Κλίμακα Φουτζίτα

Η Κλίμακα Φουτζίτα (Fujita Scale) ή Κλίμακα Fujita-Pearson είναι μια κλίμακα για την ταξινόμηση της έντασης των σιφώνων, με βάση τις ζημιές που προκαλούν οι σίφωνες στις ανθρώπινες κατασκευές και στη βλάστηση.

Αρχική Κλίμακα Φουτζίτα

Σχεδιάγραμμα της αρχικής κλίμακας Φουτζίτα.

Η κλίμακα εισήχθη το 1971 από τον Ted Fujita (Tetsuya Theodore Fujita) του Πανεπιστημίου του Σικάγο, που ανέπτυξε την κλίμακα μαζί με τον Allen Pearson, επικεφαλής του Εθνικού Κέντρου Πρόγνωσης Έντονων Καταιγίδων (National Severe Storms Forecast Center), ο προκάτοχος του σημερινού Κέντρου Πρόγνωσης Καταιγίδων (Storm Prediction Center).

Για την ακρίβεια, η αρχική κλίμακα διαμορφώθηκε από τον Fujita με τέτοιο τρόπο, που να συνδέει την Κλίμακα Μποφόρ και την ταχύτητα του ήχου. Ως αποτέλεσμα, άρχιζε από το επίπεδο F0 και έφτανε ως το θεωρητικό επίπεδο F12. Το F0 σήμαινε ελάχιστη ως καμία ζημία, κατ' αντιστοιχία με τα 0 Μποφόρ, που σημαίνουν ελάχιστο ως καθόλου άνεμο, δηλαδή άπνοια. Το κατώτερο όριο του επιπέδου F1 τοποθετήθηκε στην αρχή της ταχύτητας του τυφώνα, η οποία είναι η βάση των 12 Μποφόρ, ενώ το F12 άρχιζε στο Mach 1.0 που είναι η ταχύτητα του ήχου. Ταυτόχρονα με την εισαγωγή της κλίμακας, ωστόσο, αναγνώρισε ότι στην πράξη μόνο τα επίπεδα F0 - F5 συμβαίνουν πραγματικά στη Γη, και έδωσε μια πρακτική εκτίμηση του επιπέδου των ζημιών για το καθένα από αυτά. Παράλληλα όμως, κατά την παρουσίαση της κλίμακας το 1971, προσέθεσε και το επίπεδο F6, που το ονόμασε «inconceivable tornado» (ασύλληπτος σίφωνας), σχολιάζοντας πάντως ότι οι πιθανότητες να φτάσει ποτέ σίφωνας τέτοια ταχύτητα ανέμων είναι ελάχιστες.

Η κλίμακα αυτή εφαρμόστηκε και αναδρομικά, μέσω εξέτασης των ντοκουμέντων με τις παλαιότερες ζημιές, για την ταξινόμηση όλων των σιφώνων στις Ηνωμένες Πολιτείες από το 1950 και μετά, για τα αρχεία της Εθνικής Ωκεανογραφικής και Ατμοσφαιρικής Υπηρεσίας (National Oceanic and Atmospheric Administration - NOAA) και ειδικότερα για την Εθνική Βάση Δεδομένων Σιφώνων (National Tornado Database) στις Ηνωμένες Πολιτείες, καθώς και για μερικούς ακόμα παλαιότερους, πλην όμως ιστορικούς σίφωνες. Επίσης και ο Tom Grazulis του σχετικού Tornado Project, ταξινόμησε όλους τους σημαντικούς σίφωνες (significant tornadoes: F2 - F5) και γενικότερα όσους προκάλεσαν θανάτους στις ΗΠΑ από το 1880 και μετά.

Κατάταξη σιφώνων
F0	F2	F3	F4
Ασθενείς (Weak tornadoes)	Ισχυροί (Strong tornadoes)		Βίαιοι / Σφοδροί (Violent tornadoes)
	Σημαντικοί (Significant tornadoes)
		Έντονοι (Intense tornadoes)

Σε επίπεδο καταστροφών, η κλίμακα Φουτζίτα ξεκινάει από τους σίφωνες F0, που προκαλούν ζημιές μόνο σε δέντρα και καπνοδόχους και φτάνει ως τους F5, που καταστρέφουν ολοκληρωτικά τα πάντα, αφήνοντας μόνο τα θεμέλια των κτιρίων και μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές κατασκευαστικές παραμορφώσεις σε μεγάλους ουρανοξύστες. Υπάρχει και το θεωρητικό επίπεδο F6, αλλά στην πράξη δεν έχει καταγραφεί ποτέ και οι πιθανότητες να συμβούν ποτέ τέτοιες ταχύτητες ανέμων είναι εξαιρετικά ελάχιστες.

Ειδικότερα, οι F0 και F1 ονομάζονται επίσημα και «ασθενείς σίφωνες» (weak tornadoes), οι F2 και F3 ονομάζονται και «ισχυροί σίφωνες» (strong tornadoes), και οι F4 και F5 «βίαιοι / σφοδροί σίφωνες» (violent tornadoes). Επιπλέον, όπως προαναφέρθηκε, όσοι ταξινομούνται από το επίπεδο F2 και άνω, κατατάσσονται σε μία επιμέρους κατηγορία, που ονομάζεται «σημαντικοί σίφωνες» (significant tornadoes). Παρομοίως, όσοι ταξινομούνται από το επίπεδο F3 και άνω, ονομάζονται «έντονοι σίφωνες» (intense tornadoes).^[1]

Το 1973, προστέθηκαν στην κλίμακα το μήκος της διαδρομής και το πλάτος του σίφωνα στο επίπεδο του εδάφους, αν και ο συσχετισμός της έντασης των σιφώνων με το μήκος της απόστασης που διανύουν και το μέγεθός τους ποικίλλει. Κατά συνέπεια, τα παρακάτω νούμερα είναι μέσοι όροι και πάντα τιμές κατά προσέγγιση. Επίσης, όσον αφορά την ταχύτητα των περιστροφικών ανέμων, οι επίσημες τιμές στην κλίμακα αντιπροσωπεύουν την μέση ταχύτητα, χωρίς να αποκλείουν την ύπαρξη ισχυρότερων ανέμων για σύντομες χρονικές περιόδους. Πρέπει να τονιστεί ότι η επίσημη ταξινόμηση αναφέρεται στην ταχύτητα εδάφους (ground speed), δηλαδή από την επιφάνεια έως και 10 μέτρα ύψος.

Επίπεδο	Ταχύτητα (mph)	Ταχύτητα (km/h)	Μήκος διαδρομής (km)	Πλάτος (m)	Ονομασία
F0	40 - 72	64 - 116	0,5 - 1,5	5 - 16	Gentle tornado (Ήπιος σίφωνας)
F1	73 - 112	117 - 179	1,6 - 5	17 - 50	Moderate tornado (Μέτριος σίφωνας)
F2	113 - 157	180 - 251	6 - 16	51 - 160	Considerable tornado (Αξιοσημείωτος σίφωνας)
F3	158 - 206	252 - 330	17 - 50	161 - 500	Severe tornado (Σοβαρός σίφωνας)
F4	207 - 260	331 - 418	51 - 160	501 - 1.500	Devastating tornado (Καταστροφικός σίφωνας)
F5	261 - 318	419 - 512	161 - 377	1.501 - 4.200	Incredible tornado (Απίστευτος σίφωνας)
F6	319 - 379	513 - 610	Άγνωστο	Άγνωστο	Ιnconceivable tornado (Ασύλληπτος σίφωνας)

Αποτυπώματα στροβιλισμού στο έδαφος, από σίφωνα έντασης F3.

Αν και κάθε επίπεδο ζημιών συνδέεται με μια ταχύτητα του ανέμου μέσα στον σίφωνα, η κλίμακα Φουτζίτα είναι μια κλίμακα ζημιών, καθώς βασίζεται στην πρακτική εκτίμηση των καταστροφών που προκαλούν οι σίφωνες. Πρακτικώς, οι ταχύτητες των ανέμων που σχετίζονται με τις ζημιές που αναφέρονται, λίγες φορές έχουν επαληθευτεί.

