Làm thế nào để đếm số lượt sét đánh?

Khu vực Hà Nội và vùng lân cận có mưa giông kèm hơn 7.000 cú sét. Ảnh: Shutterstock.

Trên khắp hành tinh, cứ 1 giây sẽ có ít nhất 60 tia sét sẽ lóe lên ở đâu đó, thậm chí đôi khi còn có thể ở Bắc Cực. Mỗi tia lửa điện khổng lồ truyền qua bầu khí quyển với tốc độ 320.000 km/h, nóng hơn bề mặt Mặt trời và phóng lượng điện nhiều hơn hàng nghìn lần so với ổ cắm điện để sạc smartphone. Đó là lý do vì sao sét rất nguy hiểm.

Hôm 5/6, 10.511 cú sét đánh trên bầu trời và đánh xuống đất khu vực Hà Nội và vùng lân cận. Trong đó, 7.153 cú sét xuống đất, số còn lại đánh trên không trung. Hiện tượng thời tiết bất ngờ này khiến nhiều người hoảng hốt.

"Tôi lái xe ngoài đường trong trạng thái tim đập mạnh vì sấm sét cứ đùng đoàng trên đầu. Bình an đến chỗ làm nhưng tôi vẫn chưa hết sợ", tài khoản Minh Nguyễn chia sẻ. Theo thông tin từ Tổng cục Khí tượng Thủy văn, mỗi năm, Việt Nam hứng chịu 2 triệu cú sét. Tần suất sét lớn hơn ở vùng núi, trung du phía Bắc và đồng bằng Nam Bộ.

Cách cơ bản để đếm sét

Trên thực tế, 250.000 người chết hoặc bị thương do sét trên khắp thế giới mỗi năm. Phần lớn là ở các nước đang phát triển, nơi có nhiều người làm việc ngoài trời mà không có điểm trú ẩn chống sét an toàn gần đó.

Tia sét sáng 5/6 trên bầu trời Hà Nội. Ảnh: Huy Nguyễn.

Đó là lý do con người phát minh một số phương pháp để thu thập dữ liệu sét, cảnh báo rủi ro. Trong đó bao gồm hệ thống dò sét trên mặt đất (dùng nhiều ăng-ten), hệ thống di động (dùng ăng-ten định hướng, cảm biến) và hệ thống trên không gian như phát hiện sét trên vệ tinh địa tĩnh.

Tất cả đều có lợi thế và hạn chế riêng. Nhưng ngay cả với một mạng lưới rộng khắp, độ cong của Trái đất hình cầu vẫn là một thách thức của các hệ thống này, khi khoảnh khắc tia sét phóng điện chỉ kéo dài khoảng 30 micro giây.

Các máy dò sét di động và trên mặt đất tính toán hướng và mức độ nghiêm trọng của sét từ vị trí hiện tại bằng cách sử dụng kỹ thuật tìm hướng vô tuyến, phân tích các tần số đặc trưng do sét phát ra. Các hệ thống trên mặt đất dùng phép đạc tam giác (triangulation) từ nhiều vị trí để xác định khoảng cách. Trong khi đó, hệ thống di động có thể ước tính khoảng cách bằng tần số tín hiệu và độ suy giảm cường độ.

Khi tia sét lóe lên, nó hoạt động giống như một ăng-ten vô tuyến khổng lồ gửi sóng điện từ, sóng vô tuyến đi khắp thế giới với tốc độ ánh sáng. Do đó, nếu bật radio khi có giông bão, bạn có thể nghe thấy nhiều tiếng ồn. Lúc này, các hệ thống phát hiện sét sử dụng các ăng-ten được đặt ở nhiều vị trí khác nhau để "lắng nghe" các sóng vô tuyến do sét tạo ra.

Các trạm đo sét này sẽ gửi thông tin tổng hợp về Trung tâm Mạng lưới khí tượng thuỷ văn quốc gia, đồng thời được ghi nhận trên Bản đồ sét. Dữ liệu được cập nhật trên bản đồ và bất kỳ ai cũng có thể nhìn thấy số lượng sét tại từng địa phương cụ thể.

Hệ thống dò sét mặt đất bằng phép đo tam giác. Ảnh: The Weather Network.

