Hoe ontstaat een tornado?













Men schat dat er elke dag wereldwijd wel 40.000 onweersbuien voorkomen. Dit vertaalt zich in een verbazend aantal van 14,6 miljoen keer per jaar dat onweersbuien voorkomen. In de Verenigde Staten komen onweersbuien in grote aantallen voor waaruit tornado's kunnen ontstaan. Hieronder worden alle voorwaarden beschreven die tot een tornado kunnen leiden en de gevolgen.
 

Jaarlijks aantal onweersbuien in de Verenigde Staten Uit: Koehler, Thomas L., 2019: Cloud-to-Ground Lightning Flash Density en Thunderstorm
Day-distributies over de aangrenzende Verenigde Staten Afgeleid van NLDN-metingen: 1993-2018.
Wordt beoordeeld bij Monthly Weather Review.
 
De bovenstaande afbeelding toont het gemiddelde aantal onweersdagen per jaar in de Verenigde Staten (de afbeelding definieert een dag met onweersbuien als twee bliksemflitsen binnen een straal van 18,5 km.  De meest voorkomende gebeurtenis is in de zuidoostelijke staten, met Florida met het hoogste aantal 'donder'-dagen (80 tot 105+ dagen per jaar). Het is in dit deel van het land dat warme, vochtige lucht uit de Golf van Mexico en de Atlantische Oceaan (die we later zullen zien, noodzakelijke ingrediënten zijn voor de ontwikkeling van onweer) het gemakkelijkst beschikbaar
is om de ontwikkeling van onweer te stimuleren
 
 
De noodzakelijke ingrediënten voor het ontstaan van een onweersbui
 
Alle onweersbuien hebben drie ingrediënten nodig voor hun vorming:
1: vochtige lucht.
2: Instabiliteit.
3: opstijgende lucht. 
 
Bronnen van vocht
Typische vochtbron voor onweer zijn de oceanen. De watertemperatuur speelt echter een grote rol in de hoeveelheid vocht die aan de atmosfeer wordt toegevoegd.  Dit gebeurt in
het gedeelte van de oceaan waar het warme oceaan water langs de oostkust stroomt of waar het koude oceaan water langs de westkust stroomt. De verdamping is hoger in de warme oceaan stroming en daarom komt er meer de vocht in de atmosfeer dan bij koude zeestromingen op dezelfde breedtegraad.
 
Omdat er in het zuidoosten van de VS het warme water van de Atlantische Oceaan en de Golf van Mexico samen het koele land op stroomt, dit verklaard waarom er veel meer
regen in deze regio valt dan in vergelijkbare gebieden met dezelfde breedtegraad zoals in Zuid-Californië.
 
Sources of moisture in the contential U.S.
De oceanen zijn de vochtbronnen voor de ÙSA 
 
Instabiliteit
Lucht wordt als onstabiel beschouwd als het blijft stijgen als het een duwtje naar boven krijgt (of blijft zinken als het een duwtje naar beneden krijgt). Een onstabiele luchtmassa wordt gekenmerkt door warme vochtige lucht nabij het oppervlak en koude droge lucht daarboven.
 
Instability   In deze situaties, als een luchtbel of luchtpakket omhoog wordt geduwd, zal deze vanzelf blijven stijgen.
Terwijl dit pakketje stijgt, koelt het af en een deel van de waterdamp condenseert en vormt de bekende hoge cumulonimbuswolk die de onweersbui is.
Bronnen van lift (opwaartse beweging)
Om een onweersbui te laten ontstaan, moet er meestal een mechanisme zijn dat de opwaartse beweging initieert, iets dat de lucht een duwtje naar boven geeft. Deze opwaartse beweging is een direct gevolg van de luchtdichtheid.
 
Een deel van de opwarming van het aardoppervlak door de zon wordt overgedragen aan de lucht, die op zijn beurt verschillende luchtdichtheden creëert. De neiging van lucht om te stijgen neemt toe met afnemende dichtheid. Dit verschil in luchtdichtheid is de belangrijkste bron voor lift en wordt bereikt door verschillende methoden.
 
Differentiële verwarming
 De opwarming van het aardoppervlak door de zon is niet uniform. Een grasveld zal bijvoorbeeld langzamer opwarmen dan een verharde straat.
Een watermassa zal langzamer opwarmen dan de nabijgelegen landmassa.Dit zal twee aangrenzende gebieden creëren waar de lucht van verschillende dichtheden is. De koelere lucht zakt naar beneden, door de zwaartekracht naar het oppervlak getrokken, waardoor de warmere,
minder dichte lucht omhoog wordt geperst, waardoor thermiek ontstaat.
 
Fronten, droge lijnen en uitstroomgrenzen
 Fronten zijn de grens tussen twee luchtmassa's met verschillende temperaturen en dus verschillende luchtdichtheden. De koudere, dichtere lucht achter de voorste lift warmer, minder dichte lucht abrupt. Als de lucht vochtig is, vormen zich vaak onweersbuien langs het koufront. 
 
Dry Lines vormen de grens tussen twee luchtmassa's met een verschillend vochtgehalte en scheiden warme, vochtige lucht van hete, droge lucht. Vochtige lucht is minder dicht dan droge lucht. Droge lijnen werken daarom op dezelfde manier als fronten, omdat de vochtige, minder dichte lucht omhoog en over de drogere, dichtere lucht wordt getild. 
 
