Thang sức gió Beaufort

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Thang sức gió Beaufort hay đơn giản là cấp gió là thang đo kinh nghiệm về sức gió, chủ yếu dựa trên trạng thái của mặt biển hay các trạng thái sóng.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Thang sức gió này được Francis Beaufort, một đô đốc hải quân và đồng thời là một nhà thủy văn học người Ireland, tạo ra năm 1805. Thang mang tên Beaufort có sự phát triển lâu dài và phức tạp, từ công trình trước đó của những người khác cho tới khi Beaufort trở thành người quản lý cao cấp trong Hải quân Hoàng gia Anh trong thập niên 1830. Đầu thế kỷ 19, các sĩ quan hải quân thực hiện các quan sát thời tiết theo thường lệ nhưng không tồn tại một thang tiêu chuẩn và vì thế các quan sát này là rất chủ quan - một người cho đó là "gió nhẹ" thì người khác cũng có thể coi đó là "gió vừa phải". Beaufort đã thành công trong việc đưa mọi thứ vào quy chuẩn.

Thang ban đầu có 13 cấp (từ 0 tới 12) đã không dẫn chiếu tới các con số về vận tốc gió mà liên quan tới các điều kiện gió định tính có tác động lên các buồm của man of war, khi đó là các loại tàu chủ yếu của Hải quân Hoàng gia Anh, từ "vừa đủ để chịu lái" tới "không vải nào của buồm có thể chịu được". Ở cấp 0, tất cả các buồm có thể giương lên; ở cấp 6 thì một nửa số buồm có thể phải hạ xuống; ở cấp 12 thì tất cả các buồm phải xếp gọn lại.

Thang sức gió này đã là tiêu chuẩn cho mọi nhật trình hàng hải trên các tàu thuyền của Hải quân Hoàng gia Anh vào cuối thập niên 1830, và đã được thích ứng để ứng dụng phi-hải quân kể từ thập niên 1850, với các số của thang tương ứng với sự xoay vòng của máy đo gió hình chén. Năm 1906, để phù hợp với sự phát triển của tàu hơi nước, các miêu tả đã được thay đổi để miêu tả biển như thế nào chứ không phải là buồm như thế nào, được vận hành và mở rộng cho các quan sát trên đất liền. Sự xoay vòng của các con số trên thang chỉ được chuẩn hóa vào năm 1923. George Simpson, Giám đốc Cục Khí tượng Vương quốc Anh, là người chịu trách nhiệm về điều này và về bổ sung các miêu tả trên cơ sở đất liền[1]. Sự đo đạc đã được thay đổi một chút vào vài thập niên sau để hoàn thiện sự thuận tiện trong sử dụng cho các nhà khí tượng học. Ngày nay, nhiều quốc gia đã từ bỏ kiểu miêu tả và đơn vị đo này và sử dụng các đơn vị của SI như m/s hay km/h, nhưng các cảnh báo thời tiết khắc nghiệt đưa ra công chúng vẫn là xấp xỉ như vậy khi sử dụng thang Beaufort.

Thang Beaufort được mở rộng năm 1946, khi các cấp từ 13 tới 17 được thêm vào[2]. Tuy nhiên, các cấp từ 13 tới 17 chỉ nhằm áp dụng cho các trường hợp đặc biệt, chẳng hạn khi có bão nhiệt đới mạnh. Ngày nay, thang mở rộng chỉ được sử dụng tại Đài Loan, Trung Quốc và gần đây là Việt Nam.

Tốc độ gió trên thang Beaufort mở rộng 1946 dựa trên công thức kinh nghiệm:[3]

v = 0,836 B3/2 m/s

hay v = 3,0096 B3/2 km/h

trong đó v là tương đương với vận tốc gió 10 mét trên bề mặt và B là số trên thang Beaufort. Chẳng hạn, B = 9,5 cho giá trị của v là 24,48 m/s, nó tương đương với giới hạn dưới của "cấp 10 Beaufort". Sử dụng công thức này thì gió mạnh nhất (trên 330 km/h) trong các trận siêu bão có thể đạt tới giá trị cấp 23 trên thang.

