Fujita-Skala
| F0 | < 73 mph | Leichte Schäden |
|---|---|---|
| F1 | 73-112 mph | Mäßige Schäden |
| F2 | 113-157 mph | Erhebliche Schäden |
| F3 | 158-206 mph | Schwere Schäden |
| F4 | 207-260 mph | Verheerende Schäden |
| F5 | 261-318 mph | Unglaubliche Schäden |
Die Fujita-Skala (F-Skala; /fuˈdʒiːtə/) oder Fujita-Pearson-Skala (FPP-Skala) ist eine Skala zur Einstufung der Tornadointensität, die in erster Linie auf den Schäden basiert, die Tornados an von Menschen errichteten Gebäuden und der Vegetation verursachen. Die offizielle Kategorie der Fujita-Skala wird von Meteorologen und Ingenieuren nach einer Schadenserhebung am Boden oder aus der Luft oder beidem festgelegt; je nach den Umständen werden auch Bodenwirbelmuster (Zykloidalspuren), Wetterradardaten, Zeugenaussagen, Medienberichte und Schadensbilder sowie Photogrammetrie oder Videogrammetrie, falls Bewegtbildaufnahmen verfügbar sind, berücksichtigt. Die Fujita-Skala wurde im Februar 2007 in den Vereinigten Staaten durch die Enhanced Fujita-Skala (EF-Skala) ersetzt. Im April 2013 übernahm Kanada die EF-Skala anstelle der Fujita-Skala zusammen mit 31 "spezifischen Schadensindikatoren", die von Environment Canada (EC) für ihre Bewertungen verwendet werden. ⓘ
Hintergrund
Die Skala wurde 1971 von Ted Fujita von der University of Chicago in Zusammenarbeit mit Allen Pearson, dem Leiter des National Severe Storms Forecast Center/NSSFC (heute Storm Prediction Center/SPC), eingeführt. Die Skala wurde 1973 unter Berücksichtigung der Länge und Breite der Zugbahn aktualisiert. In den Vereinigten Staaten wurden Tornados ab Ende der 1970er Jahre kurz nach ihrem Auftreten bewertet. Die Fujita-Skala wurde rückwirkend auf Tornados angewendet, die zwischen 1950 und der Einführung der Skala in der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) National Tornado Database gemeldet wurden. Fujita bewertete Tornados von 1916 bis 1992, und Tom Grazulis von The Tornado Project bewertete rückwirkend alle bekannten signifikanten Tornados (F2-F5 oder mit Todesfolge) in den USA bis zurück ins Jahr 1880. Die Fujita-Skala wurde in den meisten Gebieten außerhalb des Vereinigten Königreichs übernommen. ⓘ
Am 1. Februar 2007 wurde die Fujita-Skala außer Dienst gestellt, und in den Vereinigten Staaten wurde die erweiterte Fujita-Skala eingeführt. Die neue Skala passt die Windgeschwindigkeiten genauer an die Schwere der von einem Tornado verursachten Schäden an. ⓘ
Obwohl jeder Schadensstufe eine Windgeschwindigkeit zugeordnet ist, handelt es sich bei der Fujita-Skala im Grunde um eine Schadensskala, und die Windgeschwindigkeiten, die den aufgeführten Schäden zugeordnet sind, werden nicht streng überprüft. Die erweiterte Fujita-Skala wurde aufgrund von Untersuchungen entwickelt, die darauf hindeuteten, dass die Windgeschwindigkeiten, die erforderlich sind, um Schäden durch intensive Tornados auf der Fujita-Skala zu verursachen, stark überschätzt werden. Die Windgeschwindigkeiten der EF-Skala wurden auf der Grundlage von Expertenbefragungen unter Beteiligung von Spitzeningenieuren und Meteorologen ermittelt, die sich jedoch an der Baupraxis in den USA orientieren. Mit der EF-Skala wurden auch die Beschreibungen der Schadensparameter verbessert. ⓘ