De luchttemperatuur achter een drooglijn is vaak veel hoger door het gebrek aan vocht. Dat alleen al zal de lucht minder dicht maken, maar de vochtige lucht voor de drooglijn heeft een nog lagere dichtheid waardoor deze meer drijfvermogen heeft. Het eindresultaat is dat de lucht langs de droge lijn wordt opgetild en onweersbuien vormt. Dit is gebruikelijk in de vlaktes in het voorjaar en de vroege zomer. 
 
Clouds covering mountain peak as air is forced up due to terrain
Wolken die de bergtop bedekken terwijl de lucht door het terrein omhoog wordt geduwd.
Uitstroomgrenzen zijn het resultaat van de stroom koude lucht als een onweersbui boven het hoofd beweegt. De regengekoelde dichtere lucht fungeert als een "minikoud front", een uitstroomgrens genoemd. Net als fronten, heft deze grens warme vochtige lucht op en kan nieuwe onweersbuien veroorzaken. 
Terrein
Als lucht een berg tegenkomt, wordt deze door het terrein omhoog geduwd. Upslope-onweersbuien komen in de zomer veel voor in de Rocky Mountain West.
 
De levenscyclus van een onweersbui  
 
Cumulus
     
Het eerste stadium begint een cumulus wolk vertikaal te groeien en kan wel een hoogte bereiken van 6 kilometer. De lucht in de wolk wordt gedomineerd door sterke opwaartse luchtstroom met enkele turbulente wervelingen langs de randen. 

 
 
Cumulus Congentus
     
In het tweede stadium groeit de wolk verder en bereikt vaak een hoogte van 12 tot 18 km. Sterke opwaartse en neerwaartse bewegingen bestaan naast elkaar. Dit is de gevaarlijkste fase waarin tornado's, grote hagel, schadelijke windstotenen plotselinge overstromingen kunnen optreden.
 
 
Cumulonimbus
     
De neerwaartse beweging snijdt de opwaartse luchtstroom af. De storm krijgt niet langer warme, vochtige lucht om zichzelf te onderhouden en verdwijnt daarom. Lichte regen en zwakke uitstroomwinden kunnen in deze fase een tijdje aanhouden, voordat het  aambeeldbovenkant oplost.
 
 
   
 
De verschillende typen onweersbuien   
 
 De gewone Cell
Zoals de naam al aangeeft, is er maar één cel met dit soort onweer. Ook wel een "puls" onweer genoemd, de gewone cel bestaat uit een eenmalige opwaartse luchtstroom en een eenmalige neerwaartse beweging. In de torenhoge cumulus-fase zal de stijgende opwaartse luchtstroom groeiende regendruppels opschorten tot het punt waarop het gewicht van het water groter is dan
wat kan worden ondersteund.
 
Op dat punt begint de luchtweerstand van de vallende druppels de opwaartse luchtstroom te verminderen en op zijn beurt meer regendruppels te laten vallen. In feite verandert de vallende regen de opwaartse luchtstroom in een neerwaartse beweging. Nu de regen terugvalt in de opwaartse luchtstroom, wordt de toevoer van vochtige opstijgende lucht afgesneden
en is de levensduur van het eencellige onweer kort.

Ze zijn van korte duur en hoewel hagel en windvlagen kunnen ontstaan, zijn deze voorvallen doorgaans niet ernstig. Als de atmosferische omstandigheden echter  goed zijn en de gewone cel sterk genoeg is, bestaat de mogelijkheid dat er meer dan één cel wordt gevormd, waaronder microstormwinden (gewoonlijk minder dan 112 km / u) en zwakke tornado's. 
 
Cluster met meerdere cellen 
Hoewel er tijden zijn dat een onweersbui bestaat uit slechts één gewone cel die zijn levenscyclus doorloopt en verdwijnt zonder extra nieuwe celvorming, vormen onweersbuien zich vaak in clusters met talrijke cellen in verschillende ontwikkelingsstadia, die samenvloeien. 

Terwijl elke individuele onweersbui cel, in een meercellige cluster, zich gedraagt als een enkele cel, zijn de heersende atmosferische omstandigheden zodanig dat wanneer de eerste cel rijpt, deze stroomafwaarts wordt gedragen door de bovenste windsnelheden met een nieuwe cel die zich boven de wind vormt van de vorige cel om zijn plaats in te nemen.

De snelheid waarmee het hele cluster van onweersbuien stroomafwaarts beweegt, kan een enorm verschil maken in de hoeveelheid regen die een plaats ontvangt. Het komt vaak voor dat de individuele cel stroomafwaarts beweegt, maar dat er
zich cellen aan de bovenwindse kant van het cluster vormen en direct over het pad van de vorige cel bewegen.

De term voor dit type patroon wanneer het door de radar wordt bekeken, is "trainingsecho's". Trainingsonweersbuien produceren enorme regenval over relatief kleine gebieden,
wat leidt tot plotselinge overstromingen.

Soms zijn de atmosferische omstandigheden zodanig dat de groei van nieuwe cellen behoorlijk krachtig is. Ze vormen zo snel dat elke nieuwe cel zich steeds verder stroomopwaarts ontwikkelt, waardoor het lijkt alsof de onweersbui stilstaat
of achteruit beweegt, tegen de wind op het hoogste niveau in.

