Infrageluidsgolven oscilleren op frequenties die mensen niet kunnen horen, maar ze zijn buitengewoon nuttig voor het bewaken van nucleaire ontploffingen, omdat infrageluid zo langzaam in onze atmosfeer vervalt dat het meerdere keren rond de aarde kan wikkelen. In de late jaren 1990 en vroege jaren 2000, onderzoekers ontdekten dat tornado's en andere geofysische gebeurtenissen ook geluid produceren binnen het "bijna-infrageluid" bereik van 0,5 tot 20 Hz.

Tornado-producerende stormen kunnen meer dan een uur voor "tornadogenese, " of tornado-vorming. Dit inspireerde een groep onderzoekers om een ​​lange-afstands-, passieve manier van luisteren naar stormen.

Tijdens de 175e bijeenkomst van de Acoustical Society of America, wordt gehouden van 7-11 mei, 2018, in Minneapolis, Minnesota, Brian Elbing, assistent-professor mechanische en ruimtevaarttechniek aan de Oklahoma State University, zal het werk van zijn groep presenteren. Elbing en zijn team hebben infrageluidmetingen van tornado's verzameld om informatie in golven over de vormingsprocessen en levenscyclus te decoderen voordat mogelijk verwoestende stormen toesloegen.

"Door tornado's op honderden kilometers afstand in de gaten te houden, we in staat zullen zijn om het aantal valse alarmen te verlagen en mogelijk zelfs de waarschuwingstijden te verhogen, "Zei Elbing. "Het betekent ook dat stormjagers niet zo dichtbij hoeven te komen."

Om naar infrageluid in de atmosfeer te luisteren, de onderzoekers gebruiken drie infrageluidmicrofoons aan de Oklahoma State University die in een driehoek zijn gerangschikt, elk op een onderlinge afstand van ongeveer 200 voet.

Twee belangrijke verschillen onderscheiden deze microfoons van het soort dat we gewend zijn te zien. "Eerst, deze zijn groter voor een grotere gevoeligheid voor lagere frequenties, ' zei Elbing. 'Ten tweede, we moeten van windgeruis af. ... We verzegelen de microfoon in een container met vier openingen. Aan elk van deze openingen is een soaker-slang - net zoals die in tuinen wordt gebruikt - bevestigd en in tegengestelde richtingen uitgerekt."

Elbing en zijn team analyseren vervolgens het tornado-infrageluid uit het windgeruis. "Windgeluid is onsamenhangend, dus als je het gemiddelde over een grote ruimte neemt, komt het op nul, "zei hij. "Omgekeerd, tornado-infrageluid is coherent - wat betekent dat golven op elkaar lijken - over grote afstanden, dus de drukgolven tellen bij elkaar op en bevatten informatie."

Het bepalen van het vloeistofmechanisme dat verantwoordelijk is voor het infrageluid van tornado's kan een revolutie teweegbrengen in de manier waarop meteorologen monitoren en voorspellen, wat uiteindelijk levens kan redden. "Dit geldt vooral voor Dixie Alley, die niet bekend staat om de grootste tornado's maar vaak de meeste dodelijke slachtoffers heeft, "Zei Elbing. "Complex terrein, onregelmatige wegpatronen, en nachtelijke tornado's voorkomen dat stormjagers deze tornado's observeren, zo ver, passieve monitoring voor tornado's zal onschatbare informatie opleveren over hun vormingsprocessen en levenscyclus."

"Aangezien infrageluid een onafhankelijke gegevensbron is, het combineren met bestaande methoden zou valse alarmen moeten helpen verminderen, "zei Elbing. "Vandaag, 75% van de tornado-waarschuwingen zijn vals alarm en worden meestal genegeerd."

Nutsvoorzieningen, mogelijk lange doorlooptijden - tot wel een uur - door infrageluid zouden onderzoekers de tijd kunnen geven om drones naar specifieke locaties te sturen om kritieke gegevens te verzamelen voordat zich een tornado vormt. "Dit zou een revolutie teweegbrengen in ons begrip van de fysieke processen die tornado's produceren, Elbing zei. "Ons huidige onderzoek wordt ondersteund als onderdeel van een multi-universitaire samenwerking van de National Science Foundation onder leiding van Oklahoma State University (http://www.cloud-map.org), met als doel het ontwikkelen en implementeren van drones met sensoren voor atmosferische monitoring."