Visninger
 |
En tornado er en voldelig, farlig, roterende kolonne i luften, der er i kontakt med både jordens overflade og en cumulus sky eller i sjældne tilfælde, i bunden af en Cumulus sky. Den mest intense af alle atmosfæriske fænomener, tornadoer kommer i mange former og størrelser, men er typisk i form af en synlig kondens tragt, Hvis smalle ende rører jorden, og er ofte omgivet af en sky af vragrester og støv. De fleste tornadoer har vindhastigheder på mellem 40 km / h (64 km / t) og 110 km / h (177 km / t), er ca 250 meter (75 m) på tværs, og rejser et par miles (flere kilometer) før sprede. De mest ekstreme kan nå vindhastigheder på mere end 300 mph (480 km / t), strække sig mere end en mile (1,6 km) på tværs, og ophold på stedet for snesevis af miles (mere end 100 km).[1][2][3]
Forskellige typer af tornadoer omfatte landspout, flere vortex tornado, Og skypumpe. Skypumpe har de samme kendetegn til tornadoer, der er karakteriseret ved en spiral tragtformede vind strøm, form over vandområder, der forbinder til store Cumulus og tordenvejr skyer. Skypumpe er generelt klassificeret som ikke-supercellular tornadoer, der udvikles over forekomster af vand.[4] Disse spiral kolonner af luft ofte udvikle sig i tropiske områder tæt på ækvator, Og er mindre almindelige i høje breddegrader.[5] Andre tornado-lignende fænomener, som findes i naturen bl.a. gustnado, støv Djævelen, brand hvirvler, Og damp Djævelen.
Tornadoer der påvises ved hjælp af Puls-Doppler radar Men brugen af hastighed data og refleksivitet mønstre såsom en krog ekko, samt den indsats, storm flysportentusiaster. Tornadoer er blevet observeret på alle kontinenter undtagen Antarktis. Men langt størstedelen af tornadoer i verden opstår i Tornado Alley region i USA, selv om de kan forekomme næsten overalt i Nordamerika.[6] De har også lejlighedsvist forekomme i syd-centrale og østlige Asien, Filippinerne, Øst-centrale Sydamerika, Det sydlige Afrika, Nordvestlige og sydøstlige Europa, vestlige og sydøstlige Australien og New Zealand.[7]
Der er flere forskellige skalaer for bedømmelse styrken af tornadoer. Den Fujita skalaen satser tornadoer ved forvoldt skader, og er blevet erstattet i nogle lande af den opdaterede Udvidet Fujita Scale. En F0 eller EF0 tornado, de svageste kategori, skader træer, men ikke væsentlig strukturer. En F5 eller EF5 tornado, den kraftigste kategori, river bygninger ned af deres fundamenter og kan deformeres store skyskrabere. Den tilsvarende Torró skala spænder fra en T0 for meget svage tornadoer til T11 for de mest magtfulde kendte tornadoer.[8] Doppler radar data, fotogrammetri, Og jorden turbulenskammer mønstre (cycloidal varemærker) kan også analyseres for at bestemme intensitet og tildele en rating.
Etymologi
Ordet tornado er en ændret form af det spanske ord tronada, Som betyder "tordenvejr". Dette igen blev taget fra det latinske tonare, Som betyder "at tordne". Det mest sandsynlige nåede sin nuværende form gennem en kombination af det spanske tronada og tornar ("At vende"), men kan dette være en Folk etymologi.[10][11] En tornado er også almindeligvis omtalt som en "Twister", og til tider også nævnt af den gammeldags dagligdags sigt cyklon.[12] Udtrykket "cyklon" bruges som synonym for "tornado" i den ofte luftes 1939 film, Troldmanden fra Oz. Udtrykket "twister" bruges også i denne film, sammen med at være titlen i 1996 tornado-relaterede film Twister.
Definitioner
En tornado er "en voldsomt roterende kolonne af luft i kontakt med jorden, enten pendel fra en cumuliform sky eller under en cumuliform sky, og ofte (men ikke altid) er synlig som en tragt sky ".[13] For en vortex at blive klassificeret som en tornado, skal det være i kontakt med både jorden og skyhøjde. Forskerne har endnu ikke skabt en fuldstændig definition af ordet, for eksempel, er der uenighed om, hvorvidt separate touchdowns i samme tragten udgør særskilte tornadoer.[3] Tornado refererer til vortex af vinden ikke, kondensering sky.[14][15]
Funnel sky
Denne tornado har ingen tragt sky, men den roterende støvsky viser, at kraftig vind, som sker i overfladen, og det er således en sand tornado.
En tornado er ikke nødvendigvis synligt, men den intense lavtryk, der forårsager de høje vindhastigheder (som beskrevet af Bernoullis princip) Og hurtig rotation (på grund af cyclostrophic balance) Normalt forårsager vanddamp i luften for at blive synlig som en tragt sky eller kondens tragt.[16] Når en tragt sky udvider halvvejs mellem skyhøjden og jorden, er det betragtes som en tornado.[17]
Der er en vis uenighed om definitionen af tragten sky og kondens tragt. Ifølge den Ordliste over Meteorologi, En tragt sky en roterende sky pendel fra en cumulus eller cumulus, og dermed også de fleste tornadoer i henhold til denne definition.[18] Blandt mange meteorologer, tragt skyen sigt er strengt defineret som en roterende sky, som ikke er forbundet med kraftig vind ved overfladen, og kondensation kanal er en bred betegnelse for en roterende sky under en cumuliform sky.[3]
Tornadoer starter ofte som tragt skyer uden tilknyttede kraftig vind ved overfladen, men ikke alle udvikle sig til en tornado. Imidlertid er mange tornadoer indledes med en tragt sky. De fleste tornadoer producere kraftige vinde på overfladen, mens den synlige tragten er stadig over jorden, så det er svært at se forskellen mellem en tragt sky og en tornado på afstand.[3]
Udbrud og familier
Undertiden vil en enkelt storm producere mere end én tornado, enten samtidig eller i træk. Flere tornadoer fremstillet af samme storm celle betegnes som en "tornado familie".[19] Flere tornadoer undertiden udklækkede fra samme store storm system. Hvis der ikke er pause i aktiviteten, er der tale om en tornado udbrud, men der er forskellige definitioner. En periode på flere på hinanden følgende dage med tornado udbrud i samme generelle område (udløst af flere vejrsystemer) er en tornado udbrud sekvens, undertiden kaldet en udvidet tornado udbrud.[13][20][21]
Kendetegn
Størrelse og form
De fleste tornadoer tage om forekomsten af en smal tragt, Et par hundrede meter (m) på tværs, med en lille sky af murbrokker nær jorden. Tornadoer kan skjules helt af regn eller støv. Disse tornadoer er særligt farlige, som selv erfarne meteorologer måske ikke øje på dem.[22] Tornadoer kan optræde i mange former og størrelser.
