En tornado träffar Pampa, Texas. Se fler bilder på naturkatastrofer. Alan R. Moller/Stone/Getty Images Myter är fulla av fantastiska och destruktiva varelser. Om det inte är en stadsnivellerande ängel, då är det jättar som surrar hämndfullt in i intet ont anande städer. I verkligheten, alla katastrofer som vi kan stöta på beror på naturfenomen och mänsklig vilja. Men av alla destruktiva krafter i vår värld, ingen liknar grymheten och formen hos de mytiska monstren som tornader. Dessa stormar sjunker som en dolk från molnen. De tornar sig över de högsta byggnaderna som titaner. Och när de surrar på sin omgivning, de verkar ofta agera med ondska, medveten avsikt.
Lägg åt sidan rädsla och vidskepelse, och du står fortfarande inför en av de mest fantastiska sevärdheterna i den naturliga världen. Dessa vridna stormkolumner kan nå vindhastigheter på 512 km / h och mäta mil över, ärrbildning på jorden och decimering av hem och byggnader i processen. Än, i vissa delar av världen, dessa kraftfulla stormar är en vanlig förekomst. Enbart USA upplever mer än 1, 000 tornados per år, och stormarna har rapporterats på alla kontinenter utom Antarktis [källa:Tarbuck].
Medan de flesta stormar är svaga och förekommer i glesbygden, tornados har varit kända för att drabba stora storstadsområden, och de har orsakat stora skador på många städer. År 1925, den ökända amerikanska tristate twisteren träffade delar av Missouri, Illinois och Indiana, tar 695 liv.
Innehåll
Mekaniken i en enkel bubbelpool är mycket lik en tornados virvel. Darryl Torckler/The Image Bank/Getty Images Om du någonsin har sett en bubbelpool bildas i ditt badkar eller handfat medan du tappar vattnet, då har du bevittnat grunderna i en tornado på jobbet. Ett avlopps bubbelpool, även känd som a virvel , bildas på grund av neddragningen som avloppet skapar i vattenmassan. Det nedåtgående flödet av vattnet i avloppet börjar rotera, och när rotationen påskyndas, en virvel bildas.
Varför börjar vattnet rotera? Det finns många förklaringar, men här är ett sätt att tänka på det. Föreställ dig själv som en partikel i vattnet, plötsligt drog mot det sug som avloppet skapar. I början, du skulle befinna dig accelerera mot avloppet. Sedan, ganska bokstavligt, det finns en vridning. På grund av din tidigare fart och antalet andra partiklar som rusar mot avloppet samtidigt, chansen är stor att du kommer att skjutas bort till ena sidan av sugpunkten när du anländer. Den avböjningen sätter dig på en spiralbana in i sugpunkten, som en mal som spirar in mot ett ljus. När spiralen väl har börjat i en riktning, den tenderar att påverka alla andra partiklar när de anländer. En mycket stark spiraltendens skapas. Så småningom, det finns tillräckligt med spiral energi för att skapa en virvel.
Virvlar är uppenbarligen ett vanligt fenomen. Trots allt, du ser dem i badkar och sjunker hela tiden. Små damm djävlar ibland bildas när vindar flödar över heta öknar, och bränder har varit kända för att producera klättrande virvlar av låga och aska som kallas eldvirvlar . Forskare har till och med observerat dammdjävlar på Mars och upptäckt dem soltornado piska ut från solen.
I en tornado, samma sak händer som med vårt badkarsexempel, förutom med luft istället för vatten. En stor del av jordens vindmönster dikteras av lågtryckscentra, som drar in svalare, högtrycksluft från omgivningen. Detta luftflöde driver lågtrycksluften upp till högre höjder, men då värms luften upp och trycks uppåt också av all luft bakom den. Lufttrycket inuti en tornado är så mycket som 10 procent lägre än det i omgivande luft, vilket får den omgivande luften att rusa in ännu snabbare.
En tornado kommer ner från mesocyklonen i ett åskväder över New Mexico. A. T. Willett/The Image Bank/Getty Images Tornados uppstår inte bara - de utvecklas från åskväder, där det redan finns en stadig, uppåtflöde av varmt, lågtrycksluft för att komma igång. Det är ungefär som när en rockkonsert bryter ut till ett upplopp. Förhållandena var redan volatila; de eskalerade bara till något ännu farligare.
Åskväder själva bildar sig som många andra moln:En varm, fuktig luftmassa stiger och kyler, orsakar att vattenånga kondenseras till moln. Dock, om uppdateringen fortsätter, denna molnmassa kommer att fortsätta att växa och stiga 40, 000 fot (12, 192 m) eller mer upp i troposfär , det nedersta lagret av atmosfären som vi lever i. Ett typiskt åskmoln kan samla enormt mycket energi. Om förutsättningarna är rätt, denna energi skapar en enorm uppgång i molnet, men var kommer energin ifrån?
