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2人の竜巻科学者が嵐追跡の現実世界を紹介

科学的な観点から嵐を追跡することは、刺激的でもありストレスも伴います。実際にやっている私たちだからこそ、そのことはよくわかっています。また、竜巻がどのように形成され、どのように行動するかについての今日の理解を深めるためにも、嵐を追跡することは不可欠でした。1996 年、映画「ツイスター」により、嵐を追う科学者たちが人々の想像力の中に登場し、一世代の大気科学者にインスピレーションを与えました。新しい映画「ツイスターズ」が劇場に公開されるにあたり、私たちは嵐の追跡、あるいは私たちが呼んでいるように嵐のインターセプトについての質問を受けています。この種のフィールドワークを行う科学者が嵐の後に急いで出発するときに実際に何をしているのかについての答えをいくつか紹介します。国立暴風雨研究所の科学者たちは、2024年5月24日にこの竜巻を「迎撃」し、移動式レーダーやその他の機器を使用してデータを収集しました。国立暴風雨研究所嵐を追いかける一日は実際はどのようなものなのでしょうか?追跡日の朝は、おいしい朝食から始まります。その日の後半においしい食事をとる機会がないかもしれないからです。チームは、気象状況、国立気象局のコンピューター予報モデル、および国立海洋大気庁の嵐予測センターの見通しを見て、ターゲットを決定します。私たちの目標は、その日に竜巻が発生する可能性が最も高い場所を突き止めることです。気温、湿度、風、そしてこれらが地上からの高さによってどのように変化するか、すべてが手がかりとなります。嵐を追跡する日には、「急いで待つ」というリズムがあります。私たちはすぐに配置に就きたいのですが、その後は嵐が発達するのを待つことが多いのです。レーダー上の「フックエコー」は、通常、嵐のセルの後ろの渦巻きで、竜巻が発生する可能性がある兆候の 1 つです。フックは、上昇気流の後ろ側に巻き付く降水を反映しています。国立暴風雨研究所嵐が竜巻を発生させるまでには、多くの場合、時間がかかります。そのため、私たちはレーダーと目で嵐を注意深く監視し、可能であれば嵐が大きくなるまで十分に先を見据えます。多くの場合、私たちは複数の嵐を監視し、そのうちの 1 つが竜巻を発生させる可能性が高い兆候を探します。ミッション科学者が展開を宣言すると、全員が急いで配置に就きます。竜巻を追跡し測定するために、さまざまな機器を使用しますが、それらをいつ配備するかを決定するにはコツがあります。早すぎると、機器がある場所で竜巻が発生しない可能性があります。遅すぎると、見逃してしまいます。各機器は、竜巻に対して特定の場所に設置する必要があります。一部の機器は、嵐のかなり前に配備し、その後は固定しておく必要があります。その他の機器は、車に搭載され、嵐の中で前後に移動します。車載機器はメソネットと呼ばれる移動式気象観測所として機能します。これらはVORTEX2研究プロジェクトで使用されました。著者を含む数十人の科学者が、2009年のVORTEX2でスーパーセル竜巻の全ライフサイクルを記録することに成功しました。イヴェット・リチャードソンすべてが順調に進めば、チームのメンバーは入ってくるデータに集中することになる。竜巻からさまざまな距離に気象観測気球を打ち上げるメンバーもいれば、竜巻の進路に直接気象計器を収めた「ポッド」を設置するメンバーもいる。嵐の全域にわたって観測所のネットワークが設置され、レーダーが複数の角度からデータを収集し、写真家が複数の角度から嵐を撮影し、計測車両が嵐の主要エリアを横断することになる。私たちの研究のすべてが竜巻そのものに焦点を合わせているわけではありません。回転がどのように形成されるかを理解するために、竜巻の周囲や嵐の他の部分を対象にすることがよくあります。理論によれば、この回転は、竜巻が発生する場所から数マイル離れた嵐の降水地域内の気温の変化によって発生する可能性があります。竜巻の形成: 高度による風速と風向の変化は風せん断と呼ばれ、フットボールのボールのように水平方向に回転します。この回転する空気が嵐の上昇気流に引き込まれると、上昇気流は回転します。別の気流は降水による下降気流を通って下降し、気流に沿った温度差により水平方向に回転します。この回転する空気は垂直方向に傾き、スーパーセルの上昇気流によって上方に吸い上げられ、地表近くの回転が縮小して竜巻になります。