Για την ακρίβεια μάλιστα, οι αρχικές εκτιμήσεις της ταχύτητας του ανέμου της πρώτης κλίμακας Φουτζίτα έχει πλέον διαπιστωθεί ότι ήταν εξαιρετικά ανακριβείς. Οι πραγματικές ταχύτητες των ανέμων στους σίφωνες που απαιτούνται για να προκαλέσουν τις ζημιές που περιγράφονται στην παρακάτω ενότητα, στην πραγματικότητα είναι πολύ χαμηλότερες από τα νούμερα που αναφέρονται, ιδίως για τις ανώτερες (F3 έως F5) κατηγορίες - με άλλα λόγια, οι ταχύτητες ανέμου στους ισχυρότερους σίφωνες, με βάση την αρχική κλίμακα Φουτζίτα, είχαν υπερεκτιμηθεί. Δείτε σχετικά: Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα.

Εκτός από την εκτίμηση των ζημιών, μπορούν επίσης να αναλυθούν στοιχεία από ραντάρ Doppler, φωτογραμμετρίας, αποτυπώματα στροβιλισμού στο έδαφος (κυκλοειδή σήματα / cycloidal marks), μαρτυρίες αυτοπτών μαρτύρων και των μέσων ενημέρωσης για να προσδιοριστεί η ένταση και να επιτευχθεί η ταξινόμηση.

