Một nghiên cứu mới do các nhà khoa học đại học Columbia thực hiện cho thấy việc gắn lỗ thủng tầng ô-zôn, dự định tiến hành vào nửa sau của thế kỉ 21, có thể gây ra ảnh hưởng lớn đối với hiện tượng thay đổi khí hậu tại bán cầu nam, dẫn đến thay đổi khí hậu toàn cầu. Nghiên cứu được công bố trên số ra ngày 13 tháng 6 tờ Science.
Tầng ô-zôn của trái đất nằm ở tầng bình lưu thấp, ngay phía trên tầng đối lưu (bắt đầu từ bề mặt trái đất lên cao khoảng 12 km) đón nhận các tia cực tím có hại từ mặt trời. Cho đến cuối thế kỉ trước, việc sử dụng trên diện rộng các dụng cụ gia đình và bình phun thương mại có chứa chlorofluorocarbons (CFC) – loại hợp chất không bền được đưa vào tầng bình lưu – khiến cho tầng ô-zôn bị hủy hoại nhanh chóng. Theo Hiệp ước Montreal với sự tham gia của 191 quốc gia, các sản phẩm thải CFC đã bị loại bỏ vào năm 1996 trên toàn thế giới. Quan sát trong vài năm vừa qua cho thấy sự suy thoái tầng ô-zôn đã bị ngăn chặn trên diện rộng có khả năng phục hồi hoàn toàn. Theo nghiên cứu mới, biến đổi khí hậu ở bán cầu nam cũng sẽ có khả năng phục hồi. Đây là kết quả hiển nhiên của Hiệp ước Montreal – hiệp ước quốc tế được coi là thành công nhất cho đến nay, đồng thời chứng minh rằng các hiệp định quốc tế có thể mang lại những thay đổi tích cực tới hệ thống khí hậu toàn cầu.
Seok-Woo Son – tác giả chính của nghiên cứu đồng thời là nhà khoa học kiêm nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ thuộc trường Kiến tạo và khoa học ứng dụng Fu (Fu Foundation School of Engineering and Applied Science – SEAS) tại Columbia – cho biết: “Kết quả của chúng tôi cho thấy tầng ô-zôn thuộc tầng bình lưu có vai trò rất quan trọng đối với biến đổi khí hậu bán cầu Nam, chúng ta cần phải cân nhắc kĩ về tầng ô-zôn trong nhóm tích hợp mô hình IPCC tiếp theo”.
Antarctica, Trạm Nam Cực. Mô hình khí hậu hóa học sử dụng trong dự án Đánh giá tầng ô-zôn năm 2006 dự đoán lỗ thủng tầng ô-zôn sẽ được hồi phục hoàn toàn vào nửa sau của thế kỉ 21; điều này có thể gây ra tác động lớn đối với các luồng gió trên bề mặt trái đất, xét theo khía cạnh khác của khí hậu trái đất, tác động này bao hàm cả nhiệt độ bề mặt, vị trí cơn bão, phạm vi các vùng khô hạn, lượng băng trên biển và cả chu trình đại dương. (Ảnh: Trung tá hải quân John Bortniak, NOAA Corps) |
Nhóm gồm 10 nhà khoa học đã tiến hành so sánh kết quả từ hai nhóm mô hình khí hậu được Cơ quan khí tượng thế giới xuất bản năm 2006. Nhóm mô hình đầu tiên được Báo cáo đánh giá thứ 4 của Ủy ban liên chính phủ về Thay đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) sử dụng, nhóm thứ hai từ Đánh giá khoa học về Suy giảm tầng ô-zôn. Tuy nhiên mô hình khí hậu hóa học sử dụng trong dự án Đánh giá tầng ô-zôn năm 2006 lại dự đoán rằng lỗ thủng tầng ô-zôn sẽ được hồi phục hoàn toàn vào nửa sau của thế kỉ 21; điều này có thể gây ra tác động lớn đối với các luồng gió trên bề mặt trái đất, xét theo khía cạnh khác của khí hậu trái đất, tác động này bao hàm cả nhiệt độ bề mặt, vị trí cơn bão, phạm vi các vùng khô hạn, lượng băng trên biển và cả chu trình đại dương.
Trong mấy thập kỉ vừa qua, luồng gió tầng đối lưu ở bán cầu Nam thổi gần hơn về cực nam của trái đất do tác động của lượng khí nhà kính tăng lên cũng như tầng ô-zôn suy giảm. Thay đổi này có tác động trên diện rộng đối với khí hậu của trái đất. Mô hình IPCC dự đoán ảnh hưởng sẽ còn tiếp tục mặc dù diễn ra với nhịp độ chậm. Ngược lại, mô hình khí hậu hóa học lại cho rằng việc hồi phục tầng ô-zôn vốn bị mô hình IPCC phớt lờ - sẽ khiến luồng gió đối lưu tại bán cầu Nam thổi chậm lại ở vĩ độ cao, chuyển hướng tới xích đạo có khả năng làm đảo ngược chiều hướng biến đổi khí hậu tại đây.
Lorenzo M. Polvani – chuyên viên điều tra chính đồng thời là giáo sư vật lý và toán học ứng dụng tại SEAS – cho biết: “Chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện thấy việc hàn gắn lỗ thủng tầng ô-zôn dự định tiến hành vào khoảng 50 năm nữa lại có tác động lớn đối với khí hậu toàn cầu. Đó là vì tầng ô-zôn bình lưu chưa được tính toán đến với vai trò chủ đạo trong hệ thống khí hậu”.
Polvani và Son nói rõ cần phải thực hiện thêm nhiều nghiên cứu để minh chứng cho kết quả của họ và để hiểu đầy đủ về tác động của việc phục hồi hoàn toàn tầng ô-zôn đến thay đổi khí hậu trên hành tinh chúng ta. Trong khi các nghiên cứu trước cho thấy phục hồi lỗ thủng tầng ô-zôn có thể làm nhiệt độ ở Nam Cực tăng lên, hiện tại vẫn còn nhiều việc cần phải tiến hành. Ví dụ, mô hình khí hậu hóa học sử dụng trong Báo cáo đánh giá tầng ô-zôn năm 2006 không bao hàm chu trình đại dương đầy đủ có ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt trái đất. Mối liên quan giữa lỗ thủng tầng ô-zôn được phục hồi, lượng khí nhà kính phát thải tăng lên, các dòng chảy đại dương cùng các thành phần khác của hệ thống khí hậu vẫn cần phải được nghiên cứu để hiểu rõ hơn về thay đổi khí hậu trái đất trong tương lai.
Ngoài Polvani và Son, nghiên cứu còn có sự tham gia của Johns Hopkins (Baltimore, MD), Viện nghiên cứu môi trường quốc gia (Tsukuba, Nhật Bản), Trung tâm nghiên cứu khí quyển quốc gia (Boulder, CO), Trung tâm vũ trụ NASA Goddard Space Flight Center (Greenbelt), Viện khoa học khí hậu và khí quyển tại ETH (Zurich, Thụy Sĩ), Cơ quan quan sát khí tượng tự nhiên (Davos, Thụy Sĩ), Đại học Toronto (Toronto, Canada) và Viện nghiên cứu khí tượng (Tsukuba, Nhật Bản).