VORTEXプロジェクト

竜巻の回転の起源の検証実験（ VORTEX ）は、竜巻を研究するフィールド実験です。VORTEX1は、科学者が一連の計測機器を使用して竜巻の進化全体を徹底的に研究した初めての実験であり、竜巻の発生に関わるプロセスへの理解を深めることができました。オクラホマ州ユニオンシティ近郊で発生した激しい竜巻は、 1973年に竜巻迎撃プロジェクト（TIP）の追跡者によって完全に記録されました。彼らの視覚的観察は、竜巻の構造とライフサイクルの理解を深めることにつながりました。^[1]

VORTEX2は、科学者が予報能力を向上させ、住民への事前警告のリードタイムを改善できるようにする強化技術を使用しました。VORTEX2は、竜巻がどのように発生し、どのくらい長く続くのか、なぜそれほど長く続くのか、そして何が消滅するのかを明らかにしようとしました。^[2]

VORTEX1とVORTEX2は、陸上を走る大規模な車両群、航空機、移動式レーダーの使用に基づいていました。移動式メソネットの開発と調整に関する重要な研究は、これらのフィールドプロジェクトから生まれました。^{[3] [2]}その後数年間に収集されたデータの分析により、スーパーセルと竜巻の形態とダイナミクスの理解が大幅に進歩しました。VORTEX2プロジェクトのフィールド研究フェーズは、2010年7月6日に終了しました。^[4]

ボルテックス1

プロジェクト・ボルテックス。ディミット竜巻。国立暴風雨研究所(NSSL)
日付	1994年と1995年
位置	竜巻街道
別名	竜巻の回転の起源の検証実験1​
結果	竜巻全体を記録しました。これは、 NEXRADシステムの展開と相まって、国立気象局 ( NWS ) が 13 分のリードタイムで悪天候警報を発令し、誤報を 10 パーセント削減するのに役立ちました。
Webサイト	http://vortex2.org/

VORTEX1 プロジェクトは、竜巻の周囲の天候を測定および分析するためのカスタマイズされた機器を搭載した約 18 台の車両に竜巻の専門家を乗せて派遣し、竜巻がどのように発生するかを理解しようとしました。前述のように、航空機とレーダー リソースもこのような測定に使用されました。プロジェクト ディレクターは、一部のスーパーセル、またはそのような嵐内のメソサイクロンが竜巻を発生させ、他のスーパーセルが発生させない理由にも関心を持っていました。また、一部のスーパーセルが激しい竜巻ではなく弱い竜巻を形成する理由も解明しようとしました。

最初のプロジェクトは1994年と1995年に実施されました。SUB-VORTEXやVORTEX-99などのいくつかの小規模な研究は1996年から2008年にかけて実施されました。^[5] VORTEX1は竜巻のライフサイクル全体を記録しました。これは、イベント全体を重要な機器で測定した初めてのことです。^[6] VORTEX1から収集された研究の後、悪天候警報は改善され、多くの人がVORTEX1がこの改善に貢献したと考えています。^[7]

「最初のVORTEX実験から得られた重要な発見は、竜巻を引き起こす要因が科学者が考えていたよりも小さな時間と空間スケールで発生するということでした。新たな進歩により、嵐の風、気温、湿度環境をより詳細にサンプリングできるようになり、竜巻が発生する理由と、より正確に予測する方法をより深く理解できるようになります」とNSFの物理・動的気象学プログラムディレクター、ステファン・ネルソンは述べています。^{[8] [9]}

VORTEXは、約5分ごとに竜巻の上空にドップラー気象レーダーを飛ばす能力を持っていました。 ^[10]

VORTEXの研究は、国立気象局（NWS）が住民に13分のリードタイムで竜巻警報を発するのに役立ちました。 ^[11]連邦研究気象学者のドン・バージェスは、国立気象局による悪天候に関する「誤報」が10パーセント減少したと推定しています。^[12]

映画『ツイスター』は少なくとも部分的にVORTEXプロジェクトに触発された。^[13]

VORTEX2は、2009年5月10日から6月13日までと、2010年5月1日から6月15日までの期間に実施された、拡大された第2回VORTEXプロジェクトである。VORTEX2の目標は、ある雷雨では竜巻が発生し、他の雷雨では発生しない理由を研究し、竜巻の構造を理解して、より正確な竜巻予報と警報をより長いリードタイムで行うことであった。^[14] VORTEX2は、これまでで最大かつ最も野心的な竜巻研究であり、さまざまな大学や研究室から100人以上の科学者が参加した。

「竜巻の形成と発達の過程はまだ完全には解明されていません。VORTEX2が竜巻の発達についてさらに詳しく知るために必要なデータを提供し、やがては竜巻が襲来する前に予報官が人々にもっと前もって警告を発するのに役立つことを期待しています」と、国立大気研究センター（NCAR ）の地球観測研究所（EOL）所長でVORTEX2の主任研究員であるロジャー・ワキモト氏は述べた。 ^[11]

