Thiệt hại từ các sự kiện thời tiết khắc nghiệt trong 2017 đã gây ra hóa đơn lớn nhất từ ​​trước đến nay của Mỹ Hầu hết các sự kiện này liên quan đến các điều kiện phù hợp trực giác với sự nóng lên toàn cầu: hồ sơ nhiệt, hạn hán, cháy rừng, lũ lụt ven biển, thiệt hại do bão và lượng mưa lớn.

Mặc dù nghịch lý là những mối quan hệ có thể có giữa biến đổi khí hậu và các tuần lễ lạnh lẽo gần đây ở miền đông Bắc Mỹ. Một chủ đề rất mới và về vấn đề nóng bỏng trong nghiên cứu về biến đổi khí hậu là khái niệm rằng sự nóng lên nhanh chóng và tan chảy ở Bắc Cực có thể đóng vai trò gây ra những đợt rét đậm kéo dài.

Nó không mất trí tưởng tượng để cho rằng mất một nửa lớp băng biển Bắc Cực chỉ trong những năm 30 có thể tàn phá thời tiết, nhưng chính xác như thế nào vẫn chưa rõ ràng. Là một nhà khoa học khí quyển nghiên cứu, tôi nghiên cứu làm thế nào sự nóng lên ở Bắc Cực đang ảnh hưởng đến các vùng nhiệt độ trên toàn thế giới. Chúng ta có thể nói những thay đổi ở Bắc Cực do sự nóng lên toàn cầu đã có một vai trò trong thời tiết mùa đông kỳ dị mà Bắc Mỹ đã trải qua?

Một 'lưỡng cực' của nhiệt độ bất thường

Thời tiết kỳ lạ và tàn phá đã xuất hiện trong các tin tức gần như liên tục trong thời gian 2017 và 2018 dường như tuân theo cùng một kịch bản. Hầu hết người phương Đông rùng mình khi kết thúc 2017 vào năm mới, trong khi người phương Tây khao khát mưa để làm ẩm đất khô cằn và dập tắt đám cháy. Bão tuyết đã làm đổ vỡ Biển Đông - đáng chú ý là cơn bão bom bão của Hồi giáo vào ngày 1 tháng 1 4, 2018 - trong khi Sierra Nevada của California gần như không có tuyết.

Một nghiên cứu về sự tương phản: Sự nóng lên gần Alaska và Thái Bình Dương là 'thành phần' cho mô hình thời tiết nơi không khí lạnh từ Bắc Cực tràn sâu vào Bắc Mỹ. Đài quan sát Trái đất của NASA, CC BY

Câu chuyện này đang trở nên quen thuộc, vì các điều kiện tương tự đã diễn ra ở bốn trong năm mùa đông vừa qua. Một số chính trị gia ở Washington DC, trong đó có Tổng thống Trump, đã sử dụng cái lạnh bất thường để đặt câu hỏi về sự nóng lên toàn cầu. Nhưng nếu họ nhìn vào bức tranh lớn, họ sẽ thấy rằng các đợt lạnh ở phía đông là một cơn gió tương đối ở Bắc bán cầu nói chung và hầu hết các khu vực đều ấm hơn bình thường.

Một miền Tây Bắc Mỹ khô và ấm áp xảy ra kết hợp với miền đông lạnh lẽo, tuyết lạnh không phải là bất thường, nhưng sự phổ biến và tồn tại của mô hình này trong những năm gần đây đã khơi gợi sự quan tâm của các nhà nghiên cứu khí hậu.

Luồng máy bay phản lực - một dòng sông cấp trên, nhanh, bao quanh Bắc bán cầu - đóng một vai trò quan trọng. Khi dòng máy bay phản lực bay xa về phía bắc và phía nam trong một đợt sóng lớn, điều kiện khắc nghiệt có thể xảy ra. Trong vài tuần qua, một vòng xoáy lớn về phía bắc, hình thành nên cái gọi là sườn núi của Áp lực khí quyển dai dẳng, tồn tại ở Bờ Tây cùng với một đợt lặn sâu về phía nam, hay một máng nước, ở phía Đông.

