Uso de supercomputadoras para estudiar los tornados más mortíferos y destructivos

Uso de supercomputadoras para estudiar los tornados más mortíferos y destructivos

Después de un encuentro cercano con un tornado cuando era niña, Leigh Orf se obsesionó con las tormentas y ahora trabaja como científica estudiando los tornados más mortíferos y destructivos del mundo usando supercomputadoras.

Cuando tenía cinco años, la casa de mi familia fue alcanzada por un rayo y un tornado F4 pasó muy cerca de nuestra casa unos años después, dijo Orf a Newsweek. Estos hechos han dejado una huella imborrable.

El científico mira dentro de las supercélulas y tornados más poderosos, que registran EF4 o EF5 en la escala Fujita Mejorada, usando supercomputadoras. Desde 1950, Estados Unidos ha sido azotado por 59 tormentas EF5, la más mortífera de las cuales fue el tornado Joplin en Missouri en 2011, que mató a 158 personas.



Con 420 tornados confirmados en los Estados Unidos en lo que va de 2022, la temporada ha tenido un buen comienzo. en el año en curso En marzo, el país fue azotado por una cantidad récord de tornados, y en abril se produjo una devastación generalizada en varios estados.

Los científicos han mejorado su capacidad para pronosticar cuándo y dónde golpearán los tornados de supercélulas. [Estas son] tormentas principales que producen los tornados más violentos, dijo anteriormente a Newsweek Christopher Weiss, profesor de ciencias atmosféricas en la Universidad Tecnológica de Texas. Estas tormentas de supercélulas tienen una fuerte rotación en la escala de la propia tormenta, que se conoce como mesociclón y mide unas cinco millas de diámetro en promedio.

Sin embargo, la conexión entre el mesociclón y la producción de tornados sigue siendo un misterio. Los tornados no son producidos por la gran mayoría de las supercélulas.

'Enorme corriente ascendente giratoria'

Una supercélula es una tormenta eléctrica con una gran corriente ascendente giratoria que dura mucho tiempo.

Según Orf, de la Universidad de Wisconsin-Madison, solo ocurren en condiciones atmosféricas específicas. Necesitan mucha humedad, mucha inestabilidad en la atmósfera y mucha cizalladura del viento. Entre todos los tipos de tormentas eléctricas, las supercélulas producen los tornados más violentos. La tormenta que azotó Mayfield, Kentucky en diciembre de 2021 fue un ejemplo reciente de una supercélula violenta.

La investigación de Orf implica simular estos tornados masivos para descubrir qué causa que se formen y qué sucede una vez que han alcanzado su máximo potencial. Los vórtices débiles que no son tornados se acumulan en un lugar debajo de una corriente ascendente muy fuerte, dijo, y es entonces cuando se forman los tornados más violentos.

Es una fiesta de vórtice y todos están invitados, dice Orf en un video que muestra una simulación de la formación de un tornado.

tornado

Parece que la yuxtaposición espacial de las características específicas de la tormenta, así como el momento de los eventos que ocurren dentro de la tormenta, es clave para formar un tornado, dijo a Newsweek. Deben existir vórtices verticales en las proximidades de la corriente ascendente, y esto debe ocurrir en un momento en que la corriente ascendente es muy fuerte; esto ayuda a la consolidación de grupos preexistentes de rotación débil en un tornado.

Y los factores que hacen que la corriente ascendente sea muy fuerte tienen que ver con el 'sabor del aire' que la corriente ascendente de la tormenta está ingiriendo: tiene que ser fresco, pero no demasiado frío, y tiene que contener una rotación horizontal significativa, lo que es en parte una función del entorno en el que se formó la tormenta, así como del entorno local formado por la propia tormenta, dice el autor.

Según él, el tornado puede fortalecerse debido a una corriente ascendente extremadamente fuerte que sigue absorbiendo el tipo correcto de aire. Cuando un tornado se adentra demasiado en el aire frío y lluvioso producido por la tormenta, pierde contacto con la fuerte corriente ascendente que hacía que se disipara.

Los tornados aparecen en las simulaciones de Orf, con diferentes colores que indican diferentes corrientes de aire que son atraídas hacia arriba y hacia la tormenta. El tornado rasga el suelo en la animación después de que se haya formado.

Si bien los expertos han mejorado en la predicción de dónde golpearán las tormentas que producen tornados en la vida real, todavía no pueden predecir el camino que tomarán o qué tan fuertes se volverán una vez que se formen. Una vez que se ha visto el tornado en el suelo, se puede estimar una ruta general.

Un enfoque importante es una o dos horas antes de tiempo para pronosticar el comportamiento de supercélulas y tornados, dijo Orf. Hay muchos obstáculos que superar. Se requieren buenos datos de observación para inicializar nuestros modelos meteorológicos. Desafortunadamente, la tecnología para muestrear con precisión grandes volúmenes de la atmósfera aún es insuficiente para dar a nuestros modelos la precisión que requieren para hacer pronósticos extremadamente exactos.

Por el momento, los pronósticos de trayectoria de tornados se realizan casi exclusivamente después de que se ha detectado o detectado un tornado. Podemos estimar la trayectoria general de un tornado observando el vector de movimiento de la tormenta una vez que se forma.

Sin embargo, los tornados no siempre toman los caminos previstos.

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