Tornado

Tornado
Ein Tornado nähert sich Elie, Manitoba, Kanada.
Jahreszeit	In erster Linie Frühling und Sommer, kann aber zu jeder Jahreszeit sein
Wirkung	Windschaden

A Tornado ist eine heftig rotierende Säule von Luft Das steht in Kontakt mit beiden Oberfläche der Erde und ein Cumulonimbus Cloud oder in seltenen Fällen die Basis von a Kumuluswolke. Es wird oft als als bezeichnet Twister, Wirbelwind oder Zyklon,^[1] Obwohl das Wort Zyklon wird in verwendet Meteorologie um ein Wettersystem mit einem zu nennen Niedrigdruckbereich In der Mitte, in der ein Beobachter zur Erdoberfläche nach unten in die Erdoberfläche schaut, flasen Winde gegen den Uhrzeigersinn in der nördlichen Hemisphäre und im Süden im Uhrzeigersinn.^[2] Tornados gibt es in vielen Formen und Größen, und sie sind oft in Form von a sichtbar Kondensationstrichter Ursprung aus der Basis einer Cumulonimbus -Wolke mit einer Drehwolke Trümmer und Staub darunter. Die meisten Tornados haben Windgeschwindigkeiten von weniger als 180 km/h, sind etwa 80 m (250 Fuß) durch und fahren vor dem Auflösen mehrere Kilometer (einige Meilen). Das am extremsten Tornados können Windgeschwindigkeiten von mehr als 480 km/h (300 km/h) erreichen, mehr als 3 km im Durchmesser haben und mehr als 100 km (Dutzende von Meilen) auf dem Boden bleiben.^[3][4][5]

Verschiedene Arten von Tornados sind die Mehrfach Wirbel Tornado, Grundstück, und Wasserspeise. Wasserspeisen zeichnen sich durch einen spiralförmigen, trichterförmigen Windstrom aus, der mit einer großen Cumulus- oder Cumulonimbus-Wolke verbunden ist. Sie werden im Allgemeinen als nicht als nicht eingestuftSuperzellulär Tornados, die sich über Wasserkörpern entwickeln, aber es gibt Meinungsverschiedenheiten darüber, ob sie sie als echte Tornados klassifizieren sollten. Diese spiralförmigen Luftsäulen entwickeln sich häufig in tropischen Bereichen in der Nähe des Äquator und sind seltener bei hohe Breiten.^[6] Andere tornadoähnliche Phänomene, die in der Natur existieren Gustnado, Staubteufel, Feuerstraht, und Steam Devil.

Tornados treten am häufigsten in Nordamerika auf (insbesondere in zentralen und südöstlichen Regionen der Vereinigten Staaten, die umgangssprachlich bekannt ist Tornado Alley; Die USA und Kanada haben bei weitem die meisten Tornados aller Länder der Welt).^[7] Tornados treten auch in auf Südafrika, ein Großteil Europas (außer Spanien, den meisten Alpen, Balkan und Nordskandinavien), Western und Ostaustralien, Neuseeland, Bangladesch und angrenzend Ostindien, Japan, Philippinen und Südost -Südamerika (Uruguay und Argentinien).^[8][9] Tornados können vorher oder wie sie durch die Verwendung von entdeckt werden Puls-Doppler-Radar durch Erkennung von Mustern in Geschwindigkeits- und Reflexionsdaten, wie z. Haken echos oder Trümmerbällesowie durch die Bemühungen von Sturmspotter.

Tornado -Bewertungsskalen

Es gibt mehrere Skalen zur Bewertung der Stärke von Tornados. Das Fujita -Skala Tornados durch Schäden, die verursacht wurden und in einigen Ländern durch die aktualisierten Länder ersetzt wurden Verbesserte Fujita -Skala. Ein F0- oder EF0 -Tornado, die schwächste Kategorie, beschädigt Bäume, aber keine wesentlichen Strukturen. Ein F5 oder EF5 Tornado, die stärkste Kategorie, zerreißt Gebäude von ihren Fundamenten und kann groß deformieren Wolkenkratzer. Das ähnliche Torro -Skala Bereiche von T0 für extrem schwache Tornados bis T11 für die mächtigsten bekannten Tornados.^[10] Doppler Radar Daten, Fotogrammetrieund gemahlene Wirbelmuster (Trochoidal Markierungen) können auch analysiert werden, um die Intensität zu bestimmen und eine Bewertung zuzuweisen.^[11][12]

Ein Tornado in der Nähe Anadarko, Oklahoma, 1999. Die Trichter Ist das dünne Rohr von der Wolke zum Boden? Der untere Teil dieses Tornados ist von a umgeben durchscheinend Staubwolke, der von den starken Winden des Tornados an der Oberfläche aufgetaucht ist. Der Wind des Tornados hat einen viel größeren Radius als der Trichter selbst.

Alle Tornados in der Zusammenhängende Vereinigte Staaten, 1950–2013, von Mittelpunkt aufgetragen, am höchsten F-Scale oben, Alaska und Hawaii vernachlässigbar, Quelle NOAA Sturmvorschriftenzentrum.

Etymologie

Das Wort Tornado kommt von Spanisch Wort tornado (Vergangenheit Partizip von "Drehung" oder "zerrissen", was aus dem Latein stammt Tonare 'Thunder'.^[13][14] Entgegengesetzte Phänomene von Tornados sind die weit verbreiteten, geraden Linie Derechos (/dəˈreɪtʃoʊ/, aus Spanisch: derecho [Deˈɾetʃo], 'gerade'). Ein Tornado wird allgemein auch als "Twister" oder als altmodischer umgangssprachlicher Begriff bezeichnet Zyklon.^[15][16]

Definitionen

Ein Tornado ist eine heftig rotierende Luftsäule, die mit dem Boden in Kontakt steht, entweder Anhänger von a kumuliforme Wolke oder unter einer kumuliformen Wolke und oft (aber nicht immer) als Trichterwolke sichtbar.^[17] Damit ein Vortex als Tornado eingestuft wird, muss er sowohl mit dem Boden als auch mit der Wolkenbasis in Kontakt stehen. Der Begriff ist nicht genau definiert; Zum Beispiel gibt es Meinungsverschiedenheiten darüber, ob getrennte Touchdowns desselben Trichters getrennte Tornados darstellen.^[5] Tornado bezieht sich auf Wirbel von Wind, nicht die Kondensationswolke.^[18][19]

Trichterwolke

Dieser Tornado hat keine Trichterwolke; Die rotierende Staubwolke zeigt jedoch an, dass an der Oberfläche starke Winde auftreten, und daher ist sie ein echter Tornado.

Ein Tornado ist nicht unbedingt sichtbar; Der intensive niedrige Druck, der durch die hohen Windgeschwindigkeiten verursacht wird (wie beschrieben von Bernoullis Prinzip) und schnelle Rotation (wegen von zyklostrophisches Gleichgewicht) Normalerweise verursachen Wasserdampf in der Luft zu kondensieren in Wolkentröpfchen durch Adiabatische Kühlung. Dies führt zur Bildung einer sichtbaren Trichterwolke oder eines Kondensationstrichters.^[20]

Es gibt einige Meinungsverschiedenheiten über die Definition einer Trichterwolke und eines Kondensationstrichters. Laut dem Glossar der MeteorologieEine Trichterwolke ist ein rotierender Wolkenanhänger aus einem Cumulus oder Cumulonimbus, und daher sind die meisten Tornados in diese Definition enthalten.^[21] Unter vielen Meteorologen ist der Begriff „Trichterwolke“ streng als eine rotierende Wolke definiert, die nicht mit starken Winden an der Oberfläche verbunden ist, und der Kondensationstrichter ist ein breiter Begriff für jede rotierende Wolke unter einer kumuliformen Wolke.^[5]

Tornados beginnen oft als Trichterwolken ohne zugehörige starke Winde an der Oberfläche, und nicht alle Trichterwolken entwickeln sich zu Tornados. Die meisten Tornados produzieren starke Winde an der Oberfläche, während sich der sichtbare Trichter noch über dem Boden befindet. Daher ist es schwierig, den Unterschied zwischen einer Trichterwolke und einem Tornado aus der Ferne zu erkennen.^[5]

Ausbrüche und Familien

Gelegentlich produziert ein einziger Sturm mehr als einen Tornado, entweder gleichzeitig oder nacheinander. Mehrere Tornados, die von denselben produziert werden Sturmzelle werden als "Tornado -Familie" bezeichnet.^[22] Manchmal werden mehrere Tornados aus demselben groß angelegten Sturmsystem hervorgebracht. Wenn es keinen Aktivitätsbruch gibt, wird dies als Tornado -Ausbruch angesehen (obwohl der Begriff "Tornado -Ausbruch" verschiedene Definitionen hat). Eine Zeit in mehreren aufeinanderfolgenden Tagen mit Tornado -Ausbrüchen in derselben allgemeinen Gegend (von mehreren Wettersystemen) ist eine Tornado -Ausbruchsequenz, die gelegentlich als ausgedehnter Tornado -Ausbruch bezeichnet wird.^[17][23][24]

