Περιεχόμενο
- Πώς φτιάχνουν το Tornadoes
- Ταχύτητα ανέμου και πίεση αέρα
- Η πρώτη κλίμακα
- Νέα και βελτιωμένη κλίμακα
- Βαθμός ζημιάς
Σύμφωνα με την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία, οι Ηνωμένες Πολιτείες βιώνουν κατά μέσο όρο πάνω από 1.200 ανεμοστρόβιλους ετησίως. Ο αριθμός των ανεμοστρόβιλων ετησίως αυξήθηκε σημαντικά από τη δεκαετία του 1980, όταν η Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία άρχισε να χρησιμοποιεί ραντάρ Doppler. Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις και εκτιμήσεις ταχύτητας ανέμου, οι επιστήμονες μπορούν να αξιολογήσουν τις ζημιές που προκάλεσαν οι ανεμοστρόβιλοι για την καλύτερη κατανόηση αυτών των ισχυρών καταιγίδων και των καταστροφικών επιπτώσεων τους.
Πώς φτιάχνουν το Tornadoes
Οι ανεμοστρόβιλοι σχηματίζονται από σοβαρές καταιγίδες. Ο άνεμος στο υψηλότερο υψόμετρο της καταιγίδας που κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα από τον άνεμο σε χαμηλότερο υψόμετρο δημιουργεί μια κατακόρυφη διάτμηση του ανέμου. Οι ταχύτερα μεταβαλλόμενοι άνεμοι έρχονται από τη δύση και δημιουργούν μια αναβαθμίδα όταν συναντούν τον αργυρότερο άνεμο κοντά στο έδαφος που κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Καθώς ο θερμός επιφανειακός αέρας μετακινείται προς τα επάνω στο βροχοθύελλο, ο περιστρεφόμενος αέρας δημιουργεί μια δίνη.
Ταχύτητα ανέμου και πίεση αέρα
Η βλάβη του Tornado καθορίζεται από τη συσχέτιση μεταξύ της ταχύτητας ανέμου του στροβίλου και της διαφοράς στην ατμοσφαιρική πίεση μεταξύ του ανεμοστρόβιλου και του περιβάλλοντος αέρα. Μεγαλύτερη ταχύτητα ανέμου σε συνδυασμό με μεγάλη διαφορά στην πίεση αέρα έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερο μέγεθος ζημιών. Ισχυροί άνεμοι παραλαμβάνουν μικρότερα, πιο κινητά αντικείμενα και τα μετακινούν και μπορούν να χτυπήσουν μικρότερες δομές. Η χαμηλότερη πίεση μέσα στον ανεμοστρόβιλο προκαλεί όχληση στις μεγαλύτερες κατασκευές δημιουργώντας μια διαφορά πίεσης μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού της κατασκευής. Τα άκρα της πίεσης του αέρα δακρύζουν τις στέγες από τα κτίρια και κατεδαφίζουν τοίχους.
Η πρώτη κλίμακα
Η αρχική κλίμακα Fujita (FS) αναπτύχθηκε το 1971 για να κατηγοριοποιήσει τη δύναμη των ανεμοστρόβιλων με βάση το παρατηρούμενο επίπεδο ζημιών που προκάλεσαν. Οι κατηγορίες κυμαίνονταν από F0, ελαφρές ζημιές, έως F5, απίστευτες ζημιές. Καθορίστηκε η εκτιμώμενη ταχύτητα ανέμου σε κάθε κατηγορία που αντιστοιχούσε σε ένα συγκεκριμένο όριο ζημιάς. Επειδή οι ταχύτητες ανέμου που συνδέονται με κάθε κατηγορία ήταν εκτιμήσεις, δεν μπορούσαν να επαληθευτούν επιστημονικά.