Små, relativt svage landspouts kan kun synlig som en lille swirl af støv på jorden. Selv om kondens tragten kan ikke udvide hele vejen til jorden, hvis forbundet overflade vinde er større end 40 km / h (64 km / t), er i omløb betragtes som en tornado.[14] En tornado med en næsten cylindrisk profil og relativ lav højde er undertiden benævnt som en "røgrøret føres" tornado. Store enkelt-vortex tornadoer kan ligne store kiler stak ned i jorden, og så er kendt som "kile tornadoer" eller "kiler". Den "røgrøret føres" klassifikation bruges også til denne type tornado, hvis det ellers passer den pågældende profil. En kile kan være så bredt, at det ser ud til at være en blok af mørke skyer, bredere end afstanden fra skyhøjde til jorden. Selv erfarne storm observatører kan ikke være i stand til at se forskel mellem en lavthængende skyer og en kile tornado på afstand. Mange, men ikke alle store tornadoer er kiler.[23]
Tornadoer i sprede fase kan ligne smalle rør eller tovværk, og ofte krøller eller twist til komplekse figurer. Disse tornadoer siges at være "roping out", eller blive en "tov tornado". Når de reb ud, længden af deres tragten stiger, hvilket tvinger vindene i tragten til at svække på grund af bevarelse af impulsmoment.[24] Multiple-vortex tornadoer kan fremstå som en familie af swirls kredser et fælles center, eller kan være helt skjult af kondens, støv og snavs, der ser ud som en enkelt kanal.[25]
I USA er tornadoer omkring 500 fod (150 m) på tværs i gennemsnit og ophold på stedet for 5 miles (8 km).[22] Men der er en bred vifte af tornado størrelser. Svag tornadoer eller stærke endnu sprede tornadoer, kan være yderst smal, nogle gange kun et par meter eller par meter på tværs. En tornado blev rapporteret at have en skade sti kun 7 fod (2 m) lange.[22] På den anden ende af spektret, kan kile tornadoer har en skade sti en mile (1,6 km) bredt eller mere. A tornado, der ramte Hallam, Nebraska den 22. Maj, 2004, var op til 2,5 miles (4 km) bred ved jorden.[2]
Med hensyn til stien længde, Tri-State Tornado, Hvilket påvirkede dele af Missouri, Illinois, Og Indiana den 18. marts 1925 lå på jorden uafbrudt i 219 miles (352 km). Mange tornadoer, som synes at have sti længder på 100 miles (160 km) eller mere er sammensat af en familie af tornadoer, der har dannet i hurtig rækkefølge, men der er ingen væsentlige tegn på, at dette skete i forbindelse med Tri-State Tornado .[20] Moderne ny analyse af den vej tyder på, at tornado kan have begyndt 15 miles (24 km) længere mod vest end hidtil antaget, forlængelse sine spor.[26]
Udseende
Tornadoer kan have en bred vifte af farver, afhængigt af det miljø, de udgør. De, som form i et tørt miljø kan næsten usynlig, markeret kun ved omrystning vragrester i bunden af tragten. Kondens skorstene, som henter lidt eller ingen debris kan grå til hvid. Mens rejser over en vandmasse som en skypumpe, kan de vende meget hvidt eller endda blå. Skorstene, som bevæger sig langsomt, indtage en masse snavs og skidt, er som regel mørkere, idet den farve debris. Tornadoer i Great Plains kan rødt på grund af den rødlige farve af jorden, og tornadoer i bjergområder kan rejse over snedækkede jorder, dreje hvid.[22]
Lysforhold er en væsentlig faktor i udseendet af en tornado. En tornado, der er "bagbelyst"(Set med solen bag sig) synes meget mørke. Samme tornado, set med solen på den observatør ryg, muligvis grå eller strålende hvid. Tornadoer som finder sted tæt på tidspunktet for solnedgang kan være mange forskellige farver, som udkommer i nuancer af gul, orange og pink.[12][28]
Støv sparket op af vinden, hvor moderselskabet tordenvejr, kraftig regn og hagl, og nattens mørke er alle faktorer, som kan mindske synligheden af tornadoer. Tornadoer, der forekommer i disse betingelser er særligt farligt, da det kun vejrradarer bemærkninger, eller muligvis lyden af en nærmer tornado, tjene som nogen advarsel til dem i stormen vej. De fleste store tornadoer form under stormen's updaft base, Hvilket er regn-fri,[29] gøre dem synlige.[30] Også, de fleste tornadoer opstår i de sene eftermiddagstimer, når den klare sol kan trænge selv den tykkeste skyer.[20] Natten tornadoer er ofte oplyst af hyppige lynnedslag.
