Khi nhiệt độ hàng ngày bắt đầu tăng lên trong mùa xuân ở Bắc bán cầu, sự chú ý bắt đầu chuyển sang những tháng mùa hè và khả năng chứng kiến những giai đoạn nắng nóng cực độ.
Ngay cả trước mùa hè, các phương tiện truyền thông đã đưa tin về một ngày cuối tuần lễ Phục sinh có thể “nóng nhất kỷ lục” đối với Vương quốc Anh.
Mặc dù dự báo thời tiết thường tập trung vào những ngày hoặc tuần sắp tới, nhưng dự báo theo mùa có thể cho chúng ta cái nhìn sâu sắc về việc liệu một tháng hoặc mùa sắp tới có ít nhiều khả năng mang đến những điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như đợt nắng nóng hay không.
Những cảnh báo này có thể rất quan trọng. Sóng nhiệt có thể gây ra sự gia tăng số lượng nhập viện khi mọi người phải vật lộn với stress nhiệt – sự tích tụ nhiệt trong cơ thể do gắng sức và/hoặc các điều kiện xung quanh. Có đủ cảnh báo sẽ cho phép mọi người – và các dịch vụ chăm sóc sức khỏe – chuẩn bị.
Dự báo theo mùa của chúng tôi cho mùa hè này cho thấy Vương quốc Anh khó có thể phải hứng chịu nắng nóng cực độ, nhưng các khu vực ở Bắc Phi có thể chứng kiến những giai đoạn nắng nóng nguy hiểm.
Dự báo theo mùa
Thật không might, dự báo theo mùa không đơn giản như xác định một đợt nắng nóng – khoảng thời gian có nhiệt độ trên trung bình trong ba ngày trở lên trong mùa ấm áp – tại một thời điểm nhất định trong những tháng tới.
Do tính chất hỗn loạn của thời tiết thế giới, dự báo trước vài tháng chỉ có thể cung cấp dấu hiệu về các điều kiện thời tiết có thể xảy ra. Vì vậy, đối với khoảng thời gian theo mùa, chúng tôi sử dụng dự báo xác suất.
Một cách đơn giản để giải thích dự báo xác suất là hãy nghĩ đến việc cố gắng dự đoán xem một vận động viên cụ thể sẽ hoàn thành cuộc đua marathon tại Thế vận hội Olympic tiếp theo nhanh như thế nào.
Giả sử bạn có một số thông tin cơ bản về vận động viên chạy – chẳng hạn như tuổi, thành tích chấn thương và thành tích trong quá khứ của họ – nhưng bạn chỉ được phép đoán một lần về thời gian của họ. Bạn sẽ khá khó khăn để có thể đến gần sự kiện này.
Bây giờ hãy tưởng tượng bạn được phép đưa ra 50 dự đoán. Phần lớn những dự đoán này có thể sẽ tập trung xung quanh thời gian gần đây của người chạy, nhưng bạn sẽ có một số dự đoán chậm hơn và nhanh hơn để đưa ra nhiều khả năng. Mặc dù vẫn rất khó để dự đoán thời gian chính xác nhưng cách nhóm những dự đoán đó sẽ cho thấy bạn tự tin đến mức nào về thời gian có thể xảy ra của người chạy.
Khi chúng tôi chạy dự báo xác suất từ hệ thống dự báo theo mùa SEAS5 của Trung tâm Dự báo Trung bình Châu Âu (ECMWF), chúng tôi có một bộ sưu tập – hay “tập hợp” – gồm 50 mô phỏng, mỗi mô phỏng chạy một biến thể hơi khác nhau về thời tiết và khí hậu của chúng ta. Giống như các dự đoán về thời gian chạy marathon, mỗi mô phỏng sẽ đưa ra một dự báo thời tiết khác nhau, nhưng một số sẽ khá giống nhau.
