шкала Фудзита
| Шкала | Скорость | Повреждать |
|---|---|---|
| Ф0 | < 73 миль в час | Свет |
| Ф1 | 73–112 миль в час | Умеренный |
| Ф2 | 113–157 миль в час | Значительный |
| F3 | 158–206 миль в час | Серьезный |
| F4 | 207–260 миль в час | Разрушительный |
| F5 | 261–318 миль в час | Невероятный |
Шкала Фудзиты ( F-Scale ; / f u ˈ dʒ iː t ə / ), или шкала Фудзиты-Пирсона ( шкала FPP ), представляет собой шкалу для оценки интенсивности торнадо , основанную в первую очередь на ущербе, который торнадо наносят строениям, построенным человеком, и растительность. Официальная категория по шкале Фудзиты определяется метеорологами и инженерами после наземного или воздушного обследования повреждений или того и другого; и, в зависимости от обстоятельств, схемы завихрений земли ( циклоидальные знаки), данные метеорадиолокаторов , показания свидетелей, сообщения средств массовой информации и изображения повреждений, а также фотограмметрия или видеограмметрия, если доступна видеозапись. Шкала Фудзита была заменена расширенной шкалой Фудзита (EF-шкала) в США в феврале 2007 года. В апреле 2013 года Канада приняла шкалу EF вместо шкалы Фудзиты вместе с 31 «показателем удельного ущерба», используемым Министерством окружающей среды Канады ( EC) в своих рейтингах. [1] [2]
Фон
[ редактировать ]Шкала была представлена в 1971 году Тедом Фуджитой из Чикагского университета в сотрудничестве с Алленом Пирсоном , главой Национального центра прогнозирования сильных штормов/NSSFC (ныне Центр прогнозирования штормов /SPC). Масштаб был обновлен в 1973 году с учетом длины и ширины пути. В США, начиная с конца 1970-х гг. [3] торнадо были оценены вскоре после возникновения. Шкала Фудзиты была применена задним числом к торнадо, о которых сообщалось в период с 1950 года до принятия шкалы в Национальной базе данных по торнадо Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) . Фудзита оценивал торнадо с 1916 по 1992 год. [4] [5] и Том Гразулис из проекта «Торнадо» задним числом оценили все известные значительные торнадо (F2–F5 или приводящие к гибели людей) в США начиная с 1880 года. [6] Шкала Фудзита была принята в большинстве регионов за пределами Соединенного Королевства . [ нужна ссылка ]
1 февраля 2007 года весы Fujita были выведены из эксплуатации, и расширенная шкала Fujita . в США была представлена [7] Новая шкала более точно сопоставляет скорость ветра с серьезностью ущерба, нанесенного торнадо. [ нужна ссылка ]
Хотя каждый уровень ущерба связан со скоростью ветра, шкала Фудзиты по сути является шкалой ущерба, а скорости ветра, связанные с указанным ущербом, строго не проверяются. Расширенная шкала Фудзиты была сформулирована на основе исследований, которые показали, что скорость ветра, необходимая для нанесения ущерба интенсивными торнадо по шкале Фудзиты, сильно завышена. В результате опроса экспертов с ведущими инженерами и метеорологами были определены скорости ветра по шкале EF, но они не соответствуют строительной практике США. Шкала EF также улучшила описание параметров урона. [ нужна ссылка ]
Вывод
[ редактировать ]
Первоначальная шкала, разработанная Фудзитой, представляла собой теоретическую 13-уровневую шкалу (F0–F12), разработанную для плавного соединения шкалы Бофорта и шкалы чисел Маха . F1 соответствует двенадцатому уровню шкалы Бофорта, а F12 соответствует числу Маха 1,0. F0 был помещен в положение, обозначающее отсутствие повреждений (приблизительно восьмой уровень шкалы Бофорта), по аналогии с тем, как нулевой уровень Бофорта указывает на отсутствие ветра или его отсутствие. На основе этих чисел скорости ветра были сделаны качественные описания ущерба для каждой категории шкалы Фудзиты, а затем эти описания использовались для классификации торнадо. [8]
