Vì sao bão Polo tăng sức mạnh thêm 90 knot trong một ngày?

Trên ảnh vệ tinh, Hurricane Polo hiện lên với mắt bão lớn, rõ và những dải mây tỏa ra ở tầng cao. Hình ảnh đó phản ánh một cơn bão đang thông thoáng phần đỉnh, nhưng chưa nói hết tốc độ thay đổi của nó: trong 24 giờ, sức gió duy trì tối đa của Polo tăng thêm 90 knot, tương đương khoảng 167 km/h, đưa hệ thống từ áp thấp nhiệt đới lên bão cấp 5. Câu hỏi trung tâm là vì sao năng lượng của một cơn bão có thể được tổ chức nhanh đến vậy. [1]

Câu trả lời nằm ở sự kết hợp hiếm khi thuận lợi cùng lúc: nước biển rất ấm, không khí chứa nhiều hơi ẩm, khí quyển dễ phát triển đối lưu và gió thay đổi ít theo độ cao. Những điều kiện ấy giúp Polo liên tục duy trì cấu trúc, thoát khí tốt ở phía trên và biến nhiệt từ đại dương thành chuyển động xoáy mạnh hơn. Đây là trường hợp của “tăng cường nhanh cực độ”, nhưng không có nghĩa bão mạnh lên theo một công thức đơn giản hay luôn có thể dự báo chính xác. [1]

“Tăng cường nhanh cực độ” nghĩa là gì?

Trong khí tượng, tăng cường nhanh là giai đoạn sức gió của xoáy thuận nhiệt đới tăng mạnh trong thời gian ngắn. Mức cực đoan được dùng cho Polo yêu cầu sức gió tăng ít nhất 60 knot, tức khoảng 111 km/h, trong 24 giờ. Polo vượt xa ngưỡng đó khi tăng 90 knot trong cùng khoảng thời gian. Vì vậy, điều đáng chú ý không chỉ là nó đạt cấp 5, mà còn là quãng đường từ một hệ thống còn yếu đến trạng thái cực mạnh đã bị nén vào chưa đầy một ngày. [1]

Có thể hình dung cơn bão như một hệ thống cần vừa hút không khí ẩm ở phía dưới, vừa giải phóng không khí ở phía trên. Khi cả hai quá trình diễn ra nhịp nhàng, các vùng mây dông quanh tâm bão xếp lại thành một cấu trúc chặt hơn. Gió mạnh lên làm áp suất trung tâm giảm, còn áp suất thấp lại giúp xoáy hút thêm năng lượng từ đại dương. Đây là vòng khuếch đại, nhưng nó chỉ hoạt động hiệu quả khi môi trường xung quanh không phá vỡ cấu trúc đang hình thành. [1]

Biển ấm cung cấp năng lượng ra sao?

Polo di chuyển trên vùng biển có nhiệt độ bề mặt lên tới 32°C, trong khi phần lớn khu vực vẫn cao hơn mức thường được xem là cần thiết để duy trì và làm mạnh thêm bão nhiệt đới. Nước ấm tạo điều kiện cho không khí gần mặt biển chứa nhiều hơi ẩm hơn. Khi luồng khí này đi vào vùng mây dông và bốc lên, hơi ẩm ngưng tụ, góp phần duy trì các cột đối lưu quanh mắt bão. [1]

Điểm quan trọng là nhiệt không chỉ nằm trên lớp nước mỏng sát bề mặt. Các phép đo và mô hình cho thấy vùng biển Polo đi qua có lượng nhiệt lớn ở độ sâu đáng kể. Một cơn bão mạnh thường khuấy nước, kéo nước lạnh hơn từ bên dưới lên và tự làm giảm nguồn năng lượng của mình. Trong trường hợp Polo, vệt nước lạnh phía sau bão được cho là nhỏ, nên quá trình tự làm mát này không đủ mạnh để nhanh chóng kìm hãm sự phát triển. [1]

Vì sao độ ẩm và đứt gió yếu lại quan trọng?

Không khí ẩm giúp các đám mây dông quanh tâm bão phát triển liên tục. Ngược lại, nếu môi trường khô, không khí khô có thể xâm nhập vào vùng đối lưu và làm cấu trúc mây suy yếu. Với Polo, độ ẩm cao đi cùng mức bất ổn khí quyển lớn, nghĩa là môi trường thuận lợi cho các dòng khí đi lên mạnh và được tổ chức quanh tâm xoáy. [1]

Đứt gió là mức thay đổi của tốc độ hoặc hướng gió theo độ cao. Đứt gió mạnh có thể làm phần đỉnh của một cơn bão lệch khỏi tâm ở tầng thấp, giống như đẩy nghiêng một cột mây đang cố đứng thẳng. Đứt gió yếu giúp Polo giữ được sự đối xứng và duy trì đường thoát khí ở tầng cao. Khi không khí được đưa ra ngoài tốt, phần khí mới tiếp tục đi vào phía dưới mà cấu trúc tổng thể ít bị xé rách. [1]

Mắt bão rõ có nói lên điều gì?

Ảnh vệ tinh cho thấy Polo có mắt bão lớn và rõ, cùng một vùng khí thoát rộng ở phía trên. Mắt bão không phải nguồn năng lượng riêng, mà là dấu hiệu cho thấy các dải mây dông đã sắp xếp thành một vòng tương đối ổn định quanh tâm. Vùng thoát khí ở tầng cao giống như cửa xả của hệ thống: nó cho phép không khí rời khỏi phần trên, hỗ trợ dòng khí tiếp tục hội tụ ở gần mặt biển. [1]

Tuy nhiên, một mắt bão đẹp trên ảnh không đồng nghĩa sức gió sẽ tăng mãi. Ngày 23 tháng 9, khi vệ tinh Aqua chụp ảnh, Polo đã trải qua chu kỳ thay thế thành mắt bão. Trong quá trình này, một vòng mây dông mới hình thành bên ngoài vòng cũ và có thể làm bão yếu đi tạm thời. Polo khi đó ở cấp 4 với sức gió khoảng 230 km/h, nhưng sự suy giảm ngắn hạn không xóa đi mối nguy: một cơn bão đã đạt cường độ rất lớn vẫn có thể tái tổ chức và mạnh lên sau đó. [1]

Vì sao dự báo vẫn khó?

Các nhà khí tượng theo dõi bão bằng ảnh vệ tinh, dữ liệu từ máy bay Hurricane Hunter và những mô hình kết hợp quan sát đại dương, khí quyển. Những nguồn này cho biết bão đang có hình dạng ra sao, gió mạnh đến mức nào và nước biển quanh nó chứa bao nhiêu nhiệt. Máy bay bay qua Polo ngày 22 tháng 9 đã cung cấp ước tính sức gió gần 285 km/h, bổ sung một góc nhìn trực tiếp hơn so với việc chỉ suy luận từ mây trên ảnh vệ tinh. [1]

Khó khăn nằm ở chỗ các điều kiện quyết định cường độ bão thay đổi theo không gian rất nhanh. Chỉ một vùng nước lạnh hơn, một luồng khí khô hoặc sự thay đổi nhỏ trong cấu trúc mắt bão cũng có thể làm tốc độ tăng giảm khác đi. Vì thế, dự báo có thể nhận ra môi trường “gần như hoàn hảo” cho bão mạnh lên nhưng vẫn khó xác định chính xác thời điểm và mức độ bùng phát. Trường hợp Polo cho thấy cảnh báo không nên chỉ dựa vào cấp bão tại một thời điểm; tốc độ thay đổi cũng là một phần quan trọng của rủi ro. [1]