Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα

Η Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα (Enhanced Fujita Scale) ή Κλίμακα EF είναι μια βελτιωμένη εκδοχή της πρώτης Κλίμακας Φουτζίτα και χρησιμοποιείται στη Βόρεια Αμερική για την ταξινόμηση της έντασης των σιφώνων, με βάση τις ζημιές που προκαλούν οι σίφωνες στις ανθρώπινες κατασκευές και στην βλάστηση. Αντικατέστησε την αρχική Κλίμακα Φουτζίτα, που είχε θεσπιστεί το 1971 από τον Ted Fujita. Προς το παρόν, η νέα αυτή Κλίμακα χρησιμοποιείται μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου και τέθηκε σε εφαρμογή στις 1 Φεβρουαρίου 2007, και στον Καναδά από τις 1 Απριλίου 2013.

Ιστορικό

Ανεπάρκειες της αρχικής κλίμακας

Παρόλο που η αρχική Κλίμακα Φουτζίτα εξυπηρέτησε για αρκετά χρόνια τις βασικές ανάγκες κατάταξης και ταξινόμησης των σιφώνων, σύντομα θεωρήθηκε ως ανεπαρκής, καθώς προέκυψαν τα εξής προβλήματα:

• Το 1971 που εισήχθη, 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 ανώτερες (F3 έως F5) κατηγορίες - με άλλα λόγια, οι ταχύτητες ανέμου στους ισχυρότερους 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 και 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.

Ανάπτυξη και παρουσίαση της νέας

Κατάταξη σιφώνων

EF0	EF1	EF2	EF3	EF4	EF5
Ασθενείς (Weak tornadoes)		Ισχυροί (Strong tornadoes)		Βίαιοι / Σφοδροί (Violent tornadoes)
		Σημαντικοί (Significant tornadoes)
			Έντονοι (Intense tornadoes)

Η Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα / Enhanced Fujita (EF) Scale 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. Το πρότζεκτ αυτό έφερε την ονομασία Fujita Scale Enhancement Project (Πρότζεκτ Ενίσχυσης της Κλίμακας Φουτζίτα) και οργανώθηκε από το Wind Science and Engineering Research Center του Πανεπιστημίου Texas Tech University, στο Τέξας. Εκτός από το προσωπικό του Πανεπιστημίου, υπήρξε και εθελοντική συμμετοχή δεκάδων άλλων μετεωρολόγων, εμπειρογνωμόνων και πολιτικών μηχανικών.

Η νέα κλίμακα παρουσιάστηκε στο κοινό από την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία των ΗΠΑ, σε συνέδριο της American Meteorological Society, στην Ατλάντα, στις 2 Φεβρουαρίου 2006. Χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά έναν χρόνο μετά τη δημόσια ανακοίνωσή της, όταν τμήματα της κεντρικής Φλόριντα επλήγησαν από αρκετούς σίφωνες ταυτόχρονα, από τους οποίους ο ισχυρότερος βαθμολογήθηκε ως EF3 σύμφωνα με την νέα κλίμακα. Η πρώτη φορά που δόθηκε η ανώτατη δυνατή αξιολόγηση EF5, ήταν στον σίφωνα που παρατηρήθηκε στο Γκρίνσμπουργκ (Greensburg) του Κάνσας στις 4 Μαΐου 2007.

Βασικές αρχές

Η Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα έχει το ίδιο βασικό σχέδιο με την αρχική Κλίμακα Φουτζίτα, δηλαδή έξι κατηγορίες από το 0 έως το 5, που αντιπροσωπεύουν αντίστοιχη αύξηση των ζημιών. Αναθεωρήθηκε έτσι ώστε να αντικατοπτρίζει καλύτερα τις μελέτες των ζημιών των σιφώνων, προκειμένου να αντιστοιχεί σωστότερα με τις ταχύτητες ανέμου που σχετίζονται με τις ζημιές που προκαλούν. Πρακτικώς, 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. Συγκεκριμένα, προσθέτει επιπλέον περισσότερους τύπους των οικοδομών, της βλάστησης, επέκταση στους βαθμούς των ζημιών και καλύτερη εκτίμηση για καθοριστικές μεταβλητές, όπως οι διαφορές στην ποιότητα κατασκευής.