Der er stadig flere tegn, herunder Doppler på hjul mobile radar billeder og øjenvidneberetninger, at de fleste tornadoer har en klar, rolig center med ekstremt lavt tryk, beslægtet med den eye af tropiske cykloner. Dette område vil være klar (eventuelt fuld af støv), har relativt let vind, og meget mørke, da lyset vil blive blokeret af hvirvlende debris på ydersiden af tornado. Lightning siges at være kilden til belysning af dem, som hævder at have set det indre af en tornado.[31][32][33]
Rotation
Tornadoer normalt dreje cyclonically i retning (mod uret i nordlige halvkugle, Uret i sydlige). Mens store storme altid rotere cyclonically på grund af Coriolis virkning, Tordenvejr og tornadoer er så små, at de direkte indflydelse Coriolis virkning er uden betydning, hvilket fremgår af deres store Rossby numre. Supercells og tornadoer rotere cyclonically i numeriske simuleringer, selv når Coriolis effekten er forsømt.[34][35] Low-level mesocyclones og tornadoer skylder deres rotation af komplekse processer inden for supercell og omgivende miljø.[36]
Ca. 1% af tornadoer rotere i en højtryk retning. Typisk, systemer som svage som landspouts og gustnadoes kan rotere anticyclonically, og som regel kun dem, der form på højtryk forskyde side af faldende bageste flanke downdraft i en cyklon supercell.[37] I sjældne tilfælde højtryk tornadoer form i samarbejde med mesoanticyclone af en højtryk supercell, på samme måde som den typiske cyklon tornado, eller som en følgesvend tornado enten som en satellit tornado eller associeret med højtryk hvirvler inden for en supercell.[38]
Lyd og seismologi
Tornadoer udleder meget om akustik spektrum og lyde er forårsaget af flere mekanismer. Forskellige lyde af tornadoer er blevet rapporteret gennem tiden, for det meste i forbindelse med velkendte lyde for vidnet og generelt nogen variation af en susen brøl. Populært rapporterede lyde omfatte et godstog, brusende strømfald eller vandfald, en jetmotor fra tæt hold, eller kombinationer af disse. Mange tornadoer er ikke høres fra stor afstand, og hvis beskaffenhed og formering afstand af hørbar lyd afhænger af atmosfæriske forhold og topografi.
Vindene af tornado vortex og konstituerende turbulent hvirvlerSamt luftstrømmen interaktion med overfladen og snavs, bidrager til lyde. Funnel skyer producerer også lyde. Funnel skyer og små tornadoer rapporteres som fløjte, klynker, summende, eller den indbyggede utallige bier eller elektricitet, eller mere eller mindre harmonisk, mens mange tornadoer rapporteres som en kontinuerlig, dyb rumlen, eller en uregelmæssig lyd af "støj".[39]
Da mange tornadoer er hørbare kun i meget tæt nærhed, lyden er ikke pålidelige advarsel om en tornado. Og nogen stærk, ødelæggende vind, kan selv en svær hagl byge eller konstant torden i tordenvejr producere en brusende lyd.[40]
Tornadoer producerer også identificerbare uhørlig infrasonic signaturer.[41]
I modsætning til hørbare signaturer, har tornadic underskrifter blevet isoleret, på grund af den lange afstand udbredelse af lavfrekvent lyd, bestræbelser i gang for at udvikle tornado forudsigelse og detektion enheder med ekstra værdi ved at forstå tornado morfologi, dynamik og skabelse.[42] Tornadoer også producere en påviselig seismiske underskrift, og forskning fortsætter på at isolere det og forstå processen.[43]
Elektromagnetiske, lynnedslag og andre effekter
Tornadoer udsender på elektromagnetiske spektrum, Med sferics og E-felt virkninger opdaget.[42][44][45] Der er observeret korrelationer mellem tornadoer og mønstre af lynnedslag. Tornadic storme ikke indeholder mere lynnedslag end andre storme og nogle tornadic celler aldrig producere lyn. Oftere end ikke, samlet sky-til-jord (CG) lyn aktivitet falder som en tornado når overfladen og vender tilbage til baseline niveau, når den tornado elevatorer. I mange tilfælde udviser intense tornadoer og tordenvejr en øget og afvigende dominans af positive polaritet CG udledninger.[46] Electromagnetics og lyn har lidt eller intet at gøre direkte med, hvad der driver tornadoer (tornadoer er dybest set et termodynamisk fænomen), selv om der er sandsynlighed forbindelser med storm og miljø påvirker begge fænomener.
Lysstyrke Der er rapporteret tidligere, og skyldes formentlig fejlidentifikation af eksterne lyskilder såsom lynnedslag, byens lys, og magt blinker fra brudte linjer, som interne kilder er nu usædvanligt rapporteret og er ikke kendt for at nogensinde har været registreret. Ud over at vinde, også tornadoer udstille ændringer i atmosfærens variabler såsom temperatur, fugt, Og pres. For eksempel i nærheden af den 24 Juni 2003 Manchester, South Dakota, En sonde måles en 100 mbar (hPa) (2.95 inHg) Tryk falde. Trykket faldt, efterhånden som de vortex nærmede faldt derefter meget hurtigt til 850 mbar (hPa) (25.10 inHg) I kernen af den voldelige tornado før stiger hurtigt som vortex flyttet væk, hvilket resulterer i en V-form pres spor. Temperatur tendens til at falde og vandindhold øges i umiddelbar nærhed af en tornado.[47]
Livscyklus
En sekvens af billeder, der viser fødslen af en tornado. Først den roterende sky base sænker. Denne sænkning bliver en tragt, som fortsætter nedad, mens vinden bygge nær overfladen, sparkede op støv og andet affald. Endelig synlige tragten udvider til jorden, og tornado begynder medført betydelig skade. Denne tornado i nærheden Dimmitt, Texas, Var en af de bedst observerede voldelige tornadoer i historien. Yderligere oplysninger: Tornadogenesis
Supercell forholdet
Tornadoer ofte udvikle sig fra en gruppe af tordenvejr kendt som supercells. Supercells indeholder mesocyclones, et område af organiseret rotation et par miles oppe i atmosfæren, normalt 1-6 miles (2-10 km) på tværs. Mest intense tornadoer (EF3 til EF5 på Udvidet Fujita Scale) Udvikler sig fra supercells. Ud over at tornadoer, meget kraftig regn, hyppig lynnedslag, stærke vindstød, og hagl er fælles i disse storme.
