Hotline 247
04 6662 6362
 
Hà Nội
0968 378 899
 
Hồ Chí Minh
01289 777 888

Vì sao đêm tăng nhiệt nhanh hơn ngày?

BioMedia

Các quan sát trong 50 năm gần đây cho thấy đêm tăng nhiệt nhanh hơn ngày. Phân tích các nguyên nhân gây nên sự tăng nhiệt về đêm nhanh chóng này cho thấy xu hướng này sẽ còn tiếp tục trong những thập kỷ tới.

Trong một công bố mới của mình, nhóm nghiên cứu của Richard Davy đã tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến hiện tượng đêm tăng nhiệt nhanh hơn so với ngày xảy ra trên toàn cầu trong vài thập kỷ gần đây (Hình 1). Nhóm nghiên cứu đã phân tích nguyên nhân của sự thay đổi này bằng các phương pháp quan sát và mô phỏng khí hậu thế kỷ 20. Bằng cách sử dụng các phương pháp mô phỏng, nhóm nghiên cứu có thể xác định mức độ chính xác của các quy trình được dùng để giải thích cho hiện tượng tăng nhiệt chênh lệch này.

Hình 1. Xu hướng thay đổi của nhiệt trung bình 1 ngày đêm (Tmean) và biên độ nhiệt 1 ngày đêm (DTR) trong giai đoạn 1960 – 2009.

Các xu hướng thay đổi của nhiệt độ trung bình 1 ngày đêm trong 50 năm qua hầu hết là xu hướng dương (tức là ấm hơn lên), xuyên suốt bán cầu bắc. Về mặt địa lý, có thể thấy một xu hướng dương tương đối rõ ràng ở châu Âu và phía bắc Bắc Mỹ. Biên độ nhiệt 1 ngày đêm thì, ngược lại, biểu hiện chủ yếu là xu hướng âm (giảm dần), trừ một vài nơi có xu hướng dương. Điều này hoàn toàn hợp lý vì khi trái đất ấm dần lên, nhiệt độ thấp nhất trong ngày sẽ tăng nhanh hơn nhiệt độ cao nhất, dẫn đến sự tụt giảm của biên độ nhiệt 1 ngày đêm. Có thể thấy rằng các vùng trên thế giới và các mùa tăng nhiệt nhanh nhất sẽ đi kèm với biên độ nhiệt 1 ngày đêm giảm nhiều nhất.

Các nghiên cứu trước đây nhằm giải thích nguyên nhân của hiện tượng tăng nhiệt tăng cường này chú trọng vào những sự thay đổi tác động lên các quy trình khí hậu có thể xảy ra hiện nay, như là sự phát triển mật độ che phủ của mây, lượng mưa hay độ ẩm của đất. Tuy nhiên, Davy và các cộng sự chỉ ra rằng hiện tượng tăng nhiệt nhanh hơn về đêm một phần là do bản chất tự nhiên của khí hậu, vì nhiệt độ ban đêm vốn dĩ dễ bị ảnh hưởng bởi hiện tượng cưỡng bức xạ hơn.

Lớp không khí gần mặt đất nhất được gọi là lớp biên, và nó gần như tách biệt hoàn toàn với phần còn lại của khí quyển. Về đêm, lớp không khí này rất mỏng, chỉ cỡ vài trăm mét bề dày, trong khi ban ngày nó có thể dày lên đến vài kilômét (Hình 2). Chính chu kỳ thay đổi độ dày của lớp không khí này trong 1 ngày đêm làm cho nhiệt độ về đêm tăng nhanh hơn nhiệt độ ban ngày (Hình 3).

Hình 2. Minh họa chu kỳ thay đổi độ dày của lớp không khí biên trong 1 ngày đêm.

 

Hình 3. Các mối quan hệ tuyến tính của nhiệt độ không khí bề mặt (SAT) đối với:

(a) độ dày lớp không khí biên,

(b) độ che phủ của mây,

(c) lượng mưa, (d) độ ẩm của đất.

Xét chu kỳ cả năm, mặc dù xuất hiện một vài trường hợp phức tạp, ví dụ như mối quan hệ giữa SAT và lượng mưa vào mùa đông hay mối quan hệ giữa SAT và lượng mây che phủ vào mùa hè, nhưng nhìn chung, mối quan hệ giữa độ che phủ của mây, lượng mưa và độ ẩm của đất đối với nhiệt độ không khí bề mặt là mối quan hệ âm. Mối quan hệ dương rõ ràng nhất là của độ dày lớp không khí biên đối với nhiệt độ lớp không khí bề mặt. Điều này phù hợp với dự đoán của nhóm nghiên cứu về chu kỳ thay đổi độ dày lớp không khí biên trong 1 ngày đêm dẫn đến sự tăng nhiệt nhanh của đêm so với ngày.

