Bão hình thành như thế nào?
Có hàng nghìn cơn bão được sinh ra mỗi năm. Mỗi năm, trên các vùng nhiệt đới, trong kỳ nóng, những cơn bão (xoáy thuận) hình thành. Gió có thể thổi xoáy ở trên cao và tốc độ hơn 300km/h, trong vòng tròn bán kính từ 100 đến 450 km và lan rộng ra với tốc độ chậm dần khoảng 30km/h. Có hàng nghìn cơn bão được sinh ra mỗi năm.
Nói cách khác, bão là một xoáy thuận nhiệt đới được cấu trúc bởi khối khí nóng ẩm với dòng thăng rất mạnh xung quanh mắt bão, tạo hệ thống mây, mưa xoáy vào vùng trung tâm bão. Vùng gió xoáy thuận này có đường kính hàng trăm km và hình thành trên vùng biển nhiệt đới ở bắc bán cầu.
Điều kiện để bão hình thành:
Có ba yếu tố là nhiệt, ẩm và động lực để tạo xoáy là 3 yếu tố hình thành 1 cơn bão. Bão chỉ có thể hình thành khi có đủ 3 điều kiện trên.
- Nhiệt được hình thành do nước biển được hâm nóng dưới ánh nắng mặt trời.
- Ẩm là lượng hơi nước được bốc lên từ vùng biển được hâm nóng.
- Động lực tạo xoáy là lực coriolis do chuyển động xoay của trái đất tạo nên.
Nhà khí tượng Erik palmen đã phát hiện ra rằng bão chỉ có thể hình thành trên biển trong dải vĩ độ 5 - 20 độ vĩ hai bên xích đạo có nhiệt độ cao (từ 26 – 27 độ C trở lên) đảm bảo cung cấp đủ lượng hơi nước khổng lồ bốc hơi mạnh từ mặt biển để cung cấp năng lượng ngưng kết cho bão hình thành và lực coriolis đủ lớn để tạo xoáy, tạo điều kiện thuận lợi cho bão hình thành.
Sở dĩ bão không thể hình thành trong giải 0 – 5 độ vĩ về hai phía của xích đạo vì ở đó lực coriolis quá nhỏ, không đủ để tạo xoáy. Khối không khí trong vùng xoáy có chiều ngang khoảng 200 km, chiều dài khoàng 1000 km, cách mặt đất khoảng 10 - 12 km.
Bão hoạt động như thế nào?
Bão chỉ hình thành ở khu vực đại dương nhiệt đới ấm áp, nơi nhiệt độ nước ít nhất là 26 độ C.
Từ xưa đến nay, bão luôn được xem là một thảm họa thiên nhiên với sự tàn phá kinh hoàng cho con người. Mỗi năm, chúng ta phải đón nhận từ 40- 50 cơn bão đổ bộ từ các đại dương vào đất liền. Chính vì thế, hiểu biết về bão để có biện pháp dự báo, phòng ngừa sẽ giúp con người tránh được nhiều thiệt hại đáng tiếc về người và của.
Khi đã hình thành, một cơn bão sẽ được tiếp năng lượng khi nó di chuyển qua đại dương, hút không khí nóng, ẩm nhiệt đới từ bề mặt và nhả ra không khí lạnh ở trên cao như đang “thở”. Nhưng ngay khi đổ bộ vào đất liền, hay gặp một dòng nước lạnh hơn hoặc gặp đất liền, bão sẽ giảm cường độ vì thiếu khí nóng bốc hơi từ đó giảm ngưng tụ và giảm nhiệt làm mất động lượng. Đồng thời sự ma sát với địa hình gồ ghề của mặt đất làm giảm tốc độ gió và giảm độ chênh lệch áp suất khiến cơn bão làm nó suy yếu rồi dần tan.
Mùa bão và các cấp độ bão?
Hàng năm, trên thế giới có hàng trăm cơn bão nhỏ ở các vùng nhiệt đới bao quanh xích đạo và chỉ khoảng 40 và 50 trong số các cơn bão này phát triển thành những cơn bão lớn. Ở Bắc bán cầu, mùa bão bắt đầu từ tháng 6- 11, trong khi Nam bán cầu, mùa bão bắt đầu từ tháng 1-3.
Phần lớn những cơn bão hình thành trong ba vùng lớn trên trái đất: tây bắc Thái Bình Dương, nam Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, giữa Đại Tây Dương và vịnh Mexico. Riêng ở khu vực trung tâm Thái Bình Dương, trong đó có Việt Nam bão thường hình thành và hoạt động từ tháng 6- 10.
