Cum funcționează tornadele

O tornadă lovește Pampa, Texas. Vezi mai multe imagini cu dezastre naturale. Alan R. Moller / Stone / Getty Images

Miturile sunt pline de creaturi fantastice și distructive. Dacă nu este un înger la nivel de oraș, atunci sunt niște uriași care se aruncă cu răzbunare în orașele neașteptate. În realitate, toate calamitățile pe care le vom întâmpina se datorează fenomenelor naturale și voinței umane. Dar dintre toate puterile distructive din lumea noastră, nimeni nu seamănă cu ferocitatea și forma acelor monștri mitici, ca niște tornade. Aceste furtuni coboară ca un pumnal din nori. Au turnat peste cele mai înalte clădiri, precum titanii. Și atunci când se lenevesc în jurul lor, par să acționeze adesea cu intenție rău intenționată.

-Stabiliți asi-de frică și superstiție și sunteți încă în fața unuia dintre cele mai nemaipomenite obiective turistice din lumea naturală. Aceste coloane de furtună răsucite pot atinge viteze ale vântului de 318 mph (512 kp-h) și pot măsura mile, traversând Pământul și decimând casele și clădirile în acest proces. Cu toate acestea, în unele părți ale lumii, aceste furtuni puternice sunt o întâmplare regulată. Numai Statele Unite experimentează mai mult de 1000 de tornade pe an, iar furtunile au fost raportate pe fiecare continent, cu excepția Antarcticii [sursa: Tarbuck].

În timp ce majoritatea furtunilor sunt slabe și se produc în zone cu o populație slabă, se știe că tornadele au lovit mari zone metropolitane și au provocat victime grele în multe orașe. În 1925, infamul tristate american a lovit părți din Missouri, Illinois și Indiana, pretinzând 695 de vieți.

cuprins

1. Ce vă poate învăța cada dvs. despre tornade
2. Tornade și furtuni
3. Evaluări de tornadă

Mecanica unei simple jacuzzi de baie este foarte asemănătoare cu vortexul unei tornade. Darryl Torckler / Banca de imagini / Getty Images

Dacă ați urmărit vreodată o formă de jacuzzi în cada sau în chiuveta în timp ce scurgeți apa, atunci ați asistat la fundamentele unei tornade la locul de muncă. Un jacuzzi de scurgere, cunoscut și sub numele de vârtej, se formează din cauza fundației pe care creează drenul în corpul de apă. Fluxul descendent al apei în scurgere începe să se rotească și, pe măsură ce rotația accelerează, se formează un vortex.

De ce apa începe să se rotească? Există multe explicații, dar iată o modalitate de a ne gândi la asta. Imaginați-vă ca o particulă în apă, trasă brusc spre aspirația pe care o creează scurgerea. La început, te-ai gândi să accelerezi spre scurgere. Apoi, destul de literal, există o răsucire. Din cauza impulsului anterior și a numărului de alte particule care se grăbesc spre scurgere în același timp, este posibil să fii împins într-o parte a punctului de aspirație când ajungi. Acea deviere te orientează pe un traseu în spirală în punctul de aspirație, ca o molie care se învârte spre o lumină. Odată ce spiralul a început într-o direcție, acesta tinde să influențeze toate celelalte particule la sosirea lor. Se creează o tendință de spiralare foarte puternică. În cele din urmă, există suficientă energie în spirală pentru a crea un vortex.

Vorticele sunt, evident, un fenomen comun. La urma urmei, îi vezi în cada și se scufundă tot timpul. Mic diavoli de praf uneori se formează când vânturile curg peste deșerturi fierbinți, iar focurile sălbatice au fost cunoscute pentru a produce vârtejuri de flăcări și cenușă numite vânturile de foc. Oamenii de știință au observat chiar diavoli de praf pe Marte și au observat tornade solare biciuind din soare.

Într-o tornadă, același fel de lucru se întâmplă ca în cazul nostru exemplu de cadă, cu excepția aerului în loc de apă. O mare parte din modelele de vânt ale Pământului sunt dictate de centrele de joasă presiune, care atrag aer mai rece și de înaltă presiune din zona înconjurătoare. Acest flux de aer împinge aerul de joasă presiune până la altitudini mai mari, dar apoi aerul se încălzește și este împins și în sus de tot aerul din spatele său. Presiunea aerului din interiorul unei tornade este cu 10% mai mică decât cea a aerului din jur, ceea ce face ca aerul din jur să se repezească și mai repede.

O tornadă coboară din mezociclonul unei furtuni peste New Mexico. A. T. Willett / The Image Bank / -Getty Images

-Tornadele nu apar doar în existență, ci se dezvoltă din furtuni, unde există deja un flux constant și ascendent de aer cald și de joasă presiune pentru a începe lucrurile. Este ca atunci când un concert rock izbucnește într-o revoltă. Condițiile erau deja volatile; doar s-au escaladat în ceva și mai periculos.

