世界最大の竜巻探査は行き詰まっている。私はオクラホマ州ペリーにあるホリデイ・イン・エクスプレスの会議室に作られた即席の司令センターにいる。35人の科学者たちは、この曇り空の5月の朝、外に駐車された機材を積んだ50台のトラックをどこに展開させるか、思案している。今回の探査隊の最初の大型嵐は、私たちの南西、テキサス州で発生しており、スーパーセル（回転する巨大な雷雨）につながる可能性が高い。スーパーセルは、1つ以上の竜巻を引き起こす可能性がある。非常に有望だ。しかし、国立暴風雨研究所のチームリーダー、ルー・ウィッカーは問題に気付く。彼はレーダー画面から顔を上げる。「時速50マイルだ」と彼は言う。速すぎる。
竜巻追跡の一般的なイメージは、泥をはねかえしながら平原を猛スピードで走り抜ける数台のトラックで巨大な竜巻を追いかけるというものだが、ウィッカー氏のプロジェクト、第2回竜巻回転起源検証実験（VORTEX2）では、全く異なる追跡が求められる。2年間に渡り1200万ドルを投じたこの政府の現地実験の目的は、単に竜巻に近づくだけではなく、竜巻を囲んで十分なデータを収集し、コンピュータモデルで正確に再現することだ。多数のトラックやバン、140人のクルー、そして高さ40フィートの携帯無線塔から気象観測気球、無人航空機まで数トンもの機材を扱うこの実験を成功させるには、命知らずの運転だけでは不十分だ。綿密な計画が必要であり、そのためには事前に大量の情報を入手する必要がある。 「たとえ嵐がゆっくりと過ぎていく日でも、これは難しいことです」と、悪天候研究センターのチームリーダー、ジョシュ・ワーマン氏は言う。「今日のような日には、ほぼ不可能に近いのです。」
嵐追跡シーズン終了まで残りわずか5週間となった今、VORTEX2チームは出発を心待ちにしている。米国では毎年約1,000件の竜巻が報告されており、その希少性が嵐追跡の最大の課題となっている。竜巻は予期せず発生し、甚大な被害をもたらし、そして消えてしまう。研究者たちは、次の竜巻がいつどこで発生するかを予測する際に頼りにできるデータが乏しい。そのため、竜巻を追跡することは困難であり、信頼性の高い警報を発することはさらに困難だ。実際、竜巻警報の70%は誤報である。その結果、人々は次の警報をあまり真剣に受け止めない傾向がある。「回転を検知すると、警報を発令するのは、発令しないのが怖いからです」と、大学で非常勤の研究気象学者として働くチームリーダーのドン・バージェスは語る。
オクラホマ州の。
状況の改善を目指すVORTEX2チームは、鶏が先か卵が先かというジレンマに直面しています。より多くの竜巻を捕捉するには、より優れた予測モデルが必要ですが、より優れた予測モデルには、より多くの竜巻を捕捉する必要があるのです。VORTEX2が昨年の探査を終えた時点で、チームはワイオミング州ラグランジで竜巻を一つだけ捕捉することができました。これは大きな成果でしたが、ワーマン氏が言うように、「竜巻が一つだけでは十分ではありません」。
ウィッカー氏は地図に指を当て、「ここです」と言い、東に約 40 マイルのところにある、予測される嵐の中心を指差した。ほとんどの竜巻は時速約 15 マイルで移動するため、典型的な追跡戦略は、竜巻の横を車で走り、センサーと機器を展開して、その場でデータを収集することです。しかし、移動速度の速い嵐の場合は、まったく異なる操縦が必要になります。ウィッカー氏によると、チームのメンバーは素早く散開し、嵐より先に進み、約 1,000 平方マイルの範囲内で起こるすべてのことを測定できる機器の境界線を設定し、竜巻がその中を通過するのを待たなければなりません。それでも、数時間の準備と広い範囲をもってしても、移動する災害地域を囲むのは容易ではないと彼は警告します。「時速 50 マイルの嵐を自分一人で追跡するのは難しいのに、ましてや 50 台の車両を揃えるとなると、なおさらです」と彼は言います。 「これだけの人数がいると、それぞれ違う時間にトイレ休憩を取らなければならない子供たちを乗せた車で用事を済ませようとしているようなものです。」