Παράμετροι

**Αρχική Κλίμακα Φουτζίτα**
Επίπεδο	Ταχύτητα ανέμου		Σχετική συχνότητα	Μέσο πλάτος ζημιάς (μέτρα)	Ζημιές
Επίπεδο	m/sec	km/h	Σχετική συχνότητα	Μέσο πλάτος ζημιάς (μέτρα)	Ζημιές
F0	17,8-32,2	64–116	38,9%	10-50	Μικρές ζημιές. Ορισμένες ζημιές σε καμινάδες. Κλαδιά σπάζουν από τα δέντρα. Ξεριζώνονται δέντρα με ρηχές ρίζες. Πινακίδες δρόμων παθαίνουν εμφανείς ζημιές. Το επίπεδο F0 αντιστοιχεί σε ταχύτητες ανέμου της τάξεως των 8 - 11 Μποφόρ.
F1	32,3–49,9	117–179	35,6%	30-150	Μέτριες ζημιές. Το κατώτερο όριο του επιπέδου F1 είναι η αρχή της ταχύτητας του τυφώνα, δηλαδή η βάση των 12 Μποφόρ. Κεραμίδια αποσπώνται από τις στέγες. Κινητά σπίτια (mobile homes) αποσπώνται από τα θεμέλια ή και αναποδογυρίζουν. Αυτοκίνητα εν κινήσει σπρώχνονται έξω από τους δρόμους. Γκαράζ συνδεδεμένα σε κτίρια μπορεί να καταστραφούν.
F2	50–69,7	180–251	19,4%	110-250	Σημαντικές ζημιές. Αποσπώνται στέγες σπιτιών με ισχυρό πλαίσιο. Κινητά σπίτια καταστρέφονται. Αυτοκίνητα σηκώνονται στον αέρα και ανατρέπονται. Μεγάλα δέντρα σπάζουν ή ξεριζώνονται. Εξωτερικά παράθυρα σπάζουν προς τα μέσα. Ελαφρά αντικείμενα μετατρέπονται σε αεριωθούμενα βλήματα και εκτοξεύονται σε σημαντικές αποστάσεις.
F3	69,8–91,7	252–330	4,9%	200-500	Σοβαρές ζημιές. Στέγες και μερικοί τοίχοι αποσπώνται από τα πλέον ισχυρά σπίτια. Τραίνα ανατρέπονται. Βαρέα οχήματα ανασηκώνονται και ρίπτονται σε σημαντικές αποστάσεις. Τα περισσότερα δέντρα στο δάσος ξεριζώνονται. Μεγάλες κατασκευές στρέφονται γύρω από τον άξονά τους και παραμορφώνονται, με μαζική καταστροφή των εξωτερικών χώρων τους.
F4	92,5–116,1	331–418	1,1%	400-900	Καταστροφικές ζημιές. Ανθεκτικά σπίτια και κατασκευές ισοπεδώνονται. Οικοδομές με αδύναμες βάσεις εκτοξεύονται σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτοκίνητα μετατρέπονται σε αεριωθούμενα βλήματα και εκτοξεύονται σε σημαντική απόσταση. Γενικώς, δημιουργούνται μεγάλα αεριωθούμενα βλήματα. Μεγάλες κατασκευές ανατρέπονται και καταστρέφονται.
F5	116,2–142,2	419–512	< 0,1%	~ 1.100	Απίστευτη καταστροφή. Κτίρια με ισχυρούς σκελετούς ξεριζώνονται από τα θεμέλια και εκτοξεύονται σε μεγάλες αποστάσεις για να διαλυθούν στον αέρα. Αντικείμενα μεγέθους αυτοκινήτων και τραίνων μετατρέπονται σε αεριωθούμενα βλήματα και εκτοξεύονται σε αποστάσεις πάνω από 100 μέτρα. Ολόκληρα δάση ξεριζώνονται και τα υπολείμματα των δέντρων αποφλοιώνονται. Κατασκευές με ενισχύσεις από ατσάλι παθαίνουν μεγάλες ζημιές. Τεράστια κτίρια, όπως ουρανοξύστες και μεγάλα εμπορικά κέντρα, υφίστανται σημαντικές κατασκευαστικές παραμορφώσεις. Η άσφαλτος ξεκολλάει από τους δρόμους. Η επίσημη περιγραφή του F5 είναι: incredible phenomena will occur (απίστευτα φαινόμενα θα συμβούν).
F6	142,3–169,4	513-610	Δεν έχει καταγραφεί ποτέ. Σύμφωνα με θεωρητικούς υπολογισμούς < 0,001% (κάτω του 1 στους 100.000 σίφωνες)	Άγνωστο	Ασύλληπτη καταστροφή. Ωστόσο, η ζημιά αυτή δεν θα μπορούσε να διακριθεί από την ζημιά F5, κυρίως διότι η πλειονότητα των ζημιών θα είχε προκληθεί από την περιφέρεια του σίφωνα, πολύ πριν ο στενός κώνος της δύναμης F6 φτάσει στις πληγείσες περιοχές. Μικρές περιοχές της ζημιάς που μπορεί να προκαλέσει, είναι πιθανώς δύσκολο να αναγνωριστούν μέσα στο χάος της ολικής καταστροφής που παράγεται από τους F4 και F5 ανέμους, οι οποίοι περιβάλλουν τους F6 ανέμους. Αντικείμενα μεγέθους αυτοκινήτων και ψυγείων, επειδή μετατρέπονται σε αεριωθούμενα βλήματα και εκτοξεύονται σε μεγάλες αποστάσεις, θα υποστούν δευτερογενείς ζημιές, οι οποίες θα καταταγούν σε χαμηλότερες κατηγορίες - άρα δεν μπορούν να χαρακτηριστούν ως «ζημιά επιπέδου F6». Στις περισσότερα έντυπα και ιστοσελίδες, η κατηγορία αυτή αγνοείται.
F7	169,5–199,2	611–717	Δεν υπάρχει	Δεν υπάρχει	Θεωρητικές τιμές, που δεν είναι εφικτές, καθώς δεν υπάρχει μηχανισμός στη Γη με τόσο μεγάλη πηγή ενέργειας, ικανής να προκαλέσει συμβάν τέτοιας τάξης μεγέθους.
F8	199,2–229,8	717–827	Δεν υπάρχει	Δεν υπάρχει
F9	229,8–261,9	827–943	Δεν υπάρχει	Δεν υπάρχει
F10	261,9–295,3	943 – 1.063	Δεν υπάρχει	Δεν υπάρχει
F11	295,3–330,0	1.063 – 1.188	Δεν υπάρχει	Δεν υπάρχει
F12	>330,0	>1.188	Δεν υπάρχει	Δεν υπάρχει	Θεωρητική τιμή, η οποία θα ήταν υπερηχητική.

