Tornádo je charakterizováno jako silně rotující vír (se zhruba vertikální osou) vyskytující se pod spodní základnou konvektivních bouří, který se během své existence alespoň jednou dotkne zemského povrchu a je dostatečně silný, aby na něm mohl způsobit hmotné škody. Tornádo se nejčastěji jeví jako silně rotující válec. Má tvar trychtýře, kornoutu, sloupce či chobotu, který se spouští od základny oblaku až k zemskému povrchu. Pojem tornádo vychází z portugalského nebo španělského slova „tronada“, který v překladu znamená bouřka. Neznalostí bývá občas tornádo zaměňováno s hurikány, cyklony či tajfuny. Tyto názvy jsou jedním typem atmosférického jevu zvané tropická cyklóna odlišující se pouze místním názvem. V oblasti severozápadního Tichého oceánu jsou označovány jako tajfuny, zatímco v Indickém oceánu jsou nazývány cyklóny. Tropická cyklóna vzniká nad tropickými oblastmi oceánů. Ve srovnání s hurikány jsou tornáda mnohem menších horizontálních rozměrů. Průměr středně velkého hurikánu je udáván kolem 550 km, zato tornáda jsou v řádech od jednotek po stovky metrů. Doba života tornád se udává v řádech od desítky sekund až po desítky minut. Většina tornád má životnost kratší jak 10 minut, ale je i známo tornádo trvající déle jak hodinu.

Tromba je označení pro vír v atmosféře s přibližně vertikální osou rotace dosahujícího průměru řádově jednotek, desítek, výjimečně i stovek metrů, bez ohledu na jejich mechanismus vzniku, zda se dotýkají zemského povrchu či nikoliv. Ke zviditelnění tromby může dojít materiálem unášeným ze zemského povrchu nebo kondenzací vodní páry. Mezi tromby se řadí různé víry, od prašných či písečných vírů neboli tzv. rarášků, kondenzačních chobotů nedotýkajících se zemského povrchu, vodní smrště až po tornáda. Tromby můžeme pozorovat jak nad pevninou, tak i nad mořem.

Kosmova kronika: První zmínka o tornádu v České zemi

Kosmas zde líčí zničení knížecího paláce na Vyšehradě v Praze dne 30. července 1119. Podle popisu je zřejmé, že se jedná o tornádo, které je popisováno jako „Satan v podobě víru“.

„Dne 30. července ve středu, když se již den chýlil k večeru, prudký vichr, ba sám satan v podobě víru, udeřiv náhle od jižní strany na knížecí palác na hradě Vyšehradě, vyvrátil od základů starou, a tedy velmi pevnou zeď, a tak což jest ještě podivnější zjev – kdežto, obojí strana, přední i zadní zůstala celá neotřesená, střed paláce byl až k zemi vyvrácen a rychleji, než by člověk přelomil klas, náraz větru polámal hořejší a dolejší trámy i s domem samým na kousky rozházel je. Tato vichřice byla tak silná, že kdekoliv zuřila, v této zemi svou prudkostí vyvrátila lesy, štěpy a vůbec vše co jí stálo v cestě“.

První rozsáhlá odborná publikace o tornádech v Evropě byla publikována v roce 1917 Alfredem Wegenerem pod názvem Wind – und Wassehorsen in Europa. Významným rokem, kdy došlo ke změně přístupu českých meteorologů k postoji tornád na našem území, se pokládá rok 1994. V 90. letech u nás bylo průměrně zaznamenáváno jedno tornádo ročně. Od roku 2000 dochází k prudkému nárustu doložených případů. Podle meteorologů ovšem není způsoben vlivem klimatických změn, ale svědčí o větším zájmu, jak vzájemnému předávání informací mezi meteorology, tak i široké veřejnosti, která začíná hojně využívat informační systémy. Od roku 2002 se pravidelně pořádají konference, které se zaměřují na problematiku tornád a silných konvektivních bouří v Evropě. První setkání se konala ve Francii ve městě Toulouse. Tato konference nyní vystupuje pod názvem European Conference on Severe Storms.

Fyzika vzniku tornád

Obecně jsou tornáda spojena se silnými bouřemi. V současné době jsou konvektivní bouře studovány na základě široké škály meteorologických dat. Jsou extrémními a nebezpečnými jevy na našem území. Pro vývoj silných konvektivních bouří je významný výrazný střih větru ve spodních hladinách troposféry a mnoho dalších aspektů.

