平均的な竜巻 (上の嵐の雲と下の地球の表面を結ぶほとんど無害な空気のサイクロン) の寿命はわずか数分です。ただし、平均から離れると、竜巻は世界で最も破壊的な気象現象の 1 つと見なされます。最も激しい竜巻は数時間続き、直径が数マイルに及び、速度は時速 300 マイル (480 km) に達します。これらの強力なツイスターに備えるために、気象学者 (大気の気象パターンを研究する科学者) は数十年かけて竜巻の原因を調査してきました。 正確な条件はそれぞれ異なりますが、竜巻がどのように形成されるかを理解するには、まず、本質的にその親である嵐、つまりスーパーセル雷雨を理解する必要があります。
スーパーセルは、通常の雷雨とは異なり、竜巻を作る上で最も重要な要素を含んでいます。渦と呼ばれる、その中心で回転する空気の柱です。スーパーセルのサイズが大きくなると、中央の渦が傾き始め、暖かい空気と湿気が上向きに吸い上げられ、冷たい乾燥した空気が地面に向かって吐き出されます。 暖かい空気の上昇気流により、渦が水蒸気で膨張し、その中心にらせん状のじょうご雲ができます。これは、竜巻が発生している最初の目に見える兆候です。 冷たい空気の下降気流は、じょうご雲の上向きのらせんと戦い、雲をより小さな領域に集中させ、その速度を上げます。 冷気の下降気流による十分な圧力と重さで、急速に加速する漏斗雲が地面に着地し、竜巻が正式に発生します。
発生中の竜巻の兆候を理解することで、気象学者は、竜巻に慣れすぎた地域に警告や信号を発することができます。ドップラー レーダーなどの気象監視システムは、空気中の水蒸気のパルスを反射して嵐の速度と動きを記録するエコーロケーションと同様の技術を使用しています。これらのシステムにより、科学者は、じょうご雲が見られるずっと前に、スーパーセルの雷雨の明らかな渦巻きを検出することができます。
