Sét, một hiện tượng tự nhiên đầy mê hoặc và gây kinh ngạc, gần đây đã phá vỡ các kỷ lục trước đó và buộc các nhà khoa học phải suy nghĩ lại về định nghĩa của nó.

Sét Dài Nhất và Sáng Nhất Thế Giới

Vào ngày 20 tháng 6 năm 2007, trong một cơn bão sấm sét ở Oklahoma, một tia sét kéo dài 199,5 dặm (khoảng 321,3 km), lập kỷ lục sét dài nhất thế giới. Nó bắt nguồn từ độ cao sáu dặm, chạm đất ở nhiều vị trí và có thể nhìn thấy tới Colorado.

Chỉ năm năm sau, vào ngày 30 tháng 8 năm 2012, một tia sét duy nhất ở Pháp kéo dài 7,74 giây, lập kỷ lục sét sáng nhất thế giới. Cả hai kỷ lục đều đã được Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) công nhận chính thức.

Hiểu Về Sét: Dương vs. Âm

Phần lớn các tia sét là “sét âm”, khi một điện tích âm từ mây truyền xuống mặt đất. Những tia này thường có độ dài khoảng sáu dặm. Tuy nhiên, khoảng 5 % các tia sét là “sét dương”, khi điện tích dương được giải phóng từ đỉnh mây xuống mặt đất. Những tia sét dương mạnh mẽ này mang đến năng lượng gấp tới 10 lần so với sét âm và có thể di chuyển lên tới 25 dặm.

Định Nghĩa Lại Sét

Các kỷ lục sét phi thường đã khiến WMO sửa đổi định nghĩa chính thức của sét. Trước đây, sét được định nghĩa là “một chuỗi các quá trình điện xảy ra trong vòng một giây”, hiện nay sét được định nghĩa là “một chuỗi các quá trình điện diễn ra liên tục”.

An Toàn Khi Có Sét: Đánh Giá Lại Quy Tắc 30/30

Lời khuyên an toàn truyền thống về sét, được gọi là “quy tắc 30/30”, khuyên nên tìm nơi trú ẩn trong nhà trong 30 phút sau khi nghe sấm trong vòng 30 giây kể từ khi thấy sét. Tuy nhiên, các chuyên gia hiện tin rằng quy tắc này có thể cần được điều chỉnh dựa trên hiểu biết mới về tầm xa và thời gian của sét.

“Càng ít tia sét, nguy cơ càng thấp, nhưng không phải là ‘không có rủi ro’,” Timothy Lang từ Trung tâm Bay không gian Marshall của NASA cho biết. “Điều quan trọng là biết sét đang xảy ra ở đâu và nhận thức được các rủi ro tiềm ẩn.”

Sét và Biến Đổi Khí Hậu

Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu tác động tiềm năng của biến đổi khí hậu đối với mô hình sét. Một số nghiên cứu cho rằng khi bầu khí quyển của Trái Đất ấm lên, bão dông trở nên thường xuyên và dữ dội hơn, có thể dẫn đến tăng số lượng sét đánh.

Nghiên Cứu và Giám Sát Liên Tục

Các nhà khí tượng hiện đang sử dụng công nghệ tiên tiến để giám sát và phát hiện các tia sét chi tiết hơn bao giờ hết. Việc giám sát nâng cao này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về hành vi của sét và cải thiện các khuyến cáo an toàn.

Các Thông Tin Đáng Chú Ý Khác

• Số người tử vong do sét ở Hoa Kỳ đã giảm đáng kể kể từ những năm 1940, nhờ các biện pháp an toàn được cải thiện và giảm các hoạt động ngoài trời trong thời gian bão.
• Các tia sét dương hiếm hơn nhiều so với sét âm, nhưng chúng mang năng lượng đáng kể hơn và có thể nguy hiểm hơn.
• Trong một số điều kiện khí quyển, sét có thể di chuyển hàng chục, thậm chí hàng trăm dặm từ cơn bão mẹ của nó.

