Dao động Bắc Đại Tây Dương (NAO) và tín hiệu từ tương lai: Khi sai lệch mô hình che khuất rủi ro cực đoan khí hậu

Trích Cồ

15-04-2025

As time passes, news about the now hotter Earth buzzes through the bird village. Those kingfishers residing along the banks of the Red River often report drying riverbeds and skinny fish. As Kingfisher casts his gaze upon the events that have unfolded, he can’t help but feel a sense of unease creeping up within him.

Trích “GHG Emissions”; Wild Wise Weird [1]

Dao động Bắc Đại Tây Dương (North Atlantic Oscillation – NAO) là hệ thống áp suất khí quyển chủ chốt ảnh hưởng đến thời tiết mùa đông ở châu Âu và Bắc Mỹ. Theo một nghiên cứu mới của Smith và cộng sự [4], NAO có thể tăng cường mạnh mẽ vào cuối thế kỷ 21 nếu khí thải nhà kính (GHG) không được giảm thiểu đáng kể [2,3]. Tuy nhiên, các mô hình khí hậu hiện tại có thể đang đánh giá thấp rủi ro của những thay đổi kéo dài nhiều thập kỷ chưa từng thấy do sai lệch hệ thống trong việc mô phỏng các quá trình khí quyển, đặc biệt là phân bố hơi nước.

NAO chi phối một loạt tác động xã hội—từ an ninh nguồn nước, thiệt hại do bão, đến nhu cầu năng lượng và tỷ lệ tử vong trong các đợt thời tiết cực đoan [5,6]. Tuy nhiên, việc dự báo xu hướng tương lai của NAO bị cản trở bởi hai thách thức lớn:

• Biến thiên nội tại (internal variability) trong các mô hình khí hậu;

• và phản ứng không nhất quán đối với tác nhân bên ngoài.

Một vấn đề cốt lõi được xác định là “nghịch lý tín hiệu–nhiễu (signal-to-noise paradox)”: mô hình khí hậu mô phỏng ít biến thiên hơn so với thực tế quan sát được, dẫn đến đánh giá thấp mức độ cực đoan tiềm tàng của khí hậu [7].

Để khắc phục, nhóm tác giả đã phát triển một ràng buộc nổi lên (emergent constraint) dựa trên vị trí tương đối giữa ranh giới giữa tầng đối lưu ẩm và tầng bình lưu khô (hygropause) với dòng tia (jet stream). Ràng buộc này cho phép tái hiệu chỉnh (recalibrate) đầu ra mô hình, đưa kết quả mô phỏng gần hơn với dữ liệu thực tế lịch sử, và cải thiện khả năng dự đoán hành vi tương lai của NAO.

Kết quả cho thấy:

• Trong kịch bản phát thải cao (SSP5-8.5), NAO có thể tăng cường đến mức gấp 1,4 đến 3,7 lần so với mọi giá trị từng ghi nhận trong quá khứ.

• Những thay đổi như vậy có thể khuếch đại bão mùa đông, ngập lụt, và gây hư hại nghiêm trọng cho hạ tầng trong khu vực Bắc Đại Tây Dương.

• Ngược lại, nỗ lực giảm phát thải mạnh mẽ theo lộ trình phát thải thấp SSP1-2.6 có thể đảo ngược xu thế NAO ngay từ giữa thế kỷ [4].

  
  

Nghiên cứu này nhấn mạnh: quyết định của con người ngày càng định hình ranh giới của các hệ thống khí hậu tự nhiên. Những biến động khí quyển như NAO, vốn từng chịu chi phối chủ yếu bởi biến thiên tự nhiên, nay đang bị tái định hướng bởi sự ấm lên do con người gây ra. Do đó, việc nhận diện và hiệu chỉnh sai số mô hình—đặc biệt liên quan đến phản hồi hơi nước (water vapor feedback)—là tối quan trọng để tạo ra các dự báo đáng tin cậy và phục vụ chiến lược thích ứng khí hậu hiệu quả.

Trong thời đại biến đổi khí hậu tăng tốc, kết nối khoa học với hành động giảm thiểu không chỉ giúp ổn định môi trường, mà còn bảo vệ tương lai chung của con người và tự nhiên [8,9].

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/ 

[2] Trigo R, et al. (2002). The North Atlantic Oscillation influence on Europe: climate impacts and associated physical mechanisms. Climate Research, 20, 9-17.

[3] Wettstein JJ, Mearns LO. (2002). The influence of the North Atlantic–Arctic Oscillation on mean, variance, and extremes of temperature in the northeastern United States and Canada. Journal of Climate, 15(24), 3586-3600. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2002)015%3C3586:TIOTNA%3E2.0.CO;2 

[4] Smith DM, et al. (2025). Mitigation needed to avoid unprecedented multi-decadal North Atlantic Oscillation magnitude. Nature Climate Change, 15, 403-410. https://www.nature.com/articles/s41558-025-02277-2 

[5] Svensson C, et al. (2015). Long-range forecasts of UK winter hydrology. Environmental Research Letters, 10, 064006. https://doi.org/10.1088/1748-9326/10/6/064006 

[6] Clark RT, et al. (2017). Skilful seasonal predictions for the European energy industry. Environmental Research Letters, 12, 024002. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aa57ab 

[7] Scaife AA, Smith D. (2018). A signal-to-noise paradox in climate science. npj Climate and Atmospheric Science, 1, 28. https://www.nature.com/articles/s41612-018-0038-4 

[8] Ho MT, Nguyen DH. (2025). Of Kingfisher and Man. https://philarchive.org/rec/HOOKAW 

[9] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267