1. A tornádó definíciója, általános jellemzése

 

 

1. kép: Tipikus tornádó struktúrák

 

2. kép: Tornádók változó karakterisztikával rendelkezo kondenzációs tölcsérrel, 2004. május 12. Attica közelében fent bal oldal, fent jobb oldalon egy 2004. június 10-i DNY nebraskai tornádó, középen balra és jobbra Binger közeli 1981. május 22-i tornádó melynél az örvényt por/homok takarja, 1989. május 13. (Hodges) disszipálódó stádium, amikor a tölcsér egy keskeny, kötélszeru formát ölt (alsó két kép). Fotó: Howard B. Bluestein

 

a) Fotó: Howard B. Bluestein	b) Fotó: Howard B. Bluestein
c) Fotó: Howard B. Bluestein	d)
3. kép: a) és b) - példák olyan tornádókra, ahol vizuálisan nincs kapcsolat a felhovel; c) és d) - példák csapadékba burkolt tornádókra

 

 

4. kép: Példa ugyanazon szupercellán belül létrejövo ciklonálisan (fent jobbra) és anticiklonálisan (fent balra) örvénylo tornádóra 2006. április 24-én El Reno (Oklahoma) közelében. A szaggatott fehér vonal jelöli az RFD gust frontjának hozzávetoleges helyzetét a felhoalapnál. Fotó: Howard B. Bluestein

Egyes tornádók további kisebb skálájú (szubtornádó-skála) örvényeket tartalmazhatnak, melyek a tornádó tengelye körül mozognak (5.kép). Ezeket a híres tornádó-kutató, Ted Fujita szívótölcséreknek, szatelit vagy másodlagos örvényeknek nevezte el. Az ilyennel rendelkezo tornádókat ún. többörvényes tornádóknak (multiple-vortex) hívjuk. Úgy tunik, hogy ezen másodlagos örvények a felelosek a lokálisan jelentkezo rendkívüli pusztításért és a károk térbeli változékonyságáért. T. Fujita elsoként mutatott rá, hogy nyílt terepen (építményektol, erdoktol mentes) ezek az örvények egy ciklonálisan elrendezodo kárnyomot hagynak maguk után, miközben a tornádó fo tengelye körül mozognak (6. kép), részben körbetáncolják azt, majd disszipálódnak. További jellemzojük a szívótölcséreknek, hogy az örvénycso tengelye kifelé hajlik a magassággal, a tornádó tengelyéhez képest.

 

5. kép: Példa többörvényes tornádóra
6. kép: Közeli felvételek szívótölcsérekrol (1999. május 3. Verden Oklahoma, fotó: Howard B. Bluestein). Jobb oldalt - többörvényes tornádó jellegzetes felszíni kárnyoma a levegobol (1960. Ted Fujita)

 

Amikor egy örvénylo légoszlop egy kondenzációs tölcsérfelhoként láthatóvá válik és nincs kapcsolatban a felszínnel, akkor azt mezociklonális tubának nevezzük. Sokszor azonban nehéz eldönteni, hogy mezociklonális tubáról vagy tornádóról beszélünk, ha a talaj menti örvénylés nem elég eros ahhoz és/vagy a felszíni viszonyok korlátozzák, hogy látható törmelék kerüljön a magasba.

Tornádókat már számos eltéro orográfiai tulajdonsággal rendelkezo terület felett megfigyeltek. A más és más térszíneken fellépo súrlódási viszonyokból adódó légköri inhomogenitás eltéro módon befolyásolhatja egy tornádó tulajdonságait. Ilyen lehet például a tornádó mozgásában esetlegesen fellépo imbolygás, illetve egyéb a helyi szélnyírási viszonyokban bekövetkezo változások (hol erosebb, hol gyengébb) melyek egyaránt csökkenthetik vagy növelhetik egy tornádó kialakulását, intenzitását.

 

---

2. Tornádóklimatológia

 

Tornádók a Föld bármely kontinensén létrejöhetnek, kivéve az Antarktiszon. A jelenség kialakulásához a legkedvezobb körülményeket az USA középnyugati területein találhatjuk meg (Tornádó-folyosó - lásd 1. ábra), melyekhez a térség földrajzi adottságai nagyban hozzájárulnak. Az ország nyugati harmadát (nagyjából 2000 km szélesen elterülo) hegyvidék uralja, ahol a legmagasabb csúcsok (a Sziklás-hegységben) 4000 m fölé nyúlnak. A domborzat kelet felé nem hirtelen, hanem fokozatosan megy át alföldi síkságba, a közbenso, nyugati részén hozzávetolegesen 1000 m magas, kelet felé fokozatosan lejto „fennsíkot” nevezzük Prérinek (angolul „Great Plains”), ezen terül el a Tornádó-folyosó.

