Biến đổi khí hậu đang thay đổi bầu trời theo những cách đo được: không khí nóng hơn làm máy bay cất cánh khó hơn, gió cắt ở độ cao dòng phản lực mạnh lên làm nhiễu động trời quang thường xuyên hơn trên một số tuyến, và mưa cực đoan, bão mạnh ảnh hưởng tới sân bay nhiều hơn. Chiều ngược lại cũng đúng: hàng không góp phần làm Trái Đất ấm lên, không chỉ qua khí CO2 mà còn qua những vệt mây do chính máy bay tạo ra.
Bài này tách rõ chỗ đã có số đo chắc chắn với chỗ khoa học vẫn đang tranh luận.
Những con số nền
Theo Báo cáo đánh giá lần thứ sáu của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC, 2021–2023), nhiệt độ bề mặt toàn cầu giai đoạn 2011–2020 cao hơn khoảng 1,1 độ C so với thời kỳ 1850–1900. Theo cơ quan Copernicus của châu Âu, năm 2024 là năm dương lịch đầu tiên nhiệt độ trung bình toàn cầu vượt mức 1,5 độ C so với thời kỳ tiền công nghiệp.
Một độ nghe có vẻ nhỏ. Nhưng khí quyển nóng hơn chứa được nhiều hơi nước hơn — khoảng 7% cho mỗi độ C, theo phương trình Clausius–Clapeyron mà mọi sinh viên khí tượng đều học. Thêm hơi nước nghĩa là thêm năng lượng cho dông và bão, thêm nước cho những trận mưa cực đoan.
Nóng hơn, cất cánh khó hơn
Không khí nóng thì loãng. Cánh sinh ít lực nâng hơn ở cùng tốc độ, động cơ hút được ít không khí hơn nên lực đẩy giảm. Máy bay phải chạy đà dài hơn để cất cánh, hoặc phải giảm tải: bớt hành khách, hàng hoá, nhiên liệu.
Chuyện này đã xảy ra thật. Tháng 6 năm 2017, nhiệt độ ở Phoenix (bang Arizona, Mỹ) lên khoảng 48 độ C, và hãng American Airlines phải huỷ hàng chục chuyến bay bằng máy bay phản lực khu vực Bombardier CRJ, vì nhiệt độ đã vượt mức tối đa mà nhà sản xuất công bố số liệu tính năng cất cánh. Những máy bay lớn hơn vẫn bay được vì có giới hạn cao hơn.
Một nghiên cứu của Ethan Coffel, Terence Thompson và Radley Horton đăng trên tạp chí Climatic Change năm 2017 mô phỏng các sân bay lớn và cho thấy, nếu phát thải tiếp tục cao, tỷ lệ chuyến bay phải giảm tải vào giờ nóng nhất trong ngày sẽ tăng đáng kể tới cuối thế kỷ. Sân bay ở vùng nóng, trên cao nguyên, có đường băng ngắn chịu ảnh hưởng nặng nhất. Các hãng có cách thích nghi: dời chuyến bay đường dài sang sáng sớm hoặc ban đêm, kéo dài đường băng.
Nhiễu động trời quang tăng lên
Đây là một trong những kết quả được nhắc tới nhiều nhất. Nhóm của nhà khoa học khí quyển Paul Williams ở Đại học Reading (Anh) đã nghiên cứu chủ đề này từ đầu thập niên 2010. Năm 2023, nghiên cứu của Mark Prosser, Paul Williams và cộng sự trên tạp chí Geophysical Research Letters phân tích dữ liệu khí quyển từ 1979 tới 2020 và ước tính tổng thời gian có nhiễu động trời quang ở mức mạnh trên một điểm điển hình của Bắc Đại Tây Dương đã tăng khoảng 55%.
Cơ chế: tầng thấp ấm lên nhanh hơn ở vùng nhiệt đới, còn tầng bình lưu phía trên lại lạnh đi, làm tăng chênh lệch nhiệt độ theo chiều bắc – nam ở độ cao bay hành trình. Chênh lệch này làm gió cắt thẳng đứng trong dòng phản lực mạnh lên, và gió cắt chính là nguồn sinh nhiễu động trời quang.
