Amerikai kutatók jelentős lépést tettek a tornádók előrejelzésében: rájöttek, pontosan mi okozza azokat. A Stanford Egyetem tudósainak tanulmánya épp egy héttel azután jelent meg, hogy szupercella, viharok és tornádók az Egyesült Államok északkeleti részét sújtó rekordot döntő óriási esőzést és villámáradásokat okoztak a régióban. A tanulmányt jegyző kutatók azt állítják, hogy megállapításaik – különösen olyan helyeken, ahol a Doppler-radar rendszeren alapuló technológia nem működik, vagy nem használható – előrejelzést adhatnak a tornádó kockázatáról, az orkánokról és jégverésről.
Fontos eredmény lehet a tornádók előrejelezhetősége
A tornádók a világ egyik legpusztítóbb természeti katasztrófái. A legtöbb tornádót a szupercellák hozzák létre. Mielőtt egy súlyos vihar tornádót, heves szeleket, vagy jégverést okoz, jég- és vízpehely tornyosul fel a viharfelhők csúcsa felett és zúdul le, úgy viselkedve, mint az extrém időjárási eseményeket illető egyfajta korai figyelmeztető rendszer. Szeptember 10-én publikálták a Science magazinban a Stanford Egyetem által vezetett tanulmányt, ami feltárja ezeknek a pehelyfelhőknek a mechanizmusát, melyek a világ legrombolóbb tornádóinak legtöbbje fölött formálódnak.
A szupercella belsejében kialakuló nyomáskülönbség hozza létre a tornádót Fotó: Texas Hill County
Az időjárási radarokkal és geostacionárius pályára állított műholdak egycsatornás infravörös közeli detektoraival a tudósok előre tudják jelezni a viharokat. Amíg azonban a hurrikánokat előre tudják jelezni, addig azonban a tornádókat nem.
Most lehetséges, hogy a kutatók találtak egy olyan módszert, amivel a tornádókat is előre tudják jelezni.
A vihargócok jellemzően a troposzférában maradnak. Amikor ezek a viharfelhők a heves feláramlás miatt elérik a sztratoszféra alsó határát, gyakran szétterülnek, egy üllő alakú felhőt hozva létre.
Amikor eléri a földfelszínt a zivatarfelhőből kiinduló rendkívül heves légáramlás, alakul ki a pusztító erejű tornádó Fotó: Texas Hill County
Az erős vihargócokban a levegő sokkal gyorsabban és magasabbra emelkedik, mint a „normál” zivatarfelhőkben. A felhők betörhetnek a sztratoszféra alsó határába és úgynevezett túllövő csúcsokat hoznak létre. Az üllő feletti pehelyfelhők, az úgynevezett vékony pehelyfelhők, amik a túllövő csúcsok közelében jönnek létre.
Eddig még sohasem tapasztaltak ilyen jelenséget a viharfelhők felett
2018-ban a kutatók publikáltak egy dolgozatot, amelyben bemutatták a súlyos vihargócok és a belőlük „füstként” feláramló felhőpelyhek közti kapcsolatot. Viharok százait hasonlították össze radarmérésekkel, villámok adataival és ezeket összevetették az előrejelzésekkel. A viharok, amik elég erősek voltak, hogy az üllő feletti pehelyfelhőket létrehozzák, szintén valószínűbben hoztak létre tornádókat, jégesővel és heves szelekkel együtt. Ezek a földfelszínen is jelentkező súlyos hatás előtt előtt általában 10-30 perccel korábban jelennek meg.
Egy magasba nyúló zivatarfelhő, cumulonimbus képe. A zivatarfelhőkben rendkívül heves fel és lefelé tartó áramlások uralkodnak Fotó: wikimedia.org
Ha kellő időben észlelik az üllő felett kialakuló pehelyfelhőt, ez életeket menthet, mert ezzel előre tudnák jelezni a tornádókat, és az emberek időben fedezékbe vonulhatnánk. Különösen ott segíthet ez a módszer, ahol nincsen radar.
Mostanáig a kutatók nem teljesen értették, hogy jönnek létre a felhőpelyhek.
