Können Wir Uns Vor Dem Nächsten Moore Tornado Schützen?

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Wissenschaftler arbeiten daran, sicherzustellen, dass zukünftige tornados wie moore, okla., weniger schaden anrichten und weniger leben kosten.

Die Szenen der Verwüstung in Moore, Okla., Nach einem möglicherweise zwei Meilen breiten Tornado, der am Montag (20. Mai) Schulen und Häuser auseinandergerissen hatte, führten zu einer unvermeidlichen Frage: Könnte etwas unternommen werden, um Gebäude und Leben zu retten?

Laut Tornado-Experten und Bauingenieuren lautet die Antwort "Ja", obwohl Straßensperren im Weg stehen. Einige sind wissenschaftlich, weil Meteorologen noch nicht ganz wissen, warum sich Tornados bilden, wenn sie sich bilden und wie sie ihre Pfade vorhersagen können. Andere sind wirtschaftlich: So ist beispielsweise der Bau eines tornado-sicheren Gebäudes durchaus möglich, wenn auch sehr teuer.

"Es besteht kein Zweifel, dass wir etwas konstruieren könnten, das [einem EF4- oder EF5-Tornado] standhalten könnte", sagte Darryl James, Professor für Maschinenbau an der Texas Tech University. "Die Frage ist, wer könnte es sich leisten?"

Trotz dieser Herausforderungen arbeiten die Forscher daran, sicherzustellen, dass künftige Tornados weniger Zerstörung anrichten. Dies bedeutet, dass Sie besser wissen müssen, wo sich Tornados bilden und bewegen könnten, oder wenn nach dem Eintreffen der Tornados Eigentum und Personen geschützt werden.

Twisters voraussagen

Der Moore, Okla., Setzte den Tornado um 14:56 Uhr auf. CDT (15.56 Uhr EDT) am 20. Mai und verbrachte 40 Minuten am Boden, wobei er einen 27 Kilometer langen Pfad der Zerstörung durch den Vorort von Oklahoma City schnitzte. Der Nationale Wetterdienst hat den Tornado als EF5 auf der Enhanced Fujita-Skala festgelegt, was bedeutet, dass Winde mehr als 200 km / h (322 km / h) erreichten. [Siehe Bilder des Moore Tornado-Schadens]

Tornados, die so stark sind wie die, die Moore verwüstete, sind relativ selten. Laut dem National Climatic Data Center sind etwa 95 Prozent der Tornados in den Vereinigten Staaten EF2 oder darunter. Nur etwa 1 Prozent erreichen den EF5-Status. Vorhersagen, welche Stürme Monstertornados oder überhaupt Tornados erzeugen, bleibt eine Herausforderung.

Die Grundlagen der Tornado-Bildung sind einfach genug. Wenn die Wind- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen stimmen, können sich Gewittersysteme drehen und zu sogenannten Superzellen werden. Superzellen sind durch das Vorhandensein eines Mesozyklons gekennzeichnet, einem rotierenden Aufwind von Luft, der manchmal eine Trichterwolke erzeugen kann. Warum dies bei manchen Stürmen passiert und nicht bei anderen, ist ein Schlüsselgeheimnis.

"Wir versuchen herauszufinden, warum aus zwei ziemlich identischen Superzellen ein Tornado erzeugt wird und einer nicht", sagte Amy McGovern, eine Informatikerin an der University of Oklahoma in Norman.

McGovern und ihre Kollegen sind unter den Forschern, die versuchen, die Tornado-Vorhersagen zu verbessern. Mit Supercomputer-Simulationen modellieren sie und ihr Team die Tornados in sehr feinem Maßstab und verfolgen ihre Bewegungen auf 50 bis 75 Meter.

Beobachtungen vor Ort können Forscher nur so weit bringen, sagte McGovern. Radar kann zum Beispiel nicht jede Komponente der Windbewegung wahrnehmen. Mit Simulationen möchten sie und ihre Kollegen mindestens 100 Stürme aufstellen, die sie nach Belieben anpassen können, und eine Variable wie Luftfeuchtigkeit oder Temperatur ändern, um zu sehen, ob und wie jeder die Tornado-Bildung beeinflusst.

Bei einer Genauigkeit von 165 bis 245 Fuß ist der Aufbau einer stabilen, realistischen Simulation schwierig. Bislang hätten McGovern und ihr Team rund zehn Stürme geschaffen, viel weniger als die 100, die sie brauchen. Aber sie ist hoffnungsvoll. Das Team habe ähnliche Arbeit geleistet, um Turbulenzen in Flugzeugen mit großem Erfolg vorherzusagen. Sobald die Datenbank der simulierten Stürme aufgebaut ist, kann sie voraussagen, dass das Wetter in der realen Welt vorhergesagt werden sollte, sagte sie.

