https://bodybydarwin.com
Slider Image

Det mest ambitiøse vejreksperiment: en 1.000 kvadratmilies tornado-fælde

2021

Verdens største tornadojagt sidder fast. Jeg er på et improviseret kommandocenter i konferencelokalet i Holiday Inn Express i Perry, Oklahoma, og 35 videnskabsfolk forsøger at beslutte, hvor denne overskyede maj morgen skal indsættes de 50 udstyrsbelastede lastbiler parkeret udenfor. Ekspeditionens første store stormsystem dannes sydvest for os, i Texas, og det vil sandsynligvis føre til superceller, massive roterende tordenvejr, der igen kan slukke for en eller flere vister. Meget lovende. Men Lou Wicker, en teamleder fra National Severe Storms Laboratory, ser et problem. Han kigger op fra en radarskærm. ”50 km i timen siger han. For hurtigt.

Det populære billede af tornadojagten er af et par lastbiler, der kører hurtigt over sletterne, skidtflyvende, i jagt efter monstertragt, men Wickers projekt, den anden verifikation af rotationens oprindelse i tornadoereksperiment, kendt som VORTEX2, kræver et meget anden slags jagten. Målet med det toårige felteksperiment på 12 mio. Dollars er ikke blot at komme tæt på et tornado, men at omringe det og fange nok data til nøjagtigt at genoprette det i en computermodel. Med en armada af lastbiler og varevogne, 140 besætningsmedlemmer og flere tons gear - fra 40 fod høje bærbare radiomaster til vejrballoner til et ubemandet luftkøretøj - kræver succes langt mere end bare vågekørsel. Det kræver en hel del metodisk planlægning, som igen kræver meget forhåndsinformation. "Det er svært at gøre, selv på dage med langsom storme, siger Josh Wurman, en teamleder fra Center for Svær vejrforskning.„ Det grænser op til umulig på en dag som i dag. "

Nu, med kun fem uger tilbage, før stormjagtsæsonen slutter, er VORTEX2-teamet ivrig efter at gå ud. Der rapporteres kun omkring 1.000 tornadoer i USA hvert år, og denne sjældenhed er den centrale udfordring ved stormjagt. Tornadoer rører uventet ned, gør forfærdelige skader og forsvinder. Forskere har sparsomme data, som de kan stole på, mens de prøver at bestemme, hvor og hvornår den næste vil strejke. Dette gør det sværere at jage dem og tilbyde pålidelige advarsler endnu sværere. Faktisk er 70 procent af tornadovarsler falske alarmer. Som et resultat har folk en tendens til at tage den næste advarsel langt mindre alvorligt. ”Vi registrerer rotation, og vi udsender en advarsel, fordi vi er bange for ikke at siger Don Burgess, en teamleder, der arbejder deltid som forskningsmeteorolog ved universitetet
af Oklahoma.

I forsøget på at forbedre situationen står VORTEX2-teamet overfor en kylling-og-æg-kvandar: At opfange flere tornadoer kræver bedre forudsigelsesmodeller, men bedre forudsigelsesmodeller kræver at opsnappe flere tornadoer. Da VORTEX2 afsluttede sidste års jagt, havde holdet formået at omringe kun en twister i LaGrange, Wyoming. Det var en stor fangst, men som Wurman siger, er en tornado ikke nok. ”

"promo_image": {// s2.dmcdn.net/TqypA/x240-e0a.jpg overskrifter ": {PopSci beskrivelse": {PopSci distributør ":

Wicker sætter fingeren på et kort. ”Her siger han og peger på det forudsagte centrum for stormaktivitet, et sted omkring 40 mil mod øst. Fordi de fleste tornadoer klynger sig rundt omkring 15 km / h, er den typiske jagtstrategi at køre sammen med dem og indsætte sensorer og instrumenter til at indsamle data på farten. Men en hurtigt bevægende storm kræver meget forskellige manøvreringer. Holdmedlemmerne skal sprede sig hurtigt, forklarer Wicker, gå foran stormen og sætte en omkreds af instrumenter, der er i stand til at måle, hvad der sker inden for et område på ca. 1.000 kvadratkilometer, og vent derefter på, at en tornado snurrer gennem det. Alligevel advarer han, selv med flere timers forberedelse og et stort fodaftryk, at det omkringliggende et katastrofalt område i bevægelse ikke vil være let. ”Det er vanskeligt at jage 50 mil pr. -Hur stormer, når du er alene, hvad så med 50 køretøjer, siger han. "Hos disse mange mennesker er det som at prøve at køre ærinder med en bil fuld af børn, som alle skal tage pauser på badeværelset på forskellige tidspunkter."

