Gavin Schmidt: The emergent patterns of climate change

Translator: Nhu PHAM Reviewer: Trình Thái

We live in a very complex environment:

Chúng ta đang sống trong một môi trường phức tạp:

complexity and dynamism

đầy phức tạp và nhiều biến đổi

and patterns of evidence

và bằng chứng cho điều này

from satellite photographs, from videos.

có thể thấy từ các bức ảnh, video từ vệ tinh.

You can even see it outside your window.

Thậm chí ngay bên ngoài cửa sổ nhà mình.

It's endlessly complex, but somehow familiar,

Sự vật phức tạp đến vô tận, nhưng bằng cách nào đó, lại quen thuộc,

but the patterns kind of repeat,

những kiểu mẫu có xu hướng lặp lại

but they never repeat exactly.

nhưng theo một cách không chính xác.

It's a huge challenge to understand.

Vì thế, thật khó để thấu hiểu chúng.

The patterns that you see

Những khuôn mẫu mà bạn thấy đều theo các hệ quy chiếu khác nhau

are there at all of the different scales,

nhưng không vì thế mà bạn có thể chia nhỏ và nói:

but you can't chop it into one little bit and say,

"Oh, well let me just make a smaller climate."

"À, tôi có thể tự tạo ra một khí hậu nhỏ hơn."

I can't use the normal products of reductionism

Tôi không thể dùng thuyết giản hóa,

to get a smaller and smaller thing that I can study

để làm mọi thứ nhỏ hơn, dễ nghiên cứu hơn

in a laboratory and say, "Oh,

trong phòng thí nghiệm, và phán rằng:

now that's something I now understand."

"À, giờ thì tôi đã biết mọi chuyện."

It's the whole or it's nothing.

Coi vậy chứ không phải vậy.

The different scales that give you

Những quy mô khác nhau cho bạn những loại mô hình

these kinds of patterns

range over an enormous range of magnitude,

dao động trong một phạm vi rất lớn về độ lớn

roughly 14 orders of magnitude,

cơ bản có 14 cấp đo độ lớn

from the small microscopic particles

từ những hạt kích thước siêu nhỏ

that seed clouds

tạo nên những đám mây

to the size of the planet itself,

tới kính cỡ của hành tinh

from 10 to the minus six

từ 10 mũ âm 6

to 10 to the eight,

tới 10 mũ 8

14 orders of spatial magnitude.

có 14 bậc độ lớn không gian

In time, from milliseconds to millennia,

Đo thời gian thì ta có từ mili giây tới thiên niên kỷ

again around 14 orders of magnitude.

cũng lại có 14 bậc đo độ lớn

What does that mean?

Vậy điều này có nghĩa là gì?

Okay, well if you think about how

Ok, giờ nếu bạn chịu suy nghĩ

you can calculate these things,

làm cách nào bạn có thể đo được mấy vật này

you can take what you can see,

bạn sẽ hiểu được những gì bạn thấy

okay, I'm going to chop it up

Giờ tôi sẽ mổ xẻ vấn đề này

into lots of little boxes,

thành những vấn đề nhỏ hơn

and that's the result of physics, right?

đó là thành tựu của ngành vật lý học, đúng không?

And if I think about a weather model,

Và nếu ta chuyển qua mô hình thời tiết

that spans about five orders of magnitude,

sẽ có thước đo gồm 5 đơn vị

from the planet to a few kilometers,

từ cấp độ hành tinh tới vài ki-lô-mét

and the time scale

và thang thời gian

from a few minutes to 10 days, maybe a month.

từ 1 vài phút tới 10 ngày, có thể là 1 tháng

We're interested in more than that.

Ta sẽ có nhiều phát hiện thú vị

We're interested in the climate.

Ta quan tâm đến khí hậu

That's years, that's millennia,

Trong nhiều năm, trong nhiều thiên niên kỷ

and we need to go to even smaller scales.

và ta cần chuyển sang những thang độ nhỏ hơn

The stuff that we can't resolve,

Chúng ta không thể giải quyết vấn đề này

the sub-scale processes,

đây là quá trình của những thang đo nhỏ hơn

we need to approximate in some way.

bằng cách nào đó ta phải ước lượng được

That is a huge challenge.

