Tornado
vanuit Wikipedia, die vrye ensiklopedie.
Tornados is - ondanks hulle gewoonlik klein middellyne - verwoestende werwelwinde, wat gedurende die reënseisoen op die vastelande en eilande van Noord- en Sentraal-Amerika en die Karibiese See voorkom. Gewoonlik tree tornados as donker, tregtervormige siklone (Engels: funnels) op. Hulle word dikwels deur 'n donderbui en 'n muurwolk voorafgegaan. Tornados behoort tot die mees verwoestende storms, en alhoewel hulle dwarsoor die wêreld in gebiede voorkom, waar vogtige, tropiese winde oor uitgestrekte landstreke waai, is veral die Amerikaanse Midweste, en in besonder die deelstate Oklahoma en Kansas, geneig tot tornados.
In Suid-Afrika maak die Dullstroom-gebied in Mpumalanga, wat op 1 Augustus 2006 deur 'n tornadoagtige storm getref is, net soos die noordoostelike Vrystaat, KwaZoeloe-Natal en Transkei deel uit van 'n vogtige en warm sone waar tornados moontlik ontstaan.
Inhoud |
[wysig] Etimologie
Die woord tornado het sy oorsprong in die Spaanse werkwoord tornar ("werwel, omdraai") en moontlik ook die naamwoord tronada, wat letterlik "donderstorm" beteken. In die Engelse omgangstaal het ook die term twister ingeburger geraak.
[wysig] Wetenskaplike definisie
Die Duitse weerkundige Alfred Wegener (1880-1930) het in 1917 'n tornado as 'n lugwerwel in die Aarde se atmosfeer gedefinieer, wat deur 'n klein middellyn en 'n loodregte spil, waarom die wind werwel, gekenmerk word. Die werwel strek deurgaans van die wolke se onderkant tot by die grond. Volgens Wegener tree tornados steeds saam met konvektiewe bewolking (Cumulus- en Cumulonimbuswolke) op.
Die term waterhoos verwys na 'n spesiale soort tornado, wat oor 'n uitgestrekte wateroppervlak soos 'n oseaan of binnesee ontstaan.
[wysig] Ontstaan
Navorsing oor die presiese ontstaan van 'n tornado, die sogenaamde tornadogenesis, gaan nog steeds aan. Alhoewel die tornadogenesis taamlik ingewikkeld is, het navorsers al daarin geslaag om baie van die voorvereistes en oorsaaklike meganismes te ontleed.
Die voorkoms van tornados is prinsipiëel nie gebonde aan 'n bepaalde geografiese gebied of tyd van die jaar nie. Nogtans is daar gebiede waar tornados as gevolg van klimatologiese besonderhede gereeld voorkom, soos die sogenaamde Tornado Alley (letterlik "Tornadolaan") in die Midweste van die Verenigde State.
Net soos in die geval van donderstorms is 'n laag van vogtige lug net bo-oor die grond en groot temperatuurverskille tussen die laer en hoër atmosfeer 'n voorvereiste vir die tornadogenesis. Die temperatuur begin in die hoër lae duidelik daal, terwyl die verskillende atmosferiese lae effens onstabiel raak. Lug wat opstyg en afkoel kan nog steeds warmer wees as die lug van die omgewing, sodat dit steeds vinniger gaan styg.
Die vogtige lug oor die grond lewer sodoende met die latente warmte, wat in die waterdamp gestoor is, die energie vir hierdie soort vogtigheidskonveksie op. Sodra die lug begin kondenseer, word hierdie warmte vrygestel. Die opstyging van vogtige lugmassas word deur termiese invloede (sonstrale) of dinamiese invloede (die ontmoeting van warm en koue fronte) veroorsaak. Die laasgenoemde invloede tree dikwels in die Amerikaanse Tornadolaan op, wanneer laagliggende vogtige lugmassas van die Golf van Meksiko droë lug uit die Rotsgebergte in die Groot Vlaktes ontmoet. In hierdie gebied is daar jaarliks sowat 1 000 tornados wat grond raak, en hier ontstaan tussen Maart en Julie sowat veertig persent van alle Noord-Amerikaanse tornados.
[wysig] Tipologie
Ten opsigte van hulle genesis is daar twee tipes van tornados, mesosiklonale en nie-mesosiklonale tornados.
[wysig] Mesosiklonale tornados
Wanneer 'n kolom opstygende lug in 'n sone met verskillende temperature en vogtigheidsgrade vorm, laat winde, wat teen verskillende hoogtes in teenoorgestelde rigtings waai, die kolom soms roteer. 'n Mesosikloon - 'n magtige kolom van 'n werwelwind - begin vorm en ontwikkel geleidelik tot 'n tornado.

