Sauti zinazoonya kuhusu vimbunga

Na Sarah Griffiths

BBC Future

Nguvu ya kutisha na ya uharibifu ya vimbunga huwa ni ya ghafla kama vile vurugu, lakini sasa wanasayansi wanasikiliza vielelezo ili kuunda mifumo mipya ya tahadhari za mapemazinazoweza kusaidia kuepukana na tahadhari za vimbunga ambazo mara nyingine huwa ni za uongo.

Sauti hizi huanza kwa upepo mkali unaotikisa majani, na mipasuko ya miti iliyo karibu. Kisha sauti ya unaweza kusikia sauti kama za gari-moshi la mizigo linalokaribia, milio ya kutisha ya misumari inayong'olewa kutoka kwenye mbao na vishindo visivyotabirika vya vifusi vinavyoruka angani. Hizi ndizo sauti epuka dhoruba hizi.

Mara chache droruba hizi huwa na tahadhari nyingi, lakini mara nyingi dalili za awali huwa zinatosha kuyaokoa maisha iwapo zitazingatiwa.

Kuna sauti nyingine, hata hivyo, zinazoambatana kimbunga mabazo hatuwezi kuzisikia na kukiepuka mapema ' Ni mara chache sana ni zaidi ya maeneo ya usikivu wa binadamu, lakini zinaweza kutoa njia ya kutoa maonyo ya mapema, sahihi zaidi ya dhoruba hizi haribifu.

Kukiwa na upepo ambao unaweza kufikia hadi 483km/ kwa saa (mph.300), dhoruba zinazoambatana na kimbunga huzalisha mawimbi ya sauti ya masafa ya chini - au infrasound - ambayo inaweza kusafiri kwa mamia ya maili.

Usikivu wa mawimbi haya ya sauti ya chini huenda usiweze kuzuia vimbunga kutoka miji tambarare na hivyo kusababisha kurushwa kwa magari hewani kama vinyago, lakini kunaweza kusababisha aina mpya ya mfumo wa utoaji wa tahadhari za mapema ambazo zinaweza kusaidia kuyaokoa maisha.

Utabiri mbaya

Kwa wastani takriban vimbunga 1,200 husababisha uharibifu nchini Marekani, huku vingi vikitokea kwenye Maeneo Makuu ya Marekani ya kati.

Vimbunga hivi husababisha uharibifu wa mali za mamilioni, na katika baadhi ya miaka, uharibifu huo umegarimu mabilioni ya dola kila mwaka na kugarimu wastani wa maisha ya watu 87 wkila mwaka tangu 1951 (ingawa idadi ya vifo inatofautiana mwaka hadi mwaka).

Kulingana na malaka ya kitaifa ya Bahari na Anga (Noaa), watu 76 wamekufa kutokana na vimbunga 1400 nchini Marekani katika mwaka wa 2023 kufikia sasa.

Takriban watu 26 waliuawa huko Mississippi wakati kimbunga cha muda mrefu kilipoharibu zaidi ya 2000.

Mnamo mwezi wa Disemba, watu wawili waliuawa - mama na mtoto wake wa kiume mwenye umri wa miaka miwili - wakati vimbunga kadhaa vikali vilipolikumba jimbo la Tennessee.

Bado ni vigumu sana kutabiri vimbunga kwasababu bado hatuna picha kamili ya kwa nini vinatokea

Kwa miongo kadhaa, wataalamu wa hali ya anga wametatizika kubainisha ni dhoruba zipi zitaleta kimbunga na zipi hazitatokevita.

Chris Nowotarski, profesa mshiriki katika idara ya sayansi ya ahewa ya anga katika Chuo Kikuu cha Texas A&M anasema kwamba wakati wataalam ni "wazuri kabisa" katika kutabiri hali kubwa ambayo inaweza kusababisha kimbunga hadi siku kadhaa mapema, kutabiri ni lini na ni wapi vimbunga mahususi vitatokea ni vigumu zaidi. "Dhoruba kadhaa zinazoonekana kuwa na uwezo wa kusababisha kimbunga zinaweza kuwepo katika mazingira yaleyale yanayofaa, lakini ni moja au mbili tu zitakazosababisha kimbunga," anasema.

