Một nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí AGU Advances cho thấy trong 20 năm qua, ENSO (Dao động Nam El Niño), một mẫu khí hậu lặp đi lặp lại ở khu vực xích đạo Thái Bình Dương và bao gồm El Niño và La Niña, đã đóng vai trò chủ đạo trong việc thúc đẩy những biến động cực đoan về tổng lượng nước dự trữ trên toàn thế giới. Các nhà khoa học cũng nhận thấy ENSO có xu hướng khiến các hiện tượng cực đoan này đồng bộ với nhau, khiến các châu lục khác nhau trải qua tình trạng khô hạn hoặc ẩm ướt bất thường cùng lúc.

Trên toàn cầu, lũ lụt và hạn hán không xảy ra một cách ngẫu nhiên mà chúng diễn ra theo một nhịp điệu chung do hiện tượng El Niño và La Niña chi phối. Ảnh: Shutterstock

Tại sao sự đồng bộ cực đoan lại quan trọng

Theo Bridget Scanlon, đồng tác giả của nghiên cứu và là giáo sư nghiên cứu tại Cục Địa chất Kinh tế thuộc Trường Khoa học Địa chất UT Jackson, hiểu rõ các mô hình toàn cầu này có tác động thực tiễn lớn. Nhìn ở quy mô toàn cầu, chúng ta có thể xác định những khu vực vừa có lượng mưa cao vừa có lượng mưa thấp. Điều đó ảnh hưởng tới nguồn nước, sản xuất lương thực, thương mại lương thực – tất cả các vấn đề toàn cầu liên quan. Khi nhiều khu vực cùng lúc đối mặt với thiếu hoặc thừa nước, tác động sẽ lan rộng tới nông nghiệp, thương mại và kế hoạch cứu trợ nhân đạo.

Đo lường toàn bộ lượng nước trên Trái đất

Tổng lượng nước dự trữ là một chỉ số khí hậu quan trọng vì nó bao gồm mọi dạng nước trong một khu vực: sông hồ, tuyết và băng, độ ẩm trong đất và nước ngầm dưới bề mặt. Nhắm tới bức tranh toàn cầu này giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn cách nước di chuyển và biến đổi theo thời gian.

Nghiên cứu này là một trong những công trình đầu tiên xem xét các hiện tượng cực đoan về tổng lượng nước dự trữ cùng với ENSO trên quy mô toàn cầu. Tác giả chính Ashraf Rateb, trợ lý giáo sư nghiên cứu tại UT Austin, cho biết phương pháp tiếp cận này cho phép làm sáng tỏ mối liên hệ giữa các điều kiện khô hạn và ẩm ướt cực đoan ở khoảng cách rộng lớn.

Vệ tinh hé lộ những thay đổi tiềm ẩn ở nguồn nước

Để ước tính tổng lượng nước dự trữ, các nhà khoa học dựa vào các phép đo trọng lực từ vệ tinh GRACE và GRACE-FO của NASA. Dữ liệu này cho phép phát hiện những thay đổi về khối lượng nước trên các khu vực rộng khoảng 300–400 km, tương đương với diện tích bang Indiana.

Nhóm nghiên cứu phân loại các hiện tượng ẩm ướt cực đoan là mực nước dự trữ cao hơn mức phân vị thứ 90 của một khu vực cụ thể. Các hiện tượng khô hạn cực đoan được định nghĩa là mực nước ở dưới mức phân vị thứ 10.

Phân tích cho thấy ENSO bất thường có thể đẩy các khu vực cách xa nhau trên thế giới vào tình trạng khắc nghiệt cùng lúc. Ở một số vùng, El Niño liên quan tới khô hạn cực đoan, trong khi ở các vùng khác, khô hạn tương tự lại liên quan đến La Niña. Mưa cực đoan có xu hướng lặp lại theo một mô hình ngược lại.

Các ví dụ thực tế trên khắp các châu lục

Các nhà nghiên cứu chỉ ra một số trường hợp tiêu biểu. Giữa những năm 2000, El Niño trùng với đợt hạn hán nghiêm trọng ở Nam Phi. Một sự kiện El Niño khác liên quan tới hạn hán ở Amazon trong giai đoạn 2015–2016. Ngược lại, La Niña năm 2010–2011 mang lại điều kiện thời tiết ẩm ướt bất thường cho Australia, Đông Nam Brazil và Nam Phi.

Ngoài các sự kiện riêng lẻ, nghiên cứu còn xác định một xu hướng lớn hơn trong hành vi nguồn nước toàn cầu vào khoảng năm 2011–2012. Trước năm 2011, tình trạng ẩm ướt bất thường phổ biến trên toàn cầu. Sau năm 2012, khô hạn cực đoan bắt đầu chiếm ưu thế. Các nhà khoa học cho rằng sự thay đổi này do một mô hình khí hậu kéo dài ở Thái Bình Dương ảnh hưởng đến cách ENSO tác động đến nguồn nước thế giới.

Lấp đầy những khoảng trống dữ liệu vệ tinh Vì dữ liệu GRACE và GRACE-FO không liên tục, bao gồm khoảng thời gian gián đoạn 11 tháng giữa các nhiệm vụ vào năm 2017–2018, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình xác suất dựa trên các mô hình không gian để tái tạo lại các giai đoạn bị thiếu về mức độ cực đoan của tổng lượng nước dự trữ.

Mặc dù dữ liệu vệ tinh chỉ có 22 năm (2002–2024), các nhà khoa học vẫn thấy rõ mối liên hệ chặt chẽ giữa hệ thống khí hái và hệ thống nước trên toàn cầu, theo JT Reager, nhà khoa học dự án của sứ mệnh GRACE-FO tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) và là quản lý Chương trình Chu trình Nước và Năng lượng.

Chuẩn bị cho những tình huống cực đoan, chứ không chỉ là thiếu hụt hàng hóa Scanlon nhấn mạnh rằng phát hiện này cho thấy cần phải xem xét lại cách xã hội nói về những thách thức liên quan đến nước. Thay vì chỉ tập trung vào sự khan hiếm, quan trọng là lên kế hoạch cho các biến động giữa dư thừa và thiếu nước.