Der Tornado fegte mit fast 45 Meilen pro Stunde durch Süd-Iowa und zerfetzte Windkraftanlagen wie Streichkäse.
In der Stadt Greenfield stürzte es Autos um, riss Häuser von ihren Fundamenten und hinterließ eine vom Weltraum aus sichtbare Spur der Zerstörung. Der Tornado, den der Nationale Wetterdienst später als EF4 einstufte, tötete am 21. Mai fünf Menschen, was ihn zu einem der tödlichsten in diesem Jahr bisher machte, und 35 wurden verletzt.
An diesem Tag landeten mehr als ein Dutzend Tornados im Bundesstaat. Während sich fast alle Menschen in der Gegend unter der Erde versteckten, versuchte ein Team aus neun Wissenschaftlern – Sturmjägern – so nah wie möglich an die Tornados heranzukommen.
Kurz vor 15 Uhr sahen sie ihre Chance. Als auf ihren Radarschirmen ein Tornado auftauchte, trat die Gruppe in Aktion. Sie brachten einen ihrer Radarwagen zu einem Ort etwa 10 Meilen westlich von Greenfield, einer Gemeinde mit etwa 2.000 Einwohnern im Südwesten von Iowa.
Ein anderes Team beeilte sich, eine Gruppe wissenschaftlicher Instrumente direkt in der Flugbahn des Tornados einzusetzen.
„Trümmer fielen auf uns“, sagte Jennifer Walton, Sturmjägerin und Teamfotografin.
Ein dritter Lastwagen fuhr durch die Stadt, plötzlich umgeben von Bäumen und Gebäuden, die die Radarsicht des Tornados versperrten. Sie wussten, dass sie dem Sturm voraus waren; Sie wussten nicht, wie viel.
„Dies ist wahrscheinlich die ängstlichste Zeit für uns alle, weil wir wissen, dass ein Tornado kommt“, sagte er Joshua Wurman, Forschungswissenschaftler an der University of Illinois. „Wir wissen wirklich nicht, ob es in fünf Minuten, drei Minuten oder zwei Minuten passieren wird.“
Es funktionierte. Das Team führte ein „Abfangen“ durch, wie es es nennt, indem es mit dem Modul und zwei mobilen Radargeräten Daten über den Sturm sammelte und den Wissenschaftlern eine seltene, detaillierte Nahaufnahme eines der größten jemals aufgezeichneten Tornados der Welt ermöglichte auf diese Weise.
Die von ihnen gesammelten Daten sind erst das dritte Mal, dass Wissenschaftler Windgeschwindigkeiten von mehr als 300 Meilen pro Stunde bei einem Tornado berechnet haben. Und weil Sturmjäger die Messungen aus mehreren Winkeln vornahmen, als der Tornado Greenfield traf, bieten die Ergebnisse nun einen düsteren Blick auf die Winde und die innere Dynamik eines Wirbels, der stark genug ist, um Häuser dem Erdboden gleichzumachen.
„Tornados dieser Intensität und dieser Art von Schäden sind in den Vereinigten Staaten selten. Wir bekommen jedes Jahr nur eine Handvoll“, sagte Tony Lyza, ein Physiker am National Severe Storms Laboratory in Norman, Oklahoma, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Dies ist eine wirklich wichtige Studie, um einen Tornado dieser Intensität zu haben und ein mobiles Radar dort zu haben, um zu beobachten, während der Tornado den größten geschätzten Schaden anrichtete.“
Viele grundlegende Elemente der Tornadowissenschaft bleiben ungewiss, da es sehr schwierig ist, qualitativ hochwertige Daten zu erhalten. Diese neuen Erkenntnisse könnten dazu beitragen, entscheidende Fragen zur Entstehung und Struktur von Tornados zu klären, wie die Windgeschwindigkeit in der Luft mit Bodenschäden zusammenhängt und welche Faktoren eine Intensivierung oder einen Zusammenbruch von Tornados verursachen können.
Das neunköpfige Forscherteam, das am 21. Mai nach Greenfield aufbrach, wurde von Wurman und Karen Kosiba vom Team Flexible Array of Radars and Mesonets (FARM) an der University of Illinois geleitet, das teilweise von der National Science Foundation finanziert wurde. Die beiden Männer gehören zu den besten College-Sturmjägern der Welt.
FARM-Forscher starteten den Tag in McCook, Nebraska, müde nach einer stürmischen Nacht in Colorado, in der sie nur Hagelkörner fingen. Das umherziehende Team reist mit zwei Radarlastwagen und mehreren anderen Fahrzeugen, darunter einem Transporter, der mit einer Reihe von Instrumenten ausgestattet ist, die einen Tornado lange genug überstehen sollen, um Temperatur, Druck und andere Faktoren zu messen. Sie fuhren nach Greenfield, eine fast sechsstündige Fahrt.
