nhung hieu biet ve elnino

NGUYỄN THANH TÙNG
SƯ PHẠM ĐỊA LÍ K34
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

•
Nghiên cứu về El Nino lúc đầu không phát
xuất từ hiện tượng này xảy ra ở Nam Mỹ
mà tập trung ở Ấn độ chú trọng vào sự
thay đổi không khí qua gió, áp xuất khí
quyển, nhiệt độ không khí gây ra sự chậm
trễ bất thường của gió mùa và mưa nhiệt
đới ở vùng Ấn độ dương.

•
Sau này chúng ta mới biết là hai hiện
tượng này đều có liên quan với nhau và
liên hệ chặc chẻ qua sự chuyển động và
thay đổi nhiệt độ nước biển ở Nam Thái
Bình Dương. Năm 1887, gió mùa mang
theo mưa nhiệt đới đã đến trễ hay không
đến được một số vùng ở Nam Á, gây ra
nạn đói lớn trầm trọng.

•
Vì tầm quan trọng của gió mùa và mưa ở
Ấn Độ, nghiên cứu về khí tượng của
chúng đã được đặt lên hàng đầu. Nhà
toán học Gilbert Walker, xuất thân từ
Cambridge, đến Ấn Độ năm 1904 nhậm
chức ở Cơ quan khí tượng

•
Ông bắt tay nghiên cứu về khí tượng gió
mùa dùng toán học trên cơ sở các dữ kiện
khí tương. Trong các năm của thập niên
1920 và 1930, dùng các dữ kiện từ các
trạm khí tượng đo được trong 40 năm dài,
ông Walker đã phát hiện ra một sự dao
động tuần hoàn, mà ông gọi là dao động
phương nam (Southern Oscillation).

Nhà toán học về
khí tượng Gilbert Walker
Nhà khí tượng học Jacob Bjerknes

•
Ông đã đặt ra một chỉ số gọi là chỉ số dao
động phương nam để biểu hiện hiện
tượng này. Chỉ số này dựa vào một hệ
thống phương trình khá phức tạp dùng dữ
kiện từ các trạm không những ở Thái bình
dương và Ấn độ dương mà còn ở các nơi
khác như Phi châu và Nam Mỹ.

•
Ông cho rằng dùng chỉ số này, ta có thể
tiên đoán được hiện tượng thời tiết về lâu
dài. Ông phát triển và dùng phương pháp
toán học, gọi là tự tương quan
(autocorrelation), cho thấy một hệ thống

tự nó có thể có một chuyển động tuần
hoàn.

•
Phương trình Yule-Walker trong toán học
hiện nay bắt nguồn từ công trình nghiên
cứu khí tượng gió mùa này của ông
Walker.
•
Sau này phương trình của chỉ số dao
động phương nam đã được đơn giản hoá
bởi Willet và Bodurtha vào năm 1952 chỉ
dùng áp xuất khí quyển ở hai nơi, Darwin
(bắc Úc) và đảo Tahiti.

•
Trong các thập niên 1950 đến 1960, các
nhà khoa học đã ra sức tìm hiểu vì đâu
gây ra sự tuần hoàn của dao động được
thể hiện bởi chỉ số trên. Sự liên hệ giữa
đại dương và khí quyển là một mấu chốt
quan trọng qua nhiệt độ nước biển và áp
xuất khí quyển ở các nơi khác nhau gây ra
sự chuyển động của gió mùa.

•
J. Bjerknes, nhà khí tượng học nổi tiếng
trong các thập niên từ 1950 đến 1980,
cuối cùng đã thành công giải thích và phát
họa được một hình ảnh tổng thể gă‘n liền

hiện tượng nước biển ấm lúc có El Nino
ở Đông Thái bình dương với sự thay đổi
áp xuất, sự yếu đi của gió mùa, và vũ
lượng tăng cao ở Nam Mỹ khi chỉ số dao
động phương Nam xuống thấp. Khám phá
của Bjerknes là một đột phá lớn trong
khoa học khí tượng

•
Dùng những dữ kiện thâu thập được trong
năm địa chất quốc tế (International
Geophysical Year, IGY), ông nhận ra rằng
nhiệt độ nước biển rất ấm ở đông Thái
bình dương trong thời kỳ El Nino
1957/1958 trùng hợp với giai đoạn âm rất
lớn của chỉ số dao động phương nam.

•
Hai hiện tượng này thật ra có liên hệ rất
mật thiết và từ đó được cộng đồng khoa
học gọi là ENSO (El Nino Southern
Oscillation).
•
Ông Bjerknes đã đưa ra sự liên hệ giữa
đại dương và khí quyển qua sự lưu thông
trực tiếp, mà ông gọi là sự lưu thông
Walker (Walker Circulation).

•
Ông để ý rằng lúc La Nina (lúc nước biển

Nam Mỹ còn lạnh), không khí trên mặt
nước biển lạnh ở đông Thái bình dương
chuyển động về phía tây đến vùng biển
ấm ở tây Thái bình dương.
•
Ở đấy không khí sẽ được hâm nóng và bị
ẩm cao trên mặt nước biển ấm.

•
Vì thế không khí sẽ bốc lên cao gây ra
mưa và chuyển dộng trở lại phía đông ở
độ cao .
•
Sự lưu thông tuần hoàn này cũng gây ra
nước lạnh từ đáy sâu trồi lên ở đông Thái
bình dương và làm nước biển lạnh thêm
và tiếp tục gây ra sự chuyển động của
không khí và sự bắt đầu của chu kỳ lưu
thông Walker.

•
Khác với các đại dương khác, Thái Bình
Dương có một chiều ngang rất dài ở dọc
xích đạo (dài gấp 2 lần chiều ngang Đại
Tây Dương), vì thế có thể mang đến một
chuyển động cơ học tuần hoàn qua sóng
ngầm gây ra bởi gió mùa hay các cơn gió
mạnh đôi khi xảy ra trong thời gian dài
khoảng 1 tháng ở các vùng dọc xích đạo
trên Thái Bình Dương. Gió mùa thổi dọc

đường xích đạo từ hướng đông đến
hướng tây.

•
Vì thế ở Thái Bình Dương, mực nước biển
ở hướng tây cao hơn ở phía đông.
•
Khi gió hay gió mùa chấm dứt, sóng
ngầm vẫn tiếp tục chuyển động và thường
phải mất 3 tháng để di chuyển qua hết
chiều dài rộng lớn của Thái Bình Dương.

•
Khi sóng ngầm từ xa đến một vùng địa
phương, nhiệt độ nước biển vùng đó sẽ
thay đổi làm môi sinh và thời tiết nơi đó
cũng phải thay đổi.
•
Nhà hải dương học Klaus Wyertki ở Đại
học Hawai trong các năm 1970s đã khám
phá ra sự liên hệ giữa hiện tượng ENSO
và sư chuyển động của dòng nước biển ở
Thái bình dương.

•
Khi sóng đến và phản hồi giữa hai điểm,
ta sẽ có sự thiết lập của một chu kỳ. Chu
kỳ này là El Nino và El Nina.
•
Sóng ngầm rất dài này trong khoa học

được gọi là sóng Kevin và sóng Rossby.
Sóng Kevin rất dài (khoảng 1000 km bề
dài) chuyển động qua đông mang nước
ấm từ vùng nhiệt đới ở tây Thái bình
dương.

•
Khi sóng Kevin đến Nam Mỹ, chúng phản
hồi lại và thành sóng Rossby. Sóng
Rossby chuyển động trở lại phía tây và
cuối cùng sẽ làm chấm dứt hiện tượng El
Nino.
•
Lượng nước biển ấm ở Thái Bình Dương
rất khổng lồ, nên khi vị trí của lượng nước
biển ấm thay đổi, thì thời tiết chung quanh
vùng Thái Bình Dương sẽ thay đổi và có
ảnh hưởng khắp thế giới.

•
Thường thì dòng nước lạnh Humbold
chảy từ Nam cực lên dọc theo bờ biển
Nam Mỹ và lên gần đường xích đao. Vì
thế nước lạnh từ đáy sâu trổi lên mang
theo nhiều sinh liệu và làm phong phú
sinh sôi các loài sinh vật như cá ở tầng
nước ấm phía trên.

•
Vì nước lạnh ở dưới trộn với nước ấm ở

trên, nên nhiệt độ nước biển ở Đông Thái
Bình Dương thường thì lạnh hơn khoảng
2 hay 3 độ celsius so với ở Tây Thái Bình
Dương.
•
Tuy nhiên khi hiện tượng El Nino xảy ra,
thì ngược lại nước biển ở Nam Mỹ sẽ
nóng ấm hơn qua sự di chuyển của khối
nước ấm khổng lồ từ Tây Thái Bình
Dương và từ xích đạo xuống phía Nam
dọc Nam Mỹ.

•
Trong thập niên 1920s, khi ông Walker để
ý rằng chỉ số dao động phương nam lúc
cực âm cũng là lúc mà hạn hán thường
xảy ra ở Australia, Indonesia, Ấn độ và
một phần ở Phi châu.
•
Ông cũng cho rằng nó cũng liên hệ đến
mùa đông không lạnh lắm ở tây Canada.

•
Ông đã bị đồng nghiệp chỉ trích về sự tiên đoán
qua một liên hệ quá xa này.
•
Hơn nữa thế kỷ sau này, chúng ta mới biết là
ông thật sự đúng .
•
Khoa học ngày nay với các mô hình về sư tác

động giữa khí quyển và đại dương với đất liền,
cộng với sự phát triển của máy tính và dữ kiện
lấy được từ các trạm khí tượng, tàu bè hay máy
bay, đã cho phép con người có thể tiên đoán
dấu hiệu báo trước sự hình thành của El Nino
trong vòng 9 đến 12 tháng trước đó.

•
Trong đầu năm 2002, theo dự đoán của các cơ
quan chính phủ như National Ocean and
Atmosphere Administration, NOAA (cơ quan
Quản lý Đại dương và khí quyển quốc gia ở Mỹ
và các viện nghiên cứu như Universities
Consortium of Atmospheric Research, UCAR
(Tổ hợp các đại học nghiên cứu khí quyển) hay
các tổ chức phi chính phủ như Center of Ocean,
Land and Atmosphere, COLA (Trung tâm nghiên
cứu Đại dương, lục địa và khí quyển) thì khoảng
giữa năm 2002 đến đầu năm 2003, hiện tượng
El Nino sẽ trở lại.