-Furtunile în sine se formează ca mulți alți nori: O masă caldă de aer umed se ridică și se răcește, ceea ce face ca vaporii de apă să se condenseze în nori. Cu toate acestea, dacă actualizarea continuă, această masă a norului va continua să crească și să crească cu 12.000 de metri (12.192 m) sau mai mult în troposferă, stratul cel mai de jos al atmosferei în care trăim. Un nor tipic de furtună poate acumula o cantitate enormă de energie. Dacă condițiile sunt corecte, această energie creează o actualizare imensă în cloud, dar de unde provine energia?

Se formează nori atunci când vaporii de apă se condensează în aer. Această schimbare a stării fizice eliberează căldură, iar căldura este o formă de energie. O mare parte din energia furtunii este un rezultat al condensului care formează norul. Fiecare gram de apă condensată are ca rezultat aproximativ 600 de calorii de căldură - iar alte 80 de calorii de căldură pe gram de apă rezultă din înghețarea în atmosfera superioară. Această energie crește temperatura de actualizare, precum și energia cinetică a mișcării aerului în sus și în jos. Furtuna medie eliberează aproximativ 10.000.000 de kilowati-ore de energie - echivalentul unei focoze nucleare de 20 de kilotoni [sursa: Britannica].

În furtuni supercel, actualizările sunt deosebit de puternice. Dacă sunt suficient de puternice, un vârtej de aer se poate dezvolta la fel ca un vortex de apă se formează într-o chiuvetă. Acest precursor al tornadei se numește a mesocyclone, și este în general de 2 până la 6 mile (3 până la 10 kilometri) lățime. Una se formează o mezociclonă, există o șansă de aproximativ 50 la sută ca furtuna să escaladeze într-o tornadă în aproximativ 30 de minute.

Unele tornade constau dintr-un singur vortex, dar altele sunt multiple vârfuri de aspirație rotiți în jurul centrului unei tornade. Aceste furtuni în interiorul unei furtuni pot fi mai mici, cu un diametru de aproximativ 30 de metri (9 metri), dar au viteze de rotație extrem de puternice.

Tornada coboară dintr-un tunet ca o frânghie imensă și plină de vârtej. Viteza vântului cuprinsă între 200 și 300 km / h (322 până la 483 km / h) nu sunt rare. Dacă vortexul atinge pământul, viteza vântului vârtej (precum și actualizarea și diferențele de presiune) pot provoca pagube enorme, ruperea caselor și aruncarea unor resturi potențiale letale.

Tornada urmează o cale care este controlată de traseul părintelui său tunet și va părea adesea sări. Hopsul apare atunci când vortexul este deranjat. Ați văzut probabil că este ușor să deranjați un vortex în cadă, dar atunci se va reforma. Același lucru se poate întâmpla cu vârtejul unei tornade, determinând-o să se prăbușească și să se reformeze pe calea sa.

Tornadele mai mici pot prospera doar câteva minute, acoperind mai puțin de o milă de pământ. Totuși, furtuni mai mari pot rămâne pe pământ ore întregi, acoperind peste 90 de mile (150 km) și provocând pagube continue pe parcurs.

În acest moment, s-ar putea să vă întrebați cum se disipează în cele din urmă tornadele. Oamenii de știință încă dezbat exact cum mor aceste furtuni moarte, dar unul dintre suspecții principali nu este altul decât furtuna părintească: mezociclonul rotativ. Tornadele au nevoie de instabilitate și rotire. Întrerupeți fluxul de aer, îndepărtați-l de umiditate sau distrugeți-i echilibrul instabil de aer cald și rece și nu poate funcționa. Adesea, o tornadă va muri din cauza frigului scurgere de aer din căderea precipitațiilor perturbă echilibrul.

Tornadele sunt printre cele mai periculoase furtuni de pe Pământ și, deoarece meteorologii se străduiesc să protejeze populațiile vulnerabile prin avertizare timpurie, ajută la clasificarea furtunilor în funcție de severitate și daune potențiale. Tornadele au fost clasificate inițial pe Scara Fujita, numit pentru inventatorul său, meteorologul Universității din Chicago T. Theodore Fujita. Meteorologul a creat scala în 1971 pe baza vitezei vântului și a tipului de da-mage cauzate de o tornadă. Au existat șase niveluri pe scara inițială.-

F0

• Viteza vântului: 64-116 km / h
• Daune ușoare: rupe ramurile din copaci; copaci rădăcinați de la sol; poate deteriora indicatoarele, semnalele de trafic și coșurile de fum

F1

• Viteza vântului: 117 - 180 km / h
• Deteriorarea moderată: materialele pentru acoperișuri și suprafața de vinil pot fi deplasate; casele mobile sunt extrem de vulnerabile și pot fi ușor eliminate din fundație sau răsturnate; șoferii pot fi trimiși îngrijindu-se pe drum și eventual revărsat

F2

• Viteza vântului: 181-253 km / h
• Daune considerabile: copacii bine consacrați sunt ușor dezrădăcinați; casele mobile sunt decimate; acoperișuri întregi pot fi sfărâmate de case; autovehiculele de tren și autocamioanele sunt lovite; obiectele mici devin rachete periculoase

