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토네이도

Tornado
이 기사는 기상 현상에 관한 것이다. 다른 용도는 토네이도(동음이의)를 참조하십시오.
현재 토네이도 계절은 2021년 토네이도를 참조하십시오.
토네이도
F5 tornado Elie Manitoba 2007.jpg
마니토바 엘리에게 다가오는 토네이도.
계절주로 봄과 여름이지만, 일년 중 어느 때라도 있을 수 있다.
효과바람의 피해
다음에 대한 시리즈 일부
날씨
Global tropical cyclone tracks-edit2.jpg
온대 및 극지 계절
열대 계절
스톰스
강수량
주제
용어집
Cumulus clouds in fair weather.jpeg 기상포털

토네이도는 지구의 표면과 적운 또는 드물게 적운 밑면에 모두 닿는 격렬하게 회전하는 공기의 기둥이다. 기상학적으로 사이클론이라는 단어는 지구의 표면을 내려다보는 관찰자로부터 북반구에서는 시계 반대방향으로 바람이 불고 남반구에서는 시계 반대방향으로 바람이 부는 저압의 지역을 가진 기상학계의 이름을 붙이는데 사용되기는 하지만,[1] 이 단어는 종종 트위스터, 회오리바람 또는 사이클론이라고 불린다.[2] 토네이도는 여러 가지 모양과 크기로 나타나며, 종종 적운 밑바닥에서 발원하는 응축 깔때기 형태로 보이고, 그 아래에는 회전하는 잔해와 먼지가 뭉쳐 있다. 대부분의 토네이도는 풍속이 시속 110마일 미만이고, 지름이 약 250피트(80m) 정도 되며, 소멸하기 전에 몇 마일(몇 마일)을 이동한다. 가장 극심한 토네이도는 시속 300마일 이상의 풍속을 얻을 수 있고, 지름이 3km 이상이며, 수십 마일(100km 이상) 동안 지상에 머문다.[3][4][5]

다양한 종류의 토네이도에는 다중 소용돌이 토네이도, 육지 분출, 물웅덩이 등이 있다. 물웅덩이는 큰 적운이나 적운으로 연결되는 나선형 깔때기 모양의 풍류가 특징이다. 이들은 일반적으로 수역 위로 발달하는 비초세포 토네이도로 분류되지만, 이를 진정한 토네이도로 분류할지에 대해서는 의견이 분분하다. 이러한 나선형의 공기 기둥은 적도에 가까운 열대 지역에서 자주 발달하며 높은 위도에서 덜 흔하다.[6] 자연에 존재하는 다른 토네이도 같은 현상으로는 구스나도, 더스트 데블, 불 소용돌이, 증기 데블 등이 있다.

토네이도는 가장 자주 북한 미국(미국 구어체에서는 토네이도 다발 지역으로 알려져 중부와 남동부 지역 특히;에 미국과 캐나다까지 어떠한 나라의 세계에서 가장 대부분의 토네이도다)[7]남 아프리카, 유럽(스페인을 제외하고, 알프스의 대부분, 발칸 지역, 그리고 북쪽에 있는 스칸디나비아)의 많은, 서부에서 발생한다.de호주, 뉴질랜드, 방글라데시와 인접한 인도 동부, 일본, 필리핀, 남미 남동부(우루과이, 아르헨티나)에 인접해 있다.[8][9] 토네이도는 스톰 스폿터의 노력을 통해서뿐만 아니라 후크 에코나 파편 볼과 같은 속도 및 반사율 데이터의 패턴을 인식함으로써 펄스 도플러 레이더의 사용을 통해 발생하기 전이나 발생하면서 감지될 수 있다.

토네이도 등급 척도

토네이도의 강도를 평가하기 위한 몇 가지 척도가 있다. Fujita 스케일 속도는 발생한 손상에 의해 토네이도가 발생하며, 일부 국가에서는 업데이트된 Fujita 스케일(Enhanced Fujita Scale)에 의해 대체되었다. 가장 약한 범주의 F0 또는 EF0 토네이도는 나무를 손상시키지만 실질적인 구조물은 아니다. 가장 강력한 범주인 F5나 EF5 토네이도는 건물의 기초가 벗겨지고 대형 초고층 건물을 변형시킬 수 있다. 유사한 TORRO 척도는 극도로 약한 토네이도의 경우 T0에서 가장 강력하다고 알려진 토네이도의 경우 T11까지 다양하다.[10] 도플러 레이더 데이터, 포토그램 측정 및 접지 스월 패턴(트로코이드 마크)도 분석하여 강도를 결정하고 등급을 지정할 수 있다.[11][12]

1999년 오클라호마 아나다코 인근 토네이도. 깔때기는 구름에서 땅으로 닿는 얇은 관이다. 이 토네이도의 아랫부분은 표면에 있는 토네이도의 강한 바람에 의해 차오른 반투명 먼지 구름에 둘러싸여 있다. 토네이도의 바람은 깔때기 자체보다 훨씬 더 넓은 반경을 가지고 있다.
1950-2013년 미국의 모든 토네이도는 중간 지점, 가장 높은 F-척도의 위, 알래스카와 하와이의 NOAAStorm 예측 센터로 구성되었다.

어원

토네이도라는 단어는 스페인어 토네이도('to turn', 즉 'to turn'의 과거 분사)에서 유래한다.[13][14] 토네이도의 반대 현상은 널리 퍼져 있는 직선 데레코(/ddreɪtʃo/, 스페인어: 데레코[deˈetetʃo], '직선')이다. 토네이도는 흔히 "트위스터" 또는 구식 구어체 용어 사이클론이라고도 한다.[15][16]

정의들

토네이도는 땅과 접촉하는 격렬하게 회전하는 공기의 기둥으로, 뭉침 구름이나 뭉침 구름 아래에서 펜던트를 하고, 깔때기 구름처럼 종종(그러나 항상은 아니다.[17] 소용돌이가 토네이도로 분류되려면 지상과 구름기반이 모두 맞닿아야 한다. 용어는 정확히 정의되어 있지 않다. 예를 들어, 동일한 깔때기의 별도 터치다운이 별도의 토네이도를 구성하는지 여부에 대해서는 의견이 일치하지 않는다.[5] 토네이도는 바람의 소용돌이를 말하는 것이지 결로구름을 말하는 것이 아니다.[18][19]

깔때기 구름

주요 기사: 깔때기 구름
이 토네이도는 깔때기 구름은 없지만 회전하는 먼지 구름은 표면에서 강한 바람이 일어나고 있다는 것을 나타내며, 따라서 그것은 진정한 토네이도다.

토네이도가 반드시 보이는 것은 아니지만, 높은 풍속(버누이의 원리로 설명됨)과 빠른 회전(사이클리스트적 균형에 기인함)에 의해 야기되는 강한 저기압은 대개 단열 냉각으로 인해 공기 중의 수증기가 구름방울로 응결되게 한다. 이로 인해 가시적인 깔때기 구름이나 응축 깔때기가 형성된다.[20]

깔때기 구름과 응축 깔때기의 정의에 대해 다소 이견이 있다. 기상학 용어집에 따르면 깔때기 구름은 적운이나 적운에서 나오는 회전 구름 펜던트로서 대부분의 토네이도가 이 정의에 포함된다.[21] 많은 기상학자들 사이에서 '구름'이라는 용어는 표면의 강한 바람과 관련이 없는 회전 구름으로 엄격히 정의되며, 응축 깔때기는 뭉게구름 아래의 회전 구름에 대한 넓은 용어다.[5]

토네이도는 종종 표면에 강한 바람이 없는 깔때기 구름으로 시작되며, 깔때기 구름이 모두 토네이도로 진화하는 것은 아니다. 대부분의 토네이도는 가시적인 깔때기가 아직 땅 위에 있는 동안 표면에 강한 바람을 일으키기 때문에 멀리서도 깔때기 구름과 토네이도의 차이를 구별하기 어렵다.[5]

발병 및 가족

주요 기사: 토네이도 가족, 토네이도 발생, 토네이도 발생 순서

때때로, 하나의 폭풍은 동시에 혹은 연속적으로 둘 이상의 토네이도를 발생시킬 것이다. 동일한 폭풍 셀에 의해 생성되는 복수의 토네이도를 "토네이도 가족"이라고 한다.[22] 동일한 대규모 폭풍 시스템에서 여러 개의 토네이도가 발생하기도 한다. 활동 중단이 없다면 토네이도 발생으로 간주된다('토네이도 발생'이라는 용어는 다양한 정의를 가지고 있다). 동일한 일반 지역에서 토네이도가 연속적으로 발생하는 기간(여러 기상 시스템에 의해 확산됨)은 토네이도 발생 시퀀스로, 때때로 확장 토네이도 발생이라고 불린다.[17][23][24]

특성.

