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토네이도

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목차

1. 개요

토네이도는 지면과 접촉한 채로 회전하는 격렬한 기둥 모양의 공기 덩어리이다. 적운형 구름에서 발생하며, 깔때기 구름 형태로 보이기도 한다. 토네이도는 기상청의 정의에 따르면 거대한 적란운의 바닥에서 깔때기 모양의 구름이 늘어져 육상에서는 말려 올라가는 모래 먼지, 해상에서는 물기둥을 동반하는 격렬한 공기 소용돌이이다. 토네이도는 깔때기 구름, 발생 및 소멸, 구조 및 특징, 종류, 규모 및 피해, 기후학, 탐지, 안전, 신화 및 오해, 진행 중인 연구 등 다양한 측면에서 연구되고 있다.

2. 정의

토네이도는 지면과 접촉하며 회전하는 강력한 공기 기둥으로, 적운형 구름에서 뻗어 나와 깔때기 모양을 띠는 경우가 많다. 기상학에서는 돌풍의 일종으로, 규모는 작지만 맹렬한 바람을 동반하여 산림, 건물 등에 큰 피해를 입히고 재해를 일으키는 주요 기상 현상이다.[146]

토네이도는 거의 수직인 축을 중심으로 격렬하게 회전하며, 풍속은 태풍보다 강해 순간 최대 풍속이 150m/sec를 넘기도 한다. 소용돌이 바깥쪽에서 빨려 들어온 공기는 기압 급감으로 단열 냉각되어 수증기가 응결, 깔때기 모양 구름을 형성한다.[172]

토네이도 강도 평가에는 여러 척도가 사용된다. 후지타 등급은 피해 정도에 따라, 일부 국가에서는 향상된 후지타 등급으로 대체되었다. 최저 F0/EF0 등급은 나무 피해 수준이지만, 최고 F5/EF5는 건물 기초를 파괴하고 마천루를 변형시킬 수 있다. TORRO 등급은 T0~T11 범위를 가지며,[11] 국제 후지타 등급도 사용된다.[12] 도플러 레이더 데이터, 사진 측량, 지면 소용돌이 패턴(트로코이드 흔적) 분석으로도 강도 결정 및 등급 지정이 가능하다.[13][14]

태풍, 열대 저기압, 온대 저기압에 비해 훨씬 국지적이어서 기상 관측 시설 통과 경우가 드물어, 중심 기압 실측 예는 거의 없다. 일부 관측 예로는 중규모에서 950헥토파스칼 정도이며, 2003년 미국 사우스다코타주 F4 규모 토네이도에서는 850헥토파스칼이 보고되었다.

다중 와류 토네이도, 1957년 미국 텍사스주 댈러스


용오름, 2005년 7월 미국 플로리다주 푼타 고르다


번개를 동반하는, 드문 역회전 토네이도.


대부분 "토네이도"[147]로 통칭되지만, 특히 미국을 중심으로 학술적으로는 다음과 같이 분류된다.

  • Multiple-vortex tornado영어: 여러 소용돌이가 모여 활동하는 토네이도 무리.
  • Satellite tornado영어: 대규모 토네이도 주변에 생기는 토네이도.
  • 용오름(waterspout), 해상 토네이도, 시스파우트(seaspout): 해상 발생 토네이도.
  • Landspout영어, 랜드 스파우트: 육상 발생 토네이도로, 미국 국립 기상청(NWS)에서는 튜브 모양 먼지 토네이도(dust-tube tornado)로 분류.
  • 공중 토네이도(funnel aloft): 소용돌이 하단이 공중에 있고 지상/해상에 닿지 않는 토네이도.

2. 1. 깔때기 구름

토네이도는 풍속이 매우 빠르고, 회전하면서 강한 저기압을 발생시킨다. 이 저기압은 공기 중의 수증기를 응축시켜 깔때기 모양의 구름, 즉 응축 깔때기를 만든다.[172] 깔때기 구름은 토네이도의 특징적인 모습 중 하나로, 적운 형태의 구름에서 아래로 매달려 있거나 그 아래에서 관찰된다.[18]

구름에서부터 슬금슬금 내려오기 시작하는 토네이도.


그러나 매우 건조한 지역에서는 토네이도가 발생해도 깔때기 구름이 형성되지 않을 수 있다.[172] 또한, 깔때기 구름이 짧아서 지면에 닿지 않는 경우도 있다.[172] 기상청은 "격렬한 공기 소용돌이로, 거대한 적란운의 바닥에서 깔때기 모양의 구름이 늘어져 있고, 육상에서는 말려 올라가는 모래 먼지, 해상에서는 물기둥을 동반하는 것"을 토네이도로 정의한다.[146]

일부 연구 기관에서는 기류의 소용돌이가 지면에 닿지 않은 것은 토네이도로 분류하지 않기도 한다. 이 경우, 눈에 보이는 깔때기 구름이 지면에 닿았는지가 아니라, 눈에 보이지 않더라도 기류의 소용돌이가 지면에 닿았는지를 기준으로 판단한다.[146]

2. 2. 발생 및 소멸

토네이도는 종종 하나의 폭풍이 동시에 또는 연속적으로 두 개 이상의 토네이도를 발생시키기도 한다. 같은 폭풍 세포에서 발생한 여러 개의 토네이도를 "토네이도 가족"이라고 한다.[22] 때때로, 동일한 대규모 폭풍 시스템에서 여러 개의 토네이도가 발생하기도 하는데, 활동에 중단이 없으면 이것을 토네이도 발생이라고 한다.[18][28][23]

3. 구조 및 특징

토네이도는 거의 연직(鉛直)인 축을 중심으로 격렬하게 회전하는 기둥 모양의 공기 소용돌이이다. 풍속은 태풍보다 강하여 순간 풍속이 150m/sec를 넘는 것도 있다. 기둥 모양의 소용돌이 바깥에서 빨려 들어온 공기는 기압이 급격히 낮아지기 때문에 단열 냉각에 의해 수증기가 응결하여 깔때기 구름이 생성된다.[172] 그러나 매우 건조한 지역에서는 깔때기 구름이 생기지 않는 경우도 있으며, 깔때기 구름이 짧아서 지면에 닿지 않는 경우도 있다.[172]

캐나다에 발생한 토네이도. 2007년 촬영.


토네이도 발생 지역(주홍색)


토네이도는 소규모 현상이지만 대부분 저기압성으로 회전하며, 지면에서 회오리 속으로 빨려 들어가는 공기는 나선 계단 모양으로 꼬이면서 상승한다. 토네이도가 저기압성으로 회전하는 것은 그 모체가 되는 구름 자체가 저기압성 회전을 하고 있기 때문이다.

깔때기구름이 지면에 도달해 있을 때는 소용돌이가 강하여 제트기가 날고 있을 때와 같은 굉장한 소리를 내며, 나무를 뿌리째 뽑아 쓰러뜨리기도 하고, 지붕이 벗겨져 나가고 자동차가 날려가는 등의 피해를 준다.[172] 하나만 고립되어 발생하는 것도 있지만 넓은 범위에 걸쳐 몇 개의 토네이도가 발생하는 경우가 있다.[172]

토네이도는 규모가 작기 때문에 사람이 살지 않는 곳에서 발생한 경우에는 기록에 남지 않는다. 1960년 이후 미국의 통계에 의하면 연간 500 ~ 900개 정도 발생하고 있다고 한다. 미국에서는 주로 봄과 여름에 발생하는데 가장 큰 인명 피해를 낸 토네이도는 1925년 3월에 미주리, 일리노이, 인디애나주를 통과하면서 689명의 인명 피해를 낸 것으로, 이동경로 350km, 폭 1.5km, 시속 100km/h였다.[172]

토네이도는 지면과 접촉한 채로 회전하는 격렬한 기둥 모양의 공기 덩어리로, 적운 형태의 구름에서 매달려 있거나 적운 형태의 구름 아래에 있으며, 종종 깔때기 구름의 형태로 보이기도 한다.[18] ''토네이도''는 응결 구름이 아닌 소용돌이 바람을 의미한다.[114][19]

돌풍의 일종으로, 규모는 작고 수명이 짧지만, 맹렬한 바람을 동반하는 것이 특징이다. 지상에서 강한 토네이도가 발생하면 폭풍으로 인해 산림이나 건물 등에 막대한 피해를 입히는 경우가 있으며, 재해를 초래하는 전형적인 기상 현상 중 하나로 여겨진다.

토네이도는 태풍, 열대 저기압이나 온대 저기압에 비해 훨씬 국지적이기 때문에, 기상 관측 시설을 통과하는 경우가 드물어, 중심의 기압을 실측한 예는 거의 없다. 약간의 관측 예에서, 중규모의 경우 950 헥토파스칼 정도로 여겨진다. F4 규모의 토네이도에서는 2003년, 미국 사우스다코타주에서 850 헥토파스칼의 관측 보고가 있다.

