Các chương trình này đều là những mô hình máy tính kết hợp vô số các hiện tượng vật lý, hóa học và sinh học lại với nhau hình thành nên khí hậu của hành tinh chúng ta. Các mô hình tính toán trạng thái của bầu khí quyển, đại dương, đất liền, băng trên trái đất, nắm bắt các biến khí hậu quá khứ và hiện tại, sử dụng dữ liệu để dự đoán biến đổi khí hậu tương lai.

Các kết quả này được các viện nghiên cứu hàng đầu trên khắp toàn cầu phân tích, bao gồm Viện Khoa học Weizmann, sau đó tích hợp chúng vào báo cáo đánh giá của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC). Các nhà hoạch định chính sách sẽ phụ thuộc vào báo cáo của IPCC khi họ hình thành những chiến lược phản hồi và di dân vì biến đổi khí hậu, một trong những khủng hoảng lớn nhất thời đại chúng ta.

Một nghiên cứu mới, xuất bản trên Nature Climate Change, sẽ chắc chắn được IPCC và những cơ quan về khí hậu khác phải lưu ý. Một nhóm các nhà khoa học do tiến sĩ Rei Chemke ở Ban Các môn khoa học trái đất và hành tinh của Viện Weizmann dẫn dắt đã tiết lộ một cường độ đáng kể các cơn bão mùa đông ở bán cầu nam. Nghiên cứu này, được thực hiện với sự hợp tác của tiến sĩ Yi Ming (trường đại học Princeton) và tiến sĩ Janni Yuval (MIT), chắc chắn là nguyên nhân dẫn đến những làn sóng tranh luận về khí hậu. Bởi cho đến hiện nay, các mô hình khí hậu đã dự đoán cường độ của các cơn bão mùa đông do con người gây ra sẽ chỉ đến vào cuối thế kỷ nhưng trong nghiên cứu mới, Chemke và cộng sự do sánh các mô phỏng mô hình khí hậu với những quan sát bão hiện tại. Họ phát hiện ra: rõ ràng là cường độ bão trong vài thập kỷ gần đây đã chạm đến các mức được dự đoán sẽ xuất hiện vào năm 2080.

“Một cơn bão mùa đông là một hiện tượng thời tiết chỉ kéo dài trong vài ngày. Mỗi cơn bão như vậy không đáng quan tâm ở quy mô khí hậu. Tuy nhiên, hiệu ứng hạn dài của các cơn bão mùa đông trở nên rõ ràng khi đánh giá dữ liệu được thu thập trong những giai đoạn dài”, Chemke giải thích. Khi được tích tụ, các cơn bão này có một tác động đáng kể, ảnh hưởng đến sự vận chuyển nhiệt, độ ẩm và động năng bên trong khí quyển nên tạo ra ảnh hưởng nên nhiều vùng khí hậu khác nhau của trái đất. “Một ví dụ của hiện tượng này là việc bão đóng vai trò điều hòa nhiệt độ ở các vùng cực của trái đất. Bão mùa đông phản hồi đến sự truyền tải nhiệt khỏi vùng nhiệt đới hướng về các vùng cực. không có sự đóng góp của chúng, các mức nhiệt trung bình ở vùng cực có thể là 30°C thấp hơn”. Tương tự, cường độ bão là một mối đe dọa đáng kể với các xã hội trong khu vực bán cầu nam trong những thập niên tới.

“Chúng tôi hướng sự tập trung vào bán cầu nam bởi vì cường độ bão ở đây mạnh hơn bán cầu Bắc”, Chemke nói. “Nếu xu hướng này được duy trì, chúng tôi sẽ được quan sát thấy nhiều cơn bão đông có cường độ lớn hơn nhiều trong những năm đến và thập kỷ đến.

Trong phòng thí nghiệm của ông ở Viện Weizmann, Chemke nghiên cứu cơ chế vật lý bên trong biến đổi khí hậu quy mô lớn. Trong nghiên cứu này, họ muốn tìm hiểu là liệu những thay đổi đó trong các mô hình khí hậu có bắt nguồn từ những yếu tố bên ngoài, ví dụ như các hoạt động của con người, hay liệu chúng có là kết quả của những nội dao động của hệ thông khí hậu trái đất. Họ phân tích các mô hình khí hậu mô phỏng các mẫu hình cường độ bão dưới sự ảnh hưởng của các nguyên nhân nội khí hậu, không có những tác động bên ngoài. Họ đã chứng tỏ rằng, hơn hai thập kỷ qua, các cơn bão đã được gia tăng cường độ nhanh hơn và có thể giải thích điều này chỉ bằng các hành vi nội khí hậu.

Thêm vào đó, các nhà nghiên cứu phát hiện ra quá trình vật lý bên trong cường độ bão. Một phân tích tr lệ tăng trưởng của bão cho thấy những thay đổi trong các luồng tia khí quyển ở vài thập kỷ uqa là nguyên nhân dẫn đến những gia tăng đó, và những mô hình khí hậu hiện tại không thể phản ánh được những thay đổi đó một cách chính xác.

Nghiên cứu của Chemke, Ming và Yuval có hai ý nghĩa đáng kể. Thứ nhất, nó chứng tỏ là không chỉ có dự đoán khí hậu cho những thập kỷ đến đáng chú ý hơn những trước đây mà còn cho thấy những hành động của con người có thể có tác động lớn hơn vào nam bán cầu hơn trước đây từng nghĩ. Điều đó nghĩa là cần có biện pháp can thiệp nhanh để ngăn chặn những hủy hoại có thể đến ở vùng này. Thứ hai, cần thiết điều chỉnh độ chênh lệch trong các mô hình khí hậu để chúng có thể đem lại những dự đoán khí hậu chính xác hơn trong tương lai.

Có thể các mô hình khí hậu này đang dự đoán một cách thiếu chính xác những hiệu ứng quan trọng khác? “Các mô hình này hết sức hữu dụng trong dự đoán tất cả các tham số gần”, Chemke nói. “Chúng tôi đã khám phá một tham số về độ nhạy của các mô hình cần được điều chỉnh. Những thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa, băng biển và những hình thế bão mùa hè, ví dụ như vậy, đang được mô phỏng lại một cách chính xác”.

Những phát hiện của nghiên cứu đang được kỳ vọng là sẽ giúp các nhà khoa học khí hậu trên khắp thế giới hiệu chỉnh lại độ sai lệch trong các mô hình và có được những dự đoán chính xác hơn trong các hình thế khí hậu tương lai. Thêm vào đó, việc có thêm những hiểu biết mới về cường độ của bão mùa đông trong vài thập kỷ qua cũng sẽ giúp chúng ta có được hiểu biết tốt hơn về trạng thái này của khí hậu trái đất. Các nhà khoa học khí hậu sẽ có thể ước tính chính xác hơn về sự tác động trên diện rộng của những hậu quả mà biến đối khí hậu gây ra – sự phá hủy sẽ chỉ được giảm bớt khi con người có những biện pháp can thiệp và có trách nhiệm cho tương lai của hành tinh này.