Tornado con nube de polvo y escombros formándose en la superficie. Crédito:Biblioteca de fotografías de la NOAA / Flickr
Las ondas sísmicas generadas por los tornados cuando tocan tierra podrían usarse para medir la intensidad de un tornado, según un nuevo estudio.
La nueva investigación examinó un tornado catastrófico que azotó a Joplin, Missouri en mayo de 2011 y reveló que el tamaño de las ondas sísmicas producidas por el tornado en el suelo se correlacionaba con su fuerza.
Los resultados sugieren que los investigadores pueden estimar la fuerza de un gran tornado midiendo las ondas sísmicas que crea. un hallazgo que podría abrir la puerta a idear métodos más precisos para estudiar tornados desde el suelo, según los autores del nuevo estudio publicado en Cartas de investigación geofísica , una revista de la American Geophysical Union.
Las autoridades meteorológicas pronostican actualmente la ubicación de los tornados utilizando estaciones meteorológicas de superficie y un radar Doppler. Pero todavía dependen de los cazadores de tormentas y los observadores para saber cuándo llega un tornado. Tampoco hay forma de medir directamente la velocidad del viento de un tornado, por lo que las autoridades confían en los informes de daños para juzgar indirectamente su intensidad.
"Nuestros resultados tienen aplicaciones para desarrollar una medida más cuantitativa de la fuerza de un tornado, "dijo Anne Valovcin, estudiante de posgrado en el departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de California en Santa Bárbara y autor principal del nuevo estudio. "También, solo vemos las señales sísmicas cuando toca el suelo, de modo que podría proporcionar una nueva forma de determinar directamente cuándo ha tocado tierra un tornado ".
Una nueva forma de monitorear tornados
Mapa de la trayectoria completa del tornado de Joplin el 22 de mayo, 2011. Los colores más oscuros indican daños más graves. Los puntos numerados dan la intensidad registrada del tornado en la escala Fujita mejorada en esa ubicación. Crédito:NOAA / NWS
Las ondas sísmicas son vibraciones en la Tierra creadas cuando el suelo tiembla, generalmente se siente durante los terremotos, erupciones volcánicas o grandes explosiones. Los tornados también generan pequeñas ondas sísmicas cuando viajan sobre el suelo, pero los científicos saben poco acerca de cómo varían estas olas con la fuerza de la tormenta.
En el nuevo estudio, Valovcin y sus colegas analizaron las ondas sísmicas generadas por el 22 de mayo, Tornado de Joplin 2011 para caracterizar la relación entre el tamaño de estas olas y la fuerza del tornado. El tornado Joplin se registró como un poderoso EF5 en la escala Fujita mejorada, una escala que clasifica la intensidad de los tornados según la cantidad de daño que causan. Mató a 158 personas y provocó daños por valor de 2.800 millones de dólares. convirtiéndolo en el tornado individual más costoso en la historia de Estados Unidos.
Los autores del estudio plantearon la hipótesis de que si el tornado tocaba el suelo lo suficientemente cerca de una estación sísmica, los instrumentos podrían captar esas señales. "Queríamos ver si podíamos detectar estas señales terrestres, luego trabaje hacia atrás y cree un modelo para las ondas sísmicas generadas por el tornado a lo largo de todo su recorrido, "Dijo Valovcin.
Los investigadores recopilaron datos de una red de estaciones construidas para detectar pequeños terremotos y mapear el interior de la Tierra en América del Norte. Estas estaciones están equipadas con sismómetros y barómetros que miden señales sísmicas y cambios en la presión del aire. Las mediciones para el nuevo estudio provienen de una estación lo suficientemente cerca del tornado de Joplin como para detectar sus señales sísmicas.
Un gráfico que compara el tamaño de las ondas sísmicas con la fuerza registrada del tornado de Joplin a lo largo de su vida. La sección roja indica cuándo se registró el tornado de Joplin como intensidad EF4-5, y la sección azul es cuando el tornado se registró como un EF0-2 más débil. Crédito:Valovcin et al.
Los autores dividieron la trayectoria del tornado en tierra en cientos de puntos individuales y calcularon el tamaño de la onda sísmica generada en cada punto. Luego, correlacionaron el tamaño de las ondas sísmicas en cada etapa de la vida del tornado con la intensidad del tornado en ese momento.
Los resultados muestran que el tamaño de las ondas sísmicas se correlaciona bien con la calificación EF del tornado. Las clasificaciones EF van de EF0 a EF5, siendo EF5 la categoría más destructiva. El tornado de Joplin pasó de un EF1-2 a un EF4-5 en menos de 10 minutos, y permaneció en esa intensidad durante aproximadamente 15 minutos antes de comenzar a perder su fuerza. A medida que el tornado se hacía más fuerte y luego más débil, el tamaño de las ondas sísmicas que generó aumentó y disminuyó en consecuencia.
La medición de las señales sísmicas de un tornado podría proporcionar una mejor manera para que los investigadores midan la fuerza de un tornado y podría ayudar a determinar exactamente cuándo aterriza un tornado. según los autores del estudio. Pero advirtieron que el nuevo método es en gran parte preliminar y tiene varias limitaciones.
Por ejemplo, la técnica requiere medir la presión del aire en el momento del tornado para eliminar la interferencia sísmica del aire turbulento que rodea al tornado. Por lo tanto, las estaciones sísmicas deben ubicarse junto a barómetros en funcionamiento para proporcionar datos utilizables.
Adicionalmente, Las ondas sísmicas generadas por tornados son muy pequeñas, y no puede ser sentido por una persona sin equipo. No se propagan lejos de su fuente, a diferencia de las ondas sísmicas generadas por terremotos, que a menudo son más grandes y pueden viajar largas distancias. La detección de tornados en tiempo real con este método requeriría la construcción de una red de estaciones sísmicas y barómetros mucho más densa que la que existe actualmente. Dijo Valovcin.
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunidad de blogs de ciencia de la Tierra y el espacio, alojado por la American Geophysical Union. Lea la historia original aquí.
