SIÊU BÃO GIẢI PHÓNG NĂNG LƯỢNG TƯƠNG ĐƯƠNG 10.000 QUẢ BOM HẠT NHÂN
Added 2024-09-11 11:21:16 +0000 UTC
Chuyển ngữ từ các nguồn:
Mùa bão Đại Tây Dương đang đi qua nửa chặng đường, nhưng chúng ta đã chứng kiến một số cơn bão lớn. Ngay cả những cơn bão trung bình cũng giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Tất cả số năng lượng đó từ đâu mà ra?
Những người đã từng trải qua một cơn bão sẽ hiểu được sức tàn phá mà nó có thể gây ra một khi các đợt cuồng phong mạnh ập xuống, san phẳng nhà cửa, nhổ bật cây cối và tạo ra nhiều đợt sóng cồn lớn. Những cơn bão như thế này rất mạnh. Trên thực tế, "trong suốt vòng đời của một cơn bão, nó có thể tạo ra một lượng năng lượng tương đương như 10.000 quả bom hạt nhân", Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) cho biết.
Mùa bão ở vùng biển Đại Tây Dương vào năm 2017 được xem là "cực kỳ sôi động" với bảy cơn bão siêu lớn. Bốn trong số bảy cơn bão đó — được đặt tên là Harvey, Irma, Jose và Maria — đã đạt đến cấp cuồng phong CAT.3 hoặc cao hơn trên thang đo cấp bão Saffir-Simpson. Điều đó có nghĩa là chúng mạnh — vô cùng mạnh.
Khi siêu bão Jose đã suy yếu thành bão nhiệt đới, thì có đến ba cơn bão còn lại đã nhanh chóng di chuyển theo sau, gây ra thương vong và sức tàn phá khủng khiếp khi chúng đổ bộ vào đất liền, với lũ lụt và gió giật lên tới 130 dặm/giờ (209 km/g).
Theo Philip Klotzbach, một nhà khí tượng học chuyên dự báo bão theo mùa ở khu vực Đại Tây Dương, những cái tên như Irma, Harvey và Maria sẽ không còn được sử dụng nữa vì sức tàn phá và hậu quả chết chóc của chúng.
Nhưng tất cả những nguồn năng lượng đó [của bão nhiệt đới] đến từ đâu?
Bão — hay còn gọi là xoáy thuận nhiệt đới — hình thành trên vùng nước có độ ẩm cao, nhiệt độ bề mặt biển ấm (trên 26 độ C) và gió nhẹ. Những điều kiện đó thường xuất hiện vào mùa hè và đầu mùa thu ở vùng nhiệt đới Bắc Đại Tây Dương và Bắc Thái Bình Dương.
Theo NASA, các xoáy bão này sử dụng "không khí ấm và ẩm làm nhiên liệu". Luồng không khí di chuyển lên cao và bốc lên khỏi bề mặt đại dương sẽ tạo ra một vùng khí áp thấp. Thế rồi, không khí từ các vùng khí áp cao cạnh đó di chuyển [nhanh] vào vùng khí áp thấp. Cơ chế này cũng làm chúng ấm lên và bốc lên cao hơn.
Chu kỳ chuyển động này cứ tiếp tục, và khi khối không khí ấm, ẩm bốc lên và nguội đi, lượng hơi nước trong đó hình thành nên những đám mây. Mây sinh ra nhanh hơn; các luồng gió thổi mạnh và phát triển dần dần, lại tiếp tục được nuôi dưỡng bởi nhiệt độ và lớp nước bề mặt của đại dương. Hệ thống bão sẽ dần xoay nhanh hơn và hình thành nên một vùng khí áp thấp tĩnh lặng ở khu vực trung tâm, được gọi là mắt bão. Những luồng gió mạnh nhất thường xuất hiện bên ngoài vùng này, trong thành mắt bão (eye wall).
Tình trạng nóng lên toàn cầu
Bão thường yếu đi khi đổ bộ vào đất liền bởi vì chúng mất đi nhiên liệu từ khối nước ấm. Nhưng giới khoa học tin rằng tình trạng nóng lên toàn cầu (global warming) có thể làm tăng tần suất và cường độ của bão nhiệt đới, vì nước biển đang bị hâm nóng. Càng nhiều nước ấm thì càng nhiều nhiên liệu [cung ứng cho bão].
