Tiểu luận học phần môi trường và phát triển bền vững Đề tài sấm sét

Xuất phát từ những thực tế đó, nhóm đã chọn đề tài "Sấm sét" để nghiên cứu, nhằm tìm hiểu rõ hơn về nguyên nhân, cơ chế hình thành của hiện tượng này.. Khi các vùng mang điện tích dương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐỊA LÍ

TIỂU LUẬN HỌC PHẦN MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

ĐỀ TÀI: SẤM SÉT

Mã học phần: GEOG181801 GVHD: ThS Đào Ngọc Bích

Thành phố Hồ Chí Minh – 2024

Thị Bé Hạnh 48.01.603.007 Khương Việt Hoàng 48.01.603.010

Lê Hoàng Minh 48.01.603.014 Phạm Thị Ngoan 48.01.603.019 Trầm Thị Cẩm Tú 48.01.603.031

PHỤ LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Tia chớp lóe sáng 3

Hình 2: Sét đánh từ trên mây xuống mặt đất-âm 4

Hình 3: Sét đánh từ mây xuống mặt đất – dương 4

Hình 4: Sét đánh trong nội bộ đám mây 5

Hình 5: Sét khô 5

Hình 6: Sét hòn 6

Hình 7: Bản đồ phân bố sấm sét ở Hà Nội - Ảnh: Trung tâm Mạng lưới khí tượng thủy văn quốc gia 8

Hình 8: Sơ đồ quá trình hình thành sét 10

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Đối tượng nghiên cứu 1

4 Phạm vi nghiên cứu 1

5 Phương pháp nghiên cứu 1

Đọc, tổng hợp và phân tích các thông tin thu thập được, so sánh, đối chiếu các dữ liệu để rút ra kết luận 1

6 Cấu trúc 2

NỘI DUNG 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIÊN TAI SẤM SÉT 3

1.1 Khái niệm sấm sét 3

1.2 Phân loại sấm sét 3

1.3 Lịch sử và sự xuất hiện của sấm sét 6

1.4 Tình hình sấm sét ở Việt Nam 7

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM VÀ NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH THIÊN TAI SẤM SÉT 8

2.1 Đặc điểm của thiên tai sấm sét 8

2.2 Nguyên nhân hình thành thiên tai sấm sét 9

CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG CỦA THIÊN TAI SẤM SÉT 10

3.1 Tác động tích cực 10

3.2 Tác động tiêu cực 11

CHƯƠNG 4: BIỆN PHÁP PHÒNG TRÁNH, ỨNG PHÓ VỚI THIÊN TAI SẤM SÉT 13

3.1 Biện pháp trước khi sấm sét xảy ra 13

3.2 Biện pháp trong khi sấm sét xảy ra 14

3.3 Biện pháp sau khi sấm sét xảy ra 14

KẾT LUẬN 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Mỗi mùa mưa đến, những cơn dông sét lại trở thành nỗi ám ảnh của nhiều người Tại Việt Nam, với vị trí địa lý đặc biệt, nằm trong tâm dông châu Á – một trong ba tâm giông trên thế giới, có hoạt động giông sét mạnh, thường xuyên hứng chịu những cơn dông sét dữ dội Mùa giông ở Việt Nam tương đối dài, số ngày giông trung bình 100 ngày mỗi năm và số giờ giông trung bình là 250 giờ một năm Theo số liệu thống kê, mỗi năm nước ta có hàng chục người bị thương, thậm chí tử vong do sét đánh Không chỉ gây thiệt hại về người, sấm sét còn gây

ra những hậu quả kinh tế nghiêm trọng khi làm hư hỏng các công trình, thiết bị điện, gây gián đoạn sản xuất và sinh hoạt Điển hình như những vụ sét đánh vào các trạm biến áp, nhà máy thủy điện, gây mất điện diện rộng

