Xoáy cực Bắc Cực biến dạng hiếm gặp, mùa đông năm nay sẽ ra sao?

Một diễn biến bất thường trên tầng khí quyển cao phía Bắc Cực đang thu hút sự chú ý của các nhà khí tượng. Theo Trung tâm Dự báo thời tiết trung hạn châu Âu (ECMWF), xoáy cực tầng bình lưu bắt đầu bị xáo trộn từ đầu tháng 11, sớm hơn nhiều so với thông lệ.

Nếu các dự báo hiện tại trở thành hiện thực, đây có thể là một trong những lần xoáy cực suy yếu sớm nhất từng được ghi nhận. Cơ quan Khí tượng Anh (Met Office) cho biết các mô hình dự báo cho thấy những luồng gió vốn bao quanh Bắc Cực có thể đảo chiều trong thời gian ngắn. Diễn biến này làm tăng nguy cơ xuất hiện các đợt rét tại nhiều khu vực ở Bắc bán cầu.

"Hiện tượng chưa có tiền lệ"

Xoáy cực tầng bình lưu (stratospheric polar vortex) là hệ thống gió mạnh bao quanh khối không khí lạnh ở Bắc Cực, nằm ở độ cao khoảng 10-50 km. Hệ thống hình thành khi tầng bình lưu vùng cực lạnh dần, tạo ra vành đai gió thổi từ tây sang đông, giữ khối khí lạnh tập trung quanh Bắc Cực, theo BBC.

Thông thường, xoáy cực sẽ mạnh dần trong mùa thu, đạt cường độ cao nhất vào khoảng tháng 1 rồi suy yếu khi mùa xuân đến. Khi hệ thống suy yếu, kéo giãn hoặc tách đôi, dòng tia (jet stream) có thể uốn lượn mạnh hơn, tạo điều kiện để không khí lạnh từ Bắc Cực và Siberia tràn xuống các khu vực ở vĩ độ thấp, làm gia tăng nguy cơ rét đậm tại châu Âu, Bắc Mỹ và Đông Á.

Một trong những cơ chế gây xáo trộn xoáy cực là hiện tượng nóng lên đột ngột ở tầng bình lưu (SSW). Khi nhiệt độ tại tầng bình lưu vùng cực tăng nhanh trong vài ngày, hệ thống gió bao quanh Bắc Cực có thể suy yếu đáng kể, thậm chí đảo chiều. Tác động đôi khi lan xuống các tầng khí quyển thấp hơn trong vài tuần, làm thay đổi thời tiết trên mặt đất.

Điều bất thường trong năm nay là xoáy cực xuất hiện dấu hiệu suy yếu ngay từ đầu tháng 11, sớm hơn đáng kể so với chu kỳ thông thường. Dữ liệu quan trắc từ thập niên 1950 cho thấy hiện tượng tương tự trong tháng 11 mới chỉ được ghi nhận 3 lần, vào các năm 1958, 1968 và 2025. Đáng chú ý, cả ba lần đều xảy ra vào ngày 28/11.

Giáo sư Andrew Charlton-Perez, nhà khí tượng học tại Đại học Reading (Anh), nhận định: “Chúng tôi chưa từng chứng kiến điều tương tự. Trong suốt khoảng thời gian đó, chưa từng ghi nhận một đợt nóng lên đột ngột ở tầng bình lưu nào xuất hiện trước cuối tháng 11”.

Ông Grahame Madge, người phát ngôn Cơ quan Khí tượng Anh (Met Office), nhận định rằng thời điểm xuất hiện hiện tượng này là rất sớm và có thể liên quan đến cường độ mạnh của El Nino tại Thái Bình Dương.

Theo đó, El Nino năm nay được đánh giá có cường độ đặc biệt mạnh, có thể khuếch đại các sóng khí quyển và góp phần làm xáo trộn xoáy cực.

“El Nino về cơ bản làm tăng cường các sóng trong tầng đối lưu, tức những dao động của dòng tia. Các sóng này có thể lan lên tầng bình lưu, tác động đến vành đai gió quanh Bắc Cực, khiến hệ thống bị đẩy lệch khỏi cực, biến dạng hoặc thậm chí tách đôi”, nhà khí tượng học Aidan McGivern giải thích.

Tuy nhiên, ông Charlton-Perez lưu ý còn quá sớm để kết luận El Nino là nguyên nhân trực tiếp của diễn biến hiện tại. Theo ông, hiện tượng này thường làm suy yếu xoáy cực và tăng khả năng xảy ra SSW vào cuối mùa đông, khoảng tháng 1 hoặc tháng 2.

Nơi rét buốt, nơi mưa bất thường

Ảnh hưởng của xoáy cực suy yếu không phân bố đồng đều trên toàn Bắc bán cầu. Một số khu vực có thể đón không khí lạnh từ Bắc Cực, trong khi những nơi khác ghi nhận nhiệt độ cao hơn mức trung bình theo mùa.

Tại châu Âu, nguy cơ rét thường rõ hơn ở Bắc và Đông Bắc Âu. Một nghiên cứu đăng trên tạp chí Journal of Geophysical Research: Atmospheres năm 2019 cho thấy nhiệt độ trung bình mùa lạnh tại phần lớn Scandinavia thấp hơn ít nhất 1 độ C trong những mùa đông có SSW.

Riêng nhiệt độ thấp nhất mùa tại Na Uy và Thụy Điển có thể thấp hơn trên 2,5 độ C. Trong khoảng 60 ngày sau SSW, những đêm lạnh nhất tại một số khu vực Scandinavia và vùng Baltic cũng có thể thấp hơn mức thông thường 3-5 độ C.

Xoáy cực tầng bình lưu đang bị xáo trộn làm tăng nguy cơ các đợt không khí lạnh tràn xuống châu Âu, Bắc Mỹ và Đông Á. Ảnh: Reuters.

Ở chiều ngược lại, bán đảo Iberia thuộc Nam Âu có xu hướng ghi nhận nhiều ngày mưa hơn sau SSW, trong khi một số khu vực ven Đại Tây Dương ở Bắc Âu có thể khô hơn.

Dẫu vậy, đây là xu hướng trong nghiên cứu, không đồng nghĩa mọi đợt SSW đều dẫn đến mưa lớn, lũ lụt hay hạn hán.

Tại châu Á, những thay đổi của dòng khí có thể tạo điều kiện để không khí lạnh từ Siberia tràn xuống miền Bắc Trung Quốc và các khu vực Đông Á. Trong khi đó, ở Bắc Mỹ, không khí lạnh có thể tràn xuống miền Trung và miền Đông Canada, Mỹ, làm tăng nguy cơ rét sâu, tuyết lớn hoặc bão mùa đông. Một số khu vực miền Bắc Canada và Alaska lại có thể ấm hơn trung bình trong những hình thái hoàn lưu nhất định.

Sức ép lên nguồn nước và năng lượng

Bên cạnh nguy cơ rét sâu, những thay đổi trong hình thái thời tiết sau SSW còn có thể kéo theo các giai đoạn khô hạn, ảnh hưởng đến nguồn nước.

Giáo sư Andrew Charlton-Perez cảnh báo: “Nếu hiện tượng này hoặc những đợt SSW khác trong mùa đông gây ra các giai đoạn khô hạn kéo dài, chúng có thể khiến các hồ chứa không được bổ sung đủ nước. Điều đó sẽ ảnh hưởng đáng kể đến nguồn cung nước cho hộ gia đình, doanh nghiệp và nông dân vào mùa hè năm sau”.

Trong khi đó, hiện tượng giá rét làm tăng nhu cầu sưởi ấm và tiêu thụ điện. Nghiên cứu của Đại học Exeter cho thấy sau các đợt SSW, nguy cơ nhu cầu điện cực cao tại Bắc và Trung Âu tăng 1,5-3 lần.

Tiến sĩ Regan Mudhar, một trong các tác giả nghiên cứu, nhận định: “Thời tiết cực lạnh tạo ra nhiều rủi ro, trong đó có nhu cầu năng lượng cao”.

Đồng tác giả Hannah Bloomfield, nhà nghiên cứu tại Đại học Newcastle, cũng cảnh báo những đợt rét đi kèm gió yếu có thể khiến việc bảo đảm nguồn cung điện với chi phí hợp lý ngày càng khó khăn.

Giá rét do xoáy cực suy yếu sớm có thể gây sức ép lên hạ tầng khí đốt của châu Âu. Ảnh: Reuters.

Thách thức này càng đáng chú ý khi các hệ thống sưởi sử dụng khí đốt dần được thay thế bằng máy bơm nhiệt, vốn làm gia tăng nhu cầu điện trong mùa lạnh.

Thị trường khí đốt châu Âu cũng có thể chịu thêm sức ép nếu mùa đông lạnh hơn dự kiến. “Mức dự trữ hiện thấp nhất vào thời điểm này trong năm kể từ năm 2011, và châu Á với châu Âu sẽ phải cạnh tranh để có được nguồn LNG, đặc biệt nếu thời tiết trở lạnh”, Giám đốc điều hành Equinor Anders Opedal cảnh báo.

Theo Reuters, các kho dự trữ khí đốt của châu Âu mới đạt khoảng 75% công suất khi bắt đầu mùa sưởi năm nay. Nếu nhiệt độ giảm sâu trong những tháng lạnh nhất, nhu cầu khí đốt tăng cao có thể làm gia tăng cạnh tranh nguồn cung giữa châu Âu và châu Á, gây biến động giá nhiên liệu và đẩy chi phí sưởi ấm lên cao.