Vn-Z.vn Ngày 09 tháng 12 năm 2024, Trận mưa lớn “7.20” ở thành phố Trịnh Châu, tỉnh Hà Nam, Trung Quốc vào năm 2021 được quốc gia này ghi nhận là trận mưa cực đoan hiếm có, khi lượng mưa trong 3 ngày tương đương với cả năm. Trận mưa này được giới khí tượng học gọi là “ngàn năm có một”.
Tuy nhiên, khái niệm “ngàn năm có một” chỉ dựa trên dữ liệu quan sát khí tượng trong chưa đầy 100 năm, mang tính ước lệ và không hoàn toàn chính xác. Với hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu, các sự kiện thời tiết cực đoan như mưa lớn, bão tuyết và hạn hán ngày càng xuất hiện thường xuyên, đặt câu hỏi liệu trận mưa này là hiện tượng hiếm gặp hay dấu hiệu của một “bình thường mới”.
Ốc sên - Chứng nhân đặc biệt của khí hậu cực đoan
Để làm sáng tỏ vấn đề này, nhóm nghiên cứu từ Viện Môi trường Địa cầu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã sử dụng công nghệ phổ khối lượng thứ cấp (SIMS) để phân tích đồng vị oxy trong vỏ ốc sên ở khu vực Hình Dương, Trịnh Châu. Họ tập trung vào sự biến đổi giá trị δ18O trong vỏ ốc từ tháng 6 đến tháng 9 năm 2021.
Hình ảnh hóa thạch vỏ ốc của các loài khác nhau trong tầng hoàng thổ. Đường ngắn màu trắng tượng trưng cho 1mm
Ốc sên là một phương tiện nghiên cứu độc đáo về thời tiết cổ đại do chúng phát triển nhanh, phân bố rộng và được bảo quản tốt trong các tầng trầm tích. Kết quả cho thấy, vỏ ốc sên trong giai đoạn này có sự thay đổi lớn với mức dịch chuyển âm mạnh của δ18O, trùng khớp thời gian xảy ra mưa lớn “7.20”.
Mối liên hệ giữa δ18O và lượng mưa
Nghiên cứu trước đây đã chứng minh giá trị δ18O trong vỏ ốc sên có mối tương quan chặt chẽ với thành phần δ18O trong nước mưa. Ở Trịnh Châu, giá trị này có xu hướng giảm khi lượng mưa tăng.
Sự giảm mạnh của δ18O trong vỏ ốc sên được cho là do ảnh hưởng trực tiếp của lượng mưa lớn trong trận “7.20”. Các mô hình cân bằng thông lượng khí tượng cũng cho thấy mức biến đổi δ18O quan sát được trong vỏ ốc sên phù hợp với lý thuyết, củng cố kết luận này.
Tái dựng định lượng trận mưa lớn “7.20” bằng đồng vị oxy trong vỏ ốc sên với độ phân giải theo ngày.
Chú thích cho hình ảnh trên:
(a) Ghi nhận đồng vị oxy trong vỏ ốc sên hiện đại (mẫu 0918-1 và 1218-1) với độ phân giải theo ngày bằng phương pháp SIMS. Mũi tên màu đen biểu thị hướng tăng trưởng của vỏ.
(b) Dữ liệu lượng mưa hàng ngày ở Trịnh Châu (nguồn dữ liệu: http://data.cma.cn/). Vùng bóng màu xanh biểu thị sự biến đổi âm mạnh của đồng vị oxy trong vỏ ốc do trận mưa lớn “7.20”.
(c) Phần phóng to của khung đường nét đứt trong hình (a), thể hiện sự so sánh biên độ δ18O của vỏ ốc từ hai mẫu ốc hiện đại được đo trong trận mưa lớn “7.20”.
(d) Phân bố mật độ xác suất của biên độ đồng vị oxy trong vỏ ốc gây ra bởi trận mưa lớn “7.20”, bao gồm giá trị lý thuyết (màu đỏ) và giá trị đo thực tế (màu đen).
(e) Giá trị trung bình và khoảng tin cậy 90% của lý thuyết (màu đỏ) và thực tế (màu đen) về biên độ đồng vị oxy trong vỏ ốc do trận mưa lớn “7.20” gây ra.
Mở ra hướng nghiên cứu mới về thời tiết cực đoan
Phát hiện này khẳng định tiềm năng của đồng vị oxy trong vỏ ốc sên trong việc tái dựng định lượng các sự kiện mưa lớn ở quy mô thời tiết. Điều này mở ra cơ hội kết nối giữa dữ liệu khí tượng hiện đại và hồ sơ địa chất.
Nếu phương pháp này được áp dụng cho các mẫu hóa thạch ốc sên, chúng ta có thể khám phá tần suất và cường độ của các trận mưa lớn tương tự trong thời kỳ khí hậu nóng lên nhanh chóng trong quá khứ.