Eigenschaften

Größe und Form

Ein Keiltornado, fast eine Meile (1,6 km) breit, die traf Binger, Oklahoma, 1981

Die meisten Tornados nehmen das Aussehen eines schmalen Trichter, ein paar hundert Meter (Yards) mit einer kleinen Trümmerwolke in der Nähe des Bodens. Tornados können durch Regen oder Staub vollständig verdeckt werden. Diese Tornados sind besonders gefährlich, da selbst erfahrene Meteorologen sie möglicherweise nicht sehen.^[25]

Kleine, relativ schwache Landlager können nur als kleine Staubwirbel am Boden sichtbar sein. Obwohl sich der Kondensationstrichter möglicherweise nicht bis zum Boden erstreckt, wird die Zirkulation als Tornado angesehen, wenn die assoziierten Oberflächenwinde größer als 64 km/h sind.^[18] Ein Tornado mit einem fast zylindrischen Profil und einer relativ geringen Höhe wird manchmal als "Herdrohr" -Tornado bezeichnet. Große Tornados, die mindestens so breit erscheinen, wie ihre Wolke zu Bodenhöhe wie groß aussehen kann Keile In den Boden steckt und so als "Keiltornados" oder "Keile" bezeichnet.^[26] Die Klassifizierung "Ofenrope" wird auch für diese Art von Tornado verwendet, wenn sie ansonsten zu diesem Profil passt. Ein Keil kann so breit sein, dass es sich um einen Block dunkler Wolken handelt, breiter als der Abstand von der Wolkenbasis zum Boden. Selbst erfahrene Sturmbeobachter können den Unterschied zwischen einer niedrig hängenden Wolke und einem Keiltornado aus der Ferne möglicherweise nicht erkennen. Viele, aber nicht alle großen Tornados sind Keile.^[26]

Ein Seiltornado in seiner dissipatierenden Bühne, die in der Nähe gefunden wurde Tecumseh, Oklahoma.

Tornados in der dissipierenden Stufe können schmalen Röhren oder Seilen ähneln und sich häufig in komplexe Formen kräuseln oder drehen. Diese Tornados sollen "aussteigen" oder ein "Seiltornado" werden. Wenn sie sich ausziehen Erhaltung des Winkelimpulses.^[27] Multiple-Vortex-Tornados können als Familie von Wirbeln auftreten, die ein gemeinsames Zentrum umkreisen, oder sie können durch Kondensation, Staub und Trümmer vollständig verdeckt werden, die ein einzelner Trichter zu sein scheinen.^[28]

In den Vereinigten Staaten sind die Tornados im Durchschnitt rund 150 m (500 Fuß) und reisen für 8,0 km auf dem Boden.^[25] Es gibt jedoch eine breite Palette von Tornadogrößen. Schwache Tornados oder starke, aber distanzierende Tornados können außerordentlich eng werden, manchmal nur wenige Meter oder ein paar Meter durch. Es wurde berichtet, dass ein Tornado einen Schadenspfad nur 2,1 m lang hatte.^[25] Am anderen Ende des Spektrums können Keiltornados einen Schadenspfad pro Meile (1,6 km) breit oder mehr haben. EIN Tornado, der Hallam, Nebraska betrifft am 22. Mai 2004 war bis zu 2,5 Meilen (4,0 km) weit am Boden, und war Ein Tornado in El Reno, Oklahoma Am 31. Mai 2013 war ungefähr 4,2 km breit, die breiteste, die produziert wurden.^[4][29]

In Bezug auf die Pfadlänge die Tri-State-Tornado, die Teile von betroffen haben Missouri, Illinois, und Indiana Am 18. März 1925 befand sich kontinuierlich für 219 Meilen (352 km) auf dem Boden. Viele Tornados, die anscheinend eine Pfadlängen von 160 km oder länger haben, bestehen aus einer Familie von Tornados, die schnell nacheinander gebildet wurden. Es gibt jedoch keine wesentlichen Beweise dafür, dass dies im Fall des Tri-State-Tornados stattgefunden hat.^[23] Tatsächlich deutet die moderne Reanalyse des Weges darauf hin, dass der Tornado möglicherweise 24 km weiter nach Westen begonnen hat als bisher angenommen.^[30]

Aussehen

Tornados können je nach Umgebung, in der sie sich bilden, eine Vielzahl von Farben haben. Diejenigen, die sich in trockenen Umgebungen bilden, können nahezu unsichtbar sein und nur durch wirbelnde Abfälle am Fuße des Trichters gekennzeichnet. Kondensationstrichter, die kleine oder keine Trümmer aufnehmen, können grau bis weiß sein. Während des Reihens über ein Gewässer (als Wasserspeise) können Tornados weiß oder sogar blau werden. Langsam bewegende Trichter, die eine beträchtliche Menge an Trümmern und Schmutz aufnehmen, sind normalerweise dunkler und nehmen die Farbe von Trümmern an. Tornados in der Great Plains Kann aufgrund der rötlichen Tönung des Bodens rot werden, und Tornados in bergigen Gebieten können über schneebedeckten Boden wandern und weiß werden.^[25]

Fotografien der Waurika, Oklahoma, Tornado vom 30. Mai 1976, fast zur gleichen Zeit von zwei Fotografen aufgenommen. Auf dem oberen Bild wird der Tornado vom Sonnenlicht von hinten konzentriert Kameraso erscheint der Trichter bläulich. Im unteren Bild, in dem die Kamera in die entgegengesetzte Richtung steht, befindet sich die Sonne hinter dem Tornado und verleiht ihr ein dunkles Aussehen.^[31]

Beleuchtungsbedingungen sind ein wesentlicher Faktor für das Erscheinungsbild eines Tornados. Ein Tornado, der ist "hinterleuchtet"(Mit der Sonne dahinter) erscheint sehr dunkel. Der gleiche Tornado, der mit der Sonne am Rücken des Beobachters betrachtet wird, kann grau oder brillant weiß. Tornados, die in der Nähe der Sonnenuntergangszeit auftreten von gelb, orange und rosa.^[15][32]

Der Staub trat durch die Winde des Elterntonsturms, des starken Regens und des Hagels auf, und die Dunkelheit der Nacht sind alles Faktoren, die die Sichtbarkeit von Tornados verringern können. Tornados, die unter diesen Bedingungen auftreten, sind besonders gefährlich, da nur nur Wetterradar Beobachtungen oder möglicherweise der Klang eines sich nähernden Tornados dienen als Warnung für diejenigen auf dem Weg des Sturms. Die wichtigsten Tornados bilden sich unter dem Sturm Aufwindbasis, was regenfrei ist,^[33] sie sichtbar machen.^[34] Außerdem treten die meisten Tornados am späten Nachmittag auf, wenn die helle Sonne selbst in die dicksten Wolken eindringen kann.^[23]

Es gibt wachsende Beweise, einschließlich Doppler auf Rädern Mobile Radarbilder und Augenzeugenkonten, die die meisten Tornados ein klares, ruhiges Zentrum mit extrem niedrigem Druck haben, ähnlich wie der Auge von tropische Wirbelstürme. Blitz soll die Beleuchtungsquelle für diejenigen sein, die behaupten, das Innere eines Tornados gesehen zu haben.^[35][36][37]

Drehung

Tornados drehen sich normalerweise zyklonisch (Wenn dies von oben betrachtet wird, ist dies gegen den Uhrzeigersinn in der nördliche Hemisphäre und im Uhrzeigersinn in der Süd-). Während groß angelegte Stürme aufgrund der immer zyklonisch drehen CorioliskraftGewitter und Tornados sind so klein, dass der direkte Einfluss des Coriolis -Effekts unwichtig ist, wie sie durch ihre großen angegeben haben Rossby -Zahlen. Superzellen und Tornados drehen sich in numerischen Simulationen zyklonisch, selbst wenn der Coriolis -Effekt vernachlässigt wird.^[38][39] Niedriger Ebene Mesocyclone und Tornados verdanken ihre Rotation zu komplexen Prozessen in der Superzell- und Umgebungsumgebung.^[40]

Ungefähr 1 Prozent der Tornados drehen sich in einer antizyklonischen Richtung in der nördlichen Hemisphäre. Normalerweise können Systeme, die so schwach wie Landschlüsse und Gustnadoes sind hintere Flankenabklomgänger (RFD) in einer zyklonischen Superzelle.^[41] Selten, Antizyklonische Tornados Form in Verbindung mit dem Mesoantizyklon eines antizyklonischen Superzells, auf die gleiche Weise wie der typische Zyklon -Tornado oder als Begleitertornado entweder als Satellitentornado oder in Verbindung mit Antizyklonikwirbeln in einer Superzelle.^[42]

Ton und Seismologie

Eine Illustration der Erzeugung von Infrastarten in Tornados durch die Forschungslabor für Erdsysteme's Infrastar -Programm

Tornados emittieren weit auf die Akustik Spektrum und die Geräusche werden durch mehrere Mechanismen verursacht. Es wurden verschiedene Geräusche von Tornados gemeldet, die hauptsächlich mit bekannten Geräuschen für den Zeugen und im Allgemeinen eine gewisse Variation eines Weuchtergebrüges zusammenhängen. Zu den im Volksmund gemeldeten Sounds gehören ein Güterzug, ein schneller Stromschnellen oder einen Wasserfall, ein nahe gelegener Düsenmotor oder Kombinationen davon. Viele Tornados sind aus viel Entfernung nicht hörbar; Die Natur und die Ausbreitungsentfernung des hörbaren Klangs hängen von den atmosphärischen Bedingungen und der Topographie ab.

