17/08/2025
Phòng thí nghiệm Mỹ lập bản đồ 76.000 xung radio sét để nghiên cứu đặc tính năng lượng của cơn bão.
Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, New Mexico, đã thu thập bộ dữ liệu lớn nhất về tín hiệu radio tần số cao từ sét, sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và công nghệ vệ tinh để phân tích cách năng lượng sét lan truyền trong các cơn bão.
Nội dung chính (dịch với ngôn ngữ kỹ thuật điện):
Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos đã xây dựng bộ dữ liệu lớn nhất từ trước đến nay, gồm 76.000 cặp xung xuyên tầng điện ly (Trans-Ionospheric Pulse Pairs - TIPPs), là các tín hiệu radio tần số rất cao (VHF) tự nhiên, có cường độ mạnh nhất trên Trái Đất, được tạo ra từ các phóng điện trong đám mây (intracloud discharges). Nghiên cứu này nhằm phân tích mối quan hệ giữa độ cao của tia sét trong đám mây và cơ chế lan truyền năng lượng điện từ của nó.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng cảm biến tần số radio (RF sensor) chuyên dụng, kết hợp với dữ liệu từ Hệ thống Định vị Sét Toàn cầu (Global Lightning Mapper - GLM) trên các vệ tinh GOES-R của NOAA, hoạt động ở quỹ đạo địa tĩnh (khoảng 35.786 km trên đường xích đạo). Cảm biến này ghi nhận 76.000 cặp TIPPs, mỗi cặp gồm hai xung: xung thứ nhất là tín hiệu trực tiếp từ sét qua tầng điện ly đến vệ tinh, và xung thứ hai là tín hiệu phản xạ từ bề mặt Trái Đất.
Sự khác biệt về biên độ (amplitude) giữa hai xung trong cặp TIPP phụ thuộc vào độ cao của phóng điện trong đám mây và góc nâng (elevation angle) của tia sét so với vị trí vệ tinh. Điều này được xác định thông qua phân tích thống kê sử dụng thuật toán máy học (machine learning).
Nghiên cứu xác nhận rằng TIPPs là kết quả của các phóng điện trong đám mây ngắn và nhanh (compact intracloud discharges - CIDs), với năng lượng điện từ tỏa ra ở dải tần số VHF. Dữ liệu này cho phép cải thiện độ chính xác của các quan sát vệ tinh về sét, đồng thời cung cấp thông tin về động lực đối lưu (convective dynamics) trong các cơn bão.
Bộ dữ liệu hỗ trợ tinh chỉnh thuật toán của GLM, cải thiện khả năng dự báo thời tiết và đánh giá cường độ bão dựa trên các đặc tính điện từ của sét. Một thay đổi đột ngột trong độ cao của TIPPs có thể phản ánh sự thay đổi nhanh trong cấu trúc đối lưu của cơn bão, cung cấp dữ liệu quan trọng cho các hệ thống cảnh báo thời tiết.
Nguồn: Interestingengineering.com
