Không Thể Dự Đoán Chính Xác Hướng Đi Của Lốc Xoáy?
Bài viết phát hành:
Cập nhật lần cuối:
Mỗi khi xem lại những thước phim về một cơn lốc xoáy quét qua thị trấn, chúng tôi thường chung một cảm giác nghẹn lại. Chỉ vài phút trước đó, bầu trời còn nhiều mây dông bình thường. Rồi một cột xoáy xuất hiện, và những người trên đường đi của nó chỉ còn rất ít thời gian để chạy xuống hầm trú ẩn. Câu hỏi quen thuộc luôn là vì sao với radar, vệ tinh và siêu máy tính, con người vẫn không thể biết chính xác lốc xoáy sẽ hình thành ở đâu và đi hướng nào.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cùng bạn tìm hiểu tại sao không thể dự đoán chính xác hướng đi của lốc xoáy, những giới hạn của radar và mô hình máy tính, thời gian cảnh báo hiện nay và những nỗ lực mới nhất của các nhà khoa học nhằm kéo dài từng phút quý giá.
Bài Toán Dự Báo Lốc Xoáy
Điều đầu tiên cần hiểu là các nhà dự báo đã giỏi hơn nhiều trong việc nhận ra những ngày và những vùng có điều kiện thuận lợi cho lốc xoáy. Nhưng dự đoán cơn bão giông nào sẽ thực sự sinh ra lốc xoáy, và vào thời điểm nào, vẫn là bài toán rất khó.
Chuyên gia khí quyển Chris Nowotarski của Đại học Texas A&M mô tả một tình huống mà chúng tôi thấy rất đáng suy nghĩ. Trong một dải bão giông có điều kiện gần như giống nhau, chỉ một vài cơn bão sinh ra lốc xoáy, còn những cơn bên cạnh thì không. Nói cách khác, hai cơn bão đứng cạnh nhau có thể có số phận hoàn toàn khác nhau.
(Xem thêm: Người Cá Thật Sự Tồn Tại? Những Bằng Chứng Người Cá)
Những Khác Biệt Nhỏ Mà Khiến Lốc Xoáy Khó Dự Đoán
Lý do nằm ở chỗ chính những khác biệt rất nhỏ trong khí quyển có thể quyết định kết quả. Những chi tiết ấy thường nhỏ hơn mức mà hệ thống quan trắc hiện nay đo được và mô hình máy tính mô phỏng được. Bề mặt đất bên dưới cũng có ảnh hưởng, từ cánh đồng, rừng cây đến khu đô thị.
Vì vậy, khi nói về hướng đi của lốc xoáy, thực chất chúng ta đang nói đến một hiện tượng bị chi phối bởi những thay đổi nhỏ bé và nhanh chóng bên trong một cơn bão lớn hơn rất nhiều. Dự đoán đường đi của nó khó hơn dự đoán đường đi của chính cơn bão mẹ.
Những Yếu Tố Quyết Định Lốc Xoáy Có Hình Thành Hay Không?
Các nhà khoa học đã xác định được nhiều manh mối quan trọng. Một trong những chỉ báo mạnh nhất là sự đổi hướng và tốc độ gió theo độ cao, gọi là gió cắt thẳng đứng. Ngoài ra, luồng không khí lạnh tràn ra từ vùng mưa và lượng mưa bốc hơi cũng ảnh hưởng đến việc lốc xoáy có hình thành hay không, vì lốc xoáy thường phát triển ở phần mát hơn của cơn bão.
Hầu hết các cơn lốc xoáy dữ dội đến từ bão giông siêu tế bào, trong đó có một luồng khí đi lên quay tròn rất sâu gọi là mesocyclone. Một số nghiên cứu cho rằng mesocyclone càng rộng thì lốc xoáy sinh ra càng mạnh và tồn tại càng lâu. Nhưng biết các manh mối không đồng nghĩa với việc tính chính xác được khoảnh khắc và vị trí lốc xoáy chạm đất.
Radar Nhìn Thấy Gì Và Không Nhìn Thấy Gì?
Radar vẫn là công cụ chính để phát cảnh báo lốc xoáy. Dự báo dựa nhiều vào việc radar nhìn thấy một cơn bão siêu tế bào có chuyển động xoáy mạnh gần mặt đất, thường là dấu hiệu báo trước của lốc xoáy.
Nhưng các nhà khoa học không thể đặt thiết bị hay thả bóng thám không vào mọi cơn bão. Từ đầu thập niên 1990, các nhóm nghiên cứu đã dùng radar di động và xe gắn thiết bị trên nóc để tiến gần bão. Gần đây họ còn cho máy bay không người lái mang cảm biến bay sát hoặc vào trong bão. Dù vậy, vì không phải lúc nào cũng quan sát được bên trong bão, mô hình máy tính phải lấp đầy những khoảng trống đó.
Vì Sao Các Nhà Khoa Học Chạy Nhiều Mô Hình Cùng Lúc?
Do không thể chắc chắn, các nhà khí tượng thường chạy cùng lúc nhiều mô hình, gọi là dự báo tổ hợp. Nếu chín trong mười mô hình cho ra lốc xoáy, khả năng lốc xoáy thật sự xảy ra được xem là cao. Cách làm này không cho ra một đường đi chính xác, mà cho ra xác suất. Chúng tôi nghĩ đây là điểm cốt lõi, vì khí quyển là hệ thống mà một thay đổi rất nhỏ ở đầu vào có thể dẫn đến kết quả khác ở đầu ra.
