Thời tiết và khí hậu - Phần 4 Các nhiễu động - Chương 12 pdf

http://www.ebook.edu.vn 419 CHƯƠNG 12 BãO V XOáY THUậN NHIệT ĐớI Không ai đã từng sống ở miền nam Florida, khi cơn bão Andrew (hình 12.1) quét qua vùng ny vo tháng 8 năm 1992, có thể quên đợc những gì đã trải nghiệm. Bão Andrew có kích thớc tơng đối bé, nhng lại mạnh đặc biệt, với gió giật lên tới 280 km/h (175 dặm một giờ) v di chuyển rất nhanh qua bán đảo. Thoạt nhìn, trận bão ny có sức tn phá không lớn nh nhiều trận bão khác; mặc dù Andrew có gây nên lụt cục bộ, song lợng ma không đặc biệt lớn. Điều ny rất trái ngợc với những gì m Florida phải chịu đựng với trận bão Irene vo tháng 10 năm 1999. Hình 12.1. ảnh vệ tinh đã xử lý thể hiện sự tiến triển của bão Andrew khi nó đi qua Florida v vo vịnh Mexico tháng 8 năm 1992 Bão Irene l điển hình của các cơn bão nhiệt đới mạnh, đợc hình thnh vo cuối mùa bão: kích thớc lớn v di chuyển chậm. Mặc dù những cơn bão ny không có sức gió mạnh khủng khiếp nh của bão Andrew, nhng chúng có thể mang theo ma lớn trong nhiều ngy v gây lũ lụt nặng nề. Với trờng hợp bão Irene, phần lớn miền nam Florida nhận đợc lợng ma tới 27 cm, gây lũ lụt trên diện rộng. Nadia Gorriz ở hạt Miami-Dade l một trong nhiều nạn nhân của cơn bão ny. Nớc lụt tạo thnh đầm lầy xung quanh nh của chị đã biến khu vực ny thnh http://www.ebook.edu.vn 420 một môi trờng con ngời không thể sống đợc, nhng lại l nơi ngụ c hon ton tuyệt vời cho rắn v cá. Vậy nên chị quyết định công việc thu dọn: Chúng tôi đã lm đợc điều đó với bão Andrew. Chỉ cần vứt bỏ mọi thứ. M khi ấy cũng không nhiều nớc nh vậy. Còn bây giờ thì phải dọn dẹp khổ sở cha từng thấy. Chúng tôi đã si hết hai thùng Clorox II. Thế đấy. Những cơn bão nhiệt đới không chỉ giới hạn sự giận dữ của mình ở các vùng ven biển v bên trong đất liền; chúng đã từng l thần trừng phạt đối với những ngời đi biển trong nhiều thế kỷ. Chúng nhấn chìm vô số tu biển v thậm chí còn đóng một vai trò quan trọng trong Thế chiến 2, khi ấy chỉ một cơn bão duy nhất (tơng đơng với một bão nhiệt đới ở Tây Thái Bình Dơng) đã lm chìm hoặc h hại nặng nề nhiều tu chiến của Mỹ, phá huỷ hng trăm máy bay trên các chiến hạm v giết chết hơn 800 thuỷ thủ. Con số tử vong còn lớn hơn hầu hết các trận chiến trên biển trong cuộc chiến tranh ny. Trong chơng ny, đầu tiên chúng tôi sẽ mô tả phân bố của xoáy thuận v bão nhiệt đới. Sau đó, sẽ trình by những tính chất chung, các giai đoạn phát triển v các kiểu di chuyển đặc trng của bão v kết thúc bằng những hệ thống theo dõi v cảnh báo. Bão nhiệt đới trên Trái Đất Những cơn bão nhiệt đới cực mạnh đợc gọi bằng các tên khác nhau tuỳ thuộc vo nơi chúng xảy ra. ở trên Đại Tây Dơng v Đông Th ái Bình Dơng, ngời ta gọi chúng l bão nhiệt đới (hurricane). Trên các vùng biển cực tây Thái Bình Dơng chúng đợc gọi l bão (typhoon); còn ở ấn Độ Dơng, chúng đợc gọi đơn giản l xoáy thuận ( cyclone). Về cấu trúc, cả ba loại bão về cơ bản l nh nhau, tuy nhiên typhoon tỏ ra lớn hơn v mạnh hơn các loại khác. Chúng ta sẽ sử dụng thuật ngữ bão nhiệt đới (hurricane) lm một lớp chung các trận bão, bất kể nơi chúng xảy ra. Phần lớn dân c Mỹ thờng liên tởng các cơn bão nhiệt đới với những cơn bão đợc hình thnh trên Đại Tây Dơng hoặc vịnh Mexico. Thế nhng, những phần còn lại của thế giới lại bị ảnh hởng nhiều hơn của các trận bão nhiệt đới (bảng 12.1 v hình 12.2). Đại Tây Dơng v vịnh Mexico hứng chịu trung bình 5,4 cơn bão mỗi năm, trong khi phần phía đông ở