Bài giảng Thời tiết khí hậu: Chương 12- Bão và xoáy thuận nhiệt đới

419 CHƯƠNG 12 BãO Vˆ XOáY THUậN NHIệT ĐớI Không ai đã từng sống ở miền nam Florida, khi cơn bão Andrew (hình 12.1) quét qua vùng ny vo tháng 8 năm 1992, có thể quên đ‡ợc những gì đã trải nghiệm. Bão Andrew có kích th‡ớc t‡ơng đối bé, nh‡ng lại mạnh đặc biệt, với gió giật lên tới 280 km/h (175 dặm một giờ) v di chuyển rất nhanh qua bán đảo. Thoạt nhìn, trận bão ny có sức tn phá không lớn nh‡ nhiều trận bão khác; mặc dù Andrew có gây nên lụt cục bộ, song l‡ợng m‡a không đặc biệt lớn. Điều ny rất trái ng‡ợc với những gì m Florida phải chịu đựng với trận bão Irene vo tháng 10 năm 1999. Hình 12.1. ảnh vệ tinh đã xử lý thể hiện sự tiến triển của bão Andrew khi nó đi qua Florida v† v†o vịnh Mexico tháng 8 năm 1992 Bão Irene l điển hình của các cơn bão nhiệt đới mạnh, đ‡ợc hình thnh vo cuối mùa bão: kích th‡ớc lớn v di chuyển chậm. Mặc dù những cơn bão ny không có sức gió mạnh khủng khiếp nh‡ của bão Andrew, nh‡ng chúng có thể mang theo m‡a lớn trong nhiều ngy v gây lũ lụt nặng nề. Với tr‡ờng hợp bão Irene, phần lớn miền nam Florida nhận đ‡ợc l‡ợng m‡a tới 27 cm, gây lũ lụt trên diện rộng. Nadia Gorriz ở hạt Miami-Dade l một trong nhiều nạn nhân của cơn bão ny. N‡ớc lụt tạo thnh đầm lầy xung quanh nh của chị đã biến khu vực ny thnh một môi tr‡ờng con ng‡ời không thể sống đ‡ợc, nh‡ng lại l nơi ngụ c‡ hon ton tuyệt vời cho rắn v cá. Vậy nên chị quyết định công việc thu dọn: “Chúng tôi đã lm đ‡ợc điều đó với bão Andrew. Chỉ cần vứt bỏ mọi thứ. M khi ấy cũng không nhiều n‡ớc nh‡ vậy. Còn bây giờ thì phải dọn dẹp khổ sở ch‡a từng thấy. Chúng tôi đã si hết hai thùng Clorox II. Thế đấy”. Những cơn bão nhiệt đới không chỉ giới hạn sự giận dữ của mình ở các vùng ven biển v bên trong đất liền; chúng đã từng l thần trừng phạt đối với những ng‡ời đi biển trong nhiều thế kỷ. Chúng nhấn chìm vô số tu biển v thậm chí còn đóng một vai trò quan trọng trong Thế chiến 2, khi ấy chỉ một cơn bão duy nhất (t‡ơng đ‡ơng với một bão nhiệt đới ở Tây Thái Bình D‡ơng) đã lm chìm hoặc h‡ hại nặng nề nhiều tu chiến của Mỹ, phá huỷ hng trăm máy bay trên các chiến hạm v giết chết hơn 800 thuỷ thủ. Con số tử vong còn lớn hơn hầu hết các trận chiến trên biển trong cuộc chiến tranh ny. Trong ch‡ơng ny, đầu tiên chúng tôi sẽ mô tả phân bố của xoáy thuận v bão nhiệt đới. Sau đó, sẽ trình by những tính chất chung, các giai đoạn phát triển v các kiểu di chuyển đặc tr‡ng của bão v kết thúc bằng những hệ thống theo dõi v cảnh báo. Bão nhiệt đới trên Trái Đất Những cơn bão nhiệt đới cực mạnh đ‡ợc gọi bằng các tên khác nhau tuỳ thuộc vo nơi chúng xảy ra. ở trên Đại Tây D‡ơng v Đông Thái Bình D‡ơng, ng‡ời ta gọi chúng l bão nhiệt đới (hurricane). Trên các vùng biển cực tây Thái Bình D‡ơng chúng đ‡ợc gọi l bão (typhoon); còn ở ấn Độ D‡ơng, chúng đ‡ợc gọi đơn giản l xoáy thuận (cyclone). Về cấu trúc, cả ba loại bão về cơ bản l nh‡ nhau, tuy nhiên typhoon tỏ ra lớn hơn v mạnh hơn các loại khác. Chúng ta sẽ sử dụng thuật ngữ bão nhiệt đới (hurricane) lm