 

1. ábra: Az USA-beli Tornádó-folyosó elhelyezkedése

 

 

2. ábra: Tipikus szinoptikus helyzet a Tornádó-folyosó felett (1 - hideg levego áramlása a magasban nyugat felol, 2 - markáns jet stream a magassági tekno peremén, 3 - száraz meleg levego délnyugatias irányból, 4 - alacsonyszintu nedvesség- és hotranszport a Mexikói-öböl térségébol)

 

3. Tornádók életciklusa és külso megjelenésük
 

A következokben tekintsük át a tornádók kifejlodésének vizuális jegyeit, a kezdeti fejlodo stádiumtól az örvény leépüléséig.

Fejlodo stádium

 

 

• eleinte a szupercella fo feláramlásánál egy kerekded csapadékmentes felhoalapot figyelhetünk meg, mely a mezociklon jelenlétére utal (lásd 7b kép).

• a kifejlodo falfelho ill. a körülötte magasabb szinten elhelyezkedo felhoalap erosödo rotációja, ami az alacsonyszintu örvénylés fokozódását jelenti (lásd 7c kép).

• az RFD területén kialakul egy világosabb csapadékmentes terület, az úgynevezett tiszta rés (lásd 7c és 7d kép).

• a folyamat innentol kétféle képpen alakulhat: vagy folytatódik a fokozódó örvénylés vagy az RFD túl korán alávágja a feláramlást.

• az örvénylés további erosödésével a falfelho alapjánál megjelenik a kondenzációs tölcsérfelho (lásd 7d kép).

• a folyamat a felszíni rotáció megjelenésével, majd fokozatos erosödésével folytatódik, miközben a tölcsérfelho keresztmetszete növekszik.

 

a) A szupercella felülnézeti sematikus képe a tornádó fejlodo stádiumában, a kék vonalak a leáramlásokhoz tartozó frontvonalakat jelölik, a nyilak a jellemzo áramlási képet festik meg, a zöld terület a csapadék területét mutatja, a kék folt a hátoldali leáramlás régióját	b) A mezociklonhoz tartozó jellegzetes lencseformájú felhoalakzat
c) A falfelho megjelenése és erosödo rotációja, a tiszta rés (nyíllal jelölt terület) megjelenése. Fotó: Alan Moller	d) A tölcsérfelho és tiszta rés (nyíllal jelölt terület) megjelenése. Fotó: Mike Umscheid
7. kép: A fejlodo stádiumú tornádó jellegzetességei és kísérojelenségei

 

 

Érett stádium

 

• a tornádó teljes életciklusa alatt ez a legveszélyesebb szakasz, mely során az örvény a legerosebb intenzitását mutatja.

• a tölcsérfelho tengelye gyakran vertikális pozíciót vesz fel (lásd 8b és 8c kép) és nem feltétlenül éri el a felszínt (lásd 8c kép).

• az RFD/clear slot (tiszta rés) eloször a déli, majd a keleti irányból fokozatosan körbetekeredik a falfelho körül, mely során a tornádót tápláló meleg, nedves levego beáramlást gyengítheti, alávághatja.

• a hátoldali kifutó front egyre inkább kidudorodik (patkó alakot ölt - lásd 8a kép), miközben a falfelho és tornádó ennek a végén foglal helyet, az okklúziós régióban.

• amennyiben az RFD kello képpen meleg és nedves, azaz "meleg RFD-rol" beszélünk (a csapadék párolgása következtében kialakuló hoveszteség ellenére is csak mérsékelt a homérsékleti deficit), akkor ez a tornádó élettartama szempontjából kedvezoen hathat (kevésbé vághatja alá a feláramlást).

 

a) A szupercella felülnézeti sematikus képe a tornádó érett stádiumában, a kék vonalak a leáramlásokhoz tartozó frontvonalakat jelölik, a nyilak a jellemzo áramlási képet festik meg, a piros háromszög a tornádó helyét mutatja, a zöld terület a csapadék területét mutatja.	b) Tornádó a kifejlett stádiumban
c) Kifejlett stádiumú tornádó	d) Kifejlett ék alakú tornádó
8. kép: Az érett stádiumú tornádó jellegzetességei

 

 

Leépülo stádium

 

• az RFD teljesen körbeöleli a tornádót és a huvös levego alávágja a feláramlást (lásd 9a kép).