Eine bessere Vorhersage gibt den Menschen mehr Zeit, um Schutz zu suchen, wenn ein Tornado nachlässt. Am Montag gab das National Weather Service-Büro in Norman, Okla., Den Bewohnern 16 Minuten Warnung, noch bevor sich der Tornado gebildet hatte, basierend auf Radaranzeigen, dass die Gewitterwolken so zirkulieren, dass ein Tornado wahrscheinlich war. Diese 16 Minuten sind 3 Minuten mehr als die durchschnittliche Tornado-Warnzeit von 13 Minuten. (Die tatsächliche Zeit, die die meisten Bewohner brauchten, um Schutz zu suchen, war länger, weil der Tornado Zeit brauchte, um sie zu erreichen.)

Letztendlich wollen die Forscher schneller werden. McGoverns Arbeit könnte Meteorologen dabei helfen, in Stürmen nach Hinweisen zu suchen, die die Tornado-Bedingungen wahrscheinlicher machen. Das letztendliche Ziel, sagte William Gallus, ein Meteorologe an der Iowa State University, sei "Vorwarnung". Mit anderen Worten, Meteorologen wären in der Lage, Tornados vorherzusagen und Warnungen auszugeben, anstatt auf Rotation oder eine Trichterwolke am Himmel zu warten.

"Wir glauben, dass unsere Computer-Wettervorhersagemodelle so gut werden, dass wir den Leuten vielleicht etwas mehr Warnung geben können, vielleicht eine Stunde oder eine halbe Stunde fortgeschrittener Warnung", sagte Gallus gegenüber WordsSideKick.com.

Mit Tornado-Simulatoren arbeiten Gallus und seine Kollegen daran, zu verstehen, wie die lokale Topographie die Art und Weise beeinflusst, in der sich ein Tornado bewegt und stärkt. Zum Beispiel haben sie festgestellt, dass die Tornados nach oben und nach rechts absteigen. Enge Täler können auch aus einer Entfernung von ungefähr einer Meile Wind in Tornados tunneln, sagte Gallus, der weit von der eigentlichen Trichterwolke entfernt Schaden anrichtete. [50 erstaunliche Tornado-Fakten]

Insbesondere Moore wurde in weniger als 15 Jahren von drei gewalttätigen Tornados getroffen: einer 1999, einer 2003 und einer am Montag.Die meisten Wissenschaftler sehen das als Zufall an, aber Gallus glaubt, dass es sich lohnt, die lokale Landschaft auf mögliche Einflussfaktoren zu untersuchen.

"Statistisch gesehen sollte das nicht etwa eine Million Jahre lang passieren, da ein gewalttätiger Tornado dreimal an derselben Stelle vorbeiziehen muss, weil sie so selten sind", sagte er und fügte hinzu: "Es ist möglich, dass einige Dinge hilfreich sind die Spur beeinflussen oder wie stark sie werden. "

Gallus ist nicht der einzige Forscher, der einen hyperlokalen Einblick in die Funktionsweise von Tornados erhält. Der Ingenieur der Colorado State University, V. Chandrasekar, und sein Team arbeiten daran, kleine Radarnetze in städtischen Gebieten einzusetzen. Das in Oklahoma getestete System, das nun nach Dallas-Fort Worth, Texas, verlegt wird, ermöglicht es Forschern, vollständige dreidimensionale Informationen über die Windbewegungen zu erhalten. (Traditionelles Radar bietet nur eine Komponente der Windbewegung.)

"Wir wollen eine höhere Auflösung in Raum und Zeit", sagte Chandrasekar gegenüber WordsSideKick.com. "Beispielsweise benötigt die heutige Technologie etwa fünf Minuten, um ein Update zu erhalten. Wir können Updates alle 30 Sekunden bis zu einer Minute bereitstellen."

Tornado-Schutz

Sobald ein Tornado auf dem Weg ist, kann Leben retten eine Frage des Platzes sein.

In Moore drängten sich die Studenten des Plaza Towers Elementary in den Innenfluren und Badezimmern, aber ein direkter Treffer des Tornados brach den größten Teil des Gebäudes zusammen. Ebenso wurden Häuser in vom Tornado getroffenen Gegenden völlig zerstört. Am Mittwoch betrug die Zahl der Todesopfer 24, von denen 10 Kinder waren. [Video: Moore, Okla., "Kriegszone"]

Traurige Erfahrung lehrt, dass einige alte Tornado-Sicherheitstricks nicht so effektiv sind, wie erhofft - insbesondere, wenn Gebäude nicht auf Tornado-Sicherheit ausgelegt sind. In Joplin, Miss., Tötete ein 2011er Tornado 158 nach Angaben des National Weather Service (die Stadt Joplin legt die Zahl der Todesopfer auf 161 fest). Unter den zerstörten Gebäuden befand sich eine örtliche High School, und einige der von Katastrophenexperten besprochenen Orte würden normalerweise darauf hinweisen, dass die Menschen Schutz suchten.

