Sóng nhiệt biển kỷ lục ở Thái Bình Dương bao trùm toàn lưu vực, tác động đến thời tiết và động vật hoang dã

Sóng nhiệt trên diện rộng từ Nhật Bản đến California

Một đợt sóng nhiệt biển khổng lồ đang diễn ra trên khắp Bắc Thái Bình Dương, kéo dài khoảng 5.000 dặm từ vùng biển gần Nhật Bản đến bờ Tây nước Mỹ. Cuối mùa hè, nhiệt độ mặt biển trên lưu vực này cao hơn nhiều so với mức trung bình, phá kỷ lục tháng 8 được ghi nhận từ cuối thế kỷ 19. Quy mô, cường độ và phạm vi khiến sự kiện này trở nên khác biệt. Đợt sóng nhiệt đang định hình thời tiết trên đất liền và gia tăng áp lực lên sinh vật biển, từ sinh vật phù du đến cá voi.

Nhật Bản trải qua mùa hè nóng nhất từ trước đến nay, với nhiệt độ cao nhất cả nước là 41,8 độ C (107,2 độ F). Bên kia Thái Bình Dương, miền bắc California ghi nhận không khí oi ẩm trái mùa vào đầu mùa thu khí tượng, khi vùng biển ấm hơn thúc đẩy quá trình bốc hơi. Các nhà khí tượng cảnh báo nếu tình trạng nóng kéo dài sang mùa đông, khu vực này có thể xuất hiện nhiều sông khí quyển mạnh hơn, gây mưa lớn và tuyết dày hơn ở các dãy núi.

Điều khiến các nhà khoa học lo ngại nhất là hiện tượng này lặp đi lặp lại. Đại dương ấm lên nhanh hơn kể từ năm 2023, và tỷ lệ diện tích đại dương toàn cầu trải qua sóng nhiệt đã lên mức chưa từng thấy. Tháng 1/2024, hơn 40% diện tích đại dương được xếp vào tình trạng sóng nhiệt biển theo các ngưỡng phổ biến. Sự kiện hiện nay nối tiếp xu hướng đó, trong đó Bắc Thái Bình Dương là điểm nóng nổi bật.

Bước ngoặt về nhiệt độ đại dương kể từ năm 2023

Sóng nhiệt biển là những giai đoạn nhiệt độ đại dương cao hơn nhiều so với mức nền tại địa phương trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần. Theo tiêu chí được sử dụng rộng rãi nhất, một đợt sóng nhiệt được ghi nhận khi nước biển ấm hơn 90% các mức nhiệt lịch sử vào cùng thời điểm trong năm, thường kéo dài ít nhất năm ngày liên tiếp. Từ đầu năm 2023, đại dương toàn cầu ấm bất thường, còn các đợt sóng nhiệt gia tăng về thời lượng và phạm vi.

Các chuyên gia cấp cao theo dõi Thái Bình Dương cảnh báo mức nền ấm hơn sẽ nâng ngưỡng nhiệt cho mọi sự kiện trong tương lai. Một trong những nhà nghiên cứu hàng đầu, nhà khoa học cấp cao tại Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ (NOAA), đã tóm tắt mối lo ngại như sau:

Bắc Thái Bình Dương đang sốt, nhưng câu chuyện không dừng lại ở đó. Những tác động dây chuyền của các đợt sóng nhiệt biển này có thể rất đáng kể đối với sinh vật biển, cấu trúc hệ sinh thái, nghề cá và thời tiết ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương.

Tốc độ ấm lên ở Bắc Thái Bình Dương trong thập niên qua vượt các lưu vực đại dương khác. Điều này giúp lý giải vì sao những hiện tượng từng được xem là hiếm nay lại tái diễn chỉ sau vài năm.

