Cơn dông khó đoán - Tuổi Trẻ Online

TTCT - Dự đoán thời điểm và địa điểm mưa dông xảy ra vẫn là một trong những thách thức khó khăn nhất trong ngành khí tượng học, bất chấp những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ dự báo.

Mưa dông, gió lớn bất ngờ kéo đến được coi là nguyên nhân dẫn đến thảm họa trên vịnh Hạ Long hôm 19-7, khi tàu du lịch Vịnh Xanh 58 bị lật úp khiến 35 người thiệt mạng và 4 người mất tích.

Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia khẳng định "đã dự báo, cảnh báo kịp thời, đầy đủ" về cơn dông này, cụ thể là qua hai bản tin vào lúc 11h45 và 13h30 ngày 19-7. Dù vậy, theo The New York Times, ngay cả ở Mỹ, vốn không còn xa lạ với hiện tượng thời tiết này và có trong tay công nghệ hiện đại, vẫn rất khó để phát hiện chính xác các cơn dông cho đến khi chúng xảy ra.

Sao vẫn khó dự báo?

Các cơn dông có thể hình thành đột ngột, biến bầu trời yên tĩnh thành cảnh mưa to gió lớn, kèm sấm sét nguy hiểm. Khác với các hình thái thời tiết như bão, có thể được theo dõi trên phạm vi hàng trăm dặm và trong nhiều ngày, các cơn dông thường mang tính địa phương và có thời gian tồn tại ngắn.

"Các cơn dông là một trong những hiện tượng thời tiết nguy hiểm nhỏ nhất và tồn tại ngắn nhất. Chúng thường có đường kính từ 8 - 24 km và kéo dài từ 30 phút đến vài giờ" - Bill Bunting, phó giám đốc Trung tâm Dự báo bão liên bang, nói với The New York Times.

Các nhà dự báo thường có thể dự báo dông sớm tối đa một tuần, nhưng khả năng xác định chính xác thời gian và vị trí của chúng lại hạn chế hơn nhiều. Tại Texas, họ biết rằng ngày 4-7 có thể xảy ra các cơn dông mạnh, nhưng phải đến vài giờ trước khi mưa lớn bắt đầu trút xuống khu vực xung quanh sông Guadalupe, tác động cụ thể của chúng mới trở nên rõ ràng. Và khi đó thì đã quá muộn. Tính đến 21-7, 134 người đã thiệt mạng trong thảm họa lũ ở Texas.

Theo Cơ quan Dự báo thời tiết quốc gia Mỹ, dông có thể xảy ra ở mọi nơi và vào bất kỳ thời gian nào, "ngày hay đêm, quanh năm suốt tháng", nhưng chúng phổ biến nhất vào cuối buổi chiều và tối trong những tháng mùa nóng.

Có ba yếu tố chính cần thiết để hình thành một cơn dông: (1) độ ẩm trong khí quyển, "nhiên liệu" để cơn dông phát triển và mạnh dần; (2) không khí không ổn định, cho phép đám mây dông vươn lên đủ cao để tạo ra sấm sét và mưa; và (3) "lực nâng" - có thể là các đợt không khí lạnh hoặc nóng hay đặc điểm địa lý như núi - để đẩy không khí lên trên, bắt đầu quá trình hình thành cơn dông. Khi những điều kiện này hội tụ, các cơn dông có thể nhanh chóng mạnh lên, đặc biệt nếu không khí ấm và ẩm tiếp tục cung cấp sự chuyển động lên cao trong khí quyển.

Trong một bài viết trên The Conversation, Chris Nowotarski, phó giáo sư khoa học khí tượng Đại học Texas A&M, chỉ ra thêm một vấn đề: việc dự báo chính xác cơn dông nào sẽ sinh ra lốc xoáy và vào lúc nào vẫn còn rất khó khăn.

Khi xảy ra một loạt cơn dông, một trong số đó có thể sinh ra lốc xoáy, và số còn lại thì không. Nguyên do có thể là "những sự khác biệt nhỏ trong các biến số khí tượng mà các mạng quan trắc hiện tại hoặc mô hình máy tính của chúng ta chưa thể giải quyết", Nowotarski viết.

Công nghệ đã phát triển, nhưng…

Ngày nay, các nhà khí tượng sử dụng một bộ công cụ tinh vi để theo dõi các cơn dông: radar Doppler, ảnh vệ tinh, quan sát bề mặt và khí quyển trên cao, và các mô hình dự báo thời tiết số. Tuy nhiên, không có công cụ đơn lẻ nào có thể đưa ra dự báo toàn cảnh. "Các nhà dự báo kết hợp các thông tin này và sử dụng kinh nghiệm cùng phán đoán của họ để đưa ra dự báo dông bão chính xác" - Bunting giải thích.

Dự báo dông bão đã được cải thiện đáng kể nhờ những tiến bộ trong dự báo thời tiết số bắt đầu từ những năm 1960 và 1970. Khi các mô hình này ngày càng chính xác và có khả năng giải quyết các chi tiết nhỏ hơn trong khí quyển, các nhà khí tượng đã sử dụng thông tin này để đưa ra các dự báo chính xác hơn.

Tuy nhiên, ngay cả với máy tính hiện đại, dự báo dông bão vẫn thường dựa vào xác suất. Phần lớn các dự báo vượt qua vài ngày thường chỉ đưa ra các khu vực nguy cơ tổng quát, thay vì chỉ ra thời gian hoặc địa điểm cụ thể.

Theo Bunting, dự báo dông bão, nói chung, có thể được thực hiện sớm từ 7 - 10 ngày, song các dự báo sớm vài ngày "thường không chứa thông tin chi tiết về cường độ hoặc thời gian của các cơn dông tại một địa điểm cụ thể".

Trong thập kỷ qua, Bunting cho biết yếu tố thay đổi lớn nhất trong dự báo dông bão là việc sử dụng các mô hình tập hợp (ensembles) - một nhóm các mô hình mô phỏng khác nhau giúp các nhà dự báo hiểu rõ hơn về các kết quả khả dĩ.

Trí tuệ nhân tạo (AI) hiện cũng đang bắt đầu tham gia quá trình này. Sử dụng dữ liệu dông lốc và báo cáo bão qua các năm, hệ thống AI có thể được huấn luyện để cải thiện các mô hình hiện có. Tuy nhiên, dự báo do AI đưa ra có cùng hạn chế như các mô hình truyền thống, dù chúng xuất phát từ sự phức tạp của các cơn dông, chứ không phải từ chính quá trình dự báo.

Bunting nhấn mạnh rằng sự hiểu biết của công chúng về các dự báo và cảnh báo bão vẫn rất quan trọng. "Vì dự báo dông bão luôn có tính không chắc chắn nhất định, việc theo dõi thông tin thời tiết từ các nguồn đáng tin cậy thường xuyên là rất quan trọng để đánh giá rủi ro cá nhân và xem xét liệu có nên và khi nào thực hiện các biện pháp an toàn" - ông nói.

Khí hậu Trái đất đang ngày càng khó đoán hơn, khiến đến các chuyên gia phải tạo ra thuật ngữ "bất thường toàn cầu" (global weirding), ý chỉ biến đổi khí hậu có thể mang đến nhiều hiện tượng thời tiết kỳ lạ hơn nữa, thậm chí các hiện tượng thời tiết trái ngược nhau sẽ liên tiếp xảy ra. "Sự gia tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ dẫn đến đủ thứ điều kỳ lạ - từ những đợt nắng nóng và hạn hán ở một số nơi, đến những đợt rét lạnh hơn và các cơn bão dữ dội hơn, lũ lụt mạnh hơn, cháy rừng và mất mát đa dạng sinh học ở những nơi khác" - Thomas Friedman, người đã phổ biến thuật ngữ này trong một bài viết trên The New York Times vào năm 2007, chia sẻ.

Theo tạp chí The Week, "bất thường toàn cầu" có một số biểu hiện phổ biến. Đầu tiên là hiện tượng "climate whiplash", tức sự thay đổi đột ngột giữa nhiều hiện tượng thời tiết cực đoan do biến đổi khí hậu gây ra trong cùng một khu vực. Kế nữa là việc nhiều thành phố phải trải qua "những đợt hạn hán làm khô cạn các nguồn nước, ngay sau đó là lũ lụt khiến cơ sở hạ tầng bị quá tải, phá hủy hệ thống vệ sinh và làm ô nhiễm nguồn nước uống", theo một báo cáo mới từ WaterAid. Những nơi khác lại đang trải qua những sự đảo ngược khí hậu. "Những khu vực từng quen với mưa lớn giờ đang đối mặt với hạn hán, trong khi các vùng đất vốn khô cằn lại đang phải vật lộn với những trận lũ bất ngờ" - The Week viết.

Theo The New York Times, có ba loại dông chính. Dông đơn lẻ, thường đi kèm với mưa và đôi khi là mưa đá, kéo dài khoảng 30 đến 45 phút. Cụm dông, có thể làm tăng nguy cơ gió giật mạnh, mưa đá lớn và mưa to, và kéo dài vài giờ. Siêu dông, xảy ra trong một phạm vi điều kiện khí quyển hẹp hơn, thuận lợi cho sự hình thành mưa đá lớn và đôi khi là lốc xoáy và mưa rất lớn. Đôi khi, các cụm dông hoặc siêu dông phát triển và liên tục di chuyển qua cùng một khu vực, được gọi là "dông dồn dập". Hiện tượng này đã được quan sát trong trận lũ lụt thảm khốc ở quận Kerr, Texas đầu tháng 7.