Dòng Không Khí Được Một Thang Đo Độ Mạnh—Như Cơn Bão

Trong hai ngày qua, một dòng không khí nhiệt đới lớn đang cuồn cuộn, mang theo lượng nước subtropical cực kỳ ẩm, đã đổ mưa kỷ lục lên California. Vào thứ Tư, một số khu vực ở Bắc California nhận được nhiều tuyết hơn trong một ngày so với những thành phố ở New England như Boston đã thấy suốt mùa đông. Vào thứ Năm, Palm Springs nhận được lượng mưa tương đương với tám tháng trong vòng mấy giờ. Ở San Diego và Los Angeles, nước lợ chứa đầy bụi sa mạc ngập tràn đường phố, gây ra lở đất và tạo ra các ổ uống.

Dòng không khí rộng 300 dặm và dài 1,000 dặm mang theo lượng mưa này đang bắt đầu cạn kiệt, và phần lớn nhất của cơn mưa đã qua. Nhưng tất cả các kỷ lục mưa mới chỉ ra rằng các dòng không khí, mặc dù đã lâu trở thành đặc điểm độc đáo của thời tiết ở Miền Tây Hoa Kỳ, đang trở nên mạnh mẽ hơn trong một thế giới đã biến đổi khí hậu.

Nếu bạn chưa nghe qua thuật ngữ “dòng không khí” trước đây, đừng cảm thấy quá tệ. Đó là một thuật ngữ thời tiết mà cho đến nay vẫn chưa nằm trong từ vựng văn hóa đại chúng, khác xa so với một số người anh em ấn tượng của nó—vortex cực, cơn bão bom, và đám mây cháy, chỉ là một số ví dụ. Thậm chí Hội khí tượng Hoa Kỳ cũng chỉ thêm một định nghĩa cho dòng không khí vào từ điển thuật ngữ của mình vào năm ngoái.

Hiện tượng này không phải là mới: Trong một thời gian dài, việc California nhận được hầu hết lượng mưa hàng năm của mình trong vài cơn bão lớn là khá bình thường. Hầu hết những trận mưa kéo dài nhiều ngày đều là sản phẩm của dòng không khí, những dòng không khí ở độ cao cao bắt nguồn gần đường xích đạo và chứa đựng hơi nước. Nhưng chỉ trong thập kỷ qua, các nhà khoa học mới đủ thông tin về hệ thống thời tiết này để phân biệt giữa những cơn bão bình thường, giữ nước đầy đủ và những cơn bão thảm họa làm tràn bờ đập, đê điều và hồ chứa, như trận mưa đã làm cho California tuần này. Khi màn trình diễn cân bằng này trở nên khó khăn hơn đối với quản lý nước khu vực, một số nhà khoa học đang nỗ lực đặt một con số cho những khác biệt đó, giống như bạn đối với một cơn lốc xoáy hoặc cơn bão.

“Dự báo thời tiết thông thường hiển thị một biểu tượng—một mặt trời cho những ngày nắng, một đám mây cho những ngày có mây. Nhưng biểu tượng đám mây mưa thực sự không mô tả xem đó có phải là vài cơn mưa nhỏ hay một trong những cơn bão lớn và không bình thường như vậy,” nói F. Marty Ralph, một nhà nghiên cứu khí tượng học tại Viện Hải dương học Scripps của Đại học California, San Diego và giám đốc Trung tâm Thời tiết và Biến đổi Nước Tây. Anh đã là người đầu tiên chung tay vào nỗ lực kéo dài nhiều năm để phát triển một thang đo có năm loại để chẩn đoán sức mạnh của các dòng không khí, để quản lý nước, nhân viên khẩn cấp và công chúng có thể nhanh chóng hiểu được độ tàn phá (hoặc lợi ích) của cơn bão tiếp theo.

Nhóm của Ralph đã giới thiệu thang AR Cat của họ vào đầu tháng này, trong một bài viết được đăng trong Tạp chí Hội khí tượng Hoa Kỳ. Đặc điểm chính mà nó sử dụng để đánh giá mức độ nghiêm trọng của các cơn bão như vậy là lượng hơi nước chảy theo chiều ngang trong không khí. Được gọi là vận chuyển hơi nước tích hợp, hoặc IVT, con số này cho bạn biết có bao nhiêu nhiên liệu đang cung cấp cho hệ thống.

Đây không phải là một con số dễ tính toán. Để làm điều này tốt, cần phải thực hiện nhiều đo đạc về gió và hơi nước trải dài qua hàng dặm của khí quyển. Giống như các dòng sông trên lục địa chảy ở tốc độ khác nhau ở độ sâu khác nhau, các phân tử hơi nước trong các dòng không khí di chuyển với tốc độ khác nhau trong cột không khí. Cộng chúng lại theo chiều dọc sẽ cho bạn đo lường thực sự về cơn bão có mạnh mẽ như thế nào. Nhóm của Ralph phân loại các cơn bão là dòng không khí nếu chúng di chuyển hơn 250 kilôgam nước mỗi mét mỗi giây, từ yếu đến trung bình, mạnh, cực kỳ mạnh và ngoại lệ.

Nhưng sức mạnh một mình không thể dự đoán được mức độ nguy hiểm của một cơn bão. Đó là lý do tại sao thang AR Cat kết hợp giá trị IVT của một cơn bão với thời gian dự kiến mà nó sẽ kéo dài. Những cơn bão chỉ kéo qua trong vòng 24 giờ sẽ bị giảm độ nguy hiểm một hạng, trong khi những cơn bão kéo dài hơn 48 giờ ngay lập tức được tăng độ nguy hiểm lên một bậc. Do đó, một cơn bão 'cực kỳ' có thể là một Cat 3 (cân bằng giữa lợi ích và nguy hiểm), Cat 4 (chủ yếu nguy hiểm), hoặc Cat 5 (nguy hiểm) tùy thuộc vào hành động của nó sau khi đổ bộ đất liền.

