La première tornade enregistrée dans l'histoire a été décrite par les villageois irlandais comme un "clocher de feu". Voir plus de photos de tempête. Richard Olsenius/National Geographic/Getty Images Étant un phénomène naturel, les tornades ont probablement infesté l'humanité depuis aussi longtemps que nous habitons sur la planète. Mais ce n'est qu'au 11ème siècle que le premier récit d'une tornade a été enregistré. Le 30 avril, 1054, une tornade a frappé le village de Rosdalla, Irlande [source :TORRO]. Cette tornade a ensuite été décrite par un observateur comme un "clocher de feu" dans le ciel [source :Hare et Hamlin]. Le champ de débris entourant ce "clocher" ressemblait aux villageois à une volée d'oiseaux, avec un oiseau noir particulièrement géant - probablement un nuage en entonnoir distinct. On imagine la surprise des villageois lorsque cet oiseau géant a déraciné un chêne et l'a « emporté dans ses serres » [source :Joyce].
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Heures supplémentaires, les scientifiques ont pris le fardeau de comprendre les tornades sur le dos des villageois et sur leurs propres. Nous en savons plus sur les tornades qu'avant; nous savons maintenant qu'ils ne sont pas des clochers de feu, par exemple. Mais la science a encore beaucoup de questions sur comment et pourquoi les tornades se forment. Les tornades sont connues pour se former à partir de supercellules -- les orages qui possèdent mésocyclones (courants ascendants tournants). Ce sont ces courants ascendants qui peuvent engendrer des tornades. Exactement comment cela se passe, et pourquoi seules certaines supercellules produisent des tornades reste un mystère.
Cette compréhension incomplète n'est pas due à un manque d'efforts. Le problème est, pour vraiment comprendre une tornade, il faut voir à l'intérieur. Seules deux personnes sont connues pour avoir été témoins de l'intérieur d'une tornade et ont vécu pour en parler. Ni, Malheureusement, possédait un équipement de mesure.
Mettre une personne chargée d'instruments de détection météorologique sur le chemin d'une tornade est contraire à l'éthique, même si cela donne des résultats :les humains sont fragiles. Fûts de cinquante-cinq gallons, d'autre part, sont beaucoup plus robustes. C'est justement ce genre de raisonnement qui a donné naissance à TOTO , les Observatoire des tornades de Totable .
Dans cet article, vous découvrirez comment fonctionnait TOTO, pourquoi cela n'a pas fonctionné en fin de compte et certaines des technologies qu'elle a engendrées. Découvrez en page suivante la création de TOTO.
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Une photo de TOTO lors d'une journée idyllique sans nuage en vue. NOAA/OAR/ERL/Laboratoire National des Tempêtes Sévères Les États-Unis détiennent des droits géographiques presque exclusifs sur l'activité tornade. Un phénomène météorologique inhabituel connu sous le nom de ligne sèche peut être trouvé courant latitudinale à l'est des montagnes Rocheuses à travers les plaines centrales. Il représente la tristement célèbre Tornado Alley qui s'étend du Texas au Dakota du Nord et se dirige vers l'est en direction de l'Ohio. Cette ligne sèche sépare l'air sec de l'air humide, et lorsque les deux types d'air se mélangent, des orages se forment le long de cette limite. Ces tempêtes peuvent engendrer le nombre incroyablement élevé de tornades que les États-Unis subissent chaque année, bien plus que n'importe quelle autre région du monde. Japon, par exemple, subit en moyenne 20,5 tornades par an, tandis que l'Inde en reçoit 0,5 par an [source :Weather Doctor]. L'Europe centrale en voit environ 10 par an, et le Canada accueille en moyenne 80 tornades par an [source :Max Planck Institute, CBC]. Les États Unis, par contre, est touché avec environ 1, 200 tornades chaque année [source :Washington Post].
