嵐追跡者が時速300マイルを超える竜巻の風をまれに「捕捉」

竜巻は時速約45マイルでアイオワ州南部を横切り、風力タービンをストリングチーズのように引き裂いた。

グリーンフィールドの町では、竜巻によって車がひっくり返ったり、家屋が基礎から引き裂かれたりして、宇宙からでも見えるほどの破壊の跡が残った。アメリカ国立気象局が後にEF4と評価したこの竜巻は、5月21日に5人の死者を出し、今年これまでで最も死者数の多い竜巻の一つとなった。また、35人が負傷した。

その日、州内では12以上の竜巻が発生。地域のほとんどの人々が地下室に避難する中、9人の科学者からなる嵐追跡チームが竜巻にできるだけ近づこうとした。

午後3時直前、彼らはチャンスを掴みました。レーダー画面に竜巻の兆候が表れ始めたため、グループは慌てて行動を開始しました。彼らはレーダートラックの1台を急いでグリーンフィールドの西約10マイルの地点に向かわせました。グリーンフィールドはアイオワ州南西部の人口約2,000人のコミュニティです。

別のチームは急いで駆けつけ、竜巻の進路上に科学機器のポッドを直接展開した。

「瓦礫が私たちの上に落ちてきました」と、チームの嵐追跡者で写真家のジェニファー・ウォルトンさんは語った。

3台目のトラックが町を通り抜けたが、突然木々や建物に囲まれ、竜巻のレーダー視野が遮られた。彼らは嵐より先に進んでいることは知っていたが、どの程度進んでいるかは知らなかった。

「竜巻が来ることはわかっているので、おそらく私たち全員にとって最も不安な時です」と、 ジョシュア・ワーマンイリノイ大学の研究者はこう語る。「それが5分後か、3分後か、2分後か、まったくわかりません。」

それは功を奏した。チームは「インターセプト」と彼らが呼ぶところの成果を挙げ、ポッドと2台の移動式レーダー装置で嵐に関するデータを収集し、科学者たちに、この方法で記録された史上最強の竜巻の1つを、めったにない詳細かつ至近距離から撮影した画像を提供した。

彼らが収集したデータは、竜巻内で風速が時速 300 マイル以上に達したことを科学者が計算した 3 回目のデータです。また、竜巻追跡者は、竜巻がグリーンフィールドを襲っている間に複数の角度からデータを測定していたため、調査結果は、家屋を倒壊させるほどの強力な渦の風と内部の力学に関する厳しい見解を示しています。

「米国では、これほどの強さと被害をもたらす竜巻はまれです。毎年、ほんの一握りの竜巻しかありません」と、この研究には関わっていないオクラホマ州ノーマンにある国立暴風雨研究所の物理学者トニー・ライザ氏は語った。「これほどの強さの竜巻があり、竜巻が推定被害の最大を引き起こしているときに移動式レーダーで観測していたことは、本当に重要な研究です」

竜巻科学の多くの基本的要素は、高品質のデータを入手するのが非常に難しいため、未解決のままです。これらの新しい発見は、竜巻の形成と構造、空中の風速と地上の被害の関係、竜巻の激化や衰退を引き起こす要因に関する重要な疑問を解明するのに役立つ可能性があります。

5月21日にグリーンフィールドに向けて出発した9人の研究者チームは、国立科学財団から一部資金援助を受けているイリノイ大学フレキシブル・レーダー・メソネット・アレイ（FARM）チームのワーマン氏とカレン・コシバ氏が率いていた。2人は世界トップクラスの学術的嵐追跡者だ。

FARM の研究者たちは、コロラドで嵐を追いかけて一晩中ひょうしか見つからなかったため、疲れ果ててネブラスカ州マクックでその日をスタートした。移動チームは 2 台のレーダー トラックと、温度、圧力、その他の要素を測定できるほど長時間竜巻に耐えられるよう設計された計測機器を搭載したピックアップ トラックを含む数台の車両で移動している。彼らはグリーンフィールドに向けて出発したが、車で約 6 時間かかる。