Đây là một thách thức lớn.

Climate models in the 1990s

Các mô hình khí hậu vào những năm 90 của thế kỷ 20

took an even smaller chunk of that,

đã lấy một đoạn nhỏ,

only about three orders of magnitude.

chỉ 3 bậc độ lớn.

Climate models in the 2010s,

Còn các mô hình khí hậu vào những năm 2010,

kind of what we're working with now,

là loại mà chúng tôi đang hiện sử dụng,

four orders of magnitude.

với 3 bậc độ lớn.

We have 14 to go,

Chúng tôi còn 14 bậc nữa phải giải quyết

and we're increasing our capability

và chúng tôi đang tăng dần năng lực của mình

of simulating those at about

trong việc mô phỏng những mô hình này

one extra order of magnitude every decade.

với khoảng 1 bậc độ lớn mỗi thập kỷ.

One extra order of magnitude in space

Thêm một bậc độ lớn trong không gian

is 10,000 times more calculations.

là khoảng hơn 10,000 lần tính toán.

And we keep adding more things,

Và chúng tôi tiếp tục thêm nhiều yếu tố nữa,

more questions to these different models.

nhiều câu hỏi hơn về những mô hình khác nhau này.

So what does a climate model look like?

Vậy thì mô hình khí hậu trông ra sao?

This is an old climate model, admittedly,

Thừa nhận rằng, đây là mô hình khí hậu cũ,

a punch card, a single line of Fortran code.

1 thẻ đục lỗ, chỉ 1 dòng mã Fortran.

We no longer use punch cards.

Chúng tôi không còn dùng thẻ đục lỗ nữa.

We do still use Fortran.

Nhưng vẫn dùng mã Fortran.

New-fangled ideas like C

Những ý tưởng mới lạ như C

really haven't had a big impact

thực sự không có ảnh hưởng lớn lắm

on the climate modeling community.

lên các cộng đồng mô phỏng khí hậu.

But how do we go about doing it?

Nhưng làm thế nào chúng tôi thực hiện được điều này?

How do we go from that complexity that you saw

Làm thế nào chúng tôi có thể đi từ sự phức tạp đó mà có thể bạn đã thấy

to a line of code?

đến một dòng mật mã?

We do it one piece at a time.

Chúng tôi thực hiện mỗi lần 1 chút một.

This is a picture of sea ice

Đây là hình ảnh của tảng băng biển

taken flying over the Arctic.

được chụp khi bay qua Bắc Cực

We can look at all of the different equations

Chúng ta có thể vào tất cả các phương trình khác nhau

that go into making the ice grow

góp phần tạo nên sự phát triển của tảng băng

or melt or change shape.

hoặc tan băng hoặc thay đổi hình dạng của nó.

We can look at the fluxes.

Chúng ta có thể nhìn vào các dòng chảy.

We can look at the rate at which

Nhìn vào tốc độ khi

snow turns to ice, and we can code that.

tuyết chuyển thành băng, và chúng ta có thể mã hóa

We can encapsulate that in code.

Chúng ta có thể gói gọn trong đoạn mã đó.

These models are around

Những mô hình này có khoảng

a million lines of code at this point,

1 triệu dòng mã ở điểm này,

and growing by tens of thousands of lines of code

và phát triển thành hàng 10 ngàn dòng mã như vậy

every year.

mỗi năm.

So you can look at that piece,

Vậy nên bạn có thể nhìn vào mảnh tảng băng biển

but you can look at the other pieces too.

nhưng bạn cũng có thể nhìn vào các mảnh khác.

What happens when you have clouds?

Điều gì xãy ra khi bạn có những đám mây?

What happens when clouds form,

Điều gì xãy ra khi các đám mây hình thành,

when they dissipate, when they rain out?

khi mây tan, khi mây chuyển thành mưa?

That's another piece.

Đó là một mảnh khác.

