Proyectos VORTEX

El experimento de verificación de los orígenes de la rotación en tornados ( o VORTEX ) consiste en experimentos de campo que estudian los tornados . VORTEX1 fue la primera vez que los científicos investigaron completamente la evolución de un tornado con una variedad de instrumentos , lo que permitió una mayor comprensión de los procesos involucrados en la tornadogénesis . Un violento tornado cerca de Union City, Oklahoma, fue documentado en su totalidad por los cazadores de tornados del Proyecto de Intercepción de Tornados (TIP) en 1973. Sus observaciones visuales llevaron a un avance en la comprensión de la estructura y los ciclos de vida de los tornados. ^{[ 1 ]}

VORTEX2 utilizó tecnología avanzada que permitió a los científicos mejorar las capacidades de pronóstico y aumentar el tiempo de anticipación en las alertas a los residentes. VORTEX2 buscaba revelar cómo se forman los tornados, cuánto duran y por qué duran tanto, y qué causa su disipación. ^{[ 2 ]}

VORTEX1 y VORTEX2 se basaron en el uso de grandes flotas de vehículos instrumentados que operaban en tierra, así como aeronaves y radares móviles. De estos proyectos de campo surgió un trabajo importante en el desarrollo y la coordinación de mesonets móviles. ^{[ 3 ] [ 2 ]} El análisis de los datos recopilados en años posteriores condujo a un avance significativo en la comprensión de la morfología y la dinámica de las supercélulas y los tornados. La fase de investigación de campo del proyecto VORTEX2 concluyó el 6 de julio de 2010. ^{[ 4 ]}

El proyecto VORTEX1 buscaba comprender cómo se produce un tornado mediante el despliegue de expertos en tornados en aproximadamente 18 vehículos equipados con instrumentos personalizados para medir y analizar las condiciones meteorológicas en torno a un tornado. Como se mencionó, también se utilizaron aeronaves y radares para dichas mediciones. Los directores del proyecto también estaban interesados ​​en saber por qué algunas supercélulas , o mesociclones dentro de estas tormentas, producen tornados mientras que otras no. Asimismo, buscaba determinar por qué algunas supercélulas forman tornados violentos en comparación con tornados débiles.

El proyecto original se llevó a cabo en 1994 y 1995. Varios estudios más pequeños, como SUB-VORTEX y VORTEX-99, se realizaron entre 1996 y 2008. ^{[ 5 ]} VORTEX1 documentó el ciclo de vida completo de un tornado, midiéndolo por primera vez con instrumentación significativa durante todo el evento. ^{[ 6 ]} Las alertas meteorológicas severas mejoraron después de la investigación recopilada por VORTEX1, y muchos creen que VORTEX1 contribuyó a esta mejora. ^{[ 7 ]}

“Un hallazgo importante del experimento VORTEX original fue que los factores responsables de la formación de tornados ocurren en escalas de tiempo y espacio menores de lo que los científicos habían pensado. Los nuevos avances permitirán un muestreo más detallado del viento , la temperatura y la humedad del entorno de una tormenta, y conducirán a una mejor comprensión de por qué se forman los tornados y cómo se pueden predecir con mayor precisión”, dijo Stephan Nelson, director del programa de meteorología física y dinámica de la NSF. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

VORTEX tenía la capacidad de sobrevolar el tornado con un radar meteorológico Doppler aproximadamente cada cinco minutos. ^{[ 10 ]}

La investigación VORTEX ayudó al Servicio Meteorológico Nacional (NWS) a proporcionar alertas de tornado a los residentes con un tiempo de anticipación de 13 minutos. ^{[ 11 ]} Un meteorólogo investigador federal , Don Burgess , estima que las "falsas alarmas" relacionadas con el clima severo por parte del Servicio Meteorológico Nacional han disminuido en un 10 por ciento. ^{[ 12 ]}

La película Twister se inspiró al menos parcialmente en el proyecto VORTEX. ^{[ 13 ]}

VORTEX2 fue una segunda versión ampliada del proyecto VORTEX, con fases de campo del 10 de mayo al 13 de junio de 2009 y del 1 de mayo al 15 de junio de 2010. Los objetivos de VORTEX2 eran estudiar por qué algunas tormentas eléctricas producen tornados mientras que otras no, y aprender sobre la estructura de los tornados, para realizar pronósticos y alertas de tornados más precisos con mayor antelación. ^{[ 14 ]} VORTEX2 fue, con diferencia, el estudio de tornados más grande y ambicioso jamás realizado, con más de 100 participantes científicos de muchas universidades y laboratorios de investigación diferentes.

