Khí hậu và
hiện tượng El Nino
Đầu tháng 8 năm 2004, cơ quan khí tượng Úc dự đoán là hiện
tượng El Nino sẽ trở lại khoảng cuối năm nay và nhiều nơi ở Úc, Indonesia sẽ
bị khô hơn bình thường, nguy cơ hạn hán có thể xảy ra. Ảnh hưởng của hiện
tượng El Nino không chỉ giới hạn ở trong vùng Indonesia, Úc châu mà còn khắp
nhiều nơi trên thế giới. Vì tầm quan trọng của hiện tượng này trên khí hậu
trái đất, nhiều nước trên thế giới đã và đang đầu tư tài chánh và nhân lực
rất nhiều để nghiên cứu, tìm hiểu nguyên do, hậu quả của El Nino và tiên đoán
sự hình thành của hiện tượng này.
Hiện tượng El Nino,
còn được gọi là Dao động phương Nam (Southern Oscillation) trong khí tượng
học, xuất hiện từ khi có sự thành hình của các lục địa châu Á, châu Mỹ và
biển Thái Bình Dương. Vì thế nó đã có từ lâu rồi. Tuy vậy hiện
tượng El Nino chỉ được biết rõ và nghiên cứu bắt đầu từ cuối thập niên 1960.
Người thổ dân Inca ở Nam Mỹ trong các thế kỷ trước đã áp dụng kiến thức về
hiện tượng này và thích ứng vào sinh hoạt canh nông. Khi chòm sao
Pleiades trong đêm vào tháng sáu trông rất rõ (kể cả các sao không sáng) thì
vài tháng sau từ lúc ấy sẽ có nhiều mưa. Ngược lại khi chúng bị mờ, hạn
hán thường xảy ra sau đó. Ngày nay ta biết rằng trong lúc có hiện tượng
El Nino, mây rất cao loại cirrus thường có trên dãy núi Andes, do các mưa bảo
từ xa ở phía đông Thái bình dương mang đến. Chính những mây này làm mờ
đi chòm sao Pleiades.
Hiện tượng El Nino bắt nguồn từ sự thay đổi
nhiệt độ nước biển ở Nam Thái Bình Dương dọc theo đường xích đạo từ Indonesia đến Peru (Nam Mỹ). Bình thường thì
gió mùa thổi từ Đông sang Tây với hệ quả là nhiệt độ nước biển gần Indonesia
thường cao hơn ở bờ biển Nam Mỹ và giữa Thái Bình Dương khoảng 40C.
Mực nước biển ở Indonesia
cũng cao hơn ở Peru
khoảng 0.5 mét. Như ta biết, ở vùng nước biển nóng ấm gần Indonesia,
nước bốc hơi lên tầng khí quyển và tuần hòa về phía Tây và Đông gây ra mưa
bình thường ở Đông Nam Á và bắc Úc. Hiện tượng El Nino xảy ra khi vùng nước
biển nóng ấm di chuyển xa khỏi Indonesia về phía Đông đến giữa
Nam Thái Bình Dương và gần bờ biển Nam Mỹ.
Hậu quả là mưa xảy ra nhiều hơn ở giữa Nam
Thái Bình Dương và Nam Mỹ nhưng mưa lại có rất ít có ở Đông Nam Á và bắc Úc.
El Nino, tiếng Tây Ban Nha có nghĩa là “bé trai” là từ do các ngư phủ ở bờ biển
Peru đặt tên cho hiện tượng này khi nước biển dọc Peru trở nên nóng ấm lạ
thường lúc gần Giáng Sinh (“bé trai” là chúa Giê Su lúc sanh ra đời). Trong
giai đoạn này, biển dọc Peru và Chile rất ít có cá và có nhiều mưa lũ xảy ra
dọc Nam Mỹ. Hiện tượng El Nino thường kéo dài khoảng gần 1 năm, sau đó trở
ngược lại tình trạng bình thường (được gọi là La Nina, “bé gái”). Chu kỳ tuần hoàn El Nino, La Nina lại tiếp tục tái
diển. Chu kỳ dao động này xảy ra với chu kỳ từ 2 đến 6 năm ở Nam Thái Bình
Dương vì thế được các nhà khoa học gọi là “Dao động phương Nam” (Southern
Oscillation). Hiện tượng dao động thời tiết này được gọi tắt là ENSO (El Nino
Southern Oscillation).
Khi hiện tượng El Nino xảy ra, áp
xuất không khí ở Tahiti (giữa Nam Thái Bình Dương) thấp hơn ở Darwin (bắc Úc). Khi có
La Nina, áp xuất ở Tahiti lại cao hơn. Nhà
khoa học Walker
đầu thế kỷ 20 đã khám phá ra điều này khi nghiên cứu so sánh các dữ kiện khí
tượng đo được ở hai nơi này trong nhiều năm qua các cơ quan khí tượng địa
phương. Chỉ số dao động phương nam (Southern Oscillation Index, SOI) là sự
khác biệt giữa áp xuất không khí ở Tahiti và Darwịn Chỉ số SOI sẽ là âm khi
có El Nino.
Hiện tượng El Nino lần cuối xảy ra là năm
1997/1998 với cường độ mạnh nhất (còn được gọi là ENSO của thế kỷ 20). Ở Đông
Nam Á, nạn hạn hán xảy ra ở nhiều nơi, kể cả Việt Nạm Hệ quả trầm trọng nhất
là ở Indonesia, gây ra nạn cháy rừng kéo dài cả tháng. Cũng trong năm
1997, ở thành phố Hồ Chí Minh nhiệt độ đạt kỷ lục cao nhất đến 40.6° C.
