Как образуются торнадо

Как образуются торнадо и почему их прогнозирование/предсказание так сложно и практически невозможно в долгосрочной перспективе?

ОТВЕТ

Торнадо - это очень специфическое атмосферное явление. Он имеет вид узкого, вытянутого воздушного вихря диаметром десятки или сотни метров, связанного с грозовым облаком. Механизм его образования очень сложен. 

Для упрощения можно предположить, что он похож на механизм образования водоворота в ванне. Пожалуйста, проведите следующий эксперимент: налейте воду в ванну, перемешайте ее влево, подождите несколько минут и откройте пробку. 

В месте, где течет вода, слева образуется водоворот, причем водоворот будет тем интенсивнее, чем интенсивнее мы предварительно перемешивали воду. Если мы перемешаем воду вправо, то вихрь будет закручиваться вправо тем интенсивнее, чем раньше мы перемешивали воду. 

Поведение вихря регулируется принципом сохранения углового момента, который в механике жидкости называется теоремой о циркуляции. Медленная циркуляция в ванне "затягивается" вытекающей водой в небольшую область сливного отверстия, что ускоряет ее вращательное движение. 

В механике жидкости такие явления, приводящие к образованию так называемых "вихревых труб", хорошо изучены и документированы. В случае торнадо роль дренажного отверстия играет восходящий поток в кучево-дождевом облаке, который всасывает "воду из ванны", то есть воздух из низких слоев атмосферы. 

Из этого следует, что для прогнозирования торнадо необходимо иметь: а) очень подробную информацию о циркуляции в нижних слоях атмосферы в области на несколько км² ниже восходящего потока, б) точную информацию о грозовом облаке и структуре восходящего потока. 

Ни одна из этих сведений не предоставляется в том объеме, который необходим малоразбросанным станциям метеорологических измерений, спутникам и метеорологическим радарам. 

Поскольку мы знаем физику явления (неплохо - гидродинамику, хуже - свойства облачной конвекции), мы можем исследовать, могут ли возникнуть условия для образования торнадо в прогнозируемом атмосферном потоке. 

К сожалению, для прогнозирования конкретного торнадо этой информации недостаточно. Я рекомендую информацию о торнадо, доступную на Вики

Еще интересная ссылка, но информация на английском языке:

https://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/