Bắc Thái Bình Dơng ngoi khơi Mexico có trung bình 8,9 trận. Phần lớn các cơn bão ở Đông Thái Bình Dơng di chuyển về phía tây, đi xa ra khỏi những trung tâm dân c, cho nên chúng ít đợc công chúng chú ý. Tuy nhiên, đôi khi chúng đã di chuyển lên phía đông bắc v mang theo lũ lụt dữ dội v tổn thất về ngời cho miền tây Mexico. Khu vực có số lợng bão lớn nhất, vợt xa những con số vừa rồi l phần phía tây của Bắc Thái Bình Dơng. Trong một năm đặc trng, gần 16 cơn bão đổ bộ lên khu vực. Thậm chí trong mùa bão hoạt động khiêm tốn nhất khoảng từ năm 1968 đến 1989, cũng đã có khoảng 11 cơn bão trên vùng biển ny. ở thái cực khác, không có một cơn bão nhiệt đới no đợc hình thnh trên Đại Tây Dơng Nam bán cầu, thậm chí ở các vĩ độ nhiệt đới. Nh chúng ta sẽ thấy sau đây, bão nhiệt đới phụ thuộc vo thủy vực biển lớn với nớc ấm, m điều kiện ny thì không thấy ở thủy http://www.ebook.edu.vn 421 vực Nam Đại Tây Dơng tơng đối nhỏ. Bảng 12.1. Số l~ợng bão nhiệt đới cực đại, cực tiểu v trung bình trong một năm trên các vùng của Đại d~ơng Thế giới thời kỳ 1968-1989 (1968-1990 đối với Nam bán cầu) Thủy vực Cực đại Cực tiểu Trung bình Đại Tây Doơng 12 2 5,4 Đông Thái Bình Doơng 14 4 8,9 Tây Thái Bình Doơng 24 11 16,0 Bắc ấn Độ Doơng 6 0 2,5 Tây Nam ấn Độ Doơng 10 0 4,4 Đông Nam ấn Độ Doơng - Ôtxtralia 7 0 3,4 Ôtxtralia - Tây Nam Thái Bình Doơng 11 2 4,3 Town cầu 65 34 44,9 Nguồn: Đại học Colorado Điều kiện nhiệt đới ở chơng 8, chúng ta đã thấy rằng phần lớn thời gian trong năm, không khí chuyển động xoay hớng ra khỏi các nhân áp suất cao khổng lồ choán những phần rộng lớn của Đại Tây Dơng v Thái Bình Dơng. Không khí ở tầng giữa v tầng trên của khí quyển dọc theo rìa phía đông của những xoáy nghịch ny chuyển động giáng khi tiến dần đến bờ phía tây của các lục địa lân cận. Do không khí không chìm xuống đến tận bề mặt, nên một nghịch nhiệt giáng (xem chơng 6) đợc hình thnh ở phía bên trên bề mặt đất. Nghịch nhiệt giáng ny đợc gọi l nghịch nhiệt gió mậu dịch ( trade wind inversion). Không khí ở bên dới nghịch nhiệt, gọi l lớp gần biển, thờng mát v tơng đối ẩm. Hình 12.2. Phân bố của bão nhiệt đới trên ton cầu http://www.ebook.edu.vn 422 Độ dy của lớp gần biển v độ cao của đáy nghịch nhiệt biến đổi trên các vùng đại dơng nhiệt đới khác nhau. Nghịch nhiệt có độ cao thấp nhất dọc theo rìa phía đông của các đại dơng, nơi đó nớc trồi v các hải lu lạnh giữ cho lớp gần biển tơng đối mát. ở đây, nghịch nhiệt nằm ở khoảng vi trăm mét bên trên mực nớc biển. Xa hơn về phía tây, nớc bề mặt ấm hơn sởi ấm lớp gần biển khiến cho nó lan lên tới một độ cao lớn hơn. Trên các phần phía đông của các đại dơng, lớp nghịch nhiệt thấp cản trở sự phát triển thẳng đứng của mây, nên mây tầng thấp thờng phổ biển ở khu vực ny. Xa hơn về phía tây, nghịch nhiệt ở cao hơn (hoặc thậm chí chúng có thể biến mất) cho phép đối lu mạnh hơn, các đám mây đối lu dy dễ hình thnh hơn. Chính vì thế m nhiều trận bão nhiệt đới hơn thờng xảy ra ở phần phía tây của các thủy vực đại dơng. Các đặc tr~ng của bão nhiệt đới Bão nhiệt đới l bão mạnh lớn nhất trong các loại bão. Năng lợng tiềm trữ của một cơn bão biệt đới có thể vợt cả lợng tiêu thụ điện năm của Mỹ v Canađa. Cụ thể, bão nhiệt đới có các tốc độ gió ổn định cỡ 120 km/h hoặc lớn hơn. Mặc dù tốc độ gió của chúng nhỏ hơn của các xoáy lốc, nhng bão nhiệt đới có kích thớc lớn hơn nhiều v tồn tại lâu hơn. áp suất không khí tại mực biển ở gần tâm của một cơn bão điển hình bằng