«Todavía no comprendemos del todo los procesos que conducen a la formación de tornados y dan forma a su desarrollo. Esperamos que VORTEX2 proporcione los datos que necesitamos para aprender más sobre el desarrollo de los tornados y, con el tiempo, ayude a los meteorólogos a dar a la gente avisos con más antelación antes de que un tornado azote», dijo Roger Wakimoto , director del Laboratorio de Observación de la Tierra (EOL) del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) e investigador principal de VORTEX2. ^{[ 11 ]}

«Entonces se podría lograr que los servicios de emergencia estuvieran mejor preparados : policía, bomberos, personal médico e incluso las compañías eléctricas. Ahora, eso no es ni remotamente posible», dijo Stephan P. Nelson, director de programa en la división de ciencias atmosféricas de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF). ^{[ 10 ]}

Joshua Wurman , presidente del Centro de Investigación de Clima Severo (CSWR) en Boulder, Colorado, propone: «Si podemos aumentar ese tiempo de aviso de 13 minutos a media hora, entonces la persona promedio en casa podría hacer algo diferente. Tal vez podría buscar un refugio comunitario en lugar de simplemente meterse en la bañera. Tal vez podría poner a su familia a salvo si podemos darles una advertencia más larga y más precisa». ^{[ 12 ]}

VORTEX2 desplegó 50 vehículos personalizados con radar móvil , incluidos los radares Doppler On Wheels (DOW), radares SMART, el radar NOXP, una flota de vehículos instrumentados, vehículos aéreos no tripulados (UAV), conjuntos de instrumentos desplegables llamados Sticknet y Podnet, y equipos móviles de lanzamiento de globos meteorológicos . Más de 100 científicos y tripulantes investigaron tornados y superceldas en la región del " Corredor de los Tornados " de las Grandes Llanuras de Estados Unidos, entre Texas y Minnesota . Varias instituciones y países participaron en el proyecto de 11,9 millones de dólares  , entre ellos: la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA) y su Servicio Meteorológico Nacional y el Centro de Predicción de Tormentas (SPC), la Oficina de Meteorología de Australia (BOM), Finlandia , Italia, los Países Bajos, el Reino Unido, Environment Canada y universidades de Estados Unidos y otros países.

El proyecto incluyó DOW3, DOW6, DOW7, Rapid-Scan DOW, SMART-RADARs, NOXP, UMASS-X, UMASS-W, CIRPAS y TIV 2 para su contingente de radares móviles. El Doppler on Wheels fue suministrado por el Centro de Investigación de Clima Severo, y los SMART-Radars por la Universidad de Oklahoma (OU). El Laboratorio Nacional de Tormentas Severas (NSSL) suministró el radar NOXP, así como varias otras unidades de radar de la Universidad de Massachusetts Amherst , la Oficina de Investigación Naval (ONR) y la Universidad Tecnológica de Texas (TTU). NSSL, CSWR y Environment Canada suministraron flotas móviles de mesonet . Los vehículos móviles de lanzamiento de radiosondas fueron proporcionados por NSSL, NCAR y la Universidad Estatal de Nueva York en Oswego (SUNY Oswego). Había bastantes otros instrumentos de vanguardia desplegables, como Sticknets de TTU, PODS para tornados de CSWR y cuatro disdrómetros de la Universidad de Colorado CU y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC). ^{[ 15 ] [ 16 ]}

La tecnología VORTEX2 permitió colocar camiones con radar dentro y cerca de tormentas tornádicas y posibilitó observaciones continuas de la actividad tornádica. Howard Bluestein , profesor de meteorología de la Universidad de Oklahoma, afirmó: «Podremos distinguir entre lluvia, granizo, polvo, escombros y vacas voladoras». ^{[ 10 ]}