De fleste tornadoer fra supercells følge en genkendelig livscyklus. Det begynder, når stigende nedbør slæber med sig af et område med hurtigt nedadgående luftstrømme kendt som den bageste flanke downdraft (RFD). Dette downdraft accelererer når den nærmer sig jorden, og trækker supercell's roterende mesocyclone mod jorden med den.[14] Dannelse
Som mesocyclone nærmer sig jorden, en synlig kondens tragt synes at nedstamme fra bunden af storm, ofte fra en roterende væg sky. Som tragten ned, RFD også når jorden, skaber en vindstød front, der kan forårsage skade en god afstand fra tornado. Normalt tragten sky bliver en tornado inden for få minutter af RFD nå jorden.[14]
Løbetid
Oprindeligt var tornado har en god kilde til varme, fugtige tilgangen til magten det, så den vokser indtil den ankommer til "modne fase". Denne kan vare alt fra et par minutter til mere end en time, og i den tid en tornado ofte forårsager mest skade, og i sjældne tilfælde kan være mere end en mile (1,6 km) på tværs. I mellemtiden RFD, nu et område med cool overflade vinde, begynder at indhylle omkring tornado, afskære tilstrømningen af varm luft, som giver næring til tornado.[14]
Død
Som RFD helt indhylle omkring og kvæler ud tornado's lufttilførsel, det vortex begynder at svække, og bliver tynd og reb-lignende. Dette er "sprede fase" ofte varer højst et par minutter, hvorefter tornado fizzles. I denne fase formen af tornado bliver meget påvirket af vindene af moderselskabet storm, og kan blæses ind i fantastiske mønstre.[20][27][28] Selv om tornado er sprede, er tornado stadig kan forårsage skader. Stormen er kontraherende i et reb-lignende rør, og ligesom isen skater, der trækker armene ind til spin hurtigere kan vinde stigning på dette punkt.[24]
Som tornado ind i sprede fase tilhørende mesocyclone ofte svækker så godt, som den bageste flanke downdraft afskærer tilstrømningen du tænder den. Især kan intense supercells tornadoer udvikle cyklisk. Som den første mesocyclone og tilhørende tornado spreder, stormen har tilgangen kan være koncentreret i et nyt område tættere på centrum af stormen. Hvis en ny mesocyclone udvikler sig, kan den cyklus starter igen, der producerer et eller flere nye tornadoer. Lejlighedsvis, den gamle (tilstoppet) mesocyclone og den nye mesocyclone producere en tornado på samme tid.
Selv om dette er en bredt accepteret teori for, hvordan de fleste tornadoer form, levende, og dør, er det ikke forklare dannelsen af mindre tornadoer, såsom landspouts, lang levetid tornadoer, eller tornadoer med flere hvirvler. Disse har hver især forskellige mekanismer, der påvirker deres udvikling-dog mest tornadoer følge et mønster svarende til dette.[48]
Typer
Flere vortex
A multiple-vortex tornado er en type tornado, hvor to eller flere kolonner af spinning luft rotere omkring et fælles center. Multivortex struktur kan forekomme i næsten enhver omsætning, men er meget ofte observeret i intense tornadoer. Disse hvirvler skaber ofte små områder af tungere skader langs de vigtigste tornado vej.[3][14] Dette er et særskilt fænomen fra en satellit tornado, som er en svagere tornado, der danner meget nær en stor, stærk tornado i den samme mesocyclone. Satellitten tornado kan virke "kredsløb"De større tornado (deraf navnet), og gav indtryk af en, stort multi-vortex tornado. Dog en satellit tornado er et særskilt omløb, og er meget mindre end den vigtigste kanal.[3]
Skypumpe
A skypumpe er defineret ved National Weather Service som en tornado over vand. Men forskerne typisk sondre mellem "godt vejr" skypumpe fra tornadic skypumpe. Fair vejr skypumpe er så store, men langt mere almindeligt, og svarer til støv djævle og landspouts. De udgør i grundlaget for Cumulus congestus skyer over tropiske og subtropiske farvande. De har relativt svage vinde, glat laminar vægge, og typisk bevæger sig meget langsomt. De forekommer oftest i Florida Keys og i den nordlige Adriaterhavet.[49][50][51] I modsætning hertil er tornadic skypumpe stærkere tornadoer over vand. De udgør over vand på samme måde som mesocyclonic tornadoer, eller er stærkere tornadoer, der krydser over vand. Da de form fra svær tordenvejr og kan være langt mere intens, hurtigere og længere levetid end magsvejr skypumpe, de er mere farlige.[52]
Landspout
A landspout, Eller støv-rør tornado, Er en tornado ikke forbundet med en mesocyclone. Navnet stammer fra deres karakteriseres som en "fair vejr skypumpe på landjorden«. Skypumpe og landspouts har mange definere karakteristika, herunder relativ svaghed, korte levetid, og en lille, glat kondensvand kanal, som ofte ikke nå ned til jordoverfladen. Landspouts også oprette en markant laminar sky af støv, når de komme i kontakt med jorden, på grund af deres forskellige mekanikere fra sande mesoform tornadoer. Selvom det ofte svagere end klassiske tornadoer, kan de producere kraftige vinde, som kan forårsage alvorlige skader.[3][14]
Gustnado
A gustnado, Eller vindstød front tornado, Er en lille, lodret swirl der er forbundet med en vindstød front eller downburst. Fordi de ikke er forbundet med en sky base, der er en vis debat om, hvorvidt eller ikke gustnadoes er tornadoer. De dannes når hurtig bevægelse kold, tør udstrømningen luft fra en tordenvejr er blæst gennem en masse af stationære, varm, fugtig luft nær udstrømning grænse, hvilket resulterer i en "rullende" effekt (ofte eksemplificeret gennem en roll sky). Hvis lavt niveau Vindgradient er stærk nok, kan rotation drejes lodret eller diagonalt og skabe kontakt med jorden. Resultatet er en gustnado.[3][53] De sædvanligvis medfører små områder af tungere roterende stormskader blandt områder af straight-line stormskader.
