Sông trên trời, lũ dưới đất

Ngày 25-10, hơn 50.000 người ở thành phố Valencia (Tây Ban Nha) xuống đường để kỷ niệm một năm trận lũ lụt lịch sử khiến 229 người thiệt mạng. Một năm nhìn lại, cơ quan khí tượng Tây Ban Nha AEMET cho biết có nơi ở Valencia ghi nhận được lượng mưa lên tới 772 lít/m2 trong vòng 24 giờ. 

Thảm họa thiên nhiên gây chết người nhất ở Tây Ban Nha trong hơn nửa thế kỷ này là hệ quả của "những dòng sông chết chóc trên bầu trời", theo cách gọi của The Washington Post.

BẦU TRỜI SŨNG NƯỚC

Phân tích của The Washington Post, dựa trên dữ liệu thời tiết tiên tiến và các mô hình máy tính mô phỏng hệ thống khí hậu, cho thấy nhiệt độ toàn cầu tăng cao đã khiến bầu khí quyển "ngấm nước" hơn, tiếp thêm sức mạnh, làm cho các cơn bão ẩm ướt và nguy hiểm hơn.

Cụ thể, trong 85 năm qua, lượng hơi nước di chuyển trong khí quyển Trái đất đã tăng 12%, tương đương 35 con sông Mississippi đang tuôn chảy trong không khí mỗi giây. Tuy nhiên, lượng ẩm ấy không lan tỏa đồng đều trên toàn cầu, và tác động của chúng cũng không trải đều lên các khu vực.

Sử dụng số liệu quan trắc trực tiếp và ước tính về tốc độ gió và hơi nước ở nhiều tầng khí quyển (thu thập qua vệ tinh, bóng thám không và máy bay), các nhà khí tượng tính được chỉ số dòng vận chuyển hơi nước tích hợp (integrated vapor transport, IVT). Chỉ số này cho biết hơi ẩm đến từ đâu và đang di chuyển nhanh đến mức nào. IVT càng cao ở một khu vực thì khả năng xuất hiện mưa lớn gây tàn phá cho cộng đồng phía dưới càng lớn.

Một khái niệm khác cần lưu ý là IVT cực đại - giá trị IVT cao nhất được ghi nhận tại một khu vực trong một năm bất kỳ. Kể từ những năm 1990, hầu hết các nơi trên thế giới đã có mức IVT cực đại tăng. Tại Valencia, hơi ẩm được hút từ vùng biển Đại Tây Dương đang nóng lên nhanh chóng đã khiến IVT cực đại tăng 11,3%, gấp hơn ba lần tốc độ trung bình của toàn cầu.

Các chuyên gia đánh giá phát hiện của The Washington Post, rằng bầu khí quyển ngày càng "sũng nước" hơn, có thể giúp các cộng đồng chuẩn bị tốt hơn cho mưa lớn, thứ giờ đây đã được xác định là "hiểm họa khí hậu khó đoán và không được đánh giá đúng mức nhất".

NHỮNG VÒI CHỮA CHÁY TRONG KHÍ QUYỂN

Để thấu hiểu mối nguy từ những trận lũ cực đoan, cần đào sâu hơn vào bản chất của nước và cách nó tương tác với nhiệt độ. Hành trình chuyển đổi trạng thái của nước bắt đầu từ thể rắn, với các phân tử trong băng nằm sát nhau trật tự và yên lặng. 

Khi băng được làm ấm, các phân tử bắt đầu dao động, làm yếu liên kết và chuyển sang thể lỏng. Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng, các phân tử tách rời nhau và bay lên không trung dưới dạng hơi nước. 

Trong khí quyển, đa số hơi nước không tồn tại ở trạng thái "tự do" lâu dài. Quá trình tạo mưa xảy ra khi độ ẩm tăng cao, các phân tử hơi nước va chạm, kết thành cụm, ngưng tụ từ khí thành lỏng và cuối cùng rơi xuống đất dưới dạng mưa.

Giờ thì đưa nhiệt độ tăng cao vào phương trình. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử di chuyển nhanh hơn, dễ dàng tránh được nhau hơn, tức làm chậm quá trình ngưng tụ. Kết quả là, bầu khí quyển có khả năng tích trữ một lượng hơi nước lớn hơn nhiều so với trước đây trước khi đạt đến điểm bão hòa và biến thành mưa. Chính lượng hơi nước dư thừa được tích lũy này là nguồn năng lượng khổng lồ, khiến các cơn bão cực đoan trở nên mạnh mẽ và ẩm ướt hơn khi chúng bắt đầu trút nước.

Với mỗi 1 độ C tăng lên, các nhà khoa học phát hiện rằng không khí có thể giữ thêm khoảng 7% hơi nước trước khi đạt trạng thái bão hòa. Hiện nay, nhiệt độ toàn cầu đã cao hơn khoảng 1,3 độ C so với thời kỳ tiền công nghiệp, nghĩa là khí quyển Trái đất đang chứa nhiều hơi nước hơn đáng kể, đủ để tăng cường sức mạnh cho bất kỳ cơn bão nào.

Vẫn lấy ví dụ Valencia. Nhiệt độ đại dương cao hơn đã tăng tốc quá trình bốc hơi từ bề mặt biển, tạo nên một luồng không khí mang lượng hơi nước gấp 12,5 lần lượng nước con sông lớn nhất ở Tây Ban Nha có thể vận chuyển. 

