ความเสียหายที่เกิดจากพายุทอร์นาโด

ตามรายงานของ National Weather Service สหรัฐอเมริกาประสบพายุทอร์นาโดมากกว่า 1,200 ครั้งต่อปีโดยเฉลี่ย จำนวนพายุทอร์นาโดต่อปีเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 เมื่อกรมอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติเริ่มใช้เรดาร์ดอปเปลอร์ นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินความเสียหายที่เกิดจากพายุทอร์นาโดได้โดยใช้การสังเกตการณ์และการประมาณความเร็วลม เพื่อให้เข้าใจพายุรุนแรงเหล่านี้และผลกระทบที่ทำลายล้างได้ดียิ่งขึ้น

พายุทอร์นาโดเกิดจากพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง ลมในระดับความสูงที่สูงกว่าของพายุซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากกว่าลมที่ระดับความสูงต่ำกว่าจะสร้างแรงลมเฉือนในแนวตั้ง ลมที่เคลื่อนที่เร็วกว่าจากที่สูงมาจากทิศตะวันตกและสร้างกระแสลมขึ้นเมื่อลมพัดมาช้ากว่าใกล้พื้นดินซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม เมื่ออากาศอุ่นบนพื้นผิวเคลื่อนขึ้นสู่เมฆฝนฟ้าคะนอง อากาศที่หมุนวนจะสร้างกระแสน้ำวน

ความเสียหายของพายุทอร์นาโดพิจารณาจากความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วลมของกระแสน้ำวนและความแตกต่างของความดันบรรยากาศระหว่างพายุทอร์นาโดกับอากาศโดยรอบ ความเร็วลมที่มากขึ้นประกอบกับความกดอากาศที่ต่างกันมากส่งผลให้เกิดความเสียหายในระดับสูงขึ้น ลมแรงจะดูดวัตถุขนาดเล็กและเคลื่อนที่ได้มากกว่า และเคลื่อนย้ายวัตถุเหล่านั้น และสามารถล้มโครงสร้างที่เล็กกว่าได้ แรงดันที่ต่ำกว่าภายในพายุทอร์นาโดสร้างความหายนะให้กับโครงสร้างขนาดใหญ่โดยการสร้างความแตกต่างของแรงดันระหว่างภายนอกและภายในของโครงสร้าง ความกดอากาศสุดขั้วฉีกหลังคาอาคารและรื้อผนัง

มาตราส่วน Fujita (FS) ดั้งเดิมได้รับการพัฒนาในปี 1971 เพื่อจัดหมวดหมู่ความแรงของพายุทอร์นาโดตามระดับความเสียหายที่สังเกตได้ หมวดหมู่มีตั้งแต่ F0, ความเสียหายเล็กน้อย, ถึง F5, ความเสียหายที่เหลือเชื่อ โดยกำหนดความเร็วลมโดยประมาณให้กับแต่ละประเภทซึ่งสอดคล้องกับเกณฑ์ความเสียหายโดยเฉพาะ เนื่องจากความเร็วลมที่เกี่ยวข้องกับแต่ละประเภทเป็นการประมาณการ จึงไม่สามารถตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ได้

FS มีประโยชน์ แต่มีข้อบกพร่อง พายุทอร์นาโดถูกจัดประเภทตามความเสียหายที่สังเกตพบเท่านั้น โดยไม่คำนึงถึงประเภทของโครงสร้างที่ได้รับความเสียหาย นอกจากนี้ คำอธิบายอย่างง่ายของความเสียหายทำให้ยากต่อการจำแนกพายุทอร์นาโด หากไม่พบประเภทของอาคารหรือวัตถุที่อธิบายไว้ในแต่ละหมวดหมู่ ข้อมูลที่รวบรวมโดยใช้ FS มีส่วนช่วยในการพัฒนาเวอร์ชันที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งแสดงความสัมพันธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นระหว่างความเร็วลมและความเสียหาย

ตั้งแต่ปี 2550 กรมอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติได้ใช้มาตราส่วนฟูจิตะที่ปรับปรุงแล้ว (EF) เพื่อประเมินพายุทอร์นาโด EF ยังคงสอดคล้องกับระบบหกหมวดหมู่ (F0-F5) ของ FS แต่มีคุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุงหลายอย่าง คำอธิบายความเสียหายสำหรับแต่ละประเภทได้ถูกแทนที่ด้วยระดับความเสียหาย (DOD) ที่มีรายละเอียดมากขึ้น ชุด 28 ตัวบ่งชี้ความเสียหาย (DI) ให้ข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับการจำแนกพายุทอร์นาโด DI กำหนดรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างเฉพาะ เช่น ประเภทอาคาร พื้นที่เป็นตารางฟุต โครงสร้างหลังคาและวัสดุก่อสร้าง ข้อมูลทั้งหมดที่ไม่มีใน FS และในขณะที่ EF ยังคงอาศัยการประมาณความเร็วลม ข้อมูลที่รวมจาก DOD และ DI ที่สังเกตได้จะทำให้ค่าประมาณแม่นยำยิ่งขึ้น

คำอธิบายความเสียหายที่ EF ใช้นั้นมีรายละเอียดมากกว่า FS และมีรูปถ่ายและตัวอย่างความเสียหายโดยเฉพาะ DOD ยังประเมินความเสียหายที่เกิดขึ้นจากต้นไม้นอกเหนือจากความเสียหายทางโครงสร้าง DOD สำหรับพายุทอร์นาโดประเภท F0 รวมถึงความเสียหายต่อรางน้ำและผนัง กิ่งไม้หัก และการถอนรากต้นไม้ตื้น ลมกระโชกแรงน้อยกว่า 86 ไมล์ต่อชั่วโมง พายุทอร์นาโด F1 สามารถฉีกประตู พังหน้าต่าง และยกบ้านเคลื่อนที่ได้ พายุทอร์นาโด F2 ที่สูงกว่า 110 ไมล์ต่อชั่วโมงสามารถฉีกหลังคา ถอนรากถอนโคนหรือหักต้นไม้ใหญ่หยิบรถและทำลายบ้านเคลื่อนที่ได้ ประเภท F3 สร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อห้างสรรพสินค้า ขว้างรถหนัก และสามารถทำลายบ้านทั้งหลังได้ ลมกระโชกแรงที่ 166 ไมล์ต่อชั่วโมงขึ้นไปเกี่ยวข้องกับพายุทอร์นาโด F4 ซึ่งสามารถสร้างขีปนาวุธจากวัตถุที่พุ่งด้วยความเร็วสูง พายุทอร์นาโดประเภท F5 ซึ่งมีลมกระโชกแรงมากกว่า 200 ไมล์ต่อชั่วโมง มีโอกาสสร้างความเสียหายร้ายแรง ซึ่งอาจรวมถึงการปรับระดับบ้านที่สร้างอย่างดี การทำลายอาคารคอนกรีต และการโก่งตัวของตึกสูง โครงสร้าง