Nhìn về quá khứ để hiểu về tương lai của bão
Mùa bão lịch sử 2020 với kỷ lục 30 cơn bão nhiệt đới khiến hàng trăm người chết ở Mỹ và làm thiệt hại hàng tỉ USD. Một câu hỏi quan trọng đặt ra là: những cơn bão nhiệt đới trong tương lai sẽ như thế nào?
Trong khi phần lớn các nhà khoa học khí hậu đồng ý với nhau là mức độ nghiêm trọng của bão, ít nhất là lượng mưa, sẽ dường như gia tăng khi hành tinh ngày một ấm lên, vẫn còn những điểm bất định về tần suất của các cơn bão nhiệt đới trong tương lai. Các mô hình khí hậu ngày nay thường đặt ra cho chúng ta thấy một pham vi có thể của khí hậu tương lai, một số dự đoán về mức gia tăng của tần suất bão nhiệt đới Bắc Đại Tây dương, còn ở những nơi khác lại suy giảm. Những kết quả đối lập đó dẫn đến câu hỏi: các mô hình đó có khả năng dự đoán tần suất bão nhiệt đới hay chúng đã để lọt lưới một vài tiến trình của tự nhiên?
“Để có thể hiểu được những mô hình này có đáng tin cậy không, chúng ta cần xem xem là chúng có khả năng tái hiện quá khứ hay không”, Peter Huybers, giáo sư các ngành khoa học trái đất – hành tinh và Khoa Khoa học và kỹ thuật môi trường tại trường Kỹ thuật và khoa học ứng dụng Harvard John A. Paulson (SEAS), nhận xét. “Dù các mô hình hiện nay đã thực hiện được mô phỏng tốt quá khứ 40 năm của các cơn bão nhiệt đới nhưng có vấn đề là khi chúng ta trở lại thời điểm đó, các mô hình và dữ liệu lại khác nhau đáng kể. Điều này làm dấy lên một câu hỏi quan trọng: nếu các mô hình đó không tái tạo được lịch sử dài hạn của bão, liệu chúng ta có nên tin vào dự báo dài hạn của chúng không?”.
Trong một bài báo mới xuất bản trên Science Advances “Improved simulation of 19th- and 20th-century North Atlantic hurricane frequency after correcting historical sea surface temperatures” (Mô phỏng cải thiện tần suất bão nhiệt đới Bắc Đại Tây dương thế kỷ 19 và 20 sau khi hiệu chỉnh các nhiệt độ bề mặt biển trong lịch sử), Huybers và một nhóm nghiên cứu đã tìm thấy các mô hình này, trên thực tế, có năng lực tái tạo lịch sử dài hạn của bão nhiệt đới – nhưng chỉ khi các nhiệt độ bề mặt biển được hiệu chỉnh. Nghiên cứu này nhấn mạnh vào tầm quan trọng của việc hiểu biết các mẫu hình các nhiệt độ bề mặt biển và đề xuất rằng một hiểu biết sâu sắc hơn về các mẫu hình đó có thể làm hài hòa sự xung đột trong nhưng dự tính của mô hình và cải thiện hiểu biết của chúng ta về cách biến đổi khí hậu sẽ tác động đến tần suất bão trong tương lai 1.
Peter Huybers, giáo sư các ngành khoa học trái đất – hành tinh và Khoa Khoa học và kỹ thuật môi trường tại trường Kỹ thuật và khoa học ứng dụng Harvard John A. Paulson (SEAS). Nguồn: news.harvard.edu
Bài báo này dựa trên nghiên cứu trước đây của Huybers và nhóm nghiên cứu của mình, trong đó họ nhận thấy có sự thiên kiến trong các đo đạc nhệt độ bề mặt biển trong lịch sử và phát triển một cách tiếp cận phù hợp để hiệu chỉnh dữ liệu đó. Được xuất bản vào năm 2019, bài báo đó đem lại cái hiểu tốt hơn về cách các đại dương ấm lên theo thời gian. Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một phép hiệu chuẩn tương tự để giúp mô hình hóa tần suất bão trong lịch sử.
Nhiệt độ bề mặt biển đóng một vai trò tối quan trọng trong việc hình thành bão nhiệt đới. “Tần suất của các cơn bão nhiệt đới trên Đại tây dương phụ thuộc vào mẫu hình các nhiệt độ bề mặt biển, cụ thể là độ ấm của vùng cận nhiệt đới Bắc Đại Tây dương, một khu vực mở rộng từ đỉnh Florida đến Cape Verde, về toàn thể thì liên quan với các đại dương nhiệt đới”, Duo Chan, một cựu thành viên của SEAS và là tác giả thứ nhất của nghiên cứu, cho biết.
Khi vùng cận nhiệt đới Bắc Đại Tây dương ấm lên theo, nó dẫn đến sự đối lưu trong khí quyển nhiều lên và nhiều cơn bão nhiệt đới Đại tây dương hơn. Khi vùng cận nhiệt đới Bắc Đại Tây dương lạnh hơn, tỉ lệ hình thành các cơn bão nhiệt đới suy giảm, bởi gió bị tách khỏi các hệ tạo bão nguyên thủy.
Khi các mô hình khí hậu ngày nay cố gắng tái tạo những mùa bão trong quá khứ, chúng về cơ bản dữ đoán quá ít những điều diễn ra trong các giai đoạn 1885-1900 và quá nhiều trong giai đoạn 1930-1960. Các mô hình đó, dẫu sao, phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt biển trong lịch sử, vốn chỉ dấu có một vùng cận nhiệt đới Bắc Đại Tây dương lạnh khi bước sang thế kỷ 20 và một Bắc Đại Tây dương ấm vào giữa thế kỷ 20.
Nhưng theo nhưng gì Huybers và Chan trình bày trong nghiên cứu trước đây, những nhiệt độ bề mặt biển trong lịch sử có các lỗi hệ thống. Nhiệt độ bề mặt biển được hiệu chỉnh của họ chứng tỏ một vùng cận nhiệt đới Bắc Đại Tây dương ấm hơn từ năm 1885 đến năm 1920 và vùng cận nhiệt đới Bắc Đại Tây dương lạnh hơn giữa các năm 1930 và 1960. Những điều chỉnh đó đã mang tần suất bão trở lại với các quan trắc.
“Các hiệu chỉnh của chúng tôi về các mẫu hình nhiệt độ bề mặt biển đã được phát triển một cach độc lập, và cải thiện một cách đáng kể kỹ năng với các mô hình tái tạo các thay đổi về bão trong lịch sử”, Huybers, nói. “Những kết quả này làm tăng thêm sự tự tin của chúng tôi về cả nhiệt độ bề mặt biển lịch sử và các mô hình của chúng tôi, đem đến một nền tảng vững chắc hơn để từ đó khám phá ra cách biến đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng đến tần xuất bão trong tương lai như thế nào”.
Thanh Phương tổng hợp
Nguồn: https://phys.org/news/2021-06-future-hurricanes.html
https://fuentitech.com/look-to-the-past-to-understand-the-future-of-hurricanes/103586/
——–
1. https://advances.sciencemag.org/content/7/26/eabg6931
