Các nhà khoa học Nhật Bản đang theo dõi vấn đề khí hậu lớn bằng các hạt khí dung nhỏ
Một phần đường chân trời Tokyo từ đài quan sát tại một cảng công nghiệp ở Kawasaki | Reuters
Các sông băng tan chảy ở dãy Himalaya. Bờ biển chìm ở Tuvalu. Nhiệt độ thủy ngân đạt mức cao kỷ lục ở hầu hết mọi nơi.
Các dấu hiệu trực quan của biến đổi khí hậu hiện hữu xung quanh chúng ta. Và đối với một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Chiba và các tổ chức khác của Nhật Bản, những dấu hiệu ấm lên như vậy thậm chí còn mở rộng đến thứ mà thông thường bạn không nghĩ là có thể nhìn thấy được: không khí mà chúng ta hít thở.
Sử dụng một lượng lớn dữ liệu vệ tinh và hình ảnh, nhóm nghiên cứu đã biến các hạt khí dung thành các chất đánh dấu có thể theo dõi tác động của sự nóng lên đối với các kiểu gió ở Đông Á. Nghiên cứu của nhóm, được công bố vào tháng 8 trên tạp chí Science of The Total Environment, đã xác định rằng các đường đi của các hạt khí dung do con người tạo ra đến Nhật Bản từ Trung Quốc đã thay đổi trong 20 năm qua khi hành tinh ấm lên.
Những hạt khí dung này có tác động lớn đến quá trình hình thành mây, lượng mưa, bức xạ mặt trời và sức khỏe con người, khiến chúng trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng khi cuộc khủng hoảng khí hậu diễn ra.
Các nhà khoa học thấy được những ứng dụng rộng rãi cho nghiên cứu có thể giúp định hình dư luận và hoạch định chính sách của chính phủ về biến đổi khí hậu, đồng thời đưa ra một manh mối trực quan khác — và quan trọng hơn — rằng sự nóng lên đang ảnh hưởng đến hành tinh theo những cách rõ ràng và không rõ ràng.
Một vấn đề do con người gây ra
Các hạt khí dung, hay các hạt nước hoặc chất rắn nhỏ lơ lửng trong khí, có thể không phải là thứ dễ phát hiện nhất, nhưng chúng không phải là vô hình.
Trên thực tế, chúng phản xạ khá tốt các tia nắng mặt trời, dẫn đến một thực tế khó chịu: Con người càng giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng không khí tốt hơn thì hành tinh sẽ càng nóng hơn.
Mọi người đeo khẩu trang vào một ngày có mức độ ô nhiễm cao ở Bắc Kinh vào tháng 3 năm ngoái. | Reuters
Các hạt khí dung do con người tạo ra có thể bao gồm các chất như sunfat, nitrat và cacbon đen, và chủ yếu đến từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch.
Có lẽ không có gì ngạc nhiên khi tất cả đều có hại cho sức khỏe con người. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với các hạt mịn — được gọi là PM2.5 và đủ nhỏ để xâm nhập sâu vào phổi — có thể gây ra tác động tàn phá đối với hệ thống tim mạch và hô hấp.
Tuy nhiên, tác động của khí dung đối với thời tiết có lẽ ít được biết đến hơn.
Theo Yanda Zhang, một nhà nghiên cứu tại Đại học Columbia và là chuyên gia về khí dung và biến đổi khí hậu, khí dung có tác động trực tiếp và gián tiếp đến quá trình hình thành mây, một chủ đề nóng trong lĩnh vực nghiên cứu này, và điều đó tự nhiên có tác động lan tỏa đến lượng mưa.
Zhang cho biết: "Khi chúng ta tăng nồng độ khí dung, nhìn chung sẽ có nhiều mây hơn". Nhưng điều đó không có nghĩa là lượng mưa nhiều hơn và trên thực tế, điều ngược lại thường đúng. "Khi nồng độ khí dung tăng lên, điều này dẫn đến các giọt mây nhỏ hơn và nhiều hơn, có thể ức chế lượng mưa".
Từ lâu, người ta đã biết rằng gió và các kiểu thời tiết di chuyển từ tây sang đông ở Nhật Bản — một kiểu đang bị thay đổi do biến đổi khí hậu và việc một nhóm nghiên cứu Nhật Bản sử dụng vệ tinh công nghệ cao đã giúp định lượng sự thay đổi đó.
