MÂY, CÁ SẤU Ở NAM CỰC VÀ MỘT MÔ HÌNH KHÍ HẬU MỚI
Những bộ xương cá sấu, có độ tuổi cách đây 50 triệu năm, đã lộ ra trên hòn đảo Ellesmere thuộc khu vực Nam Cực, và đó chính là vấn đề gây nhức óc giới nghiên cứu. Các nhà khoa học...
Lọc theo mục lục
Những bộ xương cá sấu, có độ tuổi cách đây 50 triệu năm, đã lộ ra trên hòn đảo Ellesmere thuộc khu vực Nam Cực, và đó chính là vấn đề gây nhức óc giới nghiên cứu. Các nhà khoa học...
Nhiệt độ toàn cầu tăng và nước biển ấm lên đang khiến một trong những nơi lạnh nhất thế giới tan chảy. Mặc dù biết rằng hoạt động của con người đang gây ra biến đổi khí hậu và dẫn...
Tôi nêu ra ở đây hai bài báo nghe có vẻ chẳng ăn nhập gì với nhau: 1. Hôm qua (17/2/2020), New York Times đưa tin Apple trở thành một trong những công ty đầu tiên tiết lộ rằng...
Carbon monoxide (CO) và bụi mịn PM 2.5 là những tác nhân gây ô nhiễm không khí với 2 điểm chung như sau: Đều được sinh ra khi nhiên liệu bị đốt cháy, từ nguồn tự nhiên như cháy...
Cuối tháng 1/2020 vừa qua, một nhóm các nhà khoa học nghiên cứu vùng cực, kết hợp giữa Đại học New York (Mỹ) và Đoàn thám hiểm Nam Cực của Anh (British Antarctic Survey) –...
Chúng ta vẫn chưa biết coronavirus loại mới 2019 đến từ đâu. Nghi ngờ hàng đầu về vật chủ là một con dơi, có khả năng – đã lây qua một động vật khác có tiếp xúc nhiều hơn...
Với sự gia tăng kết hợp giữa nhiệt và độ ẩm — một mức nhiệt “bầu ướt” 35°C, nóng và ẩm hơn so với khả năng chịu đựng của cơ thể — khiến bầu không khí sẽ trở nên oi bức...
Xác suất lan truyền bệnh (R0): 3.11, tức là 1 người nhiễm sẽ lây cho hơn 3 người khác, 100 người nhiễm sẽ lây lan cho hơn 300 người khác. Xem: Trong khi đó, TỶ LỆ HỒI PHỤC SO VỚI...
Vào ngày 4/2/2020, Hệ thống Giám sát Khí tượng Copernicus của Liên minh Châu Âu (Copernicus Climate Change Service – C3S) đã công bố tháng vừa qua là tháng Một có nền nhiệt...
Việc Tập đoàn Truyền thông Tencent lớn nhất Trung Quốc (công ty sở hữu ứng dụng WeChat với hơn 1 tỷ người dùng) để lộ một dãy con số khác khi công bố tình trạng dịch 2019-nCoV bên...
Những bộ xương cá sấu, có độ tuổi cách đây 50 triệu năm, đã lộ ra trên hòn đảo Ellesmere thuộc khu vực Nam Cực, và đó chính là vấn đề gây nhức óc giới nghiên cứu. Các nhà khoa học không có cách nào để giải thích làm thế nào Nam Cực lại có thể ấm lên đủ để trở thành nơi ở cho loài sinh vật của vùng khí hậu xích đạo này.
Ts. Tapio Schneider, một nhà khoa học đẳng cấp thuộc Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (Jet Propulsion Laboratory) và là giáo sư của Đại học Công nghệ California (Caltech), cho rằng câu trả lời có thể nằm ở các đám mây trên bầu trời hành tinh này.
Mọi người cứ nghĩ mây trời thì rất mong manh — chúng chỉ là hơi nước kết tụ lại thành các đám mây nằm lơ lửng trên toàn cầu ở bất cứ thời điểm nào, chẳng khác gì hơn là một lớp màng mỏng của nước trải ra trên bề mặt Trái Đất — nhưng, mây có một tác động khổng lồ đến nền khí hậu của Trái Đất.
Chúng làm mát bề mặt Trái Đất bằng cách phản chiếu ngược bức xạ Mặt Trời trở lại không gian. Chúng ủ ấm bề mặt Trái Đất giống như những tấm chăn, bằng cách ngăn hành tinh phát tán mất đi tất cả lượng nhiệt hấp thụ mỗi ngày từ Mặt Trời. Và dĩ nhiên, chúng là chiếc chìa khóa chủ lực vận động chu trình luân chuyển của nước, chứa lượng nước bốc hơi từ các đại dương và nhiều khối nước lỏng khác, rồi sau đó trả lại bề mặt hành tinh bằng mưa và tuyết.
