Największe tornado na świecie – opis zjawiska i rekordy

Największe tornado na świecie pod względem rozmiaru to tornado El Reno z 31 maja 2013 roku, którego lej osiągnął niewyobrażalną szerokość 4,2 km przy wietrze 475 km/h. Do najbardziej śmiercionośnych należy natomiast kataklizm w Bangladeszu z 1989 roku. W artykule znajdziesz szczegółowy opis mechanizmu powstawania wirów, analizę skal pomiarowych oraz zestawienie rekordowych zjawisk wraz z ich konsekwencjami.

Czym różni się trąba powietrzna od tornada?

W języku naukowym oba określenia są synonimami i oznaczają gwałtownie wirującą kolumnę powietrza łączącą podstawę chmury burzowej z powierzchnią ziemi. Samo słowo „tornado” wywodzi się z hiszpańskiego czasownika tornar, oznaczającego „obracać się” lub „wracać”. W mowie potocznej przyjął się jednak nieformalny podział – mianem tornada określa się najczęściej niszczycielskie wiry o sile F3–F5, natomiast trąba powietrzna bywa rezerwowana dla słabszych zjawisk obserwowanych w Europie.

Z fizycznego punktu widzenia nie ma między nimi żadnej różnicy. Niezależnie od siły wiatru czy lokalizacji, procesy prowadzące do uformowania się wiru są identyczne. Ta sama burza superkomórkowa może wygenerować zarówno wąski lej dotykający pola uprawnego, jak i gigantyczny wir porywający domy z fundamentów. Decyduje o tym wyłącznie intensywność mezocyklonu i dostępna w atmosferze energia.

Jak fizyka wyjaśnia powstanie najpotężniejszego wiru?

Proces narodzin tornada rozpoczyna się od spotkania skrajnie różnych mas powietrza. Ciepłe i wilgotne powietrze unosi się gwałtownie ku górze, podczas gdy chłodniejsze i suchsze opada. Taki kontrast tworzy silny prąd wstępujący w chmurze burzowej cumulonimbus. Jeśli dodatkowo wystąpi uskok wiatru – czyli nagła zmiana jego prędkości lub kierunku wraz z wysokością – poziomy ruch mas powietrza przekształca się w rotację. Powstaje wówczas mezocyklon, czyli serce superkomórki burzowej.

Z mezocyklonu ku ziemi zaczyna schodzić lej kondensacyjny. To właśnie ta widoczna część zawirowania, stanowiąca około 10% całego procesu. Gdy dotknie gruntu, mówimy o narodzinach tornada. Bezpośrednim czynnikiem ściągającym wir w dół jest prąd zstępujący tylnej części burzy, oznaczany jako RFD. Opływając mezocyklon, stopniowo odcina on dopływ energii, co prowadzi do kurczenia się leja i zaniku całego zjawiska.

Rola uskoku wiatru i mezocyklonu

Uskok wiatru to kluczowy element odróżniający zwykłą burzę od superkomórki zdolnej wygenerować tornado. Wartość umowna dla powstania niebezpiecznej rotacji wynosi przynajmniej 20 m/s (40 węzłów) w warstwie 0–6 km nad ziemią. Taki pionowy gradient wprawia powietrze w ruch wirowy w poziomie, który następnie silny prąd wstępujący „stawia” do pionu. Ten mechanizm odpowiada za cykloniczną rotację charakterystyczną dla półkuli północnej – wir obraca się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

Superkomórka jako fabryka tornad

Superkomórka różni się od zwykłej chmury burzowej obecnością dobrze uformowanego mezocyklonu i wyraźnie oddzielonych prądów wstępującego i zstępującego. Dzięki temu może istnieć nawet kilka godzin, generując po drodze całe rodziny tornad. Obserwator z ziemi dostrzeże charakterystyczne wypiętrzenia kształtem przypominające kopułę, a na radarze pojawi się tak zwane hook echo – odbicie w kształcie haka. To ostatni sygnał przed zejściem leja ku ziemi.

Jakimi skalami mierzy się niszczycielską siłę?

