Hiện tượng sóng nhiệt đại dương ngoài khơi bờ biển Thái Bình Dương của Bắc Mỹ (tháng 8/2019 - Ảnh: NASA)

Sóng nhiệt đại dương xảy ra thường xuyên hơn

Sóng nhiệt đại dương, hay còn được gọi là “the Blob”, xảy ra khi nhiệt độ nước biển ở một khu vực nhất định cao hơn mức trung bình trong một khoảng thời gian dài. Năm ngoái, nhiệt độ tại vùng biển rộng lớn kéo dài từ Alaska đến California (Mỹ) thỉnh thoảng lại tăng lên tới 4 độ C (tương đương 7 độ F). Hiện tượng này làm suy giảm nguồn cá, khiến các loài chim biển chết đói, tạo ra các đợt bùng phát tảo độc, ngăn cá hồi quay trở lại các con sông, đẩy sư tử biển ra khỏi khu vực sinh sống và buộc cá voi phải di chuyển vào các tuyến đường hàng hải để tìm thức ăn.

“The Blob” đầu tiên hình thành vào năm 2013 và lan rộng ra khu vực Đông Bắc của Thái Bình Dương trong một khoảng có diện tích bằng Canada. Nó kéo dài trong ba năm và liên tục tái xuất hiện, gần đây nhất là mùa hè năm ngoái. Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể tìm ra nguyên nhân đầy đủ để giải thích hiện tượng nóng lên đột ngột này của đại dương. 

Tuy nhiên, một phân tích mới đã hé lộ một nguyên nhân bất ngờ. Giáo sư Tiêu Thông Chính, một nhà khí tượng học tại Đại học Hải dương học Trung Quốc, và các đồng nghiệp quốc tế cho rằng hiện tượng nóng lên bất thường này là kết quả của việc giảm ô nhiễm không khí tại Trung Quốc. Sự giảm thiểu các hạt bụi, vốn bảo vệ hành tinh khỏi tia nắng mặt trời, đã làm gia tăng nhiệt độ và kích hoạt một loạt các hiện tượng khác liên quan tới khí quyển trên khắp Thái Bình Dương, khiến đại dương cũng bị “nung nóng”.

Các nhà nghiên cứu cho rằng, phát hiện này có thể có những ảnh hưởng quan trọng đối với khí hậu ở Thái Bình Dương và các nơi khác trong tương lai. Hiện tượng “sương khói”, do các hạt bụi nhỏ (hay còn gọi là Aerosol) gây ra, đang giảm ở hầu hết các khu vực trên thế giới, ngoại trừ Nam Á và Châu Phi. Từ đó các nhà khoa học lo ngại rằng việc làm giảm ô nhiễm không khí sẽ khiến bầu khí quyển Trái đất nóng lên và dẫn đến các đợt sóng nhiệt đại dương cực đoan hơn.

Phát hiện ngược đời

Theo Dương Từ, nhà khí tượng học tại Đại học Texas A&M (Mỹ), phát hiện này cho thấy “việc giảm Aerosol sẽ làm xáo trộn hệ thống khí hậu theo cách mà chúng ta chưa từng trải nghiệm trước đây. Nó sẽ mang lại nhiều điều bất ngờ.”

Trên thực tế, điều này có thể đã xảy ra ở Đại Tây Dương. Một số nhà nghiên cứu cho rằng đợt sóng nhiệt cực đoan đã lan rộng khắp Bắc Đại Tây Dương từ mùa xuân năm ngoái cho đến tháng 4 năm nay, khiến các loài cá phải tìm tới các vùng nước mát hơn ở Bắc Cực. Hiện tượng này có thể là kết quả của những nỗ lực giảm phát thải Aerosol từ tàu biển. 

Phát hiện việc làm giảm ô nhiễm không khí có thể khiến hiện tương nóng lên toàn cầu nghiêm trọng hơn nghe có vẻ ngược đời. Nhưng các hạt nhỏ lơ lửng trong khí quyển, được gọi chung là Aerosol, rất khác biệt với khí nhà kính. Thay vì làm nóng hành tinh bằng cách giữ nhiệt bức xạ Mặt Trời, các hạt Aerosol che chắn Trái đất bằng cách tán xạ ánh sáng Mặt Trời và đôi khi tạo ra các đám mây. Chúng không tồn tại trong không khí quá vài ngày. Thông qua các mô hình khí hậu, các nhà nghiên cứu tính toán rằng sự tồn tại của các hạt Aerosol giúp giảm tới một phần ba sự nóng lên toàn cầu do khí nhà kính gây ra.

