Vì sao nói biển là máy điều tiết khí hậu khổng lồ?

Những nguyên nhân làm khí hậu Trái Đất biến đổi rất phức tạp, nhưng quan trọng nhất là tình trạng bầu không khí nhận nhiệt từ Mặt Trời và lượng hơi nước chứa trong không khí. Ở một vùng nào đó, khi nhiệt lượng trong không khí tăng lên thì thời tiết trở nên nóng; khi nhiệt lượng giảm xuống thì trở nên lạnh. Tương tự, hơi nước trong không khí nhiều thì con người cảm thấy ẩm ướt, còn hơi nước ít thì thấy khô ráo.

Nhiệt lượng trong không khí đến từ đâu? Người ta thường nói sự ấm áp trên Trái Đất là do Mặt Trời, điều này về cơ bản là đúng. Nhưng nhiệt ấy còn phải thông qua “trạm trung chuyển” là biển mới ảnh hưởng mạnh đến sự ấm áp của Trái Đất. Bức xạ Mặt Trời là bức xạ sóng ngắn. Khi đi qua khí quyển, chỉ một phần rất nhỏ nhiệt được không khí trực tiếp hấp thụ, còn phần lớn chiếu xuống mặt đất, làm bề mặt Trái Đất nóng lên. Sau khi nóng lên, Trái Đất liên tục bức xạ nhiệt ra ngoài. Loại bức xạ này khác với bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời: nó không phát sáng, chỉ phát nhiệt, thuộc bức xạ sóng dài, còn gọi là bức xạ nhiệt. Không khí rất dễ hấp thụ loại nhiệt này, nhờ đó nhiệt độ không khí tăng lên. Vì vậy có thể thấy không khí được làm nóng bắt đầu từ bên dưới. Biển chiếm 71% bề mặt Trái Đất, chính là nơi chủ yếu cung cấp nhiệt cho không khí. Hơn nữa, nhiệt dung của nước biển lớn hơn nhiệt dung của không khí rất nhiều: 1 cm3 nước biển hạ thấp 1°C có thể nhả ra lượng nhiệt đủ làm hơn 3.000 cm3 không khí tăng lên 1 độ. Nước biển là chất lỏng trong suốt, bức xạ Mặt Trời có thể truyền xuống sâu, khiến một tầng nước khá dày tích trữ lượng nhiệt lớn. Nếu lớp nước biển bề mặt dày 100 m trên toàn cầu hạ thấp 1 độ, lượng nhiệt nhả ra có thể khiến không khí toàn cầu tăng 60°C. Vì vậy, khối nước biển khổng lồ tích lũy nhiệt lâu dài giống như một chảo nóng rất lớn, không ngừng truyền năng lượng và tác động đến thời tiết, khí hậu.

Hơi nước trong không khí chủ yếu đến từ biển. Khi nước biển bốc hơi, một lượng hơi nước rất lớn đi vào khí quyển, chiếm khoảng 84% tổng lượng hơi nước trong không khí. Mỗi năm, một lớp nước biển dày khoảng 100 cm chuyển thành hơi nước, tức khoảng 3.600 tỉ m3 nước biển bốc hơi mỗi năm. Đó là một con số vô cùng lớn.

Từ những điều trên có thể thấy biển là nguồn cung cấp chủ yếu nhiệt lượng và hơi nước cho không khí. Tình trạng nhiệt độ và bốc hơi của nước biển ảnh hưởng rất lớn đến sự phân bố nhiệt độ và hàm lượng hơi nước trong khí quyển. Vì vậy, ví biển như một máy điều tiết thời tiết khổng lồ là hoàn toàn có lý.

Tuy nhiên, cần đặc biệt chú ý đến các dòng hải lưu. Biển giữ vai trò then chốt trong điều hòa khí hậu, nhưng nếu không có hải lưu, “cỗ máy điều hòa” này sẽ không vận hành lý tưởng. Ở xích đạo, bức xạ Mặt Trời quanh năm rất mạnh, còn hai vùng cực lại nhận bức xạ yếu. Nhờ các dòng hải lưu vận động, nhiệt lượng dư thừa ở vùng nhiệt đới và xích đạo được liên tục chuyển đến các vùng biển vĩ độ cao và hai cực, giúp khí hậu giá buốt nơi đó nhận được sự ấm áp gián tiếp của Mặt Trời. Nếu biển là máy điều tiết khí hậu, thì hải lưu chính là những đường ống vận chuyển của cỗ máy ấy.