Al een aantal weken razen er verwoestende tornado’s door de Verenigde Staten; vooral het midden van het land moet het ontgelden. Maar waarom juist dit gebied?

Tussen april en juni worden de Verenigde Staten ieder jaar getroffen door honderden tornado’s. In 2011 – bekend als het tornadojaar – raasden er in de maand april maar liefst 857 tornado’s door het land. 226 daarvan alleen al op 27 april, een dagrecord. Dit jaar begon het tornadoseizoen vroeg: al in maart spraken de media over de eerste krachtige wervelwinden. Vooral de staten Texas, Oklahoma, Kansas, South Dakota, Iowa en Nebraska krijgen het voor hun kiezen. Dit gebied kreeg daarom de naam Tornado Alley. Maar waarom komen tornado’s juist hier zo vaak voor?

Lees ook:

• Drone maakt waanzinnige beelden van tornado
• Filmpje: vuurtornado in zeepbubbel
• Wat is de exacte locatie van de magnetische noordpool?

Krachtige onweersbui

De krachtigste tornado’s ontstaan voornamelijk uit één type onweersbui, de supercel. Zo’n bui gaat gepaard met veel wind, regen, hagel, bliksem, en soms dus ook een of meerdere tornado’s. De supercelwolk wordt gekenmerkt door een draaiende kern, de mesocycloon.

Voor het vormen van een mesocycloon zijn meerdere windstromen op verschillende hoogtes nodig die allemaal een andere richting en snelheid hebben. De luchtlaag ertussen vormt daardoor een horizontale, cilindervormige windkoker (zie afbeelding 1 hieronder; de windkoker is in het groen weergegeven).

Dit veroorzaakt op zichzelf nog geen supercel. Daarvoor is ook een warme, vochtige wind nodig die vlak boven de grond waait. Die warme lucht is lichter dan de koudere bovenlaag en stijgt daardoor. Door deze stijging draait de horizontale windkoker naar een verticale positie. De warme lucht draait vervolgens met de koker (mesocycloon) mee (zie plaatje 2 en 3 in onderstaande afbeelding). De supercel is geboren.

Groeiende tornado

Hoe vervolgens een tornado uit de onweersbui ontstaat, wordt nog altijd niet goed begrepen en is waarschijnlijk erg complex. Maar er zijn wel een aantal zaken duidelijk. De warme lucht koelt tijdens het stijgen steeds meer af, totdat het condenseert en als natte, koelere lucht weer zal dalen. Een deel daarvan wordt opgeslokt door de stijgende en draaiende luchtstroom. De gecondenseerde waterdruppels uit de afgekoelde lucht vormen daar een nieuwe ronddraaiende wolk onder de supercel (zie onderstaande afbeelding).

De toevoer van koudere lucht zorgt er ook voor dat de windkoker steeds smaller wordt, maar tegelijkertijd ook krachtiger. Hierdoor wordt er met meer geweld warme vochtige lucht boven de grond opgeslokt en ontstaat daar een lagedrukgebied. Om dit drukverschil te compenseren wordt de wolk onder de supercel naar beneden ‘getrokken’. Het lijkt dan net alsof de tornado naar de grond toe groeit. Zodra de aarde en de wolk met elkaar verbonden zijn, noemen we de windkoker officieel een tornado.

Op de bovenste afbeelding in de fotoserie hiernaast is te zien dat er een wolk onder de supecel vormt. Op de twee foto’s daaronder ontwikkelt vervolgens de tornado. Beeld: Harald Richter, NOAA

Vaak duurt het leven van een tornado niet lang, gemiddeld zo’n 10 minuten en sommige zijn zelfs na een aantal seconden al uitgeraasd. Maar krachtige exemplaren kunnen wel een uur lang op ramkoers liggen. Daarbij kan de windsnelheid oplopen tot meer dan 300 kilometer per uur.

Tornadobroedkamer

In de Tornado Alley zijn er goede omstandigheden voor de vorming van supercel-onweersbuien. Zo ontvangt het gebied een stabiele toevoer van warme vochtige lucht vanuit de Golf van Mexico in het zuidoosten. En vanuit het noordwesten komt juist een koude droge lucht aanwaaien over de Rocky Mountains.

Maar er zijn nog twee windstromen die een duit in het zakje doen. Zo waait er ook een droge warme wind vanuit Mexico die het temperatuurverschil tussen de zeelucht en berglucht versterkt. Wanneer die elkaar ontmoeten, kan de warme lucht sneller en met meer energie stijgen. Bovendien is er ook nog een straalstroom, een zeer sterke wind op zo’n 10 kilometer hoogte die vanuit het westen over het gebied waait.

Deze cocktail van verschillende windstromingen zorgt voor onstabiele, atmosferische condities en dat maakt het midden van de VS een ideale tornadobroedkamer.

Benieuwd waarom er geen orkanen in Nederland zijn? Dat lees je hier.

Bronnen: KNMI, James Spann, National Geographic, NWS

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!