크기 및 모양

1981년 오클라호마 빙어를 강타한 폭 1마일 가까운 웨지 토네이도

대부분의 토네이도는 수백 야드(미터)의 좁은 깔때기 모양을 하고 있으며, 땅 근처에 작은 파편 구름이 있다. 토네이도는 비나 먼지에 의해 완전히 가려질 수 있다. 이 토네이도는 특히 위험하다. 경험 많은 기상학자들조차 볼 수 없기 때문이다.[25] 토네이도는 많은 모양과 크기로 나타날 수 있다.

작지만 상대적으로 약한 땅꺼짐은 지상의 작은 먼지 소용돌이로만 보일 수 있다. 응축 깔때기가 지상으로 끝까지 확장되지는 않을 수 있지만, 관련 표면 바람이 64km/h(40mph) 이상일 경우 순환은 토네이도로 간주된다.[18] 거의 원통형에 가까운 프로필과 상대적으로 낮은 높이를 가진 토네이도를 "원통형" 토네이도라고 부르기도 한다. 구름에서 지면까지의 높이만큼 넓게 나타나는 큰 토네이도는 땅에 박혀 있는 큰 웨지처럼 보일 수 있으며, 따라서 "웨지 토네이도" 또는 "웨지"라고 알려져 있다.[26] "구조 파이프" 분류는 또한 그러한 프로파일에 맞지 않는 경우 이러한 유형의 토네이도에 사용된다. 쐐기는 구름 베이스에서 지면까지의 거리보다 더 넓은, 먹구름 덩어리로 보일 정도로 넓을 수 있다. 경험 많은 폭풍 관측자조차 저공행진 구름과 쐐기 토네이도의 차이를 멀리서 구분하지 못할 수도 있다. 많은 토네이도가 있지만 모든 주요 토네이도가 웨지인 것은 아니다.[26]

오클라호마 주 테쿰세 근처에서 발견된 소멸 단계의 로프 토네이도.

소멸 단계의 토네이도는 좁은 관이나 로프를 닮을 수 있고, 종종 복잡한 모양으로 휘거나 비틀어지기도 한다. 이 토네이도는 "로프 토네이도"가 되거나 "로프 토네이도"가 되고 있다고 한다. 이들이 밧줄을 당기면 깔때기의 길이가 늘어나는데, 이는 각운동량 보존으로 인해 깔때기 내의 바람이 약해질 수밖에 없다.[27] 다피질 토네이도는 공통의 중심을 도는 소용돌이 계열로 나타날 수도 있고, 단일 깔때기로 보이는 응축, 먼지, 파편 등에 의해 완전히 가려질 수도 있다.[28]

미국에서는 토네이도가 평균적으로 500피트(150m) 정도 가로지르고 지상에서 8.0km(5마일) 정도 이동한다.[25] 하지만 토네이도 크기는 다양하다. 약한 토네이도, 또는 강하지만 소멸되는 토네이도는 극도로 좁을 수 있으며, 때로는 몇 피트 또는 몇 미터 밖에 되지 않을 수도 있다. 한 토네이도는 피해 경로가 2.1m에 불과하다고 보고되었다.[25] 스펙트럼의 반대쪽 끝에서 쐐기 토네이도는 1마일(1.6km) 이상의 폭의 손상 경로를 가질 수 있다. 2004년 5월 22일 네브라스카 한램에 영향을 준 토네이도는 지상에서 최대 2.5마일(4.0km) 폭이었고, 2013년 5월 31일 오클라호마 엘 리노에서 발생한 토네이도는 약 2.6마일(4.2km) 폭으로 기록상 가장 넓었다.[4][29]

경로 길이로 보면 1925년 3월 18일 미주리, 일리노이, 인디애나 일부 지역에 영향을 준 트리 스테이트 토네이도는 352km(219마일) 동안 계속 지상에 있었다. 경로 길이가 160km(100마일) 이상인 것으로 보이는 많은 토네이도는 빠른 연속적으로 형성된 토네이도 계열로 이루어져 있지만, 트라이스테이트 토네이도의 경우 이러한 현상이 발생했다는 실질적인 증거는 없다.[23] 사실, 이 경로에 대한 현대적인 재분석은 토네이도가 이전에 생각했던 것보다 서쪽으로 15마일(24km) 떨어진 곳에서 시작되었을 수도 있다는 것을 암시한다.[30]

외관

토네이도는 그들이 형성되는 환경에 따라 다양한 색상을 가질 수 있다. 건조한 환경에서 형성되는 것들은 거의 보이지 않을 수 있으며 깔때기 밑부분의 소용돌이치는 파편들로만 표시된다. 이물질을 거의 또는 전혀 집지 않는 응축 깔때기는 회색에서 흰색일 수 있다. 토네이도는 물의 몸 위를 이동하는 동안 흰색 또는 심지어 파란색으로 변할 수 있다. 이물질과 먼지를 상당량 섭취하는 느리게 움직이는 깔때기는 대개 더 어두워져 이물질의 색을 띠게 된다. 대초원의 토네이도는 토양의 붉은 색조 때문에 붉게 변할 수 있고, 산간 지역의 토네이도는 흰색으로 변하면서 눈으로 덮인 땅 위를 여행할 수 있다.[25]

1976년 5월 30일 토네이도 오클라호마주 와우리카의 사진이 두 명의 사진작가에 의해 거의 동시에 촬영되었다. 상단 사진에서 토네이도는 카메라 뒤쪽에서 집중된 햇빛에 비쳐 깔때기가 푸르스름하게 보인다. 카메라가 반대 방향을 향하고 있는 하단 이미지에서는 태양이 토네이도 뒤에 있어 어두운 모습을 연출한다.[31]

조명 조건은 토네이도의 출현에 주요한 요인이다. "백라이트"인 토네이도는 매우 어둡게 나타난다. 관찰자의 등에 있는 태양과 함께 바라본 같은 토네이도는 회색이나 찬란한 흰색으로 나타날 수도 있다. 해질 무렵에 발생하는 토네이도는 노란색, 주황색, 분홍색의 색조로 나타날 수 있다.[15][32]

부모 뇌우의 바람으로 차오른 먼지, 폭우와 우박, 밤의 어둠이 모두 토네이도의 가시성을 떨어뜨릴 수 있는 요인이다. 이러한 조건에서 발생하는 토네이도는 기상 레이더 관측 또는 접근하는 토네이도의 소리만이 폭풍의 경로에 있는 사람들에게 어떤 경고의 역할을 하기 때문에 특히 위험하다. 대부분의 중요한 토네이도는 비 없는 폭풍의 상승기초기층 아래 형성되어 눈에 띄게 한다.[33][34] 또한 대부분의 토네이도는 밝은 태양이 가장 두꺼운 구름도 관통할 수 있는 늦은 오후에 발생한다.[23] 야간 토네이도는 종종 번개에 의해 조명된다.

