Hạn hán ngày càng xuất hiện trong tâm trí người Mỹ và những người dân có liên quan ở khắp mọi nơi. Miền Tây Hoa Kỳ đã trải qua những thời kỳ hạn hán khủng khiếp trong suốt lịch sử và biến đổi khí hậu được cho là nguyên nhân gây ra nhiều biến đổi thời tiết khắc nghiệt hơn ở nhiều khu vực khác. Hiểu được nguyên nhân gây ra tình trạng thiếu lượng mưa giúp hình thành các chính sách và lựa chọn có khả năng làm trầm trọng thêm hoặc giảm thiểu tác động của hạn hán.
Nguyên nhân vật lý gây ra hạn hán
Đài quan sát Trái đất của NASA liệt kê ba yếu tố gây ra hạn hán. Đây là những hiện tượng xảy ra tự nhiên, có liên quan với nhau, quyết định vị trí, mức độ nghiêm trọng và tần suất hạn hán.
Nhiệt độ của đại dương và đất liền
Lượng mưa là kết quả của quá trình tự nhiên trong đó:
- Nước bốc hơi khỏi bề mặt trái đất dù là từ vùng nước hay từ đất liền.
- Độ ẩm sau đó ngưng tụ trong khí quyển.
- Cuối cùng, hơi ẩm tập trung lại và rơi xuống đất một lần nữa.
Quá trình này được thúc đẩy bởi sức nóng của mặt trời; càng nóng thì tốc độ bay hơi càng lớn. Do đó, nếu nhiệt độ của đại dương hoặc bề mặt đất tương đối mát mẻ ở một khu vực nhất định thì hạn hán có thể xảy ra ở những khu vực phụ thuộc vào nguồn ẩm đó. Ví dụ: nhiệt độ lạnh ở Thái Bình Dương gần xích đạo thường tương quan với lượng mưa thấp ở miền Tây và miền Trung Hoa Kỳ
Các kiểu lưu thông không khí trong khí quyển
Các kiểu thời tiết quy mô lớn, bao gồm cả sự phân bổ lượng mưa, phần lớn được thúc đẩy bởi các kiểu lưu thông không khí trong khí quyển. Khi không khí nóng bốc lên và giãn nở, nó tạo ra một luồng không khí tương phản từ những khu vực mát hơn, nơi không khí ngưng tụ và chìm xuống. Điều này làm phát sinh các dòng không khí di chuyển hơi ẩm xung quanh bầu khí quyển và tạo ra các kiểu mưa khác nhau ở các vùng khác nhau.
Khi có sự bất thường về nhiệt độ bề mặt, các kiểu lưu thông không khí điển hình sẽ thay đổi, có nghĩa là các kiểu kết tủa cũng thay đổi. Điều này dẫn đến lượng mưa cao hơn mức trung bình ở một số khu vực và hạn hán ở những khu vực khác. El Nino và La Nina là những ví dụ điển hình về sự biến động lớn của dòng không khí, thường liên quan đến hạn hán ở các địa điểm như Châu Phi, Úc, Ấn Độ, Brazil và Hawaii.
Độ ẩm trong đất
Độ ẩm của đất ảnh hưởng đến sự hình thành hoặc thiếu mây ở cấp độ cục bộ hơn. Khi đất ẩm, nhiệt độ không khí bề mặt sẽ mát hơn vì nhiều năng lượng mặt trời được hấp thụ trong quá trình bay hơi. Nếu mặt đất khô thì không có nguồn cung cấp độ ẩm cục bộ để hình thành mây. Điều này dẫn đến nhiệt độ bề mặt nóng hơn khiến đất càng khô hơn. Chu kỳ này tự hình thành và dẫn đến hạn hán kéo dài.
Kết nối con người
Bên cạnh các yếu tố khí tượng gây ra hạn hán, hoạt động của con người cũng có thể là một nguyên nhân. Hoạt động của con người đã làm giảm lượng mưa ở nhiều khu vực trên thế giới. Đôi khi, lượng nước mà con người tiêu thụ và thời điểm tiêu thụ đó ảnh hưởng đến lượng nước có sẵn sau này cho con người, thực vật và động vật. Vì vậy, hạn hán cũng có thể được coi là sự mất cân đối giữa cung và cầu.
Phá rừng
Phá rừng trên diện rộng có thể góp phần gây ra hạn hán, đặc biệt là ở những vùng có lượng mưa được hình thành do chu trình nước cục bộ. Trong lượng mưa thông thường, nước bốc hơi từ đất và nguồn nước địa phương khi nhiệt độ cao. Không khí chứa đầy nước bốc lên trong khí quyển, nơi nó được làm mát và rơi xuống dưới dạng mưa. Điều này là phổ biến ở vùng nhiệt đới. Rừng mất nước thông qua quá trình thoát hơi nước để cung cấp cho chu trình nước cục bộ. Khi rừng bị chặt, nước bốc hơi ít hơn, từ đó làm giảm lượng mây được hình thành.
- Loại mưa này phổ biến ở 50% vùng Trung Tây Hoa Kỳ, 90% ở Sahel ở Tây Phi và 30-60% ở Amazon theo CIFOR, khiến chúng dễ bị hạn hán.
- Người Amazon đã trải qua loại "hạn hán tự khuếch đại" này theo một nghiên cứu khoa học.
Suy thoái đất
Suy thoái đất xảy ra khi lớp phủ thực vật phòng hộ, đặc biệt là rừng bị mất, để lộ đất. Thâm canh, bao gồm việc cày sâu và sử dụng hóa chất phá hủy cấu trúc đất, là một nguyên nhân phổ biến khác.
- Mất lớp che phủ hoặc cấu trúc làm giảm khả năng hấp thụ và giữ nước của đất, dẫn đến hiện tượng chảy tràn và giảm thời gian để nước thấm vào các lớp sâu hơn của đất.
