Γιατί είναι δύσκολο να προβλεφθούν οι ανεμοστρόβιλοι;
Καθώς ένας θανατηφόρος ανεμοστρόβιλος κατευθυνόταν προς το Rolling Fork του Μισισιπή στις 24 Μαρτίου 2023, οι μετεωρολόγοι είδαν την καταιγίδα να αναπτύσσεται στο ραντάρ και εξέδωσαν μια προειδοποίηση “έκτακτης ανάγκης για ανεμοστρόβιλο”. Τα κέντρα πρόγνωσης καιρού και πρόγνωσης καταιγίδων της NOAA είχαν προειδοποιήσει εδώ και αρκετές ημέρες για τον κίνδυνο κακοκαιρίας στην περιοχή. Αλλά ενώ οι μετεωρολόγοι μπορούν να δουν εκ των προτέρων τα σημάδια πιθανών ανεμοστρόβιλων, η πρόβλεψη του πότε και πού θα σχηματιστούν ανεμοστρόβιλοι εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά δύσκολη.
Ο Chris Nowotarski, επιστήμονας που ασχολείται με την ηλεκτρονική μοντελοποίηση σοβαρών καταιγίδων, εξηγεί στο conversation.com γιατί – και πώς βελτιώνεται η τεχνολογία πρόβλεψης.
Γιατί η πρόβλεψη των ανεμοστρόβιλων εξακολουθεί να είναι τόσο δύσκολη;
Οι μετεωρολόγοι έχουν γίνει πολύ καλύτεροι στην πρόβλεψη των συνθηκών που καθιστούν τους ανεμοστρόβιλους πιο πιθανούς. Αλλά το να προβλέψουν ακριβώς ποιες καταιγίδες θα δημιουργήσουν ανεμοστρόβιλο και πότε, είναι πιο δύσκολο, και σε αυτό το σημείο επικεντρώνεται σήμερα ένα μεγάλο μέρος της έρευνας για τις κακοκαιρίες.
Συχνά, θα έχετε μια γραμμή καταιγίδων σε ένα περιβάλλον που φαίνεται ευνοϊκό για ανεμοστρόβιλους, και μια καταιγίδα μπορεί να παράγει ανεμοστρόβιλο, αλλά οι άλλες όχι.
Οι διαφορές μεταξύ τους μπορεί να οφείλονται σε μικρές διαφορές στις μετεωρολογικές μεταβλητές, όπως η θερμοκρασία. Ακόμη και αλλαγές στις συνθήκες της επιφάνειας της γης – αγρούς, δασικές περιοχές ή αστικό περιβάλλον – θα μπορούσαν να επηρεάσουν το αν θα σχηματιστεί ανεμοστρόβιλος. Αυτές οι μικρές αλλαγές στο περιβάλλον της καταιγίδας μπορεί να έχουν μεγάλες επιπτώσεις στις διαδικασίες εντός των καταιγίδων που μπορούν να δημιουργήσουν ή να καταστρέψουν έναν ανεμοστρόβιλο.
Ένας τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες συλλέγουν δεδομένα για την κατανόηση των ανεμοστρόβιλων είναι το κυνήγι καταιγίδων.
Ένας από τους ισχυρότερους προγνωστικούς παράγοντες για το αν μια καταιγίδα παράγει ανεμοστρόβιλο σχετίζεται με την κατακόρυφη διάτμηση του ανέμου, δηλαδή πώς ο άνεμος αλλάζει κατεύθυνση ή ταχύτητα με το ύψος στην ατμόσφαιρα.
