Totable Tornado Observatory

TOTO - Totable Tornado Observatory

De Verenigde Staten hebben bijna exclusieve geografische rechten op tornado-activiteiten. Een ongebruikelijk weerfenomeen dat bekend staat als
een dryline kan worden gevonden in de breedtegraad ten oosten van de Rocky Mountains door de Central Plains. Het is goed voor de beruchte Tornado Alley die zich uitstrekt van Texas tot North Dakota en in oostelijke richting naar Ohio schiet. Deze dryline scheidt droge lucht van vochtige lucht, en wanneer de twee soorten lucht zich vermengen, vormen zich langs deze grens onweersbuien. Deze stormen kunnen het bizar hoge aantal tornado's veroorzaken dat de VS elk jaar meemaken, veel meer dan enige andere regio ter wereld ziet. Japan ervaart bijvoorbeeld gemiddeld 20,5 tornado's per jaar, terwijl India 0,5 per jaar krijgt. Centraal-Europa ziet er ongeveer 10 per jaar en Canada organiseert jaarlijks gemiddeld 80 twisters. De Verenigde Staten worden daarentegen elk jaar getroffen door ongeveer 1.200 tornado's

TOtable Tornado Observatory

Replica TOtable Tornado Observatory (1)

TOtable Tornado Observatory na gebruik in een tornado

Gewapend met deze gegevens zou het geen verrassing moeten zijn dat Amerikaanse meteorologen op het idee kwamen van een
weermeetapparaat dat in het pad van een tornado zou kunnen worden geplaatst. In 1979 bouwden de onderzoekers van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Dr. Alan Bedard en Carl Ramzy, het TOtable Tornado Observatory (dat het paar TOTO noemde naar Dorothy's hond in "The Wizard of Oz"). Twee jaar later zou het het eerste door de mens gemaakte weersgevoelige apparaat zijn dat opzettelijk in het pad van een naderende tornado werd geplaatst.

TOTO was naar huidige maatstaven een vrij primitief apparaat. Bedard en Ramzy gebruikten een metalen trommel van 55 gallon als de schaal waarin de gevoelige weerapparatuur was verzegeld. Deze apparatuur bestond uit een anemometer (een apparaat dat de windsnelheid meet met een reeks gespaakte armen of kopjes bovenop een paal), thermometer, atmosferische manometer en dauwpuntsensor. De gegevens die van al deze instrumenten werden verzameld, werden vastgelegd, die later konden worden opgehaald en geanalyseerd.

Meteorologen verzamelden de gegevens van de klimatologische omstandigheden rond en in tornado's in computermodellen. Deze modellen zouden op hun beurt kunnen worden gebruikt om supercelonweersbuien te analyseren wanneer ze zich ontwikkelden om te bepalen of de omstandigheden die nodig waren om tornadische activiteit te produceren aanwezig waren. De door TOTO geproduceerde informatie zou meteorologen kunnen helpen tornado's beter te begrijpen, waardoor ze het publiek vroegtijdig kunnen waarschuwen en hopelijk levens kunnen redden.

Alles bij elkaar woog TOTO 181 kg . Zo'n omvangrijk pakket vroeg om een op maat gemaakte pick-up truck om het te vervoeren. Wanneer de
TOTO naar een locatie werd gebracht, kon hij van een helling worden gerold en in ongeveer 30 seconden rechtop op zijn plaats worden gehesen. Aangezien TOTO ouder was dan GPS-navigatie (Global Positioning Satellite), moesten de handlers een kompas gebruiken om de markeringen op de loop naar het ware noorden te oriënteren om als basislijn voor metingen te dienen. Daarna was TOTO klaar voor actie. Het enige dat nodig was,
was een tornado op maat. TOTO kreeg een paar keer zijn kans. Maar wat in theorie werkt, werkt niet altijd in de praktijk.

