Une tornade frappe Pampa, Texas. Voir plus de photos de catastrophes naturelles. Alan R. Moller/Pierre/Getty Images Les mythes sont pleins de créatures fantastiques et destructrices. Si ce n'est pas un ange qui nivelle la ville, puis ce sont des géants qui déambulent avec vengeance dans des villes sans méfiance. En réalité, toutes les calamités que nous sommes susceptibles de rencontrer sont dues à des phénomènes naturels et à la volonté humaine. Mais de toutes les puissances destructrices de notre monde, aucun ne ressemble à la férocité et à la forme de ces monstres mythiques comme des tornades. Ces tempêtes descendent comme un poignard des nuages. Ils dominent les bâtiments les plus hauts comme des titans. Et quand ils s'en prennent à leur environnement, ils semblent souvent agir avec malveillance, intention consciente.
Mettez de côté la peur et la superstition, et vous êtes toujours confronté à l'un des sites les plus impressionnants du monde naturel. Ces colonnes de tempête en torsion peuvent atteindre des vitesses de vent de 318 mph (512 km/h) et mesurer des miles de diamètre, marquant la Terre et décimant les maisons et les bâtiments dans le processus. Encore, dans certaines parties du monde, ces puissantes tempêtes se produisent régulièrement. Les États-Unis à eux seuls connaissent plus de 1, 000 tornades par an, et les tempêtes ont été signalées sur tous les continents sauf l'Antarctique [source :Tarbuck].
Alors que la plupart des tempêtes sont faibles et se produisent dans des zones peu peuplées, les tornades sont connues pour frapper de grandes zones métropolitaines, et ils ont infligé de lourdes pertes à de nombreuses villes. En 1925, le tristement célèbre tristate twister américain a frappé certaines parties du Missouri, l'Illinois et l'Indiana, faisant 695 morts.
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La mécanique d'un simple bain à remous de baignoire est très similaire au vortex d'une tornade. Darryl Torckler/La banque d'images/Getty Images Si vous avez déjà vu un bain à remous se former dans votre baignoire ou votre évier pendant que vous vidangez l'eau, alors vous avez été témoin des principes fondamentaux d'une tornade au travail. Un bain à remous, également connu sous le nom de vortex , se forme à cause du courant descendant que le drain crée dans le plan d'eau. Le flux descendant de l'eau dans le drain commence à tourner, et à mesure que la rotation s'accélère, un vortex se forme.
Pourquoi l'eau se met-elle à tourner ? Il y a beaucoup d'explications, mais voici une façon d'y penser. Imaginez-vous comme une particule dans l'eau, soudainement tiré vers l'aspiration que le drain crée. En premier, vous vous surprendriez à accélérer vers le drain. Puis, littéralement, il y a une torsion. En raison de votre élan précédent et du nombre d'autres particules se précipitant vers le drain en même temps, il y a de fortes chances que vous soyez poussé d'un côté du point d'aspiration à votre arrivée. Cette déviation vous met sur un chemin en spirale vers le point d'aspiration, comme un papillon de nuit en spirale vers une lumière. Une fois que la spirale a commencé dans une direction, il a tendance à influencer toutes les autres particules à mesure qu'elles arrivent. Une très forte tendance à la spirale est créée. Finalement, il y a assez d'énergie en spirale pour créer un vortex.
Les tourbillons sont évidemment un phénomène courant. Après tout, vous les voyez dans les baignoires et les éviers tout le temps. Petit diables de poussière se forment parfois lorsque les vents soufflent sur les déserts chauds, et les feux de forêt sont connus pour produire des tourbillons de flammes et de cendres tourbillons de feu . Les scientifiques ont même observé des diables de poussière sur Mars et repéré tornades solaires fouetter du soleil.
Dans une tornade, il se passe le même genre de chose qu'avec notre exemple de baignoire, sauf avec de l'air au lieu de l'eau. Une grande partie des régimes de vent de la Terre sont dictés par les centres de basse pression, qui aspirent plus frais, l'air à haute pression de la zone environnante. Ce flux d'air pousse l'air à basse pression vers des altitudes plus élevées, mais ensuite l'air se réchauffe et est également poussé vers le haut par tout l'air derrière lui. La pression de l'air à l'intérieur d'une tornade est jusqu'à 10 pour cent inférieure à celle de l'air environnant, l'air ambiant s'engouffre encore plus rapidement.
Une tornade descend du mésocyclone d'un orage au-dessus du Nouveau-Mexique. A. T. Willett/La banque d'images/Getty Images Les tornades n'apparaissent pas seulement - elles se développent à partir d'orages, où il y a déjà une stabilité, flux ascendant de chaleur, de l'air à basse pression pour démarrer. C'est un peu comme lorsqu'un concert de rock dégénère en émeute. Les conditions étaient déjà volatiles; ils ont simplement dégénéré en quelque chose d'encore plus dangereux.
Les orages eux-mêmes se forment comme beaucoup d'autres nuages :la masse d'air humide monte et se refroidit, provoquant la condensation de la vapeur d'eau en nuages. Cependant, si le courant ascendant continue, cette masse nuageuse va continuer à croître et à monter 40, 000 pieds (12, 192 m) ou plus dans le troposphère , la couche la plus basse de l'atmosphère dans laquelle nous vivons. Un nuage d'orage typique peut accumuler une énorme quantité d'énergie. Si les conditions sont réunies, cette énergie crée un énorme courant ascendant dans le nuage, mais d'où vient l'énergie ?
