Bão là gì? Nguyên nhân và quá trình hình thành bão

Bão là một trong những hiện tượng thời tiết nguy hiểm nhất trên Trái Đất, có thể gây ra gió mạnh, mưa lớn, lũ lụt và thiệt hại nghiêm trọng về người cũng như tài sản. Mỗi năm, Việt Nam phải hứng chịu nhiều cơn bão lớn đổ bộ từ Biển Đông, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống, sản xuất và kinh tế của nhiều địa phương. Vậy bão là gì, bão hình thành như thế nào và đâu là nguyên nhân gây ra bão? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Bão là gì? Đặc điểm của một cơn bão

Bão là một hệ thống xoáy thuận nhiệt đới hình thành trên vùng biển có nhiệt độ nước đủ cao, thường từ 26,5°C trở lên. Đây là hiện tượng khí tượng có vùng áp suất thấp ở trung tâm, xung quanh là gió mạnh và hệ thống mây dông phát triển theo cấu trúc xoắn ốc, kèm theo mưa lớn, sấm chớp.

Một cơn bão thường gồm 3 phần chính:

• Ở chính giữa là mắt bão: khu vực có áp suất thấp nhất, thường khá yên tĩnh, trời quang hoặc chỉ có mây mỏng.
• Bao quanh mắt bão là thành mắt bão: dải mây dông phát triển mạnh nhất, nơi gió và mưa đạt cường độ cực đại.
• Phần ngoài cùng là hoàn lưu bão: vùng mây xoắn ốc trải rộng mang theo gió mạnh và mưa lớn trên một diện tích có thể lên tới hàng trăm km.

Theo nghiên cứu của nhà khí tượng học Erik Palmen, bão chỉ có thể hình thành trên biển trong dải vĩ độ 5 đến 20 độ về hai phía xích đạo, ở những nơi có nhiệt độ nước biển từ 26-27 độ C trở lên và lực Coriolis đủ lớn để tạo xoáy. Đây là lý do bão thường xuất hiện ở các vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó Biển Đông và khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương là một trong những "lò" sản sinh bão hoạt động mạnh nhất thế giới.

Một đặc điểm thú vị khác là chiều quay của bão luôn cố định theo từng bán cầu: ở Bắc bán cầu, bão quay ngược chiều kim đồng hồ, còn ở Nam bán cầu thì quay theo chiều thuận, do tác động của lực Coriolis sinh ra từ chuyển động quay của Trái Đất. Về kích thước, một vùng xoáy bão thường có đường kính ngang khoảng 200km, trải dài tới 1.000km và độ cao đạt tới 10-12km.

Tham khảo: Lốc xoáy là gì? Nguyên nhân hình thành và mức độ nguy hiểm

Bão hình thành như thế nào?

Quá trình hình thành bão diễn ra qua nhiều giai đoạn, bắt đầu từ những điều kiện môi trường thuận lợi trên mặt biển cho đến khi hệ thống xoáy thuận hoàn chỉnh.

Đầu tiên, khi ánh nắng mặt trời chiếu xuống vùng biển nhiệt đới có nhiệt độ nước đủ ấm, nước biển bốc hơi mạnh, tạo ra một lớp không khí ẩm dày phía trên mặt biển. Lớp không khí ẩm này tiếp tục bốc lên cao, gặp không khí lạnh hơn ở tầng trên rồi ngưng tụ thành các đám mây đối lưu. Trong quá trình ngưng tụ, hơi nước giải phóng một lượng nhiệt ẩn rất lớn, chính nguồn nhiệt này trở thành "nhiên liệu" nuôi dưỡng và làm mạnh thêm hệ thống đang hình thành.

Giai đoạn tiếp theo là hình thành xoáy thuận. Khi không khí ấm liên tục bốc lên, áp suất tại khu vực đó giảm xuống, kéo theo không khí từ các vùng xung quanh bị hút vào để lấp đầy. Do tác động của lực Coriolis từ chuyển động tự quay của Trái Đất, luồng không khí bị hút vào không di chuyển theo đường thẳng mà bị bẻ cong, tạo thành chuyển động xoáy quanh tâm áp thấp. Đây chính là lúc một áp thấp nhiệt đới dần dần được hình thành.

