Il primo tornado registrato nella storia è stato descritto dagli abitanti dei villaggi irlandesi come un "campanile di fuoco". Guarda altre foto della tempesta. Richard Olsenius/National Geographic/Getty Images Essendo un fenomeno naturale, i tornado hanno probabilmente afflitto l'umanità per tutto il tempo in cui abbiamo abitato sul pianeta. Ma fu solo nell'XI secolo che fu registrato il primo resoconto di un tornado. Il 30 aprile, 1054, un tornado colpì il villaggio di Rosdalla, Irlanda [fonte:TORRO]. Quel tornado è stato successivamente descritto da un osservatore come un "campanile di fuoco" nel cielo [fonte:Hare and Hamlin]. Il campo di detriti che circondava questo "campanile" sembrava agli abitanti del villaggio come uno stormo di uccelli, con un uccello scuro particolarmente gigante, probabilmente una nuvola a imbuto distinta. Si può immaginare la sorpresa degli abitanti del villaggio quando questo uccello gigante ha sradicato una quercia e "lo ha portato via con gli artigli" [fonte:Joyce].
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Col tempo, gli scienziati si sono assunti l'onere di comprendere i tornado dalle spalle degli abitanti dei villaggi e da soli. Sappiamo di più sui tornado di prima; ora sappiamo che non sono campanili di fuoco, Per esempio. Ma la scienza ha ancora molte domande su come e perché si formano i tornado. È noto che i tornado si formano da supercelle -- temporali che possiedono mesocicloni (corrente ascensionale). Sono queste correnti ascensionali che possono far nascere tornado. Esattamente come questo accade, e perché solo alcune supercelle producono tornado rimane un mistero.
Questa comprensione tutt'altro che completa non deriva dalla mancanza di tentativi. Il problema è, per capire veramente un tornado, devi vedere dentro. Si sa che solo due persone hanno assistito all'interno di un tornado e hanno vissuto per raccontarlo. Nessuno dei due, Sfortunatamente, possedeva qualsiasi strumento di misura.
Mettere una persona carica di strumenti meteorologici sulla traiettoria di un tornado non è etico, anche se produce risultati:gli umani sono fragili. Fusti da cinquantacinque galloni, d'altra parte, sono molto più robusti. È stato proprio questo tipo di ragionamento che ha dato vita a TOTO , il Osservatorio Tornado Totale .
In questo articolo, scoprirai come funzionava TOTO, perché alla fine non ha funzionato e parte della tecnologia a cui ha dato origine. Scopri nella pagina successiva la creazione di TOTO.
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Una foto di TOTO in una giornata idilliaca senza una nuvola in vista. NOAA/OAR/ERL/Laboratorio Nazionale Tempeste Gravi Gli Stati Uniti detengono diritti geografici quasi esclusivi sull'attività tornadica. Un insolito fenomeno meteorologico noto come a linea asciutta può essere trovato in esecuzione latitudinalmente ad est delle Montagne Rocciose attraverso le pianure centrali. Rappresenta il famigerato Tornado Alley che si estende dal Texas al North Dakota e si dirige a est verso l'Ohio. Questa linea a secco separa l'aria secca dall'aria umida, e quando i due tipi di aria si mescolano, temporali si formano lungo questo confine. Queste tempeste possono generare il numero incredibilmente alto di tornado che gli Stati Uniti sperimentano ogni anno, molto più di qualsiasi altra regione al mondo. Giappone, Per esempio, subisce una media di 20,5 tornado ogni anno, mentre l'India ottiene 0,5 all'anno [fonte:Weather Doctor]. L'Europa centrale ne vede circa 10 all'anno, e il Canada ospita una media di 80 twister all'anno [fonte:Max Planck Institute, CBC]. Gli Stati Uniti, al contrario, viene colpito con circa 1, 200 tornado ogni anno [fonte:Washington Post].