Die Winde des Tornado Wirbels und des konstituierenden turbulenten Turbulenten Wirbelsowie die Luftstrominteraktion mit Oberfläche und Trümmern tragen zu den Geräuschen bei. Trichterwolken erzeugen auch Geräusche. Trichterwolken und kleine Tornados werden als Pfeifen, Jammern, Summen oder das Summen von unzähligen Bienen oder Elektrizität oder mehr oder weniger harmonisch berichtet, während viele Tornados als kontinuierliches, tiefes Rumpeln oder unregelmäßiger Klang von "Lärm" gemeldet werden.^[43]

Da viele Tornados nur dann hörbar sind, wenn es sehr nahe kommt, darf der Ton nicht als zuverlässiges Warnsignal für einen Tornado betrachtet werden. Tornados sind auch nicht die einzige Quelle solcher Geräusche in schweren Gewittern. Jeder starke, schädliche Wind, ein schweres Hagelvolley oder ein kontinuierlicher Donner in einem Gewitter kann zu einem brüllenden Geräusch führen.^[44]

Tornados erzeugen auch identifizierbare Unhörbare infrastonisch Unterschriften.^[45]

Im Gegensatz zu hörbaren Unterschriften wurden tornadische Unterschriften isoliert; Aufgrund der Fernverbreitung von niedrigen Frequenzklang werden die Anstrengungen unternommen, um Tornado-Vorhersage- und Erkennungsgeräte mit zusätzlichem Wert beim Verständnis von Tornado-Morphologie, Dynamik und Schöpfung zu entwickeln.^[46] Tornados erzeugen auch einen nachweisbaren seismisch Signatur und Forschung setzt sich fort, es zu isolieren und den Prozess zu verstehen.^[47]

Elektromagnetisch, Blitz und andere Effekte

Tornados emittieren auf dem elektromagnetisches Spektrum, mit sferics und E-Feld Effekte erkannt.^[46][48][49] Es gibt beobachtete Korrelationen zwischen Tornados und Blitzmuster. Tornadische Stürme enthalten nicht mehr Blitz als andere Stürme, und einige Tornadzellen produzieren nie einen Blitz. In den meisten Fällen nimmt die Blitzaktivität der Wolke zu Boden (CG) ab, wenn ein Tornado die Oberfläche berührt, und kehrt zum Basisniveau zurück, wenn sich der Tornado auflöst. In vielen Fällen weisen intensive Tornados und Gewitter eine erhöhte und anomale Dominanz der positiven Polaritäts -CG -Entladungen auf.^[50] Elektromagnetik und Blitz haben wenig oder nichts direkt mit den Tornados zu tun (Tornados sind im Grunde genommen ein thermodynamisch Phänomen), obwohl es wahrscheinlich Verbindungen zu Sturm und Umgebung gibt, die beide Phänomene betreffen.

Helligkeit wurde in der Vergangenheit berichtet und ist wahrscheinlich auf eine falsche Identifizierung von externen Lichtquellen wie Blitz, Stadtlichter und zurückzuführen Power -Blitze Aus zerbrochenen Linien, da interne Quellen jetzt ungewöhnlich gemeldet werden und nicht bekannt sind, dass sie jemals aufgezeichnet wurden. Zusätzlich zu Wind weisen Tornados auch Veränderungen in atmosphärischen Variablen auf, wie z. Temperatur, Feuchtigkeit, und Druck. Zum Beispiel am 24. Juni 2003 in der Nähe Manchester, South Dakota, eine Sonde maß eine 100-Millibar (100HPA; 3.0inhg) Druckabnahme. Der Druck sank allmählich, als sich der Wirbel näherte, und fiel dann extrem schnell auf 850Mbar (850HPA; 25inhg) im Kern des gewalttätigen Tornados, bevor sich der Wirbel schnell aufstieg, was zu einer V-Form-Druckspur führte. Die Temperatur neigt dazu, den Gehalt zu verringern und der Feuchtigkeit zu erhöhen, um die unmittelbare Umgebung eines Tornados zu erhöhen.^[51]

Lebenszyklus

Zusammensetzung von acht Bildern, die nach einem Tornado in Sequenz aufgenommen wurden, gebildet in Kansas 2016

Eine Abfolge von Bildern, die die Geburt eines Tornados zeigen. Erstens senkt die rotierende Wolkenbasis. Diese Absenkung wird zu einem Trichter, der weiter abfällt, während sich Winde in der Nähe der Oberfläche bauen, Staub und Trümmer aufnimmt und Schäden verursachen. Wenn der Druck weiter sinkt, erstreckt sich der sichtbare Trichter bis zum Boden. Dieser Tornado in der Nähe Dimmitt, Texaswar einer der am besten beobachteten gewalttätigen Tornados der Geschichte.

Superzellbeziehung

Tornados entwickeln sich oft aus einer Klasse von Gewittern, die als Superzellen bekannt sind. Superzellen enthalten Mesocyclone, ein Gebiet mit organisierter Rotation, ein paar Kilometer/Meilen in der Atmosphäre, normalerweise 1,6 bis 9,7 km (1–6 Meilen). Die intensivsten Tornados (EF3 bis EF5 auf der Verbesserte Fujita -Skala) Entwickeln Sie sich aus Superzellen. Neben Tornados sind sehr starker Regen, häufiger Blitz, starke Windböen und Hagel bei solchen Stürmen häufig.^[52][53]

Die meisten Tornados von Superzellen folgen einem erkennbaren Lebenszyklus, der beginnt, wenn die Niederschlagsmenge mit ihm einen Bereich mit schnell absteigender Luft zieht hintere Flankenabklomgänger (RFD). Dieser Abkleber beschleunigt sich, wenn er sich dem Boden nähert, und schleppt den rotierenden Mesocyclon des Superzells in Richtung Boden.^[18]

Formation

Wenn der Mesocyclon unter der Wolkenbasis senkt, beginnt er kühle, feuchte Luft aus der Entfernungsregion des Sturms aufzunehmen. Die Konvergenz der warmen Luft im Auf und der kühlen Luft bildet eine rotierende Wandwolke. Die RFD konzentriert sich auch auf die Basis des Mesocyclons und führt dazu, dass sie Luft aus einer immer kleineren Fläche auf dem Boden zieht. Mit dem Aufwind erzeugt es einen Bereich mit niedrigem Druck an der Oberfläche. Dies zieht den fokussierten Mesocyclon in Form eines sichtbaren Kondensationstrichters nach unten. Wenn der Trichter abfällt, erreicht die RFD auch den Boden, fächelt nach außen und schafft eine Böenfront, die schwere Schäden zu einem erheblichen Abstand zum Tornado verursachen kann. Normalerweise verursacht die Trichterwolke innerhalb weniger Minuten nach dem Erreichen des Bodens Schäden am Boden (Tornado).^[18][54]

Die Reife

Die reife Phase eines Tornados, der in auftrat Union City, Oklahoma am 24. Mai 1973.

