Perché i tornado sono ancora difficili da prevedere, anche se le previsioni sulle tempeste stanno migliorando

Meteorologi ha iniziato ad avvisare del maltempo con il rischio di tornado diversi giorni prima le tempeste si sono scatenate il sud-est e il Stati Uniti centrali a fine marzo 2023.Ad un certo punto, più di 28 milioni di persone erano sotto a orologio tornado.Ma individuare esattamente il punto in cui atterrerà un tornado, come i tornado che colpiscono Forcone rotante, Mississippi, il 24 marzo, e le città in Arkansas, Illinois E molti altri stati il 31 marzo – fa ancora molto affidamento sul vedere le tempeste che si sviluppano sul radar. Chris Nowotarski, uno scienziato dell'atmosfera, spiega perché e come la tecnologia delle previsioni sta migliorando.

Perché i tornado sono ancora così difficili da prevedere?

I meteorologi sono diventati molto più bravi nel prevedere le condizioni che rendono più probabili i tornado.Ma prevedere esattamente quali temporali produrranno un tornado e quando è più difficile, ed è su questo che oggi si concentra gran parte della ricerca sulle condizioni meteorologiche avverse.

Spesso avrai una serie di temporali in un ambiente che sembra favorevole ai tornado e una tempesta potrebbe produrre un tornado ma le altre no.

Le differenze tra loro potrebbero essere dovute a piccole differenze nelle variabili meteorologiche che non vengono risolte dalle nostre attuali reti di osservazione o dai modelli computerizzati.Anche i cambiamenti nelle condizioni della superficie terrestre – campi, regioni boschive o ambienti urbani – potrebbero influenzare la formazione di un tornado.Questi piccoli cambiamenti nell’ambiente della tempesta possono avere un grande impatto sui processi all’interno delle tempeste che possono creare o distruggere un tornado.

Uno dei più forti predittori della possibilità che un temporale produca un tornado si riferisce a taglio del vento verticale, che è il modo in cui il vento cambia direzione o velocità con l'altezza nell'atmosfera.

Il modo in cui il wind shear interagisce con l’aria raffreddata dalla pioggia all’interno delle tempeste, che chiamiamo “deflusso”, e la quantità di precipitazioni evaporate possono influenzare la formazione di un tornado.Se sei mai stato durante un temporale, sai che subito prima che inizi a piovere, spesso ricevi una folata di aria fredda che fuoriesce dal temporale.Le caratteristiche di quel deflusso di aria fredda sono importanti per la possibilità che si formi un tornado, perché i tornado si formano tipicamente nella parte più fresca della tempesta.

Con quanto anticipo puoi sapere se un tornado sarà grande e potente?

La stragrande maggioranza dei tornado violenti si forma da supercelle, temporali con una corrente ascensionale rotante profonda, chiamata “mesociclone”. Il wind shear verticale può consentire la rotazione dei livelli medi della tempesta, e l’aspirazione verso l’alto da parte di questo mesociclone può intensificare la rotazione all’interno del deflusso della tempesta in un tornado.

Se hai una supercella sul radar e ha una forte rotazione sopra il suolo, spesso è un precursore di un tornado.Alcune ricerche lo suggeriscono un mesociclone più ampio ha maggiori probabilità di crearne uno più forte, tornado di durata più lunga rispetto ad altre tempeste.

I meteorologi esaminano anche le condizioni ambientali della tempesta: temperatura, umidità e wind shear.Questi offrono più indizi sulla probabilità che una tempesta produca un tornado significativo.

La percentuale di tornado che attivare un avviso è aumentato negli ultimi decenni, a causa di Radar Doppler, una migliore modellizzazione e una migliore comprensione dell'ambiente della tempesta.Di 87% dei tornado mortali dal 2003 al 2017 ha avuto un preavviso.

Anche i tempi di consegna degli avvisi sono migliorati.In generale, lo è circa 10-15 minuti Ora.È abbastanza tempo per raggiungere il seminterrato o, se ti trovi in ​​un parcheggio per roulotte o fuori, per trovare una struttura sicura.Non tutte le tempeste avranno così tanto tempo, quindi è importante trovare un riparo velocemente.

Cosa stanno scoprendo oggi i ricercatori sui tornado che possono aiutare a proteggere vite umane in futuro?

Se ripensi al film “Twister", all'inizio degli anni '90 stavamo iniziando a svolgere più ricerche sul campo sui tornado.Portavamo il radar sui camion e guidavamo veicoli con strumenti montati sul tetto durante i temporali.È stato allora che abbiamo davvero iniziato ad apprezzare quelli che chiamiamo processi su scala temporale: le condizioni all’interno della tempesta stessa, il modo in cui le variazioni di temperatura e umidità nel deflusso possono influenzare il potenziale sviluppo di tornado.

Gli scienziati, però, non possono lanciare un pallone meteorologico o inviare strumenti durante ogni tempesta.Quindi utilizziamo anche i computer per modellare le tempeste per capire cosa sta succedendo all’interno.Spesso eseguiremo diversi modelli, definiti ensemble.Ad esempio, se nove modelli su 10 producono un tornado, sappiamo che ci sono buone probabilità che la tempesta produca tornado.

Il National Severe Storms Laboratory ha recentemente sperimentato avvisi di tornado basati su questi modelli, chiamati Avvisa sulla previsione, per aumentare il tempo di consegna degli avvisi sui tornado.

Ci sono molte altre aree di ricerca.Ad esempio, per capire meglio come si formano i temporali, Faccio molti modelli computerizzati idealizzati.Per questo, utilizzo un modello con un ambiente temporalesco semplificato e apporto piccole modifiche all'ambiente per vedere come ciò cambia la fisica all'interno della tempesta stessa.

Ci sono anche nuovi strumenti nella caccia alla tempesta.C’è stata un’esplosione nell’uso dei droni: gli scienziati stanno inserendo sensori nei veicoli aerei senza pilota e facendoli volare vicino e talvolta nella tempesta.

Il focus della ricerca sui tornado si è spostato anche dalle Grandi Pianure – il tradizionale “vicolo dei tornado” – a sud-est.

Cosa c’è di diverso nei tornado nel sud-est?

Nel sud-est ci sono influenze diverse sui temporali rispetto alle Grandi Pianure.Il sud-est ha più alberi e terreni più vari, e anche più umidità nell’atmosfera perché è vicino al Golfo del Messico.Tendono ad esserci più vittime anche nel sud-est, perché di notte si formano più tornado.

Tendiamo a vedere più tornado nel sud-est che si trovano in linee di temporali chiamate “sistemi convettivi quasi lineari”. I processi che portano alla formazione di tornado in queste tempeste possono essere diversi e gli scienziati stanno imparando di più a riguardo.

Alcune ricerche hanno anche suggerito l'inizio di un cambiamento climatico in tornado verso sud-est.Tuttavia, può essere difficile distinguere l’aumento delle tempeste da una migliore tecnologia in grado di individuare più tornado.Quindi, sono necessarie ulteriori ricerche.

Questo articolo è stato aggiornato il 31 marzo 2023, con tornado in Arkansas e negli Stati Uniti centrali.