển sẽ gần mặt nước hơn, khiến bão, thủy triều và sóng có nhiều khả năng tác động đến cộng đồng hơn.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ hơn 300 máy đo thủy triều trên khắp thế giới để tiến hành phân tích xu hướng và ước tính mực nước biển cực đoan trong tương lai theo hai kịch bản phát thải carbon do Hội đồng quốc tế về biến đổi khí hậu vạch ra: nếu lượng khí thải CO2 tiếp tục tăng đến cuối thế kỷ này và nếu lượng khí thải CO2 đạt đỉnh vào năm 2040 rồi giảm xuống. Trong cả hai trường hợp, họ phát hiện ra rằng mực nước biển dâng cao sẽ dẫn đến sự gia tăng các trận lũ lụt kéo dài 100 năm ở hầu hết các địa điểm mà họ nghiên cứu. Mofatahali cho biết

Quy hoạch đất đai chủ động, phát triển đô thị và các biện pháp bảo vệ bờ biển có thể giúp cộng đồng giảm lũ lụt và tránh thiên tai, bắt đầu bằng những dự đoán thực tế về điều kiện ven biển trong tương lai.

Thách thức trong việc dự đoán mô hình lũ lụt

Các kỹ sư thiết kế các công trình như tường chắn sóng, tường biển và đê chắn sóng để bảo vệ cộng đồng khỏi lũ lụt cực đoan dựa vào một khái niệm gọi là tính ổn định để dự đoán mực nước trong tương lai.

"Về mặt ổn định, chúng tôi giả định rằng các mô hình mà chúng tôi quan sát được trong quá khứ sẽ không thay đổi trong tương lai, nhưng có rất nhiều yếu tố đang điều chỉnh các mô hình này dưới tác động của biến đổi khí hậu", Mofakari nói. “Chúng ta không thể cho rằng lũ lụt ven biển là cố định nữa.”

Các nghiên cứu trước đây đã dựa vào ước tính cố định về mực nước biển cực đoan để dự đoán lũ lụt trong 100 năm, nhưng nghiên cứu này đã sử dụng phương pháp tiếp cận không cố định và nhận thấy rằng những thay đổi mực nước biển cực đoan không đồng đều ở nhiều vị trí đo thủy triều.

Với biến đổi khí hậu, nhiệt độ đại dương tăng cao và các sông băng tan chảy đang khiến mực nước biển dâng cao, làm tăng tần suất và mức độ nghiêm trọng của lũ lụt ven biển. Do đó, các kỹ sư cần ước tính chính xác nguy cơ lũ lụt trong tương lai thay vì cho rằng tương lai đang thay đổi của chúng ta sẽ phản ánh các mô hình ven biển lịch sử.

Moftakhari nói: “Lý do nó khó khăn đến vậy là vì hầu hết các công cụ, hướng dẫn thiết kế, sổ tay thực hành, v.v. đều dựa trên giả định về tính ổn định”. “Chúng cần được cập nhật để giúp chúng tôi theo kịp tốc độ thay đổi.”

Giải pháp địa phương cho những thách thức đa dạng

Một nghiên cứu khác cho thấy hơn 600 triệu người sống ở các vùng ven biển trũng thấp. Con số này dự kiến ​​sẽ tăng lên. Các công trình phòng thủ biển được thiết kế tốt đóng vai trò quan trọng trong khả năng chống chịu lũ lụt thảm khốc của các cộng đồng ven biển.

Mặc dù mực nước biển trung bình đang tăng nhưng kết quả không giống nhau ở mọi nơi. Mực nước biển ở vĩ độ cao có thể giảm khi các chỏm băng dày tan chảy và vùng đất bên dưới dâng lên. Ngoài ra, mực nước biển ở các khu vực như Vịnh Mexico đang tăng nhanh hơn mức trung bình toàn cầu do đất đang dần chìm xuống. Moftakhari cho biết các cộng đồng ven biển cần có những giải pháp độc đáo dựa trên thông tin địa phương để đáp ứng nhu cầu của họ.

“Chúng tôi biết mực nước biển đang dâng cao, câu hỏi đặt ra là: Chúng tôi sẽ ứng phó như thế nào?” Moftakhari nói. “Chúng tôi đã chứng kiến ​​nhiều vùng bờ biển bị ngập lụt vĩnh viễn và mất đất, trong đó nhiều thành phố và đảo ven biển bị lũ lụt thường xuyên hơn trước đây – đã đến lúc học cách đối phó với tình trạng không cố định.”

Nhưng anh ấy vẫn quyết tâm giữ thái độ lạc quan, nhắc nhở chúng ta rằng thảm họa là kết quả của những quyết định của con người chứ không chỉ là những mối nguy hiểm. “Đừng quên, tất cả phụ thuộc vào mực nước mà chúng ta dự kiến ​​sẽ gặp phải nếu không có biện pháp giảm thiểu và những tiến bộ công nghệ sẽ tăng cường khả năng phục hồi của cộng đồng.”