Ponieważ bezpośredni pomiar prędkości wiatru w wirze jest niezwykle trudny (instrumenty rzadko wytrzymują zderzenie z żywiołem), do klasyfikacji używa się analizy zniszczeń. Standardem przez dziesięciolecia pozostawała skala Fujity (F), opracowana w 1971 roku, która dzieliła tornada na sześć kategorii – od F0 do F5. Z czasem okazało się jednak, że przeszacowuje ona prędkość wiatru potrzebną do zniszczenia budynków o słabszej konstrukcji.

Od 2007 roku w Stanach Zjednoczonych obowiązuje ulepszona skala Enhanced Fujita (EF). Uwzględnia ona jakość budownictwa i różnorodne wskaźniki zniszczeń. Przykładowo, tornado EF5 oznacza wiatr przekraczający 322 km/h i jest w stanie zerwać domy z fundamentów oraz deformować konstrukcje żelbetowe. W Europie, szczególnie w Wielkiej Brytanii, stosuje się również skalę TORRO opartą bezpośrednio na oszacowanej prędkości wiatru – od T0 do T11.

Poniższa tabela zestawia obie najpopularniejsze skale:

Które tornada zapisały się jako absolutne rekordy?

Różne zjawiska pretendują do miana „największego” w zależności od przyjętego kryterium. Pod uwagę bierze się głównie szerokość leja, maksymalną prędkość wiatru, długość przebytej trasy oraz liczbę ofiar. Żadne pojedyncze tornado nie łączy wszystkich rekordów jednocześnie, dlatego warto przyjrzeć się każdemu z tych parametrów z osobna.

Gigant z El Reno – rekord szerokości

31 maja 2013 roku nad Oklahomą rozegrał się scenariusz, który przeszedł do historii meteorologii. Tornado, które dotknęło ziemi w pobliżu miejscowości El Reno, osiągnęło maksymalną szerokość 4,2 kilometra. Taki rozmiar sprawiał, że z pewnej odległości nie przypominało ono klasycznego leja, a raczej gigantyczną, ciemną ścianę sunącą po horyzoncie.

Mimo że mobilny radar dopplerowski zarejestrował wiatr o sile odpowiadającej kategorii EF5, oficjalnie sklasyfikowano je jako EF3. Powodem był fakt, że żywioł przeszedł głównie nad otwartymi terenami wiejskimi, nie niszcząc wystarczającej liczby solidnych budynków, by spełnić wyższe kryteria zniszczeń. Zginęło 8 osób – w tym trzech doświadczonych badaczy z grupy TWISTEX, m.in. Tima Samarasa – a szkody oszacowano na 2,5 miliarda dolarów.

Bridge Creek-Moore – rekord prędkości wiatru

3 maja 1999 roku przedmieścia Oklahoma City stały się celem ataku żywiołu, który dostarczył najbardziej ekstremalnego pomiaru prędkości wiatru przy powierzchni Ziemi. Mobilny radar Doppler on Wheels wskazał wówczas wartość 484 km/h, z potencjalnym marginesem błędu sięgającym nawet 517 km/h. To najwyższy odczyt, jaki kiedykolwiek potwierdzono.

Pomiar z 3 maja 1999 roku ustanowił absolutny rekord prędkości wiatru w tornadzie – 484 km/h z możliwością przekroczenia 500 km/h, co czyni ten wir najszybszym zjawiskiem tego typu na świecie.

Tornado o sile F5 zrównało z ziemią tysiące domów i na stałe zmieniło standardy budowlane w regionie. Jego intensywność potwierdzała, że nawet nowoczesne konstrukcje nie są w stanie oprzeć się ekstremalnym siłom generowanym przez mezocyklon w fazie szczytowej.

Daulatpur-Saturia – najbardziej śmiercionośne tornado

26 kwietnia 1989 roku w dystrykcie Manikganj w Bangladeszu uderzył kataklizm, który pod względem liczby ofiar nie ma sobie równych. Żywioł zabił około 1300 osób i ranił ponad 12 tysięcy. Szerokość leja sięgnęła 1,5 kilometra, a na trasie o długości 80 kilometrów nie pozostawił praktycznie żadnej stojącej konstrukcji. Ogrom strat nie wynikał wyłącznie z siły wiatru – kluczowe znaczenie miało ekstremalne zagęszczenie ludności i bardzo słaba jakość zabudowy.