In zeer kleine gebieden kunnen enorme hoeveelheden regen worden geproduceerd door onweersbuien op te bouwen. In 1972 viel 380 mm in zes uur tijd boven delen van Rapid City, SD als gevolg van stormen
 
 
Multicell thunderstorm   Leading edge of a squall line
 
Squall line thunderstorm
 
Meercellige buienlijn
Soms vormen onweersbuien in een lijn die zich zijwaarts over honderden kilometers kan uitstrekken.uienlijnen" kunnen vele uren aanhouden en schadelijke wind en hagel veroorzaken.
 
Opwaartse luchtstromen, en dus nieuwe cellen, vormen zich voortdurend aan de voorkant van het systeem met regen en hagel erachter.
Individuele opwaartse en neerwaartse onweersbuien langs de lijn kunnen behoorlijk sterk worden, wat resulteert in afleveringen van grote hagel en sterke uitstroomwinden die snel voor het systeem bewegen. Terwijl tornado's zich af en toe vormen op de voorrand van rukwinden, veroorzaken
ze voornamelijk windschade.
 
Dit is schade als gevolg van de kracht van de wind naar beneden door een horizontaal onweer dat zich horizontaal verspreidt terwijl het het aardoppervlak bereikt. Langlevende sterke buienlijnen genoemd naar "derechos" (Spaans voor 'recht'). Derecho's kunnen vele honderden kilometers afleggen en kunnen aanzienlijke wijdverspreide schade aanrichten door wind en hagel.
 
Langs de voorrand van de buienlijn bevindt zich vaak een laaghangende boog van bewolking, de plankwolk genaamd. Dit uiterlijk is het resultaat van de door regen gekoelde lucht die zich van onder de buienlijn verspreidt en fungeert als een mini-koufront. De koelere, dichte lucht dwingt de
warmere, minder dichte lucht omhoog.
De snel opstijgende lucht koelt en condenseert waardoor de plankwolk ontstaat 
 
Supercell onweersbuien  
Supercell-onweersbuien zijn een speciaal soort eencellige onweersbui die vele uren kan aanhouden. 
 
Ze zijn verantwoordelijk voor bijna alle belangrijke tornado's die in de VS worden geproduceerd en
voor de meeste hagelstenen die groter zijn dan de grootte van een golfbal. Van supercellen is ook bekend dat ze extreme winden en plotselinge overstromingen veroorzaken. 
 
Supercells zijn sterk georganiseerde stormen die worden gekenmerkt door opwaartse stromingen die snelheden kunnen bereiken van meer dan 160 km/u en die gigantische hagel kunnen produceren met sterke of zelfs gewelddadige tornado's.

Neerwaartse stromingen die door deze stormen worden geproduceerd, kunnen neerwaartse uitbarstingen/uitstroomwinden van meer dan 160 km/u veroorzaken, wat een grote bedreiging vormt voor mensenlevens en eigendommen. 
  Classic supercell
 
De meest ideale omstandigheden voor supercellen doen zich voor wanneer de wind draait of met de klok mee draait met de hoogte. In een situatie met draaiende wind kunnen de winden bijvoorbeeld uit het zuiden komen aan de oppervlakte en uit het westen op 15.000 voet (4.500 meter).
Deze verandering in windsnelheid en -richting produceert rotatie op stormschaal, wat betekent dat de hele wolk roteert, wat een gestreept of kurkentrekkerachtig uiterlijk kan geven aan de opwaartse luchtstroom van de storm. 
 
De ideale LP supercel  
 
De ideale LP supercel   
  Wall cloud
 
Dynamisch zijn alle supercellen fundamenteel vergelijkbaar. Ze zien er echter vaak visueel heel verschillend uit van de ene storm tot de andere, afhankelijk van de hoeveelheid neerslag die de storm vergezelt en of de neerslag naast of wordt verwijderd uit de opwaartse stroming van de storm.
 
Op basis van hun uiterlijk worden supercellen vaak verdeeld in drie groepen:
 
- Achterste Flank Supercell - Weinig neerslag (LP),
- Classic (CL), of
- Voorzijde Flank Supercell - Veel neerslag (HP).
 
In supercells met weinig neerslag bevindt de opwaartse luchtstroom zich op de achterflank van de storm en geeft de wolk een kapperspaal of kurkentrekker-uiterlijk. Neerslag is schaars of goed verwijderd uit de opwaartse luchtstroom en/of is vaak transparant. Ook is grote hagel vaak moeilijk visueel waar te nemen. Met het gebrek aan neerslag, geen "haak" gezien op Doppler-radar.
 
De meeste supercellen vallen in de categorie "klassiek". De klassieke supercel heeft een grote, platte opwaartse luchtstroom met strepen of strepen rond de omtrek van de opwaartse luchtstroom. Zware neerslag valt naast de opwaartse stroming met grote hagel waarschijnlijk en heeft het potentieel voor sterke, langlevende tornado's. 
Supercellen met hoge neerslag:
- de opwaartse luchtstroom op de voorflank van de storm
- neerslag die soms bijna de opwaartse luchtstroom omringt
- de waarschijnlijkheid van een muurwolk (maar deze kan worden verduisterd door de zware neerslag)
- tornado's die mogelijk door regen worden omhuld (en daarom moeilijk te zien), en
- extreem zware neerslag met plotselinge overstromingen.
 
Onder de supercel is vaak ook de rotatie van de storm zichtbaar. Het is zichtbaar als een neergelaten, roterende wolk, een muurwolk genaamd,
die zich vormt onder de regenvrije basis en / of onder de opwaartse stroming van de hoofdstormtoren. Muurwolken bevinden zich vaak op de achterflank van de neerslag. 
 