Anfangs hat der Tornado eine gute Quelle für warme, feuchte Luft nach innen fließen Um es zu betreiben, wächst es, bis es die "reife Bühne" erreicht. Dies kann von wenigen Minuten bis mehr als eine Stunde dauern, und während dieser Zeit verursacht ein Tornado häufig den größten Schaden, und in seltenen Fällen können mehr als 1,6 km (1 Meile) durchlaufen. Die niedrige unter Druck stehende Atmosphäre an der Basis des Tornados ist für die Ausdauer des Systems von wesentlicher Bedeutung.^[55] In der Zwischenzeit beginnt sich die RFD, jetzt ein Bereich mit kühlen Oberflächenwinden, um den Tornado zu wickeln und den Zufluss der warmen Luft abzuschneiden, die zuvor den Tornado fütterte.^[18] Der Fluss im Trichter des Tornados ist nach unten und versorgt Wasserdampf aus der Wolke oben. Dies steht im Gegensatz zum Aufwärtsstrom innerhalb der Hurrikane und versorgt Wasserdampf aus dem warmen Ozean darunter. Daher wird die Energie des Tornados aus der Wolke oben geliefert. Der komplizierte Mechanismus wird in erklärt^{[56] [57]}

Dissipation

Ein Tornado, der sich auflöst oder "ausbricht" Eads, co.

Während die RFD die Luftversorgung des Tornados vollständig umschließt und sich abreißt, wird der Wirbel schwächer und wird dünn und seilartig. Dies ist die "dissipatierende Bühne", die oft nicht mehr als ein paar Minuten dauert, wonach der Tornado endet. Während dieser Phase wird die Form des Tornados stark von den Winden des Elternsturms beeinflusst und kann in fantastische Muster geblasen werden.^[23][31][32] Obwohl sich der Tornado auflöst, kann er dennoch Schäden verursachen. Der Sturm zieht sich in eine seilartige Röhre zusammen und, aufgrund Erhaltung des WinkelimpulsesAn diesem Punkt können Winde zunehmen.^[27]

Wenn der Tornado in die dissipatierende Stufe eintritt, schwächt sein assoziiertes Mesocyclon häufig ebenfalls, während der hintere Flankenabschwanz den Zufluss abbricht, der ihn anträgt. Manchmal können sich in intensiven Superzellen Tornados zyklisch entwickeln. Während sich das erste Mesocyclon und das damit verbundene Tornado auflösen, kann sich der Zufluss des Sturms auf ein neues Gebiet konzentrieren, das näher an der Mitte des Sturms nähert, und füttert möglicherweise einen neuen Mesocyclon. Wenn sich ein neuer Mesocyclon entwickelt, kann der Zyklus erneut beginnen und ein oder mehrere neue Tornados produzieren. Gelegentlich produzieren das alte (verdeckte) Mesocyclon und der neue Mesocyclon gleichzeitig einen Tornado.

Obwohl dies eine weithin anerkannte Theorie ist, wie sich die meisten Tornados bilden, leben und sterben, erklärt sie nicht die Bildung kleinerer Tornados wie Landluster, langlebigen Tornados oder Tornados mit mehreren Wirbel. Diese haben jeweils unterschiedliche Mechanismen, die ihre Entwicklung beeinflussen - die meisten Tornados folgen jedoch einem ähnlichen Muster.^[58]

Typen

Mehrfachwirbel

Ein Mehrfachvortex Tornado außen Dallas, Texas am 2. April 1957.

A Multiple-Vortex-Tornado ist eine Art von Tornado, in der sich zwei oder mehr Spaltenspalten um ihre eigenen Äxte und gleichzeitig um ein gemeinsames Zentrum drehen. Eine Mehrvortexstruktur kann in fast jeder Zirkulation auftreten, wird jedoch bei intensiven Tornados sehr oft beobachtet. Diese Wirbel erzeugen häufig kleine Bereiche mit schwereren Schäden entlang des Haupttornado -Pfades.^[5][18] Dies ist ein Phänomen, das sich von a unterscheidet Satellitentornado, ein kleinerer Tornado, der sich sehr nahe einem großen, starken Tornado in demselben Mesocyclon bildet. Der Satellitentornado mag "erscheinen"Orbit"Der größere Tornado (daher der Name), der einen großen Multi-Vortex-Tornado erscheint. Ein Satellitentornado ist jedoch ein deutlicher Kreislauf und ist viel kleiner als der Haupttrichter.^[5]

Wasserspeise

Ein Wasserspot in der Nähe der Florida Schlüßel 1969.

A Wasserspeise wird durch die definiert Nationaler Wetterdienst als Tornado über Wasser. Forscher unterscheiden jedoch in der Regel "faires Wetter" Wasserspeisen von tornadischen (d. H. Mit einem Mesocyclon) Wasserspalten. Faire Wetterwasserspeisen sind weniger schwerwiegend, aber weitaus häufiger und ähnlich wie Dust Devils und Grundstrecken. Sie bilden sich an den Basen von Cumulus Constus Wolken über tropischem und subtropischem Gewässern. Sie haben relativ schwache Winde, glatt Laminar Wände und in der Regel sehr langsam. Sie treten am häufigsten in der vor Florida Schlüßel und im Norden adriatisches Meer.^[59][60][61] Im Gegensatz dazu sind tornadische Wasserspalten stärkere Tornados über Wasser. Sie bilden sich über Wasser ähnlich wie mesocyklonische Tornados oder sind stärkere Tornados, die Wasser überqueren. Da bilden sie sich aus schwere Gewitter und kann weitaus intensiver, schneller und länger als faires Wetter Wassergut sein, sie sind gefährlicher.^[62] In offiziellen Tornado -Statistiken werden Wasserspeisen im Allgemeinen nicht gezählt, es sei denn, sie betreffen Land, obwohl einige europäische Wetteragenturen gemeinsam Wasser und Tornados zählen.^[5][63]

Grundstück

Ein Landspeise in der Nähe North Platte, Nebraska am 22. Mai 2004. Beachten Sie die charakteristische glatte, röhrenförmige Form, ähnlich der eines Wasserspots.

A Grundstück, oder Staubröhrchen-Tornado, ist ein Tornado, der nicht mit einem Mesocyclon assoziiert ist. Der Name ergibt sich aus ihrer Charakterisierung als "faires Wetter Wasser an Land". Wasserspeisen und Landschlüsse teilen viele definierende Merkmale, einschließlich relativer Schwäche, kurzer Lebensdauer und einem kleinen, glatten Kondensations Trichter, der häufig nicht die Oberfläche erreicht. Landschlüsse erzeugen aufgrund ihrer unterschiedlichen Mechanik von echten Meoform -Tornados auch eine toll laminare Staubwolke, wenn sie mit dem Boden Kontakt aufnehmen. Obwohl sie normalerweise schwächer als klassische Tornados sind, können sie starke Winde erzeugen, die schwerwiegende Schäden verursachen können.^[5][18]

Ähnliche Zirkulationen

Gustnado

A Gustnado, oder Böen -Front -Tornado, ist ein kleiner vertikaler Wirbel, der mit a verbunden ist Böenfront oder Downburst. Da sie nicht mit einer Wolkenbasis verbunden sind, gibt es einige Debatten darüber, ob Gustnados Tornados sind oder nicht. Sie werden gebildet, wenn sie sich schnell kalt, trockener Abflussluft von a Gewitter wird durch eine Masse von stationären, warmen, feuchten Luft in der Nähe der Abflussgrenze geblasen, was zu einem "Rolling" -Effekt führt (oft durch einen Beispiel veranschaulicht Wolke rollen). Wenn niedrig Windschere Ist stark genug, die Rotation kann vertikal oder diagonal gedreht werden und Kontakt mit dem Boden aufnehmen. Das Ergebnis ist ein Gustnado.^[5][64] Sie verursachen in der Regel kleine Bereiche mit schwereren Rotationswindschäden bei Bereichen mit geraden Windschäden.

Staubteufel

Ein Staubteufel in Arizona

A Staubteufel (auch als Wirbelwind bezeichnet) ähnelt einem Tornado darin, dass es sich um eine vertikale Wirbelsäule handelt. Sie bilden sich jedoch unter klarem Himmel und sind nicht stärker als die schwächsten Tornados. Sie bilden sich, wenn an einem heißen Tag in der Nähe des Bodens ein starkes konvektives Aufwind gebildet wird. Wenn genügend Windscherung auf niedriger Ebene vorhanden ist, kann die Säule der heißen, steigenden Luft eine kleine zyklonische Bewegung entwickeln, die in der Nähe des Bodens zu sehen ist. Sie gelten nicht als Tornados, weil sie sich bei fairem Wetter bilden und nicht mit Wolken in Verbindung gebracht werden. Sie können jedoch gelegentlich zu erheblichen Schäden führen.^[25][65]

Feuerstrahler

In der Nähe einer intensiven Oberflächenwärmequelle können kleine, tornadoähnliche Zirkulationen auftreten. Diejenigen, die intensiv vorkommen Waldbrände werden genannt Feuerstrahler. Sie gelten nicht als Tornados, außer in dem seltenen Fall, in dem sie sich mit einem verbinden Pyrocumulus oder eine andere kumuliforme Wolke oben. Feuerstrahler sind normalerweise nicht so stark wie Tornados, die mit Gewittern verbunden sind. Sie können jedoch erhebliche Schäden verursachen.^[23]

