Khi một cơn bão đổ bộ vào đất liền, sự tàn phá có thể được nhìn thấy trong nhiều năm hoặc thậm chí nhiều thập kỷ. Ít rõ ràng hơn, nhưng cũng mạnh mẽ, là ảnh hưởng của bão đối với các đại dương.
Trong một Nghiên cứu mới, chúng tôi cho thấy thông qua các phép đo thời gian thực rằng các cơn bão không chỉ khuấy động nước trên bề mặt. Chúng cũng có thể đẩy nhiệt vào sâu trong đại dương theo những cách có thể khóa nhiệt trong nhiều năm và cuối cùng ảnh hưởng đến các khu vực cách xa cơn bão.
Nhiệt là thành phần quan trọng của câu chuyện này. Từ lâu người ta đã biết rằng các cơn bão có được năng lượng của họ từ nhiệt độ bề mặt biển ấm áp. Nhiệt này giúp không khí ẩm gần bề mặt đại dương dâng lên như khinh khí cầu và tạo thành những đám mây cao hơn đỉnh Everest. Đây là lý do tại sao các cơn bão thường hình thành ở các vùng nhiệt đới.
Những gì chúng tôi phát hiện ra là các cơn bão cuối cùng cũng giúp làm ấm đại dương bằng cách tăng cường khả năng hấp thụ và lưu trữ nhiệt của nó. Và điều đó có thể có những hậu quả sâu rộng.
Làm thế nào các cơn bão lấy năng lượng từ sức nóng của đại dương Kelvin Ma qua Wikimedia, CC BY
Khi các cơn bão trộn nhiệt vào đại dương, nhiệt đó không chỉ nổi lên ở cùng một nơi. Chúng tôi đã chỉ ra cách sóng dưới nước do cơn bão tạo ra có thể đẩy nhiệt sâu hơn khoảng bốn lần hơn là chỉ trộn một mình, gửi nó đến độ sâu nơi nhiệt bị giữ lại ở xa bề mặt. Từ đó, dòng biển sâu có thể vận chuyển nó hàng ngàn dặm. Một cơn bão đi qua phía tây Thái Bình Dương và đổ bộ vào Philippines có thể sẽ cung cấp nước ấm làm nóng bờ biển Ecuador nhiều năm sau đó.
Trên biển, tìm kiếm cơn bão
Trong hai tháng vào mùa thu năm 2018, chúng tôi đã sống trên tàu nghiên cứu Thomas G. Thompson để ghi lại cách Biển Philippine phản ứng với các kiểu thời tiết thay đổi. BẰNG đại dương các nhà khoa học, chúng tôi nghiên cứu sự pha trộn hỗn loạn trong đại dương và các cơn bão cũng như các cơn bão nhiệt đới khác tạo ra sự hỗn loạn này.
Bầu trời quang đãng và gió lặng trong nửa đầu cuộc thử nghiệm của chúng tôi. Nhưng trong nửa sau, ba cơn bão lớn - như những cơn bão được biết đến ở phần này của thế giới - đã khuấy động đại dương.
Sự dịch chuyển đó cho phép chúng tôi so sánh trực tiếp các chuyển động của đại dương khi có và không có ảnh hưởng của các cơn bão. Đặc biệt, chúng tôi quan tâm đến việc tìm hiểu làm thế nào sự nhiễu loạn bên dưới bề mặt đại dương giúp truyền nhiệt xuống đại dương sâu thẳm.
Chúng tôi đo sự nhiễu loạn của đại dương bằng một dụng cụ gọi là thiết bị định hình cấu trúc vi mô, rơi tự do ở độ cao gần 1,000 feet (300 mét) và sử dụng một đầu dò tương tự như kim máy quay đĩa để đo chuyển động hỗn loạn của nước.
Điều gì xảy ra khi một cơn bão đi qua
Hãy tưởng tượng đại dương nhiệt đới trước khi một cơn bão đi qua nó. Trên bề mặt là một lớp nước ấm, ấm hơn 80 độ F (27 độ C), được làm nóng bởi mặt trời và kéo dài khoảng 160 feet (50 mét) bên dưới bề mặt. Bên dưới nó là các lớp nước lạnh hơn.
Sản phẩm Nhiệt độ khác nhau giữa các lớp giữ cho các vùng nước tách biệt và hầu như không thể ảnh hưởng lẫn nhau. Bạn có thể nghĩ nó giống như sự phân chia giữa dầu và giấm trong một chai nước xốt salad không được đậy nắp.
Khi một cơn bão đi qua vùng biển nhiệt đới, những cơn gió mạnh của nó giúp khuấy động ranh giới giữa các lớp nước, giống như ai đó lắc chai nước xốt salad. Trong quá trình này, nước sâu lạnh được trộn lẫn từ bên dưới và nước bề mặt ấm được trộn lẫn với nhau. Điều này khiến nhiệt độ bề mặt hạ nhiệt, cho phép đại dương hấp thụ nhiệt hiệu quả hơn bình thường trong những ngày sau bão.
Trong hơn hai thập kỷ, các nhà khoa học đã tranh luận liệu các vùng nước ấm bị bão trộn xuống có thể làm nóng các dòng hải lưu và do đó hình thành các kiểu khí hậu toàn cầu hay không. Trọng tâm của câu hỏi này là liệu các cơn bão có thể bơm nhiệt đủ sâu để giữ nhiệt trong đại dương trong nhiều năm hay không.