khoảng 950 mb, nhng áp suất xuống tới 870 mb cũng đã từng thấy trong những cơn bão nhiệt đới cực mạnh. Những cơn bão nhiệt đới yếu nhất có áp suất tại tâm vo khoảng 990 mb. Trái ngợc với tố lốc, có đờng kính trung bình vo khoảng vi chục mét, bão nhiệt đới có đờng kính đặc tr ng khoảng 600 km (350 hải lý). Nh vậy, bão nhiệt đới nhìn chung có đờng kính lớn gấp hng nghìn lần đờng kính của tố lốc. Nhớ rằng diện tích của hình tròn tỉ lệ với bình phơng bán kính, còn bão v tố lốc đều có dạng gần tròn, ta có thể thấy diện tích bao phủ bởi một cơn bão lớn vo khoảng hng triệu lần diện tích của một cơn tố lốc. Hơn nữa, tố lốc chỉ tồn tại nhiều nhất trong khoảng vi giờ, còn một trận bão bão nhiệt đới có thời gian tồn tại một số ngy hoặc thậm chí một tuần v hơn nữa. Bởi vì các cơn bão nhiệt đới nhận đợc phần lớn năng lợng của chúng từ nhiệt lợng ẩn đợc giải phóng trong quá trình ngng tụ, nên chúng xuất hiện phổ biến nhất ở những nơi có lớp nớc dy nóng ở phía dới cấp nhiên liệu cho chúng. Nếu biết rằng các đại dơng ở miền nhiệt đới có nhiệt độ bề mặt cao nhất v tốc độ bay hơi lớn nhất vo cuối mùa hè v đầu mùa thu, nên không ngạc nhiên khi thấy tháng 8 v tháng 9 l những tháng bão chủ yếu ở Bắc bán cầu, các tháng từ 1 đến 3 l mùa bão chính ở Nam bán cầu. * Bão nhiệt đới không cấu tạo chỉ từ một nhân đối lu. Ngợc lại, nó gồm khá nhiều các khu vực dông xoáy đợc sắp xếp thnh một thnh tạo vòng xoáy, trong đó những dải mây dy đặc v ma dông lớn xoay ngợc chiều kim đồng hồ (ở Bắc bán * Trung tâm Quốc gia về Bão nhiệt đới của Hoa Kỳ định nghĩa mùa bão l thời kỳ từ 1/6 đến 30/11. Các bão nhiệt đới trong những tháng khác thờng l những sự kiện hiếm - từ năm 1871 đến 1996 chỉ có 6 trận bão hình thnh trong tháng 12. http://www.ebook.edu.vn 423 cầu) xung quanh tâm bão (hình 12.3). Những dải mây đối lu mạnh bị phân cách bởi các khu vực thăng yếu hơn v giáng thủy ít mạnh hơn. Tốc độ gió v cờng độ giáng thủy cả hai tăng lên về phía tâm của hệ thống, đạt tới một cực đại ở khoảng 10 đến 20 km cách tâm, nơi đó đợc gọi l thunh mắt bão (đợc mô tả ở một mục sau đây). Mặc dù bão nhiệt đới thờng có kích thớc bằng khoảng một phần ba kích thớc của các xoáy thuận vĩ độ trung bình, song chênh lệch áp suất trong bão nhiệt đới lại lớn hơn gấp khoảng hai lần. Vì vậy, bão nhiệt đới có građien áp suất theo phơng ngang rất lớn sinh ra gió rất mạnh: những cơn bão nhiệt đới cỡ trung bình có gió đỉnh điểm vo khoảng 150 km/h (90 dặm một giờ), còn những cơn bão nhiệt đới mạnh nhất có gió tới 350 km/h (210 dặm một giờ). Ngoi việc nhỏ hơn v mạnh hơn so với các xoáy thuận ở vĩ độ trung bình, các cơn bão nhiệt đới còn khác biệt ở chỗ chúng không có các front nh trong các xoáy thuận ngoại nhiệt đới. Hình 12.3. Lát cắt qua một cơn bão nhiệt đới điển hình Bão nhiệt đới còn khác biệt với các xoáy thuận vĩ độ trung bình ở chỗ chúng l những xoáy thuận có nhân nóng. Khi không khí chuyển động về phía áp suất thấp ở tâm bão, mặt đại dơng ấm cung cấp những lợng lớn ẩn nhiệt v hiển nhiệt cho lớp không khí nằm bên trên. Do áp suất bên trong không khí chuyển động sẽ giảm khi không khí di chuyển về nơi có áp suất thấp, sự giãn nở đoạn nhiệt giữ cho nhiệt độ không tăng lên quá nhiều, cho nên ở dới đáy bão chỉ có một chút chênh lệch nhiệt độ. Mặc dù vậy, rất nhiều năng lợng nhiệt đợc bổ sung thêm ở vùng tâm (do không khí chuyển động xoáy vo mang theo ẩn nhiệt v hiển nhiệt), tạo nên http://www.ebook.edu.vn 424 một nhân nóng. ở