Wissenschaft

Ursachen von Tornados und wie sie sich bilden

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Was ist ein Tornado?

Anwohner untersuchen die Schäden an Fahrzeugen in einem Einkaufszentrum, nachdem sie am 29. April 2008 durch einen Tornado in der Gegend von King’s Fork in Suffolk, Virginia, beschädigt wurden. Drei Tornados landeten in Zentral- und Südost-Virginia und verletzten mindestens 200 Menschen. Foto von Alex Wong / Getty Images

Ein Tornado ist eine heftige rotierende Luftsäule, die sichtbar wird, wenn sie Schmutz am Boden oder in der Luft aufnimmt. Ein Tornado ist normalerweise sichtbar, aber nicht immer. Der wichtige Aspekt der Definition ist, dass der Tornado oder die Trichterwolke Kontakt mit dem Boden hat. Die Trichterwolken scheinen sich von den Cumulonimbuswolken nach unten zu erstrecken. Ein zu beachtender Punkt ist, dass diese Definition keine wirklich akzeptierte Definition ist. Laut Charles A. Doswell III vom Genossenschaftlichen Institut für mesoskalige meteorologische Studien gibt es tatsächlich keine wirkliche Definition eines Tornados, der von der wissenschaftlichen Gemeinschaft allgemein akzeptiert und von Fachleuten begutachtet wurde.

Eine allgemein akzeptierte Idee ist, dass Tornados eine der schlimmsten und gewalttätigsten aller Arten von Unwettern sind. Tornados können als Milliardenstürme betrachtet werden, wenn der Sturm lange genug andauert und genügend Windgeschwindigkeit hat, um maximalen Sachschaden zu verursachen. Glücklicherweise sind die meisten Tornados von kurzer Dauer und dauern durchschnittlich nur etwa 5-7 Minuten.

Tornado-Rotation

Die meisten Tornados auf der Nordhalbkugel drehen sich gegen den Uhrzeigersinn oder zyklonisch. Nur etwa 5% der Tornados auf der Nordhalbkugel drehen sich im Uhrzeigersinn oder antizyklonisch. Während es zunächst so aussieht, als sei dies eine Folge des Coriolis-Effekts. sind Tornados fast so schnell vorbei, wie sie beginnen. Daher ist der Einfluss des Coriolis-Effekts auf die Rotation vernachlässigbar.

Warum neigen Tornados dazu, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen? Die Antwort ist, dass sich der Sturm in die gleiche allgemeine Richtung bewegt wie die Niederdrucksysteme, aus denen sie hervorgehen. Da sich Niederdrucksysteme gegen den Uhrzeigersinn drehen (und dies ist auf den Coriolis-Effekt zurückzuführen), wird die Tornado-Drehung tendenziell auch von den Niederdrucksystemen übernommen. Wenn der Wind im Aufwind nach oben gedrückt wird, ist die vorherrschende Drehrichtung gegen den Uhrzeigersinn.

Tornado Standorte Tornado Gasse

. In den Vereinigten Staaten machen eine einzigartige Kombination von Faktoren wie lokale Geologie, Nähe zum Wasser und Bewegung von Frontalsystemen die Vereinigten Staaten zu einem erstklassigen Ort für die Bildung von Tornados. Tatsächlich gibt es fünf Hauptgründe, warum die USA am stärksten von Tornados betroffen sind.

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Was verursacht Tornados?

 

Grundlagen der Tornado-Bildung

Tornados entstehen, wenn sich zwei unterschiedliche Luftmassen treffen. Wenn kühlere polare Luftmassen auf warme und feuchte tropische Luftmassen treffen, entsteht die Gefahr von Unwettern. In der Tornado-Gasse sind Luftmassen im Westen typischerweise kontinentale Luftmassen, was bedeutet, dass die Luft wenig Feuchtigkeit enthält. Diese warme, trockene Luft trifft auf die warme, feuchte Luft in den Central Plains und bildet eine Dryline. Es ist bekannt, dass sich entlang der Drylines häufig Tornados und schwere Gewitter bilden.

Die meisten Tornados bilden sich bei Superzellengewittern aus einem stark rotierenden Aufwind. Es wird angenommen, dass Unterschiede in der vertikalen Windscherung zur Rotation eines Tornados beitragen. Die Rotation in größerem Maßstab innerhalb des schweren Gewitters ist als Mesozyklon bekannt, und ein Tornado ist eine Erweiterung dieses Mesozyklons. Eine ausgezeichnete Flash-Animation der Tornado-Bildung ist von USA Today erhältlich .