Sóng nhiệt biển hình thành như thế nào

Các dị thường nhiệt ở mặt biển có thể gia tăng khi gió yếu đi hoặc đổi hướng theo cách làm giảm hiện tượng nước lạnh giàu dinh dưỡng trồi lên từ tầng sâu. Những hình thái áp cao và áp thấp dai dẳng có thể cố định trên đại dương, điều hướng gió theo cách hạn chế sự xáo trộn theo chiều thẳng đứng. Khi nước trồi bị hạn chế, lớp nước mỏng phía trên đại dương nóng lên nhanh dưới ánh nắng mùa hè. Nếu không có gió mạnh và sóng khuấy lượng nhiệt đó xuống sâu, mặt biển có thể duy trì mức nhiệt cao trong nhiều tuần.

Vì sao Bắc Thái Bình Dương tiếp tục ấm lên nhanh nhất

Các nhà khoa học cho rằng có hai yếu tố cộng hưởng. Khí nhà kính do con người thải ra làm tăng nhiệt độ nền của đại dương, còn những biến động tự nhiên của gió trên lưu vực vào mùa xuân và mùa hè trong những năm gần đây lại khiến nước trồi suy giảm. Sự kết hợp này làm tăng khả năng xảy ra các đợt sóng nhiệt thường xuyên hơn và lớn hơn trong khu vực.

Nhiệt tập trung ở mặt biển hay lan sâu xuống dưới

Sóng nhiệt chỉ khu trú ở tầng nông hay lan sâu xuống dưới là điều quan trọng. Một đợt sóng nhiệt nông, tập trung vào mùa hè thường suy yếu khi các cơn bão mùa thu khôi phục sự xáo trộn. Một nhà hải dương học tại Viện Hải dương học Scripps giải thích rằng tình trạng ấm lên năm nay ở Đông Bắc Thái Bình Dương dường như tập trung gần mặt biển. Ông nói:

Vì đây là dị thường mùa hè nên rất có thể nó chỉ khu trú trong một lớp nước hỗn hợp rất mỏng. Do đó, khi điều kiện khí quyển thay đổi, nhiệt sẽ nhanh chóng khuếch tán xuống đại dương qua quá trình xáo trộn theo chiều thẳng đứng và thoát ra khí quyển.

Ngược lại, đợt kéo dài từ năm 2013 đến 2016 đã đẩy nhiệt xuống sâu trong tầng trên của đại dương, giúp hiện tượng này tồn tại qua các mùa đông nhiều bão. Độ sâu và thời gian kéo dài là những khác biệt then chốt, quyết định cả tác động sinh thái lẫn ảnh hưởng đến thời tiết theo mùa.

Tác động đến thời tiết từ Tokyo đến California

Nhiệt biển làm thay đổi cách khí quyển phía trên vận hành. Nước ấm bổ sung hơi ẩm cho không khí và có thể làm biến đổi các hình thái khí áp điều hướng bão. Vùng biển nóng bất thường quanh Nhật Bản tiếp thêm nhiệt cho đất liền và góp phần gây ra các điều kiện cực đoan trong mùa hè. Trên khắp Bắc Thái Bình Dương, sự kiện hiện nay đủ lớn để nổi bật trên các bản đồ thời tiết bán cầu, và các chuyên gia đang theo dõi những tín hiệu tác động dây chuyền ở Bắc Mỹ.

Một nhà khoa học khí hậu tại Đại học California, Los Angeles, mô tả một nguy cơ chính nếu tình trạng ấm lên kéo dài suốt mùa thu. Ông nói:

Nếu sóng nhiệt trên diện rộng khắp lưu vực đại dương kéo dài, nó có thể ảnh hưởng đến đường đi của bão mùa đông gắn với dòng tia.

Ở bờ Tây nước Mỹ, điều đó có thể khiến đường đi của bão thuận lợi hơn cho các sông khí quyển mạnh. Nước biển ấm không đảm bảo mùa đông sẽ mưa nhiều, nhưng khi bão xuất hiện, trạng thái nền ẩm hơn có thể làm tăng lượng mưa và khả năng tuyết rơi ở vùng cao. Tại California, vùng biển ven bờ ấm hơn đã đẩy điểm sương lên cao, khiến ban đêm oi bức và chênh lệch giữa nhiệt độ cao ban ngày với mức thấp ban đêm giảm đi.

