พายุทอร์นาโดก่อตัวขึ้นได้อย่างไร?

พายุทอร์นาโดเป็นปรากฏการณ์ทางอากาศที่น่ากลัวด้วยพลังทำลายล้างที่ยิ่งใหญ่ สามารถถอนรากต้นไม้ ฉีกหลังคาบ้าน และยกยานพาหนะขึ้นสู่อากาศ พายุทอร์นาโดยังเป็นปรากฏการณ์ลึกลับที่คาดการณ์ได้ยากมาก - มันมาจากที่ไหนก็ไม่รู้และไปที่ไหนก็ไม่รู้ ในบทความนี้ เราจะพยายามหาวิธีที่พายุทอร์นาโดก่อตัวขึ้นและประกอบด้วยอะไรบ้าง

โครงสร้างของพายุทอร์นาโด

พายุทอร์นาโดเป็นเมฆกรวยที่ลงมาจากเมฆคิวมูโลนิมบัสพายุฟ้าคะนอง อากาศภายในกรวยหมุนวนขึ้นเป็นเกลียว ที่ด้านล่างของกรวย พลังการดูดมีสูงมากจนสามารถยกวัตถุและทำลายมันได้ เมฆเศษซากที่ด้านล่างของกรวยบางครั้งสามารถมองเห็นได้บนเรดาร์

แหล่งที่มาของภาพ: Prepp

เมฆพายุทอร์นาโด เช่นเดียวกับเมฆคิวมูโลนิมบัสพายุฟ้าคะนองอื่น ๆ มีความหลากหลายและมีความปั่นป่วนสูง พายุทอร์นาโดส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็นเกลียว หากกรวยยังไม่ถึงพื้นดิน คุณอาจมองไม่เห็นมัน แต่โดยปกติแล้ว พายุจะจับน้ำและฝุ่นระหว่างการเคลื่อนที่ และกรวยจะมองเห็นได้ชัดเจน

ความเร็วลมภายในกรวยใกล้เคียงกับความเร็วเสียง (ประมาณ 745 ไมล์ต่อชั่วโมง) และตัวกรวยเองเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 24 ไมล์ต่อชั่วโมง ภายนอกกรวยมีลักษณะคล้ายกับเสาเมฆรูปกรวย ซึ่งมีกรวยอีกอันหนึ่งขึ้นมาจากพื้นดิน กรวยนี้ประกอบด้วยฝุ่น น้ำ และเศษซากที่บินขึ้นเป็นเกลียวไปยังฐานของเมฆคิวมูโลนิมบัส รูปทรงของกรวยมีความหลากหลายอย่างมากและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วแม้ในพายุทอร์นาโดเดียวกัน พายุหมุนที่กว้างและต่ำมีความทำลายล้างมากที่สุด พวกมันครอบคลุมพื้นที่มากกว่าพายุทอร์นาโดที่หนาแน่นและทำความเสียหายมากกว่า

การทำลายล้างจากพายุทอร์นาโดมีมากมาย ไม่เพียงเพราะความเร็วของมวลอากาศที่สูงมาก แต่ยังเนื่องจากความกดอากาศที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว พายุทอร์นาโดมีโครงสร้างคล้ายกับพายุเขตร้อนขนาดเล็ก ทั้งพายุและพายุทอร์นาโดมีพื้นที่จำกัดโดย “กำแพง” ที่เกือบจะสะอาดและไม่มีเมฆ บางครั้งมีฟ้าแลบเล็ก ๆ จากกำแพงถึงกำแพง ในศูนย์กลางของกรวย ความกดอากาศต่ำกว่าที่ขอบ ในไม่กี่วินาที ความกดอากาศสามารถเปลี่ยนแปลงได้หลายสิบมิลลิบาร์ ดังนั้นหากอาคารที่มีหน้าต่างปิดอยู่ในเส้นทางของพายุทอร์นาโด พวกมันดูเหมือนจะระเบิดจากภายใน ในขณะที่กำแพงและหน้าต่างเอนออกไปข้างนอก

ความเสียหายจากพายุทอร์นาโดในอาราบี รัฐลุยเซียนา แหล่งที่มาของภาพ: CNN

พายุทอร์นาโดก่อตัวขึ้นได้อย่างไร?

