Odpowiada Michalina Broda, konsultacja prof. Szymon Malinowski

Tornado to wir, gwałtownie obracająca się kolumna powietrza, która rozciąga się od chmury burzowej aż do powierzchni ziemi. Prędkość poruszania się wiru jako struktury w przepływie i prędkość wiatru jako ruchu cząstek nie są ze sobą tożsame. Gdy mieszamy herbatę w szklance, może ona (czyli herbata) wirować szybko, a szklanka pozostawać w miejscu. W praktyce, w tornadach wirowanie jest na tyle szybkie, że prędkość przemieszczania struktury jest tylko niewielkim dodatkiem do prędkości wirowania wiru. 

Tornado to zjawisko związane ściśle z chmurą burzową. Rozmiar tornada i prędkość obrotu zależą od warunków w burzowym przepływie atmosferycznym. To one mogą zacząć formać wir. Prądy wstępujące i zstępujące związane z chmurą to mechanizmy „rozciągające” powoli wirujące masy powietrza (działają podobnie jak w wypadku piruetu – łyżwiarz tym szybciej się obraca, im bardziej rozciągnie się w pionie). Im więcej warunków do takiego rozciągnięcia i im większy obszar skąd wir „zasysa” wirujące powoli masy powietrza tym silniejsze tornado.

W efekcie rozmiar tornada zależy od:

• INTENSYWNOŚCI i STRUKTURY BURZY: Tutaj czynniki zależą od NIESTABILNOŚCI ATMOSFERYCZNEJ, czyli warunków sprzyjających powstawaniu burzy  i występowania tzw. mezocyklonu, czyli struktury zafalowania przepływu (zmiany kierunku wiatru) w atmosferze. Im bardziej intensywna burza, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia większego tornada. Ponadto, gdy atmosfera jest bardziej niestabilna i dynamiczna, tym również istnieje większe prawdopodobieństwo wystąpienia większych tornad. Wysoka wilgotność w dolnych warstwach atmosfery może dostarczyć dodatkowej energii do systemu burzowego w procesie kondensacji pary wodnej obecnej we wznoszących się masach powietrza.
• Sytuacji meteorologicznej i ukształtowania terenu, co wpływa na warunki w przepływie atmosferycznym (zakrzywienia przepływu), które mogą być zintensyfikowane przez „rozciąganie” w prądzie wstępującym związanym z chmurą burzową.

Szerokość widocznego wiru (leja) nie jest jednoznacznym wyznacznikiem tego jak potężne jest tornado. Zależy od wielu czynników, w tym wilgotności powietrza.  

Klasyfikacja siły tornada opiera się głównie na rozszerzonej skali Fujity (EF scale) obowiązującej od 1 lutego 2007. Jest to skala, która wprowadza rozróżnienie tornad ze względu na prędkość wiatru tornada, która przekłada się na potencjalną skalę zniszczeń infrastruktury oraz roślinności. Prędkość wiatru w tornadzie jest jedynym czynnikiem branym pod uwagę w tej skali. Pamiętajmy, że energia kinetyczna przepływu zależy od kwadratu prędkości, a moc (tempo uwalniania energii podczas oddziaływania) od trzeciej potęgi prędkości. Zniszczenia związane są z energią i mocą, więc skala jest nieliniowa. Poniżej zamieszczona jest grafika pokrótce obrazująca tę skalę:

Źródło: https://www.bbc.com/news/science-environment-22622769

Średnia szerokość leja tornada rośnie wraz z jego siłą, średnio tornada F0 mają szerokość około 30 metrów, a F5 ponad pół kilometra. Jednak, w praktyce, występują również tornada o wąskim wirze i dużej sile. Takie mogą skupić dużą ilość energii na niewielkiej powierzchni, co prowadzi do znacznych zniszczeń w danym obszarze. Z drugiej strony istnieją tornada o znacznej szerokości, które niekoniecznie muszą być bardzo intensywne. W takich przypadkach, chociaż tornado zajmuje duży obszar, siła wiatru w jego wnętrzu może być stosunkowo niewielka.