phía trên cao, sau khi ngng tụ v giải phóng ẩn nhiệt, sự nóng lên đợc phản ánh qua nhiệt độ, thnh thử nhiệt độ không khí ở gần tâm lớn hơn nhiều so với nhiệt độ của không khí xung quanh (hình 12-4). Vì l một áp thấp có nhân nóng, áp suất trong phạm vi một bão nhiệt đới giảm tơng đối chậm khi tăng độ cao (chơng 10). Vì vậy, građien áp suất phơng ngang trong phạm vi bão dần dần giảm theo độ cao. ở khoảng 7,5 km - khoảng mực 400 mb - áp suất không khí ở tâm tơng tự nh áp suất ở ngay phía ngoi của bão. Từ độ cao ny cho tới những tầng thấp của bình lu quyển, bão nhiệt đới có áp suất cao tơng đối. Nh vậy, không giống nh ở phần dới của bão nhiệt đới, nơi m không khí xoay theo kiểu xoáy thuận, không khí ở phần trên của nó xoay theo kiểu hình xoắn nghịch từ tâm ra ngoi (theo chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu). Hình 12.4. Những chênh lệch nhiệt độ trong bão nhiệt đới so với không khí xung quanh. ở gần bề mặt, nhiệt độ chỉ tăng nhẹ về phía mắt bão. Nh~ng ở trên cao, các nhiệt độ lớn hơn so với xung quanh khoảng 10 o C ở các mực trên cùng của bão, các nhiệt độ thấp lm cho những giọt nớc bị đóng băng thnh các tinh thể băng. Khi các tinh thể băng chuyển động xoay từ tâm bão ra phía ngoi, chúng tạo thnh những mn mây ti tầng bao phủ v lm mờ nhạt cấu trúc vòng xoáy của bão. Điều đó giải thích vì sao trên những tấm ảnh vệ tinh các bão nhiệt đới thờng có vẻ có một độ dy v cờng độ đồng nhất, song thực ra chúng phân đới rất rõ nét. http://www.ebook.edu.vn 425 Mắt bão v thnh mắt bão Một trong những đặc trng nổi bật nhất của một nhiệt đới l mắt bão, một vùng có bầu trời tơng đối quang mây, không khí chuyển động giáng yếu ớt v gió nhẹ. Các mắt bão nhiệt đới có đờng kính trung bình khoảng 25 km, phần lớn bão có đờng kính mắt bão nằm trong khoảng từ 20 đến 50 km. Đờng kính mắt bão biến đổi một cách đáng kể giữa các cơn bão khác nhau, cơn nhỏ nhất có mắt bão vo khoảng 6 km v con bão lớn nhất có thể tới 100 km. Sự thay đổi kích thớc mắt bão theo thời gian có thể l một dấu hiệu chỉ thị bão nhiệt đới đang mạnh lên hay yếu đi. Nói chung, mắt bão nhỏ lại chỉ thị sự mạnh lên của bão. Quanh rìa của mắt bão l thnh mắt bão, một đới hoạt động bão mạnh nhất. Thnh mắt bão l nơi có gió mạnh nhất, thảm mây dy nhất v l nơi có ma lớn nhất của ton bộ khu vực bão. Ngay dới thnh mắt bão, cờng độ ma lên tới 2500 mm một ngy không phải l điều hiếm gặp. Sự chuyển biến đột ngột từ mắt bão tới thnh mắt bão lm cho thời tiết thay đổi rất mạnh v rất nhanh. Hãy tởng tợng một cơn bão sắp đổ bộ thẳng vo một đảo nhỏ. Khi tâm bão tiến gần đến đảo, cờng độ gió v ma mạnh dần v trở nên mạnh nhất khi thnh mắt bão đến nơi. Nhng ngay khi mắt bão đạt tới đảo, cơn bão có vẻ nh đã đột ngột tiêu tan, bầu trời trở nên trong xanh v lặng gió. Tất nhiên l cơn bão cha hề bị tan. Trái lại, đó chỉ l một khoảnh khắc ngắn nhủi bình lặng trớc khi nửa đối diện của thnh mắt bão ập tới đảo v thời tiết ma gió dữ dội trở lại. Do đờng kính trung binh của mắt bão bằng khoảng 20 km v bão di chuyển với vận tốc trung bình khoảng 20 km/h, điều kiện bình lặng gắn liền với tâm bão đi qua thờng kéo di khoảng một giờ. Rõ rng, nếu nh mắt bão chỉ chớm qua đảo, thì khoảng thời gian lặng gió sẽ ngắn hơn nữa. Nhiệt độ không khí tại bề mặt trong mắt bão nóng hơn so với ở phía ngoi mắt bão một số độ bởi vì không khí bị nén do chuyển động giáng ở mắt bão lm nó nóng lên đoạn nhiệt. Không khí ở đây cũng khô hơn, bởi vì sự nóng