Tornado (z hiszp. tornar – kręcić się), trąba powietrzna – gwałtownie wirująca kolumna powietrza, będąca jednocześnie w kontakcie z powierzchnią ziemi i podstawą cumulonimbusa. Tornada osiągają różne rozmiary. Zwykle przyjmują postać widzialnego leja kondensacyjnego, węższym końcem dotykającego ziemi. Dolna część leja jest często otoczona chmurą odłamków i pyłu. Widoczna część zawirowania poniżej podstawy chmury burzowej stanowi ok. 10% całego procesu, który wówczas zachodzi.
thumb|Tornado w okolicach Elie w Manitobie (Kanada), które spowodowało zniszczenia kategorii F5.
Tornada zaobserwowano na każdym kontynencie oprócz Antarktydy, jednak najwięcej tornad rocznie notuje się w Stanach Zjednoczonych. Większość ma prędkość wiatru nie większą niż 180 km/h, szerokość leja do 75 metrów i pozostaje w kontakcie z powierzchnią ziemi na tyle długo, by przemierzyć po jej powierzchni kilka kilometrów. Najsilniejsze wytwarzają wiatr o prędkości do 480 km/h (tornado w okolicach Oklahoma City, 3 maja 1999), osiągają szerokość leja wynoszącą 2 km i przemierzają do 100 km. Największe tornado w historii miało ponad 4 km szerokości (tornado w okolicach El Reno, 31 maja 2013). Intensywność tornad mierzy się w skali Fujity lub w skali TORRO. Większość najbardziej niszczycielskich zjawisk formuje się w chmurach burzowych zwanych superkomórkami. W Polsce tornada są nazywane trąbami powietrznymi i mają przeważnie znacznie mniejszą siłę, niż zjawiska występujące w Alei Tornad. Najsilniejsze współczesne tornado w Polsce wystąpiło 15 sierpnia 2008 roku w okolicach strzelec opolskich- rozpoczęło się w okolicach gminy Ujazd a jego maksymalna szerokość strefy oddziaływania była oceniana na około 1000 metrów. https://community.netweather.tv/topic/49004-polish-twister/?utm_source=chatgpt.com
Rodzaje i powstawanie tornad Podział ze względu na sposób tworzenia się mały|Etapy formowania się trąby powietrznej. Ze względu na warunki, w których powstają, wszystkie tornada można podzielić na dwie główne grupy:
Tornado superkomórkowe (tornado związane z mezocyklonem) Najbardziej klasyczny i zazwyczaj najgroźniejszy rodzaj tornada. Mają kształt leja o różnej średnicy (od cienkich przypominających sznurek do bardzo szerokich). Stanowią większość najbardziej niszczycielskich tornad, a najsilniejsze z nich osiągają prędkość wiatru do 480 km/h (EF5 w skali Fujity). Procesy fizyczne związane z powstawaniem cyrkulacji powietrza w tornadzie superkomórkowym związane są z niestabilną konwekcyjnie atmosferą, obecnością mezocyklonu w superkomórkach burzowych oraz istnieniem zmian kierunku i prędkości wiatru z wysokością. Powstawanie Chmury powstają, gdy parujące powietrze ochładza się w miarę wysokości, aż w końcu się skrapla. Cumulonimbusy (chmury burzowe) powstają zazwyczaj, gdy ciepłe powietrze zderza się z chłodnym. Zimne powietrze, jako cięższe, wsuwa się pod ciepłe i wypycha je w górę. Tak silnie wstępujące masy powietrza zwykle powiększają chmurę do rozmiarów cumulonimbusa. Chmury te mogą także powstawać w inny sposób. Wewnątrz chmury wytwarzane jest dodatkowe ciepło, które nie tylko pomaga chmurze rosnąć, ale także zasysa dodatkowe masy powietrza. Jeżeli będą występować różne kierunki wiatrów na różnych wysokościach, powietrze wewnątrz chmury może zostać wprawione w ruch wirowy. Ten pionowy, wstępujący ruch powietrza nazywany jest mezocyklonem. Chmura w której on występuje nazywana jest superkomórką. Cumulonimbusy zawdzięczają swój kształt kowadła niewidzialnemu powietrznemu sufitowi zwanemu Tropopauzą. Gdy wstępujące powietrze do niej dociera, nie jest w stanie dalej parować, więc rozlewa się na boki. thumb|Tornado z widoczną chmurą stropową Mezocyklony wsysają ogromne masy powietrza, więc w superkomórkach prądy są na tyle silne, aby przebić się przez tropopauzę. Do powstania tornada potrzebny jest także prąd skierowany ku ziemi (prąd zstępujący). Występuje na przednich częściach burzy. Prądy wsysane przez mezocyklon po drodze także się ochładzają. Na brzegach superkomórki (gdyż tam oddziaływanie silnych prądów wstępujących jest o wiele słabsze) powietrze ochładza się i przez to zwiększa masę, w efekcie opada w dół. Może wtedy powstać tzw. wiatr szkwałowy (o którym mowa będzie poniżej). Jeśli jednak przy opadaniu prądy wstępujące go odchylą, zacznie wirować. Powstanie wtedy nisko zawieszona obracająca się w poziomie chmura stropowa. Kiedy prąd zstępujący dotknie ziemi staje się tornadem. Tornada wsysają to co jest w ich pobliżu, ponieważ wewnątrz leja ciśnienie jest o wiele niższe niż na zewnątrz.