Bối cảnh

Sét đánh là một thế lực tự nhiên mạnh mẽ và nguy hiểm. Chúng có thể gây thiệt hại cho các công trình, phá vỡ cơ sở hạ tầng và thậm chí đe dọa tính mạng con người. Cột thu lôi, được Benjamin Franklin phát minh vào thế kỷ 18, đã được sử dụng để bảo vệ chống lại sét đánh bằng cách thu hút các tia sét và dẫn chúng xuống đất. Tuy nhiên, cột thu lôi chỉ cung cấp sự bảo vệ hạn chế và chúng không hiệu quả đối với các cơ sở hạ tầng lớn như sân bay và bệ phóng.

Laser: Một cách mới để bảo vệ chống lại sét

Các nhà khoa học đã khám phá việc sử dụng laser để dẫn đường cho sét từ những năm 1960. Laser là chùm ánh sáng tập trung cao có thể được sử dụng để làm nóng và ion hóa không khí. Điều này tạo ra một đường dẫn khí có mật độ thấp hơn dẫn điện và có thể dẫn sét.

Trong một đột phá gần đây, các nhà khoa học đã dẫn đường thành công tia sét bằng laser lần đầu tiên. Thí nghiệm được thực hiện trên núi Säntis ở đông bắc Thụy Sĩ, nơi một tia laser được bắn nhanh chóng lên bầu trời. Laser dẫn đường cho sét khoảng 50 mét, cung cấp bằng chứng về khái niệm sử dụng laser để bảo vệ cơ sở hạ tầng lớn khỏi sét đánh.

Cách laser dẫn đường cho sét

Laser dẫn đường cho sét bằng cách tạo ra một đường dẫn khí có mật độ thấp hơn dẫn điện. Khi một chùm tia laser được bắn lên bầu trời, nó sẽ làm nóng và ion hóa các phân tử không khí xung quanh. Điều này tạo ra một kênh plasma, là một chất khí dẫn điện. Tia sét sau đó bị hút vào kênh plasma và đi theo nó xuống đất.

Ưu điểm của laser so với cột thu lôi

Laser cung cấp một số lợi thế so với cột thu lôi truyền thống. Thứ nhất, laser có thể được sử dụng để bảo vệ một khu vực rộng lớn hơn nhiều so với cột thu lôi. Một chùm tia laser duy nhất có thể mở rộng cao hơn nhiều so với một thanh vật lý, có nghĩa là nó có thể bảo vệ một khu vực lớn hơn trên mặt đất. Thứ hai, laser có thể được bật hoặc tắt bất kỳ lúc nào, cho phép chúng chỉ được sử dụng khi cần thiết. Điều này là không thể với cột thu lôi, vốn luôn hoạt động.

Thách thức và hướng đi tương lai

Mặc dù việc dẫn đường thành công tia sét bằng laser là một bước đột phá lớn, nhưng vẫn còn một số thách thức cần được giải quyết trước khi laser có thể được sử dụng cho các ứng dụng thực tế. Một thách thức là laser cần có khả năng dẫn đường cho sét ở khoảng cách xa hơn. Hầu hết các kênh sét dài hàng km, nhưng hệ thống laser hiện tại chỉ có thể dẫn đường cho sét khoảng 50 mét. Một thách thức khác là chi phí của hệ thống laser. Laser được sử dụng trong thí nghiệm có giá hơn 2 tỷ đô la và dự kiến sẽ không được thương mại hóa trong ít nhất một thập kỷ.

Bất chấp những thách thức này, việc dẫn đường thành công tia sét bằng laser là một sự phát triển đầy hứa hẹn. Laser có tiềm năng cung cấp một cách mới và hiệu quả hơn để bảo vệ chống lại sét đánh, và chúng có thể một ngày nào đó được sử dụng để bảo vệ các cơ sở hạ tầng lớn như sân bay và bệ phóng.

