Нико не зна тачно како настају торнада - а мистерија може бити смртоносна

مسئلن کي ختم ڪرڻ جي لاء اسان جو اوزار آزمايو

Упозорења о торнаду често долазе неколико минута пре катастрофе. Ево шта стоји на путу бољим прогнозама.

Убрзо после поноћи 3. марта 2020, Мое Одхвани се пробудио и видео како његов мобилни телефон снажно зуји поред њега. Екран му је рекао да се торнадо приближава његовој кући у Источном Нешвилу у Тенесију. У прошлости, ова упозорења никада нису била велика - али он се склонио у гаражу само да би био сигуран.

Била је добра ствар што је урадио. Отприлике седам до 10 минута након упозорења, торнадо је завијао над подручјем са ветровима већим од 130 миља на сат. Цела зграда је почела да се тресе, каже Одхвани, 32-годишњак који ради у логистици. Бринуо се да неће преживети: Само, као: „То је то? Овако ја излазим?’

Одхвани је остао безбедан, али је олуја у том подручју те ноћи убио 25 људи . Размишљајући о томе колико је мало упозорења имао, каже, седам или 10 минута дефинитивно није довољно времена.

Торнада су неке од најсмртоноснијих и најштетнијих временских прилика на Земљи. Сутрадан је било као да је бомба експлодирала у Источном Нешвилу, каже Одхвани. Све је уништено. Ипак, људи у опасности имају само неколико минута да се заштите од ветрова који могу да пређу 250 или чак 300 мпх.

Ово је један од најфрустрирајућих, стагнирајућих проблема у метеорологији. Од 2011, просечно време за упозорење о торнаду било је само око 13 минута . Али као Васхингтон Пост је известио , времена испоруке су се погоршавала последњих година, пала на 8,4 минута између 2012. и 2020. Неки људи имају још мање упозорења . (Одхвани каже да није чуо градске сирене упозорења и да би можда наставио да спава да његов телефон није био у близини.) Размислите о томе: да сте имали мање од четврт сата да се припремите за пустош, шта бисте могли да постигнете ?

Истина је да ти минути упозорења заправо представљају побољшање. Ако погледате уназад у 50-те, чак и до 70-их или 80-их, торнада... на неки начин су настала ниоткуда, каже Јефф Вебер , научник у Универзитетска корпорација за истраживање атмосфере . 1990. просечно време испоруке је било пет минута .

Између 1990. и 2019. торнада су убијала, у просеку, 68 људи годишње, према Националној метеоролошкој служби . Торнада такође могу изазвати милијарде долара штете у било којој години .

Недостатак напретка у вези са упозорењима на торнадо је фрустрирајући с обзиром на то колико су метеоролози били добри у предвиђању других лоших временских услова, укључујући урагане. 2019. Национални центар за урагане предвиђања три дана пре олује била су тачнија од његових предвиђања дан пре олује 1990.

Када дођу упозорења о торнаду, стварни твистер можда неће уследити. Тхе Велика већина упозорења о торнаду које је издала Национална метеоролошка служба показала се као лажна узбуна; у неким годинама, стопа лажних аларма може бити чак 70 до 80 одсто . Прогноза торнада се није много побољшала од 2011 торнадо катастрофа у Џоплину, Мисури , убијен 162 људи .

Предвиђања торнада су очигледно нерешен проблем у метеорологији. Али истраживачи времена су оптимистични да то могу да реше.

Нема сумње да ћемо за 100 година вероватно моћи да имамо далеко већу прецизност за упозоравање заједница када ће торнадо буквално пасти са неба, каже Вебер.

Да би то урадили, научници ће морати да се суоче са овим олујама директно - и почну да решавају мистерију како настају.

Зашто је предвиђање торнада тако тешко

Зашто је тако тешко предвидети када ће се торнадо спустити?

Научници знају да се торнада углавном формирају из огромних, насилних суперћелијских олуја, које су посебно насилне олује које се ротирају као да су мини урагани. Ове олује су посебно честе у средњем и југоисточном делу Сједињених Држава, где се влажан, топли ваздух из Мексичког залива сусреће са сувим ваздухом са планинског запада и југозапада. Посебно је вероватно да ће се формирати током пролећа и раног лета.

