duimnael|regs|300px|'n Tornado woed in die hartland van Oklahoma (VSA). Die tornado word sigbaar as 'n dun buis, wat vanuit die wolk tot by die grond strek. Die onderste helfte van hierdie tornado word deur 'n stofwolk omring. Die sterk winde van 'n tornado laat stof en puin ronddwarrel
Tornado's is – ondanks hul gewoonlik klein middellyne – verwoestende warrelwinde, wat gedurende die reënseisoen op die vastelande en eilande van Noord- en Sentraal-Amerika en die Karibiese See voorkom. Gewoonlik tree tornado's as donker, tregtervormige siklone (Engels: funnels) op. Hulle word dikwels deur 'n donderbui en 'n muurwolk voorafgegaan. Tornado's behoort tot die mees verwoestende storms, en alhoewel hulle dwarsoor die wêreld in gebiede voorkom waar vogtige, tropiese winde oor uitgestrekte landstreke waai, is veral die Amerikaanse Midweste, en in besonder die deelstate Oklahoma en Kansas, geneig tot tornado's.
In Suid-Afrika maak die Dullstroom-gebied in Mpumalanga, wat op 1 Augustus 2006 deur 'n tornado-agtige storm getref is, net soos die noordoostelike Vrystaat, KwaZoeloe-Natal en Transkei, deel uit van 'n vogtige en warm sone waar tornado's moontlik ontstaan.
Etimologie Die woord tornado, wat in Engels sedert die laat 17de eeu voorkom (aanvanklik as turnado en vanaf die 18de eeu in sy huidige vorm) het sy oorsprong in die Spaanse werkwoord tornar ("werwel, omdraai") en die naamwoord tronada, wat "donderstorm" beteken en met 'n afwykende spelling ontleen is. Later het die Engelse tornado ingang tot die Spaanse woordeskat gevind.DWDS Digitales Wörterbuch der deutschen Sprache: Tornado, der. Besoek op 20 Februarie 2020
In die Engelse omgangstaal het ook die term twister ingeburger geraak. In Afrikaans is daar twee sinonieme vir die Spaanse leenwoord – draaistorm en werwelstorm.Pharos Tweetalige Sakwoordeboek Afrikaans – Engels. Vyfde, hersiene uitgawe. Kaapstad: Pharos Woordeboeke 2011, bl. 962
Wetenskaplike definisie Die Duitse weerkundige, Alfred Wegener (1880–1930), het in 1917 'n tornado as 'n lugwerwel in die Aarde se atmosfeer gedefinieer, wat deur 'n klein middellyn en 'n loodregte spil waarom die wind werwel gekenmerk word. Die werwel strek deurgaans van die wolke se onderkant tot by die grond. Volgens Wegener tree tornado's steeds saam met konvektiewe bewolking (Cumulus- en Cumulonimbuswolke) op.
Die term waterhoos verwys na 'n spesiale soort tornado, wat oor 'n uitgestrekte wateroppervlak soos 'n oseaan of binnesee ontstaan.
Ontstaan duimnael|regs|250px|Voorkoms en sterkte van tornado's in die VSA. Die donker kleure dui die sogenaamde "Tornadolaan" (Tornado Alley) aan. Omtrent 75% van alle tornado's word in die VSA aangeteken. duimnael|links|180px|'n Tornado ontstaan. Sy tregter het nog nie die grond bereik nie Navorsing oor die presiese ontstaan van 'n tornado, die sogenaamde tornadogenesis, word steeds voortgesit. Alhoewel die tornadogenesis taamlik ingewikkeld is, het navorsers al daarin geslaag om baie van die voorvereistes en oorsaaklike meganismes te ontleed.
Die voorkoms van tornado's is in beginsel nie gebonde aan 'n bepaalde geografiese gebied of tyd van die jaar nie. Nogtans is daar gebiede waar tornado's as gevolg van klimatologiese besonderhede gereeld voorkom, soos die sogenaamde Tornado Alley (letterlik "Tornadolaan") in die Midweste van die Verenigde State en die Dixie Alley in die laer Mississippi-vallei.
Net soos in die geval van donderstorms is 'n laag van vogtige lug net bo-oor die grond en groot temperatuurverskille tussen die laer en hoër atmosfeer 'n voorvereiste vir die tornadogenesis. Die temperatuur begin in die hoër lae duidelik daal, terwyl die verskillende atmosferiese lae effens onstabiel raak. Lug wat opstyg en afkoel kan nog steeds warmer wees as die lug van die omgewing, sodat dit steeds vinniger gaan styg.
