Den tidigaste inspelade tornado i historien beskrevs av irländska bybor som ett "eldtorn". Se fler stormbilder. Richard Olsenius/National Geographic/Getty Images Att vara ett naturfenomen, tornados har sannolikt drabbat mänskligheten så länge vi har bott på planeten. Men det var inte förrän på 1000 -talet som den tidigaste berättelsen om en tornado registrerades. Den 30 april, 1054, en twister slog byn Rosdalla, Irland [källa:TORRO]. Denna twister beskrevs senare av en observatör som ett "eldstorn" på himlen [källa:Hare och Hamlin]. Skräpfältet runt detta "torn" såg ut för byborna som en flock fåglar, med en särskilt jätte mörk fågel - troligen ett distinkt trattmoln. Man kan föreställa sig byborns överraskning när denna jättefågel ryckte upp ett ek och drog bort det i sina klatter. [Källa:Joyce].
Storm Image Gallery
Över tid, forskare tog bördan att förstå tornados från bybornas rygg och till sina egna. Vi vet mer om tornado än tidigare; vi vet nu att de inte är eldtorn, till exempel. Men vetenskapen har fortfarande många frågor om hur och varför tornado uppstår. Tornadon är kända för att bildas från superceller - åskväder som har mesocykloner (roterande uppdateringar). Det är dessa uppgraderingar som kan föda tornados. Exakt hur detta händer, och varför bara vissa superceller producerar tornado är fortfarande ett mysterium.
Denna mindre än fulla förståelse beror inte på bristande försök. Problemet är, att verkligen förstå en tornado, du måste se inuti det. Endast två personer är kända för att ha bevittnat insidan av en tornado och levt för att berätta om det. Varken, tyvärr, ägde någon mätutrustning.
Att sätta en person laddad med väderkännande instrument på en tornados väg är oetiskt, även om det ger resultat:Människor är ömtåliga. Femtiofem gallon trummor, å andra sidan, är mycket starkare. Det var just denna typ av resonemang som födde TILL TILL , de Totable Tornado Observatory .
I den här artikeln, du får reda på hur TOTO fungerade, varför det inte fungerade i slutändan och en del av den teknik det gav upphov till. Ta reda på nästa sida om TOTOs skapande.
Innehåll
Ett foto av TOTO på en idyllisk dag utan moln i sikte. NOAA/OAR/ERL/National Severe Storms Laboratory USA har nästan exklusiva geografiska rättigheter till tornadisk aktivitet. Ett ovanligt väderfenomen som kallas a torr linje finns längsgående öster om Rocky Mountains genom Central Plains. Det står för den ökända Tornado Alley som sträcker sig från Texas till North Dakota och skjuter iväg österut mot Ohio. Denna torrlinje separerar torr luft från fuktig luft, och när de två lufttyperna blandas, åskväder bildas längs denna gräns. Dessa stormar kan ge upphov till det otroligt många tornado som USA upplever varje år, mycket mer än någon annan region i världen ser. Japan, till exempel, upplever i genomsnitt 20,5 tornados varje år, medan Indien får 0,5 årligen [källa:Weather Doctor]. Centraleuropa ser cirka 10 per år, och Kanada är värd för i genomsnitt 80 twisters årligen [källa:Max Planck Institute, CBC]. Förenta staterna, däremot, träffas med cirka 1, 200 tornados varje år [källa:Washington Post].
Beväpnad med denna data, det borde inte vara någon överraskning att amerikanska meteorologer kom på idén om en vädermätare som kan placeras i en tornados väg. 1979, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) forskare Dr. Alan Bedard och Carl Ramzy konstruerade TOtable Tornado Observatory (som paret kallade TOTO efter Dorothys hund i "The Wizard of Oz"). Två år senare, det skulle vara den första konstgjorda väderavkänningsapparaten som avsiktligt placerades i vägen för en mötande tornado.
TOTO var en ganska primitiv utrustning enligt dagens standard. Bedard och Ramzy använde en 55-gallons metalltrumma som skalet som rymde den känsliga väderutrustningen tätad inuti. Denna utrustning bestod av en vindmätare (en enhet som mäter vindhastigheten med en serie med armar eller koppar uppe på en stolpe), termometer, atmosfärstrycksmätare och daggpunktssensor [källa:NOAA]. Uppgifterna som samlats in från alla dessa instrument spelades in, som kunde hämtas och analyseras senare [källa:Tornado Project].
Meteorologerna sammanställde data från klimatförhållandena som finns runt och inuti tornadon i datormodeller. Dessa modeller skulle i sin tur kunna användas för att analysera supercell åskväder när de utvecklades för att avgöra om de förutsättningar som behövs för att producera tornadisk aktivitet var närvarande. Informationen från TOTO kan hjälpa meteorologer att bättre förstå tornado, gör det möjligt för dem att utfärda tidiga varningar till allmänheten och förhoppningsvis rädda liv.
