گردباد تورنادو؛ گفته ها و ناگفته های این پدیده سهمناک جوی - مجله آیرخ

گردباد تورنادو تا به امروز برای بشر یک معما بوده است. اینکه آن ها چگونه شکل می گیرند و از بین می فرایند کماکان به طور کامل قابل فهم نیست؛ اما دانشمندان همواره در حال کند و کاو هستند و قصد دارند تا سیستم های هشدار را تقویت نمایند. آن ها پس از این همه سال تحقیق توانسته اند که فاکتورهای کلیدی این خطر را شناسایی نمایند. این مقاله محیط زیست به وسیله برایان کلارک هوارد در تیم نشنال جغرافی نوشته شده است. برای آشنایی بیشتر و شنیدن ناگفته های این پدیده سهمناک جوی در ادامه با خبرنگاران همراه باشید.

یک تورنادو یا گردباد، یک توده هوایی به شدت متلاطم است که بین سطح زمین و یک ابر، معمولا یک ابر کومه ای بارا یا کومولونیمبوس، شکل می گیرد. به گفته هارولد بروکس، یک هواشناس محقق در آزمایشگاه ملی طوفان های شدید (NSSL) اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) در نورمن، اوکلاهاما در ایالات متحده آمریکا، بیشتر گردبادهای توردنادو کمتر از 10 دقیقه عمر می نمایند.

بروکس اضافه می نماید:

تورنادوهای بزرگ تر، بیشتر دوام می آورند؛ چیزی حدود 30 دقیقه.

شدیدترین گردبادها با سرعت باد بیش از 300 مایل بر ساعت (483 کیلومتر بر ساعت) می توانند ساختمان ها را از جا بنمایند. آن ها می توانند بیش از دو مایل (3.2 کیلومتر) پهنا داشته باشند و بیش از ده ها مایل مسافت بر سطح زمین بپیمایند.

بیشتر گردبادهای تورنادوی رایج، سرعت بادی کمتر از 110 مایل (177 کیلومتر) بر ساعت و پهنای حدودی 250 فوت (76 متر) را دارا هستند و قبل از ناپدید شدن، تنها چند مایل را طی می نمایند.

طبق گزارش اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA)، گردبادهای تورنادو به طور میانه، هر سال جان 60 نفر را در آمریکا می گیرند. علت این مرگ و میر بیشتر به خاطر آثار مخروبه در حال پرواز با گردباد یا افتادن آن ها است.

گردبادهای تورنادو چگونه شکل می گیرند؟

سهمناک ترین تورنادوها از چیزی پدید می آیند که به آن توفان چرخشی تندری می گویند. بروکس می گوید:

برای شکل گرفتن طوفان به این شکل، شما در ابتدا نیاز به اجزای یک طوفان تندری (Thunderstorm) معمولی دارید.

این اجزا شامل هوای مرطوب و گرم در نزدیکی سطح زمین و یک هوای نسبتا سرد و خشک در بالای این جو است. بروکس در ادامه شرح می دهد:

هوای گرم شناور می شود و مانند یک بالون هوای داغ، بلند خواهد شد.

طوفان چرخشی (Supercell) به اجزای دیگری چون باد هم نیاز دارد که باعث افزایش قدرت و تغییر جهت با ارتفاع می شود. بروکس می گوید:

سپس جریان هوای رو به بالا شروع به چرخیدن می نماید و یک طوفان چرخشی شروع می شود.

طوفان چرخشی به طور مداوم در جریان رو به بالای هوا در چرخش شدید است و در حدود 30 درصد مواقع به شکل گیری یک تورنادو در زیر آن، منجر می شود. این پدیده زمانی رخ می دهد که هوای پایین فراینده از طوفان چرخشی باعث چرخش در نزدیکی سطح زمین شود.

تیم ساماراس، یکی از تعقیب نمایندگان تورنادوها در اوایل سال 2013 گفت:

حتی امروز ما کماکان نمی دانیم که چرا برخی از طوفان های تندری به تورنادوها تبدیل می شوند در حالی که برای بقیه آن ها این اتفاق نمی افتد.

ساماراس، یک دانشمند و صاحب امتیاز در نشنال جغرافی بود که به وسیله یک گردباد در 31 می سال 2013 در ال رنو، اوکلاهاما کشته شد.

بروکس می گوید که دانشمندان باور دارند که تغییرات شدید در باد در کیلومتر اول جو (اتمسفر) و رطوبت نسبتا بالا در شکل گیری یک تورنادو نقش مهمی را ایفا می نمایند. وی اضافه می نماید:

برای تورنادو بعلاوه وجود یک جریان هوا به سوی پایین (فروباد) در سمت راست طوفان، ضروری است.

البته شکل گیری تورنادو به شرایط گلدیلاکس (Goldilocks) هم نیاز دارد؛ شرایطی که در آن، هوا باید سرد باشد؛ اما نه خیلی سرد. بروکس می گوید که هوا باید تنها چند درجه سردتر از هوای اطراف باشد.

وی اضافه می نماید:

ما نمی دانیم که تورنادوها چگونه از بین می فرایند. ما می دانیم که در نهایت هوا بسیار سرد می شود و جریان به داخل هوای نو در طوفان را خفه می نماید، اما کماکان جزئیات آن بر ما پوشیده است.

