Cảnh báo biến đổi khí hậu có thể khiến mưa đá lớn xuất hiện nhiều hơn, thiệt hại nặng hơn

Theo nghiên cứu mới công bố trên tạp chí khoa học Nature, sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu do việc đốt than đá, dầu mỏ và khí đốt sẽ tạo ra nhiều vùng không khí bất ổn giàu năng lượng hơn trong khí quyển, từ đó làm tăng khả năng hình thành các cơn giông mạnh có khả năng tạo ra những viên mưa đá kích thước lớn.

Kết quả mô phỏng cho thấy đến cuối thế kỷ XXI, số lượng các cơn bão tạo ra mưa đá lớn hơn kích thước của một viên bi thông thường có thể tăng từ 38-47%, tùy thuộc vào lượng khí nhà kính mà thế giới tiếp tục phát thải trong những thập kỷ tới. Trong khi đó, các trận mưa đá nhỏ được dự báo sẽ giảm từ 4-8%.

Các tác giả nghiên cứu cho rằng đây là một tín hiệu đáng lo ngại bởi chính những viên mưa đá lớn mới là nguyên nhân gây ra phần lớn thiệt hại đối với nhà ở, phương tiện giao thông, hệ thống năng lượng và cơ sở hạ tầng.

MƯA ĐÁ GÂY THIỆT HẠI HÀNG CHỤC TỶ USD MỖI NĂM

Ông John Allen, giáo sư khí tượng học tại Central Michigan University và là đồng tác giả nghiên cứu, cho biết mặc dù mưa đá hiếm khi gây thương vong lớn như bão hay lũ lụt nhưng lại là một trong những hiện tượng thời tiết gây thiệt hại kinh tế đáng kể nhất.

Theo ước tính của nhóm nghiên cứu, hiện nay mưa đá gây thiệt hại khoảng 10 tỷ USD mỗi năm tại Mỹ và khoảng 80 tỷ USD trên phạm vi toàn cầu. 

Phát biểu tại bang Oklahoma trước khi cùng các nhà khoa học tham gia một đợt khảo sát thực địa, trong đó các nhóm nghiên cứu lái xe trực tiếp vào vùng tâm bão để thu thập dữ liệu về mưa đá, ông Allen cho biết những năm gần đây thế giới đã ghi nhận nhiều kỷ lục mới về kích thước mưa đá.

"Chúng ta đã chứng kiến những viên mưa đá lớn kỷ lục xuất hiện trong những năm gần đây. Điều khiến tôi đặc biệt lo ngại là môi trường xây dựng hiện nay chưa thực sự được thiết kế để có khả năng chống chịu với loại rủi ro này. Mưa đá vẫn chưa được đưa vào nhiều tiêu chuẩn thiết kế công trình, không chỉ tại Mỹ mà còn ở nhiều quốc gia khác", ông John Allen nói.

Ông Andreas Prein, nhà khoa học khí hậu thuộc ETH Zurich (Thụy Sĩ), người không tham gia nghiên cứu, cho biết các viên mưa đá nhỏ thường gây ảnh hưởng chủ yếu tới cây trồng nông nghiệp. Tuy nhiên, những viên mưa đá có đường kính khoảng 5 cm - tương đương gần 2 inch - có thể gây ra những thiệt hại nghiêm trọng hơn rất nhiều. "Mưa đá cỡ lớn có thể gây hư hỏng đáng kể cho ô tô, mái nhà, các tấm pin năng lượng mặt trời và nhiều loại cơ sở hạ tầng khác", ông Prein nhận định.

Theo ông Allen, nếu chỉ có một viên mưa đá làm thủng mái nhà thì việc sửa chữa tương đối đơn giản. Tuy nhiên, trong thực tế các trận mưa đá lớn thường bao gồm hàng chục hoặc hàng trăm viên đá cùng va đập vào mái nhà trong thời gian ngắn. "Khi đó chi phí sửa chữa không còn đơn giản là vá một lỗ thủng. Trong nhiều trường hợp chủ nhà buộc phải thay toàn bộ mái nhà với chi phí rất lớn", ông nói.

Các chuyên gia cảnh báo đây là một thách thức ngày càng lớn đối với các công ty bảo hiểm cũng như các nhà hoạch định chính sách khi giá trị tài sản nằm trong vùng thường xuyên xảy ra mưa đá ngày càng gia tăng.

TẠI SAO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LẠI KHIẾN MƯA ĐÁ LỚN HƠN?