Armé de ces données, il ne devrait pas être surprenant que les météorologues américains aient eu l'idée d'un appareil de mesure météorologique qui pourrait être placé sur le chemin d'une tornade. En 1979, Les chercheurs de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), le Dr Alan Bedard et Carl Ramzy ont construit le TOtable Tornado Observatory (que le couple a surnommé TOTO d'après le chien de Dorothy dans "Le Magicien d'Oz"). Deux ans plus tard, ce serait le premier appareil de détection météorologique artificiel placé délibérément sur le chemin d'une tornade venant en sens inverse.
TOTO était une pièce d'équipement assez primitive par rapport aux normes d'aujourd'hui. Bedard et Ramzy ont utilisé un baril en métal de 55 gallons comme coque qui abritait l'équipement météorologique sensible scellé à l'intérieur. Cet équipement se composait d'un anémomètre (un appareil qui mesure la vitesse du vent avec une série de bras ou de tasses à rayons perchés au sommet d'un poteau), thermomètre, manomètre atmosphérique et capteur de point de rosée [source :NOAA]. Les données collectées à partir de tous ces instruments ont été enregistrées, qui pourrait être récupéré et analysé plus tard [source :Tornado Project].
Les météorologues ont compilé les données des conditions climatiques trouvées autour et à l'intérieur des tornades dans des modèles informatiques. Ces modèles pourraient à leur tour être utilisés pour analyser les orages supercellulaires lorsqu'ils se sont développés afin de déterminer si les conditions nécessaires pour produire une activité tornade étaient présentes. Les informations produites par TOTO pourraient aider les météorologues à mieux comprendre les tornades, leur permettant d'émettre des alertes précoces au public et, espérons-le, de sauver des vies.
En tout, TOTO pesait 400 livres (181 k) [source :PBS]. Un colis aussi volumineux nécessitait une camionnette personnalisée pour le transporter. Lorsqu'il est transporté vers un site, TOTO pouvait être roulé sur une rampe et hissé en place en 30 secondes environ. Étant donné que TOTO est antérieur à la navigation par satellite de positionnement global (GPS), les manipulateurs devaient utiliser une boussole pour orienter les marques sur le canon vers le nord géographique afin de servir de référence pour les mesures. Après ça, TOTO était prêt à passer à l'action. Il suffisait d'une tornade pour mesurer.
TOTO a eu sa chance à plusieurs reprises. Mais ce qui fonctionne en théorie ne fonctionne pas toujours en pratique. Découvrez pourquoi TOTO n'a pas fonctionné sur le terrain à la page suivante.
Le danger que représente le fait de placer des humains devant des tornades (comme celle-ci dans Dimmit, Texas, en 1992) pour déployer TOTO est l'une des raisons pour lesquelles l'appareil a finalement été retiré. Harald Richter/AFP/Getty Images Aujourd'hui, les personnes qui chassent et étudient les tempêtes de manière professionnelle ou pour le plaisir utilisent Internet et des ordinateurs portables pour les suivre. Avant l'avènement du sur-demande, informations en temps réel, la chasse aux tempêtes était beaucoup plus un jeu de devinettes. Quiconque voulait mettre, dire, un baril de 55 gallons rempli d'équipements météorologiques hautement sensibles sur la trajectoire d'une tornade a été contraint d'utiliser des informations vieilles de quelques minutes diffusées par les stations météorologiques et les médias locaux à la radio. Un chasseur d'orages devait également utiliser un peu d'intuition et son expérience de première vue des tempêtes pour prédire quelle cellule orageuse pourrait produire une tornade et laquelle ne pourrait pas le faire.