토네이도란 발달한 적란운에서 상승 기류를 동반하는 고속의 소용돌이가 발생하여, 그것이 지상 부근까지 뻗어 내려온 것이라고 여겨진다. 기상청의 정의는 "격렬한 공기 소용돌이로, 거대한 적란운의 바닥에서 깔때기 모양의 구름이 늘어져 있고, 육상에서는 말려 올라가는 모래 먼지, 해상에서는 물기둥을 동반하는 것"[146]이다.

많은 지역에서는 토네이도를 "토네이도"[147]라는 표현으로 묶는 경우가 많지만, 특히 미국을 중심으로 학술적으로 토네이도는 몇 가지 종류로 분류된다.

  • Multiple-vortex tornado영어: 여러 개의 소용돌이가 모여 활동하는 토네이도 무리.
  • Satellite tornado영어: 대규모 토네이도의 주변에 생기는 토네이도.
  • 용오름(waterspout), 해상 토네이도: 해상에서 발생하는 토네이도.
  • Landspout영어: 용오름과 대비하여 육상에서 발생하는 토네이도로 여겨지는 경우가 많다.
  • 공중 토네이도 (funnel aloft): 소용돌이의 하단이 공중에 존재하고, 지상이나 해상에 닿지 않은 토네이도.


토네이도는 대부분의 경우, 하층에 존재하는 잠재적인 소용돌이가 상승 기류에 의해 늘어나 위아래로 신장되면서 콤팩트하고 강력한 소용돌이가 된 것이다.

일반적인 바람(=경도풍)은 기압 경도력과 코리올리력, 원심력의 세 가지 힘이 균형을 이루어 불어오는 것으로 알려져 있지만, 토네이도의 경우에는 수평 스케일에서의 규모가 극단적으로 작기 때문에, 기압 경도력과 원심력만을 고려한 선형풍의 생각을 적용할 수 있다. 즉, 코리올리력을 생각하지 않아도 되므로, 토네이도에는 시계 방향과 반시계 방향 모두 존재한다. 다만, 메소스케일을 동반하는 토네이도의 경우, 메소스케일과 마찬가지로 북반구에서는 반시계 방향, 남반구에서는 시계 방향이 많다.

3. 1. 형태

대부분의 토네이도는 지름이 수백 미터(야드)에 불과한 좁은 깔때기 모양을 하고 있으며, 지면 근처에는 작은 구름 모양의 잔해를 동반한다. 토네이도는 비나 먼지에 의해 완전히 가려질 수 있다. 이러한 토네이도는 숙련된 기상학자조차 볼 수 없기 때문에 특히 위험하다.[65]

작고 비교적 약한 랜드스파우트는 땅에 있는 작은 먼지 소용돌이로만 보일 수 있다. 응축 깔때기가 지면까지 완전히 닿지 않더라도, 표면 풍속이 40mph보다 크면 순환은 토네이도로 간주된다.[114] 거의 원통형 프로필과 상대적으로 낮은 높이를 가진 토네이도는 때때로 "스토브 파이프" 토네이도라고 불린다. 구름에서 지면까지의 높이만큼 넓어 보이는 대형 토네이도는 땅에 박힌 큰 쐐기처럼 보일 수 있으며, 따라서 "쐐기 토네이도" 또는 "쐐기"라고 불린다.[24] 이 유형의 토네이도가 다른 면에서 그 형태에 부합하는 경우 "스토브 파이프" 분류도 사용된다. 쐐기는 너무 넓어서 구름 바닥에서 지면까지의 거리보다 넓은 어두운 구름 덩어리처럼 보일 수 있다. 숙련된 폭풍 관찰자조차 멀리서 낮은 구름과 쐐기 토네이도를 구별하지 못할 수 있다. 많은 주요 토네이도가 쐐기이지만, 그렇지 않은 경우도 있다.[24]

소멸 단계에 있는 토네이도는 좁은 튜브나 밧줄과 비슷하며, 복잡한 형태로 구부러지거나 꼬이는 경우가 많다. 이러한 토네이도는 "로핑 아웃(roping out)" 또는 "로프 토네이도(rope tornado)"가 된다고 한다. 로핑 아웃될 때 깔때기의 길이가 증가하여 각운동량 보존으로 인해 깔때기 내의 바람이 약해진다.[25] 다중 와류 토네이도는 공통 중심을 회전하는 일련의 소용돌이로 나타나거나, 응축, 먼지 및 잔해에 의해 완전히 가려져 단일 깔때기처럼 보일 수 있다.[26]

미국에서 토네이도는 평균 지름이 약 이다.[65] 그러나 토네이도의 크기는 매우 다양하다. 약한 토네이도 또는 강하지만 소멸되는 토네이도는 극도로 좁을 수 있으며, 때로는 지름이 몇 피트 또는 몇 미터에 불과할 수 있다. 한 토네이도는 피해 경로가 에 불과하다고 보고되었다.[65] 반면에 쐐기 토네이도는 피해 경로가 1마일(1.6 km) 이상일 수 있다. 2004년 5월 22일 네브래스카 주 할람에 영향을 미친 토네이도는 지면에서 최대 였고, 2013년 5월 31일 오클라호마 주 엘 리노의 토네이도는 약 로 기록상 가장 넓었다.[4][27]

2013년 오클라호마 주 무어 근처의 토네이도는 가장 강하고 격렬한 토네이도에서 일반적으로 나타나는 쐐기 모양을 띤다.

3. 2. 이동 경로

깔때기구름은 지면에 닿거나 떨어지거나 하면서 일반적으로 100m/s~200m/s의 속도로 진행한다. 그러나 때로는 250m/s 속도인 것도 있다.[172] 토네이도는 일반적으로는 수명이 짧다. 미국의 통계 자료에 의하면 그 경로의 길이가 30 ~ 50km로 끝나는 경우가 많다. 그러나 400km 이상이나 되는 거리를 휩쓸고 지나가는 것도 있다.[172]

토네이도의 진행 방향은 부모 구름의 이동 방향에 좌우되는 부분이 크고, 북반구에서는 북~북동~동, 남반구에서는 남~남동~동의 방향으로 이동하는 경향이 있다. 그러나, 태풍과는 달리, 크게 사행하거나 규칙성 없는 진로를 보이는 토네이도도 많다.

통상적으로는 부모 구름에서 1개의 토네이도가 발생할 뿐이지만, 때로는 발생 요인이 갖춰진 상태가 오래 지속되면, 첫 번째 토네이도가 소멸된 후 제2, 제3의 토네이도가 잇따라 생기는 경우도 있다. 특히 아메리카 대륙에서는 이러한 연속 발생이 자주 관찰되며, 6개가 연속으로 발생한 적도 있다.

3. 3. 외관

토네이도는 형성되는 환경에 따라 다양한 색상을 가질 수 있다. 토네이도는 거의 연직(鉛直)인 축 주위에 격렬하게 회전하는 기둥 모양의 공기 소용돌이인데, 풍속은 태풍보다 강하여 순간 풍속이 150m/sec를 넘는 것도 있다. 기둥 모양의 소용돌이 바깥에서 빨려 들어온 공기는 기압이 급격히 낮아지기 때문에 단열 냉각에 의해 수증기가 응결하여 깔때기 모양의 구름이 생성된다.[172] 매우 건조한 지역에서 생기는 회오리의 경우에는 깔때기 구름이 생기지 않는 경우도 있다.[172]

멀리 있는 토네이도는 불명확하여, 접근할 때까지 알아차리지 못하는 경우가 있다.


토네이도는 구름 밑에서 코끼리의 코 모양으로 늘어진 깔때기 구름을 동반하는 것으로 알려져 있다. 이는 토네이도에 휘말린 공기 속의 수증기가 급격한 기압 저하로 인해 응결하여 생겨나기 때문이다. 따라서, 공기가 건조하거나 토네이도가 약한 경우에는 깔때기 구름을 동반하지 않는 경우도 드물지 않고, 야간이나 폭우 중에 발생한 경우에는 깔때기 구름을 확인할 수 없는 경우도 많다.

