Theo các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Đại học Irvine và các tổ chức khoa học khác, biến đổi khí hậu trong tương lai sẽ gây ra sự chuyển dịch không đồng đều trong khu vực của vành đai mưa nhiệt đới – đó là một dải mưa hẹp có mật độ cao gần đường xích đạo. Khuynh hướng này có thể đe dọa an ninh lương thực của hàng tỷ người.

Trong một nghiên cứu được công bố trên Tuần san Khoa học Nature Climate Change, một nhóm liên ngành gồm các kỹ sư môi trường, các nhà khoa học hệ sinh thái Trái Đất và các chuyên gia khoa học dữ liệu, nhấn mạnh rằng không phải tất cả các vùng nhiệt đới đều sẽ bị ảnh hưởng như nhau. Ví dụ như, vành đai mưa sẽ di chuyển lên phía Bắc ở các phần của Đông Bán Cầu, nhưng cũng sẽ di chuyển về phía Nam ở nhiều vùng thuộc Tây Bán Cầu.

Theo nghiên cứu, sự dịch chuyển về phía bắc của vành đai mưa nhiệt đới qua khu vực phía Đông Châu Phi và Ấn Độ Dương sẽ dẫn đến sự gia tăng căng thẳng hạn hán trong tương lai ở vùng Đông Nam Châu Phi và Madagascar, cùng với lũ lụt nhiều hơn ở miền Nam Ấn Độ. Ngoài ra, việc vành đai mưa dần dần di chuyển về phía Nam qua khu vực phía Đông Thái Bình Dương và Đại Tây Dương sẽ gây ra căng thẳng hạn hán lớn hơn ở Trung Mỹ. Trên toàn khu vực Tây Thái Bình Dương, vành đai mưa – dải Hội tụ Nhiệt đới (ITCZ) sẽ dịch chuyển về phía Nam từ tháng 5 đến tháng 10, và về phía Bắc từ tháng 11 đến tháng 4. Đây là khuynh hướng dự báo cho kịch bản kinh tế xã hội SSP3-7.0, dự báo cho giai đoạn năm 2075-2100.

Antonios Mamalakis, tác giả chính của nghiên cứu, là người vừa nhận bằng tiến sĩ về kỹ thuật dân dụng & môi trường tại Trường Kỹ thuật Henry Samueli tại UCI và hiện là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Khoa Khoa học Khí quyển tại Đại học Bang Colorado, cho biết:

“Công trình của chúng tôi cho thấy rằng biến đổi khí hậu sẽ khiến vị trí vành đai mưa nhiệt đới của Trái Đất sẽ di chuyển theo hướng ngược nhau, theo hai vùng dọc của đường kinh tuyến và bao phủ gần 2/3 diện tích địa cầu. Đó là một quá trình sẽ đưa đến những tác động phân tầng đối với nguồn cung nước và sản xuất lương thực trên toàn thế giới.”

Nhóm nghiên cứu đã thực hiện đánh giá bằng cách kiểm tra các mô phỏng trên máy tính từ 27 mô hình khí hậu hiện đại và đo lường phản ứng của vành đai mưa nhiệt đới đối với một kịch bản trong tương lai, trong đó lượng khí thải nhà kính tiếp tục tăng cho đến cuối thế kỷ này.

Mamalakis cho biết sự thay đổi sâu rộng được phát hiện trong công việc của ông đã bị che mất trong các nghiên cứu mô hình trước đó đã cung cấp hạn mức trung bình toàn cầu về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với vành đai mưa nhiệt đới. Chỉ bằng cách cô lập phản ứng khí tượng ở khu vực Đông và Tây Bán Cầu, nhóm của ông mới có thể làm nổi bật những thay đổi mạnh mẽ sẽ xảy ra trong nhiều thập kỷ tới.

Đồng tác giả của nghiên cứu trên, ông James Randerson – Chủ tịch của Quỹ Ralph J. & Carol M. Cicerone thuộc UCI về chuyên ngành Khoa học Hệ thống Trái Đất, giải thích rằng biến đổi khí hậu khiến bầu khí quyển nóng lên với lượng nhiệt khác nhau ở khu vực Châu Á và Bắc Đại Tây Dương. Ông cho biết:

“Ở châu Á, dự kiến lượng giảm của khí thải aerosol, sự tan chảy của sông băng trên dãy Himalayas và hiện tượng mất diện tích tuyết phủ ở các khu vực phía Bắc do biến đổi khí hậu sẽ khiến bầu khí quyển nóng lên nhanh hơn so với các khu vực khác. Chúng tôi biết rằng vành đai mưa sẽ dịch chuyển theo xu hướng tăng nhiệt đó, và sự dịch chuyển lên phía Bắc của nó ở Đông Bán Cầu phù hợp với những tác động dự kiến ​​này của biến đổi khí hậu.”

Ông nói thêm rằng sự suy yếu của dòng hải lưu Gulf Stream và sự hình thành khối nước sâu ở Bắc Đại Tây Dương có khả năng gây ra hiệu ứng ngược lại, tạo sự dịch chuyển về phía Nam của vành đai mưa nhiệt đới trên khắp Tây Bán Cầu.

Efi Foufoula-Georgiou – tác giả hướng dẫn (corresponding author) của nghiên cứu trên, là một giáo sư hàng đầu chuyên ngành Kỹ thuật Dân dụng & Môi trường của UCI cho biết:

“Tính phức tạp của hệ thống Trái Đất, cùng với nhiều thuộc tính và các vòng phản hồi xảy ra trên khắp các quá trình và quy mô của nó, đã làm nản lòng nhiều nghiên cứu sinh. Nghiên cứu này kết hợp phương pháp tiếp cận kỹ thuật của tư duy hệ thống với ngành phân tích dữ liệu và khoa học khí hậu để khám phá ra những phản ứng tinh vi và chưa được công nhận trước đây của quá trình tăng nhiệt toàn cầu đối với động lực và thái cực mưa trong khu vực nghiên cứu.”

Gs. Foufoula-Georgiou cho biết bước tiếp theo của nghiên cứu chính là chuyển dịch những thay đổi đó thành các tác động đối với mặt đất, liên quan đến lũ lụt, hạn hán, hướng dẫn chuyển đổi cơ sở hạ tầng và hệ sinh thái để thích ứng, chính sách và quản lý.