Những năm gần đây, hiệu ứng “làm mát” này đã bắt đầu giảm ở nhiều nơi trên thế giới. Nhờ có các quy định giảm ô nhiễm không khí nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng, lượng phát thải Aerosol đã sụt giảm đáng kể ở Châu Âu và Bắc Mỹ từ những năm 1980. Trong thập kỷ qua, điều tương tự đã xảy ra ở Trung Quốc khi chính phủ nước này thi hành một loạt các biện pháp kiểm soát chặt chẽ đối với các ngành công nghiệp gây ô nhiễm vào năm 2013. Chính sách này đã giúp Trung Quốc cắt giảm tổng thể lượng phát thải Aerosol tới 70%.

Trên toàn cầu, hiện nay lượng Aerosol nhân tạo (là sương mù do ô nhiễm, bụi, ô nhiễm không khí và khói) trong không khí đã ít hơn so với nhiều thập kỷ trước. Susanne Bauer, một nhà khí tượng học tại Viện Nghiên cứu Không gian Goddard của NASA, cho biết “điểm ngoặt của kỷ nguyên Aerosol” diễn ra trong thập kỷ đầu của thế kỷ này, và dường như sẽ tiếp tục khi ngày càng nhiều quốc gia tìm cách giảm khói bụi.

Kết quả là, “lớp áo” Aerosol bị “tuột ra”, khiến hiện tượng nóng lên toàn cầu gia tăng nhanh ở nhiều khu vực. “Chúng ta hiện đang trải qua giai đoạn nóng lên toàn cầu do khí nhà kính gây ra, và hiện tượng này càng trở nên nghiêm trọng hơn do việc loại bỏ Aerosol,” Ben Booth, một nhà khí tượng học tại Văn phòng Khí tượng Anh cho biết.

Hiệu ứng “làm mát” của Aerosol suy giảm đã được Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) dự báo từ lâu. Phát hiện mới của Giáo sư Dương về nguyên nhân gây ra “The Blob” cho thấy những hiện tượng thời tiết cực đoan khác có thể xảy ra trong phạm vi rộng hơn và nghiêm trọng hơn. 

Thế giới có thể chạm đến ngưỡng nhiệt độ nguy hiểm

Tại sao vậy? Câu trả lời nằm ở thực tế rằng Aerosol không tồn tại đủ lâu trong không khí để hòa lẫn hoàn toàn vào khí quyển. Vì vậy, các biện pháp làm giảm ô nhiễm không khí của quốc gia sẽ tạo ra những bản đồ phân phối Aerosol mới. Do đó, nhiệt độ ở một số khu vực sẽ nóng lên nhiều hơn các nơi khác. Sự chênh lệch nhiệt độ này có thể khiến các mô hình lưu thông khí quyển mất ổn định. Đây có lẽ là những gì đã xảy ra ở Đông Bắc Thái Bình Dương. 

Dương Từ, nhà khí tượng học tại Đại học Texas A&M (Mỹ) và Giáo sư Hai Wang của Đại học Hải dương học Trung Quốc, cùng với các đồng nghiệp ở Mỹ và Đức, đã tiến hành mô phỏng các hoạt động giảm ô nhiễm không khí ở khu vực miền Đông Trung Quốc để tìm hiểu các tác động có thể xảy ra. Họ phát hiện ra rằng các hoạt động “lọc không khí” của quốc gia này đã khiến nhiệt độ tăng lên, đặc biệt ở hướng gió xuống phía Thái Bình Dương.

Điều này đã làm thay đổi áp suất không khí và tăng cường lên vùng áp thấp Aleutian, một khu vực áp suất thấp bán thường trực ở biển Bering. Từ đó, làm giảm tốc độ gió về phía Đông, hạn chế khả năng làm mát đại dương của các luồng gió, tạo ra “điều kiện thuận lợi cho hiện tượng nóng lên của đại dương”. Các nhà khoa học cảnh báo rằng những phát hiện này cho thấy có thể xuất hiện nhiều “Blob” rộng hơn trong tương lai. 

Khói bụi bao phủ đền Taj Mahal ở Agra, Ấn Độ vào tháng 11/2023 (Ảnh: Getty)

Aerosol có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, từ bụi và bồ hóng đến các hạt nhỏ không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Aerosol tự nhiên có thể được hình thành từ những đám cháy rừng và bão cát. Nhưng từ cuộc Cách mạng Công nghiệp, lượng Aerosol trong khí quyển đã tăng lên đáng kể do các nguồn nhân tạo, chủ yếu là từ việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch như than và dầu.