Xuất phát từ những thực tế đó, nhóm đã chọn đề tài "Sấm sét" để nghiên cứu,

nhằm tìm hiểu rõ hơn về nguyên nhân, cơ chế hình thành của hiện tượng này Từ

đó đưa ra những biện pháp phòng tránh và ứng phó hiệu quả nhằm giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra, góp phần bảo vệ cuộc sống và tài sản của người dân Trong quá trình nghiên cứu, nhóm nghiên cứu chúng em sẽ không tránh khỏi những điều thiếu sót, chúng em mong nhận được sự góp ý chân thành từ cô và các bạn đọc

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu về thiên tai sấm sét, từ nguyên nhân đến hậu quả, từ đó đề xuất các biện pháp phòng tránh khoa học và hiệu quả để giảm thiểu thiệt hịa do sấm sét gây ra

3 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là thiên tai sấm sét, những hậu quả của sấm sét gây

ra và cách phòng chống sấm sét

4 Phạm vi nghiên cứu

Về không gian: nghiên cứu về sấm sét ở Việt Nam

Về nội dung: tập trung vào các khía cạnh như: khái niệm, nguyên nhân, đặc điểm, hậu quả và biện pháp phòng tránh

5 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp thu thập tài liệu từ sách, báo, tạp chí khoa học về khí tượng, các nghiên cứu trước đó về sấm sét và cách phòng tránh Đọc, tổng hợp và phân tích các thông tin thu thập được, so sánh, đối chiếu các dữ liệu để rút ra kết luận

6 Cấu trúc

Nội dung bài tiểu luận được hình thành với: Mở đầu, Nội dung bốn chương và

phần Kết luận

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THIÊN TAI SẤM SÉT

Chương 2: ĐẶC ĐIỂM VÀ NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH CỦA THIÊN TAI SẤM SÉT

Chương 3: TÁC ĐỘNG CỦA THIÊN TAI SẤM SÉT

Chương 4: BIỆN PHÁP PHÒNG TRÁNH, ỨNG PHÓ VỚI THIÊN TAI SẤM SÉT

NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIÊN TAI SẤM SÉT

1.1 Khái niệm sấm sét

Sấm là âm thanh gây ra bởi tia sét Tia lửa điện trong sét làm áp suất không

khí tăng đột ngột, do đó gây ra tiếng nổ lớn kèm theo

Sét (hay còn gọi là sự phóng điện dông) là một nguồn điện từ mạnh phổ biến

nhất xảy ra trong tự nhiên Nó là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây mang điện tích khác dấu hoặc giữa đám mây và mặt đất

Hình 1: Tia chớp lóe sáng

1.2 Phân loại sấm sét

Theo dấu hiệu phía ngoài sét được phân ra thành một số loại:

- Sét đánh từ mây xuống mặt đất – âm (CG-): Sau khi tia chớp sáng, bạn sẽ thấy nhiều nhánh, được gọi là phân nhánh Đôi khi tia sét sẽ xuất hiện để bắn ra khỏi một đám mây thẳng vào không khí trong, nhưng trên thực tế

tia chớp sẽ uốn cong xuống tại một thời điểm nào đó để chạm đất và hoàn

thành việc phóng điện

- Sét đánh từ mây xuống mặt đất – dương (CG+): Dòng điện chạy theo hướng ngược lại của tia sét CG âm và từ tầng cao hơn trong đám mây bão Khi xét đánh nó thường tạo ra một tia cực mạnh duy nhất và chúng có thể bắn nhanh theo cùng một đường nhiều lần mà không phân nhánh Yêu cầu lượng năng lượng cao hơn so với các loại sét khác

Hình 2: Sét đánh từ trên mây xuống mặt đất-âm

Hình 3: Sét đánh từ mây xuống mặt đất – dương

- Sét đánh trong nội bộ đám mây (CC): Đây là hình thức phổ biến nhất của tia sét Khi các vùng mang điện tích dương và điện tích âm trong cùng một đám mây đủ lớn, một tia lửa điện khổng lồ sẽ xuất hiện, di chuyển giữa các khu vực mang điện tích trái dấu tạo thành tia sét

- Sét khô: Được tạo ra trong những cơn mưa giông hình thành ở tầng cao nhưng không gây ra mưa Các giọt nước mưa bị bốc hơi trước khi rơi xuống mặt đất, vì vậy không có bất kỳ lượng mưa nào ở gần đó Sét khô

là một trong những nguyên nhân chính gây ra cháy rừng, nhất là tại những vùng đất đang thời kỳ khô hạn

