Znanstvenici koriste seizmičke valove za mjerenje intenziteta tornada

Nature's Electrode | Space News (Lipanj 2019).

Anonim

Prema novoj studiji, seizmički valovi generiraju tornada kada se dodiruju, mogu se koristiti za mjerenje intenziteta twisterova.

Novo istraživanje ispitalo je katastrofalni tornado koji je pogodio Joplin u Missouriu u svibnju 2011. i otkrivao veličinu seizmičkih valova koje je proizveo tornado na tlu koreliran s njegovom snagom.

Rezultati sugeriraju da istraživači mogu procijeniti snagu velikog tornada mjerenjem seizmičkih valova koje stvara, što bi moglo otvoriti vrata za osmišljavanje točnijih metoda za proučavanje tornada s tla, prema autorima nove studije objavljene u Geophysical Research Letters, časopis Američke geofizičke unije.

Vlasti vremena trenutno predviđaju mjesta tornada koristeći površinske vremenske postaje i Doppler radar. Ali se još uvijek oslanjaju na olujne čarobnjake i spotters kako bi saznali kada tornado dotakne. Nema ni načina izravno mjeriti brzinu vjetra tornada, pa se vlasti oslanjaju na izvješća o štetama kako bi neizravno procijenili njezin intenzitet.

"Naši rezultati imaju aplikacije za razvoj kvantitativne mjere snage tornada", izjavila je Anne Valovcin, diplomirana studentica u odjelu za znanost o Zemlji na Kalifornijskom sveučilištu u Santa Barbari i voditeljica nove studije. "Također vidimo samo one seizmičke signale kada dodiruje zemlju, tako da bi mogao pružiti novi način izravnog utvrđivanja kada je tornado dotaknuo."

Novi način praćenja vijaka

Seizmički valovi su vibracije na Zemlji stvorene kada se tlo trese, obično se osjeća tijekom potresa, vulkanskih erupcija ili velikih eksplozija. Tornadoovi također stvaraju male seizmičke valove kad putuju po tlu, ali znanstvenici znaju malo o tome kako se ti valovi razlikuju s jakim olujama.

U novoj studiji Valovcin i njezini kolege analizirali su seizmičke valove koji su generirani 22. svibnja 2011. u Joplinovom tornadu kako bi obilježili odnos između veličine tih valova i snage tornada. Joplinov twister ušao je kao moćni EF5 na Enhanced Fujita Scale, ljestvicu koja jača intenzitet tornada koliko ih šteti uzrokuju. Ubijeno je 158 ljudi i rezultiralo u iznosu od 2, 8 milijardi dolara, što je najskuplji singl tornada u povijesti SAD-a.

Autori studije pretpostavljaju da bi, ako bi tornado dotaknuo tlo dovoljno blizu seizmičke stanice, instrumenti bi mogli pokupiti te signale. "Željeli smo vidjeti možemo li otkriti te signalne tokove, a zatim raditi unatrag i stvoriti model za seizmičke valove koje generira tornado na svom putu", rekao je Valovcin.

Istraživači su prikupili podatke iz mreže stanica izgrađenih kako bi otkrili male potrese i karte Zemljinog interijera u Sjevernoj Americi. Ove stanice opremljene su seizmometrima i barometrom koji mjeri seizmičke signale i promjene tlaka zraka. Mjerenja za novu studiju dolazila su iz jedne stanice dovoljno blizu Joplinovog tornada da bi otkrila svoje seizmičke signale.

Autori su podijelili tornado put na kopno u stotine pojedinačnih točaka i izračunali veličinu seizmičkog vala generiranog u svakoj točki. Zatim su povezali veličinu seizmičkih valova u svakoj fazi u tornadonskom životu s intenzitetom tornada u to doba.

Rezultati pokazuju da je veličina seizmičkih valova dobro povezana s tornadoovom EF ocjenom. Opseg EF varira od EF0 do EF5, a EF5 je kategorija koja najviše razara. Joplinov tornado odišao se od EF1-2 do EF4-5 u manje od 10 minuta, i ostao na tom intenzitetu oko 15 minuta prije nego što je počeo gubiti snagu. Kako je twister dobio jači, a zatim slabiji, veličina seizmičkih valova koja je generirala povećala se i smanjila u skladu s tim.

Mjerenje tornjevih seizmičkih signala moglo bi pružiti bolji način za istraživače da izmjere snagu tornada i pomognu u određivanju točno kada se twister dira, prema autorima studije. Ali oni su upozorili da je novi postupak uglavnom preliminaran i ima nekoliko ograničenja.

Na primjer, tehnika zahtijeva mjerenje tlaka zraka u vrijeme tornada kako bi se uklonile seizmičke smetnje od turbulentnog zraka koji okružuje twister. Potrebne su seizmičke stanice, pored funkcionalnih barometara, osigurati korisne podatke.

Osim toga, seizmički valovi generirani od tornada su vrlo mali, a ne može se osjetiti osoba bez opreme. Ne prolaze daleko od njihovog izvora, za razliku od seizmičkih valova uzrokovanih potresima, koji su često veći i mogu putovati na velike udaljenosti. Otkrivanje tornada u stvarnom vremenu s ovom metodom zahtijevalo bi izgradnju mnogo gušće mreže seizmičkih stanica i barometara nego što je trenutno prisutno, rekao je Valovcin.

menu
menu