Dự báo bão: Lịch sử dữ dội và tương lai khó lường
Các nhà khoa học, phi công, thậm chí cả một linh mục dòng Tên, đã cố gắng trong nhiều thập kỷ để tìm hiểu về những cơn bão dữ dội nhất trên Trái đất, góp phần ngăn chặn thiệt hại do bão, nhưng biến đổi khí hậu đang khiến tiến trình này ngày càng khó khăn hơn.
Vào sáng ngày 8/7/2024 (theo giờ địa phương), bão Beryl đã tấn công bờ biển Texas – nạn nhân mới nhất của cơn bão trong trận tàn phá kỷ lục trên khắp vùng Caribe và Vịnh Mexico. Nó đã trở thành cơn bão cấp 4 (theo thang bão Saffir–Simpson, cấp mạnh nhất là cấp 5) đầu tiên hình thành vào đầu mùa – đạt cấp 4 vào ngày 30/6, và nhanh chóng phát triển thành cơn bão cấp 5.
Các nhà khí tượng học đã dự báo khá tốt về những gì xảy ra khi cơn bão này nhanh chóng gia tăng cường độ rồi sẽ đổ bộ vào gần Grenada và trở thành một cơn bão lớn.
Đây là minh chứng cho những bước tiến về dự báo mà các nhà khoa học đã đạt được trong vài thập kỷ qua. Hiện nay, các nhà khí tượng học có thể dự đoán đường đi của bão với độ chính xác cao, nhờ những tiến bộ về công nghệ cảm biến từ xa, thu thập dữ liệu và mô hình máy tính. Và họ cũng đang cải thiện khả năng dự báo cường độ bão.
“Thật đáng kinh ngạc khi thấy chúng ta đã tiến xa như thế nào kể từ năm 2000”, Ken Graham, Giám đốc Cơ quan Thời tiết Quốc gia, thuộc Cục Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA) của Mỹ, nhận xét tại một cuộc họp báo về triển vọng mùa bão vào tháng năm. “Chúng tôi đã giảm được 64% lỗi dự báo về quỹ đạo bão và giảm một nửa lỗi cường độ bão”.
Những tiến bộ trong dự báo đã giúp các cơ quan cải thiện khả năng truyền thông đến công chúng và điều chỉnh các kế hoạch sơ tán. Nhưng người ta vẫn chưa rõ liệu chúng có góp phần giảm thiểu số người tử vong và thiệt hại liên quan bão hay không. Trong tháng bảy vừa qua, bão Beryl đã gây ra thiệt hại thảm khốc ở Grenada, St. Vincent và Grenadines. Sau đó, cơn bão đã mang theo gió mạnh, mưa và gây ra tình trạng mất điện ở bán đảo Yucatán của Mexico. Vào sáng ngày 8/7, nó đã đổ bộ vào Matagorda, Texas, cường độ bão mạnh cấp 1, sức gió 80 dặm/giờ, gây ra lượng mưa lên tới 381mm.
Và thiệt hại do bão vẫn đang gia tăng – một dấu hiệu cho thấy giới hạn của khoa học trong việc bảo vệ loài người khỏi những thảm họa khí hậu.
Những tiến bộ công nghệ khiến máy tính chạy nhanh hơn. Các mô hình phức tạp hơn. Và các thiết bị thu thập dữ liệu trên máy bay cũng như vệ tinh có độ nhạy tốt hơn. Nhờ đó, việc dự báo hành vi của bão đã có nhiều cải thiện đáng kể, nhất là dự báo đường đi của bão. Việc dự báo cường độ bão cũng đạt được những bước tiến lớn.
Sự nóng lên toàn cầu đang thúc đẩy những cơn bão mạnh hơn, có sức tàn phá lớn hơn trong khi dân số ở các khu vực ven biển có xu hướng tiếp tục gia tăng. Điều đó đồng nghĩa với việc chúng ta cần xây dựng các kế hoạch thích ứng dài hạn để giảm thiểu thiệt hại kinh tế trước những cơn bão nhiệt đới ngày càng tồi tệ hơn. “Dự báo sẽ không giúp ích nhiều [cho việc giảm bớt] thiệt hại”, Kerry Emanuel, một chuyên gia về bão và là giáo sư hồi hưu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) nhận xét.