Steam Devils

A Steam Devil ist ein rotieren Aufwind Zwischen 50 und 200 Meter breit (160 und 660 ft), die Dampf oder Rauch beinhalten. Diese Formationen beinhalten keine hohen Windgeschwindigkeiten und führen nur einige Rotationen pro Minute ab. Dampfteufel sind sehr selten. Sie bilden sich am häufigsten aus Rauch, die aus dem Rauchstack eines Kraftwerks ausgestellt werden. Heiße Quellen Und Wüsten können auch geeignete Orte sein, um einen engeren, schneller rotierenden Dampfteufel zu bilden. Das Phänomen kann über Wasser auftreten, wenn kalte arktische Luft über relativ warmes Wasser verläuft.^[25]

Intensität und Schaden

Die Fujita -Skala und die verbesserte Fujita -Skalierungsrate -Tornados durch Schäden verursacht. Die erweiterte Fujita (EF) -Skala war ein Update für die ältere Fujita -Skala von, von Expertenerhebung, mithilfe von technischen Windschätzungen und besseren Schadensbeschreibungen. Die EF -Skala wurde so konzipiert, dass ein Tornado, der auf der Fujita -Skala bewertet wurde EF5 Tornado kann Gebäude von ihren Fundamenten abreißen und sie bloß und sogar groß deformieren Wolkenkratzer. Die ähnliche Torro -Skala reicht von einem T0 für extrem schwache Tornados wie T11 für die mächtigsten bekannten Tornados. Doppler Wetterradar Daten, Fotogrammetrieund gemahlene Wirbelmuster (zykloidal Markierungen) können auch analysiert werden, um die Intensität zu bestimmen und ein Rating zu vergeben.^[5][67][68]

Am 20. Mai 2013 a Großer Tornado der höchsten Kategorie, EF5, verwüstet Moore, Oklahoma

Tornados variieren in der Intensität unabhängig von Form, Größe und Lage, obwohl starke Tornados in der Regel größer sind als schwache Tornados. Die Assoziation mit der Länge und Dauer der Spur variiert ebenfalls, obwohl längere Track -Tornados tendenziell stärker sind.^[69] Bei gewalttätigen Tornados ist nur ein kleiner Teil des Weges gewaltsam intensität, die meiste der höheren Intensität von Subvortizes.^[23]

In den USA sind 80% der Tornados EF0- und EF1- (T0 bis T3) Tornados. Die Auftrittsrate sinkt schnell mit zunehmender Stärke - weniger als 1% sind gewalttätige Tornados (EF4, T8 oder stärker).^[70] Aktuelle Aufzeichnungen können die Häufigkeit starker (EF2-Ef3) und gewalttätiger (EF4-Ef5) -Tornados erheblich unterschätzen, da Schätzungen der Schäden auf Intensität auf Strukturen und Vegetation beschränkt sind, die ein Tornado beeinflusst. Ein Tornado kann viel stärker sein als seine schadenbasierte Bewertung zeigt an, ob seine stärksten Winde vor geeigneten Schadensindikatoren, z. B. in einem offenen Feld, auftreten.^[71][72] Außen Tornado Alleyund Nordamerika im Allgemeinen sind gewalttätige Tornados äußerst selten. Dies ist offenbar hauptsächlich auf die geringere Anzahl von Tornados insgesamt zurückzuführen, da die Forschung zeigt, dass die Tornado -Intensitätsverteilungen weltweit ziemlich ähnlich sind. In Europa, Asien, Südafrika und Südost -Südamerika treten jährlich einige bedeutende Tornados auf.^[73]

Klimatologie

Bereiche weltweit, in denen Tornados höchstwahrscheinlich durch Orangenschattierung angezeigt werden

Die Vereinigten Staaten haben die meisten Tornados eines Landes, fast viermal mehr als in ganz Europa, ausgenommen Wasserspeisen.^[74] Dies ist hauptsächlich auf die einzigartige Geographie des Kontinents zurückzuführen. Nordamerika ist ein großer Kontinent, der sich von der erstreckt Tropen Norden in Arktis Gebiete und verfügt über keine größere Reichweite des Ost -West -Berges, um den Luftstrom zwischen diesen beiden Gebieten zu blockieren. In dem Mittlere Breiten, wo die meisten Tornados der Welt vorkommen, die Rocky Mountains Blockieren Sie die Feuchtigkeit und schnallen Sie die an atmosphärischer Fluss, die trockenere Luft in mittlerer Ebene des Troposphäre aufgrund von Downsloped Winds und verursachen Die Bildung eines Niederdruckbereichs Gegen Wind östlich der Berge. Erhöhter Westfluss von den Rockies erzwingen die Bildung von a trockene Linie Wenn der Fluss in die Luft stark ist,^[75] während Golf von Mexiko Feuchter Feuchtigkeit im südlichen Fluss nach Osten. Diese einzigartige Topographie ermöglicht häufige Kollisionen mit warmer und kalter Luft, die Bedingungen, die das ganze Jahr über starke, langlebige Stürme bilden. Ein großer Teil dieser Tornados bildet sich in einem Bereich der Zentrale Vereinigte Staaten bekannt als Tornado Alley.^[76] Dieses Gebiet erstreckt sich insbesondere in Kanada Ontario und die Prärieprovinzenobwohl Südosten Quebecdas Innere von Britisch-Kolumbienund Western New Brunswick sind auch tornadoanfällig.^[77] Tornados treten auch im Nordosten Mexikos auf.^[5]

Die Vereinigten Staaten beträgt durchschnittlich rund 1.200 Tornados pro Jahr, gefolgt von Kanada, die durchschnittlich 62 gemeldete pro Jahr.^[78] NOAA hat in Kanada einen höheren durchschnittlichen Durchschnitt pro Jahr.^[79] Die Niederlande haben die höchste durchschnittliche Anzahl an aufgezeichneten Tornados pro Fläche eines Landes (mehr als 20 oder 0,00048/km², 0,0012/m² jährlich), gefolgt von Großbritannien (ca. 33, 0,00013/km², 0,00034/Quadratmeter pro Jahr), obwohl diese von geringerer Intensität sind, bracher^[80][81] und leichte Schaden verursachen.^[74]

Intensive Tornado -Aktivitäten in den Vereinigten Staaten. Die dunkler gefärbten Bereiche bezeichnen den Bereich, der allgemein als als bezeichnet als Tornado Alley.

Tornados töten durchschnittlich 179 Menschen pro Jahr in Bangladesch, die meisten der Welt.^[82] Gründe dafür sind die hohe Bevölkerungsdichte der Region, die schlechte Bauqualität und das Mangel an Sicherheitswissen von Tornado.^[82][83] Andere Gebiete der Welt mit häufigen Tornados sind Südafrika, die La Plata Basin Gebiet, Teile Europas, Australiens und Neuseelands sowie Far Osteostasien.^[8][84]

Tornados treten im Frühjahr am häufigsten an und im Winter am wenigsten häufig, aber Tornados können zu jeder Jahreszeit auftreten, in der günstige Bedingungen auftreten.^[23] Frühlings- und Herbstfahrerfahrungen, wie dies die Jahreszeiten sind, wenn stärkere Winde, Windschutz und atmosphärische Instabilität vorhanden sind.^[85] Tornados sind im rechten vorderen Quadrant von fokussiert Landung Tropische Zyklone, die im Spätsommer und Herbst tendenziell auftreten. Tornados können auch als Ergebnis von hervorgebracht werden Eyewall Mesovortices, was bis zur Landung bestehen bleibt.^[86]

Das Tornado -Ereignis hängt stark von der Tageszeit ab, dessen Tages Solarheizung.^[87] Weltweit ereignen sich die meisten Tornados am späten Nachmittag zwischen 15.00 Uhr (15 Uhr) und 19.00 Uhr (19 Uhr) Ortszeit mit einem Höhepunkt nahe 17.00 Uhr (17 Uhr).^{[88][89][90][91][92]} Destruktive Tornados können zu jeder Tageszeit auftreten. Das Gainesville Tornado Von 1936 ereignete sich eine der tödlichsten Tornados der Geschichte um 8:30 Uhr Ortszeit.^[23]

Das Vereinigte Königreich hat die höchste Inzidenz von Tornados pro Landeinheit in der Welt.^[93] Unsichere Bedingungen und Wetterfronten wechseln zu jeder Zeit der Jahre die britischen Inseln und sind für das Lebenden der Tornados verantwortlich, die sich folglich zu jeder Jahreszeit bilden. Das Vereinigte Königreich hat mindestens 34 Tornados pro Jahr und möglicherweise bis zu 50.^[94] Die meisten Tornados im Vereinigten Königreich sind schwach, aber gelegentlich destruktiv. Zum Beispiel registrierten der Birmingham Tornado von 2005 und der Londoner Tornado von 2006 beide F2 auf der Fujita -Skala und verursachten erhebliche Schäden und Verletzungen.^[95]

Assoziationen mit Klima und Klimawandel

U. S. Jährliche Graf von bestätigten Tornados. Der Count -Uptick im Jahr 1990 fällt mit der Einführung von Doppler -Wetterradar zusammen.