Hình 4: Sét đánh trong nội bộ đám mây

Hình 5: Sét khô

- Sét hòn: là một hiện tượng điện trong khí quyển chưa được giải thích Thuật ngữ này đề cập tới những vật thể sáng chói, thường có hình cầu có kích thước từ cỡ hạt đậu đến vài mét đường kính Nó thường gắn với những cơn giông, nhưng kéo dài lâu hơn đáng kể so với ánh sáng chớp nhoáng của tia sét

1.3 Lịch sử và sự xuất hiện của sấm sét

- Sấm sét trong văn hóa cổ đại

Quan niệm và tín ngưỡng: Trong các nền văn minh cổ đại, sấm sét thường được coi là biểu hiện của sức mạnh thần thánh hoặc cơn giận dữ của các vị thần Ở Hy Lạp cổ đại, sấm sét gắn với thần Zeus, trong khi thần Thor của Bắc Âu được cho là vị thần của sấm sét và bão tố Tương tự, trong văn hóa

Ấn Độ giáo và các tín ngưỡng Á Đông, sấm sét cũng liên kết với các vị thần tối cao

Biểu tượng quyền lực và trừng phạt: Do tính chất hủy diệt và không thể đoán trước của nó, sấm sét thường được xem là công cụ trừng phạt và là biểu tượng của quyền lực trong các nền văn hóa cổ đại

- Tiến bộ khoa học và khám phá về sấm sét

Thế kỷ 18 – Benjamin Franklin và cột thu lôi: Năm 1752, nhà khoa học Benjamin Franklin tiến hành thí nghiệm nổi tiếng với diều trong cơn bão, chứng minh rằng sấm sét là một dạng của điện Franklin cũng là người phát minh ra cột thu lôi, giúp bảo vệ các công trình xây dựng khỏi tác động của sét đánh Phát minh này là một bước ngoặt trong hiểu biết khoa học về sấm sét

và đánh dấu sự khởi đầu của các nghiên cứu về điện khí quyển

Hình 6: Sét hòn

Thế kỷ 19 và 20 – Khám phá khoa học về điện khí quyển: Với sự phát triển của điện học và các nghiên cứu về điện từ học, các nhà khoa học đã phát triển các mô hình giải thích sự hình thành và tác động của sấm sét Vào thế kỷ 19, người ta bắt đầu hiểu rõ hơn về cách sấm sét hình thành qua sự tích điện giữa các đám mây và mặt đất Những nghiên cứu này dẫn đến việc xây dựng các thiết bị chống sét và phương pháp dự báo an toàn

- Nghiên cứu hiện đại về sấm sét

Ứng dụng công nghệ tiên tiến: Hiện nay, các nhà khoa học sử dụng nhiều công nghệ hiện đại, như radar thời tiết, vệ tinh khí tượng và hệ thống cảm biến điện từ, để theo dõi và dự báo sấm sét Những công nghệ này giúp cảnh báo sớm và tăng cường các biện pháp bảo vệ con người và tài sản

Thống kê và dữ liệu toàn cầu: Các tổ chức như Cơ quan Quản lý Khí quyển

và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ (NOAA) và các viện khí tượng toàn cầu thu thập dữ liệu về sấm sét, phân tích các mẫu hình để hiểu rõ hơn về tần suất và tác động của sấm sét trên toàn thế giới

Như vậy, sấm sét không chỉ là hiện tượng tự nhiên phổ biến mà còn là đối tượng nghiên cứu quan trọng trong khoa học khí tượng và điện học, giúp con người tăng cường khả năng phòng chống và thích ứng với các thiên tai

