Vì sao bão kéo theo mưa lớn và ngập úng?

Bão, một trong những hiện tượng thời tiết cực đoan và tàn khốc nhất trên Trái đất, không chỉ gây ra gió giật mạnh mà còn kéo theo những trận mưa xối xả, gây ngập lụt trên diện rộng. Để hiểu rõ vì sao bão lại có thể tạo ra lượng mưa khổng lồ đến vậy, chúng ta cần tìm hiểu về bản chất của nó, một hệ thống áp thấp khổng lồ hoạt động như một cỗ máy năng lượng nhiệt động.

Mọi cơn bão đều bắt nguồn từ đại dương ấm. Khi nhiệt độ bề mặt nước biển đạt khoảng $26.5\; độC$ trở lên, hơi nước từ mặt biển bốc hơi và bay lên cao. Quá trình này mang theo một lượng nhiệt ẩn khổng lồ từ đại dương vào không khí. Khi bão hình thành, nó hoạt động như một "máy bơm" khổng lồ, liên tục hút hơi ẩm từ bề mặt đại dương. Lượng hơi ẩm này là nguồn nhiên liệu chính để duy trì và tăng cường sức mạnh của cơn bão. Hơi nước bốc lên cao, gặp không khí lạnh hơn ở thượng tầng, sẽ ngưng tụ thành những đám mây.

Quá trình ngưng tụ này là mấu chốt tạo ra mưa lớn. Khi hơi nước chuyển từ thể khí sang thể lỏng, nó giải phóng một lượng nhiệt khổng lồ, được gọi là nhiệt ẩn ngưng tụ. Chính lượng nhiệt này làm cho không khí bên trong bão ấm lên, tạo ra một vùng áp suất thấp mạnh mẽ hơn, hút thêm không khí từ xung quanh vào. Điều này tạo ra một vòng tuần hoàn khép kín: hơi ẩm được hút vào, ngưng tụ, giải phóng nhiệt, làm bão mạnh lên và hút thêm hơi ẩm. Kết quả là bão tích tụ một lượng hơi nước khổng lồ, được lưu trữ trong những dải mây vũ tích dày đặc, cao hàng chục km.

Cấu trúc của một cơn bão điển hình bao gồm các dải mưa xoắn ốc (spiral rainbands) bao quanh tâm bão. Đây là nơi những trận mưa xối xả diễn ra. Khi cơn bão di chuyển vào đất liền, lượng hơi ẩm khổng lồ tích tụ trong các dải mây này sẽ được "trút" xuống. Không có sự cung cấp hơi ẩm liên tục từ đại dương nữa, cấu trúc bão bắt đầu suy yếu, nhưng lượng hơi nước đã có sẵn trong nó vẫn đủ để gây ra mưa lớn kéo dài trong nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày. Cường độ mưa có thể lên đến hàng trăm milimet chỉ trong một vài giờ, gấp nhiều lần so với những cơn mưa thông thường.

Mưa lớn kết hợp với các yếu tố địa lý và xã hội gây ra ngập lụt

Mưa lớn từ bão là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến ngập lụt, nhưng mức độ nghiêm trọng lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác.

Thứ nhất, khả năng tiêu thoát nước. Khi lượng mưa vượt quá khả năng hấp thụ của đất và khả năng thoát nước của hệ thống sông, hồ, cống rãnh, nước sẽ tích tụ lại gây ngập lụt trên diện rộng. Ở các thành phố lớn, hệ thống thoát nước thường không được thiết kế để xử lý lượng mưa kỷ lục mà bão mang lại. Bề mặt đô thị bị bê tông hóa, nhựa hóa làm giảm khả năng thấm hút tự nhiên của đất, khiến nước mưa tràn ngập đường phố và các khu dân cư một cách nhanh chóng.

Thứ hai, địa hình. Vùng đồng bằng và các khu vực ven biển đặc biệt dễ bị tổn thương. Tại đây, mực nước sông và kênh rạch thường gần bằng hoặc thấp hơn mực nước biển. Khi bão đến, mưa lớn làm mực nước dâng cao, trong khi nước từ các con sông lại không thể kịp chảy ra biển. Hiện tượng này kết hợp với nước dâng do bão (storm surge), khi gió mạnh đẩy nước biển tràn vào đất liền, làm trầm trọng thêm tình hình ngập lụt ở các vùng ven bờ. Đối với các vùng núi, mưa lớn trên sườn dốc làm đất nhanh chóng bão hòa, mất tính liên kết và gây ra lũ quét, sạt lở đất. Nước từ các con suối và sông nhỏ đổ dồn về hạ lưu với tốc độ cực nhanh, gây ra lũ lụt bất ngờ và nguy hiểm cho các khu vực dân cư.

Thứ ba, sự thay đổi của khí hậu. Biến đổi khí hậu đang làm tăng nhiệt độ nước biển, cung cấp nhiều năng lượng hơn cho các cơn bão. Điều này không chỉ làm bão mạnh hơn mà còn giúp chúng mang theo nhiều hơi ẩm hơn, dẫn đến mưa lớn hơn. Các nghiên cứu khoa học cho thấy, cứ mỗi 1∘C nhiệt độ không khí tăng lên, lượng hơi nước trong khí quyển có thể tăng lên khoảng 7%, làm cho những cơn mưa từ bão trở nên cực đoan hơn.

Ngập lụt do bão không chỉ gây thiệt hại về vật chất như phá hủy nhà cửa, cơ sở hạ tầng, mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống con người, gây ra mất mát về sinh mạng, gián đoạn giao thông, và ô nhiễm môi trường. Việc hiểu rõ cơ chế mưa lớn và ngập lụt từ bão là rất quan trọng để chúng ta có những biện pháp chủ động trong công tác phòng chống, giảm thiểu rủi ro, và thích ứng với những tác động ngày càng gia tăng của biến đổi khí hậu.