Tùy thuộc vào nơi bạn sống trên thế giới hiện tại, bạn có thể gặp phải những trận mưa lớn hoặc hạn hán khắc nghiệt. Sự biến động cực đoan hiện nay về lượng mưa trên toàn cầu một phần lớn là do biến đổi khí hậu .
Tuy nhiên, chu trình kiểm soát mưa - hay thiếu mưa - là chu trình thủy văn , còn được gọi là chu trình nước. Đây là chu trình chịu trách nhiệm về sự chuyển động liên tục của nước qua các trạng thái lỏng, rắn và hơi, từ bầu trời đến bề mặt Trái đất và thậm chí cả dưới lòng đất.
Vì vậy, nếu nước đang chuyển động theo một chu kỳ liên tục và được điều tiết tốt, thì tại sao chúng ta vẫn thấy các hiện tượng thời tiết cực đoan liên quan đến quá nhiều hoặc không đủ nước, và biến đổi khí hậu tương tác với chu trình nước như thế nào?
Vòng tuần hoàn của nước là gì?
Như đã đề cập, vòng tuần hoàn của nước là cách tất cả nước trên Trái đất di chuyển qua các trạng thái khác nhau của nó như lỏng, rắn và khí. Nó được điều khiển bởi mặt trời và bởi vì nó là một giai đoạn liên tục, không có điểm bắt đầu hay điểm kết thúc, nhưng vì lợi ích của bài viết này, chúng ta sẽ bắt đầu ở trạng thái lỏng.
Mặt trời làm nóng các vùng nước, chẳng hạn như đại dương và hồ (chất lỏng), làm bay hơi một phần nước và biến nó thành hơi trong không khí. Cùng với các thể nước, hơi (khí) cũng đến từ nước mà thực vật vận chuyển và sau đó bay hơi. Điều này còn được gọi là thoát hơi nước.
Hơi cũng đến từ băng và tuyết (rắn), có thể thăng hoa, nghĩa là nó có thể chuyển trực tiếp từ trạng thái rắn thành hơi. Các dòng không khí bay lên sau đó sẽ đưa tất cả hơi này lên bầu khí quyển, nơi nó ngưng tụ thành những đám mây trong không khí mát hơn.
Khi những đám mây này được các dòng không khí di chuyển quanh Trái đất, chúng va chạm và lớn lên, và một số cuối cùng rơi ra khỏi bầu trời dưới dạng mưa, chẳng hạn như mưa hoặc tuyết. Nước rơi xuống dưới dạng mưa hoặc rơi trực tiếp vào các vùng nước hoặc chạm vào mặt đất và chảy khi bề mặt chảy thành các vùng nước. Một số nước cũng ngấm vào lòng đất và bổ sung các tầng chứa nước, nơi lưu trữ nước ngọt mà con người có thể tiếp cận để uống cùng những thứ khác.
Lượng mưa rơi xuống dưới dạng tuyết hoặc ngay lập tức tan chảy, được lưu trữ dưới dạng băng tuyết tan vào mùa xuân, hoặc ở những vùng khí hậu đặc biệt lạnh, có thể bám xung quanh thành sông băng và chỏm băng. Nước này có thể được lưu trữ trong nhiều thiên niên kỷ.
Bất kỳ nước nào rơi xuống Trái đất - ở dạng lỏng hoặc rắn - cuối cùng, dù ngay lập tức hay nhiều thế kỷ sau, sẽ được tái hấp thu vào khí quyển, tiếp tục quá trình chu trình nước một cách vĩnh viễn.
Phần lớn nước trên Trái đất nằm ở đâu?
Phần lớn nước trên Trái đất - 96,5% - là nước muối được tìm thấy trong các đại dương, cộng với một tỷ lệ nhỏ, 0,9%, là nước muối được tìm thấy ở những nơi khác. 2,5% còn lại là nước ngọt. Tuy nhiên, phần lớn lượng nước ngọt đó - 68,7% - bị đóng băng trong các sông băng và chỏm băng. 30% nước ngọt khác là nước ngầm, và chỉ 1,2% là nước bề mặt hoặc một loại nước ngọt khác, theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ.
Trong số 1,2 phần trăm đó, 69 phần trăm nước ngọt bị nhốt trong băng ngầm và băng vĩnh cửu, và 31 phần trăm còn lại là những gì tạo nên hồ, sông và đầm lầy. Tất cả những tỷ lệ phần trăm này có nghĩa là một lượng nhỏ ( 0,007 phần trăm !) Của tất cả nước trên Trái đất là nước ngọt sẵn có mà chúng ta có thể sử dụng để uống, làm sạch và tưới tiêu. Tất nhiên, những con số này dao động trong thời gian dài - như trong hàng thiên niên kỷ - khi nước di chuyển trong chu kỳ.