- Vì vậy, đất khô nhanh chóng và không thể hỗ trợ sự phát triển của cây trồng và hoa màu và trong thời gian ngắn sẽ dẫn đến hạn hán nông nghiệp. Tác động của điều này lớn hơn ở các khu vực như cận Sahara nơi 95% nông nghiệp phụ thuộc vào độ ẩm của đất để phục vụ nông nghiệp.
- Khi có nhiều dòng chảy hơn và ít sự xâm nhập và thẩm thấu của nước mưa vào đất, thì sẽ có ít nước ngầm được bổ sung hơn, dẫn đến hạn hán thủy văn lâu dài hơn.
Nhu cầu về nước tăng lên
Trái ngược với hạn hán khí tượng, vốn chỉ là kết quả của điều kiện thời tiết và khí hậu, hạn hán thủy văn là do thiếu lượng mưa (mưa và tuyết) trong thời gian dài hơn và nhu cầu về nước ở một khu vực nhất định cao hơn so với hạn hán khí tượng. có sẵn. Nguồn nước có thể bao gồm sông hồ tự nhiên, hồ chứa nhân tạo và nước ngầm.
- Việc con người sử dụng các hồ chứa nước ngầm thông qua việc bơm cho nhu cầu sinh hoạt/hộ gia đình hoặc nước sông để tưới tiêu cũng có thể chiếm dụng nước, góp phần gây ra hạn hán thủy văn. Việc xây dựng các đập thủy điện ở thượng nguồn có thể gây ra tình trạng khan hiếm nước ở hạ lưu. Ví dụ, việc con người sử dụng đã làm tăng số lần hạn hán thủy văn xảy ra lên 100-200% và cường độ lên 8 lần ở Trung Quốc (trang 1).
- Việc sử dụng của con người nói chung đã làm tăng tần suất hạn hán thủy văn xảy ra lên 27% trên toàn cầu và 35% ở Châu Á, 25% ở Châu Mỹ và 20% ở Châu Âu.
- Động vật hoang dã và sinh vật dưới nước cũng phụ thuộc vào mực nước nhất định trong hồ và sông để tồn tại, còn thảm thực vật phụ thuộc vào mực nước nhất định trong mực nước ngầm.
Hạn hán xảy ra khi tất cả 'nhu cầu' tổng hợp này trở nên lớn hơn nguồn cung cấp nước sẵn có trong một thời gian dài. Hạn hán thủy văn đòi hỏi phải được giảm thiểu trong thời gian dài vì việc bổ sung nguồn nước tự nhiên diễn ra chậm. Khi nhu cầu về nước tăng cao trong thời kỳ lượng mưa thấp, khi các dòng sông và nước ngầm không được nạp lại nước như bình thường, tác động có thể trở nên tồi tệ hơn.
Thời điểm
Thời điểm có mưa và nhu cầu nước liên quan nhiều đến thời điểm hạn hán xảy ra. Ngay cả khi nguồn cung cấp nước tổng thể thấp, hạn hán thường ít đáng lo ngại hơn trong những tháng mùa đông vì nhu cầu ít hơn nhiều so với mùa hè.
Hạn hán nông nghiệp có xu hướng xảy ra khi không có đủ nước vào mùa xuân để giúp hình thành cây con và đảm bảo sự thành công của cây trồng. Khi lượng mưa phân bố vào mùa hè nhiều hơn vào mùa đông, phần lớn nước sẽ nhanh chóng bị mất đi do bốc hơi và chảy tràn thay vì được tích trữ dưới dạng băng tuyết. Điều này gây ra tình trạng hạn hán sau này khi con người hoặc hệ thống tự nhiên đã quen với việc có sẵn nước từ tuyết tan.
Biến đổi khí hậu và hạn hán
Khi tình trạng biến đổi khí hậu do con người gây ra ngày càng gia tăng, nhiều nhà khoa học đang nghiên cứu những tác động được cho là của nó đối với hạn hán. Như cơ chế khí tượng gây ra hạn hán đã nói rõ:
- Sự dao động bất thường về nhiệt độ tương ứng với sự thay đổi bất thường về lượng mưa.
- Nhiệt độ tăng có khả năng gây ra hạn hán thường xuyên và nghiêm trọng hơn, khiến biến đổi khí hậu trở thành nguyên nhân chính gây ra hạn hán hiện nay.
- Giữa năm 2000-2015, Hoa Kỳ đã trải qua thời tiết khô hơn bình thường trên 20-70% diện tích của nước này.
- Các khu vực toàn cầu bị ảnh hưởng bởi hạn hán khắc nghiệt đã tăng từ 1% vào những năm 1950 lên 3% vào những năm 2000.
NASA chỉ ra rằng có bằng chứng khoa học thuyết phục cho thấy biến đổi khí hậu nhìn chung khiến hành tinh nóng hơn, khiến các đợt nắng nóng dữ dội hơn và hạn hán nghiêm trọng hơn. Tại lục địa Hoa Kỳ, tần suất và mức độ nghiêm trọng của hạn hán dự kiến sẽ gia tăng trên khắp đất nước trong vài thập kỷ tới.
Phòng chống thời tiết khô hạn
Các nguyên nhân gây hạn hán rất phức tạp, có liên quan lẫn nhau và ngày càng do con người tạo ra. Tuy nhiên, có nhiều cách để tiết kiệm nước, điều này ngày càng trở thành ưu tiên hàng đầu ở những vùng bị ảnh hưởng bởi hạn hán. Trên thực tế, mọi người ở khắp mọi nơi nên coi việc thực hành bảo tồn nước như một biện pháp phòng ngừa hạn hán trong tương lai.