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Tornado-Jahreszeit und Tageszeit

Jeder Staat hat eine Spitzenzeit für die Chance eines Tornados. NOAA Nationales Labor für schwere Stürme

Die Tageszeit für einen Tornado

Tornados treten häufig tagsüber auf, wie in den Nachrichten berichtet, aber auch Nachttornados. Jedes Mal, wenn es zu einem schweren Gewitter kommt, besteht die Möglichkeit eines Tornados. Nachttornados können besonders gefährlich sein, weil sie schwer zu sehen sind.

Tornado-Saison

Die Tornado-Saison ist ein Begriff, der nur als Anhaltspunkt dafür verwendet wird, wann die meisten Tornados in einem Gebiet auftreten. In Wirklichkeit kann ein Tornado zu jeder Jahreszeit zuschlagen. Tatsächlich schlug der Super Tuesday Tornado am 5. und 6. Februar 2008 ein.

Die Tornado-Saison und die Häufigkeit von Tornados wandern mit der Sonne. Wenn sich die Jahreszeiten ändern, ändert sich auch der Sonnenstand am Himmel. Je später in der Frühjahrssaison ein Tornado auftritt, desto wahrscheinlicher ist es, dass sich der Tornado weiter nördlich befindet. Nach Angaben der American Meteorological Society folgt die maximale Tornadofrequenz der Sonne, dem Jetstream mittlerer Breite und der tropischen Seeluft nach Norden .

Mit anderen Worten, erwarten Sie im Frühjahr Tornados in den südlicheren Golfstaaten. Im Verlauf des Frühlings können Sie eine größere maximale Häufigkeit von Tornados in den nördlichen Bundesstaaten der Central Plains erwarten.

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Arten von Tornados

Wasserspeier

Obwohl die meisten Menschen Tornados als heftig rotierende Luftsäulen an Land betrachten, können Tornados auch auf dem Wasser auftreten. Ein Wasserspeier ist eine Art Tornado, der sich über Wasser bildet. Diese Tornados sind normalerweise schwach, können jedoch Boote und Freizeitfahrzeuge beschädigen. Manchmal bewegen sich diese Tornados an Land und verursachen anderen erheblichen Schaden.

Superzell-Tornados

Tornados, die von einem Superzellengewitter herrühren, sind normalerweise die stärksten und bedeutendsten Arten von Tornados. Die meisten großen Hagel und extrem heftigen Tornados sind das Ergebnis eines Superzellengewitters. Diese Stürme weisen häufig Wandwolken und Mammatuswolken auf .

Staubteufel

Während ein Staubteufel im strengsten Sinne des Wortes kein Tornado ist, handelt es sich um eine Art Wirbel. Sie werden nicht durch Gewitter verursacht und sind daher kein echter Tornado. Ein Staubteufel entsteht, wenn die Sonne trockene Landoberflächen erwärmt und eine verdrehte Luftsäule bildet. Die Stürme mögen wie ein Tornado aussehen, sind es aber nicht. Die Stürme sind im Allgemeinen sehr schwach und verursachen nicht viel Schaden. In Australien wird ein Staubteufel als Willy Willy bezeichnet. In den Vereinigten Staaten werden diese Stürme als tropischer Wirbelsturm definiert.

Gustnado

Während sich ein Gewitter bildet und auflöst, bildet sich ein Gustnado (manchmal auch als Gustinado bezeichnet) aus dem Abfluss in den Abwinde des Sturms. Diese Stürme sind auch keine echten Tornados, obwohl sie im Gegensatz zu einem Staubteufel mit Gewittern verbunden sind. Die Wolken sind nicht mit der Wolkenbasis verbunden, was bedeutet, dass jede Rotation als nicht tornadisch klassifiziert wird.

Derechos

Derechos sind Gewitterwindereignisse, aber keine Tornados. Diese Stürme erzeugen starke geradlinige Winde und können Schäden verursachen, die einem Tornado ähneln.

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Wie Tornados untersucht werden – Tornado-Vorhersagen

Dies ist „Dorothy“ aus dem Film „Twister“. Chris Caldwell, alle Rechte vorbehalten, Verwendung mit Genehmigung

Tornados werden seit Jahren untersucht. Eines der ältesten Fotos eines Tornados, das jemals aufgenommen wurde, wurde 1884 in South Dakota aufgenommen. Obwohl große systematische Studien erst im 20. Jahrhundert begannen, waren Tornados seit der Antike eine Quelle der Faszination.