Ảnh hưởng khí hậu của hiện tượng El Nino không những ở vùng Đông Nam Á mà còn
thay đổi khí tượng ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia dọc bờ
Tây và Đông của Thái Bình Dương từ Úc, Nam Mỹ, bắc Mỹ đến Nhật Bản, Trung
Quốc. Trong khi ở Đông Nam Á và Úc có hạn hán thì ở Nam Mỹ mưa lũ, lụt
lội xảy ra trên mức bình thường.
Theo bản tường
trình của Nha Khí tượng, Thủy văn và Trung tâm nghiên cứu Môi trường, Giáo
dục và Phát triển ở Việt Nam cho thấy là hiện tượng El Nino vào năm 1997/1998
đã gây hạn hán và thiếu nước trầm trọng ở nhiều nơi. Đồng bằng sông Cửu
Long bị nước mặn lấn vào từ biển. Mực nước ở các đập thủy điện Hoà Bình,
Trị An, Thác Bà đã xuống đến mức báo động. Ước tính thiệt hại kinh tế(kể cả
nông nghiệp) là vào khoảng 5000 tỉ đồng Việt Nam. Ngoài ra trong những năm El
Nino, mặc dầu giông bảo ít xảy ra, nhưng nếu có thì cường độ sẽ mạnh
hơn. Thí dụ như trong năm El Nino 1997/1998, ở miền nam Việt nam, cơn
bảo lớn Linda đã xảy ra nhanh chóng và bất ngờ gây những thiệt hại nặng nề về
nhân mạng và kinh tế. Sản xuất nông nghiệp đã có bị ảnh hưởng nhưng
không hại bằng các thiệt hại kinh tế khác.
Bản tường trình của
Nha Khí tượng, nằm trong chương trình nghiên cứu hợp tác với các nước do Liên
Hiệp Quốc tổ chức (3), cũng đã đề nghị là các cơ quan ở Việt Nam như Bộ Nông
nghiệp, Bộ Khoa học và Môi trường, Bộ Kế hoạch, các công ty cung cấp điện
nước có liên hệ trực tiếp về hệ quả của hiện tượng El Nino nên đầu tư vào
nhân lực, tài nguyên, cũng như tăng cường sự hiểu biết và thông tin về El
Nino để có thể dự kiến, quản lý, đáp ứng có hiệu quả hơn trong giai đoạn có
El Nino.
Vì hiện tượng El
Nino là hiện tượng thiên nhiên có chu kỳ (như hiện tượng mùa mỗi năm), chúng
ta không thể nào ngăn chặn El Nino tái phát. Tuy nhiên chúng ta có thể
nghiên cứu để hiểu biết các nguyên tố, tác năng tạo thành El Nino và từ đó
tiên đoán khi nào El Nino trở lại và sửa soạn phòng ngừa hay giảm bớt những
hậu quả nghiêm trọng của nó. Giai đoạn El Nino năm 1997/1998, ước lượng thiệt
hại do ô nhiểm bụi cháy rừng là 9 tỉ đô la Mỹ từ thiệt hại nông nghiệp, y tế,
du lịch, vận chuyển giao thông và những hoạt động kinh tế khác. Với kinh
nghiệm trên, trong chương trình dự kiến phòng ngừa El Nino, tổ chức ASEAN đã
thành lập một Trung tâm chuyên ngành về khí tượng đặt ở Singapore để liên lạc
và điều hành với các bộ phận, cơ quan ở các nước Indonesia, Mã Lai, Brunei
trong sự thi hành lệnh cấm đốt lửa trong các tháng 6 đến tháng 9 trong năm El
Nino. Tổ chức ASEAN cũng đã thành lập các đội Liên quốc gia chống cháy
rừng.
Ở Việt Nam, dự án
phòng ngừa và chương trình quản lý khẩn cấp là do Nha Khí tượng và Thuỷ văn
điều hành với sự hợp tác của các chính quyền địa phương. Đã có những hội
thảo được tổ chức để rút ra các kinh nghiệm từ El Nino 1997/1998.
Hình 1. Các vùng bị ảnh
hưởng trực tiếp của hiện tượng El Nino
Sự hiểu biết khoa học về El Nino
Nghiên cứu về El
Nino lúc đầu không phát xuất từ hiện tượng này xảy ra ở Nam Mỹ mà tập trung ở
Ấn độ chú trọng vào sự thay đổi không khí qua gió, áp xuất khí quyển, nhiệt
độ không khí gây ra sự chậm trễ bất thường của gió mùa và mưa nhiệt đới ở
vùng Ấn độ dương. Sau này chúng ta mới biết là hai hiện tượng này đều có liên
quan với nhau và liên hệ chặc chẻ qua sự chuyển động và thay đổi nhiệt
độ nước biển ở Nam Thái Bình Dương. Năm 1887, gió mùa mang theo mưa nhiệt đới
đã đến trễ hay không đến được một số vùng ở Nam Á, gây ra nạn đói lớn trầm
trọng.