Assoziationen mit verschiedenen Klima und Umwelttrends existieren. Zum Beispiel eine Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur einer Quellregion (z. B. Golf von Mexiko und Mittelmeer) Erhöht den atmosphärischen Feuchtigkeitsgehalt. Eine erhöhte Feuchtigkeit kann eine Erhöhung des Anstiegs annehmen Unwetter und Tornado -Aktivität, insbesondere in der kühlen Jahreszeit.^[96]

Einige Beweise deuten darauf hin, dass die Südliche Schwingung ist schwach mit Veränderungen der Tornado -Aktivität korreliert, die je nach Saison und Region variieren, sowie ob die Enso Phase ist die von El Niño oder La Niña.^[97] Untersuchungen haben ergeben, dass im Winter und im Frühling in den US -amerikanischen Zentral- und Süd- und Südebenen während El Niño weniger Tornados und Hagelstürme auftreten, und mehr während La Niña als in Jahren, in denen die Temperaturen in der Pazifik sind relativ stabil. Die Meeresbedingungen könnten verwendet werden, um extreme Frühjahrssturmereignisse einige Monate im Voraus zu prognostizieren.^[98]

Klimaverschiebungen können Tornados durch Auswirkungen haben Televerbindungen beim Verschieben des Jetstreams und der größeren Wettermuster. Die Klima-Tornado-Verbindung wird durch die Kräfte verwechselt, die größere Muster beeinflussen, und durch die lokale, differenzierte Natur von Tornados. Obwohl es vernünftig ist, das zu vermuten Erderwärmung kann die Trends bei der Tornado -Aktivität beeinflussen,^[99] Ein solcher Effekt ist aufgrund der Komplexität, der lokalen Natur der Stürme und der Datenbankqualitätsprobleme noch nicht identifizierbar. Jeder Effekt würde nach Region variieren.^[100]

Erkennung

Weg eines Tornados in ganz Wisconsin am 21. August 1857

In den Vereinigten Staaten begannen strenge Versuche, vor Tornados zu warnen, Mitte des 20. Jahrhunderts. Vor den 1950er Jahren war die einzige Methode, einen Tornado zu erkennen, von jemandem, der es vor Ort sah. Oft erreichte die Nachricht von einem Tornado nach dem Sturm ein örtliches Wetterbüro. Mit dem Aufkommen des Wetterradars könnten Gebiete in der Nähe eines örtlichen Büros jedoch vor Unwetter vorangehen. Die erste Öffentlichkeit Tornado -Warnungen wurden 1950 und der erste ausgestellt Tornado Uhren und Konvektive Aussichten kam 1952 vor Haken echos waren mit Tornados verbunden.^[101] Durch die Erkennung dieser Radarsignaturen konnten Meteorologen Gewitter feststellen, die wahrscheinlich Tornados aus mehreren Meilen entfernt produzieren.^[102]

Radar

Heute verfügen die meisten entwickelten Länder über ein Netzwerk von Wetterradaren, das als Hauptmethode zum Erkennen von Hakensignaturen dient, die wahrscheinlich mit Tornados verbunden sind. In den Vereinigten Staaten und einigen anderen Ländern werden Doppler -Wetterradarstationen verwendet. Diese Geräte messen die Geschwindigkeit und radial Richtung (in Richtung oder weg vom Radar) der Winde innerhalb eines Sturms und kann so Beweise für eine Rotation in Stürmen aus über 160 km entfernt erkennen. Wenn Stürme von einem Radar entfernt sind, werden nur Bereiche im Sturm beobachtet, und die folgenden wichtigen Bereiche sind nicht untersucht.^[103] Die Datenauflösung nimmt auch mit dem Abstand vom Radar ab. Einige meteorologische Situationen, die zu Tornadogenese führen, sind nicht leicht nach Radar zu erkennen, und die Tornadoentwicklung kann gelegentlich schneller erfolgen, als Radar einen Scan vervollständigen und die Datenstapel senden kann. Doppler -Radarsysteme können erkennen Mesocyclone Innerhalb eines Superzell -Gewitters. Dies ermöglicht Meteorologen, Tornado -Formationen in Gewittern vorherzusagen.^[104]

A Doppler auf Rädern Radarschleife von a Hook Echo und assoziiertes Mesocyclon in Goshen County, Wyoming am 5. Juni 2009. Starke Mesocyclone zeigen sich als angrenzende Bereiche von Gelb und Blau (auf anderen Radaren, hellrot und hellgrün) und weisen normalerweise auf einen bevorstehenden oder vorkommenden Tornado hin.

Storm spotting

Mitte der 1970er Jahre die USA Nationaler Wetterdienst (NWS) erhöhte seine Bemühungen, zu trainieren Sturmspotter Sie konnten also wichtige Merkmale von Stürmen erkennen, die auf schwere Hagel, schädliche Winde und Tornados hinweisen, sowie Sturmschäden und Sturzfluten. Das Programm wurde genannt Skywarnund die Spotter waren die Abgeordneten des lokalen Sheriffs, Staatstruppen, Feuerwehrleute, Krankenwagenfahrer, Amateur -Funker, Zivilschutz (jetzt Notfallmanagement) Spotter, Sturmjägerund normale Bürger. Wenn das Unwetter erwartet wird, fordern die örtlichen Wetterdienstbüros diese Spotter auf, nach Unwetter zu achten und alle Tornados sofort zu melden, damit das Büro vor der Gefahr warnen kann.

Spotter werden normalerweise von den NWS im Namen ihrer jeweiligen Organisationen geschult und berichten ihnen. Die Organisationen aktivieren öffentliche Warnsysteme wie z. Sirenen und die Notalarmsystem (EAS), und sie leiten den Bericht an die NWS weiter.^[105] In den USA gibt es mehr als 230.000 ausgebildete Skywarn -Wetterplätze.^[106]

In Kanada, ein ähnliches Netzwerk freiwilliger Wetterbeobachter, genannt Canwarn, hilft bei Unwetter mit mehr als 1.000 Freiwilligen.^[107] In Europa organisieren mehrere Nationen Spotter -Netzwerke unter der Schirmherrschaft von Skywarn Europa^[108] Und die Tornado and Storm Research Organization (Torro) hat seit 1974 ein Netzwerk von Spottern im Vereinigten Königreich.^[109]

Sturmspotter sind erforderlich, weil Radarsysteme wie z. Nexrad Erkennen Sie Unterschriften, die auf Tornados und nicht Tornados als solche vorschlagen.^[110] Radar kann eine Warnung geben, bevor es visuelle Beweise für einen oder einen unmittelbar bevorstehenden Tornado gibt, aber Grundwahrheit Von einem Beobachter kann definitive Informationen weitergeben.^[111] Die Fähigkeit des Spotter, zu erkennen, was Radar nicht kann, ist besonders wichtig, wenn der Abstand von der Radarstelle zunimmt, da der Radarstrahl in der Höhe weiter vom Radar entfernt wird, hauptsächlich aufgrund der Krümmung der Erde, und der Strahl breitet sich ebenfalls aus.^[103]

Visuelle Beweise

Ein rotierendes Wandwolke mit hintere Flankenabklomgänger Klarer Slot ersichtlich, der nach hinten links offensichtlich ist

Sturmspotter werden trainiert, um zu erkennen, ob ein Sturm aus der Ferne eine Superzelle ist oder nicht. Sie schauen in der Regel nach hinten, dem Hauptbereich von Aufwind und Zufluss. Unter diesem Aufwind befindet sich eine regnerfreie Basis und der nächste Schritt von Tornadogenese ist die Bildung eines rotierenden Wandwolke. Die überwiegende Mehrheit der intensiven Tornados tritt mit einer Wandwolke auf der Rückseite einer Superzelle auf.^[70]

Der Nachweis einer Superzelle basiert auf der Form und Struktur des Sturms, und der Cloud Tower -Funktionen wie ein harter und kräftiger Aufwindturm, ein anhaltender, großer großer, groß Überschwingen, ein harter Ambos Winde) und ein Korkenzieher -Look oder ein Streifen. Unter dem Sturm und näher an dem Ort, an dem die meisten Tornados gefunden werden von Zuflussluft, wie Abfluss- oder Zuflussdominant ein Sturm erscheint und wie weit der Vorderflank-Niederschlagskern aus der Wandwolke ist. Die Tornadogenese ist höchstwahrscheinlich an der Schnittstelle des Aufwinds und hintere Flankenabklomgängerund erfordert ein Gleichgewicht zwischen Ausfluss und Zufluss.^[18]