một lớp chung các trận bão, bất kể nơi chúng xảy ra. Phần lớn dân c‡ Mỹ th‡ờng liên t‡ởng các cơn bão nhiệt đới với những cơn bão đ‡ợc hình thnh trên Đại Tây D‡ơng hoặc vịnh Mexico. Thế nh‡ng, những phần còn lại của thế giới lại bị ảnh h‡ởng nhiều hơn của các trận bão nhiệt đới (bảng 12.1 v hình 12.2). Đại Tây D‡ơng v vịnh Mexico hứng chịu trung bình 5,4 cơn bão mỗi năm, trong khi phần phía đông ở Bắc Thái Bình D‡ơng ngoi khơi Mexico có trung bình 8,9 trận. Phần lớn các cơn bão ở Đông Thái Bình D‡ơng di chuyển về phía tây, đi xa ra khỏi những trung tâm dân c‡, cho nên chúng ít đ‡ợc công chúng chú ý. Tuy nhiên, đôi khi chúng đã di chuyển lên phía đông bắc v mang theo lũ lụt dữ dội v tổn thất về ng‡ời cho miền tây Mexico. Khu vực có số l‡ợng bão lớn nhất, v‡ợt xa những con số vừa rồi l phần phía tây của Bắc Thái Bình D‡ơng. Trong một năm đặc tr‡ng, gần 16 cơn bão đổ bộ lên khu vực. Thậm chí trong mùa bão hoạt động khiêm tốn nhất khoảng từ năm 1968 đến 1989, cũng đã có khoảng 11 cơn bão trên vùng biển ny. ở thái cực khác, không có một cơn bão nhiệt đới no đ‡ợc hình thnh trên Đại Tây D‡ơng Nam bán cầu, thậm chí ở các vĩ độ nhiệt đới. Nh‡ chúng ta sẽ thấy sau đây, bão nhiệt đới phụ thuộc vo thủy vực biển lớn với n‡ớc ấm, m điều kiện ny thì không thấy ở thủy 421 vực Nam Đại Tây D‡ơng t‡ơng đối nhỏ. Bảng 12.1. Số l~ợng bão nhiệt đới cực đại, cực tiểu v† trung bình trong một năm trên các vùng của Đại d~ơng Thế giới thời kỳ 1968-1989 (1968-1990 đối với Nam bán cầu) Thủy vực Cực đại Cực tiểu Trung bình Đại Tây Doơng 12 2 5,4 Đông Thái Bình Doơng 14 4 8,9 Tây Thái Bình Doơng 24 11 16,0 Bắc ấn Độ Doơng 6 0 2,5 Tây Nam ấn Độ Doơng 10 0 4,4 Đông Nam ấn Độ Doơng - Ôtxtralia 7 0 3,4 Ôtxtralia - Tây Nam Thái Bình Doơng 11 2 4,3 Town cầu 65 34 44,9 Nguồn: Đại học Colorado Điều kiện nhiệt đới ở ch‡ơng 8, chúng ta đã thấy rằng phần lớn thời gian trong năm, không khí chuyển động xoay h‡ớng ra khỏi các nhân áp suất cao khổng lồ choán những phần rộng lớn của Đại Tây D‡ơng v Thái Bình D‡ơng. Không khí ở tầng giữa v tầng trên của khí quyển dọc theo rìa phía đông của những xoáy nghịch ny chuyển động giáng khi tiến dần đến bờ phía tây của các lục địa lân cận. Do không khí không chìm xuống đến tận bề mặt, nên một nghịch nhiệt giáng (xem ch‡ơng 6) đ‡ợc hình thnh ở phía bên trên bề mặt đất. Nghịch nhiệt giáng ny đ‡ợc gọi l nghịch nhiệt gió mậu dịch (trade wind inversion). Không khí ở bên d‡ới nghịch nhiệt, gọi l lớp gần biển, th‡ờng mát v t‡ơng đối ẩm. Hình 12.2. Phân bố của bão nhiệt đới trên to†n cầu Độ dy của lớp gần biển v độ cao của đáy nghịch nhiệt biến đổi trên các vùng đại d‡ơng nhiệt đới khác nhau. Nghịch nhiệt có độ cao thấp nhất dọc theo rìa phía đông của các đại d‡ơng, nơi đó n‡ớc trồi v các hải l‡u lạnh giữ cho lớp gần biển t‡ơng đối mát. ở đây, nghịch nhiệt nằm ở khoảng vi trăm mét bên trên mực n‡ớc biển. Xa hơn về phía tây, n‡ớc bề mặt ấm hơn s‡ởi ấm lớp gần biển khiến cho nó lan lên tới một độ cao lớn hơn. Trên các phần phía đông của các đại d‡ơng, lớp nghịch nhiệt thấp cản trở