Tornados sind eine beeindruckende Naturgewalt, die Verwüstung anrichten und Angst in den Herzen derer hervorrufen können, die sich in ihrem Weg befinden. Um die Auswirkungen dieser wirbelnden Stürme zu verstehen und zu mindern, verwenden Wissenschaftler verschiedene Metriken, um ihre Intensität und Eigenschaften zu definieren. In diesem Artikel werden wir die Methoden und Instrumente untersuchen, die zur Messung dieser mächtigen atmosphärischen Phänomene verwendet werden. Aber zuerst wollen wir das allgemeine Wissen über Tornados auffrischen.
Was ist ein Tornado und wie entsteht er?
Ein Tornado ist ein starker Wirbel, der bei heißem Wetter unter einer gut entwickelten Kumuluswolke entsteht. Er breitet sich dann in Form einer riesigen dunklen rotierenden Säule oder eines Trichters zur Erde oder Wasseroberfläche aus. Der Wirbel hat eine vertikale Rotationsachse, die sich leicht zum Horizont neigen kann. Die Höhe eines Tornados kann mehrere hundert Fuß erreichen, in einigen Fällen bis zu 1 Meile. Der Durchmesser kann 10 bis 30 Meter betragen.
Ein Tornado dauert typischerweise zwischen einigen Minuten und einer Stunde oder länger. Zum Beispiel gilt der Mattoon-Charleston-Tornado von 1917 als der am längsten andauernde. Er dauerte 7 Stunden und 20 Minuten und legte in dieser Zeit 500 km zurück.
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Die Windgeschwindigkeiten eines Tornados können 96 km/h erreichen. Ein Tornado wird meist von starkem Regen und Gewittern, manchmal auch Hagel begleitet. Im Zentrum eines Tornados befindet sich ein Niederdruckgebiet, weshalb der Wirbel alles, was ihm in den Weg kommt, ansaugt. Er kann Wasser, Erde, einzelne Objekte und Gebäude anheben und sie manchmal über große Entfernungen tragen.
Tornados entstehen unter mächtigen Cumulonimbuswolken als Ergebnis der Interaktion sehr starker Auf- und Abwinde, die mit Bewegungen in der Wolke verbunden sind.
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In seiner Entwicklung durchläuft jeder Tornado die folgenden Phasen:
- die anfängliche Trichterbildung aus der Gewitterwolke;
- der Wirbel von maximaler Kraft (wenn der Trichter den Boden berührt);
- und der Wirbelkollaps, wenn sich der Trichter vom Boden löst und in die Mutterwolke aufsteigt.
Verständnis der Metriken: Wie werden Tornados gemessen?
Die zerstörerischsten Tornados treten in den USA auf. Sehen Sie sich zum Beispiel dieses atemberaubende Drohnenvideo eines Tornados in Kansas von Reed Timmer, einem berühmten Sturmjäger, an.
Um die Stärke von Tornados in den USA zu bestimmen, wurde die 5-Kategorien Fujita-Pearson-Skala entwickelt. 2007 wurde sie durch die Enhanced Fujita Scale ersetzt.
Enhanced Fujita (EF) Skala: Eine abgestufte Bewertung
Eines der am weitesten verbreiteten Systeme zur Klassifizierung von Tornados ist die Enhanced Fujita (EF) Skala. Entwickelt von Dr. Theodore Fujita in Zusammenarbeit mit dem Ingenieur Allen Pearson, kategorisiert diese Skala Tornados basierend auf ihren geschätzten Windgeschwindigkeiten und den damit verbundenen Schäden. Die EF-Skala bewertet die Tornadointensität von EF0 (schwächste) bis EF5 (stärkste) durch Betrachtung der Schäden, die sie an Gebäuden, Pflanzen und Objekten verursachen.
| Enhanced Fujita Skala | ||
|---|---|---|
| EFU | Unbekannt | Keine sichtbaren Schäden |
| EF0 | 65–85 mph | Leichte Schäden |
| EF1 | 86–110 mph | Mäßige Schäden |
| EF2 | 111–135 mph | Erhebliche Schäden |
| EF3 | 136–165 mph | Schwere Schäden |
| EF4 | 166–200 mph | Verheerende Schäden |
| EF5 | >200 mph | Unglaubliche Schäden |
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Doppler-Radar: Ein Blick ins Herz des Sturms
Die moderne Wettertechnologie hat die Möglichkeiten zur Tornadomessung erheblich verbessert. Meteorologen verwenden Doppler-Radar, ein Eckpfeiler in der Tornadoerkennung, um die innere Struktur eines Tornados zu untersuchen. Durch die Bewertung der Bewegung von Regentropfen oder Trümmern innerhalb eines Sturms liefert die Doppler-Technologie wertvolle Informationen über die Rotation, Geschwindigkeit und das Potenzial zur Intensivierung des Tornados. Diese Echtzeitdaten sind entscheidend für die rechtzeitige Ausgabe von Warnungen und die Verbesserung der Bereitschaft.
Mobile Radareinheiten: Tornados für die Wissenschaft jagen
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Zusätzlich zu stationären Radarinstallationen verwenden Forscher und Sturmjäger mobile Radareinheiten. Diese Fahrzeuge sind mit Radarsystemen ausgestattet, die es Wissenschaftlern ermöglichen, sich Tornados zu nähern, während sie mobil bleiben. Durch das Sammeln von Daten aus verschiedenen Winkeln und Entfernungen erleichtern mobile Einheiten das Verständnis der Tornadowirbeldynamik und verfeinern so die Vorhersagemodelle.
Tornado-Schadensuntersuchungen: Das Puzzle zusammensetzen
Tornados hinterlassen eine unverwechselbare Spur der Zerstörung, und Wissenschaftler nutzen diese Nachwirkungen, um ihre Stärke zu beurteilen. Die Untersuchungen beinhalten Vor-Ort-Inspektionen der betroffenen Gebiete, um die Zerstörung zu dokumentieren und die Bewertung der Enhanced Fujita Skala zu bestimmen. Diese Methode bietet eine bodenständige Validierung von Radardaten und verbessert die Tornadovorhersage und -resilienz.
Analyse der Tornado-Trümmer-Signatur: Das Unsichtbare enthüllen
Eine innovative Methode zur Tornadomessung beinhaltet die Analyse der Trümmersignatur, die ein Tornado hinterlässt. Radarsysteme können Trümmer erkennen und verfolgen, die vom Tornado getragen werden, und wertvolle Informationen über seine Intensität und potenzielle Bedrohung liefern. Diese Methode hilft bei der Bewertung von Tornados in abgelegenen oder unbewohnten Gebieten, in denen Untersuchungen schwierig sein können.
Fazit
Die Messung von Tornados ist ein vielschichtiger Prozess, der historische Analysen, modernste Technologie und Echtzeitbeobachtungen kombiniert. Die EF-Skala, Radar, mobile Einheiten, Schadensuntersuchungen und Trümmersignaturen tragen gemeinsam zu unserem Verständnis von Tornados bei und ermöglichen es Meteorologen, rechtzeitig Warnungen auszugeben. ```