کی و کجا گردبادها ظاهر می شوند؟

تا به امروز تورنادوها در تمام قاره ها به غیر از جنوبگان (در قطب جنوب)، مشاهده شده اند. بیشترین موارد ثبت شده اما در آمریکای شمالی است، مکانی که حدود 1200 گردباد در سال رخ می دهد. البته باید بدانید که این پدیده جوی به صورت مکرر در بسیاری از کشورهای دیگر در سراسر دنیا نیز اتفاق می افتد.

مشهورترین منطقه تحت اثر این پدیده در ایالات متحده آمریکا که به نام کوچه تورنادو (Tornado Alley) شناخته می شود، دشت بزرگ (Great Plains) در استان های کانزاس، نبراسکا و داکوتا و بعلاوه بخش هایی از تگزاس است. الگوهای آب و هوایی در مقیاس بزرگ در این منطقه، احتمال به وجود آمدن تورنادوها را بالا می برند.

طبق گزارش ها انجمن هواشناسی آمریکا، تا به امروز این منطقه بیشترین تعداد تورنادو را به ازای هر مایل مربع در فلوریدا به خود دیده است. در ایندیانا، ایلینوی، آیووا و لوئیزیانا نیز تورنادوهای بسیاری به ازای هر مایل مربع، رخ می دهند.

گردبادهای تورنادو می توانند در هر ساعتی از شبانه روز و هر زمانی در سال رخ دهند. البته بهتر است بدانید که آن ها بیشتر در بهار به خصوص در ماه می (اردیبهشت و خرداد) و ژوئن (خرداد و تیر) در آمریکای شمالی رایج هستند.

در بسیاری از کشورها مانند ایالات متحده آمریکا، کانادا و اروپای قاره ای (خشکی اصلی تشکیل دهنده قاره اروپا)، شدت تورنادوها با مقیاس فوجیتا (Fujita scale) یا مقیاس به روز شده فوجیتای تقویت شده مقدار گیری می شوند. یک تورنادوی F0 یا EF0 به درختان آسیب می زند؛ اما سازه های محکم، سر جای خود باقی می مانند؛ اما یک تورنادو در شدیدترین مقیاس خود، F5 یا EF5، تمام ساختمان ها در سر راه خود را تخریب می نماید.

از آنجایی که مقدار گیری سرعت باد درون یک گردباد بسیار مشکل است، دانشمندان معمولا با توجه به آسیب های وارد شده، سرعت را تخمین می زنند.

مسائل پیش بینی یک تورنادو

پیش بینی تورنادوها به نسبت توفندها یا تندبادهای دریایی (hurricanes) که طوفان هایی بزرگ تر هستند و بیشتر ادامه پیدا می نمایند، بسیار مشکل تر است. طبق گزارش ها اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA)، مدت زمان میانگین میان یک هشدار تورنادو و ظاهر شدن طوفان، حدود 13 دقیقه است. هشدار تورنادو (tornado warning) یعنی که یک گردباد مشاهده شده است در حالی که اخطار تورنادو (tornado watch) به این معنا است که محتمل است یک تورنادو رخ دهد.

پروژه تحقیقاتی هشدار و پیش بینی (Warn-on-Forecast) آزمایشگاه ملی طوفان های شدید (NSSL) میخواهد تا پیش بینی این حوادث را تقویت کند اگرچه طبق گفته بروکس این امر بسیار چالش برانگیز است.

این پروژه با استفاده از نرم افزارهای توانمند و موثر، داده های مرتبط به دما، رطوبت و دیگر متغیرهای جوی را بررسی می نماید. بروکس می گوید:

برخی از مواقع این سیستم، پیش بینی های بسیار خوبی می نماید اما برخی وقت ها کاربردی ندارد.

وی می گوید با سریع شدن کامپیوترها و تقویت داده ها، دقت پیش بینی افزایش می یابد. در این خلال، درک و فهم بهتر از جو نیز به دیگر کوشش ها از جمله طرح ریزی برای مزارع باد یا استقرار پنل های خورشیدی، یاری خواهد نمود.

بروکس می افزاید:

کاملا معین نیست که تقویت تشخیص زمان رخ دادن تورنادو (پیش بینی) به جامعه سودی برساند، زیرا ما مطمئن نیستیم که مردم چگونه به این اطلاعات واکنش خواهند داد.

بسیاری از افراد اخطارهای اخیر تورنادو را جدی نمی گیرند و به طور مثال فکر می نمایند که این تهدید، جدی نیست.

اما، بروکس می گوید:

قطعا مخاطبان بسیاری از جمله مدیران بخش بحران و جمعیت آسیب پذیری که مدت زمان زیادی برای آماده شدن نیاز دارند، نیز در جامعه هستند که از این اخطار، نفع خواهند برد.

پیش بینی الگوی یک تورنادو در یک منطقه بعلاوه می تواند بسیار چالش برانگیز باشد. بروکس می گوید که تورنادوها حرکت کلی یک توفان تندری که با آن همراه هستند را دنبال می نمایند؛ اما جهت آن ها می تواند متغیر و نامنظم باشد.

وی در ادامه می گوید:

می توان این حرکت را به راه رفتن یک سگ تشبیه کرد.

شما جهت را می شناسید، اما در وسط راه سگ ممکن است به عقب یا جلو برود و شما نمی توانید آن را پیش بینی کنید.