「そうすれば、警察、消防、医療関係者、さらには電力会社など、緊急対応要員の備えをより万全にすることができます。しかし、現在では、それはまったく不可能です」と、国立科学財団（NSF）の大気科学部門のプログラムディレクター、ステファン・P・ネルソン氏は述べた。 ^[10]

コロラド州ボルダーにある悪天候研究センター（CSWR）のジョシュア・ワーマン所長は、「もし私たちがそのリードタイムを13分から30分に延ばすことができれば、自宅にいる一般の人々は何か違うことをすることができるでしょう。ただお風呂に入るのではなく、地域の避難所を探すことができるかもしれません。より長い警告とより正確な警告を与えることができれば、家族をより安全な場所に避難させることができるかもしれません」と提案している。^[12]

VORTEX2は、ドップラー・オン・ホイールズ（DOW）レーダー、SMARTレーダー、NOXPレーダー、計器搭載車両群、無人航空機（UAV）、スティックネットおよびポッドネットと呼ばれる展開式計器アレイ、移動式気象気球発射装置など、移動式レーダーを装備したカスタマイズされた車両50台を展開した。100人を超える科学者とクルーが、テキサス州とミネソタ州の間にある米国大平原の「竜巻街道」地域で竜巻とスーパーセル雷雨を調査した。1,190万ドルのこのプロジェクトには、米国海洋大気庁（NOAA）と国立気象局および嵐予報センター（SPC）、オーストラリア気象局（BOM）、フィンランド、イタリア、オランダ、英国、カナダ環境省、米国およびその他の地域の大学など、多くの機関と国が関与した。

このプロジェクトには、移動式レーダー部隊として、DOW3、DOW6、DOW7、Rapid-Scan DOW、SMART-RADAR、NOXP、UMASS-X、UMASS-W、CIRPAS、TIV 2が含まれていました。車輪付きドップラーは、悪天候研究センターから、SMART-Radarはオクラホマ大学（OU）から提供されました。国立暴風雨研究所（NSSL）は、NOXPレーダーのほか、マサチューセッツ大学アマースト校、海軍研究局（ONR）、テキサス工科大学（TTU）からのいくつかのレーダーユニットを提供しました。NSSLとCSWRは、移動式メソネット艦隊を提供しました。移動式ラジオゾンデ発射車両は、NSSL、NCAR、ニューヨーク州立大学オスウェゴ校（SUNY Oswego）から提供されました。他にも、TTUのSticknets、CSWRの竜巻PODS、コロラド大学CUとイリノイ大学アーバナシャンペーン校（UIUC）の4つのディスドロメーターなど、最先端の配備可能な計測機器が多数ありました。 ^{[15] [16]}

VORTEX2技術により、レーダーを搭載したトラックを竜巻の嵐の中や近くに配置して、竜巻の活動を継続的に観測することが可能になった。オクラホマ大学の気象学教授ハワード・ブルースタイン氏は、「雨、雹、ほこり、破片、飛んでいる牛を区別できるようになるだろう」と語った。^[10]

さらに、写真測量チーム、被害調査チーム、無人航空機、気象気球発射車が竜巻と雷雨の包囲に協力した。^{[15] [16]}集められた機器により、レーダーやその他の機器で嵐の3次元データセットを75秒ごとに（個々の機器によってはより頻繁に）収集し、竜巻と竜巻の嵐のセルを200フィート（61メートル）まで解像度を上げることができた。^{[11] [17]}

科学者たちは5月10日に集まり、通知から45秒以内に放出されなければならない竜巻ポッドの発射方法をクルーに教えるための講習会を開催した。^[18] VORTEX2には、風速（つまり、速度と方向）を測定する1メートル（3.3フィート）の塔に取り付けられた機器である12個の竜巻ポッドが装備されていました。その目的は、いくつかの測定を竜巻の中心で行うことだった。^[19]ポッドが展開されると、チームは次の場所でプロセスを繰り返し、最終的にチームは竜巻の南に戻り、記録されたデータを含むポッドを回収します。このプロセスが繰り返されます。これは、竜巻自体から2マイル（3.2 km）以内、つまり4分以内で行われます。^[18]

チームは高さ2メートル（6.6フィート）のポータブルスティックネットを24個持っていて、竜巻の嵐のセル周辺のさまざまな場所に設置して風のフィールドを測定し、大気の測定値を提供し、音響的に雹と降水量を記録することができました。^{[17] [19]}

科学者たちは、メソサイクロンを形成するスーパーセル雷雨のどれが最終的に竜巻を生み出すのか、どのようなプロセス、嵐規模の相互作用、そしてどのような大気環境の中で竜巻を生み出すのかについての理解を深めようとしています。^[10]

プロジェクトの進捗状況の最新情報はVORTEX2のホームページに掲載されました。科学者たちはライブレポートのブログも開始しました。^[20]

「このフィールド調査段階は最も壮観で、大変な作業のように思えますが、私たちが行っていることの大半は、研究室に戻って、お互いに協力し、学生たちと協力して、収集したものが何なのかを解明しようとすることです」とワーマン氏は語った。「このデータを消化し、実際にその恩恵を受けるには何年もかかるでしょう。」

ペンシルベニア州立大学は秋に最初の科学的発見を公表した。^[12]