Στενός σίφωνας με εμφάνιση «σαν προβοσκίδα ελέφαντα» έντασης F5, κοντά στο Elie της επαρχίας Μανιτόμπα, Καναδάς, στις 22 Ιουνίου 2007.

Προσοχή: Τα πλάτη των σιφώνων, σύμφωνα με την κλίμακα Φουτζίτα, είναι μέσοι όροι και πάντα τιμές κατά προσέγγιση. Η ένταση του σίφωνα δεν πρέπει να εκτιμηθεί από το πλάτος του. Έχει σημειωθεί ακόμα και σίφωνας F5, ο οποίος είχε πλάτος καταστροφής μόλις 90 μέτρα σε κάποιο σημείο της διαδρομής του. Επίσης, η σχετική συχνότητα εμφάνισης για την κάθε κατηγορία στον εν λόγω πίνακα, αφορά τους σίφωνες που καταγράφονται στις ΗΠΑ.

Χρήση της αρχικής κλίμακας

Χρησιμοποιήθηκε στο παρελθόν στις περισσότερες περιοχές εκτός της Ευρώπης και τελικώς αντικαταστάθηκε στις 1 Φεβρουαρίου 2007 από την Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα στις Ηνωμένες Πολιτείες, ενώ στον Καναδά από τις 1 Απριλίου 2013. Η εφαρμογή των κλιμάκων Φουτζίτα στην Ευρώπη είναι πρακτικώς εξαιρετικά δύσκολη, δεδομένου ότι τα στάνταρ της ευρωπαϊκής οικοδόμησης των σπιτιών και το μέγεθος των λεγόμενων κινητών κατοικιών διαφέρουν σημαντικά από τα αμερικανικά. Στο Ηνωμένο Βασίλειο και στις περισσότερες χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, μεταξύ των οποίων και στην Ελλάδα, χρησιμοποιείται αντίστοιχα η Κλίμακα TORRO, που ξεκινάει από τους T0 (εξαιρετικά ασθενείς σίφωνες) και φτάνει ως τους T11 (οι πλέον καταστρεπτικοί στην παγκόσμια ιστορία). Η αρχική κλίμακα Φουτζίτα εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στο μεγαλύτερο μέρος του υπόλοιπου κόσμου.

Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα

Το 1971, οι ταχύτητες των ανέμων που σχετίζονται με τις ζημιές που αναφέρονται, σπάνια είχαν έως τότε επαληθευτεί. Ο Fujita και άλλοι το αναγνώρισαν αμέσως αυτό και μια σχετική εντατική τεχνική ανάλυση πραγματοποιήθηκε στο υπόλοιπο της δεκαετίας του 1970. Η εν λόγω έρευνα, καθώς και περαιτέρω μελέτες, απέδειξαν ότι οι πραγματικές ταχύτητες των ανέμων στους σίφωνες που απαιτούνται για να προκαλέσουν τις ζημιές που περιγράφονται στην κλίμακα που καθιερώθηκε το 1971, στην πραγματικότητα ήταν πολύ χαμηλότερες από τα νούμερα που αναφέρονται στην αρχική κλίμακα, ιδίως για τις ισχυρότερες (F3 έως F5) κατηγορίες - με άλλα λόγια, οι ταχύτητες ανέμου στους ισχυρούς σίφωνες, με βάση την πρώτη κλίμακα Φουτζίτα, είχαν υπερεκτιμηθεί. Επίσης, αν και η κλίμακα έδωσε γενικές περιγραφές για το είδος των ζημιών που θα μπορούσε να προκαλέσει ένας σίφωνας, έδωσε ελάχιστο συνυπολογισμό του είδους της οικοδομής, της αντοχής των κατασκευών και άλλων παραγόντων που ενδέχεται να έχουν ως αποτέλεσμα, ένα κτίριο να υποστεί μεγαλύτερες ζημιές σε χαμηλότερες ταχύτητες ανέμου.

