TORNADO-gwałtownie wirująca kolumna powietrza, będąca jednocześnie w kontakcie z powierzchnią ziemi i podstawą cumulonibusa lub rzadziej wypętrzonego cumulonibusa. Tornada osiągają różne wielkości, jednak zwykle przyjmują postać widzialnego leja kondensacyjnego, węższym końcem dotykającego ziemi. Dolna część leja jest często otoczona chmurą odłamków i pyłu.
Tornada zaobserwowano na każdym kontynencie oprócz Antarktydy, jednak najwięcej tornad rocznie notuje się w Stanach Zjednoczonych. Większość tornad ma siłę wiatru nie większą niż 180 km/h, szerokość leja do 75 metrów i pozostaje w kontakcie z ziemią na tyle długo, by przemierzyć kilka kilometrów. Niektóre osiągają prędkość wiatru ponad 480 km/h, szerokość leja 1,5 km i przemierzają do 100 km dotykając ziemi. Siłę tornad mierzy się w skali Fuijty. Większość najbardziej niszczycielskich tornad formuje się w chmurach burzowych zwanych superkomórkami.
Podział ze względu na sposób tworzenia się:
*Tornado superkomórkowe (tornado związane z mezocyklonem).
Najbardziej klasyczny i zazwyczaj najgroźniejszy rodzaj tornada. Mają kształt leja o różnej średnicy (od cienkich przypominających sznurek do bardzo szerokich). Stanowią większość najbardziej niszczycielskich tornad, a najsilniejsze z nich osiągają prędkość wiatru do 480 km/h (F5 w skali Fujity). Ogólnie mówiąc tornada powstają dzięki zmianie energii potencjalnej na energię kinetyczną . Procesy fizyczne związane z powstawaniem cyrkulacji powietrza w tornadzie superkomórkowym związane są z niestabilną konwekcyjnie atmosferą, obecnością mezocyklonu w superkomórkach burzowych, oraz istnieniu zmian kierunku i prędkości wiatru z wysokością. Zmiany kierunku wiatru z wysokością i zmiany prędkości wiatru wpływają na średni ruch komórki – zazwyczaj na prawo od średniego wiatru – oraz na cyklonalny ruch tornad na półkuli północnej. Tornada tego typu mają dobrze zdefiniowany cykl rozwoju. Procesy fizyczne w tornadach badane są przez meteorologów i fizyków atmosfery przy użyciu metody teledetekcyjnych (m.in. radary meteorologiczne), bezpośrednie pomiary (sondaże), oraz symulacje numeryczne. Tornada związane z mezocyklonem są obiektem zainteresowań łowców burz. Ze względu na obecność mezocyklonu zazwyczaj da się je przewidywać lepiej niż tornada typu trąby lądowe. Widoczne objawy, które mogą zapowiadać nadejście tornad superkomórkowych to utworzenie się superkomórki i powstanie u jej podstawy, często wirującej, chmury stropowej. Tego typu tornada występują tylko w superkomórkach burzowych.
*Trąby lądowe i wodne (tornado nie związane z mezocyklonem)
To rodzaj tornad, których powstanie nie jest związane z działalnością mezocyklonu w superkomórce burzowej. Nazwę trąby lądowe zaproponował Howard B.Bluestein w latach 80. XX wieku i szybko stała się powszechnie używana. Są nazwane przez analogię do trąb wodnych ale występują nad lądem. rąby lądowe związane są z komórkami chmurowymi (cumulus congestus) lub liniami frontalnymi, czyli wszędzie gdzie horyzontalna zmiana prędkości wiatru przyczynia się do tworzenia cyrkulacji powietrza. W odróżnieniu od tornad superkomórkowych wirowość potrzebna do utworzenia trąby lądowej jest skoncentrowana w warstwie granicznej, czyli poniżej podstawy chmur. Warunkiem powstawania trąb lądowych jest dobrze wymieszana warstwa graniczna, w której istnieje zmiana temperatury w pionie z tzw. gradientem suchoadiabatycznym (niestabilna atmosfera) co pozwala na silny ruch wstępujący. Procesy dynamiczne tworzenia się trąb lądowych podobne są do trąb wodnych, które powstają zazwyczaj w rejonach tropikalnych nad wodą lub w rejonach gdzie zimne powietrze przemieszcza się nad ciepła wodą co powoduje dużą niestabilność w warstwie granicznej. Jednak te procesy są różne od dynamiki tornad superkomórkowych.
