Ущерб, нанесенный смерчем

По данным Национальной метеорологической службы, в США в среднем ежегодно происходит более 1200 торнадо. Количество торнадо в год значительно увеличилось с 1980-х годов, когда Национальная метеорологическая служба начала использовать доплеровский радар. Используя наблюдения и оценки скорости ветра, ученые могут оценить ущерб, нанесенный торнадо, чтобы лучше понять эти мощные штормы и их разрушительное воздействие.

Торнадо образуются из-за сильных гроз. Ветер на большей высоте шторма, движущийся с большей скоростью, чем ветер на меньшей высоте, создает вертикальный сдвиг ветра. Более быстрые ветры наверху приходят с запада и создают восходящий поток, когда они встречают более медленно движущийся ветер у земли, который движется в противоположном направлении. Когда теплый приземный воздух движется вверх в грозовую тучу, вращающийся воздух создает вихрь.

Повреждение торнадо определяется корреляцией между скоростью ветра вихря и разницей атмосферного давления между смерчем и окружающим воздухом. Более высокая скорость ветра в сочетании с большим перепадом атмосферного давления приводит к большему ущербу. Сильный ветер поднимает более мелкие и подвижные объекты и перемещает их, а также может разрушить более мелкие конструкции. Более низкое давление внутри торнадо наносит ущерб более крупным конструкциям, создавая перепад давления между внешней и внутренней частью конструкции. Чрезмерное давление воздуха срывает крыши зданий и разрушает стены.

Первоначальная шкала Fujita Scale (FS) была разработана в 1971 году для классификации силы торнадо на основе наблюдаемого уровня нанесенного ими ущерба. Категории варьировались от F0, легкий урон, до F5, невероятный урон. Каждой категории были присвоены оценочные скорости ветра, соответствующие определенному порогу повреждения. Поскольку скорости ветра, связанные с каждой категорией, были оценочными, они не могли быть подтверждены с научной точки зрения.

FS был полезен, но у него были свои недостатки. Торнадо классифицировались исключительно по наблюдаемому ущербу, который они причинили, независимо от типа поврежденной конструкции. Кроме того, простое описание повреждений затрудняло классификацию торнадо, если оно не встречало типов зданий или объектов, описанных в каждой категории. Данные, собранные с помощью FS, способствовали разработке улучшенной версии, которая показывает более точную корреляцию между скоростью ветра и ущербом.

С 2007 года Национальная метеорологическая служба использует расширенную шкалу Фудзиты (EF) для оценки торнадо. EF по-прежнему соответствует системе из шести категорий (F0-F5) FS, но включает в себя несколько улучшенных функций. Описание повреждений для каждой категории было заменено более подробным Degree of Damage (DOD). Набор из 28 индикаторов ущерба (DI) предоставляет дополнительные данные для классификации торнадо. Я уточняю детали о конкретных структурах, таких как тип здания, площадь в квадратных футах, конструкция крыши и строительные материалы, все данные, которые отсутствуют в FS. И хотя EF по-прежнему полагается на оценки скорости ветра, объединенные данные из наблюдаемых DOD и DI делают оценки более точными.

Описания повреждений, используемые EF, включают больше деталей, чем FS, и включают фотографии и конкретные примеры повреждений. Министерство обороны также оценивает ущерб, нанесенный деревьям, в дополнение к структурным повреждениям. DOD для торнадо категории F0 включает повреждение желобов и сайдинга, сломанные ветви деревьев и выкорчевывание неглубоких деревьев. Порывы ветра менее 86 миль в час. Торнадо F1 может отрывать двери, разбивать окна и переворачивать дома на колесах. На скорости выше 110 миль в час торнадо F2 могут срывать крыши, вырывать с корнем или ломать большие деревья, подбирать автомобили и разрушать мобильные дома. Категория F3 наносит серьезный ущерб торговым центрам, выбрасывает тяжелые автомобили и может разрушить целые этажи домов. Порывы со скоростью 166 миль в час и более связаны с торнадо F4, которые могут создавать ракеты из объектов, летящих на большой скорости. Торнадо категории F5 с порывами ветра более 200 миль в час может нанести серьезный ущерб. это может включать выравнивание хорошо построенных домов, разрушение бетонных зданий и коробление высотных зданий. конструкции.