Ở bài viết trước "Bản đồ thời tiết là gì?", mình đã chia sẻ rằng bản đồ thời tiết được tạo nên từ rất nhiều nguồn dữ liệu khác nhau. Một trong những nguồn quan trọng nhất chính là radar thời tiết.
Khi mở các ứng dụng như Windy, Ventusky hay xem bản đồ mưa trực tuyến, bạn sẽ thấy những vùng màu xanh, vàng, đỏ liên tục di chuyển. Nhiều người nghĩ đó là dự báo thời tiết, nhưng thực tế đó là dữ liệu được ghi nhận từ radar thời tiết theo thời gian thực.
Vậy radar thời tiết là gì? Nó hoạt động như thế nào và tại sao lại trở thành công cụ không thể thiếu trong ngành khí tượng hiện đại? Hãy cùng tìm hiểu.
Radar thời tiết là gì?
Radar thời tiết (Weather Radar) là hệ thống sử dụng sóng vô tuyến (radio waves hoặc microwaves) để phát hiện và theo dõi các hạt mưa, tuyết, mưa đá cũng như sự di chuyển của vùng mưa trong khí quyển.
Từ RADAR là viết tắt của Radio Detection And Ranging, nghĩa là "phát hiện và xác định khoảng cách bằng sóng vô tuyến". Ban đầu, radar được phát triển cho mục đích quân sự, nhưng từ giữa thế kỷ XX, các nhà khoa học nhận thấy sóng radar cũng phản xạ từ các hạt mưa, mở ra ứng dụng rộng rãi trong quan trắc khí tượng.
Khác với dự báo thời tiết, radar không dự đoán tương lai mà cho biết điều gì đang xảy ra trong khí quyển tại thời điểm quan sát.
Radar thời tiết hoạt động như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của radar khá thú vị nhưng không quá khó hiểu.
Đầu tiên, ăng-ten radar sẽ quay liên tục và phát ra các xung sóng vô tuyến.
Khi gặp các hạt nước, bông tuyết hoặc mưa đá trong khí quyển, một phần năng lượng sẽ phản xạ trở lại radar.
Máy tính sẽ tính toán:
Thời gian sóng quay trở lại → xác định khoảng cách.
Cường độ tín hiệu phản xạ → ước lượng cường độ mưa.
Hướng quét của ăng-ten → xác định vị trí vùng mưa.
Bằng cách lặp lại hàng nghìn phép đo trong thời gian ngắn, radar tạo ra hình ảnh trực quan về khu vực có mưa và sự di chuyển của chúng.
Doppler Radar là gì?
Hầu hết các radar khí tượng hiện đại đều là Doppler Weather Radar.
Ngoài việc phát hiện mưa, Doppler Radar còn sử dụng hiệu ứng Doppler để đo chuyển động của các hạt mưa đối với radar.
Nhờ đó, hệ thống có thể xác định:
Hướng gió trong vùng mưa.
Tốc độ di chuyển của khối mưa.
Sự hình thành của dông mạnh.
Gió giật và hiện tượng thời tiết nguy hiểm.
Chính khả năng này đã giúp Doppler Radar trở thành công cụ quan trọng trong cảnh báo dông, lốc và mưa lớn.
Radar thời tiết phát hiện được những gì?
Radar có thể quan sát nhiều hiện tượng khí tượng, bao gồm:
Mưa.
Mưa rào.
Mưa dông.
Mưa đá.
Tuyết (ở các quốc gia có tuyết).
Bão và áp thấp nhiệt đới.
Hướng di chuyển của vùng mưa.
Cường độ mưa.
Tốc độ di chuyển của các khối mây mang mưa.
Tuy nhiên, radar không đo trực tiếp nhiệt độ, độ ẩm hay chất lượng không khí. Những thông tin đó đến từ các trạm quan trắc, vệ tinh và các thiết bị đo chuyên dụng khác.
Radar có dự báo thời tiết không?
Đây là một trong những hiểu lầm phổ biến nhất.
Câu trả lời là không.
Radar chỉ là công cụ quan trắc, ghi nhận những gì đang xảy ra trong khí quyển.
Để tạo ra bản tin dự báo thời tiết, các trung tâm khí tượng còn kết hợp dữ liệu từ:
Trạm quan trắc mặt đất.
Vệ tinh khí tượng.
Khinh khí cầu.
Phao ngoài biển.
Máy bay.
Các mô hình dự báo số (Numerical Weather Prediction).
Nói cách khác, radar là một "mắt xích" quan trọng trong toàn bộ hệ thống dự báo mà mình đã trình bày ở bài "Dự báo thời tiết hoạt động như thế nào?".
Radar thời tiết khác vệ tinh thời tiết như thế nào?
Nhiều người dễ nhầm lẫn giữa hai công nghệ này.
Có thể hiểu đơn giản:
Radar giúp biết mưa đang ở đâu.
Vệ tinh giúp biết hệ thống thời tiết đang hình thành và phát triển như thế nào.
Ý nghĩa màu sắc trên bản đồ radar
Khi xem radar mưa trên các ứng dụng thời tiết, bạn sẽ thấy nhiều màu sắc khác nhau.
Thông thường:
Xanh lá: Mưa nhẹ.
Xanh đậm: Mưa vừa.
Vàng: Mưa khá to.
Cam: Mưa to.
Đỏ: Mưa rất lớn hoặc dông mạnh.
Tím: Có thể là mưa cực lớn hoặc mưa đá.
Lưu ý rằng mỗi ứng dụng có thể sử dụng thang màu khác nhau, vì vậy bạn nên xem chú giải (Legend) trước khi diễn giải dữ liệu.
Vì sao đôi khi radar không hiển thị mưa?
Bạn có thể gặp trường hợp bản đồ radar trống hoặc thiếu dữ liệu.
Một số nguyên nhân phổ biến gồm:
Khu vực nằm ngoài phạm vi quét của radar.
Địa hình núi cao che khuất chùm sóng.
Radar đang bảo trì hoặc gián đoạn truyền dữ liệu.
Mưa quá nhỏ hoặc ở quá xa nên tín hiệu phản xạ yếu.
Đây là những giới hạn kỹ thuật bình thường của hệ thống radar.
Radar thời tiết có chính xác tuyệt đối không?
Radar là một trong những công cụ quan trắc chính xác nhất hiện nay để theo dõi mưa và dông theo thời gian thực.
Tuy nhiên, radar vẫn có một số hạn chế:
Không thể "nhìn xuyên" địa hình bị che khuất.
Độ chính xác giảm theo khoảng cách.
Không thay thế hoàn toàn các nguồn quan trắc khác.
Không tự tạo ra bản tin dự báo.
Vì vậy, các cơ quan khí tượng luôn kết hợp radar với vệ tinh, trạm quan trắc và mô hình dự báo số để đưa ra bản tin có độ tin cậy cao nhất.
Đọc tiếp trong Topic Cluster
Để hiểu đầy đủ cách ngành khí tượng theo dõi và dự báo thời tiết, bạn nên đọc theo thứ tự:
Thời tiết là gì?
Khí hậu là gì?
Phân biệt thời tiết và khí hậu
Dự báo thời tiết hoạt động như thế nào?
Bản đồ thời tiết là gì?
Radar thời tiết là gì? (Bạn đang đọc)
Vệ tinh thời tiết hoạt động ra sao? (Bài tiếp theo)
Kết luận
Radar thời tiết là một trong những công nghệ quan trọng nhất của ngành khí tượng hiện đại. Nhờ khả năng phát hiện mưa, theo dõi sự phát triển của dông và đo chuyển động của các vùng giáng thủy gần như theo thời gian thực, radar giúp các nhà dự báo đưa ra cảnh báo sớm về mưa lớn, dông mạnh và nhiều hiện tượng thời tiết nguy hiểm.
Trong bài viết tiếp theo, mình sẽ chia sẻ "Vệ tinh thời tiết hoạt động ra sao?", giải thích cách vệ tinh quan sát mây, bão và khí quyển từ không gian, đồng thời làm rõ vì sao dữ liệu vệ tinh và radar luôn được sử dụng song song trong các hệ thống dự báo thời tiết hiện đại.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét