Tornado - wyjaśniamy co to jest

To dramatyczne zdjęcie przedstawia tornado w Południowej Dakocie w wyniku burzy superkomórkowej po uderzeniu pioruna. Zdjęcie: Mike Theiss 

Tornada to pionowe lejki szybko wirującego powietrza. Wiatry osiągają prędkość 250 mil na godzinę i mogą oczyścić ścieżkę o szerokości mili i długości 50 mil. Tornada, zwane także twisterami, powstają podczas burz i często towarzyszy im grad. Gigantyczne, uporczywe burze zwane superkomórkami powodują powstawanie najbardziej niszczycielskich tornad. Te gwałtowne burze występują na całym świecie, ale Stany Zjednoczone są głównym punktem zapalnym, w którym co roku pojawia się około tysiąca tornad. „Aleja Tornad” – region obejmujący obszar we wschodnim stanie Dakota Południowa, Nebraska, Kansas, Oklahoma, północny Teksas i wschodnie Kolorado – jest często domem dla najpotężniejszych i najbardziej niszczycielskich z tych burz. Tornada w USA powodują śmierć 80 osób i ponad 1500 obrażeń rocznie. 

Co to jest tornado? 

Tornado to gwałtownie wirująca kolumna powietrza, która sięga od chmur burzowych aż do ziemi. Zwykle poprzedza je ciemne, zielonkawe niebo, a może ono być poprzedzone opadami gradu o wielkości piłki baseballowej. Nagły pojawia się lejek, który schodzi z chmury, uderza w ziemię i wystrzeliwuje do przodu z dźwiękiem przypominającym zbliżający się pociąg towarowy. Tornado niszczy wszystko na swojej drodze. Każdy stan USA doświadczył tego typu zjawisk, ale Teksas jest rekordzistą z przeciętnie 120 tornadami rocznie.

Tornada zostały odnotowane w Wielkiej Brytanii, Indiach, Argentynie i innych krajach, ale najczęściej obserwuje się je w Stanach Zjednoczonych. Podobnie jak tornada, trąby wodne to słabe twory powstające nad ciepłą wodą. Czasami mogą one przemieścić się w głąb lądu i przekształcić się w pełnoprawne tornada. "Diabły pyłowe" to natomiast małe, szybko wirujące kolumny powietrza, które stają się widoczne dzięki zbieranemu przez nie kurzowi i brudowi. Diabły pyłowe nie są związane z burzami, lecz są raczej postrzegane jako ogniste tornada, które mogą pojawić się w wyniku pożarów.

Co powoduje tornada? 

Najbardziej gwałtowne tornada powstają w wyniku superkomórek, czyli dużych burz, których wiatry już się obracają. Mniej więcej jedna na tysiąc burz staje się superkomórką, a jedna na pięć lub sześć superkomórek rodzi się w postaci tornada. Tornada mogą pojawić się o każdej porze roku, jednakże w stanach położonych nad Zatoką Meksykańską występują one częściej w określonej porze roku, która rozpoczyna się wczesną wiosną. Pora roku podąża za prądem strumieniowym – w miarę jak przemieszcza się on dalej na północ, zwiększa się także aktywność tornad. W maju występuje zazwyczaj więcej tornad niż w jakimkolwiek innym miesiącu, ale tornada kwietniowe są czasami bardziej gwałtowne. Dalej na północ, tornada pojawiają się częściej późnym latem.

Chociaż mogą wystąpić o każdej porze dnia i nocy, większość tornad powstaje późnym popołudniem. W tym czasie słońce rozgrzewa ziemię i atmosferę na tyle, że powstają burze. Tornada powstają, gdy ciepłe, wilgotne powietrze zderza się z zimnym, suchym powietrzem. Gęstsze, zimne powietrze jest wypychane nad ciepłe, co zazwyczaj prowadzi do powstania burzy. Ciepłe powietrze unosi się przez zimniejsze powietrze, tworząc prąd wstępujący. Jeśli prędkość i kierunek wiatru gwałtownie się zmienią, prąd wstępujący zacznie się obracać. W miarę jak wirujący prąd wstępujący, zwany mezocyklem, zasysa więcej ciepłego powietrza z poruszającej się burzy, jego prędkość obrotowa wzrasta. Chłodne powietrze, zasilane przez prąd strumieniowy, czyli silne pasmo wiatru w atmosferze, dostarcza jeszcze więcej energii. Krople wody z wilgotnego powietrza mezocyklonu tworzą chmurę lejową. Lejek nadal rośnie, aż w końcu schodzi z chmury. Kiedy dotknie ziemi, zamienia się w tornado.