竜巻を追跡することは、自然を相手にボードゲームをするようなものです。研究者は状況を評価し、確率を計算し、レーダートラック、気球、ポッドなどのピースを動かして、比較的安全な距離から嵐の最も良い測定値を捉えられるようにします。

こうした作業は命に関わることもある。2013年にはオクラホマ州エルリノで強力な竜巻を追跡中に3人の竜巻追跡者が死亡した。

アイオワ州では、FARM の研究者たちの一日はモグラ叩きゲームのように始まりました。嵐が急速にその地域を移動していたため、研究者たちは機器をどこに配置すればいいのか、安全な距離をどう保てばいいのかを推測するしかありませんでした。嵐がレーダーに現れるたびに、研究者たちは田舎道をジグザグに進んでいましたが、嵐が消えていくのをただ見守るばかりでした。

しかし、グリーンフィールドの竜巻が町に近づくと、10分間の激しい動きが引き起こされました。

「これは安全なスポーツではない。すぐに変化を起こせるようにならなければならない」とウォルトン氏は語った。

コシバ氏とワーマン氏は、竜巻の端から約300ヤード離れた町の中心部から東に約1マイルの地点にレーダートラックを配置した。彼らはトラックの金属製油圧脚を下げ、車輪を持ち上げて、嵐を乗り切るための安定した水平なプラットフォームを作った。

「飛び回ってレーダーを混乱させたくはない」とワーマン氏は語った。

風速約80マイルの風がトラックのそばを吹き抜けたが、研究者たちは外の様子をほとんど覚えていない。彼らは画面に釘付けになっていたのだ。

「私は決して窓の外を見ません」とコシバ氏は言う。「いつもレーダーを見ています。」

トラックは、雨滴から2×4材まで、空中を飛ぶあらゆる物体に当たる狭いレーダー波のビームを発射する。装置は戻ってくるエネルギーを測定し、研究者が落下する雨滴の形状を理解できるほど詳細なデータを提供する。

トラックの中では、竜巻が家屋の骨組みを粉々にし、木々を引き裂く様子がディスプレイ上で色鮮やかに映し出される様子が見られた。

竜巻の中には複数の渦が渦巻くことがあり、約 45 分間続き、約 44 マイル移動した。研究者らは、1 秒未満の間に、竜巻の一部で風速 300 マイルを超える風速が観測されたと計算した。

「アイオワ州では今日は猛烈な一日だった」と、今回の調査には関わっていないテキサス在住のベテラン嵐追跡者ティム・マーシャル氏は語った。

気象庁によると、竜巻の幅は最大 1,000 フィートに達した。しかし、グリーンフィールドに到達した時には、幅は狭まっていた。科学者たちは、なぜそうなったのかよくわかっていない。これは、この種の詳細なレーダー データが最終的に解決に役立つ可能性のある多くの謎の 1 つである。

「我々はこの件について何年も考え続けることになるだろう」とワーマン氏は語った。

竜巻の形成に必要な要素、つまり風のせん断、揚力、不安定性、湿気はよく知られており、予報官は信頼性の高い竜巻注意報を発表できるが、それ以外については多くの謎が残っている。

「嵐が形成されて竜巻が発生すると、その竜巻が大きいか小さいか、長く続くか短いか、あるいは嵐がどのような進路をとるかを正確に知る術はほとんどない」とワーマン氏は語った。

ストームチェイサーは、フィールドを前進させるために、自然現象と危険なダンスを繰り広げます。

特に、グリーンフィールド竜巻の最近の測定結果は、上空の風速が地上の被害にどのように影響するかについての洞察を与えてくれるかもしれない。コシバ氏は、チームが収集した詳細な風速データを地上被害の調査と相関させる予定だ。また、この竜巻の熱力学モデル化も計画しており、これは、より強い風速につながる要因についての手がかりとなるかもしれない。

この研究は、科学者がより優れた竜巻予測システムを開発し、建設業者がより耐久性の高い構造物を建設するのに役立つ可能性がある。

「私たちは破壊を見たくはないが、こうして学ぶのだ」とマーシャル氏は語った。「被害は母なる自然の痕跡だ。それがどのように起こったのかを評価する方法なのだ。」

この記事はもともとNBCNews.comに掲載されました。