De egy új tanulmány némi bepillantást nyújt ebbe a kérdésbe.Ebben az új tanulmányban a kutatók azt vizsgálták, hogy alakulnak ki ezek a pelyhek, amikor gyors, sztratoszferikus szelek ütköznek egy túllövő csúccsal. A szelek feláramlottak a csúcsok fölé, aztán olyan gyorsan (386 km/h zúdultak alá), hogy úgynevezett hidraulikus ugrást okoztak.
Egy szupercella fotója Fotó: Facebook/OMSZ
Ezeket a sebességeket a vihar csúcsánál korábban még sosem figyelték meg illetve nem feltételezték ezt a jelenséget. Hidraulikus ugrásokat könnyű látni gátaknál, vagy folyóknál. Amikor a víz túl gyorsan folyik és sziklába ütközik, az áramlás iránya és sebessége hirtelen megváltozik. A hidraulikus ugrások ott alakulnak ki, ahol az egyenletes folyás turbulenssé válik. Ugyanez a mechanizmus játszódik le, amikor a száguldó szelek átbuknak a hegyeken és turbulenciát generálnak a lejtős oldalon, Ezért van az, hogy ha a repülőgép hegyoldalhoz közel landol, rázós utunk lehet.
Hidraulikus ugrásokat ezelőtt sose észleltek magasan fent az atmoszférában, mivel a viharfelhők nagyon hatékony fizikai határokként viselkednek. Érdekes módon az új modell azt mutatta, hogy a viharok, még ha folyadékból is állnak, úgy viselkednek, mint a szilárd hegyek, vagy a folyóban lévő sziklák.
Megvan a technológia a pontosabb előrejelzéshez
A viharok körülbelül 75%-a nagy jégverést és tornádókat hoz létre, így a kutatás valószínűleg hasznos lesz, hogy javítsák a jövőbeni meteorológiai modelleket.
Viharok lánca üllő feletti pehelyfelhőket hoz létre 2021. május 27-én az Egyesült Államokban a Déli- és a Közép-Alföldön. (Image credit: Kelton Halbert/NOAA/NASA) A tudósok régóta felismerték, hogy a felső atmoszférába emelkedő nedves levegő túllövő vihar csúcsai úgy viselkednek, mint a szilárd gátak, amik blokkolják vagy átirányítják a légáramlatot. Úgy vélték, hogy az e csúcsok felett áramló nedves levegőhullámok megtörhetik és a sztratoszférába emelhetik a vizet. De semmilyen kutatás ez idáig nem magyarázta meg, hogy ezek a darabok hogy illeszkednek egymásba. Fotó: https://news-media.stanford.edu/wp-content/uploads/2021/09/08104746/SupercellStorms5.jpg
Megértve hogy és miért alakulnak ki a pelyhek az erőteljes viharok felett, segíthet az előrejelzőknek felismerni a hasonló fenyegető veszélyeket és pontosabb figyelmeztetéseket kiadni anélkül, hogy a Doppler-radar rendszertől függnének, amelyet a szél és jégeső kiüthet . Ráadásul a világ sok részén nem létezik a Doppler-radar lefedettség . Ha egy hurrikán jön létre, azt jól látják az űrből, de a tornádókat már nem, mert ezeket a viharok csúcsai eltakarják.
A NASA kutató-repülőgépeit most olyan eszközzel szerelték fel, amik lehetővé teszik hogy feltérképezzék a szeleket a viharok csúcsánál nagy felbontában, és 3 dimenzióban.
„Most megvan a technológiánk, hogy igazoljuk a modelleredményeinket, és hogy megnézzük, vajon realisztikusak-e?” – mondja Morgan O’Neill, a Stanford of Earth, Energy & Environmental Sciences professzora, a tanulmány vezető szerzője.
A szupercellából származó tornádók a leggyakoribbak és gyakran a legveszélyesebbek. „Egy melegedő klímában, ami erősebb és intenzívebb konvekciót hoz létre, a klíma tudósokat érdekli, hogy a viharok mennyi vizet injektálnak a sztratoszférába, az ózonra gyakorolt globális hatása miatt. A pelyheket bemutató szimulációinkban a víz mélyen eléri a sztratoszférát, ahol esetlegesen több hosszú távú hatása lehet.” – mondja Leigh Orf a Wisconsin-Madison Egyetem légköri tudósa. Fotó: https://www.nssl.noaa.gov/education/svrwx101/tornadoes/types/
Ha a kutatók radarral, és lidarral meg tudják erősíteni a modelljüket, nagy előre lépés volna a súlyos időjárási események és ezek klímára gyakorolt hatásának megértésében. A jövőben a tudósok azt tervezik, hogy tanulmányozzák a zivatarfelhők üllői feletti pehelyfelhők szerepét a klímaváltozásban. A modell szerint a pelyhek másodpercenként több, mint 7.000 tonna vizet emelhetnek a sztratoszférába, 2-4-szer magasabbra, mint azt korábban becsülték. Mivel a vízgőz erőteljes üvegházgázként viselkedik ebben a rétegben, a pelyhek még jobban melegíthetik az alacsonyabb atmoszférát, emelkedő hőmérsékletek ciklusát hozva létre. Ez a víz a sztratoszférában maradhat napokig, vagy hetekig is, és az ózon pusztulásán keresztül potenciálisan hat a Földet elérő napfény mennyiségére illetve minőségére és melegíti a bolygó felszínét.
(Stanford University, American Association for the Advancement of Science/Origo)
[type] => post [excerpt] => Amerikai kutatók jelentős lépést tettek a tornádók előrejelzésében: rájöttek, pontosan mi okozza azokat. A Stanford Egyetem tudósainak tanulmánya épp egy héttel azután jelent meg, hogy szupercella, viharok és tornádók az Egyesült Államok északkele... [autID] => 5 [date] => Array ( [created] => 1631912880 [modified] => 1631822465 ) [title] => A Stanford Egyetem tudósai rájöttek, mi okozza a tornádókat [url] => https://life.karpat.in.ua/?p=71696&lang=hu [status] => publish [translations] => Array ( [hu] => 71696 ) [aut] => gygabriella [lang] => hu [image_id] => 71701 [image] => Array ( [id] => 71701 [original] => https://life.karpat.in.ua/wp-content/uploads/2021/09/tornado-1.jpg [original_lng] => 102390 [original_w] => 800 [original_h] => 600 [sizes] => Array ( [thumbnail] => Array ( [url] => https://life.karpat.in.ua/wp-content/uploads/2021/09/tornado-1-150x150.jpg [width] => 150 [height] => 150 ) [medium] => Array ( [url] => https://life.karpat.in.ua/wp-content/uploads/2021/09/tornado-1-300x225.jpg [width] => 300 [height] => 225 ) [medium_large] => Array ( [url] => https://life.karpat.in.ua/wp-content/uploads/2021/09/tornado-1-768x576.jpg [width] => 768 [height] => 576 ) [large] => Array ( [url] => https://life.karpat.in.ua/wp-content/uploads/2021/09/tornado-1.jpg [width] => 800 [height] => 600 ) [1536x1536] => Array ( [url] => https://life.karpat.in.ua/wp-content/uploads/2021/09/tornado-1.jpg [width] => 800 [height] => 600 ) [2048x2048] => Array ( [url] => https://life.karpat.in.ua/wp-content/uploads/2021/09/tornado-1.jpg [width] => 800 [height] => 600 ) [full] => Array ( [url] => https://life.karpat.in.ua/wp-content/uploads/2021/09/tornado-1.jpg [width] => 800 [height] => 600 ) ) ) [video] => [comments_count] => 0 [domain] => Array ( [hid] => life [color] => red [title] => Життя ) [_edit_lock] => 1631811669:12 [_thumbnail_id] => 71701 [_edit_last] => 12 [translation_required] => 1 [views_count] => 2716 [_oembed_bcc62742340edf0641a1b87d45db78eb] => [_oembed_time_bcc62742340edf0641a1b87d45db78eb] => 1631744220 [translation_required_done] => 1 [_oembed_1d6dffd7426655b2cb2473bfd0cdff12] =>
