เนื้อหา
จากรายงานของ National Weather Service ประเทศสหรัฐอเมริกาพบว่ามีพายุทอร์นาโดมากกว่า 1,200 ตัวต่อปีโดยเฉลี่ย จำนวนพายุทอร์นาโดต่อปีเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญนับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เมื่อ National Weather Service เริ่มใช้ Doppler Radar นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินความเสียหายที่เกิดจากพายุทอร์นาโดโดยใช้การสำรวจและการประมาณความเร็วลมเพื่อทำความเข้าใจกับพายุทรงพลังเหล่านี้และผลกระทบการทำลายล้างที่ดีขึ้น
รูปแบบของพายุทอร์นาโด
พายุทอร์นาโดก่อตัวจากพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง ลมในระดับความสูงที่สูงขึ้นของพายุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากกว่าลมที่ระดับความสูงต่ำจะสร้างแรงเฉือนในแนวดิ่ง ลมที่พัดเร็วกว่านั้นมาจากทางตะวันตกและสร้างกระแสลมเมื่อลมที่พัดช้าลงเข้ามาใกล้กับพื้นดินที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม เมื่ออากาศพื้นผิวอบอุ่นเคลื่อนตัวขึ้นสู่เมฆสายฟ้าอากาศหมุนจะสร้างกระแสน้ำวน
ความเร็วลมและความดันอากาศ
ความเสียหายจากพายุทอร์นาโดนั้นขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วลมของกระแสน้ำวนและความแตกต่างของความดันบรรยากาศระหว่างพายุทอร์นาโดและอากาศโดยรอบ ความเร็วลมที่มากขึ้นประกอบกับความดันอากาศที่ไม่เท่ากันทำให้เกิดความเสียหายมากขึ้น ลมแรงรับวัตถุที่เล็กและเคลื่อนที่ได้มากขึ้นและเคลื่อนย้ายวัตถุเหล่านั้นและสามารถทำให้โครงสร้างเล็กลง ความดันลดลงภายในพายุทอร์นาโดสร้างความเสียหายให้กับโครงสร้างขนาดใหญ่โดยการสร้างความแตกต่างของแรงดันระหว่างภายนอกและภายในของโครงสร้าง ความสุดขั้วของความกดอากาศจะฉีกหลังคาออกจากอาคารและผนังที่พังยับเยิน
ระดับแรก
Fujita Scale (FS) ดั้งเดิมได้รับการพัฒนาในปี 1971 เพื่อจัดหมวดหมู่ความแข็งแกร่งของพายุทอร์นาโดโดยพิจารณาจากระดับความเสียหายที่สังเกตเห็น หมวดหมู่อยู่ในช่วงตั้งแต่ F0, ความเสียหายเล็กน้อยถึง F5, ความเสียหายอย่างไม่น่าเชื่อ มันกำหนดความเร็วลมโดยประมาณให้กับแต่ละหมวดหมู่ที่ตรงกับเกณฑ์ความเสียหายเฉพาะ เนื่องจากความเร็วลมที่เกี่ยวข้องกับแต่ละหมวดหมู่เป็นค่าประมาณจึงไม่สามารถตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ได้
ใหม่และปรับปรุงขนาด
FS มีประโยชน์ แต่มีข้อบกพร่อง พายุทอร์นาโดถูกจัดหมวดหมู่ตามความเสียหายที่สังเกตเท่านั้นที่เกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงประเภทของโครงสร้างที่เสียหาย นอกจากนี้คำอธิบายอย่างง่ายเกี่ยวกับความเสียหายยังทำให้จำแนกพายุทอร์นาโดได้ยากหากไม่พบประเภทอาคารหรือวัตถุที่อธิบายไว้ในแต่ละหมวดหมู่ ข้อมูลที่รวบรวมโดยใช้ FS มีส่วนช่วยในการพัฒนารุ่นที่ปรับปรุงซึ่งแสดงความสัมพันธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นระหว่างความเร็วลมและความเสียหาย
ตั้งแต่ปี 2550 กรมอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติใช้หน่วยวัด Fujita Enhanced (EF) เพื่อประเมินพายุทอร์นาโด EF ยังคงเป็นไปตามระบบหกหมวดหมู่ (F0-F5) ของ FS แต่มีคุณสมบัติขั้นสูงหลายอย่าง คำอธิบายของความเสียหายสำหรับแต่ละประเภทนั้นถูกแทนที่ด้วยระดับความเสียหายที่มีรายละเอียดมากขึ้น (DOD) ชุดของ 28 ตัวบ่งชี้ความเสียหาย (DI) ให้ข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับการจำแนกพายุทอร์นาโด DI กำหนดรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างเฉพาะเช่นประเภทอาคารฟุตเทจรูปสี่เหลี่ยมโครงสร้างหลังคาและวัสดุก่อสร้างข้อมูลทั้งหมดที่ขาดไปจาก FS และในขณะที่ EF ยังคงต้องอาศัยการประมาณความเร็วลมข้อมูลที่รวมกันจาก DOD และ DI ที่สังเกตจะทำให้การประมาณการมีความแม่นยำมากขึ้น
ระดับความเสียหาย
คำอธิบายความเสียหายที่ใช้โดย EF นั้นมีรายละเอียดมากกว่า FS และมีรูปถ่ายและตัวอย่างของความเสียหายที่เฉพาะเจาะจง DOD ยังประเมินความเสียหายที่เกิดจากต้นไม้นอกเหนือไปจากความเสียหายทางโครงสร้าง ทอร์นาโดประเภท D0 สำหรับพายุทอร์นาโดประเภท F0 นั้นรวมถึงความเสียหายต่อรางน้ำและรางรางกิ่งไม้หักและการถอนต้นตื้น ลมกระโชกน้อยกว่า 86 ไมล์ต่อชั่วโมง พายุทอร์นาโด F1 สามารถฉีกประตูทำลายหน้าต่างและบ้านมือถือได้ พายุทอร์นาโดที่สูงกว่า 110 ไมล์ต่อชั่วโมงสามารถทำลายหลังคาถอนโคนต้นไม้ใหญ่หรือหยิบรถขึ้นมาและทำลายบ้านเคลื่อนที่ หมวดหมู่ F3 สร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงให้กับห้างสรรพสินค้าพ่นรถยนต์หนักและสามารถทำลายบ้านเรือนได้ทั้งหมด Gusts 166 mph และสูงกว่าเกี่ยวข้องกับพายุทอร์นาโด F4 ซึ่งสามารถสร้างขีปนาวุธออกจากวัตถุที่พุ่งไปด้วยความเร็วที่ยอดเยี่ยม พายุทอร์นาโดประเภท F5 ที่มีลมกระโชกแรงมากกว่า 200 ไมล์ต่อชั่วโมงมีแนวโน้มที่จะสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงซึ่งอาจรวมถึงการสร้างบ้านที่สร้างขึ้นอย่างดีการทำลายอาคารคอนกรีตและโครงสร้างอาคารสูงที่โก่ง