Hà Nội, Thứ Tư Ngày 25/11/2020

30 năm thành lập Trung tâm nghiên cứu và dịch vụ khí hậu Hadley

MTĐT, 10:39 13/11/2020

Trung tâm luôn có mặt trên tuyến đầu nghiên cứu về biến đổi khí hậu thế giới và là nơi cung cấp những thông tin dự báo về khí hậu để Chính phủ Anh lấy làm căn cứ hình thành chính sách phát triển.

Năm 2020 đánh dấu cột mốc 30 năm ngày thành lập của Trung tâm Nghiên cứu và Dự báo khí hậu Hadley, một cơ sở nghiên cứu công lập do Chính phủ Anh thành lập vào năm 1990. Kể từ ngày thành lập đến nay, Trung tâm luôn có mặt trên tuyến đầu nghiên cứu về biến đổi khí hậu thế giới, đồng thời là nơi cung cấp những thông tin dự báo về khí hậu để Chính phủ Anh lấy làm căn cứ hình thành chính sách phát triển.

Bà Margaret Thatcher, và Sir John Houghton, khánh thành Trung tâm Hadley. Bà cho rằng nước Anh cần một trung tâm nghiên cứu về biến đổi khí hậu đẳng cấp thế giới để giải quyết “những vấn đề nghiêm trọng” của phát thải khí nhà kính. Nguồn: Hadley Centre.
Không được nhiều người ngoài ngành biết đến nhưng từ 30 năm qua, Trung tâm Nghiên cứu và Dự báo khí hậu Hadley tại Exeter, Anh, đã là nơi phát triển nhiều mô hình khí hậu được sử dụng trong nghiên cứu về biến đổi khí hậu khắp trên thế giới và triển khai nhiều dự án nghiên cứu các mô hình toàn cầu và địa phương. Theo cách đó, tầm ảnh hưởng của Trung tâm đã vượt ra ngoài biên giới Anh cũng như châu lục.
Anh cần câu trả lời về biến đổi khí hậu

Quá trình thành lập Trung tâm Hadley phản ánh sự phát triển về khoa học khí hậu Anh và thay đổi trong nhận thức về vai trò của khí hậu với đời sống con người của các nhà quản lý đất nước. Trong những năm 1970-1980, Cơ quan Khí tượng Anh (Met Office) đã thực hiện các nghiên cứu về mô hình hóa khí hậu và phân tích những quan sát khí hậu như những trung tâm khác của thế giới, đặc biệt là Mỹ. Vào thời điểm đó, thế giới bắt đầu quan tâm nhiều về biến đổi khí hậu và sự góp phần của con người vào nó. Các nhà khoa học tổ chức nhiều cuộc hội thảo quốc tế, một phần muốn truyền đi thông điệp về rủi ro của biến đổi khí hậu tới công chúng và giới làm chính sách. Vào tháng 9/1988, trong buổi tiệc thường niên của Hội Khoa học Hoàng gia Anh ở London, Thủ tướng Margaret Thatcher đã bình luận về khía cạnh nghiên cứu về tác động của con người đối với biến đổi khí hậu (bà từng trải qua một thời kỳ làm nghiên cứu) và tầm quan trọng của hành động chống lại biến đổi khí hậu. James Murphy, một nhà khoa học làm việc tại Trung tâm Hadley trong những ngày đầu tiên, nhớ lại thời khắc lịch sử đó: “Câu hỏi của Margaret Thatcher là 'chúng ta có thể dự đoán được những thay đổi trong tương lai của khí hậu chúng ta không và những hậu quả tiềm năng sẽ là thế nào?’”

