direita|miniaturadaimagem|Uma sequência de imagens mostrando o nascimento de um tornado supercelular. Primeiro, a base da nuvem, sem chuva, desce como uma nuvem de parede giratória. Esse descenso se concentra em uma nuvem funil, que continua descendo simultaneamente à formação de uma circulação próxima à superfície, levantando poeira e outros detritos. Finalmente, o funil visível se estende até o solo e o tornado começa a causar grandes danos. miniaturadaimagem|Tornadogênese ocorrendo em Falcon, Colorado. Observe o leve redemoinho de poeira abaixo da nuvem funil. miniaturadaimagem|Um diagrama que mostra os sistemas meteorológicos que contribuem para o Corredor dos Tornados na América do Norte (Estados Unidos, Canadá e norte do México), uma área vagamente definida que é propensa a tornados. Tornadogênese é o processo pelo qual um tornado se forma. Existem muitos tipos de tornados, variando em seus métodos de formação. Apesar dos estudos científicos em andamento e de projetos de pesquisa de alto nível, como o VORTEX, a tornadogênese permanece um processo complexo, e as complexidades de muitos mecanismos de formação de tornados ainda são pouco compreendidas.
Um tornado é uma coluna de ar que gira violentamente em contato com a superfície e a base de uma nuvem cumuliforme. A formação de tornados é causada pelo estiramento e agregação/fusão de vorticidade ambiental e/ou induzida por tempestades, que se concentra em um vórtice intenso. Existem várias maneiras pelas quais isso pode ocorrer e, portanto, várias formas e subformas de tornados. Embora cada tornado seja único, a maioria dos tipos de tornados passa por um ciclo de vida de formação, maturação e dissipação. O processo pelo qual um tornado se dissipa ou se desfaz, ocasionalmente chamado de tornadolise, é de particular interesse para estudo, assim como a tornadogênese, o tempo de vida e a intensidade.
Mesociclones Os tornados clássicos são tornados supercelulares, que possuem um padrão de formação reconhecível. O ciclo começa quando uma forte tempestade desenvolve um mesociclone rotativo a alguns quilômetros de altitude na atmosfera. À medida que a precipitação na tempestade aumenta, ela arrasta consigo uma área de ar descendente rápido conhecida como corrente descendente da retaguarda (RFD). Essa corrente descendente acelera à medida que se aproxima do solo e arrasta o mesociclone rotativo em direção ao solo. A helicidade relativa da tempestade (SRH) demonstrou desempenhar um papel no desenvolvimento e na intensidade dos tornados. A SRH é uma vorticidade horizontal paralela ao fluxo de entrada da tempestade e que se inclina para cima quando é absorvida pela corrente ascendente, criando assim vorticidade vertical.
À medida que o mesociclone desce abaixo da base da nuvem, ele começa a absorver ar frio e úmido da região de corrente descendente da tempestade. A convergência desse ar frio com o ar quente da corrente ascendente faz com que uma nuvem de parede rotativa se forme. O RFD também concentra a base do mesociclone, fazendo com que ele sugue ar de uma área cada vez menor no solo. À medida que a corrente ascendente se intensifica, ela cria uma área de baixa pressão na superfície. Isso puxa o mesociclone concentrado para baixo, na forma de um funil de condensação visível. Conforme o funil desce, o RFD também atinge o solo, criando uma frente de rajada que pode causar danos severos a uma boa distância do tornado. Normalmente, a nuvem funil começa a causar danos no solo (tornando-se um tornado) poucos minutos após o RFD atingir o solo.
Estudos de campo mostraram que, para que uma supercélula produza um tornado, a RFD precisa ser apenas alguns kelvin mais fria do que a corrente ascendente. A corrente descendente da lateral frontal (FFD) também parece ser mais quente dentro de supercélulas tornádicas do que em supercélulas não tornádicas.
Muitos imaginam um processo de cima para baixo, no qual um mesociclone de nível médio se forma primeiro e se acopla a um mesociclone de baixo nível ou tornadociclone, com um vórtice se formando abaixo da base da nuvem e se tornando um vórtice concentrado devido à convergência ao atingir a superfície. No entanto, o histórico de observações e pesquisas mais modernas indicam que muitos tornados se formam primeiro perto da superfície ou simultaneamente da superfície para os níveis baixos e médios em altitude.