• a tölcsérfelho összeroskad, kibillen a tengelyébol és egy torzult kígyózó formát vesz fel. Ekkor a tornádó az úgynevezett "kötél stádiumba" kerül (lásd 9b, 9c és 9d kép).

• az örvény még ekkor is veszélyes marad, bár ereje és kiterjedése már közel sem olyan, mint az érett stádiumban.

• azonban a nagyobb tornádóknál elofordulhat, hogy a "kötél stádiumon" nem esnek át.

• a disszipálódó tornádótól néhány km-re keletre a falfelho ismét regenerálódhat és a folyamat újra indulhat.

 

a) A szupercella felülnézeti sematikus képe a tornádó leépülo stádiumában, a kék vonalak a leáramlásokhoz tartozó frontvonalakat jelölik, a zöld terület a csapadék területét mutatja, a nyilak a jellemzo áramlási képet festik meg, a piros, vékony háromszög a kötél fázisú tornádó helyét mutatja, a szürke pötty az okklúziós pontot	b) Kötél fázisú tornádó a leépülo stádiumban
c) Kötél fázisú tornádó a tiszta résben.                     d) Különösen csavarodó kötél fázisú tornádó Fotó: Mike Umscheid, KCBD-TV
9. kép: A leépülo stádiumú tornádó jellegzetességei

 

a)	b)
10. kép: További példák érdekesen megcsavarodott tornádókra a leépülo stádiumban, miközben a kondenzációs tölcsér felso szakasza fokozatosan elhal. Fotó: Howard B. Bluestein

 

 

Tornádó vagy valami más?

 

a) Alacsonyszintu fractusok	b) Falfelho szívása a csapadék felol
c) Farokfelho	d) Falfelho szívása a csapadék felol (agweatherwatcher.com)
11. kép: Példák tornádóra emlékezteto felhoformákra, amelyek valójában nem tornádók

 

a) Csapadéksáv	b) Felszíni törmelék, füst felszívása (accuweather.com)
c) Eromubol kiáramló gozfelho Fotó: Jeffrey Towers	d) Füst beszívása
12. kép: Példák tornádóra emlékezteto felhoformákra, amelyek valójában nem tornádók

---

4. Tornádók felépítése és dinamikája

 

A tornádók morfológiájáról és dinamikájáról már számos fotogrametrikus tanulmány, laboratóriumi kísérlet és numerikus szimuláció készült, melyeknek köszönhetoen részletes áramlási képet kaptunk a jelenségrol. Ez alapján a tornádó és annak környezete öt régióra osztható (13 kép):
 
Külso régió (I.): A külso régiót egy spirálisan befelé örvénylo, súrlódásmentes légáramlás jellemzi, melynek sebessége a tornádó tengelyéhez közeledve egyre gyorsul (a befelé gyorsuló légáramlásért az impulzusmomentum-megmaradása a felelos).

 

 

 

13. kép: Tornádó öt régiója Fotó: Paul Markowski

 

---

5. Az EF-skála

 

 

• • A kárjelzok (KJ) hiánya. Ezek olyan építmények, tárgyak, melyek sérülési fokából egyértelmuen következtetni lehet a szélerosségre.

  • Nincsenek megfelelo feljegyzések a különféle épületszerkezetek minoségérol és változatairól. Nem mindegy ugyanis, hogy a tornádó egy nagy teherbírású épületet vagy egy gyengébb szerkezetu házat rombolt le, ebbol téves következtetéseket vonhatunk le a szélsebességre vonatkozóan. 

  • Nincs definiálva a kár és a szélsebesség közötti kapcsolat. Ennek hiányában csak durva közelítéssel adható meg a kialakult szélerosség.

 

 

1. táblázatban azt a folyamatot követhetjük nyomon, amikor különbözo számítási és átalakítási lépéseket követoen eljutunk a „javasolt” EF-skála osztályokhoz.