1.4 Tình hình sấm sét ở Việt Nam

Sấm sét thường xuất hiện nhiều trong giai đoạn đầu mùa mưa, sau một thời gian nắng nóng, khô hạn Việt Nam nằm ở tâm dông châu Á - một trong ba tâm dông trên thế giới, có hoạt động dông sét mạnh Mùa dông ở Việt Nam tương đối dài, số ngày dông trung bình 100 ngày mỗi năm và số giờ dông trung bình là 250 giờ/năm Mỗi năm, Việt Nam hứng chịu tới 2 triệu cú sét Tần suất sét lớn hơn ở vùng núi, vùng trung du phía Bắc và đồng bằng Nam Bộ Một số ví dụ thực tế về các vụ thiên tai sấm sét nghiêm trọng ở Việt Nam giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mức độ nguy hiểm của hiện tượng này

Một trong những vụ sét đáng chú ý xảy ra vào tháng 6 năm 2023 tại bản

Nà Cọ, xã Hoàng Trĩ, huyện Ba Bể xảy ra vụ cháy khiến gần 3.000m2 rừng

tự nhiên (chủ yếu là dây leo, cây bụi) bị thiệt hại.Tương tự, vào tháng 6 năm

2023, tại xã Tịnh Ấn Tây, huyện Sơn Tịnh, Quảng Ngãi, hai người đã thiệt mạng do sét đánh khi đang làm việc trên đồng, cho thấy mức độ nguy hiểm

mà thiên tai này mang lại, đặc biệt là đối với người dân nông thôn Không chỉ

ở nông thôn, ngay cả các khu vực đô thị cũng không thoát khỏi tác động của sấm sét; vào tháng 4 năm 2021, tòa nhà Landmark 81 tại TP Hồ Chí Minh đã

bị sét đánh trong một cơn bão lớn, dù có hệ thống chống sét nhưng sự việc này vẫn gây lo ngại về an toàn

Bên cạnh đó, tần suất sét đánh ngày càng tăng cao như vào ngày 5/6/2024, theo số liệu quan trắc sét từ mạng lưới định vị sét quốc gia, mưa lớn tại khu vực Hà Nội đã kèm theo hơn 7.000 lượt sét đánh xuống mặt đất Cụ thể, từ 6 đến 9 giờ, đã có hơn 10.000 lượt sấm sét trong đó có 7.025 lượt sấm sét đánh xuống đất, cường độ sét từ 7 giờ 40 phút đến 8 giờ 50 phút là mạnh nhất

Hình 7: Bản đồ phân bố sấm sét ở Hà Nội - Ảnh: Trung tâm Mạng lưới khí tượng thủy văn quốc gia

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM VÀ NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH THIÊN TAI SẤM SÉT

2.1 Đặc điểm của thiên tai sấm sét

a) Đặc điểm của sấm

Tiếng sấm thường đi sau ánh sáng của tia chớp lóe lên Mức độ âm thanh của sấm có thể rất lớn, lên tới 120 decibel hoặc hơn, tương đương với tiếng động của một chiếc máy bay phản lực cất cánh Âm thanh của sấm còn chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như địa hình và độ ẩm, khiến tiếng sấm

có thể thay đổi về cường độ và âm sắc Ví dụ, tiếng sấm thường vang vọng mạnh hơn ở những khu vực đồi núi so với vùng đồng bằng

Thời gian kéo dài của tiếng sấm cũng rất khác nhau, từ một phần giây cho đến vài giây, tùy thuộc vào khoảng cách của tia sét và điều kiện thời tiết Khoảng cách đến cơn bão có thể được ước tính dựa trên khoảng thời gian giữa khi nhìn thấy tia chớp và nghe thấy tiếng sấm: cứ mỗi 5 giây tương ứng với khoảng 1 dặm

b) Đặc điểm của sét

Sét tỏa ra một nhiệt lượng rất lớn

Tia sét có thể đạt nhiệt độ lên đến 30.000 độ C, gấp nhiều lần nhiệt độ bề mặt Mặt Trời Với tốc độ di chuyển chóng mặt, có thể lên tới 140.000 km/h, sét tạo ra một dòng điện khổng lồ, đủ sức làm nóng chảy kim loại và gây ra

những vụ nổ mạnh

Sét không bao giờ đánh theo đường thẳng

Đường đi của sét những đường ngoằn ngoèo vì nó phải chọn con đường nào ít bị cản trở bởi không khí, nghĩa là đi vào những nơi tập trung nhiều phần

tử dẫn điện nhất Bởi không khí có những biến thể nhỏ, ngẫu nhiên về mật độ không khí, thành phần, nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ các hạt có thể ảnh hưởng đến điện trở và do đó chúng thường ảnh hưởng đến đường đi của sét