พายุหมุนก่อตัวขึ้นเหนือพื้นที่ราบ ในโซนดังกล่าว ชั้นล่างของอากาศจะอุ่นขึ้นจากพื้นดินที่อุ่น แต่เหนือพื้นดิน อากาศยังคงเย็น อากาศอุ่นชื้นที่ระดับพื้นดินพบกับอากาศเย็นแห้งที่ระดับสูงขึ้นสามารถทำให้เกิดการเฉือน - การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความเร็วและทิศทางของลม

เมื่อมวลอากาศสองมวลมาพบกัน อากาศเย็นหนักกว่าอากาศอุ่นและจึงจมลงอย่างแรง ในทางกลับกัน อากาศอุ่นจะลอยขึ้นจากพื้นดินอย่างรวดเร็ว การเคลื่อนไหวนี้สร้างเมฆพายุฟ้าคะนองในขั้นต้น นอกจากนี้ กระแสอากาศแนวตั้งยังเกิดขึ้น มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6 ไมล์

แหล่งที่มาของภาพ: DW.com

หากเมฆพายุฟ้าคะนองหลายก้อนรวมกัน พวกมันจะก่อตัวเป็นสิ่งที่เรียกว่าเซลล์ซุปเปอร์ หากลมที่ระดับสูงพัดมาจากทิศทางที่แตกต่างจากลมบนพื้นดิน จะเกิดพายุหมุนขึ้น คอลัมน์หมุนของอากาศอุ่นที่ลอยขึ้นสร้างแรงดูดที่ทรงพลัง มันมีพลังที่จะครอบคลุมหลังคาบ้านหรือกวาดรถขึ้นไปด้วย หากพายุทอร์นาโดกระทบกับน้ำ มันยังสามารถยกหยดน้ำและหมุนมันไปด้วย นั่นคือเหตุผลที่บางครั้งมันถูกเรียกว่าพายุหมุนเหนือผิวน้ำ

พายุหมุนเหนือผิวน้ำพบได้บ่อยในละติจูดเขตร้อน ตรงกันข้ามกับพายุทอร์นาโดคลาสสิก พายุหมุนเหนือผิวน้ำมีอายุ 15-30 นาทีและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่ามาก มันเคลื่อนที่และหมุนช้ากว่าสองหรือสามเท่า และไม่มีลมแรง แม้ว่าพายุหมุนเหนือผิวน้ำจะเกิดในละติจูดเขตร้อน แต่พวกมันก็ปรากฏในละติจูดอบอุ่นเช่นกัน พวกมันมักเกิดขึ้นบนชายฝั่งตะวันตกของยุโรป ในหมู่เกาะบริติช และในบางพื้นที่ของทะเลเมดิเตอร์เรเนียน พายุหมุนเหนือผิวน้ำไม่ได้จำกัดเฉพาะแหล่งน้ำเค็ม หลายแห่งสามารถก่อตัวขึ้นเหนือทะเลสาบและแม่น้ำ เช่น เหนือทะเลสาบใหญ่

แหล่งที่มาของภาพ: Wikipedia

หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญและน่าสนใจที่สุดของพายุทอร์นาโดคือการจำกัดพื้นที่อย่างเฉียบพลันด้วยการมีอยู่ของกำแพงที่หนาแน่นเกือบเรียบ ไม่มีการก่อตัวทางอากาศอื่นใดที่มีขอบเขตที่ชัดเจนเช่นนี้ ยกเว้นฟ้าแลบที่เคลื่อนที่เร็วกว่า เหตุผลสำหรับการปรากฏของขอบเขตที่ชัดเจนอาจเป็นความเร็วที่สูงมาก การยกและการพกพาวัตถุหนักแสดงให้เห็นว่าความเร็วรอบนอกในกรวยเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและมีนัยสำคัญ ด้านล่างของกรวยสามารถหมุนเร็วกว่าและยกวัตถุหนักได้ แต่ความสูงในการยกไม่เกินหนึ่งไมล์ ขึ้นไปสูงขึ้น การหมุนจะช้าลง วัตถุขนาดใหญ่จะถูกขับออกจากกรวยและตกลงมา

ประเภทของพายุทอร์นาโด

โดยพื้นฐานแล้วมีพายุทอร์นาโดสองประเภท

พายุทอร์นาโดประเภท I เกิดขึ้นในกรณีที่มีการเฉือนลมแนวตั้งที่แข็งแกร่งและพายุฟ้าคะนองที่หมุน (เมโซไซโคลน) ดังนั้นจึงเรียกว่าพายุทอร์นาโดเมโซไซโคลน ในกรณีที่มีการหมุนเป็นเวลานาน พวกมันอาจถูกเรียกว่าพายุทอร์นาโดเซลล์ซุปเปอร์ พวกมันส่วนใหญ่อยู่เหนือพื้นดิน แต่ก็สามารถปรากฏเหนือน้ำได้เช่นกัน พายุทอร์นาโดประเภทแรกต้องการการเฉือนลมแนวตั้งเป็นส่วนประกอบหลัก การเฉือนทิศทางที่จำเป็นเพิ่มเติมจะถูกสร้างขึ้นโดยการเปลี่ยนแปลงลมพร้อมกับความสูงหรือโดยเส้นทางที่เบี่ยงเบนของพายุฟ้าคะนอง ซึ่งจะ “รวบรวม” การเฉือนทิศทาง การเปลี่ยนแปลงทิศทางและการเฉือนร่วมกันสร้างความสามารถในการหมุนของกระแสลมขึ้น

