Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu từ MIT và Viện Công nghệ liên bang Swiss ở Zurich cho thấy các sự kiện mưa cực đoan nhất ở hầu hết các khu vực trên thế giới sẽ tăng cường độ từ 3 đến 15%, tùy thuộc vào vùng, tương ứng với mỗi độ C ấm lên của Trái đất.
Nếu nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng thêm 4 độ C trong vòng 100 năm tới, nhiều mô hình khí hậu dự đoán lượng phát thải khí CO2 tương đối cao, phần lớn Bắc Mỹ và Châu Âu sẽ phải chịu sự gia tăng của cường độ mưa lớn khoảng 2%. Một số nơi như vùng gió mùa Châu Á sẽ có mức tăng lớn hơn, trong khi ở Địa Trung Hải, Nam Phi và Australia sẽ có sự gia tăng nhỏ hơn.
Có một vài vùng dự báo sẽ có sự giảm lượng mưa khi thế giới nóng lên, chủ yếu nằm trên các đại dương cận nhiệt đới nằm ngay bên ngoài vành đai xích đạo nhiệt đới.
Nghiên cứu được công bố trong tạp chí Nature Climate Change cho thấy những thay đổi khác nhau của lượng mưa cực đoan từ khu vực này đến khu vực có thể được giải thích bằng những thay đổi khác nhau về sức mạnh của mô hình gió: Khi một khu vực nóng lên do lượng khí thải CO2 gây ra bởi con người, làm cho không khí nóng lên, tầng khí quyển ấm lên, tại đây ngưng tụ và mưa rơi xuống bề mặt. Nhưng những thay đổi về sức mạnh của gió cũng ảnh hưởng đến cường độ mưa bão cực đại của khu vực.
Paul O’Gorman, đồng tác giả của bài báo và phó giáo sư khoa học khí quyển thuộc Khoa Trái đất, Khoa học bầu khí quyển và Hành tinh của MIT, nói rằng có thể dự đoán mức độ nghiêm trọng của các sự kiện mưa mạnh nhất trên cơ sở từng khu vực, có thể giúp các nhà lập kế hoạch địa phương chuẩn bị cho các cơn bão tàn khốc có khả năng xảy ra nhiều hơn.
O’Gorman cho biết: “Có sự quan tâm trên thế giới về vấn đề liệu có nên điều chỉnh mã số để thích nghi với khí hậu thay đổi và lượng mưa, đặc biệt là lũ lụt”. “Chúng tôi thấy có sự khác nhau trong khu vực trong phản ứng mưa kết tủa vì những thay đổi về gió, và dĩ nhiên nếu bạn quan tâm đến những tác động của cực đoan mưa, bạn sẽ muốn biết những gì đang xảy ra trong khu vực của bạn.”
Một cái nhìn toàn cầu
Từ những năm 1990, các nhà khoa học đã dự đoán dựa trên các mô hình khí hậu rằng cường độ của các sự kiện mưa lớn trên thế giới sẽ tăng lên cùng với nhiệt độ toàn cầu tăng lên. Các quan sát hiện tại cho đến nay đã xác minh xu hướng này trên quy mô toàn cầu. Nhưng để biết siêu bão sẽ thay đổi theo quy mô cụ thể hơn như thế nào, đây là một bức tranh phức tạp hơn để giải quyết, vì dữ liệu về khí hậu không đều có ở tất cả các quốc gia, hoặc thậm chí cả các lục địa, và tín hiệu thay đổi khí hậu bị che khuất bởi tiếng ồn thời tiết đến phần lớn hơn về quy mô vùng.
“Các quan sát cho chúng ta biết sẽ có sự gia tăng [ở những trận mưa lớn] ở hầu hết các vĩ tuyến, nhưng nếu bạn muốn biết điều gì sẽ xảy ra ở quy mô của một lục địa hoặc nhỏ hơn, đó là một câu hỏi khó hơn nhiều”, O’Gorman nói.
Ông và các đồng nghiệp đã bắt đầu nghiên cứu của họ bằng cách đưa ra một quan điểm toàn cầu. Trước tiên, họ đã xem xét một kho lưu trữ các mô phỏng toàn cầu, được gọi là Dự án Hợp nhất Mô hình Tương tác Giai đoạn 5 (CMIP5), kết hợp đầu ra, hoặc dự đoán, được thực hiện bởi các mô hình khí hậu khác nhau, cho mọi thứ từ áp suất không khí địa phương đến độ dày của băng biển đáp ứng với thay đổi khí hậu.
Để xem điều gì ảnh hưởng đến sự biến đổi của khu vực đối với lượng mưa tăng, nhóm nghiên cứu đã cắm các đầu ra vào công thức vật lý có liên quan đến lượng mưa bề mặt đối với gió thẳng đứng và lượng hơi nước trong khí quyển. Họ nhận thấy rằng, tổng thể, đó là những thay đổi về gió, chứ không phải hơi nước, xác định các biến đổi giữa các vùng với sự thay đổi về cường độ mưa cực đoan.
Mở rộng vùng nhiệt đới
Các nhà nghiên cứu cũng nhận thấy sự giảm lượng mưa cực đại ở các vùng đại dương cận nhiệt đới, nơi mà khí quyển ở trên thường khô, gây ra các hệ thống bão tương đối yếu.
“Đó là một sự nổi bật”, O’Gorman nói. “Hầu như ở khắp mọi nơi, có sự gia tăng lượng mưa cực đại, ngoại trừ những vùng biển này.”
Ông cho thấy điều này có thể là một phần do sự mở rộng liên tục của các vùng nhiệt đới, và những thay đổi liên quan đến một hệ thống lưu thông khí quyển được gọi là tế bào Hadley, trong đó không khí tăng gần đường xích đạo và đi xuống xa hơn. Khi khí hậu nóng lên trong vài thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã lưu ý rằng khí hậu ở xích đạo đã lan tới các cột, tạo ra một vành đai nhiệt đới rộng hơn. Khi vùng nhiệt đới và Hadley tiếp tục mở rộng, điều này sẽ ảnh hưởng đến mô hình lượng mưa cực đoan, đặc biệt là ở các vùng cận nhiệt đới.
O’Gorman hiện đang điều tra xem liệu thời lượng các trận mưa cực đại có thay đổi với nhiệt độ tăng lên có thể có những ý nghĩa thiết thực để xác định khả năng phục hồi của các tòa nhà và cơ sở hạ tầng.
“Cho một sự kiện lượng mưa cực đoan, nó kéo dài bao lâu, nói bằng giờ, và thời gian đó thay đổi khi khí hậu nóng lên?” O’Gorman nói. “Chúng tôi nghĩ rằng cường độ của một sự kiện sẽ thay đổi, và nếu thời gian cũng thay đổi, điều đó cũng có thể là đáng kể.”
