Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh

Công Khanh - Nguyễn Hằng |

"Chúng ta không nắm bắt được những chuyển động này của bão trong các mô hình dự báo hiện tại", Heever cho biết. Và đó là lý do nhóm nghiên cứu quyết định "bay thẳng vào tâm bão"...

Bầu trời dần đen kịt. Mây giông kéo đến. Gió bắt đầu thổi mạnh và không khí xung quanh dần trở nên lạnh hơn. Đó là những dấu hiệu quen thuộc của một cơn bão, đến mức nhàm chán nhưng chưa bao giờ hết đáng sợ.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 1.

Cảnh tượng một cơn bão trên biển (Nguồn: Pinterest)

Mỗi ngày, các nhà khí tượng quan sát các mô hình trên máy tính để dự báo thời gian và địa điểm có thể xảy ra những cơn bão, đặc biệt là những siêu bão có kèm theo gió mạnh, mưa lớn với sức tàn phá khủng khiếp. Tuy nhiên, ngay cả những mô hình tiên tiến nhất cũng chưa đáp ứng được yêu cầu trong việc cảnh báo và hạn chế tối đa thương vong cho con người.

Chính vì vậy, những nhà khí tượng Mỹ tại Đại học bang Colorado (CSU) đang cố gắng thay đổi các ranh giới trong ngành khí tượng với một nỗ lực chưa từng có nhằm lấp đầy những khoảng trống quan trọng trong công tác dự báo bão. Điều này ngày càng trở nên cấp thiết trong bối cảnh tình hình thời tiết biến đổi thất thường.

Dự báo theo những cách truyền thống chưa giúp hạn chế tối đa thiệt hại do những cơn bão gây ra. (Nguồn: Daily Express)

Các chuyên gia này đang tập trung tìm kiếm một giải pháp giúp bảo vệ mạng sống của con người bằng cách phát triển những công cụ dự đoán chính xác hơn về các cơn bão. Và thực sự họ đang tiến gần đến điều đó hơn bao giờ hết.

Đó chính là những khí cầu thời tiết, máy bay không người lái (drone) có thể thu thập sự biến đổi không khí trong bầu khí quyển và qua đó giúp dự báo các hiện tượng thời tiết.

Đứng đầu dự án đầy triển vọng này là Susan van den Heever, một giáo sư khí tượng học đến từ Đại học Kỹ thuật Walter Scott. Ông nhìn chằm chằm vào các đám mây bão đang hình thành theo một cách chưa từng được thực hiện trước đây. Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là phát triển các mô hình dự báo từ các dữ liệu quan sát chi tiết, vượt trội và sau cùng là cung cấp một bức tranh chính xác, rõ ràng về cách những cơn bão gia tăng sức mạnh của chúng.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 3.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 4.

Máy bay không người lái giúp các nhà khí tượng học có nhiều dữ liệu và đưa ra cảnh báo bão chính xác và nhanh chóng hơn. (Nguồn: Popular Mechanics)

Dự án của Giáo sư Van den Heever mang tên C³LOUD-Ex, và kết quả của nó được kỳ vọng sẽ thay đổi cách các nhà khí tượng dự báo những cơn bão. C³LOUD-Ex được một chương trình của Quỹ Monfort tài trợ. Giai đoạn 1 của dự án đã diễn ra vào tháng 7 năm 2016. Giai đoạn 2 diễn ra vào tháng 4 năm 2017.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 5.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 6.

Dự án C³LOUD-Ex sử dụng máy bay không người lái

Cụ thể, mỗi năm họ tài trợ cho 2 giáo sư được lựa chọn để có thể theo đuổi các dự án nghiên cứu nhằm thách thức và thay đổi những giới hạn của khoa học truyền thống. Các giáo sư được khuyến khích theo đuổi tư duy đổi mới, sáng tạo, vượt ra khỏi các khuôn khổ.

Suốt mùa hè năm 2016, Heever đã dẫn dắt một đội gồm 4 nhóm nghiên cứu thuộc Bộ Khoa học Khí tượng để hoàn thành giai đoạn 1 của dự án C³LOUD-Ex. Đó là bước chạy đà cho một chiến dịch sau đó, kéo dài 8 tuần, diễn ra vào mùa xuân năm 2017, trong suốt mùa cao điểm của bão ở vùng Đông Bắc Colorado và Nam Wyoming, Mỹ.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 7.