Các thuật ngữ mới đã được đặt ra để mô tả các tính năng cứng đầu này: Tử tế Nhiệt độ mùa đông Bắc Mỹ, lưỡng cực các Căng thẳng trên phương Tây và Căng thẳng khủng khiếp ở phía Đông.

Trong khi miền đông Hoa Kỳ chịu nhiệt độ rất lạnh trong đợt rét vừa qua, phần lớn phần còn lại của Bắc bán cầu đã thấy nhiệt độ không khí cao hơn mức trung bình. NOAA, CC BY

Bất kể nó được gọi là gì, kiểu lưỡng cực này - nhiệt độ cao bất thường ở phần lớn miền Tây cùng với điều kiện lạnh lẽo ở phương Đông - đã thống trị thời tiết Bắc Mỹ trong bốn trong năm mùa đông vừa qua. 2017 tháng một là một ngoại lệ rõ ràng, khi một El Niño mạnh mẽ lật mô hình máng xối, đổ mưa và tuyết rơi kỷ lục ở California trong khi phía đông tận hưởng một tháng nhẹ.

Hai đặc điểm quan trọng khác là dễ thấy trong mô hình nhiệt độ lưỡng cực: nhiệt độ cực kỳ ấm áp ở Bắc Cực gần Alaska và nhiệt độ đại dương ấm áp ở phía đông Thái Bình Dương. Một số nghiên cứu mới chỉ ra những thành phần này của người Viking là chìa khóa cho những năm gần đây với một lưỡng cực liên tục.

Phải mất hai đến tango

Vai trò nào làm ấm lên - cụ thể là nhiệt độ đại dương và không khí nóng lên ở Bắc Cực - đóng vai trò trong mô hình thời tiết phương Tây ấm áp / mát mẻ này? Giải thích như thế này.

Nhiệt độ Thái Bình Dương dao động tự nhiên do các hiện tượng tồn tại trong thời gian ngắn như El Niño / La Niña và mô hình dài hơn, nhiều thập kỷ. Các nhà khoa học từ lâu đã nhận ra rằng những biến thể đó ảnh hưởng đến mô hình thời tiết trên khắp Bắc Mỹ và hơn thế nữa.

Khi một vùng áp suất khí quyển dai dẳng ở phía tây nước Mỹ, không khí từ Bắc Cực đổ vào Mỹ, gây ra sự phân chia giữa miền Tây ấm và khô và miền Đông lạnh. Mesocyclone2014 và David Swain, CC BY-SA

Điểm mấu chốt mới trong câu chuyện này là Bắc Cực đã nóng lên ít nhất gấp đôi tốc độ của phần còn lại của địa cầu, nghĩa là sự chênh lệch nhiệt độ giữa Bắc Cực và các khu vực xa hơn về phía nam đã bị thu hẹp. Điều này quan trọng bởi vì chênh lệch nhiệt độ bắc / nam là một trong những động lực chính của dòng phản lực. Luồng máy bay phản lực tạo ra các hệ thống áp suất cao và áp thấp điều khiển bầu trời xanh và bão tố của chúng ta trong khi điều khiển chúng. Bất cứ điều gì ảnh hưởng đến dòng máy bay phản lực cũng sẽ ảnh hưởng đến thời tiết của chúng ta.

Khi nhiệt độ đại dương ngoài khơi bờ biển phía Tây Bắc Mỹ ấm hơn bình thường, vì hầu hết thời gian kể từ mùa đông 2013, dòng máy bay phản lực có xu hướng hình thành một dải áp suất cao dọc theo Bờ Tây, khiến các cơn bão bị đẩy ra khỏi California và để lại phần lớn miền Tây cao và khô ráo.

Nếu những nhiệt độ đại dương ấm áp này xảy ra kết hợp với điều kiện ấm áp bất thường gần Alaska, thì sức nóng tăng thêm từ Bắc Cực có thể làm tăng cường sườn núi, khiến nó vươn xa hơn về phía bắc, trở nên dai dẳng hơn và bơm thêm nhiệt vào khu vực gần Alaska. Và trong những năm gần đây, Alaska đã trải qua thời kỳ nhiệt độ ấm áp kỷ lục, một phần do băng biển giảm.