Những cơn bão mạnh nhất thường hình thành trên dòng chảy Vịnh (Gulf Stream) và vùng biển Caribbean, nơi nước ấm tồn tại ngay cả ở vùng nước sâu. Thường thì những vùng nước sâu ở Đại Tây Dương có nhiệt độ mát hơn. Khi một cơn bão phát triển và khuấy động vùng nước lạnh sâu, nó sẽ mất nhiên liệu. Cơ hội này có thể thay đổi khi Đại Tây Dương nóng lên. Ví dụ như, bão Irma có cường độ gió mạnh nhất được ghi nhận trong số bất kỳ cơn bão nào hình thành ở khu vực Đại Tây Dương.
Các máy quay đặt bên ngoài Trạm Vũ trụ Quốc tế (International Space Station - ISS) ghi lại cảnh tượng đáng sợ của cơn bão Florence vào sáng ngày 12 tháng 9 năm 2018, khi nó di chuyển qua Đại Tây Dương. Các nhà khoa học đã từng mơ ước và lập kế hoạch trong hơn 50 năm về cách ngăn chặn những cơn bão như vậy trên đường đi của chúng. Nguồn ảnh: NASA
Giới khoa học từng mơ ước tiêu diệt được bão như thế nào
Ý tưởng kỳ lạ đã từng xuất hiện hơn 60 năm trước về việc chống bão bằng vũ khí hạt nhân, đã lại được nêu ra sau khi giới truyền thông năm 2019 đưa tin rằng Tổng thống Trump đã đề cập đến khả năng này với các cố vấn an ninh quốc gia của ông ta. Trump sau đó đã phủ nhận báo cáo trên—nhưng bất kể thế nào, thì ông cũng không phải là người đầu tiên đề xuất ý tưởng này hoặc các kế hoạch điên rồ khác để ngăn chặn bão trên đường đi của chúng.
Ngày nay, việc can thiệp thay đổi cơn bão đang ở ngoài tầm tay khoa học, nhưng theo Ts. Phil Klotzbach, một chuyên gia về bão nhiệt đới tại Đại học Bang Colorado (Hoa Kỳ), đây từng là một lĩnh vực nghiên cứu sôi động vào thập kỷ 1960 và 1970. Trong nhiều thập kỷ, chính phủ Hoa Kỳ thậm chí đã cho chạy một chương trình thử nghiệm nhằm làm suy yếu những cơn bão bằng cách phun sương các hạt iodide bạc. Cuối cùng, dự án này được coi là có sai sót nghiêm trọng và đã bị hủy bỏ.
Những ý tưởng khác, như việc sử dụng máy bơm nước lạnh để giảm sức mạnh của cơn bão hoặc hấp thụ độ ẩm của cơn bão bằng một chất giống như bột rau câu, có vẻ thậm chí còn xa vời hơn.
Dự án STORMFURY
Có lẽ nỗ lực nổi tiếng nhất nhằm tiêu diệt bão là Dự án STORMFURY, một chương trình do chính phủ Hoa Kỳ phát động từ năm 1962 đến năm 1983.
Vào năm 1949, nhà khoa học khí quyển Bernard Vonnegut đã chứng minh rằng phân tử iodide bạc có thể được sử dụng để tăng cường sự hình thành các tinh thể băng từ nước siêu lạnh—tức là nước đã ở dưới điểm đóng băng—bên trong các đám mây. Bằng cách phun các hạt iodide bạc vào cơn bão, giới khoa học gia của chính phủ Mỹ nghĩ rằng họ có thể tạo ra các cơn giông bên ngoài thành mắt của cơn bão. Họ đưa ra giả thuyết rằng điều này sẽ khiến thành mắt bão xé rộng ra bên ngoài, làm giảm tốc độ gió tối đa của chính cơn bão.