Armato di questi dati, non dovrebbe essere una sorpresa che i meteorologi americani abbiano avuto l'idea di un dispositivo di misurazione del tempo che potrebbe essere posizionato nel percorso di un tornado. Nel 1979, I ricercatori della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Dr. Alan Bedard e Carl Ramzy hanno costruito l'Osservatorio Tornado TOtable (che la coppia ha soprannominato TOTO dopo il cane di Dorothy in "Il mago di Oz"). Due anni dopo, sarebbe il primo apparato di rilevamento del tempo creato dall'uomo deliberatamente posizionato nel percorso di un tornado in arrivo.
TOTO era un equipaggiamento abbastanza primitivo per gli standard odierni. Bedard e Ramzy hanno usato un tamburo di metallo da 55 galloni come guscio che ospitava l'attrezzatura meteorologica sensibile sigillata all'interno. Questa attrezzatura consisteva in un anemometro (un dispositivo che misura la velocità del vento con una serie di bracci o coppe a raggi appollaiati in cima a un palo), termometro, manometro atmosferica e sensore del punto di rugiada [fonte:NOAA]. I dati raccolti da tutti questi strumenti sono stati registrati, che potrebbe essere recuperato e analizzato in seguito [fonte:Tornado Project].
I meteorologi hanno compilato i dati delle condizioni climatiche trovate intorno e all'interno dei tornado in modelli computerizzati. Questi modelli potrebbero a loro volta essere utilizzati per analizzare i temporali delle supercelle quando si sono sviluppati per determinare se erano presenti le condizioni necessarie per produrre attività tornadica. Le informazioni prodotte da TOTO potrebbero aiutare i meteorologi a comprendere meglio i tornado, consentendo loro di emettere avvisi tempestivi al pubblico e, si spera, di salvare vite umane.
Tutto detto, TOTO pesava 400 libbre (181 k) [fonte:PBS]. Un pacco così ingombrante richiedeva un pick-up personalizzato per trasportarlo. Quando traghettato verso un sito, TOTO può essere fatto rotolare giù da una rampa e sollevato in posizione verticale in circa 30 secondi. Poiché TOTO ha preceduto la navigazione satellitare di posizionamento globale (GPS), i gestori hanno dovuto usare una bussola per orientare i segni sulla canna verso il nord vero per servire come base per le misurazioni. Dopo di che, TOTO era pronto per l'azione. Tutto ciò di cui aveva bisogno era un tornado da misurare.
TOTO ha avuto la sua occasione in un paio di occasioni. Ma ciò che funziona in teoria non sempre funziona in pratica. Scopri perché TOTO non ha lavorato sul campo nella pagina successiva.
Il pericolo rappresentato dal mettere gli umani di fronte ai tornado (come questo in Dimmit, Texas, nel 1992) per distribuire TOTO è uno dei motivi per cui il dispositivo è stato infine ritirato. Harald Richter/AFP/Getty Images Oggi, le persone che inseguono e studiano le tempeste per lavoro o per divertimento usano Internet e i computer portatili per rintracciarle. Prima dell'avvento dell'on-demand, informazioni in tempo reale, cacciare le tempeste era molto più di un indovinello. Chiunque volesse mettere, dire, un tamburo da 55 galloni pieno di apparecchiature meteorologiche altamente sensibili nel percorso di un tornado è stato costretto a utilizzare informazioni vecchie di minuti trasmesse dalle stazioni meteorologiche e dai media locali alla radio. Un cacciatore di tempeste doveva anche usare un po' di intuizione e la sua esperienza di vedere le tempeste in prima persona per prevedere quale cella temporalesca potrebbe produrre un tornado e quale no.
Questo era uno dei due problemi principali inerenti a TOTO che divenne evidente sul campo. Mettere TOTO direttamente sulla traiettoria di un tornado in arrivo ha richiesto una fortuna astronomica; la probabilità di collocamento perfetto era decisamente bassa. L'altro problema presentato da TOTO era il pericolo che rappresentava. Lo scarico e l'impostazione di TOTO potrebbero aver richiesto solo 30 secondi, ma può volerci molto tempo quando un tornado si abbatte su di te -- sono 30 secondi in meno che i ricercatori hanno dovuto scappare. E nonostante le 400 libbre (181 k) di TOTO, un tornado potrebbe plausibilmente portare con sé il dispositivo per un giro, trasformando TOTO da benigno strumento della scienza in un barile volante di morte. (Cose più grandi sono state spazzate via dai tornado. Nel maggio 1949 in Oklahoma, 13 capi di bestiame sono stati portati via da un tornado [fonte:Tornado Project].)