Các nhà nghiên cứu tham gia dự án C³LOUD-Ex

Trọng tâm của dự án là ứng dụng những công nghệ mới nhất, đặc biệt là các hệ thống máy bay không người lái (drone) vào việc thăm dò "bí ấn" hình thành và phát triển của những cơn bão.

Qua đó, những dữ liệu thu thập được có thể giúp các hệ thống gửi cảnh báo bão sớm hơn hiện này và góp phần giảm thiểu đáng kể thiệt hại do bão gây ra.

Video: Dự báo là công việc quan trọng để hạn chế thiệt hại do bão gây ra (Nguồn: National Geographic)

Dự báo là công việc quan trọng để hạn chế thiệt hại do bão gây ra

Mục đích của dự án C³LOUD-Ex là để hiểu rõ 2 thành phần chính của một cơn bão: những luồng khí nóng thổi nhanh lên trên, được gọi là updrafts, và những luồng khí lạnh thổi xuống Trái đất, được gọi là cold pools (một bức tường không khí mát, dày đặc mà bạn có thể cảm nhận được khi một cơn bão đang thổi tới).

Những luồng khí nóng có thể kéo dài hơn 16 km trên bề mặt Trái đất và đạt đến vận tốc 60 m/s. Chúng thậm chí có thể xé toạc những chiếc máy bay thành từng mảnh.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 9.

Những mô hình cũ khó có thể đo lường được cường độ của các luồng khí nóng

"Chúng ta không nắm bắt được những chuyển động này của bão trong các mô hình dự báo hiện tại", Heever cho biết. "Không thể biết được cường độ của các luồng khí nóng là bao nhiêu vì chúng ta không thể bay qua được những cơn bão khốc liệt như vậy. Do đó, chúng tôi đang tìm kiếm những cách thức mới lạ để thực hiện các phép đo lường từ dưới mặt đất".

Giáo sư Heever cho biết thêm: "Những luồng khí lạnh cũng là yếu tố chủ chốt để duy trì một cơn bão. Chúng càng mạnh thì cơn bão càng kéo dài và khốc liệt hơn".

Ảnh 12 (Việt hóa): DJI M600 là chiếc Drone mạnh nhất và thông minh nhất của DJI hiện nay. Drone này có khả năng nhấc vật thể 6kg cất cánh, được thiết kế để mang những hệ thống thiết bị nặng và phức tạp lên bầu trời.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 10.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 11.

Nhóm C³LOUD-Ex là những người đầu tiên sử dụng những khí cầu thời tiết tích hợp công nghệ định vị GPS để lấy mẫu dữ liệu bên trong các luồng khí nóng. Thông thường, các khí cầu thời tiết chỉ được sử dụng trong điều kiện thời tiết đẹp, trời quang mây tạnh, chứ không phải ở bên trong một cơn bão khốc liệt.

Trong suốt chiến dịch mùa hè, những thành viên của nhóm nghiên cứu đã nỗ lực không ngừng để đưa các khí cầu thời tiết vào bên trong các luồng khí nóng. Đây thực sự là một nhiệm vụ không hề dễ dàng. Trong quá trình thử nghiệm, sấm sét và gió mạnh nhiều lần đưa khí cầu quay lại mặt đất. Hơn nữa. Do không có một tài liệu hướng dẫn cụ thể, các nhà nghiên cứu buộc phải thử đi thử lại nhiều lần để cải thiện kết quả.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 12.

Sấm sét và gió mạnh "cản trở", khiến các nhà nghiên cứu phải thử nghiệm khí cầu thời tiết nhiều lần

Peter Marinescu, một thành viên của nhóm nghiên cứu, cho biết: "Chúng tôi phát hiện ra rằng mỗi khi thả khí cầu trong vùng có những luồng khí lạnh, nó càng bay gần hơn đến vùng trung tâm của những luồng khí nóng. Điều này cũng giúp chúng tôi hiểu thêm về cấu trúc thẳng đứng của những luồng khí lạnh".

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 13.