lên của không khí cha bão hòa lm giảm độ ẩm tơng đối của nó. Tuy nhiên, trái ngợc với những gì m nhiều ngời tởng, vùng mắt bão không hon ton quang mây, ngợc lại, những đám mây tích thời tiết đẹp vẫn loáng thoáng trôi trên nền bầu trời xanh. Sự hình thnh bão nhiệt đới Mặc dù phần lớn các cơn bão nhiệt đới đạt tới tình thế bão mạnh ở những phần phía tây của các đại dơng, song những mầm mống ban đầu của chúng lại ở rất xa về phía đông, đó l những đốm mây giông nhỏ bé đợc gọi l các nhiễu động nhiệt đới. Các nhiễu nhiệt đới l những nhóm mây giông kém tổ chức có građien áp suất yếu v độ xoáy yếu hoặc hon ton không xoáy. Mặc dù đa phần các nhiễu nhiệt đới bị tiêu tan trớc khi trở thnh những hệ thống lớn, một số ít chịu ảnh hởng của một quá trình để rồi lớn lên về kích thớc, liên kết lại với nhau v xoay quanh một tâm chung. Những nhiễu nhiệt đới hình thnh trong các điều kiện môi trờng khác nhau. Một số đợc hình thnh khi các rãnh thấp vĩ độ trung bình di chuyển xuống vùng http://www.ebook.edu.vn 426 nhiệt đới; một số khác phát triển nh l một bộ phận đối lu bình thờng của dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ). Nhng phần lớn các nhiễu nhiệt đới di chuyển đến phía tây Đại Tây Dơng v trở thnh các bão nhiệt đới đều có nguồn gốc các sóng đông, đó l những chuyển động dạng sóng hoặc các xung động trong hệ thống gió tín phong bình thờng. Hình 12.5 mô tả một sóng đông điển hình. Do građien áp suất ở vùng nhiệt đới thờng bé hơn so với của các vùng ngoại nhiệt đới, nên các sóng đông thờng đợc biểu lộ rõ hơn bởi những đờng phân bố hớng gió (gọi l các đoờng dòng ) thay vì các đờng đẳng áp. Không khí trong sóng lúc đầu chảy về phía tây, dần dần đổi hớng lên phía cực v sau đó đổi hớng ngợc lại chảy xuống phía xích đạo. Ton bộ cục diện hệ thống sóng trải rộng trên khoảng cách từ 2000 đến 3000 km. ở phía đón gió (phía đông) kể từ trục, các đờng dòng sít vo nhau, cho thấy chuyển động của không khí mực bề mặt l hội tụ. Vì hội tụ nên xuất hiện chuyển động thăng (chơng 6) v nh vậy nhiễu nhiệt đới nằm ở phía đón gió so với trục sóng đông (đờng gạch nối). Phân kỳ ở mực bề mặt xảy ra ở phía khuất gió so với trục sóng khiến cho bầu trời quang mây. (Việc giải thích vì sao các đờng dòng hội tụ v phân kỳ tơng đối phức tạp; nhân tố quan trọng nhất liên quan tới những biến thiên của độ xoáy tơng đối xuất hiện trong khi không khí chuyển động về hớng cực hay về hớng xích đạo). Hình 12.5. Các sóng đông có hội tụ bề mặt v thảm mây ở phía đông trục v phân kỳ ở phía tây Các nhiễu động nhiệt đới tác động đến Đại Tây Dơng, biển Caribê v châu Mỹ phần lớn hình thnh ở phía tây châu Phi, về phía nam hoang mạc Sahara. Vì nằm trong đới gió tín phong, những nhiễu động ny có xu hớng di chuyển sang phía tây. Khi đến bờ tây châu Phi, chúng bị yếu đi do phải đi qua hải lu lạnh Canary ở phía đông Đại Tây Dơng. ở đó, nớc biển có nhiệt độ thấp lm lạnh lớp không khí http://www.ebook.edu.vn 427 gần bề mặt v lm cho không khí trở nên ổn định tĩnh. Tuy nhiên, nếu nh các nhiễu động di chuyển vợt qua đợc đới bờ biển có nớc trồi ny, nớc biển ở ngoi khơi ấm hơn sẽ lm tăng nhiệt độ không khí v độ ẩm của lớp khí quyển phía dới v lm cho không khí trở nên bất ổn định. Sau đó, khi nhiễu động tiếp tục tiến về phía tây, một số ít trong đó phát triển thnh những hệ thống mây giông mạnh v có tổ chức hơn. Các sóng đông di chuyển về phía tây với tốc độ khoảng 15 đến 35 km/h v nh vậy cần khoảng một tuần hoặc 10 ngy