พายุทอร์นาโดประเภท II ก่อตัวขึ้นในกรณีที่มีการเฉือนลมแนวตั้งที่อ่อนแอ โดยทั่วไปในระยะแรกของฝนหรือพายุฟ้าคะนองบนเส้นการบรรจบกันใกล้พื้นดิน ดังนั้นจึงเรียกว่าพายุทอร์นาโดที่ไม่ใช่เมโซไซโคลน (เดิมเรียกว่าพายุทอร์นาโดที่ไม่ใช่เซลล์ซุปเปอร์) ต่างจากพายุทอร์นาโดประเภท I ประเภทนี้ไม่จำเป็นต้องมีพายุรุนแรงหรือการเฉือนลมที่แข็งแกร่ง พวกเขาต้องการเมฆที่มีการพาความร้อนซึ่งกระแสลมขึ้นมีความแข็งแรงพอที่จะยืดพายุหมุนแนวตั้งและโซนการบรรจบกันที่ระดับพื้นดินซึ่งลมจากทิศทางต่าง ๆ มาบรรจบกัน

พายุทอร์นาโดก่อตัวขึ้นแล้ว เกิดอะไรขึ้นต่อไป?

เช่นเดียวกับปรากฏการณ์ธรรมชาติหลายอย่าง พายุทอร์นาโดผ่านหลายขั้นตอนของการพัฒนา ในตอนเริ่มต้น กรวยเริ่มต้นจะปรากฏจากเมฆพายุฟ้าคะนอง มันเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานศักย์ที่สะสมระหว่างการลอยขึ้นของอากาศ พลังงานนี้แปลงเป็นพลังงานจลน์ในตอนแรกเป็นการเคลื่อนไหวแนวตั้งและจากนั้นเป็นการเคลื่อนไหวหมุน หลังจากนั้น ความเร็วรอบของพายุทอร์นาโดจะเพิ่มขึ้นและมันจะได้รูปแบบคลาสสิก

แต่ละขั้นตอนใช้เวลาประมาณหลาย ๆ นาที ในกรณีที่หายากมาก พายุทอร์นาโดสามารถมีอยู่ได้นานหลายชั่วโมง ความเร็วของพายุทอร์นาโดก็แตกต่างกันไป บางครั้งเมฆเคลื่อนที่ช้ามาก เกือบจะหยุดนิ่ง และบางครั้งมันก็พุ่งเร็วมาก นักอุตุนิยมวิทยากำหนดความเร็วเฉลี่ยของพายุทอร์นาโดที่ 24-37 ไมล์ต่อชั่วโมง แต่บางครั้งมันก็ถึง 124 ไมล์ต่อชั่วโมง ในระหว่างการเคลื่อนที่ พายุทอร์นาโดเดินทางเป็นระยะทางเฉลี่ย 12-18 ไมล์ อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องปกติที่พายุทอร์นาโดจะเดินทางเป็นระยะทาง 62-74 ไมล์ พายุทอร์นาโดขนาดยักษ์สามารถเดินทางได้ถึง 300 ไมล์ แต่สิ่งเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์พิเศษ

ความรุนแรงของพายุหมุนวัดโดยมาตราส่วนฟูจิตะที่ปรับปรุงแล้ว (EF Scale) และขึ้นอยู่กับความเร็วของลมกระโชก 3 วินาทีในไมล์ต่อชั่วโมง

แหล่งที่มาของตาราง: National Weather Service

คุณลักษณะที่น่าสนใจของพายุทอร์นาโดคือการ “กระโดด” หรือ “ข้าม” หลังจากผ่านระยะทางหนึ่งบนพื้นดิน พวกมันจะลอยขึ้นและพุ่งผ่านอากาศโดยไม่ก่อให้เกิดการทำลายล้างใด ๆ จากนั้นพวกมันจะลงมาอีกครั้งและก่อให้เกิดความเสียหาย จากนั้นลอยขึ้นอีกครั้ง ทิ้งเส้นทางการทำลายล้างที่ไม่ต่อเนื่องไว้เบื้องหลัง

ทำไมและเมื่อไหร่พายุทอร์นาโดถึงหยุด? ไม่มีคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามนี้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพายุทอร์นาโดหยุดเพราะอากาศหมุนในเมฆกรวยเย็นเกินไปและทำให้พายุทอร์นาโดสูญเสียพลังงานและสลายตัว อย่างไรก็ตาม พายุฟ้าคะนองที่ก่อให้เกิดพายุทอร์นาโดสามารถคงอยู่ได้นานแม้หลังจากพายุทอร์นาโดหายไป

พายุทอร์นาโดรุนแรงพบได้บ่อยที่ไหน?

