cách thức hình thành bão nhiệt đới

Giới hạn đề tài Đề tài tương đối rộng, và thời gian eo hẹp, vì vậy, tôi chỉ xin trình bày phần lớn về các cơn bão nhiệt đới được hình thành trên vùng biển phía Tây Thái Bình Dương đây là

TRƯỜNG ĐHSP TP.HCM

KHOA ĐỊA LÝ – LỚP K32D

  

MÔN HỌC: ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN CÁC LỤC ĐỊA BÃO NHIỆT ĐỚI GVHD : Thầy Trần Văn Tuấn SVTT : Phạm Thị Hồng Thủy

TPHCM 2008

I Phần mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Bão nhiệt đới là một thiên tai dữ dội mà con người chỉ có khả năng chống cự một cách bị động Hiện tượng tự nhiên này đã gây nên biết bao nỗi thương tâm và thiệt hại Để có thể hiểu rõ hơn về cơ chế họat động của bão nhiệt đới, tôi xin phép được chọn đề tài này để nghiên cứu

2 Nhiệm vụ của đề tài

Nội dung của đề tài sẽ trình bày cách thức hình thành, đặc điểm của bão nhiệt đới và một số biện pháp dự báo cũng như phòng chống bão

3 Mục đích của đề tài

Đề tài nhằm mục đích cung cấp thông tin, kiến thức cơ bản về bão nhiệt đới Từ đó, đem đến cái nhìn khái quát về bão nhiệt đới

4 Phương pháp nghiên cứu

Do hạn chế về phương tiện và một số lý do khác, do đó đề tài này chỉ được hoàn thành chủ yếu là nhờ vào việc thu thập tài liệu

5 Giới hạn đề tài

Đề tài tương đối rộng, và thời gian eo hẹp, vì vậy, tôi chỉ xin trình bày phần lớn về các cơn bão nhiệt đới được hình thành trên vùng biển phía Tây Thái Bình Dương (đây là trung tâm hình thành bão nhiều nhất thế giới)

II Phần nội dung

1 Một số khái niệm có liên quan đến bão nhiệt đới

1.1 Xoáy thuận nhiệt đới

Xoáy thuận chia làm hai loại về vị trí địa lý, cấu trúc front và khối khí là: xoáy thuận ngoại nhiệt đới (xoáy thuận front) và xoáy thuận nhiệt đới

Xoáy thuận nhiệt đới là một hệ thống khí áp thấp ở vùng nhiệt đới Áp suất khí quyển (khí áp) trong xoáy thuận nhiệt đới thấp hơn rất nhiều so với xung quanh Vùng có khí áp nhỏ nhất được gọi là vùng trung tâm Ở Bắc Bán cầu xoáy thuận nhiệt đới có hoàn lưu gió xoáy vào tâm theo hướng ngược chiều kim đồng hồ, ngược

lại ở Nam Bán Cầu gió xoáy vào tâm xoáy thuận nhiệt đới theo hướng thuận chiều kim đồng hồ

 Xoáy thuận nhiệt đới là xoáy thuận được cấu tạo bởi khối khí nóng ẩm và không

có front

1.2 Bão nhiệt đới

Bão (typhoon) là tên gọi chung những xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) trên Tây Bắc Thái Bình Dương khi tốc độ gió cực đại (Vmax) ở gần tâm duy trì liên tục từ 64 hải

lý (gió cấp 12 ở nước ta) trở lên (hải lý: knot - kt, bằng 1,853 km/h)

Ở khu vực khác nhau bão được gọi bằng thuật ngữ khác nhau, như ở Đại Tây Dương, đông bắc Thái Bình Dương và đông nam Thái Bình Dương (phía đông

160oĐông) gọi bão là "hurricane", Trung Quốc dịch là "cụ phong" là gió bão

Theo Atkinson (1971): “Bão là xoáy thuận quy mô synôp không có front, phát triển trên miền biển nhiệt đới ở mực bất kỳ và có hoàn lưu xác định.”