 

 
 

Kárjelzok és kárfokozatok

 

Kárjelzok és kárfokozatok leírása

Minden egyes kárjelzohöz a következo információk állnak rendelkezésre:
 

• A kárjelzo neve

• A jellemzo szerkezet leírása

• A kárfokozatokhoz tartozó várható szélsebességek, valamint ezek alsó és felso határai (lásd 1. táblázat)

• A kárfokozatokhoz tartozó szélsebességekrol készült, ezeket reprezentáló grafikonok (lásd 15f kép)

• Fénykép egy tipikus kárjelzorol (kivéve a legnyilvánvalóbbakat)

• A jellemzo kárfokozatot illusztráló fénykép

   

 

a) 2. Kárfokozat	b) 4. Kárfokozat
c) 6. Kárfokozat	d) 7. Kárfokozat
e) 10. Kárfokozat	f)
14. kép: Egy családi ház elpusztulásának egyes kárfokozatai képekben a) b) c) d) e) és az ehhez tartozó szélsebesség értékek f)

 

 

A fentiekbol láthattuk, hogy a kárfokozatok egymást követték, így ha csak a kétszintes ház teljes tetoszerkezete semmisül meg, de a külso falak állva maradnak, akkor elmondhatjuk, hogy ez a 6-os kárfokozatnak felel meg (2. táblázat), melynél a várható szélsebesség 196km/h. Ez az érték 167-228km/h között változhat a körülményektol függoen.

 

2. táblázat: Egy kétszintes, könnyuszerkezetes családi házhoz, mint kárjelzohöz tartozó kárfokozatok

 

Azonban érdemes megjegyezni, hogy kárfelmérés során egyetlen épület vagy egyéb kárjelzo nem elegendo egy tornádó osztályzásához. A legjobb eljárás az, feltéve, ha lehetséges, hogy minél több kárjelzot vizsgálunk meg és használunk fel a tornádó EF-skálájának meghatározásához.

Normál körülmények között a várható szélsebesség az az érték, mely a legnagyobb valószínuséggel idézi elo az adott kárt. Vannak azonban olyan körülmények, melyek eltérést okozhatnak (felfelé és lefelé egyaránt) a várható szélsebességhez képest, az adott kárfokozaton belül. A kárbecslo feladata eldönteni, hogy a tényleges érték magasabb-e, vagy alacsonyabb a várható szélsebességhez képest. Az EF-skála osztályzata kizárólag az adott kárjelzore nézve érvényes.

 

 

A tornádó osztályozásának menete

Az osztályzás bemutatja egy tornádó életciklusa alatt becsült legnagyobb szélsebességet. Közismert, hogy a szél erossége a pusztítás sávjában igen változó. Ha az aktuális szélerosség nagyobb, mint az adott kárjelzo teljes pusztításához szükséges szélsebesség felso határa, akkor ennek meghatározása nem lehetséges. Például egy családi ház esetében a teljes pusztításhoz szükséges szélsebesség felso határa 354km/h, így ha a tornádó ereje ennél nagyobb, akkor már nincs további kárfokozat, ami jelezhetné ezt a szélerosséget.

 

15. kép: Részletes kárfelmérést követo EF-skála besorolás (számozott kárjelzok). Kék szaggatott nyíl a tornádó mozgásának iránya és fo csapásvonala, ahol a károk alapján egy EF 4-es tornádó söpört végig; narancs színu nyilak jelzik a konvergens szélkárokat, melyek a fo tengely irányába mutatnak; rózsaszín nyilakkal a ciklonális beáramlásra utaló kárnyomokat jelölik

 
 

16. kép: A tornádó által okozott kár nyomvonala (NY-K tengelyu barna sáv, melyet a vegetáció zöldes részei vesznek körül) Massachusetts fölött, amit egy 2011. június 1-i tornádó okozott. A felvételt a Landsat 5 muhold készítette

 

Ezért ahhoz, hogy meghatározhassuk egy tornádó EF-skála besorolását, a következo lépésekre van szükség:

 

• A levegobol történo vizsgálat során azonosítjuk a lehetséges kárjelzoket valamint a pusztítás kiterjedését.

• Kiválasztunk néhány kárjelzot, melyek a pusztítás sávjában a legnagyobb szélsebességet reprezentálják.

• Lokalizáljuk ezen kárjelzok helyét a pusztítás sávjában.

• A földrol történo megfigyelés során körültekintoen megvizsgáljuk a kárjelzok jellegzetességeit.

• A következokben meghatározzuk az EF-skála osztályozást az egyes kárjelzok esetében és az eredményeket dokumentáljuk.

• A kárjelzokre meghatározott szélsebességeket mérlegeljük, s így végül megkapjuk az EF-skála osztályzást.

• A tornádó erosségének meghatározásához a legmagasabb osztályzattal rendelkezo kárjelzot alkalmazzuk, feltéve hogy a kárjelzo közvetlen környezetében nagyon hasonló kárintenzitás figyelheto meg.

  Az alapadatokon kívül feljegyzünk más, az eseményhez szorosan kapcsolódó információt is.

   

---