Tuulen nopeus ja Ilmanpaine
tuulennopeuden mittaus voidaan tehdä fotogrammetrialla (valokuvista tehdyt mittaukset) ja kaukokartoitustekniikalla Doppler-ilmiön avulla. Nämä kaksi tekniikkaa täydentävät toisiaan. Ne antavat tietoa tornadotuulen nopeuksista seuraamalla kohteita ytimessä ja sen ympärillä (oletus on, että kappaleet liikkuvat ilman nopeudella). Fotogrammetrian avulla voidaan määrittää kuvatason nopeudet analysoimalla pölypakettien, kasvillisuuden palasten ja Rakennusjätteiden liikkeitä filmille tai videonauhalle tallennettuna, mutta sitä ei voida käyttää tuulen nopeuden määrittämiseen kameraa kohti tai poispäin. Toisaalta sadepisaroista ja radioaaltojen (tutka) tai valon (lidar) pulsseilla valaistuista roskista vastaanotettujen doppler-siirteisten sähkömagneettisten ”kaikujen” käsittelyn avulla voidaan määrittää tuulen nopeus laitetta kohti tai siitä poispäin.
joissakin olosuhteissa tornadon kulmaseudulla voi esiintyä äärimmäisiä tuulennopeuksia. Doppler-tutkalla ja fotogrammetrialla tehdyt muutamat rajujen tornadotuulten mittaukset viittaavat siihen, että tornadojen tuottamat suurimmat mahdolliset tangentiaaliset tuulennopeudet ovat 125-160 metriä sekunnissa eli 450-575 kilometriä tunnissa (noin 410-525 jalkaa sekunnissa eli 280-360 mailia tunnissa). Useimmat tutkijat uskovat, että todellinen ääriarvo on lähellä tämän vaihteluvälin alapäätä. Tämän ajattelutavan mukaisesti mitattiin liikkuvan Doppler-tutkan avulla kaikkien aikojen nopeinta tuulennopeutta, 318 mailia tunnissa (noin 512 kilometriä tunnissa), tornadossa, joka iski Oklahoma Cityn esikaupunkialueelle Oklahomassa 3.toukokuuta 1999.
suurimmat tangentiaaliset nopeudet tapahtuvat rengasmaisella alueella, joka ympäröi pyörteen ytimen kärkeä, joka on 30-50 metriä (100-160 jalkaa) maanpinnan yläpuolella. (Siksi ne ovat yleensä hieman korkeampia kuin vahinkoa aiheuttavat tuulet pinnalla.) Keskussuihkuna renkaan reiän läpi nousevan ilman pystynopeus voi olla jopa 80 metriä sekunnissa eli 300 kilometriä tunnissa (noin 250 jalkaa sekunnissa eli 170 mailia tunnissa). Tuloalueelta kulmaseutuun virtaavan ilman säteittäisten nopeuksien (joka ruokkii keskussuihkua) arvioidaan nousevan 50 metriin sekunnissa eli 180 kilometriin tunnissa (noin 160 jalkaa sekunnissa eli 110 mailia tunnissa). Koska ilmavirran organisoituminen vaihtelee huomattavasti tornadon voimakkuuden mukaan, pysty-ja säteisnopeuden ääripäät eivät välttämättä esiinny samanaikaisesti tangentiaalisten nopeuksien ääripäiden kanssa.
nämä äärimmäiset nopeudet ovat voimakkaimpia tuulia, joita tiedetään esiintyvän lähellä maan pintaa. Todellisuudessa ne tapahtuvat hyvin pienen osan tornadon ytimestä yllä lähellä maanpintaa. Niiden todellinen esiintyminen on harvinaista, ja kun niitä esiintyy, ne kestävät yleensä vain hyvin lyhyen time.In lähes kaikissa tornadoissa (noin 98 prosenttia) suurin saavutettu Tuulen nopeus on paljon pienempi kuin nämä suurimmat mahdolliset nopeudet.
vaikka tornadoissa ei ole tehty suoria ilmanpaineen mittauksia, muutamia mittauksia on tehty tornadojen kulkiessa lähellä sääasemia barografeilla (mittalaitteilla, jotka tallentavat ilmanpaineen ajan mittaan). Tällaisista tapauksista saadut tiedot yhdessä laboratorion pyörteissä tehtyjen mittausten kanssa mahdollistavat sellaisten matemaattisten mallien rakentamisen, jotka kuvaavat pintapaineen jakautumista pyörremyrskyjen alla. Näitä malleja, yhdistettynä tietoihin tornadotuulista, käytetään ekstrapoloimaan, mikä oli todennäköisin Ilmanpaine minkä tahansa tornadon keskustassa.
nämä ekstrapoloinnit osoittavat, että tornadon ytimen alla on matalan pintapaineen alue. Alueen pinta-ala on suhteellisen pieni verrattuna sitä ympäröivään nopeiden tuulten rengastukseen. Rajuillakin tornadoilla pintapaineen aleneminen tällä alueella (suhteessa ympäröivän ilmakehän pintapaineeseen) on todennäköisesti enintään 100 hehtopascalia (eli noin 10 prosenttia merenpinnan tason vakioilmanpaineesta). Useimmissa tornadoissa keskuspinnan paineen aleneminen ei ole niin suurta.
tornadon alimman ilmanpaineen arvellaan olevan ytimen keskellä muutamasta kympistä muutamaan sataan metriin pinnan yläpuolella, joskin paineen alenemisen suuruutta ei tunneta. Voimakkaissa pyörremyrskyissä tämä paine-ero näyttää riittävän aiheuttamaan keskusvirtauksen.