現状では、ドライバーの技術向上も役立つだろう。技術者が会議を中断し、事故が発生したことを告げると、ワーマンは損傷状況を確認するために駐車場へ向かった。慌ただしい準備作業の最中、10台のドップラーレーダー搭載トラックのうち1台が別のトラックに衝突し、レーダーと内部コンピューター間の接続部（両方のトラックの重要な部品）が損傷した。修理には数時間かかる可能性がある。
ワーマンはトラックを見て首を横に振った。「この10年間、トラックの壊れた部品をダクトテープで何度も補修してきたが、これはまさに最悪のシナリオだ」と彼は言った。
なぜチェイスするのか？
VORTEXプロジェクトは、竜巻を理解するための世界で最も野心的な取り組みです。国立暴風雨研究所が1994年と1995年に最初のVORTEXフィールド実験を実施したとき、ウィッカーとワーマンは、気象学者のハロルド・ブルックスとドン・バージェスと共に、竜巻の周囲にレーダートラックを設置した最初の科学者となりました。「車輪のついたドップラー」と呼ばれるこのレーダートラックによって、彼らは地上から竜巻を捉える貴重な映像を撮影し、竜巻のライフサイクル全体を初めて記録することに成功しました。
しかし、根本的な疑問は依然として残っています。例えば、そもそもなぜ漏斗が形成されるのか、そして竜巻の強さはなぜ決まるのか、また、竜巻のエネルギー源は何でしょうか？ ウィッカー氏と彼のチームは、竜巻の基本的なメカニズムを理解することで、竜巻警報の発令時間を13分から50分に短縮し、最終的には物的損害を軽減し、人命を救うことを目指しています。
VORTEX2には、研究者の増員、新型の可搬式気象センサー、そして改良された予報技術が盛り込まれている。刷新された取り組みは既に成果を上げている。昨年ラグランジを襲った竜巻は、歴史上最も詳細に記録された竜巻となった。今月、科学者たちはコロラド州に集まり、分析のためにデータを分割する。そこでの大きな目標の一つは、同時に稼働する数十のコンピューターモデルを開発し、1分ごとにリアルタイムの嵐データを分析することだ。各モデルは、雨滴の大きさ、風速、湿度の上昇といった異なる入力値を計算に用いる。これらの結果を組み合わせることで、将来の気象状況についてより具体的な予測が可能になり、例えばシカゴの北10マイル（約16キロメートル）でスーパーセルが発生したとしても、気象予報士は大都市圏全体に一律の警報を発令するのではなく、はるかに狭い範囲のより正確な発生確率を発表できるようになる。
今日の悪天候警報は、国立気象局が運営する159基の固定式ドップラーレーダー網であるNEXRADによって収集されたデータに大きく依存しています。しかし、固定式レーダーは雷雨の発生源から遠すぎる場合が多く、その信号は懐中電灯の光線のように広がり、遠くなるほど拡散していきます。また、レーダーは単一平面上を移動するため、地球がレーダーの下に沈んでいくにつれて、大気圏下層を捉えることができなくなります。
VORTEX2の解決策は、スーパーセルに近づき、考えられるあらゆる角度から記録することです。無線操縦の無人飛行機が雲の上を飛び回り、スーパーセルに流れ込む気流に関するデータを収集します。チームメンバーは、屋根に取り付けられた計測機器を搭載した車両を嵐の真下まで運転し、気温や湿度などの気象条件を観測します。竜巻対策プラットフォームに搭載されたビデオカメラは、漏斗内部の活動を撮影します。
こうした監視によって得られる確かな嵐の予測は、より正確な嵐の警報を発令するだけでなく、空港の飛行パターン、森林火災指数、都市計画の改善にもつながるでしょう。さらには電気料金の削減にもつながるかもしれません。電力会社は嵐の警報を頼りに発電量を決めており、予測が外れれば、直前に割増料金で電力を購入しなければならず、そのコストを消費者に転嫁することになります。「30年後に振り返った時、社会的な観点から見て、これらのモデルが竜巻警報よりも重要だったとしても、私は驚かないだろう」とブルックス氏は言います。