Αποτυπώματα στροβιλισμού στο έδαφος από σίφωνα έντασης F3.

Όπως και με την αρχική Κλίμακα Φουτζίτα, αν και κάθε επίπεδο ζημιών συνδέεται με μια ταχύτητα του ανέμου μέσα στον σίφωνα, η Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα παραμένει μια κλίμακα ζημιών, καθώς βασίζεται στην πρακτική εκτίμηση των καταστροφών που προκαλούν οι σίφωνες και μόνο μια θεωρητική εκτίμηση για τις πραγματικές ταχύτητες ανέμου. Αν και η ταχύτητα των ανέμων που συνδέονται με τις ζημίες που αναφέρονται δεν έχει υποβληθεί σε εμπειρική ανάλυση (π.χ. λεπτομερής φυσική ή οποιαδήποτε αριθμητική προσομοίωση) λόγω του υπερβολικού απαιτούμενου κόστους, αρκετές σχετικές εντατικές τεχνικές αναλύσεις από την δεκαετία του 1970 έως σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί, μέσω εμπειρογνωμόνων, καθώς και από την εμπειρία στον τομέα των μετεωρολόγων και των μηχανικών.

Εκτός από την εκτίμηση των ζημιών στις οικοδομές και την βλάστηση, 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

Παρακάτω παρουσιάζονται οι έξι κατηγορίες της Ενισχυμένης Κλίμακας Φουτζίτα. Παρόλο που οι ταχύτητες του ανέμου και τα φωτογραφικά παραδείγματα ζημιών έχουν αναθεωρηθεί, οι περιγραφές για τις ζημιές έχουν μεταφερθεί σχεδόν αναλλοίωτες από την αρχική κλίμακα Φουτζίτα, καθώς παραμένουν σχετικά ακριβείς ακόμα και σήμερα. Ωστόσο, για την πραγματική κλίμακα EF, πρακτικώς οι εμπειρογνώμονες πρέπει να αναζητούν τον Δείκτη Ζημιάς (Damage Ιndicator), δηλαδή το είδος της οικοδομής που έχει καταστραφεί και να συμβουλεύονται τον Βαθμό Ζημιών (Degree of Damage) της ζημιάς που συνδέεται με την συγκεκριμένη ένδειξη.

