Эксперимент по проверке происхождения вращения в торнадо ( или VORTEX ) — это полевые эксперименты , изучающие торнадо . VORTEX1 был первым случаем , когда ученые полностью исследовали всю эволюцию торнадо с помощью набора приборов , что позволило лучше понять процессы, связанные с торнадогенезом . Сильный торнадо около Юнион-Сити, Оклахома, был полностью задокументирован преследователями проекта перехвата торнадо (TIP) в 1973 году. Их визуальные наблюдения привели к прогрессу в понимании структуры и жизненных циклов торнадо. [1]
VORTEX2 использовал усовершенствованную технологию, которая позволила ученым улучшить возможности прогнозирования и сократить время заблаговременного оповещения жителей. VORTEX2 стремился выяснить, как формируются торнадо, как долго они длятся и почему они длятся так долго, и что заставляет их рассеиваться. [2]
VORTEX1 и VORTEX2 были основаны на использовании большого парка оснащенных измерительными приборами транспортных средств, которые работали на земле, а также самолетов и мобильных радаров. Важная работа по разработке и координации мобильных мезонетов была получена в результате этих полевых проектов. [3] [2] Анализ данных, собранных в последующие годы, привел к значительному прогрессу в понимании морфологии и динамики суперячеек и торнадо. Фаза полевых исследований проекта VORTEX2 завершилась 6 июля 2010 года. [4]
Проект VORTEX1 стремился понять, как образуется торнадо, путем размещения экспертов по торнадо в примерно 18 транспортных средствах, которые были оснащены настраиваемыми приборами, используемыми для измерения и анализа погоды вокруг торнадо. Как уже отмечалось, для таких измерений также были задействованы самолеты и радиолокационные ресурсы. Руководители проекта также интересовались, почему некоторые суперячейки или мезоциклоны внутри таких штормов производят торнадо, а другие — нет. Он также стремился определить, почему некоторые суперячейки образуют сильные торнадо, а не слабые.
Первоначальный проект был реализован в 1994 и 1995 годах. Несколько более мелких исследований, таких как SUB-VORTEX и VORTEX-99, были проведены с 1996 по 2008 год. [5] VORTEX1 задокументировал весь жизненный цикл торнадо, впервые измерив его с помощью значительных приборов для всего события. [6] Предупреждения об опасных погодных явлениях улучшились после исследований, собранных в VORTEX1, и многие считают, что VORTEX1 способствовал этому улучшению. [7]
«Важным открытием оригинального эксперимента VORTEX было то, что факторы, ответственные за возникновение торнадо, происходят в меньших временных и пространственных масштабах, чем предполагали ученые. Новые достижения позволят проводить более детальную выборку ветра , температуры и влажности шторма и приведут к лучшему пониманию того, почему образуются торнадо, и как их можно точнее предсказать», — сказал Стефан Нельсон, директор программы NSF по физической и динамической метеорологии. [8] [9]
VORTEX имел возможность запускать доплеровский метеорологический радар над торнадо примерно каждые пять минут. [10]
Исследование VORTEX помогло Национальной метеорологической службе (NWS) оповестить жителей о торнадо с заблаговременностью 13 минут. [11] Федеральный исследователь- метеоролог Дон Берджесс подсчитал, что количество «ложных тревог» Национальной метеорологической службы, связанных с суровой погодой, сократилось на 10 процентов. [12]
Фильм «Твистер» был, по крайней мере, частично вдохновлен проектом VORTEX. [13]
VORTEX2 был расширенным вторым проектом VORTEX с полевыми фазами с 10 мая по 13 июня 2009 года и с 1 мая по 15 июня 2010 года. Целями VORTEX2 были изучение того, почему некоторые грозы вызывают торнадо, а другие — нет, и изучение структуры торнадо, чтобы делать более точные прогнозы и предупреждения о торнадо с более длительным сроком заблаговременности. [14] VORTEX2 был, безусловно, самым крупным и амбициозным исследованием торнадо, в котором приняли участие более 100 ученых из многих различных университетов и исследовательских лабораторий.
«Мы до сих пор не до конца понимаем процессы, которые приводят к образованию торнадо и определяют его развитие. Мы надеемся, что VORTEX2 предоставит нам данные, необходимые для того, чтобы узнать больше о развитии торнадо и со временем помочь прогнозистам давать людям более заблаговременные предупреждения о нападении торнадо», — сказал Роджер Вакимото , директор Лаборатории наблюдения за Землей (EOL) в Национальном центре атмосферных исследований (NCAR) и главный исследователь VORTEX2. [11]
«Тогда вы сможете лучше подготовить спасателей — полицию, пожарных, медицинский персонал, даже энергетические компании. Сейчас это даже отдаленно невозможно», — сказал Стефан П. Нельсон, программный директор в отделе атмосферных наук Национального научного фонда (NSF). [10]
Джошуа Вурман , президент Центра исследований экстремальных погодных условий (CSWR) в Боулдере, штат Колорадо, предлагает: «Если мы сможем увеличить это время с 13 минут до получаса, то среднестатистический человек, сидящий дома, сможет сделать что-то другое. Может быть, они смогут поискать убежище в обществе, а не просто залезть в ванну. Может быть, они смогут обеспечить большую безопасность своей семьи, если мы сможем дать им более длительное и точное предупреждение». [12]
VORTEX2 развернул 50 транспортных средств, оснащенных мобильными радарами , включая радары Doppler On Wheels (DOW), радары SMART, радар NOXP, парк инструментальных транспортных средств, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), развертываемые инструментальные решетки Sticknet и Podnet и мобильное оборудование для запуска метеозондов . Более 100 ученых и экипажей исследовали торнадо и сверхъячейковые грозы в регионе « Аллея торнадо » Великих равнин США между Техасом и Миннесотой . В проекте стоимостью 11,9 млн долларов США приняли участие ряд учреждений и стран , в том числе: Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) и его Национальная метеорологическая служба и Центр прогнозирования штормов (SPC) в нем, Австралийское бюро метеорологии (BOM), Финляндия , Италия, Нидерланды, Соединенное Королевство, Министерство охраны окружающей среды Канады и университеты по всей территории Соединенных Штатов и в других местах.