De muurwolk is soms een voorbode van een tornado. Als zich een tornado zou vormen, zou deze dat meestal binnen de muurwolk doen.
Bij sommige stormen, zoals supercellen met veel neerslag, kan het muurbewolkingsgebied worden verduisterd door neerslag of zich op de voorste flank van de storm bevinden.
Muurwolken in verband met mogelijk zware stormen:
- Die langer dan 10 minuten aanhouden
- Zorg voor zichtbare rotatie
- Met veel stijgende of dalende bewegingen binnen en rond de muurwolk
 
Gevaren tijdens onweersbuien - Hagelstenen  
 
Hagel is neerslag die wordt gevormd wanneer opwaartse stromingen in onweersbuien regendruppels omhoog voeren naar extreem koude delen van de atmosfeer. Hagel kan vliegtuigen, huizen en auto's beschadigen en kan dodelijk zijn voor vee en mensen. Een van de mensen die omkwamen tijdens de tornado van 28 maart 2000 in Fort Worth, kwam om het leven toen het werd getroffen door hagel ter grootte van een grapefruit. 
 
Terwijl Florida de meeste onweersbuien heeft, hebben New Mexico, Colorado en Wyoming meestal de meeste hagelbuien. Waarom? Het vriesniveau in de onweersbuien in Florida is zo hoog dat de hagel vaak smelt voordat hij de grond bereikt. 
 
Hagelstenen groeien door botsing met onderkoelde waterdruppels. (Onderkoelde druppels zijn vloeibare druppels omgeven door lucht die onder het vriespunt is, wat vaak voorkomt bij onweersbuien.) Er zijn twee methoden waarmee de hagelsteen groeit, natte groei en droge groei, en die de "gelaagde look" van hagel produceren. 
 
Bij natte groei bevindt de hagelsteenkern (een klein stukje ijs) zich in een gebied waar de luchttemperatuur onder het vriespunt is, maar niet superkoud. Bij een botsing met een onderkoelde druppel bevriest het water niet onmiddellijk rond de kern. Dezelfde doorsnede als voorheen,
maar met een geïdealiseerd pad van hagel in de wolk.  In plaats daarvan verspreidt vloeibaar water zich over tuimelende hagelstenen en bevriest
het langzaam. Omdat het proces langzaam gaat, kunnen luchtbellen ontsnappen, wat resulteert in een laag helder ijs.
 
Bij droge groei is de luchttemperatuur ver onder het vriespunt en bevriest de waterdruppel onmiddellijk wanneer deze tegen de kern botst.
De luchtbellen worden op hun plaats "bevroren", waardoor troebel ijs achterblijft. Sterke opwaartse stromingen creëren een regenvrij gebied in supercell onweersbuien. Meteorologen noemen dit gebied een WER wat staat voor "weak echo region".
 
Cross-section of a supercell thunderstorm
Sterke opwaartse luchtstromen creëren een regenvrij onef onder de voorrand van een supercel.
 
Same cross-section as above showing path of hail within cloud
Dezelfde doorsnede als hiervoor, maar met een geïdealiseerd pad van hagel binnen de wolk.
 
Hagelsteen
afmeting
Diameter Stijgsnelheid
in. cm. mph km/h
bb < 1/4 < 0.64 < 24 < 39
Pea  1/4 0.64 24 39
marble 1/2 1.3 35 56
dime 7/10 1.8 38 61
penny 3/4 1.9 40 64
nickel 7/8 2.2 46 74
quarter 1 2.5 49 79
half dollar 1 1/4 3.2 54 87
walnut 1 1/2 3.8 60 97
golf ball 1 3/4 4.4 64 103
hen egg 2 5.1 69 111
tennis ball 2 1/2 6.4 77 124
baseball 2 3/4 7.0 81 130
tea cup 3 7.6 84 135
grapefruit 4 10.1 98 158
softball 4 1/2 11.4 103 166
 
Deze term, WER, komt van een schijnbaar regenvrij gebied van een onweersbui die aan één kant EN daarboven wordt begrensd door zeer intense neerslag die wordt aangegeven door een sterke echo op de radar.  Dit regenvrije gebied wordt geproduceerd door de opwaartse stroming en zorgt ervoor dat regen en hagel omhoog worden geduwd en de sterke radarecho wordt geproduceerd.
 
1: De hagelkern, ondersteund door de opwaartse luchtstroom, wordt omhoog
    gedragen door de opwaartse luchtstroom en begint groter te worden als deze
    botst met onderkoelde regendruppels en andere kleine stukjes hagel.
 
2: Soms wordt de hagelsteen uit de opwaartse luchtstroom geblazen en vallen
     naar de aarde.
 
3: Als de opwaartse luchtstroom sterk genoeg is, zal het de hagelsteen terug in de
    wolk komen, waar het opnieuw in botsing komt met water en hagel en groeit.

    Dit proces kan meerdere keren worden herhaald.
 
4: In alle gevallen, wanneer de hagelsteen niet langer kan worden ondersteund door
    de opwaartse luchtstroom,  valt hij op de aarde.
Hoe sterker de opwaartse
    luchtstroom, hoe groter de hagelstenen die door het onweer kunnen worden
    geproduceerd.
 