Επίπεδο	Ταχύτητα ανέμου		Σχετική συχνότητα	Ζημιές
	μίλια/ώρα	χλμ./ώρα
EF0	65–85	105–137	56,88%	Μικρές ζημιές. Κεραμίδια αποσπώνται από ορισμένες στέγες. Κάποιες βλάβες σε υδρορροές ή πλαίσια. Κλαδιά σπάζουν από τα δέντρα. Δέντρα με ρηχές ρίζες πέφτουν. Όσοι σίφωνες καταγράφονται επίσημα χωρίς να αφήνουν ζημιές (π.χ. όσοι παραμένουν σε ανοιχτό πεδίο, χωρίς κτίρια και βλάστηση) ταξινομούνται πάντα ως EF0.	Επίπεδο καταστροφών EF0
EF1	86–110	138–178	31,07%	Μέτριες ζημιές. Στέγες απογυμνώνονται σοβαρά. Κινητά σπίτια ανατρέπονται ή παθαίνουν μεγάλες ζημίες. Αποσπώνται εξωτερικές θύρες. Παράθυρα και άλλες γυάλινες κατασκευές σπάζουν.	Επίπεδο καταστροφών EF1
EF2	111–135	179–218	8,80%	Σημαντικές ζημιές. Αποσπώνται στέγες από ισχυρές κατασκευές. Μετατοπίζονται θεμέλια του πλαισίου σπιτιών. Κινητά σπίτια καταστρέφονται ολοσχερώς. Μεγάλα δέντρα σπάζουν ή ξεριζώνονται. Ελαφρά αντικείμενα εκτοξεύονται με δύναμη. Αυτοκίνητα σηκώνονται από το έδαφος.	Επίπεδο καταστροφών EF2
EF3	136–165	219–266	2,51%	Σοβαρές ζημιές. Ολόκληρα τμήματα ισχυρών κατασκευών καταστρέφονται. Σοβαρές ζημιές σε μεγάλα κτίρια, όπως εμπορικά κέντρα. Τρένα ανατρέπονται. Δέντρα αποφλοιώνονται. Βαρέα οχήματα σηκώνονται από το έδαφος και εκτοξεύονται. Οικοδομές με αδύναμες βάσεις εκσφενδονίζονται σε κάποια απόσταση.	Επίπεδο καταστροφών EF3
EF4	166–200	267–322	0,66%	Ακραία έως σχεδόν ολική καταστροφή. Ισχυρές κατασκευές και ολόκληρα σπίτια με ισχυρούς σκελετούς ισοπεδώνονται εντελώς. Αυτοκίνητα μετατρέπονται σε αεριωθούμενα βλήματα και εκτοξεύονται σε σημαντική απόσταση. Γενικώς, δημιουργούνται μεγάλα αεριωθούμενα βλήματα.	Επίπεδο καταστροφών EF4
EF5	> 200	> 322	0,08%	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. Κατασκευές με ενισχύσεις από ατσάλι παθαίνουν μεγάλες ζημιές. Τεράστια κτίρια, όπως ουρανοξύστες και μεγάλα εμπορικά κέντρα, υφίστανται σημαντικές κατασκευαστικές παραμορφώσεις, με μαζική καταστροφή των εξωτερικών τους χώρων. Η άσφαλτος ξεκολλάει από τους δρόμους.	Επίπεδο καταστροφών EF5

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

Καθίσταται αντιληπτό ότι, αντίθετα με την πρώτη Κλίμακα Φουτζίτα, η σημερινή Κλίμακα EF δεν έχει επίπεδο άνω του EF5, έστω και θεωρητικό, καθώς το ανώτερο όριο της ταχύτητας του ανέμου στο επίπεδο EF5 είναι ανοιχτό.

Σημειωτέον ότι η σχετική συχνότητα εμφάνισης για την κάθε κατηγορία, αφορά τους σίφωνες που καταγράφονται στις ΗΠΑ. Και στις δύο κλίμακες Φουτζίτα, τα πλάτη των σιφώνων είναι μέσοι όροι και πάντα τιμές κατά προσέγγιση. Επίσης, όσον αφορά την ταχύτητα των περιστροφικών ανέμων, οι επίσημες τιμές και στις δύο κλίμακες αντιπροσωπεύουν την μέση ταχύτητα, χωρίς να αποκλείουν την ύπαρξη ισχυρότερων ανέμων για σύντομες χρονικές περιόδους. Πρέπει να τονιστεί ότι και στις δύο κλίμακες η επίσημη ταξινόμηση αναφέρεται στην ταχύτητα εδάφους (ground speed), δηλαδή από την επιφάνεια έως και 10 μέτρα ύψος.

Δείκτες Ζημιών και Βαθμοί Ζημιών

Η Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα έχει σήμερα 28 Δείκτες Ζημίας / Damage Indicator (DI), δηλαδή ισάριθμα είδη οικοδομών και βλάστησης, με διαφορετικό αριθμό Βαθμού των Ζημιών / Degree of Damage (DoD) για κάθε είδος. Όλα τα είδη οικοδομών που αναφέρει και οι αντίστοιχες αξιολογήσεις για την επίσημη κατάταξη σε επίπεδο ισχύος, είναι με βάση τα αμερικανικά στάνταρ.

