Những dự án "khủng" ngăn bão, khoa học đau đầu nghiên cứu

Trong số đó có Tổng thống Mỹ Donald Trump, người vừa đề xuất ý tưởng liệu có thể đánh bom hạt nhân vào tâm cơn bão nhằm ngăn chúng gây thiệt hại cho nước Mỹ?

Theo nhà khí tượng học Chris Landsea thuộc NOAA, bão mạnh tới mức cho dù dùng một hay vài vũ khí hạt nhân cũng không thể làm được gì.

Thứ nhất, năng lượng gió của một cơn bão trung bình tương đương một nửa sản lượng điện toàn thế giới trong một năm. Năng lượng nó giải phóng khi hình thành mây lớn gấp 200 lần lượng điện sử dụng hàng năm của thế giới.

Ông Landsea viết: Năng lượng nhiệt của một cơn bão hình thành đầy đủ tương đương một quả bom hạt nhân 10 triệu tấn cứ 20 phút nổ một lần. Nên nếu thả bom hạt nhân vào một cơn bão, bạn sẽ có một cơn bão phóng xạ và đây chắc chắn là một ý tưởng không hay ho gì.

Những tính toán trên chỉ dành cho những cơn bão điển hình, không phải bão có cường độ bất thường mà chúng ta chứng kiến gần đây như bão Florence, bão Harvey hay bão Maria.

Vì thế, hầu như con người không thể làm gì nhiều một khi bão đã hình thành. Nhiều người đã thử và thất bại trong ngăn chặn các cơn bão trên đường đi của chúng.

Mực nước biển dâng cao và nhiệt độ trung bình tăng do biến đổi khí hậu khiến những cơn bão này thêm chết chóc. Với hy vọng cứu mạng sống và tránh thiệt hại hàng tỷ đô la, một số kỹ sư và doanh nhân, trong đó có đồng sáng lập Microsoft, ông Bill Gates, đang nghiên cứu nhiều cách để giảm thiệt hại một cách khả thi.

Phần lớn nghiên cứu tập trung vào điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và gió để "chỉ đạo" bão xảy ra khi nào và ở đâu. Tuy nhiên, các nghiên cứu này vẫn khá sơ bộ.

Điều chỉnh thời tiết có một lịch sử lâu đời và nhiều thất bại. Có nhiều đề xuất cường điệu như đánh bom lốc xoáy bằng tiếng nổ siêu thanh từ máy bay hay chiếu sóng vi ba từ vũ trụ vào các cơn bão mới hình thành.

Một trong những nỗ lực ngăn bão được biết tới nhiều nhất là của chủ nhân giải Nobel Irving Langmuir. Ông đã chỉ đạo thực hiện một thí nghiệm của quân đội Mỹ năm 1947 để "gieo" băng vào bão King với hy vọng giảm sức mạnh bão. Cơn bão lúc bấy giờ đi ra xa nước Mỹ và giảm dần sức mạnh.

Trong một cuốn sách, tác giả Sam Kean đã giải thích ý tưởng của ông Langmuir: "Trồng" băng trong mắt bão sẽ khiến mắt bão to hơn và làm sụp đổ cơn bão. Tuy nhiên, bão King không phản ứng như kỳ vọng. Trước sự kinh hoàng của mọi người, nó chợt mạnh hơn, quay ngoắt 135 độ không thể tưởng tượng nổi và bắt đầu lao vào Savannah, Georgia, gây thiệt hại 3 triệu USD (tương đương 32 triệu USD ngày nay) và giết chết một người. Các nhà khí tượng học thời đó cho rằng thí nghiệm của ông Langmuir đã khiến bão đổi hướng.

Các nhà khoa học Mỹ tiếp tục nghiên cứu "gieo" mây vào bão tới tận năm 1983 trong Dự án STORMFURY. Tuy nhiên, họ kết luận rằng "gieo" mây không có mấy triển vọng thành công vì bão chứa quá nhiều băng tự nhiên và quá ít nước chậm đông (supercooled).

Các biện pháp còn lại để ngăn bão yêu cầu các nhà khoa học phải làm suy yếu bão trước khi bão bắt đầu bằng cách làm mát biển và làm sáng mây khi bão đang hình thành. Bằng cách đó, bão sẽ mất năng lượng tàn phá.