sự phát triển thẳng đứng của mây, nên mây tầng thấp th‡ờng phổ biển ở khu vực ny. Xa hơn về phía tây, nghịch nhiệt ở cao hơn (hoặc thậm chí chúng có thể biến mất) cho phép đối l‡u mạnh hơn, các đám mây đối l‡u dy dễ hình thnh hơn. Chính vì thế m nhiều trận bão nhiệt đới hơn th‡ờng xảy ra ở phần phía tây của các thủy vực đại d‡ơng. Các đặc tr~ng của bão nhiệt đới Bão nhiệt đới l bão mạnh lớn nhất trong các loại bão. Năng l‡ợng tiềm trữ của một cơn bão biệt đới có thể v‡ợt cả l‡ợng tiêu thụ điện năm của Mỹ v Canađa. Cụ thể, bão nhiệt đới có các tốc độ gió ổn định cỡ 120 km/h hoặc lớn hơn. Mặc dù tốc độ gió của chúng nhỏ hơn của các xoáy lốc, nh‡ng bão nhiệt đới có kích th‡ớc lớn hơn nhiều v tồn tại lâu hơn. áp suất không khí tại mực biển ở gần tâm của một cơn bão điển hình bằng khoảng 950 mb, nh‡ng áp suất xuống tới 870 mb cũng đã từng thấy trong những cơn bão nhiệt đới cực mạnh. Những cơn bão nhiệt đới yếu nhất có áp suất tại tâm vo khoảng 990 mb. Trái ng‡ợc với tố lốc, có đ‡ờng kính trung bình vo khoảng vi chục mét, bão nhiệt đới có đ‡ờng kính đặc tr‡ng khoảng 600 km (350 hải lý). Nh‡ vậy, bão nhiệt đới nhìn chung có đ‡ờng kính lớn gấp hng nghìn lần đ‡ờng kính của tố lốc. Nhớ rằng diện tích của hình tròn tỉ lệ với bình ph‡ơng bán kính, còn bão v tố lốc đều có dạng gần tròn, ta có thể thấy diện tích bao phủ bởi một cơn bão lớn vo khoảng hng triệu lần diện tích của một cơn tố lốc. Hơn nữa, tố lốc chỉ tồn tại nhiều nhất trong khoảng vi giờ, còn một trận bão bão nhiệt đới có thời gian tồn tại một số ngy hoặc thậm chí một tuần v hơn nữa. Bởi vì các cơn bão nhiệt đới nhận đ‡ợc phần lớn năng l‡ợng của chúng từ nhiệt l‡ợng ẩn đ‡ợc giải phóng trong quá trình ng‡ng tụ, nên chúng xuất hiện phổ biến nhất ở những nơi có lớp n‡ớc dy nóng ở phía d‡ới cấp nhiên liệu cho chúng. Nếu biết rằng các đại d‡ơng ở miền nhiệt đới có nhiệt độ bề mặt cao nhất v tốc độ bay hơi lớn nhất vo cuối mùa hè v đầu mùa thu, nên không ngạc nhiên khi thấy tháng 8 v tháng 9 l những tháng bão chủ yếu ở Bắc bán cầu, các tháng từ 1 đến 3 l mùa bão chính ở Nam bán cầu. * Bão nhiệt đới không cấu tạo chỉ từ một nhân đối l‡u. Ng‡ợc lại, nó gồm khá nhiều các khu vực dông xoáy đ‡ợc sắp xếp thnh một thnh tạo vòng xoáy, trong đó những dải mây dy đặc v m‡a dông lớn xoay ng‡ợc chiều kim đồng hồ (ở Bắc bán * Trung tâm Quốc gia về Bão nhiệt đới của Hoa Kỳ định nghĩa mùa bão l thời kỳ từ 1/6 đến 30/11. Các bão nhiệt đới trong những tháng khác th‡ờng l những sự kiện hiếm - từ năm 1871 đến 1996 chỉ có 6 trận bão hình thnh trong tháng 12. 423 cầu) xung quanh tâm bão (hình 12.3). Những dải mây đối l‡u mạnh bị phân cách bởi các khu vực thăng yếu hơn v giáng thủy ít mạnh hơn. Tốc độ gió v c‡ờng độ giáng thủy cả hai tăng lên về phía tâm của hệ thống, đạt tới một cực đại ở khoảng 10 đến 20 km cách tâm, nơi đó đ‡ợc gọi l thunh mắt bão (đ‡ợc mô tả ở một mục sau đây). Mặc dù bão nhiệt đới th‡ờng có kích th‡ớc bằng khoảng một phần ba kích th‡ớc của các xoáy thuận vĩ độ trung bình, song chênh lệch áp suất trong bão nhiệt đới lại lớn