Tornado uderzyło późnym popołudniem, gdy większość mieszkańców przygotowywała się do wieczornej modlitwy. Zostało poprzedzone gwałtowną burzą, a na jego drodze znalazły się dziesiątki tysięcy prowizorycznych domostw. W niektórych rejonach poziom wód powodziowych towarzyszących kataklizmowi podniósł się powyżej 150 cm, co dodatkowo utrudniało akcję ratunkową.

Tri-State Tornado – rekordzista długości trasy

18 marca 1925 roku przez stany Missouri, Illinois i Indiana przeszło tornado, które ustanowiło niepobity do dziś rekord przebytej trasy – 352 kilometry bez odrywania się od ziemi. Wir kategorii F5 utrzymywał się przy gruncie przez 3,5 godziny, a jego prędkość postępowa sięgnęła momentami 117 km/h, co wielokrotnie zaskoczyło mieszkańców kolejnych miejscowości. Szerokość leja dochodziła do 2 kilometrów.

Tri-State Tornado z 1925 roku pozostaje najbardziej śmiercionośnym tornadem w historii USA – zginęło 695 osób, a obrażenia odniosły 2027 osób, zaś szkody materialne wyceniono na 17,4 miliona ówczesnych dolarów.

W tamtym okresie prognozowanie tornad praktycznie nie istniało – słowo „tornado” było wręcz zakazane w oficjalnych komunikatach, by nie wywoływać paniki. Dopiero skala tej tragedii wymusiła zmiany i dała impuls do rozwoju systemów ostrzegania.

Joplin – najdroższe tornado w dziejach

22 maja 2011 roku tornado wielo-wirowe kategorii EF5 uderzyło bezpośrednio w centrum miasta Joplin w stanie Missouri. Szkody materialne oszacowano na blisko 2,8 miliarda dolarów, co czyni je najbardziej kosztownym pojedynczym tornadem w historii. Żywioł zniszczył nowoczesną infrastrukturę, w tym szpital St. John’s Regional Medical Center, kilka szkół oraz setki firm. Zginęło 161 osób, co stanowi najwyższy bilans ofiar dla pojedynczego tornada w USA od początku regularnych pomiarów w latach 50.

Gdzie najczęściej występują tornada?

Nieprzypadkowo większość opisywanych rekordów pochodzi ze Stanów Zjednoczonych. Centralna część tego kraju, rozciągająca się między Zatoką Meksykańską a Górami Skalistymi, tworzy unikatowy korytarz meteorologiczny. Ciepłe i wilgotne powietrze znad zatoki przemieszcza się tam na północ, gdzie zderza się z suchym i chłodnym powietrzem znad gór.

Ta strefa, znana jako Aleja Tornad, obejmuje 6 stanów: Teksas, Oklahomę, Kansas, Nebraskę, Iowa oraz Dakotę Południową. Pas ten ma długość ponad 800 km i szerokość około 650 km. Każdego roku odnotowuje się tam setki tornad, z czego najwięcej – jeśli chodzi o klasyczne wiry superkomórkowe – pojawia się w Oklahomie.

Najnowsze obserwacje wskazują jednak, że tradycyjna Aleja Tornad stopniowo przesuwa się na wschód. Coraz więcej groźnych zjawisk notuje się w stanach położonych bliżej doliny Missisipi, co zmusza służby meteorologiczne do aktualizacji map ryzyka.

Jak wyglądała historia tornad w Polsce?

Choć Polska leży daleko od amerykańskiej Alei Tornad, również na naszym terenie odnotowuje się te groźne zjawiska. Średnio w ciągu roku występują około 4 trąby powietrzne, najczęściej w okresie od czerwca do sierpnia. W ostatnich dekadach zaobserwowano wzrost zarówno liczby, jak i intensywności tornad – z prognozowanych 4 rocznie na początku lat 2000. do nawet 10–12 w roku 2016.

