Dòng phản lực (jet stream) là những dải gió tây rất mạnh, hẹp và dài hàng nghìn km, chảy uốn lượn quanh Trái Đất ở độ cao khoảng 9–16 km, gần ranh giới tầng đối lưu. Gió trong lõi thường đạt 150–300 km/h, có lúc vượt 400 km/h. Máy bay chở khách bay đúng tầng này, nên dòng phản lực quyết định chuyến bay nhanh hay chậm, tốn bao nhiêu nhiên liệu và có bị xóc hay không.
Đó là lý do chuyến bay từ Mỹ sang châu Âu thường ngắn hơn chiều ngược lại cả tiếng đồng hồ, và chuyến bay từ Nhật Bản sang Mỹ vào mùa đông có thể nhanh hơn chuyến về khá nhiều.
Vì sao lại có dòng gió mạnh như vậy
Nguồn gốc là chênh lệch nhiệt độ. Xích đạo nhận nhiều nắng hơn hai cực, nên không khí ở vùng nhiệt đới nóng và "phồng" lên cao hơn. Ở trên cao, áp suất phía xích đạo lớn hơn phía cực, không khí bị đẩy về phía cực. Nhưng Trái Đất quay, lực Coriolis bẻ dòng khí này sang hướng đông. Kết quả: một dòng gió tây ở tầng cao.
Chỗ nào chênh lệch nhiệt độ giữa hai khối khí càng gắt — như ranh giới giữa khí lạnh vùng cực và khí ấm vùng ôn đới — thì gió trên cao càng mạnh và càng dồn lại thành dải hẹp. Vì vậy dòng phản lực mạnh nhất vào mùa đông, khi bắc cực lạnh nhất mà vùng nhiệt đới vẫn ấm.
Hai dòng phản lực chính
| Dòng phản lực cực đới | Dòng phản lực cận nhiệt đới | |
|---|---|---|
| Vĩ độ | Khoảng 40–60 độ, dịch chuyển nhiều | Khoảng 20–35 độ, ổn định hơn |
| Độ cao | Khoảng 9–12 km | Khoảng 10–16 km |
| Hình dạng | Uốn khúc mạnh, đứt gãy | Liền mạch hơn |
| Ảnh hưởng thời tiết | Dẫn đường cho các vùng áp thấp, bão mùa đông ở châu Âu, Bắc Mỹ | Mạnh nhất trên Đông Á vào mùa đông |
Mỗi bán cầu có cả hai dòng này. Ngoài ra còn có những dòng nhỏ hơn theo mùa, như dòng phản lực đông nhiệt đới hình thành ở tầng cao trên Ấn Độ Dương và Nam Á trong mùa gió mùa mùa hè, thổi theo chiều ngược lại.
Nơi gió tầng cao mạnh nhất hành tinh là vùng trời phía trên Nhật Bản vào mùa đông. Ở đây dòng phản lực cận nhiệt đới gặp không khí cực lạnh từ Siberia tràn xuống, và có lúc gộp với nhánh cực đới. Mùa đông, Việt Nam nằm phía nam rìa của dòng cận nhiệt đới này: trên bầu trời miền Bắc ở độ cao trên 10 km, gió tây mạnh khá thường gặp.
Ai phát hiện ra dòng phản lực
Người đo được nó một cách bài bản đầu tiên là nhà khí tượng Nhật Bản Wasaburo Ooishi. Trong thập niên 1920, tại đài cao không Tateno gần núi Tsukuba, ông thả hàng nghìn bóng thám không và dõi theo bằng kính kinh vĩ để đo gió ở các độ cao. Ông phát hiện gió tây rất mạnh ở tầng cao, đặc biệt vào mùa đông.
