Sådan fungerer tornadoer

Myter er fulde af fantastiske og ødelæggende væsner. Hvis det ikke er en by-nivellerende engel, så er det giganter, der suser hævngernt ind i intetanende byer. I virkeligheden, alle de katastrofer, vi kan støde på, skyldes naturfænomener og menneskelig vilje. Men af ​​alle de destruktive kræfter i vores verden, ingen ligner vildheden og formen af ​​de mytiske monstre som tornadoer. Disse storme sænker sig som en dolk fra skyerne. De tårner sig over de højeste bygninger som titaner. Og når de slår ud over deres omgivelser, de ser ofte ud til at handle med ondsindet, bevidst hensigt.

Sæt frygt og overtro til side, og du står stadig over for en af ​​de mest fantastiske seværdigheder i den naturlige verden. Disse snoede stormsøjler kan nå vindhastigheder på 512 km / t og måle miles på tværs, ardannelse af jorden og decimering af boliger og bygninger i processen. Endnu, i nogle dele af verden, disse kraftige storme er en regelmæssig forekomst. USA alene oplever mere end 1, 000 tornadoer om året, og stormene er blevet rapporteret på alle kontinenter undtagen Antarktis [kilde:Tarbuck].

Mens de fleste storme er svage og forekommer i tyndt befolkede områder, tornadoer har været kendt for at ramme store storbyområder, og de har påført mange byer store tab. I 1925, den berygtede amerikanske tristate twister ramte dele af Missouri, Illinois og Indiana, kræver 695 liv.

1. Hvad dit badekar kan lære dig om tornadoer
2. Tornadoer og tordenvejr
3. Tornado -vurderinger

Hvad dit badekar kan lære dig om tornadoer

Hvis du nogensinde har set en boblebad danne sig i dit badekar eller håndvask, mens du tømmer vandet, så har du været vidne til det grundlæggende ved en tornado på arbejde. Et afløbs spabad, også kendt som a hvirvel , dannes på grund af den nedtrapning, som afløbet skaber i vandmassen. Vandets nedadgående strøm ind i afløbet begynder at rotere, og da rotationen accelererer, der dannes en hvirvel.

Hvorfor begynder vandet at rotere? Der er mange forklaringer, men her er en måde at tænke over det. Forestil dig selv som en partikel i vandet, pludselig trukket mod suget, som afløbet skaber. I starten du vil finde dig selv accelerere mod afløbet. Derefter, helt bogstaveligt talt, der er et twist. På grund af din tidligere fremdrift og antallet af andre partikler, der skubber mod afløbet på samme tid, chancerne er for, at du bliver skubbet af til den ene side af sugepunktet, når du ankommer. Denne afbøjning sætter dig på en spiralbane ind i sugepunktet, som en møl, der spirer ind mod et lys. Når spiralen først er startet i en retning, det har en tendens til at påvirke alle de andre partikler, når de ankommer. Der skabes en meget stærk spiraltendens. Til sidst, der er nok spiral energi til at skabe en hvirvel.

Hvirvler er naturligvis et almindeligt fænomen. Trods alt, du ser dem i badekar og dræn hele tiden. Lille støv djævle undertiden dannes når vinden strømmer over varme ørkener, og naturbrande har været kendt for at producere klatrende hvirvler af flamme og aske kaldet ild hvirvler . Forskere har endda observeret støv djævle på Mars og spottet soltornadoer pisker ud af solen.

I en tornado, den samme slags sker som med vores badekareksempel, undtagen med luft i stedet for vand. En stor del af Jordens vindmønstre dikteres af lavtrykscentre, som trækker køligere ind, højtryksluft fra det omkringliggende område. Denne luftstrøm skubber lavtryksluften op i højere højder, men så opvarmes luften og skubbes også opad af al luften bagved. Lufttrykket inde i en tornado er så meget som 10 procent lavere end det i den omgivende luft, får den omgivende luft til at skynde sig endnu hurtigere ind.

Tornadoer og tordenvejr

Tornadoer dukker ikke bare op - de udvikler sig fra tordenvejr, hvor der allerede er en stabil, opadstrømning af varme, lavtryksluft for at få tingene i gang. Det er lidt ligesom når en rockkoncert bryder ud i et optøj. Forholdene var allerede ustabile; de eskalerede blot til noget endnu farligere.

Tordenvejr i sig selv dannes som mange andre skyer:En varm, fugtig luftmasse stiger og køler, får vanddampen til at kondensere til skyer. Imidlertid, hvis opdateringen fortsætter, denne skymasse vil fortsætte med at vokse og stige 40, 000 fod (12, 192 m) eller mere op i troposfæren , det nederste lag af atmosfæren, vi lever i. En typisk tordenvejrsky kan akkumulere en enorm mængde energi. Hvis betingelserne er rigtige, denne energi skaber et enormt opsving i skyen, men hvor kommer energien fra?