hơn gấp khoảng hai lần. Vì vậy, bão nhiệt đới có građien áp suất theo ph‡ơng ngang rất lớn sinh ra gió rất mạnh: những cơn bão nhiệt đới cỡ trung bình có gió đỉnh điểm vo khoảng 150 km/h (90 dặm một giờ), còn những cơn bão nhiệt đới mạnh nhất có gió tới 350 km/h (210 dặm một giờ). Ngoi việc nhỏ hơn v mạnh hơn so với các xoáy thuận ở vĩ độ trung bình, các cơn bão nhiệt đới còn khác biệt ở chỗ chúng không có các front nh‡ trong các xoáy thuận ngoại nhiệt đới. Hình 12.3. Lát cắt qua một cơn bão nhiệt đới điển hình Bão nhiệt đới còn khác biệt với các xoáy thuận vĩ độ trung bình ở chỗ chúng l những xoáy thuận có nhân nóng. Khi không khí chuyển động về phía áp suất thấp ở tâm bão, mặt đại d‡ơng ấm cung cấp những l‡ợng lớn ẩn nhiệt v hiển nhiệt cho lớp không khí nằm bên trên. Do áp suất bên trong không khí chuyển động sẽ giảm khi không khí di chuyển về nơi có áp suất thấp, sự giãn nở đoạn nhiệt giữ cho nhiệt độ không tăng lên quá nhiều, cho nên ở d‡ới đáy bão chỉ có một chút chênh lệch nhiệt độ. Mặc dù vậy, rất nhiều năng l‡ợng nhiệt đ‡ợc bổ sung thêm ở vùng tâm (do không khí chuyển động xoáy vo mang theo ẩn nhiệt v hiển nhiệt), tạo nên một “nhân nóng”. ở phía trên cao, sau khi ng‡ng tụ v giải phóng ẩn nhiệt, sự nóng lên đ‡ợc phản ánh qua nhiệt độ, thnh thử nhiệt độ không khí ở gần tâm lớn hơn nhiều so với nhiệt độ của không khí xung quanh (hình 12-4). Vì l một áp thấp có nhân nóng, áp suất trong phạm vi một bão nhiệt đới giảm t‡ơng đối chậm khi tăng độ cao (ch‡ơng 10). Vì vậy, građien áp suất ph‡ơng ngang trong phạm vi bão dần dần giảm theo độ cao. ở khoảng 7,5 km - khoảng mực 400 mb - áp suất không khí ở tâm t‡ơng tự nh‡ áp suất ở ngay phía ngoi của bão. Từ độ cao ny cho tới những tầng thấp của bình l‡u quyển, bão nhiệt đới có áp suất cao t‡ơng đối. Nh‡ vậy, không giống nh‡ ở phần d‡ới của bão nhiệt đới, nơi m không khí xoay theo kiểu xoáy thuận, không khí ở phần trên của nó xoay theo kiểu hình xoắn nghịch từ tâm ra ngoi (theo chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu). Hình 12.4. Những chênh lệch nhiệt độ trong bão nhiệt đới so với không khí xung quanh. ở gần bề mặt, nhiệt độ chỉ tăng nhẹ về phía mắt bão. Nh~ng ở trên cao, các nhiệt độ lớn hơn so với xung quanh khoảng 10oC ở các mực trên cùng của bão, các nhiệt độ thấp lm cho những giọt n‡ớc bị đóng băng thnh các tinh thể băng. Khi các tinh thể băng chuyển động xoay từ tâm bão ra phía ngoi, chúng tạo thnh những mn mây ti tầng bao phủ v lm mờ nhạt cấu trúc vòng xoáy của bão. Điều đó giải thích vì sao trên những tấm ảnh vệ tinh các bão nhiệt đới th‡ờng có vẻ có một độ dy v c‡ờng độ đồng nhất, song thực ra chúng phân đới rất rõ nét. 425 Mắt bão v† th†nh mắt bão Một trong những đặc tr‡ng nổi bật nhất của một nhiệt đới l mắt bão, một vùng có bầu trời t‡ơng đối quang mây, không khí chuyển động giáng yếu ớt v gió nhẹ. Các mắt bão nhiệt đới có đ‡ờng kính trung bình khoảng 25 km, phần lớn bão có đ‡ờng kính mắt bão nằm trong khoảng từ 20 đến 50 km. Їờng kính mắt bão biến đổi một cách đáng kể giữa các cơn bão khác