Bão nhiệt đới là gì? Các nghiên cứu về Bão nhiệt đới

Định nghĩa về bão nhiệt đới

Bão nhiệt đới là một hệ thống áp thấp có tổ chức, xoáy theo chiều ngược kim đồng hồ ở Bắc bán cầu và theo chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu, với tâm bão áp suất thấp rõ rệt. Nó hình thành trên biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, thường đi kèm với gió mạnh, mưa to và sự phát triển đối xứng quanh tâm bão.

Điểm khác biệt của bão nhiệt đới so với các hình thái áp thấp khác là sự duy trì năng lượng từ hơi nước bốc hơi và ngưng tụ trên biển ấm. Quá trình giải phóng nhiệt ẩn khi hơi nước ngưng tụ trong các đám mây dông cung cấp năng lượng khổng lồ, giúp hệ thống bão tiếp tục tăng cường.

Bão nhiệt đới được coi là hiện tượng thời tiết cực đoan, có thể di chuyển hàng nghìn km và gây ảnh hưởng lớn đến cả trên biển lẫn đất liền. Một cơn bão trung bình có kích thước từ vài trăm đến hơn một nghìn km đường kính, tồn tại trong nhiều ngày. Những cơn bão mạnh nhất có thể đạt tốc độ gió trên 250 km/h và sức tàn phá ngang với các thảm họa tự nhiên khác như động đất hoặc sóng thần.

Cơ chế hình thành

Quá trình hình thành bão nhiệt đới phụ thuộc vào nhiều yếu tố khí tượng và hải dương. Trước hết, bề mặt biển cần đạt nhiệt độ ít nhất 26,5°C và kéo dài đến độ sâu khoảng 50 mét để cung cấp đủ năng lượng nhiệt. Nước biển ấm cung cấp hơi nước liên tục, tạo ra dòng đối lưu mạnh đưa không khí ẩm bốc lên tầng cao.

Sự ngưng tụ của hơi nước trong mây dông giải phóng nhiệt ẩn, làm tăng nhiệt độ cột khí, khiến không khí nhẹ hơn và tiếp tục bốc lên. Quá trình này kích hoạt vòng xoáy tự duy trì: hơi nước bốc hơi – ngưng tụ – giải phóng nhiệt – tăng đối lưu. Bão hình thành khi vòng xoáy đạt đến quy mô lớn và có tổ chức với tâm áp thấp rõ ràng.

Một yếu tố bắt buộc khác là hiệu ứng Coriolis do Trái Đất quay. Nếu không có sự lệch hướng này, khối khí sẽ không xoáy và bão không thể hình thành. Chính vì vậy, bão không xuất hiện ngay tại xích đạo mà thường cách ít nhất 5° vĩ độ về phía bắc hoặc nam.

Các điều kiện thuận lợi để hình thành bão nhiệt đới thường bao gồm:

• Nhiệt độ nước biển ≥ 26,5°C trong lớp nước sâu khoảng 50 m.
• Khí quyển có độ ẩm cao và bất ổn định, thuận lợi cho đối lưu.
• Hiệu ứng Coriolis đủ mạnh (cách xích đạo ít nhất 5°).
• Gió cắt thẳng đứng yếu, giúp hệ thống xoáy phát triển đều.

Nếu một trong những điều kiện này không được đáp ứng, hệ thống đối lưu mạnh trên biển thường tan rã trước khi phát triển thành bão nhiệt đới.

Cấu trúc của bão nhiệt đới

Một cơn bão nhiệt đới điển hình có cấu trúc rõ rệt với ba thành phần chính: mắt bão, thành mắt và các dải mưa xoắn ốc. Mắt bão nằm ở trung tâm, có đường kính trung bình 30–50 km, trong đó gió nhẹ và trời thường quang đãng. Đây là vùng có áp suất thấp nhất, được bao quanh bởi thành mắt bão.

Thành mắt bão là khu vực nguy hiểm nhất, nơi gió đạt vận tốc cực đại và mưa xối xả. Những đám mây dông phát triển cao tới tầng đối lưu trên, tạo thành bức tường xoáy quanh mắt bão. Khi thành mắt tái cấu trúc, cường độ bão có thể thay đổi nhanh chóng.