3. 4. 회전

토네이도는 일반적으로 반시계 방향으로 회전한다(위에서 볼 때, 이는 북반구에서는 반시계 방향이고 남반구에서는 시계 방향이다). 대규모 폭풍은 전향력으로 인해 항상 반시계 방향으로 회전하지만, 뇌우와 토네이도는 매우 작아서 전향력의 직접적인 영향은 무시할 수 있을 정도로 미미하다. 이는 이들의 큰 로스비 수로 나타난다. 슈퍼셀과 토네이도는 전향력을 무시하더라도 수치 시뮬레이션에서 반시계 방향으로 회전한다.[38][39] 저고도 메조사이클론과 토네이도는 슈퍼셀 내부 및 주변 환경의 복잡한 과정에 의해 회전한다.[40]

토네이도의 약 1%는 북반구에서 시계 방향으로 회전한다. 일반적으로 랜드스파우트와 거스트네이도와 같이 약한 시스템이 시계 방향으로 회전할 수 있으며, 일반적으로 사이클론 슈퍼셀의 하강하는 후방 측면 하강 기류(RFD)의 시계 방향 전단 측면에서 형성되는 토네이도만이 해당된다.[41] 드물게 시계 방향 토네이도는 일반적인 반시계 방향 토네이도와 같은 방식으로, 시계 방향 슈퍼셀의 메조안티사이클론과 연관되어 형성되거나, 위성 토네이도 또는 슈퍼셀 내의 시계 방향 와류와 연관된 동반 토네이도로 형성된다.[42]

3. 5. 소리 및 지진학

토네이도는 음향 스펙트럼에서 광범위하게 소리를 방출하며, 이러한 소리는 여러 메커니즘에 의해 발생한다. 토네이도의 다양한 소리가 보고되었으며, 대부분 목격자에게 익숙한 소리와 관련이 있다. 일반적으로 보고되는 소리로는 화물 열차, 급류 또는 폭포, 근처 제트 엔진, 또는 이들의 조합 등이 있다.[5] 깔때기 구름과 작은 토네이도는 휘파람 소리, 칭얼거리는 소리, 웅웅거리는 소리 등으로 보고되는 반면, 많은 토네이도는 지속적이고 깊은 굉음 또는 불규칙한 "소음" 소리로 보고된다.[43]

미국 해양대기청의 지구 시스템 연구소에서 연구한 토네이도에서 발생하는 초저주파 발생에 대한 그림


많은 토네이도가 매우 가까이 있을 때만 들리기 때문에 소리는 토네이도에 대한 신뢰할 수 있는 경고 신호로 간주되어서는 안 된다. 토네이도는 또한 심각한 뇌우에서 이러한 소리의 유일한 원인이 아니다.[44]

토네이도는 또한 식별 가능한 비가청 초저주파 신호를 생성한다.[45] 가청 신호와 달리 토네이도 신호는 격리되어 있다. 저주파 소리의 장거리 전파로 인해 토네이도 예측 및 감지 장치를 개발하려는 노력이 진행 중이다.[140] 토네이도는 또한 감지 가능한 지진 신호를 생성하며, 이 과정을 격리하고 이해하려는 연구가 계속되고 있다.[46]

3. 6. 전자기, 번개 및 기타 효과

토네이도는 전자기 스펙트럼 방출을 하며, 스페릭스 및 E-필드 효과가 감지된다.[140][47][48] 토네이도와 번개 패턴 사이에는 상관관계가 관찰된다. 토네이도를 동반한 폭풍은 다른 폭풍보다 더 많은 번개를 포함하지 않는 경우가 있으며, 일부 토네이도에서는 번개가 전혀 발생하지 않기도 한다. 대부분의 경우 토네이도가 지면에 닿으면 전체 구름-지면(CG) 번개 활동이 감소하고, 토네이도가 소멸하면 다시 원래 수준으로 돌아간다. 강한 토네이도와 뇌우는 양극성 CG 방전의 증가와 이례적인 우세를 보이는 경우가 많다.[49]

4. 토네이도의 생성 원리

토네이도는 연평균 기온이 10~20℃ 사이인 온대 지방에서 주로 발생하며, 열대 지방에서는 발생 확률이 매우 낮다.[172] 토네이도는 격렬하게 회전하는 기둥 모양의 공기 소용돌이로, 태풍보다 강한 풍속을 가지며 순간 풍속이 150m/sec를 넘는 경우도 있다.[172]

토네이도는 난류풍과 냉류풍(차가운 바람과 따뜻한 바람)이 만나 대립하고 부딪쳐서 형성된다. 미국, 캐나다처럼 상층부의 찬 공기와 하층부의 더운 공기가 대립하여 넓은 평원에서 소용돌이치면서 발생한다.

대한민국과 일본은 산이 많고 따뜻한 바람이 불규칙적이어서 토네이도가 잘 발생하지 않는다. 돌풍의 일종인 토네이도는 규모는 작고 수명이 짧지만, 맹렬한 바람을 동반하여 산림이나 건물에 막대한 피해를 입히고 재해를 초래한다.[172]

토네이도의 중심 기압은 실측된 예가 드물지만, 중규모의 경우 950 헥토파스칼 정도로 여겨진다. 2003년 미국 사우스다코타주에서는 F4 규모의 토네이도에서 850 헥토파스칼이 관측된 보고가 있다.[172]

4. 1. 슈퍼셀과의 관계

토네이도는 종종 슈퍼셀이라고 알려진 뇌우의 한 종류에서 발생한다. 슈퍼셀은 대기 중 몇 킬로미터 높이에 조직화된 회전 영역인 메조사이클론을 포함하며, 일반적으로 약 1.61km 에서 약 9.66km 크기이다.[51][52] 가장 강력한 토네이도 (향상된 후지타 등급에서 EF3에서 EF5)는 슈퍼셀에서 발생한다.[51][52] 토네이도 외에도 매우 강한 비, 잦은 번개, 강한 돌풍, 우박이 이러한 폭풍에서 흔하게 발생한다.[51][52]

슈퍼셀에서 발생하는 대부분의 토네이도는 인식 가능한 수명 주기를 따르는데, 이는 강우량이 증가하면서 후방 측면 하강 기류(RFD)라고 알려진 빠르게 하강하는 공기 영역이 동반될 때 시작된다. 이 하강 기류는 지면에 접근하면서 가속화되고, 슈퍼셀의 회전하는 메조사이클론을 함께 지면으로 끌어내린다.[114]

강력한 토네이도는 대부분 슈퍼셀[148] 또는 어버이 구름이라고 불리는 발달된 적란운이나 적운에 수반되어 발생한다. 슈퍼셀을 동반하지 않는 토네이도의 발생 사례도 소수 보고되고 있다.

슈퍼셀의 중심부나 주변부에는 상승기류 영역과 하강기류 영역이 있다. 상승기류 영역에서는 하강기류에 의해 차가워진 공기의 층 위로 따뜻하고 습한 공기가 올라타듯이 상승하면서 상승기류가 발생한다. 이러한 환경에서는 무겁고 차가운 하강기류 부분보다 가볍고 따뜻한 상승기류 부분의 기압이 낮아지고, 상승기류 부분을 중심으로 저기압과 같은 방향으로 기류가 소용돌이치며 회전한다. 그러면 메소사이클론이라고 불리는 소규모 저기압이 생긴다.

메소사이클론 내에서는 "상승 기류 영역"이나 "하강 기류 영역" 자체도 회전하고 있다. 하강 기류는 회전하면서 주위로 흘러나가는데, 이 기류와 남동풍이 부딪히면 돌풍 전선이라고 불리는 한랭 전선과 유사한 기류의 충돌면이 형성된다.

돌풍 전선의 전선면은 차가운 하강 기류와 따뜻하고 습한 상승 기류가 충돌하고 있다. 기류의 충돌로 인해 이 전선면에서는 큰 풍속 차이나 기류의 난류가 발생한다. 이를 윈드시어라고 한다. 윈드시어가 있는 상황에서는 소규모의 단명한 기류의 와류가 다수 나타났다 사라지기를 반복한다. 이러한 다수의 와류 중 극히 소수의 와류가 발달하여 상승 기류와 결합하여 토네이도로 성장하는 것으로 생각되고 있다.

슈퍼셀 내에서 메소사이클론이 발달하여 중심부 대기 중층의 기압이 낮아지면, 그 아래 대기 하층에서는 위쪽 방향의 기압 경도력이 강해져 상승 기류가 급격히 강해진다. 이 상승 기류와 앞서 언급한 소규모의 단명한 와류가 겹치면, 와류에 대해 위쪽 방향의 흡인력이 작용하여 수렴에 의해 와류의 폭이 좁아짐과 동시에 풍속도 증가하여 콤팩트하고 강력한 와류가 형성되어 토네이도가 된다[149]는 생각이다.

슈퍼셀 이외의 적란운의 경우, 상승 기류가 강해지는 요인이 별로 없고, 윈드시어에 의해 우연히 수평 방향으로 회전하는 와류가 발달하면 토네이도가 된다고 생각된다. 따라서 토네이도의 발생 지역은 제한적이며, 발생 빈도도 낮고, 세력도 슈퍼셀보다 떨어지는 경우가 많다. 다만, 슈퍼셀이 아니더라도 피해를 가져오는 토네이도는 실제로 발생하고 있으며, 이와 마찬가지로 주의가 필요하다.

통상적으로는 부모 구름에서 1개의 토네이도가 발생하지만, 때로는 발생 요인이 갖춰진 상태가 오래 지속되면, 첫 번째 토네이도가 소멸된 후 제2, 제3의 토네이도가 잇따라 생기는 경우도 있다.