アメリカ海洋大気庁（NOAA）は今年、NEXRADに新型二重偏波レーダーの搭載を開始する。このレーダーは既にVORTEX2の標準装備となっているもので、水平と垂直のマイクロ波を発射することで空の動きをより正確に読み取り、雪、氷、雨滴を区別する。また、全国の携帯電話基地局や屋根に数千台のドップラーレーダーを設置するプロジェクトも進行中だ。しかし今のところ、竜巻を見つける最良の方法は、依然としてトラックに乗って現場に赴くことだ。「この作業を机上で行うことは、決してないだろう」とウィッカー氏は言う。
罠を仕掛ける
ウィッカー氏と他のリーダーたちは、嵐が午後4時までにオクラホマシティの北東を襲うと最善の予測を立てた。そのため、クルーはロードアイランド州ほどの広さのグリッドに50台の車両を完璧に配置するために、わずか数時間しか残されていない。しかし、午前10時半になっても、私たちはまだホテルの駐車場で準備を進めていた。ようやく11時、ウィッカー氏は私と大学院生の一人をミニバンに急行させ、私たちは出発した。その後、移動式ドップラーシステムを構成する10台のレーダートラックのうち2台が続いた。私たちは約25マイル離れたグリッドの北端に向かい、レーダーアンテナで遠くから嵐を追跡する予定だ。
一方、技術者たちは損傷したレーダートラックの修理に成功し、現在、私たちの南東40マイル、グリッドの中心に近いストラウドに向かっています。個々のドップラーレーダーデータセットは嵐の発達を追跡するのに役立ちますが、複数のユニットから収集されたデータを統合することで、はるかに多くの情報が得られます。これは、わずかに異なる視覚画像を組み合わせることで、3次元ビューのように深度に関するより多くの情報を提供できるのと同じです。
30分ほどでコイル付近に到着したが、ただ車を停めて待つわけにはいかない。レーダーには視界が確保されている必要があるため、その後2時間かけて、家や木々、丘などに遮られない場所を探した。ようやく平坦で開けた土地を見つけ、車を停めた。曇り空が不安を掻き立てる。私たちはグリッドの端、つまり予測される嵐の震源地からできるだけ離れた場所にいるが、安全な場所などどこにもない。アメリカでは、竜巻は通常、ジェット気流とメキシコ湾から上昇する暖流の複合作用に流されて南西から北東へ移動するが、突然進路を変えることもある。
バンから降りながら、私はこの事実を深く考え、強まる風が背の高い草をなだらかになぞらえている様子に特に注意を払った。赤いピックアップトラックが私たちの横で減速して止まった。「ぶつかるんじゃないの？」と運転手が尋ねた。ウィッカーは空を見上げ、目に見える証拠を指差した。灰色がかったふわふわした雲の束の奥にある窪みだ。「あそこが暖かい下降気流が嵐の背後を包み込んでいる場所だ」と彼は言った。「この嵐はおそらくあと1時間で竜巻を生み出すだろう」。運転手はうなずき、「ありがとう」と言って車を発進させた。
稲妻が光り、ウィッカーは私をミニバンに戻すように指示した。激しい雨粒が窓を叩き始めた。彼はドクターペッパーをもう一口飲む。今日3缶目だ。私たちはレーダーデータとチームの他のメンバーからのインスタントメッセージに目を凝らしながら待つ。何もない。1時間後、嵐は進路を変え、オクラホマシティに向かって南へ移動し始めた。私は、竜巻について誰も知らないこと、そしてそれがどれほど危険なことなのかを思い知り始めた。ウィッカーは100マイル離れたノーマンにある国立気象センターからインスタントメッセージを受け取った。竜巻が目撃されたが、予報されていたオクラホマシティ近郊ではなかった。実際は、国立気象センターから200ヤードも離れていない、ウィッカーの故郷ノーマンに上陸したのだ。そしてニュースが流れる。ムーア近郊の家屋に雹が降っている。州間高速道路40号線で車が横転している。ショーニーのガソリンスタンドが破壊されている。オクラホマ州では少なくとも58個の竜巻が発生しており、今日中に3人が死亡する見込みだ。ワーマンの携帯電話が鳴った。父親からの電話だ。安否を確かめるためだ。「安全すぎる」とワーマンは答えた。