Nur Wandwolken, die Spawn -Tornados drehen, und sie gehen normalerweise zwischen fünf und dreißig Minuten vor dem Tornado. Drehende Wandwolken können eine visuelle Manifestation eines Mesocyklon auf niedriger Ebene sein. Abgesehen von einer Grenze auf niedriger Ebene ist die Tornadogenese höchst unwahrscheinlich, es sei denn, ein hintere Flankenabschwanz erfolgt, was normalerweise sichtbar durch Verdunstung der Wolke neben einer Ecke einer Wandwolke zeigt. Ein Tornado tritt oft auf, wie dies geschieht oder kurz danach; Zunächst hat sich eine Trichterwolke ein und in fast allen Fällen, als sie zur Hälfte nach unten erreicht ist, hat sich bereits ein Oberflächenwirbel entwickelt, was bedeutet, dass ein Tornado vor dem Boden liegt, bevor die Kondensation die Oberflächenzirkulation mit dem Sturm verbindet. Tornados können sich auch ohne Wandwolken, unter flankierenden Linien und an der Vorderkante entwickeln. Spotter beobachten alle Bereiche eines Sturms und die Wolkenbasis und Oberfläche.^[112]

Extreme

Eine Karte der Tornado -Pfade im Superausbruch (3. bis 4. April 1974)

Der Tornado, der die meisten Rekorde in der Geschichte enthält Tri-State-Tornado, was durch Teile von brüllte Missouri, Illinois, und Indiana am 18. März 1925. Es war wahrscheinlich ein F5, obwohl in dieser Zeit keine Tornados in irgendeiner Ebene eingestuft wurden. Es enthält Rekorde für die längste Pfadlänge (219 Meilen; 352 km), die längste Dauer (ca. 3,5 Stunden) und die schnellste Vorwärtsgeschwindigkeit für einen signifikanten Tornado (73 Meilen pro Stunde; 117 km/h) überall auf der Erde. Darüber hinaus ist es der tödlichste Single Tornado in der Geschichte der Vereinigten Staaten (695 Tote).^[23] Der Tornado war zu dieser Zeit auch der teuerste Tornado in der Geschichte (nicht angepasst für die Inflation), wurde jedoch in den Jahren seitdem von mehreren anderen übertroffen, wenn die Bevölkerungsänderungen im Laufe der Zeit nicht berücksichtigt werden. Wenn die Kosten für Wohlstand und Inflation normalisiert werden, belegt sie heute den dritten Platz.^[113]

Der tödlichste Tornado in der Weltgeschichte war der Daultipur-Salturia Tornado in Bangladesch am 26. April 1989, bei dem ungefähr 1.300 Menschen getötet wurden.^[82]Bangladesch hatte mindestens 19 Tornados in seiner Geschichte, die mehr als 100 Menschen getötet hat, fast die Hälfte der insgesamt im Rest der Welt.

Eine der umfangreichsten Tornado -Ausbrüche In Aufzeichnung war die 1974 Superausbruch, die ein großes Gebiet der zentralen Vereinigten Staaten und des extremen Südens beeinflusste Ontario am 3. und 4. April 1974. Der Ausbruch enthielt 148 Tornados in 18 Stunden, von denen viele gewalttätig waren; Sechs waren von F5-Intensität und vierundzwanzig mit der F4-Stärke ihren Höhepunkt erreichten. 16 Tornados waren gleichzeitig während seines Höhepunkts auf dem Boden. Mehr als 300 Menschen, möglicherweise bis zu 330, wurden getötet.^[114]

Während die direkte Messung der heftigsten Tornado -Windgeschwindigkeiten nahezu unmöglich ist, da konventionell Anemometer würde durch die intensiven Winde und fliegenden Trümmer zerstört werden, einige Tornados wurden von gescannt Mobile Doppler -Radareinheiten, die eine gute Schätzung der Winde des Tornados liefern können. Die höchste Windgeschwindigkeit, die jemals in einem Tornado gemessen wurde, der auch die höchste Windgeschwindigkeit ist, die jemals auf dem Planeten aufgezeichnet wurde, beträgt 301 ± 20 Meilen pro Stunde (484 ± 32 km/h) im F5 Bridge Creek-Moore, Oklahoma, Tornado, bei dem 36 Menschen getötet wurden.^[115] Die Messung wurde etwa 30 m über dem Boden genommen.^[3]

Stürme, die Tornados erzeugen, können intensive Aufwinde aufweisen, die manchmal 240 km/h überschreiten. Trümmer aus einem Tornado können in den Elternsturm eingetaucht und sehr weit geführt werden. Ein Tornado, der betroffen war Große Biegung, KansasIm November 1915 war ein extremer Fall, in dem ein "Regen von Trümmern" 80 Meilen (130 km) von der Stadt entfernt war. Bank wurde in einem Feld außerhalb von gefunden Palmyra, Nebraska, 305 Meilen (491 km) im Nordosten.^[116] Waterspouts und Tornados wurden als Erklärung für Fälle von fortgeschritten regnet Fisch und andere Tiere.^[117]

Sicherheit

Schaden aus dem Birmingham Tornado von 2005. Ein ungewöhnlich starkes Beispiel für ein Tornado -Ereignis in der Vereinigtes KönigreichDer Birmingham Tornado führte zu 19 Verletzungen, hauptsächlich aus fallenden Bäumen.

Obwohl Tornados in einem Augenblick auftreten können, gibt es Vorsichtsmaßnahmen und vorbeugende Maßnahmen, die getroffen werden können, um die Überlebenschancen zu erhöhen. Behörden wie die Sturmvorschriftenzentrum In den Vereinigten Staaten empfiehlt es sich, einen vorbestimmten Plan zu haben, falls eine Tornado-Warnung ausgegeben werden sollte. Wenn eine Warnung ausgegeben wird, erhöht der Besuch in einen Keller oder einen Raum im ersten Stock eines robusten Gebäudes erheblich die Überlebenschancen.^[118] In tornadoanfälligen Gebieten haben viele Gebäude im Untergrund Sturmkeller, die Tausende von Leben gerettet haben.^[119]

Einige Länder haben meteorologische Agenturen, die Tornado -Prognosen verteilen und die Warnwarnung eines möglichen Tornados erhöhen (wie z. Tornado Uhren und Warnungen in den USA und Kanada). Wetterradios Geben Sie einen Alarm vor, wenn für die Region eine Unwetterberatung ausgestellt wird, die hauptsächlich nur in den USA verfügbar ist. Wenn der Tornado nicht weit weg und gut sichtbar ist, raten Meteorologen, dass die Fahrer ihre Fahrzeuge weit bis zur Straßenseite (um keinen Notfallverkehr zu blockieren) parken und ein stabiles Unterschlupf finden. Wenn sich kein stabiler Schutz in der Nähe befindet, ist es die nächstbeste Option, in einem Graben niedrig zu werden. Autobahnüberführungen sind einer der schlimmsten Orte, um während der Tornados Schutz zu suchen, da der verengte Raum einer erhöhten Windgeschwindigkeit und Treuung von Trümmern unter der Überführung ausgesetzt sein kann.^[120]

Mythen und Missverständnisse

Folklore identifiziert oft einen grünen Himmel mit Tornados, und obwohl das Phänomen mit Unwetter verbunden ist, gibt es keine Beweise, die es speziell mit Tornados verbinden.^[121] Es wird oft angenommen, dass das Öffnen von Fenstern den durch den Tornado verursachten Schaden verringert. Während es einen großen Rückgang gibt Luftdruck In einem starken Tornado ist es unwahrscheinlich, dass der Druckunterschied erhebliche Schäden verursacht. Das Öffnen von Fenstern kann stattdessen den Schweregrad des Schadens des Tornados erhöhen.^[122] Ein gewalttätiger Tornado kann ein Haus zerstören, unabhängig davon, ob seine Fenster geöffnet oder geschlossen sind.^[122][123]

Das 1999 Salt Lake City Tornado widerlegt mehrere Missverständnisse, einschließlich der Idee, dass Tornados in Städten nicht auftreten können.