2.2 Nguyên nhân hình thành thiên tai sấm sét

Một đám mây hình thành là do các hạt nước bay từ mặt đất lên gặp không khí lạnh ngưng tụ lại Chúng có thể trở thành các tinh thể băng, rồi lại tụ với nhau thành hạt băng mềm chìm xuống đáy đám mây Các tinh thể băng mới bay lên cọ xát vào các hạt băng mềm này và trao đổi điện tích với chúng Sau đó chủ yếu do đối lưu mà các điện tích dương dồn hết về phía đỉnh đám mây, còn các phần tích điện âm về phần chân đám mây Hai miền điện tích khác dấu của đám mây giông cũng giống như 2 bản của một tụ điện khổng lồ Không khí ở giữa chúng là chất cách điện, lúc đầu ngăn không cho các điện tích chạy lại gặp nhau và nâng dần hiệu điện thế giữa hai cực của bản tụ điện Giữa phần chân đám mây giông và mặt đất tích điện (do hưởng ứng tĩnh điện) cũng là một tụ điện với không khí cách điện nằm giữa hai bản tụ Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện đủ lớn để đánh thủng

chất điện môi (không khí giữa hai bản) thì có tia lửa (sét) phóng qua

Còn mặt đất, nơi mà tia sét cũng thường hay xuất hiện, giống như một đám mây khổng lồ tích điện âm.Các tia sét xuất hiện là dự phóng điện do những đám mây tích điện dương với mặt đất Thường thì nhưng nơi sấm sét xuất hiện những nơi mặt đất nhô cao hơn, vì lúc này khoảng cách giữa “2 cực” của “tụ-mặt đất và mây” gần hơn.Kết quả khiến phần trên đám mây tích điện dương còn phần dưới đám mây tích điện âm

Quá trình tích điện gây ra sự chênh lệch điện tích đủ lớn sẽ phát sinh một dòng electron phóng từ đáy đám mây xuống mặt đất, xuống đỉnh đám mây phía dưới hoặc lên trên đỉnh chính đám mây đó Đây chính là hiện tượng sét

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành sấm sét bao gồm:

- Độ ẩm: Độ ẩm cao cung cấp nhiều hơi nước để tạo thành mây và các hạt nước,

từ đó tạo điều kiện cho sự tách điện tích

- Nhiệt độ: Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp không khí tạo ra các dòng đối lưu mạnh, thúc đẩy quá trình hình thành mây dông

- Gió: Gió có thể làm tăng hoặc giảm cường độ của các dòng đối lưu, ảnh hưởng đến quá trình hình thành sấm sét

Hình 8: Sơ đồ quá trình hình thành sét

Có thể nói, sấm sét là một hiện tượng tự nhiên phức tạp, kết quả của sự tương tác giữa các yếu tố khí tượng như độ ẩm, nhiệt độ và gió Quá trình hình thành sấm sét bắt đầu từ sự hình thành các đám mây dông, tiếp theo là sự tách điện tích và cuối cùng là sự phóng điện Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu, sấm sét vẫn còn nhiều bí ẩn chưa được khám phá hết

CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG CỦA THIÊN TAI SẤM SÉT

3.1 Tác động tích cực

- Cải tạo nguồn đất, tăng khả năng sinh trưởng cho cây: Rễ cây chỉ có thể hấp thụ được Nitrat (NO3), và Amôn (NH+4) trong quá trình phát triển của mình Mà trong không khí, Nitơ tồn tại dưới dạng phân tử có liên kết 3 bền vững, nên rễ cây không hấp thụ được Nhờ có sấm sét mà lượng N2 trong không khí bị ô xy hóa ở nhiệt độ cao và áp suất lớn thành NO3

- Giúp dò tìm được nguồn nước, khoáng sản: Về mặt nguyên lý, sấm sét sẽ đánh vào những nơi có chứa mỏ quặng hoặc chứa nguồn nước ngầm Điều