Nhiễu động trời trong: vì sao nguy hiểm hơn bạn nghĩ?

Mục lục (thu gọn)

Tháng 5/2024, chuyến bay SQ321 của Singapore Airlines từ London đến Singapore đang bay êm ả ở độ cao hơn 11.000 mét thì đột ngột rơi tự do trong vài giây vì nhiễu động. Một hành khách tử vong, hàng chục người bị thương, máy bay phải hạ cánh khẩn cấp xuống Bangkok. Điều khiến mình chú ý nhất không phải là mức độ nghiêm trọng, mà là một chi tiết: hôm đó trời trong, không giông bão, không mây đen báo trước. Đây chính xác là chân dung của nhiễu động trời trong — thứ nguy hiểm bởi vì nó gần như không thể thấy trước.

Nhiễu động thường và nhiễu động trời trong khác nhau ở đâu?

Nhiễu động (turbulence) là hiện tượng không khí chuyển động hỗn loạn khiến máy bay rung lắc. Phần lớn nhiễu động mà hành khách gặp thuộc các loại có thể dự đoán được:

• Nhiễu động nhiệt (thermal turbulence): do không khí nóng bốc lên từ mặt đất, thường gặp khi bay qua vùng có nắng gắt hoặc sa mạc.
• Nhiễu động cơ học (mechanical turbulence): do gió va vào địa hình như núi, tòa nhà cao tầng.
• Nhiễu động đuôi (wake turbulence): xoáy khí sinh ra từ cánh máy bay khác bay phía trước.
• Nhiễu động giông bão (convective turbulence): liên quan trực tiếp tới mây giông, phi công có thể quan sát và né tránh.

Tất cả các loại trên đều có dấu hiệu để phi công và radar thời tiết nhận biết trước — mây, địa hình, hoặc dữ liệu khí tượng. Nhưng nhiễu động trời trong (Clear-Air Turbulence — CAT) thì khác hẳn: nó xảy ra ở tầng khí quyển cao, thường gần dòng khí xiết (jet stream), trong bầu trời hoàn toàn quang đãng, không mây, không giông. Đây là lý do vì sao CAT được xem là loại nhiễu động khó lường nhất trong ngành hàng không.

Vì sao radar và mắt thường đều "bó tay" trước CAT?

Radar thời tiết trên máy bay hoạt động theo nguyên lý phát hiện độ ẩm — nó "nhìn thấy" giọt nước, hạt mưa hoặc tinh thể băng trong các đám mây để cảnh báo phi công né tránh. Nhưng CAT hình thành ở vùng không khí khô, không có hạt nước đủ lớn để radar phản xạ sóng trở lại. Nói cách khác, công cụ vốn được thiết kế để "nhìn" thời tiết xấu lại hoàn toàn im lặng trước loại nhiễu động này.

Cơ chế vật lý đứng sau CAT là wind shear — sự thay đổi đột ngột về tốc độ hoặc hướng gió trong một khoảng cách ngắn, thường xảy ra ở rìa hoặc bên trong dòng khí xiết (jet stream), nơi các luồng không khí ở độ cao khác nhau di chuyển với tốc độ chênh lệch rất lớn. Khi máy bay bay cắt ngang vùng ranh giới này, sự xáo trộn không khí tạo ra những đợt rung lắc có thể xảy ra chỉ trong vài giây, không có cảnh báo trước.

Công cụ dự báo hiện nay chủ yếu dựa vào mô hình khí tượng số kết hợp báo cáo thực tế từ phi công (PIREP — Pilot Report) bay qua trước đó. Vấn đề là dữ liệu PIREP luôn có độ trễ, và mô hình dự báo dù đã cải thiện nhiều vẫn chưa thể chỉ ra chính xác CAT sẽ xảy ra ở tọa độ nào trong khoảng thời gian nào.

Nhiễu động trời trong có đang gia tăng?

