Como funcionam os tornados

Um tornado atinge Pampa, Texas. Veja mais fotos de desastres naturais. Alan R. Moller / Stone / Getty Images

Os mitos estão cheios de criaturas fantásticas e destrutivas. Se não é um anjo destruidor de cidades, então são gigantes passeando vingativos por cidades desavisadas. Na verdade, todas as calamidades que podemos enfrentar são devidas a fenômenos naturais e à vontade humana. Mas de todos os poderes destrutivos em nosso mundo, nenhum se parece com a ferocidade e a forma desses monstros míticos como tornados. Essas tempestades descem como uma adaga das nuvens. Eles se elevam sobre os edifícios mais altos como titãs. E quando atacam os arredores, muitas vezes parecem agir com intenção maliciosa e consciente.

-Defina o medo e a superstição asi-de, e você ainda enfrentará uma das paisagens mais incríveis do mundo natural. Essas colunas de torção podem atingir velocidades de vento de 318 mph (512 kp-h) e medir quilômetros de extensão, marcando a Terra e dizimando casas e edifícios no processo. No entanto, em algumas partes do mundo, essas tempestades poderosas são uma ocorrência regular. Só os Estados Unidos experimentam mais de 1.000 tornados por ano, e as tempestades foram relatadas em todos os continentes, exceto na Antártica [fonte: Tarbuck].

Embora a maioria das tempestades seja fraca e ocorra em áreas escassamente povoadas, sabe-se que tornados atingiram grandes áreas metropolitanas e causaram pesadas baixas em muitas cidades. Em 1925, o infame twister dos Estados Unidos atingiu partes do Missouri, Illinois e Indiana, matando 695 mortos.

Conteúdo

1. O que sua banheira pode ensinar sobre tornados
2. Tornados e tempestades
3. Classificações de tornado

A mecânica de uma banheira de hidromassagem simples é muito semelhante à do vórtice de um tornado. Darryl Torckler / The Image Bank / Getty Images

Se você já viu um redemoinho se formar em sua banheira ou pia enquanto drenava a água, então você testemunhou os fundamentos de um tornado em ação. Um redemoinho de drenagem, também conhecido como um vórtice, se forma por causa do fluxo descendente que o dreno cria no corpo d'água. O fluxo descendente da água para o dreno começa a girar e, conforme a rotação aumenta, um vórtice se forma.

Por que a água começa a girar? Existem muitas explicações, mas aqui está uma maneira de pensar a respeito. Imagine-se como uma partícula na água, repentinamente puxada para a sucção que o ralo cria. No início, você se pegaria acelerando em direção ao ralo. Então, literalmente, há uma reviravolta. Devido ao seu momentum anterior e ao número de outras partículas correndo em direção ao dreno ao mesmo tempo, é provável que você seja empurrado para um lado do ponto de sucção quando chegar. Essa deflexão o coloca em um caminho em espiral até o ponto de sucção, como uma mariposa espiralando em direção a uma luz. Uma vez que a espiral começa em uma direção, ela tende a influenciar todas as outras partículas conforme elas chegam. É criada uma tendência espiral muito forte. Eventualmente, há energia em espiral suficiente para criar um vórtice.

Os vórtices são obviamente um fenômeno comum. Afinal, você os vê em banheiras e pias o tempo todo. Pequeno demônios de poeira às vezes se formam quando os ventos fluem sobre desertos quentes, e incêndios florestais são conhecidos por produzir vórtices escalando de chamas e cinzas chamados redemoinhos de fogo. Os cientistas até observaram redemoinhos de poeira em Marte e avistaram tornados solares saindo do sol.

Em um tornado, o mesmo tipo de coisa acontece com nosso exemplo de banheira, exceto com ar em vez de água. Grande parte dos padrões de vento da Terra são ditados por centros de baixa pressão, que atraem ar mais frio e de alta pressão da área circundante. Esse fluxo de ar empurra o ar de baixa pressão para altitudes mais elevadas, mas então o ar se aquece e também é empurrado para cima por todo o ar atrás dele. A pressão do ar dentro de um tornado é até 10 por cento menor do que a do ar circundante, fazendo com que o ar ao redor entre ainda mais rápido.

Um tornado desce do mesociclone de uma tempestade sobre o Novo México. A. T. Willett / The Image Bank / -Getty Images

-Tornados não apenas surgem - eles se desenvolvem a partir de tempestades, onde já existe um fluxo ascendente constante de ar quente e de baixa pressão para dar início às coisas. É como quando um show de rock irrompe em tumulto. As condições já eram voláteis; eles simplesmente se transformaram em algo ainda mais perigoso.