Støv Djævelen
A støv Djævelen ligner en tornado i, at det er en lodret hvirvlende kolonne af luft. Men de udgør under klar himmel og er ikke stærkere end det svageste tornadoer. De dannes, når en stærk konvektive updraft dannes i jordhøjde på en varm dag. Hvis der er nok Wind Shear, kolonnen for varm, stigende luft kan udvikle en lille cyklon bevægelse, der kan ses i jordhøjde. De betragtes ikke tornadoer, da de udgør under fair vejr og er ikke forbundet med nogen skyer. Men de kan til tider resultere i omfattende skader i aride områder.[22][54]
Fire snurrer og damp djævle
Uddybende artikler: brand hvirvel og damp Djævelen
Mindre kan tornado-lignende oplag forekomme i nærheden af intens overflade varmekilde. De, der opstår i nærheden af intense skovbrande kaldes brand hvirvler. De betragtes ikke tornadoer undtagen i de sjældne tilfælde, hvor de opretter forbindelse til en pyrocumulus eller andre cumuliform sky over. Fire hvirvler normalt ikke er så stærke som tornadoer i forbindelse med tordenvejr. De kan dog give væsentlige skader.[20] A damp Djævelen er en roterende updraft , der indebærer damp eller røg. Steam djævle er meget sjældne. De oftest form af røg udgaaet fra en kraftværk skorsten. Varme kilder og ørkener Der kan også være egnede steder til en damp djævel til at danne. Fænomenet kan opstå, over vand, når det er koldt arktisk luft passerer over relativt varmt vand.[22]
Intensitet og skader
Den Fujita skalaen og Enhanced Fujita Scale sats tornadoer af skaderne. Den Enhanced Fujita (EF) Scale var en opgradering til den ældre Fujita skalaen, ved ekspert eliciteringVed hjælp af konstruerede vind skøn og bedre skader beskrivelser. Elementærfilen Scale var udformet således, at en tornado bedømt på Fujita skalaen ville modtage samme numeriske rating, og blev gennemført første gang i USA i 2007. En EF0 tornado vil sandsynligvis skade træer, men ikke væsentlig strukturer, mens en EF5 tornado kan rippe bygninger ud for deres fonde, der forlader dem nøgne og endda deformere store skyskrabere. Den tilsvarende Torró Skalaen går fra en T0 for meget svage tornadoer til T11 for de mest magtfulde kendte tornadoer. Doppler-radar data, fotogrammetri, Og jorden hvirvles mønstre (cycloidal mærker) kan også analyseres for at bestemme intensitet og tildele en rating.
Tornadoer varierer i intensitet, uanset form, størrelse og placering, men stærk tornadoer er typisk større end svag tornadoer. Foreningen med spor længde og varighed varierer også, selv om længere spor tornadoer tendens til at være stærkere.[57] I tilfælde af voldelige tornadoer, kun en lille del af stien er af voldelig intensitet, de fleste af de højere intensitet fra subvortices.[20]
I USA er 80% af tornadoer EF0 og EF1 (T0 gennem T3) tornadoer. Satsen for forekomst dråber ud hurtigt med stigende styrke mindre end 1% er voldelige tornadoer (EF4, T8 eller stærkere).[58] Udenfor Tornado Alley, og Nordamerika generelt er voldelige tornadoer yderst sjældne. Dette er tilsyneladende mest på grund af mindre antal af tornadoer overalt på forskning viser, at tornado intensitet distributioner er temmelig ens over hele verden. Et par store tornadoer opstår hvert år i Europa, Asien, det sydlige Afrika, og det sydøstlige Sydamerika, henholdsvis.[59]
Klimatologi
USA har det mest tornadoer i ethvert land, næsten fire gange mere end anslået i hele Europa, bortset fra skypumpe.[60] Dette skyldes hovedsagelig, at den unikke geografi kontinentet. Nordamerika er et stort kontinent, der strækker sig fra troperne mod nord ind arktisk områder, og har ingen større øst-vest bjergkæde at blokere luftstrømmen mellem disse to områder. I Midt breddegrader, Hvor de fleste tornadoer i verden opstår, Rocky Mountains blok fugt og spænde the atmosfærisk strømning, Hvilket tvinger tørre luft ved midten af niveauer i troposfære på grund af downsloped vinde, og forårsager dannelsen af et lavtryk vindretningen øst for bjergene. Øget vestlig strømning ud Rockies kraft dannelsen af en tør linje når strømmen oppe er stærk,[61] mens Gulf of Mexico brændstoffer rigelig lavt niveau fugt i den sydlige flow til sin øst. Denne unikke topografi giver mulighed for hyppige sammenstød af varme og kolde luft, de vilkår, racen stærk, lang levetid storme i løbet af året. En stor del af disse tornadoer form på et område af central USA kendt som Tornado Alley.[6] Dette område strækker sig til Canada, især Ontario og Prairie provinserSelv sydøst Quebec, Interiør British Columbia, Og det vestlige New Brunswick er også tornado-liggende.[62] Tornadoer også forekomme på tværs af det nordøstlige Mexico.[3]
USA gennemsnit omkring 1.200 tornadoer om året. Nederlandene har den højeste gennemsnitlige antal registrerede tornadoer hvert område, i ethvert land (mere end 20, eller 0,0013 per sq mi (0,00048 per km2), Årligt), efterfulgt af UK (ca. 33, eller 0,00035 per sq mi (0,00013 per km2), Om året),[63][64] men de fleste er små og forårsager mindre skade. I absolutte antal af begivenheder, ignorerer område, erfaringer Det Forenede Kongerige mere tornadoer end nogen andet europæisk land, bortset fra skypumpe.[60] Intens tornado aktivitet i USA. Jo mørkere farvede områder angiver det område, almindeligvis benævnt Tornado Alley.
Tornadoer dræbe et gennemsnit på 179 personer om året i Bangladesh, mest i verden. Dette skyldes, at deres høje befolkningstæthed, dårlig kvalitet af byggeri, manglende tornado sikkerhed viden, samt andre faktorer.[65][66] Andre områder af verden, som ofte har tornadoer omfatte Sydafrika, dele af Argentina, Paraguay, Og det sydlige Brasilien, Samt dele af Europa, Australien og New Zealand, og langt det østlige Asien.[7][67]
Tornadoer er mest almindelige i foråret og mindst almindelige om vinteren.[20] Forår og efterår erfaring toppe aktivitet som disse er perioder, hvor vinden blæser kraftigt, vindgradienten og atmosfærisk ustabilitet er til stede.[68] Tornadoer er fokuseret på den rigtige front kvadrant af landfalling tropiske cykloner, som har en tendens til at forekomme i sensommeren og efteråret. Tornadoer kan også opfostrede som et resultat af eyewall mesovortices, Som fastholdes, indtil landfall.[69] Gunstige betingelser kan opstå som helst tidspunkt af året.
Tornado forekomst er meget afhængig af tidspunktet på dagen, på grund af solvarme.[70] Worldwide, de fleste tornadoer opstår i de sene eftermiddagstimer kan mellem 3 pm and 7 pm lokal tid, med en top nær 5 kl.[71][72][73][74][75] Destruktive tornadoer kan forekomme på alle tider af døgnet. Den Gainesville Tornado i 1936, en af de dødeligste tornadoer i historien, forekom på 8:30 lokal tid.[20] Foreninger med klima og klimaændringer
Foreninger til forskellige klima og miljømæssige tendenser eksisterer. For eksempel vil en stigning i den havoverfladetemperaturen af en kilde region (f.eks Gulf of Mexico og Middelhavet) Øger atmosfærens vandindhold. Øget fugtighed kan brændstof en stigning i voldsomt vejr og tornado aktivitet, især i den kølige sæson.[76]
Nogle beviser ikke tyder på, at Southern Oscillation er svagt korreleret med ændringer i tornado aktivitet, der varierer fra sæson og region samt hvorvidt ENSO fase er at El Niño eller La Niña.[77]
Klimatiske ændringer kan påvirke tornadoer via teleconnections i at flytte jet stream og de større vejrmønstre. Klimaet-tornado link forvirret af de kræfter, der påvirker større mønstre og af de lokale, nuanceret karakter tornadoer. Selv om det er rimeligt, at global opvarmning kan påvirke udviklingen i tornado aktivitet,[78] en sådan virkning er endnu ikke identificeres på grund af den kompleksitet, lokal karakter af stormene, og database kvalitet. Enhver effekt vil variere fra region.[79]
Påvisning
Streng forsøg på at advare om tornadoer begyndte i USA i midten af det 20. århundrede. Før 1950'erne. Den eneste metode til påvisning af en tornado var af en person at se den på jorden Ofte vil nyheden om en tornado nå frem til en lokal vejrudsigt kontor efter stormen. Kunne dog med fremkomsten af vejrradarer, områder nær en lokal kontor få et varsel på hårdt vejr. Den første offentlige tornado advarsler blev udstedt i 1950 og de første tornado ure og konvektive livssyn i 1952. I 1953 blev det bekræftet, at krog ekkoer er forbundet med tornadoer.[80] Ved at anerkende disse radar signatur, kunne meteorologer opdage tordenvejr sandsynligvis producere tornadoer fra dusinvis af miles væk.[81]
Radar
Se også: Puls-Doppler radarog vejrradarer
I dag er de fleste udviklede lande har et netværk af vejrradarer, som fortsat den vigtigste metode til påvisning af underskrifter sandsynligvis forbundet med tornadoer. I USA og nogle få andre lande, er Doppler vejr radar stationer, der anvendes. Disse enheder måler hastighed og radial retning (Mod eller væk fra radar) af vinden i en storm, og så kan stedet tegn på rotation i storme fra mere end hundrede miles (160 km) væk. Når storme er langt fra en radar, der kun områder højt i stormen overholdes, og at vigtige områder nedenfor, er ikke indgik i stikprøven.[82] Data beslutning også falder med afstanden fra radaren. Nogle meteorologiske situationer, der fører til tornadogenesis ikke umiddelbart kan spores ved hjælp af radar og nogle gange tornado udvikling kan forekomme hurtigere, end radar kan gennemføre en scanning og sende partiet af data. Også mest befolkede områder på Jorden, er nu synlige fra Geostationære Operative Environmental Satellitter (GOES), som støtte i nowcasting af tornadic storme.[83]
Storm spotting
I midten af 1970'erne, steg den amerikanske National Weather Service (NWS) sine bestræbelser på at uddanne storm flysportentusiaster at få øje på centrale elementer i storme, som tyder paa alvorlige hagl, ødelæggende vinde, og tornadoer, samt skader sig selv og flash oversvømmelser. Programmet blev kaldt Skywarn, Og observatører var lokale sherif's deputerede, stat tropper, brandmænd, ambulance chauffører, amatør radiooperatører, civilforsvar (Nu beredskabet) Flysportentusiaster, storm chasers, Og almindelige borgere. Når hårdt vejr forventes, lokale vejr service kontorer anmode om, at disse observatører ser ud til hårdt vejr, og indberette alle tornadoer straks, således at kontoret kan advare om risikoen.