Ngày nay, đôi khi cấp gió bão được miêu tả như là cấp trong thang Beaufort từ 12 tới 16, có liên quan gần đúng với cấp tốc độ tương ứng của thang bão Saffir-Simpson, trong đó các trận bão thực sự được đo đạc, trong đó cấp 1 của thang bão này tương đương với cấp 12 trong thang sức gió Beaufort. Tuy nhiên, các cấp mở rộng trong thang sức gió Beaufort trên cấp 13 không trùng khớp với các cấp của thang bão Saffir-Simpson. Các vòi rồng cấp 1 trên thang Fujitathang TORRO cũng bắt đầu gần đúng ở mức trên của cấp 12 trong thang Beaufort nhưng chúng là các thang độc lập.

Cũng cần lưu ý rằng độ cao của sóng tính trong điều kiện tìm thấy ngoài biển khơi, chứ không phải ven bờ.

Thang độ và miêu tả[sửa | sửa mã nguồn]

Thang sức gió Beaufort ban đầu có 13 cấp (từ 0 tới 12) và được mở rộng thành 18 cấp (từ 0 tới 17)năm 1946, khi các cấp từ 13 tới 17 được thêm vào. Bảng thang độ và miêu tả dưới đây liệt kê đầy đủ 18 cấp gió và 1 cấp phụ (18+) trở lên cho những cơn bão vượt xa thang độ mở rộng 1 (cấp 17)

Cấp Beaufort Vận tốc gió ở 10 m trên mực nước biển (hải lý / km/h / mph) Mô tả Độ cao sóng (m) Tình trạng mặt biển Tình trạng đất liền
0 nhỏ hơn 1 / nhỏ hơn 1 / 1 Êm đềm 0 Phẳng lặng Mặt đất êm đềm, hầu như lặng gió.
1 2 / 1-5 / 2 Gió rất nhẹ 0,1 Sóng lăn tăn, không có ngọn. Chuyển động của gió thấy được trong khói.
2 5 / 6-11 / 6 Gió thổi nhẹ vừa phải 0,2 Sóng lăn tăn. Cảm thấy gió trên da trần. Tiếng lá xào xạc.
3 9 / 12-19 / 11 Gió nhẹ nhàng 0,6 Sóng lăn tăn lớn. Lá và cọng nhỏ chuyển động theo gió.
4 13 / 20-28 / 15 Gió vừa phải 1 Sóng nhỏ. Bụi và giấy rời bay lên. Những cành cây nhỏ chuyển động.
5 19 / 29-38 / 22 Gió mạnh vừa phải 2 Sóng dài vừa phải (1,2 m). Có một chút bọt và bụi nước. Cây nhỏ đu đưa.
6 24 / 39-49 / 27 Gió mạnh 3 Sóng lớn với chỏm bọt và bụi nước. Cành lớn chuyển động. Sử dụng ô khó khăn.
7 30 / 50-61 / 35 Gió mạnh 4 Biển cuộn sóng và bọt bắt đầu có vệt. Cây to chuyển động. Phải có sự gắng sức khi đi ngược gió.
8 37 / 62-74 / 42 Gió mạnh hơn 5,5 Sóng cao vừa phải với ngọn sóng gãy tạo ra nhiều bụi. Các vệt bọt nước. Cành nhỏ gãy khỏi cây.
9 44 / 75-88 / 50 Gió rất mạnh 7 Sóng cao (2,75 m) với nhiều bọt hơn. Ngọn sóng bắt đầu cuộn lại. Nhiều bụi nước. Một số công trình xây dựng bị hư hại nhỏ.
10 52 / 89-102 / 60 Gió bão 9 Sóng rất cao. Mặt biển trắng xóa và xô mạnh vào bờ. Tầm nhìn bị giảm. Cây bật gốc. Một số công trình xây dựng hư hại vừa phải.
11 60 / 103-117 / 69 Gió bão dữ dội 11,5 Sóng cực cao. Nhiều công trình xây dựng hư hỏng.
12 64 / 118-133 / 73 và cao hơn Gió bão cực mạnh 14+ Các con sóng khổng lồ. Không gian bị bao phủ bởi bọt và bụi nước. Biển hoàn toàn trắng với các bụi nước. Nhiều công trình hư hỏng nặng.
13* 76 / 134-149 / 88 Gió bão cực mạnh 14+ Sóng biển cực kỳ mạnh. Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn. Sức phá hoại cực kỳ lớn.
14* 85 / 150-166 / 98 Gió bão cực mạnh 14+ Sóng biển cực kỳ mạnh. Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn. Sức phá hoại cực kỳ lớn.
15* 94 / 167-183 / 109 Gió bão cực mạnh 14+ Sóng biển cực kỳ mạnh. Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn. Sức phá hoại cực kỳ lớn.
16* 104 / 184-201 / 120 Gió bão cực mạnh 14+ Sóng biển cực kỳ mạnh. Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn. Sức phá hoại cực kỳ lớn.
17* 114 / 202-220 / 131 Gió bão cực mạnh 14+ Sóng biển cực kỳ mạnh. Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn. Sức phá hoại cực kỳ lớn.
> 18+ >119 / 221-??? / >137 Gió bão cực kỳ mạnh 14+ Sóng biển vô cùng mạnh. Đánh đắm tàu biển có trọng tải rất lớn. Sức phá hoại cực kỳ tàn bạo.

