Nóng lên toàn cầu làm tăng tốc các dòng hải lưu khổng lồ của Trái đất

Đó là kết luận của một bài báo mới trên tạp chí Science Advances. Dựa trên quan sát kết hợp với các mô hình, các tác giả tuyên bố rằng từ năm 1990 đến 2013, năng lượng của các dòng hải lưu tăng khoảng 15% mỗi thập kỷ. "Đây là một sự gia tăng rất lớn," theo Jane Wijffels, một nhà hải dương học tại Viện Hải dương học Woods Hole. "Nó sẽ kích thích rất nhiều yếu tố khác."

Nếu sự tăng tốc là có thật, nó có thể ảnh hưởng đến thời tiết và lượng nhiệt được lưu trữ dưới sâu đại dương.

Các nhà hải dương học đã nghi ngờ rằng sự nóng lên của khí hậu đang ảnh hưởng đến sự lưu thông của đại dương, nhưng cho đến nay các quan sát vẫn chưa cho thấy một xu hướng nhất định giữa các dòng, theo Hu Shijian, nhà hải dương học tại Viện Khoa học Hải dương học Trung Quốc và là tác giả chính của nghiên cứu.

Dòng Kuroshio, chạy lên Đông Á, có vẻ ổn định, trong khi Agulhas, chảy dọc theo bờ biển phía đông Châu Phi, đã mở rộng, nứt vỡ thành các xoáy quanh co. Dòng chảy Đại Tây Dương có thể đang suy yếu do Bắc Cực tan chảy làm hạn chế nước mặn chìm xuống ở Bắc Đại Tây Dương, động lực chính của dòng này. Trong khi dòng chảy ở Thái Bình Dương lại chứng kiến sự gia tăng mạnh mẽ. Hu cho rằng cần một góc nhìn toàn cầu để nhận ra xu hướng tổng thể.

Tuy nhiên không có cách nào đo lường dài hạn và trực tiếp các dòng hải lưu trên khắp thế giới. Thay vào đó, nhóm của Hu sử dụng phương pháp phân tích lại, kết hợp các quan sát về đại dương và khí quyển với các mô hình máy tính để lấp đầy các khoảng trống và tạo ra một bức tranh toàn cầu. Cách tiếp cận này rất khó sử dụng đối với khoảng thời gian hàng thập kỷ: Những thay đổi trong các quan sát, ví dụ khi xuất hiện thêm các vệ tinh mới, có thể gây ra sai lệch.

Vì vậy, nhóm Hu kết hợp năm phân tích lại khác nhau về dòng chảy đại dương, hy vọng có thể tìm được một xu hướng thực sự. Từ mỗi phân tích, họ rút ra năng lượng động lực học đại dương từng tháng ở quy mô thô và bỏ qua sự hỗn loạn của các xoáy và bão. Và từng phân tích đều cho thấy một sự tăng tốc rõ bắt đầu từ khoảng năm 1990.

Dữ liệu từ Argo, một đội gồm gần 4.000 phao robot được triển khai trên khắp thế giới, là đối chứng tốt nhất cho kết quả của nhóm Hu. Những chiếc phao này lên xuống trong khoảng độ sâu 2.000 mét so với bề mặt đại dương trong 15 năm qua, đo nhiệt độ và độ mặn. Chúng không theo dõi vận tốc hải lưu, nhưng dữ liệu chỉ ra vị trí nơi gió làm tập trung nước, giúp tạo ra sự khác biệt về áp lực thúc đẩy các dòng chảy quy mô lớn. Bằng cách kết hợp những dữ liệu đó với các quỹ đạo hiện tại của phao, các nhà điều tra có thể tái tạo dòng chảy tổng thể và tốc độ của chúng.

Bộ dữ liệu trên được biên soạn bởi nhà hải dương học Alison Gray thuộc Đại học Washington, Seattle, chỉ bao gồm 6 năm, từ năm 2005 đến 2010, nhưng cho thấy tốc độ hải lưu toàn cầu tăng lên còn rõ ràng hơn so với các mô hình phân tích lại của nhóm Hu. "Bằng chứng từ dữ liệu Argo thật đáng kinh ngạc," Eleanor Frajka-Williams, nhà hải dương học tại Trung tâm Hải dương học Quốc gia Vương quốc Anh, người không tham gia nghiên cứu, nói.

Gray cho biết cô đã giật mình vì độ lớn của gia tốc, nhưng cũng lưu ý rằng gió biển, điều khiển hầu hết các dòng hải lưu, cũng đã tăng đều đặn trong 3 thập kỷ qua.

Và Hu nói rằng có bằng chứng về việc hoạt động của con người cũng góp phần vào sự gia tăng đó. Ví dụ, ở Nam bán cầu, sự suy giảm ozone và sự nóng lên của nhà kính đã làm thay đổi hoàn lưu khí quyển để đẩy gió westerly (gió thổi một chiều từ Tây sang Đông ở vĩ độ trung giữa 30 và 60 độ vĩ độ) về phía nam, có thể đã gây ra một sự tăng cường và lan rộng nhẹ của hải lưu vòng Nam cực.

Tuy nhiên không thể loại trừ các biến động tự nhiên, theo Gerrit Lohmann, nhà khoa học khí hậu tại Viện Alfred Wegener.

Gia tốc đại dương sẽ có hiệu ứng trên toàn cầu. Chẳng hạn các dòng nhiệt đới mạnh hơn có thể mang nhiều nước ấm hơn đến các vĩ độ cao hơn. Vì carbon dioxide (CO2) ít hòa tan trong nước ấm, nóng lên ở các vĩ độ cao có thể làm chậm quá trình đại dương hấp thụ CO2. Nhưng đồng thời, Hu nói thêm rằng việc hải lưu tăng tốc có thể tăng cường lưu trữ nhiệt dưới sâu đại dương, giúp làm chậm sự nóng lên trên đất liền.

"Đây là nghiên cứu toàn cầu đầu tiên," Janet Sprintall, đồng tác giả và nhà hải dương học tại Viện Hải dương học Scripps, cho biết. "Có rất nhiều điều không chắc chắn."

Các nhà hải dương học sẽ tiếp tục kiểm chứng các kết quả này và có lẽ sẽ phải mất thêm một thập kỷ quan sát để chắc chắn rằng xu hướng tăng tốc hải lưu là có thật và được thúc đẩy bởi sự nóng lên toàn cầu, Wijffels nói.

https://www.sciencemag.org/news/2020/02/global-warming-speeding-earth-s-massive-ocean-currents