도플러 on Wheels 모바일 레이더 영상과 목격자 진술을 포함하여, 대부분의 토네이도가 열대성 사이클로인의 눈과 유사한 매우 낮은 압력으로 맑고 조용한 중심을 가지고 있다는 증거가 증가하고 있다. 번개는 토네이도의 내부를 봤다고 주장하는 사람들에게 빛의 근원이 된다고 한다.[35][36][37]

회전

토네이도는 보통 사이클론적으로 회전한다(위에서 볼 때, 이것은 북반구에서는 시계 반대방향이고 남반구에서는 시계방향이다). 코리올리 효과로 인해 대형 폭풍이 항상 사이클론적으로 회전하지만, 뇌우와 토네이도는 너무 작아서 로스비 수치가 큰 것으로 나타나듯이 코리올리 효과의 직접적인 영향은 중요하지 않다. 슈퍼셀과 토네이도는 코리올리 효과를 무시해도 수치 시뮬레이션에서 사이클론적으로 회전한다.[38][39] 저준위 메소시클론과 토네이도는 슈퍼셀과 주변 환경 내의 복잡한 공정에 의해 회전한다.[40]

약 1%의 토네이도가 북반구에서 반발성 방향으로 회전한다. 전형적으로, 지상과 돌풍처럼 약한 시스템은 반냉동적으로 회전할 수 있으며, 보통 사이클론적 슈퍼셀에서 하강 후미측면 하행 후미측 하행선(RFD)의 반냉동 전단면에 형성되는 시스템만 회전할 수 있다.[41] 드물게, 반냉동 토네이도는 일반적인 사이클론 토네이도와 같은 방식으로, 또는 동반 토네이도로서, 또는 위성 토네이도 또는 슈퍼셀 내의 반냉동 토네이도와 연관된 형태로, 반냉동 슈퍼셀의 중냉동 토네이도와 연관된다.[42]

음과 지진학

지구시스템연구소의 인프라하운드 프로그램에 의한 토네이도에서의 인프라하운드 생성 사례

토네이도는 음향 스펙트럼에서 광범위하게 방출되며 소리는 다중 메커니즘에 의해 발생한다. 토네이도의 다양한 소리가 보고되었는데, 주로 목격자에게 익숙한 소리 및 일반적으로 윙윙거리는 굉음과 관련이 있다. 일반적으로 보고되는 소리에는 화물열차, 급류나 폭포, 근처의 제트엔진, 또는 이것들의 조합이 포함된다. 많은 토네이도는 먼 거리에서 들을 수 없다; 청각 소리의 특성과 전파 거리는 대기 조건과 지형에 따라 다르다.

토네이도 소용돌이와 구성성 난류 에디의 바람, 그리고 표면과 파편과의 기류 상호작용은 소리의 원인이 된다. 깔때기 구름도 소리를 낸다. 깔때기 구름과 작은 토네이도는 휘파람 소리, 칭얼거림 소리, 콧노래 소리, 또는 무수한 벌이나 전기의 윙윙거리는 소리, 또는 그 이상 또는 그 이하의 조화음으로 보고되는 반면, 많은 토네이도는 연속적이고 깊은 울림 소리 또는 "소음"[43]의 불규칙한 소리로 보고된다.

많은 토네이도는 매우 가까이 있을 때만 들리기 때문에, 소리는 토네이도에 대한 신뢰할 수 있는 경고 신호로 생각되어서는 안 된다. 토네이도는 또한 심한 뇌우에서 그러한 소리의 유일한 원천이 아니다; 어떤 강력하고 해로운 바람, 심한 우박 발리, 또는 뇌우에서 계속되는 천둥은 굉음을 낼 수 있다.[44]

토네이도는 또한 식별할 수 없는 초소음 신호를 생성한다.[45]

청각적 시그니처와는 달리 토네이도 시그니처는 격리되어 있으며, 저주파 사운드의 장거리 전파로 인해 토네이도 형태학, 역학 및 생성에 대한 추가적인 가치를 지닌 토네이도 예측 및 검출 장치를 개발하기 위한 노력이 계속되고 있다.[46] 토네이도는 또한 감지 가능한 지진 신호를 생성하며, 토네이도를 분리하고 그 과정을 이해하는 연구가 계속되고 있다.[47]

전자파, 번개 및 기타 효과

토네이도는 전자파 스펙트럼에서 방출되며, sferics와 e-필드 효과가 검출된다.[46][48][49] 토네이도와 번개의 패턴 사이에는 상관관계가 관찰된다. 토네이도 폭풍은 다른 폭풍보다 더 많은 번개를 포함하지 않으며 어떤 토네이도 세포는 전혀 번개를 생성하지 않는다. 토네이도가 표면에 닿으면 전체 구름 대 지상(CG) 번개 활동이 감소하고 토네이도가 소멸할 때 기준 수준으로 돌아오는 경우가 많다. 많은 경우에, 강렬한 토네이도와 뇌우들은 양의 극성 CG 배출의 증가와 변칙적인 우세를 보인다.[50] 전자석과 번개는 토네이도를 일으키는 것과 직접적인 관련이 거의 없거나 전혀 없다(토네이도는 기본적으로 열역학 현상이다). 그러나 두 현상 모두에 영향을 미치는 폭풍과 환경과의 연관성은 있을 수 있다.

조도는 과거에 보고된 적이 있으며, 내부 광원은 현재 드물게 보고되고 기록되어 있지 않기 때문에, 번개, 도시 조명, 끊어진 회선으로부터의 전원 점멸과 같은 외부 광원을 잘못 식별한 탓일 것이다. 토네이도는 바람뿐만 아니라 온도, 습기, 압력 등 대기변수의 변화도 나타난다. 예를 들어 2003년 6월 24일 사우스다코타주 맨체스터 근처에서 프로브가 100mbar(hPa)(2.95inHg)의 압력 감소를 측정했다. 이 압력은 소용돌이가 접근한 후 강력 토네이도의 중심부에 있는 850mbar(hPa)(25.10inHg)까지 매우 빠르게 하강하다가 소용돌이가 멀어지면서 급격히 상승하여 V자 형태의 압력 추적이 발생하면서 점차 낮아졌다. 토네이도 바로 근처에서 온도가 감소하고 수분 함량이 증가하는 경향이 있다.[51]

라이프 사이클

추가 정보: 토네이도 발생
토네이도의 탄생을 보여주는 일련의 이미지들. 첫째, 회전하는 구름기반이 낮아진다. 이 하강은 깔때기가 되어 바람이 지표면 근처에 쌓이는 동안에도 계속 하강하여 먼지와 파편을 걷어차고 피해를 입힌다. 압력이 계속 떨어지면서 가시적인 깔때기가 땅으로 확장된다. 텍사스 딤미트 부근에 있는 이 토네이도는 역사상 가장 잘 관측된 폭력적인 토네이도 중 하나였다.

슈퍼셀 관계

참고 항목: 슈퍼셀

토네이도는 종종 슈퍼셀이라고 알려진 뇌우에서 발생한다. 슈퍼셀은 대기의 몇 마일 위, 일반적으로 지름이 1.6~9.7 킬로미터인 조직 회전의 영역인 메소시클론을 포함하고 있다. 가장 강력한 토네이도(EF3에서 향상된 후지타 스케일의 EF5까지)는 슈퍼셀로부터 발전한다. 토네이도 외에도 매우 많은 비, 잦은 번개, 강한 돌풍, 우박 등이 이런 폭풍에 흔히 나타난다.

슈퍼셀에서 오는 대부분의 토네이도는 인지할 수 있는 라이프 사이클을 따르는데, 이 사이클은 강우량이 증가할 때 시작되며, 후미 측면 다운드라프트(RFD)로 알려진 빠르게 하강하는 공기의 영역이다. 이 다운드래프트는 지면에 접근할 때 가속도가 붙고, 슈퍼셀의 회전하는 메소시클론을 그것으로 지면을 향해 끌고 간다.[18]

2016년 캔자스에서 발생한 토네이도로 순차적으로 촬영된 8개의 영상 합성

포메이션

메소시클론이 구름 베이스 아래로 내려갈 때, 그것은 폭풍의 다운드래프트 지역에서 시원하고 습한 공기를 흡수하기 시작한다. 상승기류와 차가운 공기에 따뜻한 공기가 융합되면 회전벽 구름이 형성된다. RFD는 또한 메소시클론의 기저에 초점을 맞추어서, 메소시클론이 지상의 더 작고 더 작은 영역에서 공기를 끌어들이게 한다. 상승기류가 심해지면서 표면에 저기압 영역이 생긴다. 이것은 눈에 보이는 응축 깔때기의 형태로, 집중된 중소시클론을 아래로 당긴다. 깔때기가 내려감에 따라 RFD도 지상에 도달하여 바깥쪽으로 부채질을 하고 토네이도로부터 상당한 거리에서 심한 피해를 입힐 수 있는 돌풍 전선을 형성한다. 일반적으로 깔때기 구름은 RFD가 지면에 도달한 지 몇 분 이내에 지면에 손상을 입히기 시작한다(토네이도가 된다).[18][52]

성숙도

초기에는 토네이도가 에너지를 공급하기 위해 안쪽으로 흐르는 따뜻하고 습한 공기의 좋은 원천을 가지고 있으며, 토네이도는 '자연 단계'에 도달할 때까지 자란다. 이것은 몇 분에서 한 시간 이상 지속될 수 있으며, 그 기간 동안 토네이도는 종종 가장 많은 피해를 입히고, 드물게 지름이 1.6km 이상 될 수 있다. 토네이도 기지의 낮은 압력은 시스템의 인내력에 필수적이다.[53] 한편, 현재 차가운 표면 바람의 지역인 RFD는 토네이도를 감싸기 시작하고 이전에 토네이도를 먹였던 따뜻한 공기의 유입을 차단한다.[18]

방산

RFD가 완전히 감싸고 토네이도의 공기 공급을 끊으면서 소용돌이는 약해지기 시작하며 얇고 밧줄처럼 된다. 이것은 "분열 단계"로, 종종 몇 분 이하로 지속되고, 그 후에 토네이도가 끝난다. 이 단계에서 토네이도의 모양은 부모 폭풍의 바람의 영향을 많이 받아 환상적인 패턴으로 날릴 수 있다.[23][31][32] 토네이도가 소멸되고 있음에도 불구하고 여전히 피해를 입힐 수 있다. 폭풍은 줄과 같은 관으로 수축하고 있으며, 각운동량의 보존으로 인해 이 지점에서 바람이 증가할 수 있다.[27]

토네이도가 소멸 단계에 접어들면 관련 메소시클론도 약해지는 경우가 많은데, 이는 후미측면 다운드라프트가 토네이도에 동력을 공급하는 유입을 차단하기 때문이다. 때로는 강렬한 슈퍼셀에서 토네이도가 주기적으로 발생할 수 있다. 첫 번째 메소시클론과 연관된 토네이도가 소멸하면서, 폭풍의 유입은 폭풍의 중심에 더 가까운 새로운 지역으로 집중되어 새로운 메소시클론을 먹일 수 있다. 만약 새로운 메소시클론이 발달한다면, 하나 이상의 새로운 토네이도를 생성하면서 순환이 다시 시작될 수도 있다. 때때로, 오래된 (포착된) 중상체와 새로운 중상체는 동시에 토네이도를 생성한다.

대부분의 토네이도가 어떻게 형성되고, 살고, 어떻게 죽는지에 대해 널리 받아들여지는 이론이지만, 이것은 땅꺼짐, 장수 토네이도, 또는 여러 개의 토네이도가 있는 토네이도와 같은 더 작은 토네이도의 형성을 설명하지는 않는다. 이러한 토네이도는 각각 개발에 영향을 미치는 다른 메커니즘을 가지고 있다. 하지만 대부분의 토네이도는 이와 유사한 패턴을 따른다.[54]

종류들

다중 소용돌이

주요 기사: 다피질 토네이도
1957년 4월 2일 텍사스 주 댈러스 외곽의 다피질 토네이도.

다피질 토네이도는 둘 이상의 회전하는 공기의 기둥이 자신의 축을 중심으로 회전하면서 동시에 공통의 중심을 중심으로 회전하는 토네이도의 일종이다. 다피질 구조는 거의 모든 순환에서 발생할 수 있지만, 강한 토네이도에서 매우 자주 관찰된다. 이러한 장애물들은 종종 주요 토네이도 경로를 따라 더 큰 피해를 주는 작은 지역을 만든다.[5][18] 이것은 위성 토네이도와 구별되는 현상인데, 이것은 같은 메소시클론 내에 포함된 크고 강한 토네이도 근처에 형성되는 더 작은 토네이도다. 위성 토네이도는 큰 토네이도(이름을 강조함)를 "혹시"하는 것처럼 보일 수 있으며, 이는 하나의 큰 다피질 토네이도처럼 보이게 한다. 그러나 위성 토네이도는 뚜렷한 순환으로 주 깔때기보다 훨씬 작다.[5]

워터스푸트

주요 기사: 워터스푸트
1969년 플로리다 키즈 근처의 물웅덩이.

미 국립기상청은 물을 통한 토네이도로 정의한다. 그러나, 연구원들은 일반적으로 "공정한 날씨" 물웅덩이와 토네이도 물웅덩이를 구별한다. 맑은 날씨 물웅덩이는 덜 심하지만 훨씬 더 흔하며, 더스트 데블이나 땅웅덩이와 비슷하다. 그들은 열대나 아열대 해상에 있는 적운기둥의 기슭에서 형성된다. 그들은 상대적으로 약한 바람과 부드러운 층벽을 가지고 있고, 전형적으로 매우 천천히 여행한다. 그것들은 플로리다 키스와 북부 아드리아 해에서 가장 흔하게 발생한다.[55][56][57] 이와는 대조적으로 토네이도는 물 위로 더 강한 토네이도다. 그것들은 물 위에서 중상피 토네이도와 유사하게 형성되거나, 물 위를 가로지르는 더 강한 토네이도들이다. 그들은 심한 뇌우로부터 형성되고, 공정한 기상 관측소보다 훨씬 더 강렬하고, 빠르고, 오래 살 수 있기 때문에, 그들은 더 위험하다.[58] 공식적인 토네이도 통계에서, 일부 유럽 기상 기관들은 토네이도와 토네이도를 함께 계산하지만, 일반적으로 토네이도가 육지에 영향을 미치지 않는 한, 토네이도는 계산되지 않는다.[5][59]

랜드스팟

주요기사 : 랜드스팟

땅꺼짐, 즉 먼지-관 토네이도는 메소시클론과 관련이 없는 토네이도다. 그 이름은 그들이 "땅 위의 맑은 날씨"라는 특징에서 유래했다. 물웅덩이와 지진은 상대적인 약점, 짧은 수명, 그리고 종종 표면에 도달하지 못하는 작고 부드러운 응축 깔때기를 포함한 많은 결정적인 특징들을 공유한다. 땅꺼짐은 또한 진정한 메소폼 토네이도와는 다른 역학 때문에 땅과 접촉할 때 뚜렷하게 층층이 쌓인 먼지 구름을 만들어낸다. 보통 전통적인 토네이도보다 약하지만, 그것들은 심각한 피해를 줄 수 있는 강한 바람을 일으킬 수 있다.[5][18]

유사 순환

구스나도

주요 기사: 구스나도

돌풍도, 즉 돌풍 전면 토네이도는 돌풍 전면 또는 다운버스트와 관련된 작고 수직적인 소용돌이다. 구름기지와 연결돼 있지 않기 때문에 구스나도가 토네이도인지 아닌지에 대한 논란이 일고 있다. 그것들은 뇌우로부터 빠르게 움직이는 차갑고 건조한 유출 공기가 유출 경계 부근의 정지된 따뜻하고 습한 공기 덩어리를 통해 날아가서 "롤링" 효과를 가져올 때 형성된다(흔히 롤 클라우드를 통해 예시된다). 저수준의 윈드 시어가 충분히 강하면 회전은 수직 또는 대각선 방향으로 회전하여 지면과 접촉할 수 있다. 결과는 돌풍이다.[5][60] 직진풍 피해 지역 중 회전풍 피해량이 많은 소규모 지역을 주로 유발한다.

더스트 데블

주요 기사: 더스트 데블
애리조나의 먼지 악마

더스트 데블(일명 회오리바람)은 수직으로 소용돌이치는 공기의 기둥이라는 점에서 토네이도를 닮았다. 하지만, 그것들은 맑은 하늘 아래에서 형성되고 가장 약한 토네이도보다 강하지 않다. 그것들은 더운 날에 땅 근처에 강한 대류 상승기류가 형성될 때 형성된다. 낮은 수준의 윈드 시어가 충분하다면 뜨겁고 상승하는 공기의 기둥이 땅 근처에서 볼 수 있는 작은 사이클론 운동을 전개할 수 있다. 그것들은 날씨가 좋을 때 형성되고 어떤 구름과도 연관되지 않기 때문에 토네이도로 간주되지 않는다. 그러나 때때로 큰 피해를 초래할 수 있다.[25][61]

불이 윙윙거리다.

