Jak fungují tornáda

Tornádo zasáhne Pampu v Texasu. Prohlédněte si další obrázky přírodních katastrof. Alan R. Moller / Stone / Getty Images

Mýty jsou plné fantastických a ničivých tvorů. Pokud to není anděl na úrovni města, pak to jsou obři, kteří pomstychtivě vklouznou do netušících měst. Ve skutečnosti jsou všechny pohromy, se kterými se můžeme setkat, způsobeny přírodními jevy a lidskou vůlí. Ale ze všech destruktivních sil v našem světě se nikdo podobá divokosti a formě těch mýtických příšer, jako tornáda. Tyto bouře sestupují z mraků jako dýka. Tyčí se nad nejvyšší budovy jako titáni. A když vyrazí do okolí, často se jeví, že jednají se zákeřným a vědomým úmyslem.

-Set asi-de strach a pověra, a stále čelíte jedné z nejúžasnějších památek v přírodním světě. Tyto kroucené bouřkové sloupy mohou dosáhnout rychlosti větru 318 mph (512 kp-h) a měřit míle napříč, zjizvit Zemi a zničit domy a budovy v procesu. Přesto v některých částech světa jsou tyto silné bouře pravidelným výskytem. Spojené státy samy zažívají více než 1 000 tornád ročně a na každém kontinentu kromě Antarktidy byly hlášeny bouře [zdroj: Tarbuck].

Zatímco většina bouřek je slabá a vyskytují se v řídce osídlených oblastech, bylo známo, že tornáda zasáhla velké metropolitní oblasti a způsobily těžké ztráty na mnoha městech. V roce 1925 neslavný americký tristátní twister zasáhl části Missouri, Illinois a Indiana a prohlásil 695 životů.

Obsah

1. Co vás vana může naučit o tornádech
2. Tornáda a bouřky
3. Hodnocení tornáda

Mechanika jednoduché vířivé vany je velmi podobná víru tornáda. Darryl Torckler / Image Bank / Getty Images

Pokud jste někdy ve vaně nebo umyvadle při vypouštění vody sledovali vířivý tvar, pak jste v práci byli svědky základů tornáda. Odtoková vířivá vana, také známá jako vír, tvoří se kvůli vězení, které odtok vytváří v těle vody. Tok vody směrem dolů do odtoku se začíná otáčet a jak se zrychluje rotace, vytváří se vír.

Proč se voda začíná točit? Existuje mnoho vysvětlení, ale je tu jeden způsob, jak o tom přemýšlet. Představte si sami sebe jako částici ve vodě, najednou se přitáhl k sání, které odtok vytváří. Nejprve se ocitnete zrychlující směrem k odtoku. Pak, doslova, existuje zvrat. Kvůli vaší předchozí hybnosti a počtu dalších částic, které se řítí k odtoku současně, je pravděpodobné, že budete při příchodu vytlačeni na jednu stranu bodu sání. Toto vychýlení vás zavede na spirálovitou cestu do místa sání, jako můra spirálovitá směrem ke světlu. Jakmile spirála začala v jednom směru, má tendenci ovlivňovat všechny ostatní částice, jakmile dorazí. Vytváří se velmi silná spirálovitá tendence. Nakonec existuje spirálovitá energie dost k vytvoření víru.

Víry jsou samozřejmě běžným jevem. Koneckonců, vidíte je ve vanách a neustále klesá. Malý prachové ďábly někdy se tvoří, když vítr teče přes horké pouště, a o požárech bylo známo, že produkují lezecké víry plamene a popela, oheň víří. Vědci dokonce pozorovali prachové ďábly na Marsu a spatřili je solární tornáda bičování ze slunce.

U tornáda se děje stejná věc jako u našeho příkladu vany, kromě vzduchu místo vody. Značnou část větrných vzorců Země určují nízkotlaká střediska, která vtahují chladnější vysokotlaký vzduch z okolí. Toto proudění vzduchu tlačí nízkotlaký vzduch do vyšších nadmořských výšek, ale pak se vzduch zahřeje a všechen vzduch za ním tlačí nahoru. Tlak vzduchu uvnitř tornáda je až o 10 procent nižší než tlak okolního vzduchu, což způsobuje, že okolní vzduch se vrhne ještě rychleji.

Tornádo sestoupí z mesocyclone bouřky přes Nové Mexiko. A. T. Willett / Obrazová banka / -Getty Images

-Tornáda se nejen objevují - vyvíjejí se z bouřek, kde již existuje stabilní, vzestupný proud teplého nízkotlakého vzduchu, aby se věci začaly. Je to jako když rockový koncert propukne v nepokoje. Podmínky již byly volatilní; pouze eskalovali na něco ještě nebezpečnějšího.

