Að nota ofurtölvur til að rannsaka banvænustu og eyðileggjandi hvirfilbyl

Að nota ofurtölvur til að rannsaka banvænustu og eyðileggjandi hvirfilbyl

Eftir nána kynni af hvirfilbyl sem barn varð Leigh Orf heltekinn af stormum og vinnur nú sem vísindamaður við að rannsaka banvænustu og eyðileggjandi hvirfilbyl í heimi með ofurtölvum.

Þegar ég var fimm ára gamall varð hús fjölskyldu minnar fyrir eldingu og F4 hvirfilbylur kom mjög nálægt húsinu okkar nokkrum árum síðar, sagði Orf við Newsweek. Þessir atburðir hafa markað óafmáanleg spor.

Vísindamaðurinn lítur inn í öflugustu ofurfrumur og hvirfilbyl, sem skrá EF4 eða EF5 á Enhanced Fujita kvarðanum, með því að nota ofurtölvur. Síðan 1950 hafa Bandaríkin orðið fyrir 59 EF5 stormum, sá mannskæðasti var Joplin hvirfilbylurinn í Missouri árið 2011, sem drap 158 manns.



Með 420 staðfestum hvirfilbyljum í Bandaríkjunum það sem af er árinu 2022 byrjar tímabilið vel. á yfirstandandi ári Í mars var landið slegið af metfjölda hvirfilbylja og í apríl varð mikil eyðilegging í nokkrum ríkjum.

Vísindamenn hafa bætt hæfni sína til að spá fyrir um hvenær og hvar ofurfrumuhverfur munu skella á. [Þetta eru] foreldrastormar sem valda hörðustu hvirfilbyljum, sagði Christopher Weiss, prófessor í andrúmsloftsvísindum við Texas Tech University, áður við Newsweek. Þessir ofurfrumustormar hafa sterkan snúning á mælikvarða stormsins sjálfs, sem er nefndur mesóhringur og mælist að meðaltali um fimm mílur í þvermál.

Samt sem áður er tengslin á milli mesósýklóns og tundurduflaframleiðslu enn ráðgáta. Tornados eru ekki framleiddir af miklum meirihluta ofurfrumna.

„Stórt snúningsuppstreymi“

Ofurfruma er þrumuveður með stórum snúningsuppstreymi sem varir í langan tíma.

Samkvæmt Orf frá University of Wisconsin-Madison, gerast þeir aðeins við sérstakar aðstæður í andrúmsloftinu. Þeir þurfa mikinn raka, mikinn óstöðugleika í andrúmsloftinu og mikið af vindi. Meðal allra þrumuveðurstegunda framleiða ofurfrumur ofbeldisfullustu hvirfilbylirnir. Stormurinn sem skall á Mayfield, Kentucky í desember 2021 var nýlegt dæmi um ofbeldisfulla ofurfrumu.

Rannsóknir Orfs fela í sér að líkja eftir þessum gríðarlegu hvirfilbyljum til að komast að því hvað veldur því að þeir myndast og hvað gerist þegar þeir hafa náð fullum möguleikum sínum. Veikar, óhríðandi hvirfilbylgjur hrannast upp á einum stað undir mjög sterku uppstreymi, sagði hann, og þetta er þegar ofbeldisfyllstu hvirfilbylirnir myndast.

Þetta er hvirfilveisla og öllum boðið, segir Orf í myndbandi sem sýnir eftirlíkingu af hvirfilbyl sem myndast.

hvirfilbyl

Það virðist sem staðsetning ákveðinna óveðurseiginleika, sem og tímasetning atburða sem eiga sér stað innan stormsins, sé lykillinn að því að mynda hvirfilbyl, sagði hann við Newsweek. Lóðréttir hvirflar verða að vera til í nágrenni uppstraumsins og þetta verður að gerast á þeim tíma þegar uppstreymið er mjög sterkt - þetta hjálpar til við að sameina fyrirliggjandi klasa af veikum snúningi í hvirfilbyl.

Og þættirnir sem fara í að gera uppstreymið mjög sterkt hafa að gera með „bragð loftsins“ sem uppstreymi stormsins er að taka inn – það þarf að vera kalt, en ekki of kalt, og það þarf að innihalda umtalsverðan láréttan snúning, sem er að hluta til fall af umhverfinu sem stormurinn myndaðist í, sem og staðbundnu umhverfinu sem myndast af storminum sjálfum, segir höfundurinn.

Samkvæmt honum getur hvirfilbylurinn styrkst vegna afar sterks uppstreymis sem heldur áfram að taka inn rétta tegund af lofti. Þegar hvirfilbylur færist of langt inn í rigninga, svalt loftið sem stormurinn framleiðir, missir það samband við sterka uppstreymið sem olli því að það hvarf.

Hvirfilbylur birtast í eftirlíkingum Orfs, með mismunandi litum sem gefa til kynna að mismunandi loftstraumar séu dregnir upp og inn í storminn. Tornado rífur yfir jörðina í hreyfimyndinni eftir að hann hefur myndast.

Þó að sérfræðingar hafi orðið betri í að spá fyrir um hvar stormar sem mynda tundurdufl munu skella á í raunveruleikanum, geta þeir samt ekki spáð fyrir um leiðina sem þeir munu fara eða hversu sterkir þeir verða þegar þeir myndast. Þegar hvirfilbylurinn hefur sést á jörðu niðri er hægt að áætla almenna leið.

Veruleg áhersla er einn til tvær klukkustundir fram í tímann til að spá fyrir um ofurfrumu- og hvirfilbyl, sagði Orf. Það eru margar hindranir sem þarf að yfirstíga. Góð athugunargögn eru nauðsynleg til að frumræsa veðurlíkönin okkar. Því miður er tæknin til að taka nákvæmar sýnishorn af miklu magni af andrúmsloftinu enn ófullnægjandi til að gefa módel okkar þá nákvæmni sem þau þurfa til að gera mjög nákvæmar spár.

Í augnablikinu eru spár um tundurdufl nánast eingöngu gerðar eftir að tundurskeyti hefur sést eða greinst. Við getum metið almenna leið hvirfilbylsins með því að horfa á hreyfivigur stormsins þegar hann hefur myndast.

Hins vegar fara hvirfilbylir ekki alltaf þær leiðir sem spáð er.

hvirfilbyl kansas