Film « Twisters » :Deux scientifiques spécialisés dans les tornades nous emmènent dans le monde réel de la chasse aux tempêtes

TheConversation

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La chasse aux tempêtes pour la science peut être passionnante et stressante – nous savons, parce que nous le faisons.Cela a également été essentiel pour développer la compréhension actuelle de la façon dont les tornades se forment et comment elles se comportent.

En 1996, le film "Twister" avec Helen Hunt a amené des scientifiques chasseurs de tempêtes dans le imaginaire public et a inspiré une génération de scientifiques atmosphériques.

Avec le nouveau "Twisters« Le film sort en salles, nous recevons des questions sur la chasse aux tempêtes – ou les interceptions de tempêtes, comme nous les appelons.

Voici quelques réponses sur ce que font réellement les scientifiques qui effectuent ce type de travail sur le terrain lorsqu’ils s’enfuient après des tempêtes.

A tornado near Duke, Oklahoma, with a wheat field blowing in the foreground.
Les scientifiques du National Severe Storms Lab ont « intercepté » cette tornade pour collecter des données à l’aide d’un radar mobile et d’autres instruments le 24 mai 2024. Laboratoire national des tempêtes violentes

À quoi ressemble vraiment une journée de chasse aux tempêtes ?

La matinée d'une journée de chasse commence par un bon petit-déjeuner, car il n'y aura peut-être aucune chance de manger un bon repas plus tard dans la journée.L'équipe examine les conditions météorologiques, Modèles de prévisions informatiques du National Weather Service et perspectives du Centre de prévision des tempêtes de la National Oceanic and Atmospheric Administration pour déterminer la cible.

Notre objectif est de comprendre où les tornades sont les plus susceptibles de se produire Ce jour là.La température, l’humidité et les vents, ainsi que la manière dont ils évoluent en fonction de la hauteur au-dessus du sol, fournissent tous des indices.

Il y a une cadence « dépêchez-vous et attendez » pour une journée de chasse aux tempêtes.Nous voulons nous positionner rapidement, mais nous attendons ensuite souvent que des tempêtes se développent.

A radar image shows a storm cell with a hook at the back suggesting a tornado could form.
Un « écho en crochet » sur le radar, généralement une boucle à l’arrière d’une cellule orageuse, est un signe qu’une tornade pourrait se former.Le crochet reflète les précipitations qui s’enroulent autour de l’arrière du courant ascendant. Laboratoire national des tempêtes violentes

Des tempêtes souvent prennent du temps à se développer avant d’être capables de produire des tornades.Nous observons donc attentivement la tempête sur le radar et avec nos yeux, si possible, en restant bien en avance sur elle jusqu'à ce qu'elle arrive à maturité.Souvent, nous observons plusieurs tempêtes et recherchons des signes indiquant que l’une d’elles pourrait être plus susceptible de générer des tornades.

Une fois que le scientifique de la mission déclare un déploiement, tout le monde se précipite pour se mettre en position.

Nous utilisons de nombreux instruments différents pour suivre et mesurer les tornades, et il existe un art pour déterminer quand les déployer.Trop tôt, la tornade pourrait ne pas se former là où se trouvent les instruments.Trop tard et nous l'avons raté. Chaque instrument doit être dans un endroit spécifique par rapport à la tornade.Certains doivent être déployés bien avant la tempête, puis rester stationnaires.D’autres sont montés sur des voitures et font des allers-retours au milieu de la tempête.

A row of seven minivans, SUVS and jeeps with racks on top holding the sorts of instruments one might see in a weather station.
Les équipements montés sur véhicule peuvent servir de stations météorologiques mobiles appelées mésonets.Ceux-ci ont été utilisés dans le projet de recherche VORTEX2.Des dizaines de scientifiques, dont les auteurs, ont réussi à enregistrer l'intégralité du cycle de vie d'une tornade supercellulaire lors de VORTEX2 en 2009. Yvette Richardson

Si tout se passe bien, les membres de l’équipe se concentreront sur les données entrantes.Certains seront lancer des ballons météo à différentes distances de la tornade, tandis que d'autres placeront "pods » contenant des instruments météorologiques directement sur la trajectoire de la tornade.

Un ensemble réseau de stations d'observation auront été installés tout au long de la tempête, avec des radars collectant des données sous plusieurs angles, des photographes capturant la tempête sous plusieurs angles et des véhicules instrumentés traversant les zones clés de la tempête.

Notre travail n’est pas entièrement axé sur la tornade elle-même.Nous ciblons souvent les zones autour de la tornade ou dans d'autres parties de la tempête pour comprendre comment se forme la rotation.Les théories suggèrent que cette rotation peut être généré par les variations de température dans la région de précipitations de la tempête, potentiellement à plusieurs kilomètres de l’endroit où la tornade se forme.

