Xoáy cực Polar Vortex suy yếu làm gió bình lưu mất ổn định, khiến không khí lạnh tích tụ lâu ngày tại Bắc Cực bất ngờ tràn xuống các vùng vĩ độ thấp. Sự kiện này lý giải việc nhiều nơi ghi nhận nhiệt độ kỷ lục lạnh giá dù Trái Đất vẫn đang trong xu hướng ấm lên dài hạn.

Lịch sử và khái niệm xoáy cực

Khối không khí lạnh dày đặc bị giữ chặt bởi dòng gió xoáy ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu tạo nên vùng áp suất thấp này. Hai loại xoáy cực có nền tảng nằm ở tầng đối lưu giữa và trên, với phần mở rộng vươn lên tầng bình lưu. Nhà khí tượng học đã ghi nhận hiện tượng này lần đầu vào năm 1853.

Tuy nhiên, phải đến năm 1952, các quan trắc ở độ cao trên 20 km mới giúp làm rõ cơ chế ấm lên đột ngột của tầng bình lưu. Hiệu ứng Coriolis chi phối hoàn lưu của hệ thống này. Xoáy cực tầng bình lưu thường phát triển ở vĩ độ cao hơn so với dòng tia cận nhiệt đới.

Để xác định vị trí của tầng bình lưu, người ta thường dựa vào áp suất 50 mb. Tại ranh giới giữa tầng đối lưu và bình lưu, mức độ đóng của đường viền nhiệt độ tiềm năng có thể dùng để đánh giá cường độ.

Một số nghiên cứu khác lại sử dụng các tầng thấp hơn, xuống đến mức áp suất 500 hPa. Kích thước ngang của xoáy thường nhỏ hơn 1.000 km, giúp phân biệt nó với các hệ thống thời tiết quy mô nhỏ khác.

Cơ chế hoạt động của xoáy cực và dòng tia

Vị trí của frông cực thường nằm ở khoảng 60 độ vĩ độ, như ranh giới phân chia giữa khối không khí khô lạnh từ vùng cực và không khí ấm ẩm ở phía nam. Khi xoáy cực còn ổn định, dòng tia bị giam giữ chặt chẽ gần frông này, tạo thành một hệ thống áp thấp hoạt động như một chiếc lồng khổng lồ, khóa chặt không khí lạnh ở các vĩ độ cao.

Tuy nhiên, khi xoáy suy yếu, nó có xu hướng tách rời thành hai hoặc nhiều nhánh riêng biệt, trong đó mạnh nhất thường xuất hiện gần Đảo Baffin và một nhánh khác ở phía đông bắc Siberia. Hệ quả là dòng tia bắt đầu uốn khúc sâu xuống phía nam, kéo theo sự tiếp xúc trực tiếp giữa không khí lạnh và ẩm ấm tại các vùng áp suất cao ở vĩ độ trung bình.

Sự va chạm này sinh ra những đợt rét đậm bất thường, với nhiệt độ giảm nhanh chóng và sắc nét, đưa xoáy cực, dòng tia và frông cực tiến gần hơn về phía đường xích đạo. Hiện tượng biến động thời tiết đột ngột này được gọi là cold snap.

Vai trò của biến đổi khí hậu trong việc làm suy yếu xoáy cực

Nhiệt độ trung bình toàn cầu năm 2023 đạt 14,98 độ C, cao hơn gần 1,4 độ C so với thời kỳ tiền công nghiệp. Bắc Cực đang ấm lên nhanh gấp bốn lần phần còn lại của hành tinh.

Tuyết dần biến mất ở Bắc bán cầu làm giảm khả năng phản xạ nhiệt, tiếp tục gia tăng hiệu ứng ấm lên khu vực. Cho rằng sự chênh lệch nhiệt độ giữa cực và xích đạo thu hẹp làm giảm sức mạnh của xoáy cực.