I øjeblikket ville bedre chauffører også hjælpe. En tekniker afbryder mødet for at meddele, at der har været en ulykke, og Wurman leder til parkeringspladsen for at vurdere skaden. I hele det forberedende hast er en af ​​flådens 10 Doppler-radar-lastbiler støttet op i en anden og ødelagt forbindelsen mellem radarerne og de interne computere, en væsentlig del af begge lastbiler. Reparationer kan tage timer.

Wurman ser på lastbilerne og ryster på hovedet. "Vi har tapet en masse ødelagte dele på mine lastbiler i de sidste 10 år, siger han, men dette er næsten det værst mulige scenarie."

VORTEX-projektet er verdens mest ambitiøse indsats for at forstå tornadoer. Da National Severe Storms Laboratory udførte de originale VORTEX-felteksperimenter i 1994 og 1995, blev Wicker og Wurman sammen med meteorologer Harold Brooks og Don Burgess de første forskere, der omringede en tornado med radarbiler. Med deres "Doppler på hjul var de i stand til at fange sjældne udsigter på jordniveau over tornadoer og dokumentere for første gang en twisters hele livscyklus.

Men der er stadig grundlæggende spørgsmål. Hvorfor dannes for eksempel tragte til at begynde med, og hvad gør nogle tornadoer stærke, mens andre næppe er en kløgt? Hvad brændstof dem? Ved at forstå de grundlæggende mekanikere for vister, er Wicker og hans team på udkig efter at forbedre tornado-advarsels-tider fra 13 minutter til 50 og i sidste ende mindske ejendomsskader og redde liv.

VORTEX2 inkluderer flere forskere, nye mobile vejrsensorer og forbedrede prognoseteknikker. Den fornyede indsats lønner sig allerede. Sidste års fangst i LaGrange er den mest omfattende dokumenterede tornado i historien. Denne måned mødes forskere i Colorado for at dele dataene til analyse. Derfra er et af de store mål at udvikle snesevis af computermodeller, der vil køre samtidigt, analysere realtids stormdata på minut for minut, hver af dem beregner forskellige input: større regndråber, tungere vinde, større luftfugtighed . De kombinerede resultater ville generere langt mere specifikke gætter om fremtidige forhold, så vejrprognoser konfronteret med for eksempel en supercelleformation 10 mil nord for Chicago kunne undgå at udsende en tæppevarsel for hele hovedstadsområdet og i stedet meddele mere nøjagtige sandsynligheder for langt mindre område.

Dagens advarsler om hårdt vejr trækker stærkt på data indsamlet af NEXRAD, netværket af 159 stationære Doppler-radarer, der drives af National Weather Service. Men stationær radar er ofte for langt væk fra tordenvejr. Dets signaler spreder sig som en lommelygte og bliver mere diffuse, jo længere de går. Radar kører også sammen i et enkelt plan, så det går glip af de lavere regioner i atmosfæren, når Jorden krummer væk under den.

VORTEX2-løsningen er at komme nærmere og registrere supercellen fra enhver tænkelig vinkel. Et radiostyret ubemandet fly canvasserer skyerne og indsamler data om luftstrømmene, der fodrer supercellen. Teammedlemmer kører køretøjer med tagmonterede instrumenter under stormen for at prøve forhold som temperatur og fugtighed. Videokameraer monteret på tornado-resistente platforme fotograferer aktivitet inde i tragten.

De robuste stormprognoser, der skulle være resultatet af denne form for overvågning, giver bedre stormadvarsler og forbedrer også lufthavns flyvemønstre, skovbrandeindeks og byplanlægning. De kunne endda sænke elregningen. Hjælpefirmaer er afhængige af stormadvarsler for at bestemme, hvor meget elektricitet de har brug for at generere, og hvis prognoserne er forkerte, skal virksomhederne købe energi i sidste øjeblik til en præmie og overføre omkostningerne til forbrugerne. "Jeg vil ikke blive overrasket Brooks siger, hvis vi ser 30 år tilbage fra nu, og modellerne viser sig at være fra et samfundsmæssigt synspunkt vigtigere end noget at gøre med tornadovarsler."