Cần đọc con số này cho đúng: nó nói về tần suất nhiễu động, không có nghĩa máy bay kém an toàn hơn về kết cấu. Máy bay được thiết kế chịu nhiễu động mạnh hơn rất nhiều so với mức thường gặp. Hệ quả thực tế là nhiều chuyến bay xóc hơn, nguy cơ chấn thương cho người không thắt dây an toàn và tiếp viên đang đi lại tăng lên.
Mưa cực đoan, bão và sân bay ven biển
IPCC đánh giá rằng tỷ lệ bão nhiệt đới đạt cường độ mạnh nhất có khả năng đã tăng trong vài thập kỷ qua, và lượng mưa của bão dự kiến tăng khi Trái Đất tiếp tục ấm lên. Tổng số cơn bão mỗi năm thì chưa có xu hướng rõ ràng, và các mô hình còn khác nhau về chuyện này.
Với hàng không, mưa cực đoan nghĩa là:
- Đường băng ngập, giảm ma sát, tăng nguy cơ trượt khi hạ cánh.
- Hệ thống thoát nước sân bay được thiết kế theo số liệu mưa quá khứ có thể không còn đủ.
- Dông mạnh hơn, nhiều chuyến phải bay chờ, chuyển hướng.
Nhiều sân bay lớn trên thế giới nằm sát biển, nhiều nơi xây trên đất lấn biển. Mực nước biển dâng cộng nước dâng do bão đặt ra câu hỏi dài hạn cho những sân bay này. Ở Việt Nam, vùng đồng bằng sông Cửu Long và ven biển thấp được xếp vào nhóm chịu tác động mạnh nhất của nước biển dâng trong kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2020.
Chiều ngược lại: máy bay làm ấm bầu trời thế nào
Hàng không thải ra khoảng 2–3% lượng CO2 do con người phát thải mỗi năm. Nhưng tác động của nó lên khí hậu không dừng ở CO2.
Một nghiên cứu tổng hợp lớn do David Lee (Đại học Manchester Metropolitan) chủ trì, đăng trên Atmospheric Environment năm 2021, ước tính hàng không chiếm khoảng 3,5% tổng tác động làm ấm (cưỡng bức bức xạ hiệu dụng) do con người gây ra, tính tới năm 2018. Phần lớn trong số đó không đến từ CO2 mà từ các tác động khác, đứng đầu là mây vệt ngưng tụ.
Vì sao vệt ngưng tụ lại làm ấm
Khi không khí ở độ cao hành trình đủ lạnh và đủ ẩm, vệt ngưng tụ sau máy bay không tan mà lan rộng thành mây ti nhân tạo, tồn tại nhiều giờ. Ban ngày, lớp mây này phản xạ bớt ánh nắng, làm mát. Nhưng cả ngày lẫn đêm, nó giữ lại nhiệt mà mặt đất toả lên. Tính trung bình, hiệu ứng giữ nhiệt thắng, nhất là với những vệt hình thành vào buổi tối và ban đêm.
Điều thú vị: chỉ một phần nhỏ chuyến bay tạo ra phần lớn tác động của vệt ngưng tụ, vì vệt chỉ kéo dài khi máy bay bay qua những vùng không khí quá bão hoà băng — thường là các lớp mỏng vài trăm mét. Nếu dự báo được những lớp đó và cho máy bay bay cao hơn hoặc thấp hơn một chút, có thể tránh được phần lớn vệt.
Năm 2023, Google Research hợp tác với American Airlines và Breakthrough Energy thử nghiệm trên khoảng 70 chuyến bay, dùng dự báo bằng học máy để phi công đổi độ cao tránh vùng tạo vệt. Theo công bố của nhóm, số vệt ngưng tụ giảm khoảng 54% qua ảnh vệ tinh, đổi lại nhiên liệu tiêu thụ tăng nhẹ. Đây mới là thử nghiệm quy mô nhỏ; còn phải chứng minh ở quy mô lớn và cách tính bù trừ với phần CO2 tăng thêm vẫn đang được bàn.
