Một phân tích thống kê mới về sự tương tác giữa El Niño và nền nhiệt độ toàn cầu đang tăng vọt do biến đổi khí hậu đã kết luận rằng, mùa hè đang đến gần ở vùng nhiệt đới có gần 7/10 khả năng phá kỷ lục về nhiệt độ và độ ẩm.

Dự báo này, được đưa ra từ các chuyên gia khoa học khí hậu tại Đại học California, Berkeley, áp dụng cho một khu vực rộng lớn trên thế giới nằm dọc theo đường xích đạo, bao gồm Ấn Độ và phần lớn Châu Phi, khu vực Trung Mỹ, Nam Mỹ và Australia, nhưng cũng bao gồm cả bang Florida và Texas ở Hoa Kỳ.

William Boos, giáo sư khoa học trái đất và hành tinh tại phân nhánh UC Berkeley của Đại học California (Mỹ), và ứng viên nghiên cứu sinh tiến sĩ Yi Zhang – một tác giả của nghiên cứu trên, cho biết những dự đoán dài hạn như thế này có thể giúp những khu vực [được nêu tên] chuẩn bị cho các đợt nóng cực độ, cũng như bảo vệ con người, vật nuôi và cây trồng.

Gs. Boos nói: “Viện trợ và tiếp cận nhân đạo, chuẩn bị cho việc chăm sóc y tế, tư vấn và phân phối cây trồng và thiết bị nông nghiệp đều có thể được điều chỉnh theo những cách phù hợp với dự báo này”.

Trong khi nền nhiệt độ trên toàn cầu gần như mỗi năm đều lập kỷ lục, thì sự kết hợp giữa nền nhiệt độ cao và độ ẩm cao là nguyên nhân kép có thể gây tử vong. Trong khi hầu hết những người khỏe mạnh có thể chịu được điều kiện nóng khô, thì tình trạng nhiệt ẩm (nhiệt bầu ướt) lại tạo ra nhiều áp lực cho cơ thể. Càng ẩm, mồ hôi càng ít bay hơi, làm giảm tác dụng làm mát của mồ hôi và khiến nhiệt độ lõi của cơ thể khó kiểm soát được ở mức bình thường.

Gs. Boos cho biết: “Nếu bạn không thể làm mát cơ thể mình xuống dưới 98,6 độ F hoặc 37 độ C thì bạn sẽ chết. Đổ mồ hôi là phương thức chủ yếu mà chúng ta dùng để mát cơ thể khi trời nóng. Vì vậy, nếu việc đổ mồ hôi không giúp bạn giải tỏa thân nhiệt, thì đó là giới hạn của khả năng sống sót.”

Dự báo này được công bố vào hồi đầu tháng 4/2024 trên Tập san Khoa học Geophysical Research Letters. Nó được tiến hành dựa trên hiểu biết hiện tại của giới khoa học về tác động của El Niño đối với nhiệt độ và độ ẩm nhiệt đới, đặc biệt là nhiệt độ khí quyển cách mặt đất vài km sẽ kiểm soát mức độ nóng và ẩm ở sát bề mặt đất như thế nào. Nền nhiệt độ ở tầng khí quyển cao nhất này đang chạm mức nóng ấm nhất khoảng 5 tháng sau khi El Niño đạt đỉnh. Đỉnh cao gần đây nhất của nền nhiệt khí quyển ở độ cao vài km đã xảy ra vào tháng 12 năm 2023.

Gs. Boos giải thích: “Người ta đã biết rằng Trái Đất đang nóng lên, và El Niño là một giai đoạn ấm áp của dao động khí hậu tự nhiên, vì vậy chúng tôi cho rằng cả hai sẽ can thiệp hỗ trợ cho nhau – rằng El Niño sẽ kết hợp mọi hiệu ứng của tình trạng nóng lên toàn cầu. Về lâu dài thì, hiện tượng nóng lên toàn cầu luôn làm tăng nền nhiệt độ cũng như độ ẩm – nghĩa là hàm lượng hơi nước trong không khí sẽ tăng lên. Cùng với El Niño, điều này cho phép nhiệt độ và độ ẩm tăng lên mức cao hơn tại một địa điểm nhất định ở vùng nhiệt đới.”

Các nhà nghiên cứu kết luận từ phân tích của họ rằng “pha El Niño từ mạnh đến rất mạnh” xảy ra vào cuối năm 2023, được đánh giá ở mức 2.0 theo Chỉ số Niño Đại dương (Oceanic Niño Index), cho thấy mốc nhiệt bầu ướt tối đa ở vùng nhiệt đới vào năm 2024 sẽ là 26,2 C ( 79,2 độ F) và có xác suất 68% phá kỷ lục hiện có. Nhiệt bầu ướt (wet bulb temperature) – về cơ bản là mức nhiệt độ bạn có thể duy trì sự sống bình thường khi người đầy mồ hôi hoặc áo mặc ướt khi có gió mạnh – là một chỉ báo tốt hơn so với việc chi dùng nhiệt độ mà thôi, vì nó đo lường cảm giác của con người trong điều kiện có thêm độ ẩm nữa. Trong các môi trường ẩm ướt như ở vùng nhiệt đới, mức nhiệt bầu ướt trên 30 độ C có thể dẫn đến tình trạng căng thẳng về nóng mà không thể giải nhiệt được.

Theo Gs. Boos, một số khu vực thường xuyên phải chịu áp lực nóng ẩm, chẳng hạn như miền Bắc của Ấn Độ, có 50% nguy cơ phải đối mặt với nền nhiệt độ cao và độ ẩm kỷ lục trong mùa hè này. Tuy nhiên, khu vực Sahel ở Châu Phi chỉ có 35% khả năng xảy ra nóng ẩm kỷ lục.