-Bouřky se samy vytvářejí jako mnoho jiných mraků: Teplá a vlhká vzduchová hmota stoupá a ochlazuje, což způsobuje kondenzaci vodní páry do mraků. Pokud však aktualizace pokračuje, bude tato cloudová hmota nadále růst a stoupat do výšky 40 000 stop (12 192 m) nebo více troposféra, nejspodnější vrstva atmosféry, ve které žijeme. Typický bouřkový mrak může akumulovat obrovské množství energie. Pokud jsou podmínky správné, vytvoří tato energie obrovský update do cloudu, ale odkud energie pochází?

Mraky se vytvářejí, když vodní páry kondenzují ve vzduchu. Tato změna ve fyzickém stavu uvolňuje teplo a teplo je forma energie. Hodně energie bouřky je výsledkem kondenzace, která tvoří mrak. Každý gram kondenzované vody vede k asi 600 kaloriím tepla - a dalších 80 kalorií tepla na gram vody je výsledkem zamrzání v horní atmosféře. Tato energie zvyšuje teplou teplotu, jakož i kinetickou energii pohybu vzduchu směrem nahoru a dolů. Průměrná bouřka uvolní asi 10 000 000 kilowatthodin energie - ekvivalent 20-kilotonové jaderné hlavice [zdroj: Britannica].

v bouře superbunky, aktualizace jsou zvláště silné. Jsou-li dostatečně silné, může se vír vzduchu vyvíjet stejně jako vír vodní formy v dřezu. Tento předchůdce tornáda se nazývá a mesocyclone, a je obvykle široký 2 až 6 mil (3 až 10 km). Jeden mesocyclone tvoří, existuje zhruba 50 procent šance, že bouře eskaluje na tornádo zhruba za 30 minut.

Některá tornáda se skládají z jediného víru, jindy mnohonásobně sací víry točit se kolem středu tornáda. Tyto bouře v rámci bouře mohou být menší, s průměrem kolem 30 stop (9 metrů), ale vyskytují se extrémně silné rychlosti otáčení.

Tornádo sáhne dolů z bouřky jako obrovské, vířící lano vzduchu. Rychlosti větru v rozmezí 200 až 300 mph (322 až 483 km / h) nejsou neobvyklé. Pokud se vír dotkne země, může rychlost vířivého větru (stejně jako aktualizace a tlakové rozdíly) způsobit obrovské škody, roztrhnout domy a odhazovat potenciálně smrtící trosky..

Tornádo sleduje cestu, která je řízena cestou jeho mateřského bouřku, a často se zdá, že skočí. Chmel se vyskytuje, když je vír narušen. Pravděpodobně jste viděli, že je snadné rušit vír ve vaně, ale pak se to reformuje. Totéž se může stát s vírem tornáda, což způsobí, že se zhroutí a reformuje podél své cesty.

Menší tornáda mohou prospívat jen po dobu několika minut a pokrývat méně než kilometr země. Větší bouře však mohou zůstat na zemi celé hodiny, pokrývat více než 150 km a způsobovat téměř nepřetržité poškození podél cesty.

V tuto chvíli by vás zajímalo, jak se tornáda nakonec rozptýlí. Vědci stále debatují o tom, jak přesně tyto smrtící bouře umírají, ale jedním z hlavních podezřelých není nikdo jiný než mateřská bouřka: rotující mesocyklon. Tornáda potřebují nestabilitu a rotaci. Narušte proud vzduchu, zbavte jeho vlhkost nebo zničte jeho nestabilní rovnováhu horkého a studeného vzduchu a nemůže fungovat. Tornádo často umírá kvůli chladu odtok vzduchu z padajících srážek narušuje rovnováhu.

Tornáda patří mezi nejnebezpečnější bouře na Zemi, a protože se meteorologové snaží chránit zranitelné populace včasným varováním, pomáhá klasifikovat bouře podle závažnosti a potenciálního poškození. Tornáda byla původně hodnocena na internetu Fujita Scale, pojmenovaný pro svého vynálezce, University of Chicago meteorolog T. Theodore Fujita. Meteorolog vytvořil měřítko v roce 1971 na základě rychlosti větru a typu da-mage způsobeného tornádem. V původní stupnici bylo šest úrovní.-

F0

• Rychlost větru: 64-116 km / h
• Lehké poškození: Slzy větví ze stromů; trhá mělké kořeny stromů ze země; může poškodit ukazatele, dopravní signály a komíny

F1

• Rychlost větru: 73 - 112 km / h (117 - 180 km / h)
• Mírné poškození: Střešní materiály a vinylové obklady mohou být přemístěny; mobilní domy jsou vysoce zranitelné a lze je snadno srazit z nadace nebo svrhnout; motoristé mohou být vysláni k silnici mimo silnici a případně převráceni

