“Sông trên trời”
Các nghiên cứu được công bố vào đầu tháng 3/2021 trên Geophysical Research Letters, tập trung sự chú ý vào “sông trên trời”, tức sông khí quyển. Đây là một vùng hẹp tập trung hơi ẩm trong khí quyển. Chúng có khả năng gây ra những trận lụt khủng khiếp, đe doạ sự sống của các loài vì có thể gây ra lượng mưa lớn trút xuống đất trong thời gian ngắn.
Sông khí quyển thường được hình thành trên các vùng biển nhiệt đới, cận nhiệt đới. Chúng tồn tại dưới dạng các dòng hơi nước, không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Nhưng các vệ tinh không gian có thể quan sát chúng bằng sóng âm.
Khi sông khí quyển di chuyển, kết hợp với gió và không khí lạnh sẽ khiến hơi nước ngưng đọng tạo thành mưa hoặc tuyết. Tại bờ Tây của Mỹ, sông khí quyển tên Pineapple Express cung cấp phần lớn nguồn nước cho người dân.
Tháng 9/2018, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) đã phóng vệ tinh không gian ICESat-2 để theo dõi lượng băng tan trên toàn thế giới, cải thiện việc dự báo mực nước biển dâng khi thời tiết ấm lên.
Nhờ sử dụng dữ liệu từ ICESat-2, các nhà nghiên cứu phát hiện ra sông khí quyển là nguyên nhân chính gây ra mưa và tuyết khắp phía Tây Nam Cực vào năm 2019. Từ đó, giúp bổ sung khối lượng băng đang dần mất đi. Việc nước biển đang ấm lên dự kiến tạo ra sông khí quyển lớn và tồn tại lâu hơn trong bầu khí quyển trên Nam Cực trong tương lai.
Nhà nghiên cứu Susheel Adusumilli, làm việc tại Trường Đại học California, Mỹ, cho biết: “Dữ liệu từ những tháng đầu tiên do ICESat-2 gửi về giúp chúng tôi phát hiện ra lượng tuyết rơi tăng mạnh ở Nam Cực, trùng hợp với sự xuất hiện của sông khí quyển trong khu vực. Đây là bất ngờ lớn với những người nghiên cứu khoa học như chúng tôi”.
Phát hiện bão tuyết từ không gian
Mỗi năm, Nam Cực mất hơn 100 tỷ tấn băng khi các sông băng trôi ra biển, tách khỏi thềm băng. Vừa qua, một tảng băng trôi lớn gấp đôi bang Chicago, Mỹ, đã tách khỏi một thềm băng ở Nam Cực.
Hiện tượng băng tan và tách rời do nước biển ấm lên, làm tan chảy các thềm băng nổi. Khi băng tách ra, chảy ra biển sẽ khiến mực nước biển dâng cao, làm trầm trọng hơn vấn đề biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, Nam Cực cũng chào đón hàng tỷ tấn tuyết rơi mỗi năm. Lớp tuyết tươi này sẽ bị chôn vùi, nén chặt lại thành lớp băng mới, bù đắp những tổn thất do đại dương gây ra.
Mối liên hệ giữa băng tan và băng bổ sung sẽ xác định tốc độ băng ở Nam Cực thu hẹp lại khi Trái đất ấm lên. Nhưng việc đo lượng tuyết rơi ở Nam Cực vốn rất khó vì không có đủ trạm quan sát hoặc thiếu nhà khí tượng học.
Giờ đây, nhờ vệ tinh ICESat-2, việc quan sát và đo lường trở nên dễ dàng hơn. Để thu thập hình ảnh về độ dày của các khối băng, ICESat-2 sẽ phóng tia laser lên bề mặt. Nếu độ dày của băng thay đổi trong một khu vực cụ thể do bão tuyết lớn hoặc do tan chảy, ICESat-2 cũng sẽ phát hiện.
Adusumilli và nhóm nghiên cứu của ông đã thu thập dữ liệu mới nhất từ ICESat-2 trong thời gian từ tháng 4/2019 đến tháng 6/2020. Nhóm nhận thấy độ dày của tảng băng ở phía Tây Nam Cực tăng nhanh trong mùa đông, tính từ tháng 5 đến tháng 10/2019.
Bằng công cụ mô hình hóa “dự báo” thời tiết trong quá khứ, nhóm phát hiện ra 41% độ dày của băng được bồi đắp từ những cơn mưa tuyết ngắn, cường độ cao. Trong các sự kiện thời tiết cực đoan này, 63% liên quan đến sông khí quyển đổ bộ vào lục địa.
Trước nghiên cứu của nhóm Adusumilli, rất ít người khảo sát sông khí quyển ở Nam Cực. Một phân tích vào năm 2014 từ trạm thời tiết cho thấy sông khí quyển đã trút lượng đáng kể tuyết xuống phía Đông Nam Cực vào năm 2009 và 2011. Nhìn chung, sông khí quyển là tín hiệu tích cực tại Nam Cực, giúp các thềm băng tăng khối lượng, bù đắp tổn thất khi băng tan.
Ảnh hưởng xấu vào mùa hè
Tuy nhiên, tác động của sông khí quyển có thể thay đổi. Các dữ liệu thu thập được cho thấy sông khí quyển sẽ lớn dần và tồn tại lâu hơn tại Nam Cực. Vào mùa hè, sông khí quyển gặp mây tầng, từ đó hấp thụ nhiệt của Trái đất, tạo ra những cơn mưa bão vào mùa hè. Điều này có thể làm tan chảy bề mặt của các tảng băng. Như vậy, tác động của sông khí quyển vào mùa đông và mùa hè là rất khác nhau.
Đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn đặt câu hỏi rằng, tác động của sông khí quyển vào mùa đông hay mùa hè là quan trọng hơn tại Nam Cực. Liệu sông khí quyển có khiến băng tan nhiều hơn và làm thềm băng bị nứt vỡ không? Hay chúng sẽ trút xuống lượng lớn tuyết rơi làm tăng thêm độ dày cho các tảng băng.
Đó là lý do tại sao Adusumilli và các đồng nghiệp của ông đang tiếp tục nghiên cứu và phân tích dữ liệu từ ICESat-2. Từ phát hiện mới về việc sông khí quyển giúp bồi đắp băng ở Nam Cực, nhóm hy vọng sẽ hoàn chỉnh bức tranh về bão tuyết tại khu vực này, từ đó cải thiện dự báo thời tiết.
“Dữ liệu từ ICESat-2 mang đến cho chúng tôi phương pháp tuyệt vời để theo dõi sông khí quyển và đo lượng tuyết rơi, một trong những điều khó quan sát nhất tại Nam Cực” - ông Adusumilli chia sẻ.