Waarom TOTO niet werkte

Tegenwoordig gebruiken mensen die professioneel of voor de lol stormen achtervolgen en bestuderen het internet en laptops om ze te volgen.
Vóór de komst van on-demand, realtime informatie, was stormjagen veel meer een gokspel. Iedereen die, laten we zeggen, een trommel van 55 gallon gevuld met zeer gevoelige meteorologische apparatuur in het pad van een tornado wilde zetten, werd gedwongen om minutenoude informatie te gebruiken die werd uitgezonden door weerstations en de lokale media op de radio. Een stormjager moest ook een beetje intuïtie en zijn of haar ervaring met het zien van stormen uit de eerste hand gebruiken om te voorspellen welke stormcel een tornado zou veroorzaken en welke niet.

Dit was een van de twee belangrijkste problemen die inherent zijn aan TOTO en die duidelijk werden in het veld. Om TOTO direct in het pad van een naderende tornado te plaatsen, was een astronomische hoeveelheid geluk nodig; de kans op een perfecte plaatsing was beslist laag. Het andere probleem dat TOTO presenteerde, was het gevaar dat het met zich meebracht. Het uitladen en opzetten van TOTO heeft misschien maar
30 seconden geduurd, maar dat kan lang zijn als een twister op je afkomt - dat is 30 seconden minder dan de onderzoekers moesten ontsnappen. En ondanks TOTO's 181 kg, zou een tornado het apparaat mogelijk mee kunnen nemen voor een ritje, waardoor TOTO van een goedaardig hulpmiddel van de wetenschap in een vliegende ton van de dood verandert. (Grotere dingen zijn meegesleurd door twisters. In mei 1949 werden in Oklahoma 13 stuks vee weggevoerd door een tornado.

Al deze zorgen waren theoretisch totdat TOTO in het voorjaar van 1981 in dienst werd genomen over de Central Plains. Toen werden de zorgen bevestigd. De ingenieurs van TOTO, Bedard en Ramzy, droegen hun creatie over aan Dr. Howard Bluestein, een professor in de meteorologie aan de Universiteit van Oklahoma. Van april tot juni van elk jaar van 1981 tot 1983 achtervolgden Bluestein en enkele van zijn studenten stormen en plaatsten TOTO waar ze dachten dat een tornado het meest waarschijnlijk zou passeren.

Bluestein bevestigde zowel het gevaar als de onwaarschijnlijkheid van het succes van TOTO. Hij plaatste het nooit met succes op een plek die dichtbij genoeg was om gegevens van een tornado te verzamelen. En hij zag uit de eerste hand hoe gevaarlijk TOTO kon zijn. Tijdens een storm achtervolging in 1982 hadden Bluestein en zijn team een nauw contact met een tornado waar ze voor probeerden te komen om het apparaat op
zijn pad te plaatsen. Na 1983 droeg hij TOTO over aan het National Severe Storm Laboratory, een onderzoekslaboratorium dat is aangesloten bij de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). De NSSL was de enige groep die TOTO ooit met succes in het pad van een naderende twister heeft geplaatst.

Op 29 april 1985 kozen NSSL-onderzoekers Steve Smith en Lou Wicker de juiste plaats om TOTO te situeren, buiten Ardmore, Ark. Een zwakke tornado raasde langs het apparaat en onthulde een ander defect van TOTO's concept en ontwerp: het had een hoog centrum van zwaartekracht. Toen de tornado voorbij trok, werd TOTO op zijn kant geslagen, waardoor de instrumenten beschadigd raakten. Na het dichtst bij het vervullen van zijn oorspronkelijke doel, werd TOTO nog twee jaar zonder succes ingezet.

TOTO werd in 1987 uit dienst genomen. Het is te zien in de lobby van de National Weather Service in Norman, Oklahoma, waar bezoekers worden begroet. Maar TOTO liet een onvervulde behoefte achter om waardevolle gegevens over tornado's te verzamelen door ze frontaal aan te pakken. In dat opzicht heeft TOTO een erfenis achtergelaten. Lees de volgende pagina om meer
te weten te komen over de nakomelingen van TOTO.

