Sóng nhiệt biển có thể làm tăng lượng mưa ven biển

Hơn 2 tỷ người sinh sống trong phạm vi 50 km tính từ bờ biển, dễ bị tổn thương trước các hiểm họa khí hậu như mưa lớn và lũ lụt.

Một nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Communications cho thấy sóng nhiệt biển có thể làm trầm trọng thêm tình trạng mưa quá mức ở các khu vực ven biển, có khả năng làm gia tăng lũ lụt và những thiệt hại liên quan, bao gồm cả thiệt hại về người.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng từ năm 1982 đến năm 2022, từ 5% đến 25% các sự kiện mưa cực đoan ở các khu vực ven biển xãy ra ở phía hạ lưu của các sóng nhiệt biển gần đó. So với các sự kiện không nằm ở phía hạ lưu của sóng nhiệt biển, những sự kiện mưa này có lượng mưa trung bình cao hơn khoảng 20%-30%, cũng như số người thiệt mạng tăng 30%.

“Đây là mối lo ngại nghiêm trọng bởi vì sóng nhiệt biển không chỉ làm tăng cường lượng mưa nói chung mà còn làm trầm trọng thêm các hiện tượng mưa cực đoan”, Zhengguang Zhang, tác giả chính của nghiên cứu mới, nhà khoa học khí hậu tại Đại học Hải dương Trung Quốc ở Thanh Đảo, cho biết. Sóng nhiệt biển đang xảy ra thường xuyên hơn và kéo dài hơn, làm tăng khả năng lượng mưa và thời tiết ven biển có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng hơn nữa khi khí hậu thay đổi.

Những hiểu biết mới từ dữ liệu hiện có

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học định nghĩa sóng nhiệt biển là hiện tượng xãy ra khi nhiệt độ bề mặt biển của một khu vực vượt quá 90% giá trị trung bình được ghi nhận trong nhiều thập kỷ, kéo dài hơn 5 ngày. Những đợt sóng nhiệt này có thể tàn phá hệ sinh thái biển, và thiệt hại sinh thái có thể gây ra hiệu ứng dây chuyền, dẫn đến tổn thất lớn cho người dân và nền kinh tế phụ thuộc vào đại dương.

“Nghiên cứu này đã tái hiện một cách xuất sắc những thông tin hiện có (như dữ liệu vệ tinh) trong bối cảnh sóng nhiệt biển và cho thấy lượng mưa ven biển rõ ràng có thể bị ảnh hưởng bởi những đợt sóng nhiệt này.”

Các nhà nghiên cứu đã rà soát nhiều cơ sở dữ liệu vệ tinh và khí hậu dài hạn khác nhau, chẳng hạn như bộ dữ liệu Nhiệt độ bề mặt biển nội suy tối ưu của NOAA, để xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt biển toàn cầu. Họ đã sử dụng các bản đồ nhiệt độ bề mặt biển này để xác định vị trí các đợt sóng nhiệt biển và liên kết chúng với các sự kiện mưa lớn ở các khu vực đất liền cách đó hàng trăm km về phía hạ lưu.

“Nghiên cứu này đã tái hiện một cách xuất sắc những thông tin hiện có trong bối cảnh sóng nhiệt biển và cho thấy rõ ràng lượng mưa ven biển có thể bị ảnh hưởng bởi những đợt sóng nhiệt này”, Alex Sen Gupta, nhà khoa học khí hậu tại Đại học New South Wales ở Sydney Úc, cho biết.

Từ nước nóng đến lượng mưa dư thừa

Sóng nhiệt biển có thể rất khác nhau về cả nhiệt độ và phạm vi không gian, dao động từ khoảng 100.000 km² đến vài triệu km² hoặc hơn.

“Sóng nhiệt biển được đặc trưng bởi một lõi ấm với nhiệt độ giảm dần ra phía ngoài, và các hàm Gaussian (một công cụ toán học) thường được sử dụng để mô tả loại khuếch tán nhiệt này,” Zhang cho biết. Việc sử dụng phép nội suy Gaussian cho phép các nhà nghiên cứu tóm tắt và trích xuất các thước đo đáng tin cậy về quy mô và độ dốc nhiệt độ từ dữ liệu quan sát nhiễu và so sánh nhiều sóng nhiệt biển và ảnh hưởng của chúng đến gió và lượng mưa.