Dự án STORMFURY đã tiến hành một loạt các thí nghiệm, bao gồm việc phun hạt [iodide bạc] cho bốn cơn bão vào tám ngày khác nhau. Trong một nửa số ngày thử nghiệm đó, sức gió của cơn bão dường như bị yếu đi tới 30 phần trăm sau khi sử dụng bạc iodide. Tuy nhiên, những kết quả này sau đó đã bị nghi ngờ khi các nhà khoa học biết rằng một số cơn bão có trải qua một quá trình tự nhiên gọi là "thay thế thành mắt bão", mà ở đó, các dải mưa bên ngoài tạo thành một vòng giông bão di chuyển vào bên trong, làm suy yếu và cuối cùng thay thế thành mắt bão. Cuối cùng, các nhà nghiên cứu kết luận rằng chính quá trình này có khả năng khiến cơn bão suy yếu mà họ thấy trong các thí nghiệm của mình, chứ không phải do bạc iodide.
“Thiết kế thử nghiệm [của dự án STORMFURY] tìm kiếm các cơn bão CAT.4 hoặc CAT.5 có mắt nhỏ,” Hugh Willoughby, một giáo sư tại Đại học Quốc tế Florida và là cựu giám đốc của Ban Nghiên cứu Bão thuộc Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Hoa Kỳ (NOAA) cho biết. “Và đó chính xác là những cơn bão thường có khả năng biểu hiện như vậy.”
Bồ hóng và chất nhầy
Trong thời kỳ hoàng kim của Dự án STORMFURY, có các nhà khoa học khác đã nghĩ đến những cách khác nhau để tấn công lốc xoáy từ trên không—như việc sử dụng các vi hạt carbon đen (black carbon), có nguồn gốc từ than củi, để làm giảm sức gió của chúng.
Carbon đen là một tác nhân bắt nhiệt mạnh mẽ, dễ hấp thu năng lượng mặt trời và giải phóng năng lượng này vào khí quyển. William Gray, chuyên gia khí tượng học về bão nhiệt đới, đã lý luận rằng nếu chúng ta sử dụng máy bay phản lực để phun luồng carbon đen vào tầng khí quyển thấp hơn, thì chúng ta có thể làm tăng nhiệt độ trên đại dương, tăng cường sự bốc hơi của nước và thúc đẩy sự hình thành giông bão. Tương tự như dự án STORMFURY, Ts. Gray đưa ra giả thuyết rằng nếu những cơn giông bão đó hình thành ở đúng nơi, chúng có thể làm suy yếu bức tường mắt của một cơn bão lớn.
Hoặc, thay vì đẩy nhanh quá trình hình thành mây, có lẽ chúng ta có thể vắt khô những đám mây trong cơn bão. Năm 2001, doanh nhân Peter Cordani đã tiến hành rắc Dyn-O-Gel—một loại bột rau câu có khả năng hấp thụ nước cao, sẽ biến thành chất nhầy khi tiếp xúc với nước—vào một đám mây và khiến nó biến mất khỏi radar thời tiết. Cordani hy vọng rằng hợp chất này, mà công ty của ông sản xuất dành cho tã lót, một ngày nào đó có thể được sử dụng để làm khô kiệt những cơn bão.
Nhưng theo Ts. Willoughby, Bộ phận Nghiên cứu Bão đã không bao giờ có thể xác định được liệu nguyên tắc vật lý hỗ trợ cho ý tưởng của Cordani có thực sự bảo đảm hay không. Ngay cả nếu có, để tác động đến một cơn bão, bạn có thể cần hàng chục nghìn tấn Dyn-O-Gel. Điều đó cũng tương tự đối với carbon đen, và đó có thể là lý do tại sao không có ý tưởng nào từng được thử nghiệm trên một cơn bão cả.
Làm nguội bớt đại dương
Nếu chúng ta không thể chống lại bão từ trên không, vậy còn từ biển thì sao? Vì bão lấy năng lượng từ nhiệt độ ấm nóng [của nước biển] nơi đại dương, nhiều nhà khoa học và chuyên gia phát minh (bao gồm cả Bill Gates) đã đề xuất cách làm mát bề mặt đại dương để làm suy yếu sức mạnh của bão.
