Человек сзади того моделирования – Ли Орф, ученый с Совместным Университетом Метеорологических Спутниковых Изучений (CIMSS) в Висконсинском университете в Мадисоне. Он возглавляет группу исследователей, каковые применяют компьютерные модели, дабы представить подвижные части в торнадо и суперячейках, каковые создают их. Команда развивала экспертные знания, создающие всестороннюю визуализацию суперячеек и различающие, как они формируют и в конечном итоге порождают торнадо.
Работа особенно релевантна, по причине того, что США ведут глобальное количество торнадо больше чем с 1 200 приземлениями каждый год, согласно данным Национального управления океанических и атмосферных изучений.В мае 2011 пара торнадо приземлились по пейзажу Оклахомы в маленьком, четырехдневном собрании штормов. Друг за другом суперячейки породили облака трубы, которые вызвали значительный материальный ущерб и потери убитыми. 24 мая один торнадо в особенности – «Эль-Рено» – прошёл регистрацию как EF-5, самая сильная категория торнадо в Расширенном масштабе Фудзиты.
Это осталось на земле в течение практически двух часов и покинуло путь разрушения 63 мили длиной.Новое моделирование Орфа воссоздает торнадо Эль-Рено, показывающий в с высоким разрешением бессчётные «мини-торнадо», каковые формируются в начале главного торнадо. Потому, что облако трубы начинается, они начинают сливаться, додавая силу к торнадо и усиливая скорости ветра. В конечном итоге, новая форма структур, включая то, что Orf именует направленным по течению током вихрения (SVC).
«SVC составлен из охлажденного дождем воздуха, что высосан в восходящий поток, что ведет целую совокупность», говорит Орф. «Считается, что это – важная роль в поддержании необычно сильного шторма, но весьма интересно, SVC ни при каких обстоятельствах не вступает в контакт с торнадо. Скорее это течет и около этого».
Применяя настоящие наблюдательные эти, исследовательская несколько смогла воссоздать презент погодных условий на протяжении шторма и подтверждать шаги, приводящие к созданию торнадо. Заархивированные эти, забранные из кратковременного эксплуатационного примерного прогноза, были в форме атмосферного зондирования, вертикального профиля температуры, давления воздуха, влажности и скорости ветра.
В то время, когда объединено верным методом, эти параметры смогут создать условия, подходящие для создания торнадо, известного как tornadogenesis.В соответствии с Orf, создавая торнадо требует нескольких «необоротных» частей, включая богатую влажность, сдвиг и нестабильность ветра в воздухе и спусковой механизм, что перемещает воздушное пространство вверх, как различие в температуре либо влажности.
Но простое существование этих частей в комбинации не свидетельствует, что торнадо неизбежен.«По собственной природе штормам очень характерно иметь то, что мы понимаем, дабы быть всеми верными ингредиентами для tornadogenesis, и после этого ничего не происходит», говорит Орф. «Штурмуйте преследователей, каковые отслеживают торнадо, привычны с непредсказуемостью природы, и отечественные модели продемонстрировали, дабы вести себя так же».
Орф растолковывает, что в отличие от обычной компьютерной программы, где кодекс написан, дабы поставить последовательные результаты, моделирующие на этом уровне сложности, имеет врожденную изменчивость, и до некоей степени он находит его поощряющий, поскольку настоящая воздух показывает эту изменчивость, кроме этого.Успешное моделирование возможно ограничено качеством входных данных и вычислительной мощностью компьютеров. Достигнуть громадных уровней точности в моделях, вернув эти по атмосферным условиям срочно до формирования торнадо идеально, но это остается тяжёлой и опасной задачей. Со сложностью этих штормов, в том месте возможно узким (и на данный момент малоизвестным), факторы в воздухе, каковые воздействуют, формирует ли суперячейка торнадо.
В цифровой форме ответ моделирования торнадо к пункту, где подробности достаточно красивы, дабы привести к полезной информации, требует огромной вычислительной мощности. К счастью, Орф получил доступ к высокоэффективному суперкомпьютеру, специально предназначенному, дабы обращаться со сложными вычислительными потребностями: Суперкомпьютер Открытых морей в Национальном Центре Супервычисления Заявлений в Иллинойсском университете в Урбане-ШампейнеВсего, их моделирование EF-5 заняло больше чем три дня времени, которым руководят. Наоборот, потребовались бы десятилетия для простого настольного компьютера, дабы закончить данный тип обработки.
Смотрение вперед, Orf трудится над следующей фазой этого изучения и делит результаты группы с метеорологами и учёными по всей стране. В январе 2017 изучение группы было продемонстрировано на покрытии Бюллетеня американского Метеорологического Общества.
«Мы закончили моделирование EF-5, но мы не планируем остановиться в том месте», говорит Орф. «Мы собираемся совершенствовать модель и анализировать результаты лучше осознать эти страшные и сильные совокупности».