4. 2. 형성

메조사이클론이 구름 기저 아래로 내려오면서 폭풍의 하강 기류 영역에서 차갑고 습한 공기를 흡입하기 시작한다. 상승 기류가 강화되면서 지표면에 저기압 영역이 생성된다.[149]

강력한 토네이도는 대부분 슈퍼셀[148] 또는 어버이 구름이라고 불리는 발달된 적란운이나 적운에 수반되어 발생한다. 슈퍼셀의 중심부나 주변부에는 상승기류 영역과 하강기류 영역이 있다. 하강기류 영역에서는 집중호우가 내린다. 이 비는 대기 중이나 지상에서 증발할 때 대기로부터 기화열을 빼앗아 대기의 하층을 차갑게 함과 동시에, 자신의 무게로 대기를 밀어 내려 하강기류를 증강시킨다. 상승기류 영역에서는 하강기류에 의해 차가워진 공기의 층 위로 따뜻하고 습한 공기가 올라타듯이 상승하면서 상승기류가 발생한다.

이러한 환경에서는 무겁고 차가운 하강기류 부분에 비해 가볍고 따뜻한 상승기류 부분의 기압이 낮아지고, 상승기류 부분을 중심으로 저기압과 같은 방향으로 기류가 소용돌이치며 회전하기 시작한다. 그러면 메소사이클론(메솔로우라고도 부름)이라고 불리는 소규모의 저기압이 생긴다.

메소사이클론 주위를 회전하는 공기에는 원심력이 걸려 소용돌이 바깥쪽으로 당겨지기 때문에 중심부 공기가 희박해져 기압이 내려간다. 한편 기압이 내려감으로써 기압 경도력이 작용하여 더욱 주변의 공기를 휘감는다. 또한, 이 규모의 소용돌이에는 지구 자전에 기인하는 전향력이라는 힘도 작용하기 때문에 기압 경도력, 원심력, 전향력의 세 가지 힘이 균형을 이루어 저기압으로서 기류 순환을 유지한다. 메소사이클론 내에서는 "상승 기류 영역"이나 "하강 기류 영역" 자체도 회전하고 있다. 하강 기류는 회전하면서 주위로 흘러나가는데, 이 기류와 남동풍이 부딪히면 돌풍 전선이라고 불리는 한랭 전선과 유사한 기류의 충돌면이 형성된다.

돌풍 전선 선단인 전선면은 차가운 하강 기류와 따뜻하고 습한 상승 기류가 충돌하고 있다. 기류의 충돌로 인해 이 전선면에서는 큰 풍속 차이나 기류의 난류가 발생한다. 이를 윈드시어라고 한다. 윈드시어가 있는 상황에서는 소규모의 단명한 기류의 와류가 다수 나타났다 사라지기를 반복한다. 이러한 다수의 와류 중 극히 소수의 와류가 발달하여 상승 기류와 결합하여 토네이도로 성장하는 것으로 추정된다.

"토네이도의 근원"이 되는 이 와류 발달의 계기에 대해서는 자세히 해명되지 않은 부분이 많아 현재도 기상학이나 유체역학의 관점에서 연구가 계속되고 있다.

현재로서는 발달의 계기로서 "상승 기류가 급격히 강해지는 것"이라는 설이 있다. 슈퍼셀 내에서 메소사이클론이 발달하여 중심부 대기 중층의 기압이 낮아지면, 그 아래 대기 하층에서는 위쪽 방향의 기압 경도력이 강해져 상승 기류가 급격히 강해진다. 이 상승 기류와 앞서 언급한 소규모의 단명한 와류가 겹치면, 와류에 대해 위쪽 방향의 흡인력이 작용하여 수렴에 의해 와류의 폭이 좁아짐과 동시에 풍속도 증가하여 콤팩트하고 강력한 와류가 형성되어 토네이도가 된다[149]는 생각이다.

슈퍼셀 이외의 적란운의 경우, 상승 기류가 강해지는 요인이 별로 없고, 윈드시어에 의해 우연히 수평 방향으로 회전하는 와류가 발달하면 토네이도가 된다고 생각된다. 따라서 토네이도의 발생 지역은 제한적이며 발생 빈도도 낮고, 세력도 슈퍼셀보다 떨어지는 경우가 많다.

4. 3. 성숙

토네이도는 강력한 유입을 통해 따뜻하고 습한 공기를 공급받아 발달하며, "성숙 단계"에 도달할 때까지 성장한다. 메조사이클론이 구름 기저 아래로 내려오면서 폭풍의 하강 기류 영역에서 차갑고 습한 공기를 흡입하기 시작한다. 상승 기류의 따뜻한 공기와 차가운 공기가 수렴하면서 회전하는 벽 구름을 형성한다.[114][53]

토네이도의 벽 구름 형성


후방 하강 기류(RFD)는 메조사이클론의 기저를 집중시켜 지면에서 점점 더 좁은 영역에서 공기를 끌어들이게 한다. 상승 기류가 강화되면서 지표면에 저기압 영역이 생성된다. 이것은 집중된 메조사이클론을 가시적인 응축 깔때기 형태로 끌어내린다. 깔때기가 내려오면서 RFD도 지면에 도달하여 바깥쪽으로 퍼져나가 토네이도에서 상당한 거리에 걸쳐 심각한 피해를 입힐 수 있는 돌풍 전선을 생성한다. 일반적으로 깔때기 구름은 RFD가 지면에 도달한 후 몇 분 이내에 지면에서 피해를 입히기 시작한다(토네이도가 됨).[114][53]

토네이도 기저부의 낮은 기압은 시스템 유지에 필수적이다.

4. 4. 소멸

후방 하강 기류(RFD)가 토네이도의 공기 공급을 완전히 감싸고 차단하면, 소용돌이는 약해지기 시작하여 가늘고 밧줄 모양이 된다. 이것을 "소멸 단계"라고 하며, 몇 분 정도 지속된 후 토네이도는 소멸한다. 이 단계에서 토네이도의 모양은 모체 폭풍의 바람에 의해 크게 영향을 받아 환상적인 패턴으로 변형될 수 있다.[28][30][32] 토네이도가 소멸하는 중에도 여전히 피해를 입힐 수 있다. 폭풍이 밧줄 모양의 튜브로 수축하면서 각운동량 보존으로 인해 바람이 강해질 수 있기 때문이다.[25]

5. 종류

토네이도는 빠른 풍속(베르누이의 원리)과 빠른 회전(사이클로스트로피 평형)으로 인한 강한 저기압 때문에 발생하며, 이는 공기 중의 수증기를 단열 냉각시켜 구름 방울로 응축시킨다. 그 결과 눈에 보이는 깔때기 구름 또는 응축 깔때기가 형성된다.[20]

깔때기 구름과 응축 깔때기의 정의는 학자마다 다르다. ''기상학 용어집''에 따르면, 깔때기 구름은 적운 또는 적란운에서 매달린 모든 회전하는 구름을 의미하며, 대부분의 토네이도가 이에 해당한다.[21] 반면, 많은 기상학자들은 "깔때기 구름"을 지표면에서 강한 바람과 관련이 없는 회전하는 구름으로 정의하고, 응축 깔때기는 적운형 구름 아래의 모든 회전하는 구름을 포괄하는 용어로 사용한다.[5]

토네이도는 종종 지표면에 강한 바람이 없는 깔때기 구름으로 시작하며, 모든 깔때기 구름이 토네이도로 발전하지는 않는다. 대부분의 토네이도는 가시적인 깔때기가 지면 위에 있는 동안 강한 지표면 풍속을 생성하므로, 멀리서는 구별하기 어렵다.[5]

오클라호마주 아나다코 근처의 토네이도, 1999년.


하나의 폭풍이 여러 토네이도를 동시에 또는 연속적으로 발생시키기도 한다. 같은 폭풍 세포에서 발생하면 "토네이도 가족"이라고 한다.[22] 동일한 대규모 폭풍 시스템에서 여러 토네이도가 발생하는 경우, 활동에 중단이 없으면 토네이도 발생이라고 한다. 여러 날 동안 여러 기상 시스템에 의해 발생하는 경우 토네이도 발생 연속이라고 한다.[18][28][23]

콜로라도주 유마 근처에서 소멸되는 토네이도


후방 하강 기류(RFD)가 토네이도의 공기 공급을 차단하면, 소용돌이는 약해져 가늘고 밧줄 모양이 된다. 이를 "소멸 단계"라고 하며, 몇 분 안에 토네이도는 소멸된다. 이 단계에서 토네이도의 모양은 모체 폭풍의 바람에 의해 변형될 수 있다.[28][30][32] 소멸 중에도 피해를 입힐 수 있으며, 각운동량 보존으로 인해 바람이 강해질 수 있다.[25]

토네이도가 소멸되면, 관련된 중간 규모 저기압도 약화되는 경우가 많다. 강한 슈퍼셀에서는 토네이도가 주기적으로 발생할 수 있다. 첫 번째 토네이도가 소멸되면, 폭풍의 유입이 새로운 지역에 집중되어 새로운 중간 규모 저기압을 공급하고, 새로운 토네이도를 생성할 수 있다.