Điều này là do càng lâu một cơn bão lưu lại trên đất liền, đưa nhiều lượng nước hơn cả nhiều con sông Mississippi vào các lưu vực sông, càng đặt áp lực lớn lên những hệ thống đó. Những cơn bão phá hủy nhất trong thời gian gần đây—như Harvey ở Texas và Florence ở Bắc Carolina—chứng minh là thảm họa vì chúng dừng lại trên đất liền, ngập lụt những khu vực đó với nhiều ngày mưa cường độ cao. Nhưng thang cơn bão hiện tại, dựa trên tốc độ gió, không tính đến thời gian. “Với các dòng khí quyển, chúng tôi có cơ hội tính toán những con số đó ngay từ đầu,” Ralph nói.

Thang AR Cat, tất nhiên, chỉ đáng tin cậy như mô hình dự báo mà nó được xây dựng. Và dự đoán chính xác về các dòng khí quyển đã lâu đã khiến cho các nhà nghiên cứu khí tượng học thất vọng. Các mô hình dựa trên dữ liệu vệ tinh thường bị sai vị trí điểm đổ bộ tới 250 dặm, ngay cả khi cơn bão chỉ còn ba ngày. Một số dữ liệu đó nhận được tín hiệu hỗ trợ mạnh mẽ tuần này, khi GOES-17, vệ tinh thế hệ tiếp theo của NOAA, đã hoạt động ở phía tây của Hoa Kỳ.

Máy ảnh mạnh mẽ mới của GOES-17 sẽ bổ sung những khoảng trống quan trọng, đặc biệt là trên Đại Tây Dương, nơi trước đây có ít thông tin. “Đó giống như đang xem một chiếc TV đen trắng, và bây giờ chúng ta có độ phân giải cao,” Scott Rowe, một nhà khí tượng với đài dự báo thời tiết khu vực Bay Area của National Weather Service nói. Vệ tinh mới cũng làm mới dữ liệu với tốc độ cao hơn nhiều—chụp một hình ảnh mới mỗi năm phút thay vì mỗi 10 hoặc 15 phút. Trong các tình huống đặc biệt, dự báo viên NWS có thể yêu cầu tăng tốc nó thêm một bậc. Vào thứ Năm, khi văn phòng của Rowe đang cố gắng dự đoán xem cơn bão California sẽ đi đâu tiếp theo, GOES-17 đã chụp và gửi hình ảnh mỗi phút một lần.

Nhưng theo Ralph, vệ tinh mới không phải là một giải pháp hoàn chỉnh cho dự báo dòng khí quyển, vì các đám mây cao có thể che khuất những gì đang diễn ra bên trong cơn bão. Hiệu quả hơn là những chuyến thám hiểm đều đặn mà Ralph đã phối hợp trong ba năm qua, gửi các phi công của Không quân Hoa Kỳ vào máy bay săn bão để chéo qua các luồng khí nóng ẩm đang đổ vào. Định kỳ, họ thả các thiết bị cảm biến khí tượng được biết đến là dropsondes, vẽ nên một bức tranh gần gũi hơn về tiềm năng mưa của mỗi cơn bão.

Đây là một phần của nỗ lực tổng thể để giúp những người quản lý nguồn nước ngọt của khu vực đưa ra quyết định tốt hơn về việc giữ nước và rủi ro sự kiện ngập lụt, hoặc để buông ra nước trước cơn bão và rủi ro sự kiện trở nên vô nghĩa. Thang AR Cat, mà Ralph nói vẫn cần được điều chỉnh để diễn đạt rõ ràng hơn về rủi ro và lợi ích của các loại cơn bão khác nhau, nhằm làm cho những quyết định này dễ dàng như một, hai, ba, bốn, năm đối với các nhà điều hành hồ chứa nước.

Biết rằng một cơn bão như cơn bão đánh vào tuần này là một dòng khí quyển Cat 4 có thể chưa có nghĩa lý gì đối với người bình thường. Hiệu chỉnh giá trị tùy ý để phản ánh hiện thực quan sát mất thời gian và kinh nghiệm. Nhưng đó là một dấu hiệu của mô hình thời tiết ngày càng gay gắt ở miền Tây Hoa Kỳ khi cư dân cần ngôn ngữ đó.

Nhiều bài viết tuyệt vời khác từ MYTOUR

• Một bản đồ đáng sợ cho thấy làm thế nào biến đổi khí hậu sẽ thay đổi các thành phố
• Strava có một cách mới để xây dựng tuyến đường bằng cách vuốt ngón tay
• Chuyện gì sẽ xảy ra nếu Nga tách mình khỏi internet
• Đi cùng với người xây dựng đường tàu lượn trong sân của anh ấy
• Captain Marvel có trang web phim hay nhất kể từ Space Jam
• 👀 Đang tìm kiếm những công nghệ mới nhất? Kiểm tra các hướng dẫn mua sắm và ưu đãi tốt nhất của chúng tôi suốt cả năm
• 📩 Muốn biết thêm? Đăng ký nhận bản tin hàng ngày của chúng tôi và không bao giờ bỏ lỡ những câu chuyện mới nhất và tuyệt vời nhất của chúng tôi