Ngoài thành mắt, bão còn có các dải mưa xoắn ốc, trải dài hàng trăm km, mang theo mưa lớn và gió giật. Các dải mưa này không chỉ gây ngập lụt diện rộng mà còn tạo điều kiện cho các cơn lốc xoáy nhỏ hình thành ở khu vực ven bờ.

Thành phần	Đặc điểm	Tác động chính
Mắt bão	Trung tâm tĩnh lặng, áp suất thấp	Ít gió, đôi khi trời quang
Thành mắt bão	Vòng mây dày đặc, đối lưu mạnh	Gió mạnh nhất, mưa lớn nhất
Dải mưa xoắn ốc	Các dải mây kéo dài hàng trăm km	Mưa lớn, lốc xoáy nhỏ, ngập lụt

Sự phân tầng và đối xứng trong cấu trúc bão cho phép các nhà khí tượng học theo dõi và dự báo cường độ bão thông qua dữ liệu vệ tinh và radar.

Phân loại và cường độ

Bão nhiệt đới được phân loại dựa trên tốc độ gió tối đa duy trì gần tâm bão. Khi tốc độ gió dưới 63 km/h, hệ thống này được gọi là áp thấp nhiệt đới. Khi gió đạt từ 63–117 km/h, nó trở thành bão nhiệt đới. Khi vượt quá 118 km/h, hệ thống được phân loại là bão mạnh hoặc siêu bão tùy theo thang đo khu vực.

Ở Đại Tây Dương và Đông Bắc Thái Bình Dương, người ta sử dụng thang bão Saffir–Simpson, chia bão thành 5 cấp từ Cấp 1 (118–153 km/h) đến Cấp 5 (≥ 252 km/h). Thang đo này không chỉ phản ánh sức gió mà còn gián tiếp thể hiện mức độ thiệt hại tiềm tàng.

Tại Tây Bắc Thái Bình Dương, Trung tâm Cảnh báo Bão Liên hợp (JTWC) và Cơ quan Khí tượng Nhật Bản (JMA) sử dụng hệ thống riêng để phân loại, trong đó các cơn bão có gió duy trì trên 150 km/h thường được gọi là “super typhoon” (siêu bão).

Một số thang đo phân loại bão phổ biến:

• Áp thấp nhiệt đới: gió tối đa < 63 km/h.
• Bão nhiệt đới: gió từ 63–117 km/h.
• Bão cấp 1–5 theo Saffir–Simpson: từ 118 km/h đến ≥ 252 km/h.

Phân loại bão là công cụ quan trọng để đưa ra cảnh báo sớm, hỗ trợ công tác ứng phó thiên tai, và đánh giá mức độ rủi ro cho cộng đồng ven biển.

Khu vực xuất hiện và tần suất

Bão nhiệt đới không xuất hiện ngẫu nhiên mà có sự phân bố rõ rệt theo khu vực địa lý. Chúng hình thành chủ yếu trên các đại dương nhiệt đới, nơi có nhiệt độ nước biển ấm và độ ẩm cao. Các lưu vực hoạt động chính bao gồm Đại Tây Dương, Tây Bắc Thái Bình Dương, Đông Bắc Thái Bình Dương, Bắc Ấn Độ Dương, Nam Ấn Độ Dương và Nam Thái Bình Dương. Trong đó, Tây Bắc Thái Bình Dương là khu vực hoạt động mạnh nhất, ghi nhận trung bình hơn 25 cơn bão mỗi năm.

Mỗi lưu vực có mùa bão riêng. Ví dụ, ở Đại Tây Dương, mùa bão kéo dài từ tháng 6 đến tháng 11, đạt đỉnh vào tháng 8–10. Tại Bắc Ấn Độ Dương, bão thường xảy ra hai đợt trong năm: từ tháng 4 đến tháng 6 và từ tháng 9 đến tháng 12, liên quan chặt chẽ đến gió mùa. Ở Nam bán cầu, bão thường xuất hiện trong giai đoạn từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.