สหรัฐอเมริกามักปรากฏในข่าวเกี่ยวกับพายุทอร์นาโด บริการสภาพอากาศแห่งชาติบันทึกเหตุการณ์พายุทอร์นาโดประมาณ 1,000 ครั้งต่อปี โดยมีผู้เสียชีวิตประมาณ 240 รายและความเสียหาย 14 ล้านดอลลาร์ ฤดูพายุทอร์นาโดในสหรัฐอเมริกามักจะเริ่มตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงมิถุนายน

ตามข้อมูลของ Fox Weather นี่คือ จำนวนพายุทอร์นาโดเฉลี่ยรายเดือน ระหว่างปี 1991 ถึง 2020 โดยเดือนพฤษภาคมเป็นเดือนที่มีความเคลื่อนไหวมากที่สุด:

นักอุตุนิยมวิทยาชาวอเมริกันได้แนะนำคำว่า “ตรอกพายุทอร์นาโด” - เส้นทางที่ชื่นชอบของพายุทอร์นาโดส่วนใหญ่ เส้นทางนี้วิ่งจากเหนือจรดใต้ของสหรัฐอเมริกาเกือบตามศูนย์กลางของที่ราบใหญ่จากนอร์ทดาโคตา มินนิโซตา เนแบรสกา และไอโอวาผ่านแคนซัสไปยังเท็กซัส

พายุทอร์นาโดยังเป็นแขกประจำในอาร์เจนตินา อินเดีย และญี่ปุ่น ตัวอย่างเช่น ในเดือนเมษายน 2021 ในเขตมาลาร์กูเอ ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนใต้ของจังหวัดเมนโดซาของอาร์เจนตินา พยานได้สังเกตเห็นพายุทอร์นาโดที่รุนแรง ชาวบ้านสามารถถ่ายทำพายุหมุนและแชร์วิดีโอบน Facebook โชคดีที่ไม่มีอาคารใดอยู่ในเส้นทางของพายุทอร์นาโด และไม่มีรายงานความเสียหายหรือการบาดเจ็บ หลังจากพายุทอร์นาโดผ่านไป ฝนก็เริ่มตกพร้อมกับลูกเห็บ

วิธีการอยู่รอดในช่วงพายุทอร์นาโด

ในปี 2021 ภาพยนตร์เรื่อง “13 Minutes” ได้ออกฉาย ตามเนื้อเรื่อง ชาวเมืองเล็ก ๆ มีเวลา 13 นาทีในการหาที่หลบภัย แน่นอนว่านี่ไม่ใช่การกำหนดเวลาที่แน่นอน แต่พายุทอร์นาโดสามารถเกิดขึ้นได้ “จากที่ไหนก็ไม่รู้” ไม่ให้เวลาคุณมากนักสำหรับการอพยพ

ปัจจุบันสามารถ ตรวจจับพายุทอร์นาโดบนเรดาร์ เมื่อพายุทอร์นาโดกำลังจะปรากฏขึ้น พายุฟ้าคะนองจะสร้างสิ่งที่เรียกว่าเอคโค่ตะขอ ซึ่งมองเห็นได้บนเรดาร์โดปเปลอร์ นอกจากนี้ สีเขียวและสีแดงยังบ่งบอกถึงความเร็วลมที่สลับกันซึ่งเป็นสัญญาณของพายุทอร์นาโดที่กำลังจะมาถึง สุดท้าย เรดาร์สามารถตรวจจับเมฆเศษซากและวัตถุที่หมุนบนแผนที่ได้

แหล่งที่มาของภาพ: Illinois State Climatologist

จากข้อมูลเรดาร์ หน่วยงานอุตุนิยมวิทยาท้องถิ่นจะออกคำเตือนพายุทอร์นาโด แอป RainViewer สามารถติดตามคำเตือนเหล่านั้นและส่งการแจ้งเตือนโดยตรงไปยังสมาร์ทโฟนของคุณ นอกจากนี้ยังสามารถติดตามพายุทอร์นาโดบนแผนที่เรดาร์ในตัวของเราได้ แผนที่ RainViewer แสดงพายุทอร์นาโดเป็นพื้นที่สีชมพูขนาดเล็กที่ล้อมรอบด้วยพื้นที่สีน้ำเงินขนาดใหญ่กว่า

หากคุณอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่สภาพอากาศเอื้อต่อเหตุการณ์พายุทอร์นาโด โปรดอย่าเพิกเฉยต่อคำเตือนและรีบไปยังที่หลบภัยที่ใกล้ที่สุดทันที ขอให้ปลอดภัย!