Vimbunga viharibifu zaidi vinatokana na seli zinazofahamika kama "supercells".

Ngurumo za radi hizi kali hutokana na kuzunguka kwa mfululizo kwa kile kinachojulikana kama mesocyclone ambayo hutoa mawingu marefu, yenye umbo la mviringo na kusababisha hali mbaya ya hewa ikiwa ni pamoja na mvua kubwa, upepo mkali na mvua ya mawe makubwa. Hali zinapokuwa nzuri, upungufu ndani ya dhoruba ya seli kuu hulimbikiza hewa inayozunguka katika viwango vya chini vya hewa angani. Hatimaye hewa inayozunguka inalenga kwenye safu nyembamba ambayo inapofika chini inakuwa kimbunga.

Ingawa kuna nadharia nyingi juu ya nini husababisha hili kutokea - kama vile tofauti ya joto katika hewa nje ya dhoruba - hali halisi zinazosababisha kutokea kwa kimbunga hazieleweki kikamilifu.

Upepo wenyewe pia hauonekani kwa macho ya mwanadamu. Huonekana tu kutokana na kuwepo kwa mvuke wa maji ambao ndani ya kimbunga, ambapo shinikizo la hewa liko chini; wakati vumbi na uchafu pia husaidia kuzifanya zionekane.

Misururu ya kipaza sauti ya kutambua infrasound ikionyeshwa kuchukua kelele zinazotolewa na vimbunga kutoka umbali wa zaidi ya kilomita 100 (maili 60)

Rada ya Doppler inaweza kutoa njia ya kutambua droruba zinazosababisha vimbunga , lakini wataalamu wa hali ya hewa wanasema ni nadra kuweza kuona vimbunga halisi kwa kutumia mbinu hii.

Hii inaweza pia kumaanisha tahadhari ya kimbunga ambayo hutegemea njia hii mara nyingi inaweza kugeuka kutoa taarifa za uongo, kwani dhoruba kubwa ya radi inayogunduliwa kwa kutumia rada huwa haitoi kimbunga kamwe, anasema Nowotarski. Mara nyingi, watazamaji wa dhoruba waliopo ardhini wanahitajika ili kuthibitisha iwapo kimbunga kitatokea.

"Dhoruba nyingi zinazoonekana kusababisha kimbunga huwa hazifanyi hivyo," Anasema Nowotarski. "Tahadhari zauongo ni tatizo, kwa sababu onyo la kimbunga linaweza kuathiri matukio maalum, kazini na maisha ya kila siku. Ingawa si kwa usumbufu kama wa kimbunga’’

Watabiri pia huwa na tabia ya kukosea katika upande wa tahadhari wakati wa kutoa tahadhari - inaeleweka, kwani matokeo ya kukosa makazi yanaweza kuwa mbaya. Lakini tahadhari za uongo husababisha uchovu na zinaweza kuwa tatizo hasa katika hali za hatari nyingi ambapo vimbunga hutokea na kusababisha mafuriko, anasema Nowotarski. Hii imewaacha watabiri wakitafuta njia zingine za kutabiri iwapo kimbunga kiko njiani.

Kusikiliza vimbunga

Wanasayansi wamekuwa wakisikiliza vimbunga na kujaribu kubaini kama vinatoa sauti ya kipekee tangu miaka ya 1970.

Ushahidi wa kimajaribio unapendekeza kuwa kipimo cha infrasound cha masafa ya chini, chenye masafa ya 1-10Hz , hutengenezwa huku kimbunga kikiendelea na siku zote. Seti moja ya vipimo vya hivi majuzi kutoka kwa kimbunga iliyopo karibu na Kansas mnamo Mei 2020 ilifichua kuwa kifaa cha kupima vimbunga kilitoa mawimbi mahususi ya kati ya 10Hz na 15Hz.