Дан Цраггс /Википедија

Проблем је у томе што метеоролози могу да погледају две суперћелијске олује које изгледају идентично, а само једна од њих ће произвести торнадо. Зашто није добро схваћено, Ами МцГоверн , каже метеоролог са Универзитета Оклахома.

Ово је такође разлог зашто је стопа лажних аларма за упозорења о торнаду тако висока: прогностичари једноставно не могу лако да кажу када олуја изгледа као да би то могло да произведе торнадо, заправо хоће.

Научници разумеју састојке који улазе у стварање типа олуја суперћелија које производе најнасилније торнада.

Погледајте Вок-ов видео о томе зашто централне САД стварају толико торнада:

Потребно вам је много влаге у атмосфери и много смицања ветра, или варијација у брзини и смеру ветра (ово изазива олују). Такође вам је потребна нестабилност атмосфере, која омогућава узлазно струјање и подизање или кретање ваздуха нагоре које доводи до тога да се олуја окреће дуж вертикалне осе.

Сваки од њих, о њима можете размишљати као о четири дугмета... и у зависности од тога колико подесите једно у односу на друго, то ће одредити коју врсту олује ћете добити и колика је вероватноћа да ће произвести торнадо, каже Робин Танамацхи , научник торнада на Универзитету Пурдуе.

Смицањем ветра се ваздух врти у хоризонталном правцу.

Ванесса Езековитз /Википедија

А онда узлазни ток гура ваздух који се окреће да се окреће око вертикалне осе, формирајући суперћелијску олују.

Ванесса Езековитз /Википедија

Олуја са грмљавином суперћелије у Тексасу 2016.

Цхасе Миллер/Барцрофт Медиа/Гетти Имагес

Али шта год да изазове торнадо, дешава се у много мањем обиму - можда на нивоу појединачних молекула у атмосфери - и на њега у великој мери утичу посебности локалне географије. Чак и дрвеће може пореметити површинску циркулацију за разлику од травњака, а то може утицати на формирање торнада, каже Вебер. Атмосферски услови који производе торнадо у Оклахоми не би нужно произвели торнадо у Алабами.

Многе олује чак производе ротирајуће ветрове, а да не доводе до превртања. Питање које покушавамо да решимо је, како да узмете ту ротацију и концентришете је до тачке у којој имате овај веома узак, интензиван вртлог који зовемо торнадо? Танамацхи каже. Метеоролози се још нису сложили око одговора на то питање.

Могуће је, ако је контраинтуитивно, да се торнада формирају одоздо према горе - да почну као поремећај на тлу који се затим повезује нагоре са грмљавином. Може доћи до малог вртлога или ковитла на површини који се, из било ког разлога, повезује са узлазном струјом током олује, каже Танамацхи. А онда је то као да клизачица врти руке, знате, она увлачи руке унутра и протеже се и врти све брже и брже.

Али такође је могуће да се торнада спусте из олујног облака - или мешавина ова два: у неким случајевима, оба се дешавају у исто време, каже Танамацхи. Чини се да се торнадо формира истовремено све од врха до дна одједном.

Зашто научници не знају како настају торнада? Тренутно, објашњава Танамацхи, временски радар једноставно не може добити добар увид у брзе услове на релативно малој надморској висини који доводе до твистера. Чини се да се процеси који контролишу да ли се торнада формирају или не дешавају у временским размацима од једног минута или мање, и унутар само неколико стотина стопа од површине, што је веома тешко подручје за скенирање радаром, каже она.

Дакле, шта год да је трик са торнадима - шта год да разликује грмљавину која их производи од грмљавине која не ствара - скривено је као мађионичарском лукавством. Истраживачи кажу да је начин да се побољшају предвиђања торнада директно суочити са њима.

Како решити проблем торнада

Сторм Цхасер Бравес Најопасније време у 2017

Конусни торнадо 16. маја 2017. у Меклину у Тексасу.

Јасон Веингарт/Барцрофт Медиа/Гетти Имагес

Прогнозе урагана су постале тако добре током протеклих деценија, објашњава Вебер, јер су научници били у могућности да интензивно проучавају сваки њихов покрет. Помаже то што се крећу спорије од торнада и што трају данима. Можемо летети авионима у и ван ока урагана и прикупљати све врсте података.

Насупрот томе, торнада су мања и краткотрајна. Научници који их проучавају немају толику количину података да би их убацили у своје прогнозе. (Вебер се шали да се научници понекад осећају проклетима: чини се да се торнада ретко појављују када их научници траже на терену.) Да ствар буде још гора, торнада лако оштете научну опрему. Било која врста сензора или опреме коју имате често ће бити уништена пре него што могу да узоркују све што се надате да ћете прикупити, каже Вебер. Тако да је веома тешко добити комплетан скуп података о том феномену.

Али није немогуће. Истраживачи морају да врше директнија запажања торнада, каже Вебер - морају да их јуре. Научници буквално трче доле и покушавају да поставе сензоре на тло испред торнада, где мисле да ће стаза торнада ићи, како би могли да добију податке, каже он. (Филм из 1996 Твистер , каже он, није превише далеко од истине о методама истраживања торнада: Када торнада прођу кроз град овде, сви грађани силазе у подрум, а сви научници на кровове.)

Нека веома пажљива грађанска наука би такође могла помоћи. Чак и ако само добијемо невероватно добре фотографије из свих углова торнада... то нам може дати знање, каже Вебер. Ово ради не значи да треба да трчиш ка торнаду. Они који проучавају торнада минимизирају ризик тако што јуре за њима, што значи да прате само олују која се удаљава од њих.

Свету је потребно више чуда

Билтен Необјашњиво води вас кроз најфасцинантнија питања у науци без одговора - и невероватне начине на које научници покушавају да одговоре на њих. Пријавите се данас .

Надоградње националног радарског система за временске прилике такође могу помоћи. Тренутна радарска мрежа коју користимо датира из касних 1980-их, каже Танамацхи, метеоролог Пурдуе. Такође укључује компоненте које се морају окретати, што додаје одређено заостајање у прикупљању података. Новији системи који се називају радар са фазном решетком, каже она, не морају механички да се окрећу и могли би брже да скенирају подручје, што би можда помогло метеоролозима да виде торнада који се формирају на више грануларном нивоу.

На Универзитету у Оклахоми, МцГоверн покушава да примени вештачку интелигенцију. Машине би могле да открију тешко уочљиве обрасце који већ постоје у радарским подацима. Она није сигурна да вештачка интелигенција може да реши мистерију о томе како настају торнада, али верује да може помоћи барем да се смањи стопа лажних аларма.

Зашто су метеоролози оптимисти да могу да дају боља предвиђања у будућности

Шта ако су торнада превише хаотични да бисмо их у потпуности разумели, а ми их никада нећемо моћи прецизно предвидети? Сви истраживачи са којима сам разговарао инсистирају да, у најмању руку, можемо боље од неколико минута времена.

Теоретски је могуће прецизно предвидети торнадо на сат времена, каже Танамачи. Ово би могло захтевати моделирање сваког појединачног молекула атмосфере и покретање у симулацији. Када будемо имали ту способност, можда ћемо моћи да решимо настанак торнада, каже Танамацхи.

Ово моделирање молекул по молекул можда сада звучи као научна фантастика, али би могло бити могуће у будућности. Постоје специјализоване гране физике у којима то буквално раде - моделирају сваки молекул - али обично у веома малим запреминама простора, као, знате, кубни центиметар, одговара Танамацхи. Питање је повећања тог капацитета током времена.

Чак и ако метеоролози не успеју да предвиде торнада, вреди се потрудити. Ово је област науке у којој само мала побољшања могу имати значајан утицај у стварном свету.

Пре неколико недеља, олуја са градом - још један невероватно тешко предвидљив временски феномен - засула је Мекговернову кућу. Њена породица је имала само 10 минута упозорења пре него што је ударила олуја. Лично смо изгубили прозоре у нашој кући, каже она. Да сам имао једночасовно упозорење, шта сам друго могао да урадим? Нисам могао да склоним своју кућу са пута. Али можда сам могао да предузмем друге мере предострожности.

Одхвани, преживели торнадо у Источном Нешвилу, каже да би му више времена омогућило да позове неке од мојих пријатеља овде који су заправо спавали и да им помогне да се спасу. И они су преживели олују, али је чуо за друге који нису били те среће — као двоје људи који умрли у олуји док су излазили из коктел бара . Није било много упозорења ни за кога, каже он.

Исправка, 8. јун, 17:40: Овај чланак је исправљен како би укључио новије процене времена упозорења за торнадо.