Ableitung
Die ursprüngliche, von Fujita abgeleitete Skala war eine theoretische 13-stufige Skala (F0-F12), die eine nahtlose Verbindung zwischen der Beaufort-Skala und der Machzahl-Skala herstellen sollte. F1 entspricht der zwölften Stufe der Beaufort-Skala, und F12 entspricht der Machzahl 1,0. F0 wurde an einer Stelle platziert, die keinen Schaden anzeigt (ungefähr die achte Stufe der Beaufort-Skala), analog zur nullten Stufe der Beaufort-Skala, die wenig bis keinen Wind anzeigt. Ausgehend von diesen Windgeschwindigkeitszahlen wurden für jede Kategorie der Fujita-Skala qualitative Beschreibungen der Schäden erstellt, die dann zur Klassifizierung der Tornados verwendet wurden. Das Diagramm auf der rechten Seite veranschaulicht die Beziehung zwischen der Beaufort-, der Fujita- und der Machzahl-Skala. ⓘ
Zu der Zeit, als Fujita die Skala ableitete, lagen nur wenige Informationen über durch Wind verursachte Schäden vor, so dass die ursprüngliche Skala kaum mehr als Vermutungen über Windgeschwindigkeitsbereiche für bestimmte Schadensstufen enthielt. Fujita wollte, dass in der Praxis nur die Stufen F0 bis F5 verwendet werden, da diese alle möglichen Schadensstufen an Fachwerkhäusern sowie die erwarteten geschätzten Grenzen der Windgeschwindigkeiten abdeckten. Er fügte jedoch eine Beschreibung für F6 hinzu, die er als "unvorstellbaren Tornado" bezeichnete, um Windgeschwindigkeiten, die über F5 hinausgehen, und mögliche Fortschritte in der Schadensanalyse, die dies zeigen könnten, zu berücksichtigen. Auf der Grundlage von Luftaufnahmen der von ihm verursachten Schäden wies Fujita dem stärksten Tornado des Super Outbreak von 1974, der Xenia, Ohio, heimsuchte, eine vorläufige Bewertung der Intensität F6 ± 1 Skala zu. Die Schäden des Birmingham-Smithfield-Tornados von 1977 (F5) wurden von Ted Fujita begutachtet, und er "spielte mit dem Gedanken, den Smithfield-Tornado als F6 einzustufen". ⓘ
Außerdem hat sich inzwischen herausgestellt, dass die ursprünglichen Windgeschwindigkeitsangaben höher sind als die tatsächlichen Geschwindigkeiten, die erforderlich sind, um die beschriebenen Schäden in den einzelnen Kategorien zu verursachen. Der Fehler zeigt sich in zunehmendem Maße, je höher die Kategorie ist, insbesondere im Bereich von F3 bis F5. Die NOAA weist darauf hin, dass "die genauen Windgeschwindigkeitsangaben eigentlich nur Schätzungen sind und nie wissenschaftlich überprüft wurden. Unterschiedliche Windgeschwindigkeiten können von Ort zu Ort - sogar von Gebäude zu Gebäude - ähnlich aussehende Schäden verursachen. Ohne eine gründliche technische Analyse der Tornadoschäden sind die tatsächlichen Windgeschwindigkeiten, die erforderlich sind, um diese Schäden zu verursachen, nicht bekannt." Seitdem wurde die erweiterte Fujita-Skala anhand besserer Windschätzungen von Ingenieuren und Meteorologen erstellt. ⓘ
Parameter
Die sechs Kategorien sind hier in der Reihenfolge der zunehmenden Intensität aufgeführt.
- Die Einstufung eines bestimmten Tornados entspricht dem schwersten Schaden an einem gut gebauten Haus oder einem vergleichbaren Schaden, der sich aus der technischen Analyse anderer Schäden ergibt.
