Mei en juni zijn typisch piekmaanden voor tornado's in Noord-Amerika. We vroegen Penn State meteorologieprofessoren Paul Markowski en Yvette Richardson om uit te leggen waarom tornado's ontstaan, hoe u veilig kunt blijven als u in de buurt bent en of klimaatverandering tornadopatronen beïnvloedt.

1. Waar komen tornado's het meest voor?

De meeste tornado's die de krantenkoppen halen, worden veroorzaakt door wat bekend staat als supercell-onweersbuien. Deze zijn groot, intense stormen die worden gekenmerkt door een opwaartse stroming (stijgende lucht) die ronddraait.

Onweersbuien ontstaan ​​als het warm is, vochtige lucht nabij het oppervlak ligt onder een dikke luchtlaag waarin de temperatuur snel afneemt met de hoogte. We noemen dit type atmosfeer "instabiel, " wat betekent dat wanneer lucht naar boven wordt geduwd, de waterdamp die het bevat condenseert. Hierdoor komt warmte vrij, waardoor de lucht warmer wordt dan de omgeving. De lucht wordt drijvend en stijgt, het creëren van de torenhoge wolken die we associëren met onweersbuien.

De tweede belangrijke voorwaarde voor supercelvorming is windschering - grote veranderingen in wind op verschillende niveaus. Winden op verschillende hoogten die met verschillende snelheden en/of uit verschillende richtingen waaien, worden geassocieerd met horizontaal draaiende lucht, als een deegroller. Terwijl deze horizontaal ronddraaiende lucht in de opwaartse luchtstroom stroomt, de spin is verticaal gekanteld, het creëren van een roterende opwaartse luchtstroom.

Tornado's worden vooral veroorzaakt door supercellonweersbuien wanneer de laagste hoogten bijzonder vochtig zijn en uitzonderlijk sterke windschering bezitten. Deze voorwaarden komen vaker samen op bepaalde locaties, zoals de Amerikaanse Great Plains en Zuidoost.

2. Hoe ontstaan ​​echte tornado's?

Niet alle supercell onweersbuien produceren tornado's. Zodra windschering een roterende opwaartse stroming heeft gecreëerd in onze supercel onweersbui, andere processen ontwikkelen rotatie nabij de grond, in de koele lucht onder de storm, die we de 'koude poel' noemen. Het koude zwembad wordt voornamelijk geproduceerd door de verdamping van regen.

Binnen en onder de storm, warme lucht stijgt en koelere lucht daalt. Terwijl lucht daalt en door het koude zwembad stroomt, de horizontale verschillen in temperatuur en versnelling van lucht langs de grond zorgen samen voor meer horizontale spin. Als er een sterke opwaartse aanzuiging is van de bovenliggende roterende opwaartse luchtstroom van de supercelstorm, en de lucht in het koude zwembad is niet te koud, de horizontaal draaiende lucht kan naar de verticale richting worden gekanteld en omhoog worden gezogen. Het kan ook naar binnen worden samengetrokken en sneller draaien, net zoals skaters de snelheid van hun spins verhogen door hun armen in te trekken. Dit vormt de tornado.

3. Hoe precies kunnen we tornado-aanvallen voorspellen?

In het afgelopen decennium, voorspellers zijn bekwaam geworden in het identificeren van omstandigheden die sterke tornado's kunnen ondersteunen - die met een EF2 of hoger op de Enhanced Fujita-schaal. Het Storm Prediction Center van de National Weather Service voorspelt routinematig grote uitbraken dagen van tevoren. Vooruitzichten met een hoog risico leggen de meeste grote tornado-evenementen vast, en sterke tornado's komen zelden voor buiten tornado-horloges. We hebben minder vermogen om tornado's te voorspellen in meer marginale situaties, zoals binnen niet-supercell stormen.

Zelfs als de omgeving buitengewoon gunstig is voor superceltornado's, voorspellers hebben een beperkt vermogen om te zeggen wanneer en of een specifieke storm een ​​tornado zal veroorzaken. Onderzoekers bestuderen triggers voor tornadoproductie, zoals kleinschalige neerwaartse stroomstoten en dalende neerslagschachten op de achterflank van een supercellstorm, en processen die tornado's in stand houden zodra ze zich vormen.

We begrijpen tornado-onderhoud niet goed, of hoe tornado's kunnen worden beïnvloed door interacties met obstakels zoals terrein en gebouwen. Dit betekent dat wanneer een tornado plaatsvindt, voorspellers hebben een beperkt vermogen om het publiek te vertellen hoe lang ze verwachten dat het zal duren.

4. Wat moet ik doen tijdens een tornadowaarschuwing?

kelders, stormkelders of "safe rooms" die voldoen aan federale richtlijnen bieden uitstekende bescherming. Als geen van deze beschikbaar is, de beste strategie is om naar de laagste verdieping van een stevig gebouw te gaan en zoveel mogelijk muren tussen jou en de tornado te plaatsen. Met andere woorden, onderdak in een binnenkamer, zoals een kast of badkamer. Ook, zorg dat je goede schoenen draagt. Als uw gebied een voltreffer krijgt, je wilt niet op blote voeten door een puinveld lopen.

Achtervolg geen tornado's zonder professionele training. Waarnemingen van spotters zijn waardevol voor voorspellers die waarschuwen, maar ze kunnen van een afstand worden gemaakt. We hebben geen mensen nodig die gevaarlijk rijden om te weten dat er een gevaarlijke storm op komst is.

5. Zorgt klimaatverandering ervoor dat tornado's groter of frequenter worden?

Het is moeilijk te zeggen. Betrouwbare gegevens over tornado's in de VS gaan pas terug tot ongeveer 1950, en records buiten de Verenigde Staten zijn nog minder volledig. Dankzij stormjacht en de verspreiding van cameratelefoons, er worden tegenwoordig meer tornado's geteld in vergelijking met vroeger, maar dat betekent niet noodzakelijk dat er meer gebeurt. En er is veel natuurlijke variabiliteit van jaar tot jaar. In het afgelopen decennium is het jaarlijkse aantal tornado's in de VS varieerde van 886 tot 1, 690 stormen per jaar.

Schattingen van windsnelheden op basis van onderzoeken na stormschade kunnen 50 procent of meer afwijken. En veel tornado's in afgelegen gebieden laten geen aanwijzingen achter over hoe sterk hun wind was.

De meeste klimaatmodellen voorspellen dat er meer dagen per jaar zullen zijn waarop de atmosfeer voldoende instabiliteit en windschering zal hebben om tornado's te ondersteunen. Maar we moeten voorzichtig zijn bij het interpreteren van dit resultaat. Klimaatmodellen vangen geen tornado's op, hun ouder onweersbuien of nuances in het laagste niveau van de atmosfeer die tornadovorming beïnvloeden. Dus het is moeilijk te zeggen of er meer tornado's zullen zijn, zelfs als tornado-ondersteunende omgevingen steeds gebruikelijker worden.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.