В то время, когда Fujita разработала шкалу, было доступно мало информации об ущербе, причиненном ветром, поэтому исходная шкала представляла собой не более чем обоснованные предположения о диапазонах скорости ветра для конкретных уровней ущерба. Фудзита намеревался использовать на практике только F0–F5, поскольку это охватывает все возможные уровни повреждения каркасных домов, а также ожидаемые расчетные пределы скорости ветра. Однако он добавил описание F6, которое он назвал «немыслимым торнадо», чтобы учесть скорость ветра, превышающую F5, и возможные достижения в анализе повреждений, которые могли бы это показать. [9] Всего два торнадо получили рейтинг F6, но впоследствии оба были понижены до F5. [10]
На основании аэрофотоснимков нанесенного им ущерба Фудзита присвоила самому сильному торнадо Супервспышки 1974 года , поразившему Ксению, штат Огайо, предварительную оценку интенсивности F6 ± 1 по шкале. [11] в 1977 году Ущерб от торнадо F5 Бирмингема-Смитфилда исследовал Тед Фудзита, и он «играл с идеей присвоить торнадо Смитфилду рейтинг F6». [12] В 2001 году эксперт по торнадо Томас П. Гразулис заявил в своей книге « Торнадо F5 – F6» ; «По моему мнению, если когда-либо и был снят на видео торнадо F6, то это был торнадо в Пампе, штат Техас, в 1995 году ». [13] объявили В 2023 году Центр прогнозирования штормов и Национальная метеорологическая служба Нормана, штат Оклахома, , что торнадо в Лаббоке 1970 года первоначально имел рейтинг F6, который позже был понижен до официального рейтинга F5. [14]
Более того, с тех пор было обнаружено, что первоначальные значения скорости ветра превышают фактические скорости, необходимые для нанесения ущерба, описанного в каждой категории. Ошибка проявляется в большей степени по мере увеличения категории, особенно в диапазоне от F3 до F5. NOAA отмечает, что «точные значения скорости ветра на самом деле являются предположениями и никогда не были научно проверены. Различные скорости ветра могут вызывать одинаковые повреждения от места к месту - даже от здания к зданию. Без тщательного инженерного анализа ущерба от торнадо в любом случае, фактическая скорость ветра, необходимая для причинения такого ущерба, неизвестна». [9] С тех пор инженерами и метеорологами была создана расширенная шкала Фудзиты, основанная на более точных оценках ветра.
Параметры
[ редактировать ]Здесь перечислены шесть категорий в порядке возрастания интенсивности. [ нужна ссылка ]
- Рейтинг любого торнадо соответствует самому серьезному повреждению любого хорошо построенного каркасного дома или сопоставимому уровню ущерба, полученному согласно инженерному анализу других повреждений.
- Поскольку шкала Фудзиты основана на серьезности ущерба, причиненного сильным ветром, торнадо, превышающий F5, является неизмеримой теоретической конструкцией. Повреждение конструкции каркасного дома не может превышать общее разрушение и разнос мусора, что составляет ущерб F5. Торнадо со скоростью ветра более 319 миль в час (513 км/ч) теоретически возможен, и торнадо Бридж-Крик-Мур 1999 года, возможно, было таким событием, но такая скорость ветра никогда не была зарегистрирована, и эти измерения не проводились. около уровня земли.