C'était l'un des deux principaux problèmes inhérents à TOTO qui sont devenus évidents sur le terrain. Mettre TOTO directement sur le chemin d'une tornade venant en sens inverse nécessitait une quantité astronomique de chance; la probabilité d'un placement parfait était décidément faible. L'autre problème présenté par TOTO était le danger qu'il représentait. Le déchargement et la configuration de TOTO peuvent n'avoir pris que 30 secondes, mais cela peut être long lorsqu'une tornade s'abat sur vous - c'est 30 secondes de moins que les chercheurs ont dû s'échapper. Et malgré les 400 livres (181 k) de TOTO, une tornade pourrait éventuellement emmener l'appareil faire un tour, transformer TOTO d'un outil scientifique bénin en un tonneau de mort volant. (Des choses plus importantes ont été balayées par des tornades. En mai 1949 en Oklahoma, 13 têtes de bétail ont été emportées par une tornade [source :Tornado Project].)
Toutes ces préoccupations étaient théoriques jusqu'à ce que TOTO soit mis en service dans les plaines centrales au printemps 1981. Ensuite, les préoccupations ont été confirmées. les ingénieurs de TOTO, Bédard et Ramzy, remis leur création au Dr Howard Bluestein, professeur de météorologie à l'Université de l'Oklahoma. D'avril à juin de chaque année de 1981 à 1983, Bluestein et certains de ses étudiants ont chassé les tempêtes et placé TOTO là où ils pensaient qu'une tornade était la plus susceptible de passer [source :PBS].
Bluestein a confirmé à la fois le danger et l'improbabilité du succès de TOTO. Il ne l'a jamais placé avec succès dans un endroit suffisamment proche pour recueillir les données d'une tornade. Et il a vu de ses propres yeux à quel point TOTO pouvait être dangereux. Au cours d'une course-poursuite en 1982, Bluestein et son équipe ont frôlé de près une tornade qu'ils tentaient de traverser pour placer l'appareil sur son chemin [source :PBS]. Après 1983, il a confié TOTO au National Severe Storm Laboratory, un laboratoire de recherche affilié à la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Le NSSL a été le seul groupe à avoir réussi à placer TOTO sur le chemin d'une tornade venant en sens inverse.
Le 29 avril, 1985, Les chercheurs du NSSL, Steve Smith et Lou Wicker, ont choisi le bon endroit pour situer TOTO, en dehors d'Ardmore, Ark. Une faible tornade frôla l'appareil, révélant un autre défaut du concept et du design de TOTO :il avait un centre de gravité élevé. Au passage de la tornade, TOTO a été renversé sur le côté, endommager les instruments. Après avoir frôlé au plus près l'accomplissement de son objectif initial, TOTO a été déployé sans succès pendant encore deux ans.
TOTO a été retiré du service en 1987. Il est exposé dans le hall du National Weather Service à Norman, Okla., accueillir les visiteurs [source :NOAA]. Mais TOTO a laissé derrière lui un besoin insatisfait de collecter des données précieuses sur les tornades en les prenant de front. À cet égard, TOTO a laissé un héritage. Lisez la page suivante pour en savoir plus sur les descendants de TOTO.
Un camion Doppler on Wheels (DOW) recherche le ciel d'Okalahoma à la recherche d'activités tornades. DOW peut retracer sa lignée jusqu'à TOTO. Jim Reed/Getty Images À peu près au moment où le déploiement de TOTO touchait à sa fin, d'autres technologies basées sur le concept de TOTO se préparaient. La première technologie à prendre en charge le devoir dangereux d'être placé sur le chemin d'une tornade venant en sens inverse était le tortue . Ces petits, les appareils ronds ressemblent à des enjoliveurs et ont été envoyés pour la première fois sur le terrain en 1986 [source :Tornado Project]. Une instrumentation similaire à celle installée dans TOTO a été nichée à l'intérieur des tortues pour enregistrer la pression atmosphérique, humidité et température. Quoi de plus, la tortue a fait le saut vers le numérique, permettant à des instruments plus petits de produire des lectures plus précises.
Comme les tortues sont petites, ils peuvent être déployés dans toute une zone, augmentant les chances d'être dépassé par une tornade. En mai 1988, une tortue a été touchée par une tornade en Oklahoma, mais au moment où les chercheurs l'ont récupéré, l'appareil a été falsifié, ostensiblement par un humain curieux [source :Tornado Project].