Vào năm 2011, một nhóm các nhà khoa học đã tính toán những thông số về những gì cần thiết để triển khai một loạt "máy bơm nước trào ngược nhờ cơ chế nhồi sóng" (wave-driven upwelling pumps)—là loại máy bơm sử dụng chuyển động thẳng đứng của sóng để đẩy nước lạnh dưới tầng sâu của đại dương lên bề mặt biển thông qua một ống dài—xung quanh vùng biển của Miami (thuộc bang Florida, Mỹ). Nhưng họ thấy rằng một hệ thống có khả năng làm giảm nhiệt độ bề mặt đại dương từ 1 đến 1,5 độ C như vậy sẽ tiêu tốn từ 0,9 đến 1,5 tỷ đô la mỗi năm. Theo mô hình của giới nghiên cứu, nếu đặt đúng vị trí, các máy bơm có thể làm suy yếu đáng kể một cơn bão mạnh trước khi nó đổ bộ vào đất liền.
“Về nguyên tắc, cách làm đó sẽ mang đến hiệu quả”, nhà nghiên cứu cấp cao Kerry Emanuel, giáo sư khí tượng học tại MIT, cho biết. Theo quan điểm của ông, vấn đề lại nằm ở khía cạnh kinh tế của nó. “Tốt hơn là bạn nên gửi cho mọi người ván ép để đóng lại ván nhà của họ khi bão đi qua thì rẻ hơn nhiều”, ông nói.
Một ý tưởng đáng nghi ngờ hơn nhiều mà Bộ phận Nghiên cứu Bão thường xuyên được hỏi là việc kéo các tảng băng trôi từ hai cực của hành tinh vào vùng biển nhiệt đới. Ngoài chuyện thực tế là chúng ta có thể cần hàng trăm đến hàng nghìn tảng băng trôi để tạo ra sự thay đổi đáng kể về nhiệt độ đại dương, còn có một vấn đề mang tính hậu cần cơ bản hơn cho kế hoạch này.
Ts. Klotzbach cho biết: "Tảng băng được kéo sẽ tan chảy hết từ lâu trước khi trôi được đến vùng nhiệt đới".
Những sai lầm nghiêm trọng
Sau hơn 50 năm thảo luận và thử nghiệm, vẫn chưa rõ liệu chúng ta có thể tiêu diệt hoặc thậm chí làm cho một cơn bão bị tổn thương hay không. Theo Ts. Klotzbach, tất cả các kế hoạch đều gặp phải hai rào cản lớn: tính không thể đoán trước của bão và sức mạnh tuyệt đối của chúng.
“Hệ thống Bão thực sự rất kinh khủng,” Ts. Klotzbach nói, đồng thời cho biết thêm rằng chỉ trong một ngày, một cơn bão “điển hình” có thể giải phóng nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ năng lượng của mọi quốc gia trên hành tinh Trái Đất cộng lại. Nói cách khác, nhiệt lượng do một cơn bão giải phóng ra tương đương với việc kích nổ một quả bom hạt nhân 10 megaton cứ sau mỗi 20 phút. Ngay cả khi chúng ta nghĩ ra một phương pháp [tiêu tán năng lượng] có thể sánh ngang với sức mạnh của một cơn bão như vậy, thì vẫn còn một nhiệm vụ không hề tầm thường là biết chính xác cơn bão sẽ ở đâu, trước nhiều ngày, để huy động các biện pháp phòng thủ.
Cuối cùng, có những hậu quả tiềm tàng đáng kể về môi trường từ việc chống lại bão. Việc thay đổi thành phần và các yếu tố tự nhiên của đại dương trên quy mô lớn có thể tác động to lớn đến sinh vật biển. Việc phun hàng triệu kilogram các hạt bồ hóng nhỏ vào khí quyển có thể tạo ra mối nguy hiểm nghiêm trọng về sức khỏe cộng đồng đối với bất kỳ ai sống ở phía dưới gió bão.
Ts. Emanuel cho biết, việc ném bom hạt nhân vào một cơn bão rất có thể sẽ không làm giảm bớt cường độ của nó được bao nhiêu. Nhưng nếu xét về góc độ môi trường, hậu quả [cho cách làm này] sẽ rất khủng khiếp. "Tôi nghĩ hậu quả dễ xảy ra nhất chính là bạn sẽ có một cơn bão phóng xạ", ông nói.
