De World Scientific Publishing Co. y el International Journal of Modern Physics surge esta loca idea; construir “grandes muros” de 300 metros (984 pies) de altura en el medio oeste para romper los patrones de flujo. Muy bien. Ni siquiera podemos construir un muro en Texas para proteger nuestra frontera sur.
Podemos Eliminar la Gran Amenaza de Tornado en Tornado Alley
Los devastadores ataques de tornados que se repiten anualmente en Tornado Alley de EE. UU. plantean una pregunta importante: ¿Podemos eliminar la principal amenaza de tornado en Tornado Alley? Algunas personas pueden afirmar que tal pregunta está más allá de la imaginación ya que las personas son impotentes para enfrentar tornados violentos. Sin embargo, según la reciente publicación del profesor Rongjia Tao en IJMPB, los seres humanos no son impotentes en este tema: si construimos tres grandes muros de este a oeste en Tornado Alley, eliminaremos para siempre la gran amenaza de tornados. Estos muros se pueden construir localmente en áreas de alto riesgo de tornado para eliminar la amenaza de tornado allí primero, y luego extenderse gradualmente.
En los EE. UU., los tornados más devastadores ocurren en Tornado Alley, que es una franja de tierra entre las Montañas Apalaches y las Montañas Rocosas, que incluye la mayoría de los estados del Medio Oeste de los Estados Unidos. En 2013, hubo 811 tornados confirmados en EE. UU., 57 en Europa y 3 en China. Entre los 811 tornados en EE. UU., la mayoría de ellos, especialmente los más devastadores, ocurrieron en Tornado Alley. ¿Qué causa diferencias tan grandes?
Desde el punto de vista de la circulación atmosférica, Tornado Alley está dentro de la “zona de mezcla”, donde el aire cálido y húmedo fluye hacia el norte y el aire frío fluye hacia el sur. En cierta estación, el frente de flujo de aire cálido choca con el frente de flujo de aire frío en algún lugar de Tornado Alley. Los principales tornados en Tornado Alley comienzan con tales enfrentamientos (Fig.1). Especialmente porque no hay una montaña de este a oeste en Tornado Alley que debilite o bloquee los flujos de aire, algunos choques son violentos y crean turbulencias de vórtice. Tales vórtices violentos, las supercélulas, están inicialmente en movimiento giratorio horizontal en la atmósfera inferior, luego se inclinan cuando el aire gira para elevarse en la corriente ascendente de la tormenta, creando un componente de giro alrededor de un eje vertical. Si el estiramiento del vórtice durante la inclinación del vórtice intensifica la vorticidad vertical lo suficiente como para crear un tornado, el tamaño del vórtice se vuelve mucho más pequeño a medida que la velocidad de rotación se vuelve mucho más rápida. Alrededor del 30% de las supercélulas conducen a tornados (Fig.2).
Fig.1 Cuando un fuerte flujo de aire cálido llega a Tornado Alley, los choques violentos con el flujo de aire frío pueden extenderse por varios estados, provocando brotes de tornados en varios lugares en un período muy corto.
Figura 2. El intenso choque entre los vientos del sur y los vientos del norte es la fuente de formación de tornados en Tornado Alley. (a) El choque violento crea un vórtice: supercélula. (b) La inclinación y la corriente ascendente crean un giro alrededor de un eje vertical que conduce al mesociclón. (C) Un mayor estiramiento y una fuerte vorticidad vertical pueden provocar un tornado.
Los cálculos muestran que la probabilidad de que se produzcan tornados depende de la velocidad del viento durante los enfrentamientos. Por ejemplo, si tanto el viento frío como el viento cálido tienen una velocidad de 30 millas/h (13,3 m/s), la probabilidad de que se desarrollen tornados por el choque es muy alta. Por otro lado, si ambos vientos tienen una velocidad inferior a 15 millas por hora, casi no hay posibilidad de que el choque se convierta en tornados. Por lo tanto, reducir la velocidad del viento y eliminar los choques violentos de masas de aire son la clave para prevenir la formación de tornados en Tornado Alley. Podemos aprender de la Naturaleza cómo hacerlo.
Estados Unidos y China tienen ubicaciones geográficas similares. En particular, la llanura del norte de China y la llanura del este de China también se encuentran en la zona de mezcla, similar a Tornado Alley. Sin embargo, ocurren muy pocos tornados violentos en esta región de China porque hay tres cadenas montañosas de este a oeste para proteger estas llanuras de la amenaza de tornados. El primero es la montaña Yan de 300 km de largo que se encuentra en el límite norte de estas llanuras. El segundo es Nanling (Montañas Nan) de 600 km de largo en el límite sur de estas llanuras. El tercero tiene 800 kom de largo en las colinas de Jiang-Huai en medio de las llanuras. Especialmente, las colinas de Jiang-Huai están a solo unos 300 metros sobre el nivel del mar, pero eliminan efectivamente la principal amenaza de tornado para las áreas. Así lo demuestra el siguiente hecho.