Để cho dễ nhớ vận tốc gần đúng theo km/h của gió ở thang sức gió Beaufort, có thể lấy bình phương của cấp gió (ví dụ cấp 10, vận tốc gió 100 km/h, cấp 8 vận tốc gió 64 km/h, cấp 1 đến cấp 5, vận tốc gió từ 4 đến 36 km/h (số cấp cộng 1 rồi bình phương).

Cấp mở rộng mới (đang dự thảo & tham khảo)[sửa | sửa mã nguồn]

Thang mở rộng mới (dự thảo)

Hiện nay cấp độ Bão đang dừng ở 18 cấp (Từ 0 đến 17, trong đó bao gồm cấp cũ từ 0 đến 12, và cấp mở rộng từ 13 đến 17), nếu so với những trận bão có sức gió lớn hơn 220 km/h (cấp 17) như các trận: Ida năm 1958, Nancy năm 1961, Violet năm 1961, Tip năm 1979, Vanessa năm 1984, Paka năm 1997, Chaba năm 2004, Megi năm 2010, Haiyan năm 2013, hay VongFong năm 2014 hoặc Pam năm 2015... thì quả thật là cấp 17 không đủ để diễn đạt cho một cơn bão.

Với những sức gió lớn như vậy, đòi hỏi các cấp mở rộng mới hơn. Để xác định được cường độ cấp của các cơn bão mạnh, hiện nay tại Việt Nam đang có bảng thang đo sức gió Beaufort được mở rộng hoàn toàn mới. Thang đo này đã được một người chuyên nghiên cứu về Bão làm vào năm 2010, đã được phổ biến đến một số nơi. Các bản về sau được chủ sở hữu bản quyền sửa lại và bổ sung thêm vào năm 2014 (Tại Fanpage: Khí Tượng Thủy Văn Cộng Đồng Online)

Thang đo mở rộng mới có những đặc điểm sau:

