Ascultarea infrasunetelor tornadelor ar putea revoluționa modul în care meteorologii prognozează tornadele

Undele infrasunetice oscilează la frecvențe pe care oamenii nu le pot auzi, dar sunt extrem de utile pentru monitorizarea exploziilor nucleare, deoarece infrasunetele se degradează atât de încet în atmosfera noastră încât se pot înfășura în jurul Pământului de mai multe ori. La sfârșitul anilor 1990 și începutul anilor 2000, cercetătorii au descoperit că tornadele și alte evenimente geofizice produc, de asemenea, sunet în intervalul „aproape infrasunet” de la 0,5 la 20 Hz.

decodarea

Furtunile producătoare de tornade pot emite infrasunete cu mai mult de o oră înainte de „tornadogeneză” sau formarea de tornade. Acest lucru a inspirat un grup de cercetători să dezvolte un mod pasiv pe termen lung de ascultare a furtunilor.

În cadrul celei de-a 175-a reuniuni a Acoustical Society of America, care va avea loc în perioada 7-11 mai 2018, la Minneapolis, Minnesota, Brian Elbing, profesor asistent de inginerie mecanică și aerospațială la Universitatea de Stat din Oklahoma, va prezenta lucrările grupului său. Elbing și echipa sa au colectat măsurători infrasunetice de la tornade pentru a decoda informațiile conținute în valuri despre procesele de formare și ciclul de viață înainte ca furtunile potențial devastatoare să lovească.

"Prin monitorizarea tornadelor de la sute de mile depărtare, vom fi capabili să reducem ratele de alarmă falsă și chiar să creștem timpii de avertizare", a spus Elbing. „Înseamnă și că urmăritorii furtunilor nu vor trebui să se apropie atât de mult”.

Pentru a asculta infrasunetele din atmosferă, cercetătorii folosesc trei microfoane cu infrasunete de la Universitatea de Stat din Oklahoma, dispuse într-un triunghi, fiecare distanțat la aproximativ 200 de metri distanță.

Două diferențe cheie diferențiază aceste microfoane de tipul cu care suntem obișnuiți să vedem. "În primul rând, acestea sunt mai mari pentru o sensibilitate mai mare la frecvențe mai mici", a spus Elbing. "În al doilea rând, trebuie să scăpăm de zgomotul vântului. Sigilăm microfonul în interiorul unui container cu patru deschideri. Un furtun de înmuiere - la fel ca cele utilizate în grădini - este atașat la fiecare dintre aceste deschideri și întins în direcții opuse. "

Elbing și echipa sa analizează apoi infrasonul de tornadă din zgomotul vântului. "Zgomotul vântului este incoerent, așa că, dacă îl mediați pe un spațiu mare, acesta va însuma până la zero", a spus el. "Invers, infrasunetele tornadelor sunt coerente - adică undele arată la fel - pe distanțe mari, astfel încât undele de presiune se adună împreună și conțin informații."

Determinarea mecanismului fluidului responsabil pentru infrasunetele tornadelor poate revoluționa modul în care meteorologii monitorizează și prognozează - ceea ce ar putea salva vieți. "Acest lucru este valabil mai ales pentru Dixie Alley, care nu este cunoscută pentru cele mai mari tornade, dar are frecvent cele mai multe decese", a spus Elbing. „Terenul complex, modelele neregulate ale drumurilor și tornadele nocturne împiedică urmăritorii furtunilor să observe aceste tornade, astfel încât monitorizarea pasivă pe distanțe lungi a tornadelor va oferi informații neprețuite despre procesele lor de formare și ciclul de viață”.

"Deoarece infrasunetele sunt o sursă de date independentă, combinarea acestuia cu metodele existente ar trebui să contribuie la reducerea alarmelor false", a spus Elbing. „Astăzi, 75% din avertismentele privind tornadele sunt alarme false și tind să fie ignorate”.

Acum, timpii de livrare potențial lungi - până la o oră - furnizați de infrasunete ar putea oferi cercetătorilor timp pentru a trimite drone în locații specifice pentru a colecta date critice înainte de formarea unei tornade. „Acest lucru ar revoluționa înțelegerea noastră a proceselor fizice care produc tornade”, a spus Elbing. „Cercetările noastre actuale sunt susținute ca parte a unei colaborări multi-universitare a National Science Foundation, condusă de Oklahoma State University, cu scopul de a dezvolta și implementa drone cu senzori pentru monitorizarea atmosferică.”