Як і навіщовчені досліджують торнадо
"Торнадо спустошили південь США, за попередніми підрахунками загинула 251 людина". Що може бути шокуючим, ніж такий заголовок у новинах?
Торнадо є масовим природним явищем, особливо у Сполучених Штатах, де фіксується близько 1300 торнадо на рік. Більшість їх утворюється на широкій смузі рівнин, що у народі називається Долиною торнадо. Торнадо фіксуються повсюдно, всіх континентах, крім Антарктиди.
Природу торнадо досліджують фахівці-метеорологи. Сьогодні перед ними стоїть завдання більше дізнатися про те, як, чому і коли утворюється торнадо із сильних гроз, званих надосередками.
«Існує якась поки що невідома складова, яка дозволяє торнадо сформуватися із сильної грози, але ми поки що не знаємо, що це», – розповідає Джошуа Вурман, засновник Центру досліджень екстремальних природних явищ у Боулдері (штат Колорадо). Якщо вчені зможуть удосконалити систему прогнозування прогнозу погоди, давати більш точні попередження про торнадо наперед, це допоможе рятувати людські життя. Нагадуємо, що середній час запобігання торнадо – за 15 хвилин.
Процес утворення торнадо
Торнадо - це стовп повітря, що люто обертається, що простягається від землі до неба. Радіус його дії досягає 1,6 км (1 милі), а відстань, на яку вони можуть пересуватися, – 160 км (100 миль). Тривалість їхнього життя – від кількох хвилин до кількох годин.
Для формування торнадо необхідні: різниця в температурі повітря – коли воно тепліше над землею і холодніше вище, і зіткнення вітрів,що рухаються на різній висоті та з різними швидкостями. У цих умовах вітри утворюють невидимі труби повітря в атмосфері, і незабаром весь цей потік повітря починає обертатися, утворюючи особливий вид грози, відомий як надосередок.
Процес утворення торнадо вже багато років перебуває у центрі уваги дослідників. Підсумки досліджень вдало підбив атмосферний фізик Університету штату Пенсільванія Пол Марковські: «Я справді вважаю, що у нас більш-менш повне уявлення про процес утворення торнадо… порівняно з тим, що ми знаємо і не знаємо, виграє перше».
Невідома складова
Вченим поки невідомо, чому лише одна з п'яти надосередків перетворюється на торнадо. Всі надосередки в Північній півкулі обертаються, як правило, проти годинникової стрілки. При утворенні торнадо обертання стає вертикальним.
«Потенційно кожна надосередок може трансформуватися в торнадо, але ми поки що не можемо зрозуміти, в якому осередку і коли саме активізується обертання, характерне саме для торнадо», – каже Марковський.
У гонитві за торнадо
Метеорологія вимагає, щоб її вчені часто працювали у досить небезпечних для життя умовах. «Ми не можемо відтворити торнадо у лабораторії, хоч і намагаємося це зробити за допомогою комп'ютерів, – зазначає Вурман. – Щоб по-справжньому зрозуміти ці бурі, ми маємо вийти у реальний світ, тому ми організовуємо погоні за торнадо».
«Справедливо буде відзначити, що торнадо ніколи раніше не вивчалися так скрупульозно, з такою кількістю приладів», – каже метеоролог Карен Косіба, учасник VORTEX 2,працюючий разом із Вурманом у Центрі досліджень екстремальних природних явищ. Під час проведення VORTEX 2 було вивчено 25 гроз, що трансформувалися в торнадо, і 25 не трансформувалися. На цей час вчені завершили аналіз лише трьох надосередків. Поглиблене вивчення 47, що залишилися, планується на найближчі роки. Проте перші результати вже дають підстави до створення нових гіпотез про процес формування торнадо.
Наприклад, приблизно близько 20 років тому метеорологи вважали, що наявності висхідного потоку трубки теплого повітря, що обертається, поки вона не ставала перпендикулярною землі, достатньо для утворення торнадо, як зазначає метеоролог з Університету Оклахоми в Нормані і один з головних організаторів VORTEX 2 Дон Бердже. Завдяки даним, отриманим у ході реалізації проекту VORTEX 2, метеорологи сьогодні знають, що формування торнадо не таке однозначне. Була розроблена ще нова гіпотеза, згідно з якою необхідна певна різниця температур повітря, який утворює висхідний потік, що обертається. Сьогодні вчені намагаються підтвердити чи спростувати нові припущення та припущення.
Звичайно, вчені продовжують звертати увагу і на територію, на якій торнадо стали таким звичайним явищем. Дивно, але у метеорологів дуже мало відомостей про вітер торнадо, що знаходиться прямо над рівнем землі.
Метеорологічні радари мають обмежену потужність і їм постійно заважають перешкоди від пагорбів, дерев та будинків.
Єдиний спосіб дослідити ці вітри – помістити дослідницькі прилади у торнадо. "Погоня за торнадо" насправді означає знаходження вченого перед ним. Коли Беннетт разом із Самарасом змогли опинитися прямо перед торнадо, вони залишили сталевий зонд.власної конструкції на його шляху, а потім сховалися, щоб перечекати бурю. Інструменти всередині зонда записували вологість, температуру, швидкість та напрямок вітру. Один із його зондів зафіксував швидкість вітру торнадо в 160 км/год (100 миль на годину) буквально за кілька сантиметрів над землею. Однак, щоб отримати цілісну картину, необхідні багато інших вимірів. Справді, виходить смішно: якщо ви хочете потрапити під торнадо це дуже важко зробити.
Як не потрапити під торнадо
Якщо ви не бажаєте потрапити під торнадо, завжди звертайте увагу на метеорологічні попередження. На жаль, змусити людей звернути увагу на ці попередження – ще проблема.
У 1980 році метеорологи могли передбачити лише один із чотирьох торнадо. Сьогодні в Національній службі погоди вчені здатні передбачити три із чотирьох торнадо. «І якщо ми подивимося лише на 100 або 200 найсильніших смерчів на рік, від 90 до 95% їх попередили заздалегідь», – каже Гарольд Брукс, метеоролог у Національній лабораторії небезпечних бур у місті Норман (штат Оклахома).
Звичайно, є і багато помилкових тривог: за трьома з кожних чотирьох попереджень не було торнадо. «Якщо ми хочемо попередити максимальну кількість торнадо, ми маємо прийняти багато хибних тривог», – зазначає Брукс. З 2011 року середній час попередження про торнадо було майже 15 хвилин, за даними Національної служби погоди. Збільшення періоду навіть на кілька хвилин може врятувати більше життів, якби люди самі прислухалися до попереджень і почали діяти. Це справжній головний біль для метеорологів, коли люди просто не бажають прислухатися до їх попереджень.