주요 기사: 불 소용돌이

토네이도와 같은 작은 규모의 순환은 어떤 강렬한 표면 열원 근처에서 발생할 수 있다. 격렬한 산불 근처에서 일어나는 것을 불 휘몰아치는 것으로 부른다. 그것들은 토네이도로 간주되지 않는다. 단, 그것들은 위쪽의 표류나 다른 적운에 연결되는 드문 경우를 제외하고는 말이다. 화염의 소용돌이는 보통 뇌우와 관련된 토네이도만큼 강하지 않다. 그러나 그들은 상당한 피해를 줄 수 있다.[23]

증기 데블

주요 기사: 증기악마

증기 데블은 50~200미터 넓이의 회전하는 상승기류로, 증기나 연기를 포함한다. 이러한 형성은 높은 풍속을 포함하지 않고 분당 몇 번의 회전만 완료한다. 증기 데블은 매우 희귀하다. 그것들은 대부분 발전소의 연막에서 나오는 연기로부터 형성된다. 온천과 사막은 또한 더 단단하고 빠르게 회전하는 증기 데블을 형성하기에 적합한 장소일 수 있다. 이 현상은 차가운 북극 공기가 비교적 따뜻한 물 위를 통과할 때 물 위에서 발생할 수 있다.[25]

강도 및 손상

주요 기사: 토네이도 강도 및 손상
참고 항목: 향상된 Fujita 스케일, Fujita 스케일 및 TORRO 스케일
토네이도 등급 분류[23][62]
F0
EF0 		F1
EF1 		F2
EF2 		F3
EF3 		F4
EF4 		F5
EF5
약한 강하다 폭력적인
의미심장한
강렬한

Fujita 눈금 및 Enhanced Fujita 눈금 속도의 토네이도는 발생한 손상에 의해 발생한다. EF(Enhanced Fujita) Scale은 설계 바람 추정치와 더 나은 손상 설명을 사용하여 전문가 도출에 의해 이전 후지타 스케일의 최신판이었다. EF Scale은 후지타 척도로 등급이 매겨진 토네이도가 동일한 수치 등급을 받도록 설계되었으며, 2007년 미국에서부터 시행되었다. EF0 토네이도는 아마도 나무를 손상시키겠지만 실질적인 구조물은 아닐 것이다. 반면에 EF5 토네이도는 건물 기초가 헐거워지고 심지어 큰 초고층 빌딩을 변형시킬 수도 있다. 유사한 TORRO 척도는 극도로 약한 토네이도의 경우 T0에서 가장 강력하다고 알려진 토네이도의 경우 T11까지 다양하다. 도플러 기상 레이더 데이터, 광도 측정 및 그라운드 스월 패턴(사이클로이드 마크)도 분석하여 강도를 결정하고 등급을 부여할 수 있다.[5][63][64]

2013년 5월 20일, 최고 등급인 EF5의 대형 토네이도가 오클라호마 주 무어를 파괴했다.

강력한 토네이도는 일반적으로 약한 토네이도보다 크지만, 토네이도는 형태, 크기, 위치에 관계없이 강도가 다양하다. 긴 선로 토네이도가 더 강한 경향이 있지만 선로 길이와 지속시간과의 연관성도 다양하다.[65] 폭력적인 토네이도의 경우, 경로의 일부분만이 폭력적인 강도로 되어 있는데, 대부분의 경우 하위 항구에서 더 높은 강도로 나타난다.[23]

미국에서는 토네이도의 80%가 EF0과 EF1(T0 ~ T3) 토네이도다. 발생률은 강도가 증가하면서 빠르게 감소한다. 1% 미만이 폭력적인 토네이도(EF4, T8 이상)이다.[66] 손상 기반 강도 추정치는 토네이도가 영향을 미치는 구조물과 식생물로 제한되기 때문에 현재 기록은 강한(EF2-EF3) 토네이도와 폭력적인(EF4-EF5) 토네이도의 빈도를 상당히 과소평가할 수 있다. 토네이도는 가장 강한 바람이 개방된 영역과 같은 적절한 손상 지표에서 벗어나 발생하는 경우 그 손상 기준 등급보다 훨씬 더 강할 수 있다.[67][68] 토네이도 골목 밖, 그리고 일반적으로 북아메리카에서는 폭력적인 토네이도가 극히 드물다. 이는 토네이도 강도 분포가 전 세계적으로 상당히 유사하다는 연구 결과가 발표되었기 때문에 전반적으로 토네이도의 수가 적기 때문인 것으로 보인다. 매년 유럽, 아시아, 아프리카 남부, 남미 남동부에서 몇 개의 중요한 토네이도가 발생한다.[69]

기후학

주요 기사: 토네이도 기후학
토네이도가 가장 발생할 가능성이 높은 전 세계 지역, 주황색 음영으로 표시됨

미국은 어느 나라보다 토네이도가 가장 많은데, 이는 유럽 전체에서 예상한 것보다 4배 가까이 많은 것이다.[70] 이는 대부분 대륙의 독특한 지형 때문이다. 북아메리카는 열대지방에서 북극지방으로 확장되는 큰 대륙으로, 이 두 지역 사이의 기류를 차단할 만한 동서 주요 산맥이 없다. 세계 대부분의 토네이도가 발생하는 중위도에서는 록키산맥이 습기를 차단하고 대기 흐름을 버클링해 강하풍으로 대류권 중층부에 공기를 더 건조하게 하고, 산 동쪽으로는 저기압 지역이 형성된다. 로키 산맥에서 서쪽으로 흐르는 유량이 증가하면 고도가 높을 때 건조선이 형성되는 반면 멕시코 만은 남쪽에서 동쪽으로 흐르는 낮은 수분의 풍부한 연료를 공급한다.[71] 이 독특한 지형은 따뜻하고 차가운 공기의 잦은 충돌을 허용하는데, 이것은 일년 내내 강력하고 장수하는 폭풍우를 번식시키는 조건이다. 이 토네이도의 많은 부분이 토네이도 골목으로 알려진 미국 중부의 지역에서 형성된다.[72] 퀘벡 남동부, 브리티시 컬럼비아 내륙, 그리고 서부 뉴브런즈윅도 토네이도가 발생하기 쉽지만 이 지역은 캐나다, 특히 온타리오 주와 프레리 주까지 뻗어 있다.[73] 토네이도는 멕시코 북동부에서도 발생한다.[5]

미국은 매년 평균 약 1,200개의 토네이도가 발생하며, 캐나다가 그 뒤를 잇고 있으며, 연평균 62개의 토네이도가 보고되고 있다.[74] NOAA는 캐나다에서 매년 평균 100이 더 높다.[75] 네덜란드는 어느 나라든 면적당 평균 기록 토네이도의 수가 가장 높으며(km당2 0.00048개 이상), 영국(km당2 약 33개, 또는 0.00035개)이 그 다음이다(연간 약 33개, 즉 0.00013개). 강도는 낮으며 경미한[76][77] 피해를 입힌다.[70]

미국의 강력한 토네이도 활동. 어두운 색의 지역은 흔히 토네이도 골목이라고 불리는 지역을 나타낸다.