Câu hỏi này không dễ trả lời, dù Cơ quan Khí tượng Anh cũng đang đảm trách tốt công việc của mình. Trong những năm 1950-1960, Cơ quan Khí tượng Anh đã lập Chi nhánh nghiên cứu Khí hậu học (gọi tắt là Met O13) nhưng sau đó vài năm thì lại chia làm hai: một cơ quan mới lại được tách ra từ Met O.13 - Chi nhánh Khí hậu học động lực (Met O20) chủ yếu tập trung vào phân tích tính chất vật lý và động lực của khí quyển (sau đó thêm cả đại dương), phần còn lại phát triển và đưa ra các dự báo thời tiết hạn dài. Biến đổi khí hậu là một vấn đề phức tạp nên riêng việc chỉ ra những bằng chứng về hiện tượng này cũng không phải là chuyện đơn giản, ngay cả với các nhà khoa học thời điểm hiện tại. Ví dụ vào tháng bảy vừa qua, một liên minh quốc tế gồm 34 nhóm nghiên cứu do chuyên gia về lụt lội Áo Günter Blöschl (TU Wien) mới thu thập đủ dữ liệu để chứng minh biến đổi khí hậu đã từng xuất hiện ở châu Âu 500 năm trước và xuất bản công trình “Current European flood-rich period exceptional compared with past 500 years” trên Nature.

Đây cũng là lý do để bà Thatcher bàn bạc với các nhà nghiên cứu, đặc biệt là nhà vật lý khí quyển Sir John Houghton – Tổng giám đốc Met Office, giáo sư trường Đại học Oxford và Chủ tịch Nhóm nghiên cứu khoa học của Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (ICPP), về việc thành lập một trung tâm nghiên cứu xuất sắc dành riêng cho khoa học khí hậu ở Anh. Tại phiên họp đầu tiên của Nhóm nghiên cứu khoa học ở Oxfordshire vào tháng 12/1988, Nicholas Ridley, một trong những người phụ trách lĩnh vực môi trường của chính phủ đã loan báo trước 100 nhà khoa học là Chính phủ Anh sẽ mở rộng danh tiếng quốc tế của mình, cung cấp thông tin về biến đổi khí hậu và sẵn sàng hỗ trợ cho khoa học khí hậu. Một bản đề xuất do nhóm chuyên gia Met Office soạn thảo đã vạch ra kế hoạch hình thành một trung tâm mới ở Met Office dành riêng về biến đổi khí hậu, hợp nhất những nghiên cứu bằng mô hình và quan sát khí hậu. Đặc biệt, riêng việc mô hình hóa dự đoán khí hậu mỗi năm được Bộ Môi trường Anh đầu tư khoảng 5,5 triệu bảng.

Gần hai năm sau, trong cuộc họp nội các vào ngày 21/5/1990, bà Thatcher đã mời Sir John Houghton tới trình bày về những phát hiện khoa học của ICPP như để chứng minh cho tính đúng đắn của việc thành lập trung tâm mới. Sau đó, vào ngày 25/5/1990, tại lễ ra mắt trung tâm, bà Thatcher đã tận dụng cơ hội để nêu quan điểm của mình về công việc của nó: “Công việc của trung tâm này… với các cơ sở máy tính tiên tiến và những kỹ năng xuất sắc của các nhà khoa học… sẽ giúp chúng ta nhìn vào tương lai và dự đoán một cách chính xác những thay đổi trong khí hậu của chúng ta. Trước đây chúng ta có thể có thêm một số ý tưởng về khí hậu tương lai bằng quan sát và phân tích những mẫu hình của quá khứ. Nhưng những thay đổi chúng ta sẽ đón nhận trong tương lai có thể sẽ phải còn khủng khiếp hơn bất kỳ những gì chúng ta đã trải qua, nên những phương pháp đó không còn phù hợp và chúng ta cần tin cậy nhiều hơn vào những mô hình có khả năng đánh giá đúng sự phức tạp của hệ thống khí hậu”.

Thành công sớm

Trung tâm xuất sắc được đặt theo tên của George Hadley, nhà khoa học Anh thế kỷ 18 và là một trong những người đầu tiên chỉ ra tầm quan trọng của việc xác định hoàn lưu khí quyển Trái đất. Ngay từ ngày thành lập, Trung tâm Hadley đã xác định sẽ trở thành một nơi dẫn đầu thế giới về nghiên cứu và mô hình hóa khí hậu. Để làm được như vậy, Trung tâm Hadley sẽ tập trung vào việc cung cấp cho chính phủ và công chúng đánh giá chính xác những thay đổi về khí hậu do yếu tố tự nhiên và con người gây ra thông qua chương trình nghiên cứu: hiểu về các quá trình biến đổi khí hậu và phát triển các mô hình khí hậu; phân tích hồ sơ khí hậu gồm những thông tin được ghi nhận, bao gồm việc giám sát khí hậu ở gần thời gian thực và sự mở rộng của tính biến động tự nhiên; dò theo biến đổi khí hậu và đánh giá phạm vi ảnh hưởng từ biến đổi khí hậu do những nguyên nhân đặc biệt gây ra; sử dụng các mô hình dự đoán biến đổi khí hậu, bao gồm đánh giá đầy đủ về tính bất định; tư vấn cho chính phủ về mặt chính sách di dân và khả năng đáp ứng biến đổi khí hậu; xây dựng các chương trình nghiên cứu cấp quốc gia và sử dụng những kết quả thu được cho nghiên cứu và tư vấn.