Allt sagt, TOTO vägde 400 pund (181 k) [källa:PBS]. Ett sådant skrymmande paket krävde en skräddarsydd pickup för att transportera den. När den färdades ut till en webbplats, TOTO kunde rullas nerför en ramp och hissas upprätt på plats på cirka 30 sekunder. Eftersom TOTO föregick global positioneringssatellit (GPS) navigering, hanterarna var tvungna att använda en kompass för att orientera markeringar på pipan mot riktiga norr för att fungera som en grundlinje för mätningar. Efter det, TOTO var redo för handling. Allt som behövdes var en tornado att mäta.
TOTO fick sin chans vid ett par tillfällen. Men det som fungerar i teorin fungerar inte alltid i praktiken. Ta reda på varför TOTO inte fungerade i fältet på nästa sida.
Faran med att ställa människor framför tornado (som den här i Dimmit, Texas, 1992) för att distribuera TOTO är en anledning till att enheten så småningom gick i pension. Harald Richter/AFP/Getty Images I dag, människor som jagar och studerar stormar professionellt eller för skojs skull använder Internet och bärbara datorer för att spåra dem. Innan on-demand kom, information i realtid, stormjakt var mycket mer ett gissningsspel. Alla som ville sätta, säga, en 55-gallons trumma fylld med mycket känslig meteorologisk utrustning i vägen för en tornado tvingades använda minuter gammal information som sändes av väderstationer och lokala medier i radion. En stormjaktare var också tvungen att använda lite intuition och hans eller hennes erfarenhet av att se stormar på egen hand för att förutsäga vilken stormcell som kan producera en tornado och vilken kanske inte.
Detta var ett av två huvudproblem i TOTO som blev uppenbara inom området. Att sätta TOTO direkt i vägen för en mötande tornado krävde en astronomisk mängd tur; sannolikheten för perfekt placering var avgjort låg. Det andra problemet TOTO presenterade var faran det utgjorde. Att lossa och installera TOTO kan ha tagit bara 30 sekunder, men det kan vara lång tid när en twister håller på dig - det är 30 sekunder mindre som forskarna fick fly. Och trots TOTO:s 400 pund (181 k), en tornado kan tänkas ta med enheten en tur, förvandla TOTO från ett godartat vetenskapligt verktyg till ett dödande fat. (Större saker har sopats av twisters. I maj 1949 i Oklahoma, 13 nötkreatur fördes bort av en tornado [källa:Tornado Project].)
Alla dessa problem var teoretiska tills TOTO togs i bruk över Central Plains våren 1981. Då bekräftades farhågorna. TOTO:s ingenjörer, Bedard och Ramzy, överlämnade deras skapelse till Dr Howard Bluestein, professor i meteorologi vid University of Oklahoma. Från april till juni varje år från 1981 till 1983, Bluestein och några av hans elever jagade stormar och placerade TOTO där de trodde att en tornado var sannolikt att passera [källa:PBS].
Bluestein bekräftade både faran och osannolikheten för TOTO:s framgång. Han placerade den aldrig framgångsrikt på en plats tillräckligt nära för att samla in data från en tornado. Och han såg på egen hand hur farligt TOTO kan vara. Under en stormjakt 1982, Bluestein och hans team hade en nära borste med en tornado som de försökte komma framför för att placera enheten i dess väg [källa:PBS]. Efter 1983, han överlämnade TOTO till National Severe Storm Laboratory, ett forskningslaboratorium anslutet till National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). NSSL var den enda gruppen som någonsin framgångsrikt placerade TOTO i vägen för en mötande twister.
Den 29 april, 1985, NSSL -forskarna Steve Smith och Lou Wicker valde rätt plats att placera TOTO, utanför Ardmore, Ark. En svag tornado borstade förbi enheten, avslöjar ytterligare en defekt i TOTOs koncept och design:Den hade en hög tyngdpunkt. När tornado passerade, TOTO knackades på sidan, skadar instrumenten. Efter sin närmaste borste med att uppfylla sitt ursprungliga syfte, TOTO distribuerades utan framgång i ytterligare två år.
TOTO gick i pension 1987. Den visas i lobbyn på National Weather Service i Norman, Okla., hälsar besökare [källa:NOAA]. Men TOTO lämnade ett otillfredsställt behov av att samla värdefull data om tornado genom att ta dem direkt. I det avseendet, TOTO lämnade ett arv. Läs nästa sida för att lära dig mer om TOTO:s ättlingar.