để một nhiễu nhiệt đới du nhập di chuyển qua đợc Đại Tây Dơng. Đại bộ phận (có lẽ hơn 90 %) các nhiễu nhiệt đới bị tiêu tán không hề đợc tổ chức thnh những hệ thống lớn mạnh hơn. Nhng một số bị ảnh hởng của vùng áp suất thấp v bắt đầu xoay theo kiểu xoáy thuận. Khi một nhiễu nhiệt đới phát triển đến một mức độ có ít nhất một đờng đẳng áp khép kín trên bản đồ thời tiết, thì nhiễu đó đợc xếp loại nh một áp thấp nhiệt đới. Nếu áp thấp cờng hóa tiếp v giữ ổn định tốc độ gió trên 60 km/h, nó trở thnh một gió xoáy nhiệt đới. Nếu tiếp tục phát triển với tốc độ gió ổn định tới 120 km/h gió xoáy nhiệt đới sẽ trở thnh một bão nhiệt đới thực thụ. Trong khi chỉ một phần nhỏ các nhiễu nhiệt đới không thể trở thnh những áp thấp nhiệt đới, thì một bộ phận lớn hơn trong số các áp thấp trở thnh gió xoáy nhiệt đới v thậm chí một tỷ lệ các gió xoáy nhiệt đới lớn hơn nữa trở thnh bão nhiệt đới. Vị trí m tại đó các bão nhiệt đới hay hình thnh nhất biến đổi theo mùa. V o đầu mùa b ão ở Đại Tây Dơng, những front yếu ở trên các vùng nớc phía tây đại dơng lấn xuống phía nam tới vùng nớc nhiệt đới nóng. Sự đứt gió gần các front tạo nên hon lu cần thiết cho xoáy thuận phát triển. Vo cuối mùa, các front tập trung ở những vĩ độ cao hơn v không có vai trò trong sự phát sinh xoáy thuận. Trái lại, các vùng nớc nóng tịnh tiến xa về phía đông, cho nên những nhiễu động rời bỏ lục địa châu Phi di chuyển sang phía đông có thể lớn lên thnh các xoáy thuận đủ quy mô. Kết cục l, nơi sinh của các xoáy thuận nhiệt đới dịch chuyển từ phía tây sang phía đông qua vùng nớc đại dơng nhiệt đới trong nửa đầu của mùa bão. Vo cuối mùa thu, nơi sinh chuyển dịch về phía tây vì hoạt động front xuất hiện trở lại nh một tác nhân chính của sự phát sinh xoáy thuận. Giống nh những ngời anh em ở Đại Tây Dơng của mình, các cơn bão nhiệt đới Thái Bình Dơng di chuyển về phía tây trong các giai đoạn hình thnh. Nhiều cơn bão đến gần Hawaii, nhng phần lớn đi vòng qua quần đảo ny hoặc tan dã trớc khi đạt tới quần đảo. Đáng tiếc, không phải bao giờ cũng thế. Trong tháng 11 năm 1992, bão Iniki đã tấn công đảo Kauai với gió giật tới 258 km/h v gây ngập lụt nặng cho các khu nghỉ dỡng ven bờ. Bão đã phá hủy v lm h hại nặng một nửa số tòa nh trên đảo v lm tan hoang phần lớn những cơ sở du lịch. Các điều kiện cần thiết cho sự hình thnh của bão Mặc dù các quá trình động lực của bão cực kỳ phức tạp, các nh khí tợng học từ lâu đã nhận thức đợc các điều kiện thuận lợi cho bão phát triển. Cần những lợng nhiệt khổng lồ để nuôi dỡng các cơn bão v nguồn cung cấp chủ yếu l sự http://www.ebook.edu.vn 428 giải phóng ẩn nhiệt của hơi nớc từ mặt đại dơng. Vì tốc độ bay hơi cao tùy thuộc vo sự tồn tại của nớc ấm, bão chỉ hình thnh ở những nơi no đại dơng có lớp nớc bề mặt dy (vi chục mét) với nhiệt độ trên 27 o C. Chính yêu cầu có nớc đại dơng ấm đã loại trừ bão hình thnh ở khoảng 20 độ phía cực bởi vì các nhiệt độ mặt biển thờng quá lạnh ở những nơi đó. Điều đó còn giải thích vì sao bão hay phát triển vo cuối mùa hè v đầu mùa thu, lúc ny các vùng nớc nhiệt đới l nóng nhất. Sự hình thnh của bão còn phụ thuộc vo lực Coriolis, lực ny phải đủ lớn để ngăn ngừa không lấp đầy vùng áp thấp trung tâm. Hiệu ứng lực Coriolis bằng không hoặc có giá trị rất nhỏ tại xích đạo đã loại trừ sự hình thnh bão ở các vĩ độ giữa 0 v 5 độ ở cả hai bán cầu. Nhân tố ny kết hợp với yêu cầu phải có nhiệt độ nớc đại dơng cao thì bão mới hình thnh đã giải thích cho