Kế hoạch phát triển này đã đem lại những thành công sớm ngay trong những năm 1990 của Trung tâm Hadley. Chỉ một năm sau ngày thành lập, mô hình phối hợp khí quyển đại dương đầu tiên của Trung tâm được đưa vào thực nghiệm với 11 mức khí quyển, 17 mức đại dương, độ phân giải 2.50x3.50, điều mà lúc đó trên thế giới mới chỉ có Phòng thí nghiệm Động lực dòng chảy địa vật lý ở Princeton, Mỹ làm được bởi những thí nghiệm trước đó mới chỉ đề cập đến thay đổi khí hậu ở trạng thái cân bằng tương ứng với lượng CO2 tăng gấp đôi và không đề cập đến sự gia tăng theo thời gian. Một phần nguyên nhân là do sơ đồ bức xạ của mô hình này không cho phép thể hiện một cách đầy đủ phạm vi khí nhà kính. Những kết quả từ mô hình này đã trở thành những đóng góp quan trọng cho báo cáo bổ sung cho ICPP năm 1992.

Mô hình toàn cầu tích hợp khí quyển đại dương GC3.0 và GC3.1. Nguồn: Hadley Centre.

Cũng trong năm đó, một cột mốc đầy ý nghĩa do Trung tâm Hadley tạo dựng, đó là việc sáng tạo ra Dữ liệu Băng biển và Nhiệt độ bề mặt biển toàn cầu - bộ dữ liệu tích hợp đầu tiên trên thế giới về nhiệt độ bề mặt biển toàn cầu (SST) và sự mở rộng đến băng trên biển. Cơ sở dữ liệu này đã được các đồng nghiệp trên toàn thế giới sử dụng trong các mô phỏng về biến khí hậu cũng như đánh giá các mô hình kết hợp khí quyển – đại dương, bao gồm cả mô hình của Trung tâm Hadley. Vào năm 2001, IPCC đã dùng nó như bộ dữ liệu chính để đánh giá các thay đổi của nhiệt độ bề mặt biển mở rộng đến băng biển.

Trong vòng 10 năm, Trung tâm Hadley đã đạt được danh tiếng trên toàn cầu thông qua những mô hình và những bộ dữ liệu đáng tin cậy về biến đổi khí hậu mình tạo ra. Chưa một cơ sở nghiên cứu nào trong lĩnh vực khí tượng khí hậu có thể làm được như vậy trong cùng thời gian. Uy tín của họ càng tăng lên sau khi HadCM2, mô mình kết hợp khí quyển đại dương thứ hai của Trung tâm, được công nhận là tích hợp những hiệu ứng sol khí sulphate ở tầng bình lưu (hậu quả của ô nhiễm sulfur dioxide từ đốt than và từ các quá trình xảy ra trong tự nhiên) một cách đầy đủ và cung cấp thông tin đầu vào quan trọng cho ICPP năm 1996, góp phần đem lại kết luận chính là “bằng chứng chắc chắn cho thấy tác động một cách rõ ràng của con người lên khí hậu”. Báo cáo này có ảnh hưởng lớn đến quan điểm của Hội nghị Biến đổi khí hậu Liên Hợp Quốc lần thứ nhất (COP1) ở Berlin vào mùa xuân 1995.

