Làm thế nào chúng ta có thể dự đoán những năm nóng nhất trong hồ sơ

Làm thế nào chúng ta có thể dự đoán những năm nóng nhất trong hồ sơ

NASA và NOAA cùng báo cáo rằng 2016 là năm ấm nhất được ghi nhận. Điều đó không có gì đáng ngạc nhiên, vì sáu tháng đầu năm tất cả đều ấm áp

Tuy nhiên, tin tức có ý nghĩa đối với những gì nó nói về sự nóng lên toàn cầu: Trước 2016, những năm nóng nhất của 10 kỷ lục xảy ra kể từ 1998. Và năm ngoái là năm thứ ba liên tiếp, một kỷ lục nhiệt độ hàng năm toàn cầu mới đã được thiết lập.

Bất chấp sự nóng lên kỷ lục trên khắp hành tinh, sự hoài nghi về sự nóng lên của con người, hoặc do con người tạo ra, sự nóng lên toàn cầu vẫn còn. Đối với một số người, việc các nhà khí tượng học không thể dự báo trước một cách đáng tin cậy những ngày thời tiết là bằng chứng cho thấy các nhà khoa học không thể dự đoán được những năm hay thập kỷ khí hậu của Trái đất kể từ bây giờ.

Tại sao các nhà khoa học như bản thân mình có tự tin trong việc dự đoán các tháng nắng nóng kỷ lục trước và dự đoán khí hậu khác với dự báo thời tiết như thế nào?

Dự báo thời tiết dựa trên chuyển động của khí quyển

Dự báo thời tiết có tính đến sự phát triển của các hệ thống thời tiết, bao gồm các kiểu áp suất khí quyển. Áp suất khí quyển là lực tác động bởi trọng lượng của các phân tử không khí. Các khu vực nơi không khí bị chìm có áp suất cao, và nói chung thời tiết ấm áp và công bằng. Hệ thống áp suất thấp, còn được gọi là cơn lốc, xảy ra khi không khí tăng và thường tạo ra thời tiết lạnh và ẩm ướt.

hot dog2 1 22Bản đồ này hiển thị xếp hạng cho nhiệt độ trung bình hàng năm của 2016 theo tiểu bang. Bảng xếp hạng đề cập đến khoảng thời gian 122 năm của 1895-2016. Một thứ hạng của 122 cho thấy sự ấm áp kỷ lục. 2016 là năm ấm áp thứ hai được ghi nhận cho Hoa Kỳ tiếp giáp. NOAA

Độ chính xác của dự báo thời tiết lên đến khoảng hai tuần cải thiện rất nhiều trong những năm gần đây. Nhưng các hệ thống khí quyển không tồn tại lâu và dự đoán vượt ra ngoài khung thời gian đó trở nên kém chính xác hơn nhiều.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Ví dụ, dự báo sự hình thành các hệ thống áp suất thấp (cyclogeneis) và sự di chuyển trên bờ biển phía đông của Hoa Kỳ đưa ra một thách thức. Một sai lệch so với ca khúc dự báo tây chỉ 50 dặm về phía đông hoặc có thể có nghĩa là sự khác biệt giữa một trận bão tuyết, một cơn mưa lộng gió hoặc bỏ lỡ gần.

Tương tự, dự báo lượng mưa sẽ rơi vào một ngày hè nóng nực có thể rất không chắc chắn. Khi một dự báo kêu gọi giông bão bị cô lập, các yếu tố kiểm soát sự hình thành bão, chẳng hạn như sưởi ấm ban ngày, dòng chảy ẩm và gió cấp trên, được dự kiến. Nhưng những yếu tố này phát triển đáng kể trong một ngày nhất định, gây khó khăn cho việc dự báo tổng lượng mưa, đặc biệt là trên một khu vực nhỏ. Vì vậy, thật khó để nói nếu trời sẽ mưa trên cuộc diễu hành của bạn hoặc thị trấn tiếp theo - thuật ngữ giông bão pop-up là giông bão là thích hợp.