Además, equipos de fotogrametría , equipos de evaluación de daños, aeronaves no tripuladas y vehículos lanzadores de globos meteorológicos ayudaron a rodear los tornados y tormentas eléctricas. ^{[ 15 ] [ 16 ]} El equipo reunido permitió recopilar conjuntos de datos tridimensionales de las tormentas con radares y otros instrumentos cada 75 segundos (con mayor frecuencia para algunos instrumentos individuales), y una resolución de los tornados y las células de tormenta tornádicas de hasta 200 pies (61 m) . ^{[ 11 ] [ 17 ]} 

Los científicos se reunieron el 10 de mayo y realizaron una clase para enseñar a las tripulaciones cómo lanzar las cápsulas de tornado, que debían ser liberadas dentro de los 45 segundos posteriores a la notificación. ^{[ 18 ]} VORTEX2 estaba equipado con 12 cápsulas de tornado, instrumentos montados en torres de 1 metro (3,3 pies) que miden la velocidad del viento (es decir, velocidad y dirección ). El objetivo era que algunas de las mediciones se tomaran en el centro del tornado. ^{[ 19 ]} Una vez desplegadas las cápsulas, los equipos repiten el proceso en la siguiente ubicación hasta que finalmente regresan al sur del tornado para recuperar las cápsulas con los datos registrados. El proceso se repite. Esto tiene lugar dentro de 2 millas (3,2 km) , o 4 minutos de distancia del tornado mismo. ^{[ 18 ]}  

El equipo contaba con veinticuatro Sticknets portátiles de 2 metros (6,6 pies) de altura, que se pueden instalar en varios lugares alrededor de las células de tormenta de tornados para medir campos de viento, proporcionar lecturas atmosféricas y registrar acústicamente el granizo y la precipitación . ^{[ 17 ] [ 19 ]} 

Los científicos aún buscan perfeccionar la comprensión de qué superceldas de tormenta que forman mesociclones eventualmente producirán tornados, y mediante qué procesos, interacciones a escala de tormenta y dentro de qué entornos atmosféricos. ^{[ 10 ]}

Las actualizaciones sobre el progreso del proyecto se publicaron en la página principal de VORTEX2. Los científicos también iniciaron un blog con informes en directo. ^{[ 20 ]}

"Aunque esta fase de trabajo de campo parezca la más espectacular y dé la impresión de que requiere mucho esfuerzo, la mayor parte de nuestro trabajo consiste en regresar a nuestros laboratorios, colaborar entre nosotros y con nuestros estudiantes para intentar descifrar qué es exactamente lo que hemos recopilado", dijo Wurman. "Nos llevará años asimilar estos datos y aprovecharlos al máximo".

La Universidad Estatal de Pensilvania presentó la publicación de los hallazgos científicos iniciales en otoño. ^{[ 12 ]}

Los meteorólogos estaban determinando la mejor probabilidad de avistar un tornado. Mientras los camiones viajaban de Childress, Texas , a Clinton, Oklahoma , encontraron nubes mammatus y relámpagos al atardecer del 13 de mayo de 2009. ^{[ 21 ]}

El proyecto se topó con su primer tornado la tarde del 5 de junio, cuando interceptaron con éxito un tornado en el sur del condado de Goshen, Wyoming , que duró aproximadamente 25 minutos. Uno de sus vehículos, la Sonda 1, sufrió daños por granizo durante la interceptación. Más tarde esa noche, el reportero de The Weather Channel (TWC), Mike Bettes, informó que elementos de VORTEX2 habían interceptado un segundo tornado en Nebraska. La ubicación de la flota para este tornado fue casi ideal. Estuvo rodeado durante todo su ciclo de vida, lo que lo convierte en el tornado más minuciosamente observado de la historia.