Die vogtige lug oor die grond lewer sodoende met die latente warmte, wat in die waterdamp gestoor is, die energie vir hierdie soort vogtigheidskonveksie op. Sodra die lug begin kondenseer, word hierdie warmte vrygestel. Die opstyging van vogtige lugmassas word deur termiese invloede (sonstrale) of dinamiese invloede (die ontmoeting van warm en koue fronte) veroorsaak. Die laasgenoemde invloede tree dikwels in die Amerikaanse Tornadolaan op, wanneer laagliggende, vogtige lugmassas van die Golf van Meksiko droë lug uit die Rotsgebergte in die Groot Vlaktes ontmoet. In hierdie gebied is daar jaarliks sowat 1 000 tornado's wat grond raak, en hier ontstaan tussen Maart en Julie sowat veertig persent van alle Noord-Amerikaanse tornado's.
Tipologie Ten opsigte van hulle genesis is daar twee tipes van tornado's, mesosiklonale en nie-mesosiklonale tornado's.
Mesosiklonale tornado's duimnael|regs|250px|'n Supersel beweeg oor Chaparral, Nieu-Meksiko (VSA).Wanneer 'n kolom opstygende lug in 'n sone met verskillende temperature en vogtigheidsgrade vorm, laat winde, wat teen verskillende hoogtes in teenoorgestelde rigtings waai, die kolom soms roteer. 'n Mesosikloon – 'n magtige kolom van 'n werwelwind – begin vorm en ontwikkel geleidelik tot 'n tornado. duimnael|links|250px|'n Tregterwolk nader die grond naby Ardmore, Oklahoma.
Die mesosikloon suig in sy omgewing warm, vogtige lug op en hewige winde (termieke) begin opstyg. Die mesosikloon begin gevaarlik word sodra koue, dalende lugstromings die toevoer van bodemwinde afsny. Die roterende lugmassa begin krimp en versnel. Hoe nouer die tregter word, hoe sneller begin die tornado draai.
Die mesosikloon word deur 'n sogenaamde supersel omring, 'n magtige, laagliggende donderstorm met eweneens sterk termieke (opstygende winde). Superselle kan wydtes van tussen vyftien en dertig kilometer en hoogtes van tot by agtien kilometer bereik. Die superselle oor die Groot Vlaktes het soms selfs 'n middellyn van vyftig kilometer. Daarnaas word superselle deur hulle langlewendheid gekenmerk (dit duur soms ure voordat hulle weer ontbind), asook groot haelstene, stortreën en valwinde met snelhede van meer as 200 kilometer per uur. Dikwels begin die roterende wolkebasis daal voordat die tornado ontstaan en 'n sogenaamde muurwolk word sigbaar.
Slegs een persent van alle donderstorms in Noord-Amerika verander tot 'n supersel en net tussen tien en twintig persent van alle superselle ontwikkel ook tornado's. Die tornado is hierby net 'n klein aanhangsel van die supersel – maar desondanks sy gevaarlikste verskynsel. Sommige tornado's is baie dun en bly net enkele sekondes stabiel, terwyl ander ure lank woed en geweldige verwoesting aanrig.
Nie-mesosiklonale tornado's Daar is ook 'n meganisme wat tornado's sonder die aanwesigheid van mesosiklone laat ontstaan. Horisontale skeerwinde wat digby die grond waai, ontbind soms en verander tot 'n aantal werwelwinde met 'n vertikale spil. 'n Donderwolk net bo-oor die werwels begin hulle met sy vogtige termiek strek en laat hulle sodoende in hewigheid toeneem.
Hierdie proses gebeur in 'n omgewing met andersins matige winde en 'n gepaardgaande sterk vertikale daling in temperature in die lae atmosfeer. In teenstelling met die mesosiklone is die rotasie hier min of meer beperk tot die wolkebasis. Tornado's van hierdie soort is gewoonlik swakker en sluit die meeste waterhose in.
Kenmerke
Grootte en vorm duimnael|regs|250px|Hierdie sogenaamde wig-tornado naby Binger (Oklahoma) strek oor meer as 1,6 km. Op 'n vroeë stadium is 'n tornado aanvanklik byna onsigbaar. Sodra die lugdruk in sy binneste begin daal en waterdamp as gevolg van afkoeling kondenseer of die tornado begin het om stof, puin, water of ander materie te laat rond dwarrel, word die werwelwind raakgesien en as 'n tregterwolk waargeneem. 'n Deurgaande kondensasie van waterdamp wat van die wolk tot by die grond strek, tree egter nie altyd op nie. Dit maak ook nie saak of die tornado sigbaar word nie (sommige tornado's skuil byvoorbeeld agter stof of reën) – die belangrikste kriterium is dat die lugwerwel grond raak. Sodra daar net onder 'n tregterwolk enige tipiese uitwerkings soos windskade waargeneem kan word, is daar sprake van 'n tornado.