Meercellige onweersbuien veroorzaken veel hagelstormen, maar meestal niet de grootste hagelstenen. De reden hiervoor is dat de volwassen fase in de levenscyclus van de multicel relatief kort is, wat de tijd voor groei verkort.
 
De aanhoudende opwaartse luchtstroom in supercel onweersbuien ondersteunt
echter grote hagelvorming door de hagelstenen herhaaldelijk in de zeer koude lucht
op de top van de onweerswolk te heffen.
 
Hoe sterker de opwaartse luchtstroom, hoe groter de hagelsteen kan worden. In alle gevallen valt de hagel wanneer de opwaartse luchtstroom van het onweer het gewicht van het ijs niet langer kan dragen.
 
Hoe sterk moet de opwaartse luchtstroom zijn voor de verschillende maten hagel?
De tabel (links) geeft de geschatte snelheid voor elke maat.
 
Schade veroorzaakt door wind
 
Schadelijke wind door onweersbuien komt veel vaker voor dan schade door tornado's. In feite verwarren velen schade die wordt veroorzaakt door "rechte" winden en schrijven deze vaak ten onrechte toe aan tornado's. De bron van schadelijke winden is goed bekend en begint met de neerwaartse beweging. Terwijl de lucht opstijgt, zal deze afkoelen tot het punt van condensatie waar waterdamp kleine waterdruppeltjes vormt,
die de cumuluswolk omvatten.

Nabij het midden van de opwaartse luchtstroom beginnen de deeltjes te botsen en coalescentie vormen grotere druppeltjes. Dit gaat door totdat de opstijgende lucht de steeds groter wordende waterdruppels niet langer kan dragen. Zodra de regendruppels beginnen te vallen, zorgt wrijving ervoor dat de opstijgende lucht naar het oppervlak zelf begint te vallen. Ook zal een deel van de vallende regen verdampen. Door verdamping wordt warmte-energie uit de atmosfeer verwijderd en wordt de lucht gekoeld die bij de neerslag hoort.

Door de afkoeling neemt de dichtheid van de lucht toe waardoor deze naar de aarde zakt. De neerwaartse beweging betekent ook het einde van de convectie met het onweer en de daaropvolgende afname. Wanneer deze dichte geregend gekoelde lucht het oppervlak bereikt, verspreidt het zich horizontaal, waarbij de voorste rand van de koele lucht een windvlaag vormt. Het windvlaagfront markeert de grens van een sterke temperatuur daling en toename van de windsnelheid. Het windvlaagfront kan dienen als hefpunt voor de ontwikkeling van nieuwe onweerscellen of de toevoer van vochtige instabiele lucht voor oudere cellen afsnijden.

Downbursts worden gedefinieerd als sterke wind geproduceerd door een neerwaartse beweging over een horizontaal gebied tot 10 kilometer. Downbursts worden verder onderverdeeld in microbursts en macrobursts. 
 
Microburst en Macrobursts 
Een microburst is een kleine downburst met een uitstroom van minder dan 4 kilometer in horizontale diameter en duurt slechts 2-5 minuten. Ondanks hun kleine formaat kunnen microbursts destructieve winden produceren tot 270 km/u . Ze creëren ook gevaarlijke omstandigheden voor piloten en zijn verantwoordelijk geweest voor verschillende rampen. Bijvoorbeeld,
 
1: Als vliegtuigen afdalen (boven) naar de luchthaven, volgen ze een
    beeldlijn genaamd de glijhelling (ononderbroken lichtblauwe lijn)
    naar de startbaan.
2: Bij het ingaan van de microburst, ontmoet het vliegtuig een
    tegenwind, een toename van de windsnelheid boven het vliegtuig.
    De sterkere wind zorgt voor extra lift waardoor het vliegtuig boven
    het glijpad uitkomt. Om het vliegtuig naar de juiste positie terug te
    brengen, verlaagt de piloot het gaspedaal om de snelheid van het
    vliegtuig te verlagen, waardoor het vliegtuig daalt.
3: Terwijl het vliegtuig doorvliegt naar de andere kant van de
    microburst, verschuift de windrichting en is nu een "rugwind" zoals
    die van achter het vliegtuig is. Dit vermindert de wind over de vleugel
    en vermindert de lift. Het vliegtuig zakt onder het glijpad.
  Downbursts and Aircraft
 
4: De "rugwind" blijft echter sterk en zelfs als de piloot vol gas geeft en probeert de lift weer op te voeren, kan er weinig of geen ruimte zijn om te
     herstellen van de snelle daling waardoor het vliegtuig vlak voor de landingsbaan crasht.
 
Sinds de ontdekking van dit effect in het begin tot het midden van de jaren tachtig, zijn piloten nu getraind om deze gebeurtenis te herkennen en passende maatregelen te nemen om ongevallen te voorkomen. Ook zijn veel luchthavens nu uitgerust met apparatuur om microbursts te
detecteren en vliegtuigen te waarschuwen voor hun optreden.
 
Een macroburst is groter dan een microburst met een horizontale omvang van meer dan 4 km in diameter. Een macroburst is ook niet zo sterk als een microburst, maar kan nog steeds winden produceren tot wel 130 mph (210 km/h). Schadelijke winden duren over het algemeen langer,
van 5 tot 20 minuten, en veroorzaken tornado-achtige schade tot een EF-3-schaal.
 