De erfenis van TOTO

Rond de tijd dat de implementatie van TOTO afliep, werden andere technologieën die voortbouwden op het concept van TOTO gereed gemaakt.
De eerste technologie die de gevaarlijke taak overnam om in het pad van een tegemoetkomende twister te worden geplaatst, was de schildpad. Deze kleine, ronde apparaten zien eruit als wieldoppen en werden voor het eerst in 1986 het veld in gestuurd. Instrumentatie vergelijkbaar met die geïnstalleerd in TOTO werd in schildpadden gestopt om de atmosferische druk, vochtigheid en temperatuur vast te leggen. Bovendien maakte de schildpad de sprong naar digitaal, waardoor kleinere instrumenten nauwkeurigere metingen konden produceren.

Omdat schildpadden klein zijn, kunnen ze overal in een gebied worden ingezet, waardoor de kans groter wordt dat iemand door een twister wordt gepasseerd. In mei 1988 werd een schildpad getroffen door een tornado in Oklahoma, maar tegen de tijd dat de onderzoekers het terugvonden,
was er met het apparaat geknoeid, ogenschijnlijk door een nieuwsgierig mens

Ook andere toestellen volgden in de voetsporen van TOTO. Dillocams en OZ (Observation Zero) zijn beide ontworpen om in het pad van een tornado te worden geplaatst. Beide zijn uitgerust met videocamera's om zichtbare gegevens van de omstandigheden in een twister vast te leggen.
Slakken lijken qua uiterlijk op schildpadden en zijn uitgerust met seismische sensoren om te bepalen of tornado's trillingen produceren die in de grond voelbaar zijn wanneer ze passeren. Onderzoekers hoopten dat een systeem voor vroegtijdige waarschuwing zou kunnen worden geproduceerd met behulp van seismische sensoren die al in gebruik zijn voor aardbevingsdetectie, een systeem dat nog in ontwikkeling is.

Al deze apparaten, zoals TOTO, hebben echter een probleem, dat ze eenmalig gebruikt kunnen wordenl. De optimale tornado-meetapparatuur zou een combinatie zijn van TOTO's draagbaarheid en geavanceerde instrumenten van een weerbureau.

Dorothy en DOT3 opvolgers van TOTO1 (2)

Moderne POD's (3)

Met de komst van Doppler-radar werd dit mogelijk. Doppler-radar gebruikt radiogolven om de dichtheid, richting en neerslag van een storm te bepalen. Een storm die in de richting van de radar beweegt, zendt radiogolven met een hogere frequentie terug naar de antennes die golven veroorzaken en accepteren. Een storm die zich van een antenne verwijdert, keert terug in een lagere frequentie. Doppler-radar kan zulke grote hoeveelheden informatie over een storm oppikken dat deze gegevens kunnen worden omgezet in een 3D-weergave ervan. Meteorologen kunnen
nu in een storm kijken om de kenmerken ervan te onderzoeken, bijvoorbeeld of het hagel produceert of een mesocycloon bezit.

Het Doppler On Wheels (DOW)-project van het Center for Severe Weather Research en het Electra Doppler Radar (ELDORA)-project van het
National Center for Atmospheric Research waren de eersten die Doppler mee op pad namen. DOW is een Doppler-antenne die op de achterkant van vrachtwagens is gemonteerd, en ELDORA is een propvliegtuig dat is uitgerust met een antenne. Beiden werden gebruikt in het VORTEX-project, misschien wel het eerste mobiele tornadoproject dat significante gegevens produceerde. In juni 1995 volgde VORTEX stormen in Texas per vliegtuig en vrachtwagen, verzamelde gegevens van bovenaf en rond de storm en verschafte meteorologen nieuwe ruwe informatie om te voorspellen wanneer en waar tornado's zullen voorkomen.

Hoewel TOTO misschien nog nooit een enkele nauwkeurige meting van een tornado heeft gedaan, heeft het unieke apparaat de weg vrijgemaakt voor een grondig begrip van tornado's.

Bronnen: NOAA, Howstufworks, (1,2) NWC (3) CSWR

Categorieën: Meteorologische instrumenten I Weer A tot Z