Uszkodzenia spowodowane przez tornado

Według National Weather Service, Stany Zjednoczone doświadczają średnio ponad 1200 tornad rocznie. Liczba tornad rocznie znacznie wzrosła od lat 80., kiedy National Weather Service zaczęła używać radaru dopplerowskiego. Korzystając z obserwacji i szacunków prędkości wiatru, naukowcy mogą ocenić szkody spowodowane przez tornada, aby lepiej zrozumieć te potężne burze i ich niszczycielski wpływ.

Tornada tworzą się z silnych burz. Wiatr na wyższej wysokości burza poruszająca się z większą prędkością niż wiatr na niższych wysokościach powoduje pionowe uskoki wiatru. Szybciej poruszające się wiatry w górze pochodzą z zachodu i tworzą prąd wstępujący, gdy napotykają wolniej poruszający się wiatr blisko ziemi, który porusza się w przeciwnym kierunku. Gdy ciepłe powietrze z powierzchni przemieszcza się w górę do chmury burzowej, wirujące powietrze tworzy wir.

Uszkodzenie tornada jest określane przez korelację między prędkością wiatru wiru a różnicą ciśnienia atmosferycznego między tornadem a otaczającym powietrzem. Większa prędkość wiatru w połączeniu z dużą różnicą ciśnienia powietrza skutkuje większymi uszkodzeniami. Silne wiatry podnoszą mniejsze, bardziej mobilne obiekty i poruszają nimi, a także mogą powalać mniejsze konstrukcje. Niższe ciśnienie w tornadzie sieje spustoszenie w większych konstrukcjach, tworząc różnicę ciśnień między zewnętrzną i wewnętrzną częścią konstrukcji. Ekstremalne ciśnienie powietrza niszczy dachy budynków i burzy ściany.

Oryginalna Skala Fujita (FS) została opracowana w 1971 roku, aby kategoryzować siłę tornad na podstawie zaobserwowanego poziomu uszkodzeń, jakie wyrządziły. Kategorie wahały się od F0, lekkie obrażenia, do F5, niewiarygodne obrażenia. Do każdej kategorii przypisał szacunkowe prędkości wiatru, które odpowiadały określonemu progowi uszkodzenia. Ponieważ prędkości wiatru związane z każdą kategorią były szacunkowe, nie można było ich naukowo zweryfikować.

FS był pomocny, ale miał swoje wady. Tornada kategoryzowano wyłącznie na podstawie zaobserwowanych uszkodzeń, które spowodowały, niezależnie od rodzaju uszkodzonej konstrukcji. Również proste opisy uszkodzeń utrudniały klasyfikację tornada, jeśli nie napotkało ono typów budynków lub obiektów opisanych w każdej kategorii. Dane zebrane za pomocą FS przyczyniły się do opracowania ulepszonej wersji, która pokazuje dokładniejszą korelację między prędkością wiatru a uszkodzeniami.

Od 2007 roku National Weather Service używa Enhanced Fujita Scale (EF) do oceny tornad. EF nadal jest zgodny z systemem sześciu kategorii (F0-F5) FS, ale zawiera kilka ulepszonych funkcji. Opis uszkodzeń dla każdej kategorii został zastąpiony bardziej szczegółowym stopniem uszkodzenia (DOD). Zestaw 28 wskaźników uszkodzeń (DI) dostarcza dodatkowych danych do klasyfikacji tornad. DI określa szczegóły dotyczące konkretnych konstrukcji, takich jak typ budynku, powierzchnia kwadratowa, konstrukcja dachu i materiały budowlane, wszystkie dane, których nie ma w FS. I chociaż EF nadal opiera się na szacunkach prędkości wiatru, połączone dane z obserwowanego DOD i DI sprawiają, że szacunki są dokładniejsze.

Opisy uszkodzeń używane przez EF zawierają więcej szczegółów niż FS i zawierają zdjęcia oraz konkretne przykłady uszkodzeń. DOD ocenia również szkody poniesione przez drzewa oprócz uszkodzeń strukturalnych. DOD dla tornada kategorii F0 obejmuje uszkodzenia rynien i bocznicy, złamane gałęzie drzew i wyrywanie płytkich drzew. Porywy wiatru są mniejsze niż 86 mil na godzinę. Tornada F1 mogą wyrywać drzwi, wybijać okna i przewracać domy mobilne. Powyżej 110 km/h tornada F2 mogą zrywać dachy, wyrywać z korzeniami lub łamać duże drzewa, podnosić samochody i niszczyć przyczepy mieszkalne. Kategoria F3 powoduje poważne szkody w centrach handlowych, rzuca ciężkimi samochodami i może niszczyć całe piętra domów. Porywy 166 mil na godzinę i większe są związane z tornadami F4, które mogą tworzyć pociski z obiektów pędzonych z dużą prędkością. Tornado kategorii F5 z porywami wiatru większymi niż 200 mil na godzinę może spowodować poważne uszkodzenia które mogą obejmować wyrównywanie dobrze zbudowanych domów, niszczenie betonowych budynków i wyboczenie wieżowców Struktury.