Tổ chức khí tượng thế giới (WMO: World Meteorological Organization) quy định phân loại xoáy thuận nhiệt đới thành:

1/ Áp thấp nhiệt đới (Tropical depression): là xoáy thuận nhiệt đới với hoàn lưu mặt đất giới hạn bởi một hay một số đường đẳng áp khép kín và tốc độ gió lớn nhất ở gần vùng trung tâm từ 10,8 – 17,2m/s (cấp 6 - cấp 7)

2/ Bão nhiệt đới (Tropical storm): là xoáy thuận nhiệt đới với các đường đẳng áp khép kín và tốc độ gió lớn nhất ở vùng gần trung tâm từ 17,2 – 24,4m/s (cấp 8 - cấp 9)

3/ Bão mạnh (Severe Tropical storm): là xoáy thuận nhiệt đới với tốc độ gió lớn nhất gần trung tâm từ 24,5 – 32,6m/s (cấp 10- cấp 11)

4/ Bão rất mạnh (Typhoon/Hurricane): là xoáy thuận nhiệt đới với tốc độ gió lớn nhất vùng gần trung tâm từ 32,7m/s trở lên

Những cơn bão quá mạnh người ta gọi là "siêu bão" (supertyphoon)

1.3 Mắt bão

Mắt bão là khu vực có khí áp nhỏ nhất trong bão, gần như lặng gió, quang mây, và

có nhiệt độ cao hơn vùng xung quanh (do

sự đốt nóng dòng không khí thăng lên),

mắt bão có đường kính khoảng 30 – 60km

Thông thường chỉ có những cơn bão mạnh

trưởng thành mới hình thành mắt bão rõ

nét

Hình ảnh mắt bão chụp từ vệ tinh

2 Nội dung chính

2.1 Sự hình thành bão

2.1.1 Điều kiện hình thành bão

Bão thường hình thành tập trung ở những vùng nhất định, gọi là "ổ bão" Bão được hình thành ở 6 ổ bão gồm: Vịnh Bengal và biển Ả Rập; tây bắc Thái Bình Dương; đông bắc Thái Bình Dương; tây bắc Đại Tây Dương; tây nam Ấn Độ Dương và vùng biển bắc Úc Trong đó tây bắc Thái Bình Dương là ổ có nhiều bão nhất (chiếm 38% số bão trên toàn cầu)

Khu vực hay xảy ra bão trên thế giới và số bão trung bình hàng năm

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 Năng lượng bão là ẩn nhiệt ngưng kết của lượng hơi nước khổng lồ bốc hơi từ mặt biển, ngoài ra bão hình thành đòi hỏi không khí có tầng kết bất ổn định đảm bảo cho

sự hình thành đối lưu sâu và dông Bão chỉ có thể hình thành khi có đủ 3 điều kiện: Nhiệt, ẩm và động lực để tạo xoáy.

Nhà khí tượng Erik Palmen đã tìm ra rằng bão chỉ có thể hình thành trên biển trong dải vĩ độ 5 - 20ovĩ hai bên xích đạo, nơi có nhiệt độ cao (từ 26 – 27oC trở lên) 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 – 5ovĩ về hai phía của xích đạo vì ở đó lực coriolis quá nhỏ, không đủ để tạo xoáy

Palmen (1956) đưa ra 3 điều kiện cơ bản cho sự hình thành bão:

1 Khu vực đại dưong có diện tích đủ lớn với nhiệt độ mặt biển cao (từ 26 –

27oC) bảo đảm nước bốc hơi mạnh cung cấp năng lượng ngưng kết lớn cho

Riehl (1948) bổ sung thêm 2 điều kiện:

4 Ở trên cao, trường khí áp phải phân kỳ để đảm bảo giải tỏa khối lượng không khí hội tụ ở mặt đất và duy trì bão

5 Ở mặt đất phải có nhiễu động áp thấp ban đầu 80% các cơn bão có liên quan đến dải hội tụ nhiệt đới Dải hội tụ nhiệt đới ít họat động thì bão cũng ít

2.1.2 Cấu tạo của bão: Cấu tạo của 1 cơn bão gồm các phần sau: mắt bão (the eye), thành mắt bão (the eyewall), dải mây (rainbands) và lớp mây ti dày đặc phía trên (the Dense Cirrus Overcast)

Trong không gian ba chiều, bão là một cột xoáy khổng lồ, ở tầng thấp (khoảng 0 – 3km) không khí nóng ẩm chuyển động xoắn trôn ốc ngược chiều kim đồng hồ (ở Bắc Bán Cầu) hội tụ vào tâm, chuyển động thẳng đứng lên trên trong thành mắt bão

và toả ra ngoài ở trên đỉnh theo chiều ngựơc lại Ở chính giữa trung tâm của cơn bão không khí chuyển động giáng xuống, tạo nên vùng quang mây ở mắt bão