Sự phân bố bão còn chịu ảnh hưởng của các dao động khí hậu lớn như ENSO (El Niño – Southern Oscillation). Khi El Niño xảy ra, bão Đại Tây Dương thường giảm trong khi bão ở Thái Bình Dương tăng. Ngược lại, trong pha La Niña, Đại Tây Dương thường có nhiều bão mạnh hơn.

Lưu vực	Mùa bão chính	Số lượng trung bình/năm
Đại Tây Dương	Tháng 6 – 11	12–15
Tây Bắc Thái Bình Dương	Quanh năm, đỉnh từ tháng 5 – 10	25–30
Bắc Ấn Độ Dương	Tháng 4–6 và 9–12	4–6
Nam Ấn Độ Dương & Nam Thái Bình Dương	Tháng 11 – 4	10–12

Tác động đến môi trường và xã hội

Bão nhiệt đới gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng về người và tài sản. Gió mạnh có thể phá hủy nhà cửa, cơ sở hạ tầng, và hệ thống điện. Mưa lớn dẫn đến lũ lụt diện rộng, sạt lở đất, trong khi sóng lớn và nước dâng do bão (storm surge) gây ngập sâu vùng ven biển. Nhiều thảm họa lịch sử đã ghi nhận thiệt hại hàng trăm nghìn sinh mạng, như siêu bão Bhola năm 1970 ở Bangladesh.

Ngoài thiệt hại vật chất, bão còn gây tác động lâu dài đến kinh tế và xã hội. Các hoạt động nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất lúa gạo ở vùng đồng bằng ven biển, bị ảnh hưởng nặng nề do ngập mặn và lũ lụt. Ngành thủy sản chịu tổn thất khi tàu thuyền bị phá hủy và hệ sinh thái ven biển bị tàn phá. Hệ quả gián tiếp bao gồm dịch bệnh, thiếu lương thực và mất nơi ở cho hàng triệu người.

Tuy nhiên, bão cũng có những vai trò tích cực nhất định đối với cân bằng khí hậu. Chúng vận chuyển năng lượng nhiệt từ vùng xích đạo về vĩ độ cao, góp phần điều chỉnh sự phân bố nhiệt độ toàn cầu. Bão cũng giúp bổ sung nguồn nước ngọt cho nhiều khu vực, mặc dù đi kèm rủi ro lũ lụt.

Các hiện tượng liên quan

Bão nhiệt đới thường không xuất hiện đơn lẻ mà có thể kết hợp hoặc bị chi phối bởi các hiện tượng khí hậu khác. ENSO là yếu tố nổi bật, ảnh hưởng lớn đến tần suất và cường độ bão ở nhiều lưu vực. Khi El Niño mạnh, khu vực Thái Bình Dương giữa và phía đông có nhiều bão hơn, trong khi Đại Tây Dương giảm số lượng bão.

Bão cũng có thể tạo điều kiện cho các hiện tượng nguy hiểm khác. Sóng dâng do bão là mối đe dọa lớn đối với vùng ven biển, khi mực nước biển dâng cao hơn bình thường 3–6 mét. Triều cường kết hợp với sóng dâng làm tăng thiệt hại ngập lụt. Trên đất liền, lượng mưa lớn từ bão có thể gây sạt lở đất ở khu vực đồi núi. Các xoáy thuận nhỏ (tornado) thường hình thành trong dải mưa xoắn ốc, đặc biệt khi bão đổ bộ.

• ENSO (El Niño/La Niña) – điều chỉnh số lượng và cường độ bão.
• Sóng dâng do bão – mực nước biển tăng đột ngột gây ngập ven biển.
• Triều cường – làm trầm trọng thêm tác động ngập lụt.
• Sạt lở đất và lốc xoáy nhỏ – hiện tượng thứ cấp khi bão vào đất liền.

Dự báo và theo dõi

Sự phát triển của công nghệ vệ tinh, radar và mô hình số trị đã cải thiện đáng kể khả năng dự báo bão. Các cơ quan như National Hurricane Center (NHC) ở Hoa Kỳ, Cơ quan Khí tượng Nhật Bản (JMA) và Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) có trách nhiệm giám sát và phát hành cảnh báo bão cho các khu vực.