Las colinas de Jiang-Huai no se extienden hasta el océano Pacífico, dejando desprotegida una pequeña área llana, en la parte norte de la provincia de Jiangsu. Esta pequeña área, similar a US Tornado Alley, tiene brotes de tornados recurrentes anualmente. Por ejemplo, la ciudad de Gaoyou en esta área tiene el apodo de «ciudad natal de tornados», que tiene brotes de tornados una vez cada dos años en promedio. Por lo tanto, está claro que las colinas de Jiang-Huai son extremadamente efectivas para eliminar la formación de tornados. Sin las colinas de Jiang-Huai, un área bastante grande en China se convertiría en la «ciudad natal de los tornados».
Si bien no hay montañas en Tornado Alley que desempeñen el mismo papel que las colinas Jiang-Huai, etc. en China, hay dos montañas pequeñas, las montañas Ozarks y las colinas Shawnee, que reducen significativamente el riesgo de tornados en algunas áreas locales.
La montaña Ozark consta de mesetas altas y profundamente diseccionadas; las colinas de las montañas están alineadas de sur a norte. La mayor parte de estas colinas de norte a sur no pueden bloquear ni debilitar el flujo de masa de aire entre el norte y el sur. Por lo tanto, por ejemplo, Joplin tiene un riesgo de tornado muy alto ya que enfrenta los abismos y valles de norte a sur formados por estas colinas, los vientos se vuelven más fuertes a medida que pasan estos valles y abismos. Por otro lado, algunas pequeñas secciones de las montañas de St. Francois y las montañas de Boston tienen las colinas conectadas de este a oeste. Por lo tanto, por ejemplo, Rolla, Missouri tiene un riesgo de tornado muy bajo, según lo analizado por www.homefact.com/tornadoes/.
El devastador brote de tornado en el condado de Washington, IL, el 17 de noviembre de 2013, también nos recuerda a Shawnee Hills, que es una pequeña montaña, 60 millas al este del condado de Washington. La mayoría de Shawnee Hills están en dirección sur-norte, pero algunas secciones están conectadas de este a oeste, ubicadas en la frontera sur del condado de Gallatin. Por lo tanto, el condado de Gallatin tiene un riesgo de tornado muy bajo, aunque la mayor parte de la tierra en el condado de Gallatin es tierra agrícola plana, al igual que el condado de Washington.
Según el Dr. Tao, la información anterior aprendida de la Naturaleza es muy alentadora. Aunque no hay montañas de este a oeste en Tornado Alley, podemos construir algunos grandes muros de este a oeste para desempeñar el mismo papel. También aprendido de Jiang-Huai Hills y Shawnee Hills, el muro necesita unos 300 metros de alto y 50 metros de ancho.
Para eliminar la amenaza de tornado en todo el Tornado Alley, es posible que debamos construir tres grandes muros. El primero debería estar cerca del límite norte de Tornado Alley, tal vez en Dakota del Norte. El segundo debería estar en el medio, tal vez en el medio de Oklahoma y yendo hacia el este. El tercero puede estar en el sur de Texas y Louisiana.
Estos grandes muros pueden afectar el clima, pero su efecto sobre el clima será menor, como lo demuestra Shawnee Hills en Illinois. De hecho, con un diseño científico, también podemos usar estos muros para mejorar el clima local.
En Filadelfia, hay un edificio rascacielos, Comcast Center, de unos 300 metros de altura. Del costo del Comcast Center, estimamos que para construir una milla de ese muro, necesitamos alrededor de $160 millones. Por otro lado, los daños causados por un solo tornado en Moore, Oklahoma el 20 de mayo de 2013 fueron multimillonarios. Por lo tanto, parece que el costo de construir tal muro es asequible.
Si bien la construcción de los tres grandes muros eventualmente eliminará los principales tornados en todo Tornado Alley, no esperamos comenzar un proyecto tan grande en un futuro cercano. Por otro lado, es más realista construir estos grandes muros localmente en áreas de alto riesgo de tornado primero y luego conectarlos pieza por pieza. Para hacerlo localmente, debemos recordar que, según la dinámica de fluidos del aire, el área protegida por la pared es aproximadamente un círculo con la pared como su diámetro.
Además, al desarrollar cualquier nueva ciudad en Tornado Alley en el futuro, podemos considerar construir primero edificios de rascacielos de este a oeste, luego asignar las otras partes de la ciudad que rodean los edificios de rascacielos. De esta forma, los edificios rascacielos servirán como muro, eliminando la formación de grandes tornados en sus alrededores para proteger a toda la ciudad.
Agradecimientos: Este trabajo está financiado en parte por una subvención del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU.
El papel aparecerá en IJMPB.
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Fuente: http://www.worldscientific.com/page/pressroom/2014-06-23-02
Por lo que puedo decir sobre el editor de esta revista, parece que no hay revisión por pares de ningún tipo en el Proceso Editorial: http://www.worldscientific.com/page/authors/authorkit
Lástima del tonto del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. que aprobó esta subvención.
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