Lốc xoáy (Tornado)

Sự hình thành

Lốc xoáy hình thành từ những cơn dông mạnh. Quá trình này bắt đầu bằng sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm giữa không khí gần mặt đất (ấm và ẩm) và không khí ở trên cao (lạnh và khô). Sự chênh lệch này tạo ra một dòng khí đi lên mạnh mẽ (updraft) bên trong cơn dông. Nếu gió thổi với tốc độ khác nhau ở các độ cao khác nhau (gió đồi), nó sẽ tạo ra sự xoay ngang trong không khí. Hiện tượng này được gọi là gió xoáy đứng (wind shear). Dòng khí đi lên mạnh mẽ sau đó kéo sự xoay ngang này lên theo chiều dọc, hình thành một cột không khí xoáy được gọi là mesocyclone. Mesocyclone là một vùng xoáy có đường kính từ 2 đến 10 km bên trong cơn dông. Khi mesocyclone hạ xuống gần mặt đất và tiếp xúc với dòng khí đi xuống (downdraft) của cơn dông, nó có thể tạo thành một lốc xoáy. Dòng khí đi xuống (downdraft) giúp tập trung và tăng cường sự xoáy của mesocyclone, cuối cùng dẫn đến sự hình thành lốc xoáy.

Đặc điểm

Lốc xoáy có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, cũng như cường độ và thời gian tồn tại khác nhau. Dưới đây là một số đặc điểm chính:

• Hình dạng: Thường có dạng phễu, nhưng cũng có thể là hình ống, hình nêm, hoặc hình dây thừng.
• Kích thước: Đường kính trung bình từ vài chục mét đến vài trăm mét. Một số lốc xoáy cực mạnh có thể đạt đường kính lên tới vài km.
• Tốc độ gió: Tốc độ gió trong lốc xoáy có thể đạt tới hơn 480 km/h, thậm chí là hơn 510 km/h trong những trường hợp hiếm gặp.
• Thời gian tồn tại: Thường kéo dài từ vài phút đến vài giờ. Một số lốc xoáy có thể tồn tại lâu hơn, di chuyển quãng đường hàng trăm km.

Phân loại

Lốc xoáy được phân loại theo thang đo Fujita cải tiến (Enhanced Fujita Scale – EF), dựa trên sức gió và mức độ thiệt hại gây ra. Thang đo này gồm 6 cấp, từ EF0 (yếu nhất) đến EF5 (mạnh nhất).

Khu vực thường xảy ra

Lốc xoáy thường xảy ra ở các vùng đồng bằng, đặc biệt là ở Bắc Mỹ (Vành đai lốc xoáy – Tornado Alley), nơi có sự giao thoa giữa khối khí lạnh khô từ Canada và khối khí nóng ẩm từ vịnh Mexico. Tuy nhiên, cũng có thể xảy ra ở nhiều nơi khác trên thế giới, bao gồm cả châu Âu, châu Á, châu Úc và Nam Mỹ.

Các hiện tượng liên quan

Có một số hiện tượng thời tiết xoáy tương tự lốc xoáy, nhưng có những đặc điểm khác biệt:

• Gustnado: Vòi rồng nhỏ, yếu và tồn tại trong thời gian ngắn, hình thành dọc theo gió giật xuống của cơn dông. Chúng thường không kết nối với đáy mây dông và ít nguy hiểm hơn lốc xoáy.
• Landspout: Lốc xoáy yếu hình thành dưới một đám mây vũ tích đang phát triển, không liên quan đến mesocyclone. Chúng thường yếu hơn lốc xoáy thông thường.
• Waterspout: Lốc xoáy hình thành trên mặt nước. Chúng có thể hình thành từ mây vũ tích hoặc mây tích, và thường yếu hơn lốc xoáy trên đất liền.

An toàn khi gặp lốc xoáy

Việc chuẩn bị và phản ứng nhanh chóng là rất quan trọng để đảm bảo an toàn khi gặp lốc xoáy.

• Tìm nơi trú ẩn an toàn: Tầng hầm hoặc phòng trong cùng, không có cửa sổ, ở tầng thấp nhất của ngôi nhà là nơi an toàn nhất. Nếu không có tầng hầm, hãy tìm một phòng nhỏ, ở tầng trệt, gần trung tâm ngôi nhà, tránh xa cửa sổ. Che chắn cơ thể bằng nệm, chăn, hoặc nằm trong bồn tắm.
• Che chắn cơ thể: Dùng chăn, đệm hoặc nệm để bảo vệ khỏi các mảnh vỡ. Đội mũ bảo hiểm nếu có thể.
• Theo dõi thông tin cảnh báo: Lắng nghe đài phát thanh, truyền hình hoặc các thiết bị cảnh báo thời tiết để cập nhật thông tin.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành lốc xoáy

Ngoài sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm, cũng như gió đồi, còn một số yếu tố khác ảnh hưởng đến sự hình thành và cường độ của lốc xoáy:

• Độ ẩm: Độ ẩm cao trong tầng khí quyển thấp cung cấp năng lượng cho cơn dông và dòng khí đi lên, làm tăng khả năng hình thành lốc xoáy.
• Sự bất ổn định khí quyển: Một bầu khí quyển bất ổn định, tức là không khí ấm và ẩm dễ dàng bốc lên, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cơn dông và lốc xoáy.
• Địa hình: Địa hình phức tạp, ví dụ như núi non, có thể ảnh hưởng đến dòng chảy của không khí và góp phần tạo ra sự xoay vòng cần thiết cho sự hình thành lốc xoáy. Tuy nhiên, địa hình cũng có thể làm suy yếu hoặc thay đổi hướng di chuyển của lốc xoáy.

Dấu hiệu nhận biết lốc xoáy đang đến gần

Nhận biết các dấu hiệu cảnh báo sớm có thể giúp bạn có thêm thời gian để tìm nơi trú ẩn an toàn.

• Bầu trời tối đen, thường có màu xanh lục.
• Một đám mây lớn, tối và thấp đang đến gần.
• Mưa đá lớn hoặc mưa lớn đột ngột.
• Một tiếng ầm ầm lớn, liên tục, giống như tiếng tàu hỏa.
• Mảnh vụn bay trong không khí, ngay cả khi bạn không nhìn thấy phễu mây.

Nghiên cứu và dự báo lốc xoáy

Các nhà khoa học sử dụng radar Doppler, vệ tinh khí tượng và các mô hình máy tính để nghiên cứu và dự báo lốc xoáy. Radar Doppler có thể phát hiện sự xoay vòng trong cơn dông (mesocyclone), một dấu hiệu cho thấy khả năng hình thành lốc xoáy. Tuy nhiên, việc dự báo chính xác về vị trí và thời điểm lốc xoáy hình thành vẫn còn là một thách thức.

Tác động của biến đổi khí hậu

Mối liên hệ giữa biến đổi khí hậu và lốc xoáy là một lĩnh vực nghiên cứu đang diễn ra. Một số nghiên cứu cho thấy biến đổi khí hậu có thể làm tăng tần suất và cường độ của các điều kiện khí quyển thuận lợi cho sự hình thành lốc xoáy, chẳng hạn như nhiệt độ và độ ẩm cao hơn. Tuy nhiên, cần thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về tác động của biến đổi khí hậu lên hoạt động của lốc xoáy.

Sự khác biệt giữa lốc xoáy, cuồng phong và bão

Mặc dù cả ba đều là hiện tượng thời tiết khắc nghiệt liên quan đến gió mạnh, chúng có những điểm khác biệt quan trọng:

• Lốc xoáy (Tornado): Cột không khí xoáy mạnh mẽ, kéo dài từ đám mây dông xuống mặt đất. Phạm vi ảnh hưởng hẹp, nhưng sức tàn phá lớn.
• Cuồng phong (Hurricane/Typhoon/Cyclone): Vùng áp thấp xoáy lớn trên đại dương, với sức gió mạnh và mưa lớn. Phạm vi ảnh hưởng rộng, kéo dài trong nhiều ngày.
• Bão (Storm): Thuật ngữ chung chỉ các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt, bao gồm gió mạnh, mưa lớn, sấm sét, v.v.

• National Weather Service (NWS). (n.d.). Tornadoes. Truy cập từ https://www.weather.gov/safety/tornado
• National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). (n.d.). Tornado FAQs. Truy cập từ https://www.noaa.gov/stories/tornado-faqs

Câu hỏi và Giải đáp

Làm thế nào để phân biệt giữa một mesocyclone và một lốc xoáy?

Trả lời: Mesocyclone là một vùng xoay tròn của không khí bên trong cơn dông, có đường kính từ 2 đến 10 km. Nó là tiền thân của lốc xoáy, nhưng không phải tất cả mesocyclone đều tạo ra lốc xoáy. Lốc xoáy là một cột không khí xoáy dữ dội, kéo dài từ đám mây dông xuống mặt đất. Nó nhỏ hơn và tập trung hơn mesocyclone, và có thể nhìn thấy được bằng mắt thường khi nó cuốn theo bụi và mảnh vỡ.

Ngoài thang đo Fujita cải tiến (EF), còn có thang đo nào khác để đo cường độ lốc xoáy không?

Trả lời: Trước đây, thang đo Fujita (F) được sử dụng. Thang đo EF là phiên bản cải tiến, chính xác hơn trong việc ước tính tốc độ gió dựa trên mức độ thiệt hại. Ngoài ra, còn có thang đo TORRO (T-Scale) được sử dụng chủ yếu ở châu Âu, dựa trên tốc độ gió ước tính chứ không phải mức độ thiệt hại.

Sự nóng lên toàn cầu có ảnh hưởng như thế nào đến tần suất và cường độ của lốc xoáy?

Trả lời: Đây vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu đang được tiến hành, và chưa có kết luận chắc chắn. Một số nghiên cứu cho thấy biến đổi khí hậu có thể dẫn đến sự gia tăng các điều kiện thuận lợi cho sự hình thành lốc xoáy, như không khí ấm và ẩm hơn. Tuy nhiên, việc liên kết trực tiếp sự nóng lên toàn cầu với sự thay đổi cụ thể trong hoạt động của lốc xoáy vẫn còn phức tạp và cần thêm nhiều nghiên cứu.

Công nghệ nào được sử dụng để dự báo lốc xoáy?

Trả lời: Radar Doppler là công cụ chính được sử dụng để phát hiện sự xoay vòng trong cơn dông, cho thấy khả năng hình thành lốc xoáy. Các nhà khí tượng cũng sử dụng dữ liệu vệ tinh, mô hình máy tính và quan sát tại chỗ để dự báo lốc xoáy. Tuy nhiên, việc dự báo chính xác vị trí và thời điểm lốc xoáy xảy ra vẫn còn là một thách thức.

Làm thế nào để bảo vệ bản thân khi đang lái xe và gặp cảnh báo lốc xoáy?

Trả lời: Tuyệt đối không nên tìm chỗ trú ẩn dưới gầm cầu vượt. Đây là một nơi cực kỳ nguy hiểm vì gió có thể tăng tốc khi đi qua gầm cầu. Nếu có thể, hãy lái xe đến nơi trú ẩn kiên cố gần nhất. Nếu không thể, hãy tìm một khu vực thấp, tránh xa cây cối và dây điện, nằm xuống đất úp mặt xuống đất và che đầu bằng tay. Nếu ở trong xe, hãy thắt dây an toàn, cúi thấp xuống dưới cửa sổ và che đầu bằng tay hoặc áo khoác.