Временске непогоде: Звук нечујан људском уху наговештава долазак торнада

Научници сада ослушкују торнадо како би развили нове системе раног упозоравања, у нади да ће смањити број лажних узбуна.

Почиње шуштањем лишћа, злослутном шкрипом шарки врата и пуцкетањем оближњег дрвећа.

Затим следи заглушујућа бука, налик тутњави теретног воза који се приближава, застрашујуће цвиљење ексера док их ветар чупа из дрвених дасака, и непредвидиви ударци летећих крхотина.

То су звукови које често описују људи који су преживели торнадо када се присећају бега од ових олуја.

Међутим, постоји још један звук који прати торнада, а који људско ухо не може да чује.

Толико је ниске фреквенције да је изван људског опсега, али би могао да послужи научницима да издају тачнија упозорења на ове разорне олује.

Праћене ветровима, који могу да достигну брзину до 483 километра на час, олује које изазивају торнадо стварају звучне таласе ниске фреквенције, или инфразвукове који могу да путују стотинама километара испред олује.

Ослушкивање ових емитованих инфразвукова можда неће моћи да спречи торнада да сравне градове са земљом или да разбацују аутомобиле као играчке, али би могло да спасе људске животе.

Климава предвиђања

У години са просечним бројем торнада, око 1.200 ових разорних олуја погоди Сједињене Државе (САД).

Већина њих захвати Велике равнице, континуирано равничарско подручје у средишњим деловима Америке.

Торнада начине годишње штете које се мере милионима, а у појединим годинама и милијардама америчких долара, и од 1951. године, однесу у просеку 87 живота годишње (мада се број жртава веома разликује од године до године).

Према подацима Националне управе за океане и атмосферу (НОАА), 76 људи је погинуло у око 1.400 торнада у САД-у ове години.

Најмање 26 људи је погинуло у савезној држави Мисисипију када је торнадо, који је трајао необично дуго, разрушио више од 2.000 домова у дужини од 94 километра.

У неколико снажних торнада који су погодили савезну државу Тенеси у децембру, погинуле су две особе, мајка и њен двогодишњи син.

Торнада је страшно тешко предвидети, јер научници и даље не знају узрок њихове појаве.

Чак и када се торнадо створи, насилно ротирајући стуб ваздуха понаша се непредвидиво.

Метеоролози се деценијама труде да установе које олује изазивају торнада, а које не.

Погледајте видео: Последице суперћелијске олује у Србији

Крис Новотарски, ванредни професор на катедри за атмосферске науке на Универзитету A&М у савезној држави Тексасу, каже да стручњаци могу „прилично добро" за шире подручје да предвиде неколико дана унапред.

Међутим, временске прилике које могу да изазову торнада теже је предвидети, као и време и место где ће се торнада створити.

„У окружењу може да постоји неколико олуја које изгледају као да имају моћ да произведу торнадо, али само једна или две ће га заправо и изазвати", каже Новотарски.

Најразорнија торнада се развијају из „суперћелија".

Ове насилне олује са грмљавином настају из ротирајућег стуба ваздуха који је познат као мезоциклон, а који ствара високе облаке у облику наковња и доноси лоше временске услове, међу којима су јака киша, снажни ветрови и крупан град.

Када су услови повољни, силазне струје унутар суперћелијске олује концентришу ротирајући стуб ваздух у ниже слојеве атмосфере.

Коначно, вртложни ваздух прави уски стуб који када стигне до тла постаје торнадо.

Иако постоје многе теорије о могућем узроку, као што су температурне разлике у ваздуху на спољашњој ивици олује, не зна се тачно које временске прилике доводе до настанка торнада.

Ветар је такође невидљив људском оку.

Опажа се тек појавом водене паре која се кондензује у облак у облику левка унутар вртлога торнада, где је ваздушни притисак нижи.

Ветар такође постаје видљив појавом прашине и крхотина.

Низ микрофона за откривање инфразвукова може да ухвати буку коју производе торнада на удаљености од више од 100 километара.

Доплерски метеоролшки радар би могао да послужи за уочавање мезоциклона док се образују, јер вода коју носе ове олује рефлектује радарски сигнал.