Xu hướng thay đổi độ dày lớp không khí biên qua các năm cũng được tính đến trong nghiên cứu này, tuy nhiên, xu hướng này thay đổi rất không đáng kể, do đó, có thể bỏ qua (hình 4).

Hình 4. Độ dày lớp không khí biên (BLH) (hình trái) và xu hướng thay đổi của BLH được chuẩn hóa (hình phải) trong giai đoạn 1979 – 2010.

Sự tích tụ khí CO2 trong khí quyển gây ra bởi các hoạt động phát thải của con người đã làm giảm lượng bức xạ giải phóng vào không gian, làm tăng nhiệt độ cả ngày và đêm. Tuy nhiên, vì khối lượng không khí được tăng nhiệt ban đêm nhỏ hơn rất nhiều so với ban ngày, phần nhiệt năng dư thừa do khí CO2 tạo ra đã gây nên sự tăng nhiệt nhanh hơn về đêm.

Mức độ tăng nhiệt cao về đêm cũng gây ảnh hưởng lên số lượng đêm rét đậm trong những năm gần đây. Trong khi số ngày rét đậm chỉ giảm đi một phần tư thì số đêm rét đậm giảm đi đến một nửa  trong vòng 50 năm gần đây.

Việc hiểu rõ sự khác biệt về mức độ tăng nhiệt giữa ngày và đêm rất quan trọng trong việc hiểu rõ hiện tượng biến đổi khí hậu và tác động của nó lên sức khỏe con người. Chu trình thay đổi nhiệt độ này tác động trực tiếp lên sức khỏe con người do nhiệt độ khắc nghiệt ban đêm có thể gây ra tử vong do nhiệt. không những thế, nó còn ảnh hưởng gián tiếp lên sức khỏe con người bằng cách tác động lên tốc độ tăng trưởng của thực vật, và vì thế ảnh hưởng đến độ dài và tính ổn định của mùa màng.

Theo báo cáo mới nhất của Ủy Ban Liên Chính Phủ về Biến Đổi Khí Hậu, mô phỏng sự tăng nhiệt trội hơn về đêm vẫn là một bài toán khó đối với các phương pháp mô phỏng khí hậu vốn vẫn còn tồn tại nhiều khó khăn trong việc mô phỏng lớp không khí biên ban đêm. Phát hiện của Davy và các cộng sự chỉ ra rằng một mô phỏng chính xác độ dày lớp không khí biên chính là yếu tố quan trọng nhất để xác định sự thay đổi của nhiệt độ về đêm.

Richard Davy phát biểu: “Nâng cấp độ chính xác vật lý của của lớp không khí biên này trong các mô phỏng khí hậu sẽ làm giảm tính thiếu chính xác trong việc dự báo sự biến đổi nhiệt. Điều này áp dụng cho cả những dự báo toàn cầu có liên quan tới sự thay đổi cân bằng nhiệt tương ứng với sự thay đổi của hiện tượng cưỡng bức xạ, và những dự báo thay đổi nhiệt cục bộ theo từng vùng. Theo tôi, bằng việc giải quyết vấn đề này, chúng ta có thể tăng độ tin cậy trong việc dự đoán sự thay đổi của nhiệt độ trung bình toàn cầu gây ra bởi sự gia tăng lượng khí CO2 trong khí quyển.”

Dịch và tổng hợp từ:

Understanding why nights are getting warmer faster than days” – Sciencedaily.

“Diurnal asymmetry to the observed global warming” – Richard Davy et al.

Dịch giả: the Appalachians

Biên soạn BioMEdia VN

 

Các bài viết cùng chủ đề

Vì sao đêm tăng nhiệt nhanh hơn ngày?

Các quan sát trong 50 năm gần đây cho thấy đêm tăng nhiệt nhanh hơn ngày. Phân tích các nguyên nhân gây nên sự tăng...

Trồng cây trong điều kiện không có nước

Khi trái đất ngày càng khô hạn, con người sẽ tồn tại bằng cách nào? Cây trồng “tái sinh” (“resurrection” crops) chính là câu trả...