Lista parcial de científicos y tripulación

El equipo completo está formado por unos 50 científicos y cuenta con el apoyo de estudiantes. La lista completa de investigadores principales (IP) se encuentra en http://vortex2.org/. Archivado el 31 de julio de 2019 en Wayback Machine . Lista parcial alfabética de los científicos y el equipo de VORTEX2:

• Nolan Atkins , investigador principal científico, profesor del Lyndon State College .
• Michael Biggerstaff , investigador principal científico y profesor de la Universidad de Oklahoma , es experto en radares polarimétricos , radares móviles, física de nubes y electrificación, ciclones tropicales ( huracanes ), tormentas locales severas y dinámica de tormentas. Es el director del programa de radar SMART en la Universidad de Oklahoma. ^{[ 22 ]}
• Howard Bluestein , miembro del Comité Directivo, Investigador Principal Científico y Profesor de la Universidad de Oklahoma , se especializa en fenómenos meteorológicos violentos y aporta su experiencia en radar meteorológico Doppler. Es profesor de meteorología. ^{[ 22 ]}
• Donald W. Burgess , Comité Directivo, Investigador Principal Científico, Científico en CIMMS .
• David Dowell , Comité Directivo, Investigador Principal Científico, Científico, Centro Nacional de Investigación Atmosférica .
• Jeffrey Frame , profesor de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign , experto en convección severa.
• Katja Friedrich , investigadora principal científica, profesora asociada de la Universidad de Colorado .
• Karen Kosiba , investigadora principal científica, es meteoróloga investigadora sénior en el Centro de Investigación de Fenómenos Meteorológicos Severos . ^{[ 23 ]}
• Timothy P. Marshall , PE , es analista de daños con formación en ingeniería civil / estructural y meteorología. ^{[ 23 ]}
• Paul Markowski , miembro del Comité Directivo, Investigador Principal Científico, profesor asociado de meteorología en la Universidad Estatal de Pensilvania , se especializa en la dinámica de tormentas severas. ^{[ 22 ]}
• Matthew Parker , investigador principal científico, coordinador de sondeos móviles y profesor asociado de meteorología en la Universidad Estatal de Carolina del Norte . Se especializa en la dinámica de las tormentas convectivas, incluidas las supercélulas tornádicas y los sistemas convectivos de mesoescala (SCM).
• Erik N. Rasmussen , miembro del Comité Directivo, Investigador Principal Científico, co-Investigador Principal de VORTEX2, Científico Atmosférico y Director de Campo de VORTEX1, Rasmussen Systems.
• Yvette Richardson , miembro del Comité Directivo, Investigadora Principal Científica, profesora asociada de meteorología en la Universidad Estatal de Pensilvania , se especializa en la dinámica de tormentas severas. ^{[ 22 ]}
• Glen Romine , investigador principal científico, científico de proyecto, Centro Nacional de Investigación Atmosférica .
• Paul Robinson es meteorólogo investigador sénior en el Centro de Investigación de Fenómenos Meteorológicos Severos . ^{[ 23 ]}
• Roger Wakimoto , investigador principal científico, director del Centro Nacional de Investigación Atmosférica .
• Chris Weiss , investigador principal científico, profesor asociado de la Universidad Tecnológica de Texas .
• Louis Wicker es un científico investigador especializado en el modelado de la dinámica de tormentas severas. También fue colíder del equipo en VORTEX1. ^{[ 22 ]} Laboratorio Nacional de Tormentas Severas .
• Joshua Wurman , miembro del Comité Directivo, Investigador Principal Científico, Investigador Principal de VORTEX2, presidente del Centro de Investigación de Clima Severo con especialidad en radar meteorológico Doppler móvil, inventó y dirige el programa Doppler On Wheels (DOW). ^{[ 22 ] [ 24 ]}

Otros proyectos de campo más pequeños incluyen los ya mencionados SUB-VORTEX (1997-98) y VORTEX-99 (1999), ^{[ 5 ] [ 25 ]} y VORTEX-Sureste (VORTEX-SE) (2016-2019). ^{[ 26 ]}

• Lista de proyectos de investigación meteorológica del gobierno de los Estados Unidos
• Observatorio de Tornados de Mesa (TOTO)
• TWISTEX
• Observación de tornados mediante radar móvil

• Sitio web oficial : Resumen del programa científico y del diseño experimental.
• Comunicado de prensa de la NSF sobre VORTEX2
• Información sobre el proyecto VORTEX1
• VORTEX-99
• Perfil NSSL VORTEX2
• Perfil del proyecto del Laboratorio de Observación de la Tierra (NCAR)
• VORTEX1 por David O. Blanchard
• Tornado Alley , un documental que presenta a investigadores de VORTEX2.