Những hiểu biết này không chỉ giúp làm rõ các sự kiện thời tiết cực đoan lịch sử mà còn hỗ trợ dự đoán quy luật xảy ra của chúng trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu.
Tuy nhiên, khái niệm “ngàn năm có một” chỉ dựa trên dữ liệu quan sát khí tượng trong chưa đầy 100 năm, mang tính ước lệ và không hoàn toàn chính xác. Với hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu, các sự kiện thời tiết cực đoan như mưa lớn, bão tuyết và hạn hán ngày càng xuất hiện thường xuyên, đặt câu hỏi liệu trận mưa này là hiện tượng hiếm gặp hay dấu hiệu của một “bình thường mới”.
Ốc sên - Chứng nhân đặc biệt của khí hậu cực đoan
Để làm sáng tỏ vấn đề này, nhóm nghiên cứu từ Viện Môi trường Địa cầu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã sử dụng công nghệ phổ khối lượng thứ cấp (SIMS) để phân tích đồng vị oxy trong vỏ ốc sên ở khu vực Hình Dương, Trịnh Châu. Họ tập trung vào sự biến đổi giá trị δ18O trong vỏ ốc từ tháng 6 đến tháng 9 năm 2021.

Hình ảnh hóa thạch vỏ ốc của các loài khác nhau trong tầng hoàng thổ. Đường ngắn màu trắng tượng trưng cho 1mm
Ốc sên là một phương tiện nghiên cứu độc đáo về thời tiết cổ đại do chúng phát triển nhanh, phân bố rộng và được bảo quản tốt trong các tầng trầm tích. Kết quả cho thấy, vỏ ốc sên trong giai đoạn này có sự thay đổi lớn với mức dịch chuyển âm mạnh của δ18O, trùng khớp thời gian xảy ra mưa lớn “7.20”.
Mối liên hệ giữa δ18O và lượng mưa
Nghiên cứu trước đây đã chứng minh giá trị δ18O trong vỏ ốc sên có mối tương quan chặt chẽ với thành phần δ18O trong nước mưa. Ở Trịnh Châu, giá trị này có xu hướng giảm khi lượng mưa tăng.
Sự giảm mạnh của δ18O trong vỏ ốc sên được cho là do ảnh hưởng trực tiếp của lượng mưa lớn trong trận “7.20”. Các mô hình cân bằng thông lượng khí tượng cũng cho thấy mức biến đổi δ18O quan sát được trong vỏ ốc sên phù hợp với lý thuyết, củng cố kết luận này.

Tái dựng định lượng trận mưa lớn “7.20” bằng đồng vị oxy trong vỏ ốc sên với độ phân giải theo ngày.
(a) Ghi nhận đồng vị oxy trong vỏ ốc sên hiện đại (mẫu 0918-1 và 1218-1) với độ phân giải theo ngày bằng phương pháp SIMS. Mũi tên màu đen biểu thị hướng tăng trưởng của vỏ.
(b) Dữ liệu lượng mưa hàng ngày ở Trịnh Châu (nguồn dữ liệu: http://data.cma.cn/). Vùng bóng màu xanh biểu thị sự biến đổi âm mạnh của đồng vị oxy trong vỏ ốc do trận mưa lớn “7.20”.
(c) Phần phóng to của khung đường nét đứt trong hình (a), thể hiện sự so sánh biên độ δ18O của vỏ ốc từ hai mẫu ốc hiện đại được đo trong trận mưa lớn “7.20”.
(d) Phân bố mật độ xác suất của biên độ đồng vị oxy trong vỏ ốc gây ra bởi trận mưa lớn “7.20”, bao gồm giá trị lý thuyết (màu đỏ) và giá trị đo thực tế (màu đen).
(e) Giá trị trung bình và khoảng tin cậy 90% của lý thuyết (màu đỏ) và thực tế (màu đen) về biên độ đồng vị oxy trong vỏ ốc do trận mưa lớn “7.20” gây ra.
Mở ra hướng nghiên cứu mới về thời tiết cực đoan
Phát hiện này khẳng định tiềm năng của đồng vị oxy trong vỏ ốc sên trong việc tái dựng định lượng các sự kiện mưa lớn ở quy mô thời tiết. Điều này mở ra cơ hội kết nối giữa dữ liệu khí tượng hiện đại và hồ sơ địa chất.
Nếu phương pháp này được áp dụng cho các mẫu hóa thạch ốc sên, chúng ta có thể khám phá tần suất và cường độ của các trận mưa lớn tương tự trong thời kỳ khí hậu nóng lên nhanh chóng trong quá khứ.
Những hiểu biết này không chỉ giúp làm rõ các sự kiện thời tiết cực đoan lịch sử mà còn hỗ trợ dự đoán quy luật xảy ra của chúng trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu.
BÀI MỚI ĐANG THẢO LUẬN