nhau, cơn nhỏ nhất có mắt bão vo khoảng 6 km v con bão lớn nhất có thể tới 100 km. Sự thay đổi kích th‡ớc mắt bão theo thời gian có thể l một dấu hiệu chỉ thị bão nhiệt đới đang mạnh lên hay yếu đi. Nói chung, mắt bão nhỏ lại chỉ thị sự mạnh lên của bão. Quanh rìa của mắt bão l thˆnh mắt bão, một đới hoạt động bão mạnh nhất. Thnh mắt bão l nơi có gió mạnh nhất, thảm mây dy nhất v l nơi có m‡a lớn nhất của ton bộ khu vực bão. Ngay d‡ới thnh mắt bão, c‡ờng độ m‡a lên tới 2500 mm một ngy không phải l điều hiếm gặp. Sự chuyển biến đột ngột từ mắt bão tới thnh mắt bão lm cho thời tiết thay đổi rất mạnh v rất nhanh. Hãy t‡ởng t‡ợng một cơn bão sắp đổ bộ thẳng vo một đảo nhỏ. Khi tâm bão tiến gần đến đảo, c‡ờng độ gió v m‡a mạnh dần v trở nên mạnh nhất khi thnh mắt bão đến nơi. Nh‡ng ngay khi mắt bão đạt tới đảo, cơn bão có vẻ nh‡ đã đột ngột tiêu tan, bầu trời trở nên trong xanh v lặng gió. Tất nhiên l cơn bão ch‡a hề bị tan. Trái lại, đó chỉ l một khoảnh khắc ngắn nhủi bình lặng tr‡ớc khi nửa đối diện của thnh mắt bão ập tới đảo v thời tiết m‡a gió dữ dội trở lại. Do đ‡ờng kính trung binh của mắt bão bằng khoảng 20 km v bão di chuyển với vận tốc trung bình khoảng 20 km/h, điều kiện bình lặng gắn liền với tâm bão đi qua th‡ờng kéo di khoảng một giờ. Rõ rng, nếu nh‡ mắt bão chỉ chớm qua đảo, thì khoảng thời gian lặng gió sẽ ngắn hơn nữa. Nhiệt độ không khí tại bề mặt trong mắt bão nóng hơn so với ở phía ngoi mắt bão một số độ bởi vì không khí bị nén do chuyển động giáng ở mắt bão lm nó nóng lên đoạn nhiệt. Không khí ở đây cũng khô hơn, bởi vì sự nóng lên của không khí ch‡a bão hòa lm giảm độ ẩm t‡ơng đối của nó. Tuy nhiên, trái ng‡ợc với những gì m nhiều ng‡ời t‡ởng, vùng mắt bão không hon ton quang mây, ng‡ợc lại, những đám mây tích thời tiết đẹp vẫn loáng thoáng trôi trên nền bầu trời xanh. Sự hình th†nh bão nhiệt đới Mặc dù phần lớn các cơn bão nhiệt đới đạt tới tình thế bão mạnh ở những phần phía tây của các đại d‡ơng, song những mầm mống ban đầu của chúng lại ở rất xa về phía đông, đó l những đốm mây giông nhỏ bé đ‡ợc gọi l các nhiễu động nhiệt đới. Các nhiễu nhiệt đới l những nhóm mây giông kém tổ chức có građien áp suất yếu v độ xoáy yếu hoặc hon ton không xoáy. Mặc dù đa phần các nhiễu nhiệt đới bị tiêu tan tr‡ớc khi trở thnh những hệ thống lớn, một số ít chịu ảnh h‡ởng của một quá trình để rồi lớn lên về kích th‡ớc, liên kết lại với nhau v xoay quanh một tâm chung. Những nhiễu nhiệt đới hình thnh trong các điều kiện môi tr‡ờng khác nhau. Một số đ‡ợc hình thnh khi các rãnh thấp vĩ độ trung bình di chuyển xuống vùng nhiệt đới; một số khác phát triển nh‡ l một bộ phận đối l‡u bình th‡ờng của dải hội tụ nhiệt đới (ITCZ). Nh‡ng phần lớn các nhiễu nhiệt đới di chuyển đến phía tây Đại Tây D‡ơng v trở thnh các bão nhiệt đới đều có nguồn gốc các sóng đông, đó l những chuyển động dạng sóng hoặc các xung động trong hệ thống gió tín phong bình th‡ờng. Hình 12.5 mô tả một sóng đông điển hình. Do građien áp suất ở vùng nhiệt đới th‡ờng bé hơn so với của các vùng ngoại nhiệt đới, nên