이는 대부분의 토네이도 형성, 유지, 소멸 방식에 대한 이론이지만, 랜드스파우트, 오래 지속되는 토네이도, 다중 소용돌이 토네이도 등은 설명하지 못한다. 이들은 다른 메커니즘을 가지지만, 대부분의 토네이도는 유사한 패턴을 따른다.[58]

기상청은 토네이도를 "격렬한 공기 소용돌이로, 거대한 적란운 바닥에서 깔때기 모양 구름이 늘어져 있고, 육상에서는 모래 먼지, 해상에서는 물기둥을 동반하는 것"으로 정의한다.[146]

학술적으로 토네이도는 몇 가지 종류로 분류된다.

  • '''위성 토네이도''': 대규모 토네이도 주변에 생기는 독립적인 토네이도.
  • '''육상 토네이도''': 미국 국립 기상청(NWS)에서는 지상 부근에 튜브 모양의 모래 먼지가 소용돌이치는 토네이도를 가리킨다.
  • '''공중 토네이도''': 지상이나 해상에 닿지 않은 토네이도.


토네이도와 유사하지만 다른 현상도 있다.

  • '''증기 악마''': 증기 또는 연기를 포함하는 50m~200m의 회전하는 상승 기류. 발전소 굴뚝, 온천, 사막 등에서 발생한다.
  • '''겨울철 물 기둥''': 겨울철 따뜻한 수면과 차가운 공기가 만나 발생하며, 동해 등에서 기단 변질에 따라 발생한다.
  • '''깔때기 구름''': 토네이도와 관계없이 한기의 소용돌이에 의해 발생하기도 한다.


적란운을 동반한 악천후 시 발생하는 국지적 돌풍으로, 다운버스트가 있다. 토네이도와 유사하지만, 피해 범위와 풍향 분포에서 차이를 보인다.

  • '''구스트네이도''': 구스트 전선 또는 다운버스트와 관련된 소용돌이.
  • '''먼지 돌개바람''': 학교 운동장이나 황무지 등에서 발생하는 회오리바람.
  • '''화염 선풍''': 산불 근처에서 발생하는 현상.

5. 1. 다중 와류 토네이도

다중 와동 토네이도는 두 개 이상의 회전하는 기둥이 자체 축을 중심으로 회전하고 동시에 공통 중심을 중심으로 회전하는 토네이도의 한 유형이다. 다중 와동 구조는 거의 모든 순환에서 발생할 수 있지만 강한 토네이도에서 매우 자주 관찰된다. 이러한 와동은 종종 주 토네이도 경로를 따라 더 심한 피해를 입는 작은 지역을 만든다.[5][114] 이는 위성 토네이도와는 구별되는 현상인데, 위성 토네이도는 동일한 메조사이클론 내에 포함된 크고 강한 토네이도 근처에서 형성되는 더 작은 토네이도이다. 위성 토네이도는 더 큰 토네이도를 "공전"하는 것처럼 보일 수 있으며(이름에서 알 수 있듯이) 하나의 큰 다중 와동 토네이도의 모습을 보인다. 그러나 위성 토네이도는 별개의 순환이며 주 깔때기보다 훨씬 작다.[5]

5. 2. 용오름

미국 국립 기상청은 용오름을 물 위에서 발생하는 토네이도로 정의한다.[5] 그러나 연구자들은 일반적으로 "온화한 날씨" 용오름과 토네이도성(즉, 메조사이클론과 관련된) 용오름을 구분한다.[62] 온화한 날씨 용오름은 덜 심각하지만 훨씬 더 흔하며, 먼지 악마 및 육상 용오름과 유사하다.[62] 열대 및 아열대 해역의 적운탑 구름 기저에서 형성되며, 비교적 약한 바람, 부드러운 층류 벽을 가지고 있고, 일반적으로 매우 느리게 이동한다.[62] 플로리다 키스와 북부 아드리아 해에서 가장 흔하게 발생한다.[59][60][61]

반대로, 토네이도성 용오름은 물 위에서 발생하는 더 강력한 토네이도이다.[62] 메조사이클론성 토네이도와 유사하게 물 위에서 형성되거나, 물 위를 통과하는 더 강력한 토네이도이다.[62] 심한 뇌우로부터 형성되며 온화한 날씨 용오름보다 훨씬 더 강하고, 빠르며, 오래 지속될 수 있기 때문에 더 위험하다.[62]

공식 토네이도 통계에서, 용오름은 일반적으로 육지에 영향을 미치지 않는 한 집계되지 않지만,[5] 일부 유럽 기상 기관은 용오름과 토네이도를 함께 집계한다.[63]

1969년 플로리다 키스 인근의 용오름

5. 3. 랜드스파우트

'''랜드스파우트''' 또는 '''먼지 튜브 토네이도'''는 메조사이클론과 관련이 없는 토네이도이다. 이 이름은 "육상의 맑은 날씨 워터스파우트"라는 특성에서 유래되었다. 용오름과 랜드스파우트는 상대적으로 약하고, 수명이 짧으며, 종종 지표면에 닿지 않는 작고 매끄러운 응축 깔때기 등 많은 특징을 공유한다. 랜드스파우트는 또한 진정한 메조 형태의 토네이도와는 다른 역학 때문에 지면과 접촉할 때 독특한 층상의 먼지 구름을 만든다. 일반적으로 전형적인 토네이도보다 약하지만, 심각한 피해를 일으킬 수 있는 강한 바람을 생성할 수 있다.[146]

5. 4. 유사 현상

토네이도와 유사한 현상은 많이 존재한다. 학술적으로는 토네이도와 전혀 다르지만, 일반적으로 그 형태 때문에 "토네이도"라고 불리는 경우가 많다.

  • 증기 악마: 증기 또는 연기를 포함하는 50m에서 200m 사이의 회전하는 상승 기류이다. 높은 풍속을 동반하지 않으며, 분당 몇 번의 회전만 완료한다. 매우 드물게 나타나며, 발전소 굴뚝에서 나오는 연기나 온천, 사막에서 주로 형성된다. 차가운 북극 공기가 따뜻한 물 위를 지날 때 물 위에서도 발생할 수 있다.[65]
  • 겨울철 물 기둥(winter waterspout): 겨울철에 따뜻한 수면과 매우 차가운 공기가 만나 발생하는 현상으로, 겨울철 동해 등에서 기단 변질에 따라 발생하는 경우가 많다. 모운(母雲)이 없어도 발생하며, 메커니즘은 토네이도와 다르다. 증기 돌개바람(steam devil)의 일종이다.
  • 깔때기 구름: 토네이도에 수반되는 경우도 있지만, 토네이도와 관계없이 한기의 소용돌이에 의해 발생하는 경우도 있다. 형태와 메커니즘은 토네이도와 유사하다.


적란운을 동반한 악천후 시 발생하는 국지적 돌풍으로, 토네이도 외에 다운버스트가 있다. 두 현상은 유사하지만, 피해 범위와 풍향 분포에서 차이를 보인다. 토네이도는 피해 범위가 불규칙한 곡선으로 뻗어 있고 풍향은 중심을 향하는 반면, 다운버스트는 피해 범위가 면상으로 넓어지고 풍향은 방사상으로 바깥쪽으로 분포한다. 또한, 다운버스트에서는 깔때기 모양 구름이 거의 관측되지 않는다.

5. 4. 1. 구스트네이도

'''구스트네이도''' 또는 '''구스트 전선 토네이도'''는 구스트 전선 또는 다운버스트와 관련된 작고 수직적인 소용돌이이다. 구스트네이도가 구름 기저와 연결되어 있지 않기 때문에 구스트네이도가 토네이도인지에 대한 논쟁이 있다. 이들은 뇌우에서 나오는 빠르게 움직이는 차갑고 건조한 유출 기류가 유출 경계선 근처에 있는 정체된 따뜻하고 습한 공기 덩어리를 통과하면서 "구르는" 효과(종종 롤 클라우드를 통해 예시)가 발생하여 형성된다. 하층의 윈드 시어가 충분히 강하면 회전이 수직 또는 대각선으로 바뀌어 지면과 접촉할 수 있는데, 그 결과가 구스트네이도이다.[5][64] 일반적으로 직선 바람 피해 지역에서 작은 면적의 더 강한 회전풍 피해를 유발한다.