Moln bildas när vattenånga kondenseras i luften. Denna förändring i fysiskt tillstånd avger värme, och värme är en form av energi. En stor del av åskväderns energi är ett resultat av den kondens som bildar molnet. Varje gram kondenserat vatten ger cirka 600 kalorier värme - och ytterligare 80 kalorier värme per gram vatten beror på frysning i den övre atmosfären. Denna energi ökar uppblåsningstemperaturen, samt rörelseenergin för luftrörelser uppåt och nedåt. Det genomsnittliga åskvädret släpper ut cirka 10, 000, 000 kilowattimmar energi-motsvarande en 20 kiloton kärnvapenstridsspets [källa:Britannica].
I supercell åskväder , uppgångarna är särskilt starka. Om de är tillräckligt starka, en virvel av luft kan utvecklas precis som en virvel av vatten bildas i ett handfat. Denna föregångare till tornado kallas a mesocyklon , och är vanligtvis 3 till 10 kilometer bred. En a mesocyklon bildas, det finns ungefär 50 procents chans att stormen ska eskalera till en tornado på cirka 30 minuter.
Vissa tornados består av en enda virvel, men andra gånger flera sugvirvlar kretsa kring en tornados centrum. Dessa stormar-i-en-storm kan vara mindre, med en diameter på cirka 30 fot (9 meter), men de upplever extremt kraftfulla rotationshastigheter.
Tornado når ut ur ett åskmoln som en enorm, virvlande rep av luft. Vindhastigheter i intervallet 200 till 300 mph (322 till 483 kph) är inte ovanliga. Om virveln vidrör marken, den virvlande vindens hastighet (liksom uppdraget och tryckskillnaderna) kan orsaka enorm skada, riva sönder hem och slänga potentiellt dödligt skräp.
Tornado följer en väg som styrs av rutten för dess överordnade åskmoln, och det verkar ofta hoppa. Humlen uppstår när virveln störs. Du har säkert sett att det är lätt att störa en virvel i badkaret, men då kommer det att reformeras. Samma sak kan hända med en tornados virvel, får den att kollapsa och reformera längs dess väg.
Mindre tornados kanske bara trivs i några minuter, täcker mindre än en mil mark. Större stormar, dock, kan ligga kvar på marken i timmar, som täcker mer än 150 mil och orsakar nästan kontinuerlig skada längs vägen.
Vid denna tidpunkt, du kanske undrar hur tornadon så småningom försvinner. Forskare diskuterar fortfarande exakt hur dessa dödliga stormar dör, men en av de främsta misstänkta är ingen mindre än föräldrarnas åskväder:den roterande mesocyklonen. Tornados behöver instabilitet och rotation. Stör luftflödet, ta bort dess fukt eller förstöra den instabila balansen mellan varm och kall luft, och det kan inte fungera. Ofta, en tornado kommer att dö på grund av kylan utflöde luft från fallande nederbörd stör balansen.
Tornados är bland de farligaste stormarna på jorden och, som meteorologer strävar efter att skydda utsatta befolkningar genom tidig varning, det hjälper till att klassificera stormar efter svårighetsgrad och potentiell skada. Tornadoer ursprungligen betygsatt på Fujita skala , uppkallad efter sin uppfinnare, University of Chicago meteorolog T. Theodore Fujita. Meteorologen skapade vågen 1971 baserat på vindhastighet och typ av skador orsakade av en tornado. Det fanns sex nivåer på den ursprungliga skalan.
I februari 2007, Fujita -skalan ersattes av Enhanced Fujita -skalan. Den nya "EF" -skalan liknar sin föregångare. Det klassificerar tornado i sex olika kategorier (EF0 till EF5 istället för F0 till F5). Där EF -skalan skiljer sig, dock, är i antalet kriterier som används för att bedöma en tornados nivå av skador. Först, det finns skadaindikatorer - föremål som kan skadas i tornado. Dessa klassificeras från 1 (små lador) till 28 (barrträd). Varje skadaindikator kan också uppleva olika grader av skador ( DODs ). Varje DOD motsvarar uppskattade vindhastigheter.
Till exempel, ett motell har 10 grader av skada, allt från trasiga fönster (3) till kollaps av det mesta av taket (6) till fullständig förstörelse av byggnaden (10). Om ett motels fönster är trasiga, men det får inte mer omfattande skador, den uppskattade lägsta möjliga vindhastigheten är 74 mph (119 kph), medan den uppskattade högsta möjliga hastigheten är 107 mph (172 kph). Meteorologer genomsnitt dessa hastigheter, vilket betyder att den förväntade vindhastigheten är 89 mph (143 kph). En undersökning av EF -skalan visar att 89 km / h faller i kategorin EF1, så tornado klassificeras som en EF1. För mer information om EF -skalan, se den officiella NOAA -webbplatsen.
Tornados och exploderande husHar du någonsin hört att en tornado kan få ditt hus att explodera? Denna speciella myt låter trovärdig till en början. Tanken är att tornado ger en sådan minskning av atmosfärstrycket att det högre trycket i ditt hem kommer att få det att explodera om du inte öppnar alla fönster. Lyckligtvis för husägare, det finns ingen sanning i detta. Om du inte bor i ett nedskjutet rymdskepp, ditt hus har förmodligen tillräckligt med ventilation för att undvika explosion. Att öppna fönstren gör att det blir lite lättare för skräp att slå dig medan stormen rullar igenom.
