Nejlepší odpověď
Jednou mě o to požádalo zářivé dítě během diskuse ve třídě v sopkách, které jsem dal před deseti lety . Jak jsem vysvětlil, tornáda nejsou ve srovnání s geologickými silami velmi silná. Vítr bude foukat na sopku nebo kolem ní, stejně jako na jakoukoli jinou horu. Na Kilauea jsem byl během práce chycen ve velmi malém tornádu (pravděpodobně přesnější) nazvat to prachovým ďáblem – to mě ale opravdu vrhlo) vyplývající z tepelných proudů v kráteru Halemaumau (pracoval jsem podél okraje). Kromě odtržení batohu a rozmetání vybavení to nemělo velký vliv na cokoli, sopka nejméně ze všech.
Odpověď
Tornádo o velikosti hurikánu není vůbec možné. Je tomu tak proto, že se formuje tornádo a jeho mechanismus vzniku se výrazně liší od mechanismu tropického cyklónu.
Tropický cyklón je obecný termín pro cyklón, který vzniká nad tropickým oceánem. Tyto cyklóny jsou klasifikovány následovně, větry od 35 do 34 uzlů. tropická deprese; větry od 35 do 64 uzlů, tropická bouře; větry 65 uzlů nebo větší, hurikán v Atlantském oceánu nebo tajfun v Tichém oceánu (s některými jinými regionálními názvy). “Tropické cyklóny” ( Hurikány, tajfuny, Willy Willies ) jsou teplé jádrové víry tropického původu, původu s malým průměrem, kruhového tvaru, minimálního povrchového tlaku doprovázeného vysokorychlostními větry kroužícími dovnitř ze všech směrů.
Na severní polokouli jsou proti směru hodinových ručiček a na jižní polokouli ve směru hodinových ručiček. Tropický cyklón je výsledkem nějakého spouštění za přítomnosti vhodných hlubokých teplých vod (zdroj rozumného a latentního tepla) přítomnost již existujících poruch nízké úrovně (nízký tlak) a poruch horní atmosféry (umírající zbytky západních zemí), přítomnost coriolisova síla, přítomnost minimálního vertikálního střihu větru, prohlubující se koryto horních západů a divergence stoupajícího vzduchu a vysoká vlhkost. Oko cyklónu je kruhové, má průměr 5–50 km, má nízký tlak a jasnou oblohu (pokles vzduchu troposférou). Kolem oka je oční stěna, kde se vyskytují nejintenzivnější větry. Větrné pásma rotují s bouří v podobě spirální galaxie, která produkuje velmi silné srážky. Vzduch, který stoupal v důsledku nízkého tlaku, se rozchází v horní troposféře, ustupuje kolem cyklónu v prstencové zóně. Mimo cyklon se také vytváří konvekční mrak.
Těchto mnoho faktorů není pro formování tornáda požadováno.
Tornádo (někdy nazývané twister ) je intenzivní místní rotační bouře malého průměru, viditelná jako vír nebo vířivá struktura větrů kolem duté dutiny, která sahá dolů ze základny mraku konvektivního typu ve formě trychtýře. Tento vír má obvykle na základně průměr přibližně 100 metrů, víří se na severní polokouli obvykle proti směru hodinových ručiček.
Tlak ve středu tornádové nálevky je často o 100 mb nižší než okolní vzduch. Vzduch tažený mnohem nižším tlakem ve středu víru se vrhá do tornáda ze všech směrů. Kvůli rychlému poklesu tlaku se vzduch nasávaný do bouře rozpíná a adiabaticky ochlazuje. Pokud se vzduch ochladí pod svůj rosný bod, výsledná kondenzace vytvoří bledý mrak, který může ztmavnout, když se pohybuje po zemi a sbírá prach a nečistoty. Občas, když je dovnitř spirálovitý vzduch relativně suchý, se netvoří kondenzační nálevka, protože pokles tlaku není dostatečný k tomu, aby způsobil nezbytné adiabatické chlazení. V takových případech vír zviditelní pouze materiál, který se v trychtýři točí vzhůru.
Kvůli obrovskému tlakovému spádu spojenému se silným tornádem se rychlost větru blíží 480 km / h. Tento údaj je však odhadem založeným na analýze filmů a poškození technických konstrukcí. Je to proto, že tornáda jsou vysoce lokalizovaná a náhodně rozdělená a pravděpodobnost umístění sady nástrojů na správné místo by byla nekonečně malá. I když je nástroj nějak umístěn do své stopy, bude zničen dříve, než poskytne jakákoli data.
Každé tornádo je obecně krátkodobé a pohybuje se po zemi nepravidelnou cestou rychlostí 50 – 60 km / h -1 nebo až 15 km. Výjimečná tornáda mohou trvat hodiny a několik stovek kilometrů. Ve Spojených státech překonalo tornádo Mattoon-Charleston z 26. května 1917 471 km za méně než sedm hodin. Většina tornád je však slabších než tato, některá trvají jen několik sekund a vytvářejí větry nižší než 80 km za hodinu.
Tornáda se mohou vyskytovat jako ojedinělé události nebo ve velkém počtu.
Charakteristický trychtýřový mrak tornáda čerpá z mraku cumulonimbus (od mammy ) mateřské bouřky, která je výjimečně násilná.
Zdá se, že trychtýř stoupá a klesá z mraku, jak se rozprostírá k povrchu Země. Místní tornáda jsou nejničivější ze všech. Tornáda se tvoří ve spojení s prudkou bouřkou, která produkuje silný vítr, silné srážky a často škodlivá krupobití. Ohlušující řev a polotma se pohybuje tornádami.