Khi dòng không khí ấm, chứa đầy hơi ẩm này tiến đến dãy núi dọc biên giới phía tây vùng Valencia, nó bị buộc phải đi lên cao và lạnh đi, khiến hơi nước trong luồng khí ngưng tụ nhanh chóng, chuyển từ dạng khí sang dạng lỏng. 

Hiệu ứng xảy ra giống như vắt một miếng bọt biển đã ngấm đầy nước. Một trạm thời tiết ở vùng chân núi đã ghi nhận lượng mưa bằng cả một năm chỉ trong tám giờ. Nước tràn xuống sườn đồi, làm sông dâng cao, rồi tràn vào thành phố Valencia và các thị trấn xung quanh, gây ngập lụt ngay cả ở những nơi hoàn toàn không hề có mưa.

Các luồng hơi nước trong khí quyển là một hiện tượng tự nhiên. Lúc bình thường, chúng có thể mang lại lợi ích, với vai trò như "những con sông khí quyển" cung cấp tới 50% lượng mưa hằng năm của bang California.

"Vấn đề nằm ở những phiên bản cực đoan, thủ phạm gây ra thiệt hại nặng nề nhất. Và chúng ta đã biết rằng biến đổi khí hậu sẽ khiến những cực đoan này xuất hiện thường xuyên hơn" - Christine Shields, nhà khoa học thuộc Liên minh nghiên cứu khí quyển UCAR, cho biết.

Thực tế, theo phân tích của The Washington Post, các luồng hơi nước vốn dĩ đã mạnh và thường xuyên "cung cấp năng lượng" cho các trận bão dữ dội trên hầu hết các vùng đất liền trên thế giới đã trở nên "cực đoan hóa" trong thời gian gần đây. Ở một số khu vực như Tây Phi, Địa Trung Hải, Đông Nam Á và Bắc Âu, chỉ số IVT cực đại đã tăng hơn 15% chỉ trong ba thập kỷ qua.

Và giống như thảm họa tại Valencia, nhiều trận bão tồi tệ nhất năm ngoái xảy ra đúng tại những nơi có các luồng hơi nước "đã mạnh càng mạnh hơn". Đơn cử, tại Việt Nam, Myanmar và Thái Lan, nơi siêu bão Yagi đã cướp đi sinh mạng của hơn 600 người vào tháng 9-2024, IVT cực đại đã tăng trung bình từ 4,4 - 6,6% trong vòng ba thập niên qua. Nepal, nơi hứng chịu đợt mưa dữ dội nhất trong ít nhất nửa thế kỷ chỉ vài tuần sau đó, có IVT cực đại tăng gần gấp ba lần tốc độ trung bình toàn cầu.

Mỗi thảm họa kể trên đều liên quan đến một luồng hơi nước mạnh kỷ lục hoặc gần kỷ lục, thứ "hoạt động như các vòi chữa cháy trên bầu trời: tập trung hơi nước từ một vùng biển rộng lớn rồi dồn vào đất liền".

NHỮNG TRẬN LŨ TRONG TƯƠNG LAI

Các nhà khoa học vẫn luôn cảnh báo: chừng nào con người còn làm Trái đất nóng lên, bầu khí quyển ấm hơn và chứa nhiều hơi nước hơn sẽ còn tiếp tục tạo ra các trận lũ ngày càng dữ dội. Nhưng mức độ thiệt hại về người và tài sản từ những cơn bão đó sẽ phụ thuộc vào lựa chọn của chính những cộng đồng sống bên dưới.

Tại Tây Ban Nha mùa thu năm ngoái, trận mưa kỷ lục đã đổ xuống một khu vực "hoàn toàn không được chuẩn bị để hấp thụ nó", theo Félix Francés, kỹ sư thủy văn tại Đại học Bách khoa Valencia. 

Dòng nước mưa đổ dồn vào các kênh thoát vốn không được thiết kế để xử lý lưu lượng lớn như vậy. Nước tràn qua các khu dân cư được xây dựng trên vùng trũng ngập lũ, nơi mặt đường bê tông và nhựa phủ kín khiến nước không thể thấm xuống đất. 

Chính quyền tỉnh chỉ phát cảnh báo khi lũ quét đã bắt đầu, khiến hàng nghìn người bị mắc kẹt ngoài trời hoặc trong xe đúng lúc dòng nước tràn thẳng vào khu dân cư.

Theo Hannah Cloke, chuyên gia thủy văn tại Đại học Reading, thảm họa vừa qua cho thấy việc đối phó với lượng mưa tăng không chỉ dừng lại ở dự báo tốt hơn, mà cần phương pháp tiếp cận đa ngành khẩn cấp. Các kỹ sư phải thiết kế cầu và cống có thể chịu được những trận bão vượt xa mọi kỷ lục trong quá khứ. Nhà quy hoạch đô thị phải đưa ra chính sách ngăn con người xây dựng và sinh sống tại những khu vực nguy hiểm nhất trong vùng trũng ngập lũ. Nhà khí tượng học, lực lượng ứng phó khẩn cấp và chính quyền địa phương phải tìm ra cách cảnh báo hiệu quả hơn, giúp cư dân di chuyển kịp thời đến nơi an toàn.

Còn người dân bình thường? Trước hết, cần chấp nhận một sự thật khó nuốt: những trận lũ trong tương lai sẽ không giống những trận lũ của quá khứ. Các thảm họa bão lũ từ đầu năm 2025 đến nay đã chứng minh rõ lời cảnh báo ấy. Trong bầu khí quyển trên kia, IVT không ngừng tăng tốc. Bên dưới, cả thế giới cần cảnh giác và luôn phải chuẩn bị đối mặt với trận lũ tiếp theo.