Hailsondes lançam tempestades para sondá-las

Inspirado no filme de grande sucesso de 1996, Twister, um novo sensor em forma de granizo pode se movimentar dentro do olho de uma tempestade para lançar luz sobre os mistérios por trás do crescimento do granizo.

As grandes tempestades conhecidas como tempestades convectivas severas custaram 35 mil milhões de dólares, ou quase 70% de todas as perdas seguradas por catástrofes naturais em todo o mundo no primeiro semestre de 2023, de acordo com a seguradora global Swiss Re. Aproximadamente 60 a 80 por cento das perdas seguradas destas fortes tempestades devem-se a danos causados ​​pelo granizo, de acordo com a Associação Nacional de Comissários de Seguros.

Os novos sensores, apelidados de “sondas de granizo”, foram projetados para voar livremente durante tempestades e se comportar como granizo real.

Ao mesmo tempo, quando se trata de todos os tipos de precipitação associados a estas tempestades violentas, o granizo é o menos compreendido. Isso ocorre porque ainda não se sabe muito sobre como essas bolas de gelo se movem e crescem nas várias áreas de cada tempestade.

No filme Twister, os pesquisadores procuraram implantar sensores meteorológicos no centro de um tornado para aprender mais sobre os desastres. Na vida real, os cientistas implantaram uma grande variedade de sensores para analisar tempestades – por exemplo, drones e câmeras de alta velocidade, no solo ou até algumas centenas de metros de altura, diz Joshua Soderholm, cientista de tempestades no Australian Bureau of Meteorologia em Melbourne, que ajudou a desenvolver o novo sensor.

No filme Twister de 1996, os caçadores de tempestades interpretados por Helen Hunt e Bill Paxton sacrificam quase tudo para liberar enxames de partículas coletoras de dados que são sugadas por um tornado e transmitem dados de volta. Agora, cientistas australianos e canadenses estão testando uma ideia semelhante para tempestades. Imagens Universais/Alamy

No entanto, a recolha de dados dentro de nuvens de tempestade “torna-se muito mais difícil devido aos ventos incríveis, ao granizo grande e às condições extremas de formação de gelo”, explica Soderholm. Duas tentativas anteriores de implantar sensores em tempestades incluem uma aeronave blindada T-28, agora aposentada, da Escola de Minas e Tecnologia de Dakota do Sul e sensores presos a balões, conhecidos como “swarmsondes”, diz ele.

Em contraste, os novos sensores, apelidados de “sondas de granizo”, são projetados para voar livremente durante tempestades e se comportar como granizo real. Cada sonda tem a forma de uma pedra de granizo – uma esfera de 24 gramas e 6,5 centímetros de largura, uma versão modificada do Windsond S1 da Sparv Embedded em Linköping, Suécia. Embora sejam lançados através de balões, os granizos são liberados quando as correntes ascendentes dentro das tempestades são fortes o suficiente para manter os sensores no ar.

As sondas de granizo não medem as trajetórias ou condições das pedras de granizo reais. Em vez disso, comportam-se como pedras de granizo reais dentro de uma tempestade, “coletando informações sobre como o granizo cresce, é movido pelos ventos e pelas quedas”, diz Soderholm. “O design cuidadoso da sonda de granizo e a otimização dos sensores tornaram possível não apenas sobreviver a essas condições, mas também coletar medições valiosas.”

A sonda de granizo consiste em peças impressas em 3D, bateria e componentes eletrônicos envoltos em um invólucro de poliestireno.Joshua Soderholm/Australia Bureau of Meteorology

Soderholm teve a ideia da sonda de granizo porque diz que gosta de investigar como as novas tecnologias podem beneficiar o seu campo da ciência das trovoadas, “especialmente para medir processos que as pessoas anteriormente pensavam não serem alcançáveis ​​devido a barreiras tecnológicas”, observa ele. Isso inclui a varredura em 3D de pedras de granizo para esclarecer como elas evoluíram durante as tempestades e sua aparência no radar; usar visão computacional para analisar seções transversais de granizo para deduzir como eles cresceram; e usando drones para examinar a forma de granizo no ar.

“A ideia da sonda de granizo começou depois de ver alguns novos trabalhos de simulação de trajetórias de granizo do meu colega Matt Kumjian”, diz Soderholm. “Eu realmente queria saber se as simulações eram realistas, mas não tínhamos ideia, então comecei a pensar em uma forma de coletar medições.”

“Acredito que minha pesquisa destaca o incrível potencial das observações para preencher lacunas de dados que anteriormente pensávamos não serem possíveis... Ferramentas modernas como impressão 3D, Python, a Internet das Coisas, computadores de placa única permitem a prototipagem rápida sem um doutorado. . em engenharia.”