Có thể mô phỏng sơ bộ cấu trúc các trường khí tượng trong bão như sau:

- Tham gia chuyển động xoay trong bão là một khối không khí khổng lồ có phạm vi ngang khoảng 200 – 1000km, phạm vi thẳng đứng lên đến lớp đỉnh tầng đối lưu (10 – 12km).Giá trị khí áp nhỏ nhất tại tâm bão và tăng dần ra phía rìa bão

Càng vào gần tâm, cường độ gió bão càng mạnh, khu vực tốc độ gió mạnh nhất cách tâm bão khoảng vài chục km Vào vùng mắt bão gió đột ngột yếu hẳn, tốc độ gió

gần bằng không Khi qua khỏi vùng mắt bão gió lại đột ngột mạnh lên nhưng có hướng ngược lại, đây chính là tính chất ảnh hưởng nguy hiểm nhất của bão.

Nếu nhìn từ trên cao xuống (ảnh mây bão chụp từ vệ tinh) mây bão có dạng gần tròn, hình xoáy trôn ốc ngược chiều kim đồng hồ (ở Bắc Bán Cầu):

Cấu trúc mây bão chủ yếu là hệ thống mây đối lưu, dòng thăng tập trung ở dải mây này, tốc độ dòng thăng trong bão rất lớn và có thể lên cao đến 10km, tạo thành cột không khí chuyển động xoáy rất mạnh và hình thành khối mây bão khổng lồ Đến một độ cao nào đó dòng không khí thổi ngang từ thành mắt bão ra xung quanh tạo nên những màn mây mỏng toả ra rất xa ngoài vùng bão Xung quanh mắt bão có mây bão dạng thành gần như thẳng đứng làm thành hình vành khăn (Thành mắt bão).

xung quanh rất nhiều, vì thế người ta nói bão có lõi nóng

2.1.3 Các giai đoạn phát triển của bão

Thời gian tồn tại trung bình của bão khỏang 7 – 8 ngày đêm tính từ thời điểm hình thành cho đến khi đổ bộ vào bờ hoặc tan rã trên biển Tuy nhiên, có một số cơn bão chỉ tồn tại vài giờ, và cũng có những cơn bão tồn tại trên 15 ngày hoặc lâu hơn nữa Theo Riehl (1979) có thể chia quá trình hình thành và phát triển của bão thành 4 giai đọan:

1 Giai đoạn hình thành

Trong giai đoạn hình thành (giai đọan áp thấp nhiệt đới), gió có cường độ bão chỉ thấy ở mực thấp Và khi gió đạt tốc độ gió cực đại tại vùng trung tâm vượt quá 17,2m/s, áp thấp nhiệt đới trở thành bão.

2 Giai đoạn trẻ

Không phải tất cả các XTNĐ đạt tốc độ gió cấp bão trong giai đọan hình thành đều phát triển thành bão, nhiều xoáy thuận tan đi sau 24h Một số khác di chuyển trên một quãng đường dài như là một ấp thấp nhiệt đới Nếu có sự tăng cường thì khí áp thấp nhất giảm nhanh xuống dưới 1000mb Gió có cường độ bão hình thành một dải bao quanh trung tâm xoáy Mô hình mây biến đổi từ dải đường tố

sang dạng dải xoáy về phía trung tâm Khối mây trung tâm càng trở nên có dạng tròn hơn, mắt bão càng rõ nét hơn.

3 Giai đoạn chín muồi

Bão Katrina 12:16 trưa 29/8/2005

Đặc điểm của giai đoạn này là khí áp ở tâm bão không tiếp tục giảm và tốc độ gió cực đại cũng ngừng tăng lên Phạm vi hoàn lưu bão mở rộng Giai đọan chín muồi có khi kéo dài tới một tuần lễ

Nếu trong giai đoạn trẻ phạm vi gió mạnh, sức bão chỉ giới hạn trong phạm vi bán kình 30 -50km thì trong giai đoạn này có thể mở rộng trên 300km Khu vực thời tiết xấu nhất nằm ở phía phải so với hướng dịch chuyển của bão

Bão trong giai đọan chín muồi cũng trải qua các thời kỳ tăng cường và suy yếu không đều, kéo dài trong vài ngày, thường do bão tương tác với hoàn lưu ôn đới