Katika baadhi ya matukio, safu za vinasa sauti zinazotambua sauti za infrasound zimeonyeshwa kuchukua kelele zinazotolewa na vimbunga kutoka umbali wa zaidi ya kilomita 100 (maili 60) na pia zimeonyesha kuwa dhoruba kuanza.

Watafiti wanatumai kwamba kwa kusikiliza kelele hizi, inawezekana sio tu kusikia kimbunga kikija bali hata kuzitabiri hadi saa mbili kabla ya kutokea .

Tangu 2020, timu kutoka Chuo Kikuu cha Oklahoma State imekuwa ikifanya majaribio ya uwezo wa kutabiri wa kifaa cha infrasound kwa kutumia vifaa vilivyosakinishwa kwenye magari ya kufukuza kimbunga. Wanatumai kuwa vifaa hivyo vitasaidia watu wanaoepuka dhoruba kufuatilia vyema maendeleo ya vimbunga kwa wakati halisi, lakini i wanashauri vifaa vipelekwe mahali pazuri kwa wakati unaofaa.

Baadhi ya watafiti, hata hivyo, wanafanyia kazi mifumo inayoweza kuachwa ifuatilie kabisa vimbunga. Kundi moja, likiongozwa na Roger Waxler, mwanasayansi mkuu katika Kituo cha Kitaifa (NCPA) kilicho katika Chuo Kikuu cha Mississippi, wanapanga kupeleka safu nne za kudumu za vitambuzi vya hali ya juu kusini mwa jimbo la Mississippi ili kugundua ishara za infrasound. Wanatumai kuwa mfumo huo utatoa njia ya kufuatilia na kugundua vimbunga kila mara.

"Uchambuzi wa miaka wa data izilizokusanywa wakati wa misimu ya kimbunga umeacha shaka kidogo kwamba vimbunga huangaza mawimbi ya infrasonic ambayo yanaweza kutambuliwa kwenye safu ya vitambuzi vya infrasound na kufuatwa kutoka umbali mkubwa," Anasema Waxler. "Hii inatupa imani kwamba njia ya kimbunga inaweza kubainishwa kutokana na ugunduzi wa wakati mmoja wa infrasonic kwenye safu nyingi."

Safu ambazo yeye na timu yake wanatuma zinapaswa kuendelea kuchunguzwa kwa angalau misimu mitatu ya kimbunga, jambo ambalo wanatumai litawawezesha kuchanganua data ya infrasound kwa wakati halisi.

Timu ya Waxler' kwanza ilikusanya ushahidi wa kuunga mkono nadharia yao ya infrasound kwa kutumia vitambuzi asili vilivyoundwa kugundua majaribio ya siri ya silaha za nyuklia. "Zinachukuliwa kuwa za hali ya juu katika kugundua ishara kutoka kwa milipuko mikubwa sana," anasema.

Baada ya kimbunga kuzuka Oklahoma mwaka wa 2011, timu yake iliangalia data walizokusanya na kuweza kufuatilia kimbunga fulani katika dhoruba EF4 kwa maili 100 (km 161). "Katika hali hiyo kimbunga kilikaribia vya kutosha kiasi kwamba ishara yake ikawa kubwa sana," Anasema.

Mnamo mwaka 2020, watafiti walitumia safu zao za vitambuzi kaskazini mwa Alabama kugundua karibu kila kimbunga kilichopita katika eneo hilo.

Mojawapo ya wasiwasi kuhusu mifumo inayoweza kuonya ya mapema ya infrasound ni iwapo itaweza kutofautisha ishara za kimbunga na kelele za jumla za dhoruba.