Normalt observatører er uddannet fra NWS på vegne af deres respektive organisationer, og til dem. Organisationerne aktivere offentlige varslingssystemer såsom Sirenerne og Emergency Alert System, Og sender rapporten til NWS.[84] Der er mere end 230.000 uddannet Skywarn vejr observatører over hele USA.[85]
I Canada, der kaldes et lignende netværk af frivillige vejr overvågere, CanwarnHjælper spot hårdt vejr, med mere end 1.000 frivillige.[83] I Europa er flere nationer organisere spotter netværk i regi af Skywarn Europa[86] og Tornado og Storm Research Organisation (Torró) har opretholdt et netværk af observatører i Det Forenede Kongerige siden 1974.[87]
Storm observatører er nødvendigt, fordi radar systemer såsom NEXRAD ikke opdage en tornado, blot signaturer, der antyder tilstedeværelsen af tornadoer.[88] Radar kan give en advarsel, før der er nogen visuel dokumentation for en tornado eller overhængende tornado, men jorden sandheden fra en observatør kan enten kontrollere den trussel eller bestemme, at en tornado ikke er nært forestående.[89] De spotter evne til at se, hvad radar kan ikke er særlig vigtig som afstanden fra radar site stiger, fordi radarstrålen bliver gradvist højere i højde længere væk fra radar, hovedsagelig på grund af krumning af Jorden, og bjælken også spreder ud.[82]
Visuelle beviser
Storm observatører er uddannet til at skelne, om en storm set fra en afstand er en supercell. De typisk ser til sin bageste, den vigtigste region updraft og tilgangen. Under updraft er en regn-fri base, og det næste trin i tornadogenesis er dannelsen af en roterende væg sky. Langt størstedelen af intense tornadoer opstår med en mur sky på bagsiden af en supercell.[58]
Dokumentation for en supercell kommer fra storm form og struktur, og sky tower funktioner som en hård og kraftig updraft tårn, en vedholdende, store overskridelser top, En hård ambolten (især når backsheared mod stærke øvre niveau Vinde), Og en proptrækker look eller riller. Under stormen og tættere på, hvor de fleste tornadoer er fundet bevis for en supercell og sandsynligheden for en tornado omfatter tilstrømning bands (især når krumme) såsom en "bæver hale", og andre indicier såsom styrke tilgangen, varme og moistness af Tilstrømningen luft, hvordan udløbskanal eller tilstrømningen-dominerende en storm vises, og hvor langt er den forreste flanke nedbør kerne fra væggen sky. Tornadogenesis er mest sandsynligt på grænsefladen af updraft og bageste flanke downdraft, Og kræver en balance mellem tilbagetrækningen og tilgangen.[14]
Kun væg skyer, der roterer gyder tornadoer, og som regel går forud for tornado med fem til tredive minutter. Roterende væg skyer er det visuelle udtryk for en mesocyclone. Spærring af et lavt niveau grænse, tornadogenesis er meget usandsynligt, medmindre en bageste flanke downdraft opstår, hvilket er normalt synligt fremgår af fordampning af sky støder op til et hjørne af en væg sky. En tornado optræder ofte som det sker eller kort tid efter, det første, en tragt sky dips og i næsten alle tilfælde med den tid, det når halvvejs ned, har en overflade swirl allerede udviklet, der betyder en tornado er på jorden, før kondensation forbinder overfladen omløb til storm. Tornadoer kan også forekomme, uden at væggen skyer, under flankerende linjer, og på forkant. Observatører se alle områder af en storm, og skyhøjde og overflade.[90]
Ekstremer
Den mest ekstreme tornado i historien var Tri-State Tornado, der brølede gennem dele af Missouri, Illinois, Og Indiana den 18. marts 1925. Det var sandsynligvis en F5, selvom tornadoer ikke blev rangordnet på en skala i denne æra. Det holder regnskab for længst lysvejlængde (219 miles, 352 km), længste varighed (ca. 3,5 time), og hurtigste hastighed fremad for en betydelig tornado (73 km / h, 117 km / t) hvor som helst på Jorden. Desuden er det blodigste enkelt tornado i USA historie (695 døde).[20] Den tornado blev også den anden dyreste tornado i historien på det tidspunkt, men i årene siden er blevet overgået af flere andre, hvis befolkningen ændrer sig over tid ikke er taget i betragtning. Når omkostningerne er normaliseret for rigdom og inflation, det rækker tredje dag.[91] Den livsfarlige tornado i verdenshistorien var Daultipur-Salturia Tornado i Bangladesh den 26. april 1989, der dræbte Ca. 1300 mennesker.[65] Bangladesh har haft mindst 19 tornadoer i sin historie dræber mere end 100 mennesker, næsten halvdelen af total i resten af verden.
Den mest omfattende tornado udbrud på record var Super Outbreak, Som berørte et stort område af det centrale USA og sydligste Ontario i Canada den 3. april og 4., 1974. Ikke alene gjorde dette udbrud funktion 148 tornadoer i 18 timer, men mange var voldelige, seks var af F5 intensitet, og fireogtyve toppede på F4 styrke. Dette udbrud havde over seksten tornadoer på jorden på samme tidspunkt i sit højdepunkt. Mere end 300 mennesker, eventuelt så mange som 330, blev dræbt af tornadoer i dette udbrud.[92]
Selv om det er næsten umuligt at direkte måle den mest voldelige tornado vindhastigheder (konventionel anemometre ville blive ødelagt af den intense vinde), har nogle tornadoer blevet scannet af mobile Doppler radar enheder, Hvilket kan give en god vurdering af tornado's vind. Den højeste vindhastighed nogensinde målt i en tornado, som også er den højeste vindhastighed der nogensinde er registreret på kloden, er 301 ± 20 mph (484 ± 32 km / t) i F5 Bridge Creek-Moore, Oklahoma tornado. Selv om læsning blev truffet omkring 100 fod (30 m) over jorden, er dette et bevis på styrken i de stærkeste tornadoer.[1]
Storm, der producerer tornadoer kan være kendetegnet ved intens updrafts, undertiden mere end 150 mph (240 km / t). Vragdele fra en tornado kan loftede i moderselskabet storm og bar en meget lang afstand. En tornado, der ramte Great Bend, Kansas i november 1915, var et ekstremt tilfælde, hvor en "regn af vragrester" opstod 80 miles (130 km) fra byen, en sæk mel blev fundet 110 miles (177 km) væk, og en annulleret check fra Great Bend bank blev fundet i et område uden for Palmyra, Nebraska, 305 miles (491 km) mod nordøst.[93] Skypumpe og tornadoer har været fremført som en forklaring på forekomster af regner fisk og andre dyr.[94] Sikkerhed