  • Bổ sung thêm 1 số hiện tượng và hậu quả gây ra trong 1 số cấp độ.
  • Thay đổi mức độ Siêu Bão từ cấp 13 cũ thành cấp 15 mới. (Có thể sẽ nâng mức Siêu Bão chạm ngưỡng cấp 17 theo như Thế giới)
  • Đặt các mốc mở rộng cho thang bão. Cấp mở rộng 1 từ: "Cấp 13 đến cấp 17" - Cấp mở rộng 2 từ: "Cấp 18 đến cấp 24" và Cấp mở rộng đặc biệt từ: "Cấp 25 đến cấp max 30"
  • Đặt mức độ Max cho thang, ở giá trị cấp 30.
  • Tất cả các tốc độ gió được điều chỉnh theo nguyên bản Việt Nam, thấp hơn 1km/h từ cấp 12 trở xuống, và thêm 1km/h từ cấp 23 trở lên so với phiên bản Quốc tế.
Cấp độ Tên cấp bão Sức gió (km/h) Hiện tượng hậu quả gây ra
0 <1 Gió nhẹ
1 > 1 - 5 Gió bắt đầu phảng phất.
2 6 - 11 Gió thoảng qua trên người.
3 12 - 19 Cây cỏ lay động, lá xào xạc trên cây.
4 20 - 28 Bụi bắt đầu có dấu hiệu phát tán.
5 Xoáy thấp 29 - 38 Cây cỏ có dấu hiệu xào xạc, biển dậy sóng.
6 Áp thấp Nhiệt đới 39 - 49 Các cửa sổ trên nhà cao tầng có dấu hiệu va đập, biển nổi cồn trắng.
7 50 - 61 Cần angten, các biển hiệu, biển báo động đậy, sóng nhấp nhô.
8 Bão Nhiệt đới 62 - 74 Các cây to bắt đầu nghiêng ngả. Biển động, nguy hiểm với tàu thuyền.
9 75 - 88 Gió làm gãy cành nhỏ, tốc mái nhà, gây thiệt hại nhà cửa. Biển động rất mạnh.
10 Bão 89 - 102 Làm đổ cây cối, cột điện gây thiệt hại nặng. Biển động dữ dội làm đắm tàu thuyền.
11 103 - 117 Mưa rất to, gây ngập úng, sạt lở đất có lũ quét và lũ ống ở vùng cao, vùng trũng.
12 118 - 133 Gây nguy cơ vỡ đê không kiên cố. Sóng biển cao từ 7 - 9m (Không tính triều cường)
13 134 - 149 Sức tàn phá ghê gớm, các nhà mái tôn bị bay nóc, làm sập nhà gỗ tường bao. Lúc này mắt bão đã hiện rõ ràng
14 150 - 166 Đẩy lùi các xe ô tô con, cây cổ thụ rễ sâu 3 - 5m bật gốc. Bão biển hãi hùng.
15 Siêu bão 167 - 183 Nhà cửa hư hại nặng nề. Thời điểm này mắt bão đã quá sắc nét, đường kính gió mạnh trải rộng trên 200km.
16 184 - 201 Sóng biển ngợp trời, sức phá hoại cực kỳ lớn. Làm chìm tàu có trọng tải lớn.
17 202 - 220 Bão lên cơn cuồng phong thịnh nộ, nhiều công trình xây dựng hư hại nặng nề. Mưa vũ bão, tầm nhìn hạn chế mức tối đa.
18 Cuồng Phong 221 - 240 Phá nát các toa xe Picnic và xe Container... giật tàu hỏa ra khỏi đường ray, hay thổi bay các căn nhà cấp 4 dạng vừa.
19 241 - 261 Các tòa nhà hàng vài chục tầng nguy cơ "nghiêng ngả" và "trao đảo". Sóng biển kinh hoàng cao trên 20m.
20 262 - 283 Thảm họa khủng khiếp với sức gió ghê gớm, nhấc hết hệ thống ngầm dưới đất lên mặt đất.
21 284 - 306 Các ngôi nhà không chắc chắn chỉ còn lại móng, cảnh báo nguy hiểm đến mức "Rất Tối Đa"
22 307 - 330 Đánh sập các cầu treo, dây văng quăng xuống sông xuống biển. Gây ra trận bão tồi tệ chưa từng có.
23 331 - 355 Xé nát các ngôi nhà kiên cố và chơi trò tung hứng xe đạp xe máy, hay quăng ném ô tô.
24 356 - 381 Bão kinh hoàng, tàn phá mọi vật thể. Làm vô hiệu hóa vệ tinh, cắt đứt liên lạc tín hiệu ra đa, vô tuyến …
25 382 - 408 Nhấc bổng các tòa nhà cũng như ô tô hạng nặng lên không khí, và phá hủy chúng một cách "chóng vánh".
26 409 - 436 Cả khu bị bão "Chiếm đóng" như 1 cảnh hoang tàn, các công trình kiên cố hoàn toàn bị san phẳng.
27 437 - 465 Nguy cơ sập núi, xê dịch "đảo nhân tạo" nhỏ không bám trụ. Biển động "Sóng thần" với những con sóng trên 40m.
28 466 - 495 Hút các vật ở dưới mặt đất có trọng tải hàng tấn quẳng ra xa hàng vài trăm mét. Sóng biển mịt mù.
29 Bão Hủy Diệt 496 - 526 Bão có sức công phá lớn, "vứt" máy bay và các vật nặng xa hàng vài km, cuốn bay mọi thứ xung quanh.
30 - Max > 527 Sức gió hủy diệt, xóa sổ san bằng toàn bộ khu vực ... và không thể "miêu tả" được.