Tutte queste preoccupazioni erano teoriche fino a quando TOTO fu schierato in servizio nelle pianure centrali nella primavera del 1981. Quindi le preoccupazioni furono confermate. Gli ingegneri di TOTO, Bedard e Ramzy, hanno consegnato la loro creazione al Dr. Howard Bluestein, professore di meteorologia all'Università dell'Oklahoma. Da aprile a giugno di ogni anno dal 1981 al 1983, Bluestein e alcuni dei suoi studenti hanno inseguito le tempeste e hanno posizionato TOTO dove pensavano che fosse più probabile che passasse un tornado [fonte:PBS].
Bluestein ha confermato sia il pericolo rappresentato da sia l'improbabilità del successo di TOTO. Non l'ha mai posizionato con successo in un punto abbastanza vicino da raccogliere dati da un tornado. E ha visto in prima persona quanto potesse essere pericoloso TOTO. Durante una caccia alla tempesta nel 1982, Bluestein e il suo team hanno avuto un contatto ravvicinato con un tornado che stavano tentando di superare per posizionare il dispositivo sul suo percorso [fonte:PBS]. Dopo il 1983, ha consegnato TOTO al National Severe Storm Laboratory, un laboratorio di ricerca affiliato alla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). L'NSSL è stato l'unico gruppo ad aver mai piazzato con successo TOTO nel percorso di un tornado in arrivo.
Il 29 aprile 1985, I ricercatori NSSL Steve Smith e Lou Wicker hanno scelto il posto giusto per collocare TOTO, fuori Ardmore, Arca. Un debole tornado sfiorò il dispositivo, rivelando un altro difetto del concetto e del design di TOTO:aveva un baricentro alto. Al passaggio del tornado, TOTO è stato scaraventato su un fianco, danneggiando gli strumenti. Dopo il suo più stretto contatto con l'adempimento del suo scopo originale, TOTO è stato schierato senza successo per altri due anni.
TOTO è stato ritirato dal servizio nel 1987. È in mostra nella hall del National Weather Service a Norman, Okla., saluto ai visitatori [fonte:NOAA]. Ma TOTO ha lasciato dietro di sé un bisogno insoddisfatto di raccogliere dati preziosi sui tornado prendendoli frontalmente. A tal proposito, TOTO ha lasciato un'eredità. Leggi la pagina successiva per conoscere i discendenti di TOTO.
Un camion Doppler on Wheels (DOW) cerca nei cieli dell'Okalahoma l'attività tornadica. DOW può far risalire la sua discendenza a TOTO. Jim Reed/Getty Images Più o meno nel periodo in cui lo schieramento di TOTO era agli sgoccioli, altre tecnologie basate sul concetto di TOTO si stavano preparando. La prima tecnologia ad assumere il rischioso compito di trovarsi sulla traiettoria di un tornado in arrivo è stata la tartaruga . Questi piccoli, i dispositivi rotondi sembrano coprimozzi e sono stati inviati per la prima volta sul campo nel 1986 [fonte:Tornado Project]. Strumentazione simile a quella installata in TOTO è stata nascosta all'interno delle tartarughe per registrare la pressione atmosferica, umidità e temperatura. Cosa c'è di più, la tartaruga ha fatto il salto al digitale, consentendo a strumenti più piccoli di produrre letture più accurate.
Poiché le tartarughe sono piccole, possono essere distribuiti in un'area, aumentando le possibilità di essere travolti da un tornado. Nel maggio 1988, una tartaruga è stata colpita da un tornado in Oklahoma, ma quando i ricercatori lo hanno recuperato, il dispositivo è stato manomesso, apparentemente da un umano curioso [fonte:Tornado Project].