Để có cái nhìn sâu hơn về các luồng khí lạnh, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các máy bay không người lái để thực hiện những chuyến bay mà con người không thể. Đó là mắt bão, vùng trung tâm có áp suất thấp. Những drone này được trang bị các bộ cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và các camera hồng ngoại có thể quay được những thước phim ngoạn mục. Được thiết lập để lấy dữ liệu trong khoảng thời gian 1 giây, các drone cũng cung cấp thông tin bề ngang của những luồng khí lạnh, bổ sung và làm dày thêm thông tin mà các khí cầu thời tiết đã cung cấp trước đó.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 14.

Bay vào mắt bão là một thử thách không hề đơn giản (Nguồn: Almanac)

Sean Freeman, trưởng nhóm kỹ thuật của dự án, cho biết: "Chúng tôi có thể lấy mẫu gần một cơn bão để tìm hiểu bầu không khí xung quanh những luồng khí lạnh".

Hiện tại, Freeman đã nhận được sự cho phép của Cục Hàng không Liên Bang để thực hiện các chuyến bay nghiên cứu của drone.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 15.

Quản lý các hoạt động điều hành phức tạp hàng ngày trong giai đoạn 1 của dự án là Leah Grant, một nghiên cứu sinh tiến sĩ. Cô đã làm việc với Pat Kennedy thuộc Cơ quan Radar Thời tiết Quốc gia (CSU-CHILL) để phát triển các chiến lược quét radar, một phần quan trọng của dự án C³LOUD-Ex.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 16.

Thành bại của dự án bao gồm rất nhiều yếu tố

"Giao tiếp cũng là một yếu tố quan trọng quyết định sự thành bại của dự án" - Grant cho biết. "Chúng tôi có những người hoạt động ở trung tâm điều hành để giám sát các quyết định tổng thể và đảm bảo mọi người được an toàn bên trong các phương tiện của họ".

Chiến dịch mùa xuân của C³LOUD-Ex có khoảng 20 sinh viên thuộc nhiều nhóm của Bộ Khoa học Khí tượng.

Săn bão: Xuyên vào luồng khí chực xé toạc máy bay thành từng mảnh - Ảnh 17.

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là cải tiến những mô hình dự báo thời tiết hiện nay trở nên chính xác và cập nhật nhanh hơn.

"Mục tiêu của chúng tôi là giúp đỡ những người bị đe dọa bởi thời tiết khắc nghiệt, và cuối cùng là cải tiến những mô hình dự báo mà chúng ta đang sử dụng hàng ngày" - Heever cho biết thêm.

Những chiếc drone này chắc chắn sẽ thay đổi cách chúng ta dự báo thời tiết và góp phần bảo vệ an toàn cho con người trước những diễn biến phức tạp của thời tiết trong tương lai.

Nguồn: Colostate.edu

Đọc thêm về:

    Đọc tin tức mới nhất về khám phá khoa học nhanh nhất tại Soha.Bạn đọc có thể báo tin, gửi bài viết, clip, ảnh về email khampha@ttvn.vn để nhận nhuận bút cao trong vòng 24h. Đường dây nóng: 0943 113 999

    Soha
    Trí Thức Trẻ
      Công ty Cổ phần VCCorp

      © Copyright 2010 - 2021 – Công ty Cổ phần VCCorp

      Tầng 17,19,20,21 Toà nhà Center Building - Hapulico Complex,
      Số 1 Nguyễn Huy Tưởng, Thanh Xuân, Hà Nội.
      Email: btv@soha.vn
      Giấy phép số 2411/GP-TTĐT do Sở Thông tin và Truyền thông Hà Nội cấp ngày 31 tháng 07 năm 2015.
      Chịu trách nhiệm nội dung: Ông Nguyễn Thế Tân

      Liên hệ quảng cáo:
      Hotline: 0942.86.11.33
      Email: giaitrixahoi@admicro.vn
      Hỗ trợ & CSKH:
      Tầng 20, tòa nhà Center Building, Hapulico Complex,
      số 1 Nguyễn Huy Tưởng, phường Thanh Xuân Trung, quận Thanh Xuân, Hà Nội.
      Tel: (84 24) 7307 7979
      Fax: (84 24) 7307 7980

      Chat với tư vấn viên