토네이도는 방글라데시에서 매년 평균 179명의 목숨을 앗아가는 것으로 세계에서 가장 많다.[78] 그 이유는 이 지역의 높은 인구 밀도, 낮은 건설 품질, 토네이도 안전 지식의 부족 등이 있다.[78][79] 토네이도가 자주 발생하는 다른 지역은 남아프리카, 라플라타 분지 지역, 유럽 일부, 호주와 뉴질랜드 그리고 극동 아시아 지역이다.[8][80]

토네이도는 봄에 가장 흔하고 겨울에는 가장 흔하지 않지만 토네이도는 좋은 조건이 발생하는 연중 아무 때나 발생할 수 있다.[23] 봄과 가을은 더 강한 바람, 바람의 전단지, 대기 불안정이 존재하는 계절이기 때문에 활동량이 절정을 이룬다.[81] 토네이도는 늦여름과 가을에 발생하기 쉬운 열대성 사이클론의 오른쪽 전방 사분면에 집중되어 있다. 토네이도는 또한 육지가 떨어질 때까지 지속되는 안벽 중간고사 때문에 발생할 수 있다.[82]

토네이도 발생은 태양열로 인해 하루 중 시간에 크게 의존한다.[83] 전 세계적으로 대부분의 토네이도는 현지 시간으로 오후 3시에서 7시 사이에 발생하며 오후 5시 가까이 절정을 이룬다.[84][85][86][87][88] 파괴적인 토네이도는 하루 중 언제든지 발생할 수 있다. 역사상 가장 치명적인 토네이도 중 하나인 1936년의 게인즈빌 토네이도는 현지 시간으로 오전 8시 30분에 발생했다.[23]

영국은 세계에서 국토 단위 면적당 토네이도의 발생률이 가장 높다.[89] 불안정한 상태와 기상 전선이 연중 항상 영국 섬을 가로지르며, 결과적으로 연중 내내 형성되는 토네이도를 발생시키는 책임이 있다. 영국은 매년 최소 34개의 토네이도를 가지고 있으며 아마도 50개 정도 될 것이다.[90] 영국의 대부분의 토네이도는 약하지만 때때로 파괴적이다. 예를 들어, 2005년의 버밍엄 토네이도와 2006년의 런던 토네이도는 모두 후지타 척도에 F2를 등록했고 둘 다 심각한 손상과 부상을 입혔다.[91]

기후 및 기후 변화와의 연관성

미국의 연간 확인된 토네이도 수 1990년의 카운트 업틱은 도플러 기상 레이더의 도입과 일치한다.

다양한 기후와 환경적 경향과의 연관성이 존재한다. 예를 들어, 선원 지역(예: 멕시코만과 지중해)의 해수면 온도가 상승하면 대기 수분 함량이 증가한다. 습기가 증가하면 특히 추운 계절에 심한 날씨와 토네이도 활동이 증가할 수 있다.[92]

일부 증거는 남방진동이 계절과 지역에 따라 달라지는 토네이도 활동 변화와 약하게 상관관계가 있으며 ENSO 단계가 엘니뇨인지 라니뇨인지에 따라 상관관계가 있음을 시사한다.[93] 연구 결과 미국 중남부 평야에서는 엘니뇨 기간 동안 겨울과 봄에 토네이도와 우박이 적게 발생하고, 라니냐 기간에는 태평양의 기온이 비교적 안정된 해보다 더 많이 발생하는 것으로 나타났다. 해양 조건은 몇 달 전에 극도의 봄 폭풍 사건을 예측하는 데 이용될 수 있다.[94]

기후 변화는 제트기류 이동과 더 큰 날씨 패턴의 이동에서 원격 연결을 통해 토네이도에 영향을 줄 수 있다. 기후-토네이도 연결은 더 큰 패턴에 영향을 미치는 힘과 토네이도의 국지적인 미묘한 성질에 의해 혼동된다. 지구 온난화가 토네이도 활동 경향에 영향을 미칠 수 있다고 의심하는 것은 타당하지만,[95] 그러한 영향은 복잡성, 폭풍의 지역적 특성, 그리고 데이터베이스 품질 문제 때문에 아직 식별할 수 없다. 어떤 영향도 지역에 따라 다를 것이다.[96]

탐지

1857년 8월 21일 위스콘신을 가로지르는 토네이도의 길
주요 기사: 대류 폭풍 감지

토네이도를 경고하기 위한 엄격한 시도는 20세기 중반 미국에서 시작되었다. 1950년대 이전에, 토네이도를 탐지하는 유일한 방법은 누군가 토네이도를 지상에서 보는 것이었다. 종종, 토네이도에 대한 소식은 폭풍 후에 지역 기상청에 전달될 것이다. 그러나 기상 레이더의 출현으로, 지방 사무실 근처는 혹독한 날씨에 대한 사전 경보를 받을 수 있었다. 1950년에 처음으로 공공 토네이도 경보가 발령되었고 1952년에 처음으로 토네이도 주의보와 대류 전망이 나왔다. 1953년, 갈고리 메아리가 토네이도와 관련이 있다는 것이 확인되었다.[97] 이러한 레이더 신호를 인식함으로써 기상학자들은 수 마일 떨어진 곳에서 아마도 토네이도를 일으키는 뇌우를 감지할 수 있었다.[98]

레이더

참고 항목: 펄스 도플러 레이더 및 기상 레이더

오늘날 대부분의 선진국들은 토네이도와 관련이 있을 가능성이 높은 후크 시그니처를 탐지하는 일차적인 방법의 기상 레이더망을 가지고 있다. 미국과 몇몇 다른 나라에서는 도플러 기상 레이더 방송국이 사용된다. 이들 장치는 폭풍 내 바람의 속도와 방사 방향(레이더에서 멀리 또는 아래쪽으로)을 측정하며, 160km(100마일) 이상 떨어진 폭풍에서 회전의 증거를 발견할 수 있다. 폭풍우가 레이더에서 멀리 떨어져 있을 때, 폭풍 내에서 높은 지역만 관측되고 아래의 중요한 영역은 샘플링되지 않는다.[99] 데이터 해상도도 레이더와의 거리에 따라 감소한다. 토네이도 발생으로 이어지는 일부 기상학적 상황은 레이더에 의해 쉽게 감지되지 않으며 때때로 레이더가 스캔을 완료하고 데이터 배치를 전송할 수 있는 것보다 더 빨리 토네이도 개발이 발생할 수 있다. 도플러 레이더 시스템은 슈퍼셀 뇌우 속에서 메소시클론을 탐지할 수 있다. 이것은 기상학자들이 뇌우 전반에 걸쳐 토네이도 형성을 예측할 수 있게 해준다.[100]

2009년 6월 5일, 와이오밍 주 고센 카운티에서 후크 에코와 관련 메소시클론의 바퀴 위의 도플러 레이더 루프. 강한 메소시클론은 노란색과 파란색(다른 레이더에서는 밝은 빨간색과 밝은 녹색)의 인접 영역으로 나타나며, 보통 토네이도가 임박했거나 발생했음을 나타낸다.

스톰 스팟팅

1970년대 중반 미국 국립기상청(NWS)은 심한 우박과 피해 바람, 토네이도를 나타내는 폭풍의 주요 특징과 폭풍 피해와 섬광 홍수를 발견할 수 있도록 폭풍 관측기 훈련 노력을 늘렸다. 이 프로그램은 스카이워른이라고 불렸으며, 스폿터들은 지역 보안관 대리, 주 경찰, 소방관, 구급차 운전사, 아마추어 라디오 운영자, 민방위(현재의 긴급 관리) 스폿터, 폭풍 추적자, 일반 시민이었다. 혹독한 날씨가 예상되면, 지역 기상청에서는 기상청이 위험을 경고할 수 있도록 이 발견자들에게 혹독한 날씨를 주의하고 토네이도를 즉시 보고할 것을 요청한다.