Innere Flure sind normalerweise die empfohlenen Schutzzonen, aber in Joplin wurden Türen und Glasfenster an beiden Enden langer Hallen durch Trümmer zerstört, was zu einer gefährlichen Situation führte, sagte Gallus.

"Flure wurden zu Windkanälen", sagte er. Architekten mögen natürliches Licht, sagte er, "aber wenn wir in Zukunft Schulen entwerfen, müssen wir vorsichtig sein, wie wir sie gestalten."

Gebäude im Tornadoland

Sogar in der Tornado Alley sind Gebäude so konzipiert, dass sie nur 145 km / h (90 km / h) geraden Wind aushalten können, sagte Partha Sarkar, die an der Iowa State University Wind Engineering und Aerodynamik studiert. Der Standard basiert auf historischen Messungen von Gewitterwinden und berücksichtigt nicht einmal die häufigsten Tornados. Ein EF1-Tornado kann Böen von bis zu 177 km / h aushalten.

Außerdem, so Sarkar, könnten Rotations-Tornado-Winde Gebäude noch stärker belasten als gerade Winde. Ein 90-km / h-Tornado kann sehr viel schädlicher sein als eine gerade Böe mit 90 km / h.

"Die Gebäude sind einfach nicht darauf ausgelegt, diesem Wind zu widerstehen", sagte er gegenüber WordsSideKick.com. [Die tödlichsten Tornados in der Geschichte der USA]

Die Konstruktion eines tornado-sicheren Gebäudes sei teuer, sagte Sarkar. Sie benötigen statt Holz verstärktes Mauerwerk, Stahl oder Verbundwerkstoffe sowie verbesserte Verbindungen zwischen Wänden, Fundamenten und Dächern.

"Ich persönlich glaube, dass wir einige inkrementelle Verbesserungen vornehmen können, und das wird sicherlich dazu beitragen, dass sie den meisten Tornados mittlerer Intensität, EF2s, EF3s vielleicht standhalten", sagte Sarkar. "Aber wenn es um EF4 und EF5 geht, werden die Kosten sicherlich unerschwinglich sein."

Schulen, Krankenhäuser und Gebäude mit hoher Dichte wie Einkaufszentren könnten für diese höheren Standards ausgelegt werden, sagte Sarkar. Eine weitere Option wären Tornado-Unterkünfte - ein weiteres Merkmal, das häufig beim Bau der Tornado-Allee fehlt.

"Die Sturmunterkünfte sind heute für Windgeschwindigkeiten von bis zu 402 km / h ausgelegt, und wir sind der Meinung, dass sie höher sind als jemals zuvor in einem Tornado am Boden erlebt werden", sagte Ernst Kiesling, Maschinenbauingenieur bei Texas Tech and der geschäftsführende Direktor der National Storm Shelter Association.

Schutz vor dem Sturm

Unglücklicherweise verhindern die Kosten für Eigenheimbesitzer selbst in Tornado-gefährdeten Gebieten die Installation dieser Unterkünfte. In Oklahoma, so Kiesling, hat vielleicht jeder fünfte neuere Wohnraum einen Wohnraum oder einen sicheren Raum, einen verstärkten Raum, der täglich als Badezimmer oder Abstellraum genutzt werden kann. In älteren Häusern ist die Anzahl niedriger.

Ein kleiner Safe in der Wohnung, der zu einem neuen Haus hinzugefügt wird, erhöht die Baukosten um etwa 5.000 bis 6.000 Dollar, sagte Kiesling. Die Nachrüstung eines alten Hauses wäre teurer. Und einige Häuser können natürlich nicht nachgerüstet werden - Mobilheime haben beispielsweise keine Platten, an denen ein Unterstand befestigt werden kann. Unterirdische Schutzräume können in Wohnmobilparks ebenso schwer fassbar sein.

"Der Landbesitzer ist in der Regel nicht der Hausbesitzer. Wer wird also die Investition in eine Unterbringung im Wohnmobilpark tätigen?" Sagte Kiesling.

Die Federal Emergency Management Agency stellt in einigen Bereichen Mittel bereit, um die Kosten für den Bau sicherer Räume auszugleichen. Auch die Aufklärung über die Notwendigkeit sicherer Räume kann einen Unterschied machen, sagte Kiesling.

Für Sarkar ist der tornado-fähige Bau eine nationale Angelegenheit.

"Es wird nicht verschwinden", sagte er. "Und wenn wir die derzeitige Denkweise und die geltenden Verhaltensregeln nicht ändern, werden sich die Dinge leider nicht verbessern."

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Videoergänzungsan: Tornado in Oklahoma.




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