Ooishi công bố kết quả bằng tiếng Esperanto — ông là người nhiệt thành cổ vũ ngôn ngữ quốc tế này — trong các báo cáo của đài. Gần như không ai ngoài Nhật đọc tới, nên phát hiện của ông bị bỏ quên suốt hai thập kỷ. Thuật ngữ "jet stream" chỉ được giới khí tượng phương Tây dùng rộng rãi vào cuối thập niên 1930 và 1940, khi nhà khí tượng Đức Heinrich Seilkopf đặt tên Strahlströmung và nhóm của Carl-Gustaf Rossby ở Đại học Chicago nghiên cứu sâu.
Câu chuyện của Ooishi là ví dụ hay về việc một phát hiện khoa học đúng có thể vô hình chỉ vì viết bằng thứ tiếng ít người đọc.
Dòng phản lực và giờ bay
Máy bay chở khách bay hành trình ở tốc độ khoảng 850–900 km/h so với không khí. Thêm 250 km/h gió xuôi, tốc độ so với mặt đất có thể vượt 1.100 km/h. Ngược lại, đâm vào gió ngược thì tụt còn hơn 600 km/h.
Đêm 8 rạng sáng 9 tháng 2 năm 2020, khi bão Ciara đang mạnh lên trên Bắc Đại Tây Dương kèm một dòng phản lực rất mạnh, chiếc Boeing 747 của British Airways bay từ New York tới London trong 4 giờ 56 phút, được các trang theo dõi chuyến bay ghi nhận là chuyến bay cận âm nhanh nhất trên tuyến này. Tốc độ so với mặt đất có lúc vượt 1.200 km/h — nhanh hơn tốc độ âm thanh ở mặt đất, nhưng máy bay vẫn bay dưới tốc độ âm thanh so với không khí quanh nó, nên không có tiếng nổ siêu thanh nào.
Đường bay thay đổi mỗi ngày
Trên Bắc Đại Tây Dương, nơi có hàng nghìn chuyến bay mỗi ngày, các cơ quan quản lý không lưu Anh và Canada vạch ra hệ thống đường bay có tổ chức (North Atlantic Tracks) mới hai lần mỗi ngày, theo vị trí dòng phản lực. Chiều sang đông, đường bay được đặt để "cưỡi" lên lõi gió; chiều sang tây, đường bay né lõi gió, có khi vòng lên rất xa về phía bắc qua Greenland.
Tuyến xuyên Thái Bình Dương cũng vậy. Chuyến bay từ Đông Á sang Bắc Mỹ có thể đi đường cong gần Alaska hoặc đi thẳng hơn tuỳ gió. Với các hãng bay, chọn được đường bay tối ưu theo gió có thể tiết kiệm hàng tấn nhiên liệu cho mỗi chuyến đường dài.
Nhiễu động trời quang
Mặt tối của dòng phản lực là nhiễu động trời quang (clear air turbulence, CAT). Ở rìa dòng phản lực, gió đổi tốc độ rất nhanh theo độ cao và theo chiều ngang. Các lớp không khí trượt lên nhau với tốc độ khác nhau, sinh ra sóng và xoáy cuộn, giống mặt nước gợn khi gió lướt qua.
Đặc điểm khó chịu nhất: không khí ở đó trong suốt, không mây, không mưa. Radar thời tiết của máy bay không nhìn thấy, phi công không có dấu hiệu bằng mắt. Phi công dựa vào:
- Bản đồ thời tiết quan trọng (SIGWX) của các trung tâm dự báo hàng không thế giới, khoanh vùng dự báo có nhiễu động.
- Báo cáo của máy bay đi trước, chuyển qua kiểm soát không lưu.
- Các chỉ số nhiễu động tính từ mô hình dự báo số, ngày càng chính xác.
Phần lớn ca hành khách và tiếp viên bị thương do nhiễu động xảy ra khi không thắt dây an toàn — người bị hất lên trần rồi rơi xuống. Đó là lý do phi công khuyên giữ dây an toàn thắt lỏng suốt chuyến bay, ngay cả khi đèn báo đã tắt.