Trąby lądowe często powstają w silnych prądach wznoszących z chmur kłębiastych (zazwyczaj burzowych), gdy wiatry blisko powierzchni ziemi wieją z przeciwnych stron. Te tornada są zwykle o wiele słabsze od tornad superkomórkowych, ale najsilniejsze mogą osiągać w skali Fujity siłę F2, a także w ekstremalnych przypadkach F3. Mają zwykle kształt wąskiej rury, są smuklejsze niż tornada powstałe za sprawą mezocyklonu. Charakteryzują się mniejszym i węższym lejem kondensacyjnym, który zazwyczaj nie osiąga powierzchni ziemi, a pierwszymi, widocznymi objawami pojawienia się trąb lądowych są unoszone odłamki. Dopiero potem wir jest widoczny przy powierzchni ziemi poprzez pyły zawieszone w powietrzu i rozpoczęciu kondensacji. Mogą tworzyć się gdziekolwiek pojawia się burza: najczęściej w rozwijających się komórkach burzowych, ale także w przechodzących chłodnych frontach atmosferycznych, a nawet w superkomórkach. Możliwe jest również ich pojawienie się w wypiętrzających się cumulusach. Ich cykl życia i proces powstania może trwać kilka minut. Skala przestrzenna tornad lądowych jest mała, stąd trudno je przewidzieć
Skala Fujity
Do określania siły tornada (na podstawie zniszczeń jakie powoduje, a nie jego fizycznych właściwości) w większości krajów świata służy skala Fujity posługująca się symbolami od F0 do F5.
· F0 – wiatr o prędkości od 64 do 116 km/h
· F1 – wiatr o prędkości od 117 do 180 km/h (może zniszczyć drewniane budynki gospodarcze i elementy dachów, przewracać lekkie pojazdy o dużej powierzchni, np. przyczepy campingowe, naczepy, spychać jadące samochody)
· F2 – wiatr o prędkości od 181 do 253 km/h (może zrywać dachy, wyrywać wielkie drzewa z korzeniami, przewraca samochody)
· F3 – wiatr o prędkości od 254 do 332 km/h (może wyrywać drzewa i kompletnie niszczyć nawet duże budynki, wykoleja pociągi, podnosi cięższe samochody)
· F4 – wiatr o prędkości od 333 do 419 km/h (może porywać duże i ciężkie pojazdy i wznosić do góry domy ze słabszymi fundamentami)
· F5 – wiatr o prędkości od 419 do 512 km/h (może unosić bardzo ciężkie obiekty i przenosić je nawet o kilkaset metrów, zrównuje z ziemią wszystko co napotka na swej drodze)
75 procent tornad posiada siłę od F0 do F1, a 24 procent tornad osiąga F2 lub F3. Tylko 1 procent stanowią tornada o sile F4 lub F5, z czego 0,1 procent to tornada F5.
Ulepszona skala Fujity
Zniszczenia po tornadzie, które w maju 2007 roku zrównało z ziemią miejscowość Greenburg w stanie Kansas (Aleja Tornad) w USA. To był pierwszy przypadek tornada o sile EF5 w, wówczas, nowo wprowadzonej, ulepszonej skali Fujity.
W USA od lutego 2007 roku wprowadzono do użytku nową, zmodyfikowaną skalę Fujity. Podobnie jak starsza wersja, ta skala również określa siłę tornada na podstawie zniszczeń. Wprowadzono w niej pewne ulepszenia: zwiększono różnorodność konstrukcji, które mogą potencjalnie ulec uszkodzeniu lub zniszczeniu przez tornado. Uwzględniono również solidność i jakość konstrukcji. Uległy zmianie również szacowane wartości prędkości wiatru na poszczególnych stopniach skali. Skala posługuje się symbolami od EF0 do EF5.
· EF0 – wiatr o prędkości od 105 do 137 km/h (uszkodzenia dachów domów, wyrywane gałęzie drzew)
· EF1 – wiatr o prędkości od 138 do 178 km/h (zerwane dachy, przewrócone i zniszczone przyczepy campingowe)
· EF2 – wiatr o prędkości od 179 do 218 km/h (zerwane dachy z solidnych konstrukcji, duże drzewa wyrywane z korzeniami, lekkie samochody podnoszone z ziemi)
· EF3 – wiatr o prędkości od 219 do 266 km/h (niszczone całe piętra solidnych domów, uszkodzenia dużych budynków, wykolejone pociągi, podnoszone z ziemi cięższe samochody)
· EF4 – wiatr o prędkości od 267 do 322 km/h (solidne domy zrównane z ziemią, samochody wyrzucane w powietrze)
· EF5 – wiatr o prędkości powyżej 322 km/h (domy o silnym szkielecie zrównane z ziemią do fundamentów, samochody stają się pociskami przelatującymi do 100 metrów, wieżowce ze zdeformowaną
Unikanie tornad
Najbezpieczniejszymi kryjówkami przed żywiołem są piwnice, a w sytuacji gdy nie ma takiej możliwości, to należy znaleźć się po prawej stronie ścieżki tornada (to zwiększa szansę uniknięcia kolizji z wirem).