5. 4. 2. 먼지 악마

학교 운동장이나 황무지 등에서 발생하는 회오리바람이 드물게 텐트나 의자를 날려버릴 정도로 크게 발달하는 경우가 있다. 이를 먼지 돌개바람이라고 하며, 토네이도와는 다르지만 토네이도로 오인되는 경우가 많다. 먼지 돌개바람은 지표면의 열에 의해 소용돌이가 강화되는 현상이지만, 토네이도는 소규모라도 적란운에서 발생한다.(먼지 돌개바람#정의 참조)[5][64]

5. 4. 3. 화염 선풍



애리조나의 먼지 악마


먼지 악마(소용돌이라고도 함)는 수직으로 소용돌이치는 공기 기둥이라는 점에서 토네이도와 유사하다. 그러나 맑은 하늘 아래에서 형성되며 가장 약한 토네이도보다 강하지 않다. 뜨거운 날, 지표면 근처에서 강한 대류 상승 기류가 형성될 때 발생한다. 저고도 풍속 시어가 충분히 있으면 뜨겁고 상승하는 공기의 기둥은 지표면 근처에서 볼 수 있는 작은 사이클론 운동을 할 수 있다. 맑은 날씨에 형성되고 구름과 관련이 없기 때문에 토네이도로 간주되지 않는다. 그러나 때때로 심각한 피해를 입힐 수 있다.[65][66]

5. 4. 4. 증기 악마

작은 규모의 토네이도와 같은 회전 현상은 모든 강렬한 지표면 열원 근처에서 발생할 수 있다. 강렬한 산불 근처에서 발생하는 이러한 현상은 '''화염 선풍'''이라고 불린다. 드물게 화염 선풍이 상공의 화산 구름이나 다른 적운형 구름과 연결되는 경우를 제외하고는 토네이도로 간주되지 않는다. 화염 선풍은 일반적으로 뇌우와 관련된 토네이도만큼 강력하지 않다. 그러나 상당한 피해를 입힐 수 있다.[28]

6. 규모 및 피해

토네이도는 EF0에서 EF5까지 등급으로 나뉜다. 최저 등급인 EF0은 나뭇가지를 부러뜨리거나 간판을 파손하는 정도이지만, 최고 등급인 EF5는 자동차나 기관차를 들어 올리고, 선박을 전복시키며, 대형 여객기까지 날려 버릴 수 있을 정도로 강력하다.[172] 1931년 미국 미네소타주에서 발생한 토네이도는 83톤의 기관차를 감아 올린 기록이 있다.

토네이도는 규모가 작아 사람이 살지 않는 곳에서 발생하면 기록되지 않기 때문에 연간 발생하는 정확한 수는 인구 밀도와 주민들의 관심 정도에 따라 달라진다. 1960년 이후 미국의 통계에 따르면 연간 500~900개 정도 발생한다.[172] 미국에서는 주로 봄과 여름에 발생하며, 1925년 3월 미주리주, 일리노이주, 인디애나주를 통과한 토네이도로 689명이 사망하기도 했다. 이 토네이도는 이동 경로 350km, 폭 1.5km, 시속 100km/h였다.[172]

토네이도 중심부에서는 강한 바람이 불어 철근 콘크리트 구조나 철골 구조 건물도 붕괴될 수 있으며, 사람, 동물, 식물, 대형 자동차 등이 공중으로 날아갈 수 있다. 토네이도는 태풍이나 열대 저기압, 온대 저기압에 비해 국지적이어서 기상 관측 시설을 통과하는 경우가 드물어 중심 기압을 실측한 예는 거의 없다.

6. 1. 토네이도 등급 분류

후지타 등급과 개선 후지타 등급(EF), 그리고 국제 후지타 등급은 피해 정도에 따라 토네이도의 등급을 매긴다. 후지타 등급은 토네이도가 일으킨 피해를 기준으로 평가하며, 일부 국가에서는 향상된 후지타 등급으로 대체되었다. 가장 약한 등급인 F0 또는 EF0 토네이도는 나무에 피해를 입히지만, 주요 구조물에는 큰 피해를 입히지 않는다. 가장 강력한 등급인 F5 또는 EF5 토네이도는 건물을 기초에서 뜯어내고 거대한 마천루를 변형시킬 수 있다. 이와 유사한 TORRO 등급은 매우 약한 토네이도인 T0에서 가장 강력한 토네이도인 T11까지의 범위를 가진다.[11] 국제 후지타 등급 또한 토네이도와 기타 바람 현상이 일으키는 피해의 심각성을 기준으로 토네이도의 강도를 평가하는 데 사용된다.[12] 도플러 레이더 데이터, 사진 측량 및 지면 소용돌이 패턴(트로코이드 흔적)을 분석하여 강도를 결정하고 등급을 지정할 수도 있다.[13][14]

토네이도 등급 분류[28][67]
F0
EF0		F1
EF1		F2
EF2		F3
EF3		F4
EF4		F5
EF5
약함강함맹렬함
colspan="2" |심각함
colspan="3" |격렬함



EF 등급은 구 후지타 등급을 전문가 의견 청취를 통해 개선한 것으로, 공학적 풍속 추정치와 더 나은 피해 묘사를 활용했다. EF 등급은 후지타 등급으로 평가된 토네이도가 동일한 수치 등급을 받도록 설계되었으며, 2007년부터 미국에서 시행되었다. EF0 토네이도는 나무에 피해를 입힐 수 있지만, 상당한 구조물에는 피해를 입히지 않을 것이고, 반면 EF5 토네이도는 건물을 기초에서 뜯어내 뼈대만 남기고 심지어 대형 고층 건물을 변형시킬 수도 있다. 유사한 TORRO 등급은 매우 약한 토네이도의 T0에서 가장 강력한 토네이도의 T11까지 등급이 매겨진다. 도플러 기상 레이더 데이터, 사진 측량 및 지면 소용돌이 패턴(사이클로이드 표시)도 강도를 결정하고 등급을 부여하는 데 분석될 수 있다.[5][68][69]

2013년 5월 20일, 최고 등급인 EF5의 대형 토네이도가 오클라호마주 무어를 휩쓸었다.


토네이도는 모양, 크기 및 위치와 관계없이 강도가 다르지만, 강한 토네이도는 일반적으로 약한 토네이도보다 더 크다. 경로 길이와 지속 시간과의 연관성 또한 다양하지만, 경로가 더 긴 토네이도는 더 강해지는 경향이 있다.[70] 맹렬한 토네이도의 경우, 경로의 작은 부분만이 맹렬한 강도를 가지며, 대부분의 더 높은 강도는 하위 와류에서 발생한다.[28]

미국에서 토네이도의 80%는 EF0 및 EF1 (T0~T3) 토네이도이다. 강도가 증가함에 따라 발생률은 빠르게 감소하며, 1% 미만이 맹렬한 토네이도(EF4, T8 이상)이다.[71] 현재 기록은 강력한 (EF2-EF3) 및 맹렬한 (EF4-EF5) 토네이도의 빈도를 상당히 과소평가할 수 있으며, 피해 기반 강도 추정은 토네이도가 영향을 미치는 구조물과 식물에 국한된다. 토네이도가 개방된 들판과 같이 적절한 피해 지표에서 멀리 떨어진 곳에서 가장 강한 바람이 발생하면, 피해 기반 등급이 나타내는 것보다 훨씬 더 강할 수 있다.[72][73] 토네이도 앨리 외부와 일반적으로 북미 지역에서는 맹렬한 토네이도가 매우 드물다. 이는 전체적으로 토네이도의 수가 적기 때문인 것으로 보이며, 연구에 따르면 토네이도 강도 분포는 전 세계적으로 상당히 유사하다. 유럽, 아시아, 남아프리카, 남동부 남아메리카에서도 매년 몇 건의 심각한 토네이도가 발생한다.[74]

F4 등급 토네이도의 피해 사례


미국 오클라호마 시티의 기상 레이더 이미지. 왼쪽 아래의 갈고리 모양 부분에서 토네이도가 발생했다 (1999년5월 3일).


일반적으로 강풍 피해를 정량적으로 나타내는 지표로는 최대 풍속이나 최대 순간 풍속이 사용된다. 그러나 토네이도의 경우 해당 지표를 관측하는 관측소를 통과할 확률이 매우 낮아, 주로 피해로부터 추정한다. 따라서 몇 가지 지표가 고안되어 왔다. 현재는 후지타 등급 (F 등급)이 널리 사용되고 있으며, TORRO 등급 등도 사용되고 있다.

후지타 스케일

후지타 테쓰야(시카고 대학교 명예교수)가 1971년에 제창한 Fujita-Pearson Tornado Scale (통칭: '''F-Scale''', 후지타 스케일)이, 토네이도의 규모를 나타내는 수치로 국제적으로 널리 사용되고 있다. 다만, 후지타 스케일에서의 풍속에 대응하는 예상 피해와 실제 피해 간의 차이가 문제시되어, 미국에서는 이를 개선한 개선 후지타 스케일(EF-Scale)이 2007년부터 사용되고 있다.

영국에서는 보퍼트 풍력 계급을 기반으로 토네이도·폭풍 연구 기구(TORRO)가 고안한 TORRO 토네이도 강도 척도(T-scale, TORRO scale)가 사용된다. T0에서 T11까지 12단계로 구분된다. T0는 풍속 8~9, T11은 풍속 30 이상에 해당한다.