Ein weiteres häufiges Missverständnis ist, dass Autobahnüberführungen einen angemessenen Schutz vor Tornados bieten. Dieser Glaube ist teilweise von weit verbreitetem Video inspiriert, das während der aufgenommen wurde 1991 Tornado -Ausbruch nahe Andover, Kansas, wo eine Nachrichtenbesatzung und mehrere andere Leute unter einer Überführung des Schutzes suchten Kansas Turnpike und ritt sicher einen Tornado, als er vorbeikam.^[124] Eine Autobahnüberführung ist jedoch ein gefährlicher Ort während eines Tornados, und die Probanden des Videos blieben aufgrund einer unwahrscheinlichen Kombination von Ereignissen sicher: Der fragliche Sturm war ein schwacher Tornado, der Tornado traf nicht direkt auf die Überführung und die Überführung selbst war ein einzigartiges Design.^[124] Aufgrund der Venturi -EffektTornadische Winde werden im engen Raum einer Überführung beschleunigt.^[125] In der Tat in der 1999 Oklahoma Tornado Ausbruch Vom 3. Mai 1999 wurden drei Autobahnüberführungen direkt von Tornados getroffen, und an jedem der drei Orte gab es einen Todesfall sowie viele lebensbedrohliche Verletzungen.^[126] Im Vergleich dazu wurden im gleichen Tornado -Ausbruch mehr als 2.000 Häuser vollständig zerstört und weitere 7.000 beschädigt, und dennoch starben nur wenige Dutzend Menschen in ihren Häusern.^[120]

Ein alter Glaube ist, dass die südwestliche Ecke eines Kellers während eines Tornados den größten Schutz bietet. Der sicherste Ort ist die Seite oder Ecke eines unterirdischen Raums gegenüber der Annäherungsrichtung des Tornados (normalerweise die nordöstliche Ecke) oder der zentralste Raum im unteren Boden. Wenn Sie Schutz in einem Keller, unter einer Treppe oder unter einem stabilen Möbelstück wie einer Werkbank, erhöhen sich die Überlebenschancen weiter.^[122][123]

Es gibt Gebiete, von denen die Menschen glauben, dass sie vor Tornados geschützt sind, sei übernatürlich Kräfte.^[127] Es ist bekannt, dass Tornados große Flüsse überqueren, Berge besteigen,^[128] Täler betreffen und beschädigt haben mehrere Stadtzentren. In der Regel ist kein Bereich vor Tornados sicher, obwohl einige Bereiche anfälliger sind als andere.^{[25][122][123]}

Laufende Forschung

A Doppler auf Rädern Einheit, die einen Tornado in der Nähe beobachtet Attika, Kansas

Meteorologie ist eine relativ junge Wissenschaft und das Studium von Tornados ist noch neuer. Obwohl es seit etwa 140 Jahren und ungefähr 60 Jahren intensiv recherchiert, gibt es immer noch Aspekte von Tornados, die ein Rätsel bleiben.^[129] Meteorologen haben ein ziemlich gutes Verständnis für die Entwicklung von Gewitter und Mesocyclone,^[130][131] und die meteorologischen Bedingungen, die ihrer Bildung förderlich sind. Der Schritt jedoch Superzelloder andere jeweilige formative Prozesse, um Tornadogenese und die Vorhersage von tornadischen und nicht-zornadischen Mesocyclonen ist noch nicht bekannt und im Mittelpunkt vieler Forschung.^[85]

Ebenfalls untersucht werden das Mesocyclon mit niedrigem Niveau und der Dehnung von niedriger Ebene Wirbel was sich zu einem Tornado festzieht,^[85] Was sind die Prozesse und was ist das Verhältnis der Umwelt und des konvektiven Sturms? Intensive Tornados wurden gleichzeitig mit einem Mesocyclon in der Luft (anstatt die Mesozyklogenese) gebildet, und einige intensive Tornados sind ohne einen Mesocyclon mit mittlerer Ebene aufgetreten.^[132]

Insbesondere die Rolle von DownDrafts, besonders die Heckflankabkurzund die Rolle von Baroclin Grenzen sind intensive Studienbereiche.^[133]

Die zuverlässige Vorhersage von Tornado -Intensität und Langlebigkeit bleibt ein Problem, ebenso wie Details, die die Merkmale eines Tornados während seines Lebenszyklus und seiner Tornadolyse beeinflussen. Andere reiche Forschungsbereiche sind Tornados, die mit Mesovortices in linearen Gewitterstrukturen und in tropischen Zyklonen verbunden sind.^[134]

Meteorologen kennen immer noch nicht die genauen Mechanismen, mit denen sich die meisten Tornados bilden, und gelegentliche Tornados schlagen immer noch ohne eine Tornado -Warnung zu.^[135] Analyse von Beobachtungen einschließlich stationärer und mobiler (Oberfläche und Luftfahrt) vor Ort und Fernerkundung (Passiv und aktiv) Instrumente erzeugen neue Ideen und verfeinern vorhandene Vorstellungen. Numerische Modellierung Bietet auch neue Erkenntnisse, da Beobachtungen und neue Entdeckungen in unser physisches Verständnis integriert und dann in getestet werden Computersimulationen die neue Vorstellungen validieren und völlig neue theoretische Befunde erzeugen, von denen viele ansonsten unerreichbar sind. Wichtig ist, dass die Entwicklung neuer Beobachtungstechnologien und die Installation feinerer räumlicher und zeitlicher Auflösung Beobachtungsnetzwerke erhöht wurden und bessere Vorhersagen.^[136]

Forschungsprogramme, einschließlich Feldprojekte wie die VORTEX projects (Überprüfung der Ursprünge der Rotation im Tornados -Experiment), Einsatz von Toto (Das Tornado Observatory), Doppler auf Rädern (DOW) und Dutzende anderer Programme hoffen, viele Fragen zu lösen, die noch Meteorologen plagen.^[46] Universitäten, Regierungsbehörden wie die Nationales Labor für schwere StürmeMeteorologen des Privatsektors und die Nationales Zentrum für atmosphärische Forschung sind einige der Organisationen sehr aktiv in der Forschung; Mit verschiedenen Finanzierungsquellen, sowohl privat als auch öffentlich, ist eine Haupteinheit die Nationale Wissenschaftsstiftung.^[110][137] Das Forschungstempo wird teilweise durch die Anzahl der Beobachtungen eingeschränkt, die aufgenommen werden können. Informationen über den Wind, den Druck und den Feuchtigkeitsgehalt in der lokalen Atmosphäre; und die für die Simulation verfügbare Rechenleistung.^[138]

Solarstürme, die Tornados ähneln, wurden aufgezeichnet, aber es ist nicht bekannt, wie eng sie mit ihren terrestrischen Gegenstücken zusammenhängen.^[139]

Galerie

• Zeitraffer des Lebenszyklus eines Tornados in der Nähe Prospect Valley, Colorado am 19. Juni 2018.

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  Ein Tornado, der bei auftrat Seymour, Texas Im April 1979.

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  Die rekordverdächtigen 2,6 Meilen (4,2 km) breit El Reno, Oklahoma Tornado.

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  F4 Tornado in Roanoke, Illinois Am 13. Juli 2004.

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  Ein Radar -Reflexionsvermögen Bild einer klassischen tornadischen Superzelle in der Nähe Oklahoma City, Oklahoma Am 3. Mai 1999.

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  Eine Wandwolke mit Tornado südlich von Limon, Colorado.

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  EF4 Tornado in der Nähe Marquette, Kansas am 14. April 2012.

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  F0 Tornado in seiner letzten Phase über der Nordsee in der Nähe von Vrångö, Schweden, am 17. Juli 2011.

Siehe auch

Verweise

Weitere Lektüre

• Bluestein, Howard B. (1999). Tornado Alley: Monsterstürme der Großen Ebenen. New York: Oxford University Press. ISBN 0-19-510552-4.
• Bradford, Marlene (2001). Scannen des Himmels: Eine Geschichte der Tornado -Prognose. Norman, OK: University of Oklahoma Press. ISBN 0-8061-3302-3.
• Grazulis, Thomas P. (Januar 1997). Signifikante Tornados -Update, 1992–1995. St. Johnsbury, VT: Umweltfilme. ISBN 1-879362-04-x.
• Pybus, Nani (Frühjahr 2016). "'Cyclone' Jones: Dr. Herbert L. Jones und die Ursprünge der Tornado -Forschung in Oklahoma ". Chroniken von Oklahoma. 94: 4–31. Abgerufen 5. Mai, 2022. Stark illustriert.

Externe Links

• Datenbank NOAA Storm Events 1950 - present
• Europäische Unwetterdatenbank
• Tornado -Erkennung und Warnungen
• Elektronisches Journal of Great Storms Meteorology
• NOAA Tornado Bereitschaftsführer
• Tornado History Project - Karten und Statistiken von 1950 bis zu präsentieren
• Physik heute, was wir über Tornados im September 2014 wissen und nicht wissen
• US-amerikanische Milliarden-Dollar-Wetter- und Klimatastrophen