- Da die Fujita-Skala auf der Schwere der durch starke Winde verursachten Schäden basiert, ist ein Tornado mit einer Stärke von mehr als F5 ein unermessliches theoretisches Konstrukt. Die strukturellen Schäden an den Häusern können nicht über die totale Zerstörung und die Ausbreitung der Trümmer hinausgehen, die einen F5-Schaden darstellen. Ein Tornado mit Windgeschwindigkeiten von mehr als 319 Meilen pro Stunde (513 km/h) ist theoretisch möglich, und der Bridge Creek-Moore-Tornado von 1999 könnte ein solches Ereignis gewesen sein, aber eine solche Windgeschwindigkeit wurde nie aufgezeichnet, und die Messung erfolgte nicht in Bodennähe. ⓘ
| Skala | Geschätzte Windgeschwindigkeit | Häufigkeit | Potenzieller Schaden ⓘ | ||
| mph | km/h | ||||
| F0 | 40–72 | 64–116 | 44.14% | Leichte Schäden: Kleine Bäume werden umgeweht und Sträucher entwurzelt. Schindeln werden von Dächern gerissen, Auto- und Gebäudefenster werden herausgesprengt, mittlere bis große Äste brechen von großen Bäumen ab, Schuppen werden stark beschädigt, und lose Kleinteile werden weggeworfen und weggeblasen (z. B. Gartenstühle, Plastiktische, Sportgeräte, Matratzen). Scheunen werden beschädigt. | 
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| F1 | 73–112 | 117–180 | 34.24% | Mäßige Schäden: Dächer werden von Schindeln oder Bepflanzung befreit. Kleine Teile des Daches können vom Haus geweht werden. Türen und Garagentore werden eingedrückt, Seitenwände von Häusern abgerissen, Wohnmobile umgestürzt oder auf die Seite gerollt, kleine Bäume entwurzelt, große Bäume umgeknickt oder umgeweht, Telefonmasten umgeknickt, Nebengebäude und Schuppen weggeweht. Autos wurden gelegentlich umgeworfen oder umgeweht, und an Scheunen entstanden leichte Dach- und Seitenschäden. Maisstängel leicht geknickt und entblättert. | 
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| F2 | 113–157 | 181–253 | 16.17% | Erhebliche Schäden: ganze Dächer von Fachwerkhäusern abgerissen, Innenräume von Fachwerkhäusern beschädigt, kleine und mittlere Bäume entwurzelt. Schwache Strukturen wie Garagen, Scheunen und Wohnmobile werden vollständig zerstört. | 
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| F3 | 158–206 | 254–332 | 4.35% | Schwere Schäden: Dächer und zahlreiche Außenwände von Fachwerkhäusern werden weggeweht, alle Bäume in der Umgebung werden entwurzelt und/oder umgestürzt, bei zweistöckigen Häusern wird das zweite Stockwerk zerstört, bei Hochhäusern werden viele Fenster herausgesprengt, Funktürme werden umgestürzt, Metallgebäude (z. B. Fabriken, Kraftwerke und Baustellen) werden stark beschädigt, manchmal sogar vollständig zerstört. Große Fahrzeuge wie Traktoren, Busse und Gabelstapler werden aus ihrer ursprünglichen Position geweht. | 
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| F4 | 207–260 | 333–418 | 1.00% | Verheerende Schäden: Bäume werden teilweise entrindet, Autos werden zerfetzt und durch die Luft geschleudert, Fachwerkhäuser werden vollständig zerstört und teilweise weggefegt, fahrende Züge werden von den Gleisen geschleudert und Scheunen werden dem Erdboden gleichgemacht. | 
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| F5 | 261–318 | 419–512 | 0.10% | Unglaubliche Schäden: Autos werden zertrümmert und Hunderte, möglicherweise Tausende von Metern weit weggeschleudert. Fachwerkhäuser, Backsteinhäuser und kleine Unternehmen werden weggefegt, Bäume entrindet, Maisstängel plattgedrückt oder aus dem Boden gerissen, Wolkenkratzer erleiden schwere strukturelle Schäden, Gras wird aus dem Boden gerissen. Holz und alle kleinen festen Materialien werden zu gefährlichen Geschossen. | 