Những phát thải này chứa một khối lượng lớn sulfur dioxide (SO2), một loại khí dễ phản ứng với các hợp chất khác trong không khí để tạo ra các hạt nhỏ vừa che phủ hành tinh vừa có thể hoạt động như các hạt nhân ngưng tụ, khiến hơi ẩm trong khí quyển kết hợp thành các giọt nước tạo thành mây.

Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch tạo ra cả khí CO2 và Aerosol. Nhiệt độ khí quyển phụ thuộc vào sự cân bằng giữa hai yếu tố này. Đánh giá gần nhất của IPCC được công bố năm 2021, tính toán rằng khí nhà kính khiến nhiệt độ Trái đất tăng lên khoảng 1,5 độ C, trong khi đó tác dụng làm mát của Aerosol, đã làm giảm đi 0,4 độ C. 

“Nếu không có hiệu ứng làm mát của Aerosol, thế giới có thể đã đạt đến ngưỡng nhiệt độ nguy hiểm, 1,5 độ, gây ra một loạt tác động tới toàn cầu như trong thỏa thuận Paris đã đề cập tới,” Johannes Quaas, một nhà khí tượng học tại Đại học Leipzig cho biết.

Nhưng sự cân bằng đang thay đổi khi ngày càng nhiều quốc gia hành động để giảm phát thải Aerosol. Lượng phát thải Aerosol từ tàu biển có lẽ đã làm mát hành tinh nhiều hơn so với tác động làm nóng do phát thải khí nhà kính từ chúng.

Điều này xảy ra do nhận thức của cộng đồng về ảnh hưởng của Aerosol tới sức khỏe ngày càng tăng. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho biết Aerosol là nguyên nhân gây ra hơn 4 triệu ca tử vong do ung thư và các bệnh về hô hấp, tim mạch mỗi năm. Theo một nhiên cứu năm 2013, ô nhiễm không khí đã làm giảm tuổi thọ ở một số khu vực của Trung Quốc tới 5 năm.

Chính phủ nhiều nước đã yêu cầu các công ty điện lực, các ngành công nghiệp và các nhà sản xuất xe cộ lọc các hạt bụi hoặc sử dụng nhiên liệu ít lưu huỳnh, hay trang bị thiết bị để loại bỏ SO2 khỏi khí thải. Các quy định này giúp làm giảm lượng phát thải Aerosol và SO2 vào không khí. 

Châu Âu và Bắc Mỹ đã thi hành các luật về giảm ô nhiễm không khí trong gần nửa thế kỷ qua. Còn tại Trung Quốc, kể từ năm 2013, sau một loạt các đợt ô nhiễm khói bụi xảy ra ở nhiều thành phố, chính phủ nước này cũng đã áp dụng một loạt quy định với tốc độ chóng mặt. Phát thải Aerosol nhân tạo của Trung Quốc đã giảm 70% trong một thập kỷ, và phát thải SO2 đã giảm thậm chí nhiều hơn, từ 20,4 triệu tấn vào năm 2013 xuống còn 2,4 triệu tấn vào năm 2022.

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã theo dõi tác động của hành động này đối với khí hậu địa phương một cách chi tiết. Yang Yang, một nhà vật lý khí quyển tại Đại học Khoa học và Công nghệ Thông tin Nam Kinh, tính toán rằng, đến năm 2017, quá trình này sẽ thúc đẩy xu hướng ấm lên do khí nhà kính gây ra ở miền Đông Trung Quốc thêm 0,1 độ C. Nếu chương trình làm giảm ô nhiễm không khí được mở rộng, bao gồm cả ngành vận tải, ông dự đoán rằng Trái đất sẽ nóng lên từ 0,2 đến 0,5 độ C vào năm 2030, và trên 0,5 độ C vào năm 2060.

Biểu đồ lượng phát thải S02 từ năm 2006 - 2022 (Nguồn: Our World in Data)

Nhà nghiên cứu Yang dự đoán hiện tượng này cũng sẽ kích hoạt các thay đổi trong lưu thông khí quyển địa phương, dẫn đến lượng mưa nhiều hơn ở miền Nam Trung Quốc và các nước lân cận như Philippines. Nghiên cứu mới của Giáo sư Dương Từ cho thấy rằng các tác động này đã lan rộng hơn rất nhiều, trải dài khắp Thái Bình Dương, tạo ra “The Blob” trên bờ biển của nước Mỹ.

