Dự đoán về khí hậu toàn cầu trong tương lai

Các nhà khoa học cùng Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) đã tiến hành nhiều nghiên cứu khoa học khác nhau, cho chúng ta biết rằng trong 100 năm qua, nhiệt độ không khí bề mặt thế giới tăng trung bình 0,6 °C (1,1 °F) do đốt nhiên liệu hóa thạch thải ra carbon dioxide và các khí nhà kính khác vào khí quyển. Điều này nghe có vẻ không có nhiều thay đổi, nhưng dù chỉ một độ cũng có thể tác động đến Trái đất theo nhiều cách. Các mô hình khí hậu dự đoán rằng nhiệt độ trung bình toàn cầu của Trái đất sẽ tăng và thêm 4 °C (7,2 °F) trong Thế kỷ 21 nếu mức khí nhà kính tiếp tục tăng. Nhưng với hành động nhanh chóng để giảm phát thải khí nhà kính, các mô hình dự đoán rằng nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ chỉ tăng thêm 1 °C (1,8 °F).

Dự báo tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu được dự báo sẽ tác động khác nhau đến các khu vực. Ví dụ, sự gia tăng nhiệt độ dự kiến ​​sẽ lớn hơn trên đất liền so với trên đại dương và lớn hơn ở vĩ độ cao hơn ở vùng nhiệt đới và vĩ độ trung bình. Nhiệt độ ấm hơn sẽ gây ra (và đang gây ra) những thay đổi đối với các khía cạnh khác của khí hậu – chẳng hạn như mưa, tuyết và mây. Chúng cũng gây ra những thay đổi đối với đại dương, sự sống, băng và tất cả các phần khác của hệ thống Trái đất.

Thay đổi lượng mưa

Nhiệt độ trung bình toàn cầu ấm hơn sẽ khiến chu trình nước “tăng tốc” do tốc độ bốc hơi cao hơn. Nhiều hơi nước trong khí quyển sẽ dẫn đến lượng mưa nhiều hơn. Lượng mưa trung bình toàn cầu tăng từ 1% đến 3% cho mỗi mức độ ấm lên, có nghĩa là chúng ta đang nhìn vào một tương lai với nhiều mưa và tuyết hơn, và nguy cơ lũ lụt cao hơn ở một số khu vực. Đến năm 2100, lượng mưa sẽ tăng ít nhất 1% với mức tăng có thể lên đến 12%. Tuy nhiên, những thay đổi về lượng mưa sẽ không được phân bố đều. Một số vị trí sẽ nhận được nhiều hơn và những vị trí khác sẽ thấy ít hơn .

Băng tuyết tan chảy

Khi khí hậu ấm lên, tuyết và băng tan. Các chuyên gia dự đoán rằng sự tan chảy của các sông băng, tảng băng và băng tuyết khác trên đất liền vào mùa hè sẽ tiếp tục lớn hơn lượng mưa rơi vào mùa đông, có nghĩa là tổng lượng băng tuyết sẽ giảm. trên hành tinh. Trong hơn 100 năm qua, các sông băng trên núi ở tất cả các khu vực trên thế giới đã giảm kích thước và lượng băng vĩnh cửu ở Bắc Cực cũng vậy. Băng ở Greenland cũng đang tan nhanh hơn. Lượng băng biển (nước biển đóng băng) trôi nổi ở Bắc Băng Dương và xung quanh Nam Cực dự kiến ​​sẽ giảm. Độ dày mùa hè của băng biển ở Bắc Cực bằng khoảng một nửa so với năm 1950. Băng biển ở Bắc Cực đang tan chảy nhanh hơn biển băng ở Nam Cực. Băng tan cũng có thể dẫn đến những thay đổi trong lưu thông đại dương. Mặc dù có một số điều không chắc chắn về lượng băng tan, mùa hè ở Bắc Băng Dương có thể sẽ không có băng vào cuối thế kỷ này.

Nước biển dâng

Khí hậu ấm hơn làm cho mực nước biển dâng lên thông qua hai cơ chế:

• Sông băng tan chảy và các tảng băng (băng trên đất liền) bổ sung nước vào các đại dương, nâng cao mực nước biển
• Nước biển mở rộng khi nó ấm lên, làm tăng thể tích của nó và do đó cũng nâng cao mực nước biển. Trong thế kỷ 20, mực nước biển tăng khoảng 10 đến 20 cm (4 đến 8 inch). Sự giãn nở nhiệt và băng tan đều đóng góp khoảng một nửa sự gia tăng, mặc dù có một số sự không chắc chắn về độ lớn chính xác của sự đóng góp từ mỗi nguồn. Vào năm 2100, các mô hình dự đoán mực nước biển sẽ tăng từ 30 đến 100 cm (12 đến 39 inch), đe dọa các cộng đồng ven biển, đất ngập nước và các rạn san hô. Mức độ dâng chính xác của mực nước biển phụ thuộc vào mức độ chúng ta có thể làm giảm lượng khí hậu nóng lên.

