windsnelheden en luchtdruk
meting van windsnelheden kan worden verkregen door fotogrammetrie (metingen aan de hand van foto ‘ s) en door teledetectietechnieken met behulp van het Dopplereffect. Deze twee technieken zijn complementair. Ze geven informatie over tornado windsnelheden door het volgen van objecten in en rond de kern (de veronderstelling is dat de objecten bewegen met de snelheid van de lucht). Fotogrammetrie maakt het mogelijk om snelheden over het beeldvlak te bepalen door analyse van bewegingen van stofpakketten, stukjes vegetatie en bouwafval zoals vastgelegd op film of videoband, maar het kan niet worden gebruikt om de windsnelheid naar of weg van de camera te bepalen. Aan de andere kant, door de verwerking van Doppler-verschoven elektromagnetische “echo ‘ s” ontvangen van regendruppels en puin verlicht met pulsen van radiogolven (radar) of licht (lidar), windsnelheid naar of weg van het instrument kan worden bepaald.
onder sommige omstandigheden kunnen extreme windsnelheden optreden in het hoekgebied van een tornado. De weinige metingen van hevige tornadowinden die zijn uitgevoerd met behulp van dopplerradar en fotogrammetrie suggereren dat de maximaal mogelijke tangentiële windsnelheden gegenereerd door tornado ‘ s in het bereik liggen van 125 tot 160 meter per seconde, of 450 tot 575 km per uur (ongeveer 410 tot 525 voet per seconde, of 280 tot 360 mijl per uur). De meeste onderzoekers geloven dat de werkelijke extreme waarde is in de buurt van de onderkant van dit bereik. In overeenstemming met deze gedachte was de meting gemaakt met behulp van een mobiele Doppler radar van de snelste windsnelheid ooit gemeten, 318 mijl per uur (ongeveer 512 km per uur), in een tornado die de buitenwijken van Oklahoma City, Oklahoma, op 3 mei 1999.
maximale tangentiële snelheden komen voor in een ringvormig gebied rond de punt van de vortexkern dat 30 tot 50 meter (100 tot 160 voet) boven de grond is gecentreerd. (Vandaar, ze hebben de neiging om een beetje hoger dan schade veroorzakende wind aan het oppervlak. De verticale snelheden van lucht die stijgt als een centrale straal door het gat in de ring kan oplopen tot 80 meter per seconde, of 300 km per uur (ongeveer 250 voet per seconde, of 170 mijl per uur). Radiale luchtsnelheden die van het instroomgebied naar het hoekgebied stromen (dat de centrale straal voedt) worden geschat op 50 meter per seconde, of 180 km per uur (ongeveer 160 voet per seconde, of 110 mijl per uur). Omdat de organisatie van de luchtstroom aanzienlijk varieert met tornado-intensiteit, kunnen extremen in verticale en radiale snelheden niet tegelijkertijd voorkomen als extremen in tangentiële snelheden.
deze extreme snelheden zijn de sterkste winden waarvan bekend is dat ze in de buurt van het aardoppervlak voorkomen. In werkelijkheid komen ze voor over een heel klein deel van de tornado kern dicht bij de grond. Hun werkelijke voorkomen is zeldzaam, en, wanneer ze zich voordoen, ze meestal duren slechts een zeer korte time.In bijna alle tornado ‘ s (ongeveer 98 procent), de maximale windsnelheid is veel minder dan deze maximaal mogelijke snelheden.
hoewel er geen directe metingen van de atmosferische druk bij tornado ’s zijn verricht, zijn er wel enkele metingen verricht wanneer tornado’ s langs weerstations met barografieën (instrumenten die de atmosferische druk in de tijd registreren) passeerden. Gegevens van dergelijke incidenten, samen met metingen in laboratoriumwervels, voorzien in de constructie van wiskundige modellen die de verdeling van de oppervlaktedruk onder tornado ‘ s beschrijven. Deze modellen, gecombineerd met informatie over tornadowinden, worden gebruikt om te extrapoleren wat de meest waarschijnlijke luchtdruk was in het centrum van een tornado.
deze extrapolaties geven aan dat een gebied met lage oppervlaktedruk gecentreerd is onder de tornadokern. Het gebied van deze regio is relatief klein in vergelijking met dat van de annulus van hoge-snelheid winden die het omringt. Zelfs voor heftige tornado ‘ s is de vermindering van de oppervlaktedruk in dit gebied (ten opzichte van de oppervlaktedruk in de omringende atmosfeer) waarschijnlijk niet meer dan 100 hectopascal (dat wil zeggen ongeveer 10 procent van de standaard atmosferische druk op zeeniveau). In de meeste tornado ‘ s is de vermindering van de centrale oppervlaktedruk niet zo groot.
De laagste Atmosferische druk in een tornado zou zich in het midden van de kern bevinden, Enkele tientallen tot enkele honderden meters boven het oppervlak, hoewel de omvang van de drukvermindering onbekend is. Bij hevige tornado ‘ s blijkt dit drukverschil voldoende te zijn om een centrale downflow te veroorzaken.
