Στην κορύφωση της κλασικής ταινίας καταστροφών Twister του 1996, οι επιστήμονες είναι σε θέση να χαρτογραφήσουν έναν ανεμοστρόβιλο, αναπτύσσοντας μια δέσμη αισθητήρων σε μια καταιγίδα, αλλά όχι πριν σχεδόν απορροφηθούν από έναν ανεμοστρόβιλο F5. Τώρα, οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει μια παρόμοια προσομοίωση των εσωτερικών λειτουργιών του ανεμοστρόβιλου, χωρίς τη μαγεία του Χόλιγουντ ή σε κίνδυνο ζωής και άκρων. Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου, οι ερευνητές που χρησιμοποιούν υπερυπολογιστή έχουν δημιουργήσει τις πιο λεπτομερείς προσομοιώσεις των εσωτερικών λειτουργιών των ανεμοστρόβιλων μέχρι στιγμής.
σχετικό περιεχόμενο
- Πώς 149 Tornadoes σε μια μέρα το 1974 άλλαξε την ετοιμότητα για έκτακτη ανάγκη
Ο George Dvorsky στο Gizmodo αναφέρει ότι η ομάδα με επικεφαλής τον ατμοσφαιρικό επιστήμονα του Πανεπιστημίου Wisconsin-Madison, Leigh Orf, δημιούργησε ένα μοντέλο του ανεμοστρόβιλου της κατηγορίας 5 "El Reno" που κόπηκε ένα διάπλασμα 63 μιλίων μέσω της Οκλαχόμα στις 24 Μαΐου 2011, για δύο ώρες και σκοτώνοντας εννέα άτομα. Χρησιμοποιώντας τον υπερυπολογιστή Blue Waters στο Πανεπιστήμιο του Illinois στο Urbana-Champaign, ο Orf και η ομάδα του φόρτωσαν παρατηρημένα δεδομένα στο μηχάνημα, συμπεριλαμβανομένων της θερμοκρασίας, της ταχύτητας του ανέμου, της πίεσης του αέρα, της υγρασίας, της διάτμησης του ανέμου και άλλων παραγόντων. Η προσομοίωση δείχνει πώς αυτές οι συνθήκες συνδυάστηκαν για να δημιουργήσουν ένα σούπερ κύτταρο, το οποίο τελικά προκάλεσε το El Reno, μια διαδικασία που ονομάζεται «tornadogenesis» ή τη δημιουργία ενός twister.
Ακόμα κι αν οι συνθήκες είναι ώριμες για ένα ανεμοστρόβιλο, αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι θα σχηματιστεί κάποιος. Γιατί μερικές καταιγίδες supercell δημιουργούν ανεμοστρόβιλους και άλλοι δεν είναι το είδος της ερώτησης που οι ερευνητές ελπίζουν ότι η νέα λεπτομερής προσομοίωση θα βοηθήσει στην απάντηση. "Στη φύση, δεν είναι ασυνήθιστο οι καταιγίδες να έχουν αυτό που καταλαβαίνουμε ότι είναι όλα τα σωστά συστατικά για την τορναδογένεση και τότε δεν συμβαίνει τίποτα", λέει ο Orf στο δελτίο τύπου. "Οι κυνηγοί θύελλας που παρακολουθούν ανεμοστρόβιλους είναι εξοικειωμένοι με την απρόβλεπτη φύση της φύσης και τα μοντέλα μας έχουν δείξει ότι συμπεριφέρονται και με παρόμοιο τρόπο".
Σύμφωνα με το δελτίο τύπου, χρειάστηκαν περίπου τρεις μέρες επεξεργασίας για τον υπερυπολογιστή για να μοντελοποιηθεί το El Reno, κάτι που θα είχε πάρει δεκαετίες τυπικού επιτραπέζιου υπολογιστή. Σύμφωνα με τον Chris Higgins στο KTVI στο St. Louis, η νέα προσομοίωση έχει ένα ψήφισμα 30 μέτρων, σε σχέση με ένα ψήφισμα 1 χιλιομέτρου σε προηγούμενα μοντέλα. "Ο καθένας που βλέπει αυτές τις προσομοιώσεις λίγο πολύ τις σταγόνες των γνάθων ... επειδή φαίνεται τόσο ρεαλιστική", λέει ο Χίτινς η Catherine Finley, επίκουρη καθηγήτρια μετεωρολογίας στο Πανεπιστήμιο του Σαιντ Λούις που εργάστηκε στο έργο. "Βλέπουμε τα πράγματα στη προσομοίωση που δεν έχουμε δει σε προηγούμενες προσομοιώσεις και ότι μόλις αρχίζουν να βλέπουν μερικές παρατηρήσεις ραντάρ Doppler στο πεδίο".
Για παράδειγμα, η προσομοίωση δείχνει ότι το σύστημα El Reno δημιούργησε αρκετούς μίνι-ανεμοστρόβιλους ως το κύριο συστατικό που σχηματίστηκε. Αυτά τα μικρότερα στροφεία συγχωνεύθηκαν, προσθέτοντας ενέργεια στο El Reno και αυξάνοντας τις ταχύτητες του ανέμου. Με την πάροδο του χρόνου σχηματίστηκε μια άλλη δομή, που ονομάστηκε "ρεύμα ροής στροβιλισμού". Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα πολλών ισχυρών ανεμοστρόβιλων, το SVC είναι μια στήλη αέρα που ψύχεται από τη βροχή που απορροφάται από το ανεμοστρόβιλο του tornado, προσθέτοντας περισσότερη δύναμη στη θύελλα.
Ωστόσο, σύμφωνα με το δελτίο τύπου, εξακολουθεί να υπάρχει ένας τόπος για τους κυνηγούς καταιγισμού και τους πιο περιπετειώδεις επιστήμονες στην ψηφιακή εποχή. Οι προσομοιώσεις εξαρτώνται από τις υψηλής ποιότητας ατμοσφαιρικές παρατηρήσεις που συλλέχθηκαν λίγο πριν από το σχηματισμό των ανεμοστρόβιλων. Ο Orf λέει ότι με περισσότερες παρατηρήσεις και περισσότερη υπολογιστική δύναμη, ελπίζει να δημιουργήσει ακόμα καλύτερα μοντέλα. "Έχουμε ολοκληρώσει την προσομοίωση EF-5, αλλά δεν σκοπεύουμε να σταματήσουμε εκεί", λέει. «Θα συνεχίσουμε να εξευγενίζουμε το μοντέλο και να συνεχίζουμε να αναλύουμε τα αποτελέσματα για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτά τα επικίνδυνα και ισχυρά συστήματα».
Και η ανάγκη για κατανόηση του ανεμοστρόβιλου φαίνεται να αυξάνεται. Στις ΗΠΑ, πάνω από 1.000 περιστροφές αγγίζουν κατά μέσο όρο ετησίως. Καθώς η αλλαγή του κλίματος συνεχίζεται, οι ανεμοστρόβιλοι αυξάνονται επίσης, με μία μελέτη που δείχνει ότι τα τελευταία 50 χρόνια, ενώ ο αριθμός των σοβαρών καταιγίδων που προκαλούν εκρήξεις πολλαπλών ανεμοστρόβιλων, παρέμεινε σταθερός σε περίπου 20, ο αριθμός των ανεμοστρόβιλων που εμφανίστηκαν σε αυτά τα κρούσματα αυξήθηκε από περίπου 10 το 1950 έως περίπου 15 σήμερα.
