Kỹ thuật, thiết bị dự báo sét

Hiện nay các phương pháp và máy móc định vị sét được hoàn thiện một cách đáng kể. Ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới, người ta sử dụng các hệ thống định vị phóng điện như NLDN, SAFIR có thể xác định vị trí phóng điện chính xác trong bán kính vài trăm mét, từ đây đưa ra những cảnh báo. Việc sử dụng mạng lưới máy đếm sét dưới đất để xác định mật độ sét trên toàn lãnh thổ đòi hỏi phải có một số lượng lớn thiết bị đắt tiền đặt tại các địa điểm thuận lợi và chỉ có một số nước tiên tiến mới có điều kiện làm việc này. Ví dụ hệ thống định vị phóng điện quốc gia của Mỹ NLDN (national lightning detection network) với 130 trạm với bộ cảm biến IMPACT (improved accuracy through combined Technology) với chi phí cho mỗi trạm trên 100.000 USD. Bộ cảm biến IMPACT sử dụng anten từ, anten điện cảm ứng với tần số thấp của tia sét. Sử dụng kỹ thuật định vị từ MDF (magnetic direction finding) và thời gian tới TOA (time of arrival). Tín hiệu thu được biểu diễn theo thời gian của biến đổi trường do dòng sét gây nên. Với công cụ phân tích dạng sóng tìm điểm thời gian mà dòng đạt cực đại, có thể tính chính xác góc tới của tia sét. NLDN có 130 bộ cảm biến bao trùm lãnh thổ nước Mỹ. Tín hiệu được truyền theo vệ tinh từ các bộ cảm biến đến bộ xử lý trung tâm. Ở bộ xử lý trung tâm tổng hợp các số liệu và xác định vị trí phóng điện chỉ sau 20 - 30 giây. Kết quả cho thấy hệ thống có thể định vị chính xác phóng điện tới 500 m hay tốt hơn. Ngoài thông tin về vị trí còn có các thông số sét khác như: biên độ, cực... Thông tin này được truyền khắp cả nước để sử dụng.

Tại Việt Nam, thời gian gần đây cũng xuất hiện một số thiết bị có khả năng dự báo sét như hệ thống thu tín hiệu, giải mã và cảnh báo của Australia , hệ thống định vị, đo tần số hoạt động dông sét nối với trung tâm điều khiển... Các thiết bị này thường áp dụng cho các công trình lớn, giá cao. Mới đây, phòng vật lý khí quyển thuộc Viện vật lý địa cầu đã nghiên cứu thành công thiết bị dự báo sét đầu tiên của Việt Nam , giá thành dự kiến là từ 5.000 - 10.000 USD, rẻ hơn nhiều so với hệ thống cùng chức năng ngoại nhập.

Thiết bị bao gồm phần anten và bộ phận xử lý tín hiệu đặt ngoài trời, tự động thu và xử lý tín hiệu. Anten này đảm bảo nhận tín hiệu từ môi trường xung quanh với phạm vi rộng (trong khu vực có bán kính từ 10 - 50 km), những hoạt động dông sét sẽ được ghi nhận và truyền vào bộ phận xử lý tín hiệu, bộ phận này sẽ tự động phân tích, đánh giá dựa trên đặc điểm hoạt động dông sét kết hợp với số liệu của cả hệ thống định vị sét, từ đây hệ thống sẽ phát ra tín hiệu cảnh báo. Có nhiều hình thức cảnh báo được nối với hệ thống như: đưa ra tín hiệu cảnh báo qua màn hình, còi hụ... Theo Viện vật lý địa cầu, do giá rẻ, hệ thống này có thể triển khai rộng khắp trong thời gian tới, ứng dụng rộng rãi cho các khu vực như đồng ruộng, bãi tắm, sân golf, các khu công nghiệp, sân bay, dịch vụ...

Nguồn: Khoa học phổ thông, 23/5/2008