Νέα και βελτιωμένη κλίμακα
Το FS ήταν χρήσιμο, αλλά είχε τα μειονεκτήματά του. Οι ανεμοστρόβιλοι κατηγοριοποιήθηκαν αποκλειστικά για τις παρατηρούμενες ζημίες που προκάλεσαν ανεξάρτητα από τον τύπο δομής που υπέστη ζημιά. Επίσης, οι απλές περιγραφές των ζημιών καθιστούσαν δύσκολη την ταξινόμηση ενός ανεμοστρόβιλου αν δεν αντιμετώπιζε τους τύπους κτιρίων ή αντικειμένων που περιγράφονται σε κάθε κατηγορία. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν με τη χρήση του FS συνέβαλαν στην ανάπτυξη μιας βελτιωμένης έκδοσης που δείχνει μια πιο ακριβή συσχέτιση μεταξύ της ταχύτητας του ανέμου και των ζημιών.
Από το 2007, η Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία χρησιμοποίησε την Enhanced Fujita Scale (EF) για την καταμέτρηση των ανεμοστρόβιλων. Το EF εξακολουθεί να συμμορφώνεται με το σύστημα έξι κατηγοριών (F0-F5) του FS, αλλά περιλαμβάνει αρκετά βελτιωμένα χαρακτηριστικά. Η περιγραφή των ζημιών για κάθε κατηγορία έχει αντικατασταθεί από πιο λεπτομερή Βαθμό Ζημιάς (DOD). Ένα σύνολο 28 δεικτών βλάβης (DI) παρέχει πρόσθετα δεδομένα για την ταξινόμηση των ανεμοστρόβιλων. DI ορίζουν λεπτομέρειες σχετικά με συγκεκριμένες δομές, όπως τύπος κτιρίου, τετραγωνικά μέτρα, δομή οροφής και οικοδομικά υλικά, όλα τα δεδομένα που απουσιάζουν από το FS. Και ενώ το EF εξακολουθεί να βασίζεται σε εκτιμήσεις ταχύτητας ανέμου, τα συνδυασμένα δεδομένα από τα παρατηρούμενα DOD και DI καθιστούν τις εκτιμήσεις ακριβέστερες.
Βαθμός ζημιάς
Οι περιγραφές ζημιών που χρησιμοποιούνται από το EF περιλαμβάνουν περισσότερες λεπτομέρειες από το FS και περιλαμβάνουν φωτογραφίες και συγκεκριμένα παραδείγματα ζημιών. Το DOD αξιολογεί επίσης τις ζημίες που προκλήθηκαν από τα δέντρα, επιπλέον των δομικών βλαβών. Το DOD για ένα ανεμοστρόβιλο της κατηγορίας F0 περιλαμβάνει βλάβες στις υδρορροές και τις πλευρικές τοίχους, σπασμένα κλαδιά δέντρων και ξεριζώνοντας ρηχά δέντρα. Οι ριπές ανέμου είναι λιγότερο από 86 mph. Οι ανεμοστρόβιλοι F1 μπορούν να αποκόψουν τις πόρτες, να σπάσουν τα παράθυρα και να ανεβάσουν τα κινητά σπίτια. Πάνω από 110 μίλια / ώρα, οι ανεμοστρόβιλοι F2 μπορούν να αποκόψουν τις στέγες, να ξεριζώσουν ή να σπάσουν τα μεγάλα δέντρα να πάρουν τα αυτοκίνητα και να καταστρέψουν τα κινητά σπίτια. Μια κατηγορία F3 προκαλεί σοβαρές ζημιές σε εμπορικά κέντρα, ρίχνει βαρύ αυτοκίνητο και μπορεί να καταστρέψει ολόκληρους ορόφους κατοικιών. Οι ριπές 166 μίλι / ώρα συνδέονται με τους ανεμοστρόβιλους F4, οι οποίοι μπορούν να δημιουργήσουν πυραύλους από αντικείμενα που περιστρέφονται με μεγάλες ταχύτητες. Ένας ανεμοστρόβιλος κατηγορίας F5, με ανατολικές ριπές άνω των 200 μίλι / ώρα, έχει τη δυνατότητα να προκαλέσει σοβαρές ζημιές, οι οποίες μπορεί να περιλαμβάνουν ισοπέδωση καλά κτισμένων κατοικιών, καταστροφή κτιρίων από σκυρόδεμα και ανεστραμμένες κατασκευές.