Thành công và những giới hạn mới
Hơn một thế kỷ qua, con người đã cố gắng dự đoán quỹ đạo của những cơn bão mạnh nhất trên thế giới. Việc dự báo bão một cách khoa học đầu tiên bắt nguồn từ những thông tin cảnh báo bão vào năm 1875 của cha Benito Viñes, một linh mục dòng Tên và là giám đốc Đài quan trắc khí tượng của Trường Cao đẳng Hoàng gia Belén ở Havana.
Theo NOAA, Viñes đã nhanh chóng cải thiện khả năng quan trắc của tổ chức này khi được phân công công tác tại đây vào 5 năm trước đó. Ông đã xây dựng một mạng lưới các quan sát viên tình nguyện trên khắp Cuba và thiết lập liên lạc với các đảo ở vùng Caribe thông qua cáp điện báo dưới biển. Ông cũng dành thời gian nghiên cứu quỹ đạo của các cơn bão trước đây để tìm hiểu cách bão di chuyển qua đại dương.
Vào tháng 9/1875, Viñes nhận được thông tin một cơn bão đã tấn công các hòn đảo ở phía đông Caribe. Ông cho rằng rằng cơn bão có khả năng sẽ tấn công vào góc đông bắc của Cuba và nhanh chóng gửi thông báo đến các tờ báo địa phương và người quản lý cảng Havana.
Cuối cùng, Viñes đã nhầm – cơn bão đi qua phía Đông Nam chứ không phải phía Đông Bắc. Nhưng cảnh báo của ông đã mở ra kỷ nguyên dự báo bão dựa trên khoa học.
Trong nửa đầu thế kỷ 20, phần lớn thông tin mà các nhà khoa học dùng để theo dõi và dự báo đường đi của các cơn bão nhiệt đới đến từ mạng lưới cáp ngầm và việc trao đổi thông tin liên lạc bằng tàu thuyền. Sau đó, vào năm 1943, Đại tá Không quân MỹJoseph Duckworth đã vô tình mở ra một kỷ nguyên mới trong dự báo bão.
Trong một vụ cá cược, Duckworth và trung úy Ralph O’Hair đã lái một máy bay huấn luyện nhỏ đến gần một cơn bão đang tiến vào từ ngoài khơi bờ biển Texas. Chuyến bay đã thành công – dù không được cho phép, cho thấy tiềm năng sử dụng máy bay để trinh sát bão.
Sau đó, máy bay đã trở thành một công cụ dự báo quan trọng, giúp các nhà nghiên cứu thám thính các cơn bão trên đại dương và thu thập thông tin khí tượng quan trọng khi các cơn bão hình thành và mạnh lên. Phi đội trinh sát thời tiết số 53 của Không quân Mỹ ra đời vào năm 1944 nhằm khảo sát thời tiết trên không. Đến nay, đây là tổ chức duy nhất của Bộ Quốc phòng Mỹ có thể bay thẳng vào các cơn bão nhiệt đới để thực hiện nhiệm vụ trinh sát.
Bên cạnh đó, công nghệ máy tính cũng đang phát triển. Với dữ liệu thời tiết tốt hơn và khả năng tính toán được cải thiện, các nhà khoa học bắt đầu xây dựng các mô hình dự báo bão đầu tiên vào những năm 1950.
Nhưng chính sự ra đời của kỷ nguyên vệ tinh vào những năm 1960 đã cách mạng hóa việc dự báo thời tiết. Vệ tinh giúp theo dõi các cơn bão ngay từ khi chúng hình thành trên đại dương, đồng thời thu thập dữ liệu quan trọng về gió, nhiệt độ, áp suất không khí và các yếu tố khí tượng khác ảnh hưởng đến quỹ đạo và cường độ của bão.
Theo Richard Pasch, chuyên gia cấp cao về bão ở Trung tâm bão Quốc gia (NHC, một đơn vị thuộc NOAA), 30 năm qua đã chứng kiến nhiều sự đổi khác trong dự báo bão.
Kết quả này đến từ những tiến bộ công nghệ. Máy tính nhanh hơn. Các mô hình phức tạp hơn. Và các thiết bị thu thập dữ liệu trên máy bay cũng như vệ tinh có độ nhạy tốt hơn.
Nhờ đó, việc dự báo hành vi của bão đã có nhiều cải thiện đáng kể, nhất là dự báo đường đi của bão. Việc dự báo cường độ bão cũng đạt được những bước tiến lớn.