*Giải thích mô tả:

- Cấp 19 - Sức gió 241-261 km/h: Mô tả cho các tòa nhà cao từ 40 tầng trở lên, đang phải oằn mình, nghiêng ngả để chống sức gió.

- Cấp 20 - Sức gió 262 - 283 km/h: Mô tả cho những cơn gió rất mạnh, có thể là gió xoáy, gió giật. Chúng có thể lôi hết các thứ như: "nắp cống, dây điện ngầm..." lên mặt đất.

- Cấp 21 - Sức gió 284 - 306 km/h: Mô tả cho các căn nhà không chắc chắn, có cấu trúc kém... dễ bị gió bão tàn phá và sụp đổ xuống, để lộ móng ra ngoài.

- Cấp 25 - Sức gió 382 - 408 km/h: Mô tả chung của các căn nhà có cấu trúc khác nhau như: Nhà di động, nhà gỗ, nhà bằng kính hoặc nhà ở với vật liệu nhẹ... dễ bị "bê, nhấc" lên và phá hủy.

- Cấp 27 - Sức gió 437 - 465 km/h: Mô tả cho những núi có hang động, núi bằng đá vôi, hay bùn hoặc đất trên nền bazan với độ cao từ 50 - 150m. Chúng đều dễ bị mưa làm cho xói mòn đất đá và sập xuống. Còn "đảo nhân tạo" ở đây là những hòn đảo được bồi đắp ở ngoài biển, chúng rất dễ bị sóng biển dịch chuyển và phá vỡ.

- Cấp 28 - Sức gió 466 - 495 km/h: Mô tả tâm bão có gió xoáy rất cực kỳ mạnh, nó có thể nâng hút các vật nặng lên và quăng ném ra xa.

*Bằng chứng sử dụng:

Thang đo mở rộng mới hiện nay cũng đã được sử dụng tại một số các cơn bão, điển hình như Siêu bão Jelawat năm 2012 (gió giật cấp 18, cấp 19)[4] - Siêu bão Bopha năm 2012 (gió giật cấp 18)[5] - Siêu bão Utor năm 2013 (gió giật cấp 18)[6] - Siêu bão Nalgae năm 2011 (gió giật cấp 18)[7] - Siêu bão Songda năm 2011 (gió giật cấp 18, cấp 19)[8] - Hoặc Siêu bão Maysak mới nhất năm 2015 (gió giật cấp 18)[9] - Hay như trong bản tin thời sự VTV 12h trưa ngày 08/11/2013 trong bản tin Siêu bão Haiyan, BTV Hoài Anh đã nói rằng: "Sức gió của Haiyan có thể tương đương cấp 21, cấp 22 trên thang"[10] hoặc trong bản tin của kênh VTC14, BTV Thanh Huyền đã nói cơn bão "giật cấp 20, trên cả cấp siêu bão"[11] .. và có rất nhiều các cơn bão khác đã được dùng cấp 18 trở lên.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Thang đo sức gió Beaufort được sử dụng để phục vụ cho công tác dự báo thời tiết.