Khủng hoảng khí hậu ảnh hưởng đến chu kỳ nước như thế nào?
Vậy quay lại câu hỏi tại sao một số nơi lại có mưa quá nhiều hoặc mưa quá ít? Kevin Trenberth nói rằng đó là vì nhiệt độ quyết định lượng ẩm mà không khí có thể giữ được. Trenberth là một nhà khoa học cấp cao xuất sắc tại Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia ở Boulder, Colorado, và là học giả danh dự tại khoa vật lý, Đại học Auckland ở Auckland, New Zealand. Chỉ riêng trong năm 2021, nhiệt độ đã tăng vọt và dự kiến sẽ tiếp tục duy trì, theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature ngày 26/7 .
Hãy chia nhỏ nó ra: Bầu khí quyển có thể giữ thêm 7% độ ẩm cho mỗi 1,8 độ F (1 độ C) khi ấm lên, có nghĩa là nhiệt độ tăng có tác động trực tiếp đến chu trình nước, hoặc lượng nước bốc hơi và bao nhiêu được trả lại cho Trái đất và ở dạng nào.
Vì vậy, bởi vì khí quyển có thể chứa nhiều nước hơn nhờ nhiệt độ nóng hơn, các cơn bão có nhiều độ ẩm hơn, do đó chúng tạo ra các hiện tượng mưa dữ dội hơn. Nhiệt độ bề mặt đại dương ấm hơn, mà chúng ta cũng đang thấy, cũng cung cấp độ ẩm vào các cơn bão, và làm tăng thêm lượng mưa cực lớn. Điều này có nghĩa là những cơn bão này đương nhiên làm tăng nguy cơ lũ lụt lớn.
Mặt khác, nhiệt độ không khí ấm lên làm tăng lượng bay hơi. Điều đó càng làm khô bề mặt Trái đất và ngày càng gia tăng thời gian hạn hán. Ngoài ra, bầu không khí nóng lên sẽ hút nhiều hơi ẩm hơn từ đất, cây cối và thực vật. Điều này có thể khiến chúng bị khô và héo và dẫn đến tăng nguy cơ cháy rừng . Khi mưa đến, nhiều nước sẽ chảy ra vì mặt đất quá cứng. Vì vậy, đất vẫn khô và nước tiếp tục bốc hơi, gây ra nhiều nguy cơ hạn hán hơn.
Ngay cả trong thời tiết lạnh giá, nếu khí quyển quá khô, nó sẽ không có tuyết, đây là một trong những nguồn cung cấp nước ngọt chính.
Trenberth, người có cuốn sách sắp xuất bản “ Dòng năng lượng thay đổi thông qua hệ thống khí hậu ” đã đề cập đến vấn đề này : “Kể từ khoảng năm 2000, các cảnh báo đã xuất hiện để mong đợi nhiều cực đoan hơn ở cả hai đầu của chu kỳ nước .
"Mưa lớn hơn làm tăng nguy cơ lũ lụt và ở những nơi không mưa, mọi thứ khô nhanh hơn và làm tăng cường độ hạn hán và nguy cơ xảy ra các đợt nắng nóng và cháy rừng. Vì vậy, quản lý nước là cực kỳ quan trọng: tiết kiệm nước khi có lượng nước dư thừa cho những lúc thâm hụt. "
Về quản lý nước, Trenberth đề cập đến các con đập, hồ chứa và ao trữ nước. Ông cũng đề cập đến tầm quan trọng của việc tưới tiêu nhưng lưu ý rằng điều này không thể đi kèm với việc làm cạn kiệt các tầng chứa nước.
Ông nói: “Tìm ra cách bổ sung các tầng chứa nước sâu vào những thời điểm dư thừa là rất quan trọng. Để làm được điều này, bảo tồn nguồn nước là chìa khóa quan trọng. "Nó liên quan đến việc để cho nước đọng lại và thấm vào đất và các kẽ hở, chứ không phải đổ xô tất cả vào các kênh và đưa nó ra biển."
Bây giờ điều đó thật đáng sợ
Mực nước tại Hồ Mead và Hồ Powell, hai trong số các hồ chứa lớn nhất ở Hoa Kỳ, đang ở mức thấp nhất trong lịch sử. Cả hai đập đều là một phần của hệ thống đập trên sông Colorado, cung cấp nước cho hơn 40 triệu người.
