Con l'inverno alle porte in pieno vigore, le temperature esterne stanno precipitando. Ma dentro un intenso tornado, fa sempre freddo, non importa il periodo dell'anno. Un nuovo studio di Concordia dimostra perché è così.

In un articolo di prossima pubblicazione su Journal of Aircraft dell'American Institute of Aeronautics and Astronautics , Il professore di ingegneria meccanica Georgios Vatistas esamina il caso di un violento tornado che è atterrato nel 1955 a Scottsbluff, Nebraska.

Durante la tempesta, tre emittenti dell'unità mobile di una radio locale stavano riportando in diretta la scena e hanno dovuto rifugiarsi nel seminterrato di un edificio in pietra. Là, mentre l'imbuto del tornado passava sopra la testa, hanno riportato strani cambiamenti climatici. La temperatura è scesa da una media di metà estate, fino al freddo, fino a quando le emittenti non furono effettivamente fredde. Trovavano anche difficoltà a respirare.

Per 61 anni, la causa di questi fenomeni è rimasta inspiegata. Entra Vatistas, uno dei massimi esperti sull'argomento, che è stato in grado di formulare un approccio analitico che gli ha permesso di costruire un nuovo modello matematico di un turbolento vortice comprimibile.

Per fare questo, ha ampliato i suoi precedenti sviluppi teorici sui vortici per includere gli effetti della turbolenza e della variazione di densità.

"Utilizzando questo nuovo approccio avanzato, siamo stati in grado di identificare la causa del calo di temperatura all'interno dei vortici per la prima volta in assoluto, "dice Vatista, che ha condotto lo studio con i recenti studenti del master Concordia Badwal Gurpreet Singh (MASc 14) e Rahul Rampal (MASc 14).

"Mentre le sacche d'aria si spostano dalla periferia esterna del vortice verso il suo centro, le tasche si espandono, abbassando così la temperatura e la densità."

Nel caso di Scottsbluff, Vatistas e il suo team hanno scoperto che la temperatura all'interno del tornado sarebbe scesa da una temperatura di fondo piacevolmente calda di 27o C a una fredda di 12o C. E al centro del tornado, i ricercatori hanno stimato che la densità dell'aria sarebbe stata del 20% inferiore a quella che si trova ad alta quota.

"Questo è ciò che è noto come la 'zona della morte, ' alle 8, 000 metri di altitudine, oltre il quale gli alpinisti non dovrebbero arrampicarsi senza attrezzatura per l'assistenza alla respirazione, "Spiega Vatista.

Ecco perché i giornalisti di Scottsbluff hanno riferito di sentirsi privi di ossigeno. Per fortuna, il tornado è passato veloce, e hanno evitato l'asfissia.

"Spero che questa importante scoperta aiuterà i ricercatori a comprendere meglio le numerose manifestazioni misteriose associate a violenti vortici atmosferici come tornado e trombe d'acqua".

Lo studio aiuterà anche gli ingegneri a migliorare il funzionamento dei tubi a vortice di refrigerazione, che vengono spesso utilizzati nel raffreddamento degli utensili da taglio durante la lavorazione, vari componenti elettronici, hot melt, campioni di gas e termosaldature.