انواع طوفان و نحوه تشکیل طوفان و گردباد

طوفان یا توفان به این معنی است که از آشفتگی شدید جوی و اختلال شدید فشار هوا ظاهر می شود . گاه بر اثر برخورد دو جبهه هوای سرد و گرم، توفانی به وجود می‌ اید که می‌تواند باعث قطع درختان ، خرابی ساختمان‌ها و شکستن شیشه‌ها شود. گردباد در نقاط مختلف به‌صورت تند باد ، گردباد دریایی یا گردباد خشکی ظاهر می‌شوند. وقوع طوفان اغلب با باران های شدید و طوفان های سیل آسا همراه است. طوفان‌های عظیم و گردبادهای دریایی معمولاً در عرض‌های نزدیک به استوا رخ می‌دهند و از قدرت تخریب زیادی برخوردارند.

قدرتمندترین طوفان‌ها از هسته‌ی مرکزی طوفان تندری بوجود می‌آیند. برای ایجاد این هسته وجود یک باد شدید همراه با صاعقه کافی است. رطوبت گرم نزدیک سطح زمین و هوای نسبتا خشک و خنک بالای آن باعث بالا رفتن جریانی از هوای گرم از روی سطح زمین به بالا می‌شود. عامل تشکیل هسته‌ی مرکزی وجود بادی است که جهت و قدرت آن مدام در حال تغییر باشد. هسته‌ی مرکزی در ۳۰ درصد مواقع با چرخش به سمت بالا حرکت می‌کند و باعث ایجاد طوفان می‌شود. بالا رفتن چرخشی هسته باعث چرخش هوای نزدیک سطح زمین می‌شود و این هوای در حال چرخش همان طوفان است.عاملی که باعث غیرقابل پیش‌بینی شدن طوفان می‌شود این است که تا به حال مشخص نشده که چرا برخی بادهای شدید باعث طوفان می‌شوند و برخی دیگر نه. دانشمندان معتقدند تغییرات شدید در بادهای نزدیک به لایه‌های بالایی اتمسفر و رطوبت نسبی بالا برای ایجاد طوفان‌ها موثر هستند. همچنین باید جریان رو به پایین دقیقا در جای مناسب ایجاد شود و جریان هوا سرد باشد اما نه خیلی سرد، فقط مقداری از هوای اطرافش سردتر باشد.

نکته‌ی مبهم دیگر چگونگی از بین رفتن طوفان‌ها است که هنوز دلیل مشخصی برای آن یافت نشده است. احتمالا دمای هوای درون طوفان بیش از اندازه افت کرده و آن را از بین می‌برد.

طوفان‌های بزرگ حتی می‌توانند تا ۳۰ دقیقه نیز دوام بیاورند. قدرتمندترین طوفان‌ها سرعتی معادل ۴۸۳ کیلومتر در ساعت دارند و حتی می‌توانند ساختمان‌ها را از زمین جدا کنند. آن‌ها می‌توانند قطری معادل ۳.۲ کیلومتر داشته و تا ۲۰ کیلومتر مسافت طی کنند.

طوفان‌های معمول به طور میانگین ۱۷۷ کیلومتر در ساعت سرعت و ۷۶ متر عرض دارند و بعد از طی ۲ یا ۳ کیلومتر از بین می‌روند. طوفان‌ها در سال ۶۰ نفر در آمریکا را به کام مرگ می‌کشند که این افراد غالبا به دلیل سقوط آواری که طوفان حمل می‌کند، جان خود را از دست می‌دهند. تنها یک درصد از طوفان‌ها قدرتمند هستند اما همین یک درصد عامل نیمی از مرگ و میر ناشی از طوفان هستند.

• طوفان‌ها نفس می‌کشند و پلک می‌زنند

طوفان در سطح اقیانوس نفس می‌کشد. این هوا اگر به دلیل اثر کوریولیس نباشد به سورت مستقیم جریان می‌یابد. اثر کوریولیس جریان هوا را در خلاف جهت عقربه‌های ساعت در نیمکره شمالی و در جهت عقربه‌های ساعت در نیمکره جنوبی منحرف می‌کند. هم چنین اثر کوریولیس مانع ورود جریان به مرکز کم فشار می‌شود. در عوض همه بادهای شدید مجبور می‌شوند دور یک مرکز بچرخند و بالا بروند و دیوار چشم eyewall را تشکیل دهند. این جریان ده‌ها هزار متر و از مرکز به سمت بیرون به صورت مارپیچی حرکت می‌کند. این دم خنک در جهت مخالف در سطح حرکت می‌کند. بحشی از هوای بالا رفته سرعتش را کاهش داده و به سمت سطح فرو می‌رود، خشک می‌شود و در این فرآیند ابرهایش را از دست می‌دهد. این منطقه چشم مرکزی شفاف آرامترین نقطه طوفان است. هرچند همه چیز می‌تواند به سرعت تغییر کند. طوفان‌های بزرگ مایلند چرخه‌های جایگزینی چشم دیوار داشته باشند که در این حین ابعاد چشم کوچک می‌شود. «چشمش را می‌بندد» یعنی پر از ابر می‌شود و سپس دوباره چشمش را باز می‌کند (چشم دیوار جدید شکل می‌گیرد).