Међутим, ова технике би метеоролозима омогућила да само понекад уоче стварна торнада.

То би такође значило да би упозорења на торнада заснована на овој методи често могла бити лажна, јер суперћелијска олуја коју је могуће открити радаром никада не изазива торнадо.

Да би се са сигурношћу рекло да се торнадо створио, често је потребна потврда очевидаца са лица места.

„Многе олује које изгледају као да су 'спремне' да изазову торнадо заправо то никада не учине", објашњава Новотарски.

„Лажне узбуне стварају проблеме, јер упозорења на торнада могу да поремете посебне догађаје, извршење посла и свакодневни живот.

„Лажне узбуне не стварају толику пометњу као торнадо, али ако су пречесте могу да постану заморне, па људи могу неозбиљно да схвате следеће упозорење и стварни торнадо дочекају неспремни".

Такође, из претераног опреза прогностичари знају да издају непотребна упозорења, што је разумљиво, јер последице неодласка у склоништа могу да буду смртоносне.

Али лажне узбуне замарају људе и могу бити посебно проблематичне у ситуацијама у којима прети више опасности када се торнада јављају унутар урагана који се приближавају обали или упоредо са бујичним поплавама, објашњава Новотарски.

Зато су прогностичари почели да траже друге начине предвиђања појаве торнада.

Застрашујуће разорна моћ торнада је онолико изненадна колико је и насилна.

Ослушкивање торнада

Још од 1970-их, научници ослушкују торнада и покушавају да открију да ли стварају јединствен звук.

Експериментални докази показују да се нискофреквентни инфразвук, фреквенција у опсегу од 1-10 херца, производи док се торнадо ствара и током његовог животног века.

Подаци који су прикупљени у вези са торнадом који је погодио околину града Лејкина у савезној америчкој држави Канзасу у мају 2020. године, показали су да је торнадо произвео јасан, повишен сигнал између 10 Hz и 15 Hz.

У неким случајевима се показало да низови микрофона за откривање инфразвукова могу да ухвате буку коју производе торнада на удаљености од више од 100 километара.

Показали су и да се инфразвук јавља пре почетка торнадогенезе (поступак стварања торнада).

Истраживачи се надају да ће прислушкивање ових звукова омогућити не само да се чује торнадо који се приближава, него можда и да се његов долазак предвиди чак до два сата пре него што се образује.

Од 2020. године, тим са Државног универзитета Оклахоме испитује могућности употребе инфразвукова за предвиђања помоћу опреме која се уграђује у возила која лове торнада.

Њихова преносива опрема за прикупљање локалних података о инфразвуковима зове се Глинда.

Њено име подсећа на измишљени лик из серијала Чаробњака из Оза, који је познат и као Добра вештица Севера.

Надају се да ће ова опрема помоћи ловцима на олује да боље прате развој торнада у реалном времену.

Но, ова опрема мора да буде постављена на право место и у право време.

Са друге стране, неки научници раде на развоју системима који би могли непрестано да прате торнада.

Група коју предводи Роџер Векслер, главни научник Националног центра за физичку акустику (НЦПА) са седиштем на Универзитету у Мисисипију, планира да у јужном делу ове савезне америчке државе постави четири сталне мреже високотехнолошких сензора за ослушкивање инфразвучних сигнала.

Надају се да ће овај систем омогућити стално праћење и откривање торнада.

„Није неосновано очекивати да локализујемо торнадо на простору величине пола фудбалског игралишта" - Роџер Векслер

„На основу анализе података који су годинама прикупљани током сезона торнада, скоро да је сигурно да инфразвучни сензори могу да открију и да на великој удаљености прате инфразвучни сигнал који емитују торнада", каже Векслер.

„Због тога верујемо да је могуће одредити путању торнада истовременим откривањем инфразвукова на више низова сензора".

Низови које постављају он и његов тим требало би да раде током најмање три сезоне торнада, и научници се надају да ће им они помоћи да анализирају инфразвучне податке у реалном времену.