Δείκτης Ζημίας	Είδος οικοδομής	Βαθμός Ζημιών
1	Small Barns or Farm Outbuildings (SBO) / Εξωτερικά τμήματα σε φάρμες	8
2	One- or Two-Family Residences (FR12) / Σπίτια για μία ή δύο οικογένειες	10
3	Manufactured Home – Single Wide (MHSW) / Προκάτ κινητό σπίτι μονού πλάτους	9
4	Manufactured Home – Double Wide (MHDW) / Προκάτ κινητό σπίτι διπλού πλάτους	12
5	Apartments, Condos, Townhouses [3 stories or less] (ACT) / Διαμερίσματα και σπίτια κωμοπόλεων (1-3 ορόφων)	6
6	Motel (M) / Μοτέλ	10
7	Masonry Apartment or Motel Building (MAM) / Μεγάλο κτίριο Μοτέλ	7
8	Small Retail Building [Fast Food Restaurants] (SRB) / Εστιατόρια Fast Food	8
9	Small Professional Building [Doctor’s Office, Branch Banks] (SPB) / Μικρά Κτίρια Υπηρεσιών, Ιατρεία, Τράπεζες	9
10	Strip Mall (SM) / Συνοικιακό Mall μικρών αγορών	9
11	Large Shopping Mall (LSM) / Μεγάλο Μall πολυαγορών	9
12	Large, Isolated Retail Building [K-Mart, Wal-Mart] (LIRB)	7
13	Automobile Showroom (ASR) / Αντιπροσωπεία αυτοκινήτων	8
14	Automobile Service Building (ASB) / Κτίριο συνεργείου αυτοκινήτων	8
15	Elementary School [Single Story; Interior or Exterior Hallways] (ES) / Δημοτικό σχολείο	10
16	Junior or Senior High School (JHSH) / Γυμνάσιο, Λύκειο	11
17	Low-Rise Building [1–4 Stories] (LRB) / Κτίριο 1-4 ορόφων	7
18	Mid-Rise Building [5–20 Stories] (MRB) / Κτίριο 5-20 ορόφων	10
19	High-Rise Building [More than 20 Stories] (HRB) / Κτίριο άνω των 20 ορόφων	10
20	Institutional Building [Hospital, Government or University Building] (IB) / Νοσοκομείο, Κυβερνητικό κτίριο, Πανεπιστήμιο	11
21	Metal Building System (MBS) / Εργοστασιακό κτίριο υπηρεσιών ή αποθηκευτικό	8
22	Service Station Canopy (SSC) / Σταθμός Υπηρεσιών	6
23	Warehouse Building [Tilt-up Walls or Heavy-Timber Construction] (WHB) / Μεγάλη αποθήκη εμπορικών προϊόντων	7
24	Electrical Transmission Lines (ETL) / Γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος	6
25	Free-Standing Towers (FST) / Πυργοειδείς στήλες	3
26	Free-Standing Light Poles, Luminary Poles, Flag Poles (FSP) / Κολώνες φωτισμού και σημαιών	3
27	Trees: Hardwood (TH) / Δέντρα από σκληρό ξύλο	5
28	Trees: Softwood (TS) / Δέντρα από λιγότερο σκληρό ξύλο	5

Δείτε επίσης

• Σίφωνας
• Κλίμακα Φουτζίτα
• Κλίμακα TORRO
• Κλίμακα Μποφόρ

Βιβλιογραφία

• 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

Commons logo

Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα    Ενισχυμένη Κλίμακα Φουτζίτα

• NOAA National Weather Service Improves Tornado Rating System (NOAA News)
• The Enhanced Fujita Scale (EF Scale) (Storm Prediction Center)
• Fujita Scale Enhancement Project (Wind Science and Engineering Research Center at Texas Tech University)
• Enhanced F Scale for Tornado Damage + Enhanced F Scale Damage Indicators (www.spc.noaa.gov)