Benötigen Sie Beweise? Die Menschen haben sowohl Angst als auch Angst vor Tornados. Denken Sie nur an die Popularität des 1996 erschienenen Erfolgsfilms Twister mit Bill Paxton und Helen Hunt. Ironischerweise gehört die Farm, die gegen Ende des Films gedreht wurde, J. Berry Harrison Sr. Die Farm befindet sich in Fairfax, etwa 120 Meilen nordöstlich von Oklahoma City. Nach Angaben der Associated Press wurde die Farm im Mai 2010 von einem echten Tornado heimgesucht, als ein halbes Dutzend Twister bei Stürmen in Oklahoma aufsetzten.

Wenn Sie jemals den Film Twister gesehen haben, werden Sie sich sicherlich an Dorothy und DOT3 erinnern, die die Sensorpakete waren, mit denen sie vor einem Tornado platziert wurden. Obwohl der Film Fiktion war, war ein Großteil der Wissenschaft des Films Twister nicht zu weit von der Basis entfernt. Tatsächlich war ein ähnliches Projekt mit dem passenden Namen TOTO (Totable Tornado Observatory) ein relativ erfolgloses experimentelles Projekt, das von der NSSL zur Untersuchung von Tornados ins Leben gerufen wurde. Ein weiteres bemerkenswertes Projekt war das ursprüngliche VORTEX-Projekt .

 

Tornado-Vorhersage

Die Vorhersage von Tornados ist äußerst schwierig. Meteorologen müssen Wetterdaten aus verschiedenen Quellen sammeln und die Ergebnisse mit einem hohen Maß an Effizienz interpretieren. Mit anderen Worten, sie müssen in Bezug auf den Ort und die Möglichkeit eines Tornados Recht haben, um Leben zu retten. Es muss jedoch ein ausgewogenes Verhältnis hergestellt werden, damit nicht zu viele Warnungen ausgegeben werden, die zu unnötiger Panik führen. Meteorologenteams sammeln Wetterdaten über ein Netzwerk mobiler Technologien, darunter mobiles Mesonet, Doppler-on-Wheel (DOW), mobile Ballonsondierungen und mehr.

Um die Entstehung von Tornados durch Daten zu verstehen, müssen Meteorologen vollständig verstehen, wie, wann und wo sich Tornados bilden. Der VORTEX-2 (Überprüfung der Ursprünge der Rotation in Tornados Experiment – 2), der vom 10. Mai bis 15. Juni 2009 und 2010 eingestellt wurde, wurde speziell für diesen Zweck entwickelt. In einem Experiment von 2009 wurde ein Tornado, der am 5. Juni 2009 in LaGrange, Wyoming, abgefangen wurde, zum am intensivsten untersuchten Tornado in der Geschichte.

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Tornado-Klassifizierung – Die verbesserte Fujita-Skala

Anwohner untersuchen die Schäden an Fahrzeugen in einem Einkaufszentrum, nachdem sie am 29. April 2008 durch einen Tornado in der Gegend von King’s Fork in Suffolk, Virginia, beschädigt wurden. Drei Tornados landeten in Zentral- und Südost-Virginia und verletzten mindestens 200 Menschen. Foto von Alex Wong / Getty Images

Tornados wurden früher nach der Fujita-Skala klassifiziert . Die Skala wurde 1971 von Ted Fujita und seiner Frau entwickelt und ist ein berühmter allgemeiner Indikator dafür, wie intensiv ein Tornado sein kann. Kürzlich wurde die Enhanced Fujita-Skala entwickelt, um einen Sturm anhand von Schäden weiter zu klassifizieren.

 

Berühmte Tornados

Es gibt viele verschiedene Tornados, die im Leben der am stärksten von den Stürmen Betroffenen berüchtigt waren. Einige waren aus anderen Gründen bekannt. Obwohl Tornados nicht wie Hurrikane benannt sind, erhalten sie häufig einen umgangssprachlichen Namen, der auf ihrem Standort oder ihren Schadensmustern basiert. Hier nur einige:

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Tornado-Statistiken

10. tödlichstes Tornado-Jahr
NOAA Storm Prediction Center

Es gibt buchstäblich Millionen von Daten über Tornados. Was ich hier getan habe, ist eine gemeinsame Liste von Tornado-Fakten zu sammeln. Jede Tatsache wurde auf ihre Richtigkeit überprüft. Referenzen für diese Statistiken finden Sie auf der letzten Seite dieses Dokuments. Die meisten Statistiken stammen direkt von der NSSL und dem Nationalen Wetterdienst.