Vì tầm
quan trọng của gió mùa và mưa ở Ấn Độ, nghiên cứu về khí tượng của chúng đã
được đặt lên hàng đầu. Nhà toán học Gilbert Walker, xuất thân từ Cambridge,
đến Ấn Độ năm 1904 nhậm chức ở Cơ quan khí tượng (1). Ông bắt tay nghiên cứu
về khí tượng gió mùa dùng toán học trên cơ sở các dữ kiện khí tương. Trong
các năm của thập niên 1920 và 1930, dùng các dữ kiện từ các trạm khí tượng đo
được trong 40 năm dài, ông Walker đã phát hiện ra một sự dao động tuần hoàn,
mà ông gọi là dao động phương nam (Southern Oscillation).
Ông đã đặt ra một chỉ số gọi là chỉ số dao
động phương nam để biểu hiện hiện tượng này. Chỉ số này dựa vào một hệ thống
phương trình khá phức tạp dùng dữ kiện từ các trạm không những ở Thái bình
dương và Ấn độ dương mà còn ở các nơi khác như Phi châu và Nam Mỹ. Ông cho
rằng dùng chỉ số này, ta có thể tiên đoán được hiện tượng thời tiết về lâu
dài. Ông phát triển và dùng phương pháp toán học, gọi là tự tương quan
(autocorrelation), cho thấy một hệ thống tự nó có thể có một chuyển động tuần
hoàn. Phương trình Yule-Walker trong toán học hiện nay bắt nguồn từ công
trình nghiên cứu khí tượng gió mùa này của ông Walker. Sau này phương trình của chỉ số dao
động phương nam đã được đơn giản hoá bởi Willet và Bodurtha vào năm 1952 chỉ
dùng áp xuất khí quyển ở hai nơi, Darwin
(bắc Úc) và đảo Tahiti.
Trong các thập niên 1950 đến 1960, các nhà
khoa học đã ra sức tìm hiểu vì đâu gây ra sự tuần hoàn của dao động được thể
hiện bởi chỉ số trên. Sự liên hệ giữa đại dương và khí quyển là một mấu chốt
quan trọng qua nhiệt độ nước biển và áp xuất khí quyển ở các nơi khác nhau
gây ra sự chuyển động của gió mùa.
J. Bjerknes, nhà khí tượng học nổi tiếng
trong các thập niên từ 1950 đến 1980, cuối cùng đã thành công giải thích và
phát họa được một hình ảnh tổng thể gă‘n liền hiện tượng nước biển ấm
lúc có El Nino ở Đông Thái bình dương với sự thay đổi áp xuất, sự yếu đi của
gió mùa, và vũ lượng tăng cao ở Nam Mỹ khi chỉ số dao động phương Nam xuống
thấp. Khám phá của Bjerknes là một đột phá lớn trong khoa học khí tượng. Dùng
những dữ kiện thâu thập được trong năm địa chất quốc tế (International
Geophysical Year, IGY), ông nhận ra rằng nhiệt độ nước biển rất ấm ở đông
Thái bình dương trong thời kỳ El Nino 1957/1958 trùng hợp với giai đoạn âm
rất lớn của chỉ số dao động phương nam. Hai hiện tượng này thật ra có liên hệ
rất mật thiết và từ đó được cộng đồng khoa học gọi là ENSO (El Nino Southern
Oscillation). Ông Bjerknes đã đưa ra sự liên hệ giữa đại dương và khí quyển
qua sự lưu thông trực tiếp, mà ông gọi là sự lưu thông Walker (Walker
Circulation). Ông để ý rằng lúc La Nina (lúc nước biển Nam Mỹ còn lạnh),
không khí trên mặt nước biển lạnh ở đông Thái bình dương chuyển động về phía
tây đến vùng biển ấm ở tây Thái bình dương. Ở đấy không khí sẽ được hâm nóng
và bị ẩm cao trên mặt nước biển ấm. Vì thế không khí sẽ bốc lên cao gây ra
mưa và chuyển dộng trở lại phía đông ở độ cao. Sự lưu thông tuần hoàn này
cũng gây ra nước lạnh từ đáy sâu trồi lên ở đông Thái bình dương và làm nước
biển lạnh thêm và tiếp tục gây ra sự chuyển động của không khí và sự bắt đầu
của chu kỳ lưu thông Walker.
Khác với các đại dương khác, Thái Bình
Dương có một chiều ngang rất dài ở dọc xích đạo (dài gấp 2 lần chiều ngang
Đại Tây Dương), vì thế có thể mang đến một chuyển động cơ học tuần hoàn qua
sóng ngầm gây ra bởi gió mùa hay các cơn gió mạnh đôi khi xảy ra trong thời
gian dài khoảng 1 tháng ở các vùng dọc xích đạo trên Thái Bình Dương. Gió mùa
thổi dọc đường xích đạo từ hướng đông đến hướng tây. Vì thế ở Thái Bình
Dương, mực nước biển ở hướng tây cao hơn ở phía đông.
