O primeiro passo para prever a provável ocorrência de tornados envolve a identificação de regiões onde as condições são favoráveis ao desenvolvimento de fortes trovoadas. Os ingredientes essenciais para a ocorrência de tais tempestades são ar frio e seco em níveis médios na troposfera sobreposta a uma camada de ar úmido e condicionalmente instável perto da superfície.

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Natural Disasters: Facto ou Ficção?

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Condições que geralmente levam ao desenvolvimento de trovoadas ocorrem ao longo do lado quente da linha limite, ou frente, que separa o ar frio e seco do ar quente e úmido. O grau de instabilidade presente na atmosfera é aproximado pelos contrastes de temperatura e umidade ao longo do limite frontal que divide as duas massas de ar. Para que uma tempestade gere tornados, outros fatores devem estar presentes. O mais importante deles é um perfil de vento veemente (ou seja, um deslocamento progressivo do vento, no sentido horário no Hemisfério Norte, no sentido anti-horário no Hemisfério Sul, com altura crescente) em níveis baixos e médios, juntamente com ventos fortes em níveis altos. Ambas as ações do vento são necessárias para proporcionar o giro necessário no ar, que pode eventualmente culminar em um tornado. Um perfil de vento veemente pode ser proporcionado pelos mesmos fortes contrastes de temperatura que alimentam a trovoada, e ventos de alta altitude podem ser proporcionados pela corrente de jato, a fina fita de ar de alta velocidade encontrada na metade superior da troposfera.

Para a geração de um tornado, o spin difuso deve ser concentrado em uma pequena área à medida que uma tempestade em evolução passa por vários estágios distintos de desenvolvimento. O primeiro aparecimento de rotação em uma tempestade é causado pela interação de uma forte e persistente corrente de ar com os ventos que sopram através e ao redor da tempestade. A rotação intensifica-se à medida que a velocidade do vento aumenta e que a sua direcção se desloca de sudeste para sul e depois para oeste (no Hemisfério Norte) com o aumento da altura através da metade inferior da troposfera.

Forecasters in the United States have learned to monitor carefully the wind profile in regions of instability and to estimate how temperatures and winds will evolve through the course of a day, while at the same time tracking the movement and intensity of the jet stream. Com a ajuda de modernos sistemas de observação, como radares apontadores verticais (chamados de perfis de vento) e sistemas de imagem em satélites que podem medir o fluxo de vapor de água através da atmosfera terrestre, os meteorologistas podem normalmente identificar onde as condições serão favoráveis para a formação de tornados com uma a sete horas de antecedência. Esta informação é transmitida ao público como um relógio de tornados. Um aviso de tornado é emitido quando um tornado é avistado visualmente ou em um radar meteorológico.

No momento em que fortes trovoadas começam a se formar, os escritórios locais do Serviço Meteorológico Nacional monitoram seu desenvolvimento usando imagens de sensores de satélite e, o mais importante, de radares. Estes permitem aos meteorologistas acompanhar a evolução das tempestades e estimar a sua intensidade. No passado, os radares de vigilância meteorológica forneciam informações apenas sobre a intensidade da precipitação dentro das tempestades. Os meteorologistas tinham então que inferir o início da rotação dentro da correnteza de uma tempestade a partir de evidências circunstanciais, como quando a precipitação começou a curvar ao redor da correnteza para produzir um “gancho de eco”, uma região de precipitação em forma de gancho que flui para fora da tempestade principal e envolve ao redor da correnteza. Tais inferências foram altamente subjetivas e propensas a falsos alarmes ou avisos de aviso muito curtos. Hoje, os modernos radares de vigilância meteorológica não só fornecem informações sobre a intensidade da chuva de uma tempestade, mas também utilizam o princípio Doppler para sentir os ventos dentro das tempestades. As velocidades do vento são determinadas a partir de ondas de rádio refletidas por gotas de chuva e outras partículas transportadas pelo vento.

Os radares Doppler podem medir a rotação na updraft e permitir aos meteorologistas observar a formação de um mesociclone (ou seja, uma região de ar rotativo dentro de uma tempestade de trovoada). No radar Doppler, a presença de um mesociclone bem organizado é indicada por uma pequena região de cisalhamento concentrado ao vento. De um lado do mesociclone os ventos rotativos fluem em direção ao radar; e do outro, eles se afastam. Em alguns casos, a formação do núcleo do tornado pode ser detectada. O núcleo do tornado é uma região aproximadamente cilíndrica de menor pressão atmosférica que é delimitada pelos ventos tangenciais máximos (os ventos mais rápidos que circulam ao redor do centro do tornado). A indicação do radar de intensa rotação concentrada é chamada de assinatura de vórtice do tornado, embora essa área nem sempre evolua para um núcleo de tornado. Estas melhorias têm permitido aos meteorologistas aumentar os tempos de aviso, reduzindo os falsos alarmes.