Sa mạc Sahara nằm ở Bắc Phi được coi là nguồn gốc sâu xa dẫn đến sự hình thành của những siêu bão khủng khiếp quần thảo khu vực Đại Tây Dương.
Khoảng 83% các cơn bão lớn cấp 3, 4, 5 (của Mỹ) đổ bộ vào Bắc Mỹ bắt nguồn từ Cape Verde, một quốc đảo nằm ở trung tâm Đại Tây Dương, cách bờ biển Tây Phi 570 km.
Những cơn bão nổi lên từ Cape Verde thường xác lập kỷ lục về quy mô, mức độ tàn phá và thời gian tồn tại.
Bão hình thành từ Cape Verde thường biến thành siêu bão khi tiến vào Đại Tây Dương. (Ảnh: NASA).
Trung bình, mỗi năm có khoảng 12 cơn bão nhiệt đới đổ bộ vào Đại Tây Dương. Chỉ khi sức gió đạt 119km/h, một áp thấp nhiệt đới mới được xác định là bão.
4/9 cơn bão hoạt động trên Đại Tây Dương trong năm 2020 (tính đến tháng 10) được cho là bắt nguồn từ châu Phi.
Tương tự những cơn bão Cape Verde khác, 4 cơn bão nói trên hình thành từ những đường gấp khúc lớn trong luồng không khí trải khắp châu Phi từ đông sang tây.
Luồng không khí này chịu tác động của sự chênh lệch nhiệt độ giữa khu vực rộng lớn trống trải bên dưới và vùng bán khô hạn Sahel ở phía nam sa mạc Sahara.
Không khí “biến dạng”
Sa mạc Sahara với diện tích lên đến 8,5 triệu km2 trải rộng trên 11 quốc gia Bắc Phi liên tục phả ra luồng không khí khô và nóng vào bầu khí quyển.
Theo nhà khoa học khí quyển Philip Klotzbach tại Đại học Bang Colorado, “sự chênh lệch nhiệt độ giữa sa mạc Sahara khô nóng và vùng Sahel ẩm mát đã gia tăng dòng phản lực của không khí”.
Sau khi chạm ngưỡng độ cao vài km so với mặt đất, không khí nóng từ sa mạc Sahara bị đẩy về phía nam và gặp luồng khí mát phía trên vùng Sahel và vịnh Guinea.
Quỹ đạo của Trái Đất làm dòng không khí này chuyển hướng sang phía tây, từ đó tạo ra luồng khí mạnh xuyên lục địa và phóng thẳng ra Đại Tây Dương.
Khí nóng và bụi từ sa mạc Sahara ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hình thành bão. (Ảnh: NOAA)
Không khí ấm bị đẩy lên khu vực đồi núi ở Đông Phi như dãy Murrah hay cao nguyên Ethiopia tạo thành những nếp gấp khúc khổng lồ trong khí quyển từ bắc xuống nam. Mỗi nếp gấp có kích thước lên đến 2.500 km.
Sự xáo trộn không khí trong đất liền dẫn đến sự hình thành các cơn giông ở phía tây châu Phi, sau đó cuốn ra gần Cape Verde thuộc Đại Tây Dương.
Nhà khoa học khí quyển Colin Price thuộc Đại học Tel Aviv cho biết giông bão phát triển ở miền Trung và phía đông của châu Phi vào những tháng mùa hè diễn ra rất đều đặn, “như bật ấm đun nước mỗi ngày”.
Nghiên cứu của ông Price chỉ ra rằng có thể tận dụng sự hình thành những cơn giông để dự đoán cường độ của các xoáy thuận nhiệt đới bắt nguồn từ châu Phi, từ đó chuẩn bị phương án ứng phó kịp thời.
“Công thức” hình thành bão
Một nghiên cứu mới đây cho thấy 72% các cơn bão nhiệt đới ở Đại Tây Dương có liên quan đến những nếp gấp khúc khổng lồ trong bầu khí quyển tại châu Phi.
Tuy nhiên, không phải toàn bộ những luồng không khí biến dạng nói trên đều chuyển hóa thành bão. Một số luồng khí di chuyển về phía bắc, suy yếu và biến mất.
Nhiệt độ nước biển được cho là chất xúc tác trong việc hình thành bão. Sức nóng và độ ẩm bốc lên từ nước ấm cung cấp năng lượng cho gió lốc và góp phần giúp bão phát triển mạnh.
Nghiên cứu của nhà khí tượng Philip Klotzbach cho thấy nước biển càng ấm, bão càng mạnh. (Ảnh: Dreams Times).
Một số chu kỳ khí hậu cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát sinh bão.
Hiện tượng La Niña và El Niño làm tăng nhiệt độ nước ở nam Thái Bình Dương, khiến gió ở Đại Tây Dương và vùng biển Caribe yếu hơn. Điều này cho phép các luồng khí biến dạng gặp nhau và tạo thành bão mà không gặp nhiều trở ngại.
Vai trò của sa mạc Sahara
Bão cát ở Sahara thổi bụi và không khí khô vào tầng giữa của khí quyển, được gọi là Tầng không khí Sahara, được chứng minh có thể ngăn chặn tiến trình của bão.
Nghiên cứu của nhà khí tượng học Jason Dunion và các đồng nghiệp cho thấy bụi từ sa mạc Sahara có thể ức chế quá trình đối lưu - nơi không khí ẩm bốc lên qua bầu khí quyển - và ngăn chặn các cơn bão phát triển.
Mặt khác, các nhà nghiên cứu từ Đại học California giải thích rằng: “những cơn bão cát ở Bắc Phi ảnh hưởng đến quá trình làm nóng bầu không khí trong khu vực, từ đó thúc đẩy sự hình thành của các nếp gấp trong khí quyển”. Điều này trực tiếp dẫn đến sự phát sinh bão.
Bên cạnh đó, gió khô thổi bụi từ sa mạc Sahara được cho là có thể làm thay đổi đường đi của bão khi đi qua Đại Tây Dương, như trường hợp của cơn bão Nadine kéo dài 22 ngày hồi năm 2012.
Gió lớn và bụi từ sa mạc Sahara có khả năng làm thay đổi đường đi của bão, thậm chí làm giảm quy mô và mức độ ảnh hưởng lên đất liền. (Ảnh: NASA).
Tuy nhiên, các nhà khoa học cho rằng vẫn còn nhiều điều bí ẩn về mối quan hệ giữa sa mạc Sahara và những siêu bão hoạt động cách đó hàng nghìn km.
“Vẫn còn quá nhiều điều chúng ta cần phải tìm hiểu”, nhà khí tượng học Suzana J Camargo tại Đại học Columbia nói.