Khi gió hay gió mùa chấm dứt, sóng ngầm vẫn
tiếp tục chuyển động và thường phải mất 3 tháng để di chuyển qua hết chiều
dài rộng lớn của Thái Bình Dương. Khi sóng ngầm từ xa đến một vùng địa
phương, nhiệt độ nước biển vùng đó sẽ thay đổi làm môi sinh và thời tiết nơi
đó cũng phải thay đổi. Nhà hải dương học Klaus Wyertki ở Đại học Hawai trong
các năm 1970s đã khám phá ra sự liên hệ giữa hiện tượng ENSO và sư chuyển
động của dòng nước biển ở Thái bình dương. Khi sóng đến và phản hồi giữa hai
điểm, ta sẽ có sự thiết lập của một chu kỳ. Chu
kỳ này là El Nino và El Nina. Sóng ngầm rất dài này trong khoa học được gọi
là sóng Kevin và sóng Rossby. Sóng Kevin rất dài (khoảng 1000 km bề dài)
chuyển động qua đông mang nước ấm từ vùng nhiệt đới ở tây Thái bình dương.
Khi sóng Kevin đến Nam Mỹ, chúng phản hồi lại và thành sóng Rossby. Sóng
Rossby chuyển động trở lại phía tây và cuối cùng sẽ làm chấm dứt hiện tượng
El Nino.
Lượng nước biển ấm ở Thái Bình Dương rất
khổng lồ, nên khi vị trí của lượng nước biển ấm thay đổi, thì thời tiết chung
quanh vùng Thái Bình Dương sẽ thay đổi và có ảnh hưởng khắp thế giới. Thường
thì dòng nước lạnh Humbold chảy từ Nam cực lên dọc theo bờ biển Nam
Mỹ và lên gần đường xích đao. Vì thế nước lạnh từ đáy sâu trổi lên mang theo
nhiều sinh liệu và làm phong phú sinh sôi các loài sinh vật như cá ở tầng
nước ấm phía trên. Vì nước lạnh ở dưới trộn với nước ấm ở trên, nên nhiệt độ
nước biển ở Đông Thái Bình Dương thường thì lạnh hơn khoảng 2 hay 3 độ
celsius so với ở Tây Thái Bình Dương. Tuy nhiên khi hiện tượng El Nino xảy
ra, thì ngược lại nước biển ở Nam Mỹ sẽ nóng ấm hơn qua sự di chuyển của khối
nước ấm khổng lồ từ Tây Thái Bình Dương và từ xích đạo xuống phía Nam dọc Nam
Mỹ.
Tiên đoán hiện tượng El
Nino và dao động phương nam
Trong thập niên 1920s, khi ông Walker để ý rằng chỉ số dao động phương nam lúc cực âm
cũng là lúc mà hạn hán thường xảy ra ở Australia,
Indonesia,
Ấn độ và một phần ở Phi châu. Ông cũng cho rằng nó cũng liên hệ đến mùa đông
không lạnh lắm ở tây Canada.
Ông đã bị đồng nghiệp chỉ trích về sự tiên đoán qua một liên hệ quá xa này.
Hơn nữa thế kỷ sau này, chúng ta mới biết là ông thật sự đúng.
Khoa học ngày nay với các mô hình về sư tác
động giữa khí quyển và đại dương với đất liền, cộng với sự phát triển của máy
tính và dữ kiện lấy được từ các trạm khí tượng, tàu bè hay máy bay, đã cho
phép con người có thể tiên đoán dấu hiệu báo trước sự hình thành của El Nino
trong vòng 9 đến 12 tháng trước đó (2).
Trong đầu năm 2002, theo dự đoán của các cơ
quan chính phủ như National Ocean and Atmosphere Administration, NOAA (cơ quan
Quản lý Đại dương và khí quyển quốc gia ở Mỹ và các viện nghiên cứu như
Universities Consortium of Atmospheric Research, UCAR (Tổ hợp các đại học
nghiên cứu khí quyển) hay các tổ chức phi chính phủ như Center of Ocean, Land
and Atmosphere, COLA (Trung tâm nghiên cứu Đại dương, lục địa và khí quyển)
thì khoảng giữa năm 2002 đến đầu năm 2003, hiện tượng El Nino sẽ trở lại.
Theo tiên đoán vào
tháng 3/2002, thì đã có dấu hiệu hiện tượng El Nino xuất hiện ở thời kỳ đầu
qua các mô hình tiên đóan, nhiệt độ nước biển đo được ở Nam Thái bình dương
gần bờ biển Nam Mỹ đã tăng lên trên mức bình thường, và quan trọng hơn nữa là
chỉ số dao động Nam Thái Bình Dương (SOI) trong tháng 3/2002 đã đột ngột
xuống mức âm dưới zero.Tiên đoán là chỉ số SOI đa số sẽ ở mức âm cho đến cuối
năm hoặc đầu năm 2003 khi hiện tượng El Nino mạnh nhất và sau đó sẽ chấm
dứt. Nhưng cường độ thì không tiên đoán được. Kết quả là hiện tượng El
Nino 2002/2003 đã xảy ra có cường độ rất nhẹ so với các hiện tượng trước kia.