Nếu vùng áp thấp này tiếp tục duy trì trên khu vực biển ấm, được cung cấp năng lượng liên tục từ hơi nước bốc lên, nó sẽ mạnh dần lên thành bão nhiệt đới rồi có thể tiếp tục phát triển thành bão mạnh hoặc siêu bão. Khi cường độ xoáy đạt đến mức đủ lớn, các đám mây dông sẽ xếp thành cấu trúc xoắn ốc rõ rệt xoay quanh một tâm áp thấp, hình thành mắt bão ở trung tâm. Trong vùng đối lưu mạnh quanh mắt bão, các hạt nước và hạt băng va chạm liên tục, gây ra hiện tượng tích điện, tạo nên sấm chớp dữ dội đặc trưng của những cơn bão lớn.

Một yếu tố quan trọng khác chi phối hướng di chuyển của bão là các hệ thống áp cao cận nhiệt đới xung quanh. Khối áp cao này hoạt động giống như một "bức tường" định hướng, đẩy bão di chuyển theo những quỹ đạo nhất định, đồng thời có thể khiến bão đổi hướng đột ngột khi gặp sự thay đổi trong cấu trúc áp cao. Ngược lại, bão thường suy yếu khi đi vào đất liền, gặp vùng biển lạnh hoặc chịu tác động của gió đứt mạnh.

Nguyên nhân gây ra bão

Để một cơn bão hình thành và phát triển, cần có sự hội tụ của nhiều điều kiện khí tượng cùng một lúc. Dưới đây là những nguyên nhân chính.

Nhiệt độ nước biển cao

Đây là điều kiện tiên quyết và quan trọng nhất. Nhiệt độ bề mặt biển phải đạt ít nhất khoảng 26,5 độ C ở độ sâu khoảng 50 mét để cung cấp nguồn năng lượng khổng lồ cho hệ thống bão phát triển. Nước biển ấm đóng vai trò như nguồn nhiên liệu khởi động và duy trì toàn bộ quá trình bốc hơi, ngưng tụ và giải phóng nhiệt ẩn nuôi dưỡng cơn bão.

Lực Coriolis

Lực này sinh ra do Trái Đất tự quay quanh trục, có vai trò bẻ cong luồng không khí di chuyển vào vùng áp thấp, tạo thành chuyển động xoáy đặc trưng của bão. Lực Coriolis gần như bằng 0 tại khu vực xích đạo (vĩ độ 0-5 độ), đây là lý do giải thích vì sao bão hầu như không hình thành ngay tại đường xích đạo mà chỉ xuất hiện ở dải vĩ độ 5-20 độ trở lên.

Độ ẩm không khí cao

Không khí ẩm là điều kiện cần để hình thành mây dông dày đặc và đối lưu mạnh. Khi không khí chứa nhiều hơi nước, lượng nhiệt tiềm tàng giải phóng trong quá trình ngưng tụ sẽ tạo ra nguồn năng lượng lớn giúp duy trì và phát triển vùng áp thấp thành bão.

Gió tầng cao ổn định

 Gió ở các tầng cao của khí quyển cần đủ ổn định, không có sự chênh lệch quá lớn về hướng và tốc độ (gió đứt) để không phá vỡ cấu trúc xoáy đang hình thành. Nếu gió đứt quá mạnh, cột mây đối lưu sẽ bị xé lệch, khiến hệ thống áp thấp khó phát triển thành bão hoàn chỉnh.

Sự chênh lệch áp suất

Khoảng cách chênh lệch khí áp giữa trung tâm bão và khu vực xung quanh chính là động lực sinh ra gió mạnh, thúc đẩy hệ thống xoáy tiếp tục phát triển và duy trì cường độ.

Bên cạnh các nguyên nhân khí tượng tự nhiên, nhiều nhà khoa học cũng chỉ ra rằng biến đổi khí hậu do hoạt động của con người đang góp phần làm thay đổi đặc tính của bão. Lượng khí thải nhà kính gia tăng khiến nhiệt độ đại dương toàn cầu tăng lên, từ đó làm tăng tốc độ bốc hơi nước biển, khiến không khí ẩm hơn và cung cấp nhiều năng lượng hơn cho bão, dẫn đến xu hướng bão có cường độ mạnh hơn và mưa lớn hơn trong những năm gần đây.