4 Giai đoạn tan rã

Khi bão di chuyển vào đất liền, do điều kiện địa hình, lực ma sát tăng lên và khả năng cung cấp ẩm cho bão bị mất đi nên kích thước của bão giảm rất nhanh Sau một thời gian ngắn (khỏang từ 1 – 2 ngày) thì bão tan rã hoàn toàn, đôi khi có thể tồn tại dưới dạng một áp thấp nhiệt đới và cho mưa lớn trên một phạm vi rộng

Trên biển, bão cũng có thể bị tan rã khi gặp vùng nước lạnh như ở Tây Bắc Thái Bình Dương.

2.2 Sự di chuyển của bão

Quỹ đạo của một cơn bão là đường nối các vị trí liên tiếp của cơn bão qua các giai đọan tồn tại của nó Vị trí của bão được xác định theo trường áp, trường gió và theo ảnh mây vệ tinh Quỹ đạo bão được xác định một cách chính xác hơn, được gọi là quỹ đạo chuẩn (best track)

Ngay từ lúc cơn bão chưa

bắt đầu, mới chỉ là vùng áp

thấp nhiệt đới, các chuyên

gia đã đưa một bản đồ dự

báo hướng đi của bão, gọi là

track of storm Trên bảng

này, người ta chia màu và

cấp độ của bão theo chuẩn

quốc tế để mọi người có thể

đọc và hiểu Ta có thể quan

sát ở hình trên

Dựa vào bảng bên để xác định cấp độ, vị trí cùng màu sắc tương ứng của bão:

Quỹ đạo thông thường của bão có

dạng parabol, nó được quy định bởi

cơ chế bão di chuyển theo dòng dẫn

đường Tuy nhiên nhiều cơn bão chỉ

đi theo dòng dẫn đường trong một

thời gian, sau đó đổ bộ vào đất liền

và tan đi Khi đó quỹ đạo hướng từ

đông đông nam lên tây tây bắc có

dạng gần thẳng như trong trường hợp các cơn bão từ tháng 8 đến tháng 12 ở Tây Bắc Thái Bình Dương và Biển Đông Một số cơn bão có nội lực lớn chúng có thể di chuyển theo nhiều dạng quỹ đạo khác nhau, có khi thắt nút một hay nhiều lần Giống như cơn IKE (1984) và WAYNE (1980) trên hình

Khi đổ bộ vào đất liền bão sẽ suy yếu và tan dần Một phần vì bị ma sát với cây cối, địa hình, một phần bão bị mất đi nguồn năng lượng rất lớn là độ ẩm và nhiệt độ do đại dương cung cấp Đây chính là nguồn năng lượng chủ yếu gây mưa dông, kích thích hình thành cơn bão nên khi bão vào đất liền sẽ bị yếu và tan dần

3 Hậu quả của bão

3.1 Tổng quan chung

Sau đây là những hiện tượng thời tiết bất lợi do bão gây ra:

Gió mạnh: gió mạnh trong bão từ cấp 8 trở lên gây nguy hiểm đến tính mạng con

người Gió mạnh bắt đầu từ khi tâm bão còn cách xa 100 đến 150km Gió mạnh nhất thường xảy ra ở ngay phía tây bắc của thành mắt bão Gió bão thường suy giảm đi nhanh chính khoảng 12 giờ sau khi bão đổ bộ Tuy nhiên gió vẫn có thể giữ được trên cấp 12 ngay cả khi bão đã vào sâu trong đất liền

Mưa lũ: Mưa lớn và nước lũ được đẩy từ biển vào do gió mạnh có thể gây nên lũ lụt

lớn trong vòng 24 giờ Khi đổ bộ, một cơn bão trung bình có thể gây nên tổng lượng mưa khoảng 100 đến 300mm Nếu như cơn bão lớn và chuyển chậm thì lượng mưa gây nên sẽ lớn hơn nhiều Khu vực mưa lớn thường nằm ở phía tây bắc của bão và thường xảy ra từ khoảng 6 giờ trước cho đến 6 giờ sau khi bão đổ bộ Lượng mưa

phụ thuộc vào kích thước của bão, tốc độ di chuyển và việc tương tác của bão với các hệ thống thời tiết khác.