Hiện nay đã có những bước tiến lớn trong
ngành tiên đoán khí tượng, đặc biệt với hiện tượng ENSO, qua các dữ kiện thu
thập ở nhiều nơi và bằng nhiều phương pháp khác nhau và các mô hình rất chi
tiết và đầy đủ giữa sự liên hệ đại dương và khí quyển chạy trên những siêu máy
tính (supercomputer). Những tiên đoán này đã và sẽ giúp con người phù hợp và
thích ứng trong các hoạt động kinh tế với sự thay đổi thời tiết qua chu kỳ El
Nino dao động phương nam (ENSO) và giảm đi hệ quả tác hại của hiện tượng này
vào đời sống con người (2).
|
Khí hậu và
hiện tượng El Nino
Đầu tháng 8 năm
2004, cơ quan khí tượng Úc dự đoán là hiện tượng El Nino sẽ trở lại khoảng
cuối năm nay và nhiều nơi ở Úc, Indonesia sẽ bị khô hơn bình thường, nguy cơ
hạn hán có thể xảy ra. Ảnh hưởng của hiện tượng El Nino không chỉ giới hạn ở
trong vùng Indonesia,
Úc châu mà còn khắp nhiều nơi trên thế giới. Vì tầm quan trọng của hiện tượng
này trên khí hậu trái đất, nhiều nước trên thế giới đã và đang đầu tư tài
chánh và nhân lực rất nhiều để nghiên cứu, tìm hiểu nguyên do, hậu quả của El
Nino và tiên đoán sự hình thành của hiện tượng này.
Hiện tượng El Nino,
còn được gọi là Dao động phương Nam (Southern Oscillation) trong khí tượng
học, xuất hiện từ khi có sự thành hình của các lục địa châu Á, châu Mỹ và
biển Thái Bình Dương. Vì thế nó đã có từ lâu rồi. Tuy vậy hiện
tượng El Nino chỉ được biết rõ và nghiên cứu bắt đầu từ cuối thập niên 1960.
Người thổ dân Inca ở Nam Mỹ trong các thế kỷ trước đã áp dụng kiến thức về
hiện tượng này và thích ứng vào sinh hoạt canh nông. Khi chòm sao
Pleiades trong đêm vào tháng sáu trông rất rõ (kể cả các sao không sáng) thì
vài tháng sau từ lúc ấy sẽ có nhiều mưa. Ngược lại khi chúng bị mờ, hạn
hán thường xảy ra sau đó. Ngày nay ta biết rằng trong lúc có hiện tượng
El Nino, mây rất cao loại cirrus thường có trên dãy núi Andes, do các mưa bảo
từ xa ở phía đông Thái bình dương mang đến. Chính những mây này làm mờ
đi chòm sao Pleiades.
Hiện tượng El Nino bắt nguồn từ sự thay đổi
nhiệt độ nước biển ở Nam Thái Bình Dương dọc theo đường xích đạo từ Indonesia đến Peru (Nam Mỹ). Bình thường thì
gió mùa thổi từ Đông sang Tây với hệ quả là nhiệt độ nước biển gần Indonesia
thường cao hơn ở bờ biển Nam Mỹ và giữa Thái Bình Dương khoảng 40C.
Mực nước biển ở Indonesia
cũng cao hơn ở Peru
khoảng 0.5 mét. Như ta biết, ở vùng nước biển nóng ấm gần Indonesia,
nước bốc hơi lên tầng khí quyển và tuần hòa về phía Tây và Đông gây ra mưa
bình thường ở Đông Nam Á và bắc Úc. Hiện tượng El Nino xảy ra khi vùng nước
biển nóng ấm di chuyển xa khỏi Indonesia về phía Đông đến giữa
Nam Thái Bình Dương và gần bờ biển Nam Mỹ.
Hậu quả là mưa xảy ra nhiều hơn ở giữa Nam
Thái Bình Dương và Nam Mỹ nhưng mưa lại có rất ít có ở Đông Nam Á và bắc Úc.
El Nino, tiếng Tây Ban Nha có nghĩa là “bé trai” là từ do các ngư phủ ở bờ
biển Peru đặt tên cho hiện tượng này khi nước biển dọc Peru trở nên nóng ấm
lạ thường lúc gần Giáng Sinh (“bé trai” là chúa Giê Su lúc sanh ra đời).
Trong giai đoạn này, biển dọc Peru và Chile rất ít có cá và có nhiều mưa lũ
xảy ra dọc Nam Mỹ. Hiện tượng El Nino thường kéo dài khoảng gần 1 năm, sau đó
trở ngược lại tình trạng bình thường (được gọi là La Nina, “bé gái”). Chu kỳ tuần hoàn El Nino, La Nina lại tiếp tục tái
diển. Chu kỳ dao động này xảy ra với chu kỳ từ 2 đến 6 năm ở Nam Thái Bình
Dương vì thế được các nhà khoa học gọi là “Dao động phương Nam” (Southern
Oscillation). Hiện tượng dao động thời tiết này được gọi tắt là ENSO (El Nino
Southern Oscillation).
Khi hiện tượng El Nino xảy ra, áp
xuất không khí ở Tahiti (giữa Nam Thái Bình Dương) thấp hơn ở Darwin (bắc Úc). Khi có
La Nina, áp xuất ở Tahiti lại cao hơn. Nhà
khoa học Walker
đầu thế kỷ 20 đã khám phá ra điều này khi nghiên cứu so sánh các dữ kiện khí
tượng đo được ở hai nơi này trong nhiều năm qua các cơ quan khí tượng địa
phương. Chỉ số dao động phương nam (Southern Oscillation Index, SOI) là sự
khác biệt giữa áp xuất không khí ở Tahiti và Darwịn Chỉ số SOI sẽ là âm khi
có El Nino.
Hiện tượng El Nino lần cuối xảy ra là năm
1997/1998 với cường độ mạnh nhất (còn được gọi là ENSO của thế kỷ 20). Ở Đông
Nam Á, nạn hạn hán xảy ra ở nhiều nơi, kể cả Việt Nạm Hệ quả trầm trọng nhất
là ở Indonesia, gây ra nạn cháy rừng kéo dài cả tháng. Cũng trong năm
1997, ở thành phố Hồ Chí Minh nhiệt độ đạt kỷ lục cao nhất đến 40.6° C.
Ảnh hưởng khí hậu của hiện tượng El Nino không những ở vùng Đông Nam Á mà còn
thay đổi khí tượng ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia dọc bờ
Tây và Đông của Thái Bình Dương từ Úc, Nam Mỹ, bắc Mỹ đến Nhật Bản, Trung
Quốc. Trong khi ở Đông Nam Á và Úc có hạn hán thì ở Nam Mỹ mưa lũ, lụt
lội xảy ra trên mức bình thường.
Theo bản tường
trình của Nha Khí tượng, Thủy văn và Trung tâm nghiên cứu Môi trường, Giáo
dục và Phát triển ở Việt Nam cho thấy là hiện tượng El Nino vào năm 1997/1998
đã gây hạn hán và thiếu nước trầm trọng ở nhiều nơi. Đồng bằng sông Cửu
Long bị nước mặn lấn vào từ biển. Mực nước ở các đập thủy điện Hoà Bình,
Trị An, Thác Bà đã xuống đến mức báo động. Ước tính thiệt hại kinh tế(kể cả
nông nghiệp) là vào khoảng 5000 tỉ đồng Việt Nam. Ngoài ra trong những năm El
Nino, mặc dầu giông bảo ít xảy ra, nhưng nếu có thì cường độ sẽ mạnh
hơn. Thí dụ như trong năm El Nino 1997/1998, ở miền nam Việt nam, cơn
bảo lớn Linda đã xảy ra nhanh chóng và bất ngờ gây những thiệt hại nặng nề về
nhân mạng và kinh tế. Sản xuất nông nghiệp đã có bị ảnh hưởng nhưng
không hại bằng các thiệt hại kinh tế khác.
Bản tường trình của
Nha Khí tượng, nằm trong chương trình nghiên cứu hợp tác với các nước do Liên
Hiệp Quốc tổ chức (3), cũng đã đề nghị là các cơ quan ở Việt Nam như Bộ Nông
nghiệp, Bộ Khoa học và Môi trường, Bộ Kế hoạch, các công ty cung cấp điện
nước có liên hệ trực tiếp về hệ quả của hiện tượng El Nino nên đầu tư vào
nhân lực, tài nguyên, cũng như tăng cường sự hiểu biết và thông tin về El
Nino để có thể dự kiến, quản lý, đáp ứng có hiệu quả hơn trong giai đoạn có
El Nino.
Vì hiện tượng El
Nino là hiện tượng thiên nhiên có chu kỳ (như hiện tượng mùa mỗi năm), chúng
ta không thể nào ngăn chặn El Nino tái phát. Tuy nhiên chúng ta có thể
nghiên cứu để hiểu biết các nguyên tố, tác năng tạo thành El Nino và từ đó
tiên đoán khi nào El Nino trở lại và sửa soạn phòng ngừa hay giảm bớt những
hậu quả nghiêm trọng của nó. Giai đoạn El Nino năm 1997/1998, ước lượng thiệt
hại do ô nhiểm bụi cháy rừng là 9 tỉ đô la Mỹ từ thiệt hại nông nghiệp, y tế,
du lịch, vận chuyển giao thông và những hoạt động kinh tế khác. Với kinh
nghiệm trên, trong chương trình dự kiến phòng ngừa El Nino, tổ chức ASEAN đã
thành lập một Trung tâm chuyên ngành về khí tượng đặt ở Singapore để liên lạc
và điều hành với các bộ phận, cơ quan ở các nước Indonesia, Mã Lai, Brunei
trong sự thi hành lệnh cấm đốt lửa trong các tháng 6 đến tháng 9 trong năm El
Nino. Tổ chức ASEAN cũng đã thành lập các đội Liên quốc gia chống cháy
rừng.
Ở Việt Nam, dự án
phòng ngừa và chương trình quản lý khẩn cấp là do Nha Khí tượng và Thuỷ văn
điều hành với sự hợp tác của các chính quyền địa phương. Đã có những hội
thảo được tổ chức để rút ra các kinh nghiệm từ El Nino 1997/1998.
Hình 1. Các vùng bị ảnh
hưởng trực tiếp của hiện tượng El Nino
Sự hiểu biết khoa học về El Nino
Nghiên cứu về El
Nino lúc đầu không phát xuất từ hiện tượng này xảy ra ở Nam Mỹ mà tập trung ở
Ấn độ chú trọng vào sự thay đổi không khí qua gió, áp xuất khí quyển, nhiệt
độ không khí gây ra sự chậm trễ bất thường của gió mùa và mưa nhiệt đới ở
vùng Ấn độ dương. Sau này chúng ta mới biết là hai hiện tượng này đều có liên
quan với nhau và liên hệ chặc chẻ qua sự chuyển động và thay đổi nhiệt
độ nước biển ở Nam Thái Bình Dương. Năm 1887, gió mùa mang theo mưa nhiệt đới
đã đến trễ hay không đến được một số vùng ở Nam Á, gây ra nạn đói lớn trầm
trọng.