W Południowej Dakocie dochodzi do burzy z superkomórkami Lightning STRIKESA. Wśród najcięższych burz superkomórki mogą powodować silne wiatry, grad, a nawet tornada. Zdjęcie: Jim Reed 

Charakterystyka tornad 

Twisterom zwykle towarzyszą lub poprzedzają silne burze oraz wysokie temperatury. Grad jest również powszechny. Kiedy tornado uderza w ziemię, może przetrwać od kilku sekund do nawet trzech godzin. Przeciętny twister ma szerokość około 660 stóp i porusza się z prędkością około 30 mil na godzinę. Większość z nich nie przekracza sześciu mil przed zakończeniem. Jednakże masywne tornada — zdolne do spowodowania rozległych zniszczeń i wielu ofiar śmiertelnych — mogą poruszać się z prędkością nawet 500 mil na godzinę. Te wartości są najlepszymi szacunkami naukowców. Anemometry, które mierzą prędkość wiatru, nie są w stanie wytrzymać ogromnej siły tornad, aby dokładnie ją zarejestrować. Skala Fujita, używająca jednostek od F0 do F5, mierzy intensywność tornada, analizując szkody wyrządzone przez twister, a następnie dopasowując je do prędkości wiatru, które według szacunków powodują porównywalne uszkodzenia. Stany Zjednoczone obecnie stosują skalę EF (Enhanced Fujita), która uwzględnia większą liczbę zmiennych przy przypisywaniu prędkości wiatru do tornada.

Niszczycielskie tornada

Każdego roku w Stanach Zjednoczonych tornada wyrządzają szkody o wartości około 400 milionów dolarów i średnio zabijają około 70 osób. Niezwykle silny wiatr niszczy domy i firmy. Wiatry mogą również demolować mosty, przewracać pociągi, wyrzucać w powietrze samochody i ciężarówki, zrywać korę z drzew i wysysać całą wodę z koryta rzeki. Silne wiatry czasami zabijają lub ranią ludzi, tocząc ich po ziemi lub zrzucając z niebezpiecznych wysokości. Jednak większość ofiar tornada zostaje uderzona przez latające odłamki — takie jak gonty dachowe, potłuczone szkło, drzwi, czy metalowe pręty. Liczba średnich zgonów rocznie w Stanach Zjednoczonych była wyższa przed wprowadzeniem ulepszonych systemów prognozowania i ostrzegania.

Jak prognozowane są tornada 

Meteorolodzy z amerykańskiej Narodowej Służby Meteorologicznej korzystają z radarów dopplerowskich, satelitów, balonów pogodowych i modeli komputerowych do obserwacji nieba pod kątem silnych burz i aktywności tornad. Radary dopplerowskie rejestrują prędkość wiatru i identyfikują obszary rotacji podczas burzy. Odkąd wprowadzono radar dopplerowski, czas ostrzegania o tornadach wzrósł z mniej niż pięciu minut w latach 80. XX wieku do średnio 13 minut pod koniec XXI wieku. Kiedy warunki pogodowe sprzyjają powstaniu tornada, National Weather Service wydaje ostrzeżenie. Gdy tornado zostanie zauważone lub wskazane na radarze, wydawane jest ostrzeżenie przed tornadem.

Niektórzy naukowcy, miłośnicy meteorologii oraz poszukiwacze adrenaliny wyruszają w podróż w sezonie tornad, aby ścigać burze. Naukowcy rywalizują o umieszczenie czujników na ścieżkach tornad. Czujniki zbierają dane, takie jak prędkość wiatru, ciśnienie barometryczne, wilgotność i temperatura. Dla badaczy wyzwanie stanowi dotarcie we właściwe miejsce we właściwym czasie. Każdego ranka analizują warunki pogodowe i kierują się w kierunku obszarów, gdzie prawdopodobnie pojawi się tornado. Przebywają przez godziny w silnych burzach, unikają piorunów, stają w obliczu gwałtownych powodzi i gradobicia – czasami przez długie lata – zanim w ogóle dostrzegą tornado. Wszystko to niesie ze sobą znaczne ryzyko. W 2013 roku badacz National Geographic, Tim Samaras, i jego zespół zginęli podczas próby zbadania tornada w Oklahomie.