Les nuages se forment lorsque la vapeur d'eau se condense dans l'air. Ce changement d'état physique libère de la chaleur, et la chaleur est une forme d'énergie. Une grande partie de l'énergie d'un orage est le résultat de la condensation qui forme le nuage. Chaque gramme d'eau condensée produit environ 600 calories de chaleur - et 80 autres calories de chaleur par gramme d'eau résultent de la congélation dans la haute atmosphère. Cette énergie augmente la température du courant ascendant, ainsi que l'énergie cinétique du mouvement d'air ascendant et descendant. L'orage moyen en libère environ 10, 000, 000 kilowattheures d'énergie -- l'équivalent d'une ogive nucléaire de 20 kilotonnes [source :Britannica].
Dans orages supercellulaires , les courants ascendants sont particulièrement forts. S'ils sont assez forts, un vortex d'air peut se développer tout comme un vortex d'eau se forme dans un évier. Ce précurseur de la tornade est appelé un mésocyclone , et est généralement de 2 à 6 miles (3 à 10 kilomètres) de large. Un mésocyclone se forme, il y a environ 50% de chances que la tempête se transforme en tornade dans environ 30 minutes.
Certaines tornades consistent en un seul vortex, mais d'autres fois plusieurs tourbillons d'aspiration tourner autour du centre d'une tornade. Ces tempêtes dans une tempête peuvent être plus petites, avec un diamètre d'environ 30 pieds (9 mètres), mais ils connaissent des vitesses de rotation extrêmement puissantes.
La tornade descend d'un nuage d'orage comme un énorme, corde d'air tourbillonnante. Des vitesses de vent comprises entre 200 et 300 mph (322 à 483 km/h) ne sont pas rares. Si le vortex touche le sol, la vitesse du vent tourbillonnant (ainsi que le courant ascendant et les différences de pression) peuvent causer d'énormes dégâts, déchirer des maisons et jeter des débris potentiellement mortels.
La tornade suit un chemin contrôlé par la route de son nuage d'orage parent, et il semblera souvent sauter. Le houblon se produit lorsque le vortex est perturbé. Vous avez probablement vu qu'il est facile de perturber un vortex dans la baignoire, mais alors il se réformera. La même chose peut arriver au vortex d'une tornade, l'amenant à s'effondrer et à se reformer sur son chemin.
Les petites tornades ne peuvent prospérer que quelques minutes, couvrant moins d'un mile de terrain. De plus grosses tempêtes, cependant, peut rester au sol pendant des heures, couvrant plus de 90 miles (150 km) et infligeant des dommages presque continus en cours de route.
À ce point, vous vous demandez peut-être comment les tornades finissent par se dissiper. Les scientifiques débattent encore exactement de la mort de ces tempêtes mortelles, mais l'un des principaux suspects n'est autre que l'orage parent :le mésocyclone en rotation. Les tornades ont besoin d'instabilité et de rotation. Perturber le flux d'air, enlever son humidité ou détruire son équilibre instable d'air chaud et froid, et il ne peut pas fonctionner. Souvent, une tornade mourra parce que le froid sortie d'air provenant de la chute des précipitations perturbe l'équilibre.
Les tornades sont parmi les tempêtes les plus dangereuses sur Terre et, alors que les météorologues s'efforcent de protéger les populations vulnérables grâce à l'alerte précoce, il aide à classer les tempêtes par gravité et dommages potentiels. Les tornades étaient à l'origine classées sur le Échelle Fujita , du nom de son inventeur, Le météorologue de l'Université de Chicago T. Theodore Fujita. Le météorologue a créé l'échelle en 1971 en fonction de la vitesse du vent et du type de dommages causés par une tornade. Il y avait six niveaux sur l'échelle d'origine.
En février 2007, l'échelle Fujita a été remplacée par l'échelle Fujita améliorée. La nouvelle échelle "EF" est similaire à son prédécesseur. Il classe les tornades en six catégories différentes (EF0 à EF5 au lieu de F0 à F5). Lorsque l'échelle EF diffère, cependant, est dans le nombre de critères utilisés pour évaluer le niveau de dégâts d'une tornade. D'abord, il y a des indicateurs de dommages - des objets qui peuvent être endommagés dans la tornade. Ceux-ci sont classés de 1 (petites granges) à 28 (résineux). Chaque indicateur de dommage peut également connaître des variations degrés de dégâts ( DOD ). Chaque DOD correspond à des vitesses de vent estimées.
Par exemple, un motel a 10 degrés de dégâts, allant des vitres brisées (3) à l'effondrement de la majeure partie du toit (6) jusqu'à la destruction complète du bâtiment (10). Si les fenêtres d'un motel sont brisées, mais il ne subit pas de dégâts plus importants, la vitesse du vent la plus basse possible est estimée à 74 mph (119 km/h), tandis que la vitesse la plus élevée possible estimée est de 107 mph (172 km/h). Les météorologues font la moyenne de ces vitesses, ce qui signifie que la vitesse du vent attendue est de 89 mph (143 km/h). Un examen de l'échelle EF révèle que 89 mph tombe dans la catégorie EF1, la tornade est donc classée comme EF1. Pour plus d'informations sur l'échelle EF, voir le site Web officiel de la NOAA.
Tornades et explosions de maisonsAvez-vous déjà entendu dire qu'une tornade peut faire exploser votre maison ? Ce mythe particulier semble crédible au premier abord. L'idée est que les tornades entraînent une telle baisse de la pression atmosphérique que la pression plus élevée à l'intérieur de votre maison la fera exploser à moins que vous n'ouvriez toutes les fenêtres. Heureusement pour les propriétaires, il n'y a pas de vérité là-dedans. Sauf si vous vivez dans un vaisseau spatial abattu, votre maison a probablement suffisamment de ventilation pour éviter une explosion. Tout ce que l'ouverture des fenêtres accomplira, c'est qu'il est un peu plus facile pour les débris de vous frapper pendant que la tempête traverse.
