En juni eftermiddag 1955, en stor tornado drabbade centrala Nebraska. Den zoomade nerför North Platte River mot staden Scottsbluff. Enligt en artikel från den meteorologiska publikationen Monthly Weather Review, tre reportrar från en radiostations mobila sändningsenhet såg tratten strax norr om staden, och försökte fly genom att köra genom en lokal kyrkogård, bara för att stöta på en låst grind i andra änden. Med deras flykt avbruten, de lämnade sitt fordon - men lämnade radiosändaren igång, så att allmänheten kunde höra stormens ilska - och tog sin tillflykt i källaren i en stenbyggnad.

De tre programföretagen kramade runt källarugnen, och väntade på att tornado skulle nå dem. Ganska snart, konstiga saker började hända. Först, de såg spadar, hoes, krattor och andra verktyg sugit upp källarens entréramp. Sedan kom totalt mörker och ett djupt vrål, och ugnen vred och höjde. Sedan, tydligen, under några minuter befann sig männen inne i virveln av en tornado. Plötsligt, de kände temperaturen sjunka, från en mild försommarvärme till en säsongslig svalka, och de hade svårt att hitta tillräckligt med luft för att andas. Lyckligtvis, inom några minuter, tornadoens vrål rörde sig i fjärran, och de kunde kliva ut ur byggnaden, som på ett mirakulöst sätt bara hade lidit en liten skada, medan andra strukturer runt den hade jämnats ut. Här är några vintage -bilder av just den twisteren:

Det är en ganska fantastisk historia om tur och överlevnad, men i decennier, några detaljer om det förbryllade forskare. Varför är luften inuti tornados virvel kallare och tunnare än luften runt den?

Mer än sex decennier senare, forskning av Georgios Vatistas, en professor i maskin- och industriteknik vid Montreal Concordia University, och två av hans nyutexaminerade studenter, Badwal Gurpreet Singh och Rahul Rampal, ger en förklaring.

Vatistas säger att han har studerat intensiva virvlar-både sådana som finns i naturen och konstgjorda-i mer än ett kvartssekel, och de senaste åren har han uppgraderat sin matematiska modell för att ta hänsyn till faktorer som densitetsvariation och effekterna av turbulens.

"Vi stötte på tornado 1955 på jakt efter analoga fenomen i syfte att validera våra teoretiska resultat, ”skriver han via mejl.

Som förklaras i ett Concordia pressmeddelande, forskarna kunde använda den nya modellen för att räkna ut att när luftfickor - lokaliserade luftområden med lägre tryck än den omgivande atmosfären - rör sig från virvelkanten mot dess centrum, fickorna expanderar. Den expansionen sänker temperaturen i luften och gör den också tunnare. Ju mer fickorna expanderar, ju kallare det blir, då blir luften tunnare. När det gäller tornado 1955, temperaturen sjönk från 80,6 till 53,6 grader F (27 till 12 grader C). Luftens densitet var 20 procent mindre än vad som finns på höga höjder på bergssidor, där klättrare måste bära specialutrustning för att andas. Det förklarar varför de instängda programföretagen kände sig kyliga och hade svårt att andas.

"Lyckligtvis, tornado gick snabbt, "säger Vatistas." Dess centrum låg 100 meter från skyddet, på stormens höjd, och därmed undvek programföretagen negativa fysiologiska konsekvenser. Andra människor har verkligen överlevt tornado men vi kunde inte hitta [på liknande sätt] detaljerade vittnesmål. "

Vatistas säger att det nya modelleringsmetoden, som forskarna beskrev i en ny artikel i Journal of Aircraft från American Institute of Aeronautics and Astronautics, kommer att hjälpa forskare att studera våldsamma atmosfäriska virvlar som tornado och vattendrag. Det bör också vara användbart som ett konstruktionsverktyg för att optimera de virvelkylrör som används i industriella processer och för att kyla elektroniska komponenter.

"Det finns mycket att lära om tornado, "skriver han." Jag hoppas att det nuvarande verktyget hjälper oss eller andra att avslöja fler av de hemligheter som är förknippade med dem. "

Forskare kunde exakt uppskatta storleken på Nebraska -tornado 1955 eftersom den fotograferades mycket vid den tiden. Det var 5, 687 fot (1, 733,4 meter) lång och 225,9 meter bred (741 fot), enligt artikeln Monthly Weather Review.