bức tranh phân bố thể hiện trong hình 12.2, ở đó những trận bão nhiệt đới đạt tới địa vị một bão nhiệt đới thực thụ thuộc vo đới vĩ độ giữa 5 o v 20 o . Độ ổn định cũng rất quan trọng đối với quá trình phát triển của bão, trong đó điều kiện bất ổn định trong khắp đối lu quyển l điều kiện cần thiết tuyệt đối. Dọc theo rìa phía đông của các đại dơng, những dòng hải lu lạnh v nớc trồi lm cho lớp dới của đối lu quyển trở nên ổn định tĩnh, ngăn cản cquá trình thăng. Ngoi ra, sự hiện diện của nghịch nhiệt gió tín phong tạo nên một cái mũ ngăn chặn mọi quá trình xáo trộn có thể xuất hiện. Xa xa về phía tây, nhiệt độ nớc đại dơng thờng tăng lên v lớp nghịch nhiệt gió tín phong cũng tăng độ cao hoặc hon ton biến mất, cho nên cho nhng cơn bão nhiệt đới trở nên lợi thế. Cuối cùng, quá trình hình thnh bão đòi hỏi phải không có độ đứt lớn tránh lm gián đoạn sự vận chuyển ẩn nhiệt theo phơng thẳng đứng. Khi đã hình thnh, những cơn bão nhiệt đới có thể tự lan truyền (giống nh các bão ngoại nhiệt đới tự duy trì). Có nghĩa l, sự giải phóng ẩn nhiệt bên trong các đám mây tích khiến cho không khí nóng lên v nở lên phía trên. Không khí nở ra tạo điều kiện cho phân kỳ ở mực cao, điều ny lại lôi cuốn không khí chuyển động lên trên v khuyến khích áp suất thấp v hội tụ tại bề mặt. Quá trình ny dẫn đến chuyển động thăng, ngng tụ v giải phóng ẩn nhiệt liên tục. Vậy, nếu bão nhiệt đới có thể tự hoạt động, liệu chúng có thể mạnh lên vô tận, cho đến khi đạt tốc độ siêu âm? Không, bởi vì bão hon ton bị hạn chế bởi nguồn cung cấp ẩn nhiệt, m nguồn ny về phía nó lại bị ảnh hởng của nhiệt độ nớc đại dơng phía dới v bởi các quá trình liên quan đến bốc hơi v đối lu. Sự quan trọng của nhiệt độ đại d ơng ám chỉ rằng nếu đại dơng trở nên nóng hơn, về nguyên tắc bão sẽ trở nên mạnh hơn. Chủ đề ny gần đây đã rất đợc quan tâm do khả năng khí hậu nóng lên, rất có thể kéo theo những nhiệt độ đại dơng cao hơn. Sự di chuyển v tan rã của bão nhiệt đới Sự di chuyển của các hệ thống nhiệt đới liên quan tới những giai đoạn phát triển của chúng. Các nhiễu động v áp thấp nhiệt đới đợc dẫn đờng chủ yếu bởi gió tín phong, do đó, có xu thế chuyển dịch về phía tây. ảnh hởng của gió tín [...]... 45 2003 QT DB QT 20 04 DB QT 12 14 14 13 14 54 60 71 55 90 4 8 7 7 9 11 25 32 30 46 2 3 3 3 6 2 5 17 6 22 80 120 173 125 229 * Một chỉ số tổng thể về hoạt động của bão ở các cấp độ khác nhau Chỉ số n y đ ợc xác định bằng phần trăm trung bình mùa của tổng số các cơn bão, bão cấp hurricane, số ng y có bão v ng y có bão cấp hurricane, t ơng đối so với giá trị trung bình nhiều năm Kí hiệu viết tắt: DB -. .. với các sự kiện quan sát đ ợc sau đó Các dự báo n y hơi có xu h ớng Bảng 1 Kết quả các dự báo bão mùa, giai đoạn 2000 - 20 04 Các tiêu chí Số cơn bão Số ng y có bão Số cơn bão cấp hurricane Số ng y bão cấp hurricane Số cơn hurricane mạnh Số ng y bão hurricane mạnh Hoạt động bão tổng thể %* 2000 DB QT 2001 DB QT 2002 DB 11 14 12 15 55 66 60 62 7 8 7 9 30 32 30 27 3 3 3 4 6 5 5 5 130 1 34 120 142 9 35 4 12. .. gần hồi năm 2005) Không nghi ngờ, các cơn bão thuộc loại những hiện t ợng tự nhiên kinh ngạc nhất, một chủ đề hợp lý để kết thúc phần nhiễu động thời tiết n y Những mục còn http://www.ebook.edu.vn 45 1 lại của cuốn sách n y sẽ xem xét những hoạt động con ng ời v khí t ợng học, khí hậu v biến đổi khí hậu Trong ch ơng tiếp sau, chúng ta sẽ trở lại vấn đề dự báo thời tiết Tóm tắt Bão nhiệt đới (v những... 