Skyer dannes, når vanddamp kondenserer i luften. Denne ændring i fysisk tilstand frigiver varme, og varme er en form for energi. En stor del af tordenvejrets energi er et resultat af den kondens, der danner skyen. Hvert gram kondenseret vand resulterer i omkring 600 kalorier varme - og yderligere 80 kalorier varme pr. Gram vand skyldes frysning i den øvre atmosfære. Denne energi øger optrækstemperaturen, samt den kinetiske energi ved opadgående og nedadgående luftbevægelser. Det gennemsnitlige tordenvejr frigiver omkring 10, 000, 000 kilowattimer energi-svarende til et 20 kiloton atomsprænghoved [kilde:Britannica].

I supercell tordenvejr , opdateringerne er særligt stærke. Hvis de er stærke nok, en hvirvel af luft kan udvikle sig ligesom en hvirvel af vand dannes i en vask. Denne forløber til tornadoen kaldes a mesocyklon , og er typisk 3 til 10 kilometer bred. En a mesocyklon dannes, der er cirka 50 procent chance for, at stormen eskalerer til en tornado om cirka 30 minutter.

Nogle tornadoer består af en enkelt hvirvel, men andre gange flere sugehvirvler dreje sig om en tornados centrum. Disse storme i en storm kan være mindre, med en diameter på omkring 30 fod (9 meter), men de oplever ekstremt kraftige rotationshastigheder.

Tornadoen når ud af et tordenvejr som en enorm, hvirvlende reb af luft. Vindhastigheder i området 200 til 300 mph (322 til 483 kph) er ikke ualmindelige. Hvis hvirvelen rører jorden, den hvirvlende vinds hastighed (såvel som opadgående og trykforskellene) kan forårsage enorm skade, rive boliger fra hinanden og slynge potentielt dødeligt affald.

Tornadoen følger en sti, der styres af ruten til dets forældre tordensky, og det ser ofte ud til at hoppe. Humlen opstår, når hvirvelen forstyrres. Du har sikkert set, at det er let at forstyrre en hvirvel i karret, men så vil den reformere. Det samme kan ske med en tornados hvirvel, får den til at kollapse og reformere langs dens vej.

Mindre tornadoer trives måske kun i få minutter, dækker mindre end en kilometer jord. Større storme, imidlertid, kan forblive på jorden i timevis, dækker mere end 150 km og påfører næsten kontinuerlig skade undervejs.

På dette tidspunkt, du undrer dig måske over, hvordan tornadoer til sidst forsvinder. Forskere diskuterer stadig præcis, hvordan disse dødelige storme dør, men en af ​​de hovedmistænkte er ingen ringere end forældretordenvejret:den roterende mesocyklon. Tornadoer har brug for ustabilitet og rotation. Forstyrre luftstrømmen, fjerne dens fugtighed eller ødelægge dens ustabile balance mellem varm og kold luft, og det kan ikke fungere. Tit, en tornado vil dø, fordi kulden udstrømning luft fra faldende nedbør forstyrrer balancen.

Tornado -vurderinger

Tornadoer er blandt de farligste storme på Jorden og, som meteorologer stræber efter at beskytte sårbare befolkninger gennem tidlig varsel, det hjælper med at klassificere storme efter sværhedsgrad og potentiel skade. Tornadoer blev oprindeligt vurderet på Fujita skala , opkaldt efter sin opfinder, University of Chicago meteorolog T. Theodore Fujita. Meteorologen skabte skalaen i 1971 baseret på vindhastigheden og typen af ​​skader forårsaget af en tornado. Der var seks niveauer på den oprindelige skala.

F0

• Vindhastighed:40-72 mph (64-116 kph)
• Lysskader:river grene fra træer; river træer med lavt rod fra jorden; kan beskadige skilte, trafiksignaler og skorstene

F1

• Vindhastighed:117-180 km / t
• Moderat skade:Tagmaterialer og vinylbeklædning kan forskydes; mobilhomes er yderst sårbare og kan let slås fra fundamentet eller vælte; bilister kan sendes forsigtigt væk fra vejen og muligvis vendes

F2

• Vindhastighed:113 - 157 mph (181 - 253 kph)
• Betydelig skade:Veletablerede træer fjernes let med rødder; mobilhomes decimeres; hele tage kan rives af huse; togvogne og lastbilkørsel bliver væltet; små genstande bliver til farlige missiler

