Podľa údajov Národnej meteorologickej služby zažívajú USA v priemere viac ako 1 200 tornád ročne. Počet tornád ročne sa významne zvýšil od 80. rokov, keď Národná meteorologická služba začala používať Dopplerov radar. Pomocou pozorovaní a odhadov rýchlosti vetra môžu vedci vyhodnotiť škody spôsobené tornádami, aby lepšie pochopili tieto silné búrky a ich ničivý dopad.
Ako sa tvoria tornáda
Tornáda sa tvoria z prudkých búrok. Vietor vo vyššej nadmorskej výške búrky pohybujúci sa väčšou rýchlosťou ako vietor v nižšej nadmorskej výške vytvára vertikálny strih vetra. Rýchlejšie sa pohybujúce vetry vo vzduchu prichádzajú zo západu a vytvárajú stúpavý prúd, keď sa stretnú s pomalšie sa pohybujúcim vetrom blízko zeme, ktorá sa pohybuje opačným smerom. Keď sa teplý povrchový vzduch pohybuje nahor do búrkového mraku, rotujúci vzduch vytvára vír.
Rýchlosť vetra a tlak vzduchu
Poškodenie tornádom je určené koreláciou medzi rýchlosťou vetra víru a rozdielom atmosférického tlaku medzi tornádom a okolitým vzduchom. Vyššia rýchlosť vetra spojená s veľkými rozdielmi v tlaku vzduchu vedie k vyššej miere poškodenia. Silný vietor zachytáva menšie a pohyblivejšie objekty a presúva ich a môže zraziť menšie štruktúry. Nižší tlak v tornáde spôsobí zmätok na väčších štruktúrach vytvorením tlakového rozdielu medzi exteriérom a interiérom konštrukcie. Extrémy tlaku vzduchu strhávajú strechy z budov a búria steny.
Prvá stupnica
Originálna stupnica Fujita (FS) bola vyvinutá v roku 1971 s cieľom kategorizovať silu tornád na základe pozorovanej úrovne poškodenia, ktorú spôsobili. Kategórie sa pohybovali od F0, ľahké poškodenie, do F5, neuveriteľné poškodenie. Každej kategórii priradil odhadované rýchlosti vetra, ktoré zodpovedali konkrétnej hranici poškodenia. Pretože rýchlosti vetra spojené s každou kategóriou boli odhadované, nemohli byť vedecky overené.
Nová a vylepšená mierka
FS bola nápomocná, ale mala svoje nedostatky. Tornáda boli kategorizované iba podľa pozorovaných škôd, ktoré spôsobili, bez ohľadu na typ poškodenej konštrukcie. Jednoduchý popis poškodenia taktiež sťažil klasifikáciu tornáda, ak sa nestretol s typmi budov alebo objektov opísaných v jednotlivých kategóriách. Údaje zhromaždené pomocou FS prispeli k vývoju vylepšenej verzie, ktorá ukazuje presnejšiu koreláciu medzi rýchlosťou vetra a poškodením.
Od roku 2007 používa národná meteorologická služba na hodnotenie tornád Enhanced Fujita Scale (EF). EF stále zodpovedá systému šiestich kategórií (F0-F5) FS, ale obsahuje niekoľko vylepšených funkcií. Popis poškodenia pre každú kategóriu bol nahradený podrobnejším stupňom poškodenia (DOD). Sada 28 indikátorov poškodenia (DI) poskytuje ďalšie údaje na klasifikáciu tornád. DI stanovuje podrobnosti o konkrétnych konštrukciách, ako sú typ budovy, metráž, strešná konštrukcia a stavebné materiály, všetky údaje, ktoré v FS chýbajú. Aj keď sa EF stále spolieha na odhady rýchlosti vetra, kombinované údaje z pozorovaných DOD a DI zvyšujú presnosť odhadov.
Stupeň poškodenia
Popisy poškodenia použité EF obsahujú viac podrobností ako FS a obsahujú fotografie a konkrétne príklady poškodenia. DOD tiež hodnotí škody, ktoré stromom spôsobujú okrem štrukturálnych škôd. DOD pre tornádo kategórie F0 zahŕňa poškodenie odkvapov a vlečky, zlomené konáre stromov a vyvrátenie plytkých stromov. Nárazy vetra sú nižšie ako 86 mph. Tornáda F1 môžu strhnúť dvere, rozbiť okná a vylepšiť mobilné domy. Vyššie ako 110 míľ za hodinu môžu tornáda F2 odtrhnúť strechu, vyklčovať alebo prasknúť veľké stromy, vyzdvihnúť autá a zničiť mobilné domy. Kategória F3 vážne poškodzuje obchodné centrá, vrhá ťažké autá a môže zničiť celé poschodia domov. Nárazy 166 mph a viac sú spojené s tornádami F4, ktoré môžu vytvárať rakety z objektov hádzaných veľkou rýchlosťou. Tornádo kategórie F5 s nárazmi vetra nad 200 mph môže spôsobiť vážne škody to môže zahŕňať vyrovnanie dobre postavených domov, zničenie betónových budov a vybočenie výškovej budovy štruktúr.