Trąby lądowe i wodne (tornado niezwiązane z mezocyklonem) To rodzaj tornad, których powstanie nie jest związane z działalnością mezocyklonu w superkomórce burzowej. Nazwę "trąby lądowe" (ang. landspout) zaproponował Howard B. Bluestein w latach 80. XX wieku i nazwa ta szybko stała się powszechnie używana. Są nazwane przez analogię do trąb wodnych, ale występują nad lądemGlossary of Meteorology, American Meteorological Society, strona 441–442, wydanie II, 2000, Boston Mass., USA, .Bluestein, H. B. 1993, Synoptic-dynamic meteorology in Midlatitudes, vol. II, Observations and theory of weather systems, Newy Yourk, Oxford University Press, ; strona 498.. Trąby lądowe związane są z komórkami chmurowymi cumulus congestus, a nawet zwykłymi cumulusami. A dokładnie liniami frontalnymi, czyli wszędzie gdzie horyzontalna zmiana prędkości wiatru przyczynia się do tworzenia cyrkulacji powietrza. W odróżnieniu od tornad superkomórkowych wir powietrza potrzebny do utworzenia trąby lądowej jest skoncentrowany w warstwie granicznej, czyli poniżej podstawy chmur. Warunkiem powstawania trąb lądowych jest dobrze wymieszana warstwa graniczna, w której istnieje zmiana temperatury w pionie z tzw. gradientem suchoadiabatycznym (niestabilna atmosfera), co pozwala na silny ruch wstępujący. Procesy dynamiczne tworzenia się trąb lądowych podobne są do trąb wodnych, które powstają zazwyczaj w rejonach tropikalnych nad wodą lub w rejonach gdzie zimne powietrze przemieszcza się nad ciepłą wodą, co powoduje dużą niestabilność w warstwie granicznej. Jednak te procesy są różne od dynamiki tornad superkomórkowych.
Trąby lądowe często powstają w silnych prądach wznoszących z chmur kłębiastych (zazwyczaj burzowych), gdy wiatry blisko powierzchni ziemi wieją z przeciwnych stron. Te tornada są zwykle o wiele słabsze od tornad superkomórkowych, ale najsilniejsze mogą osiągać w skali Fujity siłę F2, a w ekstremalnych przypadkach F3. Mają zwykle kształt wąskiej rury, są smuklejsze niż tornada powstałe za sprawą mezocyklonu. Charakteryzują się mniejszym i węższym lejem kondensacyjnym, który zazwyczaj nie osiąga powierzchni ziemi, a pierwszymi, widocznymi objawami pojawienia się trąb lądowych są unoszone odłamki. Dopiero potem wir jest widoczny przy powierzchni ziemi dzięki pyłom zawieszonym w powietrzu i rozpoczęciu kondensacji. Mogą tworzyć się gdziekolwiek pojawia się burza: najczęściej w rozwijających się komórkach burzowych, ale także w przechodzących chłodnych frontach atmosferycznych, a nawet w superkomórkach. Możliwe jest również ich pojawienie się w wypiętrzających się cumulusach. Ich cykl życia i proces powstania może trwać kilka minut. Skala przestrzenna tornad lądowych jest mała, stąd trudno je przewidzieć.
Inne specyficzne typy tornad Tornado z wieloma wirami
Tornado, w którym dwa lub więcej wiry obracają się wokół wspólnego środka. Występują często w intensywnych tornadach. Tego typu tornada zostawiają wąskie pasy silniejszych zniszczeń. Czasami trudno jest zauważyć wiry oddzielnie ze względu na maskującą rolę odłamków niesionych przez tornada.