7. 기후학

미국은 다른 어떤 나라보다 토네이도가 가장 많이 발생하며, 유럽 전체에서 발생하는 토네이도보다 거의 4배나 많다.[75] 이는 북아메리카 대륙의 독특한 지형 때문인데, 열대 지방에서 북극 지역까지 기류를 막는 동서 산맥이 없어 따뜻한 공기와 차가운 공기가 자주 충돌하기 때문이다. 이러한 충돌은 강하고 오래 지속되는 폭풍을 만들어내며, 이 중 상당수가 미국 중부의 토네이도 앨리에서 토네이도로 발전한다.[77] 토네이도는 멕시코 북동부에서도 발생한다.[5]

미국의 강렬한 토네이도 활동. 어두운 색의 지역은 일반적으로 토네이도 앨리로 불리는 지역을 나타낸다.


미국은 연평균 약 1,200개의 토네이도가 발생하며, 캐나다는 연평균 62개가 보고된다.[79] 네덜란드는 단위 면적당 토네이도 수가 가장 많고,[75] 영국이 그 뒤를 잇지만, 대부분 강도가 약하다.[81][82] 방글라데시는 토네이도로 인한 연평균 사망자 수가 179명으로 세계에서 가장 많다.[83]

토네이도는 봄에 가장 흔하고 겨울에 가장 적게 발생한다.[28] 봄과 가을은 강한 바람, 윈드시어, 대기 불안정성이 나타나는 계절이기 때문이다.[87] 또한 토네이도는 태양열 때문에 시간대에 따라 발생 빈도가 달라지는데,[89] 전 세계적으로 오후 3시에서 7시 사이에 가장 많이 발생하며, 오후 5시경에 최고조에 달한다.[90][91][92][93][94]

일본의 토네이도 연간 발생 수는 약 20개 정도이며, 이는 단위 면적당으로 환산하면 미국의 절반에서 3분의 1 수준이다.[150] 일본에서 발생하는 토네이도는 최대 F1~F2급이 가끔 발생하며, 수년에 한 번 F3급이 발생하는 정도이다.[153][154] 계절별로는 여름부터 가을까지 발생률이 높고, 시간대별로는 낮, 특히 정오 무렵부터 일몰까지 많다.[155][156]

7. 1. 기후 및 기후 변화와의 연관성

기후 및 환경적 추세와 토네이도의 연관성은 다양하다. 해수면 온도 상승은 대기 중 수분 함량을 증가시켜, 특히 쌀쌀한 계절에 심각한 기상 현상과 토네이도 활동을 촉진할 수 있다.[98] 남방 진동은 토네이도 활동 변화와 약한 상관관계를 보이는데, 이는 계절, 지역, 엘니뇨 및 라니냐 여부에 따라 달라진다.[99] 연구에 따르면 엘니뇨 동안 미국 중부 및 남부 평원에서 겨울과 봄에 토네이도와 우박 폭풍이 적게 발생하고, 라니냐 동안에는 더 많이 발생한다.[100]

지구 온난화가 토네이도 활동에 영향을 줄 수 있다는 합리적인 의심이 있지만,[101] 그 영향은 폭풍의 지역적 특성, 복잡성, 데이터베이스 품질 문제 등으로 인해 아직 명확하게 식별되지 않았다.[102]

8. 탐지

토네이도에 대한 엄격한 경고 시도는 20세기 중반 미국에서 시작되었다. 1950년대 이전에는 토네이도를 감지하는 유일한 방법은 누군가가 땅에서 토네이도를 보는 것이었다. 종종 토네이도 소식은 폭풍이 지난 후에야 지역 기상청에 도달했다.[103] 기상 레이더의 등장으로 지역 사무소 근처 지역은 심각한 기상 현상에 대한 사전 경고를 받을 수 있게 되었다. 최초의 공공 토네이도 경보는 1950년에 발령되었으며, 최초의 토네이도 감시와 대류 일기 예보는 1952년에 나왔다. 1953년에는 훅 에코가 토네이도와 관련이 있음이 확인되었다.[103] 이러한 레이더 신호를 인식함으로써 기상학자들은 수 마일 밖에서 토네이도를 발생시킬 가능성이 있는 뇌우를 감지할 수 있었다.[104]

미국에서는 폭풍 등의 악천후를 전문적으로 관할하는 기상예보센터 (SPC)가 설치되어 있으며, 토네이도 등의 돌풍 발생 확률 예측이 이루어지고 있다. 예보문에서 "특히 위험한 상황 (PDS)"이 부가되었을 때는 토네이도에 대해 주의가 필요하며, 토네이도 주의보 (토네이도 감시), 토네이도 경보의 2단계 경보가 있다. 극히 드물게 맹렬한 토네이도 피해가 절박할 때에는 토네이도 긴급 사태가 발령되기도 한다. 캐나다에도 이에 준한 경보 시스템이 있다. 또한, 민간 기업 등이 자체적인 관측망을 가지고 있어, 레이더 등을 탑재한 자동차 등으로 토네이도 근방에서 직접 관측을 실시하는 "토네이도 헌터"라고 불리는 사람도 있다.

이 외의 많은 지역에서는, 토네이도 주의보나 토네이도 경보라는 명확한 형태의 정보 제공은 없고, 기상 정보 등에서 "악천후에 주의", "돌풍이 발생하기 쉽다"와 같은 정보가 토네이도에 관한 정보에 가장 가깝다.

일본에서는 토네이도에 의한 막대한 피해가 적고 다른 기상 재해에 비해 예보의 필요성이 낮았던 점, 변화가 격렬하고 실시간으로 내보내야 하는 토네이도 예보를 정확하게 구하고 신속하게 널리 전달하는 방법이 부족했던 점 등으로 인해 토네이도나 돌풍에 관한 예보나 경보가 정비되지 않았다. 그러나 1990년대 이후, 특히 2000년대 중반의 토네이도 피해 다발을 받아, 도플러 레이더나 감시 · 경고 시스템의 도입이 시작되었으며, 2008년 3월부터 기상청의 방재 기상 정보 중에서 "토네이도 주의 정보" 발표가 시작되었다. 또한 2010년 5월부터, 토네이도 등의 돌풍 발생 확률을 상세하게 예측하고 경계를 촉구하는 토네이도 발생 확도 나우캐스트의 발표가 시작되었다.

토네이도 주의 정보는 토네이도 발생 확도 나우캐스트에서 확률이 높은 발생 확도 2가 된 지역에 발표된다 (현재는 46도도부현별 지역과 홋카이도 8개 지역[159]으로 구분하고 있지만, 2016년 12월 15일 정오부터 날씨 예보와 같은 세분으로 정보가 발신된다[160]). 현재 예측 기술의 한계에서 토네이도 주의 정보의 "유효 기한은 약 1시간"으로 되어 있으며, 시간적 여유는 짧다. 또한, 시민에 대한 주지 방법은 아직 시범 단계에 있다. 텔레비전 · 라디오에서는, NHK 종합 텔레비전에서는 경보와 마찬가지로 화면 상단에 텔롭으로 표시, 라디오 제1과 FM에서는 프로그램에 끼어드는 형태로 방송되며, 민방의 예로 칸사이 텔레비전에서는 통상의 기상 속보와 마찬가지로 텔롭으로 표시하고 "이 정보는 ○시 ○분까지 유효합니다."라는 부기를 하고 있다. 다른 주지 방법으로, 민간 기상 회사, 통신 사업자, 자치체 등 일부에서는 등록한 이용자에게 재해 정보 메일 등을 일제히 전송하는 서비스에 토네이도 주의 정보를 포함하고 있는 곳이 있다. 많은 자치체에서는 전국 순시 경보 시스템과 연동된 시정촌 방재 행정 무선 고정계에 의한 일제 방송으로 경계를 촉구한다.

토네이도 예보에 관한 주의점은 다음과 같다.


  • 예측 정밀도를 유지하기 위해, 수십 분 후 ~ 3시간 후 정도의 단시간 예측이 중심이다 (1일 후 등 장시간 예측에서는, 광역적으로 "대기의 불안정성에 의한 돌풍"에 주의를 촉구하는 것 밖에 할 수 없다).
  • 장시간 예측으로 돌풍의 위험이 높은 시간대에 속보에 유의하고, 단시간 예측에 의한 주의보 등의 속보가 나오면 대책을 실시하는 등, 2단계 대책이 필요하다.
  • 폭우나 집중 호우 등의 재해에 비해, 발생 예측이 어렵고, "빗나감"도 많다. 게다가 "토네이도 주의 정보"는 통상의 주의보 · 경보에 비해, 적중률이 낮다 (3퍼센트)라는 특징이 있다. 관측된 돌풍에 대한 포착률은 2할, 정보 발표 건수에 대한 적중률은 1할 정도이다 (2008 - 2009년[161]). 2014년 6월 14일에 아키타현 미타네정에서 관측된[162] 때에는, 동현에는 반대로 주의 정보조차 나오지 않았다.

