伝説のストームチェイサーが竜巻科学の顔をどのように変えたか| 科学| スミソニアン - 記事、科学、私たちの惑星

2013年5月31日は、オクラホマ州エルリノの春の雨のように思えました。午後は暑く、湿気の多い空気でした。暗い地平線では、雨が降ると約束した厚い雲が渦巻いていました。

しかし、現地時間の午後4時頃、風はわずかに変化し、午後のシャワーは致命的になりました。 2時間後、着陸した竜巻は天候の専門家の予測を無視し、速度と方向を急速に変化させ、記録破りのサイズに膨らみました。研究者は、そのピーク時に、ツイスターが幅2.6マイルにわたっていたと推定しています。

40分間の大暴れの過程で、ツイスターは数百万ドルの損害、115人の負傷、20人の死をもたらしました。これらの死のそれぞれは重要でしたが、3人は特に珍しく、竜巻で殺されたことが知られている最初の嵐追跡者です。 55歳のティム・サマラス、24歳の息子のポール・サマラス、そして45歳の同僚のカール・ヤングが45歳の暴風が彼らの車を風のおもちゃのように倒した。

彼らの死は驚くことではないかもしれません。ご想像のとおり、ストームチェイスにはリスクがあります。しかし、サマラスは20年以上にわたって竜巻を追い求めてきたベテランの追跡者でした。ジャーナリストのブラントリー・ハーグローブが彼の新しい本「嵐を捕まえた男」に書いているように、サマラスは竜巻の科学の顔を変えるために働き、研究者が圧力、湿度、風、気温の変化がどのように強力な現象を生み出すように共謀するかをよりよく理解するのを助けました木を折ったり、車をひっくり返したり、数トンの列車を脱線させたりします。

サマラスのキャリア全体を通して、彼は竜巻の中心部の圧力、湿度、温度を測定するために設計したスクワットコーン型プローブを配備するために、致命的な嵐にさらに近づきました。しかし、これを行うために、サマラスは追跡者の1つのルールを曲げなければなりませんでした：Hargroveが言うように、「近づきすぎず、生意気になりすぎないでください」。

Hargroveは、サマラスの死を聞いたとき、ダラスオブザーバーの記者でした。 1996年のドラマツイスターは、10代で大きく浮上しました。サマラスの物語は、そのサスペンスな物語を現実に語ったようなものでした。「この男についてもっと知らなければならなかった」と彼はSmithsonian.comに語った。「なぜ彼はそんなに近づいたのですか？彼はそこで何を達成しようとしていたのですか？」

Hargroveがすぐに学んだように、サマラスの危険な仕事には正当な理由がありました。彼は命を救おうとしていました。地上のデータを取得することで、科学者がこれらのトリッキーな獣をよりよく理解し、その情報を使用して、and音の風に耐えるように予測と設計構造を磨くことができることを望みました。サマラスがかつて強調したように、ツイスター内からの地上ベースの測定は「家、車、人がいる竜巻の最低10メートルに関するデータを提供するため、特に重要です。」

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サマラスと彼の同僚の命を奪ったツイスターは、竜巻の複雑さ、そして科学者がまだ学んでいないことの証拠です。現在、National Weather Serviceからの竜巻予報の10分の7は誤報であり、近日中のツイスターのリードタイムは平均わずか13分です。

20世紀の前半、竜巻は予測不可能であるとみなされ、ヒステリーの不必要な発生を防ぐために、天気予報からこの言葉は禁止されました。最初のドップラーレーダースキャンがこれらのねじれた嵐の要素を照らした1970年代まで、予報の前線の進歩はゆっくりと動きました。科学者は嵐の進展を追跡でき、すぐに開発中のツイスターの兆候を見つけることを学びました。

しかし、まだ学ぶべきことがたくさんありました。 Hargroveが書いているように、ドップラーは竜巻内部の温度、湿度、または圧力について何も言うことができません。