Ông Stephen Salter, một giáo sư danh dự chuyên ngành thiết kế công nghệ tại Đại học Edinburgh ở Scotland, đã nghiên cứu cách khai thác năng lượng sóng từ những năm 1970 và năm 2003 bắt đầu nghiên cứu sử dụng năng lượng này để làm mát biển.

Với nhiệt độ đại dương, con số lý tưởng để bão hình thành là 26,5 độ C. Nếu làm giảm nhiệt độ đó xuống sớm thì có thể giảm rủi ro cũng như cường độ cơn bão đang hình thành hay không?

Để giảm nhiệt độ bề mặt đại dương, ông Salter sáng chế ra một chiếc bơm dựa vào sức sóng để di chuyển nước ở bề mặt ấm xuống dưới sâu gần 200m. Chiếc bơm làm từ một vòng đai lốp xe buộc quanh một cái ống xuyên qua bề mặt biển. Sóng sẽ tràn lên trên vòng đai, đẩy cột nước xuống dưới. Chiếc van kiểm tra trong ống sẽ giữ nước không tràn ngược lên.

Thiết bị của ông Salter tên là Salter Sink, được sáng chế năm 2009 tại công ty công nghệ Intellectual Ventures. Ý tưởng của ông là dùng hàng trăm nghìn thiết bị này trong khu vực dễ có bão để làm mát nước đủ để giảm đáng kể sức mạnh của bão.

Chiến thuật nữa của ông Salter để chống bão là làm mây sáng hơn bằng cách dùng aerosol (son khí), tạo ra hiện tượng gọi là hiệu ứng Twomey.

Chiến thuật này dựa trên quan sát: với các đám mây chứa lượng ẩm giống nhau, đám mây nào có các giọt nước lơ lửng nhỏ hơn sẽ phản chiếu nhiều ánh nắng Mặt Trời hơn.

Phản chiếu ánh sáng nhiều hơn trên bầu trời sẽ làm cho nước bên dưới không ấm lên tới ngưỡng hình thành bão, đồng thời ngăn chặn nước bốc hơi, do đó giảm độ ẩm khí quyển cần thiết để hình thành bão.

Ông Salter nói: "Nếu bạn thực sự muốn ngăn bão, tôi cho rằng làm sáng mây có thể có thể mang lại nhiều tác động hơn với thời tiết mà ít gây nhiễu loạn hơn nhiều so với trực tiếp làm mát đại dương. Theo ý tưởng này, các thuyền không người lái sẽ phun các giọt nước kích thước siêu nhỏ (dưới 1 micron) lên trời, tạo ra đám mây sáng hơn ở những khu vực dự báo có bão.

Biện pháp này rẻ hơn nhiều so với xịt aerosol từ máy bay. Thuyền có thể đi tới những khu vực cụ thể để thực hiện và hiệu ứng sẽ biến mất nhanh chóng. Mắt người không thể nhận thấy sự thay đổi trong độ sáng của mây.

Ông Salter ước tính sẽ tốn 40 triệu USD để xây dựng mẫu hệ thống gieo mây nhưng chưa thể tìm được người đầu tư. Ông nói: "Lúc này các chính phủ cho rằng còn quá sớm và họ chưa cần nó vội".

Tuy nhiên, ông Salter thừa nhận triển vọng làm sáng mây chỉ là ý tưởng tại thời điểm này vì phần lớn nghiên cứu mới chỉ thực hiện trên máy tính.

Đối với những người tìm cách làm suy yếu các thành phần cơn bão trong thế giới thực, kết quả thường thất vọng.

Atmocean, một công ty phát triển các biện pháp khai thác năng lượng từ sóng đại dương, đã tìm cách sản xuất thiết bị làm mát bề mặt đại dương sau bão Katrina năm 2005. Không giống thiết bị của ông Salter, cách tiếp cận của công ty Atmocean sử dụng một dụng cụ thay thế tạm thời để đưa nước mát từ dưới tầng sâu lên bề mặt.

Thiết bị thử nghiệm đã thành công nhưng chỉ trong điều kiện sóng, nhiệt độ và điều kiện địa lý lý tưởng.