Theo các nhà nghiên cứu, nguyên nhân nằm ở sự thay đổi của cấu trúc khí quyển khi nhiệt độ toàn cầu tăng lên.

Ông Allen cho biết bầu khí quyển ấm hơn sẽ chứa nhiều hơi nước hơn. Trung bình cứ mỗi 1 độ C nhiệt độ tăng lên, lượng hơi nước mà không khí có thể giữ lại tăng khoảng 7%. Lượng hơi nước lớn hơn đồng nghĩa với việc khí quyển tích tụ nhiều năng lượng hơn.

Điều này tạo điều kiện hình thành các dòng khí thăng mạnh trong các cơn giông. "Chúng ta sẽ có nhiều cơn giông với các dòng khí đi lên đủ mạnh để tạo ra mưa đá", ông Allen giải thích.

Trong quá trình hình thành, các hạt băng liên tục được các dòng khí mạnh đưa lên cao rồi rơi xuống nhiều lần bên trong đám mây giông. Mỗi lần như vậy chúng lại tiếp tục tích tụ thêm các lớp băng mới và tăng kích thước.

Tuy nhiên, sự nóng lên của khí quyển cũng tạo ra một tác động ngược chiều đối với các viên mưa đá nhỏ. Theo ông Allen, khi nhiệt độ tăng, các tầng không khí lạnh ở độ cao thấp dần bị thu hẹp. Điều này khiến các viên mưa đá nhỏ dễ tan chảy hơn trong quá trình rơi xuống mặt đất.

Ngược lại, các viên mưa đá lớn vẫn đủ kích thước để tồn tại và chạm tới mặt đất. Kết quả là tổng số trận mưa đá nhỏ có thể giảm, trong khi số trận mưa đá lớn lại gia tăng.

Ông Allen cho biết các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào nước Mỹ - quốc gia được xem là "điểm nóng" của mưa đá trên thế giới.

Tuy nhiên, nghiên cứu mới đã sử dụng mô hình ba chiều mô phỏng trực tiếp quá trình hình thành mưa đá với sự tham gia của các nhà khoa học đến từ Trung Quốc, qua đó cung cấp bức tranh toàn cầu chi tiết hơn về tác động của biến đổi khí hậu đối với hiện tượng này.

"Mưa đá không chỉ là vấn đề của nước Mỹ. Đúng là chúng tôi ghi nhận những tổn thất rất lớn tại đây, nhưng thiệt hại do mưa đá trên phạm vi toàn cầu đang gia tăng nhanh chóng trong những năm gần đây", ông Allen nhận định.

PHÁT THẢI CÀNG CAO, NGUY CƠ CÀNG LỚN

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học phân loại mưa đá theo ngưỡng đường kính 30 mm, tương đương kích thước nằm giữa viên bi và quả bóng golf, gần bằng đồng xu 50 cent của Mỹ.

Nhóm nghiên cứu xây dựng ba kịch bản phát thải khí carbon khác nhau dựa trên lượng than đá, dầu mỏ và khí đốt được sử dụng trong tương lai.

Ở kịch bản tương đối lạc quan, khi thế giới kiểm soát được phần nào lượng phát thải carbon, số lượng các trận mưa đá lớn vẫn tăng khoảng 38%.

Trong khi đó, ở kịch bản phát thải cao hơn, khi nhiệt độ toàn cầu tăng thêm gần 1 độ C so với kịch bản trước, số lượng các trận mưa đá lớn có thể tăng tới 47%.

Ông Walker Ashley, giáo sư khí tượng học thuộc Northern Illinois University, nhận định đây là một tín hiệu rõ ràng cho thấy tác động của biến đổi khí hậu đang ngày càng hiện hữu. Tuy nhiên, ông cũng nhấn mạnh rằng thiệt hại thiên tai trong tương lai không chỉ phụ thuộc vào bản thân hiện tượng thời tiết.

Khi ngày càng nhiều người dân, khu dân cư, trang trại điện mặt trời và các công trình hạ tầng được xây dựng tại những khu vực thường xuyên xảy ra mưa đá, giá trị tài sản nằm trong vùng rủi ro sẽ tiếp tục tăng lên.

Theo các nhà khoa học, kết quả nghiên cứu là lời cảnh báo rằng bên cạnh các chiến lược giảm phát thải khí nhà kính, các quốc gia cũng cần xem xét lại tiêu chuẩn xây dựng, quy hoạch đô thị và khả năng chống chịu của hạ tầng trước nguy cơ gia tăng của các hiện tượng thời tiết cực đoan trong một thế giới đang nóng lên.