945 9 64 179 210 111 130 3 4 9 12 Phá hủy rộng: Một số h hại về cấu trúc của nh ở Bật rễ một số cây to Phá hủy một số nh l u động 4 Cực kỳ lớn: Tốc mái ho n to n một số nh ở L m tróc rễ nhiều bụi 920 944 211 250 131 155 4 6 13 18 cây, cây v l m đổ tất cả các biển báo Phá hủy ho n to n các nh l u động 5 Thảm họa: Phá hủy ho n to n một số tòa nh L m tróc rễ v đổ tất cả các bụi cây, cây v các. .. ờng đi của các cơn bão Mitch, Floyd v Lili 1 2-3 Dự báo: Dự báo bão hạn mùa v hạn d i Các nh khoa học đang phát triển các kỹ thuật để dự báo số l ợng v c ờng độ của các cơn bão v bão cấp hurricane với hạn dự báo mùa Các dự báo tốt nhất đ ợc biết tới hiện nay đ ợc đ a ra bởi nhóm nghiên cứu tại Đại học Colorado (dẫn đầu bởi giáo s William Gray) Các 44 4 dự báo n y, tr ớc đây đuợc công bố v o các tháng... theo vùng Texas v Louisiana, l m 24 ng ời chết v l m ngập hơn 46 nghìn ngôi nh v các công sở Trong khi các cơn bão có thể đi qua bất kỳ phần n o của vịnh Mexico hoặc bờ Đại Tây D ơng v o bất kỳ thời gian n o trong mùa bão, chúng có nhiều khả năng đi theo các h ớng nhất định trong các tháng khác nhau Hình 12. 8 cho thấy các quĩ đạo m bão có nhiều khả năng đi qua trong các tháng tám (a), chín (b) v m ời... 5 v 14 cơn cấp 4 đổ bộ v o đất liền của n ớc Mỹ trong những năm từ 1900 đến 2005 Bảng 12. 2 Thang cấp bão Saffir-Simpson Cấp 1 Gió áp suất (mb) 980 N ớc dâng Sức t n phá km/h Dặm/h m ft 119 1 34 74 95 1 2 45 Tối thiểu: Không gây hại đáng kể đối với phần lớn các công trình xây dựng 2 965 979 155 178 23 68 Nhẹ: Phá hủy một số mái nh , cửa, cửa sổ L m đổ một số cây L m h hỏng đáng kể các nh l u động. .. ời (xem chuyên mục 1 2 -4 : Chuyên đề: Bão Galveston 1900) đ ợc cho rằng đã từng l một trận bão cấp 4 1 2-2 Chuyên đề: Những trận bão nổi tiếng gần đây Thời kỳ giữa năm 1995 v 2005 đ ợc đánh dấu bởi một số l ợng lớn khác th ờng các cơn bão nhiệt đới trên Đại Tây D ơng, với rất nhiều bão đổ bộ v o đất liền 8 trong số 10 mùa bão thuộc thời kỳ n y đều có ít nhất 8 bão mạnh (hurricane) - khá nhiều so với trung... mạnh, v các cơn tố lốc đã tấn công bờ biển Alabama-Florida một cách mạnh mẽ Hệ thống n y suy yếu khi di chuyển lên phía bắc v đông bắc, nh ng vẫn có thể gây ra m a lớn đến tận vùng Hamsphire trong hai ng y sau đó http://www.ebook.edu.vn 44 1 Đối với phần lớn các cơn bão thì chúng đã ho n th nh phần lớn sự phá hoại của mình cho đến thời điểm n y, nh ng Ivan không phải l một cơn bão bình th ờng Phần còn... mạnh nhất khi nó xuất hiện trùng khớp với thời gian n ớc lớn của thủy triều, đặc biệt l ở các vùng vịnh v vũng biển, nơi có biên độ độ cao triều rất lớn giữa n ớc lớn v n ớc ròng 1 2-1 Chuyên đề: Đặt tên cho bão Trong mùa bão, một số cơn bão v bão nhiệt đới có thể xuất hiện đồng thời trên các đại d ơng khác nhau Các nh khí t ợng học phân định các hệ thống n y bằng cách đặt tên cho chúng khi chúng bắt đầu . Doơng 12 2 5 ,4 Đông Thái Bình Doơng 14 4 8,9 Tây Thái Bình Doơng 24 11 16,0 Bắc ấn Độ Doơng 6 0 2,5 Tây Nam ấn Độ Doơng 10 0 4, 4 Đông Nam ấn Độ Doơng - Ôtxtralia 7 0 3 ,4 Ôtxtralia - Tây. Doơng 11 2 4, 3 Town cầu 65 34 44, 9 Nguồn: Đại học Colorado Điều kiện nhiệt đới ở chơng 8, chúng ta đã thấy rằng phần lớn thời gian trong năm, không khí chuyển động xoay hớng ra khỏi các nhân. bé đợc gọi l các nhiễu động nhiệt đới. Các nhiễu nhiệt đới l những nhóm mây giông kém tổ chức có građien áp suất yếu v độ xoáy yếu hoặc hon ton không xoáy. Mặc dù đa phần các nhiễu nhiệt đới