Tiên đoán thời tiết là một hoạt động rất quan trọng từ xưa tới nay. Nhà nông thì được mùa hay mất mùa thường phụ thuộc vào thời tiết mưa nắng. Ngư dân ra biển đánh cá chắc chắn muốn biết biển có động hay không. Ngày nay cũng vậy, nhiều hoạt động tùy thuộc vào thời tiết, thí dụ nếu bị mưa bão thì máy bay có thể bị chậm trễ.
Ngày xưa không có siêu máy tính tiên đoán thời tiết như bây giờ, nên người ta dựa vào những dấu báo hiệu của trời đất cũng như của các loài vật để dự báo thời tiết như câu ca dao: “Bạn chài, thợ lái bảo nhau/ Mống Ðông chớp lạch quay mau về nhà,” hay: “Kiến đen tha trứng lên cao/Thể nào cũng có mưa rào rất to.”
Người Âu Mỹ cũng có những câu ca dao tiên đoán thời tiết như người Việt mình: “Red sky at night/Sailor’s delight/Red sky in morning/Sailor’s warning,” hay “If the goose honks high, fair weather/If the goose honks low, foul weather.”
Lý do người ta quan sát thú vật để tiên đoán thời tiết là vì thú vật rất là nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường chung quanh. Hồi xưa con người cũng nhạy cảm với thiên nhiên, nhưng sau nhiều thế hệ được che chắn trong nhà, con người bớt nhạy cảm nhiều. Bây giờ muốn biết ngày mai mưa hay nắng thì người ta chỉ việc mở đài truyền hình The Weather Channel hay mở một app ngay trên điện thoại di động.
Vì có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới thời tiết nên tiên đoán thời tiết rất khó. Hiện tại người ta phải sử dụng tới những máy tính cỡ lớn nhất để tiên đoán thời tiết. Nhưng nhiều khi vẫn không chính xác.
Ðể tìm hiểu về tiên đoán thời tiết, chúng ta cần biết về những yếu tố ảnh hưởng đến việc tiên đoán thời tiết.
Yếu tố ảnh hưởng đến việc tiên đoán thời tiết
– Áp suất không khí: Áp suất không khí là sức nặng của không khí đè lên một đơn vị diện tích trên trái đất. Có nhiều đơn vị đo áp suất không khí, ở Hoa Kỳ người ta dùng inches of Mercury (viết tắt là inHg), các nhà khí tượng thì dùng milibar (viết tắt là mb). Áp suất không khí trung bình tại mặt nước biển là 29.92 inHg hay là 1013 mb. Áp suất không khí thay đổi luôn luôn. Việc tiên đoán thời tiết ngắn hạn thường dựa vào sự thay đổi này. Thí dụ như khi áp suất không khí tăng lên từ từ thì thường có nghĩa là khí hậu khô. Áp suất không khí giảm thì thường có nghĩa là sắp sửa có bão hay mưa hay gió.
– Ðộ ẩm: Trong không khí luôn luôn có hơi nước. Ðộ ẩm là lượng hơi nước trong không khí. Không khí nóng có khả năng chứa nhiều hơi nước hơn không khí lạnh. Ít hay nhiều hơi nước quá trong không khí có thể nguy hiểm đến sức khỏe, nhất là khi nóng và độ ẩm cao. Các nhà tiên đoán thời tiết thường nói tới hai loại độ ẩm, một là độ ẩm tuyệt đối, hai là độ ẩm tương đối.
Ðộ ẩm tuyệt đối là lượng nước trong không khí tại một nhiệt độ nào đó, đo bằng gram trên một mét khối (gram per cubic meter). Ðộ ẩm tuyệt đối thay đổi theo nhiệt độ. Ðộ ẩm tương đối là tỉ lệ của độ ẩm tuyệt đối hiện có và độ ẩm tuyệt đối cao nhất có thể có được.
– Nhiệt độ: Mùa Ðông ở xứ lạnh nếu tiên đoán sai vài độ thì có thể sai từ mưa sang bão tuyết.
– Gió: Có hai yếu tố chính của gió là hướng gió và tốc độ.
Tại sao thời tiết thay đổi?
Ánh sáng mặt trời cung cấp năng lượng cho trái đất. Nhưng ánh sáng mặt trời chiếu tới không đều, có chỗ nhiều như vùng xích đạo, có chỗ ít như trên vùng Bắc và Nam Cực, do đó có chỗ nóng chỗ lạnh. Khối không khí từ vùng nóng sẽ di chuyển tới vùng lạnh và ngược lại theo quá trình phân phối lại nhiệt. Sự di chuyển đó gây ra gió và làm thời tiết thay đổi.