Αποτυπώματα σίφωνα έντασης EF5 που ξεκόλλησε την άσφαλτο από το δρόμο, κοντά στη Φιλαδέλφεια, Μισισίπι, ΗΠΑ, στις 27 Απριλίου 2011.

Ο ίδιος ο Fujita προσπάθησε να αντιμετωπίσει κάπως τα προβλήματα αυτά το 1992, δημοσιεύοντας στo Mystery of Severe Storms μια πιο σύνθετη εκδοχή της αρχικής κλίμακας, βελτιώνοντάς την με την προσθήκη μιας καλύτερης κλίμακας ζημιών, υπό το όνομα f-scale damage, και τροποποιώντας την Κλίμακα Fujita, ώστε η ταξινόμηση να υπολογίζεται από τον συνδυασμό της f-scale και του είδους της ζημιάς των κατασκευών, εξ ου και η ονομασία της, Modified Fujita Scale.^[2] Πλην όμως, ο ίδιος έως τότε είχε πλέον ημι-αποσυρθεί από την ενεργό δράση και η Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία των ΗΠΑ δεν ήταν τότε σε θέση για την επιχείρηση της αναβάθμισης σε μία εντελώς νέα κλίμακα, γι' αυτό και ήταν ένα μικρό βήμα.

Τελικώς, στις 1 Φεβρουαρίου 2007 τέθηκε σε ισχύ στις Ηνωμένες Πολιτείες η Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα / Enhanced Fujita (EF) Scale. Η νέα αυτή κλίμακα, ήταν μια αναβάθμιση της παλαιότερης κλίμακας Φουτζίτα, και αναπτύχθηκε μεταξύ του 2000 και του 2004 από εμπειρογνώμονες ειδικούς, χρησιμοποιώντας μηχανικές εκτιμήσεις της ταχύτητας του ανέμου και καλύτερη περιγραφή των ζημιών. Η νέα αυτή κλίμακα σχεδιάστηκε έτσι ώστε ένας σίφωνας που είχε ταξινομηθεί με βάση την κλίμακα Φουτζίτα θα μπορούσε να λάβει αντίστοιχη αριθμητική ταξινόμηση από το 0 έως το 5, αλλά με πιο ρεαλιστική ταχύτητα ανέμων και επιπλέον συνυπολογισμό και του είδους της οικοδομής κατά την εκτίμηση των καταστροφών. Από τις 1 Απριλίου 2013, η νέα κλίμακα τέθηκε σε εφαρμογή και στον Καναδά.

Δείτε επίσης

Αναφορές

↑ Grazulis, Thomas P (July 1993). Significant Tornadoes 1680–1991. St. Johnsbury, VT: The Tornado Project of Environmental Films. ISBN 1-879362-03-1.
↑ http://www.spc.noaa.gov/ MF Scale and EF Scale.

Βιβλιογραφία

Marshall, Timothy P. (2001). «Birth of the Fujita Scale». Storm Track. 24 (3): 6–10.
Edwards, Roger; J. G. LaDue; J. T. Ferree; K. Scharfenberg; C. Maier; W. L. Coulbourne (2013). «Tornado Intensity Estimation: Past, Present, and Future». Bull. Amer. Meteor. Soc. 94 (5): 641–53. Bibcode:2013BAMS...94..641E. doi:10.1175/BAMS-D-11-00006.1.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα
Κλίμακα Φουτζίτα

[1] Grazulis, Thomas P (July 1993). Significant Tornadoes 1680–1991. St. Johnsbury, VT: The Tornado Project of Environmental Films. ISBN 1-879362-03-1.

[2] ttp://www.spc.noaa.gov/ MF Scale and EF Scale.

[1]

[2]