Những điều khoa học còn chưa chắc
| Câu hỏi | Tình trạng hiểu biết |
|---|---|
| Trái Đất có đang ấm lên do con người | Chắc chắn, theo đánh giá của IPCC |
| Nhiễu động trời quang tăng ở Bắc Đại Tây Dương | Có số đo từ dữ liệu khí quyển, xu hướng khá rõ |
| Bão mạnh nhất chiếm tỷ lệ lớn hơn | Có khả năng, theo IPCC |
| Tổng số bão mỗi năm thay đổi ra sao | Chưa có kết luận chắc |
| Dòng phản lực uốn khúc nhiều hơn, gây thời tiết "kẹt" | Còn tranh luận |
| Mây toàn cầu sẽ khuếch đại hay giảm bớt ấm lên | IPCC đánh giá nhiều khả năng khuếch đại, nhưng đây là một trong những nguồn bất định lớn nhất |
| Tác động của vệt ngưng tụ | Chắc chắn có làm ấm; độ lớn chính xác còn bất định |
Góc nhìn hôm nay
Bầu trời không đổi trong một sớm một chiều, nhưng những người làm nghề bay đã thấy khác. Vài điều người đọc có thể làm tiếp:
- Đọc bản "Tóm tắt cho nhà hoạch định chính sách" của IPCC AR6 — dài vài chục trang, viết cho người không chuyên, mọi kết luận đều ghi rõ mức độ tin cậy.
- Theo dõi bản tin khí hậu hằng tháng của Copernicus để xem năm nay nóng tới đâu so với lịch sử.
- Để ý vệt ngưng tụ: vệt tan nhanh hay lan rộng thành mây kéo dài? Đó chính là đối tượng nghiên cứu nóng của khí hậu hàng không.
- Luôn thắt dây an toàn khi ngồi trên máy bay. Với nhiễu động trời quang tăng dần, đây là lời khuyên đơn giản nhất mà hiệu quả nhất.
Câu hỏi thường gặp
Biến đổi khí hậu có làm máy bay xóc hơn không?
Nghiên cứu của Đại học Reading công bố năm 2023 cho thấy nhiễu động trời quang mức mạnh trên Bắc Đại Tây Dương đã tăng khoảng 55% từ 1979 tới 2020. Nguyên nhân là gió cắt trong dòng phản lực mạnh lên khi khí hậu ấm. Điều này làm chuyến bay xóc hơn nhưng không làm máy bay yếu đi về kết cấu.
Vì sao trời nóng máy bay khó cất cánh?
Không khí nóng loãng hơn, nên cánh tạo ít lực nâng hơn và động cơ cho ít lực đẩy hơn. Máy bay phải chạy đà dài hơn hoặc giảm tải. Khi nhiệt độ vượt giới hạn có số liệu tính năng, như ở Phoenix (Mỹ) tháng 6 năm 2017, một số loại máy bay không được phép cất cánh.
Máy bay thải bao nhiêu khí nhà kính?
Hàng không chiếm khoảng 2–3% lượng CO2 do con người thải ra mỗi năm. Tính cả các tác động khác như mây vệt ngưng tụ, một nghiên cứu năm 2021 ước tính hàng không đóng góp khoảng 3,5% tổng tác động làm ấm do con người gây ra.
Vệt trắng sau máy bay có hại cho khí hậu không?
Vệt ngưng tụ kéo dài lan thành mây ti nhân tạo, giữ lại nhiệt mà mặt đất toả ra, nên tính trung bình có tác dụng làm ấm. Vệt tan nhanh trong vài giây thì tác động không đáng kể. Các nhà khoa học đang thử cho máy bay đổi độ cao để tránh vùng không khí dễ tạo vệt kéo dài.
Biến đổi khí hậu có làm bão mạnh hơn không?
IPCC đánh giá tỷ lệ các cơn bão nhiệt đới đạt cường độ mạnh nhất có khả năng đã tăng, và lượng mưa trong bão dự kiến tăng khi Trái Đất ấm lên. Tổng số bão mỗi năm thì chưa có xu hướng rõ ràng.