Atmosférická konvekce je v meteorologii proces, kdy dochází k vývoji horizontálně omezených výstupných i kompenzačních sestupných pohybů vzduchu v atmosféře. Tyto výstupné pohyby mají vliv na vertikální rozložení hustoty vzduchu, a mohou se tak projevit ve spodních hladinách jako nárazovitý vítr. Dalšími nebezpečnými jevy, které doprovází konvektivní bouře jsou např. nárazovitý vítr, střih větru, tornáda apod. Vztlaková síla má za následek pohyb výstupných proudů směrem vzhůru za předpokladu, že hustota daného objemu vzduchu je menší než hustota vzduchu v jeho okolí. Příčinou poklesu hustoty je nejčastěji ohřátí vzduchu a horizontálně nerovnoměrné rozložení hustoty je poté vyvoláno rozdíly v horizontálním rozložení teploty. Vzduchové částice, které se vyskytují nad prohřátým povrchem, jsou lehčí, a dochází tak k vývoji konvektivních proudů. Rychlost těchto konvektivních proudů se pohybuje řádově od jednotek po desítky m/s. Vzduchové částice, které stoupají, se poklesem tlaku a rostoucí výškou rozpínají a ochlazují.

Pro vznik konvektivní oblačnosti jsou nutné vhodné podmínky:

• Impuls, který dá podmět ke vzniku výstupných pohybů
• Instabilní zvrstvení vzduchu v troposféře, které podporuje zrychlení vzniklého výstupného pohybu
• Stoupající vzduch má dostatečnou vlhkost pro kondenzaci a vznik oblačnosti

STŘIH VĚTRU: Silné bouře, především supercely, vznikají v prostředí se silným vertikálním střihem větru. Střihem větru rozumíme změnu vektoru rychlosti proudění připadající na jednotkovou vzdálenost. Nejčastěji se uvažuje o vertikálním střihu větru. Pod tímto pojmem rozumíme změnu vektoru rychlosti proudění v určitém směru horizontální roviny připadající na jednotku vzdálenosti. Střih větru nejčastěji vyjadřuje změnu rychlosti ve vertikálním směru. Střih větru se vyjadřuje v m/s na 100 m.

Druhy tornád

Tornáda rozdělujeme podle vývoje na supercelární a nesupercelární. K vzniku tornáda je zapotřebí dostatečné množství vertikální vorticity, která může vzniknout ve spojení s mezocyklonou v supercele anebo i kombinací několika faktorů mimo mezocyklonu.

SUPERCELÁRNÍ TORNÁDA: Nejsilnější tornáda jsou vázána na supercelární bouře, supercely. Supercela je konvektivní bouře významně silné intenzity tvořena jedinou mohutnou konvektivní buňkou a dlouhou dobou života (až několik hodin). Horizontální rozměr supercely může dosahovat při povrchu i přes 20 km. Tato konvektivní buňka je udržována v činnosti jediným silným rotujícím vzestupným proudem s vertikální osou rotace dosahující rychlosti až 50–60 m/s. Supercela se vyvíjí v prostředí se silným střihem větru (více než 25 m/s ve spodních 6 km). Supercely s výstupným proudem, který rotuje cyklonálně, se na severní polokouli stáčí vpravo, avšak supercely, které rotují anticyklonálně, se na severní polokouli stáčí opačně (směrem vlevo) od původního směru pohybu. Organizace bouře, spojená právě se silným střihem větru, je spojena s výskytem nebezpečných jevů, především tornád.

Mezi supercelární tornáda spadají tornáda kategorie F5, F4 a část F3. Tato tornáda se tak řadí k nejničivějším projevům silných konvektivních bouří. Avšak ne vždy, když vznikne supercelární bouře, se vytvoří tornádo. Procentuální výskyt tornád v supercelách je udáván okolo 15 až 20 procent. Existence mezocyklony je předpokladem pro vznik supercelárního tornáda.

NESUPERCELÁRNÍ TORNÁDA: Mezi tyto tornáda patří všechna tornáda, která nejsou spojena s vývojem mezocyklony. Bývají výrazně slabší. Mezi tyto tornáda se řadí tornáda kategorií F0, F1, F2 a část tornád z kategorie F3. I tato tornáda jsou vázána na vývoj oblaků druhů Cumulonimbus (Cb), případně Cumulus Congestus (Cu con).