-As próprias tempestades se formam como muitas outras nuvens: uma massa de ar quente e úmido sobe e esfria, fazendo com que o vapor d'água se condense em nuvens. No entanto, se a corrente ascendente continuar, esta massa de nuvem continuará a crescer e subir 40.000 pés (12.192 m) ou mais até o troposfera, a camada mais inferior da atmosfera em que vivemos. Uma nuvem de tempestade típica pode acumular uma quantidade enorme de energia. Se as condições forem adequadas, esta energia cria uma enorme corrente ascendente para a nuvem, mas de onde vem a energia?

As nuvens são formadas quando o vapor de água se condensa no ar. Essa mudança no estado físico libera calor, e o calor é uma forma de energia. Boa parte da energia de uma tempestade é resultado da condensação que forma a nuvem. Cada grama de água condensada resulta em cerca de 600 calorias de calor - e outras 80 calorias de calor por grama de água resultam do congelamento na alta atmosfera. Essa energia aumenta a temperatura ascendente, bem como a energia cinética do movimento do ar para cima e para baixo. A tempestade média libera cerca de 10.000.000 quilowatts-hora de energia - o equivalente a uma ogiva nuclear de 20 quilotons [fonte: Britannica].

No tempestades supercelulares, as correntes ascendentes são particularmente fortes. Se forem fortes o suficiente, um vórtice de ar pode se desenvolver da mesma forma que um vórtice de água se forma em uma pia. Este precursor do tornado é chamado de mesociclone, e tem normalmente de 2 a 6 milhas (3 a 10 quilômetros) de largura. Quando um mesociclone se forma, há cerca de 50 por cento de chance de que a tempestade se transforme em um tornado em cerca de 30 minutos.

Alguns tornados consistem em um único vórtice, mas outras vezes, vários vórtices de sucção giram em torno do centro de um tornado. Essas tempestades dentro de uma tempestade podem ser menores, com um diâmetro de cerca de 9 metros (30 pés), mas experimentam velocidades de rotação extremamente poderosas.

O tornado desce de uma nuvem de tempestade como uma enorme e rodopiante corda de ar. Velocidades do vento na faixa de 200 a 300 mph (322 a 483 km / h) não são incomuns. Se o vórtice tocar o solo, a velocidade do vento (bem como a corrente ascendente e as diferenças de pressão) pode causar danos tremendos, destruindo casas e lançando detritos potencialmente letais.

O tornado segue um caminho que é controlado pela rota de sua nuvem de tempestade pai, e muitas vezes parece que salta. Os saltos ocorrem quando o vórtice é perturbado. Você provavelmente viu que é fácil perturbar um vórtice na banheira, mas então ele irá se reformar. O mesmo pode acontecer com o vórtice de um tornado, fazendo com que ele entre em colapso e se refaça ao longo de seu caminho.

Tornados menores podem durar apenas alguns minutos, cobrindo menos de um quilômetro de solo. Tempestades maiores, no entanto, podem permanecer no solo por horas, cobrindo mais de 90 milhas (150 km) e infligindo danos quase contínuos ao longo do caminho.

Neste ponto, você deve estar se perguntando como os tornados acabam se dissipando. Os cientistas ainda discutem exatamente como essas tempestades mortais morrem, mas um dos principais suspeitos não é outro senão a tempestade original: o mesociclone rotativo. Tornados precisam de instabilidade e rotação. Interrompa o fluxo de ar, tire sua umidade ou destrua seu equilíbrio instável de ar quente e frio e ele não pode funcionar. Muitas vezes, um tornado morre porque o frio fluxo de saída de ar da queda de precipitação perturba o equilíbrio.

Os tornados estão entre as tempestades mais perigosas da Terra e, à medida que os meteorologistas se esforçam para proteger as populações vulneráveis ​​por meio de alertas antecipados, isso ajuda a classificar as tempestades por gravidade e dano potencial. Tornados foram originalmente avaliados no Escala Fujita, nomeado para seu inventor, o meteorologista da Universidade de Chicago T. Theodore Fujita. O meteorologista criou a escala em 1971 com base na velocidade do vento e no tipo de dano causado por um tornado. Havia seis níveis na escala original.-

F0

• Velocidade do vento: 40-72 mph (64-116 kph)
• Danos leves: arranca galhos de árvores; arranca do solo árvores com raízes rasas; pode danificar placas de sinalização, sinais de trânsito e chaminés

F1

• Velocidade do vento: 73 - 112 mph (117 - 180 kph)
• Danos moderados: Materiais de telhado e revestimento de vinil podem ser deslocados; casas móveis são altamente vulneráveis ​​e podem ser derrubadas ou derrubadas com facilidade; os motoristas podem ser lançados para fora da estrada e possivelmente capotados