Các nhà nghiên cứu Nhật Bản phát hiện ra rằng ô nhiễm từ Trung Quốc qua biển phía tây nam Nhật Bản về phía Thái Bình Dương theo một mô hình nhất quán từ tây sang đông vào mùa đông và mùa xuân, nhưng gió đẩy các hạt khí dung về phía bắc vào mùa hè và mùa thu. Phát hiện này là một chỉ báo về cách các mô hình thời tiết đang thay đổi do biến đổi khí hậu. | Phòng thí nghiệm Irie / Đại học Chiba
Các dấu hiệu của biến đổi khí hậu
Hai mươi năm có vẻ như là một thời gian dài, nhưng khi nói đến các quan sát khoa học về một thứ phức tạp như mô hình gió, thì điều đó là không đủ để đưa ra kết luận chính.
Hitoshi Irie, phó giáo sư tại Khoa Khoa học Trái đất của Đại học Chiba, người đứng đầu nghiên cứu về mô hình gió khí dung, đã nhanh chóng nhấn mạnh điểm đó và bài báo nghiên cứu kết thúc bằng một đề xuất về quan sát dài hạn bằng dữ liệu vệ tinh.
Tuy nhiên, những gì Irie và nhóm của ông phát hiện ra lại phù hợp với mùa hè oi bức của Nhật Bản trong năm nay: đất nước này đang trở nên nhiệt đới.
Sử dụng các quan sát từ dữ liệu vệ tinh và hình ảnh, có thể phát hiện khí dung do ánh sáng mặt trời mà chúng phản chiếu trở lại không gian, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một phép đo mới để phát hiện các đường dẫn khí dung qua biên giới quốc gia. Họ phát hiện ra rằng ô nhiễm từ Trung Quốc qua biển phía tây nam Nhật Bản về phía Thái Bình Dương tuân theo một mô hình nhất quán từ tây sang đông vào mùa đông và mùa xuân, nhưng gió đẩy khí dung về phía bắc vào mùa hè và mùa thu. Do đó, nghiên cứu kết luận rằng khả năng ô nhiễm xuyên biên giới bị đẩy xa về phía đông đang trở nên thấp.
Irie cho biết, các mô hình gió thay đổi như vậy có thể là một chỉ báo cho thấy, theo quan điểm khí hậu, Nhật Bản đang chuyển từ vùng ôn đới sang vùng nhiệt đới.
Một công viên ở Bắc Kinh vào ngày mà chính quyền ban hành cảnh báo do ô nhiễm không khí nặng. | Reuters
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng Irie cho biết các mô hình gió đang dịch chuyển về phía bắc.
"Đơn giản là vùng nhiệt đới đang mở rộng và hiện tại chúng ta đang ở rìa của vùng nhiệt đới", ông nói.
Zhang, người không tham gia vào nghiên cứu, đánh giá cao các phương pháp và phát hiện của nhóm Irie, nhưng đồng ý rằng cần phải quan sát nhiều hơn để đưa ra kết luận rõ ràng về biến đổi khí hậu.
"Tôi nghĩ rằng số liệu này sẽ rất hữu ích để xem xét thêm, ví dụ, khả năng vận chuyển khí dung và ô nhiễm không khí", Zhang nói. "Nhưng tôi nghĩ rằng có một số hạn chế khi sử dụng số liệu này để xem xét biến đổi khí hậu vì biến đổi khí hậu rất phức tạp.
"Tôi nghĩ rằng các nhà nghiên cứu sẽ cần phải xem xét và cân nhắc thêm các ảnh hưởng và tác động khác nhau từ các yếu tố biến đổi khí hậu khác nhau".
Một bức chân dung mô phỏng các hạt khí dung toàn cầu trong một hình ảnh không có ngày tháng do NASA công bố năm 2012. Trong hình ảnh, bụi (màu đỏ) được nâng lên khỏi bề mặt, muối biển (màu xanh lam) xoáy bên trong các cơn lốc xoáy, khói (màu xanh lá cây) bốc lên từ các đám cháy và các hạt sunfat (màu trắng) chảy từ núi lửa và khí thải nhiên liệu hóa thạch. | NASA / qua Reuters
Tuy nhiên, trong thời gian tạm thời, Irie hy vọng các phương pháp này có thể hỗ trợ mô hình hóa khí hậu, cung cấp cho công chúng — và quan trọng hơn là các nhà hoạch định chính sách — các công cụ và dự báo chính xác hơn về cuộc khủng hoảng trong những năm tới.