“Chúng tôi phát hiện ra rằng sóng nhiệt biển có khả năng ảnh hưởng đến bầu khí quyển phía trên và làm tăng lượng mưa ở phía hạ lưu,” Zhang cho biết. Các khu vực ở phía hạ lưu của sóng nhiệt biển trải qua lượng mưa cực đoan thường xuyên hơn và dữ dội hơn, mà nghiên cứu định nghĩa là các sự kiện mưa nằm trong số 1% ngày mưa có lượng mưa cao nhất trong một khu vực đất liền cụ thể. Những sự kiện mưa cực đoan này đạt đỉnh điểm trong bán kính của sóng nhiệt, đôi khi có thể kéo dài hàng trăm km, và thường trong vòng 1-3 ngày sau khi sóng nhiệt hình thành.

Nghiên cứu cũng đưa ra những manh mối về cách sóng nhiệt biển có thể gây ra lượng mưa quá mức ở các khu vực phía hạ lưu. Nước ấm của sóng nhiệt biển khiến không khí phía trên trộn lẫn dữ dội, làm tăng sự nhiễu loạn khí quyển và tăng cường gió. Khi những cơn gió ấm và ẩm này di chuyển qua và ra xa khỏi sóng nhiệt biển, chúng va chạm với không khí hiện có và bị đẩy lên cao, mang theo lượng hơi ẩm dư thừa. Không khí giàu hơi ẩm bốc lên sau đó tạo ra mưa lớn, thường xãy ra trên đất liền ở phía hạ lưu của sóng nhiệt biển.

Thiết lập được mối liên hệ, nhưng vẫn còn nhiều điều chưa chắc chắn

Mặc dù nghiên cứu này chỉ ra mối liên hệ rõ ràng giữa sóng nhiệt biển và lượng mưa ở hạ lưu, nhưng theo Sen Gupta, các con đường vật lý chính xác liên quan có thể đa dạng hơn so với những gì thoạt nhìn thấy.

“Tôi không nghĩ rằng phân tích này nhất thiết phải phân biệt giữa các cơ chế khác nhau về cách sóng nhiệt biển ảnh hưởng đến các sự kiện mưa cực đoan trên đất liền,” ông nói. Ví dụ, Sen Gupta lưu ý rằng nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của sự chênh lệch nhiệt độ trong sóng nhiệt biển như một yếu tố chính thúc đẩy lượng mưa ở phía hạ lưu. “Nhưng nhiệt độ tối đa trong sóng nhiệt có thể ảnh hưởng đến lượng mưa ở phía hạ lưu nhiều như sự chênh lệch nhiệt độ.”

“Hầu hết các vụ lũ lụt do sóng nhiệt biển gây ra, khiến hơn cả trăm người thiệt mạng, đều xãy ra ở các nước đang phát triển.”

Mặc dù nghiên cứu này thiết lập mối liên hệ giữa sóng nhiệt biển và lượng mưa cực đoan, nhưng nó không xác định được mối quan hệ nhân quả giữa sóng nhiệt và lũ lụt. “Việc thiết lập mối liên hệ trực tiếp là vô cùng khó khăn do tính phức tạp của lũ lụt, vốn bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố bao gồm địa hình, dòng chảy bề mặt và thậm chí cả nước ngầm”, Zhang cho biết. Tuy nhiên, 10%–30% các sự kiện lũ lụt trong giai đoạn được nghiên cứu xãy ra ở phía hạ lưu của sóng nhiệt biển.

“Ngoài ra, điều mà chúng tôi không đề cập trong bài báo là hầu hết các sự kiện lũ lụt liên quan đến sóng nhiệt biển gây thiệt hại hơn cả trăm người đều xãy ra ở các nước đang phát triển,” Zhang nói. “Các cộng đồng ven biển, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, nên đưa các điều kiện biển vào dự báo các hiện tượng cực đoan, điều này có thể cho phép đánh giá chính xác hơn mức độ nghiêm trọng của mưa lớn hoặc lũ lụt.”

Theo EOS: Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ và UNDRR: Văn phòng giảm thiểu rủi ro thiên tai của Liên hợp quốc. Xem bài báo nghiên cứu trên Tạp chí Nature Communications tại đây: https://www.nature.com/articles/s41467-026-68431-2