嵐の予測は改善されているにもかかわらず、竜巻の予測が依然として難しい理由

気象学者 荒天に関する警報を発令し始めた 竜巻の可能性がある 数日前に 嵐が横切りました 南東 そして 米国中部 2023 年 3 月下旬。ある時点で、 2,800万人以上 の下にあった トルネードウォッチ. 。しかし、竜巻が到達する場所を正確に特定する - 直撃する竜巻のように ミシシッピ州ローリングフォーク, 、3 月 24 日、およびその町 アーカンソー州, イリノイ州 そして 他の複数の州 3月31日 – レーダーで嵐が発達しているのを確認することに今でも大きく依存しています。 クリス・ノヴォタルスキー, 大気科学者である彼が、予測技術がその理由とどのように進歩しているのかを説明します。

なぜ竜巻を予測するのは依然として難しいのでしょうか?

気象学者は、竜巻が発生しやすくなる条件を予測する能力が大幅に向上しました。しかし、どの雷雨がいつ竜巻を引き起こすかを正確に予測することはさらに困難であり、今日多くの悪天候研究がそこに焦点を当てています。

竜巻が発生しやすい環境では、雷雨が連続して発生し、ある嵐が竜巻を引き起こす可能性がありますが、他の嵐は発生しないことがよくあります。

それらの違いは、現在の観測ネットワークやコンピューター モデルでは解決できない気象変数の小さな違いによるものである可能性があります。田畑、森林地帯、都市環境といった地表の状態の変化さえも、竜巻が発生するかどうかに影響を与える可能性があります。嵐の環境におけるこれらの小さな変化は、竜巻を発生させるか破壊する可能性がある嵐内のプロセスに大きな影響を与える可能性があります。

雷雨が竜巻を引き起こすかどうかを予測する最も強力な指標の 1 つは、次のことに関連しています。 垂直ウィンドシア, 、これは、大気中の高度に応じて風の方向や速度がどのように変化するかを示しています。

ウィンドシアーが嵐の中で雨で冷やされた空気とどのように相互作用するか（これを「流出」と呼びます）、および降水量がどれだけ蒸発するかが、竜巻が形成されるかどうかに影響を与える可能性があります。雷雨に遭遇したことがある方は、雨が降り始める直前に、嵐から冷たい空気が吹き出すことがよくあることをご存知でしょう。竜巻は通常、嵐のより冷たい部分で形成されるため、その冷たい空気の流出の特性は、竜巻が形成されるかどうかにとって重要です。

竜巻が大きくて強力である可能性があるかどうかは、どれくらい前に知ることができますか?

激しい竜巻の大部分は、 スーパーセル, 、「メソサイクロン」と呼ばれる、深く回転する上昇気流を伴う雷雨。垂直ウィンドシアにより嵐の中層が回転する可能性があり、このメソサイクロンからの上向きの吸引力により、竜巻への嵐の流出内での回転が強化される可能性があります。

レーダーにスーパーセルが映り、それが地上で強い回転をしている場合、それは多くの場合、竜巻の前兆です。いくつかの研究は次のことを示唆しています メソサイクロンの幅が広いほど、より強力な低気圧が発生する可能性が高くなります。, 、他の嵐よりも長く続く竜巻。

予報官は、温度、湿度、ウィンドシアーなどの嵐の環境条件も調べます。これらは、嵐が大規模な竜巻を引き起こす可能性が高いことを示すさらなる手がかりを提供する。

竜巻が発生する割合は、 警告を発する ここ数十年で増加したのは、 ドップラーレーダー, 、モデリングが改善され、嵐の環境をより深く理解できるようになりました。について 致命的な竜巻の 87% 2003 年から 2017 年までは事前警告がありました。

警告までのリードタイムも改善されました。一般的には、 約10～15分 今。地下室に行くか、トレーラーパークや屋外にいる場合は安全な施設を見つけるのに十分な時間です。すべての嵐にそれほど時間がかかるわけではないため、速やかに避難することが重要です。

研究者たちは今日、将来の命を守るのに役立つ竜巻について何を発見しているのでしょうか?

思い返してみると、 映画『ツイスター』」 1990 年代初頭に、私たちは竜巻に関する野外調査をさらに開始しました。私たちはレーダーをトラックに積んで持ち出し、屋根に計器を積んだ車両を嵐の中に運転していました。そのとき、私たちは嵐規模のプロセスと呼ばれるもの、つまり嵐自体の内部の状況、流出時の温度と湿度の変化が竜巻の可能性にどのように影響するかを本当に認識し始めました。

しかし、科学者は気象観測気球を打ち上げたり、あらゆる嵐に機器を送り込んだりすることはできません。そのため、内部で何が起こっているかを理解するために、コンピューターを使用して嵐をモデル化することもできます。多くの場合、アンサンブルと呼ばれる複数のモデルを実行します。たとえば、10 モデル中 9 モデルで竜巻が発生した場合、嵐によって竜巻が発生する可能性が高いことがわかります。

国立激甚嵐研究所は最近、これらのモデルに基づいて竜巻警報を実験しています。 予報に対する警告, 、竜巻警報のリードタイムを延長します。

他にもたくさんの研究分野があります。たとえば、嵐がどのように発生するかをより深く理解するには、 私は理想的なコンピューターモデリングをたくさん行っています. 。そのために、私は簡略化された嵐環境のモデルを使用し、環境に小さな変更を加えて、それが嵐自体内の物理にどのような変化をもたらすかを確認します。

嵐を追いかける新しいツールもあります。ドローンの使用が爆発的に増加しています。科学者たちは無人航空機にセンサーを搭載しており、 近くまで飛ばす そして時には嵐の中へ。

竜巻研究の焦点も、伝統的な「竜巻の通り道」であるグレートプレーンズから移ってきました。 南東へ.

南東部の竜巻は何が違うのでしょうか？

南東部では、グレートプレーンズと比べて、嵐に対するいくつかの異なる影響があります。南東部は木々が多く、地形が変化に富み、メキシコ湾に近いため大気中の湿気も多くなります。ある傾向があります 死者数が増える 南東部にもあるので、 夜になるとさらに多くの竜巻が発生する.

南東部では、「準線形対流システム」と呼ばれる雷雨の列をなす竜巻が多く発生する傾向があります。これらの嵐で竜巻が発生するプロセスは異なる可能性があり、科学者たちはそれについてさらに研究を進めています。

いくつかの研究では、 気候変動 南東方向に竜巻が発生。しかし、より多くの竜巻を発見する技術の向上と嵐の増加を紐解くのは難しいかもしれません。したがって、さらなる研究が必要です。

この記事は 2023 年 3 月 31 日に更新され、アーカンソー州と米国中部で竜巻が発生しました。