Đọc thêm: Hoàn lưu bão là gì? Vì sao bão đi qua vẫn gây mưa lớn kéo dài

Phân loại các cấp độ bão

Tại Việt Nam, cấp độ bão được phân loại dựa theo thang sức gió Beaufort mở rộng. Theo Quyết định số 18/2021/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, Việt Nam áp dụng bảng cấp gió và sóng gồm 18 cấp Beaufort, từ cấp 0 đến cấp 17, thay cho thang gốc chỉ có 12 cấp trước đây. Việc mở rộng này được thực hiện sau những thiệt hại nặng nề do các cơn bão mạnh như Chanchu và Xangsane gây ra năm 2006.

Dựa vào sức gió mạnh nhất, các cơn bão và áp thấp nhiệt đới được phân chia thành các nhóm chính sau:

• Áp thấp nhiệt đới (cấp 6 - cấp 7): Tốc độ gió khoảng 39-61 km/h. Đây là giai đoạn đầu của một hệ thống xoáy thuận, biển động, có thể gây nguy hiểm cho tàu thuyền nhỏ nhưng chưa đủ mạnh để gọi là bão.
• Bão (cấp 8 - cấp 9): Tốc độ gió khoảng 62-88 km/h. Gió bắt đầu làm gãy cành cây, có thể tốc mái những công trình yếu, biển động mạnh.
• Bão mạnh (cấp 10 - cấp 11): Bão có sức gió mạnh nhất từ cấp 10 đến cấp 11 được gọi là bão mạnh, tương đương tốc độ gió khoảng 89-117 km/h. Ở cấp độ này, biển động mạnh dữ dội, có thể làm đắm tàu thuyền, đổ bộ vào đất liền gây đổ nhà cửa, bật gốc cây cối.
• Bão rất mạnh (cấp 12 - cấp 15): Bão có sức gió mạnh nhất từ cấp 12 đến cấp 15 được gọi là bão rất mạnh, tương ứng tốc độ gió khoảng 118-183 km/h. Đây là mức bão có sức phá hoại cực lớn, gây thiệt hại nghiêm trọng cho các công trình không kiên cố, rất nguy hiểm cho cư dân ven biển.
• Siêu bão (từ cấp 16 trở lên): Bão có sức gió mạnh nhất từ cấp 16 trở lên được gọi là siêu bão, với tốc độ gió có thể vượt 184 km/h. Đây là cấp độ cao nhất và nguy hiểm nhất, sức phá hoại cực kỳ lớn, sóng biển cực mạnh có thể đánh đắm cả tàu biển trọng tải lớn, gây thiệt hại thảm khốc trên diện rộng và hầu như không thể phòng tránh hoàn toàn nếu không sơ tán kịp thời.

Ngoài thang Beaufort, thế giới còn sử dụng thang Saffir-Simpson (chủ yếu ở khu vực Đại Tây Dương và Đông Thái Bình Dương) để phân loại bão thành 5 cấp dựa trên tốc độ gió duy trì tối đa, từ cấp 1 (thiệt hại nhẹ) đến cấp 5 (thiệt hại thảm khốc). Tuy nhiên do đặc điểm các cơn bão đổ bộ vào Việt Nam thường đã suy giảm cường độ đáng kể sau khi vượt qua Philippines, nên thang Beaufort mở rộng vẫn là công cụ chính được cơ quan khí tượng thủy văn Việt Nam sử dụng trong các bản tin dự báo và cảnh báo bão.

Hiện nay, công tác dự báo và theo dõi bão phụ thuộc rất lớn vào các thiết bị quan trắc khí tượng hiện đại như radar thời tiết, trạm khí tượng tự động, máy đo gió, máy đo lượng mưa và cảm biến áp suất khí quyển. Nhờ sự hỗ trợ của công nghệ quan trắc hiện đại, cơ quan khí tượng có thể phát hiện sớm diễn biến của bão, giúp chính quyền và người dân chủ động triển khai các biện pháp phòng chống thiên tai hiệu quả hơn.

Bão là hiện tượng thời tiết nguy hiểm hình thành từ các vùng áp thấp trên biển nhiệt đới dưới tác động của nhiệt độ nước biển, độ ẩm không khí và lực Coriolis. Hiểu rõ nguyên nhân cũng như quá trình hình thành bão không chỉ giúp chúng ta nâng cao nhận thức về thiên tai mà còn chủ động hơn trong công tác phòng chống và giảm thiểu thiệt hại.