Prema Nacionalnoj meteorološkoj službi, Sjedinjene Države u prosjeku godišnje dožive više od 1.200 tornada. Broj tornada godišnje povećao se znatno od 1980-ih kada je Nacionalna meteorološka služba počela koristiti Doppler radar. Koristeći promatranja i procjene brzine vjetra, znanstvenici mogu procijeniti štetu koju uzrokuju tornadi kako bi bolje razumjeli ove snažne oluje i njihov razorni utjecaj.
Kako nastaju tornadi
Tornadi nastaju od jakih grmljavinskih oluja. Vjetar na većoj nadmorskoj visini oluje koji se kreće većom brzinom od vjetra na nižoj visini stvara okomito smicanje vjetra. Vjetrovi bržeg kretanja uvis dolaze sa zapada i stvaraju uzlazni tok kad susretnu vjetar sporijeg kretanja blizu tla koji se kreće u suprotnom smjeru. Kako se topli površinski zrak kreće prema gore u oblak grmljavine, rotirajući zrak stvara vrtlog.
Brzina vjetra i tlak zraka
Šteta od tornada utvrđuje se korelacijom između brzine vjetrova vrtloga i razlike u atmosferskom tlaku između tornada i okolnog zraka. Veća brzina vjetra u kombinaciji s velikim razlikama u tlaku zraka rezultira većom veličinom štete. Jaki vjetrovi podižu manje, pokretnije predmete i pomiču ih, a mogu srušiti i manje strukture. Niži tlak unutar tornada razara veće konstrukcije stvaranjem razlike u tlaku između vanjske i unutarnje konstrukcije. Ekstremni zračni pritisci otkidaju krovove zgrada i ruše zidove.
Prva ljestvica
Izvorna Fujita skala (FS) razvijena je 1971. godine kako bi se kategorizirala snaga tornada na temelju promatrane razine štete koju su nanijeli. Kategorije su se kretale od F0, lagana šteta do F5, nevjerojatna šteta. Dodijelio je procijenjene brzine vjetra svakoj kategoriji koja je odgovarala određenom pragu štete. Budući da su brzine vjetra povezane sa svakom kategorijom bile procjene, nisu ih mogli znanstveno potvrditi.
Nova i poboljšana skala
FS je bio koristan, ali imao je svojih nedostataka. Tornadi su kategorizirani isključivo prema uočenoj šteti koju su prouzročili bez obzira na vrstu strukture koja je oštećena. Također, jednostavni opisi oštećenja otežali su klasifikaciju tornada ako nije naišao na vrste zgrada ili objekata opisane u svakoj kategoriji. Podaci prikupljeni korištenjem FS-a pridonijeli su razvoju poboljšane verzije koja pokazuje precizniju korelaciju između brzine vjetra i štete.
Od 2007. godine Nacionalna meteorološka služba koristi Poboljšanu skalu Fujita (EF) za ocjenjivanje tornada. EF je i dalje u skladu sa sustavom od šest kategorija (F0-F5) FS-a, ali uključuje nekoliko poboljšanih značajki. Opis štete za svaku kategoriju zamijenjen je detaljnijim stupnjem štete (DOD). Skup od 28 pokazatelja štete (DI) pruža dodatne podatke za klasifikaciju tornada. DI predviđa detalje o određenim građevinama kao što su tip zgrade, kvadratura, krovna konstrukcija i građevinski materijali, svi podaci koji nedostaju iz FS-a. I dok se EF i dalje oslanja na procjene brzine vjetra, kombinirani podaci promatranih DOD-a i DI čine procjene preciznijima.
Stupanj oštećenja
Opisi oštećenja koje koristi EF uključuju više pojedinosti nego FS i uključuju fotografije i konkretne primjere oštećenja. DOD također procjenjuje štetu nastalu na drveću uz strukturnu štetu. DOD za tornado kategorije F0 uključuje oštećenja oluka i sporednih kolosijeka, slomljene grane drveća i čupanje plitkog drveća. Udari vjetra manji su od 86 mph. Tornadi F1 mogu otkinuti vrata, razbiti prozore i podići mobilne kućice. Tornadi F2 iznad 110 km / h mogu srušiti krovove, iščupati ili puknuti velika stabla podižući automobile i uništavajući mobilne kućice. Kategorija F3 nanosi veliku štetu trgovačkim centrima, baca teške automobile i može uništiti cijele podove domova. Naleti od 166 mph i veći povezani su s F4 tornadima, koji mogu stvoriti rakete od predmeta koji su nabačeni velikom brzinom. Tornado kategorije F5, s udarima vjetra većim od 200 mph, može nanijeti ozbiljnu štetu što može uključivati izravnavanje dobro izgrađenih kuća, uništavanje betonskih zgrada i izvijanje visokih zgrada građevine.