Ve Spojených státech se ročně vyskytne okolo 1200 tornád, z toho nejvíce pak v květnu a červnu. Tornáda se zde však objevují po celý rok. Noc na sobotu však byla pro řadu obyvatel na východě USA krušná, vyskytlo se zde více než 30 tornád, které byly hlášeny z 6 států. Největší škody tornádo napáchalo v městečku Mayfield ve státě Kentucky. A právě výrazná rotace při zemi detekovaná radarovými měřeními i škody nasvědčující tornádu jsou patrné v dráze více než 300 km.
Výrazná studená fronta z družice GOES o pásmu 15 (dlouhovlnné infračervené záření). Zdroj: WEATHER.COD.EDU
Podmínky vzniku
Přes východní část USA postupovala výrazná studená fronta od severozápadu až západu spojená s hlubokou tlakovou níží se středem v oblasti Velkých jezer na hranicích USA a Kanady. Před studenou frontou vrcholil příliv teplého vzduchu od jihu. Teploty se zde pohybovaly přibližně v rozmezí od 16 do 23 °C. Zároveň byla v oblasti dostatečná instabilita. Hodnoty CAPE, tedy jednoho z parametrů instability, který nám říká jakou energii má vzduchová částice k dispozici pro výstup z hladiny volné konvekce do hladiny nulového vztlaku, dosáhly hodnot 1000 až 2000 J/kg. Čím je tato hodnoty větší, tím silnější a častější bouře lze očekávat. K bohatému rozvoji bouří přispěla i slušná vlhkost vzduchu ve spodních částech troposféry. Výraznou dynamickou podporu k organizaci dodaly vysoké hodnoty střihu větru, tedy změny rychlosti a směru větru s výškou, která hraje výraznou roli při vzniku a vývoji supercel a také tornád. Pro to, aby vznikly supercely, je třeba střihu větru mezi 0 a 6 km zpravidla okolo 20 m/s a více.
Sondážní měření ze stanice Little Rock v Arkansasu, zdroj: spc.noaa.gov
Střih větru na stanici Little Rock činil mezi 0-6 km více než 40 m/s. Mezi 0-1 km to pak bylo přibližně 20 m/s (v sondážním diagramu jsou jednotky v uzlech). Helicita, tedy číselně vyjádřená schopnost tekutiny rotovat kolem své osy, která je počítána právě mezi 0 až 1 nebo 0 až 3 km. V praxi nám značí, jaká je schopnost updraftu rotovat. Kromě toho je viditelné stáčení větru “doprava” jak u sondážního měření, tak na hodografu. Zatímco při zemi fouká jižní vítr, ve výšce postupně jihozápadní až západní. Kdybychom se podívali na parametry, které v sobě zahrnují CAPE, střih větru, helicitu a další proměnné, zjistíme, že podmínky pro vznik supercel a tornád byly více než dobré. Jsou to Supercell Composite Parameter (SCP) a Signifficant Tornado Parameter (STP) znázorněné v rámci výpočtů dole červeně. Pro vznik tornád se předpokládá limitní hodnota STP přibližně okolo 1.
Střih větru je důležitý pro generování tzv. horizontální vorticity, která se v oblasti vtoku do bouře mění na vertikální, čímž dochází k podpoře rotace updraftu v rámci supercely. Dostatečný střih větru v hladině do jednoho kilometru pak hraje zásadní roli při formování tornád.
Varování NOAA na 10 a 11. 12. 2021 před tornády, silným větrem a kroupami, zdroj: spc.noaa.gov
Pro oblast byla předpovídána nejen tornáda ale také silný vítr a v menší míře také kroupy. O příčinách vzniku silného větru a o downburstech si můžete přečíst v našem článku zde. O tom, co to jsou supercely, píšeme zde nebo také tady.
Na východě USA?
Pozorného čtenáře asi zarazí, že se tornáda vyskytovala na východě. Zafixováno máme nejčastěji ta nejničivější tornáda ze Středozápadu z tzv. Tornado Alley, takových “alejí”, tedy oblastí s častým výskytem tornád, je však v USA několik. Tato oblast je přezdívaná jako Dixie Alley a leží západně až jihozápadně od oblasti amerického Piedmontu na jihovýchodě USA.
