Vremenske nepogode: Zvuk nečujan ljudskom uhu nagoveštava dolazak tornada

Naučnici sada osluškuju tornado kako bi razvili nove sisteme ranog upozoravanja, u nadi da će smanjiti broj lažnih uzbuna.

Počinje šuštanjem lišća, zloslutnom škripom šarki vrata i pucketanjem obližnjeg drveća.

Zatim sledi zaglušujuća buka, nalik tutnjavi teretnog voza koji se približava, zastrašujuće cviljenje eksera dok ih vetar čupa iz drvenih dasaka, i nepredvidivi udarci letećih krhotina.

• Kad vidite tornado u Srbiji - ljudi, bežite
• Kolika je šteta od superćelijskih oluja u Srbiji i ko će da je plati
• Možemo li da "pripitomimo“ gromove laserom

To su zvukovi koje često opisuju ljudi koji su preživeli tornado kada se prisećaju bega od ovih oluja.

Međutim, postoji još jedan zvuk koji prati tornada, a koji ljudsko uho ne može da čuje.

Toliko je niske frekvencije da je izvan ljudskog opsega, ali bi mogao da posluži naučnicima da izdaju tačnija upozorenja na ove razorne oluje.

Praćene vetrovima, koji mogu da dostignu brzinu do 483 kilometra na čas, oluje koje izazivaju tornado stvaraju zvučne talase niske frekvencije, ili infrazvukove koji mogu da putuju stotinama kilometara ispred oluje.

Osluškivanje ovih emitovanih infrazvukova možda neće moći da spreči tornada da sravne gradove sa zemljom ili da razbacuju automobile kao igračke, ali bi moglo da spase ljudske živote.

Klimava predviđanja

U godini sa prosečnim brojem tornada, oko 1.200 ovih razornih oluja pogodi Sjedinjene Države (SAD).

Većina njih zahvati Velike ravnice, kontinuirano ravničarsko područje u središnjim delovima Amerike.

Tornada načine godišnje štete koje se mere milionima, a u pojedinim godinama i milijardama američkih dolara, i od 1951. godine, odnesu u proseku 87 života godišnje (mada se broj žrtava veoma razlikuje od godine do godine).

Prema podacima Nacionalne uprave za okeane i atmosferu (NOAA), 76 ljudi je poginulo u oko 1.400 tornada u SAD-u ove godini.

Najmanje 26 ljudi je poginulo u saveznoj državi Misisipiju kada je tornado, koji je trajao neobično dugo, razrušio više od 2.000 domova u dužini od 94 kilometra.

U nekoliko snažnih tornada koji su pogodili saveznu državu Tenesi u decembru, poginule su dve osobe, majka i njen dvogodišnji sin.

Tornada je strašno teško predvideti, jer naučnici i dalje ne znaju uzrok njihove pojave.

Čak i kada se tornado stvori, nasilno rotirajući stub vazduha ponaša se nepredvidivo.

Meteorolozi se decenijama trude da ustanove koje oluje izazivaju tornada, a koje ne.

Pogledajte video: Posledice superćelijske oluje u Srbiji

Kris Novotarski, vanredni profesor na katedri za atmosferske nauke na Univerzitetu A&M u saveznoj državi Teksasu, kaže da stručnjaci mogu "prilično dobro" za šire područje da predvide nekoliko dana unapred.

Međutim, vremenske prilike koje mogu da izazovu tornada teže je predvideti, kao i vreme i mesto gde će se tornada stvoriti.

"U okruženju može da postoji nekoliko oluja koje izgledaju kao da imaju moć da proizvedu tornado, ali samo jedna ili dve će ga zapravo i izazvati", kaže Novotarski.

Najrazornija tornada se razvijaju iz "superćelija".

Ove nasilne oluje sa grmljavinom nastaju iz rotirajućeg stuba vazduha koji je poznat kao mezociklon, a koji stvara visoke oblake u obliku nakovnja i donosi loše vremenske uslove, među kojima su jaka kiša, snažni vetrovi i krupan grad.

Kada su uslovi povoljni, silazne struje unutar superćelijske oluje koncentrišu rotirajući stub vazduh u niže slojeve atmosfere.

Konačno, vrtložni vazduh pravi uski stub koji kada stigne do tla postaje tornado.

Iako postoje mnoge teorije o mogućem uzroku, kao što su temperaturne razlike u vazduhu na spoljašnjoj ivici oluje, ne zna se tačno koje vremenske prilike dovode do nastanka tornada.

Vetar je takođe nevidljiv ljudskom oku.

Opaža se tek pojavom vodene pare koja se kondenzuje u oblak u obliku levka unutar vrtloga tornada, gde je vazdušni pritisak niži.

Vetar takođe postaje vidljiv pojavom prašine i krhotina.

Niz mikrofona za otkrivanje infrazvukova može da uhvati buku koju proizvode tornada na udaljenosti od više od 100 kilometara.

