Ανεμοστροβιλος ή αλλιως σιφωνας ή tornado ειναι μια ταχεως περιστρεφομενη στηλη αερα που προερχεται απο καταιγιδοφορο νεφος και η οποια προκαλει τους δυνατοτερους ανεμους στην γη, προκαλωντας φυσικα μεγαλες καταστροφες στο διαβα του.
Στην Ελληνικη μετεωρολογικη βιβλιογραφια βεβαια, υπαρχει μια συγχυση για τους όρους “σιφωνας” και “ανεμοστροβιλος”, αφου για παραδειγμα οι Μακρογιαννης-Σαχσαμανογλου στο βιβλιο “Μαθηματα γενικης μετεωρολογιας”, οι Μπαλαφουτης-Μαχαιρας στο βιβλιο “Μαθηματα γενικης κλιματολογιας” και ο Καρακωστας στο τευχος “Σημειωσεις συνοπτικης και δυναμικης μετεωρολογιας”, καθως και αλλοι οριζουν ως σιφωνα ξηρας ή θαλασσας(εναλλακτικη ονομασια υδροστροβιλος σε αυτη την περιπτωση) το φαινομενο που περιγραφεται με τον όρο tornado, ενω οριζουν ως ανεμοστροβιλο το dust devil δηλαδη μια περιστρεφομενη στηλη αερα χωρις να εχει σχεση με καταιγιδοφορο νεφος.
Αλλοι παλι χρησιμοποιουν τον ορο ανεμοστροβιλο ως συνωνυμο με τον σιφωνα. Εδω περα αναφερομαστε παντως στο φαινομενο του tornado και θα χρησιμοποιησουμε τους ορους ανεμοστροβιλος και σιφωνας ως συνωνυμα.
Ενας σιφωνας για να δημιουργηθει προϋποθετει την υπαρξη ενος καταιγιδοφορου νεφους αρα χρειαζομαστε οπωσδηποτε την υπαρξη (μεγαλης) ασταθειας, αρκετης υγρασιας και ενος ανυψωτικου μηχανισμου για την δημιουργια μιας ισχυρης καταιγιδας. Απο εκει και επειτα ομως για να υπαρξουν προυποθεσεις δημιουργιας σιφωνα πρεπει στην ατμοσφαιρα να υπαρχει μεγαλη διατμηση των ανεμων στα κατωτερα επιπεδα κοντα στο εδαφος.
Προγνωστικα μεγαλες τιμες CAPE πανω απο 2000 J/kg μαζι με υπαρξη καλης υγρασιας στα χαμηλοτερα επιπεδα και ενος ανυψωτικου μηχανισμου για να αξιοποιηθει η ασταθεια καθως και τιμων “Bulk Shear_0-6 km” πανω απο 20 m/s και “Storm-Relative Helicity_0-3 km” πανω απο 150 m²/s², ευνοουνε την δημιουργια υπερκυτταρων καταιγιδων που ευνοουνε στην δημιουργια ανεμοστροβιλων, ενω συνοδεια τιμων “Storm-Relative Helicity_0-1 km” πανω απο 100 m²/s² κανουν την πιθανοτητα αναπτυξης ανεμοστροβιλων πολυ μεγαλη. Βεβαια η αναπτυξη τους ευνοειται ακομη περισσοτερο σε ανοικτους μεγαλους χωρους, οπως σε μεγαλες πεδιαδες χωρις βουνα, λοφους κλπ ή σε θαλασσα, για αυτο και βλεπουμε συχνοτατα στις Μεγαλες Πεδιαδες των ΗΠΑ να δημιουργουνται ανεμοστροβιλοι, ενω στην Ελλαδα η δημιουργια τους ειναι κυριως στα παρακτια μερη.
Εδω η ραδιοβοληση της προγνωσης του GFS για την περσινη(10 Ιουλιου 2019) μεγαλη υπερκυτταρη καταιγιδα στην Χαλκιδικη με τις μεγαλες καταστροφες, τους 6 νεκρους και 108 τραυματιες, λογω κυριως των ισχυρων ανεμων ειτε απο πολυ πιθανα downburst, ειτε και απο πιθανους ανεμοστροβιλους.
(κλικ στην εικονα για μεγεθυνση)
•Ενας ανεμοστροβιλος μπορει να κυμαινεται σε διαμετρο απο λιγα μετρα εως και χιλιομετρα! Η τυπικη διαμετρος της κυριας περιστρεφομενης δομης ενος ανεμοστροβιλου ειναι 50 εως 600 μετρα, αλλά εχουν καταγραφει και πολυ μεγαλυτερης διαμετρου με ακραιο ρεκορ τον ανεμοστροβιλο στο Ελ Ρενο της Οκλαχομα των ΗΠΑ στον Μάιο του 2013 οπου ο ισχυροτατος εκεινος ανεμοστροβιλος ειχε διαμετρο 4.2 χιλιομετρα!!
