Содержание
- Как образуются торнадо
- Скорость ветра и давление воздуха
- Первая шкала
- Новая и улучшенная шкала
- Степень повреждения
По данным Национальной службы погоды, Соединенные Штаты испытывают в среднем более 1200 торнадо в год. Количество торнадо в год значительно увеличилось с 1980-х годов, когда Национальная метеорологическая служба начала использовать доплеровский радар. Используя наблюдения и оценки скорости ветра, ученые могут оценить ущерб, причиненный торнадо, чтобы лучше понять эти мощные штормы и их разрушительное воздействие.
Как образуются торнадо
Торнадо образуются от сильных гроз. Ветер на большей высоте шторма, движущийся с большей скоростью, чем ветер на меньшей высоте, создает вертикальный сдвиг ветра. Более быстрые ветры в воздухе приходят с запада и создают восходящий поток, когда встречают медленный ветер близко к земле, который движется в противоположном направлении. Когда теплый воздух поднимается вверх в грозовое облако, вращающийся воздух создает вихрь.
Скорость ветра и давление воздуха
Повреждение торнадо определяется корреляцией между скоростью ветра вихря и разницей атмосферного давления между торнадо и окружающим воздухом. Большая скорость ветра в сочетании с большим несоответствием давления воздуха приводит к увеличению ущерба. Сильный ветер поднимает более мелкие, более подвижные объекты и перемещает их, а также может сбивать более мелкие конструкции. Более низкое давление внутри торнадо наносит ущерб более крупным конструкциям, создавая перепад давления между внешней и внутренней частью конструкции. Крайности в давлении воздуха отрывают крыши от зданий и разрушают стены.
Первая шкала
Первоначальная шкала Fujita (FS) была разработана в 1971 году для классификации силы торнадо на основе наблюдаемого уровня ущерба, который они нанесли. Категории варьировались от F0, легкий урон, до F5, невероятный урон. Он назначил оценочные скорости ветра для каждой категории, которая соответствовала определенному порогу ущерба. Поскольку скорости ветра, связанные с каждой категорией, были оценочными, они не могли быть научно проверены.
Новая и улучшенная шкала
ФС была полезна, но у нее были свои недостатки. Торнадо были отнесены к категории исключительно по наблюдаемым повреждениям, которые они наносили, независимо от типа структуры, которая была повреждена. Кроме того, простые описания ущерба затрудняли классификацию торнадо, если он не встречал типы зданий или объектов, описанных в каждой категории. Данные, собранные с помощью FS, способствовали разработке улучшенной версии, которая показывает более точную корреляцию между скоростью ветра и повреждением.
С 2007 года Национальная метеорологическая служба использует расширенную шкалу Фудзиты (EF) для оценки смерчей. EF по-прежнему соответствует системе шести категорий (F0-F5) FS, но включает в себя несколько улучшенных функций. Описание урона для каждой категории было заменено более подробной степенью урона (DOD). Набор из 28 индикаторов повреждения (DI) предоставляет дополнительные данные для классификации торнадо. DI оговаривает подробности о конкретных конструкциях, таких как тип здания, площадь участка, конструкция крыши и строительные материалы, все данные, которые отсутствуют в FS. И хотя EF по-прежнему опирается на оценки скорости ветра, объединенные данные из наблюдаемых DOD и DI делают оценки более точными.
Степень повреждения
Описания повреждений, используемые EF, включают больше деталей, чем FS, и включают фотографии и конкретные примеры повреждений. Министерство обороны также оценивает ущерб, нанесенный деревьям, в дополнение к структурным повреждениям. DOD для торнадо категории F0 включает повреждение желобов и сайдинга, сломанные ветки деревьев и выкорчевывание мелких деревьев. Порывы ветра менее 86 миль в час. Торнадо F1 может отрывать двери, разбивать окна и разрушать мобильные дома. На скорости свыше 110 миль в час торнадо F2 могут отрывать крыши, выкорчевать или ломать большие деревья, собирать автомобили и разрушать дома на колесах. Категория F3 наносит большой ущерб торговым центрам, бросает тяжелые машины и может разрушать целые этажи домов. Порывы 166 миль в час и больше связаны с торнадо F4, которые могут создавать ракеты из объектов, пораженных на больших скоростях. Торнадо категории F5, с порывами ветра более 200 миль в час, может нанести серьезный ущерб, который может включать в себя выравнивание хорошо построенных домов, разрушение бетонных зданий и коробление высотных конструкций.