Đó là lý do vì sao bất cứ mô hình điện toán nào được kỳ vọng mô phỏng đúng các trạng thái khí hậu của quá khứ và dự báo được nền khí hậu hiện nay sẽ thay đổi như thế nào, phải bao gồm và tính toán cả yếu tố mây trong dữ liệu của nó. Và đó cũng là lý do chính vì sao các mô hình tính toán khí hậu hiện nay đều không phản ánh đúng thực tế.
Mô hình tính toán khí hậu là những dữ liệu số giả lập về nền khí hậu của Trái Đất, được chạy trên các siêu máy tính. Mỗi mô hình hoạt động bằng cách phân chia bầu khí quyển thành một hệ lưới 3 chiều và tính toán điều gì sẽ xảy ra trong mỗi ô không gian của hệ lưới đó. Chúng ta nhập nhiều dữ liệu vào đó, như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất, và rồi mô hình áp dụng nguyên tắc vật lý để tính toán xem thời tiết sẽ phát triển như thế nào bên trong mỗi ô đó, những hiệu ứng nào của tiến triển thời tiết này sẽ tác động đến các ô ở bên cạnh nó, rồi các ảnh hưởng nào của các ô bên cạnh sẽ lan truyền đến những ô kế tiếp nữa, và cứ thế, mọi sự xảy ra trên toàn bề mặt hành tinh và trong tương lai.
Vấn đề mà các mô hình tính toán khí hậu gặp phải đối với mây, chính là trạng thái của mây lại hoạt động trên một phạm vi nhỏ hơn so với mỗi ô lưới trong hệ nghiên cứu mà mô hình đang làm việc. Chúng ta sẽ cần phân chia bầu khí quyển thành những ô không gian nhỏ hơn hàng nghìn lần để kiểm soát được quy luật vật lý diễn ra trong đó. Và như thế, người ta sẽ cần một siêu máy tính khổng lồ có sức mạnh tính toán mạnh mẽ hơn so với phiên bản tốt nhất hiện tại, để chạy các tính toán cho cả hành tinh trong một khoảng thời gian hữu ích.
Nhưng các siêu máy tính ngày nay có thể xử lý kiểu mô hình ấy trong một khu vực giới hạn hơn, và việc quan sát động lực của mây có thể giúp chúng ta hiểu điều gì đang xảy ra trên một vùng khí quyển lớn hơn. Do đó, Ts. Schneider đã dẫn đầu một nghiên cứu tại Caltech (Đại học Công nghệ California), sử dụng chỉ 52 kilomet khối khí quyển giả lập, phân chia thành một hệ lưới bao gồm 2 triệu ô không gian, đủ nhỏ để kiểm soát được động lực của các đám mây. Mục tiêu của nghiên cứu chính là để xem xét việc mật độ khí nhà kính trong bầu khí quyển gia tăng như thế nào sẽ có thể ảnh hưởng đến quá trình hình thành các đám mây tầng tích (stratocumulus clouds) phía trên đại dương vùng nhiệt đới, và từ đó, xem xét nhiệt độ toàn cầu thay đổi và bị tác động ra sao.
Các đám mây vũ tích nằm ở tầng thấp là loại mây thường thấy nhất trên Trái Đất, và chúng là nhà vô địch trong các loại mây giúp làm mát hành tinh. Nếu sự tích tụ khí nhà kính làm gia tăng thậm chí một chút lượng đám mây che phủ bề mặt Trái Đất, thì hiện tượng nóng lên toàn cầu sẽ được trì hoãn lại đáng kể. Nhưng nếu độ phủ của mây giảm đi, thế giới sẽ nóng lên nhanh hơn.
Trong mô hình giả lập mang độ phân giải cao của Ts. Schneider, khi mật độ khí CO2 gia tăng, nhiệt độ toàn cầu cũng tăng cao và các đám mây tầng tích mỏng đi với tốc độ tương đối ổn định — cho đến khi mật độ này đạt đến giá trị gấp 3 lần mức của ngày hôm nay.
Và ở mức điểm đó, các đám mây tan vỡ. Sau đó, do hiệu ứng làm mát mất đi, nhiệt độ toàn cầu nhảy lên thêm 8°C (khoảng 14°F).
Ts. Schneider cho biết rằng, nếu điều này đã xảy ra cách đây 50 triệu năm, thì hiện tượng tăng nhiệt đột biến do mất các đám mây, xảy ra khi nhiệt độ đạt mức đỉnh do mật độ khí nhà kính gia tăng, có thể khiến nền nhiệt khí hậu cao đủ để Nam Cực trở thành môi trường cho cá sấu sống được. Ông còn nói thêm rằng, nếu chúng ta tiếp tục xả thải khí nhà kính với tốc độ như hiện nay, thì chúng ta sẽ có thể đạt đến điểm mức ấy một lần nữa ở đâu đó vào đầu thế kỷ tiếp theo.