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Pearson-Schuppen
1973 fügte Allen Pearson der Fujita-Skala zusätzliche Parameter für die Pfadlänge und die Pfadbreite hinzu. Nach dieser Version wurde jedem Tornado eine Bewertung auf der erweiterten Fujita-Skala und zwei Bewertungen auf der Pearson-Skala zugewiesen. So würde beispielsweise ein Tornado, der aufgrund von Schäden mit einer Pfadlänge von 101 km (63 Meilen) und einer Pfadbreite von 730 m (800 Yards) als EF4 eingestuft wurde, mit F,P,P 4,4,4 bewertet werden. Die Verwendung der Pearson-Skala war jedoch nicht weit verbreitet, und es war weiterhin üblich, die Länge und Breite der Flugbahn eines Tornados direkt anzugeben. ⓘ
| Skala | Länge der Bahn | Breite der Bahn ⓘ |
|---|---|---|
| – | <0,3 Meilen (0,48 km) | <6 yd (5,5 m) |
| P0 | 0,3-0,9 Meilen (0,48-1,45 km) | 6-17 yd (5,5-15,5 m) |
| P1 | 1,0-3,1 Meilen (1,6-5,0 km) | 18-55 yd (16-50 m) |
| P2 | 3,2-9,9 Meilen (5,1-15,9 km) | 56-175 yd (51-160 m) |
| P3 | 10-31 Meilen (16-50 km) | 176-566 yd (161-518 m) |
| P4 | 32-99 Meilen (51-159 km) | 0,3-0,9 Meilen (0,48-1,45 km) |
| P5 | 100-315 mi (161-507 km) | 1,0-3,1 Meilen (1,6-5,0 km) |
Rating-Klassifizierungen
| F0 | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Schwach | Stark | Heftig | |||
| Erheblich | |||||
| Stark | |||||
Für Zwecke der Tornadoklimatologie können die Bewertungen auf der Fujita-Skala in Klassen eingeteilt werden. ⓘ
Stilllegung in den Vereinigten Staaten.
Die Fujita-Skala, die 1971 als Mittel zur Unterscheidung von Tornadointensität und Zugbahn eingeführt wurde, ordnete den Schäden Windgeschwindigkeiten zu, die bestenfalls auf Vermutungen beruhten. Fujita und andere erkannten dies sofort, und für den Rest der 1970er Jahre wurden intensive technische Analysen durchgeführt. Diese und spätere Forschungen zeigten, dass die Windgeschwindigkeiten, die erforderlich sind, um die beschriebenen Schäden zu verursachen, in Wirklichkeit viel niedriger sind als die F-Skala angibt, insbesondere für die oberen Kategorien. Außerdem gab die Skala zwar allgemeine Beschreibungen der Schäden, die ein Tornado verursachen könnte, ließ aber wenig Spielraum für die Stärke der Konstruktion und andere Faktoren, die dazu führen könnten, dass ein Gebäude bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten mehr Schaden erleidet. Fujita versuchte, diese Probleme 1992 mit der modifizierten Fujita-Skala etwas zu beheben, aber zu diesem Zeitpunkt war er bereits im Halbruhestand, und der National Weather Service war nicht in der Lage, eine völlig neue Skala zu entwickeln, so dass sie weitgehend unangetastet blieb. ⓘ
In den Vereinigten Staaten wurde die Fujita-Skala am 1. Februar 2007 zugunsten der nach Ansicht der Wissenschaftler genaueren Enhanced Fujita Scale außer Dienst gestellt. Die Meteorologen und Ingenieure, die die EF-Skala entwickelt haben, sind der Meinung, dass sie die F-Skala in vielerlei Hinsicht verbessert. Sie berücksichtigt unterschiedliche Schadensausmaße, die bei verschiedenen Arten von Strukturen, sowohl von Menschenhand geschaffenen als auch natürlichen, auftreten. Die erweiterten und verfeinerten Schadensindikatoren und Schadensausmaße standardisieren, was bisher etwas unklar war. Außerdem wird davon ausgegangen, dass sie wesentlich bessere Schätzungen der Windgeschwindigkeiten liefert und keine Obergrenze für die Windgeschwindigkeiten der höchsten Stufe EF5 festlegt. Environment Canada hat am 1. April 2013 damit begonnen, die Enhanced Fujita-Skala in Kanada zu verwenden. Die USA und Kanada sind die einzigen Länder, die die Enhanced Fujita-Skala offiziell übernommen haben. ⓘ