F3

• Viteza vântului: 158 - 206 mph (254 - 332 kph)
• Daune severe: Pădurile sunt distruse deoarece majoritatea copacilor sunt smulși din pământ; trenurile întregi sunt deraiate și dărâmate; pereții și acoperișurile sunt sfâșiate din case

F4

• Viteza vântului: 203 - 260 mph (333 - 418 km / h)
• Daune devastatoare: casele și alte mici structuri pot fi devastate în întregime; automobilele sunt propulsate prin aer

F5

• Viteza vântului: 261 - 318 mph (419 - 512 km / h)
• Daune incredibile: Mașinile devin proiectile pe măsură ce sunt aruncate prin aer; case întregi sunt distruse complet după ce au fost smulse de pe fundație și trimise să cadă la distanță; structurile din beton armat cu oțel pot fi deteriorate grav [sursa: NOAA]

În februarie 2007, Scala Fujita a fost înlocuită cu Scala Fujita Îmbunătățită. Noua scară „EF” este similară cu predecesorul său. Clasifică tornadele în șase categorii diferite (EF0 prin EF5 în loc de F0 până în F5). Cu toate acestea, unde scala EF diferă, există un număr de criterii utilizate pentru a evalua nivelul de daune al unei tornade. În primul rând, există indicatori de deteriorare - obiecte care pot fi deteriorate în tornadă. Acestea sunt clasificate de la 1 (hambare mici) la 28 (copaci de rasinoase). Fiecare indicator de deteriorare poate experimenta, de asemenea, variații grade de daune (Dods). Fiecare DOD corespunde cu viteza estimată a vântului.-

-De exemplu, un motel are 10 grade de daune, de la ferestre sparte (3) până la prăbușirea majorității acoperișului (6) până la distrugerea completă a clădirii (10). Dacă geamurile unui motel sunt rupte, dar nu suportă daune mai mari, viteza maximă estimată a vântului este de 74 mph (119 km / h), în timp ce viteza maximă estimată este de 107 mph (172 km / h). Meteorologii medie aceste viteze, ceea ce înseamnă că viteza vântului estimată este de 89 mph (143 km / h). O examinare a scalei EF relevă că 89 km / h se încadrează în categoria EF1, deci tornada este clasificată ca EF1. Pentru mai multe informații despre scara EF, consultați site-ul oficial NOAA.

Tornade și case care explodează

Ați auzit vreodată că o tornadă vă poate face casa să explodeze? Acest mit particular sună credibil la început. Ideea este că tornadele aduc o astfel de scădere a presiunii atmosferice, încât presiunea mai mare din interiorul casei tale o va face să explodeze decât dacă deschizi toate ferestrele. Din fericire pentru proprietarii de case, nu există adevăr în acest sens. Cu excepția cazului în care trăiești într-o navă spațială înconjurată, probabil că casa ta are suficientă aerisire pentru a evita explozia. Toate deschiderea ferestrelor se va face ușor ușor pentru resturile de a vă lovi în timp ce furtuna trece.

Articole similare

• Cum este în ochiul unei tornade?
• Există într-adevăr „un calm înaintea furtunii”?
• Cum funcționează Chasers de furtună
• Cum a funcționat Totable Tornado Observatory
• Cum funcționează vehiculul de interceptare tornadă
• 15 Sfaturi privind siguranța la tornadă-
• Cum funcționează uraganele
• 5 Cele mai multe furtuni distructive
• Cum funcționează vremea
• Cum funcționează alertele meteorologice
• Cum funcționează inundațiile
• Cum funcționează incendiile sălbatice

Mai multe legături grozave

• Sfaturi de siguranță pentru tornadă FEMA
• Discovery's Online Storm Chasers Game

surse

• Davis, T. Neil. "Diavolele cu praf Articolul # 227." Forumul Științei Alaska. 2 iunie 1978. (26 septembrie 2008) http://www.gi.alaska.edu/ScienceForum/ASF2/227.html
• Edwards, Roger. "Întrebări frecvente de tornadă online". NOAA. 26 mai 2008. (2 octombrie 2008) http://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/
• "Surprize din SOHO includ tornade pe Soare." Science Daily. 20 aprilie 1998. (26 septembrie 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/1998/04/980430083400.htm
• Swanson, Bob și Doyle Rice. „Vurul de foc izbucnește în timpul exploziei din California. SUA Astăzi. 13 iulie 2006. (26 septembrie 2008) http://blogs.usatoday.com/weather/2006/07/fire_whirl_erup.html
• Tarbuck, Edward și Frederick Lutgens. „Știința Pământului: ediția a unsprezecea”. Sala Pearson Prentice. 2006.
• "Tornadă." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (26 septembrie 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/599941/tornado
• „Știința Tornado, Fapte și Istorie”. Știința în direct. (26 septembrie 2008) -http: //www.livescience.com/environment/050322_tornado_season.html