Doplerski meteorolški radar bi mogao da posluži za uočavanje mezociklona dok se obrazuju, jer voda koju nose ove oluje reflektuje radarski signal.

Međutim, ova tehnike bi meteorolozima omogućila da samo ponekad uoče stvarna tornada.

To bi takođe značilo da bi upozorenja na tornada zasnovana na ovoj metodi često mogla biti lažna, jer superćelijska oluja koju je moguće otkriti radarom nikada ne izaziva tornado.

Da bi se sa sigurnošću reklo da se tornado stvorio, često je potrebna potvrda očevidaca sa lica mesta.

"Mnoge oluje koje izgledaju kao da su 'spremne' da izazovu tornado zapravo to nikada ne učine", objašnjava Novotarski.

"Lažne uzbune stvaraju probleme, jer upozorenja na tornada mogu da poremete posebne događaje, izvršenje posla i svakodnevni život.

"Lažne uzbune ne stvaraju toliku pometnju kao tornado, ali ako su prečeste mogu da postanu zamorne, pa ljudi mogu neozbiljno da shvate sledeće upozorenje i stvarni tornado dočekaju nespremni".

Takođe, iz preteranog opreza prognostičari znaju da izdaju nepotrebna upozorenja, što je razumljivo, jer posledice neodlaska u skloništa mogu da budu smrtonosne.

Ali lažne uzbune zamaraju ljude i mogu biti posebno problematične u situacijama u kojima preti više opasnosti kada se tornada javljaju unutar uragana koji se približavaju obali ili uporedo sa bujičnim poplavama, objašnjava Novotarski.

Zato su prognostičari počeli da traže druge načine predviđanja pojave tornada.

Zastrašujuće razorna moć tornada je onoliko iznenadna koliko je i nasilna.

Getty Images

Osluškivanje tornada

Još od 1970-ih, naučnici osluškuju tornada i pokušavaju da otkriju da li stvaraju jedinstven zvuk.

Eksperimentalni dokazi pokazuju da se niskofrekventni infrazvuk, frekvencija u opsegu od 1-10 herca, proizvodi dok se tornado stvara i tokom njegovog životnog veka.

Podaci koji su prikupljeni u vezi sa tornadom koji je pogodio okolinu grada Lejkina u saveznoj američkoj državi Kanzasu u maju 2020. godine, pokazali su da je tornado proizveo jasan, povišen signal između 10 Hz i 15 Hz.

U nekim slučajevima se pokazalo da nizovi mikrofona za otkrivanje infrazvukova mogu da uhvate buku koju proizvode tornada na udaljenosti od više od 100 kilometara.

Pokazali su i da se infrazvuk javlja pre početka tornadogeneze (postupak stvaranja tornada).

Istraživači se nadaju da će prisluškivanje ovih zvukova omogućiti ne samo da se čuje tornado koji se približava, nego možda i da se njegov dolazak predvidi čak do dva sata pre nego što se obrazuje.

Od 2020. godine, tim sa Državnog univerziteta Oklahome ispituje mogućnosti upotrebe infrazvukova za predviđanja pomoću opreme koja se ugrađuje u vozila koja love tornada.

Njihova prenosiva oprema za prikupljanje lokalnih podataka o infrazvukovima zove se Glinda.

Njeno ime podseća na izmišnjeni lik iz serijala Čarobnjaka iz Oza, koji je poznat i kao Dobra veštica Severa.

Nadaju se da će ova oprema pomoći lovcima na oluje da bolje prate razvoj tornada u realnom vremenu.

No, ova oprema mora da bude postavljena na pravo mesto i u pravo vreme.

Sa druge strane, neki naučnici rade na razvoju sistemima koji bi mogli neprestano da prate tornada.

Grupa koju predvodi Rodžer Veksler, glavni naučnik Nacionalnog centra za fizičku akustiku (NCPA) sa sedištem na Univerzitetu u Misisipiju, planira da u južnom delu ove savezne američke države postavi četiri stalne mreže visokotehnoloških senzora za osluškivanje infrazvučnih signala.

Nadaju se da će ovaj sistem omogućiti stalno praćenje i otkrivanje tornada.

"Nije neosnovano očekivati da lokalizujemo tornado na prostoru veličine pola fudbalskog igrališta" - Rodžer Veksler

"Na osnovu analize podataka koji su godinama prikuljani tokom sezona tornada, skoro da je sigurno da infrazvučni senzori mogu da otkriju i da na velikoj udaljenosti prate infrazvučni signal koji emitiju tornada", kaže Veksler.

"Zbog toga verujemo da je moguće odrediti putanju tornada istovremenim otkrivanjem infrazvukova na više nizova senzora".

• Zašto su sve češće gradonosne oluje sa većim komadima leda
• Vulkan Tonga Hunga: Ogroman vulkanski oblak i najintenzivnija munja ikada viđena
• Spektakularni snimci grmljavine koji bi mogli da promene meteorologiju

Nizovi koje postavljaju on i njegov tim trebalo bi da rade tokom najmanje tri sezone tornada, i naučnici se nadaju da će im oni pomoći da analiziraju infrazvučne podatke u realnom vremenu.

Da bi prikupili dokaze koji potkrepljuju njihovu teoriju o infrazvuku, članovi Vekslerog tima su koristili senzore koji su prvobitno bili napravljeni za otkrivanje tajnih testiranja nuklearnog oružja.

"Smatraju se najsavremenijim senzorima za otkrivanje signala koje emituju izuzetno velike eksplozije", kaže on.

Posle nekoliko tornada koji su pogodili Oklahomu 2011. godine, Vekslerov tim je analizirao prikupljene podatke i uspeo je da duž 161 kilometra isprati tornado u oluji klasifikovane jačine EF-4.

"U ovom slučaju, tornado se dovoljno približio da je njegov signal bio veoma glasan", objašnjava on.

U početku lova na tornada postavljali su senzore blizu oluje, onoliko koliko je bilo moguće.

Priznaje da je to bila "užasna ideja" i zato je njegov tim razvio fiksne nizove senzora za uočavanje tornada.

Istraživači su 2020. godine koristili njihovu mrežu senzora u severnom delu savezne američke države Alabame za otkrivanje skoro svakog tornada koji je protutnjao ovim područjem.

Jedan od problema sistema ranog upozorenja zasnovanog na infrazvukovima može da bude njegova sposobnost da razlikuje signale tornada od opšte buke koju stvara oluja.

Ali, istraživači kažu da mogu da uoče jasan signal.

"Čak imamo slučaj kada se priroda signala promenila, ali smo mogli da vidimo da je to tornado", ističe Veksler.

"Bilo bi korisno kada bismo mogli da razlikujemo kada je neki tornadoblizu površine zemlje, a kada u vazduhu".

Još ima pitanja bez odgovora.

Buka vetra može da ometa merenja izvora infrazvukova i postoji nedoumica da li se prema infrazvukovima mogu pouzdano razlikovati vrste oluja.

"Nedavna studija pokazuje da oluje koje izazivaju i one koje ne izazivaju tornada mogu da emituju veoma slične infrazvučne signale, što ograničava mogućnost otkrivanja tornada koji se približava na osnovu infrazvukova", naglašava Novotarski.

Getty Images

Veksler kaže da je lako razlikovati neke izvore infrazvukova u olujama, kao što je recimo grmljavina.

"Kako grmljavina ima drugačije spektralne karakteristike [kao što su razmak između pulsnih otkucaja, amplituda i talasna dužina], lako je zaključiti da nije u pitanju tornado", objašnjava on.

Ali priznaje da je teško uočiti razlike između tornada i superćelija koje ne izazivaju tornada.

Jedan od razloga je i zato što neke superćelije koje proizvode tornada očevici ne opažaju na način koji bi potvrdio takve infrazvučne signale.

"Potrebno nam je više podataka", naglašava Veksler.

Izdavanje pouzdanih upozorenja

Veksler i njegov tim se nadaju da će njihova ispitivanja, koja sprovode već deceniju, doprineti razvoju delotvornog sistema ranog upozorenja na tornada, posebno ako se njihovi nalazi udruže sa drugim sredstvima, kao što je dopler radar.

"Nije neosnovano očekivati da lokalizujemo tornado na prostoru veličine pola fudbalskog igrališta", dodaje Veksler.

"Zamišljam da na aplikaciji vidim mapu koja pokazuje tačku kojoj se tornado približava, na primer aveniji South Lamar (u Ostinu, glavnom gradu države Teksasa)".

Pouzdanost izdatih upozorenja na tornado se poboljšala u poslednjih nekoliko decenija: od 2003. do 2017. godine, rana upozorenja izdata su za 87 odsto smrtonosnih tornada, ali ljudi i dalje imaju na raspolaganju u proseku svega 10 do 15 minuta da pronađu sklonište.

Studija koja je zasnovana na ispitivanju 23 ljudi koji su preživeli dva smrtonosna tornada pokazuje je da su tokom nepogode oni pokušavali da procene opasnosti od tornada i da su u skladu sa njima reagovali, ali i da neki nisu mogli lako da pronađu skloništa.

Stručnjaci veruju da se upozorenja na tornada previše često zanemaruju usled "zamora" koje je posledica velikog broja lažnih uzbuna i višesatnih televizijskih izveštaja o olujama.

Prema nalazima jedne studije, 37 odsto ljudi koji su preživeli tornado nisu preduzeli mere predostrožnosti tokom upozorenja na tornado.

Veksler se nada da će pouzdaniji sistem ranog upozorenja promeniti način na koji ljudi reaguju na obaveštenja da se oluja približava.

"Ako se zna gde udara tornado, umesto da tražite zaklon u kadi ili podrumu, možda je bolje da sednete u automobil i vozite u suprotnom pravcu od nepogode.

"Cilj je sačuvati ljudske živote".

Pratite nas na Fejsbuku, Tviteru, Instagramu, Jutjubu i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk

Izvor: BBC News na srpskom