Selvom tornadoer kan ramme på et øjeblik, der er forholdsregler og forebyggende foranstaltninger, at folk kan tage for at øge chancerne for at overleve en tornado. Myndigheder som Storm Prediction Center rådgive med en forudbestemt plan skal en tornado advarsel udstedes. Når en advarsel er udstedt, vil en kælder eller et interiør første sal af en robust bygning øger chancerne for at overleve.[95] I tornado-udsatte områder, har mange bygninger storm kældre på ejendommen. Disse underjordiske tilflugtssteder have reddet tusindvis af menneskeliv.[96]
Nogle lande har meteorologiske agenturer som fordeler tornado prognoser og øge niveauet af indberetning af en eventuel tornado (såsom tornado ure og advarsler i USA og Canada). Vejret radioer give en alarm, når en hårdt vejr rådgivende er udstedt for det lokale område, skønt disse er hovedsagelig kun tilgængelig i USA. Medmindre tornado er langt væk og meget synlige, meteorologer henstille, at bilister parkere deres biler langt ud af vejen (for ikke at blokere nødsituation trafik), og finde en robust læ. Hvis der ikke robust ly er i nærheden, får lavt i en grøft er den næstbedste løsning. Motorvej overføringer er en af de værste steder at søge ly under tornadoer, da de formodes at skabe en vindtunnel effekt, hvilket øger faren fra tornado ved at øge vindhastigheden og kanalisere vragrester nedenunder forbi.[97]
Myter og misforståelser
Det er ofte tænkt, at oplukkelige vinduer vil mindske skader forårsaget af tornado. Mens der er et stort fald i atmosfærisk tryk inde i en stærk tornado, er det usandsynligt, at trykfaldet ville være nok til at forårsage huset til at eksplodere. Nogle forskningsresultater tyder på, at åbning af vinduer faktisk kan øge sværhedsgraden af tornado's skade. En voldsom tornado kan ødelægge et hus, om dets vinduer er åbne eller lukkede.[98][99]
En anden udbredt opfattelse er, at motorvejen overføringer yde tilstrækkelig ly tornadoer. Tværtimod er en motorvej forbi et farligt sted under en tornado. I 1999 Oklahoma tornado udbrud den 3. maj, 1999, blev tre hovedvej overføringer direkte ramt af tornadoer, og på alle tre steder var der en dødelighed, sammen med mange livstruende skader. Den lille areal under overføringer menes at forårsage en vindtunnel virkning.[100] Til sammenligning i samme tornado udbrud, mere end 2000 boliger blev helt ødelagt, med en anden 7000 beskadiget, og alligevel kun et par dusin mennesker døde i deres hjem.[97]
En gammel overbevisning, at det sydvestlige hjørne af en kælder har den mest beskyttelse under en tornado. Det sikreste sted er den side eller hjørne af en underjordisk rum overfor tornado retning for tilgang (som regel det nordøstlige hjørne), eller den centrale-mest plads på det nederste niveau. Under husly i en kælder under en trappe, eller under en robust møbel som en arbejdsbænk yderligere stigninger chancer for at overleve.
Endelig er der områder, som folk tror, der skal beskyttes fra tornadoer, enten ved at være i en by, i nærheden af en stor flod, bakke eller bjerg, eller endda beskyttet af overnaturlige styrker.[101] Tornadoer har været kendt for at krydse de store floder, bestige bjerge,[102] påvirker dale, og har skadet flere bycentre. Som en generel regel, er intet område "sikre" fra tornadoer, men nogle områder er mere modtagelige end andre.
Igangværende forskning
A Doppler på hjul enhed observere en tornado i nærheden Attika, Kansas
Meteorologi er en relativt ung videnskab og undersøgelse af tornadoer er nyere endnu. Selv forsket for omkring 140 år og intensivt for omkring 60 år, er der stadig aspekter af tornadoer, der fortsat et mysterium.[103] Forskere har en rimelig god forståelse af udviklingen af tordenvejr og mesocyclones,[104][105] og de meteorologiske betingelser, der fremmer deres dannelse. Men skridtet fra supercell (Eller andre respektive formative processer) til tornadogenesis og forudsige tornadic mod ikke-tornadic mesocyclones er endnu ikke kendt, og er genstand for megen forskning.[68]
Også under undersøgelsen er det lave niveau mesocyclone og udspænding af low-level vorticity der strammer ind i en tornado,[68] nemlig, hvad er de processer, og hvad er forholdet mellem miljø og konvektive storm. Intense tornadoer er blevet observeret danner samtidig med en mesocyclone vejrs (snarere end efterfølgende mesocyclogenesis) og nogle intense tornadoer har fundet sted uden en mid-niveau mesocyclone. Især rolle i downdrafts, Især bageste flanke downdraft, Og den rolle, baroclinic grænser, er intense fagområder.[106]
Pålideligt forudsige tornado intensitet og høj alder er fortsat et problem, skal du gøre nærmere påvirker egenskaber ved en tornado i løbet af dets livscyklus og tornadolysis. Andre rige forskningsområder er tornadoer i forbindelse med mesovortices inden lineær tordenvejr strukturer og inden tropiske cykloner.[107]
Forskerne ved stadig ikke den nøjagtige mekanismer, som de fleste tornadoer form, og lejlighedsvis tornadoer stadig strejke uden en tornado advarsel, der skal udstedes.[108] Analyse af observationer, herunder både stationære og mobile (lands og i luften) in-situ og telemåling (Passive og aktive) instrumenter genererer nye idéer og forædler eksisterende begreber. Numerisk modellering giver også nye indsigter som bemærkninger og nye opdagelser er integreret i vores fysiske forståelse og derefter få dem afprøvet i computersimuleringer der godkender nye begreber samt producere helt nye teoretiske resultater, hvoraf mange ellers er uopnåelige. Vigtigt, udvikling af nye teknologi til observation og installation af finere rumlige og tidsmæssige opløsning observation netværk støttede øget forståelse og bedre forudsigelser.