So với trước đây, các nhà khoa học hiện nay có thể đưa ra dự báo chính xác và dài hạn hơn. Trong nhiều thập kỷ, NHC chỉ ban hành thông tin dự báo bão nhiệt đới trước khoảng hai ngày. Nhưng tới đầu những năm 2000, các nhà khoa học bắt đầu đưa ra dự đoán chính xác với thông báo sớm hơn.
Năm 2013, NHC đã kéo dài thời hạn dự báo lên năm ngày. Vào năm 2023, đơn vị này thông báo sẽ mở rộng thời hạn dự báo lên trước bảy ngày.
Dù đạt được nhiều kết quả tích cực song các chuyên gia cho biết vẫn còn nhiều điểm cần khắc phục.
Mặc dù dự báo cường độ bão đã được cải thiện đáng kể, nhưng vẫn chưa bằng dự báo đường đi. Và các sự kiện tăng cường nhanh chóng – khi bão tăng tốc độ gió đáng kể trong thời gian ngắn – là một thách thức đặc biệt.
Các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến các vấn đề này. Khi bão bất ngờ phát triển thành một cơn bão lớn, thời hạn đưa ra cảnh báo và kêu gọi sơ tán sẽ bị rút ngắn. Do vậy, các cơn bão tăng cường độ đột biến có thể gây ra mối de dọa nghiêm trọng với các cộng đồng ở khu vực ven biển.
Và biến đổi khí hậu đang khiến tình hình tồi tệ hơn. Nghiên cứu cho thấy các cơn bão đang tăng cường độ nhanh hơn trước đây – điều này có thể tiếp tục khi Trái đất ngày càng ấm lên.
Việc dự báo các sự kiện này đang dần được cải thiện, nhưng độ chính xác vẫn chưa cao. Theo Pasch, các nhà khoa học đã dự đoán khá chính xác sự tăng cường độ nhanh chóng của bão Idalia vào tháng tám năm ngoái. Nhưng họ gần như không lường trước được hiện tượng tương tự với bão Otis xuất hiện chỉ vài tháng sau đó, trước khi nó trở thành một cơn bão cấp 5 và đổ bộ vào miền Nam Mexico.
Nguyên nhân bắt nguồn từ việc các quá trình phức tạp, quy mô nhỏ bên trong tâm bão tác động đến khả năng mạnh lên của bão. Hiện nay, máy tính khó có thể nắm bắt chính xác các quá trình này.
“Chúng tôi đang cố gắng phát triển các mô hình có thể mô phỏng những thay đổi đó”, Pasch cho biết. “Nhưng vẫn gặp không ít khó khăn vì vẫn chưa thể hiểu biết đầy đủ về các cơ chế vật lý đang diễn ra”.
Một cuộc chiến dài
Rõ ràng là dự báo bão đã được cải thiện đáng kể, ngay cả khi vẫn còn nhiều thách thức ở phía trước. Nhưng khó có thể đánh giá được những tiến bộ này đã tác động đến nhân loại như thế nào.
Việc dự báo tốt hơn đã giúp các nhà quản lý về tình trạng khẩn cấp cải thiện hoạt động truyền thông tới công chúng – theo Lee Mayfield, Giám đốc ứng phó tại Hagerty Consulting – công ty về chuẩn bị ứng phó thảm họa, đồng thời là cựu Giám đốc an ninh công cộng và quản lý tình trạng khẩn cấp của Quận Lee, Florida, ở vùng Bờ Vịnh.
“Những cải thiện về dự báo trong khoảng một thập kỷ qua là một câu chuyện thành công”, ông nói. “Từ 30, 40 hay 50 năm trước, chúng ta phải sơ tán một nửa tiểu bang hoặc toàn bộ cư dân ở khu vực ven biển, trong khi bây giờ, việc ứng phó có thể cụ thể và chi tiết hơn”.
Tuy nhiên, người ta vẫn chưa rõ công tác dự báo bão tốt hơn đã tác động đến số ca tử vong liên quan đến bão như thế nào. Theo số liệu từ Cơ quan Thời tiết Quốc gia, số người tử vong liên quan đến bão thay đổi rất lớn theo từng năm, tùy thuộc vào những cơn bão đổ bộ vào đất liền. Số người tử vong trung bình theo mỗi thập kỷ đã tăng nhẹ kể từ những năm 1970, đến những năm 2000 đã tăng đột biến do bão Katrina – cơn bão chết chóc nhất tại Mỹ kể từ bão Okeechobee năm 1928.
Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng số liệu thống kê chính thức về số người tử vong do bão thường không đầy đủ.