1970年代以来、研究者たちは竜巻の中心から大気科学のこれらの基本的な柱を測定しようと試みてきました。これらの取り組みには、映画TwisterのインスピレーションであるTOtable Tornado Observatory（TOTO）プロジェクトが含まれます。しかし、これらのデバイスの多くは数百ポンドの重さがあり、チェイサーが展開しなければならないいくつかの心臓がドキドキする瞬間に移動するのは実用的ではありませんでした。竜巻の風に耐えられない人もいます。竜巻は時速300マイルまで測定されています。

気温の変化から近くの嵐のタグに至るまで、多くの要因が竜巻の発生に影響を与える可能性があります。また、沖合に点在するハリケーンとは異なり、竜巻は数時間または数分かけて発生するため、地上での測定がさらに困難になります。 Hargroveが言うように、「竜巻は可変性の生き物です」。

それがサマラスの出番です。

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オクラホマ州エルリノから約5マイルのTWISTEX車両の残骸。（ウィキメディアコモンズ/国立気象局）

コロラド州レイクウッドで生まれたサマラスは、最初から興味がありました。「彼はいつも、親の器具を分解して、どのように組み合わさり、どのように機能するかを確認していました」と、本のためにサマラスの家族にインタビューしたHargroveは言います。彼はアマチュア無線オペレーターになり、廃棄された電子機器の一部を使用して送信機を構築しました。彼はまた、オズの魔法使いでドロシーとトトを一掃した幼年期の強迫観念に火がつき、嵐と天気に対する生涯の愛を持っていました。

彼の好奇心にもかかわらず、サマラスは教室環境に決して参加せず、大学の学位を取得しませんでした。代わりに、彼は高校を卒業したばかりのデンバー研究所で職を得て、爆発性兵器システムをテストし、爆発を特徴付ける一連のハイエンドエレクトロニクスを実行しました。このポジションはサマラスにとって夢でしたが、彼の嵐への愛は彼を呼び返し続けました。

1990年の基本的な気象プログラムへの登録など、追跡への彼の進出は慎重で系統的でした。。彼は追跡のすべての瞬間を記録し、後でビデオを気象観測所に売りました。

サマラスはすぐに「常にキラーショットを打つ男」として知られるようになりました、とハーグローブは書いています。しかし、彼は続けます、「ティムはただ観察するだけでは満足していなかった」。

1997年、機械エンジニアのフランクタトムはサマラスに、カタツムリと呼ばれる地震センサーを竜巻の近くに配置するように依頼しました。これは、早期に警告が発せられるシステムのテストでした。しかし、嵐のメカニズムを研究するという最初の趣味の後、サマラスは夢中になりました。彼は後に、竜巻内の条件に耐えることができる器具を開発するための提案を求めるNOAAコールを見つけました。そして、彼は答えざるを得ませんでした。

これらの失敗したシステムを研究した後、サマラスは、2000年代初頭に新しく設計されたプローブである硬化インサイチュートルネード圧力レコーダー（略してHITPRですが、しばしば「カメ」と呼ばれます）で争いに入りました。アイオワ州立大学の地質および大気科学の教授であるウィリアム・ガルスは、当時、科学者たちは竜巻の中核を見る努力をあきらめていました。

「私はそれが決定されたと思った、「さて、これはうまくいきません」」とガルスは言います。「それはティムがメモを受け取らなかったようなものでした。」

2003年、多くの試みが失敗した後、サマラスはサウスダコタ州マンチェスターの小さなコミュニティでEF4竜巻の前にプローブを展開しました（「強化藤田」スケールは、構造物への相対的な損傷に基づき、竜巻の強度を最大に評価します） EF-5であること）。 Hargroveが彼の本で説明しているように、サマラスの探査機は、ナイアガラの滝のようにroえる風に耐えて、直撃を受けました。プローブは、竜巻の中で見られる史上最大の100ミリバールの圧力降下を記録しました。

