Tìm ra cơ chế khiến bão mạnh lên nhanh chóng

Những cơn bão mạnh lên nhanh chóng vì nhiều lý do bí ẩn. Trong nhiều năm, các nhà dự báo đã cố gắng tìm hiểu tại sao một áp thấp nhiệt đới hoặc bão nhiệt đới tưởng chừng bình thường đôi khi lại phát triển thành một cơn bão lớn, mang theo những cơn gió thảm khốc và khiến nước dâng cao có thể gây chết người.

Giờ đây, các nhà khoa học đã làm sáng tỏ nguyên nhân tại sao thách thức này lại khó vượt qua đến vậy: tình trạng bão mạnh lên nhanh chóng không chỉ bắt nguồn từ một cơ chế. Các nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia (NCAR), Hoa Kỳ đã sử dụng các kỹ thuật mô hình máy tính mới nhất để xác định hai phương thức tăng cường nhanh chóng hoàn toàn khác nhau. Họ đã công bố kết quả trên Monthly Weather Review. Những phát hiện trên sẽ giúp chúng ta hiểu rõ và dự đoán tốt hơn về các sự kiện nguy hiểm này.

“Có ít nhất hai phương thức hoặc các dạng tăng cường nhanh chóng khác nhau, mỗi phương thức phải đáp ứng hàng loạt điều kiện để cơn bão có thể mạnh lên nhanh chóng”, nhà khoa học Falko Judt của NCAR, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. 

Một trong những phương thức mà Judt và các cộng sự thảo luận xảy ra khi một cơn bão mạnh lên một cách đối xứng, được thúc đẩy bởi các điều kiện môi trường thuận lợi như nước bề mặt ấm áp và độ đứt gió thấp. Kiểu tăng cường đột ngột này liên quan đến một số cơn bão có sức tàn phá mạnh nhất trong lịch sử, chẳng hạn như bão Andrew, Katrina và Maria. Ngày 25/10, các nhà khí tượng học đã choáng váng khi tốc độ gió của bão Otis vượt qua dự đoán, bùng nổ với tốc độ 110 dặm/giờ chỉ trong vòng 24 giờ, đổ bộ vào bờ biển phía Tây Mexico với cường độ cấp 5 (cấp cao nhất theo thang bão Saffir–Simpson).

Các nhà nghiên cứu cũng xác định được phương thức tăng cường thứ hai – trước đây từng bị bỏ qua vì nó không dẫn đến những cơn gió cực đại đạt mức độ tàn phá như vậy. Trong phương thức này, việc tăng cường độ mạnh có thể liên quan đến các đợt dông lớn ở xa tâm bão. Những đợt dông này kích hoạt sự tái cấu hình hoàn lưu bão, giúp nó nhanh chóng mạnh lên, đạt cường độ cấp 1 hoặc cấp 2 chỉ trong vài giờ.

Chế độ thứ hai này bất ngờ hơn vì nó thường xảy ra trong các điều kiện không thuận lợi, chẳng hạn như gió tầng cao cản trở cơn bão bằng cách thổi phần trên khác hướng với phần dưới. “Các nhà dự báo cần lưu ý rằng ngay cả một cơn bão bị gió cắt mạnh và không đối xứng cũng có thể chuyển sang trạng thái tăng cường độ nhanh chóng”, Judt nói.

Judt đã phát hiện hai phương thức tăng cường độ bão nhanh chóng khi thực hiện một mô phỏng máy tính kéo dài 40 ngày có độ phân giải rất cao về bầu khí quyển toàn cầu, sử dụng Mô hình dự đoán trên các quy mô (MPAS) do NCAR phát triển. Mô phỏng được thực hiện tại Trung tâm Siêu máy tính NCAR-Wyoming, được thiết kế cho một dự án quốc tế nhằm so sánh kết quả của các mô hình khí quyển hàng đầu, đã đạt đến độ chi tiết chưa từng thấy nhờ các siêu máy tính ngày càng mạnh mẽ.

Từ lâu, các nhà khí tượng học đã biết rằng các điều kiện môi trường thuận lợi, bao gồm nước bề mặt ấm và độ đứt gió tối thiểu, có thể khiến cường độ bão nhanh chóng tăng lên cấp 4 hoặc cấp 5 với sức gió từ 130 dặm/giờ trở lên. Trong bài báo mới, Judt và các cộng sự gọi chế độ tăng cường nhanh chóng đó là một cuộc chạy marathon vì cơn bão tiếp tục mạnh lên một cách đối xứng ở tốc độ vừa phải trong khi xoáy chính khuếch đại đều đặn.

Nhóm nghiên cứu gọi chế độ tăng cường nhanh chóng khác là chạy nước rút vì cường độ tăng cực kỳ nhanh nhưng không kéo dài lâu, với các cơn bão đạt đỉnh điểm ở cấp 1 hoặc 2 và sức gió duy trì từ 110 dặm/giờ trở xuống. Trong những trường hợp đó, những đợt dông bão bùng nổ dẫn đến sự sắp xếp lại của cơn bão và sự xuất hiện của một trung tâm mới, khiến cơn bão trở nên mạnh hơn ngay cả khi đối mặt với các điều kiện môi trường bất lợi. □

Thanh An lược dịch

Nguồn: https://phys.org/news/2023-10-scientists-ways-hurricanes-rapidly.html