Tornado satelickie
To słabsze tornado, które tworzy się blisko większego tornada w obrębie tego samego mezocyklonu. Tornado satelickie wydaje się obracać wokół większego wiru.
thumb|Trąby powietrzne nad obszarem wodnym (trąby wodne) Trąby wodne
Tak określa się tornada i trąby powietrzne występujące nad wodą. Istnieje podział ze względu na sposób powstania, tak jak w przypadku tornad nad lądem: Trąby wodne niezwiązane z mezocyklonem – powstają nad wodą w sposób podobny do trąb lądowych. Mają smukły kształt, taki jak trąby lądowe. Jest to najpowszechniejszy rodzaj trąb wodnych. Powstają kiedy nad ciepłą wodę napływa zimne powietrze, czasami podczas dobrej pogody, przy której na lądzie nie powstają tornada. Wypiętrzające się chmury kłębiaste powodowane przez różnice temperatur oraz przez czynniki dynamiczne prowadzą do powstawania trąb wodnych. Najczęściej ich intensywność osiąga F0 lub F1, a średnica leja rzadko przekracza 30 metrów. Klimatycznie powstają najczęściej w tropikach i subtropikach, rzadko obserwowane są także latem nad Bałtykiem.
Trąby wodne związane z mezocyklonem – powstają w obecności mezocyklonu w superkomórkach burzowych nad wodą. Mogą być o wiele intensywniejsze i groźniejsze niż trąby wodne niezwiązane z mezocyklonem.
Formacje tornadopodobne Formacje z wyglądu przypominające tornada, ale niebędące nimi: thumb|Wiatr szkwałowy thumb|Wir pyłowy mały|Ognisty wir
Tornado linii szkwałów Tornado linii szkwałów (pot. wiatr szkwałowy) (ang. gustnado) to pionowa kolumna wirującego powietrza przypominająca tornado, która może występować na przednich krawędziach burz i we frontach w strefie silnych uderzeń wiatru. Wiatr w wirze jest zazwyczaj znacznie słabszy niż w tornadach. Wiatr szkwałowy osiąga siłę F0 lub F1 (w skali Fujity). Jednak i one mogą się przyczyniać do sporych zniszczeń. Powstają, gdy zimne, suche powietrze z przedniej części chmury opadając przepływa przez ciepłe i wilgotne powietrze przed chmurą, lecz nie dochodzi do wirowania prądu zstępującego. Wirowanie wiatru szkwałowego jest związane z zetknięciem się z ziemią, co uniemożliwia dalsze zstępowanie w dół. Przy występujących uskokach wiatru blisko powierzchni ziemi, rotacja pozioma może być odchylona do pionu i powstaje wiatr szkwałowy. Wir nie ma styczności z podstawą chmury (stąd nie jest tornadem), a jedynie z powierzchnią ziemi i zazwyczaj widoczny jest tylko jako chmura wirujących odłamków i pyłu przy powierzchni ziemi.
Wir pyłowy Wir pyłowy (ang. Dust devil) to wirująca kolumna powietrza przypominająca tornado. Formują się one zazwyczaj pod bezchmurnym niebem i nie osiągają siły nawet najsłabszych tornad. Kolumna widoczna jest zwykle jako niewielki wirujący lej piasku i kurzu. Wir istnieje blisko gruntu i może powstać, gdy gorące powietrze przy powierzchni ziemi szybko unosi się do góry przechodząc przez strefę chłodniejszego powietrza o niższym ciśnieniu. W Polsce to zjawisko jest bardzo częste.
Zazwyczaj mają średnicę mniejszą niż metr, a siła wiatru nie przekracza 70 km/h, ale zdarzały się przypadki wirów o średnicy 90 metrów i wiatru powyżej 100 km/h (czyli siła tornada F0 w skali Fujity). Takie wiry mogą stwarzać niewielkie zagrożenie.
Ognisty wir Ognisty wir (pot. Tornado ogniste) to wirujący słup ognia. Wir powstaje, gdy podczas pożaru, silne prądy powietrza unoszą słupy ognia, a temperatura nagrzanej przez pożar ziemi jest skrajnie różna od temperatury powietrza. Duże ogniste wiry mogą unosić płomienie, dym i płonące fragmenty materiału, przyczyniając się do szybkiego i nieprzewidywalnego rozprzestrzeniania się pożaruNational Wildfire Coordinating Group, Fire whirl, nwcg.gov. Ich rozmiary mogą być bardzo różne - od niewielkich wirów obserwowanych przy małych pożarach do znacznie większych struktur osiągających rozmiary porównywalne z małymi tornadami. W szczególnych przypadkach silne wiry związane z pożarami mogą osiągać prędkość wiatru wystarczające do powodowania poważnych zniszczeńUS Forest Service, Fire Whirl Research, research.fs.usda.gov..
Własności zewnętrzne tornad Większość tornad przybiera kształt wąskiego leja kondensacyjnego o szerokości do kilkuset metrów z chmurą odłamków przy powierzchni ziemi.