18/07/16 11:09:37.62 CAP_USER.net
◆巨大な竜巻は「人間には聞こえない音」から正確に予測できる：研究結果
竜巻によって発生する特徴的な超低周波音を遠隔地で検出し、その規模と位置を正確に予測する技術が発表された。
人間の耳では聞き取れない音をマイクで拾って解析し、被害を最小限にするという試みだ。
研究が進めば、自宅に竜巻検出器を設置し、火災警報器のように一般的になるかもしれないというこの技術。
その内容について研究者に聞いた。
ハイイログマのうなり声や雷鳴と並んで、竜巻の音は地球上でも最も恐ろしい自然音だ。
竜巻と聞き手がどこにいるかによって、この音はシューッと聞こえたり、ブンブン、ガラガラ…といった具合に聞こえたり、あるいは貨物列車のようにも聞こえる。
この音は厄介なものがやってくる印なのだ。
しかし竜巻は、人間の耳では聞き取れない超低周波音も発生させるようである。
嵐は竜巻に発達する1時間ほど前に、特徴のある超低周波音を発する可能性がある。
科学者がこれらの音を検出して迫り来る竜巻の規模と場所を正確に示し、コミュニティに警告する精度が上がるとすれば、どんなに素晴らしいだろう。
研究者が追い求めているのは、まさにこれだ。
2018年5月8日（米国時間）に開催された米国音響学会で、オクラホマ州立大学の研究者ブライアン・エルビングは、自分のチームの研究成果を発表した。
同チームはマイクを使用して、12マイル（約19.3km）離れた場所で竜巻が発生する10分前に、信号を検出したという。
それだけではなく、竜巻の直径を150フィート（約46m）と推定できた。
竜巻の被害に関する公式な報告書によって、これが正しいと確認されたのだ。
■人間に聞こえない音も発する巨大スピーカー
では超低周波音を使った竜巻検出とは、どういう仕組みなのだろうか。
研究チームは「超低周波音は、竜巻の中心における圧力の変動によって発生する」という仮説を立てている。
エルビングは、「これは空気を圧縮したり拡張させたりするスピーカーのようなものだと考えられます。圧力が下がるほど変動が大きくなり、音も大きくなります」と語る。
研究チームは、この超低周波音の周波数から、竜巻の規模を推定できたのだ。
つまり竜巻とは、「人間の耳に聞こえる音と聞こえない音を大音量で響かせながら、田園地帯を駆け抜ける巨大スピーカーだ」といえる。
しかし、200フィート（約61m）ずつ離して設置されたエルビングの3台のマイクを使えば、音が2台のマイクに到達するまでのわずかな時間の差を計算し、竜巻の方向を特定できる（3台目のマイクは冗長性をもたせるためだ）。
マイクが人間の耳と同じように機能し、音が聞こえてくる方向を教えてくれるのだ。
それぞれのマイクは、小さなドームの中に格納されている。
ドームはそれぞれ、4本の散水用穴あきホース（そう、庭にあるのと同じものだ）に接続されている。
ホースは4つ葉のクローヴァーの葉の形に配置されており、これ全体が「マイクの花」となる。
ところが、同時に周囲の風の音も拾ってしまうので都合が悪い。
この音（ノイズ）もデータに変換され、研究者が求めている超低周波音と混ざってしまう。
だからこそ、このようにホースを配置するのだ。
「例えば、右側に延びるホースと左側に延びるホースが風の音を拾った場合、これらの圧力波は揃っていなくてランダムであるため、打ち消し合って平均化するのです」とエルビングは説明する。
これに対して十数マイル離れたところから来る超低周波音は、それほどランダムではない。
「竜巻のように、巨大な地球の物理学的な発生源からやってくる圧力波は、より均一なものになります。
こうした波がホースからマイクに入ると、互いに打ち消し合わずに一体化します」とエルビングは語る。
■写真
URLﾘﾝｸ(wired.jp)
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WIRED 2018.07.16 MON 10:00
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※続きます