Veja a dinâmica, a termodinâmica e a fonte de energia.[Esclarecimento necessário]
Misociclones
Waterspouts (trombas de água)
Trombas de água são definidas como tornados sobre a água. No entanto, embora algumas trombas d'água sejam supercelulares (também conhecidas como "trombas d'água tornádicas"), formando-se em um processo semelhante ao de suas contrapartes terrestres, a maioria é muito mais fraca e causada por diferentes processos de dinâmica atmosférica. Elas normalmente se desenvolvem em ambientes úmidos com pouco cisalhamento vertical do vento em áreas onde o vento converge, como brisas terrestres, faixas de efeito lacustre, linhas de convergência friccional de massas de terra próximas ou cavados superficiais. As trombas d'água normalmente se desenvolvem enquanto suas nuvens progenitoras estão em processo de formação. Teoriza-se que elas giram para cima à medida que se movem pela superfície a partir do cisalhamento horizontal próximo à superfície e, em seguida, se estendem para cima até a nuvem assim que o vórtice de cisalhamento de baixo nível se alinha com um cúmulo ou tempestade em desenvolvimento. Sua nuvem progenitora pode ser tão inócua quanto um cúmulo moderado ou tão significativa quanto uma supercélula.
Landspouts (trombas terrestres) Landspouts são tornados que não se formam a partir de mesociclones. Elas são semelhantes em aparência e estrutura às trombas d'água de tempo bom, exceto que se formam sobre a terra em vez da água. Acredita-se que eles se formem de maneira semelhante às trombas d'água mais fracas no sentido de que se formam durante o estágio de crescimento de nuvens convectivas pela ingestão e intensificação da vorticidade da camada limite pela corrente ascendente da torre cumuliforme.
Mesovórtices
SCQL (QLCS) miniaturadaimagem| Tornadogênese em um tornado de corda (rope) Os tornados às vezes se formam a partir de mesovórtices dentro de linhas de instabilidade (SCQL, sistemas convectivos quase-lineares), mais frequentemente em regiões de latitudes médios, porém sendo o tipo dominante dos tornados nas latitudes baixas próximas ao equador. Tornados mesociclônicos também podem se formar a partir de supercélulas embebidas dentro de linhas de instabilidade.
Bow echoes (ecos de arcos) e derechoes ocasionalmente contém vários mesovórtices e misovórtices (mini-rotações breves e irregulares na superfície) que frequentemente produzem rajadas de vento lineares destrutivas e extremas, porém com leve convergência (mas não-tornádicas), podendo ter danos confundidos com vários tornados. Entretanto, esses pequenos atributos rotacionais nessas tempestades são capazes de se tornarem completamente tornádicas, ou até gustnados.https://ntrs.nasa.gov/citations/19780022828https://swco-ir.tdl.org/bitstreams/90340240-c918-4071-99a3-fc523a369c53/download Ao contrário de supercélulas mesociclônicas que se formam nas camadas médias da atmosfera, os mesovórtices se formam nas camadas baixas da atmosfera (entre 1-4 km), ocasionalmente podendo alcançar a superfície terrestre e produzir ventos extremos lineares e generalizados, e com leve convergência por causa da formação de rotações breves e não-tornádicas na superfície.
Ciclones tropicais
Mesovórtices ou miso-vórtices dentro de ciclones tropicais intensos, particularmente nas paredes do olho, podem levar à formação de tornados. Supercélulas embebidas podem produzir tornados mesociclônicos no quadrante frontal direito do ciclone ou, em certas situações, em suas faixas de precipitação externas.
Redemoinhos de fogo e piro-tornadogênese
A maioria dos redemoinhos induzidos por incêndios ou erupções vulcânicas não são vórtices tornádicos. No entanto, em raras ocasiões, circulações com grandes incêndios florestais, conflagrações ou material ejetado atingem a base de uma nuvem ambiente. Em casos extremamente raros, pirocumulonimbus com mesociclones tornádicos foram observados, alguns ainda chegando na intensidade em F3.[citação necessária]
Artigos relacionados
Detecção de tempestades convectivas Ciclogênese Downburst
Categoria:Tornados