Vì tầm
quan trọng của gió mùa và mưa ở Ấn Độ, nghiên cứu về khí tượng của chúng đã
được đặt lên hàng đầu. Nhà toán học Gilbert Walker, xuất thân từ Cambridge,
đến Ấn Độ năm 1904 nhậm chức ở Cơ quan khí tượng (1). Ông bắt tay nghiên cứu
về khí tượng gió mùa dùng toán học trên cơ sở các dữ kiện khí tương. Trong
các năm của thập niên 1920 và 1930, dùng các dữ kiện từ các trạm khí tượng đo
được trong 40 năm dài, ông Walker đã phát hiện ra một sự dao động tuần hoàn,
mà ông gọi là dao động phương nam (Southern Oscillation).
Ông đã đặt ra một chỉ số gọi là chỉ số dao
động phương nam để biểu hiện hiện tượng này. Chỉ số này dựa vào một hệ thống
phương trình khá phức tạp dùng dữ kiện từ các trạm không những ở Thái bình
dương và Ấn độ dương mà còn ở các nơi khác như Phi châu và Nam Mỹ. Ông cho
rằng dùng chỉ số này, ta có thể tiên đoán được hiện tượng thời tiết về lâu
dài. Ông phát triển và dùng phương pháp toán học, gọi là tự tương quan
(autocorrelation), cho thấy một hệ thống tự nó có thể có một chuyển động tuần
hoàn. Phương trình Yule-Walker trong toán học hiện nay bắt nguồn từ công trình
nghiên cứu khí tượng gió mùa này của ông Walker. Sau này phương trình của chỉ số dao
động phương nam đã được đơn giản hoá bởi Willet và Bodurtha vào năm 1952 chỉ
dùng áp xuất khí quyển ở hai nơi, Darwin
(bắc Úc) và đảo Tahiti.
Trong các thập niên 1950 đến 1960, các nhà
khoa học đã ra sức tìm hiểu vì đâu gây ra sự tuần hoàn của dao động được thể
hiện bởi chỉ số trên. Sự liên hệ giữa đại dương và khí quyển là một mấu chốt
quan trọng qua nhiệt độ nước biển và áp xuất khí quyển ở các nơi khác nhau
gây ra sự chuyển động của gió mùa.
J. Bjerknes, nhà khí tượng học nổi tiếng
trong các thập niên từ 1950 đến 1980, cuối cùng đã thành công giải thích và
phát họa được một hình ảnh tổng thể gă‘n liền hiện tượng nước biển ấm
lúc có El Nino ở Đông Thái bình dương với sự thay đổi áp xuất, sự yếu đi của
gió mùa, và vũ lượng tăng cao ở Nam Mỹ khi chỉ số dao động phương Nam xuống
thấp. Khám phá của Bjerknes là một đột phá lớn trong khoa học khí tượng. Dùng
những dữ kiện thâu thập được trong năm địa chất quốc tế (International
Geophysical Year, IGY), ông nhận ra rằng nhiệt độ nước biển rất ấm ở đông
Thái bình dương trong thời kỳ El Nino 1957/1958 trùng hợp với giai đoạn âm
rất lớn của chỉ số dao động phương nam. Hai hiện tượng này thật ra có liên hệ
rất mật thiết và từ đó được cộng đồng khoa học gọi là ENSO (El Nino Southern
Oscillation). Ông Bjerknes đã đưa ra sự liên hệ giữa đại dương và khí quyển
qua sự lưu thông trực tiếp, mà ông gọi là sự lưu thông Walker (Walker
Circulation). Ông để ý rằng lúc La Nina (lúc nước biển Nam Mỹ còn lạnh),
không khí trên mặt nước biển lạnh ở đông Thái bình dương chuyển động về phía
tây đến vùng biển ấm ở tây Thái bình dương. Ở đấy không khí sẽ được hâm nóng
và bị ẩm cao trên mặt nước biển ấm. Vì thế không khí sẽ bốc lên cao gây ra
mưa và chuyển dộng trở lại phía đông ở độ cao. Sự lưu thông tuần hoàn này
cũng gây ra nước lạnh từ đáy sâu trồi lên ở đông Thái bình dương và làm nước
biển lạnh thêm và tiếp tục gây ra sự chuyển động của không khí và sự bắt đầu
của chu kỳ lưu thông Walker.
Khác với các đại dương khác, Thái Bình
Dương có một chiều ngang rất dài ở dọc xích đạo (dài gấp 2 lần chiều ngang
Đại Tây Dương), vì thế có thể mang đến một chuyển động cơ học tuần hoàn qua
sóng ngầm gây ra bởi gió mùa hay các cơn gió mạnh đôi khi xảy ra trong thời
gian dài khoảng 1 tháng ở các vùng dọc xích đạo trên Thái Bình Dương. Gió mùa
thổi dọc đường xích đạo từ hướng đông đến hướng tây. Vì thế ở Thái Bình
Dương, mực nước biển ở hướng tây cao hơn ở phía đông.