Die mesosikloon suig in sy omgewing warm, vogtige lug op - hewige winde (termieke) begin opstyg. Die mesosikloon begin gevaarlik word, sodra koue, dalende lugstromings die toevoer van bodemwinde afsny. Die roterende lugmassa begin krimp en versnel. Hoe nouer die tregter word, hoe sneller begin die tornado draai.
Die mesosikloon word deur 'n sogenaamde supersel omring, 'n magtige, laagliggende donderstorm met eweneens sterk termieke (opstygende winde). Superselle kan wydtes van tussen vyftien en dertig kilometer en hoogtes van tot by agtien kilometer bereik. Die superselle oor die Groot Vlaktes het soms selfs 'n middellyn van vyftig kilometer. Daarnaas word superselle deur hulle langlewendheid - dit duur soms ure voordat hulle weer ontbind - en groot hael, stortreën en valwinde met snelhede van meer as 200 kilometer per uur gekenmerk. Dikwels begin die roterende wolkebasis daal voordat die tornado ontstaan - 'n sogenaamde muurwolk word sigbaar.
Slegs een persent van alle donderstorms in Noord-Amerika verander tot 'n supersel, en net tussen tien en twintig persent van alle superselle ontwikkel ook tornados. Die tornado is hierby net 'n klein aanhangsel van die supersel - maar desondanks sy gevaarlikste verskynsel. Sommige tornados is baie dun en bly net enkele sekondes stabiel, terwyl ander ure lank woed en geweldige verwoesting aanrig.
[wysig] Nie-mesosiklonale tornados
Daar is ook 'n meganisme wat tornados sonder die aanwesigheid van mesosiklone laat ontstaan. Horisontale skeerwinde, wat digby die grond waai, ontbind soms en verander tot 'n aantal werwelwinde met 'n vertikale spil. 'n Donderwolk net bo-oor die werwels begin hulle met sy vogtige termiek strek en laat hulle sodoende in hewigheid toeneem.
Hierdie proses gebeur in 'n omgewing met andersins matige winde en 'n gepaardgaande sterk vertikale daling in temperature in die lae atmosfeer. In teenstelling met die mesosiklone is die rotasie hier meer of min beperk tot die wolkebasis. Tornados van hierdie soort is gewoonlik swakker en sluit die meeste waterhose in.
[wysig] Kenmerke
[wysig] Grootte en vorm
Op 'n vroeë stadium is 'n tornado aanvanklik byna onsigbaar. Sodra die lugdruk in sy binneste begin daal en waterdamp as gevolg van afkoeling kondenseer of die tornado begin het om stof, puin, water of ander materie te laat ronddwarrel, word die werwelwind raakgesien en as 'n tregterwolk waargeneem. 'n Deurgaande kondensasie van waterdamp, wat van die wolk tot by die grond strek, tree egter nie altyd op nie. Dit maak ook nie saak of die tornado sigbaar word nie (sommige tornados skuil byvoorbeeld agter stof of reën) - die belangrikste kriterium is dat die lugwerwel grond raak. Sodra net onder 'n tregterwolk enige tipiese uitwerkings soos windskade waargeneem kan word, is daar sprake van 'n tornado.
Tornados tree in veelvuldige vorme op, wat van 'n dun, buisagtige voorkoms tot 'n meer of min wye tregter, wat na bowe toe verbreed, kan wissel. Die middellyn van 'n tornado bereik tussen enkele en 500 meter, soms selfs meer as een kilometer. In die geval van 'n groot middellyn tree dikwels verskeie werwels op, wat om 'n gemeenskaplike sentrum roteer - hierdie verskynsel staan bekend as multivortex-tornado.
[wysig] Klassifikasie en uitwerkings
Die mees gebruiklike sisteem van klassifikasie is die sogenaamde Fujita-skaal, wat tornados volgens windspoed definieer. Aangesien presiese metings van windspoed nie moontlik is nie, word die sterkte van 'n tornado volgens die skade, wat hy berokken het, beraam. Die skaal bestaan uit verskillende vlakke, wat van ligte windskade tot absolute verwoesting van geboue strek. Tot dusver is tornados met sterktes tussen F0 en F5 gemeet; om energetiese redes plaas fisiese beramings 'n bogrens van F6 op die intensiteit van tornados.
Aangesien Amerikaanse geboue dikwels minder massief is as byvoorbeeld Europese huise, gebruik Europese navorsers dikwels ander skale soos die TORRO-skaal.