F2

• Rychlost větru: 113 - 157 mil / h (181 - 253 km / h)
• Značná škoda: Osvědčené stromy se snadno vykořenily; mobilní domy jsou zdecimovány; celé střechy mohou být vytrhávány z domů; převráceny jsou vagóny a nákladní automobily; z malých předmětů se stávají nebezpečné střely

F3

• Rychlost větru: 254 - 332 km / h
• Těžké poškození: Lesy se ničí, protože většina stromů je vytrhávána ze země; celé vlaky jsou vykolejeny a převráceny; stěny a střechy jsou roztrhané z domů

F4

• Rychlost větru: 207 - 260 mph (333 - 418 km / h)
• Ničivé škody: Domy a další malé stavby lze zcela zbourat; automobily jsou poháněny vzduchem

F5

• Rychlost větru: 261 - 318 mph (419 - 512 km / h)
• Neuvěřitelné poškození: Auta se stávají střely, když jsou hozeny vzduchem; celé domy jsou zcela zničeny poté, co byly vytrhnuty z nadace a poslány k zemi; železobetonové betonové konstrukce mohou být vážně poškozeny [zdroj: NOAA]

V únoru 2007 byla stupnice Fujita nahrazena vylepšenou stupnicí Fujita. Nová stupnice „EF“ je podobná jako její předchůdce. Klasifikuje tornáda do šesti různých kategorií (EF0 až EF5 místo F0 až F5). Tam, kde se stupnice EF liší, je však počet kritérií použitých k posouzení úrovně poškození tornáda. Nejprve existují indikátory poškození - předměty, které mohou být v tornádu poškozeny. Jsou klasifikovány od 1 (malé stodoly) do 28 (stromy z měkkého dřeva). Každý indikátor poškození se může také měnit stupně poškození (DOD). Každý DOD odpovídá odhadované rychlosti větru.-

-Například motel má 10 stupňů poškození, od rozbitých oken (3) po zhroucení většiny střechy (6) až po úplné zničení budovy (10). Jsou-li okna motelu rozbitá, ale nezpůsobí rozsáhlejší poškození, je odhadovaná nejnižší možná rychlost větru 74 km / h, zatímco odhadovaná nejvyšší možná rychlost je 107 km / h. Meteorologové průměrují tyto rychlosti, což znamená, že očekávaná rychlost větru je 89 mph (143 km / h). Zkoumání stupnice EF odhalí, že 89 mph spadá do kategorie EF1, takže tornádo je klasifikováno jako EF1. Další informace o stupnici EF naleznete na oficiálním webu NOAA.

Tornáda a vybuchující domy

Už jste někdy slyšeli, že tornádo může váš dům explodovat? Tento konkrétní mýtus zní zpočátku uvěřitelně. Myšlenka je taková, že tornáda přinášejí takový pokles atmosférického tlaku, že vyšší tlak v domě způsobí explozi, pokud neotevřete všechna okna. Naštěstí pro majitele domů to není pravda. Pokud nežijete v sestřelené vesmírné lodi, váš dům má pravděpodobně dostatečné větrání, aby se zabránilo výbuchu. Veškeré otevření oken vám umožní udělat trošku snazší, aby vás trosky zasáhly, zatímco bouřka prochází.

Související články

• Jaké to je v očích tornáda?
• Existuje opravdu „klid před bouří“?
• Jak Storm Chasers fungují
• Jak fungovala observatoř Totable Tornado
• Jak funguje tornádo Intercept Vehicle
• 15 tipů pro bezpečnost tornáda-
• Jak fungují hurikány
• 5 nejničivějších bouří
• Jak počasí funguje
• Jak fungují upozornění na počasí
• Jak povodně fungují
• Jak fungují požáry

Další skvělé odkazy

• FEMA Tornado Bezpečnostní tipy
• Hra Discovery Online Storm Chasers

Prameny

• Davis, T. Neil. "Dust Devils Article # 227." Alaska Science Forum. 2. června 1978. (26. září 2008) http://www.gi.alaska.edu/ScienceForum/ASF2/227.html
• Edwards, Rogere. "Online Tornado FAQ." NOAA. 26. května 2008 (2. října 2008) http://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/
• „Překvapení ze SOHO zahrnují tornáda na slunci.“ Science Daily. 20. dubna 1998. (26. září 2008) http://www.sciusalaily.com/releases/1998/04/980430083400.htm
• Swanson, Bob a Doyle Riceová. "Při požáru v Kalifornii propukne oheň." USA dnes. 13. července 2006. (26. září 2008) http://blogs.usatoday.com/weather/2006/07/fire_whirl_erup.html
• Tarbuck, Edward a Frederick Lutgens. "Earth Science: jedenácté vydání." Pearson Prentice Hall. 2006.
• "Tornádo." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (26. září 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/599941/tornado
• "Tornado věda, fakta a historie." Živá věda. (26. září 2008) -http: //www.livescience.com/environment/050322_tornado_season.html