Einen Tornado zu jagen ist wie ein Brettspiel gegen die Natur zu spielen. Forscher beurteilen die Bedingungen, berechnen Wahrscheinlichkeiten und bewegen die Teile – Radarwagen, Ballons und Kapseln –, damit sie aus relativ sicherer Entfernung die beste Messung des Sturms erfassen können.
Diese Art von Arbeit kann tödlich sein: Im Jahr 2013 starben drei Tornado-Verfolger, als sie einen mächtigen Tornado in El Reno, Oklahoma, jagten.
In Iowa begann der Tag der FARM-Forscher wie ein Schlagabtausch. Die Stürme zogen schnell durch das Gebiet und ließen sie sich fragen, wo sie ihre Ausrüstung unterbringen und wie sie einen Sicherheitsabstand einhalten sollten. Sie fuhren im Zickzack über Landstraßen, als Stürme auf dem Radar auftauchten, und sahen dann, wie sie abklangen.
Doch als sich der Greenfield-Tornado der Stadt näherte, löste er zehn Minuten lang intensive Action aus.
„Es ist kein sicherer Sport. Man muss in der Lage sein, im Handumdrehen Änderungen vorzunehmen“, sagte Walton.
Kosiba und Wurman parkten ihren Radarwagen etwa eine Meile östlich des Stadtzentrums, etwa 300 Meter vom Rand des Tornados entfernt. Sie senkten die hydraulischen Metallbeine des Lastwagens ab und hoben die Räder an, um eine stabile, ebene Plattform zu schaffen, die dem Sturm standhalten konnte.
„Wir wollen nicht herumspringen und unser Radar durcheinander bringen“, sagte Wurman.
Der Wind wehte mit etwa 80 Meilen pro Stunde auf den Lastwagen, aber die Forscher erinnern sich nicht mehr an viel an das äußere Erscheinungsbild: Sie klebten an ihren Bildschirmen.
„Ich schaue nie aus dem Fenster“, sagte Kosiba. „Ich schaue immer auf das Radar.“
Der Lastwagen sendet einen schmalen Strahl von Radarwellen aus, die durch die Luft fliegende Objekte treffen, von Regentropfen bis hin zu Zwei-mal-Vierern. Das Gerät misst die zurückkommende Energie und liefert so detaillierte Daten, dass Forscher die Form fallender Regentropfen verstehen können.
Im Inneren des Lastwagens sahen sie, wie Farben auf den Bildschirmen aufblitzten, als der Tornado Häuserrahmen zerstörte und Bäume umriss.
Zeitweise wirbelten mehrere Wirbel innerhalb des Tornados, der etwa 45 Minuten dauerte und etwa 71 Kilometer zurücklegte. In weniger als einer Sekunde berechneten Forscher in einem Teil des Tornados Windgeschwindigkeiten von mehr als 300 Meilen pro Stunde.
„Es war ein gewalttätiger Tag in Iowa“, sagte Tim Marshall, ein erfahrener Sturmjäger aus Texas, der nicht an der Suche beteiligt war.
Nach Angaben des Wetterdienstes war der Tornado zeitweise bis zu 300 Meter breit. Aber als es Greenfield erreichte, war es geschrumpft. Wissenschaftler sind sich nicht sicher, warum das passiert ist – es ist eines von vielen Rätseln, die diese Art detaillierter Radardaten letztendlich lösen helfen könnten.
„Wir werden jahrelang darüber nachdenken“, sagte Wurman.
Die für die Entstehung eines Tornados notwendigen Faktoren – Windscherung, Auftrieb, Instabilität und Luftfeuchtigkeit – sind wohlbekannt und ermöglichen Meteorologen die Erstellung zuverlässiger Tornado-Uhren, aber darüber hinaus bleibt vieles rätselhaft.
„Sobald sich ein Sturm bildet und einen Tornado erzeugt, wissen wir kaum, ob dieser Tornado groß oder klein, langlebig oder kurzlebig sein wird oder welche genaue Richtung der Sturm nehmen wird“, sagte Wurman.
Sturmjäger führen ihren gefährlichen Tanz mit den Elementen auf, um ihr Schlachtfeld voranzutreiben.
Insbesondere aktuelle Messungen des Greenfield-Tornados könnten Aufschluss darüber geben, wie sich Windgeschwindigkeiten in der Luft auf Schäden am Boden auswirken. Kosiba plant, die von seinem Team gesammelten detaillierten Windgeschwindigkeitsdaten mit Bodenschadensuntersuchungen zu korrelieren. Sie plant außerdem, die Thermodynamik des Ereignisses zu modellieren, was Hinweise auf die Faktoren liefern könnte, die zu stärkeren Windgeschwindigkeiten führen könnten.
Diese Arbeit könnte Wissenschaftlern dabei helfen, bessere Tornado-Vorhersagesysteme zu entwickeln und Bauherren beim Bau widerstandsfähigerer Strukturen zu unterstützen.
„Wir wollen keine Zerstörung sehen, aber so lernen wir“, sagte Marshall. „Schaden ist der Fingerabdruck von Mutter Natur. So beurteilen wir, wie es dazu kam.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf NBCNews.com veröffentlicht