嵐のモデリング
3ヶ月後、ノーマンのデスクでウィッカー氏は、竜巻のほとんどは通り過ぎたが、その危機一髪の出来事が1週間、プロジェクトに暗い影を落としたと語った。「その後、私たちは全力を尽くすことを決意しました」。つまり、朝早く出発し、日中の休憩を減らすことを意味した。天候にも恵まれ、VORTEX2は6月に調査が終了するまでに20個の竜巻を捕捉した。「たくさんの幸運が重なりました」とウィッカー氏は言う。
2年間のプロジェクトを通して、チームは50テラバイト以上のデータを収集し、これまでに作成された中で最も詳細な竜巻の解剖図を作成しようとしています。「膨大な量のデータです」とワーマン氏は言います。「今後何年も分析できるデータが得られるでしょう。」
研究者たちは、建築基準の改善を目指し、竜巻嵐の中と周辺の風のデータに特に注目しています。竜巻がどのように家屋の屋根をはがし、町をなぎ倒すのかを明らかにする可能性があります。「F-5の竜巻はどんなものでも吹き飛ばします」とウィッカー氏は言います。「しかし、より小規模な竜巻であれば、家をかなり無事に持ちこたえることができます。ただ、費用はかかります。」
オクラホマシティ空港へ向かう途中、5月10日に発生した竜巻の残骸を通り過ぎながら、このような投資は賢明な選択だったと思えた。幹線道路には根こそぎにされた巨大な木々が立ち並んでいる。ラブズ・ガソリンスタンドは嵐で屋根が吹き飛ばされ、壁も吹き飛ばされ、ねじれた金属の支柱だけが残っていた。タクシー運転手は、妹が竜巻から逃れるためにガソリンスタンドのウォークイン冷凍庫に隠れていたと話してくれた。妹は恐怖に駆られて彼に電話をかけてきたが、彼が彼女に連絡を取る頃には嵐は過ぎ去っていた。「あっという間に過ぎ去ったな」と彼は指を鳴らしながら言った。
自家製トルネードタンク
竜巻は爆弾と同程度の運動エネルギーを持つ可能性があるため、ディスカバリーチャンネルの番組「ストームチェイサーズ」に出演するベテランの嵐追跡者リード・ティマー氏とそのチームは、仕事中の安全確保のため、「ドミネーター」と名付けた重さ4トンの戦車を自ら製作した。
チームはまず2007年式シボレー・タホの内装を解体し、16ゲージの鋼板で覆った。鋼板の強度を高めるため、厚さ1/4インチのケブラー繊維とポリウレタンを複合した防弾素材「ライノ・ライニング」を吹き付けた。「大型ハンマーで叩いても、跳ね返ってきます」とティマー氏は言う。さらに、厚さ1/2インチのポリカーボネート板で作られた防弾窓も設置した。ポリカーボネートは、スイカ大の雹や時速240キロの速度で飛散する破片にも耐えられるほどの強度を持つ。
嵐に向かう際、クルーはNASCAR仕様の5点式安全ベルトを締めるが、ティマー氏によれば、チェイス中は小型ポテトガンから気象プローブを発射するのに忙しくてシートベルトを締める暇がないことが多いという。（プローブはGPS位置、温度、気圧、湿度を1秒間に5回測定しており、彼はラップトップでその様子を追跡できる。）風速が時速100マイルに達し、トラックが投げ出されそうになると、クルーはジェームズ・ボンド風のスイッチを入れ、バッテリー駆動の油圧装置を起動してドミネーターを地面に降ろす。トラックの底を囲むゴム製のシースが広がり、真空シールを形成することで破片の侵入を防ぎ、車両を固定する。また、燃料タンクに関しては、ドミネーターは燃料をほとんど消費せず、1ガロンあたり14マイルの燃費を実現している。