| Шкала | Оценка скорости ветра [7] | Частота [15] | Потенциальный ущерб [7] | ||
| миль в час | км/ч | ||||
| Ф0 | 40–72 | 64–116 | 44.14% | Легкий урон. Хорошо построенные конструкции обычно остаются невредимыми, хотя иногда в них остаются разбитые окна, а крыши и дымоходы имеют незначительные повреждения. Рекламные щиты и большие вывески можно сбить. У деревьев могут быть обломаны большие ветви, и их можно вырвать с корнем, если у них неглубокие корни. |  |
| Ф1 | 73–112 | 117–180 | 34.24% | Умеренный урон. Повреждения передвижных домов и других временных сооружений становятся значительными, а автомобили и другие транспортные средства могут быть сброшены с дороги или перевернуты. Крыши постоянных построек могут серьезно повредиться. |  |
| Ф2 | 113–157 | 181–253 | 16.17% | Значительный ущерб. Хорошо построенные конструкции могут получить серьезные повреждения, включая потерю крыши, а в плохо построенных конструкциях может произойти обрушение некоторых наружных стен. Однако передвижные дома уничтожаются. Транспортные средства могут отрываться от земли, а более легкие предметы могут превратиться в небольшие ракеты, нанося ущерб за пределами основного пути торнадо. В лесных районах большой процент деревьев сломан или вырван с корнем. |  |
| F3 | 158–206 | 254–332 | 4.35% | Тяжелый ущерб. Некоторые части пострадавших зданий остались стоять. Хорошо построенные конструкции теряют все внешние и некоторые внутренние стены. Незакрепленные дома сносятся, а дома с плохим креплением могут полностью рухнуть. Поезда и вагоны перевернуты. Небольшие транспортные средства и предметы аналогичного размера отрываются от земли и выбрасываются в виде снарядов. В лесных районах почти полностью утрачена растительность, и может произойти окорка некоторых деревьев. |  |
| F4 | 207–260 | 333–418 | 1.00% | Разрушительный урон. Хорошо построенные дома представляют собой небольшую кучку мусора среднего размера на фундаменте. Дома с плохой анкеровкой или без нее полностью сносятся. Большие тяжелые транспортные средства, в том числе самолеты, поезда и большие грузовики, можно переворачивать, многократно переворачивать или поднимать и бросать. Большие, здоровые деревья полностью очищаются от коры и отрываются близко к земле или вообще выкорчевываются и превращаются в летающие снаряды. Легковые автомобили и предметы аналогичного размера можно поднимать и швырять на значительные расстояния. |  |
| F5 | 261–318 | 419–512 | 0.10% | Невероятный ущерб. Хорошо построенные и хорошо закрепленные дома снимаются с фундамента и поднимаются на воздух, прежде чем разрушаться. Обломки этих домов разбросаны на многие мили, а фундаменты полностью выметены. Автомобили, автобусы, поезда, самолеты, большие грузовики и все что угодно можно многократно перекатывать или подбрасывать очень далеко в воздух. Большие, армированные сталью конструкции, такие как школы, полностью выровнены. Низколежащая трава и растительность измельчаются с земли. Деревья полностью окорены и надломаны. Образуется очень мало узнаваемого структурного мусора, при этом большинство материалов превращается в грубую смесь мелких гранулированных частиц и диспергируется. Большие, многотонные автомобили и сельскохозяйственное оборудование со стальной рамой часто искажаются до неузнаваемости, выбрасываются за многие мили или полностью разбираются на неузнаваемые детали. Высокие здания разрушаются или имеют серьезные структурные деформации. Официальное описание этого ущерба подчеркивает экстремальный характер разрушений, отмечая, что «невероятные явления могут и будут происходить». |  |
Весы Пирсона
[ редактировать ]В 1973 году Аллен Пирсон добавил в шкалу Fujita дополнительные параметры длины и ширины пути. Согласно этой версии, каждому торнадо будет присвоен один рейтинг по шкале Фудзиты и два рейтинга по шкале Пирсона. Например, торнадо с рейтингом F4 на основе ущерба с длиной пути 63 мили (101 км) и шириной пути 800 ярдов (730 м) будет иметь рейтинг F,P,P 4,4,4. Однако использование шкал Пирсона не получило широкого распространения, и по-прежнему чаще всего просто перечисляли длину и ширину пути торнадо. [6]