D'autres appareils ont également suivi les traces de TOTO. Dillocams et OZ (Observation Zero) ont tous deux été conçus pour être placés sur la trajectoire d'une tornade. Les deux sont équipés de caméras vidéo pour capturer des données visibles des conditions dans un twister. Escargots , semblable en apparence aux tortues, sont équipés de capteurs sismiques pour déterminer si les tornades produisent des vibrations qui peuvent être ressenties dans le sol lorsqu'elles passent. Les chercheurs espéraient qu'un système d'alerte précoce pourrait être produit à l'aide de capteurs sismiques déjà utilisés pour la détection des tremblements de terre, un système encore en développement [source :MSFC].
Tous ces appareils, comme TOTO, avoir un échec, toutefois. Chacun est un accord unique. L'équipement de mesure optimal des tornades serait un mariage de la portabilité de TOTO et des instruments sophistiqués d'un bureau météorologique.
Avec l'avènement du radar Doppler, cela est devenu possible. Le radar Doppler utilise des ondes radio pour déterminer la densité, direction et précipitation d'un orage. Une tempête se déplaçant vers le radar renvoie des ondes radio à plus haute fréquence aux antennes qui émettent et acceptent les ondes. Un orage s'éloignant d'une antenne revient en basse fréquence [source :USA Today]. Le radar Doppler peut capter une telle quantité d'informations sur une tempête que ces données peuvent être restituées en une représentation 3D de celle-ci. Les météorologues peuvent désormais examiner une tempête pour examiner ses caractéristiques, comme s'il produit de la grêle ou possède un mésocyclone.
Les Doppler sur roues (DOW) du Center for Severe Weather Research et du Radar Doppler Electra (ELDORA) du National Center for Atmospheric Research ont été les premiers à utiliser le Doppler en déplacement. DOW est une antenne Doppler montée à l'arrière des camions, et ELDORA est un avion à hélice équipé d'une antenne. Les deux ont été utilisés dans le projet VORTEX, sans doute le premier projet de tornade mobile à produire des données importantes. En juin 1995, VORTEX a suivi les tempêtes au Texas en avion et en camion, compiler des données au-dessus et autour de la tempête et fournir aux météorologues de nouvelles informations brutes à utiliser pour prédire quand et où les tornades se produiront [source :UCAR].
Bien que TOTO n'ait peut-être jamais pris une seule mesure précise d'une tornade, l'appareil unique en son genre a ouvert la voie à une compréhension approfondie des tornades, ces clochers de feu dans le ciel.
Pour plus d'informations sur les tornades et d'autres sujets connexes, visitez la page suivante.
Josh Clark, Rédacteur en chef HowStuffWorks 2009 Je ne me souviens pas comment j'ai décroché la mission d'écrire sur l'observatoire Totable Tornado. Je me souviens qu'il a coulé très vite, après quelques recherches préliminaires, que j'avais vu quelque chose comme une ode dans le film "Twister". J'ai trouvé que c'était un hommage intéressant et j'ai donné un peu plus de poids au film. En assez peu de temps, bien que, J'en suis venu à aimer davantage la vraie histoire de TOTO.
Le hasard, La conception du TOTO comprenant un évier de cuisine que ces météorologues hautement qualifiés ont dû concevoir eux-mêmes était presque comique. Cette chose pourrait utiliser un manomètre, Je pourrais imaginer un météorologue dire. "Bien, mets-en un là-dedans, " Je pouvais entendre une autre réponse. Et le nom, lui-même un hommage au « Magicien d'Oz, " a vraiment éclairé la ligne floue entre l'amateur et le scientifique au sein de la communauté des chasseurs de tempêtes, que j'en suis venu à respecter.
Et je me souviens aussi d'avoir réalisé que les créateurs de TOTO sont arrivés à un moment donné :comment vont-ils amener l'observatoire précisément sur le chemin d'une tornade ? Celui-ci s'est avéré très intéressant et amusant à écrire.
Sources