In natte, vochtige omgevingen, macrobursts en microbursts gaan gepaard met hevige regenval op de grond. Als de storm zich echter in een relatief droge omgeving vormt, kan de regen verdampen voordat deze de grond bereikt en zullen deze regenbuien zonder neerslag zijn, ook wel droge microbursts genoemd.
 
In het zuidwesten van de woestijn komen stofstormen vrij vaak voor als gevolg van downbursts. De stad Phoenix, Arizona heeft elke zomer doorgaans 1-3 stofstormen vanwege de koelere, dichte lucht die zich verspreidt door onweersbuien. Op 5 juli 2011 resulteerde een enorme stofstorm in wijdverspreide gebieden met nul of bijna nul zichtbaarheid in Phoenix. De wind die deze storm veroorzaakte, werd gegenereerd door downbursts van onweersbuien met windsnelheden tot 70 mph (110 km / h).
 
Hitte Uitbarstingen
Droge downbursts zijn verantwoordelijk voor een zeldzame weersgebeurtenis genaamd "Heat Bursts". Warmte-uitbarstingen treden meestal 's nachts op, worden geassocieerd met afnemende onweersbuien en worden gekenmerkt door vlagerige en soms schadelijke winden gecombineerd met een sterke temperatuurstijging en een scherpe daling van het dauwpunt (vochtigheid).
 
Het proces van het creëren van een droge microburst begint hoger in de atmosfeer voor hitte-uitbarstingen. Tijdens het verdampingsproces vormt zich een zak met koele lucht in de lucht, zoals bij elke downburst. Maar als de neerslag valt, verdampt het voordat het de grond bereikt. De koele, dichte lucht zakt door de zwaartekracht, maar aangezien er geen regendruppels zijn om warmte op te nemen, wordt de lucht door compressie opgewarmd.
 
Het kan zelfs behoorlijk heet en erg droog worden. De temperaturen stijgen over het algemeen in een paar minuten met 10 tot 20 graden en het is bekend dat ze stijgen tot meer dan 120 ° F (49 ° C) en enkele uren op hun plaats blijven voordat ze weer normaal worden. Een dergelijke hitte-uitbarsting vond plaats in Wichita, KS op 9 juni 2011.
 
 
Derechos
Als de atmosferische omstandigheden juist zijn, kunnen wijdverbreide en langdurige stormen ontstaan, in combinatie met een reeks snel bewegende buien of onweersbuien. Het woord "derecho" is van Spaanse oorsprong en betekent rechtdoor. Een derecho bestaat uit een "familie van downburst-clusters" en moet per definitie minimaal 240 mijl lang zijn. Meer informatie over derecho's.
 
Gevaren tijdens onweersbuien - Tornados 
 
Een tornado is een gewelddadig roterende (meestal tegen de klok in op het noordelijk halfrond) luchtkolom die neerdaalt uit een onweersbui en in contact komt met de grond. Hoewel tornado's meestal van korte duur zijn en slechts een paar minuten duren, kunnen ze soms meer dan een uur duren en meerdere kilometers afleggen met aanzienlijke schade als gevolg. Tornado's en bliksem zijn het meest gevaarlijke aspecten van onweersbuien. In een gemiddeld jaar zullen ongeveer 1300 tornado's de Verenigde Staten treffen. De piek van het tornadoseizoen is van april tot juni, met meer tornado's die de centrale Verenigde Staten treffen dan op enige andere plaats ter wereld. Dit deel van het land heeft de bijnaam Tornado-Alley gekregen.
 

Jaarlijks gemiddeld aantal tornado's per staat (1985-2014).
 
Windschering
De meeste tornado's komen voort uit supercell onweersbuien. Supercell-onweersbuien worden gekenmerkt door een aanhoudende roterende opwaartse stroming en vormen zich in omgevingen met sterke verticale windschering. Windschering is de verandering in windsnelheid en/of richting met de hoogte.
 
Directionele windschering is de verandering in windrichting met hoogte. In de onderstaande afbeelding kijkt het uitzicht naar het noorden. De wind aan de oppervlakte waait uit het zuidoosten tot het noordwesten. Naarmate de hoogte toeneemt, buigt de richting (verandert van richting in een beweging met de klok mee) naar het zuiden, dan naar het zuidwesten en ten slotte naar het westen.
 
Speed ​​shear is de verandering in windsnelheid met hoogte. In de onderstaande afbeelding neemt de wind toe met de hoogte. Dit heeft de neiging om een ​​rollend effect op de atmosfeer te creëren en wordt verondersteld een sleutelcomponent te zijn bij de vorming van mesocyclonen die tot tornado's kunnen leiden. Sterke verticale afschuiving is de combinatie van een gerichte afschuiving en een sterke snelheidsafschuiving en is de toestand die supercellen het meest ondersteunt.
 
Directional Shear - Windrichting verandert met de hoogte
 
Speed Shear - Windsnelheid verandert met de hoogte.
 
The updraft lifts the rotating column 
 
View of mesocyclone from the top 
 
De opwaartse luchtstroom tilt de roterende luchtkolom op die wordt gecreëerd door de speed shear. Dit levert twee verschillende rotaties op voor
de supercel; cyclonale of linksdraaiende rotatie en een anticyclonale rotatie met de klok mee. De directionele afschuiving versterkt de cyclonische rotatie en vermindert de anti-cyclonale rotatie (de rotatie aan de rechterkant van de opwaartse luchtstroom in de afbeelding - rechts gelegen).
Het enige dat overblijft is de cyclonale rotatie die een mesocycloon wordt genoemd. Een supercel is per definitie een ronddraaiende onweersbui.
 