Anche altri dispositivi hanno seguito le orme di TOTO. Dillocams e OZ (Observation Zero) sono stati entrambi progettati per essere collocati nel percorso di un tornado. Entrambi sono dotati di videocamere per acquisire dati visibili delle condizioni all'interno di un tornado. Lumache , simile nell'aspetto alle tartarughe, sono dotati di sensori sismici per determinare se i tornado producono vibrazioni che possono essere percepite nel terreno quando passano. I ricercatori speravano che potesse essere prodotto un sistema di allarme rapido utilizzando sensori sismici già in uso per il rilevamento dei terremoti, un sistema ancora in fase di sviluppo [fonte:MSFC].
Tutti questi dispositivi, come TOTO, avere un difetto, però. Ciascuno è un affare one-shot. L'attrezzatura di misurazione del tornado ottimale sarebbe un matrimonio tra la portabilità di TOTO e gli strumenti sofisticati di un ufficio meteorologico.
Con l'avvento del radar Doppler, questo è diventato possibile. Il radar Doppler utilizza le onde radio per determinare la densità, direzione e precipitazione di una tempesta. Una tempesta che si muove verso il radar rimanda le onde radio a frequenza più alta alle antenne che originano e accettano le onde. Una tempesta che si allontana da un'antenna ritorna a una frequenza più bassa [fonte:USA Today]. Il radar Doppler può raccogliere così grandi quantità di informazioni su una tempesta che questi dati possono essere resi in una rappresentazione 3D di essa. I meteorologi possono ora esaminare una tempesta per esaminarne le caratteristiche, come se sta producendo grandine o possiede un mesociclone.
Il Doppler su ruote (DOW) del Center for Severe Weather Research e del Radar Electra Doppler Il progetto (ELDORA) del Centro nazionale per la ricerca atmosferica è stato il primo a portare il Doppler in movimento. DOW è un'antenna Doppler montata sul retro dei camion, e ELDORA è un aereo a elica dotato di un'antenna. Entrambi sono stati utilizzati nel progetto VORTEX, probabilmente il primo progetto di tornado mobile a produrre dati significativi. Nel giugno 1995, VORTEX ha monitorato le tempeste in Texas in aereo e camion, compilare dati dall'alto e intorno alla tempesta e fornire ai meteorologi nuove informazioni grezze da utilizzare per prevedere quando e dove si verificheranno i tornado [fonte:UCAR].
Anche se TOTO potrebbe non aver mai preso una singola misurazione accurata di un tornado, il dispositivo unico nel suo genere ha contribuito a spianare la strada a una conoscenza approfondita dei tornado, quei campanili di fuoco nel cielo.
Per ulteriori informazioni sui tornado e altri argomenti correlati, visita la pagina successiva.
Josh Clark, Scrittore personale HowStuffWorks 2009 Non ricordo come ho ottenuto l'incarico di scrivere sull'Osservatorio Totable Tornado. Ricordo che affondò molto rapidamente, dopo solo un po' di ricerche preliminari, che avevo visto qualcosa come un'ode ad esso nel film "Twister". Ho pensato che fosse un omaggio interessante e ho dato al film un po' più di peso. In tempi abbastanza brevi, anche se, Mi è piaciuta di più la vera storia di TOTO.
Il casuale, il design del TOTO che questi meteorologi altamente qualificati hanno dovuto inventare era quasi comico. Questa cosa potrebbe usare un manometro, Potrei immaginare un meteorologo che dice. "Bene, mettine uno lì dentro, "Potevo sentire un'altra risposta. E il nome, esso stesso un omaggio a "Il mago di Oz, " ha davvero illuminato la linea sfocata tra hobbista e scienziato nella comunità dei cacciatori di tempeste, che sono arrivato a rispettare.
E ricordo anche di essere arrivato alla conclusione che i creatori di TOTO sono arrivati a un certo punto:come faranno a portare l'osservatorio proprio nel percorso di un tornado? Questo si è rivelato davvero interessante e divertente da scrivere.
Fonti