Ngày nay, đôi khi các cơn bão mạnh được đánh số từ 12 đến 16 sử dụng thang bão Saffir-Simpson có 5 loại, với bão loại 1 có số Beaufort là 12, bão loại 2 có số Beaufort là 13,v.v.

Tại Việt Nam, do hầu như không có bão mạnh đến mức cần sử dụng thang bão Saffir-Simpson (lý do là các cơn bão mạnh trên cấp 12 hầu như đều xuất phát từ ngoài đại dương, sau khi vượt qua Philippin để đổ bộ vào Việt Nam thì sức gió đã suy giảm rất nhiều), nên người ta chỉ cần sử dụng thang sức gió Beaufort để mô tả sức mạnh của chúng là đủ. Gió xoáy có cấp Beaufort từ 6 đến 7 trên một diện rộng gọi là áp thấp nhiệt đới. Gió xoáy từ cấp 8 trở lên trên một diện rộng, có thể kèm theo mưa lớn gọi chung là bão. Tuy nhiên, điều này đã không còn đúng trong thời gian gần đây, điển hình là các cơn bão Chanchubão Xangsane trong năm 2006. Mặc dù bão Chanchu không đi vào vùng bờ biển Việt Nam, nhưng với cấp 4 theo thang bão Saffir-Simpson nó đã làm nhiều tàu thuyền bị đánh chìm và nhiều ngư dân Việt Nam bị chết trên biển Đông. Trong dự báo bão cho cơn bão Xangsane, lần đầu tiên người ta đã sử dụng cấp 13 và trên cấp 13.

Tuy nhiên,đến năm 2008 khi cơn bão số 6 mang tên quốc tế Hagupit (dùi cui) đi vào khu vực Bắc Biển Đông Việt Nam với sức gió của nó đạt 120 hải lý (knot)... tương đương với cấp 4 của thang bão Saffir-Simpson thì Việt Nam bắt đầu sử dụng cấp 13 - 17 khi đã nâng nó lên cấp ngưỡng đầu tiên của siêu bão là cấp 15.

Tại Mỹ, gió có cấp Beaufort 6 - 7 tạo ra các bản thông báo là small craft advisory, với sức gió cấp 8 - 9 là gale warning, cấp 10 hay 11 - storm warning (hay "tropical storm warning"), và tất cả những cái mạnh hơn gọi là hurricane warning.

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Ghi chú[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Met Office: The Beaufort scale
  2. ^ Walter J. Saucier (1955). Principles of Meteorological Analysis. Retrieved on 2009-01-09.
  3. ^ Tom Beer (1997). Environmental Oceanography. CRC Press. ISBN 0849384257. 
  4. ^ Siêu bão Jelawat năm 2012 (gió giật cấp 18, cấp 19)
  5. ^ Siêu bão Bopha năm 2012 (gió giật cấp 18)
  6. ^ Siêu bão Utor năm 2013 (gió giật cấp 18)
  7. ^ Siêu bão Nalgae năm 2011 (gió giật cấp 18)
  8. ^ Siêu bão Songda năm 2011 (gió giật cấp 18, cấp 19)
  9. ^ Siêu bão Maysak năm 2015 (gió giật cấp 18)
  10. ^ Siêu bão Haiyan năm 2013
  11. ^ Siêu bão Haiyan năm 2013, kênh VTC14