| Шкала | Длина пути | Ширина пути |
|---|---|---|
| – | <0,3 мили (0,48 км) | <6 ярдов (5,5 м) |
| Р0 | 0,3–0,9 миль (0,48–1,45 км) | 6–17 ярдов (5,5–15,5 м) |
| П1 | 1,0–3,1 мили (1,6–5,0 км) | 18–55 ярдов (16–50 м) |
| П2 | 3,2–9,9 миль (5,1–15,9 км) | 56–175 ярдов (51–160 м) |
| П3 | 10–31 миль (16–50 км) | 176–566 ярдов (161–518 м) |
| П4 | 32–99 миль (51–159 км) | 0,3–0,9 миль (0,48–1,45 км) |
| П5 | 100–315 миль (161–507 км) | 1,0–3,1 мили (1,6–5,0 км) |
Рейтинговые классификации
[ редактировать ]| Ф0 | Ф1 | Ф2 | F3 | F4 | F5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Слабый | Сильный | Жестокий | |||
| Значительный | |||||
| Интенсивный | |||||
Для таких целей, как климатологические исследования торнадо , рейтинги по шкале Фудзиты могут быть сгруппированы по классам. [6] [16] [17]
Вывод из эксплуатации в США
[ редактировать ]Шкала Фудзиты, представленная в 1971 году как средство различения интенсивности торнадо и площади траектории, определяла скорость ветра для ущерба, что в лучшем случае было обоснованными предположениями. [18] Фудзита и другие сразу же это осознали, и до конца 1970-х годов проводился интенсивный инженерный анализ. Это исследование, а также последующие исследования показали, что скорость ветра торнадо, необходимая для нанесения описанного ущерба, на самом деле была намного ниже, чем указано по шкале F, особенно для верхних категорий. Кроме того, хотя шкала давала общее описание ущерба, который может причинить торнадо, она давала мало свободы действий в отношении прочности конструкции и других факторов, которые могли привести к тому, что здание могло получить больший ущерб при более низких скоростях ветра. Fujita попыталась решить эти проблемы в 1992 году с помощью модифицированной шкалы Fujita. [19] но к тому времени он уже наполовину вышел на пенсию, а Национальная метеорологическая служба была не в состоянии перейти на совершенно новый масштаб, поэтому это практически не было принято. [20]
В США 1 февраля 2007 г. [1] шкала Фудзита была выведена из эксплуатации в пользу, по мнению ученых, более точной расширенной шкалы Фудзиты. Метеорологи и инженеры, разработавшие шкалу EF, считают, что она превосходит шкалу F по многим показателям. Это объясняет разную степень повреждений, возникающих у разных типов сооружений, как искусственных, так и природных. Расширенные и уточненные показатели повреждений и степени повреждений стандартизируют то, что было несколько неоднозначно. Также считается, что он обеспечивает гораздо более точную оценку скорости ветра и не устанавливает верхнего предела скорости ветра для самого высокого уровня EF5. Environment Canada начала использовать расширенную шкалу Fujita в Канаде 1 апреля 2013 года. [21] США и Канада — единственные страны, официально принявшие расширенную шкалу Fujita.
См. также
[ редактировать ]
- Улучшенная шкала Fujita
- Международная шкала Фудзиты
- Списки торнадо и вспышек торнадо
- Чрезвычайная шкала Рона для измерения масштаба (интенсивности) любой чрезвычайной ситуации.
- Шкала ураганов Саффира – Симпсона
- Терминология суровой погоды (США)
- Интенсивность и ущерб торнадо
- Рекорды Торнадо
- шкала ТОРРО
- Ветротехника
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Шкала ущерба Фудзита Торнадо» . spc.noaa.gov . Проверено 27 мая 2017 г.
- ^ «Шкала Фуджиты – шкала ущерба от торнадо» . фактыjustforkids.com . Проверено 14 июня 2019 г.
- ^ Эдвардс, Роджер; Ладью, Джеймс Г.; Ферри, Джон Т.; Шарфенберг, Кевин; Майер, Крис; Коулборн, Уильям Л. (1 мая 2013 г.). «Оценка интенсивности торнадо: прошлое, настоящее и будущее» (PDF) . Бюллетень Американского метеорологического общества . 94 (5): 641–653. Бибкод : 2013BAMS...94..641E . дои : 10.1175/BAMS-D-11-00006.1 . ISSN 1520-0477 . S2CID 7842905 .