các sóng đông th‡ờng đ‡ợc biểu lộ rõ hơn bởi những đ‡ờng phân bố h‡ớng gió (gọi l các đoờng dòng) thay vì các đ‡ờng đẳng áp. Không khí trong sóng lúc đầu chảy về phía tây, dần dần đổi h‡ớng lên phía cực v sau đó đổi h‡ớng ng‡ợc lại chảy xuống phía xích đạo. Ton bộ cục diện hệ thống sóng trải rộng trên khoảng cách từ 2000 đến 3000 km. ở phía đón gió (phía đông) kể từ trục, các đ‡ờng dòng sít vo nhau, cho thấy chuyển động của không khí mực bề mặt l hội tụ. Vì hội tụ nên xuất hiện chuyển động thăng (ch‡ơng 6) v nh‡ vậy nhiễu nhiệt đới nằm ở phía đón gió so với trục sóng đông (đ‡ờng gạch nối). Phân kỳ ở mực bề mặt xảy ra ở phía khuất gió so với trục sóng khiến cho bầu trời quang mây. (Việc giải thích vì sao các đ‡ờng dòng hội tụ v phân kỳ t‡ơng đối phức tạp; nhân tố quan trọng nhất liên quan tới những biến thiên của độ xoáy t‡ơng đối xuất hiện trong khi không khí chuyển động về h‡ớng cực hay về h‡ớng xích đạo). Hình 12.5. Các sóng đông có hội tụ bề mặt v† thảm mây ở phía đông trục v† phân kỳ ở phía tây Các nhiễu động nhiệt đới tác động đến Đại Tây D‡ơng, biển Caribê v châu Mỹ phần lớn hình thnh ở phía tây châu Phi, về phía nam hoang mạc Sahara. Vì nằm trong đới gió tín phong, những nhiễu động ny có xu h‡ớng di chuyển sang phía tây. Khi đến bờ tây châu Phi, chúng bị yếu đi do phải đi qua hải l‡u lạnh Canary ở phía đông Đại Tây D‡ơng. ở đó, n‡ớc biển có nhiệt độ thấp lm lạnh lớp không khí 427 gần bề mặt v lm cho không khí trở nên ổn định tĩnh. Tuy nhiên, nếu nh‡ các nhiễu động di chuyển v‡ợt qua đ‡ợc đới bờ biển có n‡ớc trồi ny, n‡ớc biển ở ngoi khơi ấm hơn sẽ lm tăng nhiệt độ không khí v độ ẩm của lớp khí quyển phía d‡ới v lm cho không khí trở nên bất ổn định. Sau đó, khi nhiễu động tiếp tục tiến về phía tây, một số ít trong đó phát triển thnh những hệ thống mây giông mạnh v có tổ chức hơn. Các sóng đông di chuyển về phía tây với tốc độ khoảng 15 đến 35 km/h v nh‡ vậy cần khoảng một tuần hoặc 10 ngy để một nhiễu nhiệt đới du nhập di chuyển qua đ‡ợc Đại Tây D‡ơng. Đại bộ phận (có lẽ hơn 90 %) các nhiễu nhiệt đới bị tiêu tán không hề đ‡ợc tổ chức thnh những hệ thống lớn mạnh hơn. Nh‡ng một số bị ảnh h‡ởng của vùng áp suất thấp v bắt đầu xoay theo kiểu xoáy thuận. Khi một nhiễu nhiệt đới phát triển đến một mức độ có ít nhất một đ‡ờng đẳng áp khép kín trên bản đồ thời tiết, thì nhiễu đó đ‡ợc xếp loại nh‡ một áp thấp nhiệt đới. Nếu áp thấp c‡ờng hóa tiếp v giữ ổn định tốc độ gió trên 60 km/h, nó trở thnh một gió xoáy nhiệt đới. Nếu tiếp tục phát triển với tốc độ gió ổn định tới 120 km/h gió xoáy nhiệt đới sẽ trở thnh một bão nhiệt đới thực thụ. Trong khi chỉ một phần nhỏ các nhiễu nhiệt đới không thể trở thnh những áp thấp nhiệt đới, thì một bộ phận lớn hơn trong số các áp thấp trở thnh gió xoáy nhiệt đới v thậm chí một tỷ lệ các gió xoáy nhiệt đới lớn hơn nữa trở thnh bão nhiệt đới. Vị trí m tại đó các bão nhiệt đới hay hình thnh nhất biến đổi theo mùa. Vo đầu mùa bão ở Đại Tây D‡ơng, những front yếu ở trên các vùng n‡ớc phía tây đại d‡ơng lấn xuống phía nam tới vùng n‡ớc