Za wzrost liczby raportowanych przypadków odpowiada po części lepszy monitoring, gęstsza sieć obserwatorów oraz fakt, że dawniej wiele zjawisk przechodziło nad terenami zalesionymi i niezamieszkałymi. Europejska Baza Danych o Gwałtownych Zjawiskach zawiera informacje o ponad 500 tornadach na ziemiach polskich na przestrzeni kilkuset lat. Za najsilniejsze uznaje się tornada z 20 lipca 1931 roku (Lublin) oraz serię z 15 sierpnia 2008 roku (okolice Strzelec Opolskich).

Tornado w Lublinie – 20 lipca 1931

Trąba powietrzna, która około godziny 19:00 przeszła przez Lublin i jego przedmieścia, stanowiła i nadal stanowi ewenement na skalę kraju. Lej o szerokości około 300 metrów najpierw uderzył w wieś Zemborzyce, a następnie skierował się na północny wschód, przechodząc przez tereny przemysłowe ulicy Krochmalnej, Bronowice oraz folwark Tatary. Zniszczeniu uległy solidne murowane budynki, a w młynie parowym Balchmana zawalił się stu metrowy komin.

Delegat IMGW Romuald Gumiński oszacował prędkość wiatru na 399–522 km/h, co odpowiadałoby dzisiejszej kategorii F5. Współcześni eksperci skłaniają się jednak ku ostrożniejszej ocenie na poziomie F3 lub F4, analizując archiwalne fotografie zniszczeń. Niezależnie od dokładnej wartości, wiatr przewracał załadowane drewniane wagony towarowe i wyginał stalowe konstrukcje. Zginęło 6 osób – w tym dorożkarz porwany wraz z pojazdem na odległość 200 metrów – a co najmniej 11 zostało ciężko rannych.

Straty materialne okazały się ogromne. Magistrat Lublina oszacował je na ponad 103 tysiące ówczesnych złotych, podczas gdy Komisja PZU podawała kwotę blisko 5 milionów – rozbieżność wynikała z faktu, że urząd uwzględnił wyłącznie szkody poniesione przez miasto, pomijając majątek prywatny i przedsiębiorstw. Rzeźnia miejska, zbudowana ogromnym kosztem i akurat zaczynająca przynosić dochody, mogła pracować w pierwszym tygodniu po katastrofie zaledwie w jednej czwartej swoich mocy. Pomoc rządową – 15 tysięcy złotych doraźnej dotacji – przywiózł wiceminister Tomasz Szubartowicz, a odbudowę wspierały kredyty oraz materiały budowlane.

Seria tornad z 15 sierpnia 2008 roku

Nad Opolszczyzną, w rejonie Strzelec Opolskich, przetoczyła się wówczas najsilniejsza od kilkudziesięciu lat seria trąb powietrznych zarejestrowana na terenie Polski. Wiatr o prędkości dochodzącej do 300 km/h zniszczył około 770 budynków, a na autostradzie A4 przewracał ciężarówki. W całym regionie częstochowskim bez prądu pozostało 20 tysięcy odbiorców.

Seria tornad z 15 sierpnia 2008 roku w okolicach Strzelec Opolskich osiągnęła najprawdopodobniej kategorię F4, co czyni ją jednym z najlepiej udokumentowanych przypadków tornada tej siły w historii Polski.

Zniszczenia objęły między innymi Błotnicę Strzelecką, Balcarzowice, Sieroniowice, Kalinę i Rusinowice. W tym samym okresie mniejsze tornada odnotowano również w województwie podlaskim (Gołasze-Puszcza) i mazowieckim (okolice Sterdyni), gdzie wiatr powalił 10 hektarów lasu.

Inne odnotowane zjawiska w kraju

W polskich kronikach meteorologicznych zapisało się także tornado z 4 lipca 2002 roku, które przeszło nad Mazurami. Front szkwałowy spustoszył wówczas 45 400 hektarów Puszczy Piskiej – to największa klęska w powojennej historii leśnictwa. Huraganowy wiatr osiągał 12 stopni w skali Beauforta (około 170 km/h), a służby zgłosiły około 700 uszkodzeń budynków.