F3

• Vindhastighed:158 - 206 mph (254 - 332 kph)
• Alvorlig skade:Skove ødelægges, da et flertal af træerne flåes fra jorden; hele tog afspores og vælter; vægge og tage er revet fra huse

F4

• Vindhastighed:207 - 260 mph (333 - 418 kph)
• Ødelæggende skade:Huse og andre små strukturer kan jævnes fuldstændig; biler drives gennem luften

F5

• Vindhastighed:261-318 mph (419-512 km / t)
• Utrolig skade:Biler bliver til projektiler, når de slynges gennem luften; hele huse ødelægges fuldstændigt efter at være revet fra fundamentet og sendt tumlende i det fjerne; stålarmerede betonkonstruktioner kan blive alvorligt beskadiget [kilde:NOAA]

I februar 2007, Fujita -skalaen blev erstattet af den forbedrede Fujita -skala. Den nye "EF" -vægt ligner sin forgænger. Det klassificerer tornadoer i seks forskellige kategorier (EF0 til EF5 i stedet for F0 til F5). Hvor EF -skalaen er forskellig, imidlertid, er i antallet af kriterier, der bruges til at vurdere en tornados niveau af skader. Først, der er skadeindikatorer - genstande, der kan blive beskadiget i tornadoen. Disse er klassificeret fra 1 (små stalde) til 28 (nåletræer). Hver skadeindikator kan også opleve varierende grader af skader ( DOD'er ). Hver DOD svarer til estimerede vindhastigheder.

F.eks. et motel har 10 grader af skader, lige fra ødelagte vinduer (3) til sammenbrud af det meste af taget (6) til fuldstændig ødelæggelse af bygningen (10). Hvis et motels vinduer er brudt, men det får ikke mere omfattende skader, den estimerede lavest mulige vindhastighed er 74 mph (119 kph), mens den anslåede højest mulige hastighed er 177 km / t. Meteorologer gennemsnit disse hastigheder, hvilket betyder, at den forventede vindhastighed er 89 mph (143 kph). En undersøgelse af EF -skalaen viser, at 89 km / t falder ind i kategorien EF1, så tornadoen er klassificeret som en EF1. For mere information om EF -skalaen, se det officielle NOAA -websted.

Har du nogensinde hørt, at en tornado kan få dit hus til at eksplodere? Denne særlige myte lyder først troværdig. Tanken er, at tornadoer bringer et sådant fald i atmosfærisk tryk, at det højere tryk inde i dit hjem får det til at eksplodere, medmindre du åbner alle vinduerne. Heldigvis for husejere, der er ingen sandhed i dette. Medmindre du bor i et faldet rumskib, dit hus har sandsynligvis nok udluftning til at undgå eksplosion. Alt det at åbne vinduerne vil gøre det lidt lettere for affald at ramme dig, mens stormen ruller igennem.

Masser mere information

Relaterede artikler

• Hvordan er det i øjet på en tornado?
• Er der virkelig "en ro før en storm"?
• Sådan fungerer Storm Chasers
• Sådan fungerede Totable Tornado Observatory
• Sådan fungerer Tornado Intercept Vehicle
• 15 Tornado sikkerhedstip
• Sådan fungerer orkaner
• 5 mest ødelæggende storme
• Sådan fungerer vejret
• Sådan fungerer vejrvarsler
• Sådan fungerer oversvømmelser
• Sådan fungerer brande

Flere store links

• FEMA Tornado Sikkerhedstip
• Discovery's Online Storm Chasers Game

Kilder

• Davis, T. Neil. "Dust Devils Artikel #227." Alaska Science Forum. 2. juni kl. 1978. (26. september, 2008) http://www.gi.alaska.edu/ScienceForum/ASF2/227.html
• Edwards, Roger. "Ofte stillede spørgsmål om Online Tornado." NOAA. 26. maj kl. 2008. (2. oktober, 2008) http://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/
• "Overraskelser fra SOHO inkluderer tornadoer på solen." Science Daily. 20. april kl. 1998. (26. september, 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/1998/04/980430083400.htm
• Swanson, Bob og Doyle Rice. "Ildhvirvel bryder ud under branden i Californien." USA Today. 13. juli kl. 2006. (26. september, 2008) http://blogs.usatoday.com/weather/2006/07/fire_whirl_erup.html
• Tarbuck, Edward og Frederick Lutgens. "Earth Science:ellevte udgave." Pearson Prentice Hall. 2006.
• "Tornado." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (26. september, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/599941/tornado
• "Tornado Science, Fakta og historie. "Live Science. (26. september, 2008) http://www.livescience.com/environment/050322_tornado_season.html