F2

• Velocidade do vento: 113 - 157 mph (181 - 253 kph)
• Danos consideráveis: Árvores bem estabelecidas são facilmente arrancadas; casas móveis são dizimadas; telhados inteiros podem ser arrancados das casas; vagões de trem e caminhões de transporte são derrubados; pequenos objetos se tornam mísseis perigosos

F3

• Velocidade do vento: 158 - 206 mph (254 - 332 kph)
• Danos graves: as florestas são destruídas quando a maioria das árvores é arrancada do solo; trens inteiros são descarrilados e derrubados; paredes e telhados são arrancados de casas

F4

• Velocidade do vento: 207 - 260 mph (333 - 418 kph)
• Danos devastadores: casas e outras estruturas pequenas podem ser totalmente destruídas; automóveis são impulsionados pelo ar

F5

• Velocidade do vento: 261 - 318 mph (419 - 512 kph)
• Danos incríveis: os carros se transformam em projéteis ao serem lançados no ar; casas inteiras são completamente destruídas depois de serem arrancadas da fundação e jogadas ao longe; estruturas de concreto reforçado com aço podem ser seriamente danificadas [fonte: NOAA]

Em fevereiro de 2007, a escala Fujita foi substituída pela escala Fujita aprimorada. A nova escala "EF" é semelhante à sua antecessora. Ele classifica os tornados em seis categorias diferentes (EF0 a EF5 em vez de F0 a F5). Onde a escala EF difere, entretanto, é no número de critérios usados ​​para avaliar o nível de dano de um tornado. Primeiro, há indicadores de danos - objetos que podem ser danificados no tornado. Estes são classificados de 1 (pequenos celeiros) a 28 (árvores de madeira macia). Cada indicador de dano também pode apresentar variações graus de dano (DODs) Cada DOD corresponde a velocidades de vento estimadas.-

-Por exemplo, um motel tem 10 graus de dano, variando de janelas quebradas (3) ao colapso da maior parte do telhado (6) e destruição completa do edifício (10). Se as janelas de um motel estão quebradas, mas ele não suporta danos mais extensos, a velocidade de vento mais baixa possível estimada é de 119 km / h (119 km / h), enquanto a velocidade mais alta estimada é de 172 km / h. Os meteorologistas calculam a média dessas velocidades, o que significa que a velocidade do vento esperada é 89 mph (143 km / h). Um exame da escala EF revela que 89 mph se enquadra na categoria EF1, então o tornado é classificado como EF1. Para obter mais informações sobre a escala EF, consulte o site oficial da NOAA.

Tornados e casas explodindo

Você já ouviu falar que um tornado pode fazer sua casa explodir? Este mito particular parece crível à primeira vista. A ideia é que os tornados trazem uma queda tão grande na pressão atmosférica que quanto maior a pressão dentro de sua casa ela explodirá, a menos que você abra todas as janelas. Felizmente para os proprietários, não há verdade nisso. A menos que você more em uma nave espacial abatida, sua casa provavelmente tem ventilação suficiente para evitar uma explosão. A abertura das janelas só fará com que seja um pouco mais fácil para os detritos atingirem você enquanto a tempestade está passando.

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Mais ótimos links

• Dicas de segurança do FEMA Tornado
• Jogo online Storm Chasers da Discovery

Fontes

• Davis, T. Neil. "Artigo # 227 dos Dust Devils." Fórum de Ciências do Alasca. 2 de junho de 1978. (26 de setembro de 2008) http://www.gi.alaska.edu/ScienceForum/ASF2/227.html
• Edwards, Roger. "Perguntas frequentes sobre o Tornado Online." NOAA. 26 de maio de 2008. (2 de outubro de 2008) http://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/
• "Surpresas do SOHO incluem tornados no sol." Science Daily. 20 de abril de 1998. (26 de setembro de 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/1998/04/980430083400.htm
• Swanson, Bob e Doyle Rice. "Redemoinho de fogo irrompe durante o incêndio na Califórnia." EUA hoje. 13 de julho de 2006. (26 de setembro de 2008) http://blogs.usatoday.com/weather/2006/07/fire_whirl_erup.html
• Tarbuck, Edward e Frederick Lutgens. "Earth Science: décima primeira edição." Pearson Prentice Hall. 2006.
• "Tornado." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (26 de setembro de 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/599941/tornado
• "Tornado Science, Facts and History." Ciência Viva. (26 de setembro de 2008) -http: //www.livescience.com/environment/050322_tornado_season.html