Sắp đến nửa sau của thế kỷ, Hoa Kỳ có khả năng hứng chịu sự gia tăng về số ngày có nhiệt độ cực cao, tần suất và thời gian của các đợt nắng nóng, và độ dài của mùa sinh trưởng. Đáp lại, người ta dự đoán rằng các nhu cầu xã hội, nông nghiệp và sinh thái sẽ làm tăng nhu cầu về các nguồn tài nguyên thiên nhiên vốn đã trở nên căng thẳng như nước và năng lượng. Các nhà nghiên cứu của Đại học Illinois đã phát triển các mô hình khí hậu mới, có độ phân giải cao có thể giúp các nhà hoạch định chính sách giảm thiểu những tác động này ở cấp địa phương.
Trong một bài báo được xuất bản trên tạp chí Earth's Future, giáo sư khoa học khí quyển Donald Wuebbles, nghiên cứu sinh Zach Zobel và các nhà khoa học Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne Jiali Wang và Rao Kotamarthi đã chứng minh cách mô hình hóa độ phân giải gia tăng có thể cải thiện các dự báo khí hậu trong tương lai.
Nhiều mô hình khí hậu sử dụng độ phân giải không gian hàng trăm km. Các nhà nghiên cứu cho biết, cách tiếp cận này phù hợp với các mô hình quy mô toàn cầu kéo dài hàng thế kỷ trong tương lai, nhưng chúng không nắm bắt được các đặc điểm thời tiết và đất ở quy mô nhỏ ảnh hưởng đến các sự kiện khí quyển địa phương.
"Các mô hình mới của chúng tôi hoạt động ở độ phân giải không gian 12 km, cho phép chúng tôi kiểm tra những thay đổi cục bộ trong hệ thống khí hậu trên khắp lục địa Hoa Kỳ," Wuebbles cho biết. "Đó là sự khác biệt giữa việc có thể giải quyết một việc nhỏ như Hạt Champaign so với toàn bộ bang Illinois - đó là một cải tiến lớn."
Nghiên cứu đã xem xét hai dự báo sản lượng khí nhà kính khác nhau trong tương lai - một kịch bản "kinh doanh như bình thường" trong đó tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch vẫn theo quỹ đạo hiện tại và một dự báo mức tiêu thụ giảm đáng kể vào cuối thế kỷ này. Nhóm đã tạo dữ liệu cho hai dự báo kéo dài một thập kỷ (2045-54 và 2085-94) và so sánh chúng với dữ liệu lịch sử (1995-2004) theo ngữ cảnh.
"Một trong những phát hiện đáng báo động nhất trong dự báo kinh doanh thông thường của chúng tôi cho thấy rằng vào cuối thế kỷ phía đông nam Hoa Kỳ sẽ trải qua nhiệt độ mùa hè tối đa cách ngày mà trước đây chỉ xảy ra 20 ngày một lần", Zobel nói.
Mặc dù không quá khắc nghiệt nhưng các khu vực khác của đất nước cũng được dự báo sẽ có những thay đổi đáng kể về nhiệt độ.
"Vùng Trung Tây có thể chứng kiến những đợt nắng nóng bất thường lớn, như đợt nắng nóng ở Chicago năm 1995, giết chết hơn 800 người, ngày càng phổ biến và thậm chí có thể xảy ra tới 5 lần mỗi năm vào cuối thế kỷ này,”Wuebbles nói. "Các đợt nắng nóng làm tăng tỷ lệ tử vong ở vùng Trung Tây và Đông Bắc vì người dân ở những vùng đông dân cư này không quen với việc thường xuyên đối phó với loại nắng nóng như vậy."
Nhiệt độ khắc nghiệt và thời gian kéo dài của mùa ấm hơn có thể sẽ gây ra thiệt hại đáng kể cho cây trồng và hệ sinh thái, các nhà nghiên cứu cho biết. Các khu vực như miền Tây Hoa Kỳ, vốn đang phải vật lộn với nguồn nước hạn chế, có thể chứng kiến các mùa băng giá ngắn hơn nhiều ở độ cao lớn, dẫn đến lượng nước chảy mùa xuân tăng ít hơn so với lượng nước cần thiết cho mùa sinh trưởng sớm.
"Độ phân giải cao của các mô hình của chúng tôi có thể nắm bắt các biến số khí hậu khu vực do địa hình địa phương gây ra như núi, thung lũng và các vùng nước," Zobel nói. "Điều đó sẽ cho phép các nhà hoạch định chính sách điều chỉnh các hành động phản hồi theo cách rất bản địa hóa."
Các mô hình mới tập trung vào nhiệt độ và không ảnh hưởng đến các hình thái lượng mưa trong khu vực đối với tác động của những thay đổi khí hậu dự kiến. Các nhà nghiên cứu có kế hoạch mở rộng nghiên cứu của họ để giải thích các biến số bổ sung này.
"Khái niệm về biến đổi khí hậu toàn cầu có thể hơi trừu tượng và mọi người muốn biết những thay đổi dự kiến này sẽ ảnh hưởng đến họ như thế nào trong cộng đồng của họ", Wuebbles nói."Các mô hình của chúng tôi đang giúp trả lời những câu hỏi đó và đó là điều tách biệt công việc của chúng tôi với các nghiên cứu quy mô toàn cầu lớn hơn."