Mỗi cơn bão rất khác nhau về kích thước vật lý. Một số cơn bão rất nhỏ chỉ có vài dải gió và mưa. Nhưng cũng có những cơn bão khác rộng hơn với hàng trăm hoặc hàng ngàn dặm.
Các cấp độ của bão được chia ra làm nhiều loại tùy theo mỗi nước nhưng cơ bản được chia ra làm ba cấp độ như sau:
- Áp thấp nhiệt đới: tốc độ gió nhỏ hơn 61 km/giờ.
- Bão nhiệt đới: tốc độ gió của 62-118 km/giờ.
- Siêu bão: tốc độ gió lớn hơn 119 km/giờ.
Các thiệt hại do bão?
Các cơn bão có thể gây ra những thiệt hại kinh hoàng mà biểu hiện rõ nét nhất là các cơn mưa lớn như trút nước có thể gây ra lũ lụt tàn phá nặng nề các khu vực ở gần tâm bão. Bên cạnh đó, gió lốc rất mạnh với tốc độ cao có thể làm thiệt hại cho những công trình nhân tạo lẫn cấu trúc tự nhiên. Nếu cơn bão xảy ra trùng khớp với thủy triều cao, nó gây ra xói mòn bờ biển và gây lũ lụt nghiêm trọng cho đất liền. Ngoài ra, cơn bão cũng sinh ra các cơn lốc xoáy với tốc độ khủng khiếp nhổ bật các công trình, nhà cửa, cây cối… Đồng thời, mức độ thiệt hại bão không chỉ phụ thuộc vào độ lớn của cơn bão mà còn phụ thuộc vào cách nó đổ bộ vào khu vực đó. Nếu nó tấn công ở phía bên phải sẽ gây ảnh hưởng lớn hơn bên phía trái vì bên phải tốc độ gió và tốc độ của bão chuyển động bổ sung cho nhau còn ở phía bên trái, tốc độ của bão và tốc độ gió bù trừ cho nhau.
Chính vì lẽ đó, sự kết hợp giữa gió, mưa và lũ lụt có thể gây thiệt hại nghiêm trọng cho khu vực ven biển nơi bão đổ bộ vào.
Dự báo bão như thế nào?
Ngày nay, việc dự báo bão có một vai trò vô cùng quan trọng nhằm cảnh báo người dân có thời gian để sơ tán, phòng ngừa. Để giám sát, theo dõi sự phát triển và di chuyển của bão, ngành khí tượng học sự dụng các vệ tinh viễn thám, các máy bay chuyên dụng. Trên mặt đất, có một mạng lưới các trung tâm khí tượng khu vực dưới sự chỉ đạo của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), có trách nhiệm theo dõi và thông báo cho công chúng về thời tiết bất thường.
Từ việc thu thập các loại thông tin về cơn bão, theo dõi tình hình mây, các mẫu không khí lưu thông, đo đạc lượng mưa, tốc độ gió, sự chênh lệch nhiệt độ…. các nhà khí tượng học dùng tất cả các dữ liệu bão mà họ nhận được để tạo ra các mô hình dự báo máy tính. Dựa dữ liệu hiện tại và thống kê dữ liệu quá khứ, những cơn bão ảo cho phép các nhà khoa học dự báo đường đi, dự báo những thay đổi cường độ trước khi bão thực đổ bộ.
Đặt tên bão như thế nào?
Các cơn bão được đặt tên từ rất lâu nhằm tránh nhầm lẫn khi có nhiều cơn bão xảy ra cùng lúc. Vài trăm năm trước, cư dân Tây Ấn thường đặt tên các cơn bão theo tên ngày thánh trong lịch Công giáo mà nó đổ bộ. Từ thế chiến thứ II, bão được đặt theo các tên nam giới. Vào những năm 1950, bão còn được đặt với tên nữ giới và đến cuối những năm 1970, các tên nam và nữ được đặt xen kẽ nhau. Ở mỗi khu vực, tên của các cơn bão được bổ sung, rút ra từ các tên do các nước thành viên đóng góp.
Ở khu vực Tây bắc Thái Bình Dương (Việt Nam nằm trong khu vực này) khi các cơn bão hình thành sẽ được Trung tâm Bão nhiệt đới Tokyo thuộc cơ quan khí tượng Nhật Bản đặt tên.
