Em seu extremo, tempestades supercelulares - aquelas com correntes ascendentes rotativas persistentes - podem gerar tornados, causando ampla devastação.

Como os tornados se formam? Que ingredientes eles requerem? E eles podem ser previstos com antecedência suficiente para fornecer avisos oportunos ao público? Todas essas são questões em aberto.

"Por cerca de duas em cada três vezes, quando há um alerta de tornado emitido, não há tornado, "disse Leigh Orf, um cientista atmosférico financiado pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA na Universidade de Wisconsin-Madison. "Precisamos fazer melhor para que as pessoas prestem atenção a esses avisos."

Geral, a física dos tornados é bem compreendida, mas os aspectos de pequena escala de sua formação e como eles são mantidos dentro das tempestades supercelulares requerem mais pesquisas. Os tornados não podem ser totalmente estudados em um laboratório, Contudo, e pesquisa de campo sobre estes raros, eventos isolados são difíceis de planejar.

"Não temos tecnologia de sensoriamento remoto que possa capturar a dinâmica e a física de tempestades completas com a resolução necessária para chegar ao fundo de seus mistérios, "Orf disse.

Na última década, Orf tem estado na vanguarda dos esforços para criar - ou em alguns casos recriar - tornados virtuais usando alguns dos supercomputadores mais poderosos do mundo. Ele tem usado o Frontera no Texas Advanced Computing Center - um supercomputador financiado pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA e o sistema mais rápido de qualquer universidade do mundo - para avançar seu trabalho.

O software desenvolvido pela Orf é o primeiro a criar visualizações de tornados totalmente resolvidos e de suas supercélulas-mãe que se parecem e se comportam como as vistas no mundo real.

"Esta pesquisa não teria sido possível sem os recursos computacionais exclusivos que a NSF fornece para a comunidade científica e de engenharia do país, "disse Edward Walker, um diretor de programa no Office of Cyberinfrastructure da NSF. "Essas descobertas têm o potencial de salvar vidas, permitindo-nos entender melhor como os tornados se formam e prever suas ocorrências com melhor precisão."

Adicionado Chungu Lu, um diretor de programa na Divisão de Ciências Geoespaciais e Atmosféricas da NSF, "A modelagem por computador se tornou uma ferramenta poderosa para ajudar os cientistas a entender como os tornados são gerados a partir de suas tempestades originais. É fundamental que as simulações de computador sejam conduzidas em ultra-alta resolução, resolver todos os detalhes do processo durante o qual um tornado simulado acontece. A equipe de Orf está liderando esse empreendimento. "

A equipe apresentou suas descobertas recentes na reunião da União Geofísica Americana no outono de 2019 e na Reunião Anual de 2020 da American Meteorological Society.