Ví dụ: một số mô phỏng có thể gợi ý rằng nửa cuối tháng 8 sẽ rất nóng ở miền nam châu Âu – và sau đó một tập hợp con trong số này có thể cho thấy nhiệt độ cực cao rất có thể sẽ xảy ra vào tuần cuối cùng của tháng 8 và ở một nhóm cụ thể của các nước. Chúng tôi sử dụng những điểm tương đồng này để định lượng khả năng xảy ra một dự báo cụ thể.
Các bản đồ bên dưới hiển thị dự báo theo mùa của chúng tôi cho Châu Âu vào tháng 4, mà chúng tôi đã thực hiện vào tháng 3 (trên cùng) và tháng 12 năm ngoái (dưới cùng). Màu sắc của bóng râm cho thấy khả năng nhiệt độ ở mức cao nhất trong 20% khí hậu cơ sở (1993-2016) – từ màu đỏ sẫm (khả năng 70-100%) xuống màu xanh lam (0-10%).
Cả hai dự báo đều cho thấy khả năng xảy ra tình trạng nắng nóng ở Anh là 30-40% trong tháng Tư. Tuy nhiên, khu vực Địa Trung Hải và Bắc Phi cho thấy nhiều “sự đồng thuận” hơn trong dự báo tháng 3 – 50-70% đối với các khu vực rộng lớn ở Tây Ban Nha, Ý, Serbia và Romania, và 70-100% đối với các khu vực ở Trung Đông. Mức độ đồng ý này gợi ý về mức nhiệt độ cực cao.
Chúng tôi thường thấy sự đồng thuận cao hơn trong các mô phỏng dự báo với thời gian thực hiện ngắn hơn. Và mặc dù chúng tôi có thể sử dụng tính năng dự báo theo mùa để đề xuất tín hiệu nắng nóng cực độ, nhưng hiện tại chúng tôi chỉ có thể dự báo chính xác một đợt nắng nóng trước thời hạn tối đa 10 ngày. Điều này phụ thuộc vào khu vực và những gì đang diễn ra trong thế giới thời tiết.
Dự báo toàn cầu về mùa hè
Chúng ta có thể nhìn xa hơn nữa để xem liệu có bất kỳ tín hiệu nào về sức nóng cho mùa hè ở bán cầu bắc vào tháng 6, tháng 7 và tháng 8 hay không. Tuy nhiên, chúng ta nên cẩn thận để không đưa ra những tuyên bố lớn lao – càng nhìn về phía trước chúng ta càng trở nên không chắc chắn.
Chúng tôi tạo ra các dự báo theo mùa về áp lực nhiệt được biểu thị bằng “humidex” – một chỉ số nhiệt được phát triển bởi các nhà khoa học Canada kết hợp nhiệt độ với độ ẩm. Loại thứ hai là yếu tố chính gây ra stress nhiệt vì không khí ẩm ngăn cản khả năng hạ nhiệt của cơ thể con người thông qua đổ mồ hôi. Dự báo độ ẩm và các chỉ số nhiệt độ khác có khả năng giúp ngăn ngừa tử vong trong đợt nắng nóng như một loại hệ thống cảnh báo sớm.
Chúng tôi sử dụng danh mục Humidex cho chỉ số lớn hơn 30C – được gọi là “một số khó chịu” – và tập trung vào mức trung bình hàng tháng của chỉ số tối đa hàng ngày. Các bản đồ bên dưới cho thấy căng thẳng nhiệt độ rất có thể xảy ra ở các khu vực Châu Á, Bắc Phi và Nam Mỹ vào mùa hè này – với tới 100% mô phỏng tổng hợp có giá trị trên 30C (màu đỏ sẫm trong bản đồ ở hàng trên). Ngoài ra còn có tín hiệu về tình trạng căng thẳng do nắng nóng ở các vùng Địa Trung Hải trong tháng 7 và tháng 8 (từ 60 đến 100%).
