Gia sư, luyện thi, dạy nghề, tư vấn, viết bài, dịch thuật, thiết kết, lập trình, digital marketing

Bằng cách nào các nhà dự báo thời tiết ước lượng độ lạnh của gió?

Từ khóa tìm kiếm: Hãy Trả Lời Em Tại Sao? – Tập 10 – Arkady Leokum

Nỗ lực đầu tiên để định lượng hiệu ứng làm lạnh của gió được thực hiện năm 1939, trong luận án tiến sĩ của nhà địa lý học và khoa học Paul Siple. Làm việc với Charles Passel, ông đã thực hiện một loạt các thí nghiệm ở Nam cực để tìm hiểu sự liên kết giữa vận tốc gió và nhiệt độ trong việc tác động tới tốc độ mất nhiệt lượng của cơ thể con người – hay đúng hơn là của các ống nhựa chứa nước được treo trong gió Nam cực. Bất chấp vẻ ngoài có tính học thuật, các phát hiện được cho rằng có giá trị cho các nhà lập kế hoạch quân sự và được giữ bí mật cho tới sau Thế chiến thứ hai. Chúng cũng rất khó để diễn giải, vì hiệu ứng làm lạnh được xác định bằng các đơn vị đại diện cho sự mất năng lượng trên một mét vuông – không phải là một khái niệm thịnh hành.

Năm 1973, US National Weather Service (Cục thời tiết quốc gia của Hoa Kỳ) đã thực hiện một bước đi hiển nhiên là ghi đơn vị gió lạnh tương đương với nhiệt độ: tức là, nhiệt độ mà một người sẽ cảm thấy khi được đặt trong một điều kiện nào đó, chẳng hạn như vào một ngày mà nhiệt kế chỉ 00C và có một cơn gió 9m/s đang thổi sẽ làm ta cảm thấy như âm 140C.

Không thể tránh khỏi, việc chuyển các kết quả của Siple sang dạng dễ hiểu hơn sẽ làm cho các công thức phức tạp hơn, với các mệnh đề dựa vào vận tốc gió, nhiệt độ khí quyển và sự kết hợp của cả hai. Nó cũng cho thấy khó có thể là một hướng dẫn đáng tin rằng trời lạnh như thế nào – nhất là vì bản chất không thực tế của các thí nghiệm gốc của Siple và Passel.

Trong những năm vừa qua, điều này đã kích thích các nỗ lực mới để nắm bắt khái niệm gió lạnh và năm 2001 cục Thời tiết Quốc Gia Hoa Kỳ đã chấp nhận một công thức mới dựa vào các thí nghiệm và sự mô phỏng bằng máy tính. Công thức này đã cho một tác động lạnh ít khủng khiếp hơn, với một cơn gió 9m/s làm cho một ngày 00C có cảm giác khoảng -70C, ấm hơn nhiều so với công thức trước.

Trong các dự báo thời tiết, chúng ta nghe các từ áp cao và áp thấp, vậy có áp trung nằm giữa hai loại áp trên không?

Có một đường phân chia giữa áp suất cao và thấp, lập nên ở áp suất 1 atmosphere (at). Giá trị thực sự của áp suất được thiết lập theo tiêu chuẩn “mô hình tham khảo” của khí quyển từ năm 1965. Theo đó thì áp suất khí quyển tại mực nước biển là 1.013,25 milibars. Áp suất nào cao hơn con số này gọi là “áp cao”, ngược lại sẽ gọi là “áp thấp”.

Vào ngày 31 tháng 1 năm 1902, một áp cao kỉ lục ở Anh là 1.054,7 millibars được ghi nhận ở Aberdeen, còn áp cao kỉ lục của thế giới được ghi nhận là 1.083,8 mil- libars tại Agata, Siberia vào ngày 31 tháng 12 năm 1968.

Nếu thời tiết là không thể dự đoán, chúng ta có thể tin vào những dự báo về việc biến đổi của khí hậu không?

Theo các nhà khí tượng học, các dự báo thời tiết xa hơn 20 ngày thường bị bác bỏ bởi bản chất “bất ổn” của khí quyển, trong các dự báo thời tiết chỉ cần một sai lệch nhỏ trong dữ liệu đầu vào, theo thời gian, sẽ chôn vùi dự báo đó. Cho nên sẽ sai lầm bao nhiêu trong những sự báo của chúng ta về thời tiết của trái đất trong nhiều thập niên kế tiếp ngay từ bây giờ. Qua nhiều năm, câu trả lời là các dự báo khí hậu tập trung vào các yếu tố trải rộng, như nhiệt độ mùa hè, mưa mùa đông và những yếu tố ít nhạy cảm với tác động của các “bất ổn”.

Từ đó đưa đến một dự án khổng lồ về việc lập mô hình thời tiết vào tháng 3 năm 2003. Ý tưởng ở đây chính là vận hành hàng ngàn mô hình mô phỏng thời tiết của trái đất, mỗi mô hình có đầu vào khác nhau một chút và ghi nhận xem kết quả cuối cùng của chúng khác nhau như thế nào? Phương pháp “Dự báo đồng bộ” này được áp dụng rộng rãi để đo tác động của các sự bất ổn đối với các dự báo thời tiết. Hiện nay phương pháp này đang được áp dụng vào việc lập mô hình khí hậu. Nó quan tâm xem xét độ lớn của các tác động của các sự bất ổn vào các mô hình thời tiết.