Dòng tia và khu vực nội địa Bắc Mỹ

Ở sâu trong đất liền, chẳng hạn vùng Trung Tây thượng, các nhà nghiên cứu đang theo dõi xem vùng nước ấm có làm dòng tia dịch chuyển theo cách gây ra mùa đông lạnh và nhiều tuyết hơn hay không. Những đợt nóng bất thường trước đây từng trùng với các hình thái mùa đông lạ trên lục địa, nhưng kết quả không giống nhau. Chẳng hạn, Minnesota từng trải qua cả mùa đông khắc nghiệt hơn lẫn ôn hòa hơn vào những năm khác nhau có dị thường ở Bắc Thái Bình Dương. Các chuyên gia lưu ý rằng vị trí chính xác và thời gian kéo dài của sóng nhiệt, cùng những yếu tố khác như tình trạng vùng nhiệt đới Thái Bình Dương, sẽ định hình kết quả cuối cùng.

Hệ sinh thái chịu áp lực

Sóng nhiệt biển gây sức ép lên sinh vật đại dương ở mọi cấp độ. Lớp nước mặt ấm và phân tầng chứa ít chất dinh dưỡng hơn, kìm hãm sự phát triển của thực vật phù du, vốn là nền tảng của lưới thức ăn. Một nghiên cứu toàn cầu sử dụng phao Biogeochemical Argo cho thấy sóng nhiệt không chỉ ảnh hưởng đến mặt biển. Ở nhiều khu vực vĩ độ trung bình và thấp, lượng sinh vật phù du gần mặt biển suy giảm, trong khi sinh khối ở các tầng sâu hơn tăng lên do chất dinh dưỡng và ánh sáng dịch chuyển theo chiều thẳng đứng. Sự xáo trộn này có thể khiến những gì vệ tinh quan sát được trên mặt biển không phản ánh điều đang diễn ra ngay bên dưới, đồng thời gây tác động dây chuyền phức tạp trong chuỗi thức ăn.

Các vùng ven biển đã hiểu rõ những hệ lụy. Đợt sóng nhiệt kéo dài gần đây nhất ở Đông Bắc Thái Bình Dương khiến hàng nghìn loài phải di chuyển để tìm vùng nước mát hơn. Các loài cá làm thức ăn như cá cơm và cá mòi dịch chuyển, góp phần khiến chim biển và động vật có vú biển chết đói. Tảo độc nở hoa thường xuyên và dữ dội hơn trong điều kiện nước ấm, nghèo dinh dưỡng, khiến các nghề khai thác cua và động vật có vỏ phải đóng cửa, gây thiệt hại hàng chục triệu USD cho kinh tế ven biển.

Những dấu hiệu sống động từ Alaska

Khu bảo tồn Động vật hoang dã và Hàng hải Quốc gia Alaska vẫn chịu hậu quả kéo dài từ các sự kiện trước đây. Một nhà sinh vật học giám sát động vật hoang dã tại đây cho biết quần thể chim biển chật vật phục hồi và các dấu hiệu căng thẳng mới xuất hiện trong mùa hè này. Bà nói:

Mùa hè này đã xảy ra nhiều vụ động vật có vú biển, chim biển và cá làm thức ăn chết hàng loạt ở vùng biển Alaska; chúng tôi chắc chắn nhận được nhiều cuộc gọi hơn từ công chúng về chim bị bệnh và chết.

