211service.com
De grenzen van Tornado-voorspellingen
De inwoners van Joplin, Missouri, kregen 24 minuten waarschuwing voordat een tornado zondag hun stad trof. Dat gaf veel mensen de tijd om dekking te zoeken, maar ondanks de waarschuwing vielen er meer dan 100 doden. Meteorologen willen mensen eerder kunnen waarschuwen en misschien meer levens kunnen redden, en ze zijn beter geworden in het voorspellen van de omstandigheden die tornado's veroorzaken. Maar de snelle en chaotische aard van tornado-vorming zou ons technologisch vermogen kunnen tarten om ze binnenkort met grotere precisie te voorspellen.
Stormwacht: NOAA-satellieten sturen foto's van stormen naar meteorologen voor analyse. Deze foto van het middenwesten van de Verenigde Staten is gemaakt tijdens de tornado-uitbraak in april 2011.
De National Weather Service en het Storm Prediction Center geven twee vormen van tornado-waarschuwingen uit: horloges en waarschuwingen. Horloges waarschuwen mensen voor de aanwezigheid van stormcondities die tornado's veroorzaken, en kunnen nu tot vijf dagen van tevoren worden opgeroepen (10 jaar geleden kwamen waarschuwingen op zijn best drie dagen van tevoren). Maar horloges vertellen ons alleen dat er tornado's kunnen komen - ze weten niet precies wanneer of waar.
Tornado-waarschuwingen daarentegen worden afgegeven wanneer een ooggetuige een tornado heeft gemeld, of wanneer radaruitlezingen aangeven dat zich een tornado vormt. Twintig jaar geleden kregen bewoners gemiddeld vijf minuten voor het evenement een tornadowaarschuwing. Nu is die tijd gegroeid tot gemiddeld 15 minuten. Maar het kan moeilijk zijn om dat bereik te blijven uitbreiden.
Meteorologen besteden al uitgebreide middelen aan tornado-voorspellingen. Ze scherpen wiskundige modellen van onweersbuien aan en proberen de omstandigheden die ervoor zorgen dat die stormen tornado's veroorzaken beter te begrijpen. De modellen vereisen overvloedige gegevens, zoals patronen van temperaturen en windstroming in de atmosfeer, zegt Roger Edwards, een meteoroloog bij de National Weather Service. De gegevens zijn afkomstig van radar, lidar (lichtdetectie en -bereik) en sensoren op afstand. Bovendien verzamelt de National Oceanic and Atmospheric Administration atmosferische gegevens van satellieten. Die omvatten geostationaire satellieten, die ongeveer 22.300 mijl boven de evenaar van de aarde zweven en beelden maken van het weer op het westelijk halfrond, en polaire satellieten, die veranderingen in temperatuur, druk en andere factoren volgen.
Terug op aarde gebruiken meteorologen veel hulpmiddelen om informatie te verzamelen over atmosferische omstandigheden in tornado-gevoelige gebieden. Radar en lidar helpen onderzoekers de snelheid van wind en onweer te meten. Ze kunnen weerballonnen en andere onbemande vliegtuigen gebruiken die zijn uitgerust met sensoren die gegevens verzamelen over luchtdruk, temperatuur, wind en vochtigheid.
Sommige wetenschappers gaan het veld in. In een opmerkelijk project, de verificatie van de oorsprong van rotatie in het Tornado-experiment (of Vortex), reden meteorologen rond met draagbare radars en gebruikten ze onbemande vliegtuigen om gelokaliseerde kenmerken van tornado's te meten. Hun doel was om te ontdekken waarom sommige luchtwervelingen, of mesocyclonen, tornado's worden, terwijl andere gewoon verdwijnen.
Deze inspanningen hebben onderzoekers geholpen bij het ontwikkelen van tientallen algoritmische voorspellingsmodellen voor wat bekend staat als ensemble-voorspelling. In dit proces pluggen de onderzoekers geaggregeerde informatie in verschillende modellen. Ze analyseren de resultaten voor hotspots, of gebieden waarvan de modellen het erover eens zijn dat ze het meest waarschijnlijk zijn voor zwaar weer.
Als gevolg hiervan zijn tornado-horloges nauwkeuriger en is het voor meteorologen gemakkelijker om te voorspellen waar tornado-touchdowns het meest waarschijnlijk zijn. Maar slechts een beetje. Meteorologen kunnen de omstandigheden die onmiddellijk voorafgaan aan een tornado nog steeds niet effectief meten of modelleren. Ze zijn er ook niet zeker van dat die omstandigheden al lang bestaan voordat zich een tornado vormt. Wetenschappers compenseren door niet veel waarschuwingen te geven.
Je geeft te veel waarschuwingen, mensen worden zelfgenoegzaam. We willen niet te ver de verkeerde kant op gaan, zegt statistisch meteoroloog Mike Richman van de University of Oklahoma.
Richman gelooft dat in de toekomst waarschuwingen in sommige gevallen al 40 minuten voordat een tornado toeslaat, kunnen komen. Maar het zal altijd moeilijk zijn om preciezer te zijn over waar de tornado zal toeslaan, zeggen hij en andere wetenschappers.
Dit zijn extreme en kleinschalige gebeurtenissen in de atmosfeer die worden aangedreven door niet-lineaire dynamische processen, zegt Greg Carbin, waarschuwingscoördinatiemeteoroloog bij de National Weather Service. Ze zijn van nature onvoorspelbaar.