Проект включал DOW3, DOW6, DOW7, Rapid-Scan DOW, SMART-RADARs, NOXP, UMASS-X, UMASS-W, CIRPAS и TIV 2 для их мобильного радарного контингента. Doppler on Wheels был предоставлен Центром исследований суровых погодных условий, а SMART-Radars — Университетом Оклахомы (OU). Национальная лаборатория сильных штормов (NSSL) поставила радар NOXP, а также несколько других радарных установок из Массачусетского университета в Амхерсте , Управления военно-морских исследований (ONR) и Техасского технологического университета (TTU). NSSL и CSWR поставляли мобильные мезонеты . Мобильные пусковые установки радиозондов были предоставлены NSSL, NCAR и Государственным университетом Нью-Йорка в Освего (SUNY Oswego). Было довольно много других развертываемых современных приборов, таких как Sticknets от TTU, Tornado PODS от CSWR и четыре дисдрометра от Университета Колорадо (CU) и Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (UIUC). [15] [16]
Технология VORTEX2 позволила размещать грузовики с радаром в торнадо и вблизи него и позволила вести непрерывные наблюдения за торнадо. Говард Блюстейн , профессор метеорологии в Университете Оклахомы, сказал: «Мы сможем различать дождь, град, пыль, мусор, летающих коров». [10]
Кроме того, группы фотограмметрии , группы обследования ущерба, беспилотные летательные аппараты и фургоны для запуска метеозондов помогли окружить торнадо и грозы. [15] [16] Собранное оборудование позволило собирать трехмерные наборы данных о штормах с помощью радаров и других инструментов каждые 75 секунд (чаще для некоторых отдельных инструментов) и разрешать ячейки торнадо и торнадо вплоть до 200 футов (61 м). [11] [17]
Ученые встретились 10 мая и провели занятие, чтобы научить экипажи запускать капсулы торнадо, которые должны были быть выпущены в течение 45 секунд с момента уведомления. [18] VORTEX2 был оснащен 12 капсулами торнадо, приборами, установленными на башнях высотой 1 метр (3,3 фута), которые измеряют скорость ветра (т. е. скорость и направление ). Целью было то, чтобы некоторые измерения проводились в центре торнадо. [19] После того, как капсулы развернуты, команды повторяют процесс в следующем месте, пока, наконец, команды не вернутся к югу от торнадо, чтобы забрать капсулы с записанными данными. Процесс повторяется. Это происходит в пределах 2 миль (3,2 км) или 4 минут от самого торнадо. [18]
Команда имела 24 переносных сети Sticknet высотой 2 метра (6,6 фута), которые можно было устанавливать в разных местах вокруг очагов торнадо для измерения полей ветра, предоставления данных об атмосферных условиях и акустической регистрации града и осадков . [17] [19]
Ученые все еще пытаются уточнить понимание того, какие сверхъячейковые грозы, формирующие мезоциклоны, в конечном итоге создадут торнадо, и посредством каких процессов, взаимодействий в масштабах шторма и в каких атмосферных средах это произойдет. [10]
Обновления о ходе проекта были опубликованы на домашней странице VORTEX2. Ученые также начали вести блог с репортажами в режиме реального времени. [20]
«Хотя эта полевая фаза кажется самой захватывающей и кажется, что это большой объем работы, на сегодняшний день большая часть того, что мы делаем, это когда мы возвращаемся в наши лаборатории, когда мы работаем друг с другом, когда мы работаем с нашими студентами, чтобы попытаться выяснить, что же мы собрали», — сказал Вурман. «Понадобятся годы, чтобы переварить эти данные и действительно извлечь из этого пользу».
Осенью Университет штата Пенсильвания представил общественности первоначальные научные результаты. [12]
Прогнозисты определяли наилучшую вероятность наблюдения торнадо. Когда грузовики ехали в Клинтон, Оклахома из Чайлдресса, Техас , они обнаружили облака mammatus и молнии на закате 13 мая 2009 года. [21]
Проект столкнулся со своим первым торнадо днем 5 июня, когда они успешно перехватили торнадо в южном округе Гошен, штат Вайоминг , который продолжался около 25 минут. Один из их аппаратов, Probe 1, пострадал от града во время перехвата. Позже тем же вечером репортер Weather Channel (TWC) Майк Беттес сообщил, что элементы VORTEX2 перехватили второй торнадо в Небраске. Размещение армады для этого торнадо было почти идеальным. Он был окружен в течение всего своего жизненного цикла, что сделало его наиболее тщательно наблюдаемым торнадо в истории. [ необходима цитата ]
Полная команда состоит примерно из 50 ученых и дополняется студентами. Полный список главных исследователей (PI) находится на http://vortex2.org/ Архивировано 2019-07-31 на Wayback Machine . Алфавитный частичный список ученых и команды VORTEX2:
Другие более мелкие полевые проекты включают ранее упомянутые SUB-VORTEX (1997–98) и VORTEX-99 (1999), [5] [25] и VORTEX-Southeast (VORTEX-SE) (2016–2019). [26]
