Nhiều cơn lốc xoáy xảy ra ở Hoa Kỳhơn bất kỳ quốc gia nào khác, chủ yếu ở vùng đồng bằng lớn, Trung Tây và các bang miền nam. Hai giáo sư khí tượng trả lời câu hỏi.
Tornado bảy dặm về phía nam của Anadarko, Oklahoma, ngày 03 tháng năm, năm 1999. Hình ảnh qua OAR / ERL / quốc gia bão nghiêm trọng trong phòng thí nghiệm / Flickr
Paul Markowski, Đại học Bang Pennsylvania và Yvette Richardson, Đại học Bang Pennsylvania
Biên tập viên lưu ý: Tháng 5 và tháng 6 thường là những tháng cao điểm của lốc xoáy ở Bắc Mỹ. Chúng tôi đã yêu cầu các giáo sư khí tượng học của bang Pennsylvania Paul Markowski và Yvette Richardson giải thích tại sao lốc xoáy hình thành, làm thế nào để giữ an toàn nếu bạn ở gần một và liệu biến đổi khí hậu có ảnh hưởng đến mô hình lốc xoáy hay không.
1. Lốc xoáy có khả năng xảy ra ở đâu?
Hầu hết các cơn lốc xoáy làm tiêu đề được sinh ra bởi những gì được gọi là cơn bão siêu tốc. Đây là những cơn bão lớn, dữ dội được đặc trưng bởi một bản nháp (không khí tăng) quay.
Sấm sét phát triển khi không khí ấm và ẩm gần bề mặt nằm dưới một lớp không khí dày, trong đó nhiệt độ giảm nhanh theo chiều cao. Chúng tôi gọi loại bầu khí quyển này là không ổn định, có nghĩa là khi không khí bị đẩy lên cao, hơi nước chứa nó ngưng tụ. Điều này giải phóng nhiệt, làm cho không khí ấm hơn so với môi trường xung quanh. Không khí trở nên nổi và nổi lên, tạo ra những đám mây cao chót vót mà chúng ta liên tưởng đến giông bão.
Điều kiện quan trọng thứ hai để hình thành siêu xe là sức gió - những thay đổi lớn về gió ở các cấp độ khác nhau. Gió ở các độ cao khác nhau thổi ở tốc độ khác nhau và / hoặc từ các hướng khác nhau được liên kết với không khí quay theo chiều ngang, giống như một chiếc ghim. Khi luồng không khí quay theo chiều ngang này chảy vào updraft, spin sẽ nghiêng theo chiều dọc, tạo ra một updraft xoay.
Lốc xoáy đặc biệt có khả năng sinh ra bởi những cơn bão siêu tốc khi độ cao thấp nhất đặc biệt ẩm ướt và có sức gió mạnh đặc biệt. Những điều kiện này có nhiều khả năng đến với nhau ở một số địa điểm nhất định, chẳng hạn như Đại Bình nguyên và Đông Nam Hoa Kỳ.
2. Lốc xoáy thực tế hình thành như thế nào?
Không phải tất cả các cơn bão siêu tốc đều tạo ra lốc xoáy. Một khi gió cắt đã tạo ra một bản cập nhật xoay trong cơn giông siêu tốc của chúng ta, các quá trình khác sẽ phát triển xoay quanh mặt đất, trong không khí mát mẻ bên dưới cơn bão, mà chúng ta gọi là hồ lạnh của nó. Cái hồ lạnh được tạo ra chủ yếu là do mưa.
Trong và bên dưới cơn bão, không khí ấm áp đang tăng lên và không khí mát mẻ đang giảm dần. Khi không khí hạ xuống và chảy qua bể lạnh, sự khác biệt theo chiều ngang về nhiệt độ và gia tốc của không khí dọc theo mặt đất kết hợp với nhau tạo ra sự quay ngang hơn. Nếu có lực hút mạnh lên từ luồng gió xoay quá mức của cơn bão siêu tốc và không khí trong bể lạnh không quá lạnh, không khí quay theo chiều ngang có thể bị đẩy về phía thẳng đứng và bị hút lên. Nó cũng có thể được ký hợp đồng vào bên trong và quay nhanh hơn, giống như người trượt ván tăng tốc độ quay bằng cách kéo trong vòng tay của họ. Điều này tạo thành cơn lốc xoáy.
Các nhà khoa học hiện tại hiểu biết về cách một cơn lốc xoáy phát triển trong cơn giông siêu tốc. Hình ảnh qua Paul Markowski
3. Làm thế nào chính xác chúng ta có thể dự đoán các cơn lốc xoáy?
Trong thập kỷ qua, các nhà dự báo đã trở nên khéo léo trong việc xác định các điều kiện có thể hỗ trợ các cơn lốc xoáy mạnh - những điều được xếp hạng EF2 hoặc cao hơn trên Thang Fujita cải tiến. Trung tâm dự báo bão thời tiết quốc gia thường xuyên dự đoán trước những ngày bùng phát lớn. Nguy cơ cao của triển vọng trực tiếp nắm bắt hầu hết các sự kiện lốc xoáy lớn và cơn lốc xoáy mạnh hiếm khi xảy ra bên ngoài đồng hồ lốc xoáy. Chúng tôi có ít khả năng dự báo lốc xoáy trong các tình huống cận biên hơn, chẳng hạn như trong các cơn bão không phải là siêu bão.
Ngay cả khi môi trường cực kỳ thuận lợi cho các cơn lốc xoáy siêu tốc, các nhà dự báo đã hạn chế khả năng nói khi nào hoặc nếu một cơn bão cụ thể sẽ tạo ra một cơn lốc xoáy. Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu các yếu tố kích hoạt sản xuất lốc xoáy, chẳng hạn như nước dâng xuống quy mô nhỏ và trục lượng mưa giảm dần trên sườn phía sau siêu bão, và xử lý các cơn lốc xoáy sau khi chúng hình thành.
Chúng tôi không hiểu rõ việc bảo trì lốc xoáy, hoặc lốc xoáy có thể bị ảnh hưởng như thế nào khi tương tác với các chướng ngại vật như địa hình và các tòa nhà. Điều này có nghĩa là khi một cơn lốc xoáy đang xảy ra, các nhà dự báo có khả năng hạn chế để nói với công chúng rằng họ mong đợi nó sẽ kéo dài bao lâu.
4. Tôi nên làm gì trong cảnh báo lốc xoáy?
Tầng hầm, hầm chứa bão hoặc phòng an toàn của thành phố, nơi đáp ứng các hướng dẫn của liên bang, bảo vệ tuyệt vời. Nếu không có cái nào trong số này, chiến lược tốt nhất là đi đến tầng thấp nhất của một tòa nhà vững chắc và đặt càng nhiều bức tường giữa bạn và cơn lốc xoáy càng tốt. Nói cách khác, trú ẩn trong một phòng bên trong, chẳng hạn như tủ quần áo hoặc phòng tắm. Ngoài ra, hãy chắc chắn rằng bạn đang đi giày tốt. Nếu khu vực của bạn bị tấn công trực tiếp, bạn không muốn đi bộ qua một mảnh vụn bằng chân trần.
Don sắt đuổi theo lốc xoáy mà không được đào tạo chuyên nghiệp. Các quan sát từ các spotters rất có giá trị đối với các nhà dự báo đang đưa ra cảnh báo, nhưng chúng có thể được thực hiện từ xa. Chúng tôi không cần người lái xe theo cách hại để biết rằng một cơn bão nguy hiểm đang đến gần.
Thống đốc bang Missouri Eric Greitens khảo sát thiệt hại cho các ngôi nhà ở Oak Grove đã bị lốc xoáy phá hủy vào ngày 6 tháng 3 năm 2017. Hình ảnh qua AP Photo / Charlie Riedel
5. Biến đổi khí hậu làm cho lốc xoáy lớn hơn hoặc thường xuyên hơn?
Khó mà nói ra được. Các hồ sơ đáng tin cậy của Hoa Kỳ về lốc xoáy chỉ quay trở lại vào khoảng năm 1950 và các hồ sơ bên ngoài Hoa Kỳ thậm chí còn ít hoàn thiện hơn. Nhờ truy đuổi bão và sự lây lan của điện thoại camera, ngày nay nhiều cơn lốc xoáy được tính hơn so với năm qua, nhưng điều đó không nhất thiết có nghĩa là sẽ xảy ra nhiều hơn. Và có rất nhiều biến thiên tự nhiên từ năm này sang năm khác. Trong thập kỷ qua, số lượng lốc xoáy hàng năm của Hoa Kỳ đã dao động từ 886 đến 1.690 cơn bão mỗi năm.
Ước tính tốc độ gió dựa trên các khảo sát thiệt hại sau bão có thể giảm từ 50% trở lên. Và nhiều cơn lốc xoáy ở vùng sâu vùng xa không để lại manh mối về sức gió của chúng mạnh đến mức nào.
Hầu hết các mô hình khí hậu dự đoán rằng sẽ có nhiều ngày hơn mỗi năm khi bầu khí quyển có đủ sự bất ổn và sức gió để hỗ trợ lốc xoáy. Nhưng chúng ta cần cẩn thận trong việc diễn giải kết quả này. Các mô hình khí hậu không thể bắt được lốc xoáy, giông bão hoặc sắc thái của cha mẹ ở mức thấp nhất của bầu khí quyển ảnh hưởng đến sự hình thành của lốc xoáy. Vì vậy, thật khó để nói liệu sẽ có nhiều cơn lốc xoáy hơn, ngay cả khi môi trường hỗ trợ lốc xoáy trở nên phổ biến hơn.
Paul Markowski, Giáo sư Khí tượng học, Đại học Bang Pennsylvania và Yvette Richardson, Giáo sư Khí tượng học, Đại học Bang Pennsylvania
Bài viết này ban đầu được xuất bản trên The Convers. Đọc bài viết gốc.
Điểm mấu chốt: Hai giáo sư khí tượng học trả lời câu hỏi về lốc xoáy.