米国国立気象局によると、米国では年間平均1,200件以上の竜巻が発生しています。 国立気象局がドップラーレーダーの使用を開始した1980年代以降、年間の竜巻の数は大幅に増加しています。 科学者は、観測と風速の推定値を使用して、竜巻によって引き起こされた被害を評価し、これらの強力な嵐とその破壊的な影響をよりよく理解することができます。
竜巻の形成方法
竜巻は激しい雷雨から発生します。 嵐のより高い高度の風は、より低い高度の風よりも速い速度で移動し、垂直方向のウィンドシアを作成します。 速く動く風は西から来て、反対方向に動いている地面の近くでゆっくり動く風に出会うと上昇気流を作ります。 暖かい表面の空気が上向きに雷雲に移動すると、回転する空気が渦を発生させます。
風速と気圧
竜巻の被害は、渦の風速と竜巻と周囲の空気との間の大気圧の差との相関関係によって決定されます。 風速が大きく、気圧の差が大きいと、損傷の大きさが大きくなります。 強風は、より小さく、より可動性のある物体を拾い上げて動かし、より小さな構造物を破壊する可能性があります。 竜巻内のより低い圧力は、構造の外部と内部の間に圧力差を作り出すことによって、より大きな構造に大混乱をもたらします。 極端な気圧は建物の屋根を引き裂き、壁を破壊します。
最初のスケール
オリジナルの藤田スケール（FS）は、1971年に開発され、竜巻が受けた被害のレベルに基づいて竜巻の強さを分類しました。 カテゴリは、F0（軽いダメージ）からF5（信じられないほどのダメージ）までの範囲でした。 それは、特定の損傷の閾値に対応する各カテゴリーに推定風速を割り当てました。 各カテゴリーに関連する風速は推定値であるため、科学的に検証することはできませんでした。
新しく改善されたスケール
FSは役に立ちましたが、欠点がありました。 竜巻は、損傷した構造物の種類に関係なく、観察された損傷のみに基づいて分類されました。 また、被害の説明が簡単なため、各カテゴリに記載されている種類の建物やオブジェクトに遭遇しなかった場合、竜巻を分類することは困難でした。 FSを使用して収集されたデータは、風速と損傷の間のより正確な相関関係を示す改良版の開発に貢献しました。
2007年以来、国立気象局は改良藤田スケール（EF）を使用して竜巻を評価してきました。 EFは、FSの6つのカテゴリシステム（F0〜F5）に準拠していますが、いくつかの拡張機能が含まれています。 各カテゴリの損傷の説明は、より詳細な損傷度（DOD）に置き換えられました。 28個の損傷インジケータ（DI）のセットは、竜巻を分類するための追加データを提供します。 DIは、建物の種類、平方フィート、屋根の構造、建築材料などの特定の構造に関する詳細を規定しています。これらのデータはすべて、FSにはありません。 EFは依然として風速の推定値に依存していますが、観測されたDODとDIのデータを組み合わせると、推定値がより正確になります。
ダメージの程度
EFが使用する損傷の説明には、FSよりも詳細が含まれており、写真と損傷の具体例が含まれています。 DODは、構造的損傷に加えて、樹木が被った損傷も評価します。 カテゴリF0の竜巻のDODには、側溝と羽目板の損傷、木の枝の折れ、浅い木の根こそぎが含まれます。 突風は時速86マイル未満です。 F1竜巻はドアをはぎ取り、窓を壊し、トレーラーハウスをひっくり返す可能性があります。 時速110マイルを超えると、F2竜巻は屋根を引き裂き、大きな木を根こそぎにしたり、折ったりして車を拾い、トレーラーハウスを破壊する可能性があります。 カテゴリF3は、モールに大きなダメージを与え、大型車を投げ、家の床全体を破壊する可能性があります。 166 mph以上の突風は、F4竜巻に関連しており、高速で傷ついた物体からミサイルを作成する可能性があります。 時速200マイルを超える突風を伴うカテゴリーF5の竜巻は、深刻な被害を与える可能性があります これには、よく建てられた家の平準化、コンクリートの建物の破壊、高層ビルの座屈などが含まれます。 構造。