Да би прикупили доказе који поткрепљују њихову теорију о инфразвуку, чланови Векслерог тима су користили сензоре који су првобитно били направљени за откривање тајних тестирања нуклеарног оружја.

„Сматрају се најсавременијим сензорима за откривање сигнала које емитују изузетно велике експлозије", каже он.

После неколико торнада који су погодили Оклахому 2011. године, Векслеров тим је анализирао прикупљене податке и успео је да дуж 161 километра испрати торнадо у олуји класификоване јачине ЕФ-4.

„У овом случају, торнадо се довољно приближио да је његов сигнал био веома гласан", објашњава он.

У почетку лова на торнада постављали су сензоре близу олује, онолико колико је било могуће.

Признаје да је то била „ужасна идеја" и зато је његов тим развио фиксне низове сензора за уочавање торнада.

Истраживачи су 2020. године користили њихову мрежу сензора у северном делу савезне америчке државе Алабаме за откривање скоро сваког торнада који је протутњао овим подручјем.

Један од проблема система раног упозорења заснованог на инфразвуковима може да буде његова способност да разликује сигнале торнада од опште буке коју ствара олуја.

Али, истраживачи кажу да могу да уоче јасан сигнал.

„Чак имамо случај када се природа сигнала променила, али смо могли да видимо да је то торнадо", истиче Векслер.

„Било би корисно када бисмо могли да разликујемо када је неки торнадо близу површине земље, а када у ваздуху".

Још има питања без одговора.

Бука ветра може да омета мерења извора инфразвукова и постоји недоумица да ли се према инфразвуковима могу поуздано разликовати врсте олуја.

„Недавна студија показује да олује које изазивају и оне које не изазивају торнада могу да емитују веома сличне инфразвучне сигнале, што ограничава могућност откривања торнада који се приближава на основу инфразвукова", наглашава Новотарски.

Векслер каже да је лако разликовати неке изворе инфразвукова у олујама, као што је рецимо грмљавина.

„Како грмљавина има другачије спектралне карактеристике [као што су размак између пулсних откуцаја, амплитуда и таласна дужина], лако је закључити да није у питању торнадо", објашњава он.

Али признаје да је тешко уочити разлике између торнада и суперћелија које не изазивају торнада.

Један од разлога је и зато што неке суперћелије које производе торнада очевици не опажају на начин који би потврдио такве инфразвучне сигнале.

„Потребно нам је више података", наглашава Векслер.

Издавање поузданих упозорења

Векслер и његов тим се надају да ће њихова испитивања, која спроводе већ деценију, допринети развоју делотворног система раног упозорења на торнада, посебно ако се њихови налази удруже са другим средствима, као што је доплер радар.

„Није неосновано очекивати да локализујемо торнадо на простору величине пола фудбалског игралишта", додаје Векслер.

„Замишљам да на апликацији видим мапу која показује тачку којој се торнадо приближава, на пример авенији South Lamar (у Остину, главном граду државе Тексаса)".

Поузданост издатих упозорења на торнадо се побољшала у последњих неколико деценија: од 2003. до 2017. године, рана упозорења издата су за 87 одсто смртоносних торнада, али људи и даље имају на располагању у просеку свега 10 до 15 минута да пронађу склониште.

Студија која је заснована на испитивању 23 људи који су преживели два смртоносна торнада показује је да су током непогоде они покушавали да процене опасности од торнада и да су у складу са њима реаговали, али и да неки нису могли лако да пронађу склоништа.

Стручњаци верују да се упозорења на торнада превише често занемарују услед „замора" које је последица великог броја лажних узбуна и вишесатних телевизијских извештаја о олујама.

Према налазима једне студије, 37 одсто људи који су преживели торнадо нису предузели мере предострожности током упозорења на торнадо.

Векслер се нада да ће поузданији систем раног упозорења променити начин на који људи реагују на обавештења да се олуја приближава.

„Ако се зна где удара торнадо, уместо да тражите заклон у кади или подруму, можда је боље да седнете у аутомобил и возите у супротном правцу од непогоде.

„Циљ је сачувати људске животе".

Пратите нас на Фејсбуку, Твитеру, Инстаграму, Јутјубу и Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]