Weersvoorspellers kijken misschien op de verkeerde plaats wanneer ze tornado-waarschuwingen afgeven, nieuw onderzoek onder leiding van de Ohio University heeft aangetoond.

historisch, er zijn een groot aantal tegenstrijdige theorieën over hoe tornado's ontstaan, maar de meest algemeen aanvaarde was dat ze van boven naar beneden worden gevormd, gebaseerd op werk van de jaren zeventig tot en met de jaren negentig. Voor de eerste keer, nieuw observationeel bewijs toont aan dat ze zich daadwerkelijk van de grond af vormen, die een diepgaande invloed kunnen hebben op de manier waarop tornado-waarschuwingen in de toekomst worden afgegeven. Het is de eerste keer dat deze hypothesen observationeel kunnen worden geëvalueerd, dankzij een modern radarsysteem dat zeer snel gegevens verzamelt.

"We moeten de paradigma's heroverwegen die we hebben om tornado-vorming te verklaren, en we moeten dit vooral communiceren aan voorspellers die proberen te waarschuwen en te waarschuwen, " zei dr. Jana Houser, assistent-professor meteorologie aan de Ohio University en co-auteur van de nieuwe studie. "Op basis van onze resultaten het ziet er niet naar uit dat je ooit sterk bewijs zult vinden van een tornado die afdaalt, dus we moeten stoppen om daar een prioriteit van te maken in onze prognosestrategieën."

Een team onder leiding van Houser heeft aangetoond dat tornado's zich daadwerkelijk op de grond vormen en snel omhoog bewegen, in tegenstelling tot de lang gekoesterde hypothese dat de meeste tornado's zich op wolkenniveau vormen en afdalen om de aarde te raken. Dit bewijs, de eerste in zijn soort, werd verzameld nadat Houser in mei 2011 een EF5-tornado had waargenomen; dit werk begon tijdens haar doctoraat aan de Universiteit van Oklahoma. Die bevindingen werden vervolgens bevestigd door observaties van verschillende andere tornado's, inclusief een zeer meeslepende visuele en radaranalyse van de dodelijke El Reno-tornado van mei 2013.

"De gekoppelde visuele en nabije-oppervlakteradarwaarnemingen van de El Reno 2013-zaak maken een analyse mogelijk van het tornadogeneseproces dat nog nooit eerder is verkregen, een ontbrekende schakel in het verhaal van tornado-vorming:de rotatie geassocieerd met de tornado was duidelijk eerst aan de oppervlakte aanwezig, " zei Houser. Ze presenteerde de bevindingen aan de American Geophysical Union op een conferentie op 14 december.

De bevindingen geven aan dat een tornado-sterkte vortex een minuut of langer op de grond actief kan zijn voordat de diepere tornadische kolom zich vormt en wordt opgepikt door conventionele radar. Echter, Tornado-waarschuwingen worden afgegeven op basis van radarmetingen die vortex-signaturen op of boven wolkenniveau oppikken.

"We moeten een strategie bedenken hoe we waarschuwingen een beetje anders geven. De manier waarop we het doen, we krijgen nooit een verbetering van ons waarschuwingssysteem, ' zei Houser.

De uitdaging is om dat soort metingen snel te krijgen. Conventionele radar kan geen metingen op grondniveau krijgen over een groot gebied omdat objecten in de weg, zoals heuvels, gebouwen en bomen, de gegevens verstoren, en ze verzamelen langzaam gegevens. Houser's gegevens kwamen van de Rapid-scan van de Universiteit van Oklahoma, X-band, polarimetrische mobiele radar (RaXPol). Radarwaarnemingen van het windveld werden gebruikt om tornadische handtekeningen in de kern van de storm te volgen. In de El Reno-tornado van 2013 waarnemingen toonden bewijs van een tornado die alleen zichtbaar was in radargegevens op minder dan 20 meter boven de grond, maar nergens anders in het begin. De volgende elevatiehoek hierboven vertoonde geen tornado-sterkte rotatie.

In alle vier de gevallen geen van de tornado's gevormd van boven naar beneden. Drie gevormd van onder naar boven, en één trok bijna gelijktijdig samen over de diepte van de kolom die werd waargenomen.

De tornado's vormden zich in 30 tot 90 seconden, waardoor het vooruitzicht om tornado's met 100 procent nauwkeurigheid te voorspellen somber lijkt.

In de grootste tornado die het team bestudeerde, de dodelijke 2013 El Reno tornado, videodocumentatie toonde aan dat een trechterwolk één minuut en 40 seconden zichtbaar was vóór de ontwikkeling van een van radar afgeleide, verticaal-continue vortex. Die storm had uiteindelijk een breedte van 2,6 mijl en winden van meer dan 300 mijl per uur. Toen de radargegevens opnieuw werden onderzocht, er werd vastgesteld dat het enige teken van tornadische krachtrotatie dat in het begin bestond, optrad in de laagste hoogtegegevens, minder dan 20 meter boven de grond, die ongeveer een minuut vóór de formatie van de tornado aanwezig was en aanhield totdat de rest van de tornado zich ontwikkelde. Dit leverde de eerste bevestiging op dat deze tornado op de grond begon en bijna twee minuten op dat niveau kon aanhouden voordat de diepere vortex werd gevormd.

Houser zei dat door een beter begrip van de mechanismen van tornado-vorming, het is mogelijk dat voorspellers korte termijn, hoge resolutie modellen van stormen enkele uren voordat ze optreden om hun kans op het produceren van een tornado te bepalen, inspanningen die al worden geleverd door de National Weather Service en het National Severe Storms Laboratory.

Andere inspanningen kunnen bestaan ​​uit stationaire, radarsystemen op de grond, hoewel er een deken van zou moeten zijn om effectief te zijn, evenals stormspotters die visuele reacties doorgeven aan voorspellers.

"Als we een concreet beeld kunnen krijgen van wat er gebeurt in tornado-formatie, we hebben beter inzicht in de processen en mechanismen bij het voorspellen van tornado's, ' zei Houser.