  • Wie viele Tornados treffen jedes Jahr die Vereinigten Staaten?
  • Wie lange dauert ein Tornado?
  • An welchen anderen Orten außer den USA gibt es viele Tornados?
  • Können Hurrikane Tornados verursachen?

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Tornado-Mythen

 

Soll ich mein Windows während eines Tornados öffnen?

Das Verringern des Luftdrucks in einem Haus durch Öffnen eines Fensters trägt nicht dazu bei, den Schaden zu verringern. Selbst die stärksten Tornados (EF5 der Enhanced Fujita-Skala) reduzieren den Luftdruck nicht so niedrig, dass ein Haus „explodiert“. Lass die Fenster in Ruhe. Der Tornado wird sie für Sie öffnen.

 

Soll ich in meinem Haus im Süden bleiben?

Die südwestliche Ecke eines Kellers ist nicht der sicherste Ort für einen Tornado. Eigentlich ist der schlechteste Ort auf der Seite, von der aus sich der Tornado nähert … normalerweise im Süden oder Südwesten.

 

Sind Tornados die schlimmste Art von Unwetter?

Tornados sind zwar gefährlich, aber nicht die schlimmste Art von Unwetter. Hurrikane und Überschwemmungen verursachen in der Regel größere Schäden und lassen mehr Menschen hinter sich. Überraschenderweise wird die schlimmste Art von Unwetterereignis in Bezug auf Geld oft am wenigsten erwartet – es ist die Dürre. Dürren, dicht gefolgt von Überschwemmungen, gehören zu den teuersten Wetterereignissen der Welt. Dürren setzen oft so langsam ein, dass ihr Schaden wirtschaftlich schwer zu quantifizieren ist.

 

Sind Brücken und Überführungen sichere Schutzräume in einem Tornado?

Die kurze Antwort lautet NEIN . Sie sind außerhalb Ihres Autos sicherer als innerhalb, aber eine Überführung ist auch nicht sicher. Brücken und Überführungen sind keine sicheren Orte für einen Tornado. Sie befinden sich höher über dem Boden, im stärkeren Wind, und befinden sich auf dem Weg, auf dem die meisten fliegenden Trümmer auftreten.

 

Zielen Tornados auf Mobilheime?

 

Tornados treffen keine großen Städte

 

Tornados hüpfen

 

Jeder kann ein Sturmjäger sein

 

Wetterradar sieht immer einen Tornado

 

Tornados treffen nicht zweimal dieselbe Stelle

Referenzen Was ist ein Tornado? Der goldene Jahrestag der Tornado-Prognose Die Online-FAQ zum Tornado 09 von 10

Wo sich Tornados bilden

Tornado Alley. NWS

Tornado Alley ist ein Spitzname für den einzigartigen Ort in den USA, an dem Tornados am wahrscheinlichsten auftreten. Die Tornado Alley befindet sich in den Central Plains und umfasst Texas, Oklahoma, Kansas und Nebraska. Ebenfalls enthalten sind Iowa, South Dakota, Minnesota und Teile der anderen umliegenden Staaten. Es gibt 5 Hauptgründe, warum die Vereinigten Staaten die idealen Bedingungen für die Entwicklung von Tornados haben.

  1. Die zentralen Ebenen sind eine perfekte flache Gasse zwischen den Rocky Mountains und den Appalachen, die einen geraden Schuss schafft, damit kalte Polarluft mit feuchter warmer Luft aus der Golfregion zusammenstößt.
  2. Andere Länder sind durch bergige oder geografische Grenzen an den Küsten geschützt, die verhindern, dass schwere Stürme wie Hurrikane leicht an Land kommen.
  3. Die Vereinigten Staaten sind sehr groß, was sie zu einem großen Ziel für Unwetter macht.
  4. Die große Küstenlinie in den Regionen Atlantik und Golfküste ermöglicht es, dass massive Stürme, die sich im Atlantik bilden, in Küstenregionen an Land gehen und häufig Tornados produzieren, die aus Hurrikanen hervorgehen .
  5. Der Nordäquatorialstrom und der Golfstrom richten sich gegen die Vereinigten Staaten und bringen Unwetter mit sich.

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Unterrichten über Tornados

Die folgenden Unterrichtspläne sind großartige Ressourcen für den Unterricht über Tornados.

Wenn Sie weitere Ideen oder Lektionen haben, die Sie gerne veröffentlicht hätten, setzen Sie sich bitte mit mir in Verbindung. Ich würde mich freuen, Ihre ursprünglichen Lektionen zu veröffentlichen.

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