地響きでも起こっているのでしょうか？

新たな研究結果により、人間の可聴範囲以下の音が、竜巻の予測や追跡にどのように役立つかが示されました。

半分以上が誤報の場合も

竜巻の予測は、人命救助のために重要です。今日では、気象学者はドップラー・レーダーの結果だけでなく、地上の目撃者からの報告も組み合わせることで予測をしています。この技術により、ここ数十年間で竜巻発生予測の精度が上がり、より早く避難警告を出せるようになっています。

しかしアメリカ国立気象局によれば、2014年時点で竜巻警報の誤警報率は少なくとも50%で、実はさらに高い可能性があるというのです。今、科学者たちは現代の竜巻検出方法を補完する手段として、人間の耳が聞こえるよりも低い周波数の低周波音を使うことに真剣に取り組んでいます。

発生4分前に特徴的な信号をキャッチ

オクラホマ州立大学のブライアン・エルビング准教授と共同研究者たちは、オクラホマにて竜巻が形成される8分前から低周波信号の検出を開始し、それが地面に降り立つ4分前に特徴的な信号が現れたと、研究に関するプレスリリースに書いています。

彼らは、風による低周波ノイズを軽減する処理を施した複数の低周波音マイクを使い、そうした特徴を検出しました。なおその方法では、レーダーは竜巻を検知しなかったのだそうです。そして研究者たちは、シアトルで開催されたアメリカ物理学会の流体力学第72回年次総会にて、その研究成果を発表しました。

レーダーと組み合わせて効率を上げる

エルビング准教授は米Gizmodoに対し、竜巻を検知するために低周波検知器を導入することで、いくつもの潜在的な利点が得られると説明してくれました。たとえば、レーダー探知機と発信源の間に山のような障害物があれば、レーダーは作動しません。ですが、超低周波音は届きます。

最も死者の多い竜巻のいくつかは南東部で発生していますが、グレートプレーンズで竜巻を目撃しようとするストームチェーサーたちは、その地域に訪れることはありません。これは、その地域に第2の目（場合によっては耳かもしれませんが）が必要であることを示しています。レーダー信号に低周波音のデータを組み合わせて警告を発することで、誤報を減らすことができるかもしれないのです。

不明なこともデメリットもあるけれど

エルビング准教授によりますと、何が音を作り出しているのかはまだわかっておらず、彼のチームは、ノイズから信号を分離する方法を研究中だそうです。

また、この研究には参加していないミシシッピ大学の物理学者ロジャー・ワクスラー博士が、米Gizmodoに対して、警報目的のために低周波音を使用することで直面する別の障害について教えてくれました。それは、音の情報はレーダーの情報よりも遅く伝わる、ということです。20km離れた竜巻の音をマイクが検出するには、丸々1分かかるかもしれません。

今後の発展に期待大

しかし、この分野に携わる科学者たちは、今後数年間の研究と資金提供により、低周波音探知システムが開発されることを期待しています。ワクスラー博士のチームは、竜巻の地面着地前と後で異なる音響特性があることを発見しています。音響から調査する研究は、なぜ暴風が竜巻を生み、ほかはそうでないのかを探るための、数多い方法のうちのひとつです。ですが最終的に目指すのは同じところなのです。

ワクスラー博士はこう話しています。

私たちはこの研究に対し熱心に取り組んでいます。率直に言って、我々はこの技術が人命を救うと考えています