Có rất nhiều người phân tích cho thấy những cơn lốc xoáy dữ dội ở gần Chicago vào cuối mùa hè xuất hiện một cách bất ngờ, không báo trước. Đó chính là lý do tại sao những người theo dõi thời tiết đã bị choáng váng khi nhìn thấy cái gì trông giống như một cỗ xe xoắn công suất lớn xé nát ngôi làng Plainfield vào năm 1900.
Vào một buổi chiều tháng 8 nóng nực vào năm 1990. Cậu bé Karen Kosiba, lúc đó là một đứa trẻ sống ở Homer Glen( Hoa Kỳ), nhớ lại sức mạnh đáng sợ của cơn lốc. Trận lốc xoáy kinh hoàng đã giết chết 29 người, san bằng 470 ngôi nhà và để lại một con đường rộng tới nửa dặm bị phá hủy.
Theo Cơ quan Thời tiết Quốc gia Hoa Kỳ, những cơn lốc xoáy dữ dội như cơn lốc xoáy vào ngôi làng Plainfield là cực kỳ hiếm, chỉ chiếm khoảng 1% tổng số cơn lốc xoáy. Nhưng con số nhỏ đáng yên tâm đó có thể là kết quả về cường độ lốc xoáy mà các chuyên gia đo được một cách không chính xác, theo một nghiên cứu do ông Kosiba, giáo sư trợ giảng tại Khoa Khoa học Khí quyển của Đại học Illinois cho biết.
Các phát hiện cho thấy rằng tỷ lệ thực tế của những cơn lốc xoáy bạo lực, giống như cơn lốc ở Plainfield lên tới 20%. Các nhà nghiên cứu cho thấy Cơ quan Thời tiết Quốc gia Hoa Kỳ đang xem xét các cơn lốc xoáy di chuyển qua các khu vực nông thôn, để lại rất ít sự tàn phá ở phía sau. Nghiên cứu này là một phần của nỗ lực không ngừng nhằm cập nhật hệ thống đánh giá lốc xoáy.
Làm thế nào để giảm thiệt hại khi cảnh báo lốc xoáy
Bởi vì lốc xoáy diễn ra trong thời gian rất ngắn, khó có thể đo được tốc độ của gió trong thời gian đó, vì vậy Cơ quan Thời tiết Quốc gia đưa ra cấp gió giật dự đoán từ thiệt hại mà lốc xoáy để lại sau khi chúng xảy ra. Sau đó, họ tạo ra một khoảng ước lượng, từ 0 đến 5, và nâng cấp thêm trên thang Fujita đo cường độ lốc xoáy. Sức gió từ EF-0 có thể nhổ một cây non. Từ EF-3 có thể xé toạc mái nhà của một tòa nhà vững chắc. Trong khoảng EF-4 hoặc EF-5 chẳng hạn như cơn lốc xoáy ở Plainfield có thể xé toạc ngôi nhà khỏi nền của nó. Chúng được xếp vào loại lốc xoáy "bạo lực".
Điểm hạn chế của hệ thống này là phần lớn lốc xoáy quét qua các vùng nông thôn, ít công trình xây dựng nên ít gây thiệt hại. Một cơn lốc có thể san bằng một thị trấn nhỏ nhưng vì nó lướt qua thảo nguyên nên để lại ít bằng chứng về khả năng hủy diệt của nó, điều này khiến Cơ quan Thời tiết Quốc gia Hoa Kỳ có nguy cơ tính ít hơn số lượng thiệt hại thực tế của các cơn lốc xoáy hung dữ.
“Dù là một con lốc xoáy nhỏ hoặc không gây ra thiệt hại gì lớn nhưng cấp độ gió cơ bản của nó có thể vẫn rất mạnh,” giáo sư Kosiba nói. "Rất nhiều cơn lốc xoáy này có sức mạnh gây ra thiệt hại lớn hơn mọi người nghĩ".
Để đánh giá xếp hạng chính xác cấp độ của cơn lốc xoáy người ta dựa trên mức độ thiệt hại mà nó gây ra, giáo sư Kosiba và các đồng nghiệp của cô cần dữ liệu chính xác hơn về tốc độ gió lốc xoáy. Điều đó có nghĩa là dữ liệu từ radar.
Bởi vì radar Doppler phát ra một chùm tia, giống như đèn pin, ở khoảng cách xa hơn và mờ hơn, chúng cần đọc cận cảnh để có được hình ảnh chính xác. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ Doppler on Wheels, một hệ thống radar di động cho phép các chuyên gia nắm bắt các mặt cắt radar có độ phân giải cao của các cơn lốc xoáy tồn tại trong khoảng từ một 1,6km trở đi.
Thiết bị này giống như một chiếc máy ảnh. Nếu bạn đứng đối diện một người, bạn có thể nhìn rõ được ngón tay của người đó. Nếu bạn muốn xem dấu vân tay của họ, bạn phải đến gần hơn một bước. Và chúng tôi đang cố gắng xem những dấu vân tay đó, Joshua Wurman, trợ giảng tại Khoa Khoa học Khí quyển của Đại học Illinois và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết. Giáo sư Wurman đã phát minh ra Doppler on Wheels vào năm 1995.
Đối với nghiên cứu, các tác giả đã phân tích dữ liệu tốc độ gió do Doppler on Wheels thu thập từ 120 cơn lốc xoáy siêu hung dữ trên vùng đồng bằng rộng lớn từ năm 1995 đến 2006. Cơ quan Thời tiết Quốc gia đã xếp hạng 82 trong số những cơn lốc xoáy đó.
Khi các nhà nghiên cứu so sánh dữ liệu radar với cấp độ dựa trên thiệt hại, họ nhận thấy rằng các cơn lốc xoáy nói chung lớn hơn và mạnh hơn so với xếp hạng dựa trên thiệt hại được chỉ ra. Các phát hiện cho thấy rằng từ 20 đến 25% lốc xoáy supercell có tốc độ gió có thể gây ra mức độ thiệt hại EF-4 hoặc EF-5, mặc dù chỉ có khoảng 1% lốc xoáy thường được xếp hạng EF-4 hoặc EF-5. Trung bình, xếp hạng lốc xoáy là quá thấp, Wurman nói.
Giáo sư Wurman nói: “Nếu một cơn lốc xoáy đi qua các cánh đồng trống, về cơ bản nó sẽ được đánh giá là 0 hoặc 1. "Nó được đánh giá là rất thấp, mặc dù nó có thể có cấp độ gió lên tới 482 km một giờ".
Trong một ví dụ rất quan trọng, các nhà nghiên cứu đã theo dõi một cơn lốc xoáy mảnh mai xé toạc vùng nông thôn Nebraska vào tháng 5 năm 2004. Cơ quan Thời tiết Quốc gia đánh giá nó là EF-0, nhưng với tốc độ gió gần 321km / giờ, nó sẽ đạt tốc độ như EF-4.
Robin Tanamachi, một nhà khoa học khí quyển tại Đại học Purdue, người không nằm trong nhóm nghiên cứu, đã ca ngợi bài báo, đây là bài báo đầu tiên định lượng sự thiên vị của xếp hạng các cơn lốc xoáy dựa trên thiệt hại. Bà nói rằng dữ liệu radar có thể giúp các nhà khoa học hiểu được lốc xoáy gây ra thiệt hại như thế nào.
“Mục tiêu cốt lõi của phương pháp dùng thang đo Fujita là suy ra tốc độ gió dựa trên thiệt hại. Nhưng bởi vì tất cả các tòa nhà đều có cấu trúc khác nhau, và tất cả các cơn lốc xoáy đều không như nhau, không có điểm chung nào trong việc xây dựng cơn lốc xoáy này giống với cơn lốc xoáy khác”, bà nói trong một email. “Cơn lốc xoáy tấn công trực tiếp vào tòa nhà hay sượt qua bên ngoài nhà? Cơn lốc xoáy đi qua nhanh hay quanh quẩn nhiều thời gian hơn trên mái của tòa nhà? Đây là những câu hỏi mà các phép đo radar có thể trả lời giúp”.
Nghiên cứu sẽ được sử dụng bởi một ủy ban chung của Hiệp hội Khí tượng Hoa Kỳ và Hiệp hội Kỹ sư Dân dụng Hoa Kỳ, đang nghiên cứu để cải thiện ước tính tốc độ gió lốc xoáy do Cục Thời tiết Quốc gia thực hiện. Các kỹ sư cần hiểu được sức mạnh thực sự của lốc xoáy để kiến thiết các tòa nhà có thể chống chọi được với chúng, vì vậy các chuyên gia thời tiết đang tìm cách tinh chỉnh thang đo Fujita Nâng cao và bắt đầu đưa ra ước tính tốc độ gió bằng radar và các công cụ khác, Jim LaDue, thuộc National Weather cho biết.
Ông nói rằng nghiên cứu trong tương lai nên so sánh với các phương pháp đo tốc độ gió đa dạng hơn để đưa ra bức tranh chính xác hơn về cường độ lốc xoáy. Kết quả có thể là căn cứ rất quan trọng trong việc tạo ra nhiều ngôi nhà chống được lốc xoáy hơn.
“Đây là lúc tôi nghĩ rằng công việc của các nhà khoa học thực sự rất quan trọng”, ông LaDue nói. “Họ đã thực sự kết nối với cộng đồng kỹ thuật và thông qua dữ liệu của họ, cộng đồng kỹ thuật có thể giúp làm rõ các mô hình lốc xoáy của họ để xác định được khả năng chống chịu của các công trình và sau đó cố gắng đưa ra các thiết kế nâng cao hơn cho các công trình”.
Ngọc Mai
Theo Sciencemag