Van bovenaf gezien (afbeelding links), geeft de rotatie tegen de klok in van de mesocycloon de supercel zijn klassieke "haak"-uiterlijk wanneer deze door radar wordt gezien. Naarmate de lucht stijgt in de storm, wordt deze met de tijd uitgerekt en smaller. 
 
De exacte processen voor de vorming van een trechter zijn nog niet bekend. Recente theorieën suggereren dat zodra een mesocycloon aan de gang is, de ontwikkeling van tornado's verband houdt met de temperatuurverschillen over de rand van de neerwaartse luchtstroom die zich rond de mesocycloon wikkelt. 
 
The condensation funnel may not be visible all the way to the ground.   Large and very destructive tornado.
  Hook echo
 
Wiskundige modelleringsstudies van tornado-vorming geven echter ook aan dat het kan gebeuren zonder dergelijke temperatuurpatronen;
en in feite werd op 3 mei 1999 in Oklahoma zeer weinig temperatuurvariatie waargenomen in de buurt van enkele van de meest destructieve tornado's in de geschiedenis 
 
De Tornado zelf
De trechterwolk van een tornado bestaat uit vochtige lucht. Terwijl de trechter naar beneden gaat, condenseert de waterdamp erin tot vloeistofdruppels. De vloeistofdruppels zijn identiek aan wolkendruppels, maar worden niet beschouwd als onderdeel van de wolk, omdat ze zich in de trechter vormen. Door de waterdruppels wordt de aflopende trechter zichtbaar gemaakt. De trechter neemt de kleur aan van de wolkendruppels, die wit zijn.
 
Door de luchtbeweging zullen stof en puin op de grond beginnen te roteren, vaak enkele meters hoog en honderden
meters breed. Nadat de trechter de grond raakt en een tornado wordt, verandert de kleur van de trechter. De kleur hangt vaak af van het soort vuil en het puin dat wordt verplaatst (rood vuil produceert een rode tornado, zwart vuil een zwarte tornado, enz.). 
 
Tornado's kunnen enkele seconden tot meer dan een uur duren, maar de meeste duren minder dan 10 minuten. De grootte en/of vorm van een tornado is geen maatstaf voor zijn kracht. Af en toe richten kleine tornado's grote schade aan en sommige zeer grote tornado's, meer dan een kwart mijl breed, hebben slechts lichte schade aangericht.

 
Tornadoes can be thin and rope-like.
 
De tornado zal geleidelijk aan intensiteit verliezen. De condensatietrechter wordt kleiner, de tornado wordt met de hoogte gekanteld en krijgt een verwrongen, touwachtig uiterlijk voordat hij volledig verdwijnt. Lees meer over tornado's in de veelgestelde vragen van het NWS Storm Prediction Center. 
 
De verbeterde  F-schaal
De verbeterde F-SchaalDe schaal van Fujita (F) is oorspronkelijk ontwikkeld door Dr. Tetsuya Theodore Fujita om de windsnelheden van tornado's
te schatten op basis van schade die is achtergelaten door een tornado. Een Enhanced Fujita (EF)-schaal, ontwikkeld door een forum van nationaal bekende meteorologen en windingenieurs, bracht verbeteringen aan op de oorspronkelijke F-schaal. De EF-schaal werd in 2007 operationeel en verving de originele F-schaal die sinds 1971 in gebruik was. 
 
De oorspronkelijke F-schaal had beperkingen, zoals een gebrek aan schade-indicatoren, geen rekening gehouden met bouwkwaliteit en variabiliteit,
en geen definitieve correlatie tussen schade en windsnelheid. Deze beperkingen kunnen ertoe hebben geleid dat sommige tornado's op een inconsistente manier werden beoordeeld en, in sommige gevallen, tot een overschatting van de tornado-windsnelheden.  De EF-schaal houdt
rekening met meer variabelen dan de oorspronkelijke F-schaal deed bij het toekennen van een windsnelheid aan een tornado. 
 
De EF-schaal bevat 28 schade-indicatoren (DI's), zoals gebouwtype, constructies en bomen. Voor elke schade-indicator zijn er acht schadegraden (DOD), variërend van het begin van zichtbare schade tot volledige vernietiging van de schade-indicator. De originele F-schaal hield geen rekening met deze details. Met de EF-schaal heeft een F3-tornado bijvoorbeeld geschatte windsnelheden tussen 136 en 165 mph (218 en 266 km/h), terwijl met de originele F-schaal een F3-tornado wind heeft die wordt geschat tussen 162-205 mph (254-332 km/u). De windsnelheden die nodig zijn om "F3" -schade te veroorzaken, zijn niet zo hoog als ooit werd gedacht en dit kan hebben geleid tot een overschatting van sommige tornado-windsnelheden. 
 
Er is nog enige onzekerheid over de bovengrenzen van de sterkste tornado's, dus F5-classificaties hebben geen bereik voor windsnelheden.
De schattingen van de windsnelheid voor F5-tornado's worden opengelaten en er worden windsnelheden van meer dan 200 mph (322 km/h) toegewezen. 
 