Nước dâng do bão: Nước dâng do bão là lượng nước bị đẩy vào bờ do hoàn lưu gió

mạnh của cơn bão Ở nước ta, nước dâng lên do bão thường xảy ra ở vùng ven biển phía bắc Nước dâng kết hợp với thủy triều có thể nâng mực nước lên đến hơn 5m Nước dâng do bão có sức tàn phá hết sức nguy hiểm, đặc biệt là khi kết hợp với triều cường khi bão đổ bộ Dòng chảy gây ra bởi nước dâng do bão kết hợp với tác động của sóng có thể phá vỡ đê biển, làm sụt lở bờ biển và các đường giao thông ven biển

Dông và tố lốc: Các cơn bão mạnh có thể gây dông và tố lốc làm tăng mức độ tàn

phá của bão dông và tố lốc thường xảy ra ở phần phía trước bên phải hướng di chuyển của bão Dông và tố lốc có thể xảy ra vài ngày sau khi bão đổ bộ, khi mà bão chỉ còn là một vùng thấp có hoàn lưu xoáy thuận

Một hình ảnh chi tiết của một cơn bão đổ bộ vào nước ta như sau: tâm bão đi vào tỉnh Thanh Hóa và các vùng ảnh hưởng với những tỉ lệ sức mạnh của bão:

3.2 Một số cơn bão mạnh gần đây

Hàng vạn người đã chết vì những cơn bão này Nó đã trở thành nỗi ám ảnh, nỗi kinh hoàng và cũng là nỗi đau của biết bao gia đình Hãy cùng nhìn lại 5 trận bão khủng khiếp nhất thế giới trong thời hiện đại.

1) 2008: Cyclone Nargis đổ bộ vào Myanmar

Cyclone Nargis đổ bộ vào Myanmar hôm thứ bảy (3/5/2008) với tốc độ gió đạt 190km/h và thủy triều dâng cao, phá vỡ các thị trấn và thành phố ven biển Hàng vạn người đã chết và các nhà ngoại giao lo ngại rằng con số thương vong sẽ lên tới 100.000 Gần 1 tuần sau cơn bão, toàn bộ các làng ở vùng đồng bằng Irrawaddy của Myanmar vẫn ngập trong nước

Nargis được đánh giá là một trong những cơn bão gây chết chóc lớn nhất đổ bộ vào châu Á trong thời hiện đại

2) 2007: Cyclone Sidr "làm nghiên ngả" Bangladesh

Cơn bão nhiệt đới

và khoảng chừng 3500 người bị mất nhà cửa

Con số thương vong có lẽ đã tăng cao nếu chính phủ không kịp thời sơ tán hơn 1.5 triệu người khỏi các ngôi làng ở vùng trũng trước khi cơn bão đổ bộ vào đất liền

3) 2005: Katrina "tấn công" nước Mỹ

Cơn bão Katrina lần đầu tiên đi qua miền nam Florida vào ngày 23/8/2005 và được

dự báo là cơn bão cấp 1 Nhưng khi nó đi ngang qua Vịnh Mexico, nó đã trở nên mạnh hơn - thành cơn bão cấp 5 với sức gió lên tới 280km/h

Khi Katrina đổ bộ vào đất liền vào ngày 29/8/2005, nó đã suy yếu đi chút ít nhưng sức tàn phá vẫn rất lớn Ít nhất 1.836 người đã bị chết New Orleans đã bị ngập và nhiều vùng ven biển đã bị tàn phá

4) 1999: Tidal làm ngập Ấn Độ

Cơn lốc xoáy cấp cao

trong ảnh đã quét qua

bang Orissa ở miền

đông bắc Ấn Độ vào

độ gió đạt 250km/h Ít

nhất 10.000 người bị

thiệt mạng do cơn bão

Sóng triều dâng cao tới

liền tới gần 20km, ngang qua những vùng đồng bằng trũng Gần 11.200km2 mùa màng đã bị phá hủy Mưa xối xả và trận lụt phá kỷ lục đã khiến giao thông bị gián đoạn, đường sá không thể sử dụng được Hàng triệu người đã lâm vào cảnh không nhà

Belize, những nơi chịu ảnh

hưởng trực tiếp của cơn bão

Hơn 3 triệu người đã phải dời bỏ nhà cửa khi những cơn mưa mang theo bùn từ các sườn đồi và cuốn trôi toàn bộ các ngôi làng như bức hình mà chúng ta nhìn thấy được chụp ở Honduras