Đây là phần khiến mình thực sự bất ngờ khi tìm hiểu sâu hơn. Nhóm nghiên cứu của giáo sư khí tượng học Paul Williams tại Đại học Reading (Anh) — một trong những chuyên gia hàng đầu về chủ đề này — đã công bố nhiều nghiên cứu cho thấy tần suất CAT mức độ nặng trên các tuyến bay xuyên Đại Tây Dương Bắc đã tăng đáng kể trong vài thập kỷ gần đây.

Cơ chế được đưa ra khá logic: biến đổi khí hậu làm nhiệt độ khí quyển ở các vĩ độ khác nhau thay đổi không đồng đều, khiến chênh lệch nhiệt độ – yếu tố quyết định tốc độ dòng khí xiết – trở nên bất ổn định hơn. Dòng khí xiết bất ổn định đồng nghĩa với nhiều vùng wind shear hơn, và do đó nhiều CAT hơn. Nếu xu hướng này tiếp diễn, ngành hàng không sẽ phải đối mặt với một loại rủi ro ngày càng khó dự đoán bằng công nghệ hiện tại.

Vậy hành khách nên làm gì?

Đọc đến đây có thể bạn hơi lo, nhưng thực tế biện pháp bảo vệ lại rất đơn giản và đã được chứng minh hiệu quả qua hàng chục năm dữ liệu tai nạn: luôn cài dây an toàn khi ngồi tại chỗ, kể cả lúc đèn báo "thắt dây an toàn" đã tắt.

Số liệu từ các cơ quan điều tra an toàn hàng không cho thấy phần lớn ca chấn thương nặng do nhiễu động xảy ra với hành khách hoặc tiếp viên hàng không đang di chuyển trong khoang hoặc ngồi mà không thắt dây đúng lúc rung lắc bất ngờ ập đến. Máy bay hiện đại được thiết kế để chịu được lực nhiễu động mạnh hơn rất nhiều so với những gì hành khách cảm nhận — phần lớn nguy hiểm thực sự nằm ở việc cơ thể con người bị hất văng, không phải cấu trúc máy bay bị hỏng.

Mình nghĩ gì về loạt bài này

Series này mình mở đầu bằng nhiễu động trời trong vì đây là lời giải thích khoa học đứng sau nhiều vụ việc từng gây chấn động ngành hàng không — kể cả những vụ không hoàn toàn do CAT gây ra, nhưng cùng chung một bài học: bầu trời luôn ẩn chứa những rủi ro mà công nghệ hiện tại chưa thể loại bỏ hoàn toàn, và cách con người phản ứng với rủi ro đó — từ thiết kế máy bay, quy trình bảo dưỡng, đến kỹ năng xử lý tình huống của phi hành đoàn — mới là yếu tố quyết định kết cục.

Trong các bài tiếp theo của series, mình sẽ đi sâu vào từng vụ tai nạn hàng không kinh điển: từ chuyến bay United Airlines 826 năm 1997 — một trong những ca CAT nghiêm trọng nhất từng được ghi nhận, đến thảm họa Japan Airlines 123 năm 1985 do lỗi sửa chữa kỹ thuật, Air France 447 năm 2009 khi phi hành đoàn mất phương hướng giữa đêm tối trên Đại Tây Dương, và Qantas 32 năm 2010 — một ca hiếm hoi mà toàn bộ hành khách sống sót dù máy bay hư hỏng nghiêm trọng.

Nếu bạn quan tâm thêm các câu chuyện an toàn kỹ thuật trong ngành hàng không/quân sự, có thể đọc thêm bài mình viết về vụ rơi tiêm kích F/A-18 và bài học 57 triệu USD — cùng chung tinh thần: khi công nghệ gặp sự cố, hệ thống an toàn dự phòng và con người mới là tuyến phòng thủ cuối cùng.

Khám phá thêm các bài phân tích quốc tế khác trong chuyên mục Thế giới trên blog.

📚 Tham khảo thêm: Clear-air turbulence (Wikipedia), nghiên cứu của giáo sư Paul Williams (Đại học Reading) về xu hướng gia tăng CAT do biến đổi khí hậu.

Bài viết mang tính tổng hợp kiến thức phổ thông về khí tượng và an toàn hàng không, không thay thế thông tin chính thức từ nhà chức trách hàng không hoặc hãng bay.