An illustration shows a thunderstorm cloud with an updraft with a smaller downdraft behind it. Both are spinning. A spinning football indicates the type of spin.
Formation d'une tornade :Les changements de vitesse et de direction du vent avec l’altitude, appelés cisaillement du vent, sont associés à une rotation horizontale, semblable à celle d’un ballon de football.À mesure que cet air en rotation est aspiré dans le courant ascendant de la tempête, celui-ci tourne.Un flux d'air séparé descend à travers un courant descendant provoqué par les précipitations et acquiert une rotation horizontale en raison des différences de température le long du flux d'air.Cet air en rotation peut être incliné vers la verticale et aspiré vers le haut par le courant ascendant de la supercellule, contractant la rotation près du sol pour former une tornade. Paul Markowski/État de Penn

Malgré tout cela, les équipes restent en contact grâce à des SMS et à des logiciels qui permettent de connaître la position de chacun par rapport aux dernières images radar.Nous surveillons également les prévisions pour le lendemain afin de pouvoir planifier où aller ensuite et trouver des chambres d'hôtel et, espérons-le, un dîner tardif.

Que vous disent tous ces instruments sur la tempête ?

L’un des outils les plus importants pour chasser les tempêtes est le radar météorologique.Il capture ce qui se passe avec les précipitations et les vents au-dessus du sol.

Nous utilisons plusieurs types de radars, généralement attachés aux camions pour que nous puissions nous déplacer rapidement.Certains transmettent avec une longueur d’onde plus longue, ce qui nous aide à voir plus loin dans une tempête, mais au prix d’une largeur de faisceau plus large, ce qui donne une image plus floue.Ils sont utiles pour collecter des données tout au long de la tempête.

Les radars à plus petite longueur d'onde ne peuvent pas pénétrer aussi loin dans les précipitations, mais ils le font. offrir la vue haute résolution nécessaire pour capturer des phénomènes à petite échelle comme les tornades.Nous avons rapproché ces radars de la tornade en développement.

Un aperçu de certains des systèmes et outils mobiles que les scientifiques utilisent pour chasser les tempêtes, y compris la façon dont les membres de l'équipe surveillent les tempêtes en temps réel.

Nous surveillons également le vent, la pression atmosphérique, la température et l'humidité au sol. en utilisant divers instruments attachés à des véhicules en mouvement, ou en déployant temporairement des réseaux fixes de ces instruments avant l'approche de la tempête.Certains d’entre eux sont censés être touchés par la tornade.

Ballons météo fournissent également des données cruciales.Certains sont conçus pour remonter à travers l’atmosphère et capturer les conditions extérieures à la tempête.D'autres voyagent à travers la tempête elle-même, mesurant les importantes variations de température de l'air refroidi par la pluie sous la tempête.Les scientifiques utilisent désormais des drones de la même manière dans certaines parties de la tempête.

Les symboles montrent les trajectoires de plus de 70 sondes embarquées sur des ballons que l’équipe des auteurs a lancées dans un orage supercellulaire.Les sondes, portées par le vent, ont cartographié la température dans la région du courant descendant de la tempête, qui peut être une source critique de rotation pour les tornades.Luke LeBel/Penn State
L'une des auteurs, Yvette Richardson, lance un ballon météo et sonde un orage. Shawn Murdzek et Branden Katona/Penn State

Tout cela donne aux scientifiques un aperçu des processus qui se déroulent tout au long de la tempête avant et pendant le développement de la tornade et tout au long de sa durée de vie.

Comment rester en sécurité lorsque vous chassez les tornades ?

Les tempêtes peuvent être très dangereuses et imprévisibles, il est donc important de toujours rester au top du radar et de surveiller la tempête.

Une tempête peut cycler, développant une nouvelle tornade en aval de la précédente.Les tornades peuvent changer de direction, notamment lorsqu'elles meurent ou lorsqu'elles ont une structure complexe avec plusieurs entonnoirs.Les chasseurs de tempêtes savent qu'il faut observer la tempête dans son ensemble, pas seulement la tornade, et être en alerte pour d'autres tempêtes qui pourraient surgir.Un plan d’évacuation basé sur le mouvement attendu de la tempête et le réseau routier est essentiel.

En 1947, le projet Thunderstorm fut le premier projet américain à grande échelle.étude scientifique des orages et le premier à utiliser le radar et les avions.D'autres projets emblématiques ont suivi, notamment ceux qui ont déployé un observatoire Totable Tornado, ou Toto, qui a inspiré l'instrument « Dorothy » dans le film « Twister ».

Les scientifiques prennent des risques calculés lorsqu’ils chassent les tempêtes – suffisamment pour collecter des données cruciales, sans jamais mettre leurs équipes en danger.

Il se trouve que conduire est en fait la partie la plus dangereuse de chasse aux tempêtes, en particulier lorsque les routes sont mouillées et que la visibilité est mauvaise – comme c'est souvent le cas en fin de journée.Pendant la poursuite, le danger de conduite peut être aggravé par la conduite erratique des autres chasseurs de tempêtes et par les embouteillages autour des tempêtes.

Qu'arrive-t-il à toutes les données que vous collectez lors de votre chasse aux tempêtes ?

Ce serait bien d’avoir des moments eurêka immédiats, mais les résultats prennent du temps.

Après avoir collecté les données, nous passons des années à les analyser.Combiner les données de tous les instruments pour obtenir une image complète de la tempête et de son évolution prend du temps et de la patience.Mais disposer de données sur le vent, la température, l’humidité relative et la pression sous de nombreux angles et instruments différents nous permet de tester les théories sur la façon dont les tornades se développent.

Même si le processus d’analyse est lent, les découvertes sont souvent aussi passionnantes que la tornade elle-même.

Autorisé sous: CC-BY-SA
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