Ảnh hưởng của El Niño ngày càng gia tăng do tình trạng nóng lên toàn cầu

El Niño là một hình thái thời tiết định kỳ có liên quan đến tình trạng ấm lên của lớp nước bề mặt đại dương ở phía Đông Thái Bình Dương, từ đó bơm nhiệt và không khí ẩm vào tầng khí quyển cao hơn, khiến chúng lan ra quanh vùng xích đạo Trái Đất. Gs. Boos cho biết các điều kiện của pha El Niño, xen kẽ với các điều kiện của pha La Niña mát hơn trong hình thái khí hậu El Niño-Dao động phương Nam (ENSO), là một trong những nguyên nhân chính tạo ra mẫu thời tiết nhiệt đới. Nhiệt độ và độ ẩm ở tầng khí quyển cao hơn truyền xuống mặt đất khi có giông bão thông qua các luồng không khí có liên quan đến những pha biến chuyển ENSO này.

Gs. Boos cho biết: “Gió mát, cường độ mạnh thổi vào trong cơn giông bão thực chất là không khí lạnh từ trên tầng cao của bầu khi quyển rơi xuống, làm mát bề mặt đất bên dưới. Khi El Niño xảy ra, tầng khí quyển phía trên trở nên ấm hơn, điều đó có nghĩa là những luồng khí đi xuống này sẽ không mát bằng [như trước đây]. Vì vậy, về mặt tổng thể, khu vực sát bề mặt đất sẽ càng ngày càng có nhiệt độ và độ ẩm cao hơn.”

Trong nghiên cứu của mình, Gs. Boos và các đồng nghiệp của ông, bao gồm cả tác giả chính của nghiên cứu là ứng viên tiến sĩ Zhang, đã lấy dữ liệu về nhiệt độ và độ ẩm cực đoan trên khắp vùng nhiệt đới trong 45 năm qua và liên hệ chúng với tình trạng gây nóng lên của El Niño ở khu vực Thái Bình Dương, sau đó kết hợp những dữ liệu này với nhiệt độ và độ ẩm tăng lên đi kèm với hiện tượng nóng lên toàn cầu. Gs. Boos cho biết sự gia tăng liên tục của nhiệt độ trung bình toàn cầu đang làm tăng thêm tác động của El Niño.

Ông lưu ý rằng bản chất thống kê của phân tích này cho phép đưa ra một dự báo dài hạn, điều khó thực hiện với độ tin cậy cao bởi các mô hình tính toán thời tiết hiện tại, vốn rất tốt trong việc dự báo ngắn hạn nhưng lại kém trong việc dự báo thời tiết xảy ra thế nào trong vài tuần sắp tới.

Ông nói: “Những gì chúng tôi đã làm được trong công trình nghiên cứu này là đưa ra một mô hình thống kê đơn giản, và chúng tôi đã xác thực điều đó dựa trên dữ liệu quan sát bằng cách huấn luyện nó trên một số phần dữ kiện trong khi giữ lại các phần khác của bộ dữ kiện, đảm bảo rằng nó hoạt động tốt trên phần dữ liệu mà nó chưa được thử. Tôi nghĩ hệ thống đang cung cấp một tiêu chuẩn khá tốt cho các mô hình siêu máy tính đang dự báo khí hậu theo thang thời gian từng mùa.”

Ứng viên tiến sĩ Zhang lưu ý rằng thời gian dự báo là 5 tháng dựa trên trạng thái hiện tại của ENSO. Nếu các trung tâm thời tiết có thể dự báo những điều kiện ENSO trước từ 6 đến 12 tháng, thì thời gian cảnh báo tình trạng nhiệt bầu ướt có thể kéo dài đến khoảng một năm, mang lại nhiều thời gian chuẩn bị hơn cho các cộng đồng xã hội trên khắp vùng nhiệt đới.

Gs. Boos thừa nhận rằng các sự kiện tự nhiên vẫn có thể làm sai lệch dự báo. Một vụ phun trào núi lửa có thể làm mát khí hậu Trái Đất, như đã xảy ra sau vụ phun trào của núi lửa Pinatubo vào năm 1991 và núi lửa El Chicon vào năm 1982. Và hiện tượng suy giảm đột ngột sang pha La Niña mát hơn ở khu vực Đông Thái Bình Dương – về cơ bản là sự đảo ngược của El Niño – cũng có thể bù đắp cho khả năng nhiệt độ và độ ẩm tăng lên. Nhưng ngoài những sự kiện như vậy, loại dự báo này có thể giúp các quốc gia chuẩn bị cho sự kết hợp nguy hiểm tiềm tàng giữa điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao.

Gs. Boos cho biết: “Chúng tôi đang định lượng những ảnh hưởng tổng hợp của El Niño và tình trạng nóng lên toàn cầu đối với thước đo căng thẳng điều kiện nhiệt ẩm này. Điều đó hoàn toàn mới. Chúng tôi cũng đang định lượng xác suất xảy ra một sự kiện phá kỷ lục [về nhiệt bầu ướt]. Việc kết hợp của nhiều yếu tố này chưa từng được thực hiện trước đây.”

Các đồng tác giả khác của bài nghiên cứu khoa học trên là Ts. Isaac Held và Ts. Stephan Fueglistaler của Đại học Princeton, và Ts. Christopher Paciorek, giáo sư trợ giảng về thống kê tại UC Berkeley. Nghiên cứu được hỗ trợ một phần bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (U.S. Department of Energy) (DE-AC02-05CH11231). Ứng viên tiến sĩ Zhang hiện đang làm việc tại Viện Khoa học Toán học Courant (Courant Institute of Mathematical Sciences) của Đại học New York.