Αυτη η διαμετρος ειναι που περιεχει τους ισχυροτερους ανεμους ενω οσο προχωραμε προς τα εξω η ενταση των ανεμων μειωνεται ραγδαια.
•Ενας ανεμοστροβιλος συνηθως κινειται οριζοντια με ταχυτητα καποιων δεκαδων χιλιομετρων την ωρα κατω απο 50 km/h, αλλά υπαρχουν και περιπτωσεις οπου εχουν καταγραφει ανεμοστροβιλοι που κινουνται οριζοντια με ταχυτητες εως και 117 χιλιομετρων την ωρα!! Ενω πολλες φορες μενουν και ακινητοι για αρκετη ωρα.
•Η πορεια ενος ανεμοστροβιλου διαρκει απο λιγα χιλιομετρα εως και εκατονταδες χιλιομετρα, ενω συνηθως στις ΗΠΑ η μεση αποσταση που διανυουν ειναι περιπου 7 χιλιομετρα. Ομως εχουν καταγραφει και περιπτωσεις οπου ανεμοστροβιλος συνεχως ανατροφοδοτουμενος διενυσε 472 χιλιομετρα απο το Μισουρι των ΗΠΑ εως την Ιντιανα! Ενω η χρονικη διαρκεια ζωης τους ειναι απο μερικα λεπτα εως και πολλες ωρες.
•Η καταστρεπτικη δυναμη ομως των ανεμοστροβιλων οφειλεται στην εξαιρετικα μεγαλη ταχυτητα περιστροφης τους! Ο αερας περιστρεφεται με τοσο μεγαλη ταχυτητα που στους πιο ισχυρους σιφωνες μπορει να διαλυσει οτιδηποτε βρεθει μπροστα του.
Για να εχουμε μια ιδεα για τους ανεμους να αναφερουμε οτι στην Ελλαδα πχ απο τους ισχυροτερους μεσους ανεμους(μεση τιμη ανεμου για 1 λεπτο και πανω) που εχουμε καταγραψει ηταν το 2004 τον Γεναρη στο χαμηλο βομβα, οπου ειχαμε μεσους ανεμους ακομα και 118 km/h με ριπες(στιγμιαια τιμη ανεμου) 175 km/h! Ενω τον Γεναρη του 2001 οι ριπες ανεμων στην Παξιμαδα Καρυστου εφτασαν την εκπληκτικη τιμη των 206 km/h με τις μεσες εντασεις ομως να μην ξεπερνουν τα 115 χιλιομετρα την ωρα.
Ενα αλλο καταστρεπτικο καιρικο φαινομενο τωρα, οι τροπικοι κυκλωνες, παραγουν επισης τεραστιες εντασεις ανεμων και ας δουμε πως οι τιμες των ανεμων που συνηθως εχουμε στην Ελλαδα δεν μπορουν να συγκριθουν.
Η κατηγοριοποιηση των τροπικων κυκλωνων με βαση την μεση ενταση των ανεμων με βαση την Κλιμακα Saffir–Simpson ειναι:
Τροπικος κυκλωνας κατηγοριας 1 —-> ΜΕΣΗ ταχυτητα ανεμου: 119 εως 153 χιλιομετρα την ωρα
Τροπικος κυκλωνας κατηγοριας 2 —-> ΜΕΣΗ ταχυτητα ανεμου: 154 εως 177 χιλιομετρα την ωρα
Τροπικος κυκλωνας κατηγοριας 3 —-> ΜΕΣΗ ταχυτητα ανεμου: 178 εως 208 χιλιομετρα την ωρα
Τροπικος κυκλωνας κατηγοριας 4 —-> ΜΕΣΗ ταχυτητα ανεμου: 209 εως 251 χιλιομετρα την ωρα
Τροπικος κυκλωνας κατηγοριας 5 —-> ΜΕΣΗ ταχυτητα ανεμου: πανω απο 252 χιλιομετρα την ωρα
Ενω οι ριπες του ανεμου, δηλαδη οι στιγμιαιες ταχυτητες ειναι συνηθως γυρω στο 20% με 40% ισχυροτερες απο τις μεσες τιμες 10λεπτου, ενω φτανουν και 80 % ισχυροτερες μερικες φορες.