Dự báo hiện đại không chỉ cung cấp đường đi dự kiến mà còn đưa ra dự báo về cường độ, lượng mưa, và mức nước dâng. Nhờ đó, chính quyền và cộng đồng có thể chủ động sơ tán, bảo vệ tài sản và giảm thiểu rủi ro. Tuy nhiên, dự báo cường độ bão vẫn còn là thách thức lớn, do sự phức tạp của quá trình tương tác khí quyển – đại dương.

Nhiều quốc gia ven biển đã thiết lập hệ thống quan trắc tại chỗ, sử dụng phao đại dương, radar Doppler và máy bay thám sát bão. Các dữ liệu này được tích hợp vào mô hình số để tăng độ chính xác trong dự báo ngắn hạn.

Ứng phó và giảm nhẹ rủi ro

Các chiến lược ứng phó bão bao gồm cả biện pháp công trình và phi công trình. Biện pháp công trình bao gồm xây dựng hệ thống đê biển, kè chắn sóng, và nhà trú ẩn chống bão. Biện pháp phi công trình gồm hệ thống cảnh báo sớm, kế hoạch sơ tán, và giáo dục cộng đồng về phòng tránh thiên tai.

Một trong những giải pháp tự nhiên là trồng rừng ngập mặn, vốn đóng vai trò như tấm chắn sóng tự nhiên, giảm thiểu sức tàn phá của sóng dâng. Ngoài ra, việc quy hoạch đô thị ven biển hợp lý, hạn chế xây dựng ở khu vực nguy hiểm, cũng giúp giảm thiểu thiệt hại lâu dài.

Các chương trình hợp tác quốc tế đóng vai trò quan trọng. Ví dụ, Chương trình Bão Nhiệt đới của WMO cung cấp khung hợp tác khu vực, chia sẻ dữ liệu và nâng cao năng lực dự báo giữa các quốc gia.

Tác động của biến đổi khí hậu

Nghiên cứu gần đây cho thấy biến đổi khí hậu có thể làm gia tăng cường độ của các cơn bão nhiệt đới. Nhiệt độ bề mặt biển tăng cung cấp nhiều năng lượng hơn cho bão, trong khi mực nước biển dâng làm tăng mức độ nghiêm trọng của sóng dâng. Tuy chưa có bằng chứng chắc chắn rằng số lượng bão sẽ tăng, nhưng khả năng xảy ra các siêu bão với sức tàn phá lớn đang ngày càng cao.

Ngoài ra, biến đổi khí hậu làm thay đổi quỹ đạo và thời gian hoạt động của bão. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng bão có xu hướng di chuyển chậm hơn, gây mưa kéo dài và lũ lụt nghiêm trọng hơn. Bão cũng có khả năng xuất hiện ở những vĩ độ cao hơn so với trước đây, đe dọa các khu vực vốn ít quen với hiện tượng này.

Việc kết hợp các kịch bản biến đổi khí hậu vào dự báo dài hạn là cần thiết để nâng cao khả năng ứng phó. Các nghiên cứu khí hậu – bão hiện nay tập trung vào việc phát triển mô hình khí hậu toàn cầu có độ phân giải cao, nhằm mô phỏng chính xác hơn sự tương tác giữa bão và môi trường đại dương – khí quyển.

Tài liệu tham khảo

• National Hurricane Center (NHC). https://www.nhc.noaa.gov
• Japan Meteorological Agency (JMA). https://www.jma.go.jp
• World Meteorological Organization (WMO). https://public.wmo.int
• NASA Earth Observatory – Hurricanes Overview. https://earthobservatory.nasa.gov/hurricanes
• Knutson, T. et al. (2020). Tropical cyclones and climate change assessment. Bulletin of the American Meteorological Society, 101(3), E303–E332.
• Emanuel, K. (2017). Assessing the present and future probability of Hurricane Harvey’s rainfall. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(48), 12681–12684.
• Walsh, K. J. et al. (2016). Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, 7(1), 65–89.