Измерение интенсивности шторма с использованием шкалы Фудзиты.
Торнадо часто появляются внезапно, быстро движутся и оставляют на поверхности, казалось бы, случайные разрушения. Но для метеорологов и исследователей стихийных бедствий характер разрушений на самом деле содержит важную информацию: насколько сильным был ветер, как долго длился шторм и насколько велик риск повторения подобного события. Один из самых известных способов измерения интенсивности торнадо — шкала Фудзиты, метод классификации, который оценивает силу торнадо на основе причиняемого ими ущерба.
Что такое шкала Фудзиты?
Шкала Фудзиты (F-шкала) была введена в 1971 году доктором Тэцуей «Тедом» Фудзитой, ученым-атмосферологом, внесшим значительный вклад в изучение сильных штормов. Основная идея была проста, но новаторская: поскольку измерить скорость ветра в торнадо напрямую было очень сложно (особенно в то время), силу торнадо можно было оценить по следам разрушений, которые он оставлял за собой.
Шкала Фудзиты классифицирует торнадо по нескольким категориям, от F0 (самый слабый) до F5 (самый сильный). Каждая категория соответствует диапазону расчетных скоростей ветра и уровню повреждений, обычно наблюдаемых в зданиях, деревьях, транспортных средствах и инфраструктуре.
Почему торнадо оценивают по масштабу разрушений?
В отличие от крупномасштабных циклонических штормов (например, ураганов), которые можно отслеживать со спутников и с помощью более точных измерений ветра , торнадо представляют собой:
1. Торнадо имеет небольшой масштаб и носит локальный характер, поэтому ветроизмерительные приборы редко оказываются непосредственно на пути его распространения.
2. Кратковременный (от нескольких минут до десятков минут), поэтому диапазон измерений очень узок.
3. При наличии резких колебаний ветра в пределах десятков метров одной точки измерения недостаточно для описания всей ситуации.
В результате оценка масштабов ущерба от торнадо стала практичным подходом. Как правило, группы экспертов выезжают на место происшествия после события, составляют карту траектории торнадо, документируют ущерб, а затем оценивают его интенсивность на основе соответствующих показателей.
Категории по шкале Фудзиты (F0–F5)
Ниже представлен обзор категорий шкалы Фудзиты, а также примеры часто встречающихся повреждений. Следует отметить, что значения скорости ветра по этой шкале являются приблизительными, а не прямыми измерениями.
1. F0 – Незначительные повреждения
Торнадо категории F0 обычно причиняют незначительный ущерб: сломанные ветки, несколько поваленных небольших деревьев, поврежденные рекламные щиты или разлетающиеся черепицы с крыши. Ущерб менее прочным домам может быть более значительным, но обычно ограничивается внешней частью здания.
2. F1 – Умеренный урон
Этот тип стихийных бедствий может привести к повалу большего количества деревьев, смещению легковых автомобилей и более серьезным повреждениям крыш. Гаражные ворота могут быть сорваны ветром, окна могут быть разбиты, а полупостоянные конструкции могут получить значительные повреждения.
3. F2 – Довольно серьёзные повреждения
Торнадо категории F2 может сорвать большие участки крыш, обрушить слабопрочные здания и сломать большие деревья. Автомобили могут перевернуться или упасть на землю. Инфраструктура, такая как линии электропередач, может быть вырвана с корнем, что часто приводит к масштабным отключениям электроэнергии.
4. F3 – Серьезные повреждения
При землетрясении категории F3 ущерб становится очень серьезным: стены домов могут обрушиться, тяжелая техника может быть поднята или перемещена, а коммерческие здания могут получить структурные повреждения. Следы разрушений обычно хорошо видны: деревья выглядят «порубленными», а обломки уносятся далеко.
5. F4 – Очень серьёзные повреждения
Категория F4 ассоциируется с масштабными разрушениями. Прочно построенные дома могут обрушиться, оставив после себя только каркас или фундамент. Транспортные средства могут быть отброшены далеко, а крупные предметы могут стать опасными снарядами. В густонаселенных районах последствия могут напоминать масштабную зону бедствия.
6. F5 – Экстремальный урон
F5 — это наивысший уровень по шкале Фудзиты. Торнадо этой категории могут «снести» прочные здания до основания, поднять тяжёлую технику и нанести огромный ущерб практически всему на своём пути. Торнадо категории F5 встречаются редко, но когда они происходят, последствия для жизни и инфраструктуры значительны.