What happens when we have radiation

Điều gì xãy ra khi chúng ta có bức xạ

coming from the sun, going through the atmosphere,

từ mặt trời, xuyên qua tầng khí quyển,

being absorbed and reflected?

bị hấp thu và phản xạ?

We can code each of those very small pieces as well.

Chúng ta cũng có thể viết mã cho những mảnh nhỏ này

There are other pieces:

Có nhiều mảnh nhỏ khác:

the winds changing the ocean currents.

gió làm thay đổi các dòng đại dương

We can talk about the role of vegetation

Chúng ta có thể nói về vai trò của thảm thực vật

in transporting water from the soils

trong việc vận chuyển nước từ đất

back into the atmosphere.

trở lại bầu khí quyển.

And each of these different elements

Và mỗi trong các yếu tố khác nhau này

we can encapsulate and put into a system.

chúng ta có thể gói gọi và đặt vào trong 1 hệ thống.

Each of those pieces ends up adding to the whole.

Mỗi trong những mảnh này kết thúc tạo nên một tổng thể.

And you get something like this.

Và bạn có kết quả như thế này.

You get a beautiful representation

Bạn có 1 bài trình bày đẹp

of what's going on in the climate system,

về điều gì xãy ra trên hệ thống khí hậu

where each and every one of those

nơi mà mỗi và một mẫu nổi lên

emergent patterns that you can see,

mà bạn có thể thấy,

the swirls in the Southern Ocean,

là các vòng xoáy ở Nam Đại Dương,

the tropical cyclone in the Gulf of Mexico,

là bão nhiệt đới ở Vịnh Mêhicô

and there's two more that are going to pop up

và có thêm 2 cơn nữa đang nổi lên

in the Pacific at any point now,

ở Thái Bình Dương tại điểm này,

those rivers of atmospheric water,

những con sông nước khí quyển,

all of those are emergent properties

tất cả những yếu tố này là những đặc tính nổi bật

that come from the interactions

từ sự tương tác

of all of those small-scale processes I mentioned.

của tất cả những quy trình quy mô nhỏ mà tôi đã đề cập

There's no code that says,

Không có mật mã nào cho thấy

"Do a wiggle in the Southern Ocean."

"Hãy lắc lư ở Nam Đại Dương."

There's no code that says, "Have two

Không có đoạn mã nào mô tả:

tropical cyclones that spin around each other."

"Hãy cho 2 cơn bão nhiệt đới quay quanh nhau."

All of those things are emergent properties.

Tất cả những điều trên là đặc tính nổi bật

This is all very good. This is all great.

Điều này rất tốt. Rất tuyệt vời.

But what we really want to know

Nhưng điều chúng ta thực sự muốn biến

is what happens to these emergent properties

là điều gì xãy ra với những đặc tính mới nổi này

when we kick the system?

khi chúng ta khởi động hệ thống?

When something changes, what happens to those properties?

Khi có điều gì đó thay đổi, điều gì xãy ra cho những đặc tính này?

And there's lots of different ways to kick the system.

Và có nhiều cách khác nhau để khởi động hệ thống.

There are wobbles in the Earth's orbit

Có rung động trong quỹ đạo trái đất

over hundreds of thousands of years

hơn 100 ngàn năm qua

that change the climate.

đã thay đổi khí hậu.

There are changes in the solar cycles,

Có những thay đổi trong chu kỳ mặt trời,

every 11 years and longer, that change the climate.

mỗi 11 năm hay dài hơn làm thay đổi khí hậu.

Big volcanoes go off and change the climate.

Những ngọn núi lửa lớn không hoạt động nữa và làm thay đổi khí hậu

Changes in biomass burning, in smoke,

Những thay đổi trong đốt sinh khối, trong khói

in aerosol particles, all of those things

trong các hạt aerosol, tất cả những điều này

change the climate.

thay đổi khí hậu.

The ozone hole changed the climate.

Lỗ hổng tầng ozon đã thay đổi khí hậu.

Deforestation changes the climate

Chặt phá rừng làm thay đổi khí hậu

by changing the surface properties

bằng việc thay đổi đặc tính bề mặt

and how water is evaporated

và nước bốc hơi

and moved around in the system.

và di chuyển xung quanh trong hệ thống.

