Các vùng nhiệt đới đang mở rộng và biến đổi khí hậu là thủ phạm chính

Các vùng nhiệt đới bao quanh Trái đất giống như một vành đai ấm và ẩm ướt. Phần này của địa cầu nhận được nhiều ánh sáng mặt trời trực tiếp nhất trong năm, có nhiệt độ trung bình cao và lượng mưa lớn. Tuy nhiên, trái ngược với bên trong xanh tốt, các rìa của vùng nhiệt đới thường nóng và khô nẻ.

Giới khoa học đã nhận thấy, trong 15 năm qua, những dải đất khô cằn này đang mở rộng về phía các cực, tiến vào các khu vực như Địa Trung Hải, nam Úc và nam California. Đáng lưu ý, những khu vực khô hạn mở rộng nhiều hơn ở Nam bán cầu so với Bắc bán cầu và các nhà nghiên cứu đã rất khó khăn để xác định chính xác điều gì đang thúc đẩy xu hướng này.

Một nghiên cứu mới trên Journal of Geophysical Research: Atmospheres cho thấy sự mở rộng các vùng nhiệt đới chủ yếu có nguyên nhân từ hiện tượng nóng lên của đại dương do biến đổi khí hậu, chứ không phải do thay đổi trực tiếp của khí quyển. Rìa khô cằn của các vùng nhiệt đới đang mở rộng nhanh hơn ở Nam Bán cầu chính vì ở đây có nhiều diện tích bề mặt đại dương hơn, theo nghiên cứu mới. Các biến động khí hậu dài hạn tự nhiên có góp phần vào các xu hướng quan sát được, nhưng chỉ riêng những biến đổi này thì không thể giải thích mức độ mở rộng các vùng nhiệt đới đã xảy ra - nghiên cứu cho biết.

Việc mở rộng các vùng nhiệt đới có thể dẫn đến những tác động kinh tế và xã hội sâu sắc như thay đổi đường đi của bão, gây ra cháy rừng và hạn hán nghiêm trọng hơn ở những nơi như California và Úc vốn đã bị căng thẳng về nguồn nước.

Trước đó, vào năm 2016, một bài báo khác trên Science đã công bố một phát hiện đáng lo ngại: ở một số nơi trên thế giới, các vùng nhiệt đới đang mở rộng. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm ra thủ phạm kể từ khi bài báo này được xuất bản. Từ các quan sát vệ tinh, họ ước tính, sự mở rộng này đang diễn ra với tốc độ từ 0,25 đến 0,5 vĩ độ mỗi thập kỷ. Nhưng nếu không xác định được nguyên nhân gốc rễ, họ không thể lập mô hình chính xác về việc quá trình mở rộng sẽ diễn ra nhanh như thế nào trong tương lai, hoặc sẽ tác động đến những vùng nào.

Một số nhà nghiên cứu gợi ý rằng phát thải khí nhà kính và suy giảm tầng ôzôn là những nguyên nhân thúc đẩy sự mở rộng. Nhưng các mô hình sử dụng các biến số này không giải thích được tại sao sự mở rộng các vùng nhiệt đới lại xảy ra ở một số vùng này mà không phải những vùng khác. Điều đó dẫn đến việc một số nhà nghiên cứu giả thuyết rằng, sự mở rộng các vùng nhiệt đới có thể do các dao động tự nhiên trong khí hậu Trái đất. Nhưng những biến đổi tự nhiên cũng không hoàn toàn phù hợp với tình trạng mở rộng mà các nhà khoa học đã quan sát được.

Hu Yang - nhà khoa học khí hậu tại Viện Alfred Wegner ở Bremerhaven, Đức và là tác giả chính của nghiên cứu mới - và các đồng nghiệp bắt đầu chú ý đến sự mở rộng các vùng nhiệt đới vào năm 2015, khi họ phân tích các dòng hải lưu mang nước ấm về các cực. Họ đặt câu hỏi, điều gì sẽ xảy ra nếu sự mở rộng các vùng nhiệt đới không phải do những thay đổi trong khí quyển mà là do những thay đổi trong đại dương?

Vì đại dương và bầu khí quyển là những hệ thống được kết nối chặt chẽ với nhau, nên rất khó biết cái nào đang thúc đẩy cái nào, Yang nói. Trong nghiên cứu mới, Yang và các đồng nghiệp đã phân tích nhiệt độ trong các vòng hải lưu, hay hệ thống lưu thông của các dòng hải lưu. Họ sử dụng các quan sát vệ tinh về nhiệt độ bề mặt biển từ năm 1982 (năm bắt đầu có quan sát) và năm 2018, sau đó so sánh những quan sát này với dữ liệu về mở rộng các vùng nhiệt đới từ năm 1979.

Kết quả, họ phát hiện, nhiệt lượng dư thừa tích tụ trong các đại dương cận nhiệt đới kể từ khi ấm lên toàn cầu bắt đầu vào giữa những năm 1800 đã thúc đẩy các rìa nhiệt đới và các vòng hải lưu tiến về các cực. Khi các nhà nghiên cứu so sánh chuyển động của các vòng hải lưu với sự mở rộng của vùng nhiệt đới, họ nhận thấy hai hiện tượng này trùng khớp với nhau: sự mở rộng đó đang xảy ra ở những nơi mà các vòng hải lưu đang di chuyển về phía cực.