En Doppler on Wheels -lastbil (DOW) söker i Okalahoma -himlen efter tornadisk aktivitet. DOW kan spåra sin härkomst tillbaka till TOTO. Jim Reed/Getty Images Ungefär vid den tidpunkt då TOTO:s distribution avvecklades, andra tekniker som byggde på TOTOs koncept höll på att förbereda sig. Den första tekniken som tog över den farliga plikten att placeras i vägen för en mötande twister var sköldpadda . Dessa små, runda enheter ser ut som navkapslar och skickades först in på fältet 1986 [källa:Tornado Project]. Instrumenter som liknar den som installerades i TOTO stoppades inuti sköldpaddor för att registrera atmosfärstryck, luftfuktighet och temperatur. Vad mer, sköldpaddan gjorde hoppet till digitalt, så att mindre instrument kan producera mer exakta avläsningar.
Eftersom sköldpaddorna är små, de kan distribueras i ett område, öka chansen att en kan bli förbi av en twister. I maj 1988, en sköldpadda drabbades av en tornado i Oklahoma, men när forskarna hämtade det, enheten hade manipulerats, uppenbarligen av en nyfiken människa [källa:Tornado Project].
Andra enheter följde också i TOTO:s fotspår. Dillocams och UNS (Observation Zero) var båda utformade för att placeras i vägen för en tornado. Båda är utrustade med videokameror för att fånga synliga data om förhållandena inom en twister. Sniglar , liknande utseende som sköldpaddor, är utrustade med seismiska sensorer för att avgöra om tornados ger vibrationer som kan kännas i marken när de passerar. Forskare hoppades att ett system för tidig varning kan produceras med hjälp av seismiska sensorer som redan används för att upptäcka jordbävningar, ett system som fortfarande är under utveckling [källa:MSFC].
Alla dessa enheter, som TOTO, har ett misslyckande, dock. Var och en är en one-shot deal. Den optimala tornado -mätutrustningen skulle vara ett äktenskap mellan TOTO:s bärbarhet och väderbyråns sofistikerade instrument.
Med tillkomsten av Doppler -radar, detta blev möjligt. Dopplerradar använder radiovågor för att bestämma densiteten, riktning och nederbörd av en storm. En storm som rör sig mot radarn skickar tillbaka högfrekventa radiovågor till antennerna som kommer från och accepterar vågor. En storm som rör sig bort från en antenn återvänder med lägre frekvens [källa:USA Today]. Dopplerradar kan hämta så stora mängder information om en storm att dessa data kan återges till en 3D-representation av den. Meteorologer kan nu titta in i en storm för att undersöka dess egenskaper, som om det producerar hagel eller har en mesocyklon.
De Doppler på hjul (DOW) -projekt från Center for Severe Weather Research and Electra Doppler Radar (ELDORA) -projekt från National Center for Atmospheric Research var de första som tog Doppler på språng. DOW är en dopplerantenn monterad på baksidan av lastbilar, och ELDORA är ett propanplan utrustat med en antenn. Båda användes i VORTEX -projektet, utan tvekan det första mobila tornado -projektet som producerade betydande data. I juni 1995, VORTEX spårade stormar i Texas med flyg och lastbil, sammanställa data från ovan och runt stormen och ge meteorologer ny rå information som ska användas för att förutsäga när och var tornado kommer att inträffa [källa:UCAR].
Även om TOTO kanske aldrig har tagit en enda noggrann mätning av en tornado, den unika enheten hjälpte till att bana väg för en grundlig förståelse av tornado, de eldtornen på himlen.
För mer information om tornados och andra relaterade ämnen, besök nästa sida.
Josh Clark, Personalförfattare HowStuffWorks 2009 Jag kommer inte ihåg hur jag fick uppdraget att skriva om Totable Tornado Observatory. Jag minns att det sjönk in väldigt snabbt, efter bara lite förundersökningar, att jag hade sett något liknande en ode till det i filmen "Twister". Jag tyckte att det var en intressant hyllning och gav filmen lite mer tyngd. I ganska kort ordning, fastän, Jag blev mer intresserad av den verkliga historien om TOTO.
Slumpen, kök-diskbänk-inklusive design av TOTO som dessa högutbildade meteorologer var tvungna att komma med själva var nästan komisk. Det här kan använda en manometer, Jag kunde tänka mig att en meteorolog sa. "Väl, lägg en där, "Jag kunde höra en annan svara. Och namnet, själv en hyllning till "Trollkarlen från Oz, "upplyste verkligen den suddiga gränsen mellan hobbyist och forskare bland stormjagtsamhället, som jag kom att respektera.
Och jag kommer också ihåg att jag insåg att TOTO:s skapare någon gång kommit fram till:Hur ska de få observatoriet exakt i vägen för en tornado? Den här visade sig vara riktigt intressant och rolig att skriva.
Källor