Contrails change the climate

Phi cơ bay ở độ cao thường cũng thay đổi khí hậu

by creating clouds where there were none before,

bằng cách tạo ra khói trắng mà trước đây chẳng hề có

and of course greenhouse gases change the system.

và dĩ nhiên khí nhà kính thay đổi hệ thống.

Each of these different kicks

Mỗi một cú khởi động khác nhau

provides us with a target

đưa cho chúng ta một mục tiêu

to evaluate whether we understand

để đánh giá liệu chúng ta có hiểu gì

something about this system.

về hệ thống này không.

So we can go to look at

Vì vậy chúng ta có thể đi nhìn vào

what model skill is.

kỹ năng của mô hình là gì

Now I use the word "skill" advisedly:

Bây giờ tôi sử dụng từ "kỹ năng -skill" có thận trọng:

Models are not right or wrong; they're always wrong.

Các mô hình không đúng hoặc sai; thì chúng luôn sai

They're always approximations.

Chúng luôn luôn có tính gần đúng

The question you have to ask

Câu hỏi bạn phải hỏi

is whether a model tells you more information

là liệu một mô hình có đưa cho bạn nhiều thông tin

than you would have had otherwise.

hơn bạn muốn có không

If it does, it's skillful.

Nếu có, thì nó đúng là tài giỏi.

This is the impact of the ozone hole

Đây là ảnh hưởng của lỗ hổng tầng ozone

on sea level pressure, so low pressure, high pressures,

trên áp suất mực nước biển, vì vậy áp suất cao, áp suất thấp,

around the southern oceans, around Antarctica.

quanh Nam Đại Dương, Nam Cực.

This is observed data.

Đây là dữ liệu quan trắc.

This is modeled data.

Đây là dữ liệu chạy mô hình mô phỏng.

There's a good match

Hai dữ liệu khá khớp nhau.

because we understand the physics

bởi vì chúng ta hiểu vật lý

that controls the temperatures in the stratosphere

khống chế nhiệt độ ở tầng bình lưu

and what that does to the winds

và điều gì vật lý gây cho những cơn gió

around the southern oceans.

quanh Nam đại dương.

We can look at other examples.

Chúng ta có thể xem các ví dụ khác.

The eruption of Mount Pinatubo in 1991

Sự phun trào của núi lửa Pinatubo năm 1991

put an enormous amount of aerosols, small particles,

đưa một lượng lớn các aerosol - những hạt nhỏ

into the stratosphere.

vào tầng bình lưu.

That changed the radiation balance of the whole planet.

Điều này làm thay đổi cân bằng bức xạ của cả hành tinh.

There was less energy coming in than there was before,

Từ đó, có ít năng lượng đi vào hơn là trước đó,

so that cooled the planet,

vì vậy đã làm mát hành tinh,

and those red lines and those green lines,

và những đường màu đỏ, màu xanh trên biểu đồ,

those are the differences between what we expected

đây là những sự khác biệt

and what actually happened.

giữa điều chúng ta mong đợi và điều thực sự đã xảy ra.

The models are skillful,

Các mô hình rất tài giỏi,

not just in the global mean,

không chỉ có giá trị toàn cầu,

but also in the regional patterns.

mà còn ở các mô hình của khu vực.

I could go through a dozen more examples:

Tôi có thể đi qua hàng tá ví dụ:

the skill associated with solar cycles,

kỹ năng kết hợp với chu kỳ mặt trời,

changing the ozone in the stratosphere;

thay đổi tầng ozone ở tầng bình lưu;

the skill associated with orbital changes

kỹ năng kết hợp với thay đổi quỹ đạo

over 6,000 years.

trong hơn 6,000 năm.

We can look at that too, and the models are skillful.

Chúng ta cũng có thể nhìn vào điều đó và các mô hình thực sự tài giỏi.

The models are skillful in response to the ice sheets

Các mô hình rất giỏi trong việc đáp ứng lại những dãi băng

20,000 years ago.

