Những đột phá khoa học gần đây tiết lộ cách thực vật và sinh vật biển tự nhiên tạo ra mây đã có ý nghĩa mới sau đạo luật gây tranh cãi của Florida cấm các hoạt động điều chỉnh thời tiết. Trong khi lệnh cấm này nhằm ngăn chặn việc thao túng thời tiết nhân tạo, nó đã vô tình làm nổi bật tầm quan trọng ngày càng tăng của việc hiểu các quá trình tạo mây tự nhiên.
Thời điểm này không thể thú vị hơn. Khi các nhà nghiên cứu có những khám phá đột phá về cách tảo nhỏ, hơi cây cối và phun nước biển giúp hình thành những đám mây điều tiết khí hậu của chúng ta, một số người lo ngại rằng các hạn chế quá rộng có thể can thiệp vào nghiên cứu khí quyển hợp pháp.
Quá trình hình thành mây tự nhiên được chú ý khoa học
Các nhà khoa học gần đây đã khám phá những chi tiết hấp dẫn về cách các sinh vật sống góp phần vào việc hình thành mây. Tảo biển thải ra các khí lưu huỳnh cuối cùng trở thành hạt giống mây, trong khi rừng cây phát thải các hợp chất như isoprene và monoterpene tạo ra aerosol cách xa đỉnh cây hàng dặm. Những hạt sinh học này có thể kích hoạt sự hình thành băng trong mây ở nhiệt độ ấm hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây - khoảng 5 độ Fahrenheit thay vì âm 36 độ thông thường.
Quy mô đóng góp của tự nhiên là đáng kinh ngạc. Thực vật trên toàn thế giới phát thải khoảng 600 triệu tấn isoprene hàng năm, vượt xa 800.000 tấn được sản xuất từ các nguồn công nghiệp. Quá trình tự nhiên này đã âm thầm định hình các mô hình thời tiết của chúng ta trong hàng thiên niên kỷ, nhưng các nhà khoa học chỉ mới bắt đầu hiểu được tác động đầy đủ của nó.
So sánh Sản xuất Isoprene Toàn cầu
- Khí thải tự nhiên từ thực vật: ~600 triệu tấn/năm
- Sản xuất công nghiệp: ~800.000 tấn/năm
- Tỷ lệ: Thực vật sản xuất isoprene nhiều gấp 750 lần so với công nghiệp
Mô hình hóa khí hậu đối mặt với thách thức mới
Những khám phá này đang buộc các nhà khoa học khí hậu phải suy nghĩ lại về các mô hình máy tính của họ. Các mô phỏng khí hậu toàn cầu hiện tại chia Trái đất thành các phần 100 km - quá lớn để nắm bắt được tác động của từng cây hoặc sự hình thành mây. Các nhà nghiên cứu đang làm việc để đưa những yếu tố sinh học này vào dự đoán của họ, nhưng độ phức tạp là rất lớn.
Khi các nhà khoa học so sánh bốn mô hình máy tính khác nhau có bao gồm hơi thực vật, họ nhận được kết quả hoàn toàn khác nhau. Một số cho thấy hiệu ứng làm mát mạnh từ những đám mây chịu ảnh hưởng sinh học, trong khi những mô hình khác dự đoán hầu như không có tác động gì. Sự không chắc chắn này khiến việc dự đoán các kịch bản khí hậu tương lai và lập kế hoạch ứng phó phù hợp trở nên khó khăn hơn.
Độ phân giải hiện tại của mô hình khí hậu
- Kích thước lưới: các phần 100km x 100km
- Hạn chế: Quá thô để mô phỏng từng đám mây và cây cối riêng lẻ
- Giải pháp: Các phương pháp toán học rút gọn để ước tính các tác động sinh học
 |
|---|
| Một chiếc máy bay được trang bị các thiết bị khoa học, đại diện cho nhu cầu nghiên cứu tiên tiến về các quá trình khí quyển và mô hình hóa khí hậu |
Cuộc tranh luận về địa kỹ thuật gia tăng
Đạo luật Florida đã làm bùng phát lại các cuộc thảo luận về việc liệu con người có nên tích cực thao túng khí quyển để chống lại biến đổi khí hậu hay không. Một số người lập luận rằng với việc phát thải đã gây ra thiệt hại không thể đảo ngược, chúng ta cần khám phá tất cả các lựa chọn, bao gồm làm sáng mây nhân tạo hoặc thải các hạt phản xạ vào tầng bình lưu.
Cắt giảm phát thải carbon xuống không vào ngày mai và chúng ta vẫn gặp rất nhiều rắc rối. Trái đất là một hệ thống chậm trễ và thiệt hại đã được gây ra gấp 10 lần.
Tuy nhiên, những người chỉ trích lo ngại về hậu quả không mong muốn từ việc can thiệp vào các hệ thống khí quyển phức tạp mà chúng ta vẫn đang học cách hiểu. Mối quan tâm là các cá nhân hoặc tổ chức giàu có có thể theo đuổi các dự án địa kỹ thuật rủi ro mà không có sự giám sát đầy đủ hoặc xem xét tác động toàn cầu.
Nghiên cứu tiếp tục bất chấp sự không chắc chắn về quy định
Các nhà khoa học như Martin Heinritzi tiếp tục công việc nghiên cứu các quá trình khí quyển phía trên các rạn san hô và rừng nhiệt đới, thu thập dữ liệu có thể chứng minh quan trọng cho các dự đoán khí hậu tương lai. Nghiên cứu của họ cho thấy rằng việc phục hồi rừng có thể mang lại lợi ích khí hậu thậm chí còn lớn hơn so với tính toán trước đây, nhờ vào hiệu ứng làm mát của những đám mây do thực vật tạo ra.
Khi các khung pháp lý đang vật lộn để theo kịp khám phá khoa học, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu các quá trình tự nhiên trước khi cố gắng thiết kế những quá trình nhân tạo. Chúng ta càng tìm hiểu nhiều về cách sự sống tự nhiên tạo ra mây, chúng ta càng được trang bị tốt hơn để đưa ra quyết định sáng suốt về tương lai khí hậu của mình.
Giao điểm giữa khoa học khí quyển tiên tiến và quy định chính trị làm nổi bật một thách thức rộng lớn hơn: cân bằng nhu cầu hành động khí hậu với rủi ro can thiệp sớm vào các hệ thống mà chúng ta vẫn đang nỗ lực hiểu.