พายุทอร์นาโดเป็นพลังธรรมชาติที่น่ากลัวที่สามารถสร้างความเสียหายและก่อให้เกิดความหวาดกลัวในใจของผู้ที่อยู่ในเส้นทางของมัน เพื่อทำความเข้าใจและลดผลกระทบของพายุหมุนเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ใช้มาตรการต่าง ๆ เพื่อกำหนดความเข้มและลักษณะของมัน ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกถึงวิธีการและเครื่องมือที่ใช้ในการวัดปรากฏการณ์ทางอากาศที่ทรงพลังเหล่านี้ แต่ก่อนอื่น มาทบทวนความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับพายุทอร์นาโดกันก่อน
พายุทอร์นาโดคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร?
พายุทอร์นาโดเป็นกระแสน้ำวนที่แข็งแกร่งซึ่งเกิดขึ้นในช่วงอากาศร้อนภายใต้เมฆคิวมูลัสที่พัฒนาอย่างดี จากนั้นจะแพร่กระจายไปยังพื้นดินหรือแหล่งน้ำในรูปแบบของเสาหมุนขนาดใหญ่หรือกรวยหมุนที่มืด กระแสน้ำวนมีแกนหมุนในแนวตั้งที่สามารถเอียงเล็กน้อยไปยังขอบฟ้า ความสูงของพายุทอร์นาโดอาจสูงถึงหลายร้อยฟุต ในบางกรณีอาจถึง 1 ไมล์ เส้นผ่านศูนย์กลางอาจอยู่ที่ 30 ถึง 100 ฟุต (10-30 เมตร)
พายุทอร์นาโดมักจะคงอยู่ระหว่างไม่กี่นาทีถึงหนึ่งชั่วโมงหรือมากกว่านั้น ตัวอย่างเช่น พายุทอร์นาโด Mattoon-Charleston ในปี 1917 ถือว่าเป็นพายุที่คงอยู่นานที่สุด มันคงอยู่ 7 ชั่วโมง 20 นาทีและเดินทาง 310 ไมล์ (500 กม.) ในช่วงเวลานี้
แหล่งที่มาของภาพ: Wikipedia
ความเร็วลมของพายุทอร์นาโดอาจถึง 60 ไมล์ต่อชั่วโมง (96 กม./ชม.) พายุทอร์นาโดมักจะมาพร้อมกับฝนตกหนักและพายุฝนฟ้าคะนอง บางครั้งมีลูกเห็บ ในศูนย์กลางของพายุทอร์นาโดมีพื้นที่ความกดอากาศต่ำ นั่นคือเหตุผลที่พายุหมุนดูดทุกสิ่งที่พบในเส้นทาง มันสามารถยกน้ำ ดิน วัตถุเดี่ยว และอาคาร ขนส่งพวกมันไปยังระยะทางที่ไกล
พายุทอร์นาโดเกิดขึ้น ภายใต้เมฆคิวมูโลนิมบัสที่ทรงพลังอันเป็นผลมาจากการโต้ตอบของกระแสลมขึ้นและลงที่แข็งแกร่งมากซึ่งเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวในเมฆ
แหล่งที่มาของภาพ: The Whyville Times
ในการพัฒนา แต่ละพายุทอร์นาโดจะผ่านขั้นตอนต่อไปนี้:
- การก่อตัวของกรวยเริ่มต้นจากเมฆพายุ;
- กระแสน้ำวนที่มีพลังสูงสุด (เมื่อกรวยสัมผัสพื้นดิน);
- และการล่มสลายของกระแสน้ำวน เมื่อกรวยแยกออกจากพื้นดินและลอยขึ้นไปยังเมฆแม่
ทำความเข้าใจกับมาตรการ: พายุทอร์นาโดถูกวัดอย่างไร?