20,000 năm trước.

The models are skillful

Các mô hình thật tài giỏi

when it comes to the 20th-century trends

khi nói đến các xu hướng của thế kỉ 20

over the decades.

qua nhiều thập kỉ

Models are successful at modeling

Các mô hình thành công trong việc mô phỏng

lake outbursts into the North Atlantic

sự bột phát băng trong hồ ở Bắc Đại Tây Dương

8,000 years ago.

8,000 năm trước.

And we can get a good match to the data.

Và chúng ta cũng có được sự trùng khớp về dữ liệu

Each of these different targets,

Mỗi các mục tiêu khác nhau,

each of these different evaluations,

mỗi các đánh giá khác nhau,

leads us to add more scope

đưa đến cho chúng ta để bổ sung nhiều giá trị

to these models,

cho những mô hình này.

and leads us to more and more

và đưa đến cho chúng ta nhiều và nhiềh hơn nữa

complex situations that we can ask

các tình huống phức tạp mà chúng ta có thể đặt ra

more and more interesting questions,

nhiều và nhiều câu hỏi thú vị hơn,

like, how does dust from the Sahara,

như làm thế nào mà bụi ở sa mạc Sahara

that you can see in the orange,

mà bạn có thể thấy thể hiện bằng màu cam (trên màn hình)

interact with tropical cyclones in the Atlantic?

tương tác với các cơn bão nhiệt đới ở Đại Tây Dương?

How do organic aerosols from biomass burning,

Làm sao các hạt aerosol hữu cơ từ việc đốt nhiên liệu sinh khối

which you can see in the red dots,

mà được thể hiện bằng những chấm đỏ,

intersect with clouds and rainfall patterns?

giao với các đám mây và các hình thái mưa?

How does pollution, which you can see

Làm thế nào mà ô nhiễm, bạn có thể thấy

in the white wisps of sulfate pollution in Europe,

trong các làn khói trắng sulfate ô nhiễm ở Châu Âu,

how does that affect the temperatures at the surface

điều đó ảnh hưởng đến nhiệt độ ở bề mặt,

and the sunlight that you get at the surface?

và ánh sáng mặt trời mà bạn nhận ở bề mặt như thế nào?

We can look at this across the world.

Chúng ta có thể nhìn thấy điều này ở khắp nơi trên thế giới.

We can look at the pollution from China.

Có thể nhìn vào tình hình ô nhiễm ở Trung Quốc

We can look at the impacts of storms

Nhìn vào ảnh hưởng của bão

on sea salt particles in the atmosphere.

lên các hạt muối biển ở tầng khí quyển.

We can see the combination

Có thể nhìn vào sự kết hợp

of all of these different things

của tất cả những vật khác nhau ở đây

happening all at once,

đang xãy ra cùng một lúc,

and we can ask much more interesting questions.

và có thể hỏi nhiều câu hỏi thú vị hơn.

How do air pollution and climate coexist?

Làm sao ô nhiễm không khí và khí hậu cùng tồn tại?

Can we change things

Chúng ta có thể thay đổi những việc

that affect air pollution and climate at the same time?

ảnh hưởng đến ô nhiễm không khí và khí hậu cùng một lúc không?

The answer is yes.

Câu trả lời là có.

So this is a history of the 20th century.

Vì vậy đây là lịch sử của thế kỷ 20.

The first one is the model.

Đầu tiên là mô hình mô phỏng

The weather is a little bit different

Thời tiết hơi khác một chút

to what actually happened.

so với những gì thực sự đã xãy ra.

The second one are the observations.

Thứ hai là các dữ liệu quan trắc.

And we're going through the 1930s.

Và chúng ta đã đi qua những năm 1930.

There's variability, there are things going on,

Có thay đổi, có nhiều thứ đang xãy ra,

but it's all kind of in the noise.

nhưng đó là tất cả trong mớ hỗn độn.

As you get towards the 1970s,

Khi bạn tiến đến những năm 1970,

things are going to start to change.

những sự việc sẽ bắt đầu thay đổi.