Các mô hình thế hệ sau của Trung tâm Hadley đã giúp các nhà khoa học thế giới hiểu được tầm quan trọng của những quá trình liên quan đến sol khí, mây và những phản hồi của chu trình carbon. “Các mô hình đó cũng chứng minh được khả năng có thể đem lại những dự đoán đầy ý nghĩa cho khí hậu tương lai dựa theo quy mô thời gian mùa và thập kỷ để đem lại những cảnh báo sớm và theo quy mô thế kỷ để hình thành sự thích ứng với những thay đổi đó”, giáo sư Albert Klein Tank, Giám đốc Trung tâm Hadley, đánh giá về hiệu quả các mô hình mà Trung tâm phát triển.

Những thành quả nghiên cứu sau này như những mô hình tích hợp, những bộ dữ liệu quan sát và một số lượng lớn các bài báo quốc tế đã trở thành đóng góp truyền thống của Trung tâm Hadley vào quá trình xây dựng báo cáo thường kỳ của IPCC. Tuy nhiên, điều mà các nhà khoa học ở Trung tâm tự hào không chỉ vì họ luôn xuất hiện ở vị trí dẫn dắt các nhà khoa học quốc tế thực hiện báo cáo hoặc phản biện kết quả mà còn từ điều mà Trung tâm Hadley nỗ lực thực hiện trong suốt 30 năm qua, đó là việc cung cấp thông tin và mô hình khí hậu tương lai cho Dự án Dự đoán khí hậu Anh để hình thành chính sách của chính phủ nước này. Một phần vì phần lớn kinh phí duy trì hoạt động của Trung tâm đến từ Bộ Môi trường, Thực phẩm và Nông thôn (DEFRA) cùng nhiều Bộ khác của Chính phủ Anh, tuy nhiên một phần vì họ mong muốn đem lại những thông tin hữu ích cho xã hội thông qua hoạt động nghiên cứu của mình.

Hệ thống siêu máy tính của Hadley Centre. Nguồn: Hadley Centre.

Làm được điều này không phải điều dễ dàng. Các mô hình khí hậu toàn cầu không có được độ phân giải phù hợp để giải được bài toán khí hậu ở quy mô nhỏ, đặc biệt là về lượng mưa trên những khu vực có địa hình khác nhau (dẫu có một số mô hình mô phỏng Trái đất của Nhật Bản). Do vậy, Trung tâm đã phát triển các mô hình khí hậu vùng để tìm hiểu trên thực tế khí hậu học của các cực trị mưa, qua đó ước tính được những thay đổi trong các cực trị đó. Phiên bản đầu tiên với độ phân giải 50km của Hadley cho thấy những điểm mới về chu kỳ thủy văn ở mô hình vùng khắc nghiệt hơn mô hình toàn cầu. Về cơ bản, mô hình vùng này đóng vai trò quan trọng trong dự đoán những tác động của khí hậu trên các quy mô nhỏ hơn. Điều mà các nhà khoa học ở Hadley làm được là tạo ra mô hình vùng có thể chạy được trên máy tính cá nhân nhằm tạo điều kiện cho bất cứ đồng nghiệp nào của họ trên thế giới, trong điều kiện thiết bị còn hạn chế, vẫn có thể áp dụng được, một thành công trong khuôn khổ Sáng kiến nghiên cứu tác động của Khí hậu vùng do Met Office khởi xướng năm 2002. “Điều này cho phép mọi quốc gia đều có thể đánh giá được tính nhạy cảm của biến đổi khí hậu trên phạm vi quốc gia và so sánh dữ liệu quan sát được với các mô phỏng về biến đổi khí hậu hiện nay”, giáo sư Chris K. Folland, một trong những nhà khoa học có uy tín của Hadley viết như vậy trong History of the Hadley Centre for Climate Prediction and Research.

Đây cũng là lý do vì sao giáo sư Albert Klein Tank, Giám đốc Hadley kể từ năm 2018, nhấn mạnh “Tôi đặc biệt tự hào về việc có được một hệ thống mô hình liền mạch để kiểm tra cơ sở vật lý của các mô hình khí hậu thông qua việc kiểm tra được dự báo thời tiết và dự báo mùa”. Nhu cầu về dịch vụ khí hậu ngày càng gia tăng ở Anh và những đóng góp của Hadley rút cục đã dẫn đến những chuyển biến mới, đó là việc họ mang cái tên mới từ năm 2018 Trung tâm Khoa học và Các dịch vụ khí hậu Hadley “bởi những dịch vụ khí hậu luôn luôn được đặt trên cơ sở khoa học khí hậu đỉnh cao”, ông giải thích.