Tác động dài hạn cũng đang xuất hiện ở những tầng cao hơn trong lưới thức ăn. Các phép đo gần đây bằng thiết bị bay không người lái đối với cá voi sát thủ cư trú ở vịnh Alaska và ăn cá hồi cho thấy những con cái trưởng thành trong giai đoạn quanh năm 2014 có kích thước nhỏ hơn khi trưởng thành. Cá voi nhỏ hơn có ít năng lượng dự trữ hơn và dễ bị tổn thương hơn trong thời kỳ khan hiếm thức ăn, ảnh hưởng đến khả năng sinh sản. Các nhà nghiên cứu ghi nhận cá voi con mới sinh trong mùa hè này, một dấu hiệu đáng mừng, nhưng cảnh báo một đợt sóng nhiệt kéo dài khác hoặc lượng cá hồi suy giảm có thể tiếp tục gây sức ép lên quần thể.

Từ sinh vật phù du đến động vật săn mồi

Các nhà khoa học hiện ghi nhận cách sóng nhiệt làm thay đổi cấu trúc theo chiều thẳng đứng của thực vật phù du, khiến sinh vật này có thể gia tăng ở tầng sâu dù suy giảm gần mặt biển. Sự dịch chuyển đó làm thay đổi thời điểm và địa điểm các loài ăn sinh vật phù du như nhuyễn thể krill kiếm ăn, từ đó ảnh hưởng đến nguồn thức ăn của cá, chim và cá voi. Sau sự kiện vào giữa thập niên 2010, số lần nhìn thấy cá voi lưng gù ở một số khu vực Bắc Thái Bình Dương giảm khoảng 20% trong vài năm khi con mồi sụt giảm. Các nghiên cứu cho thấy tác động sinh thái có thể kéo dài rất lâu sau khi sóng nhiệt chấm dứt, cảnh báo rằng những sự kiện thoạt nhìn có vẻ ngắn ngủi vẫn có thể để lại dấu ấn sâu sắc.

Quy mô và các kỷ lục trên khắp Thái Bình Dương

Phân tích mới về Tây Nam Thái Bình Dương trong năm 2024 cho thấy quy mô của những gì đang diễn ra. Một báo cáo của Tổ chức Khí tượng Thế giới cho biết sóng nhiệt biển ảnh hưởng đến khoảng 40 triệu km2 đại dương ở khu vực rộng lớn hơn trong nhiều tháng của năm. Con số này tương đương hơn 10% diện tích bề mặt đại dương toàn cầu. Nhiệt độ trong khu vực cao hơn mức trung bình giai đoạn 1991-2020 khoảng 0,48 độ C, trong khi nhiều quốc gia lập kỷ lục nhiệt độ cao thường niên mới trên đất liền.

Nhiệt lượng trong đại dương gây ra những tổn thất thực tế. Philippines trải qua một đợt bùng phát bão cuối mùa chưa từng có, với 12 cơn bão từ tháng 9 đến tháng 11/2024, ảnh hưởng đến hơn 13 triệu người và khiến ít nhất 1,4 triệu người phải rời bỏ nơi ở. Mùa tuyết mùa đông ở Australia kết thúc sớm. Các rạn san hô trong khu vực lại trải qua một đợt tẩy trắng hàng loạt, trong đó có đợt tẩy trắng diện rộng thứ năm ở Rạn san hô Great Barrier kể từ năm 2016.

Tổng thư ký Tổ chức Khí tượng Thế giới cảnh báo các cộng đồng đang ở tuyến đầu trước những thay đổi của đại dương, khi mực nước biển dâng và nước nóng hơn cùng gây sức ép lên hệ thống lương thực, sinh kế và văn hóa. Bà nói:

Mực nước biển dâng là mối đe dọa hiện hữu đối với toàn bộ các quốc đảo, và thời gian để đảo ngược tình thế đang cạn dần.

Số liệu vệ tinh cho thấy mực nước biển ở một số khu vực Tây Nam Thái Bình Dương dâng nhanh hơn mức trung bình toàn cầu. Nước ấm nở ra, một quá trình gọi là giãn nở nhiệt, và gần đây đây là một động lực chính khiến mực nước biển dâng. Tại một số cộng đồng đảo, tình trạng ngập lụt và xói mòn lặp đi lặp lại đang buộc người dân thảo luận về việc di dời, kéo theo những lựa chọn khó khăn về văn hóa và tâm linh đối với các gia đình gắn bó với đất tổ.