Nếu một cơn bão gây ra thiệt hại đáng kể, quốc gia bị ảnh hưởng bởi cơn bão này có thể yêu cầu tổ chức WMO rút tên nó ra trong bản sanh sách tên ít nhất là 10 năm. Điều này giúp tránh nhầm lẫn, để đơn giản hóa lịch sử và việc lưu giữ hồ sơ
Chú thích LỰC CORIOLIS
Hiệu ứng Coriolis là hiệu ứng xảy ra trong các hệ qui chiếu quay so với các hệ quy chiếu quán tính, được đặt theo tên của Gaspard-Gustave de Coriolis - nhà toán học, vật lý học người Pháp đã mô tả nó năm 1835 thông qua lý thuyết thủy triều của Pierre - Simon Laplace. Nó được thể hiện qua hiện tượng lệch quĩ đạo của những vật chuyển động trong hệ qui chiếu này. Sự lệch quĩ đạo do một loại lực quán tính gây ra, gọi là lực Coriolis. Lực Coriolis được xác định bằng công thức sau: F = 2m v × ω. Với: m là khối lượng của vật, v là véctơ vận tốc của vật, ω là véctơ vận tốc góc của hệ, còn dấu × là tích véctơ. Phương trình trên đây là phương trình véctơ.
Ví dụ
+ Nếu một vật chuyển động dọc theo đường bán kính theo chiều rời xa trục quay của hệ qui chiếu thì sẽ chịu tác động của một lực theo phương vuông góc với bán kính và theo chiều ngược với chiều quay của hệ. Còn nếu vật chuyển động về phía trục quay thì lực sẽ tác động vào vật theo chiều quay của hệ qui chiếu.
Điều này nghĩa là nếu vật được thả lăn tự do theo phương của bán kính, theo chiều ra phía ngoài, thì nó sẽ quành về ngược chiều quay của hệ qui chiếu. Còn nếu như vật được thả lăn tự do về phía trục thì sẽ ngược lại.
Lực Coriolis làm cho vật bị lệch hướng quỹ đạo, quả bóng không đứng yên so với người quan sát đứng trên bàn quay mà chuyển động theo một quỹ đạo là một đường cong, viên bi không lăn ra theo đường bán kính mà bị lệch thành đường cong ngược theo chiều quay của đĩa, vật rơi có hiện tượng lệch về phía đông do Trái Đất quay từ Tây sang Đông.
+ Lực Coriolis làm cho nước luôn chảy cuộn xoáy xuống cống?
Đây là quy luật chung do tác dụng của lực Coriolis. Trái Đất quay quanh trục của mình, vì thế mà các vật chuyển động trên trái đất đều chịu hiệu ứng Coriolis. Ở phía bắc bán cầu, các vật chuyển động có xu hướng vòng sang phải, còn ở nam bán cầu thì vòng trái (nhìn theo chiều chuyển động của vật). Đối với các vật chuyển động dọc theo đường vĩ tuyến (ở Bắc cũng như Nam bán cầu) thì hiệu ứng Coriolis không làm lệch hướng chuyển động mà chỉ làm cho vật nặng hơn lên (khi chuyển động về phương Tây), hoặc nhẹ bớt đi (khi chuyển động về phương Đông). Còn đối với các vật rơi tự do thì chúng đều có điểm rơi lệch về phía Đông so với điểm rọi thẳng đứng của nó (bỏ qua ảnh hưởng của gió).
Hiệu ứng này khó cảm nhận được, do chuyển động quay của trái đất rất chậm. Nó chỉ xuất hiện trong các quá trình kéo dài, hoặc tác động vào những vật chuyển động nhanh, hay các vật "tự do" tức là tổng các lực tác động lên nó là nhỏ cỡ độ lớn của lực Coriolis.
Sau đây thêm một vài ví dụ về ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis: Trên Bắc bán cầu gió thổi có xu hướng vòng phải, còn ở Nam bán cầu thì vòng trái; ở Bắc bán cầu các dòng sông có bờ phải bị xói mòn nhiều hơn (tương ứng, ở bán cầu Nam – bờ trái); Ở Bắc bán cầu, các xoáy nước và xoáy của gió cuồng phong, lốc xoáy hầu như đều xoay theo chiều kim đồng hồ (ở Nam bán cầu thì ngược lại). Với dòng nước chảy vào cống các phần tử nước ở phía đông đẩy mạnh hơn sang phía tây tạo ra dòng xoáy ngược chiều kim đồng hồ. Nếu ở phía nam đường xích đạo thì lại có dòng xoáy theo chiều ngược lại.
Bạn thử làm thực nghiệm này xem nhé: đạy nút la-va-bo, xả đầy nước, chờ cho nước lặng rồi tháo nút xả la - va - bo, một lúc sau bạn sẽ thấy nước chảy xoáy theo chiều ngược kim đồng hồ vì chúng ta ở phía bắc đường xích đạo.