스팟터들은 보통 NWS에 의해 각각의 조직을 대표하여 훈련을 받고, 그들에게 보고한다. 이 단체들은 사이렌과 비상경보시스템(EAS) 등 공중경보시스템을 활성화하고 이를 NWS에 전달한다.[101] 미국 전역에 23만 명 이상의 훈련된 스카이워른 기상 관측소들이 있다.[102]

캐나다에서도 칸완이라고 불리는 자원봉사 기상관측자들의 유사한 네트워크가 1,000명 이상의 자원봉사자들이 있는 혹독한 날씨를 발견하는 것을 돕는다.[103] 유럽에서는 스카이워른 유럽의[104] 후원으로 여러 나라가 스폿터 네트워크를 조직하고 있으며, 토네이도 및 폭풍 연구 기구(TORO)는 1974년부터 영국의 스폿터 네트워크를 유지하고 있다.[105]

NEXRAD와 같은 레이더 시스템은 토네이도가 아니라 토네이도의 존재를 암시하는 서명을 감지하기 때문에 스톰 스폿터가 필요하다.[106] 레이더는 토네이도나 임박한 토네이도의 시각적 증거가 있기 전에 경고를 줄 수 있지만 관찰자의 지상 진실은 결정적인 정보를 줄 수 있다.[107] 레이더 빔은 주로 지구의 곡률로 인해 레이더로부터 멀리 떨어진 고도에서 점진적으로 높아지며 빔도 밖으로 퍼져 나가기 때문에 레이더 사이트와의 거리가 증가함에 따라 레이더가 무엇을 볼 수 없는지를 보는 능력은 특히 중요하다.[99]

시각적 증거

리어 플랭크 다운드라프트 클리어 슬롯이 좌측 리어에 보이는 회전 벽 구름

스톰 스폿터들은 멀리서 본 스톰이 슈퍼셀인지 아닌지를 구별하는 훈련을 받는다. 그들은 일반적으로 상승기류와 유입의 주요 영역인 그것의 뒤쪽을 본다. 그 밑에는 비가 내리지 않는 기지가 있고, 토네이도 발생의 다음 단계는 회전하는 벽구름의 형성이다. 대부분의 강렬한 토네이도는 슈퍼셀의 뒷면에 벽구름과 함께 발생한다.[66]

슈퍼셀의 증거는 폭풍의 모양과 구조에 기초하고 있으며, 단단하고 활기찬 상승기탑, 지속적이고 큰 오버슈팅 탑, 단단한 앤빌(특히 강한 상층 바람에 대해 백 시어를 했을 때), 코르크 스크루 모양이나 스트라이프 등의 클라우드 타워의 특징을 가지고 있다. 폭풍 아래 대부분의 토네이도가 발견되는 곳과 더 가까운 곳에서, 슈퍼셀의 증거와 토네이도의 가능성은 "비버 꼬리"와 같은 유입 대역(특히 곡선일 때)을 포함한다. 그리고 유입 공기의 강도, 따뜻함 및 습도, 폭풍이 나타나는 방법, 그리고 전면의 플라는 얼마나 멀리 있는가 등의 다른 단서들을 포함한다.벽구름에서 nk강수핵. 토네이도 발생은 상승기류와 후미측 하향기류의 접점에 있을 가능성이 가장 높으며, 유출과 유입 사이의 균형을 필요로 한다.[18]

오직 회전을 하는 벽 구름만이 토네이도를 발생시키고, 그것들은 보통 5분에서 30분 사이에 토네이도에 선행한다. 회전하는 벽 구름은 낮은 수준의 중세포 복제의 시각적 징후일 수 있다. 낮은 수준의 경계를 제외하고 토네이도 발생 가능성은 매우 낮으며, 일반적으로 벽 구름의 모서리에 인접한 구름의 증발에 의해 눈에 띄게 입증되는 후방 측면 하행선(downdraft)이 발생하지 않는 한 매우 낮다. 토네이도는 종종 이런 일이 일어나거나 그 직후에 발생한다; 첫째, 깔때기 구름이 빠지고 거의 모든 경우에, 절반 아래로 내려갈 때쯤에는 표면 소용돌이가 이미 발달하여, 응결이 표면 순환과 폭풍우를 연결하기 전에 토네이도가 지상에 있다는 것을 나타낸다. 토네이도는 또한 벽 구름 없이, 옆구리 선 아래 그리고 앞 가장자리에서 발생할 수 있다. 스팟터들은 폭풍의 모든 지역과 구름의 기지와 표면을 주시한다.[108]

극한

주요 기사: 토네이도 기록
슈퍼 아웃브레이크의 토네이도 경로 지도 (1974년 4월 3일-4일)

역사상 가장 많은 기록을 보유하고 있는 토네이도는 1925년 3월 18일 미주리주, 일리노이주, 인디애나주 일부 지역을 강타한 트리 스테이트 토네이도였다. 그 시대에는 토네이도가 어떤 규모에도 미치지 못했지만 F5일 가능성이 높다. 그것은 지구상의 어느 곳에서나 가장 긴 경로 길이(219마일, 352km), 가장 긴 지속 시간(약 3.5시간), 그리고 중요한 토네이도(73mph, 117km/h)에 대한 가장 빠른 전진 속도를 기록한다. 게다가, 이것은 미국 역사상 가장 치명적인 단일 토네이도(695명 사망)이다.[23] 토네이도는 또한 그 당시 역사상 가장 비용이 많이 드는 토네이도였지만 (인플레에 대해 조정되지 않은) 그 이후 몇 년 동안 시간이 지남에 따라 인구의 변화가 고려되지 않는다면 다른 몇몇 사람들에 의해 추월되었다. 부와 인플레이션에 대한 비용이 정상화되면, 그것은 오늘날 3위에 올라 있다.[109]

세계 역사상 가장 치명적인 토네이도는 1989년 4월 26일 방글라데시의 도티푸르-살투리아 토네이도로 약 1,300명이 사망했다.[78] 방글라데시 역사상 최소 19건의 토네이도가 발생해 100명 이상이 사망했으며, 이는 전세계 토네이도의 절반에 가까운 수치다.

기록상 가장 광범위한 토네이도가 발생한 것은 2011년 슈퍼 아웃브레이크였는데, 이 토네이도는 미국 남동부에 360개의 확인된 토네이도를 발생시켰으며, 이 중 216개는 24시간 동안 단 한 번의 토네이도 기간 내에 발생시켰다. 이전 기록은 1974년 148개의 토네이도를 발생시킨 슈퍼 아웃브레이크였다.

가장 격렬한 토네이도 풍속의 직접적인 측정은 거의 불가능하지만, 기존의 풍속계는 강한 바람과 날으는 파편들에 의해 파괴되기 때문에, 일부 토네이도는 기동 도플러 레이더 장치에 의해 스캔되어 토네이도의 바람을 충분히 추정할 수 있다. 토네이도에서 측정된 역대 최고 풍속은 36명이 사망한 오클라호마주 F5 브릿지크릭-무어(Bridge Creek-Moore)의 301±20mph(484±32km/h)이다.[110] 이 판독은 지상 100피트(30m) 상공에서 이뤄졌다.[3]

토네이도를 일으키는 폭풍은 때로는 시속 240km(150mph)를 넘는 강도 높은 상승기류를 특징으로 할 수 있다. 토네이도의 잔해들은 부모 폭풍으로 옮겨져 아주 먼 거리를 운반할 수 있다. 1915년 11월 캔자스 주 그레이트 벤드에 영향을 준 토네이도는 극단적인 경우로, 마을에서 130km 떨어진 곳에서 '잔해 비'가 발생해 밀가루 자루가 110마일(180km) 떨어진 곳에서 발견됐고, 그레이트 벤드 은행의 취소된 수표가 네브라스카 팔미라 외곽에서 북동쪽으로 305마일(491km) 떨어진 들판에서 발견됐다.[111] 비오는 물고기와 다른 동물들의 사례에 대한 설명으로 물웅덩이와 토네이도가 진전되었다.[112]

안전

주요 기사: 토네이도 대비
2005년 버밍엄 토네이도로 인한 피해. 영국에서 토네이도가 발생한 흔치 않은 사례로 버밍엄 토네이도는 나무가 쓰러져 19명이 부상을 입었다.

