اسکن‌های CT اولین نگاه به داخل تگرگ‌های عظیم را ارائه می‌دهند و اسرار تشکیل آن‌ها را فاش می‌کنند
دانشمندان برای دهه‌ها از فرایند تشکیل تگرگ شیفته شده‌اند، به‌ویژه اینکه این کروی‌های یخی چگونه درون ابرهای طوفانی شکل می‌گیرند.
تگرگ هنگامی رخ می‌دهد که قطرات باران به نواحی بالاتر و سردتر ابرها در طول طوفان‌ها کشیده می‌شوند، جایی که یخ زده و بزرگ‌تر شده قبل از بازگشت به زمین می‌افتند.
پژوهش اخیر از خدمات هواشناسی کاتالونیا با استفاده از تکنولوژی اسکن CT یک گام بزرگ به جلو برداشته و به پژوهشگران اجازه داده بدون تخریب ساختار داخلی تگرگ‌ها را بررسی کنند.
این مطالعه که در Frontiers in Environmental Science منتشر شده، نحوه‌ای را برجسته می‌کند که اسکن CT به دانشمندان اجازه داده تا ساختار داخلی تگرگ‌های بزرگ از یک طوفان شدید که در اوت ۲۰۲۲ به شبه‌جزیره ایبریا شمال‌شرقی برخورد کرد، مشاهده کنند.
تشکیل تگرگ
کارمه فارنل بارکو، پژوهشگر خدمات هواشناسی کاتالونیا و نویسنده اصلی مطالعه، از یافته‌ها ابراز خشنودی کرد.
"این اولین بار است که ساختار داخلی کامل تگرگ‌ها را مستقیماً مشاهده می‌کنیم، ارائه دهنده بینش‌های ارزشمندی درباره چگونگی تشکیل آن‌ها و بهبود احتمالی روش‌های پیش‌بینی."
پس از طوفان شدید که تگرگ‌هایی به اندازه ۱۲ سانتی‌متر قطر تولید کرد، پژوهشگران نمونه‌هایی را از ساکنان جمع‌آوری کردند که آن‌ها را در فریزهای خود حفظ کرده بودند.
این همکاری به دانشمندان اجازه داد تا سنگ‌ها را در آزمایشگاه با استفاده از اسکن CT، روشی که معمولاً برای تصویربرداری پزشکی استفاده می‌شود، اما اینجا برای مطالعه پدیده‌های جوی تطبیق داده شده است، تحلیل کنند.
در آزمایشگاه، سه تگرگ برای اسکن‌های دقیق انتخاب شدند، که اطلاعات زیادی درباره رشد آن‌ها افشا کردند.
پژوهشگران از تجهیزات تصویربرداری پیشرفته‌ای که قبلاً فقط در کلینیک‌های دندانپزشکی یافت می‌شد، استفاده کردند.
پروفسور خاویر ابدتا از دانشگاه بارسلونا و نویسنده ارشد اظهار داشت، "ما هدف داشتیم که بدون آسیب رساندن به نمونه‌ها، به بینش بیشتری درباره لایه‌های داخلی تگرگ‌ها برسیم. وضوح تصاویری که به دست آوردیم از انتظاراتمان فراتر رفت."
دانشمندان با استفاده از این فناوری، بیش از ۵۰۰ تصویر سه‌بعدی یا "برش" برای هر تگرگ ایجاد کردند.
این اسکن‌ها تراکم و ساختار را با جزئیات نشان دادند، اجازه دادن به پژوهشگران تا لایه‌های مختلف مرتبط با رشد تگرگ در طول طوفان را شناسایی کنند.
پروفسور خاویر مارتین-وید به توضیح داد ، "اسکن‌های CT تغییرات تراکم را فاش می‌کنند، کمک به ما در شناسایی مراحل رشد تگرگ‌ها و فرآیندهایی که به تشکیل آن‌ها منجر شد."
نتایج بینش‌های جذابی ارائه داد که چالش‌های فرضیات قبلی درباره شکل و ساختار تگرگ‌ها بودند.
استفاده از اسکن CT
پژوهشگران دریافتند که محورهای داخلی و سطوح تگرگ‌ها همیشه منظم نبودند، حتی اگر از بیرون تقریباً کروی به نظر می‌رسیدند.
هسته برخی تگرگ‌ها خارج از محور بودند، نشان می‌داد که این سنگ‌ها می‌توانند به‌طور نابرابر در سه جهت مختلف رشد کنند.
علاوه بر این، پژوهشگران مشاهده کردند که لایه‌های تگرگ‌ها در تراکم متفاوت بودند. برخی نمونه‌ها بخش‌های ضخیم‌تری داشتند، نشان‌دهنده جهتی که هنگام سقوط به پایین نگاه می‌کردند.
این مشاهده باور قبلی که تنها تگرگ‌های با شکل نامنظم می‌توانند اندازه‌های بزرگ را تشکیل دهند، را تضاد می‌کند.
با این حال، تیم همچنین برخی چالش ها مرتبط با استفاده از اسکن‌های CT را اشاره کرد. فرایند تصویربرداری می‌تواند هزینه‌بر باشد و برخی تصاویر ناهنجاری‌هایی نشان می‌دهند که محققان هنوز به‌طور کامل درک نکرده‌اند.
پرداخته به این مسائل حیاتی است، به‌ویژه با پیش‌بینی‌های رویدادهای تگرگی آینده که به دلیل تغییرات آب و هوایی شدیدتر و مکررتر می‌شوند.
با انتظار هوای شدیدتر که به اقتصادها و جوامع جهانی تأثیر می‌گذارد، محققان معتقدند یافته‌های آن‌ها می‌تواند در توسعه راهکارهایی برای کاهش آسیب‌های احتمالی ناشی از طوفان‌های تگرگی کمک کند.
تحقیق درباره تشکیل تگرگ درک علمی را بهبود می‌بخشد و پیش‌بینی و آمادگی برای رویدادهای شدید آب و هوایی را بهبود می‌بخشد.
همچنان که دانشمندان به تجزیه و تحلیل درون پیچیده تگرگ‌ها ادامه می‌دهند، این تحقیق نوآورانه راه‌های جدیدی در مطالعات هواشناسی باز کرده و راه را برای جوامع ایمن‌تر در مواجهه با طوفان‌های فزاینده شدید هموار می‌کند.