Những phương tiện tiên đoán thời tiết
Vì tiên đoán thời tiết rất quan trọng cho mọi hoạt động của con người từ quân sự tới canh nông, nên các chính phủ bỏ rất nhiều tiền trong hoạt động này và những nhà khí tượng có rất nhiều dụng cụ dùng để tiên đoán thời tiết.
– Bóng khí tượng: Bóng khí tượng là loại bóng bay rất cao khoảng 40,000 mét và mang nhiều dụng cụ khoa học để thu thập các dữ liệu về khí hậu. Mỗi ngày hai lần, lúc 0 giờ sáng và 12 giờ trưa khoảng 800 bóng khí tượng được thả ra trên thế giới. Mục đích là có dữ liệu về hiện trạng của trái đất ở trên thượng tầng không khí.
– Vệ tinh thời tiết: Ðể có cái nhìn bao quát của trái đất, nhà khí tượng có vệ tinh thời tiết. Vệ tinh thời tiết có bộ cảm nhận để biết nhiệt độ và nhiều dữ kiện về thời tiết khác. Vệ tinh thời tiết là loại vệ tinh mà nhiệm vụ chính là quan sát thời tiết của trái đất. Vệ tinh thời tiết đầu tiên được NASA phóng ngày 1 Tháng Tư, 1960, từ Cape Canaveral, gọi là TIROS-1 (Television InfraRed Observational Satellite). Vệ tinh này chỉ ở trên trời được 78 ngày, nhưng cũng chứng tỏ là có thể dùng vệ tinh để quan sát và tiên đoán thời tiết.
Những vệ tinh thời tiết bây giờ đều là địa tĩnh (geostationary) tức là đối với người ở dưới đất thì vệ tinh đó gần như là ở yên một chỗ trên không gian. Tháng Mười Một vừa qua NASA mới phóng một vệ tinh thời tiết tối tân nhất gọi là GOES-R (Geostationary Operational Environment Satellite-R).
– Radar: Radar vừa xoay vòng tròn vừa phát ra những sóng vô tuyến cực ngắn, rồi thu nhận làn sóng phản hồi. Dùng hiệu ứng Doppler để phân tích radar có thể cho biết nhiều chi tiết về mây mưa trong vòng 250 dặm. Trên xứ Mỹ có tới 158 đài radar quan sát khí tượng.
– Trạm khí tượng: Trên thế giới mỗi ngày có cả triệu thông tin về thời tiết được người cũng như máy móc tự động ghi. Riêng ở Hoa Kỳ thì có trên 11,000 trạm thu thập các dữ kiện về khí hậu như là nhiệt độ và lượng mưa mỗi ngày. Những dữ liệu này được gửi tới những cơ quan thuộc National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) để phân tích và tiên đoán thời tiết.
– Mô hình tiên đoán thời tiết: Có rất nhiều mô hình tiên đoán thời tiết, thí dụ có mô hình tiên đoán khí tượng ngoài biển cho tàu bè, có mô hình tiên đoán thời tiết trên không cho các máy bay. Khi có bão thì lại có mô hình khác để theo dõi cơn bão sẽ đi theo hướng nào và sức mạnh là bao nhiêu để loan báo cho mọi người biết mà tránh.
Sự diễn biến của bầu khí quyển tuân theo các định luật vật lý. Những định luật này có thể diễn tả bằng những phương trình toán học. Trên nguyên tắc, cho những trị số ban đầu (tức là hiện trạng khí hậu) thì lời giải của những bài toán này sẽ cho biết tình trạng khí hậu trong tương lai tức là tiên đoán thời tiết.
Hiện nay nhờ những dụng cụ tối tân và máy tính cực mạnh nên tiên đoán thời tiết địa phương và trong tương lai gần khá chính xác. Tuy nhiên dự báo về bão thì còn chưa chính xác. Có nhiều mô hình theo dõi cơn bão và dự báo đường đi của cơn bão.
Theo nhiều nguồn thì mô hình của Âu Châu ECMWF (European Center for Medium-Range Weather Forecasting) là chính xác hơn cả. Tôi cũng đã từng chứng kiến điều đó khi theo dõi những trận bão bên bờ Ðông Hoa Kỳ. Mô hình của Mỹ tiên đoán nơi đổ bộ của bão thường là không đúng bằng mô hình của Âu Châu.
Mời độc giả xem Điểm tin buổi sáng Thứ Năm, ngày 2 tháng 2 năm 2017
—————-
Nguồn tài liệu: www.weather.gov, www.noaa.gov – đây là trang mạng của cơ quan National Oceanic and Atmospheric Administration, www.theweatherprediction.com, www.weatherquestion.com.