nhiệt đới nóng. Sự đứt gió gần các front tạo nên hon l‡u cần thiết cho xoáy thuận phát triển. Vo cuối mùa, các front tập trung ở những vĩ độ cao hơn v không có vai trò trong sự phát sinh xoáy thuận. Trái lại, các vùng n‡ớc nóng tịnh tiến xa về phía đông, cho nên những nhiễu động rời bỏ lục địa châu Phi di chuyển sang phía đông có thể lớn lên thnh các xoáy thuận đủ quy mô. Kết cục l, nơi sinh của các xoáy thuận nhiệt đới dịch chuyển từ phía tây sang phía đông qua vùng n‡ớc đại d‡ơng nhiệt đới trong nửa đầu của mùa bão. Vo cuối mùa thu, nơi sinh chuyển dịch về phía tây vì hoạt động front xuất hiện trở lại nh‡ một tác nhân chính của sự phát sinh xoáy thuận. Giống nh‡ những ng‡ời anh em ở Đại Tây D‡ơng của mình, các cơn bão nhiệt đới Thái Bình D‡ơng di chuyển về phía tây trong các giai đoạn hình thnh. Nhiều cơn bão đến gần Hawaii, nh‡ng phần lớn đi vòng qua quần đảo ny hoặc tan dã tr‡ớc khi đạt tới quần đảo. Đáng tiếc, không phải bao giờ cũng thế. Trong tháng 11 năm 1992, bão Iniki đã tấn công đảo Kauai với gió giật tới 258 km/h v gây ngập lụt nặng cho các khu nghỉ d‡ỡng ven bờ. Bão đã phá hủy v lm h‡ hại nặng một nửa số tòa nh trên đảo v lm tan hoang phần lớn những cơ sở du lịch. Các điều kiện cần thiết cho sự hình th†nh của bão Mặc dù các quá trình động lực của bão cực kỳ phức tạp, các nh khí t‡ợng học từ lâu đã nhận thức đ‡ợc các điều kiện thuận lợi cho bão phát triển. Cần những l‡ợng nhiệt khổng lồ để nuôi d‡ỡng các cơn bão v nguồn cung cấp chủ yếu l sự giải phóng ẩn nhiệt của hơi n‡ớc từ mặt đại d‡ơng. Vì tốc độ bay hơi cao tùy thuộc vo sự tồn tại của n‡ớc ấm, bão chỉ hình thnh ở những nơi no đại d‡ơng có lớp n‡ớc bề mặt dy (vi chục mét) với nhiệt độ trên 27 oC. Chính yêu cầu có n‡ớc đại d‡ơng ấm đã loại trừ bão hình thnh ở khoảng 20 độ phía cực bởi vì các nhiệt độ mặt biển th‡ờng quá lạnh ở những nơi đó. Điều đó còn giải thích vì sao bão hay phát triển vo cuối mùa hè v đầu mùa thu, lúc ny các vùng n‡ớc nhiệt đới l nóng nhất. Sự hình thnh của bão còn phụ thuộc vo lực Coriolis, lực ny phải đủ lớn để ngăn ngừa không lấp đầy vùng áp thấp trung tâm. Hiệu ứng lực Coriolis bằng không hoặc có giá trị rất nhỏ tại xích đạo đã loại trừ sự hình thnh bão ở các vĩ độ giữa 0 v 5 độ ở cả hai bán cầu. Nhân tố ny kết hợp với yêu cầu phải có nhiệt độ n‡ớc đại d‡ơng cao thì bão mới hình thnh đã giải thích cho bức tranh phân bố thể hiện trong hình 12.2, ở đó những trận bão nhiệt đới đạt tới địa vị một bão nhiệt đới thực thụ thuộc vo đới vĩ độ giữa 5o v 20o. Độ ổn định cũng rất quan trọng đối với quá trình phát triển của bão, trong đó điều kiện bất ổn định trong khắp đối l‡u quyển l điều kiện cần thiết tuyệt đối. Dọc theo rìa phía đông của các đại d‡ơng, những dòng hải l‡u lạnh v n‡ớc trồi lm cho lớp d‡ới của đối l‡u quyển trở nên ổn định tĩnh, ngăn cản cquá trình thăng. Ngoi ra, sự hiện diện của nghịch nhiệt gió tín phong tạo nên một cái mũ ngăn chặn mọi quá trình xáo trộn có thể xuất hiện. Xa xa về phía tây, nhiệt độ n‡ớc đại d‡ơng th‡ờng tăng lên v lớp nghịch nhiệt gió tín phong