Bão và các sự kiện thời tiết cực đoan mạnh hơn ở Nam bán cầu so với Bắc bán cầu. Nam bán cầu có dòng phản lực mạnh hơn và nhiều hiện tượng thời tiết khắc nghiệt hơn Bắc bán cầu. Hiểu được tầm quan trọng tương đối của độ tương phản giữa đất liền và đại dương, bao gồm địa hình, các quá trình bức xạ và hoàn lưu đại dương, để xác định sự bất đối xứng này là điều cần thiết và có thể giúp giải thích các dự đoán về bão trong tương lai.
Sử dụng quan điểm năng lượng, quan sát và mô phỏng mô hình khí hậu, một nghiên cứu mới của Đại học Chicago đưa ra một lời giải thích chuỗi đầu tiên cho hiện tượng này. Họ tìm thấy hai thủ phạm quan trọng: hoàn lưu đại dương và các dãy núi lớn ở Bắc bán cầu.
Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng sự mất cân bằng bão tố này đã tăng lên từ những năm 1980 khi thời đại vệ tinh bắt đầu. Họ nhận thấy mức tăng này phù hợp về mặt chất lượng với các dự báo về biến đổi khí hậu được thực hiện bởi các mô hình dựa trên vật lý.
Trong một thời gian dài, người ta biết rất ít về thời tiết ở Nam bán cầu. Hầu hết các cách để quan sát thời tiết đều dựa trên đất liền. Nhưng với sự ra đời của việc quan sát toàn cầu dựa trên vệ tinh vào những năm 1980, chúng ta có thể định lượng được mức độ khác biệt lớn như thế nào. Nam bán cầu có luồng phản lực mạnh hơn và nhiều hiện tượng thời tiết khắc nghiệt hơn.
Những suy nghĩ đã được chia sẻ, nhưng không ai tìm ra nguyên nhân thuyết phục cho sự bất đối xứng này. Shaw, Osamu Miyawaki (Tiến sĩ '22, hiện đang làm việc tại Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia) và Aaron Donohoe từ Đại học Washington đều có những lý thuyết từ nghiên cứu trước đó nhưng muốn tiến xa hơn. Điều này đòi hỏi phải kết hợp nhiều dòng bằng chứng từ các quan sát, lý thuyết và mô phỏng khí hậu dựa trên vật lý.
Nhà khoa học khí hậu của Đại học Chicago Tiffany Shaw cho biết, “Bạn không thể đặt Trái đất vào một cái lọ, vì vậy, thay vào đó, chúng tôi sử dụng các mô hình khí hậu được xây dựng dựa trên các định luật vật lý và tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra các giả thuyết của mình.”
Họ đã áp dụng một mô hình số của Khí hậu trái đất dựa trên các quy tắc vật lý để sao chép dữ liệu. Sau đó, họ đo lường tác động của việc loại bỏ từng biến số một đối với tình hình bão tố.
Ban đầu họ coi địa hình là một yếu tố. Có nhiều dãy núi hơn ở Bắc bán cầu và các dãy núi lớn có thể cản trở sự di chuyển của không khí để giảm bớt các cơn bão. Thật vậy, khi các nhà khoa học làm phẳng mọi ngọn núi trên trái đất, khoảng một nửa sự khác biệt về lượng bão giữa hai bán cầu đã biến mất.
Phần khác liên quan đến sự lưu thông của đại dương. Nước luân chuyển trên khắp thế giới giống như một băng chuyền chậm chạp nhưng mạnh mẽ: nó chảy xuống Bắc Cực, đi qua đáy đại dương, tăng trong Nam Cực, và sau đó chảy lên gần bề mặt, mang theo năng lượng. Hai bán cầu hiện có sự khác biệt về năng lượng. Nửa còn lại của phương sai về bão biến mất khi các nhà khoa học cố gắng loại bỏ băng tải này.
Sau khi giải quyết câu hỏi cơ bản về lý do tại sao bán cầu nam hứng chịu nhiều cơn bão hơn, các nhà khoa học đã xem xét quá trình phát triển của bão.
Họ phát hiện ra rằng sự bất đối xứng của bão đã tăng lên trong kỷ nguyên vệ tinh, bắt đầu từ những năm 1980, bằng cách phân tích các quan sát từ những thập kỷ trước. Đó là, trong khi sự thay đổi trung bình ở Bắc bán cầu là rất nhỏ, thì Nam bán cầu thậm chí còn trở nên bão tố hơn.
Những thay đổi trong đại dương có liên quan đến những thay đổi về lượng bão ở Nam bán cầu. Họ phát hiện ra rằng Bắc bán cầu cũng có ảnh hưởng tương đương với đại dương. Tuy nhiên, ảnh hưởng này bị hủy bỏ bởi sự hấp thụ năng lượng mặt trời tăng lên của Bắc bán cầu do sự tan chảy của băng tuyết và biển.
Để kiểm tra tính chính xác của các mô hình này, các nhà khoa học đã kiểm tra các mô hình được sử dụng để dự báo. biến đổi khí hậu như một phần của báo cáo đánh giá của Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu và phát hiện ra rằng tất cả chúng đều hiển thị các tín hiệu giống nhau—mưa bão gia tăng ở Nam bán cầu và những thay đổi nhỏ ở Bắc bán cầu.
Các nhà khoa học lưu ý, “Có thể ngạc nhiên khi một câu hỏi tưởng chừng đơn giản như vậy—tại sao một bán cầu lại có bão hơn bán cầu kia—đã không được trả lời trong một thời gian dài, nhưng Shaw giải thích rằng lĩnh vực vật lý thời tiết và khí hậu còn tương đối non trẻ so với nhiều lĩnh vực khác.”
Tạp chí tham khảo:
- Tiffany A. Shaw và cộng sự. Stormier Nam bán cầu gây ra bởi địa hình và lưu thông đại dương. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2123512119