"Dữ liệu của chúng tôi dựa trên quan sát và bằng chứng thu được từ quan sát có thể được sử dụng để xác thực các mô hình khí hậu", Irie nói. "Vì vậy, nếu một mô hình không tạo ra tình huống dịch chuyển khí dung, thì có thể có (lỗi)" trong chính mô hình.
Irie lưu ý rằng kết quả nghiên cứu không có nghĩa là ô nhiễm xuyên biên giới từ Trung Quốc đang trở nên tồi tệ hơn — trên thực tế, điều ngược lại mới đúng, vì Trung Quốc đã có những bước tiến đáng kể trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm từng là một trong những vấn đề tồi tệ nhất thế giới.
Hậu quả đáng tiếc của những nỗ lực tích cực đó của Trung Quốc và các nước gây ô nhiễm lớn khác là việc loại bỏ ô nhiễm khỏi khí quyển làm giảm hiệu ứng làm mát của khí dung, làm trầm trọng thêm tình trạng nóng lên.
Tình thế tiến thoái lưỡng nan của môi trường
Ý tưởng cho rằng việc giảm các chất ô nhiễm khí dung có hại đang làm tăng cường tình trạng nóng lên đã trở thành chủ đề thảo luận chính vào năm 2023 khi hành tinh trải qua năm nóng nhất trong lịch sử.
Mặc dù khó có thể loại bỏ việc giảm ô nhiễm khỏi các nguyên nhân gây nóng lên khác, nhưng không còn nghi ngờ gì nữa, khả năng phản xạ tia nắng mặt trời của khí dung có tác động. Điều đó đã khiến một số người, bao gồm giáo sư Đại học Columbia và nhà khoa học khí hậu nổi tiếng James Hansen, đề xuất các bước gây tranh cãi để kỹ thuật địa kỹ thuật thoát khỏi cuộc khủng hoảng khí hậu.
"Ưu tiên hàng đầu là giảm dần lượng khí thải, nhưng không còn khả thi để nhanh chóng khôi phục cân bằng năng lượng chỉ thông qua việc giảm phát thải GHG (khí nhà kính)", Hansen và các tác giả khác đã viết trong một bài báo vào năm ngoái, đồng thời nói thêm rằng cần phải có sự cố ý đưa khí dung vào khí quyển để giảm thiểu những tác động tồi tệ nhất của tình trạng nóng lên.
Một cuộc thử nghiệm hệ thống làm sáng mây ở Alameda, California vào tháng 4. Các đề xuất nhằm giảm sự nóng lên toàn cầu bằng cách thêm các hạt vào khí quyển có thể phản chiếu tia nắng mặt trời đã được chứng minh là rất gây tranh cãi. | Ian C. Bates / The New York Times
Ý tưởng này vẫn đang được tranh luận sôi nổi và các nhà nghiên cứu, bao gồm Irie và Zhang, cảnh báo về những hậu quả không mong muốn, mà họ cho rằng có thể gây hại cho mọi thứ, từ sức khỏe con người đến an ninh lương thực.
"Tôi hy vọng rằng con người có thể trở về Trái đất ban đầu, không có chất gây ô nhiễm và không có vật liệu mà con người đã tạo ra. Đó là mục tiêu cuối cùng của chúng tôi", Irie nói. "Phát thải khí dung ... làm chậm quá trình biến đổi khí hậu nhưng không giải quyết được vấn đề biến đổi khí hậu".
Zhang nhận ra mức độ nghiêm trọng của cuộc khủng hoảng khí hậu và tình thế tiến thoái lưỡng nan với khí dung, nhưng nhà nghiên cứu này tin rằng điều này chỉ thúc đẩy thế giới nhanh chóng khử cacbon và giảm phát thải.
Ông so sánh khí nhà kính với một chiếc chăn, trong khi khí dung giống như một chiếc ô. Vào cuối ngày, bạn sẽ tốt hơn nhiều nếu bỏ chăn ra thay vì giữ nó trên người và dựa vào ô che để giữ mát.
“Hy vọng các chính phủ sẽ thay đổi chính sách và nhận ra rằng, khi chúng ta giảm ô nhiễm không khí, điều cần thiết cho sức khỏe cộng đồng, thì sẽ có sự nóng lên đáng kể hơn”, Zhang nói. “Chúng ta sẽ cần nỗ lực nhiều hơn để giảm phát thải khí nhà kính. Sẽ khó khăn hơn những gì chúng ta mong đợi”.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