Khi vành đai gió suy yếu, không khí lạnh tràn xuống phía nam dễ dàng hơn. Một số nghiên cứu khác nhấn mạnh đây chỉ là biến động khí hậu tự nhiên. Dù vậy, xu hướng dài hạn vẫn cho thấy mùa đông ấm lên rõ rệt. Đều đồng ý rằng xu hướng là mùa đông ấm hơn.

Trong dài hạn, sự ấm lên toàn cầu đang khiến những đợt lạnh xảy ra ngày càng ít. Mức độ khắc nghiệt cũng giảm theo thời gian. Biến đổi khí hậu cũng có thể ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của những cơn bão mùa đông.

Khí quyển ấm hơn sẽ giữ lại nhiều hơi ẩm hơn. Điều này dẫn đến mưa hoặc tuyết trút xuống dữ dội hơn. Mối liên hệ giữa sự ấm lên ở Bắc Cực và những đợt rét vẫn chưa rõ ràng. Khó khăn ở đây là tách biệt nguyên nhân với hệ quả.

Nguyên nhân cụ thể của đợt rét kỷ lục tại Việt Nam

Trung tâm không khí lạnh tại vùng Siberia của Nga có khí áp lõi lên tới 1080 mb. Mức áp suất này cao hơn so với đợt rét tháng 12 năm trước chỉ đạt 1060 mb. Đây là mức khí áp cao ít gặp. Dòng dẫn ở độ cao 5.000 m đẩy không khí lạnh tràn sâu xuống miền Bắc.

Hiện tượng El Nino cũng góp phần tạo ra các đợt lạnh đột ngột trong mùa đông. Các năm El Nino xuất hiện các đợt lạnh khi nhiệt độ xuống thấp, lạnh hơn cùng thời kỳ của trung bình chung. Nhiệt độ thấp nhất ở Bắc Bộ phổ biến từ 8 đến 10 độ.

Khu vực vùng núi cao có nơi xuống dưới 0 độ. Đợt rét đậm, rét hại dự kiến sẽ còn kéo dài đến cuối tuần.

Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia đã có cảnh báo rét hại. Thông tin trên VTV cho hay nguyên nhân của đợt rét lịch sử này là bởi trung tâm của không khí lạnh ở vùng Siberia của Nga có cường độ rất mạnh, quy mô lớn.

Có thêm dòng dẫn ở trên cao với độ cao là 5.000m nên khí lạnh tràn sâu xuống đến miền Bắc nước ta. Theo dự báo khả năng đợt rét đậm, rét hại lần này sẽ còn kéo dài tới cuối tuần.

Tác động thực tế và biện pháp ứng phó

Không khí lạnh tăng cường mạnh đã đẩy nhiệt độ xuống sâu, gây ra tình trạng băng giá và mưa tuyết dày đặc tại các vùng núi phía Bắc. Cụ thể, đỉnh Mẫu Sơn ghi nhận mức nhiệt âm 0,9 độ, trong khi Sa Pa là 3,7 độ, Tam Đảo 2 độ và Mộc Châu 4,4 độ.

Nhiệt độ thấp nhất ở khu vực đồng bằng Bắc Bộ phổ biến từ 7 đến 10 độ, vùng núi dao động 2 đến 5 độ, và vùng núi cao có nơi dưới 0 độ. Các tỉnh thành phía Bắc nhiệt độ chung khoảng 8 đến 11 độ.

Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia đã phát cảnh báo rét hại cho Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, trong khi Trung Trung Bộ trời rét và phía Bắc có nơi rét đậm. Đợt rét hại kỷ lục từ đầu đông dự kiến kéo dài nhiều ngày, buộc các địa phương vùng cao phải chủ động phương án ứng phó với giá lạnh.

Cơ quan chức năng khuyến cáo người dân giữ ấm, che chắn vật nuôi và gia cố nhà cửa. Du khách tham quan các khu du lịch, nơi các cơ sở lưu trú tại trung tâm đã kín phòng, cần chuẩn bị kỹ trang thiết bị chống rét khi di chuyển.