Vượt ra ngoài mặt biển: mực nước biển, san hô và rủi ro ven biển

Đại dương nóng lên không chỉ làm san hô tẩy trắng. Hiện tượng này còn làm thay đổi dòng chảy, khiến mực nước biển dâng và tác động đến diễn biến của bão. Xoáy thuận nhiệt đới có khả năng mạnh lên nhanh hơn khi đi qua các vùng nước ấm, làm tăng sức tàn phá của bão khi đổ bộ vào những bờ biển đông dân cư. Đồng thời, mực nước biển nền cao hơn khiến nước dâng do bão lấn sâu vào đất liền và làm tình trạng ngập do thủy triều nghiêm trọng hơn ngay cả trong những ngày trời quang.

San hô tẩy trắng là một trong những dấu hiệu dễ nhận thấy nhất. Khi nước quá ấm trong thời gian dài, san hô trục xuất tảo cộng sinh nuôi sống chúng và chuyển sang màu trắng. San hô bị tẩy trắng có thể phục hồi nếu nhiệt độ giảm đủ nhanh, nhưng các sự kiện lặp lại sẽ làm cạn kiệt nguồn dự trữ của chúng. Khi sóng nhiệt xuất hiện trong nhiều mùa hơn và với cường độ lớn hơn, các rạn san hô có ít thời gian phục hồi hơn. Rạn san hô bảo vệ bờ biển, duy trì nghề cá và hỗ trợ du lịch, vì vậy sự suy thoái của chúng gây thiệt hại trực tiếp cho các cộng đồng ven biển.

Dự báo và những gì có thể thay đổi trong mùa thu này

Các dự báo ngắn hạn về sóng nhiệt biển cho thấy tình hình đáng lo ngại sẽ tiếp diễn tại một số khu vực Bắc Thái Bình Dương. Bản tin dự báo cho biết vùng nước ấm gần vĩ độ 30 độ Bắc đang mở rộng và tăng cường, với mức nhiệt cực đoan xuất hiện ở biển Bering. Tại Đông Bắc Thái Bình Dương, độ sâu của lớp nước ấm đang biến đổi sẽ quyết định các cơn bão mùa thu có thể khuấy tan nhiệt mặt biển nhanh đến đâu. Nếu gió đầu mùa mạnh lên, những phần nông hơn của sóng nhiệt sẽ suy yếu. Nếu gió vẫn nhẹ hoặc bão không đi qua khu vực, tình trạng ấm có thể kéo dài hơn dọc bờ Tây.

Nhiều yếu tố thay đổi cùng lúc đều quan trọng. Tình trạng vùng nhiệt đới Thái Bình Dương, vị trí áp cao Bắc Thái Bình Dương và thời điểm các cơn bão đầu mùa đông sẽ định hình kết quả ở California, vùng Tây Bắc Thái Bình Dương, Alaska và Canada. Một sự kiện lớn như vậy cũng có thể tác động ngược trở lại khí quyển, nên dự báo sẽ còn nhiều bất định trong từng tuần.

Cộng đồng và các ngành công nghiệp có thể làm gì ngay lúc này

Chuẩn bị sẵn sàng và tiếp cận thông tin nhanh chóng giúp giảm thiệt hại ngay cả khi đại dương vẫn nóng. Các nghề cá ven biển có thể điều chỉnh mùa khai thác và hạn ngạch theo tình hình thực tế để tránh gây sức ép quá mức lên những đàn cá dễ tổn thương. Nhà quản lý có thể yêu cầu tàu thuyền giảm tốc độ gần khu vực cá voi kiếm ăn và tăng cường giám sát để hạn chế va chạm khi động vật dồn về những vùng nước mát còn lại. Xét nghiệm tảo độc sớm có thể giúp cảnh báo các cơ sở khai thác cua và động vật có vỏ trước khi phải đóng cửa. Cảnh báo y tế công cộng có thể giảm rủi ro cho người đi biển và người tiêu thụ hải sản trong các đợt tảo độc nở hoa.