Η μεγιστη τιμη ανεμου σε κυκλωνα ειναι για τον τροπικο κυκλωνα Ολιβια το 1996 με ριπη ανεμου στα 407.5 km/h.
Ενω για μεση τιμη ανεμου σε κυκλωνα ειναι 342 χιλιομετρα την ωρα στον τυφωνα Νανσυ!
Οι ανεμοστροβιλοι ομως κλιμακας EF0, ξεκινανε ο ασθενεστερος απο 105 χιλιομετρα την ωρα ταχυτητα των ανεμων των εσωτερικων στρωματων της κυριας διαμετρου δρασης τους, και φτανουν οι κλιμακας EF5 πανω απο 322 km/h, ενω η μεγαλυτερη ταχυτητα που εχει καταγραφει σε ανεμοστροβιλο, και ειναι και η μεγαλυτερη ταχυτητα που εχει καταγραφει στην γη, ηταν 3 Μαΐου 1999 σε εναν ανεμοστροβιλο στην Οκλαχομα οπου καταγραφηκε(απο Doppler Radar) ανεμος 484±32 km/h!
Τα συμβολα EF0 και EF5 υποδηλωνουν την ενισχυμενη κλιμακα Φουτζιτα(EF) η οποια αρχιζει με την κατηγορια 0 που ειναι η ασθενεστερη και φτανει στην 5 που ειναι και οι ισχυροτεροι σιφωνες.
Η ενισχυμενη κλιμακα Φουτζιτα εχει αυτες τις 6 διαβαθμισεις οι οποιες εξαρτωνται απο τις ζημιες και καταστροφες που εκανε ο σιφωνας. Οποτε δεν ειναι μια τελειως αντικειμενικη κλιμακα.
Εδω και οι διαβαθμισεις της κλιμακας με βαση τα χαρακτηριστικα της καταστροφης που εμφανιστηκαν:
(κλικ στην εικονα για μεγεθυνση)
Στην Ευρωπη χρησιμοποιειται βεβαια μια πιο αντικειμενικη κλιμακα για τους ανεμοστροβιλους η κλιμακα Torro και η οποια εξαρταται μόνο απο την ταχυτητα που καταγραφεται μεσα στον ανεμοστροβιλο.
Η οποια βεβαια τις περισσοτερες φορες δεν ειναι ευκολο να μετρηθει αφου απο κατηγορια EF1 και πανω τα οργανα μετρησης παρασυρονται ή καταστρεφονται.
Η κλιμακα Τorro παιρνει τιμες απο Τ0 που ειναι η χαμηλοτερη, εως Τ11.
Τιμες Τ10 και Τ11 αντιστοιχουν σε ανεμοστροβιλους EF5 κατηγοριας.
Ενω η τιμη Τ0 αντιστοιχει σε ανεμους 8 Μποφορ οποτε δεν ειναι καθολου αμελητεα. Τ1 αντιστοιχει σε 10 Μποφορ, Τ2 σε 12 μποφορ κλπ.
Οι δε τιμες για καθε κατηγορια Torro ειναι:
(κλικ στην εικονα για μεγεθυνση)
Στις ΗΠΑ καταγραφονται περιπου 1250 με 1300 ανεμοστροβιλοι ετησιως, ενω στην Ευρωπη 550 με 600 ετησιως, ενω η 2η χωρα παγκοσμιως σε σιφωνες μετα τις ΗΠΑ ειναι ο Καναδας με 100 εως 200 ανεμοστροβιλους ανα ετος και 3ο το Μπαγκλαντες με 50 εως 100 σιφωνες ανα ετος.
Το Μπαγκλαντες μαλιστα εχει περιπου 180 θανατους ετησιως απο ανεμοστροβιλους, αριθμος πολυ μεγαλυτερος απο τις ΗΠΑ πχ, και αυτο προφανως οφειλεται στην μεγαλυτερη πυκνοτητα πληθυσμου, στις χειροτερες κατασκευες σπιτιων, κτιριων, υποδομων, χειροτερη προληψη, κλπ.
Το 58 % των ανεμοστροβιλων στις ΗΠΑ ειναι κατηγοριας EF0-EF1 ενω το 42 % κατηγοριας ΕF2 εως EF5. Αντιθετα στην Ευρωπη οι κατηγοριες EF3 και πανω ειναι πολυ σπανιες, πχ το Ηνωμενο Βασιλειο εχει κατω απο 10 % EF2 εως EF4 και πανω απο 90 % EF0 ή EF1.