Как проводится оценка по шкале Фудзиты?
Оценка по шкале Фудзиты обычно проводится после события (постсобытийная оценка). Как правило, этапы включают в себя:
1. Полевое обследование
Группа специалистов посетила место происшествия, чтобы лично оценить масштабы разрушений. Они зафиксировали направление падения деревьев, расположение обломков и тип повреждений зданий.
2. Составление карты траектории торнадо
Собирается информация для определения длины и ширины полосы движения, а также изменений интенсивности на протяжении всего пути торнадо. Торнадо могут неоднократно усиливаться и ослабевать.
3. Анализ типов зданий и качества строительства.
Это важно, потому что здания, не соответствующие стандартам, могут быть серьезно повреждены даже при слабом ветре. И наоборот, очень прочные здания могут выдерживать более сильный ветер.
4. Визуальная документация и вспомогательные технологии.
Фотографии, видео, снимки с дронов и данные. радар куака Используется в дополнение к оценке. Хотя шкала Фудзиты основана на оценке ущерба, метеорологические данные помогают подтвердить контекст шторма.
5. Определение окончательной оценки
На основе наиболее достоверных и надежных показателей ущерба команда присвоила ущербу категорию F.
Преимущества весов Фудзиты
Весы Фудзиты обладают рядом преимуществ, благодаря которым они долгое время использовались и до сих пор широко известны:
– Практично в случаях, когда прямые измерения ветра затруднительны.
– Основано на реальных доказательствах, а именно на воздействии на поверхность.
– Легко понять общественности, поскольку это связывает номера категорий с уровнем видимых повреждений.
Эта шкала также помогает в статистике стихийных бедствий: сколько сильных торнадо происходит за год, в каких регионах чаще всего случаются интенсивные торнадо и как меняются модели риска с течением времени.
Ограничения шкалы Фудзиты
Несмотря на свою полезность, шкала Фудзиты также имеет важные ограничения:
– Зависит от наличия объекта
Если торнадо проходит над открытой местностью (полем или редким лесом), ущерб зданиям меньше, поэтому определить его интенсивность бывает сложно.
– Под влиянием качества строительства
Два дома, которые кажутся идентичными, могут иметь разные конструктивные особенности. Серьезные повреждения не обязательно означают сильный ветер.
– Диапазоны скорости ветра являются приблизительными.
Показатели скорости ветра в этом масштабе не всегда соответствуют современным измерениям.
В связи с этим ряд стран и метеорологических агентств разработали более подробные версии, такие как расширенная шкала Фудзиты (EF-Scale), которая использует больше показателей повреждений и уточняет взаимосвязь между повреждениями и скоростью ветра. Однако в образовательном и историческом контексте шкала Фудзиты остается важным справочным материалом.
Почему этот масштаб важен для смягчения последствий стихийных бедствий?
Классификация торнадо — это не просто присвоение названия шторму. Данные об интенсивности помогают:
– Пространственное планирование и строительные стандарты, особенно в районах, подверженных сильным ветрам.
– Подготовка карт рисков и сценариев реагирования на чрезвычайные ситуации.
– Просвещать население об уровне опасности и мерах самозащиты.
– Оценить системы раннего предупреждения, например, достаточно ли быстро поступают предупреждения о сильных торнадо.
Зная, как часто происходят сильные торнадо (F3–F5), правительства и местные сообщества могут определить приоритеты в инвестировании: строительство убежищ, укрепление крыш, прокладка электрических кабелей и даже обучение эвакуации.
обложка
Шкала Фудзиты — это ключевой этап в понимании и измерении интенсивности торнадо. Оценивая масштабы причиненного ущерба, она позволяет ученым собирать исторические данные и оценивать силу ветра в тех случаях, когда прямые измерения недоступны. Несмотря на свои ограничения — в основном связанные с различиями в качестве зданий и наличием объектов на пути торнадо — шкала Фудзиты остается актуальным инструментом информирования о рисках и основой для анализа стихийных бедствий. В конечном итоге, чем точнее мы измеряем штормы, тем лучше мы можем подготовиться к смягчению их воздействия на людей и окружающую среду.