Lakini watafiti wanasema wanaweza kuona ishara wazi. "Hata tuna kisa kimoja ambapo asili ya ishara ilibadilika, na tuliweza kuona kwamba kimbunga kilikuwa angani," Anasema Waxler. "Ingekuwa ni vyema kama tungeweza kutofautisha mtu anapokuwa ardhini dhidi ya angani."

Kuna changamoto zaidi za kushinda. Kelele za upepo zinaweza kutatiza vipimo vya infrasound na hakuna uhakika kuhusu kama infrasound inaweza kutofautisha kwa uhakika kati ya aina za dhoruba. "Utafiti mmoja wa hivi majuzi unapendekeza kuwa dhoruba za kimbunga na zisizo za kimbunga zinaweza kutoa ishara za sauti zinazofanana sana, kwa hivyo uwezekano wa kutumia sauti ya kuingia nyumbani kwenye vimbunga unaoweza kutokea unaweza kuwa mdogo," Nowotarski anasema.

Waxler anasema baadhi ya vyanzo vya kinasa sauti - infrasound katika dhoruba kama vile radi vinaweza kutofautishwa kwa urahisi. "Muungurumo una sifa tofauti za [kama vile muda wa mapigo ya moyo, na urefu wa mawimbi] - ni rahisi kusema kwamba hicho' si kimbunga," Anasema.

Lakini anakiri kwamba kutofautisha kati ya vimbunga na seli kuu ambazo hazitoi kimbunga ni changamoto. Sababu moja inaweza kuwa kwa sababu baadhi ya seli kuu zinazalisha kimbunga lakini hazionekani na watu kwa njia inayosaidia kuthibitisha mawimbi ya sauti ya chinichini. "Tunahitaji data zaidi," Waxler anasema.

Kutoa onyo la haki

Lakini Waxler na timu yake wanatumai majaribio yao ya muongo mmoja yatasababisha mfumo madhubuti wa utoaji wa tahadhari za mapema kuhusu vimbunga, haswa ikiwa imejumuishwa na vyanzo vingine kama vile rada ya doppler.

"Siyo jambo la busara kwamba tunaweza kuweka kimbunga katika nusu ya uwanja wa mpira," anaongeza Waxler. "Ninawazia kuona ramani kwenye programu iliyo na nukta inayoonyesha kuwa kuna kimbunga kinakuja South Lamar [Avenue, kwa mfano]."

Tahadhari za dhoruba na vimbunga zimeboreshwa katika miongo ya hivi karibuni: kutoka 2003 hadi 2017, 87% ya vimbunga hatari vilitanguliwa na onyo la mapema, lakini watu bado wana wastani wa dakika 10-15 tu za kupata hifadhi.

Utafiti uliotokana na mahojiano na manusura 23 wa vimbunga viwili hatari uligundua kuwa watu walijaribu kutathmini na kukabiliana na hatari ya kimbunga kadiri hali ilivyobadilika, lakini wengine hawakuwa na mahali pa kujikinga kwa urahisi.

Wataalamu wanaamini kuwa maonyo ya kimbunga mara nyingi hupuuzwa kutokana na "uchovu wa utoaji wa tahadhari nyingi" zilizotolewa na vifaa vya uwongo na masaa ya matangazo ya dhoruba kwenye televisheni. Utafiti mmoja uligundua 37% ya watu waliohojiwa hawakuelewa hitaji la kuchukua hatua za tahadhari wakati wa onyo la kimbunga.

Waxler anatumai kuwa mfumo sahihi zaidi wa tahadhari za mapema unaweza kubadilisha jinsi watu wanavyoitikia wanaposikia dhoruba inakaribia. "Badala ya kujificha kwenye beseni lako la kuogea au sebuleni, linaweza kuwa wazo bora kuingia kwenye gari lako na kuendesha gari ikiwa unajua kimbunga kilipo. "Lengo ni kuokoa maisha."

Imetafsiriwa na Dinah Gahamanyi na kuhaririwa na Yusuf Jumah