Met de winter in volle kracht, buitentemperaturen kelderen. Maar binnen een intense tornado, het is altijd fris, ongeacht de tijd van het jaar. Een nieuwe studie van Concordia bewijst waarom dat het geval is.

In een artikel dat binnenkort verschijnt in de Journal of Aircraft van het American Institute of Aeronautics and Astronautics , professor werktuigbouwkunde Georgios Vatistas onderzoekt het geval van een gewelddadige tornado die in 1955 neerkwam in Scottsbluff, Nebraska.

Tijdens het onweer, drie omroepen van de mobiele unit van een lokaal radiostation rapporteerden live ter plaatse en moesten schuilen in de kelder van een stenen gebouw. Daar, terwijl de trechter van de tornado over je hoofd ging, ze meldden vreemde klimaatveranderingen. De temperatuur daalde van een midzomergemiddelde, tot koud, totdat de omroepen het echt koud hadden. Ze vonden het ook moeilijk om te ademen.

Al 61 jaar, de oorzaak van deze verschijnselen bleef onverklaard. Enter Vatistas - een vooraanstaand expert op dit gebied - die in staat was een analytische benadering te formuleren waarmee hij een nieuw wiskundig model van een turbulente samendrukbare vortex kon construeren.

Om dit te doen, hij breidde zijn eerdere theoretische ontwikkelingen over wervels uit om de effecten van turbulentie en dichtheidsvariatie op te nemen.

"Met behulp van deze nieuwe geavanceerde aanpak, konden we voor het eerst de oorzaak van de temperatuurdaling in wervels identificeren, " zegt Vatistas, die het onderzoek uitvoerde met recente Concordia-masterstudenten Badwal Gurpreet Singh (MASc 14) en Rahul Rampal (MASc 14).

"Terwijl luchtbellen van de buitenomtrek van de vortex naar het centrum gaan, de zakken breiden uit, waardoor de temperatuur en de dichtheid naar beneden."

In het geval van Scottsbluff, Vatistas en zijn team ontdekten dat de temperatuur in de tornado zou zijn gedaald van een aangenaam warme achtergrondtemperatuur van 27 ° C tot een kille 12 ° C. En in het midden van de tornado, de onderzoekers schatten dat de luchtdichtheid 20 procent lager zou zijn geweest dan op grote hoogte.

"Dat is wat bekend staat als de 'death zone, ' om 8 uur, 000 meter hoogte, waarboven bergbeklimmers niet mogen klimmen zonder ademhalingsapparatuur, ’, legt Vatistas uit.

Daarom meldden de verslaggevers in Scottsbluff dat ze zich geen zuurstof voelden. Gelukkig, de tornado ging snel voorbij, en ze vermeden verstikking.

"Ik hoop dat deze belangrijke bevinding onderzoekers zal helpen de vele mysterieuze manifestaties die verband houden met gewelddadige atmosferische wervelingen zoals tornado's en waterhozen beter te begrijpen."

De studie zal ingenieurs ook helpen de werking van koelwervelbuizen te verbeteren, die vaak worden gebruikt bij het koelen van snijgereedschappen tijdens bewerking, diverse elektronische componenten, hete smelt, gasmonsters en heatseals.