Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Wiry powietrzne

Jednym z ekstremalnych zjawisk atmosferycznychekstremalne zjawisko meteorologiczne (atmosferyczne) ekstremalnych zjawisk atmosferycznych, o nasilającej się częstości występowania w konsekwencji zmian klimatu, są trąby powietrzne. Trąba powietrzna jest pionowym wirem atmosferycznym o niewielkiej średnicy (średnio 200–250 m, lecz czasami ponad 2 000 m), ale bardzo dużej sile i prędkości (czasami ponad 400 km/h). Wir ten ma charakter leja, który zaczyna się u podstawy chmury burzowej Cumulonimbus (Cb) i może zakończyć się na powierzchni ziemi. Górna część leja – blisko chmury – jest szersza, a dolna część – węższa. Jeżeli dolna część dochodzi do powierzchni wody, mówimy wówczas o trąbie wodnej. Natomiast w strefie pustyń gorących i strefie stepów często występują wiry pyłowe. W południowo‑zachodniej części USA noszą one nazwę tańczących diabłów, a w Dolinie Śmierci w Stanach Zjednoczonych – piaskowych świdrów. Występują najczęściej podczas upalnej pogody. Na półkuli północnej wiry powietrzne obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Polecenie 1

Wyjaśnij, dlaczego wiry pyłowe powstają nawet podczas bezchmurnej pogody.

R18PeNgo1gcWW
(Uzupełnij).

Trąba powietrzna a tornado

W Europie trąby powietrzne występują dosyć rzadko – w porównaniu na przykład ze Stanami Zjednoczonymi czy Australią. Na kontynencie amerykańskim nazywane są one tornadami. Nazwa ta pochodzi od hiszpańskiego słowa tornada, co znaczy tyle, co burza. Można się także spotkać z określeniem twister, ponieważ lej tornada pulsuje, kręci się, opada i podnosi się. Trąby powietrzne w Ameryce Północnej są zwykle groźniejsze niż w Europie i powodują większe zniszczenia.

Trąba powietrzna tworzy się przeważnie z nisko leżącej, ciemnej podstawy chmury burzowej Cumulonimbus (Cb), której towarzyszy zjawisko mamma. W początkowej części tworzenia się trąby powietrznej widoczny jest lej, przypominający wirujący w powietrzu wisiorek, które zwęża się ku dołowi. Towarzyszy mu charakterystyczny dźwięk, który jej wywołany falami akustycznymi, mającymi związek z silnym gradientem wiatru. Kiedy wir ten zetknie się z powierzchnią ziemi, jest bardzo dużym niebezpieczeństwem dla zwierząt, ludzi, ich dorobku i wszystkiego, co znajdzie na swojej drodze. Trąbie powietrznej towarzyszą wyładowania atmosferyczne, intensywne opady deszczu i gradobicie. Naukowcy zbadali, że:

  • średnica trąb powietrznych z reguły nie przekracza kilkuset metrów, choć tornada w Stanach Zjednoczonych są zwykle większych rozmiarów niż trąby powietrzne w Polsce – ich średnice mogą być większe niż 1,5 km,

  • siła wiatru podczas trąby powietrznej zwykle nie przekracza 200 km/h, choć zdarzają się też takie (szczególnie w Stanach Zjednoczonych), których prędkość wynosi powyżej 500 km/h,

  • jedna trąba powietrzna niszczy pas o średniej długości 3–7 km i szerokości około 300 m, choć zdarzają się też tornada, które przemierzają nawet 100 km,

  • w Polsce niegdyś trąby powietrzne były rzadkością – występowały 1–4 razy w roku, lecz w ostatnich latach ich liczba zwiększyła się do kilkunastu.                 Dla porównania, w Stanach Zjednoczonych odnotowuje się średnio około trzy tornada dziennie, najczęściej występują od maja do lipca.

RE8XpwBKsVP8y
Cumulonimbus mammatus. Cechą charakterystyczną tych chmur są wypukłości znajdujące się w ich dolnej części – kształtem przypominają one wymiona.
Źródło: Fir0002/Flagstaffotos, GFDL 1.2, http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/fdl-1.2.html, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1499677.
ReovTN8DGckRA
Etapy rozwoju tornada. Zdjęcie to nie przedstawia kilku tornad, lecz zmontowane stopklatki jednego wiru.
Źródło: J. Weingart, CC BY-SA 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64479205.

Zapoznaj się z prezentacjąDvLrHS1MNprezentacją w dalszej części e‑materiału, obrazującą przypuszczalne wyjaśnienie powstawania trąb powietrznych na przykładzie tornad w Stanach Zjednoczonych.

Polecenie 2

Przeanalizuj poniższą mapę, a następnie wyjaśnij, dlaczego zaznaczone na pomarańczowo obszary odznaczają się dużym ryzykiem wystąpienia trąby powietrznej.

Zapoznaj się z opisem poniższej mapy, a następnie wyjaśnij, dlaczego zaznaczone na pomarańczowo obszary odznaczają się dużym ryzykiem wystąpienia trąby powietrznej.

R18PeNgo1gcWW
(Uzupełnij).
RbnpEzLskvmhP
Obszary o dużym ryzyku wystąpienia trąby powietrznej
Źródło: NOAA, dostępny w internecie: ncdc.noaa.gov.

Intensywność tornada

Jak pamiętasz, porównując intensywność cyklonów, używa się skali Saffira‑Simpsona. Porównując wielkość trzęsień ziemi – skalę Richtera. Natomiast w celu porównania intensywności tornada używa się skali EF, która powstała w 2007 roku na bazie skali opracowanej przez Tetsuya Fujita w latach 70. XX w. Skala EF (ang. Enhanced F Scale, czyli Ulepszona Skala F – od nazwiska twórcy) bierze pod uwagę prędkość wiatru i wielkość dokonanych zniszczeń. Najczęściej odnotowuje się tornada w skali EF0 i EF1.

R14uDVUZLDhGI
EF0. Prędkość wiatru: 105–137 km/h. Zniszczenia: drobne uszkodzenia, np. dachów, rynien. Gałęzie zerwane z drzew, powalone drzewa o płytkich korzeniach. Zdjęcie przedstawia duży, wielorodzinny dom z osobnym garażem. Przed domem rosną przycięte w różne wzory krzewu. Na dachu widoczne są ubytki, dachówki są połamane. Przykład zniszczeń wywołanych przez tornado w skali EF0 – oderwane pojedyncze dachówki., EF1. Prędkość wiatru: 138–177 km/h. Zniszczenia: umiarkowane zniszczenia, np. zdarta część dachu, przewrócone domki kempingowe, utrata drzwi zewnętrznych, rozbite okna. Zdjęcie przedstawia rozległy, niski dom. Dach jest bardzo zniszczony, na większości powierzchni nie ma dachówek, belki są połamane i poprzemieszczane. Przykład zniszczeń wywołanych przez tornado w skali EF1 – fragmenty pokrycia dachowego są usunięte. EF2. Prędkość wiatru: 178–217 km/h. Zniszczenia: znaczne zniszczenia, zerwane dachy, które były solidnie zamocowane, zniszczone domki przenośne, połamane lub powyrywane wysokie drzewa, wyrzucone na odległość samochody. Na zdjęciu znajduje się niski, parterowy dom jednorodzinny, przed którym na trawniku parkuje samochód osobowy. Są tu też trzy osoby, obok których postawiono kontener na odpady budowlane. Na budynku nie ma w ogóle dachu. Wystają końcówki belek. Przykład zniszczeń wywołanych przez tornado w skali EF2 – całkowicie wyrwany dach., EF3. Prędkość wiatru: 218–266 km/h. Zniszczenia: poważne uszkodzenia, np. niemal całkowicie zniszczone domy (pozostają niektóre wewnętrzne ściany), poważne uszkodzenia dużych budynków takich jak centra handlowe, przewrócone pociągi, oderwane od ziemi i przerzucone samochody. Na zdjęciu ukazano ruiny domu jednorodzinnego. Stoi kilka ścian, inne są oderwane. Wokół leży mnóstwo połamanych desek i innych śmieci. Przykład zniszczeń wywołanych przez tornado w skali EF3 – niemal całkowicie zniszczony dom (pozostały jedynie niektóre wewnętrzne ściany). EF4. Prędkość wiatru: 267–322 km/h. Zniszczenia: druzgocące zniszczenia, np. zrównane z ziemią duże, solidne budynki, samochody zachowujące się jak lecące pociski. Na zdjęciu ukazano teren pokryty cegłami, leżącymi kawałkami murów, rurami i innymi śmieciami. Po prawej znajduje się pęknięty pień drzewa. Przykład zniszczeń wywołanych przez tornado w skali EF4 – w miejscu domu pozostało tylko gruzowisko., EF5. Prędkość wiatru: 322 km/h. Zniszczenia: nieprawdopodobne zniszczenia, np. domy zrównane z powierzchnią ziemi, samochody, ciężarówki i pociągi przerzucone na odległość ponad 1,6 km. Na zdjęciu znajduje się wylewka podłogowa domu i płyty betonowe, a także fragmenty fundamentów. Leżą zniszczone bojlery. Przykład zniszczeń wywołanych przez tornado w skali EF5 – w miejscu domu pozostała tylko podłoga i fundamenty.
Źródło: oprac. na podstawie Enhanced Fujita Scale, https://en.wikipedia.org/wiki/Enhanced_Fujita_scale#cite_note-EF_SPC-8
Grafiki: domena publiczna, commons.wikimedia.org.

Słownik

ekstremalne zjawisko meteorologiczne (atmosferyczne)
ekstremalne zjawisko meteorologiczne (atmosferyczne)

zjawisko atmosferyczne o niespotykanej zazwyczaj sile lub intensywności wywołujące duże zniszczenia, straty gospodarcze, a nawet ofiary śmiertelne; występuje z prawdopodobieństwem mniejszym niż 10%, natomiast jeżeli prawdopodobieństwo jego wystąpienie spada poniżej 1%, mowa jest o ekstremalnym zjawisku meteorologicznym wyjątkowym