They're going to start to look more similar,

Những sự việc này bắt đầu giống nhau hơn,

and by the time you get to the 2000s,

và khi bạn đến những năm 2000,

you're already seeing the patterns of global warming,

bạn đã đang xem các hình thái ấm lên toàn cầu,

both in the observations and in the model.

cả về quan trắc và trong mô hình.

We know what happened over the 20th century.

Chúng ta biết điều gì xãy ra trong thế kỷ 20.

Right? We know that it's gotten warmer.

Đúng không nào? Chúng ta biến là trái đấy đã nóng lên

We know where it's gotten warmer.

Chúng ta biết nơi nào bị nóng lên.

And if you ask the models why did that happen,

Và nếu bạn hỏi các mô hình tại sao việc đó đã xãy ra,

and you say, okay, well, yes,

và bạn nói, Ok, à, vâng

basically it's because of the carbon dioxide

cơ bảng bởi vì lượng CO2

we put into the atmosphere.

mà chúng ta đưa vào trong tầng khí quyển

We have a very good match

Có sự ăn khớp giữa mô hình và quan trắc

up until the present day.

đến tận ngày nay.

But there's one key reason why we look at models,

Nhưng có 1 lý do chính tại sao chúng ta nhìn vào các mô hình

and that's because of this phrase here.

và đó là lý do của cụm từ này ở đây.

Because if we had observations of the future,

Bởi vì nếu chúng ta đã có quan trắc của tương lai.

we obviously would trust them more than models,

rõ ràng là chúng ta sẽ tin vào quan trắc hơn là các mô hình mô phỏng,

But unfortunately,

Nhưng không may

observations of the future are not available at this time.

các quan trắc của tương lai hiện không có ở thời điểm này.

So when we go out into the future, there's a difference.

Vì vậy, khi chúng ta đi vào tương lai thì có sự khác biệt.

The future is unknown, the future is uncertain,

Tương lai thì không biết trước, và không chắc chắn.

and there are choices.

và không có sự lựa chọn nào.

Here are the choices that we have.

Đây là những lựa chọn chúng ta có.

We can do some work to mitigate

Chúng ta có thể làm vài việc để giảm thiểu

the emissions of carbon dioxide into the atmosphere.

sự phát thải của CO2 vào trong khí quyển.

That's the top one.

Đó là việc làm hàng đầu.

We can do more work

Chúng ta có thể làm nhiều việc hơn

to really bring it down

để thực sự đẩy lùi CO2 xuống

so that by the end of the century,

để đến cuối thế kỉ,

it's not much more than there is now.

lượng khí này sẽ giảm hơn so với hiện giờ.

Or we can just leave it to fate

Hoặc chúng ta có thể phó mặt cho số phận

and continue on

và tiếp tục sống

with a business-as-usual type of attitude.

với thái độ kinh doanh như thường ngày.

The differences between these choices

Các sự khác biệt giữa các lựa chọn

can't be answered by looking at models.

không thể được trả lời khi nhìn vào các mô hình mô phỏng.

There's a great phrase

Có một câu nói hay

that Sherwood Rowland,

mà Sherwood Rowland,

who won the Nobel Prize for the chemistry

người nhận giải Nobel về hóa học

that led to ozone depletion,

đã dẫn đến sự suy giảm tầng ozone

when he was accepting his Nobel Prize,

khi ông đang nhận giải Nobel của mình,

he asked this question:

ông nêu câu hỏi như sau:

"What is the use of having developed a science

"Sử dụng các phát triển khoa học trong việc

well enough to make predictions if, in the end,

đưa ra các dự đoán đủ chính xác nếu như,

all we're willing to do is stand around

cuối cùng tất cả chúng ta sẵn sàng làm là đứng quanh

and wait for them to come true?"

và chờ những dự đoán này trở thành sự thật?"

The models are skillful,

Các mô hình thật tài giỏi,

but what we do with the information from those models

nhưng điều chúng ta làm với các thông tin từ các mô hình này

is totally up to you.

là tùy thuộc vào các bạn.

Thank you.

Cảm ơn.

(Applause)

(Vỗ tay)