W 2012 roku trąba powietrzna w Borach Tucholskich powaliła 550 hektarów lasu, a wcześniej – 20 lipca 2007 roku – tornado o sile szacowanej na F3 uderzyło w gminę Kłomnice. Wszystkie te przypadki dowodzą, że Polska wbrew powszechnemu przekonaniu znajduje się w strefie, gdzie burze superkomórkowe regularnie generują niebezpieczne wiry.

Jakie systemy ostrzegania chronią przed żywiołem?

Wcześnie wykryte tornado daje mieszkańcom cenne minuty na znalezienie schronienia. W Stanach Zjednoczonych funkcjonują dwa uzupełniające się poziomy alertów. Pierwszy, meteorologiczny, informuje o powstaniu optymalnych warunków sprzyjających uformowaniu się wiru. Drugi, zarządzany przez Narodową Służbę Pogodową (NWS), rozsyła ostrzeżenia, gdy tornado zostanie już zauważone – wizualnie przez obserwatora lub na ekranie radaru. Standardowy czas wyprzedzenia wynosi obecnie 15–30 minut.

Kluczową rolę w przewidywaniu odgrywa Centrum Prognoz Burzowych (Storm Prediction Center) w Oklahoma City analizujące modele numeryczne oraz dane z sieci radarów dopplerowskich. W Europie podobne funkcje pełni organizacja Skywarn Europe, a w Polsce działa między innymi Skywarn Polska (Polscy Łowcy Burz) oraz Sieć Obserwatorów Burz. To właśnie przeszkoleni obserwatorzy są w stanie stwierdzić, czy lej kondensacyjny rzeczywiście dotknął ziemi.

Jak przygotować się na nadejście tornada?

Podstawową zasadą przetrwania jest znalezienie solidnego schronienia. W budynku najlepszym wyborem będzie piwnica lub środkowe pomieszczenie na parterze pozbawione okien. Łazienka z metalową wanną może zapewnić dodatkową ochronę – wystarczy położyć się w niej i nakryć ciało grubym kocem. Jeśli tornado zastanie nas na otwartej przestrzeni, należy jak najszybciej szukać rowu lub zagłębienia terenu i położyć się płasko na jego dnie.

Eksperci odradzają szukanie schronienia pod mostami i wiaduktami. Przestrzeń pod nimi działa jak tunel aerodynamiczny, wytwarzając dodatkowe podciśnienie i zwiększając ryzyko wyssania przez wir. W przypadku gdy podróżujemy samochodem, a tornado stoi w miejscu i gwałtownie rośnie – co oznacza, że kieruje się wprost na nas – w ostateczności trzeba zapiąć pasy, schylić głowę jak najniżej i chronić ją rękami. Amerykańskie agencje bezpieczeństwa przypominają również, aby nigdy nie wyglądać przez okno ani nie filmować zjawiska – niesione przez wiatr odłamki potrafią być śmiertelnie niebezpieczne z odległości wielu kilometrów.

Na co zwracają uwagę służby ratunkowe po przejściu wiru?

Teren po tornadzie przypomina strefę wojny. Zerwane linie energetyczne, uszkodzone gazociągi i panele fotowoltaiczne na zniszczonych dachach stanowią śmiertelne pułapki dla ratowników i ocalałych. Działania rozpoczyna się od ewakuacji ludzi uwięzionych w zawalonych budynkach, jednak równolegle trzeba zabezpieczyć infrastrukturę krytyczną. Poskręcane fragmenty blach, wystające gwoździe i niestabilne konstrukcje znacząco spowalniają akcję.

Na terenach wiejskich dodatkowym problemem stają się zwierzęta gospodarskie uwolnione ze zniszczonych obór i stajni. Przestraszony inwentarz może stanowić zagrożenie, a jednocześnie jego ewakuacja jest konieczna ze względów sanitarnych. Skala wyzwań bywa porażająca – w odróżnieniu od pojedynczej katastrofy budowlanej, po silnym tornadzie zawalonych budynków mogą być dziesiątki, a obszar działań rozciąga się na wiele kilometrów kwadratowych.