Sẵn sàng cho những đổi thay

Sự phát triển của khoa học khí hậu trong hơn 10 năm qua đánh dấu sự vươn lên của nhiều trung tâm nghiên cứu trên thế giới cũng như sự quan tâm của các chính phủ vào việc ứng phó trước những bài toán khí hậu ngày một phức tạp. Những mô hình mới được phát triển đi kèm với những dung lượng tính toán lớn hơn và đòi hỏi thời gian xử lý nhanh hơn trên các hệ thống siêu máy tính. Vì vậy, chính phủ Anh vào đầu tháng 2/2020 đã đi đến quyết định: đầu tư 1,2 tỉ bảng cho một hệ siêu máy tính hiện đại hàng đầu thế giới để cải thiện những dự báo thời tiết và khí hậu. Dữ liệu từ hệ siêu máy tính này một mặt giúp chính quyền và các cộng đồng dân cư có được những dự báo bão chính xác hơn, lựa chọn được những địa điểm phù hợp nhất để chống lụt, giúp các sân bay lường trước được thời tiết xấu, giúp ngành năng lượng có kế hoạch dự phòng, tránh khả năng cắt điện hoặc quá tải; mặt khác dự đoán được những thay đổi của khí hậu toàn cầu tốt hơn để giữ vị trí của Anh trong lĩnh vực khoa học khí hậu, thậm chí đạt được những mục tiêu tham vọng hơn. Bộ trưởng Bộ Thương mại và Năng lượng Alok Sharma đề cập đến ý nghĩa của quyết định đầu tư này “Hệ siêu máy tính mới sẽ tăng cường năng lực của các hệ siêu máy tính sẵn có của Anh và năng lực về công nghệ dữ liệu, qua đó góp phần định hướng đổi mới sáng tạo và phát triển các kỹ năng ở tầm thế giới về siêu máy tính, khoa học dữ liệu, học máy và trí tuệ nhân tạo”. Về lâu dài, những đầu tư như thế này sẽ tạo ra những công ăn việc làm có lương cao, đảm bảo được sự phát triển của các doanh nghiệp và dịch vụ công ở Anh, những yếu tố góp phần đem lại đổi mới sáng tạo trong xã hội.

Đây là một quyết định kịp thời bởi hệ siêu máy tính Cray hiện tại của Hadley sẽ hết thời hạn sử dụng vào cuối năm 2022. Trong thời gian tồn tại, nó đã góp phần đem lại những dự báo thời tiết chi tiết cho Anh theo giờ, đồng thời dự báo được thời tiết tốt hơn trong vòng 5 ngày, ví dụ như những cơn bão lớn Ciara, Dennis năm 2018, qua đó giúp các địa phương có được thời gian chuẩn bị các dịch vụ phòng chống bão cần thiết.

Đầu tư mới của chính phủ khiến các nhà khoa học cảm thấy phấn khích. Giáo sư Albert Klein Tank cho rằng “ở thời điểm này, chúng tôi bắt đầu nghĩ một cách cẩn trọng về những thập kỷ tới để cố gắng đảm bảo cho Hadley luôn sẵn sàng cho những thay đổi trong tương lai, dựa trên chiến lược Nghiên cứu và đổi mới sáng tạo mới và một lộ trình mới cho khoa học khí hậu”.

Nguồn:
https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1256/wea.121.04
https://www.wired-gov.net/wg/news.nsf/articles/Three+decades +of+Met+Office+Hadley+Centre+ science+and+counting.. +27052020121500?open https://www.gov.uk/government/news/12-billion-for-the-worlds-most-powerful-weather-and-climate-supercomputer

Theo Anh Vũ/Tạp chí Tia sáng

Bạn đang đọc bài viết 30 năm thành lập Trung tâm nghiên cứu và dịch vụ khí hậu Hadley tại chuyên mục Nghiên cứu – Trao đổi. Thông tin phản ánh, liên hệ đường dây nóng : 0912 345 014 Hoặc email: banbientapmoitruongdothi@gmail.com
Tin cùng chuyên mục Nghiên cứu – Trao đổi