Nước biển có tính axit

Các đại dương trên Trái đất được dự đoán sẽ hoạt động như một vùng đệm chống lại biến đổi khí hậu bằng cách hấp thụ một phần nhiệt dư thừa và carbon dioxide từ khí quyển. Đây là một tin tốt trong ngắn hạn, nhưng về lâu dài sẽ có nhiều vấn đề hơn. Khí cacbonic kết hợp với nước biển tạo thành axit cacbonic yếu. Các nhà khoa học tin rằng quá trình này đã làm giảm độ pH của các đại dương khoảng 0,1 độ pH kể từ thời tiền công nghiệp. Dự kiến ​​sẽ axit hóa thêm từ 0,14 đến 0,35 độ pH vào năm 2100. Độ axit cao hơn trong đại dương gây ra các vấn đề đối với các rạn san hô và các sinh vật biển khác.

Các thay đổi đối với dòng hải lưu

Các dòng hải lưu quy mô lớn được gọi là hoàn lưu đường nhiệt, được thúc đẩy bởi sự khác biệt về độ mặn và nhiệt độ, cũng có thể bị gián đoạn khi khí hậu ấm lên. Những thay đổi về lượng mưa và dòng nước ngọt chảy vào các đại dương do băng tan có thể làm thay đổi độ mặn. Thay đổi độ mặn, cùng với nhiệt độ nước tăng, có thể làm gián đoạn các dòng chảy. Trong một trường hợp cực đoan, tuần hoàn đường nhiệt có thể bị gián đoạn hoặc thậm chí ngừng hoạt động ở một số khu vực của đại dương, điều này có thể gây ra những ảnh hưởng lớn đến khí hậu.

Thay đổi thời tiết khắc nghiệt

Một số nhà khoa học khí hậu tin rằng các cơn bão, cuồng phong và các xoáy thuận nhiệt đới khác sẽ thay đổi do hiện tượng ấm lên toàn cầu. Nước ấm trên bề mặt đại dương cung cấp năng lượng thúc đẩy những cơn bão lớn này. Các đại dương ấm hơn trong tương lai được cho là có thể gây ra cường độ các cơn bão như vậy. Mặc dù có thể không có nhiều xoáy thuận nhiệt đới trên toàn thế giới trong tương lai, nhưng một số nhà khoa học tin rằng sẽ có tỷ lệ các cơn bão mạnh nhất và có sức hủy diệt cao hơn. Một số nhà khoa học tin rằng chúng ta đã thấy bằng chứng cho sự gia tăng số lượng các cơn bão mạnh nhất. Những người khác ít bị thuyết phục hơn.

Thay đổi các đám mây

Các đám mây là một chút hoang dã trong các mô hình khí hậu toàn cầu. Nhiệt độ toàn cầu ấm hơn tạo ra tốc độ bay hơi tổng thể nhanh hơn, dẫn đến nhiều hơi nước hơn trong khí quyển … và nhiều mây hơn. Các loại mây khác nhau tại các địa điểm khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến khí hậu. Một số làm bóng mát Trái đất, làm mát khí hậu. Những người khác tăng cường hiệu ứng nhà kính bằng hơi nước và giọt nước giữ nhiệt của chúng. Các nhà khoa học kỳ vọng một thế giới ấm hơn sẽ trở thành một thế giới nhiều mây hơn, nhưng vẫn chưa chắc chắn rằng lượng mây tăng lên sẽ ăn ngược vào hệ thống khí hậu như thế nào. Mô hình hóa ảnh hưởng của các đám mây trong hệ thống khí hậu là một lĩnh vực nghiên cứu khoa học tích cực.

Rủi ro đối với sinh vật biển

Hệ sinh thái đại dương sẽ thay đổi khi nhiệt độ bề mặt biển tiếp tục ấm lên. Các loài động vật như cá có thể di chuyển đến các hệ sinh thái khác có nước mát hơn ở vĩ độ cao hơn. Nhưng nhiều sinh vật biển – như tảo bẹ và san hô – không thể bơi ở nơi khác có nguy cơ cao. Nước ấm hơn ở các đại dương nông đã góp phần làm chết khoảng một phần tư các rạn san hô trên thế giới trong vài thập kỷ qua. Nhiều loài động vật san hô đã chết sau khi bị suy yếu bởi quá trình tẩy trắng, một quá trình gắn liền với vùng nước ấm.

