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National Weather Serviceによると、米国では年間平均1,200以上の竜巻が発生しています。 1980年代から国立気象局がドップラーレーダーの使用を開始して以来、年間の竜巻の数は大幅に増加しています。観測と風速推定を使用して、科学者は竜巻によって引き起こされた損害を評価して、これらの強力な嵐とそれらの破壊的な影響をよりよく理解できます。
竜巻の形成方法
激しい竜巻から竜巻が形成されます。低高度の風よりも速い速度で移動する嵐の高高度の風は、垂直ウィンドシアを作成します。アロフトの速い動きの風は西から来て、反対方向に動いている地面に近い遅い動きの風に出会うと上昇気流を作ります。暖かい表面の空気が雷雲に上向きに移動すると、回転する空気が渦を作成します。
風速と気圧
竜巻の損傷は、渦の風速と竜巻と周囲の空気の気圧の差との相関関係によって決まります。風速が大きくなると、空気圧の大きな不均衡が生じ、損傷の程度が大きくなります。強風は、より小さく、より移動性のある物体を拾い上げて移動させ、より小さな構造物を倒すことができます。竜巻内の圧力が低いと、構造の外部と内部の間に圧力差が生じるため、より大きな構造が破壊されます。極端な気圧は、建物の屋根を引き裂き、壁を破壊します。
最初のスケール
オリジナルの藤田スケール（FS）は、観測された被害のレベルに基づいて竜巻の強さを分類するために1971年に開発されました。カテゴリは、F0（軽度の損傷）からF5（信じられないほどの損傷）の範囲でした。特定の損傷しきい値に対応する各カテゴリに推定風速を割り当てました。各カテゴリに関連付けられた風速は推定値であるため、科学的に検証することはできませんでした。
新しく改善されたスケール
FSは役に立ちましたが、欠点がありました。竜巻は、損傷した構造物の種類に関係なく、それらが引き起こした観測された損傷のみに基づいて分類されました。また、損傷の簡単な説明により、各カテゴリで説明されている種類の建物やオブジェクトに遭遇しなかった場合、竜巻を分類することが難しくなりました。 FSを使用して収集されたデータは、風速と損傷のより正確な相関関係を示す改良版の開発に貢献しました。
2007年以来、National Weather Serviceは竜巻の評価にEnhanced Fujita Scale（EF）を使用しています。 EFは、FSの6つのカテゴリシステム（F0〜F5）に準拠していますが、いくつかの拡張機能が含まれています。各カテゴリの損傷の説明は、より詳細な損傷度（DOD）に置き換えられました。 28個の損傷インジケータ（DI）のセットは、竜巻を分類するための追加データを提供します。 DIは、建物タイプ、面積、屋根構造、建築材料など、FSにないすべてのデータなどの特定の構造に関する詳細を規定しています。 EFは依然として風速の推定値に依存していますが、観測されたDODとDIからのデータを組み合わせることで、推定値がより正確になります。
損傷度
EFが使用する損傷の説明には、FSよりも多くの詳細が含まれ、写真と損傷の具体例が含まれています。 DODは、構造的損傷に加えて、樹木が被る損傷も評価します。カテゴリF0竜巻のDODには、雨gと羽目板の損傷、木の枝の破損、浅い木の根こそぎが含まれます。突風は毎時86マイル未満です。 F1竜巻は、ドアをはぎ取り、窓を壊し、モバイルホームをひっくり返すことができます。 110 mphを超えると、F2竜巻は屋根を引き剥がしたり、大きな木を根こそぎにしたり、大きな木を拾い上げて車を拾ったり、モバイルホームを破壊したりします。カテゴリF3はモールに大きな損害を与え、大型車を投げ、家の床全体を破壊する可能性があります。突風166 mph以上はF4竜巻に関連しており、大きな速度で傷つけられたオブジェクトからミサイルを作成できます。風速が毎時200マイルを超えるカテゴリF5の竜巻は、高層ビルの平準化、コンクリートの建物の破壊、高層構造物の座屈など、深刻な損害を与える可能性があります。