A teraz coś dla łówców tornad :P.
Najwcześniej znany przypadek tornada w Europie miał miejsce w miejscowości Rosdalla w Irlandii w 1054 roku. Pierwszy raport o tornadzie w USA pochodzi prawdopodobnie z 1643 roku z miejscowości Lynn w Massachusetts w USA. W 1882 roku po 300 latach obserwacji i wielu przypadkach tornad przyszły pierwsze efekty.Sierżant John P. Finley, którego zadaniem był rozwój prognozowania tornad, opublikował 15 reguł. Każda z nich opisywała pewne pogodowe sytuacje, które w momencie pojawienia zwiększały prawdopodobieństwo pojawienia się tornada w danej okolicy. Odnosiły się one między innymi do obecności ośrodka niżowego, dużych różnic temperatur i dużej wilgotności w południowo-wschodniej części niżu. Finley w jednej ze swych reguł zaznaczył, że tornada formują się właśnie na południowy zachód od centrum niżu.
Jednak rozwój prognozowania napotkał poważne przeszkody, ponieważ słowo "tornado" zostało usunięte w USA z oficjalnych prognoz, aby nie wywoływać paniki ludności. Tornado było słowem zakazanym aż do lat 20. XX wieku, kiedy Tri-State Tornado spowodowało ogromne szkody i straty w ludziach. Wówczas Alfred J. Henry przeprowadził analizę warunków panujących podczas tego tornada i zauważył, że 9 z 15 reguł Finleya było spełnionych tego dnia. Prace Finleya pozwalały na stwierdzenie możliwości wystąpienia tornada, ale wciąż nie potrafiono przewidzieć tornada z wyprzedzeniem.
Wykrywanie mezocyklonu na radarze Dopplera
W 1942 roku seria tornad spowodowała ogromne zniszczenia i wówczas zdano sobie sprawę z konieczności wprowadzenia systemu ostrzegania. Wiosną 1943 roku Amerykańskie Biuro Prognoz stworzyło eksperymentalny system ostrzeżeń przed tornadami w Wichita w Kansas, Kansas City i St.Louis. W lokalnych prognozach pojawiły się ostrzeżenia o możliwości wystąpienia gwałtownych burz, gradu, silnych wiatrów i tornad. Jednak wciąż potrafiono jedynie stwierdzić, że na danym obszarze mogą pojawić się groźne zjawiska, bez jakiegokolwiek przewidywania kiedy i gdzie uderzy burza.
Badania nad prognozowaniem tornad trwały i przełom nastąpił pod koniec lat 40. Wówczas major Ernest J. Fawbush i kapitan Robert C. Miller z amerykańskich sił powietrznych opracowali eksperymentalne, obserwacyjne techniki do przewidywania gwałtownych burz i tornad. Zauważyli oni na południu Wielkich równin taki sam wzorzec pogodowy do tego, w którym kilka dni wcześniej wystąpiło katastrofalne tornado w Oklahomie. Ogłoszono ostrzeżenia o tornadach, które okazały się trafione. Nastąpił atak tornada, ale nikt nie zginął i prognozę uznano za sukces.
Rozwój i zastosowanie radarów podczas II Wojny Światowej umożliwił użycie ich w śledzeniu pogody. W 1950 roku projekt o nazwie 'Tornado project' został wdrożony w Oklahomie i Kansas jako sieć 168 stacji meteo. Analizy danych z radiosond stały się ważnymi elementami prognozowania w projekcie.
W 1953 roku w ramach amerykańskiego biura prognoz powstał ośrodek o nazwie Severe Local Storms Center (SELS). SELS rozwinął prognozy w oparciu o parametry znalezione przez Fawbusha i Millera, wówczas powstał ważny meteorologiczny wskaźnik używany w meteorologii do dziś określany mianem .
Od lat 60. dysponuje się danymi radarowymi oraz zdjęciami satelitarnymi. W 1972 roku amerykańskie siły powietrzne opublikowały cykl przewodników "Miller's Rules", które stały się podstawą do prognozoania groźnych zjawisk pogodowych. W tym samym czasie dr T. Theodore Fujita opublikował sześciostopniową skalę, która na podstawie zniszczeń powodowanych przez tornada pomaga w ocenie prędkości wiatru w wirze.
Wraz z rozwojem systemów komputerowych zaczęły powstawać numeryczne modele pogodowe, które umożliwiły prognozę meteorologicznych zjawisk mezoskalowych. Wprowadzenie radaru Dopplera do meteorologii pozwalało nie tylko na mierzenie intensywności opadów, ale także na wykrywanie cyrkulacji powietrznych, które tworzą się przed i w czasie występowania tornada.
Dziękuje za uwage :)
daniel199330