Chỉ số trung bình cho mùa hè trên tất cả các mô phỏng – được hiển thị trong bản đồ ở hàng dưới – cung cấp dấu hiệu về loại giá trị ứng suất nhiệt mà chúng ta có thể thấy trong mỗi tháng. Chúng ta có thể thấy từ phần tô màu đỏ cho thấy giá trị ứng suất nhiệt được dự báo sẽ vượt quá 45C – loại ứng suất nhiệt nguy hiểm đối với Humidex – đối với các vùng của Bắc Phi. Tuy nhiên, hầu hết các khu vực được dự báo sẽ ở dưới chỉ số căng thẳng nhiệt là 30C trong mức trung bình chung.
Ví dụ, ở Anh, giá trị độ ẩm được dự báo là từ 20C đến 30C đối với stress nhiệt trong tất cả các tháng mùa hè. Điều này không ám chỉ nhiệt độ cực cao mà thay vào đó có thể biểu thị điều kiện dễ chịu.
Các đợt nắng nóng vừa qua
Mặc dù chúng tôi chưa biết dự báo của mình cho mùa hè này sẽ chính xác đến mức nào nhưng chúng tôi có thể nhìn lại xem các dự báo trước đó đã hoạt động tốt như thế nào.
Vào đầu tháng 8 năm 2021, một đợt nắng nóng tấn công phần lớn Địa Trung Hải, phá kỷ lục, góp phần gây ra cháy rừng và khiến hàng nghìn người thiệt mạng.
Các bản đồ bên dưới so sánh các dự báo theo mùa của chúng tôi về nhiệt độ không khí (trái) và độ ẩm (phải) với các sự kiện thực tế bằng cách sử dụng dữ liệu “phân tích lại” kết hợp các quan sát và mô phỏng mô hình. Màu bóng biểu thị sự trùng khớp gần đúng (màu vàng) hoặc dự báo quá nóng (màu đỏ) hoặc quá lạnh (màu xanh).
Vào thời điểm trước mắt là bảy ngày, dự báo của chúng tôi thường nằm trong khoảng 2C so với nhiệt độ thực tế hoặc giá trị ứng suất nhiệt hóa ra. Điều này xảy ra bất chấp đợt nắng nóng này gây ra những giá trị kỷ lục mà mô hình thời tiết của chúng ta chưa từng trải qua trước đây. Chúng tôi nhận thấy sai số dương lớn hơn (giá trị màu đỏ và màu vàng) ở Ý và Bán đảo Ả Rập trong thời gian trước 7 ngày so với các khu vực khác. Những điều này làm giảm thời gian thực hiện trong một ngày nhưng vẫn có sai số dương lớn hơn so với các khu vực khác.
Các bản đồ bên dưới hiển thị dự báo theo mùa về đợt nắng nóng xảy ra vào tháng 4 trước đó (trên cùng) và tháng 7 (dưới cùng). Màu đỏ cho thấy cả hai đều cho thấy khả năng xảy ra điều kiện nóng là 50-70% đối với các khu vực rộng lớn ở khu vực Địa Trung Hải.
Thông tin này có thể được sử dụng để bắt đầu gửi tin nhắn sớm hơn về các chiến lược làm mát – chẳng hạn như tắm nước lạnh – và tổ chức các trung tâm làm mát cũng như hỗ trợ nhiều hơn cho các cơ sở chăm sóc sức khỏe.
Dự báo theo mùa chỉ là một khoảng thời gian dự báo, với dự báo theo mùa đến theo mùa (tuần đến một tháng) và dự báo tầm trung (tối đa 10 ngày) cũng là những lựa chọn tiềm năng cho hệ thống cảnh báo sớm nhiệt độ cực cao.
Tuy nhiên, cách truyền đạt thông tin và có cơ sở hạ tầng phù hợp cũng có tầm quan trọng như nhau trong việc thực sự giảm tác động của nhiệt. Kết hợp lại với nhau, những công cụ này có thể được sử dụng để xây dựng hệ thống nhận thức về nguy cơ nhiệt toàn cầu và giúp giải quyết tình trạng nắng nóng cực độ bằng cách sử dụng nhiều khoảng thời gian dự báo.
Những chia sẻ từ câu chuyện này