予報官たちは竜巻を目撃する確率が最も高いかどうかを判断していた。トラックがテキサス州チルドレスからオクラホマ州クリントンに向かっているとき、2009年5月13日の日没時に乳房雲と雷を発見した。 ^[21]

このプロジェクトは、6 月 5 日の午後、ワイオミング州ゴーシェン郡南部で約 25 分間続いた竜巻をうまく阻止したときに、最初の竜巻に遭遇しました。彼らの車両の 1 つであるプローブ 1 は、阻止中に雹による損傷を受けました。その日の夕方遅く、ウェザー チャンネル(TWC) の従軍記者であるマイク ベッツは、VORTEX2 の部隊がネブラスカ州で 2 番目の竜巻を阻止したと報告しました。この竜巻の艦隊の配置はほぼ理想的でした。竜巻は、そのライフサイクル全体にわたって囲まれており、歴史上最も徹底的に観測された竜巻となりました。^[要出典]

チーム全体は約 50 人の科学者で構成され、学生も加わります。主任研究員(PI) の完全なリストは http://vortex2.org/ (Wayback Machineに 2019-07-31 にアーカイブ) にあります。VORTEX2 の科学者と乗組員のアルファベット順の部分リスト:

• ノーラン・アトキンス、科学研究員、リンドン州立大学教授。
• マイケル・ビガースタッフ、科学研究主任、オクラホマ大学教授。専門は偏波レーダー、移動レーダー、雲の物理と帯電、熱帯低気圧（ハリケーン）、激しい局地的嵐、嵐の力学。オクラホマ大学のSMARTレーダープログラムのディレクター。^[22]
• ハワード・ブルースタイン、運営委員会、科学PI、オクラホマ大学教授は、激しい気象現象を専門とし、ドップラー気象レーダーに関する専門知識を提供しています。彼は気象学の教授です。^[22]
• Donald W. Burgess、運営委員会、科学 PI、CIMMSの科学者。
• デビッド・ダウェル、運営委員会、科学PI、科学者、国立大気研究センター。
• ジェフリー・フレーム、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校教授、激しい対流の専門家。
• Katja Friedrich、科学的研究責任者、コロラド大学准教授。
• 科学研究主任であるカレン・コシバは、悪天候研究センターの上級研究気象学者です。^[23]
• ティモシー・P・マーシャルPEは土木・構造工学と気象学のバックグラウンドを持つ損害分析者です。 ^[23]
• ポール・マルコウスキーは、運営委員会の科学研究主任であり、ペンシルベニア州立大学の気象学准教授で、暴風雨の力学を専門としている。^[22]
• マシュー・パーカー、科学研究主任、モバイルサウンディングコーディネーター、ノースカロライナ州立大学気象学准教授。竜巻スーパーセルやメソスケール対流システム(MCS)などの対流性嵐のダイナミクスを専門としています。
• Erik N. Rasmussen、運営委員会、科学 PI、VORTEX2 共同 PI、大気科学者、VORTEX1 フィールド ディレクター、Rasmussen Systems。
• イヴェット・リチャードソンは、ペンシルベニア州立大学の気象学准教授であり、運営委員会の科学研究主任であり、暴風雨の力学を専門としている。^[22]
• Glen Romine、科学 PI、プロジェクト科学者、国立大気研究センター。
• ポール・ロビンソンは、悪天候研究センターの上級研究気象学者です。^[23]
• ロジャー・ワキモト、科学研究主任、国立大気研究センター所長。
• クリス・ワイス、科学研究主任、テキサス工科大学准教授。
• ルイス・ウィッカーは、激しい嵐の力学のモデリングを専門とする研究者です。彼はVORTEX1の共同チームリーダーでもありました。^[22] 国立暴風雨研究所。
• ジョシュア・ワーマンは運営委員会、科学研究主任、VORTEX2研究主任であり、移動式ドップラー気象レーダーを専門とする悪天候研究センターの所長であり、ドップラー・オン・ホイールズ（DOW）プログラムを発明し、主導している。^{[22] [24]}

その他の小規模なフィールドプロジェクトとしては、前述のSUB-VORTEX（1997-98年）とVORTEX-99（1999年）^{[5] [25] 、VORTEX-Southeast（VORTEX-SE）（2016-2019年） [26]などが}あります。

• TOtable竜巻観測所（TOTO）
• ツイステックス
• 竜巻の移動レーダー観測

Wikinewsには関連ニュースがあります:

• アメリカ海洋大気庁、竜巻研究のためVORTEX2を打ち上げる

ウィキメディア・コモンズには、 Vortex プロジェクトに関連するメディアがあります。

• 公式ウェブサイト– 科学プログラムと実験設計の概要
• VORTEX2に関するNSFのプレスリリース
• VORTEX1プロジェクトに関する情報
• ボルテックス-99
• NSSL VORTEX2 プロファイル
• 地球観測ラボ プロジェクト プロファイル (NCAR)
• VORTEX1デビッド・O・ブランチャード
• VORTEX2の研究者を特集したドキュメンタリー「竜巻街道」