Mapka oblasti tzv. Dixie Alley v USA. Zdroj: Wikipedia
Bouře řádily v noci
Bouře, které postihly východ USA řádily v nočních hodinách. O to problematičtější pak bylo pro lovce bouří, kteří na místě dokumentovali, vědět o tom, kde se tornáda vyskytují.
Zdroj: ABC NEWS
Zajímavá tornadická supercela a tornádo
Velice zajímavé bylo tornádo, které zasáhlo město Mayfield. Vyskytlo se totiž na supercele, která urazila dohromady dráhu přes 900 km, přičemž škody odpovídající škodám po tornádu byly hlášeny na dráze delší než 300 km. Tornadická supercela prošla dohromady čtyřmi státy – Arkansas, Missouri, Tennesse, Kentucky a dosáhla dráhy 600 mil, tedy okolo 960 km.
Dráha supercely a její vývoj s popisky (v angličtině). Zdroj: Jack Sillin
Takto dlouhý život supercely nastal v důsledku toho, že se vytvořila dostatečně daleko před samotnou linií konvektivních bouří, která postupovala s čárou fronty. Právě to, že vtok do supercely nebyl narušen výtoky chladného vzduchu ostatních konvektivních bouří, mohla supercela urazit za těchto vhodných podmínek tak velkou vzdálenost. S linií pak později splynula.
Radarový kompozit zachycující tornadickou supercelu a počátek formování squall line několik desítek kilometrů za ní. Zdroj: WEATHER.COD.EDU
Snímek z družice GOES-16 kanálu 13 (pásmo infračerveného záření). Znatelná oblast vyšší teploty horní hranice oblačnosti vprostřed a okolo nižší teploty v podobě písmene V je charakteristická právě pro silné supercely. Zdroj: CIMSS.SSEC.WISC.EDU
Tornádo ve městě Mayfield
Desetitisícové město Mayfield zasáhlo v noci tornádo. Na radarových snímcích byl na supercele patrný tzv. debris ball, což je kruhový útvar zvýšené radarové odrazivosti v rámci tzv. Hook echa, který značí velmi pravděpodobný výskyt tornáda v oblasti.
3D vizualizace s nejvyšší radarovou odrazivostí nad městem Mayfield. Na snímku je viditelný právě debris ball, tedy ostře ohraničená oblast zvýšené radarové odrazivosti ve tvaru kruhu v rámci Hook echa značí velmi pravděpodobný výskyt tornáda. Zdroj: Tyler Hofelich
Snímek supercely z radaru nad městem Mayfield. Nalevo je snímek maximální odrazivosti s útvarem Debris ball v rámci Hook echa. Viditelná je také oblast potlačené radarové odrazivosti (Weak Echo Region – WER), kde se nachází vtok teplého vzduchu do supercely (updraft). Napravo pak je možno vidět výstup z Dopplerovského radaru, který zobrazuje radiální rychlosti. Velmi hezky je zde viditelná rotace v rámci mezocyklony. Zdroj: Velocity Weather, snímky z aplikace RadarScope.
Tornádo ve městě napáchalo obrovské škody. Škody zde lze klasifikovat jako EF4 až EF5. Kupříkladu zasáhlo továrnu, kde na noční směně pracovalo přes 100 dělníků. Tornáda v USA způsobila zranění neslučitelná s lidským životem 80 lidem.
Škody způsobené tornádem. Zdroj: KOCO First Alert Storm Chaser Nick Smith
Poničené město Mayfield, zdroj: KOCO First Alert Storm Chaser Nick Smith
Vagóny nákladního vlaku, které tornádo převrátilo, ba některé odneslo přes 10 metrů od železniční trati mezi Earlingtonem a Mortons Gap. Zdroj: Jim Pearson Photography
Na místě nyní probíhá detailní terénní průzkum, situaci tak budeme dále sledovat a případně detaily upřesníme.
Porovnat letecké fotografie lokality můžete zde.
Místo postižené katastrofou navštíví i americký prezident Joe Biden. Více informací v článku zde.
Autorem úvodní fotografie je Reed Timmer.