Tuy nhiên, 2 hệ thống này vẫn tồn tại một vài nhược điểm khó tránh. Sử dụng phép đo tam giác, bộ dò sét mặt đất phải có đủ 3 ăng-ten phát hiện được tia chớp. Điều này khiến những tia sét đi từ đám mây này sang đám mây khác thường không bị phát hiện, vì chỉ có 2 ăng-ten thu được tín hiệu.

Còn hạn chế của máy dò sét di động là có thể nhầm lẫn một tia sét mạnh ở gần thành một tia sét yếu ở khoảng cách xa và ngược lại.

Việt Nam cũng có 8 trạm đo sét, theo dõi diện rộng

Đó là lúc máy dò sét vệ tinh ra trời. Vệ tinh giúp con người phát hiện và lập bản đồ các cơn bão sét từ không gian dễ dàng hơn bao giờ hết. Các vệ tinh Môi trường Quỹ đạo Địa tĩnh của NOAA (GOES-R) của Mỹ được trang bị Bản đồ sét địa tĩnh (GLM) - máy dò sét quang học đầu tiên trên vệ tinh trong quỹ đạo địa tĩnh.

NOAA bắt đầu sử dụng GLM vào tháng 3/2017. Ngày 29/4/2020, Bản đồ sét địa tĩnh của NOAA đã chụp được tia sét dài nhất thế giới từng được ghi nhận, bao phủ khoảng cách 767 km.

Cảm biến trongbản đồ sét di động (LMA) của Phòng thí nghiệm Bão nghiêm trọng Quốc gia NOAA. Ảnh: NOAA.

Theo NOAA, trước đó, Mạng lưới phát hiện sét quốc gia phải sử dụng hơn 100 trạm trên mặt đất trên khắp lãnh thổ để phát hiện các tia sét trong mây và xuống mặt đất (CG) và trong mây (IC).

Trong khi đó, GLM có phạm vi bao phủ không gian lớn hơn nhiều. Trong nhiều trường hợp, nó còn phát hiện các tia sét trước các hệ thống trên mặt đất phát hiện sét. Việc phát hiện sét càng sớm, các chuyên gia càng có thể dễ dàng theo dõi giông bão và đưa ra cảnh báo thời tiết nghiêm trọng.

Dữ liệu sét từ GLM cũng có thể giúp các nhà dự báo xác định khu vực nào là trung tâm bão, dựa trên mật độ ánh sáng chớp nhoáng trên một khu vực cụ thể. Khi các nhà dự báo nhận thấy số lượng sét đánh tăng nhanh, đó là dấu hiệu cho thấy bão đang mạnh lên và trở nên nguy hiểm hơn.

Thông tin này giúp các nhà dự báo tự tin hơn khi đưa ra cảnh báo thời tiết đến người dân. dự báo rủi ro tốt hơn và chuẩn bị cho công chúng trước những nguy cơ giông bão.

Ở Việt Nam, Bản đồ sét được các nhà khoa học Viện Vật lý Địa cầu lập ra năm 2002. Dự án này được thực hiện bằng cách tổ chức các mạng lưới đo sự phóng điện trên bề mặt mặt đất qua 8 trạm đếm sét được đặt tại các khu vực: Thái Nguyên, Bạc Liêu, Bình Thuận, Phú Yên, Quảng Trị, Mộc Châu, Phú Thụy và Nghĩa Đô.

Bản đồ phân bố sét ở Hà Nội sáng 5/6. Ảnh: Trung tâm Mạng lưới khí tượng thủy văn quốc gia.

Các dữ liệu này là cơ sở khoa học để thiết lập bản đồ mật độ sét tại Việt Nam. Ngoài những thông số trên, các nhà khoa học thuộc Viện Vật lý Địa cầu còn kết hợp sử dụng dữ liệu vệ tinh do Cơ quan Vũ trụ Mỹ về thời tiết tại Việt Nam để xử lý, phân tích dông sét trên toàn lãnh thổ.

Hiện tại, Trung tâm Mạng lưới khí tượng thủy văn quốc gia đang vận hành hệ thống mạng lưới phát hiện, định vị, sét trên website hymetnet.gov.vn. Trang web này có thể thực hiện việc theo dõi liên tục các thông tin về sét và radar thời tiết. Bạn có thể theo dõi các cảnh báo nguy cơ sét trên trang web này.

Song, đây mới chỉ là công nghệ đếm và dò sét và hiện vẫn chưa có hệ thống dự đoán sấm sét. Vì vậy, để giữ an toàn, bạn cần nhớ: khi sấm sét dội xuống, hãy vào trong nhà.