Deskundiges het vroeër aangeneem dat die onderdruk in die binneste van 'n tornadowerwel, wat tot by 100 hPa kan beloop, geboue feitlik laat ontplof. Hierdie hipotese word nou verwerp. Die hoofoorsake van tornadoskade is die dinamiese winddruk en by windsnelhede van meer as 300 kilometer per uur ook puin en wrakstukke wat as gevolg van die wind rondwarrel. Tornados hou ook gevare vir die lugvaart in. Op 6 Oktober 1981 is 'n Fokker F-28-passasiersvliegtuig van die Nederlandse maatskappy KLM Cityhopper deur die lugwerwels van 'n tornado geraak. Die regte vlerk van die F-28 het afgebreek, en die vliegtuig het neergestort. Sewentien mense is gedood.
[wysig] Klimatologie
[wysig] Lewensduur en windsnelhede
Die lewensduur van 'n tornado is tussen enkele sekondes en meer as 'n uur, met 'n gemiddelde duur van minder as tien minute. Die tornado se voorwaartse beweging volg dié van sy moederwolk en bereik 'n gemiddelde vyftig kilometer per uur. Soms is dit egter duidelik stadiger of selfs feitlik stasionêr, soos in die geval van talle waterhose, of dit kan in die geval van 'n sterk hoogtestroming 100 kilometer per uur oorskry. Die spoor van 'n tornado is meer of minder lineêr, waarby klein afwykings deur die orografie en die plaaslike windveld in die omgewing van die supersel veroorsaak word.
Die interne rotasiespoed van die wind is gewoonlik hoër as dié van sy lineêre beweging. Hierdie spoed berokken ook die groot skade wat 'n tornado agterlaat. Die hoogste windspoed, wat ooit aangeteken is, is tydens die tornado-uitbarsting in Oklahoma op 3 Mei 1999 naby Bridge Creek met 'n Doppler-radar bepaal. Met 496 ± 33 kilometer per uur was dit op 'n baie hoë vlak van die Fujita-skaal se F5-klas-tornados. Met die speling van +33 km/h sou dit selfs moontlik in die F6-klas geval het. Dit is ook die hoogste windspoed, wat ooit op die Aarde se oppervlakte aangeteken is. Net die lugstromings bo-oor die oppervlakte bereik hoër windsnelhede.
Sowat 88 persent van alle tornados in die VSA word as swak F0- of F1-tornados geklassifiseer, 11 persent is sterk (F2, F3) en minder as een persent verwoestend (F4, F5). Hierdie verdelingsfunksie is meer of min ook van toepassing op ander wêreldstreke; dit word oorheers deur mesosiklonale tornados, wat die hele spektrum van intensiteite omvat. Die intensiteit van nie-mesosiklonale tornados oorskry nouliks die F2-vlak.
[wysig] Voorkoms en frekwensie
Tornados word wêreldwyd in alle gebiede aangeteken, waar donderstorms optree. Brandpunte is streke met vrugbare vlaktes in die subtropiese klimaatsones tot by die gematigde, hoër breedtegrade. Die Midweste van die Verenigde State toon die hoogste frekwensie van tornados, danksy die baie gunstige klimatiese voorwaardes vir die vorming van swaar donderstorms en superselle oor die uitgestrekte Groot Vlaktes oos van die Rotsgebergte en noord van 'n tropiese see, die Golf van Meksiko.
Die Rotsgebergte sorg vir taamlik droë en koel lugmassas in die middel- en hoër lae van die troposfeer, met suidwestelike tot westelike winde, terwyl in die laer vlakke vogtige, warm lugmassas uit die Golfgebied ongehinderd na die noorde beweeg kan word. Die verskillende lae van die atmosfeer raak hier baie onstabiel, terwyl groot hoeveelhede latente warmte met skeerwinde ontmoet. Hierdie besonderhede lei dikwels tot baie ongunstige weerstoestande.
Ander gebiede, waar tornados gereeld optree, is Argentinië, Sentraal-, Suid- en Oos-Europa, Suid-Afrika, Bengale, Japan en Australië. Tornados, wat in die algemeen nie-mesosiklonaal en dus eerder swak is, word in die gebied van die Front Range (die oostelike rand van die Rotsgebergte), in Florida en oor die Britse Eilande aangeteken.
[wysig] Verwysings
- Grazulis, Thomas P. The Tornado: Nature's Ultimate Windstorm. Norman: University of Oklahoma Press, 2001.
[wysig] Eksterne skakels
[wysig] Algemene inligting
- Chasing Tornadoes (National Geographic Magazine)