I år begynder National Oceanic and Atmospheric Administration med at opgradere NEXRAD med nye dobbeltpolarisationsradarer, der allerede er en standarddel af VORTEX2's våben, der sender vandrette og lodrette mikrobølger for at læse himlen mere nøjagtigt og skelne mellem sne, is og regndråber. Et projekt er også i arbejdet med at udstyre mobiltelefontårne ​​og hustage i hele landet med tusinder af Doppler-enheder. For nu er det dog den bedste måde at finde tornadoer stadig at komme i en lastbil og kigge efter dem. ”Jeg tror ikke, vi nogensinde vil gøre dette arbejde fra lænestole, siger Wicker.

Wicker og andre ledere har givet deres bedste gæt: Stormen rammer nordøst for Oklahoma City kl. 16.00, og besætningen efterlader kun få timer for at placere 50 køretøjer perfekt over et gitter på størrelse med Rhode Island. Men kl. 10:30 organiserer vi stadig på hotellets parkeringsplads. Endelig, klokken 11, skynder Wicker mig og en af ​​hans kandidatstuderende ind i en minivan, og vi kører af sted, senere efterfulgt af to af de 10 radarbiler, der udgør det mobile Doppler-system. Vi er på vej mod den nordlige grænse af gitteret, cirka 25 kilometer langt, hvor vores radarskåle vil spore stormen langvejs fra.

Teknikerne har i mellemtiden formået at reparere de beskadigede radarvogne, som nu er på vej 40 mil sydøst for os mod Stroud, tættere på midten af ​​gitteret. Individuelle Doppler-radar-datasæt er nyttige til at spore en storms udvikling, men koordinerede data fra flere enheder er langt mere afslørende, ligesom lidt forskellige visuelle billeder kombineret, som i en tredimensionel visning, kan give mere information om dybde.

Sådan fanges en tornado

For at fange en twister udsætter VORTEX2-teamet en række forskellige køretøjer og sensorer i det område, hvor de tror, ​​at en tragt vil røre ved. Den langbåndede radar forbliver omkring 15 miles væk fra stormen og ser på hele det roterende stormsystem. Kortbåndradar stråler inden for få miles fra den udviklende tragtsky og får et godt skud af selve tornadoen. Hurtig-scannende radar tager fyldige billeder af stormen en gang hvert andet minut. UAV'er og vejrballoner indsamler luftdata "" Vejrballonerne leverer data i realtid til at hjælpe meteorologer i feltkommandoenheden med at spore stormens bevægelser.

Vi ankommer i den generelle nærhed af Coyle om 30 minutter, men vi kan ikke bare parkere og vente. Radaren kræver en åben synslinje, så vi bruger de næste to timer på at lede efter en aborre uhindret af huse, træer eller bakker. Vi finder til sidst en flad, åben landstræk og trækker over. Den overskyede himmel gør mig nervøs. Vi er ved kanten af ​​gitteret, så vidt vi kan være fra stormens forudsagte episentrum, men ingen position er sikker. I USA bevæger et tornado sig generelt sydvest til nordøst, fejet med af den kombinerede handling fra jetstrømmen og varme strømme, der stiger fra Mexicogolfen, men det kan pludselig ændre kurs.

Jeg betragter dette, når vi forlader varevognen og lægger særlig vægt på, hvordan den stigende vind bøjer det høje græs fladt. En rød pickup kører langs med os. "Vi bliver ramt?" spørger chaufføren. Wicker peger himmelt mod de tilgængelige beviser: en indrykk bagpå en plet med grålig, puffede skyer. ”Det er her, den varme nedtrækning vikles rundt på stormens bagside, siger han.” Denne ting vil sandsynligvis producere en tornado om endnu en time. ”Driveren nikker.” Jeg sætter pris på det, siger han og kører af sted.

Lyn blinker, og Wicker leder mig tilbage i minibanen. Tunge regndråber begynder at slå mod vinduerne. Han tager en anden dr. Dr. Pepper, hans tredje dag om dagen, og vi venter og scanner radardata og onlinemeddelelser fra resten af ​​teamet. Ikke noget. En time senere skifter stormen kurs og begynder at bevæge sig sydpå mod Oklahoma City, og jeg begynder at se, hvor lidt nogen virkelig ved om tornadoer, og hvor farligt det er. Wicker modtager en øjeblikkelig besked fra National Weather Center, 100 miles væk i Norman. En tornado er blevet set, men ikke i nærheden af ​​Oklahoma City, som forudsagt. Faktisk er det berørt i Wickers hjemby, Norman, ikke 200 meter fra National Weather Center. Så kommer nyhedsberetningerne: Haglsten hånede huse nær Moore. Biler vippede på Interstate 40. En tankstation udslettet i Shawnee. Der er mindst 58 snorere i Oklahoma, og ved dagens slutning vil de have dræbt tre mennesker. Wurmans mobiltelefon ringer. Det er hans far, der ringer for at kontrollere, at han er i sikkerhed. ”For sikkert Wurman svarer.