- ^ Макдональд, Джеймс Р. (2001). «Американское метеорологическое общество» . Бюллетень Американского метеорологического общества . 82 (1): 63–72. Бибкод : 2001BAMS...82...63M . doi : 10.1175/1520-0477(2001)000<0063:TTFHCT>2.3.CO;2 .
- ^ Маккарти, Дэниел. «Обследования торнадо NWS и влияние торнадо в стране» (PDF) . www.spc.noaa.gov .
- ^ Jump up to: а б с Гразулис, Томас П. (июль 1993 г.). Значительные торнадо 1680–1991 гг . Сент-Джонсбери, Вермонт : Проект экологических фильмов «Торнадо». ISBN 978-1-879362-03-1 .
- ^ Jump up to: а б с по шкале масштаба ущерба от торнадо Fujita Центр прогнозирования штормов . По состоянию на 20 мая 2009 г.
- ^ «Центр прогнозирования штормов» . spc.noaa.gov . Проверено 27 мая 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Часто задаваемые вопросы по Торнадо . Центр прогнозирования штормов . Доступ к сайту осуществлен 27 июня 2006 г.
- ^ Анна, Карли (26 октября 2023 г.). «Объяснение «Немыслимого Торнадо F6»» ( Видео ) . Ютуб . @CarlyAnnaWx. Архивировано из оригинала 26 октября 2023 года . Проверено 26 октября 2023 г.
- ^ Фудзита, Т. Теодор (1974). «Вспышка гигантского торнадо 3 апреля 1974 г.» (PDF) .
- ^ «4 апреля 1977 года, Смитфилд F5 Торнадо» . Национальная метеорологическая служба . Проверено 8 апреля 2022 г.
- ^ Томас П. Гразулис (2021). F5-F6 Торнадо . Проект Торнадо.
- ^ Роджер Эдвардс (SPC); Мэтью С. Эллиотт (SPC); Патрик Т. Марш (SPC; Дуглас А. Шпехегер (NWS). «Ошибки, странности и артефакты в данных о торнадо в США, 1995–2021 годы» (PDF) . Публикации Центра прогнозирования штормов : 1–10 . Получено 11 января 2023 года .
- ^ «Данные WCM Центра прогнозирования штормов» . Центр прогнозирования штормов . Проверено 15 сентября 2021 г.
- ↑ Шкала интенсивности торнадо Фудзиты . Архивировано по адресу: Архивировано 30 декабря 2011 г., в Wayback Machine.
- ^ Брукс, Гарольд. «индекс» . nssl.noaa.gov . Архивировано из оригинала 4 октября 2012 года . Проверено 27 мая 2017 г.
- ^ Фудзита, Тецуя Теодор (1971). Предложена характеристика торнадо и ураганов по площади и интенсивности . Чикаго: Чикагский университет.
- ^ Центр, Прогноз шторма. «Центр прогнозирования штормов NWS NOAA» . www.spc.noaa.gov . Проверено 27 мая 2017 г.
- ^ Фудзита, Тецуя Теодор (1992). Мемуары о попытках разгадать тайну сильных штормов . Чикаго: Чикагский университет.
- ^ Оценка ущерба от торнадо: шкала EF против шкалы F. Торнадо видел несколько торнадо с 1900-х годов. Архивировано 27 апреля 2013 г. в Wayback Machine.
Библиография
[ редактировать ]- Маршалл, Тимоти П. (2001). «Рождение шкалы Фудзита». Штормовая дорожка . 24 (3): 6–10.
- Эдвардс, Роджер ; Дж. Г. Ладью; Джей Ти Ферри; К. Шарфенберг; К. Майер; У. Л. Колборн (2013). «Оценка интенсивности торнадо: прошлое, настоящее и будущее» . Бык. амер. Метеор. Соц . 94 (5): 641–653. Бибкод : 2013BAMS...94..641E . дои : 10.1175/BAMS-D-11-00006.1 . S2CID 7842905 .