Tornado's tree in veelvuldige vorme op, wat van 'n dun, buisagtige voorkoms tot 'n min of meer wye tregter, wat na bowe toe verbreed, kan wissel. Die middellyn van 'n tornado bereik tussen enkele en 500 meter, soms selfs meer as een kilometer. In die geval van 'n groot middellyn tree dikwels verskeie werwels op, wat om 'n gemeenskaplike sentrum roteer – hierdie verskynsel staan bekend as multivorteks-tornado.
Klassifikasie en uitwerkings duimnael|regs|250px|'n Voorbeeld van die skade wat 'n F3-tornado in die VSA berokken het. duimnael|regs|250px|Bronne van infraklank in 'n tornado Die mees gebruiklike sisteem van klassifikasie is die sogenaamde Fujita-skaal, wat tornado's volgens windspoed definieer. Aangesien presiese metings van windspoed nie moontlik is nie, word die sterkte van 'n tornado volgens die skade wat hy berokken het, beraam. Die skaal bestaan uit verskillende vlakke, wat van ligte windskade tot absolute verwoesting van geboue strek. Tot dusver is tornado's met sterktes tussen F0 en F5 gemeet; om energetiese redes plaas fisiese beramings 'n bogrens van F6 op die intensiteit van tornado's.
Aangesien Amerikaanse geboue dikwels minder massief is as byvoorbeeld Europese huise, gebruik Europese navorsers dikwels ander skale soos die TORRO-skaal.
Deskundiges het vroeër aangeneem dat die onderdruk in die binneste van 'n tornadowerwel, wat tot by 100 hPa kan beloop, geboue feitlik laat ontplof. Hierdie hipotese word nou verwerp. Die hoofoorsake van tornadoskade is die dinamiese winddruk en by windsnelhede van meer as 300 kilometer per uur ook puin en wrakstukke wat as gevolg van die wind rondwarrel. Tornado's hou ook gevare vir die lugvaart in. Op 6 Oktober 1981 is 'n Fokker F-28-passasiersvliegtuig van die Nederlandse maatskappy, KLM Cityhopper, deur die lugwerwels van 'n tornado geraak. Die regte vlerk van die F-28 het afgebreek en die vliegtuig het neergestort. Sewentien mense is gedood.
Geluid en seismologie Die geluide van 'n tornado strek oor 'n groot bandwydte van die akoestiese spektrum, en hulle word deur 'n groot verskeidenheid meganismes veroorsaak. Verskillende geluide van tornado's is reeds waargeneem en het oorgetuies aan bekende klanke soos 'n loeiende windgeraas herinner. Die meeste mense het dit met 'n vragtrein, stroomversnellings of watervalle vergelyk, soms ook met 'n stralerenjin wat uit die verte waargeneem word of met 'n kombinasie van hierdie geluide. Baie tornado's kan egter oor 'n groter afstand nie meer akoesties waargeneem word nie; die aard en die snelheid waarmee die klank voortgeplant word hang af van die atmosferiese toestande en die topografie.
Die winde van 'n tornado se draaikolk asook die interaksie tussen die lugstroming, die grond en die puin wat meegesleep word dra almal by tot die geraas van 'n tornado. Tregterwolke en kleiner tornado's se kenmerkende geluide is 'n soort gefluit, gehuil, gebrom of die gesoem van 'n reuseswerm bye of elektrisiteit, of meer of minder harmonies, terwyl talle tornado's ook deur 'n voortlopende, diep gedreun of 'n onreëlmatige geraas gekenmerk is.Abdullah, Abdul Jabber: The "Musical" Sound Emitted by a Tornado. In: Monthly Weather Review, uitgegee deur die American Meteorological Society, jaargang 94, nommer 4 (April 1966), bl. 213-220. Aanlyn beskikbaar: allenpress.com
Dit is egter belangrik om te weet dat baie tornado's eers akoesties waargeneem kan word sodra hulle reeds digby gekom het – die geraas kan dus nie as 'n waarskuwing teen 'n tornado dien wat nader trek nie. Daarnaas is die tipiese geluid nie tot tornado's beperk nie; dikwels veroorsaak sterk winde of swaar donder 'n soortgelyke gedreun.Hoadley, David K.: Tornado Sound Experiences. In: Stormtrack, jaargang 6, nommer 3 (Maart 1983), bl. 5-9. Aanlyn beskikbaar: