Strona głównaPytania → Jak powstają tornada?

Jak powstają tornada?

Pytanie

Pyta Łukasz

Jak powstają Tornada i czemu ich prognozowanie/przepowiadanie jest takie trudne i praktycznie niemożliwe na dłuższy okres?

Odpowiedź

Odpowiada Prof. Szymon Malinowski

Tornado to bardzo specyficzne zjawisko atmosferyczne. Ma postać wąskiego, wydłużonego wiru powietrza o średnicy kilkudziesięciu – kilkuset metrów związanego z chmurą burzową. Mechanizm jego powstawania jest bardzo skomplikowany w dużym uproszczeniu możemy przyjąć, że jest podobny do mechanizmu powstawania wiru w wannie. Proszę zrobić następujący eksperyment: napuścić wodę do wanny, zamieszać ją w lewo, odczekać kilka minut i otworzyć korek. W miejscu spływu wody utworzy się wir wirujący w lewo, tym intensywniejszy, im intensywniej zamieszaliśmy wodę wcześniej. Jeśli zamieszamy wodę w prawo, wir będzie kręcił się w prawo, tym silniej im silniej zamieszaliśmy wcześniej wodę. Zachowaniem wiru rządzi zasada zachowania momentu pędu, w mechanice płynów nazywana twierdzeniem o cyrkulacji. Powolna cyrkulacja w wannie „ściągana” jest przez odpływającą wodę do małej powierzchni otworu wylotowego, co przyspiesza jej ruch obrotowy. W mechanice płynów tego tupu zjawiska, prowadzące do powstania tzw. „rurek wirowych” są nieźle poznane i udokumentowane. W przypadku tornada rolę otworu odpływowego odgrywa prąd wstępujący w chmurze Cumulonimbus, który zasysa „wodę z wanny”, czyli powietrze z niskich warstw atmosfery. Wynika stąd, że żeby zaprognozować tornado powinniśmy mieć: a) bardzo szczegółową informacje o cyrkulacji w dolnych warstwach atmosfery na obszarze kilku – kilkunastu km2 poniżej prądu wstępującego, b) dokładną informację o chmurze burzowej i strukturze prądu wstępującego. Żadnej z tych informacji nie dostarczają nam w potrzebnym zakresie rzadko rozsiane pomiarowe stacje meteorologiczne, satelity i radary meteorologiczne. Ponieważ znamy fizykę zjawiska (nieźle – hydrodynamikę, gorzej – własności konwekcji chmurowej), możemy zbadać, czy w prognozowanym przepływie atmosferycznym mogą wystąpić warunki do powstania tornada. Niestety, po to żeby można było zaprognozować konkretne tornado, informacje te nie są wystarczające. Polecam informacje o tornadach dostępne (po angielsku) w Internecie na stronach:

http://en.wikipedia.org/wiki/Tornado

http://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/

http://www.physics.ubc.ca/outreach/phys420/p420_04/sean/