Ο τρόπος με τον οποίο η διάτμηση του ανέμου αλληλεπιδρά με τον αέρα που ψύχεται από τη βροχή μέσα στις καταιγίδες, τον οποίο ονομάζουμε “εκροή”, και το πόσο εξατμίζεται η βροχόπτωση μπορούν να επηρεάσουν το αν θα σχηματιστεί ανεμοστρόβιλος. Αν έχετε βρεθεί ποτέ σε καταιγίδα, γνωρίζετε ότι ακριβώς πριν αρχίσει να βρέχει, συχνά παρατηρείται μια ριπή ψυχρού αέρα που αναδύεται από την καταιγίδα. Τα χαρακτηριστικά αυτής της εκροής ψυχρού αέρα είναι σημαντικά για το αν μπορεί να σχηματιστεί ανεμοστρόβιλος, επειδή οι ανεμοστρόβιλοι συνήθως σχηματίζονται σε αυτό το ψυχρότερο τμήμα της καταιγίδας.
Πόσο νωρίτερα μπορείτε να γνωρίζετε αν ένας ανεμοστρόβιλος είναι πιθανό να είναι μεγάλος και ισχυρός;
Είναι πολύπλοκο. Το ραντάρ εξακολουθεί να είναι το σημαντικότερο εργαλείο μας για να καθορίσουμε πότε πρέπει να εκδοθεί προειδοποίηση για ανεμοστρόβιλο – που σημαίνει ότι επίκειται ανεμοστρόβιλος στην περιοχή και οι άνθρωποι πρέπει να αναζητήσουν καταφύγιο.
Η συντριπτική πλειονότητα των βίαιων ανεμοστρόβιλων σχηματίζεται από υπερκυψέλες, καταιγίδες με βαθύ περιστρεφόμενο ανοδικό ρεύμα, που ονομάζετai “μεσοκυκλώνας”. Η κατακόρυφη διάτμηση του ανέμου μπορεί να επιτρέψει στα μεσαία επίπεδα της καταιγίδας να περιστραφούν και η αναρρόφηση από αυτόν τον μεσοκύκλωνα μπορεί να εντείνει την περιστροφή εντός της εκροής της καταιγίδας σε ανεμοστρόβιλο.
Το ποσοστό των ανεμοστρόβιλων για τους οποίους μπορεί να εκδοθεί προειδοποίηση έχει αυξηθεί τις τελευταίες δεκαετίες, λόγω του ραντάρ Doppler, δλδ της βελτιωμένης μοντελοποίησης και της καλύτερης κατανόησης του περιβάλλοντος της καταιγίδας. Περίπου το 87% των θανατηφόρων ανεμοστρόβιλων από το 2003 έως το 2017 είχαν προειδοποίηση.
Ο χρόνος προειδοποίησης έχει επίσης βελτιωθεί. Σε γενικές γραμμές, είναι περίπου 10 έως 15 λεπτά σήμερα. Αυτός είναι αρκετός χρόνος για να πάτε στο υπόγειό σας ή, αν βρίσκεστε σε πάρκο τροχόσπιτων ή σε εξωτερικό χώρο, να βρείτε μια ασφαλή εγκατάσταση.
Τι ανακαλύπτουν σήμερα οι ερευνητές σχετικά με τους ανεμοστρόβιλους που μπορεί να βοηθήσει στην προστασία ζωών στο μέλλον;
Αν θυμηθείτε την ταινία “Twister”, στις αρχές της δεκαετίας του 1990 αρχίσαμε να κάνουμε περισσότερη επιτόπια έρευνα για τους ανεμοστρόβιλους. Παίρναμε ραντάρ με φορτηγά και οδηγούσαμε οχήματα με όργανα που ήταν τοποθετημένα στην οροφή σε καταιγίδες. Τότε ήταν που αρχίσαμε πραγματικά να εκτιμούμε αυτό που αποκαλούμε διεργασίες σε κλίμακα καταιγίδας – τις συνθήκες μέσα στην ίδια την καταιγίδα, το πώς οι μεταβολές της θερμοκρασίας και της υγρασίας στην εκροή μπορούν να επηρεάσουν το ενδεχόμενο εμφάνισης ανεμοστρόβιλων.
Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν μπορούν να εκτοξεύσουν ένα μετεωρολογικό μπαλόνι ή να στείλουν όργανα σε κάθε καταιγίδα. Έτσι, χρησιμοποιούμε επίσης υπολογιστές για να μοντελοποιήσουμε τις καταιγίδες ώστε να κατανοήσουμε τι συμβαίνει στο εσωτερικό τους. Συχνά, εκτελούμε πολλά μοντέλα, τα οποία αναφέρονται ως σύνολα. Για παράδειγμα, αν εννέα στα 10 μοντέλα παράγουν ανεμοστρόβιλο, γνωρίζουμε ότι υπάρχει μεγάλη πιθανότητα η καταιγίδα να παράγει ανεμοστρόβιλους.
Το Εθνικό Εργαστήριο Σοβαρών Καταιγίδων πειραματίζεται πρόσφατα με προειδοποιήσεις για ανεμοστρόβιλους που βασίζονται σε αυτά τα μοντέλα, τα οποία ονομάζονται Warn-on-Forecast, για να αυξηθεί ο χρόνος προειδοποίησης για ανεμοστρόβιλους.
Υπάρχουν πολλοί άλλοι τομείς έρευνας. Για παράδειγμα, για να κατανοήσω καλύτερα πώς σχηματίζονται οι καταιγίδες, κάνω πολλές εξιδανικευμένες μοντελοποιήσεις σε υπολογιστές. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιώ ένα μοντέλο με ένα απλουστευμένο περιβάλλον καταιγίδας και κάνω μικρές αλλαγές στο περιβάλλον για να δω πώς αυτό αλλάζει τη φυσική μέσα στην ίδια την καταιγίδα.
Υπάρχουν επίσης νέα εργαλεία στο κυνήγι καταιγίδων. Υπάρχει μια έκρηξη στη χρήση μη επανδρωμένων αεροσκαφών – οι επιστήμονες τοποθετούν αισθητήρες σε μη επανδρωμένα αεροσκάφη και τα πετούν κοντά και μερικές φορές μέσα στην καταιγίδα.
Το επίκεντρο της έρευνας για τους ανεμοστρόβιλους έχει επίσης μετατοπιστεί από τις Μεγάλες Πεδιάδες – το παραδοσιακό “σοκάκι των ανεμοστρόβιλων” – στα νοτιοανατολικά.
Τι διαφορετικό έχουν οι ανεμοστρόβιλοι στα νοτιοανατολικά;
Στα νοτιοανατολικά υπάρχουν κάποιες διαφορετικές επιρροές στις καταιγίδες σε σύγκριση με τις μεγάλες πεδιάδες. Το Νοτιοανατολικό τμήμα έχει περισσότερα δέντρα και πιο ποικίλο έδαφος, καθώς και περισσότερη υγρασία στην ατμόσφαιρα επειδή βρίσκεται κοντά στον Κόλπο του Μεξικού. Επίσης, τείνουν να υπάρχουν περισσότερα θύματα στα νοτιοανατολικά, επειδή περισσότεροι ανεμοστρόβιλοι σχηματίζονται τη νύχτα.
Τείνουμε να βλέπουμε περισσότερους ανεμοστρόβιλους στα νοτιοανατολικά που βρίσκονται σε γραμμές καταιγίδων που ονομάζονται “οιονεί γραμμικά συστήματα συναγωγής”. Οι διαδικασίες που οδηγούν σε ανεμοστρόβιλους σε αυτές τις καταιγίδες μπορεί να είναι διαφορετικές και οι επιστήμονες μαθαίνουν περισσότερα γι’ αυτό.
Ορισμένες έρευνες έχουν επίσης υποδείξει την έναρξη μιας κλιματολογικής μετατόπισης των ανεμοστρόβιλων προς τα νοτιοανατολικά. Ωστόσο, μπορεί να είναι δύσκολο να διαχωρίσει κανείς την αύξηση των καταιγίδων από την καλύτερη τεχνολογία που εντοπίζει περισσότερους ανεμοστρόβιλους. Έτσι, χρειάζονται περισσότερες έρευνες.