Dòng phản lực điều khiển thời tiết ở mặt đất
Dòng phản lực cực đới không chảy thẳng mà uốn khúc thành những sóng lớn, gọi là sóng Rossby theo tên nhà khí tượng Carl-Gustaf Rossby. Dưới chỗ sóng võng xuống phía nam là không khí lạnh tràn về; dưới chỗ sóng vồng lên phía bắc là không khí ấm. Các vùng áp thấp mùa đông hình thành và di chuyển dọc theo dòng gió này.
Khi sóng uốn khúc rất mạnh và chậm lại, thời tiết ở một nơi có thể "kẹt" nhiều ngày: nắng nóng kéo dài, hoặc mưa liên tục, hoặc rét đậm. Các nhà khoa học đang tranh luận liệu biến đổi khí hậu có làm dòng phản lực uốn khúc nhiều hơn hay không — câu hỏi này vẫn chưa có kết luận thống nhất.
Với Việt Nam, ảnh hưởng gián tiếp nhưng rõ: những đợt không khí lạnh mạnh tràn xuống miền Bắc thường gắn với thời điểm sóng của dòng phản lực trên châu Á võng sâu về phía nam.
Góc nhìn hôm nay: tự xem dòng phản lực
Bạn không cần là nhà khí tượng để thấy dòng phản lực:
- Bản đồ gió trực tuyến như earth.nullschool.net cho chọn mức áp suất 250 hPa (khoảng 10 km) — dải màu sáng uốn lượn chính là dòng phản lực.
- Trang theo dõi chuyến bay: so tốc độ mặt đất của hai máy bay cùng loại bay ngược chiều trên cùng một tuyến, chênh lệch vài trăm km/h chính là gió.
- Màn hình bản đồ trên máy bay thường hiện tốc độ mặt đất và hướng gió bên ngoài — để ý con số khi bay sang phía đông.
- Ngắm mây ti: những vệt mây ti dài, thẳng, bị kéo thành sợi song song trên trời cao thường nằm gần dòng phản lực.
Câu hỏi thường gặp
Dòng phản lực ở độ cao bao nhiêu?
Dòng phản lực nằm ở khoảng 9–16 km, gần ranh giới giữa tầng đối lưu và tầng bình lưu. Dòng cực đới thấp hơn, khoảng 9–12 km; dòng cận nhiệt đới cao hơn, khoảng 10–16 km. Đây cũng là tầng bay hành trình của máy bay chở khách.
Vì sao bay từ Mỹ sang châu Âu nhanh hơn chiều về?
Vì dòng phản lực thổi từ tây sang đông. Chiều sang đông, máy bay được gió xuôi đẩy, tốc độ so với mặt đất tăng vài trăm km/h. Chiều về sang tây phải đi ngược gió hoặc vòng tránh lõi gió nên mất thêm thời gian.
Ai phát hiện ra dòng phản lực?
Nhà khí tượng Nhật Bản Wasaburo Ooishi đo được gió tây rất mạnh ở tầng cao trong thập niên 1920 bằng bóng thám không tại đài Tateno. Ông công bố bằng tiếng Esperanto nên ít người biết. Thuật ngữ jet stream được giới khoa học phương Tây phổ biến vào cuối thập niên 1930 và thập niên 1940.
Nhiễu động trời quang có nguy hiểm không?
Nhiễu động trời quang hiếm khi đe doạ kết cấu máy bay, nhưng có thể làm người không thắt dây an toàn bị hất lên và chấn thương. Nó khó phát hiện vì không có mây và radar không thấy. Cách tự bảo vệ tốt nhất là luôn thắt dây an toàn khi ngồi.
Dòng phản lực có ảnh hưởng tới thời tiết Việt Nam không?
Có, nhưng gián tiếp. Mùa đông, dòng phản lực cận nhiệt đới mạnh nằm phía bắc Việt Nam, và những lần sóng của dòng gió uốn sâu xuống phía nam thường đi cùng các đợt không khí lạnh mạnh tràn về miền Bắc. Mùa hè, dòng phản lực đông nhiệt đới ở tầng cao gắn với hoạt động của gió mùa Nam Á.
