Ô nhiễm trên cao: Phát thải aerosol đang làm suy yếu hoàn lưu gió mùa hè châu Á như thế nào

Cà Sáy

16-04-2025

There must be a plan of action because delaying will be dangerous. Kingfisher is unsure if he is too worried, but every time he counts the fish in the pond, the number of fish seems to decrease. The hot and stressful weather also makes his feathers molt and grow slower. The situation seems life-threatening!

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

Anticyclone mùa hè châu Á (Asian Summer Monsoon Anticyclone - ASMA) là một hệ tuần hoàn khí quyển mạnh mẽ, có vai trò giữ lại và vận chuyển các khối không khí—cùng với đó là các chất ô nhiễm—từ Nam và Đông Á lên tầng đối lưu cao và tầng bình lưu thấp (upper troposphere and lower stratosphere - UTLS) [2,3]. Vòng tuần hoàn này không chỉ chi phối khí hậu khu vực mà còn ảnh hưởng đến hóa học khí quyển toàn cầu [4,5]. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây của Qie et al. [6] cho thấy ASMA đã suy yếu đáng kể trong sáu thập kỷ qua, với nguyên nhân chính là sự gia tăng các khí thải aerosol do con người gây ra.

Thông qua phân tích dữ liệu vệ tinh, dữ liệu tái phân tích khí hậu (ERA5 và JRA55), cùng các mô phỏng khí hậu từ dự án CMIP6, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng ASMA đã suy yếu rõ rệt trong lớp khí quyển từ 70–200 hPa trong giai đoạn 1958–2020. Sự suy yếu này có liên hệ chặt chẽ với sự gia tăng các hạt aerosol nhân tạo—những hạt mịn sinh ra từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp—đặc biệt là tại Nam và Đông Á. Những aerosol này cản trở bức xạ mặt trời đi vào bề mặt Trái đất, làm giảm nhiệt độ bề mặt một cách không đồng đều giữa các vùng, từ đó phá vỡ các gradient nhiệt độ duy trì sức mạnh của ASMA.

Sự mất cân bằng nhiệt này, đặc biệt trong lớp khí quyển từ 200–500 hPa, làm suy giảm sức mạnh của ASMA thông qua sự thay đổi của gió tây ở tầng cao—một quá trình được giải thích bởi nguyên lý cân bằng gió nhiệt. Đáng chú ý, các mô phỏng chỉ bao gồm tác động của aerosol cho kết quả trùng khớp với các quan sát thực tế, trong khi các mô phỏng chỉ xét đến khí nhà kính hoặc biến động tự nhiên thì không, qua đó khẳng định vai trò chi phối của aerosol.

Những tác động kéo theo là rất đáng lo ngại. Khi ASMA suy yếu, các khối không khí có xu hướng thoát ra nhanh hơn, làm giảm thời gian lưu trú của các khí như carbon monoxide (CO) và hơi nước (H₂O) trong UTLS. Dữ liệu thực nghiệm và mô phỏng cho thấy điều kiện ASMA yếu có liên quan đến nồng độ thấp hơn của các khí này trong vùng gió mùa, nhưng lại cao hơn ở các vĩ độ lân cận. Những thay đổi này ảnh hưởng đến hóa học tầng bình lưu, bao gồm cả các quá trình liên quan đến ozone và các vòng phản hồi có liên quan đến khí hậu.

Nghiên cứu này hé lộ một nhận thức sâu sắc: hoạt động của con người không chỉ thay đổi thành phần của khí quyển mà còn làm biến đổi cả các hệ tuần hoàn khí quyển căn bản. Khí quyển không phải là một không gian tĩnh lặng chứa đựng, mà là một hệ thống nhạy cảm và năng động—nơi mà dấu chân nhiệt của công nghiệp nhân loại định hình dòng chảy của nó. Khi chúng ta làm rối loạn những dòng chảy đó, chúng ta đang làm xô lệch sự cân bằng mong manh giữa các chu trình tự nhiên và ảnh hưởng của con người [7,8].

Tài liệu tham khảo

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

[2] Holton JR, et al. (1995). Stratosphere-troposphere exchange. Reviews of Geophysics, 33, 403-439. https://doi.org/10.1029/95RG02097 

[3] Randel WJ, et al. (2010). Asian monsoon transport of pollution to the stratosphere. Science, 328, 611-613. https://www.science.org/doi/10.1126/science.1182274 

[4] Yu P, et al. (2017). Efficient transport of tropospheric aerosol into the stratosphere via the Asian summer monsoon anticyclone. PNAS, 114, 6972-6977. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1701170114 

[5] Kumar AH, Ratnam MV. (2021). Variability in the UTLS chemical composition during different modes of the Asian Summer Monsoon Anti-cyclone. Atmospheric Research, 260, 105700.

[6] Qie K, et al. (2025). Weakened Asian summer monsoon anticyclone related to increased anthropogenic aerosol emissions in recent decades. npj Climate and Atmospheric Science, 8, 140. https://www.nature.com/articles/s41612-025-01026-8 

[7] Vuong QH. (2018). The (ir)rational consideration of the cost of science in transition economies. Nature Human Behaviour, 2, 5. https://www.nature.com/articles/s41562-017-0281-4 

[8] 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