De fleste af tornadoerne slap væk, siger Wicker, tre måneder senere ved sit skrivebord i Norman, og den næste miss havde kastet en pall over projektet i en uge. ”Derefter tog vi en bevidst beslutning om at buste vores rum.” Det betød, at vi forlod tidligere om morgenen og tog færre pauser i løbet af dagen. Med noget samarbejde fra vejret fortsatte VORTEX2 med at aflytte 20 tornadoer, da ekspeditionen sluttede i juni. ”En masse serendipitøse ting kom i spil, siger Wicker.

I løbet af det toårige projekt indsamlede teamet mere end 50 terabyte data værd, og de står nu til at fremstille den mest detaljerede anatomi af tornadoer, der nogensinde er udarbejdet. "Det er en forlegenhed over rigdom, som Wurman siger." Vi har data at tygge på i årevis. "

Forskere er særlig opmærksomme på vinddata inde i og omkring tornado-stormen, der kunne afsløre, hvordan snirkler skrælner tag af huse og udflader byer, i et forsøg på at forbedre bygningskoder. "En F-5 tornado vil sprænge alt, hvad Wicker siger." Men til mindre begivenheder kan du få dit hus til at overleve ganske godt. Det koster bare flere penge. "

Da jeg passerer vraget efter tornonien fra 10. maj på vej til Oklahoma City lufthavn, synes en sådan investering klog. Enorme oprørte træer linjer motorvejen. Stormen er skåret ud af taget og sprængt væggene i en Love's tankstation og efterlader kun de snoede metalbjælker. Kahytchaufføren fortæller, at hans søster gemte sig for et tornado i tankstationens walk-in fryser. Hun ringede til ham, forskrækket, men da han nåede hende, var stormen forbi. ”Det var så hurtigt, siger han og knækkede fingrene.

En tornado kan pakke så meget kinetisk energi som en bombe, så veteran stormchaser Reed Timmer og hans team, der spiller i Discovery Channel-serien Storm Chasers, byggede sig en fyrtons tank kaldet Dominator for at forblive sikkert på jobbet.

Holdet startede med at sløbe en Chevy Tahoe fra 2007 og indpakket den derefter i en 16-gauge-stålskal. For at forstærke pladen sprøjtede de det med en kvart tommer tyk, skudsikker kombination af Kevlar og polyurethan kaldet Rhino-foring. "Du kan ramme den med en slegge, og det spræber højre tilbage, siger Timmer. De installerede også skudsikre vinduer lavet af en halv tomme tykke lag af polycarbonat, plast, der er stærk nok til at modstå haglstørrelser på størrelse med vandmeloner og affald, der flyver ved hastigheder op til 150 miles i timen.

Når man går mod storme, trækker besætningen sig fast med fempunktssikkerhedssele, der passer til Nascar, selvom Timmer indrømmer, at han i løbet af en jagt ofte er for travlt med at starte vejrprober fra miniature kartoffelpistoler til at spænde op. (Han kan spore sonderne på sin bærbare computer, når de måler GPS-position, temperatur, tryk og fugtighed fem gange i sekundet.) Hvis vindhastighederne når 100 km / h og truer med at smide lastbilen, vender besætningen en James Bond-stil switch for at aktivere batteridrevet hydraulik, der sænker Dominator til jorden. En gummihylster omkring lastbilens bund blænder ud og skaber en vakuumforsegling for at undgå rester og hjælpe med at forankre køretøjet. Og når tanke går, nipper Dominator brændstof og kommer 14 miles til gallon.

Din fremtidige smartphone kan fikse sin ødelagte skærm ved at trække kulstof fra luften

Din fremtidige smartphone kan fikse sin ødelagte skærm ved at trække kulstof fra luften

Vanedannende opførsel kan spores tilbage til en gammel retrovirus i vores DNA

Vanedannende opførsel kan spores tilbage til en gammel retrovirus i vores DNA

Vær ikke bange for æg - disse andre fødevarer er langt mere tilbøjelige til at give dig Salmonella

Vær ikke bange for æg - disse andre fødevarer er langt mere tilbøjelige til at give dig Salmonella