Thứ tư, 22/12/2021 12:43 GMT+7

Kỹ thuật đồng vị trong nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến các hồ nước trên Thế giới

Trong khi mực nước biển toàn cầu đang tăng lên thì các hồ nước trên khắp thế giới đang dần bị thu hẹp lại. Một nghiên cứu gần đây của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử quốc tế (IAEA) được công bố trên tạp chí Nature Communications cho thấy rằng nhiều hồ không có khả năng bù đắp lượng nước bị mất đi do bốc hơi và có nguy cơ biến mất theo thời gian.

Yuliya Vystavna, nhà nghiên cứu thủy văn đồng vị tại IAEA - tác giả chính của công trình nghiên cứu cho biết: “Sự nóng lên toàn cầu là một mối đe dọa lớn đối với trữ lượng và chất lượng nước của các hồ do nhiệt độ tăng cao làm tăng khả năng bốc hơi”. Việc xác định mức độ ảnh hưởng của hiện tượng biến đổi khí hậu đối với các hồ trên thế giới là một nhiệm vụ phức tạp do có nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến việc đánh giá lịch sử và tuổi thọ của hồ. Tuy nhiên, công việc này có thể được đơn giản hóa bằng cách sử dụng khoa học hạt nhân.

Các hồ, chiếm phần lớn nguồn tài nguyên nước ngọt bề mặt chưa đóng băng trên toàn cầu, là một phần không thể thiếu của các hoạt động kinh tế và xã hội, cũng như hệ sinh thái. Khi nói đến tác động của biến đổi khí hậu đối với các hồ, thủy văn đồng vị là một công cụ hữu hiệu để đánh giá. Các thông số của hồ khác nhau - từ kích thước, độ sâu cho đến loại đất xung quanh tự nhiên hay nhân tạo – trở nên một thách thức khi so sánh một cách khách quan các hồ nước trên quy mô toàn cầu. Tuy nhiên, các đồng vị tích hợp được tất cả các tham số đó. Các đồng vị cho phép nhận biết lịch sử của các hồ và cung cấp thông tin về sự thay đổi lịch sử thủy văn của các hồ.

Phân tích đồng vị cho thấy khoảng 1/5 lượng nước chảy vào các hồ trên thế giới bị mất do bốc hơi và trong đó khoảng 10% các hồ có sự thất thoát nghiêm trọng do bốc hơi lớn hơn 40% tổng lượng nước chảy vào. Vystavna nói: “Các hồ có thể thất thoát do bốc hơi dòng nước bổ cấp, nhưng nếu một hồ bị mất hơn 20% dòng bổ cấp, thì nó có nguy cơ bị khô cạn. Chúng tôi đã sử dụng các mô hình cân bằng nước dựa trên các đồng vị và độ nhạy tính toán của các hồ đối với sự bốc hơi để xác định những hồ nào trên thế giới có thể bị cạn kiệt và biến mất vì không có khả năng bù đắp được lượng mất mát do bốc hơi”.

Nhóm nghiên cứu đã thu thập thông tin từ cơ sở dữ liệu trong Mạng lưới toàn cầu về thành phần đồng vị của các con sông, bao gồm dữ liệu về các con sông và hồ. Tổng cộng, thành phần đồng vị bền của 1257 hồ từ 91 quốc gia đã được phân tích bằng cách sử dụng các phương pháp tiếp cận trí tuệ nhân tạo do IAEA phát triển. Vystavna nói: “Chúng tôi đã sử dụng trí tuệ nhân tạo để xác định các yếu tố chính gây ra sự bốc hơi. Tùy thuộc vào kiểu khí hậu - nhiệt đới, khô cằn, ôn đới, lục địa hay lạnh - mà sự bốc hơi được tạo ra bởi các yếu tố khác nhau”.

Bất kể kiểu khí hậu nào, lượng mưa, tốc độ gió, độ ẩm tương đối và bức xạ mặt trời đều ảnh hưởng đến sự bốc hơi và thành phần đồng vị trong nước hồ. Nghiên cứu chỉ ra rằng, sự kết hợp của các biến số về khí hậu và cảnh quan, cũng như kích thước hồ, cần được xem xét để dự đoán các quá trình bốc hơi của hồ.

Johannes Cullmann, Giám đốc điều phối nước và khí quyển tại Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) cho biết: “Hiểu rõ các nguồn tài nguyên nước trong tương lai là chìa khóa cho khả năng phục hồi, phát triển bền vững và hòa bình. Những nghiên cứu về Khoa học thủy văn đồng vị, do IAEA dẫn đầu, là công cụ không thể thiếu để củng cố sự phát triển của WMO đối với các hệ thống dự báo và đánh giá nguồn tài nguyên nước”.

Phương pháp sử dụng đồng vị bền khá đơn giản và giá thành vừa phải, tạo ra tiềm năng hình thành một mạng lưới dữ liệu đồng vị hồ trên toàn cầu. Vystavna nói: “Nếu chúng ta có một mạng lưới dành riêng cho việc thu thập và tổng hợp thông tin về thành phần đồng vị của các hồ, chúng ta có thể cung cấp dữ liệu một cách rõ ràng, có thể so sánh cũng như nhận biết được mức độ của biến đổi khí hậu đến các hồ trên thế giới”.