Cảnh báo sớm mang lại hiệu quả

Các nghiên cứu trường hợp gần đây cho thấy cảnh báo sớm và hành động chủ động giúp cứu người, bảo vệ sinh kế. Tại Philippines, các cảnh báo được cải thiện giúp cộng đồng chuẩn bị trước những cơn bão liên tiếp trong đợt bão cuối năm 2024 lập kỷ lục. Cách tiếp cận này bao gồm dự báo phù hợp với từng địa phương, bố trí sẵn vật tư và sơ tán nhanh chóng. Những nguyên tắc tương tự có thể giúp các thị trấn ven biển ứng phó với nguy cơ ngập lụt do mực nước biển dâng và nước dâng do bão.

Lựa chọn ở cấp địa phương cũng rất quan trọng. Khôi phục rừng tảo bẹ và thảm cỏ biển có thể cải thiện môi trường sống và khả năng lưu trữ carbon, còn giảm các áp lực khác như đánh bắt quá mức và ô nhiễm giúp hệ sinh thái có thêm cơ hội ứng phó với căng thẳng nhiệt. Những biện pháp này không thay thế nhu cầu cắt giảm khí thải nhà kính, nhưng có thể giảm thiệt hại do nhiệt biển trong khi thế giới giải quyết vấn đề khí hậu ở quy mô lớn hơn.

Những điểm chính

• Một đợt sóng nhiệt biển kỷ lục hiện bao trùm Bắc Thái Bình Dương từ Nhật Bản đến bờ Tây nước Mỹ, với các dị thường nhiệt độ tháng 8 lập kỷ lục trên toàn lưu vực.
• Nhật Bản ghi nhận mùa hè nóng nhất từ trước đến nay, còn một số khu vực California có độ ẩm cao hơn và ban đêm ấm hơn, gắn với vùng biển nóng.
• Các nhà khoa học cảnh báo Bắc Thái Bình Dương ấm lên nhanh hơn các lưu vực khác trong thập niên qua, làm tăng khả năng xuất hiện các đợt sóng nhiệt lớn thường xuyên hơn.
• Nước trồi suy yếu và các hình thái khí áp dai dẳng góp phần hình thành lớp nước ấm nông nhưng trải rộng, có thể suy giảm nếu các cơn bão mùa thu mạnh xuất hiện.
• Nếu tình trạng ấm kéo dài, nó có thể ảnh hưởng đến dòng tia mùa đông và các sông khí quyển tác động đến bờ Tây nước Mỹ.
• Sức ép sinh thái đang gia tăng, từ chim biển chết hàng loạt và cá voi thiếu thức ăn đến tảo độc nở hoa và san hô tẩy trắng.
• Tổ chức Khí tượng Thế giới cho biết sóng nhiệt biển ảnh hưởng đến khoảng 40 triệu km2 đại dương ở khu vực Thái Bình Dương rộng lớn hơn trong năm 2024.
• Mực nước biển dâng, một phần do giãn nở nhiệt, làm gia tăng rủi ro đối với các quốc đảo và vùng bờ biển thấp khi có bão và triều cường.
• Dự báo cho thấy các dị thường nhiệt đang tăng cường ở một số khu vực Bắc Thái Bình Dương và biển Bering, trong khi sự xáo trộn có thể làm suy giảm lớp nước ấm nông ở Đông Bắc Thái Bình Dương vào cuối mùa thu.
• Quản lý nghề cá, hệ thống cảnh báo sớm và khôi phục môi trường sống có thể giảm thiệt hại trước mắt, trong khi cắt giảm khí thải sẽ giải quyết nguyên nhân gốc rễ.