SEKUNDÁRNÍ SAVÝ VÍR: Na okrajích tornáda se občas vyskytují velmi ničivá malá tornáda označována jako sekundární savé víry. Tyto víry menších rozměrů vznikají uvnitř či na periferii hlavního „mateřského“ tornáda. Jsou velmi destruktivní, i když doba jejich života je velmi krátká. Životnost vírů se pohybuje řádově v sekundách až desítkách sekund. „Savými“ byly pojmenovány pro svůj velmi silný savý účinek. V mateřském tornádu se může pohybovat až několik sekundárních savých vírů najednou.

Tornáda na našem území

Den 31. květen 2001 byl významným z hlediska několika prvenství. Poprvé byla zdokumentována přítomnost výskytu sekundárních savých vírů v mateřském tornádu na našem území a také byla jednoznačně radarově doložena supercelární struktura bouře, na které se tornádo vyskytlo. V odpoledních hodinách přešly přes území České republiky dvě konvektivní bouře. Tyto bouře byly doprovázeny tornády. Milošovické tornádo, které vzniklo 31.5. 2001 vykazovalo hodnoty velmi příznivé pro vznik supercely, případně tornáda. V tento den se na našem území vyskytly mimořádně silné bouřky, jejichž vznik podpořily i vysoké hodnoty pro střih větru v hladině 0-1 km okolo 10 m/s, v hladinách 0-6 km jsou to hodnoty 25 m /s (stanoveno pro dlouhotrvající supercelární bouřky).

První slabší konvektivní bouře, která ten den přešla přes území ČR a ve které se vyskytlo tornádo, vznikla kolem 1100 UTC v Německu a pokračovala přes Krušné hory, Chomutovsko, Lounsko, Kralupy nad Vltavou a ve směru dále na Nymbursko. První tornádo, které bylo zaznamenáno, se vyskytlo u obce Dušníky nad Vltavou a trvalo přibližně jednu minutu se stupněm síly F1.

Druhá silnější konvektivní bouře, která byla doprovázena tornády, začala projevovat svoji sílu kolem 1150 UTC na západním území ČR. Na počátku ve své slabší podobě přešla přes území Křivoklátsko, jižní okraj Prahy a nad okresem Benešov se spustila tornáda. Tornáda zasáhla dlouhý pás kolem Sázavy mezi Zručí nad Sázavou a Světlou nad Sázavou.

Svědky bylo tornádo popisováno jako mohutný trychtýř, který se spustil k zemskému povrchu ze spodní základny oblačnosti bouře. Tornádo napáchalo rozsáhlé škody. Vytvořilo stopu širokou mezi 400–500 m a dlouhou kolem 4,5 km. Stromy zde byly polámány do všech stran, což nepřímo dokazuje přítomnost savých vírů. Zvuky, které tornádo vydávalo, byly přirovnány k jedoucímu metru nebo přeletu několika letadel najednou. Podle výpovědí svědků, kteří se vyskytovali v danou dobu v místech výskytu tornáda, se po zániku tornáda spustil silný déšť s kroupami a silný vítr. Na základě způsobených škod bylo tornádo klasifikováno stupněm F3 podle Fujitovy stupnice

Tornádo v Málkově 11. června 2000
Obec Málkov se nachází přibližně 4 km západně od Chomutova. Podle svědků bylo velké horko, jasno a bezvětří. V 1400 UTC se pomalu začalo zatahovat, v 1430 UTC byla zaznamenaná vzdálená bouřka, v 1510 UTC sílící vítr a v 1515 UTC slabý déšť. V 1600 UTC podle svědků byl nad obcí velký černý oblak. Na radaru postupovala tato bouře jako samostatný jev proti směru postupu frontálních bouří. Podle svědků byl trychtýř tornáda poprvé zpozorován kolem 1600 UTC. Cesta, kterou tornádo urazilo, byla kolem 2,5 km dlouhá. Podle svědků tornádo vyvrátilo několik stromů, z jednoho domu odneslo celou střechu či vyneslo auto do vzduchu do výšky kolem 3 metrů a poté ho odhodilo. Podle výpovědi svědků bylo tornádo v průměru v dolní části široké kolem 100 m a vykazovalo cyklonální směr rotace.

V současnosti bohužel žádný účinný varovný systém neexistuje. Vzhledem k tomu, že i běžné předpovědi počasí na další den bývají často nepřesné či neúplné, bývá předpověď samotného tornáda nerealizovatelná. U počasí navíc neplatí „pravidlo“, že ze silné bouře vznikne tornádo a naopak – často nevinně vypadající přeháňka se může proměnit v ničivé tornádo…