Trận lốc xoáy kinh hoàng vừa qua ở Oklahoma đã gióng lên hồi chuông cảnh báo về sức mạnh hủy diệt của thiên nhiên. Vậy, lốc xoáy thực chất là gì? Chúng hình thành như thế nào và có những đặc điểm gì đáng chú ý? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này.
Mục Lục
Định nghĩa lốc xoáy (vòi rồng)
Theo định nghĩa khoa học, lốc xoáy, hay còn gọi là vòi rồng, là một cột khí xoáy cực mạnh, hút từ bề mặt đất lên đám mây vũ tích (Cumulonimbus), tạo thành một hình phễu di động lơ lửng từ đám mây, trông giống như một cái vòi khổng lồ. Để được công nhận là một cơn lốc xoáy, cột khí này phải tiếp xúc đồng thời với cả mặt đất và đám mây vũ tích.
Quá trình hình thành lốc xoáy
Lốc xoáy hình thành như thế nào? Lốc xoáy tại Oklahoma.
Giải thích đơn giản và quen thuộc nhất về sự hình thành lốc xoáy là: “Khối khí nóng ẩm từ vịnh biển thổi vào gặp khối không khí lạnh và khô từ vùng núi cao”. Tuy nhiên, thực tế phức tạp hơn nhiều. Rất nhiều cơn bão hình thành trong điều kiện tương tự nhưng không tạo ra lốc xoáy. Điều này cho thấy vẫn còn những yếu tố chưa được giải thích đầy đủ trong quá trình hình thành lốc xoáy. Điều này cũng lý giải tại sao hiện tượng lốc xoáy ít xảy ra ở Việt Nam so với các khu vực khác như Oklahoma.
Theo Wikipedia, lốc xoáy thường phát triển từ những cơn dông mạnh, thậm chí siêu mạnh. Do đó, những khu vực có dông bão dữ dội có nguy cơ hình thành lốc xoáy cao hơn, mặc dù may mắn thay, hiện tượng này vẫn tương đối hiếm gặp. Lốc xoáy cũng có thể hình thành từ dải gió giật mạnh hoặc trong các cơn bão lớn. Giả thuyết phổ biến cho rằng khi lớp không khí lạnh ở trên đè xuống lớp không khí nóng ở dưới, không khí nóng sẽ bị đẩy lên rất mạnh, tạo điều kiện cho sự hình thành lốc xoáy. Tuy nhiên, lốc xoáy hình thành trên mặt nước đôi khi không có sự đối lưu rõ rệt hoặc sự khác biệt về nhiệt độ giữa các lớp khí, cho thấy nguyên nhân hình thành lốc xoáy vẫn còn là một bí ẩn đối với các nhà khoa học.
Phần lớn các cơn lốc xoáy hình thành từ một dạng mây dông đặc biệt, đó là mây dông tích điện. Một đám mây dông tích điện có thể tồn tại trong vài giờ, xoáy tròn trong khu vực có đường kính từ 10 đến 16 km, di chuyển hàng trăm km và tạo ra vô số các ống hút khổng lồ. Nguồn gốc của chúng là vùng khí hậu có sự tương tác giữa luồng khí nóng đi lên và luồng khí lạnh đi xuống.
Quá trình hình thành lốc xoáy bắt đầu khi có sự tương tác giữa cơn dông có chiều hướng lên trên và gió. Sự tương tác này khiến tầng khí nóng ở dưới di chuyển lên trên và bắt đầu xoay tròn trong không trung. Tiếp theo, dòng khí lạnh di chuyển xuống mặt đất ở phía bên kia của cơn bão. Vận tốc của dòng khí lạnh này có thể vượt quá 160 km/h, góp phần tăng cường sự xoáy và hình thành lốc xoáy.
Thời gian tồn tại của một trận lốc xoáy
Hình ảnh lốc xoáy/vòi rồng.
Thời gian tồn tại của một cơn lốc xoáy có thể dao động rất lớn, từ vài giây ngắn ngủi đến hơn một giờ đồng hồ. Cơn lốc xoáy tồn tại lâu nhất trong lịch sử vẫn còn là một ẩn số, do có nhiều ghi nhận về các cơn lốc xoáy “tuổi thọ” cao từ nửa đầu thế kỷ 20. Tuy nhiên, phần lớn các cơn lốc xoáy chỉ kéo dài dưới 10 phút. Trận lốc xoáy kinh hoàng ở Oklahoma vừa qua đã kéo dài hơn 40 phút, gây ra hậu quả vô cùng nghiêm trọng.
Cường độ lốc xoáy F (Fujita scale)
Để đánh giá và phân loại cường độ của lốc xoáy, Tiến sĩ T. Theodore Fujita đã phát triển một hệ thống dựa trên mức độ thiệt hại mà lốc xoáy gây ra cho các công trình xây dựng do sức gió. Hệ thống này được gọi là thang Fujita (F-scale).
Thang Fujita ban đầu đã được thay thế bằng một phiên bản cải tiến. Việc đo lường chính xác tốc độ gió trong lốc xoáy vẫn là một thách thức lớn, và tốc độ gió ước tính trên thang F ban đầu chưa bao giờ được kiểm chứng một cách khoa học. Hơn nữa, mức độ thiệt hại gây ra bởi lốc xoáy có thể khác nhau tùy thuộc vào chất lượng công trình, hướng gió, và thời gian tác động.
Thang Fujita cải tiến xếp hạng thiệt hại do lốc xoáy gây ra từ F0 đến F5, dựa trên các tiêu chí như ảnh hưởng đến nhà cửa, cây cối, và các công trình xây dựng khác. Thang đo này giúp các nhà khoa học và cơ quan chức năng đánh giá mức độ nguy hiểm của lốc xoáy và đưa ra các biện pháp phòng ngừa và ứng phó phù hợp.
Âm thanh đặc trưng của lốc xoáy
Âm thanh của lốc xoáy rất đa dạng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm đối tượng mà lốc xoáy tấn công, quy mô và cường độ của nó. Tuy nhiên, âm thanh phổ biến nhất của lốc xoáy là tiếng “đùng đùng” liên tục, giống như tiếng tàu hỏa đang đến gần. Trong một số trường hợp, lốc xoáy có thể tạo ra tiếng ồn lớn như tiếng thác nước đổ hoặc tiếng gió rít mạnh khi mở cửa kính ô tô ở tốc độ cao. Việc nhận biết âm thanh đặc trưng của lốc xoáy có thể giúp người dân có thêm thời gian để tìm nơi trú ẩn an toàn.