Khi gió hay gió mùa chấm dứt, sóng ngầm vẫn
tiếp tục chuyển động và thường phải mất 3 tháng để di chuyển qua hết chiều
dài rộng lớn của Thái Bình Dương. Khi sóng ngầm từ xa đến một vùng địa
phương, nhiệt độ nước biển vùng đó sẽ thay đổi làm môi sinh và thời tiết nơi
đó cũng phải thay đổi. Nhà hải dương học Klaus Wyertki ở Đại học Hawai trong
các năm 1970s đã khám phá ra sự liên hệ giữa hiện tượng ENSO và sư chuyển
động của dòng nước biển ở Thái bình dương. Khi sóng đến và phản hồi giữa hai
điểm, ta sẽ có sự thiết lập của một chu kỳ. Chu
kỳ này là El Nino và El Nina. Sóng ngầm rất dài này trong khoa học được gọi
là sóng Kevin và sóng Rossby. Sóng Kevin rất dài (khoảng 1000 km bề dài)
chuyển động qua đông mang nước ấm từ vùng nhiệt đới ở tây Thái bình dương.
Khi sóng Kevin đến Nam Mỹ, chúng phản hồi lại và thành sóng Rossby. Sóng
Rossby chuyển động trở lại phía tây và cuối cùng sẽ làm chấm dứt hiện tượng
El Nino.
Lượng nước biển ấm ở Thái Bình Dương rất
khổng lồ, nên khi vị trí của lượng nước biển ấm thay đổi, thì thời tiết chung
quanh vùng Thái Bình Dương sẽ thay đổi và có ảnh hưởng khắp thế giới. Thường
thì dòng nước lạnh Humbold chảy từ Nam cực lên dọc theo bờ biển Nam
Mỹ và lên gần đường xích đao. Vì thế nước lạnh từ đáy sâu trổi lên mang theo
nhiều sinh liệu và làm phong phú sinh sôi các loài sinh vật như cá ở tầng
nước ấm phía trên. Vì nước lạnh ở dưới trộn với nước ấm ở trên, nên nhiệt độ
nước biển ở Đông Thái Bình Dương thường thì lạnh hơn khoảng 2 hay 3 độ
celsius so với ở Tây Thái Bình Dương. Tuy nhiên khi hiện tượng El Nino xảy
ra, thì ngược lại nước biển ở Nam Mỹ sẽ nóng ấm hơn qua sự di chuyển của khối
nước ấm khổng lồ từ Tây Thái Bình Dương và từ xích đạo xuống phía Nam dọc Nam
Mỹ.
Tiên đoán hiện tượng El
Nino và dao động phương nam
Trong thập niên 1920s, khi ông Walker để ý rằng chỉ số dao động phương nam lúc cực âm
cũng là lúc mà hạn hán thường xảy ra ở Australia,
Indonesia,
Ấn độ và một phần ở Phi châu. Ông cũng cho rằng nó cũng liên hệ đến mùa đông
không lạnh lắm ở tây Canada.
Ông đã bị đồng nghiệp chỉ trích về sự tiên đoán qua một liên hệ quá xa này.
Hơn nữa thế kỷ sau này, chúng ta mới biết là ông thật sự đúng.
Khoa học ngày nay với các mô hình về sư tác
động giữa khí quyển và đại dương với đất liền, cộng với sự phát triển của máy
tính và dữ kiện lấy được từ các trạm khí tượng, tàu bè hay máy bay, đã cho
phép con người có thể tiên đoán dấu hiệu báo trước sự hình thành của El Nino
trong vòng 9 đến 12 tháng trước đó (2).
Trong đầu năm 2002, theo dự đoán của các cơ
quan chính phủ như National Ocean and Atmosphere Administration, NOAA (cơ
quan Quản lý Đại dương và khí quyển quốc gia ở Mỹ và các viện nghiên cứu như
Universities Consortium of Atmospheric Research, UCAR (Tổ hợp các đại học
nghiên cứu khí quyển) hay các tổ chức phi chính phủ như Center of Ocean, Land
and Atmosphere, COLA (Trung tâm nghiên cứu Đại dương, lục địa và khí quyển)
thì khoảng giữa năm 2002 đến đầu năm 2003, hiện tượng El Nino sẽ trở lại.
Theo tiên đoán vào
tháng 3/2002, thì đã có dấu hiệu hiện tượng El Nino xuất hiện ở thời kỳ đầu
qua các mô hình tiên đóan, nhiệt độ nước biển đo được ở Nam Thái bình dương
gần bờ biển Nam Mỹ đã tăng lên trên mức bình thường, và quan trọng hơn nữa là
chỉ số dao động Nam Thái Bình Dương (SOI) trong tháng 3/2002 đã đột ngột
xuống mức âm dưới zero.Tiên đoán là chỉ số SOI đa số sẽ ở mức âm cho đến cuối
năm hoặc đầu năm 2003 khi hiện tượng El Nino mạnh nhất và sau đó sẽ chấm
dứt. Nhưng cường độ thì không tiên đoán được. Kết quả là hiện tượng El
Nino 2002/2003 đã xảy ra có cường độ rất nhẹ so với các hiện tượng trước kia.
Hiện nay đã có những bước tiến lớn trong
ngành tiên đoán khí tượng, đặc biệt với hiện tượng ENSO, qua các dữ kiện thu
thập ở nhiều nơi và bằng nhiều phương pháp khác nhau và các mô hình rất chi
tiết và đầy đủ giữa sự liên hệ đại dương và khí quyển chạy trên những siêu
máy tính (supercomputer). Những tiên đoán này đã và sẽ giúp con người phù hợp
và thích ứng trong các hoạt động kinh tế với sự thay đổi thời tiết qua chu kỳ
El Nino dao động phương nam (ENSO) và giảm đi hệ quả tác hại của hiện tượng
này vào đời sống con người (2).
|
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét