Sóng Rossby là gì và tại sao chúng lại ảnh hưởng đến thời tiết của chúng ta?

Được xác định và giải thích bởi Carl-Gustaf Arvid Rossby, những sóng này xảy ra do sự quay của Trái Đất, theo Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ (NOAA). So với những con sóng đại dương điển hình mà chúng ta thấy dọc theo bờ biển, sóng Rossby di chuyển chậm hơn đáng kể. Chúng cũng cực kỳ lớn, với một số trải dài hàng trăm dặm (hoặc hơn) trên đại dương. Nói chung, sóng Rossby di chuyển về phía tây, tách không khí vùng cực lạnh với không khí tại chỗ ấm hơn (theo Britannica ).

Khi nhắc tới biến đổi khí hậu, chúng ta thường nghĩ tới hiện tượng ấm lên của Trái Đất, băng tan ở 2 cực hay tác động của ENSO (El Ninõ, La Nina) tới sự hình thành và phát triển của các cơn bão, hạn hán, vòi rồng, sự dâng lên của nước biển... Thế nhưng, đi sâu hơn tất cả, các "thảm họa toàn cầu" trên đều bị chi phối bởi một loại sóng có tên là sóng hành tinh hay sóng Rossby. Có thể nói đây là loại sóng vĩ mô chi phối các hiện tượng khí hậu trên toàn thế giới, tác động tới toàn bộ sự sống trên Trái Đất.

Sóng Rossby có hai thành phần: sóng dài và sóng ngắn. Sóng dài có thể trải dài từ 3.700 đến 8.000 dặm, và chúng có thể nằm ngang hoặc dọc. Sóng ngắn tồn tại bên trong sóng dài, nhưng không phải lúc nào chúng cũng khớp với hướng của chúng. Do đó, sóng ngắn có thể thay đổi hình dạng của sóng dài vì chúng thường di chuyển về phía đông, theo Dịch vụ Thời tiết Quốc gia Hoa Kỳ (NWS).

Độ sâu của đại dương, vĩ độ của sóng và sự biến động giữa các lớp ấm và lạnh của đại dương ảnh hưởng đến chuyển động của sóng Rossby. Ngoài ra, chúng cũng bị ảnh hưởng bởi các khối đất có hình dạng khác nhau tạo ra nhiệt độ không đều khi Mặt Trời sưởi ấm bề mặt Trái Đất.

Sóng Rossby là sóng tự nhiên được sinh ra khi chất lưu động (như không khí, nước) di chuyển theo vòng xoáy do sự quay của hành tinh. Vì thế loại sóng này không chỉ có ở trên Trái Đất mà còn có thể ở cả Mặt Trời. Khi Trái Đất quay sẽ tạo ra các xoáy thuận hành tinh (có trục trùng với trục ảo của Trái Đất, tâm ở 2 cực) và sinh ra các sóng Rossby. Trên Trái Đất, loại sóng này tồn tại ở cả bầu khí quyển và đại dương, do sự dịch chuyển của không khí hay các dòng hải lưu đều có tác động tới khí hậu nên loại sóng này đóng vai trò rất quan trọng đối với sự biến đổi khí hậu.

Cũng giống như nhiệt độ ảnh hưởng đến sóng Rossby, bản thân sóng cũng có tác động đến bầu khí quyển của Trái Đất và tạo ra sóng Rossby trong khí quyển. Nói một cách đơn giản thì nó chính là không khí ấm từ xích đạo di chuyển về các cực, và không khí mát hơn từ các cực di chuyển về xích đạo. Mặc dù chuyển động này không nhất quán, nhưng nó khá đều đặn và nó giúp hình thành dòng phản lực trong bầu khí quyển.

Không khí di chuyển trên hoặc xung quanh các ngọn núi và sự chênh lệch độ cao cũng góp phần hình thành sóng Rossby - Gió thay đổi tốc độ hoặc hướng nhằm mục đích khôi phục sự cân bằng cho bầu khí quyển luôn thay đổi. Nhưng miễn là mặt trời chiếu sáng và tạo ra nhiệt, sự mất cân bằng sẽ vẫn còn.

Sóng Rossby ảnh hưởng đến các hình thái thời tiết trên khắp các lục địa vì chúng rất lớn. Nhưng sóng ngắn cũng có tác động đến thời tiết. Trên thực tế, chúng là thứ mà NWS gọi là "kẻ chủ mưu chính của các đợt mưa", lưu ý rằng các dải mưa thường ở gần chúng khi chúng đi qua các phần của hành tinh.

Trong đại dương, loại sóng này có rất nhiều hình dạng và kích cỡ và di chuyển rất phức tạp, chúng có thể tác động tới ENSO và thủy triều, sự dâng lên của nước biển. Hiện tượng El Ninõ vốn có quan hệ mật thiết với dao động Nam (SO) mà thực chất SO là một dạng sóng Rossby (dao động dưới dạng sóng dài) tồn tại trong khí quyển của khu vực Nam Thái Bình Dương. Còn sóng Rossby trong khí quyển đóng vai trò mang nguồn nhiệt từ các vùng nhiệt đới về hai cực và ngược lại, mang không khí lạnh từ 2 cực về vùng xích đạo, giúp cân bằng nhiệt cho toàn bộ hành tinh. Do sóng hành tinh có vai trò tiên quyết trong việc điều hòa khí hậu nên đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học đã bắt đầu chú ý quan tâm nghiên cứu và với những đột phá của vật lý khí quyển đã dẫn tới sự hình thành của dự báo thời tiết bằng phương pháp số hiện đại.

Bởi vì sóng dài di chuyển chậm, chúng có thể làm cho các hình thái thời tiết kéo dài trong một thời gian dài. NOAA báo cáo rằng chúng cũng có thể thay đổi thời tiết, lưu ý rằng chúng có thể góp phần làm mực nước biển dâng cao và gây ra lũ lụt ven biển ở một số khu vực. Ví dụ, ảnh hưởng của sóng El Ninõ và La Ninã ở Thái Bình Dương mất vài tháng đến một năm để vượt qua đại dương, dẫn đến thủy triều dâng cao.

Điều đó nói lên rằng, đôi khi sóng Rossby có thể đóng một vai trò nào đó trong "các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt", theo tạp chí Environmental Research Letters. Hơn nữa, một báo cáo được công bố trên tạp chí Nature Climate Change cho thấy rằng sóng Rossby có thể gây ra các đợt nắng nóng và lũ lụt ở bắc bán cầu.

Tham khảo: Grunge; Britannica; Nature Climate Change