Nhiều nơi chịu ảnh hưởng

Dầu diesel chứa lưu huỳnh từ lâu là lựa chọn nhiên liệu cho tàu biển. Giáo sư Michael Diamond, chuyên nghiên cứu về Aerosol và khí hậu tại Đại học Bang Florida, Mỹ cho biết. Kết quả là, các đội tàu biển trên thế giới đã phát thải hơn 10 triệu tấn SO2 hàng năm, đóng góp từ 10 đến 20% tổng “lực đẩy” khí hậu nhân tạo từ Aerosol, thay đổi cân bằng năng lượng và nhiệt độ của Trái đất và từ đó ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu.

Tàu biển là nguyên nhân chính của sự tích tụ Aerosol trên đại dương, nơi thường có ít nguồn Aerosol nhân tạo khác. Hình ảnh vệ tinh cho thấy các vệt mây rõ ràng kéo dài dọc theo các tuyến đường biển chính.

Tất nhiên, việc đốt cháy nhiên liệu tàu biển cũng phát thải khí CO2. Nhưng lượng phát thải Aerosol từ tàu biển có lẽ đã làm mát hành tinh nhiều hơn so với sự ấm lên do phát thải khí nhà kính từ chúng. Tuy nhiên, điều này lại đang thay đổi. Tàu biển dường như đang “biến hình” từ những “kẻ làm mát hành tinh sang” thành “kẻ làm nóng trái đất”.

Loại bỏ khí mê-tan, một loại khí nhà kính tồn tại trong thời gian ngắn, có thể giúp khắc phục nhanh chóng một số tác động của việc giảm lượng Aerosols.

Năm 2020, Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) thuộc Liên Hợp Quốc đã tiến hành một loạt các biện pháp lọc không khí xung quanh các cảng bằng cách giảm hàm lượng lưu huỳnh cho phép trong nhiên liệu tàu biển từ 3,5% xuống 0,5%. Sự giảm phát thải SO2 từ tàu biển đã dẫn đến sự giảm số lượng mây trên các tuyến đường biển và nhiệt độ đại dương cao hơn.

Giáo sư Michael Diamond cho rằng “khoảng một phần ba các đợt sóng nhiệt Bắc Đại Tây Dương của năm ngoái có thể do các quy định của IMO gây ra.” Trong khi đó, một nhà nghiên cứu khác lập luận rằng việc giảm phát thải từ tàu biển “có thể giúp giải thích một phần sự gia tăng nhanh chóng của nhiệt độ toàn cầu trong 12 tháng qua.”

Giải pháp trước mắt

Trong tương lai, nếu thế giới thành công trong việc giảm phát thải khí nhà kính, đồng thời tiếp tục hạn chế lượng Aerosol, thì hiện tượng nóng lên toàn cầu sẽ vẫn tiếp tục xảy ra. 

Ảnh vệ tinh cho thấy các vệt Aerosol do các con tàu biển để lại khi băng qua Bắc Thái Bình Dương (Ảnh: NASA)

Giáo sư Yang dự báo rằng khoảng 50 năm nữa, tác động nóng lên do “không khí trong lành” gây ra sẽ “vượt xa các tác động của khí nhà kính”. Ông cho rằng sẽ có “các đợt sóng nhiệt ẩm tăng lên với thời gian kéo dài hơn và biên độ mạnh hơn”.

Vậy chúng ta có thể làm gì? Thế giới có thể có không khí trong lành trong khi giữ nhiệt độ ở mức chịu đựng được và tránh những đợt sóng nhiệt đại dương tồi tệ hơn không?

Hầu hết các nhà khoa học được trao đổi trong bài viết này đều đồng ý rằng con đường tốt nhất vẫn là tiếp tục giảm phát thải khí nhà kính. Nhưng Giáo sư Diamond cho rằng vấn đề Aerosol cho thấy sự cần thiết phải ưu tiên cắt giảm phát thải metan.

Loại khí nhà kính này chỉ đứng thứ hai sau CO2 về tầm quan trọng như một yếu tố gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Giáo sư Diamond đánh giá tác động làm nóng của nó gần như tương đương với tác động làm mát trung bình của phát thải Aerosol. Và bởi vì metan là một khí nhà kính chỉ tồn tại trong khí quyển khoảng một thập kỷ, việc loại bỏ nó có thể là một giải pháp nhanh chóng, để bù đắp cho một số tác động của sự sụt giảm lượng Aerosol. May mắn thay, có những giải pháp dễ dàng và rẻ tiền để đạt được điều này: Bao gồm ngăn chặn việc phát thải metan từ các giếng và đường ống khí và dầu./.

Ngọc Huyền (dịch)

Theo: Yale School of the Environment