Điều đó không có nghĩa là những cảnh báo về những cơn bão nghiêm trọng không nên được tin tưởng. Trong trường hợp này, dự báo thời tiết khắc nghiệt thường được thực hiện cho các khu vực địa lý lớn hơn và chỉ khi điều kiện tồn tại. Các yếu tố tạo ra thời tiết khắc nghiệt trải rộng trên một diện tích lớn hơn so với những cơn bão dẫn đến bão. Cải tiến công nghệ, bao gồm cả radar tốt hơn và sử dụng siêu máy tính, cũng dẫn đến dự báo thời tiết khắc nghiệt chính xác hơn.

Vai trò của nhiệt đại dương

Ngược lại với các dự báo dựa trên sự chuyển động của các hệ thống thời tiết thoáng qua, dự đoán khí hậu xung quanh nhiệt độ và lượng mưa, ví dụ, sử dụng các bộ dữ liệu hoàn toàn khác nhau.

Để dự báo vài tháng đến vài thập kỷ trong tương lai, các nhà khoa học sử dụng các biến thể đại dương, các yếu tố tự nhiên khác (biến đổi mặt trời, phun trào núi lửa) và ảnh hưởng bao trùm từ nồng độ khí nhà kính (GHG) trong khí quyển. Các biến này phát triển và gây ảnh hưởng trong nhiều tháng và nhiều năm, không giống như các kiểu áp suất khí quyển có thể thay đổi trong vài giờ hoặc vài ngày.

Một yếu tố quan trọng có hiệu lực từ vài tháng đến khoảng một năm là El Nino, sự nóng lên định kỳ của nhiệt độ đại dương trên khắp Thái Bình Dương nhiệt đới. Mô hình nóng lên đại dương này và các tác động liên quan đến bầu khí quyển tạo ra một ảnh hưởng mạnh mẽ vượt ra ngoài vùng nhiệt đới có thể ảnh hưởng đến dự đoán khí hậu.

hot dog3 1 22Bản đồ này cho thấy sự bất thường về nhiệt độ mặt đất và mặt nước pha trộn, hoặc thay đổi từ mức trung bình lịch sử, đối với 2016 tính bằng độ C. Trung tâm quốc gia về thông tin môi trường của NOAA,

Dữ liệu về nhiệt độ đại dương rất quan trọng vì phần lớn bức xạ của mặt trời tấn công Trái đất được hấp thụ bởi các đại dương trên thế giới. Được thúc đẩy bởi năng lượng này, đại dương và bầu khí quyển phân phối nhiệt trên toàn cầu.

Nhiều năm sau El Nino có xu hướng ấm hơn so với những người có điều kiện gần như bình thường (còn gọi là trung tính) hoặc La Niña. Sự hiện diện của La Niña thường dẫn đến việc hạ thấp nhiệt độ toàn cầu. Điều này cho chúng ta biết rằng lượng nhiệt tương đối trong vùng nước bề mặt của vùng nhiệt đới Thái Bình Dương có thể được sử dụng để dự đoán nhiệt độ toàn cầu trước vài tháng, đó chính xác là điều đã xảy ra trong dự báo nhiệt độ kỷ lục năm ngoái.

Vào tháng 12 2015 Văn phòng Anh dự đoán rằng 2016 sẽ ấm kỷ lục, giữa 0.72 và 0.96 độ C trên mức trung bình dài hạn (1961-1990). Thông báo của họ hôm nay rằng 2016 là 0.77 ℃ trên mức trung bình nằm trong phạm vi dự đoán. Đầu 2016 Góp mặt từ Viện nghiên cứu vũ trụ Goddard của NASA dự đoán rằng 2016 sẽ là 1.3 ℃ trên nhiệt độ cuối thế kỷ 19 - gần đáng kể với mức tăng 1.2 ℃ được báo cáo ngày nay.