Απο το 1950 εως σημερα, 59 ανεμοστροβιλοι ανακηρυχθηκαν ως EF5 στις ΗΠΑ, ενω στον Καναδα μολις 1, και στην Ευρωπη 7 (2 στην Γαλλια, στην Ιταλια και στην Γερμανια και 1 στην Ρωσια).
Στις ΗΠΑ εχουν καταγραφει ανεμοστροβιλοι κατηγοριας Τ11 ενω στην Ευρωπη ποτέ. Η μεγαλυτερη κατηγορια σιφωνα που καταγραφηκε στο Ηνωμενο Βασιλειο πιθανολογειται οτι ηταν κατηγοριας Τ8.
Στην Ελλαδα εχουν καταγραφει σιφωνες με ανεμους πιθανοτατα κατηγοριας εως Τ6 ή στην ενισχυμενη κλιμακα Φουτζιτα σιφωνες κατηγοριας EF3.
Κατανομη καταγεγραμμενων σιφωνων στην Ευρωπη απο το 2010 εως σημερα:
(κλικ στην εικονα για μεγεθυνση)
Οι ανεμοστροβιλοι αποτελουν εναν απο τους μεγαλυτερους καιρικους κινδυνους και αποτελουν την 3η αιτια θανατου απο καιρικα φαινομενα στις ΗΠΑ.
43 % των θανατων(απο καιρικα φαινομενα) ειναι απο επεισοδια καυσωνα, 15 % απο πλημμυρες, 11 % απο σιφωνες, και 10 % απο κεραυνους.
Ενω και οι καταστροφες περουσιων ειναι καθε χρονο εκατονταδες εκατομμυρια δολλαρια απο επεισοδια ανεμοστροβιλων στις ΗΠΑ εως και αρκετα δισεκατομμυρια σε ορισμενες περιπτωσεις οπου υπηρξαν αρκετοι EF5.
Οι ανεμοστροβιλοι μπορουν να διαλυσουν οποιαδηποτε κατασκευη, ακομα και κτιρια με ενισχυμενο σκυροδεμα(μπετον με οπλισμο χαλυβα) εφοσον μιλαμε για EF4 ή EF5 αφου η πιεση που ασκειται στα τοιχωματα της κατασκευης ειναι αναλογη με το τετραγωνο της ταχυτητας του ανεμου.
Ενω ακομα και μικροτερης κατηγοριας ανεμοστροβιλοι απο EF4 μπορουν να ξηλωσουν τις σκεπες και τις οροφες των κτιριων αφου οι μεγαλης ταχυτητας ανεμοι που πνεουν πανω απο τα σπιτια και τις σκεπες, δημιουργουν ενα πεδιο υποπιεσης(μικρης πιεσης) και αυτο δημιουργει μια ανυψωτικη δυναμη στις σκεπες και τις παρασυρει προς τα πανω, ενω μαλιστα το φαινομενο αυτο ενισχυεται εαν λογω του ανεμοστροβιλου σπασουν τα τζαμπα του σπιτιου/της κατασκευης οποτε ο εισερχομενος αερας δημιουργει ακομα μεγαλυτερη πιεση στο εσωτερικο του σπιτιου και η ανυψωτικη δυναμη στην σκεπη ειναι πολυ μεγαλυτερη.
Ενω η πιεση P σε pascal(1 Pa = 1 N/m²) που ασκειται στους τοιχους εξωτερικα των κτιριων για ταχυτητα ανεμοστροβιλου u(σε km/h) ειναι: P = 0.061·u²
Δηλαδη για ανεμοστροβιλο κατηγοριας EF4 που εχει ταχυτητες 267 km/h εως 322 km/h η πιεση στον τοιχο ειναι περιπου απο 4350 Pa εως 6325 Pa δηλαδη δυναμη 4350 N εως 6325 Ν ανα τετραγωνικο μετρο! (με αναγωγη σε μαζα μιλαμε για 435 κιλα εως 633 κιλα μαζας σε καθε τετραγωνικο μετρο του σπιτιου).
Ακολουθουνε βιντεο απο ανεμοστροβιλους και απο “στενες επαφες” ανθρωπων με ανεμοστροβιλους.
https://www.youtube.com/watch?v=xSgDAPCSVrc
https://www.youtube.com/watch?v=0L-XExpb3pY
https://www.youtube.com/watch?v=cH6rjw941Q0
https://www.youtube.com/watch?v=KVPD4cL-OIM
https://www.youtube.com/watch?v=Z5GOdfneCss
https://www.youtube.com/watch?v=JdHq1fnGBkU
https://www.youtube.com/watch?v=Vct6xU3dW2I