cũng tăng độ cao hoặc hon ton biến mất, cho nên cho nh‡ng cơn bão nhiệt đới trở nên lợi thế. Cuối cùng, quá trình hình thnh bão đòi hỏi phải không có độ đứt lớn tránh lm gián đoạn sự vận chuyển ẩn nhiệt theo ph‡ơng thẳng đứng. Khi đã hình thnh, những cơn bão nhiệt đới có thể tự lan truyền (giống nh‡ các bão ngoại nhiệt đới tự duy trì). Có nghĩa l, sự giải phóng ẩn nhiệt bên trong các đám mây tích khiến cho không khí nóng lên v nở lên phía trên. Không khí nở ra tạo điều kiện cho phân kỳ ở mực cao, điều ny lại lôi cuốn không khí chuyển động lên trên v khuyến khích áp suất thấp v hội tụ tại bề mặt. Quá trình ny dẫn đến chuyển động thăng, ng‡ng tụ v giải phóng ẩn nhiệt liên tục. Vậy, nếu bão nhiệt đới có thể tự hoạt động, liệu chúng có thể mạnh lên vô tận, cho đến khi đạt tốc độ siêu âm? Không, bởi vì bão hon ton bị hạn chế bởi nguồn cung cấp ẩn nhiệt, m nguồn ny về phía nó lại bị ảnh h‡ởng của nhiệt độ n‡ớc đại d‡ơng phía d‡ới v bởi các quá trình liên quan đến bốc hơi v đối l‡u. Sự quan trọng của nhiệt độ đại d‡ơng ám chỉ rằng nếu đại d‡ơng trở nên nóng hơn, về nguyên tắc bão sẽ trở nên mạnh hơn. Chủ đề ny gần đây đã rất đ‡ợc quan tâm do khả năng khí hậu nóng lên, rất có thể kéo theo những nhiệt độ đại d‡ơng cao hơn. Sự di chuyển v† tan rã của bão nhiệt đới Sự di chuyển của các hệ thống nhiệt đới liên quan tới những giai đoạn phát triển của chúng. Các nhiễu động v áp thấp nhiệt đới đ‡ợc dẫn đ‡ờng chủ yếu bởi gió tín phong, do đó, có xu thế chuyển dịch về phía tây. ảnh h‡ởng của gió tín 429 phong th‡ờng trở nên giảm thiểu sau khi các áp thấp mạnh lên thnh bão. Khi đó, hệ thống gió mực cao v phân bố không gian của nhiệt độ n‡ớc đại d‡ơng trở thnh quan trọng hơn quyết định vận tốc v h‡ớng của bão (các cơn bão có xu h‡ớng di chuyển về phía có nhiệt độ n‡ớc đại d‡ơng cao hơn). Một khi đã phát triển hon ton, bão nhiệt đới có nhiều khả năng di chuyển về phía cực, nh‡ trong các hình 12.2, 12.6 v 12.7. Hình 12.6. Các cơn bão v† bão nhiệt đới có xu h~ớng di chuyển từ vùng nhiệt đới lên phía bắc v† đông bắc dọc theo bờ phía đông nam của Bắc Mỹ. Đ~ờng đi của chúng rất không ổn định Các cơn bão th‡ờng có đ‡ờng đi rất thất th‡ờng. Ví dụ, một cơn bão có thể di chuyển theo một h‡ớng không đổi trong một khoảng thời gian, sau đó đột ngột thay đổi tốc độ v h‡ớng, rồi thậm chí quay ng‡ợc lại quĩ đạo vừa đi qua. Hình 12.6 minh họa tính chất biến động của chuyển động bão thông qua một số đ‡ờng đi đặc biệt phức tạp của các cơn bão gần bờ phía đông của Bắc Mỹ. Mặc dù các cơn bão nhiệt đới ở Đại Tây D‡ơng có thể di chuyển những khoảng cách rất lớn dọc bời phía đông của Bắc Mỹ, nh‡ng chúng th‡ờng bị suy yếu đáng kể khi tiếp cận vùng đông bắc n‡ớc Mỹ v các tỉnh gần biển của Canađa. Các bão ny th‡ờng không có gió mạnh đặc tr‡ng của bão ở vĩ độ thấp, nh‡ng vẫn có thể gây m‡a lớn v ngập lụt. Tuy nhiên, trong một số tr‡ờng hợp hãn hữu, các cơn bão có thể duy trì gió mạnh thậm chí sau khi đã dời khỏi vùng cận nhiệt đới một khoảng cách rất lớn. Ví dụ, một trận bão nhiệt đới lớn vo tháng 9 năm 1938 đã ma