Tornáda jsou z velké části produktem interakce mezi silnými proudy v bouřce a větry v troposféře, jako jsou ty, které vznikají v bouřka supercell . Stoupavé proudy jsou generovány extrémním teplotním a tlakovým kontrastem mezi povrchovým a horním troposférickým vzduchem, který vytváří velmi strmou rychlost propadu prostředí a prudký nárůst rychlosti větru s nadmořskou výškou. Větry na vyšších úrovních foukají rychleji a jiným směrem než slabé větry. Začíná se tedy valivý pohyb v nižší atmosféře a vzestupný proud vzduchu způsobený silným poklesem rychlosti prostředí posouvá tento spirálovitý vzduch do svislé polohy vysoko nad zemí. Jakýkoli rotující objekt se pohybuje rychleji, protože je tažen k jeho ose rotace. Jak nízký tlak v oblasti hlavního proudu větru bouře přitahuje větry, rotují stále rychleji. Vertikální vzduchový válec o průměru 10 až 20 km se hromadí nahoru a dolů a posiluje vzestupný tah. Tento mesocyklon, jak je známo, je způsoben interakcí proudů teplého a studeného vzduchu v jedné části bouře. Někdy mesocyklon produkuje na spodní straně bouře vyčnívající stěnový mrak. To je jasná známka rozvíjejícího se tornáda.
Jak se zintenzivňuje rotace středu bouře, začíná se propracovávat dolů hlavním proudem směrem k zemi. Je to analogické jako s osobou, která drží gumičku napnutou ve svislé poloze a kroutí horní částí pásky. Kroutící se pomalu postupuje dolů.
Nakonec se ze základny mraků vynoří sloupec rychle rotujícího vzduchu. Rotující válec jako vzduch se zužuje a spirálovitě sestupuje k zemi jako trychtýř. Když trychtýř dopadne na zem, stane se z něj plnohodnotné tornádo. Větry začnou být prudké kvůli zúžení. Obrys tornáda je vylepšen nečistotami, které nasává, a tornádo pak může mít různé podoby, od tenké bílé šňůry až po hustou černou hmotu.
Tornáda jsou zvláště běžná ve středních Spojených státech a jinde na světě se vyskytují mnohem méně často. Je to proto, že centrální nížiny Spojených států jsou relativně ploché a poskytují jedinečnou zónu pro sbližování kontinentálního a námořního tropického vzduchu: tato oblast je známá jako „ tornádo alej ”.
Žádná umělá struktura není schopna odolat přímému zásahu silného tornáda. Železniční tratě jsou zvednuty ze svých kolejí a odneseny stovky metrů odtud, celé cihlové domy jsou zbořeny a trosky smeteny do nebe.
Škody spojené s tornády nejsou jen důsledkem větru. Ve středu víru je tlak vzduchu velmi nízký, často jen 100 – 200 mb. Rychlý pokles tlaku, když střed tornáda prochází strukturami, má výbušný účinek. Ačkoli tento účinek může zvýšit poškození tornádem, nedávný výzkum ukazuje, že pokles tlaku nemusí být tak důležitý. Devastace tornáda, na rozdíl od relativně malého poškození na obou stranách skutečné cesty, je způsobena různým stupněm závažnosti tornáda. Oblast může být překročena tornádem a zůstat relativně nezraněná, zatímco sousední oblast je jasně zničena.
Typické tornádo se pohybuje na severovýchod s rychlostí překládání víru asi 20 ms-1 a cesta ničení široká asi 400 m. Zřídka také zůstali stát. Jejich cesta je obvykle podél nebo rovnoběžná s liniemi bouří nebo studenými frontami, ale často se vyskytují i v jiných situacích. Pohyb tornáda může být nevyzpytatelný, což může vést k poškození cykloidního poškození (jako je dráha, kterou rotující vršek zabírá na rovném povrchu). To vysvětluje, proč tornádo může strhnout domy po obou stranách té, která zůstane nedotčena. Velká část ničení a úmrtí souvisejících s tornádem je do značné míry proto, že je nelze předvídat. Tornádo přesto vždy vydává určité varování, protože je doprovázeno extrémně hlasitým řevem a neobvykle intenzivním bleskem. Dalším varovným signálem možného tornáda jsou mraky maminky, které se tvoří na základně prudkých bouřek.Těžší bouřce předchází také nízko položený temný arcus mrak, který se jeví jako dlouhý válcovací válec a někdy jako klín.
Dalším fenoménem je „překmit“, kdy normálně plochý vrchol kovadliny bouře zobrazuje zlověstnou bouli. To naznačuje, že prudký vzestup vzduchu poblíž středu bouře je tak silný, že „prorazil“ tropopauza , která probublává do stratosféry.
VLASTNOSTI, CHARAKTERISTICKÁ VELIKOST, TYPICKÝ ROZSAH
1. Průměr – 100 metrů nebo méně – 2 km až 3 km
2. Délka trasy – 3 km, několik metrů až stovek km
3. Délka – 4 minuty, několik sekund až několik hodin
4. Rychlost větru-90 ms-1, 80 ms-1 až 225 ms-1
5. Rychlost pohybu-10 až 20 ms, -1, 0 až 20 ms, -1
6. Směr jízdy, jihozápad na severovýchod, variabilní
7. Pokles tlaku – 25 mb, 20 až 200 mb
Adapted from Atmosphere, Weather and Climate by K. Sidddhartha