Stellen Sie sich einen Tornado vor. Reicht die Trichterwolke in Ihrem geistigen Auge wie ein böswilliger, spindelförmiger Finger vom Himmel herab?
Wenn ja, kann dieses mentale Bild völlig falsch sein. Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass sich Tornados nicht aus den Wolken, sondern von Grund auf bilden.
In einer neuen Studie, die gestern (13. Dezember) auf der Jahrestagung der American Geophysical Union in Washington, DC, vorgestellt wurde, argumentierte die Meteorologin der Ohio University, Jana Houser, dass von vier Tornados, die mit einer schnellen Radartechnik ausreichend detailliert beobachtet wurden, kein einziger gestartet wurde seine Rotation am Himmel. Stattdessen, so Houser und ihr Team, begann die Tornado-Rotation schnell in Bodennähe.
"Tornados scheinen sich nicht aus dem traditionellen Top-Down-Mechanismus zu bilden", sagte Houser Reportern bei einer Pressekonferenz.
Twister verfolgen
Meteorologen wissen, dass sich Tornados bilden, wenn sich die Winde in einem starken Sturm zu drehen beginnen. Es ist schwieriger, genau vorherzusagen, wann dies geschehen wird und welche Stürme starke Tornados hervorrufen werden. Eine Studie von vor mehr als zwei Jahrzehnten unter Verwendung des Radars der Tornado-Bildung ergab, dass 67 Prozent der Tornados durch Rotation in den Wolken entstanden, die sich in Richtung Boden erstreckten, sagte Houser. Dieses Radar war jedoch relativ langsam: Es scannte jeden Bereich des Horizonts nur alle 5 Minuten. Houser und ihr Team verwendeten eine schnell scannende mobile Radareinheit, die alle 30 Sekunden Messungen durchführte und feststellte, dass sich Tornados in der Größenordnung von 30 Sekunden bis 90 Sekunden viel schneller bildeten.
Mit einer genaueren Zeitskala konnten die Forscher auch genauer erkennen, wo die Rotation begann - zumindest bei einigen Tornados. Gute Daten über Tornados zu sammeln, ist ziemlich schwierig, sagte Houser, weil Meteorologen nicht im Voraus wissen können, wo die Twister treffen werden. Das Forschungsteam hat viele Stunden damit verbracht, Stürme zu überwachen, die niemals einen Tornado ausgelöst haben.
Es ist auch sehr schwierig, Radarmessungen in Bodennähe durchzuführen, sagte Houser. Häuser, Bäume und Telefonmasten unterbrechen den Radarkegel und führen zu unordentlichen, schwer zu interpretierenden Daten.
Aus diesem Grund konzentrierte sich die neue Forschung auf nur vier Tornados: Eine große am 24. Mai 2011 außerhalb von El Reno, Oklahoma, die 5 von 5 auf der Enhanced Fujita (EF) -Skala registrierte, die Tornados nach dem verursachten Schaden bewertet; zwei kleinere EF1-Tornados am 25. Mai 2012 außerhalb von Galatia und Russell, Kansas; und schließlich ein EF3-Tornado, der am 31. Mai 2013 außerhalb von El Reno mit Windgeschwindigkeiten von rund 483 km / h einschlug.
Der El Reno-Tornado war mit einem Durchmesser von 4,2 km der breiteste, der jemals aufgezeichnet wurde. Es wurden acht Menschen getötet, darunter drei Sturmjäger, die versehentlich in ihrem Fahrzeug im Wirbel gelandet sind. Für Houser und ihr Team war der Sturm außergewöhnlich, da das Team sein mobiles Radar zufällig in einem leichten Anstieg eingesetzt hatte, sodass sie einen klaren Schuss erhielten, um Daten bis zu 15 Meter über dem Boden aufzuzeichnen.
Grundwahrheit
Alle vier Tornados bildeten sich aus Superzellenstürmen. Ansonsten waren sie in Stärke und Wirkung sehr unterschiedlich, sagte Houser. Keiner bildete sich jedoch von oben nach unten. Im Fall des El Reno-Tornados machte ein Sturmjäger tatsächlich ein Bild der Trichterwolke auf dem Boden, wenige Minuten bevor das mobile Radar den Tornado etwa 15 bis 30 m über dem Boden entdeckte.
"Der Tornado war sehr stark auf die unterste Schicht der Atmosphäre beschränkt", sagte Houser.
Laut Houser haben Meteorologen über konkurrierende Theorien zur Tornado-Bildung geredet, aber dies ist das erste Mal, dass sie über genügend Daten verfügen, um diese wirklich zu testen.
Die Stichprobengröße von vier war klein, räumte Houser ein, aber wenn sich Tornados wirklich von Grund auf bilden, werden Prognostiker sie immer einige Momente nach ihrer Bildung abfangen, indem sie Radardaten auf Wolkenebene betrachten. Um die Tornado-Warnungen zu verbessern, sei es möglicherweise besser, die Art und Weise zu ändern, in der Meteorologen Tornado-Vorhersagen treffen.
Ein möglicher Weg könnte darin bestehen, komplexe Wettersimulationen zu verwenden, um einen bestimmten Sturm während seiner Entwicklung zu modellieren, basierend auf Prognosedaten einige Stunden vor dem Sturm, sagte Houser. Meteorologen könnten eine virtuelle Version eines bestimmten Sturms ausführen, um festzustellen, ob er Tornados hervorbringt. Während sich der reale Sturm entwickelt, könnten sie die Modelle zur Bildung von Tornados mit den Daten der realen Welt vergleichen und nach Hinweisen suchen, dass ein Tornado auftreten könnte.
"Dann können Sie sicherer sein, eine Tornado-Warnung basierend auf diesem Modell auszugeben", sagte Houser.