Các đồng nghiệp của tôi và tôi đã gọi đây là sự kết hợp giữa các tác động liên quan đến biến đổi khí hậu và tự nhiênNó đưa hai đến Tango, Một khái niệm có thể giúp giải thích Rương cực kỳ kiên cường được quan sát thường xuyên kể từ 2013. Một số mới nghiên cứu ủng hộ sự thúc đẩy do con người gây ra của một mô hình tự nhiên, mặc dù tranh cãi vẫn còn tồn tại liên quan đến các cơ chế liên kết nóng lên Bắc cực nhanh chóng với mô hình thời tiết xa hơn về phía nam ở giữa vĩ độ.

Thời tiết khắc nghiệt hơn phía trước?

Để đáp ứng với sườn núi phía tây được tăng cường của áp suất khí quyển, gió của dòng máy bay phản lực thường cũng tạo thành một rãnh sâu hơn, mạnh hơn ở hạ lưu. Máng sâu hoạt động giống như một cánh cửa tủ lạnh mở, cho phép không khí Bắc cực lạnh lẽo tràn xuống phía nam, mang lại sự khốn khổ cho những khu vực không được chuẩn bị để xử lý nó. Bão tuyết ở Texas, bão băng ở Georgia và những chú chim tuyết lạnh lẽo ở Florida đều có thể đổ lỗi cho Máng xối khủng khiếp của tháng 12 2017 và tháng 1 2018.

Thêm kem vào bánh là xu hướng của những người được gọi là Mạnh, những người như cơn bão bom, cơn bão đã xảy ra vào tháng 1 4, hình thành dọc theo Bờ biển Đông khi gió tây nam của máng dọc theo Bờ biển Đại Tây Dương. Sự tương phản dữ dội về nhiệt độ giữa vùng đất lạnh và đại dương ấm áp Stream Stream cung cấp nhiên liệu cho những cơn bão dữ dội này.

Câu hỏi lớn là liệu biến đổi khí hậu sẽ tạo ra các mô hình lưỡng cực - cùng với xu hướng tiếp viên của chúng để tạo ra thời tiết khắc nghiệt - phổ biến hơn trong tương lai. Câu trả lời là có hoặc không.

Người ta dự đoán rằng sự nóng lên toàn cầu sẽ tạo ra các bản ghi nhiệt độ thấp ít hơn, một xu hướng đã được quan sát thấy. Nhưng cũng có thể đúng là các phép thuật lạnh sẽ trở nên dai dẳng hơn mô hình lưỡng cực tăng cường, một xu hướng cũng dường như đang xảy ra.

Thật khó để biết liệu kiểu thời tiết này - mùa đông ấm hơn ở Bắc Mỹ nhưng thời tiết lạnh kéo dài hơn - sẽ còn tồn tại. Hiểu được các cơ chế đằng sau những tương tác phức tạp giữa ảnh hưởng tự nhiên và những thay đổi do con người gây ra là một thách thức.

Tuy nhiên, nghiên cứu đang tiến lên nhanh chóng khi các số liệu sáng tạo mới được phát triển. Các công cụ tốt nhất của chúng tôi để nhìn về tương lai là các chương trình máy tính tinh vi, nhưng chúng cũng đấu tranh để mô phỏng các hành vi phức tạp này của hệ thống khí hậu. Do tầm quan trọng của việc dự đoán thời tiết khắc nghiệt và tác động của nó đến nhiều khía cạnh trong cuộc sống của chúng ta, các nhà nghiên cứu phải tiếp tục làm sáng tỏ mối liên hệ giữa biến đổi khí hậu và thời tiết để giúp chúng ta chuẩn bị cho cơn giận dữ đang diễn ra của Mẹ thiên nhiên.

Giới thiệu về Tác giả

Jennifer Francis, Giáo sư nghiên cứu, Đại học Rutgers

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

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon