Hôm Thứ Sáu, 30 Tháng Tám, 2019, Trung Tâm Bão Quốc Gia của Hoa Kỳ (National Hurricane Center, viết tắt là NHC) tiên đoán là cơn bão Dorian có thể đổ bộ lên Florida làm cho toàn thể miền Đông Florida phải sửa soạn di tản. Nhiều người lo trữ nước và dầu xăng.

Nhưng vào Thứ Hai, 2 Tháng Chín, thì NHC lại tiên đoán là Dorian sẽ đi ngược lên phía Bắc và có thể đổ bộ vào tiểu bang South Carolina, làm dân chúng ở những vùng đó lo sợ và phải sửa soạn để đối phó với bão.

Vấn đề tiên đoán nơi đổ bộ của bão là một vấn đề rất quan trọng nhưng vẫn chưa được chính xác. Trong bài này tôi xin nói về các mô hình dùng để tiên đoán đường đi của bão và lý do tại sao chưa có mô hình nào hoàn toàn cả.

Ở Hoa Kỳ, NHC thuộc cơ quan Quản Lý Khí Quyển và Đại Dương Quốc Gia (National Oceanic and Atmospheric Administration, viết tắt là NOAA) có nhiệm vụ tiên đoán và theo dõi những trận bão trong những vùng biển bao quanh Hoa Kỳ.

NHC cùng với cơ quan NWS (National Weather Service, Sở Khí Tượng Quốc Gia) còn có nhiệm vụ loan báo tin tức liên quan đến bão tới dân chúng, những cơ sở thương mại cũng như thuyền bè trong vùng bị ảnh hưởng.

NHC luôn luôn theo dõi mặt biển bằng nhiều phương tiện như vệ tinh, máy bay thám sát, tàu thủy, hay radar. Khi nào có cơn lốc xoáy mạnh xuất hiện thì cơn lốc đó được theo dõi kỹ hơn bằng vệ tinh. Những dữ kiện như sức gió, đường di chuyển trong 6 tới 12 giờ vừa qua được vệ tinh thu thập.

Nếu cơn bão có nguy cơ đổ bộ lên đất liền thì sẽ được máy bay chuyên về bão của NOAA và không quân Hoa Kỳ theo dõi thêm.

Những yếu tố cần dự báo 

Vì dân cư, thương mại và hầu hết các hoạt động khác đều bị ảnh hưởng của bão nếu bão thổi tới, nên mọi người cần được biết về những yếu tố sau đây của cơn bão:

-Điểm đổ bộ của bão: Đây là yếu tố quan trọng nhất trong việc dự báo bão. Vì nếu báo động bão vài lần mà bão không tới thì dân cư họ sẽ không tin cơ quan chính phủ nữa. Sau đó họ sẽ không chịu sửa soạn chống bão. Đến khi có bão thật đổ đến thì trở tay không kịp. Ngược lại nếu dự báo bão không đến mà đột nhiên bão đổi chiều đổ bộ lên thì rất nguy hiểm vì không có đề phòng trước.

-Sức mạnh của gió khi vào đất liền: Sự tàn phá nhiều hay ít tùy thuộc vào sức gió mạnh hay yếu nên cần phải biết chính xác để có những biện pháp đề phòng thích ứng.

-Lượng nước mưa và mực nước biển dâng lên: Mưa lớn hay nước biển dâng lên cao có thể làm ngập lụt những vùng ven biển nên cần phải biết trước để đề phòng.

Những mô hình theo dõi và tiên đoán đường bão 

Sự chuyển động của không khí và nước biển cũng như sự thay đổi nhiệt độ đều tuân theo những định luật vật lý. Những định luật này được diễn tả bằng những phương trình toán học. Trên nguyên tắc nếu có thể thu thập được tất cả dữ liệu liên quan đến thời tiết, như nhiệt độ, sức và chiều gió, và độ ẩm… tại thời điểm hiện tại thì có thể tiên đoán được thời tiết trong tương lai bằng cách giải những phương trình toán học.

Nhiều mô hình tiên đoán thời tiết chia không gian thành những điểm trong khung ba chiều hình khối, thu thập dữ liệu tại mỗi điểm, thiết lập sự liên hệ giữa những hình khối và giải những phương trình tại mỗi điểm. Những mô hình được gọi là mô hình động (dynamical model). Những bài toán về khí tượng rất phức tạp. Máy tính mạnh nhất thế giới nhiều khi phải mất mấy tiếng đồng hồ mới giải được.