Ngoài ra, khi đó, để trở lại trạng thái khí hậu “bình thường” hiện nay hoàn toàn không dễ dàng nữa. Trong mô hình của Ts. Schneider, một khi các đám mây tầng tích đã biến mất, mật độ khí nhà kính cần phải giảm đi bằng một nửa mức như hiện nay trước khi các đám mây xuất hiện và quay trở lại trạng thái cũ.
Mô hình giả lập phạm vi nhỏ này có thể hoặc chưa biểu thị những gì đã xảy ra trong thực tế trên toàn cầu. Nhưng bằng việc kết hợp chặt chẽ hàng nghìn giả lập như vậy, đại diện tiêu biểu cho các điểm khí hậu chủ chốt trên toàn hành tinh, tích hợp vào một mô hình toàn cầu, thì có thể cải thiện đáng kể khả năng tính toán trạng thái của các đám mây trên thế giới và tương lai nền khí hậu Trái Đất.
Ts. Schneider hy vọng một mô hình khí hậu toàn cầu như thế sẽ sớm biến thành hiện thực thông qua công trình của Tổ chức Liên minh Mô hình Khí hậu (Climate Modeling Alliance), một sự liên kết và cộng tác của các nhà khoa học, kỹ sư và toán học từ Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL), Đại học Công nghệ California (Caltech), Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Trường Hải quân Hệ Sau Đại học (Naval Postgraduate School). Và mô hình mới này cũng hứa hẹn nhiều cải thiện quan trọng nữa.
Ts. Schneider nói:
Chúng ta đang sống trong thời đại vàng son về khả năng quan sát Trái Đất từ không gian, và mô hình mới sẽ được thiết kế để tự động áp dụng thông số chuyển đến từ các vệ tinh địa tĩnh, cũng như các phao quan trắc trên đại dương và nhiều nguồn khác. Điều đó có nghĩa là mô hình mới sẽ có khả năng tận dụng được các dữ liệu quan trắc nhiều hơn so với các hô hình hiện nay.
Mô hình mới cũng hướng đến việc tự động hóa và cải thiện tiến trình điều chỉnh hiện tại một mô hình khí hậu để khiến nó tương hợp hơn với các thông số đo lường thực tế. Ts. Schneider cho biết:
Hiện nay, người ta phải hiệu chuẩn bằng tay chỉ một số ít các điểm mốc, một số ít thông số, tương ứng với một số ít mảnh dữ kiện rời rạc. Chúng tôi muốn làm điều tương tự, nhưng với tất cả các thông số được biết một cách chính xác của mô hình, thay vì chỉ là một số ít mà thôi, và sử dụng nhiều dữ liệu quan trọng hơn nữa.
Mức độ chính xác này là để đem lại lợi ích cho những ai cần lên kế hoạch đối phó với các thách thức sẽ xảy ra trong tương lai, từ lãnh đạo các chính phủ và doanh nghiệp cho đến các cá nhân.
Cuối cùng, Ts. Schneider chia sẻ:
Ngay lúc bạn có những ứng dụng dự báo thời tiết trên điện thoại để ở trong túi mình, giúp bạn đề ra các quyết định cho tương lai, thì chúng tôi muốn bảo đảm rằng trong một vài năm sắp tới, bạn có thể sở hữu các ứng dụng dự báo khí hậu trong điện thoại của mình. Ví dụ như, khi mua một căn nhà, bạn có thể biết về xác suất khu rừng ở đằng sau nhà sẽ có thể bốc cháy, hoặc vùng lân cận sẽ bị ngập lụt hay không. Tôi khẳng định trong vòng 5 năm nữa, chúng ta sẽ có được điều ấy.
Chúng tôi không chắc về việc con người có thể sở hữu khả năng dự báo thiên tai và sự biến đổi của nền khí hậu trong tương lai, cũng như những người nghèo thuộc thế giới thứ ba tiếp cận và sử dụng được các ứng dụng này như Ts. Schneider đã hứa hẹn.
Tuy nhiên, việc cá sấu đã từng sống ở Nam Cực, cũng như mô hình giả lập của Ts. Schneider về hiện tượng các đám mây tầng tích biến mất khi nền nhiệt toàn cầu gia tăng đến một mức độ nào đó, khiến xảy ra hiện tượng tăng nhiệt đột biến, đã được chúng tôi phân tích trong bài:
Và do đó, cứ để mọi chuyện xảy đến cho đến giây phút cuối cùng của loài người trên hành tinh này – khi cuộc khủng hoảng khí hậu ập đến và làm cho toàn bộ hệ sinh thái hành tinh sụp đổ. Chỉ hy vọng vào khoảnh khắc ấy, một số ít con người may mắn thoát khỏi thảm họa sẽ có thể chuyển đến sống sót trên lục địa Nam Cực như loài cá sấu ngày xưa, khóc than và nuối tiếc vì đã bỏ mất cơ hội sửa chữa sai lầm, thay đổi và cứu vớt hành tinh duy nhất có sự sống trong hệ Mặt Trời này. Vâng, lúc đó thì đã quá muộn màng rồi…
Phần chia sẻ ý kiến