Còn 2017 thì sao? Trong bản cập nhật 12 tháng 1, NOAA dự báo một sự chuyển đổi từ La Nina yếu sang điều kiện trung tính thông qua nửa đầu của 2017. Ảnh hưởng của La Niña vào đầu năm là trung tâm ở dự đoán rằng 2017 sẽ mát hơn một chút so với 2016, nhưng vẫn là một trong những năm nóng nhất được ghi nhận.

hot dog4 1 22Các dị thường nhiệt độ gần bề mặt trung bình hàng năm trên toàn cầu (nghĩa là chênh lệch nhiệt độ so với trung bình 1961-1990 tính bằng độ C) từ 1850-2015. Giá trị 2016 là trung bình cho tháng một đến tháng mười. Đường màu xám và bóng mờ cho thấy phạm vi không chắc chắn phần trăm 95. Giá trị dự báo cho 2017 và phạm vi không chắc chắn của nó được hiển thị bằng màu xanh lá cây và màu đen. Văn phòng Anh

Cũng cần nói thêm rằng sự ấm áp của 2016 không phải do một mình El Niño. Thật vậy, El Nino năm đang trở nên ấm hơn, cũng như những người có La Niña, do xu hướng ấm lên chung từ nồng độ GHG tăng.

Ảnh hưởng kết hợp của yếu tố con người và tự nhiên theo thời gian

Ngoài hiệu ứng đại dương, khác yếu tố tự nhiên được biết là ảnh hưởng đến tốc độ ấm lên. Các vụ phun trào núi lửa lớn, đặc biệt là ở vùng nhiệt đới, có thể có tác dụng làm mát trên toàn cầu bằng cách ngăn chặn bức xạ mặt trời. Ví dụ, vụ phun trào của Mt. Pinatubo trong 1991 dẫn đến một giảm nhiệt độ trung bình toàn cầu khoảng 1 độ Fahrenheit (0.6 ℃).

Tuy nhiên, việc làm mát thường kéo dài trong thời gian ngắn và kết thúc khi các sol khí núi lửa - những hạt nhỏ cản ánh sáng mặt trời - mưa.

Biến động trong sản lượng mặt trời cũng có thể ảnh hưởng đến khí hậu. Xu hướng ấm lên quan sát trong những thập kỷ gần đây, tuy nhiên, không thể được quy cho sự thay đổi của mặt trời. Tác động của biến đổi năng lượng mặt trời đối với biến đổi khí hậu là rõ ràng, nhưng tác dụng của GHG đã được chứng minh đáng kể hơn nhiều trong ngắn hạn.

Dự báo về sự nóng lên ở quy mô thời gian dài hơn - nhiều thập kỷ hoặc lâu hơn - dựa trên mô phỏng theo mô hình khí hậu và sự hiểu biết của chúng tôi về cách thức nhạy cảm với hệ thống khí hậu để tăng tương lai nồng độ GHG trong khí quyển.

Những gì các mô hình đã chỉ ra là sự nóng lên trong tương lai dự kiến ​​sẽ bị chi phối bởi mức độ GHG tăng so với các biến đổi từ biến động đại dương bên trong và các yếu tố tự nhiên khác. Sự nóng lên sẽ được khuếch đại bởi các phản hồi liên quan đến chu trình carbon, độ ẩm khí quyển và các yếu tố khác. Ví dụ, hơi nước là một GHG mạnh, do đó lượng ẩm trong khí quyển tăng lên sẽ tăng cường sự nóng lên. Ngoài ra, khí thải từ Bắc Cực là một mối quan tâm đặc biệt và đe dọa chuyển Bắc Cực từ một chìm carbon vào một nguồn.

Mười sáu trong số những năm nóng nhất của 17 đã xảy ra trong thế kỷ này. Đây là một đồng thuận khoa học áp đảo hành động của con người đang làm nóng hành tinh.

Đồng thời, chúng tôi tiếp tục cải thiện dự đoán thời tiết và khí hậu, điều này sẽ dẫn chúng tôi đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về hành vi của hệ thống khí hậu trong các khoảng thời gian khác nhau và trên nhiều quy mô không gian. Nghiên cứu này sẽ cải thiện tính chính xác - và sự tự tin - trong các dự đoán cho tương lai.

Conversation

Giới thiệu về Tác giả

Michael A. Rawlins, Phó giáo sư khuyến nông, Đại học Massachusetts Amherst

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan:

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = sự nóng lên toàn cầu; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}

ĐỌC MOST