• به طور دقیق کسی نمی داند طوفان چگونه تشکیل می‌شود

به طور کلی دانشمندان فکر می‌کنند وقتی هوای گرم و مرطوب از سطح اقیانوس‌ها بالا می‌رود و یک توده هوای کم فشار ایجاد می‌کند طوفان شکل می‌گیرد. هوای بیشتری وارد این توده می‌شود و گرما و رطوبت کافی دریافت می‌کند که شروع به صعود کند. این تبدیل به چرخه ای می‌شود که هوا دائما در سطح می‌چرخد درحالی که هوای بالا رفته سرد می‌شود و به شکل ابر و طوفان تندری درمی آید. در نهایت طوفان‌ها ترکیب می‌شوند تا یک طوفان استوایی را ایجاد کنند. آنچه کارشناسان آب و هوایی را آزار می‌دهد این است که هر وقت که شرایط به این صورت باشد این اتفاق نمی‌افتد. این شرایط باید باشد، اما بودنش همیشه باعث طوفان نمی‌شود. طوفان‌ها باید به طریقی ایجاد شوند و برخی از بهترین دانشمندان سعی می‌کنند بفهمند که دقیقا چطور این اتفاق می‌افتد.

• طوفان‌ها گردباد ایجاد می‌کنند

طوفان‌ها و گردباد‌ها هردو سیستم‌های طوفان چرخشی هستند، اما همان طور که اشاره کردیم اندازه و مدت زمان طوفان بیشتر از گردباد و بنابراین ویران کننده‌تر است. هم چنین طوفان‌ها می‌توانند چند روز بعد تشکیل گردباد دهند. گردباد می‌تواند زمانی که طوفان به زمین می‌رسد و بعد از خروج منابع آب گرمش شروع به محو شدن می‌کند شکل بگیرد. این شکست در سیستم‌های گرمسیری بادهایی با سرعت‌های مختلف در ارتفاع‌های مختلف ایجاد می‌کند و موجب برش باد و در نهایت شکی گیری گردباد می‌شود. چنین گردبادهایی معمولا زیاد قدرتمند نیستند، اما هنوز هم می‌توانند مضر و کشنده باشند. تقریبا همه طوفان‌های آمریکا تشکیل گردباد می‌دهند.

• طوفان‌ها حاوی مقادیر زیادی برف و یخ هستند

ابرهای طوفانی به فاصله کیلومتر‌ها از سطح زمین و در لایه تروپوسفر قرار دارند، جایی که بیشتر اتفاقات آب و هوایی زمین شکل می‌گیرد. طوفان‌های بزرگ برج‌های هوای گرم بلندی دارند که می‌تواند به استراتوسفر هم برسد سپس آن جا سرد شده و به دمای 51- درجه سانتیگراد می رسد بنابراین همه رطوبت قسمت بالایی طوفان به برف و یخ تبدیل می‌شود. اگر تا به حال طوفان را دیده باشید می‌دانید که حدودا یک روز قبل از اینکه هوا طوفانی شود آسمان مه آلود می‌شود. این مه آلودگی به خاطر ابرهای سیروس است که بخشی از جریان طوفان هستند و از کریستال‌های یخ تشکیل شده اند. این ابرهای سیروس در تصاویر ماهواره‌ای نیز به زیبایی نمایش داده می‌شوند. در نهایت بسیاری از ذرات یخی از ابرهای بلند ریخته و دوباره ذوب می‌شوند. با این حال، برخی از آن‌ها به سمت بالا حرکت می‌کنند. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که این یخ‌ها که از طوفان‌ها به استراتوسفر می‌ روند می‌توانند در گرمایش جهانی نقش داشته باشند.

پیش‌بینی طوفان‌ها بسیار دشوار است. زمان میانگین بین اعلام اخطار تشکیل طوفان و ایجاد طوفان در حدود ۱۳ دقیقه است. اعلام اخطار به معنای ایجاد یک طوفان کوچک است که احتمال بزرگ‌تر شدن دارد.آزمایشگاه ملی حوادث غیرمترقبه آمریکا در حال کار روی پروژه‌ای برای پیش‌بینی دقیق‌تر طوفان‌ها است اما این پروژه به کندی پیش می‌رود. اَبَرکامپیوترهای این آزمایشگاه با جمع‌آوری اطلاعات دمایی، رطوبتی و سایر اطلاعات آب و هوایی تشکیل طوفان را پیش‌بینی می‌کنند. این پیش‌بینی‌ها در برخی موارد کاملا درست و در برخی موارد کاملا غلط بوده‌اند و قابل اعتماد کردن به طور کامل نیستند.