Rủi ro đối với cuộc sống trên cạn

Những thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa và thời gian theo mùa sẽ làm thay đổi phạm vi địa lý của nhiều loại thực vật và động vật. Vì các loài chỉ có thể tồn tại nếu chúng ở trong một môi trường sống phù hợp với nhu cầu của chúng, nên nhiều loài sẽ đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng nếu phạm vi địa lý nơi chúng có thể tồn tại bị thu hẹp lại. Nếu sự ấm lên được giữ ở 2 ° C, 18% côn trùng, 16% thực vật và 8% động vật có xương sống được dự đoán sẽ mất hơn một nửa phạm vi địa lý của chúng. Tuy nhiên, nếu chúng ta có thể giữ nhiệt độ ở mức 1,5 ° C, việc mất môi trường sống đối với côn trùng, thực vật và động vật có xương sống sẽ giảm đi khoảng một nửa. Mặt khác, phạm vi của một số loài, chẳng hạn như muỗi mang các loại bệnh khác nhau, có thể tăng lên do khí hậu ấm lên. Nhiệt độ bề mặt ấm lên cũng được dự đoán sẽ làm tăng tần suất của các đợt nắng nóng và hạn hán, có thể ảnh hưởng đến sản xuất cây trồng,

Thay đổi đột ngột cũng có thể xảy ra do khí hậu ấm lên

Một số thay đổi của khí hậu diễn ra từ từ và có thể dự đoán được, trong khi những thay đổi khác đột ngột hơn và khó lường trước. Cái sau thường được gọi là “điểm tới hạn”. Điểm tới hạn là một sự thay đổi lớn, đột ngột, không thể dễ dàng dừng lại vào phút cuối, ngay cả khi áp dụng các biện pháp quyết liệt. Các điểm giới hạn có thể có bao gồm:

Sự sụp đổ của các tảng băng lớn ở Greenland và Nam Cực

Quá trình tan chảy của những tảng băng này là một quá trình liên tục. Tuy nhiên, có những dấu hiệu cho thấy sự tan chảy vừa phải có thể tăng tốc trở thành tình trạng chạy trốn dẫn đến mất một lượng lớn băng tương đối đột ngột. Sự sụp đổ như vậy có thể dẫn đến những thay đổi mạnh mẽ về mực nước biển và cũng có thể ảnh hưởng đến lưu thông đại dương.

Sự gián đoạn của tuần hoàn nhiệt

Nếu hoàn lưu của đại dương thay đổi đáng kể hoặc thậm chí đóng cửa hoàn toàn, sự truyền nhiệt trong hệ thống khí hậu sẽ bị thay đổi theo một cách rất lớn.

Sự giải phóng khí mêtan đột ngột

Nếu khí methane gây hiệu ứng nhà kính mạnh được giải phóng nhanh chóng từ các kho chứa của nó trong lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực và các lớp đá đặc biệt bên dưới đáy biển (được gọi là methane hydrat hoặc clathrates), tốc độ ấm lên sẽ tăng lên. Việc giải phóng khí mêtan sẽ tạo ra một vòng phản hồi về sự gia tăng sự nóng lên của nhà kính bởi khí mêtan, thúc đẩy phát thải khí mêtan nhiều hơn. Một số nhà khoa học nghi ngờ rằng sự gia tăng đột ngột của khí mê-tan có thể đã đóng một vai trò nào đó trong các sự kiện tuyệt chủng lớn trong quá khứ.

Đại dương hấp thụ carbon

Ngày nay, đại dương đang hấp thụ CO2 mà nếu không sẽ tồn tại trong bầu khí quyển. Đến một lúc nào đó, nước biển sẽ bão hòa CO2 và không thể hấp thụ thêm nữa. Tại thời điểm đó, tất cả khí thải CO2 do con người tạo ra sẽ đổ bộ vào bầu khí quyển, làm tăng tốc độ nóng lên của nhà kính. Quá trình axit hóa các đại dương cũng có thể làm gián đoạn các sinh vật biển, khiến các sinh vật phù du quang hợp không thể chống chọi lại được, khiến chúng không thể loại bỏ CO2 từ không khí. Vỏ của nhiều loại sinh vật biển có thể bắt đầu tan ra khi có các đại dương có tính axit, giải phóng carbon tích trữ trong vỏ trở lại môi trường.

Không có điểm nào trong số này được coi là rất có thể xảy ra trong vài thập kỷ tới. Tuy nhiên, hậu quả của bất kỳ hậu quả nào trong số chúng đều rất nghiêm trọng và thực tế là chúng ta không thể rút lui khỏi chúng một khi chúng đã bắt đầu hoạt động là một vấn đề rất khó khăn, vì vậy chúng ta phải ghi nhớ chúng khi đánh giá các rủi ro tổng thể liên quan đến biến đổi khí hậu.

Nguồn: scied.ucar.edu