Tornado com poeira e nuvem de detritos se formando na superfície. Crédito:NOAA Photo Library / Flickr
Ondas sísmicas geradas por tornados quando eles pousam podem ser usadas para medir a intensidade de um tornado, de acordo com um novo estudo.
A nova pesquisa examinou um tornado catastrófico que atingiu Joplin, Missouri em maio de 2011 e revelou o tamanho das ondas sísmicas produzidas pelo tornado no solo correlacionado com sua força.
Os resultados sugerem que os pesquisadores podem estimar a força de um grande tornado medindo as ondas sísmicas que ele cria, uma descoberta que pode abrir a porta para o desenvolvimento de métodos mais precisos para estudar tornados do solo, de acordo com os autores do novo estudo publicado em Cartas de pesquisa geofísica , um jornal da American Geophysical Union.
As autoridades meteorológicas atualmente prevêem a localização dos tornados usando estações meteorológicas de superfície e radar Doppler. Mas eles ainda contam com caçadores de tempestades e observadores para descobrir quando um tornado atinge o solo. Também não há como medir diretamente a velocidade do vento de um tornado, portanto, as autoridades contam com relatórios de danos para avaliar indiretamente sua intensidade.
"Nossos resultados têm aplicações para o desenvolvimento de uma medida mais quantitativa da força de um tornado, "disse Anne Valovcin, estudante de pós-graduação no departamento de ciências da Terra da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara e principal autor do novo estudo. "Também, só vemos os sinais sísmicos quando toca o solo, de modo que isso poderia fornecer uma nova maneira de determinar diretamente quando um tornado atingiu o solo. "
Uma nova maneira de monitorar twisters
Mapa da trajetória completa do tornado Joplin em 22 de maio, 2011. Cores mais escuras indicam danos mais graves. Os pontos numerados fornecem a intensidade registrada do tornado na Escala Fujita Aprimorada naquele local. Crédito:NOAA / NWS
As ondas sísmicas são vibrações na Terra criadas quando o solo treme, geralmente sentido durante terremotos, erupções vulcânicas ou grandes explosões. Os tornados também geram pequenas ondas sísmicas quando viajam sobre o solo, mas os cientistas sabem pouco sobre como essas ondas variam com a intensidade da tempestade.
No novo estudo, Valovcin e seus colegas analisaram as ondas sísmicas geradas pelo dia 22 de maio, Tornado Joplin 2011 para caracterizar a relação entre o tamanho dessas ondas e a força do tornado. O Joplin twister se tornou um poderoso EF5 na escala aprimorada de Fujita, uma escala que avalia a intensidade dos tornados de acordo com os danos que eles causam. Matou 158 pessoas e resultou em US $ 2,8 bilhões em danos, tornando-o o tornado mais caro da história dos EUA.
Os autores do estudo levantaram a hipótese de que se o tornado tocasse o solo perto o suficiente de uma estação sísmica, os instrumentos poderiam captar esses sinais. "Queríamos ver se conseguíamos detectar esses sinais de solo, em seguida, trabalhe de trás para frente e crie um modelo para as ondas sísmicas geradas pelo tornado ao longo de todo o seu caminho, "Valovcin disse.
Os pesquisadores coletaram dados de uma rede de estações construídas para detectar pequenos terremotos e mapear o interior da Terra sob a América do Norte. Essas estações são equipadas com sismômetros e barômetros que medem os sinais sísmicos e as mudanças na pressão do ar. As medições para o novo estudo vieram de uma estação próxima o suficiente do tornado Joplin para detectar seus sinais sísmicos.
Um gráfico que compara o tamanho das ondas sísmicas com a força registrada do tornado de Joplin ao longo de sua vida. A seção vermelha indica quando o tornado de Joplin foi registrado como intensidade EF4-5, e a seção azul é quando o tornado foi registrado como um EF0-2 mais fraco. Crédito:Valovcin et al.
Os autores dividiram o caminho do tornado em terra em centenas de pontos individuais e calcularam o tamanho da onda sísmica gerada em cada ponto. Eles então correlacionaram o tamanho das ondas sísmicas em cada estágio da vida do tornado com a intensidade do tornado naquele momento.
Os resultados mostram que o tamanho das ondas sísmicas está bem correlacionado com a classificação EF do tornado. As classificações EF variam de EF0 a EF5, com EF5 sendo a categoria mais destrutiva. O tornado Joplin passou de EF1-2 para EF4-5 em menos de 10 minutos, e permaneceu nessa intensidade por aproximadamente 15 minutos antes de começar a perder sua força. À medida que o tornado ficava mais forte e depois mais fraco, o tamanho das ondas sísmicas que gerou aumentou e diminuiu proporcionalmente.
Medir os sinais sísmicos de um tornado pode fornecer uma maneira melhor para os pesquisadores medirem a força de um tornado e pode ajudar a determinar exatamente quando um tornado toca o solo, de acordo com os autores do estudo. Mas eles alertaram que o novo método é em grande parte preliminar e tem várias limitações.
Por exemplo, a técnica requer medir a pressão do ar no momento do tornado para eliminar a interferência sísmica do ar turbulento em torno do tornado. As estações sísmicas, portanto, precisam ser localizadas próximas aos barômetros em funcionamento para fornecer dados utilizáveis.
Adicionalmente, ondas sísmicas geradas por tornados são muito pequenas, e não pode ser sentido por uma pessoa sem equipamento. Eles não se propagam longe de sua fonte, ao contrário das ondas sísmicas geradas por terremotos, que geralmente são maiores e podem percorrer longas distâncias. A detecção de tornados em tempo real com este método exigiria a construção de uma rede muito mais densa de estações sísmicas e barômetros do que existe atualmente, Valovcin disse.
Esta história foi republicada por cortesia de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), uma comunidade de blogs de ciência espacial e terrestre, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.
