Mùa đông khắc nghiệt tại Hoa kỳ và Bắc Âu có thể là một phần kết quả của những thay đổi trong bức xạ tia cực tím từ ánh nắng mặt trời.

Một nghiên cứu mới mô phỏng khí hậu cho thấy: biến động trong ánh sáng của tia cực tím có liên quan đến chu kỳ hoạt động 11 năm của mặt trời, có thể gây ra những thay đổi các mô hình thời tiết về mùa đông trên bán cầu Bắc. Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Nature Geoscience ngày 9/10 vừa qua.

“Chúng tôi hy vọng điều này sẽ mở ra cánh cửa mới để cải thiện những dự đoán trong phạm vi rộng lớn hơn” Adam Scaife – đồng tác giả của cuộc mô phỏng tại trung tâm Met Office’s Hadley ở Exeter, Anh.

Các nhà khoa học từ lâu đã lưu ý tới sự liên kết giữa hoạt động thấp của năng lượng mặt trời với sự lạnh giá của mùa đông ở Châu Âu: một phần nhỏ của kỷ băng hà giữa khoảng thời gian 1550 và 1850, xảy ra đồng thời với con số thấp kỷ lục của vệt đen mặt trời, là một trong những thước đo sự hoạt động của năng lượng mặt trời. Nhưng cho đến ngày nay, Scaife nói, không ai tìm thấy một lời giải thích nào về mặt vật lý cho các thay đổi nhỏ trong bức xạ của tầng trên cùng bầu khí quyển trái đất có thể chuyển dịch tới những thay đổi trong mô hình trên bề mặt của thời tiết.

Câu trả lời đến từ bức xạ mặt trời và vệ tinh Climate Experiment. Từ năm 2004 đến 2007, trong các thời điểm mức thấp của chu kỳ cuối cùng của mặt trời, vệ tinh đã đo được sự giảm sút đáng ngạc nhiên về số lượng của bức xạ tia cực tím từ ánh nắng mặt trời, cao hơn những suy nghĩ trước đây khoảng 5 lần.

“Tôi nghĩ rằng, nếu điều này là sự thật, sẽ là một cái gì đó khá thú vị đối với hệ thống khí hậu,” Scaife nói.

Để kiểm tra những gì có thể xảy ra, các nhà khoa học đã đặt sự suy giảm lớn của tia cực tím vào mô hình khí hậu Met Office – một chương trình máy tính lớn có thể mô phỏng đại dương và bầu khí quyển sẽ phản ứng với những thay đổi đó. Với lượng bức xạ tia cực tím ít ỏi, sự mô phỏng cho thấy, các phần thượng lưu của không khí được làm lạnh nhiều hơn bình thường và cho phép gió thổi từ phía đông. Tính khác thường này lớn dần và bắt đầu chui sâu qua khí quyển tới độ cao mà các mô hình thời tiết hình thành. Ở đó những thay đổi bị ảnh hưởng, cơn bão bình thường sẽ phát triền, cho phép thời tiết lạnh hình thành trên phía bắc Châu Âu và Hoa Kỳ.

Những thay đổi này chỉ xảy ra trong mùa đông, và không phải trong mọi chu kỳ mặt trời, theo sự phân tích của các mô hình.

Nhưng qua thời gian, các nhà khoa học phát hiện ra rằng không khí lạnh của mùa đông sẽ nhiều hơn khi năng lượng mặt trời ở mức tối đa. “Bạn sẽ nhận được một tỷ lệ thay đổi đáng kể,” Scaife nói.

Đồng thời, các mô hình thời tiết trên miền nam Châu Âu và Canada đã nhẹ hơn so với mức bình thường, về cơ bản đã mất đi cái lạnh của Bắc Âu và Hoa Kỳ. Công trình nghiên cứu mới do đó không thể nói nhiều về việc liệu những thay đổi trong bức xạ mặt trời có ảnh hưởng đến nhiệt độ toàn cầu, Scaife nói. Các yếu tố thiên nhiên khác cũng ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của mùa đông, bao gồm cả các vụ phun trào núi lửa và hiện tượng thời tiết bất thường có tên El Nino.

Kunihiko Kodera, một nhà nghiên cứu khí hậu mặt trời đã nghỉ hưu từ đại học Nagoya ở Nhật Bản, nói rằng mô hình mới này chụp lại tất cả các giai đoạn trong bầu khí quyển, nhưng những chi tiết nhỏ như ấm hoặc hơi lạnh có thể gây khó khăn khi dự đoán sự thay đổi thời tiết địa phương.

Nếu mô hình máy tính Met Office có thể mô phỏng chính xác các dự báo trong quá khứ, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ bắt đầu kết hợp chặt chẽ với những biến đổi năng lượng mặt trời vào dự báo thời tiết dài hạn. Hoạt động của năng lượng mặt trời hiện nay đang gia tăng theo dự kiến sẽ đạt cực đại trong năm 2013.