Những khó khăn khi tiên đoán đường đi của bão:

-Không thu thập được đủ dữ kiện: Khó có thể thu thập dữ liệu tại khắp mọi điểm, nhất là những điểm ở ngay trong trận bão với tốc độ gió lên tới trên 200 kmh.

-Không đủ độ phân giải: Chia không gian thành những hình khối càng nhỏ thì càng chính xác, nhưng nhiều điểm thì phải thu thập nhiều dữ kiện hơn và phải giải nhiều bài toán hơn.

-Mô hình chưa chính xác: Những hiểu biết về thời tiết chưa được đầy đủ nên những phương trình hiện tại chưa được hoàn toàn đúng.

Một loại mô hình tiên đoán khí tượng không giải những phương trình toán học mà dùng những phương pháp thống kê để tiên đoán thời tiết gọi là những mô hình thống kê (statistical model). Loại mô hình này dựa vào những sự kiện trong quá khứ về những sự liên hệ giữa các yếu tố của một trận bão để phỏng đoán đường đi cho trận bão xảy ra. Những mô hình này cho ra kết quả rất nhanh, nhiều khi chỉ vài phút, nhưng không chính xác bằng mô hình động.

Có nhiều mô hình theo dõi và tiên đoán bão, nhưng có năm mô hình sau đây được dùng nhiều nhất.

-Mô hình Châu Âu ECMWF (European Center for Medium-Range Weather Forecasting, Trung Tâm Châu Âu về Tiên Đoán Thời Tiết Tầm Trung Bình) được coi là mô hình tiên đoán đường đi của bão tốt nhất hiện nay. Tuy nhiên không phải lúc nào ECMWF cũng đúng, có trận bão mô hình này tiên đoán không chính xác bằng mô hình của Hoa Kỳ.

-Mô hình GFS (Global Forecast System, Hệ Thống Tiên Đoán Toàn Cầu) được cơ quan NWS trực thuộc NOAA điều hành. Bạn có thể truy cập vào mô hình GFS qua mạng của NWS trên Internet.

-Mô hình GFDL (Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, Phòng Thí Nghiệm Động Lực Học Chất Lỏng trong Địa Vật Lý) được đại học Princeton điều hành, nhưng NOAA tài trợ.

-Mô hình UKMET (United Kingdom Met Office, Sở Khí Tượng Vương Quốc Anh) là của Vương Quốc Anh.

-Mô hình HWRF (Hurricane Weather Research and Forecast, Nghiên Cứu và Tiên Đoán Thời Tiết Bão) do NWS điều hành. Mô hình này với mô hình GFDL là hai mô hình có tiên đoán cường độ của bão.

Tại sao khó biết trước được đường đi của bão? 

Tại sao với nhiều mô hình và với những máy tính mạnh nhất thế giới mà người ta vẫn chưa thể tiên đoán một cách chính xác đường đi của bão. Nguyên do chính là không thu thập được đầy đủ dữ liệu. Ở ngoài biển khơi người ta không thể tung lên những khinh khí cầu và cũng không có những trạm ở dưới đất để thu thập dữ liệu. Nguồn tin tức lớn nhất là từ vệ tinh, nhưng vệ tinh thì có khả năng giới hạn, thí dụ vệ tinh không thể nhìn suốt qua mây và cũng không thể đo nhiệt độ trên mặt biển ngay chỗ có bão.

Cơn bão mà tâm bão di chuyển nhanh hơn 11 dặm/giờ thì dễ tiên đoán đường đi. Nếu chậm hơn 8 dặm/giờ thì rất khó đoán. Đó là trường hợp của bão Dorian. Tâm bão Dorian chỉ di chuyển khoảng 8 dặm/giờ. Một cách đang được NHC áp dụng là tổng hợp kết quả của năm mô hình tốt nhất để đưa ra một tiên đoán chung. Theo kinh nghiệm thì cách này tốt hơn mọi mô hình.

Vì còn chưa hoàn hảo nên cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa về những mô hình tiên đoán bão, cần thêm ngân quỹ. Một nguồn tin nói là sở dĩ mô hình Châu Âu tốt hơn của những mô hình Mỹ là tại vì ngân quỹ của Châu Âu trong vấn đề này nhiều hơn của Mỹ. Hiện giờ NASA đang thử nghiệm một loại máy bay không người lái gọi là Global Hawk để theo dõi bão. Vì không người lái nên Global Hawk có thể tới gần cơn bão hơn, như vậy sẽ thu thập được nhiều dữ liệu hơn. 
Hà Dương Cự - Nguoi-viet.com

—-
Nguồn tài liệu: www.nhc.noaa.gov, www.hurricanescience.org