Những minh họa này cho thấy điều gì xảy ra với sức nóng của đại dương trước, trong, sau và nhiều tháng sau khi một cơn bão đi qua đại dương. Sally Warner, CC BY-NĐ
Bằng cách phân tích các phép đo dưới bề mặt đại dương được thực hiện trước và sau ba cơn bão, chúng tôi nhận thấy rằng sóng dưới nước vận chuyển nhiệt vào sâu hơn khoảng bốn lần so với sự hòa trộn trực tiếp trong cơn bão. Những đợt sóng này do chính cơn bão tạo ra, vận chuyển nhiệt đủ sâu để không thể dễ dàng giải phóng trở lại bầu khí quyển.
Ý nghĩa của sức nóng trong đại dương sâu thẳm
Một khi lượng nhiệt này được hấp thụ bởi các dòng hải lưu quy mô lớn, nó có thể được vận chuyển đến các vùng xa xôi của đại dương.
Nhiệt lượng do các cơn bão mà chúng tôi nghiên cứu ở Biển Philippine có thể đã truyền đến các bờ biển của Ecuador hoặc California, theo mô hình dòng chảy mang nước từ tây sang đông qua xích đạo Thái Bình Dương.
Tại thời điểm này, nhiệt có thể được trộn ngược trở lại bề mặt bằng sự kết hợp của dòng chảy, thượng lưu và hỗn hợp hỗn loạn. Một khi nhiệt lại gần bề mặt, nó có thể làm khí hậu địa phương ấm lên và ảnh hưởng đến các hệ sinh thái.
Ví dụ, các rạn san hô đặc biệt nhạy cảm với thời gian căng thẳng nhiệt kéo dài. Các sự kiện El Niño là thủ phạm điển hình đằng sau tẩy trắng san hô ở Ecuador, nhưng lượng nhiệt dư thừa từ các cơn bão mà chúng tôi quan sát được có thể góp phần làm rạn san hô bị căng thẳng và san hô bị tẩy trắng ở xa nơi bão xuất hiện.
Các rạn san hô là môi trường sống thiết yếu của cá và các sinh vật biển khác, nhưng chúng đang bị đe dọa do nhiệt độ đại dương tăng cao. James Watt qua NOAA
Cũng có thể lượng nhiệt dư thừa từ các cơn bão vẫn ở trong đại dương trong nhiều thập kỷ hoặc lâu hơn mà không quay trở lại bề mặt. Điều này thực sự sẽ có tác động giảm nhẹ đối với biến đổi khí hậu.
Khi các cơn bão phân phối lại nhiệt từ bề mặt đại dương đến các độ sâu lớn hơn, chúng có thể giúp làm chậm quá trình nóng lên của bầu khí quyển Trái đất bằng cách giữ nhiệt cô lập trong đại dương.
Các nhà khoa học từ lâu đã coi các cơn bão là những sự kiện cực đoan được thúc đẩy bởi sức nóng của đại dương và được hình thành bởi khí hậu Trái đất. Sự tìm kiếm của chúng ta, được xuất bản trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, bổ sung thêm một khía cạnh mới cho vấn đề này bằng cách chỉ ra rằng các tương tác diễn ra theo cả hai cách — bản thân các cơn bão có khả năng làm nóng đại dương và hình thành khí hậu Trái đất.
Giới thiệu về Tác giả
Noel Gutiérrez Brizuela, Bằng tiến sĩ. Ứng viên ngành Hải dương vật lý, Đại học California, San Diego và Sally Warner, Phó Giáo sư Khoa học Khí hậu, Đại học Brandeis
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan:
Tương lai chúng ta chọn: Sống sót qua Khủng hoảng Khí hậu
của Christiana Figueres và Tom Rivett-Carnac
Các tác giả, những người đóng vai trò quan trọng trong Thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để giải quyết khủng hoảng khí hậu, bao gồm cả hành động cá nhân và tập thể.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Trái đất không thể ở được: Sự sống sau khi ấm lên
của David Wallace-Wells
Cuốn sách này khám phá những hậu quả tiềm tàng của biến đổi khí hậu không được kiểm soát, bao gồm sự tuyệt chủng hàng loạt, khan hiếm thực phẩm và nước, và bất ổn chính trị.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Bộ cho tương lai: Tiểu thuyết
bởi Kim Stanley Robinson
Cuốn tiểu thuyết này tưởng tượng về một thế giới trong tương lai gần đang vật lộn với những tác động của biến đổi khí hậu và đưa ra một tầm nhìn về cách xã hội có thể chuyển đổi để giải quyết khủng hoảng.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Dưới bầu trời trắng: Bản chất của tương lai
của Elizabeth Kolbert
Tác giả khám phá tác động của con người đối với thế giới tự nhiên, bao gồm biến đổi khí hậu và tiềm năng của các giải pháp công nghệ để giải quyết các thách thức môi trường.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Giải ngân: Kế hoạch toàn diện nhất từng được đề xuất để đảo ngược sự nóng lên toàn cầu
Paul Hawken biên tập
Cuốn sách này trình bày một kế hoạch toàn diện để giải quyết biến đổi khí hậu, bao gồm các giải pháp từ nhiều lĩnh vực như năng lượng, nông nghiệp và giao thông vận tải.
