Storleken på en utbuktning på toppen av ett åskväders städformade moln kan tillåta forskare att förutsäga styrkan hos tornados som leker från sådana stormar, enligt en ny studie i AGU:s tidskrift Geofysiska forskningsbrev .

Tornado, särskilt de med hårda vindar, utgöra ett allvarligt hot mot egendom och liv för människor i deras väg. Ändå har forskare få verktyg till sitt förfogande för att exakt förutsäga hur kraftfull en tornado som bildar sig kan vara. Istället, meteorologer litar på sin egen expertis för att förutse en twisters styrka.

"De tittar på radarn och tänker" rotationen i stormen ser stark ut, så det kommer förmodligen att producera en stark tornado, "" sa Geoffrey Marion, en atmosfärsforskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign och huvudförfattare till den nya studien. "Vad vi hittade är att det inte alltid är fallet. Det kan ge dig en falsk känsla för vad styrkan hos tornadon kan vara."

Den vertikala tillväxten av ett åskväder stannar vid en nivå i jordens atmosfär där troposfären möter stratosfären. Här, molnen breder ut sig och skapar stormmolns karaktäristiska städform. För kraftiga åskväder, snabbt stigande luft i stormen, kallad updraft, kan korsa denna gräns och etablera en överskjutande topp – en kupolliknande struktur ovanpå städet, som ibland kan se ut som en glassstrut.

Tornado bildas vanligtvis under uppgången och stormens överskjutande topp. Tidigare arbete visade att större uppströmmar tenderade att skapa större överskjutande toppar. De nya rönen tyder på att satellitbilder kanske skulle kunna peka ut vilka stormar som hade störst uppströmning och, följaktligen, som skulle kunna producera de starkaste tornadon.

Från topp till tornado

I den nya studien, Marion och hans kollegor ville koppla intensiteten av tornados som bildas i botten av stormen till händelser som pågår på molnets topp. Genom att utnyttja data från högupplösta satelliter, forskarna analyserade tornadoproducerande stormar från 2017 till 2019 som träffade en remsa av centrala USA från Wisconsin till Louisiana. De skannade bilder efter stormens kallaste moln – de som är högst upp i atmosfären – och jämförde storleken på den överskjutande toppen med tornados svårighetsgrad.

Teamet fann ju större topparean var på stormens överskjutande topp, desto starkare tenderade dess tornados att vara. Twister med vindar som piskar i mer än 219 kilometer i timmen (136 miles per timme, eller en EF3 på Enhanced Fujita-skalan) var mer benägna att ha överskjutande toppar med områden större än 90 kvadratkilometer (34,7 kvadrat miles), ett område nästan lika stort som Disney World. Vindar med denna hastighet är starka nog att lyfta bilar från marken och skala tak från hem.

En storms överskjutande topp tenderade att nå sin toppstorlek samtidigt som en tornado började bildas eller växa i styrka. Även om studien inte testade hur tekniken kunde tillämpas i varningssystem, tidpunkten kan ge meteorologer ett flyktigt fönster för att varna människor i dess väg.

Marion noterade att informationen skulle vara potentiellt livräddande, men experter bör vara medvetna om hur människor kan reagera på sådana meddelanden – särskilt för svagare tornados.

"Att berätta för någon att en svag tornado kommer mot en stark tornado kommer förmodligen att framkalla ett annat svar, " han sa.

Att förlita sig på den överskjutande toppen för att förutsäga tornados intensitet, dock, kräver att stormen har en – och det har inte alla. Pågående arbete syftar till att använda satellitbilder tillsammans med data från radar, som kan hjälpa forskare att se flera delar av stormen och utveckla ett djupgående verktyg för att koppla andra åskvädersfunktioner till tornados intensitet, sa Marion.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.