「彼はその後、気象学の世界の話でした」とHargrove氏は言います。

当時、ガルスは竜巻に耐える構造を開発しようとしているエンジニアのパルサ・サルカルと協力していた。ツイスターを詳細に研究するために、Sarkarと彼の同僚は竜巻シミュレーターを構築し、ツイスター内のSamarasのピークは、シミュレーションの精度をテストするのに必要なものであると信じていました。

ガルスは、サマラスとの会談に大いに不安を抱き、エンジニアリングの協力者は失望するだろうと心配した。「この男はカウボーイになるだろう」と彼は会議の前に考えていたことを思い出す。しかし、サマラスの訪問は彼の心配をすべて払いのけました。「彼はとても謙虚で、とても素敵で、とても頭がいい」とガルスは言う。重要なことに、彼は次の言語を話すことができました。「彼はエンジニアとのコミュニケーションをとっていました。」

その日からサマラスはガルスおよびサルカルと協力し、彼らが望むデータを保護しようとしました。サマラスは後に、TWISTEX（Tarnical Weather Instrumented Sampling in / near Tornadoes Experiment）というタイトルで旅行した研究者とビデオ撮影者のクルーを集めました。サマラスは彼のチームとともに、竜巻の中から見事なビデオをキャプチャし、タートルプローブのいくつかの成功した展開からの圧力データをキャプチャしました。

サマラスの研究は、気象学界に消えない痕跡を残しました。「彼が私たちに聖杯を手に入れ、何百もの質問に答えたと言うことはできません」とガルスは言います。「しかし…彼は可能な研究のために全く新しい領域を開いた。」

Gallusが指摘しているように、研究者は旋回風の中で圧力だけでなく風速を直接測定する必要があります。そして、すべての科学と同様に、彼らは嵐を通る複数のポイントでの測定と異なる強さの竜巻の繰り返しを必要とします。しかし、サマラスは少なくとも、これらの地上ベースの測定値を取得することが可能であり、重要であることを証明しました。

科学者たちはゆっくりと前進しています、とガルスは言います。「今、私たちはパズルから少し噛み付いて、ティムがやろうとしていること、風がしていることのいくつかを学び始めています」と彼は言います。たとえば、コロラド大学ボルダー大学の大気科学者であるジョシュワーマンは、既存のコンピューターモデルをサポートする測定値を最近収集しました。これは、最も強い風が実際に地面から数十フィート、家から屋根を剥離するのに最適な高さであることを示唆しています。

しかし、これらの測定はすべて弱い竜巻からのものであり、パターンが保持されるかどうかを判断するために、多くの強さの嵐からの同様のデータが必要です、とガルスは言います。

この作業は、これまで以上に重要になっています、とHargroveは書いています。いくつかの研究は、竜巻が近年激化していることを示唆しています。気候変動の傾向を把握するのは簡単ではありませんが、確かに厄介な可能性です。

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結局、嵐が伝説の嵐追跡者を捕まえたとは信じられませんでした。「それはただ壊滅的でした」とガルスは言います。「誰もが（サマラスは）最も安全な人物だと言っていただろう。」

それは本当だったかもしれません。エル・レノでの追跡の再現は、一連の恐ろしい選択と開発が追跡者を運命づけたことを示唆しています。彼らは本質的に「間違った時間に間違った場所に」いたとHargroveは言います。

しかし、大学に所属する研究者とは異なり、Hargroveは、サマラスの新興企業の気まぐれな乗組員は、発達する嵐のほぼリアルタイムの更新を提供する派手なモバイルドップラー機器にアクセスできなかったと指摘します。サマラスは竜巻の混乱したtwist余曲折を続けながら、その機器はその日チェイスから乗組員を呼び出すためにワーマンを中に入れた。

2013年5月31日の午後遅く、チームの不運なベンチャーの始まりに、サマラスはTwitterに次のように書きました。