Thời Gian Cảnh Báo Lốc Xoáy Hiện Nay Là Bao Lâu?
Nhờ radar Doppler, mô hình tốt hơn và hiểu biết sâu hơn về môi trường hình thành bão, tỷ lệ lốc xoáy được cảnh báo đã tăng qua nhiều thập kỷ. Khoảng 87 phần trăm số lốc xoáy gây chết người trong giai đoạn từ năm 2003 đến năm 2017 có cảnh báo trước.
Thời gian cảnh báo trung bình hiện nay chỉ vào khoảng 10 đến 15 phút. Con số này đủ để chạy xuống tầng hầm hoặc đến một nơi trú ẩn an toàn, nhưng có những cơn bão cho ít thời gian hơn thế. Vì lý do này, việc di chuyển ngay đến nơi an toàn khi có cảnh báo là điều rất quan trọng. Theo Phòng thí nghiệm Bão giông Khắc nghiệt Quốc gia của NOAA, thời gian cảnh báo trung bình mỗi năm đã đi ngang trong cách làm hiện nay, vốn dựa vào việc radar phát hiện hiểm họa rồi mới cảnh báo.
Warn-on-Forecast Và Hy Vọng Mới
Để thoát khỏi giới hạn đó, các nhà khoa học đang thử nghiệm Warn-on-Forecast, một dự án của NOAA. Thay vì chờ bão hình thành và hiểm họa xuất hiện, hệ thống dùng mô hình độ phân giải cao cùng siêu máy tính để đưa ra dự báo theo xác suất cho từng cơn bão giông riêng lẻ, trước tối đa sáu giờ.
Một trường hợp được nhắc đến nhiều là cơn lốc xoáy gần thị trấn Greenfield, bang Iowa, ngày 21 tháng 5 năm 2024. Đây là lốc xoáy cấp EF4, tốc độ gió ước tính lên tới 185 dặm một giờ, tương đương khoảng 298 km một giờ, và làm năm người thiệt mạng. Hệ thống thử nghiệm đã cho thấy mức tin cậy cao về chuyển động xoáy rất mạnh gần mặt đất hơn một giờ trước khi lốc xoáy chạm đất, và các nhà dự báo đã thảo luận những tín hiệu này khoảng 75 phút trước đó.
Cần lưu ý rằng đây là hệ thống thử nghiệm dành cho nghiên cứu, chưa phải công cụ vận hành chính thức, và bài viết của NOAA chỉ nói về một trường hợp, không đưa ra thống kê trên nhiều sự kiện. Chúng tôi thấy hy vọng là có thật, nhưng cần thêm thời gian để kiểm chứng.
Vì Sao Vùng Đông Nam Nước Mỹ Còn Khó Dự Đoán Hơn?
Nghiên cứu lốc xoáy đang dịch chuyển dần từ vùng đồng bằng lớn sang vùng Đông Nam nước Mỹ. Ở đây có nhiều cây cối, địa hình đa dạng và độ ẩm dồi dào từ Vịnh Mexico. Lốc xoáy ở khu vực này thường xảy ra vào ban đêm và trong các hệ thống bão giông dạng dải dài, nên nguy cơ thiệt mạng cao hơn. Quá trình hình thành lốc xoáy trong những hệ thống này khác với bão siêu tế bào và vẫn đang được nghiên cứu.
Câu Hỏi Thường Gặp
Có Thể Biết Chính Xác Lốc Xoáy Sẽ Đi Qua Đâu Không?
Chưa. Các nhà dự báo có thể chỉ ra vùng nguy cơ và cảnh báo khi radar thấy dấu hiệu, nhưng chưa thể xác định trước chính xác điểm hình thành và đường đi của từng cơn lốc.
Cảnh Báo Lốc Xoáy Cho Chúng Ta Bao Nhiêu Thời Gian?
Trung bình khoảng 10 đến 15 phút, đủ để xuống hầm hoặc đến nơi trú ẩn an toàn nếu hành động ngay.
Công Nghệ Nào Có Thể Cải Thiện Dự Báo Trong Tương Lai?
Các hướng đang được nghiên cứu gồm Warn-on-Forecast, mô hình bão giông độ phân giải cao, radar di động và máy bay không người lái mang cảm biến bay gần hoặc vào trong bão.
Kết Luận
Lốc xoáy khó đoán vì nó là sản phẩm của những chi tiết rất nhỏ, xuất hiện nhanh bên trong những cơn bão rất lớn, trong khi hệ thống quan trắc và mô hình chưa thể nhìn thấy hết. Khoa học đã tiến một bước dài, từ chỗ gần như không thể cảnh báo đến chỗ phần lớn lốc xoáy gây chết người đều có thông báo trước. Nhưng mỗi phút cảnh báo vẫn có thể là ranh giới giữa sống và chết, nên chúng tôi tin những nỗ lực kéo dài thời gian cảnh báo xứng đáng được theo dõi sát. Khi có cảnh báo, hãy hành động ngay và đừng chờ nhìn thấy cơn lốc bằng mắt thường.
Nguồn tham khảo:
