Para ilmuwan menggunakan gelombang seismik untuk mengukur intensitas tornado

Gempa Bumi dan Gunung Berapi #6 Dimana Terjadinya Gempa Bumi (Juli 2019).

Anonim

Gelombang seismik yang dihasilkan oleh tornado ketika mereka mendarat dapat digunakan untuk mengukur intensitas twister, menurut sebuah studi baru.

Penelitian baru menguji tornado bencana yang melanda Joplin, Missouri pada Mei 2011 dan mengungkapkan ukuran gelombang seismik yang dihasilkan oleh tornado di tanah berkorelasi dengan kekuatannya.

Hasilnya menunjukkan para peneliti dapat memperkirakan kekuatan tornado besar dengan mengukur gelombang seismik yang diciptakannya, sebuah temuan yang dapat membuka pintu untuk merancang metode yang lebih akurat untuk mempelajari tornado dari tanah, menurut penulis studi baru yang diterbitkan dalam Geophysical Research Letters., sebuah jurnal dari American Geophysical Union.

Otoritas cuaca saat ini meramalkan lokasi tornado menggunakan stasiun cuaca permukaan dan radar Doppler. Tapi mereka masih mengandalkan pemburu badai dan pengadu untuk mencari tahu kapan tornado menyentuh. Tidak ada cara untuk mengukur kecepatan angin tornado secara langsung, sehingga pihak berwenang mengandalkan laporan kerusakan untuk menilai intensitasnya secara tidak langsung.

"Hasil kami memiliki aplikasi untuk mengembangkan ukuran yang lebih kuantitatif dari kekuatan tornado, " kata Anne Valovcin, seorang mahasiswa pascasarjana di departemen ilmu bumi di University of California di Santa Barbara dan penulis utama studi baru. "Juga, kita hanya melihat sinyal seismik ketika menyentuh tanah, sehingga bisa memberikan cara baru untuk secara langsung menentukan kapan tornado telah mendarat."

Cara baru untuk memantau twister

Gelombang seismik adalah getaran di Bumi yang terbentuk ketika tanah bergetar, biasanya terasa selama gempa bumi, letusan gunung berapi atau ledakan besar. Tornado juga menghasilkan gelombang seismik kecil ketika mereka melakukan perjalanan di atas tanah, tetapi para ilmuwan tahu sedikit tentang bagaimana gelombang ini bervariasi dengan kekuatan badai.

Dalam studi baru, Valovcin dan rekan-rekannya menganalisis gelombang seismik yang dihasilkan oleh tornado Joplin 22 Mei 2011 untuk mengkarakterisasi hubungan antara ukuran gelombang ini dan kekuatan tornado. Twister Joplin mencatat EF5 yang kuat pada Peningkatan Skala Fujita, skala yang mengukur intensitas tornado oleh seberapa banyak kerusakan yang diakibatkannya. Itu menewaskan 158 orang dan mengakibatkan kerusakan $ 2.8 miliar, menjadikannya sebagai tornado tunggal paling mahal dalam sejarah AS.

Penulis penelitian ini berhipotesis bahwa jika tornado menyentuh tanah cukup dekat dengan stasiun seismik, instrumen dapat menangkap sinyal-sinyal tersebut. "Kami ingin melihat apakah kami dapat mendeteksi sinyal-sinyal tanah ini, kemudian bekerja mundur dan membuat model untuk gelombang seismik yang dihasilkan oleh tornado di sepanjang jalurnya, " kata Valovcin.

Para peneliti mengumpulkan data dari jaringan stasiun yang dibangun untuk mendeteksi gempa bumi kecil dan memetakan interior Bumi di bawah Amerika Utara. Stasiun-stasiun ini dilengkapi dengan seismometer dan barometer yang mengukur sinyal seismik dan perubahan tekanan udara. Pengukuran untuk studi baru datang dari satu stasiun yang cukup dekat ke tornado Joplin untuk mendeteksi sinyal seismiknya.

Para penulis membagi jalur tornado di darat menjadi ratusan titik individu dan menghitung ukuran gelombang seismik yang dihasilkan di setiap titik. Mereka kemudian mengkorelasikan ukuran gelombang seismik pada setiap tahap dalam masa hidup tornado dengan intensitas angin puting beliung pada waktu itu.

Hasilnya menunjukkan ukuran gelombang seismik berkorelasi baik dengan rating EF tornado. Peringkat EF berkisar dari EF0 hingga EF5, dengan EF5 menjadi kategori yang paling merusak. The tornado Joplin pergi dari EF1-2 ke EF4-5 dalam waktu kurang dari 10 menit, dan tetap pada intensitas itu selama sekitar 15 menit sebelum mulai kehilangan kekuatannya. Ketika twister semakin kuat dan kemudian semakin lemah, ukuran gelombang seismik yang dihasilkannya meningkat dan menurun.

Mengukur sinyal seismik tornado dapat memberikan cara yang lebih baik bagi para peneliti untuk mengukur kekuatan angin puting beliung dan dapat membantu menentukan kapan tepatnya sentuhan twister, menurut penulis penelitian. Tetapi mereka memperingatkan metode baru sebagian besar awal dan memiliki beberapa keterbatasan.

Sebagai contoh, teknik ini membutuhkan pengukuran tekanan udara pada saat tornado untuk menghilangkan gangguan seismik dari udara yang bergolak di sekitar twister. Stasiun seismik karenanya perlu ditempatkan di samping barometer berfungsi untuk menyediakan data yang dapat digunakan.

Selain itu, gelombang seismik yang dihasilkan oleh tornado sangat kecil, dan tidak dapat dirasakan oleh seseorang tanpa peralatan. Mereka tidak menyebar jauh dari sumbernya, tidak seperti gelombang seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi, yang sering lebih besar dan dapat melakukan perjalanan jarak jauh. Mendeteksi tornado secara real-time dengan metode ini akan membutuhkan pembangunan jaringan dan barometer seismik yang lebih padat daripada yang ada saat ini, kata Valovcin.

menu
menu