토네이도가 순식간에 덮칠 수 있지만 생존 가능성을 높이기 위해 취할 수 있는 예방책과 예방책이 있다. 미국 폭풍예측센터와 같은 당국은 토네이도 경보가 발령될 경우 미리 정해진 계획을 세울 것을 권고하고 있다. 경고가 발령되면 견고한 건물의 지하실이나 내부 1층 방으로 가면 생존 가능성이 크게 높아진다.[113] 토네이도가 발생하기 쉬운 지역에서는, 많은 건물들이 지하 폭풍 지하실을 가지고 있어, 수천 명의 생명을 구했다.[114]

일부 국가에는 토네이도 예보를 배포하고 토네이도에 대한 경보 수준을 높이는 기상 기관이 있다(미국과 캐나다의 토네이도 주의보 및 경보). 기상 라디오는 주로 미국에서만 이용할 수 있는 지역 지역에 대한 혹독한 기상 주의보가 발령될 때 경보를 제공한다. 토네이도가 멀리 떨어져 있고 가시성이 매우 높은 경우가 아니라면, 운전자들은 (비상 교통을 막지 않도록) 차를 길가에 멀리 주차하고, 튼튼한 대피소를 찾아야 한다고 기상학자들은 충고한다. 근처에 튼튼한 대피소가 없다면, 도랑에서 몸을 낮추는 것이 차선책이다. 고속도로 고가도로는 제한된 공간이 풍속 증가와 고가도로 아래 파편들의 유입을 받을 수 있기 때문에 토네이도 때 대피하기 가장 나쁜 장소 중 하나이다.[115]

신화와 오해

주요 기사: 토네이도 신화

민속은 종종 토네이도가 있는 푸른 하늘을 식별하며, 그 현상은 혹독한 날씨와 관련이 있을 수 있지만, 토네이도와 특별히 연관되어 있는 증거는 없다.[116] 종종 창문을 열면 토네이도로 인한 피해를 줄일 수 있다고 생각한다. 강한 토네이도 내부에서는 대기압의 강하가 크지만, 그 압력차이로 인해 큰 피해가 발생하지는 않을 것이다. 대신에 창문을 여는 것은 토네이도의 피해의 심각성을 증가시킬 수 있다.[117] 격렬한 토네이도는 집의 창문이 열려있든 닫혀있든 집을 파괴할 수 있다.[117][118]

1999년 솔트레이크시티 토네이도는 도시에서는 토네이도가 발생할 수 없다는 생각을 포함한 몇 가지 오해들을 반증했다.

또 다른 일반적인 오해는 고속도로 고가도로가 토네이도로부터 적절한 피난처를 제공한다는 것이다. 이러한 믿음은 1991년 캔자스주 안도버 인근에서 발생한 토네이도 사태 때 찍힌 널리 유포된 비디오에서 일부 영감을 얻은 것으로, 한 통신원과 다른 여러 사람들이 캔자스 턴파이크의 고가도로 아래에서 대피하여 토네이도가 지나가면서 안전하게 토네이도를 몰아냈다.[119] 그러나 고속도로 고가도로는 토네이도 발생 시 위험한 곳으로 문제의 폭풍은 약한 토네이도였고, 토네이도는 고가도로를 직접 타격하지 않았으며 고가도로 자체도 독특한 설계의 사건들로 인해 동영상의 소재는 안전했다.[119] 벤투리 효과로 고가도로의 밀폐된 공간에 토네이디드 바람이 빨라진다.[120] 실제로 1999년 5월 3일 발생한 오클라호마 토네이도 사태에서는 고속도로 고가도로 3곳이 토네이도에 직격탄을 맞았고, 3곳마다 사망자가 발생했으며, 인명피해도 많았다.[121] 이에 비해 같은 토네이도 발생 당시 2000여 채의 가옥이 완전히 파괴되고 7000여 채가 피해를 입었지만, 아직 수십 명만이 집에서 목숨을 잃었다.[115]

오래된 믿음은 지하실의 남서쪽 모퉁이가 토네이도 동안 가장 많은 보호를 제공한다는 것이다. 가장 안전한 장소는 토네이도의 접근 방향(대개 북동쪽 구석)과 반대되는 지하실의 측면이나 구석, 또는 가장 낮은 층의 중앙 가장 높은 방이다. 지하실이나 계단 밑, 작업대 같은 튼튼한 가구 밑에 대피하는 것은 생존 가능성을 더욱 높인다.[117][118]

사람들이 토네이도로부터 보호받았다고 믿는 지역들이 있다. 도시에 있든, 주요 강, 언덕 근처든, 산 근처에 있든, 혹은 심지어 초자연적인 힘에 의해 보호받든 말이다.[122] 토네이도는 주요 강을 건너고, 산을 오르고,[123] 계곡에 영향을 주고, 몇몇 도시 중심부를 파괴하는 것으로 알려져 왔다. 일반적으로 토네이도로부터 안전한 지역은 없지만, 어떤 지역은 다른 지역보다 더 취약하다.[25][117][118]

진행 중인 연구

캔자스주 아티카 인근 토네이도를 관찰하는 도플러 온 휠스 부대

기상학은 비교적 젊은 과학이고 토네이도에 대한 연구는 여전히 새로운 것이다. 약 140년 동안 그리고 약 60년 동안 집중적으로 연구되었지만, 토네이도의 측면은 여전히 미스터리로 남아있다.[124] 기상학자들은 뇌우와 메소시클론의 발달과 [125][126]그 형성에 도움이 되는 기상 조건을 상당히 잘 이해하고 있다. 그러나 슈퍼셀 또는 다른 각각의 형성 과정으로부터 토네이도 발생에 이르는 단계와 토네이도 대 비토네이도 메소시클론의 예측은 아직 잘 알려져 있지 않고 많은 연구의 초점이다.[81]

또한 저준위 메소시클론과 토네이도에 조여드는 저준위 항균성의 스트레칭,[81] 특히 어떤 과정과 환경 및 대류 폭풍의 관계도 연구되고 있다. 심한 토네이도는 (성공한 메소시클로네시스보다) 상층부와 동시에 형성되는 것이 관찰되었으며, 일부 강렬한 토네이도는 중간 수준의 메소시클로네시스 없이 발생했다.[127]

특히 다운드래프트의 역할, 특히 후면 플랭크 다운드래프트의 역할, 그리고 바로크린 경계의 역할은 강렬한 연구 영역이다.[128]

토네이도의 수명 주기 및 토네이도 분해를 수행하는 동안 토네이도의 특성에 영향을 미치는 세부 사항과 마찬가지로 토네이도의 강도 및 수명을 신뢰성 있게 예측하는 것은 여전히 문제로 남아 있다. 다른 풍부한 연구 영역은 선형 뇌우 구조물과 열대성 사이클론 내의 중간 고리와 관련된 토네이도들이다.[129]

기상학자들은 여전히 대부분의 토네이도가 형성되는 정확한 메커니즘을 알지 못하며, 때때로 토네이도는 토네이도 경보가 발령되지 않은 채 여전히 강타한다.[130] 고정 및 이동(표면 및 공중) 현장 계측기와 원격 감지(수동 및 능동) 계측기를 모두 포함하는 관찰 분석은 새로운 아이디어를 창출하고 기존 개념을 수정한다. 수치 모델링은 또한 관찰과 새로운 발견이 우리의 물리적 이해에 통합되고 컴퓨터 시뮬레이션에서 시험되어 완전히 새로운 이론적 발견을 만들어낼 뿐만 아니라 다른 방법으로는 달성할 수 없는 많은 새로운 이론적 발견을 만들어내면서 새로운 통찰력을 제공한다. 중요한 것은, 새로운 관측 기술의 개발과 보다 미세한 공간 및 시간 해상도 관측 네트워크의 설치가 이해도를 높이고 예측을 향상시키는 데 도움을 주었다.[131]

보텍스 프로젝트(토네이도 실험에서 회전의 기원 검증), 토토(TOTOTABLE 토네이도 관측소), 도플러 온 휠스(DOW), 수십 개의 프로그램 등 현장 프로젝트를 포함한 연구 프로그램들은 기상학자들을 괴롭히고 있는 많은 문제들을 해결하기를 희망한다.[46] 대학, 국립 폭풍 연구소와 같은 정부 기관, 민간 부문 기상학자, 국립 대기 연구 센터와 같은 기관들은 연구에 매우 적극적인 기관들 중 일부분이다. 민간과 공공 모두, 주요 기관이 국립 과학 재단이다.[106][132] 연구 속도는 부분적으로 취할 수 있는 관측치의 수, 지역 대기에 걸친 바람, 압력 및 습기 함량에 대한 정보의 격차, 시뮬레이션에 이용 가능한 계산력에 의해 제한된다.[133]

토네이도와 유사한 태양폭풍이 기록되었지만, 이 폭풍이 그들의 지상 폭풍과 얼마나 밀접하게 연관되어 있는지 알 수 없다.[134]

갤러리

참고 항목

참조

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외부 링크