Đi tìm thủ phạm bí ẩn khiến Trái đất nóng hơn: Do thiếu mây

Mực nước biển dâng cao, các sông băng tan chảy và sóng nhiệt từ biển đã đẩy nhiệt độ năm 2023 phá vỡ nhiều cột mốc nhiệt đáng lo ngại. Cụ thể, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng lên gần 1,5°C so với mức trước thời kỳ công nghiệp, đánh dấu mức cao chưa từng có. Các nhà nghiên cứu phải đối mặt với một thách thức đáng kể trong việc xác định nguyên nhân gây ra sự gia tăng đột ngột này. Mặc dù các yếu tố như sự tích tụ khí nhà kính do con người gây ra, hiện tượng thời tiết El Nino và các sự kiện tự nhiên như phun trào núi lửa đã giải thích được phần lớn sự nóng lên, chừng đó vẫn chưa đủ. Các nguyên nhân kể trên không giải thích được hoàn toàn về lượng nhiệt nóng lên.

Không rõ thủ phạm làm Trái đất nóng lên 0,2°C.

Chính xác hơn, trong sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu, vẫn còn một khoảng cách chưa được giải thích là khoảng 0,2°C. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện Alfred Wegener thuộc Trung tâm nghiên cứu biển và cực Helmholtz (AWI) đề xuất một giả thuyết hấp dẫn: bề mặt Trái đất đã trở nên ít phản xạ hơn do sự suy giảm của một số loại mây. Sự suy giảm khả năng phản xạ này có thể giúp giải thích sự nóng lên thêm.

Thiếu mây sẽ khiến mặt đất càng nóng

Tiến sĩ Helge Goessling từ Viện Alfred Wegener là tác giả chính của nghiên cứu. Tiến sĩ Goessling cho biết: “Ngoài ảnh hưởng của El Nino và sự nóng lên từ khí nhà kính do con người gây ra, một số yếu tố khác đã được thảo luận có thể góp phần vào nhiệt độ trung bình toàn cầu cao đáng ngạc nhiên kể từ năm 2023”.

Ví dụ, hoạt động mặt trời tăng lên, lượng lớn hơi nước từ một vụ phun trào núi lửa hoặc ít hạt khí dung hơn trong khí quyển. Nhưng kể cả tính gộp tất cả các yếu tố này, vẫn còn khoảng 0,2°C ấm lên mà không rõ nguyên nhân rõ ràng. Tiến sĩ Goessling cho biết: “Khoảng hụt 0,2°C năm 2023 hiện là một trong những câu hỏi được thảo luận nhiều nhất trong nghiên cứu khí hậu”.

Trong nỗ lực thu hẹp khoảng cách đó, các nhà lập mô hình khí hậu từ AWI và Trung tâm Dự báo thời tiết tầm trung châu Âu (ECMWF) đã xem xét kỹ hơn dữ liệu vệ tinh từ NASA, cũng như dữ liệu phân tích lại của riêng ECMWF. Trong đó, một loạt dữ liệu quan sát được kết hợp với một mô hình thời tiết phức tạp. Từ đó, cho phép phân tích chi tiết về cách hấp thụ năng lượng toàn cầu và lượng mây che phủ ở các độ cao khác nhau.

Đồng tác giả của nghiên cứu là Tiến sĩ Thomas Rackow từ ECMWF cho biết: "Điều thu hút sự chú ý của chúng tôi là, trong cả hai tập dữ liệu của NASA và ECMWF, năm 2023 nổi bật là năm có suất phản chiếu hành tinh thấp nhất".

Suất phản chiếu hành tinh mô tả tỷ lệ bức xạ mặt trời chiếu tới được phản xạ trở lại không gian sau khi trải qua tất cả các tương tác với khí quyển và bề mặt Trái đất. Tiến sĩ Rackow cho biết: "Chúng tôi đã quan sát thấy sự suy giảm nhẹ trong những năm gần đây. Dữ liệu chỉ ra rằng vào năm 2023, suất phản chiếu hành tinh có thể đã ở mức thấp nhất kể từ ít nhất là năm 1940".

Điều này sẽ làm tình trạng nóng lên toàn cầu trở nên tồi tệ hơn và có thể giải thích cho việc "mất tích" 0,2°C mà các nhà khí hậu tìm kiếm. Nhưng khi tìm được đáp án cho một vấn đề khí hậu thì lại nảy sinh một câu hỏi mới: Điều gì đã khiến sự suất phản chiếu của hành tinh bị sụt giảm trầm trọng?

Thủ phạm là sự suy giảm của các đám mây tầm thấp?

Suất phản chiếu của bề mặt Trái đất đã suy giảm kể từ những năm 1970 - một phần là do sự suy giảm của tuyết và băng biển ở Bắc Cực, điều này cũng có nghĩa là ít vùng trắng phản chiếu lại ánh sáng mặt trời hơn. Kể từ năm 2016, tình trạng này đã trở nên trầm trọng hơn do sự suy giảm của băng biển ở Nam Cực.

Tiến sĩ Goessling giải thích: "Tuy nhiên, phân tích của chúng tôi về các tập dữ liệu cho thấy sự suy giảm suất phản chiếu bề mặt ở các vùng cực chỉ chiếm khoảng 15% sự suy giảm gần đây nhất trong suất phản chiếu của hành tinh".

Và suất phản chiếu cũng đã giảm đáng kể ở những nơi khác. Để tính toán các tác động tiềm tàng do suất phản chiếu bị giảm này, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một mô hình ngân sách năng lượng. Chương trình này có khả năng mô phỏng phản ứng nhiệt độ của các mô hình khí hậu phức tạp. Những gì họ phát hiện là: nếu độ phản chiếu không bị giảm kể từ tháng 12.2020, nhiệt độ trung bình vào năm 2023 có thể đã thấp hơn khoảng 0,23°C.

Một xu hướng dường như đã ảnh hưởng đáng kể đến suất phản chiếu hành tinh bị sụt giảm, đó là sự suy giảm của các đám mây ở tầm thấp ở vĩ độ trung bình phía bắc và vùng nhiệt đới. Về vấn đề này, Đại Tây Dương đặc biệt nổi bật vì đây là khu vực mà các kỷ lục nhiệt độ bất thường nhất đã được quan sát thấy vào năm 2023.

Điều đáng chú ý là phía đông bắc Đại Tây Dương, các đám mây ở tầm thấp đã suy giảm không chỉ vào năm 2023, mà là trong suốt mười năm qua. Dữ liệu còn cho thấy lớp mây che phủ ở tầm thấp đã giảm, trong khi mây ở tầm vừa và cao cũng giảm nhẹ.

Mây mỗi tầng có tác động khác nhau đến việc ủ nhiệt của Trái đất

Thực tế là chủ yếu là các đám mây tầm thấp chứ không phải các đám mây ở độ cao hơn mới là “thủ phạm chính” khiến suất phản chiếu giảm. Đúng là các đám mây ở mọi độ cao đều phản xạ ánh sáng mặt trời, tạo ra hiệu ứng làm mát. Tuy nhiên, các đám mây ở các lớp khí quyển cao, lạnh cũng tạo ra hiệu ứng ấm lên vì chúng giữ nhiệt phát ra từ bề mặt trong khí quyển. Do vậy, mây tầng cao vừa phản xạ làm mát nhưng cũng vừa ủ nhiệt. Tiến sĩ Goessling phân tích: “Về cơ bản, mây tầng cao có cùng tác động như khí nhà kính. Nhưng mây ở tầng thấp hơn không có tác động tương tự. Nếu có mây thấp ít đi, chúng ta chỉ mất đi tác động làm mát, khiến mọi thứ ấm hơn”.

Nhưng tại sao lại có ít mây tầm thấp hơn? Nồng độ khí dung nhân tạo thấp hơn trong khí quyển, đặc biệt là do các quy định chặt chẽ hơn về nhiên liệu hàng hải, có thể là một yếu tố góp phần. Là hạt nhân ngưng tụ, khí dung đóng vai trò thiết yếu trong quá trình hình thành mây, đồng thời cũng phản chiếu ánh sáng mặt trời. Ngoài ra, các biến động tự nhiên và phản hồi của đại dương có thể đã góp phần. Tuy nhiên, Tiến sĩ Goessling cho rằng không chắc rằng chỉ riêng những yếu tố này là đủ và gợi ý một cơ chế thứ ba: bản thân sự nóng lên toàn cầu đang làm giảm số lượng mây thấp.

Tác giả chính của nghiên cứu phân tích: “Nếu phần lớn sự suy giảm độ phản chiếu thực sự là do phản hồi giữa sự nóng lên toàn cầu và mây tầm thấp, như một số mô hình khí hậu chỉ ra, chúng ta sẽ sắp phải đón nhận sự nóng lên khá dữ dội trong tương lai. Chúng ta có thể thấy sự nóng lên toàn cầu trong dài hạn vượt quá 1,5°C sớm hơn dự kiến hiện nay. Ngân sách carbon còn lại liên quan đến các giới hạn được xác định trong Thỏa thuận Paris sẽ phải được cắt giảm tương ứng. Nhu cầu thực hiện các biện pháp thích ứng trước tác động của các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt trong tương lai sẽ trở nên cấp bách hơn nữa”.

Anh Tú