Bởi lẽ, những người tử vong trực tiếp vì gió hoặc mưa sẽ được tính, song những người tử vong gián tiếp do bão có thể sẽ bị bỏ sót. Chẳng hạn những người vốn có vấn đề về sức khỏe, dưới ảnh hưởng của cơn bão càng trở nên tồi tệ hơn. Hoặc những người tử vong do kiệt sức vì nóng, sau khi mất điện làm hỏng điều hòa, hay các nguyên nhân khác.
Một nghiên cứu năm 2023 đã sử dụng một kỹ thuật thống kê đặc biệt để điều tra số ca tử vong vượt mức (excess death – chỉ mức tăng số lượng tử vong trong một khoảng thời gian nhất định, thường so với số ca tử vong trung bình trong các năm trước đó) xảy ra sau các cơn bão ở Mỹ từ năm 1988 đến năm 2019. Nghiên cứu phát hiện số người tử vong thường cao hơn số liệu thống kê chính thức.
Các tác giả cũng nhận thấy hầu hết các trường hợp tử vong xảy ra vào nửa sau của giai đoạn nghiên cứu, từ năm 2004 đến năm 2019. Và nhóm dân số dễ bị tổn thương về mặt xã hội, bao gồm người da màu và cộng đồng thu nhập thấp có số lượng tử vong cao hơn.
Nguyên nhân có thể là do “hạn chế về tiếp cận phương tiện giao thông nhanh chóng và phù hợp, cũng như thiếu công bằng trong tiếp cận các nguồn tài chính, giáo dục, cơ hội việc làm và cảnh báo kịp thời về trạng thái của cơn bão – tất cả bắt nguồn từ sự thiếu quan tâm trong lâu dài”, Robbie M. Parks, một nhà khoa học tại Đại học Columbia, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Trong khi đó, dân số ở các vùng ven biển đã tăng lên trong 50 năm qua.
Theo Văn phòng Quản lý vùng ven biển của NOAA, dân số các quận ven biển Mỹ đã tăng hơn 40 triệu người kể từ năm 1970, đồng nghĩa với sự gia tăng số người sinh sống trong phạm vi tuyến đường của những cơn bão ngày càng mạnh hơn. Hơn 20% trong số dân cư này chứa ít nhất ba nhóm đang ở trong tình trạng dễ bị tổn thương về mặt xã hội – theo dữ liệu của Cục Thống kê Dân số Mỹ.
Song song với đó, thiệt hại liên quan đến bão đang gia tăng. Theo NOAA, số lượng các sự kiện thời tiết khắc nghiệt gây thiệt hại ít nhất 1 tỷ USD hằng năm đang gia tăng. Bão nhiệt đới là thảm họa tốn kém nhất trong số các thảm họa gây thiệt hại hàng tỷ USD. Tổng thiệt hại do các bão nhiệt đới gây ra từ năm 1980 đến nay lên tới hơn 1,3 nghìn tỷ USD, trung bình khoảng 22 tỷ USD cho mỗi cơn bão.
Các chuyên gia cho biết việc dự báo tốt hơn cũng không thể giúp bảo vệ tài sản và giảm thiểu thiệt hại kinh tế. Bão ngày càng mạnh hơn khi Trái đất nóng lên, và không gì có thể ngăn cản chúng đổ bộ vào các vùng ven biển đông dân cư. Ngoài ra, công tác chuẩn bị để bảo vệ các tòa nhà và cơ sở hạ tầng khỏi gió và lũ lụt trong thời gian ngắn cũng tương đối ít.
Như vậy, việc thích ứng lâu dài là điều quan trọng để giảm thiểu thiệt hại do bão, Mayfield cho biết. “Trong cuộc chiến này, chúng ta chỉ chiếm ưu thế ở việc chuẩn bị kĩ càng (trong nhiều tháng và nhiều năm) trước khi cơn bão đến”, ông nói. “Bao gồm đầu tư vào cơ sở hạ tầng quan trọng, đầu tư vào gia cố nhà cửa. Ngoài ra cũng nên cân nhắc việc mua bảo hiểm, lựa chọn địa điểm cư trú nhằm hạn chế sinh sống ở những nơi chịu nhiều ảnh hưởng do bão. Đó là một cuộc chiến lâu dài”.□
Thanh An
Nguồn: https://www.scientificamerican.com/article/the-wild-history-of-hurricane-forecasting/
Bài đăng Tia Sáng số 19 /2024