Thông tin thêm

• Sét đánh có thể gây ra thiệt hại hàng tỷ đô la mỗi năm.
• Sét đánh đã giết chết gần 450 người ở Hoa Kỳ từ năm 2006 đến năm 2021.
• Các thí nghiệm trước đây sử dụng laser để dẫn đường cho sét đã thất bại, nhưng thí nghiệm gần đây đã sử dụng tốc độ xung cao hơn, đó là chìa khóa thành công.
• Laser được sử dụng trong thí nghiệm được bắn với tốc độ khoảng 1.000 lần mỗi giây.
• Laser dẫn đường cho sét đến một thanh trên một tháp viễn thông Thụy Sĩ bị sét đánh khoảng 100 lần mỗi năm.
• Các nhà khoa học tin rằng laser cuối cùng có thể được sử dụng để bảo vệ các cơ sở hạ tầng lớn khỏi sét đánh, nhưng cần nghiên cứu thêm.

Núi Etna phun trào

Núi Etna của đảo Sicily, một trong những ngọn núi lửa hoạt động mạnh nhất thế giới, đã phun trào vào thứ Tư, ngày 3 tháng 12 năm 2015, tạo ra những cột tro bụi và khói cao tới 10.000 feet trên bầu trời. Vụ phun trào kéo dài trong một giờ, đi kèm với những tia chớp ngoạn mục lập lòe và nhấp nháy giữa cột tro bụi.

Đây là lần đầu tiên núi Etna phun trào sau hai năm và mạnh hơn bất kỳ vụ phun trào nào trong hai thập kỷ qua. Suối dung nham phun lên gần một dặm và đám mây tro bụi trải dài hàng dặm trên bầu trời.

Núi Momotombo phun trào

Tại Nicaragua, núi lửa Momotombo cũng phun trào vào tuần này, lần đầu tiên kể từ năm 1905. Vụ phun trào Stromboli, đặc trưng bởi những vụ phun trào dung nham nổ ngắn và ít hoặc không chảy, đã phun tro bụi và khói cao lên không trung.

Momotombo từng là một trong những ngọn núi lửa hoạt động mạnh nhất ở Nicaragua và thậm chí đã phá hủy thủ đô của khu vực này vào năm 1605. Tuy nhiên, không có thương vong nào được báo cáo trong đợt phun trào gần đây, mặc dù các trường học đã đóng cửa như một biện pháp phòng ngừa.

Sét núi lửa

Sét núi lửa, một hiện tượng hiếm chỉ xảy ra với những vụ phun trào dữ dội nhất, đã được quan sát thấy trong đợt phun trào của núi Etna. Các nhà khí tượng học tin rằng các hạt tro bụi cọ xát vào nhau, tạo ra các điện tích tạo ra sét.

Hoạt động núi lửa khác

Ngoài núi Etna và Momotombo, núi lửa Fuego của Guatemala cũng tạo ra một số luồng dung nham lớn trong tuần này. Các vụ phun trào núi lửa là lời nhắc nhở về sức mạnh của thiên nhiên và tầm quan trọng của việc chuẩn bị ứng phó với các mối nguy tiềm ẩn.

Video tua nhanh thời gian

Một video tua nhanh thời gian của Barcroft TV cho thấy vụ phun trào của núi Etna và những tia chớp đi kèm. Đoạn phim cung cấp một bản ghi hình trực quan tuyệt đẹp về sự kiện này.

Biện pháp phòng ngừa an toàn

Không có thương tích nào được báo cáo trong cả hai vụ phun trào của núi Etna và Momotombo. Tuy nhiên, cư dân gần các núi lửa đang hoạt động nên nhận thức được những mối nguy tiềm ẩn và thực hiện các biện pháp phòng ngừa, chẳng hạn như cập nhật thông tin về cảnh báo phun trào và kế hoạch sơ tán.

Di sản hủy diệt

Vụ phun trào gần đây của Momotombo là lời nhắc nhở về sức mạnh hủy diệt của núi lửa. Vào năm 1605, ngọn núi lửa đã phun trào và phá hủy thủ đô của khu vực, giết chết hàng nghìn người.

Giám sát liên tục

Cư dân gần Momotombo có thể đang theo dõi ngọn núi lửa, nơi đã một lần nữa trở nên im ắng. Các nhà khoa học sẽ tiếp tục theo dõi núi lửa để đánh giá khả năng phun trào trong tương lai.