 
EF
scale
Class Wind speed Description
mph km/h
EF0 weak 65-85 105-137 Gale
EF1 weak 86-110 138-177 Moderate
EF2 strong 111-135 178-217 Significant
EF3 strong 136-165 218-266 Severe
EF4 violent 166-200 267-322 Devastating
EF5 violent > 200 > 322 Incredible



Deze video is van 7 januari 2008, toen een tornado de Chicago and Northwestern Railroad overstak en 12 bewegende treinwagons van de rails blies nabij de stad Lawrence, Il. 
 
Gevaren tijdens onweersbuien -overstromingen 
 
Met uitzondering van dodelijke slachtoffers door hitte, vallen er meer doden door overstromingen dan door enig ander gevaar. Waarom? De meeste mensen realiseren zich de kracht van water niet. Bijvoorbeeld, zes centimeter snelstromend overstromingswater kan je van je sokken blazen. 
 
Hoewel het aantal dodelijke slachtoffers van jaar tot jaar sterk kan variëren met de weersomstandigheden, is het nationale 30-jaarsgemiddelde
voor sterfgevallen door overstromingen 88. Dat is te vergelijken met een 30-jarig gemiddelde van 41 doden door bliksem, 68 door tornado's
en 45 door orkanen. 
 
Uit de gegevens van de National Weather Service blijkt ook:
 
1: Bijna de helft van alle dodelijke ongevallen door overstromingen
    zijn voertuig gerelateerd,
2: De meerderheid van de slachtoffers zijn mannen.
3: Alle leeftijdsgroepen worden getroffen door overstromingen.td>
 
De meeste plotselinge overstromingen worden veroorzaakt door langzaam bewegende onweersbuien, onweersbuien die herhaaldelijk over hetzelfde gebied trekken of zware regenval door tropische stormen en orkanen.
   
 
Deze overstromingen kunnen zich binnen enkele minuten of uren ontwikkelen, afhankelijk van de intensiteit en duur van de regen, de topografie, bodemgesteldheid en bodembedekking. Plotselinge overstromingen kunnen keien doen rollen, bomen weghalen, gebouwen en bruggen verwoesten en nieuwe kanalen uitgraven. Snel stijgend water kan een hoogte van 30 voet of meer bereiken. Bovendien kunnen plotselinge overstromingen die regen veroorzaken ook catastrofale modderstromen veroorzaken.
 
Af en toe kan drijvend puin of ijs zich ophopen bij een natuurlijke of kunstmatige obstructie en de waterstroom beperken. Water dat wordt tegengehouden door de ijsblokkering of de puindam kan stroomopwaarts overstromingen veroorzaken. Er kan stroomafwaarts een plotselinge overstroming optreden als de obstructie plotseling loslaat.
 
 Keer om, er is gevaar voor verdrinking
Elk jaar vallen er meer doden door overstromingen dan door enig ander onweergerelateerd gevaar. Waarom? De belangrijkste reden is dat mensen de kracht en kracht van water onderschatten. Veel van de sterfgevallen vinden plaats in auto's terwijl ze stroomafwaarts worden geveegd. Van deze sterfgevallen zijn er veel te voorkomen, maar dwaze mensen rijden om de barrières heen die je waarschuwen dat de weg onder water staat.  
 
   
Of je nu rijdt of loopt, als je op een ondergelopen weg komt, Turn Around Don't Drown! U zult de diepte van het water
niet kennen, noch de toestand van de weg onder water.

Van de drie doden die vielen als gevolg van de Fort Worth-tornado op 28 maart 2000, was één dode te wijten aan overstromingen. De verdronken man zat als passagier in een auto met zijn vriendin, de chauffeur. Ze naderden een lage plek met water dat over de weg stroomde als gevolg van zeer zware regenval. Overstromingen kwamen vaak voor op deze locatie met hevige regenval en het gevaar was goed aangegeven. 
 
Toen de bestuurder met haar auto het water in reed, werd ze bang toen het water steeds hoger om haar voertuig kwam. Ze trok zich terug naar hoger gelegen terrein. De passagier zei dat het water NIET te diep was en dat hij het zou bewijzen door naar de andere kant te lopen. Hij heeft het nooit gehaald. 
 
Volg deze veiligheidsregels.
1: Houd de NOAA-weerradio of uw favoriete nieuwsbron in de gaten voor belangrijke weergerelateerde informatie.
2: Als er overstromingen optreden, ga dan naar hoger gelegen gebieden. Ga weg uit gebieden die onderhevig zijn aan overstromingen.
    Dit omvat dips, low spots, canyons, wasbeurten etc.
3: Vermijd reeds overstroomde gebieden en gebieden met hoge snelheden. Probeer geen stromende beken over te steken. Als je een stromende
    beek binnengaat en het water komt tot boven je knie, DRAAI DAN OM EN GA NIET VERDER!!!
4: Houd er bij het rijden rekening mee dat de wegbedding onder hoogwater mogelijk niet intact is. Draai je om en ga een andere kant op.
    Rijd NOOIT over ondergelopen wegen!  Als uw auto afslaat, verlaat deze dan onmiddellijk en zoek hoger gelegen terrein. Snel opstijgend water
    kan de auto overspoelen en u kan dan verdrinken.
5: Kampeer of parkeer uw voertuig niet langs beekjes en kanalen, vooral niet tijdens bedreigende omstandigheden.
6: Wees vooral 's nachts voorzichtig wanneer het moeilijker is om overstromingsgevaren te herkennen.
 
 
 
      Bron: Jetstream Waether School    
 
    Categorieën: Tornado's in de USA  I  Weer A tot Z
 
 
Web Design