Tổng giám đốc Atmocean, ông Philip Kithil, nói: "Thiết bị hoạt động nếu điều kiện phù hợp. Trong thực tế, bạn có thể giảm nhiệt độ đại dương phía trên 1 độ C, có thể 2 độ C, và sẽ có tác động đáng kể với cường độ cơn bão, nhưng khó vượt qua khó khăn trong thực tế".

Máy bơm nước phải ở đúng đường đi của cơn bão đang hình thành và chúng cần nước mát tại độ sâu có thể tiếp cận được mà không phải lúc nào cũng có điều kiện này. Khi bão Harvey xảy ra cuối tháng 8-2017, điều kiện này không hề tồn tại lúc bão tràn qua Vịnh Mexico hướng tới Texas.

Ông Kithil nói: "Bão Harvey băng qua một khu vực mà nước ấm suốt từ trên xuống tận đáy đại dương. Nếu không có nước lạnh, bạn không thể thay đổi điều gì".

Theo một nghiên cứu mà Atmocean thực hiện khi xem lại cơn bão Katrina, họ phát hiện ra rằng họ sẽ cần triển khai 100.000 máy bơm chỉ trong 2 ngày với chi phí 1.000 USD/chiếc, khiến cái giá để giảm ảnh hưởng của cơn bão lên tới 1 tỷ USD.

Với mức giá này, những nhà hoạch định phải cân nhắc liệu số tiền đó có nên sử dụng làm việc khác hay không, ví dụ như sơ tán hoặc gia cố bờ biển. Kết cục là không có công ty bảo hiểm hay chính phủ nào sẵn sàng nghiên cứu xa hơn. Công ty tái bảo hiểm Swisss Re ước tính bão Katrina gây ra khoản lỗ bảo hiểm 80 tỷ USD.

Ông Kithil lưu ý rằng công ty Atmocean có một thời gian khó khăn trong tìm người mua thiết bị. Ông nói: "Ngành bảo hiểm không sẵn sàng đầu tư vì còn ở giai đoạn quá sớm, quá lý thuyết. Các chính phủ cũng không chủ động tới mức đó".

Atmocean ra khỏi ngành điều chỉnh thời tiết năm 2007 và từ đó đã tập trung dùng năng lượng sóng để khử mặn và nuôi trồng thủy sản gần bờ.

Cùng lúc đó, các nhà nghiên cứu bão ngày càng mệt mỏi với việc phản ứng với các đề xuất làm chậm tốc độ bão. Phần lớn hoài nghi, cho rằng không có biện pháp nào có thể triển khai với quy mô đủ lớn để gây ảnh hưởng tới những cơn bão siêu mạnh. Ông Hugh Willoughby, nhà nghiên cứu bão tại Đại học Quốc tế Florida, nói: "Nói chung các đề xuất thiếu nhận thức về quy mô vật lý của bão và bỏ qua việc bão hoạt động ra sao".

Ông Mark Bourassa, Phó giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Dự báo Khí quyển - Đại dương tại Đại học bang Florida, cũng chia sẻ sự hoài nghi trên. Ông nói: "Với việc thay đổi nhiệt độ bề mặt biển, bạn sẽ phải làm điều đó trên một khu vực rất rộng và bạn sẽ phải làm rất nhanh".

Những ý tưởng này có thể là những thí nghiệm hữu ích để hiểu hơn về sự hình thành bão, nhưng ông Bourassa cho rằng luôn có lo ngại về những hậu quả ngoài ý muốn, đặc biệt là khi triển khai các biện pháp này ở quy mô lớn.

Các nhà khoa học đã trải qua một thời gian đủ khó khăn khi nhận diện yếu tố hình thành bão và tìm hiểu xem bão sẽ đi đâu khi đang vần vũ. Vì thế, việc thêm mây sáng hơn và nước mát hơn vào mớ phức tạp đó có thể rất nguy hiểm.

Hiện nay, mô hình máy tính là nơi duy nhất để triển khai các biện pháp giảm nhẹ cường độ bão, nhưng điều đó không ngăn cản ông Salter. Dù nghỉ hưu nhưng ông cho biết ông vẫn nghiên cứu vấn đề này 7 ngày mỗi tuần.