ポール・マルコウスキー/ペンシルベニア州立大学その間ずっと、チームはテキスト メッセージとソフトウェアを使って連絡を取り合っており、最新のレーダー画像から各自の位置を確認できます。また、翌日の天気予報も確認して、次にどこに行くか、ホテルの部屋を探すか、できれば遅い夕食をとるかを計画しています。これらすべての計器は嵐について何を教えてくれるのでしょうか?嵐を追跡する上で最も重要なツールの 1 つは気象レーダーです。これは地上の降水量や風速を捉えます。私たちは数種類のレーダーを使用しています。通常はトラックに取り付けられており、高速移動が可能です。一部のレーダーはより長い波長で送信するため、嵐の奥深くまで見通すことができますが、その分ビームの幅が広くなり、画像がぼやけてしまいます。これらのレーダーは嵐全体のデータを収集するのに適しています。波長の短いレーダーは降水層まで到達できませんが、竜巻のような小規模な現象を捉えるために必要な高解像度の映像を提供します。私たちはこれらのレーダーを発達中の竜巻の近くに設置します。また、移動中の車両に取り付けたさまざまな機器を使用したり、接近する嵐の前にこれらの機器の固定アレイを一時的に配置したりして、地上の風、気圧、温度、湿度を監視します。これらの機器の一部は、竜巻の直撃を受けるように設計されている。気象観測気球も重要なデータを提供する。大気圏を上昇して嵐の外側の状況を捉えるように設計された気球もあれば、嵐の中を飛行して、嵐の下の雨で冷やされた空気の重要な温度変化を測定する気球もある。科学者たちは現在、嵐の一部で同じようにドローンを使用している。記号は、著者らのチームがスーパーセル雷雨に打ち上げた 70 台以上の気球搭載プローブの軌道を示しています。風に運ばれたプローブは、竜巻の回転の重要な原因となる可能性のある、嵐の下降気流領域の温度をマッピングしました。ルーク・ルベル/ペンシルベニア州立大学これらすべてにより、科学者は竜巻の発達前と発達中、そして竜巻の存続期間中の嵐全体で起こっているプロセスについての洞察を得ることができます。竜巻を追跡しながら安全を保つにはどうすればいいでしょうか?嵐は非常に危険で予測不可能な場合があるため、常にレーダーを監視して嵐を監視することが重要です。嵐は循環し、以前の竜巻の下流で新しい竜巻が発生することがあります。竜巻は、特に弱まるときや、複数の漏斗を持つ複雑な構造になっているときに、方向を変えることがあります。嵐を追う人は、竜巻だけでなく嵐全体を見て、忍び寄る可能性のある他の嵐に警戒する必要があります。嵐の予想される動きと道路網に基づいた避難計画が不可欠です。科学者は嵐を追跡する際に、計算されたリスクを負います。重要なデータを収集するのに十分なリスクですが、チームを過度に危険にさらすことはありません。嵐を追跡する上で、運転は実は最も危険な部分であることが判明しました。特に、一日の終わりによくあることですが、道路が濡れていて視界が悪いときはなおさらです。追跡中は、他の嵐追跡者の不規則な運転や嵐の周りの交通渋滞によって、運転の危険性がさらに増すことがあります。嵐を追跡中に収集したすべてのデータはどうなるのでしょうか?すぐに「ひらめき」が得られれば良いのですが、結果が出るまでには時間がかかります。データを収集した後、私たちはそれを分析するのに何年もかかります。すべての機器からのデータを組み合わせて、嵐とその進化の全体像を把握するには、時間と忍耐が必要です。しかし、さまざまな角度と機器から風、気温、相対湿度、気圧に関するデータを入手することで、竜巻がどのように発生するかについての理論をテストすることができます。分析プロセスは遅いものの、発見は竜巻そのものと同じくらい刺激的なものとなることがよくあります。この記事は、複雑な世界を理解するのに役立つ事実と信頼できる分析を提供する非営利の独立系ニュース組織であるThe Conversationから転載されています。執筆者：イヴェット・リチャードソン ペンシルベニア州立大学 そしてポール・マーコウスキー、 ペンシルベニア州立大学 続きを読む：イヴェット・リチャードソンは、国立科学財団から資金提供を受けており、以前は国立海洋大気庁から資金提供を受けていました。彼女は、アメリカ気象学会、全米気象協会、アメリカ地球物理学連合の会員であり、大気研究大学法人の理事会に所属しています。ポール・マルコウスキーは、国立科学財団から資金提供を受けており、以前は国立海洋大気庁から資金提供を受けていました。彼は、アメリカ気象学会、国立気象協会の会員であり、大気研究大学法人に所属しています。 #2人の竜巻科学者が嵐追跡の現実世界を紹介