พายุทอร์นาโดที่ทำลายล้างที่สุดเกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกา ตัวอย่างเช่น ดู ภาพโดรนที่น่าตื่นตาตื่นใจ ของพายุทอร์นาโดในแคนซัสโดย Reed Timmer นักล่าพายุที่มีชื่อเสียง
เพื่อกำหนดความแข็งแกร่งของพายุทอร์นาโดในสหรัฐอเมริกา ได้มีการพัฒนามาตราส่วนฟูจิต้า-เพียร์สัน 5 ระดับ ในปี 2007 ได้มีการแทนที่ด้วยมาตราส่วนฟูจิต้าเสริม
มาตราส่วนฟูจิต้าเสริม (EF): การประเมินแบบเกรด
หนึ่งในระบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการจัดประเภทพายุทอร์นาโดคือมาตราส่วนฟูจิต้าเสริม (EF) พัฒนาโดย Dr. Theodore Fujita ร่วมกับวิศวกร Allen Pearson มาตราส่วนนี้จัดประเภทพายุทอร์นาโดตามความเร็วลมที่ประมาณและความเสียหายที่เกี่ยวข้อง มาตราส่วน EF ให้คะแนนความเข้มของพายุทอร์นาโดจาก EF0 (อ่อนที่สุด) ถึง EF5 (แข็งแกร่งที่สุด) โดยดูจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับอาคาร พืช และวัตถุ
| มาตราส่วนฟูจิต้าเสริม | ||
|---|---|---|
| EFU | ไม่ทราบ | ไม่มีความเสียหายที่สามารถสำรวจได้ |
| EF0 | 65–85 ไมล์ต่อชั่วโมง | ความเสียหายเล็กน้อย |
| EF1 | 86–110 ไมล์ต่อชั่วโมง | ความเสียหายปานกลาง |
| EF2 | 111–135 ไมล์ต่อชั่วโมง | ความเสียหายมาก |
| EF3 | 136–165 ไมล์ต่อชั่วโมง | ความเสียหายรุนแรง |
| EF4 | 166–200 ไมล์ต่อชั่วโมง | ความเสียหายทำลายล้าง |
| EF5 | >200 ไมล์ต่อชั่วโมง | ความเสียหายมหาศาล |
แหล่งที่มาของตาราง: Wikipedia
เรดาร์โดปเปลอร์: มองลึกเข้าไปในหัวใจของพายุ
เทคโนโลยีอากาศสมัยใหม่ได้พัฒนาความสามารถในการวัดพายุทอร์นาโดอย่างมาก นักอุตุนิยมวิทยาใช้เรดาร์โดปเปลอร์ ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการตรวจจับพายุทอร์นาโด เพื่อศึกษารูปแบบภายในของพายุทอร์นาโด โดยการประเมินการเคลื่อนไหวของหยดน้ำฝนหรือเศษซากภายในพายุ เทคโนโลยีโดปเปลอร์ให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับการหมุน ความเร็ว และศักยภาพในการเพิ่มความรุนแรงของพายุทอร์นาโด ข้อมูลเรียลไทม์นี้มีความสำคัญต่อการออกคำเตือนทันเวลาและเพิ่มความพร้อม
หน่วยเรดาร์เคลื่อนที่: ไล่ล่าพายุทอร์นาโดเพื่อวิทยาศาสตร์
แหล่งที่มาของภาพ: NOAA
นอกจากการติดตั้งเรดาร์แบบอยู่กับที่แล้ว นักวิจัยและนักล่าพายุยังใช้หน่วยเรดาร์เคลื่อนที่อีกด้วย ยานพาหนะเหล่านี้ติดตั้งระบบเรดาร์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใกล้พายุทอร์นาโดได้ในขณะที่ยังคงเคลื่อนที่ได้ โดยการเก็บข้อมูลจากมุมและระยะทางต่าง ๆ หน่วยเคลื่อนที่ทำให้เข้าใจพลศาสตร์ของกระแสน้ำวนพายุทอร์นาโดได้ง่ายขึ้น และทำให้แบบจำลองการพยากรณ์มีความแม่นยำมากขึ้น
การสำรวจความเสียหายจากพายุทอร์นาโด: ประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน
พายุทอร์นาโดทิ้งร่องรอยการทำลายล้างที่โดดเด่นไว้เบื้องหลัง และนักวิทยาศาสตร์ใช้ประโยชน์จากผลกระทบนี้เพื่อวัดความแข็งแกร่ง การสำรวจเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบสถานที่ที่ได้รับผลกระทบ การบันทึกความเสียหายเพื่อกำหนดคะแนนมาตราส่วนฟูจิต้าเสริม วิธีนี้ให้การตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลเรดาร์จากพื้นดิน ช่วยปรับปรุงการพยากรณ์พายุทอร์นาโดและความยืดหยุ่น
การวิเคราะห์ลายเซ็นเศษซากพายุทอร์นาโด: เปิดเผยสิ่งที่มองไม่เห็น
วิธีการวัดพายุทอร์นาโดที่เป็นนวัตกรรมใหม่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ลายเซ็นเศษซากที่พายุทอร์นาโดทิ้งไว้ ระบบเรดาร์สามารถตรวจจับ และติดตามเศษซากที่พายุทอร์นาโดพัดพาไป ให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับความเข้มและภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้น วิธีนี้ช่วยประเมินพายุทอร์นาโดในพื้นที่ห่างไกลหรือไม่มีคนอาศัยอยู่ซึ่งการสำรวจอาจเป็นเรื่องท้าทาย
บทสรุป
การวัดพายุทอร์นาโดเป็นกระบวนการหลายด้านที่ผสมผสานการวิเคราะห์ทางประวัติศาสตร์ เทคโนโลยีล้ำสมัย และการสังเกตการณ์แบบเรียลไทม์ มาตราส่วน EF เรดาร์ หน่วยเคลื่อนที่ การสำรวจความเสียหาย และลายเซ็นเศษซาก ล้วนมีส่วนช่วยในการทำความเข้าใจพายุทอร์นาโด ช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาสามารถออกคำเตือนได้ทันเวลา ```