8. 1. 레이더

오늘날 대부분의 선진국은 기상 레이더 네트워크를 갖추고 있으며, 이는 토네이도와 관련될 가능성이 있는 갈고리 모양의 특징을 감지하는 주요 방법으로 사용된다. 미국과 몇몇 다른 국가에서는 도플러 기상 레이더 기지가 사용된다. 도플러 기상 레이더 시스템은 슈퍼셀 뇌우 내의 메조사이클론을 감지할 수 있다.[106] 이를 통해 기상학자는 뇌우 전체에서 토네이도 형성을 예측할 수 있다.

2021년 일리노이주 EF3 토네이도가 다양한 NEXRAD 데이터 유형에 걸쳐 표시됩니다. 이중 편파 및 도플러 속도 제품은 육안으로 확인이 불가능할 때 토네이도가 진행 중이거나 임박했을 때 예보관이 토네이도를 감지하는 능력을 크게 향상시켰습니다.


토네이도는 규모가 작고 활동 기간이 짧기 때문에, (총관 스케일의) 일기도 작성을 통한 광역적인 기압 배치·기온·습도 분포의 관측·예측과 (메소스케일의) 수 킬로미터 메쉬 정도의 고정밀 레이더에 의한 수 분~수십 분 간격의 비나 바람의 관측·예측을 조합하여 수행하는 것이 주류가 되고 있다. 발생 지역의 직전 예측에는 메소스케일 모델에 최신 관측 데이터를 하나하나 입력하여 수 분~수십 분 후의 비·구름·바람 분포를 실시간으로 산출하는 방법이 사용되고 있다.

미국에서는 기상 도플러 레이더에 의한 감시·경고 시스템이 발달해 있으며, NEXRAD라는 100곳이 넘는 규모의 관측망을 가지고 있다. 메소사이클론의 회전하고 있는 구름 안에서는 구름을 구성하는 물방울이나 빗방울도 고속으로 회전하고 있는데, 도플러 레이더는 이것을 이용하여 풍속을 관측할 수 있다.

또한, 지상 관측점이나 레이더에 의한 짧은 간격의 실시간 관측에 의해 단시간의 수치 예보를 실시하고, 회전성의 기류나 상승 기류의 발생 확률·강도 등 복수의 대기 안정도 지표를 산출함으로써 정량적으로 토네이도의 발생을 예측하는 수법이 있다. 토네이도의 조짐을 상시 감시하는 수법으로는 수치 예보에 의한 대기 안정도 지표와 도플러 레이더를 병용하는 것이 널리 사용되고 있다.

도플러 레이더나 해상도가 높은 강우 레이더에서는 발달한 슈퍼셀을 관측하면 훅 모양의 훅 에코(Hook echo)라는 특징적인 에코 이미지가 발견되는 경우가 있다. 훅 에코는 토네이도 주변에서 강한 상승 기류에 의해 강우·강우가 약해짐으로써 생긴다. 훅 에코가 보이면 그 부분에서 토네이도가 발생할 가능성이 강하고, 발생 직전(수십 분 전)에 토네이도에 대한 경계를 촉구하는 지표가 된다. 또한, 슈퍼셀 이외의 요인으로 발생하는 토네이도의 경우에는 특징적인 보우 에코(Bow echo)나 데레초(Derecho[158])라고 불리는 에코 이미지가 발견되는 경우가 많다.

8. 2. 폭풍 감시

1970년대 중반, 미국 국립기상청(NWS)은 폭풍 감시원을 훈련시키는 노력을 강화했다. 이 프로그램은 Skywarn이라고 불렸으며, 감시원은 지역 보안관, 주 경찰, 소방관, 구급차 운전사, 아마추어 무선사, 민방위(현재 비상 관리) 감시원, 폭풍 추적자, 그리고 일반 시민들이었다. 심한 기상이 예상될 경우, 지역 기상청은 이들 감시원에게 심한 기상을 감시하고 토네이도를 즉시 보고하도록 요청하여, 기상청이 위험을 경고할 수 있도록 했다.[107] 미국 전역에는 23만 명 이상의 훈련된 Skywarn 기상 감시원이 있다.[108]

캐나다에서는 Canwarn이라고 불리는 유사한 자원 봉사 기상 감시 네트워크가 심한 기상을 감지하는 데 도움을 주고 있으며, 1,000명 이상의 자원 봉사자가 있다.[109] 유럽에서는 여러 국가가 Skywarn Europe[110]의 후원하에 감시원 네트워크를 조직하고 있다.

8. 3. 시각적 증거

폭풍 감시자들은 멀리서 보이는 폭풍이 슈퍼셀인지 아닌지를 구별하도록 훈련받는다. 그들은 일반적으로 폭풍의 후면, 즉 상승류와 유입의 주요 영역을 주시하며, 그 아래에는 비가 오지 않는 기저부가 있다. 토네이도 발생의 다음 단계는 회전하는 벽운의 형성인데, 이는 저고도 메조사이클론의 시각적 징후일 수 있다.[71] 강렬한 토네이도의 대다수는 슈퍼셀의 뒷면에 벽운과 함께 발생한다.[71]

회전하는 벽운만이 토네이도를 발생시키는 것은 아니며, 보통 토네이도보다 5~30분 먼저 나타난다. 저고도 경계가 없거나, 후면 강하류가 발생하지 않으면 토네이도 발생은 매우 드물다. 후면 강하류는 일반적으로 벽운의 한쪽 모서리에 인접한 구름의 증발로 시각적으로 나타난다. 토네이도는 종종 이러한 현상이 발생하거나 그 직후에 발생한다. 먼저, 깔때기 구름이 내려오고 거의 모든 경우에 절반쯤 내려왔을 때, 이미 지상 회전이 발생하여 응결이 지상 순환과 폭풍을 연결하기 전에 토네이도가 지상에 있음을 나타낸다. 토네이도는 또한 벽운 없이 측면 라인 아래와 선두에서 발생할 수도 있다. 감시자들은 폭풍의 모든 영역, 그리고 구름 기저부와 지표면을 관찰한다.[115]

회전하는 벽운과 왼쪽 뒤편에 뚜렷한 후면 강하류가 보이는 모습

9. 극값

1974년 슈퍼 아웃브레이크의 토네이도 경로 지도


역사상 가장 많은 기록을 보유한 토네이도는 1925년 3월 18일 미국 미주리 주, 일리노이 주, 인디애나 주 일부 지역을 휩쓴 삼주 토네이도이다. 당시에는 토네이도를 평가하는 척도가 없었지만, F5 등급이었을 것으로 보인다. 이 토네이도는 지구상에서 가장 긴 경로(약 352.45km), 가장 긴 지속 시간(약 3.5시간), 그리고 중요한 토네이도 중 가장 빠른 전진 속도(73mph) 기록을 보유하고 있다. 또한, 미국 역사상 가장 많은 사망자(695명 사망)를 낸 단일 토네이도이기도 하다.[28]

세계 역사상 가장 치명적인 토네이도는 1989년 4월 26일 방글라데시에서 발생한 도울티푸르-살투리아 토네이도로 약 1,300명의 사망자를 냈다.[83]

기록상 가장 광범위한 토네이도 발생 중 하나는 1974년 4월 3일과 4일 미국 중부와 캐나다 온타리오 남부 지역에 영향을 미친 1974년 슈퍼 아웃브레이크였다. 이 아웃브레이크는 18시간 동안 148개의 토네이도를 발생시켰으며, 그 중 많은 토네이도가 강력했다. 7개는 F5 등급이었고, 23개는 F4 등급으로 최고조에 달했다. 피크 시기에는 16개의 토네이도가 동시에 지상에 있었다. 300명 이상, 어쩌면 330명에 달하는 사람들이 사망했다.[117]

토네이도에서 측정된 가장 높은 풍속은 지구상에서 기록된 가장 높은 풍속이기도 한데, 36명의 사망자를 낸 F5 오클라호마 주 브리지 크릭-무어 토네이도에서 301mph (± 20mph)이다.[118]

10. 안전

토네이도는 순식간에 발생할 수 있지만, 생존 가능성을 높이기 위해 예방 조치를 취할 수 있다. 일부 국가에는 토네이도 예보를 배포하고 가능한 토네이도에 대한 경고 수준을 높이는 기상청이 있다. 미국의 폭풍 예측 센터와 같은 당국은 토네이도 경보가 발령될 경우 미리 정해진 계획을 세울 것을 권고한다. 경보가 발령되면 튼튼한 건물 내의 지하실이나 1층 내실로 대피하는 것이 생존 가능성을 크게 높인다.[121] 토네이도 발생 빈도가 높은 지역에는 많은 건물에 지하 폭풍 대피소가 있으며, 이는 수천 명의 생명을 구했다.[122]

기상 라디오는 해당 지역에 심각한 기상 특보가 발령될 때 경보를 제공하며, 주로 미국에서만 사용 가능하다. 토네이도가 멀리 떨어져 있고 시야에 잘 보이지 않는 한, 기상학자들은 운전자들에게 차량을 도로에서 멀리 떨어진 곳에 주차하고(응급 차량의 통행을 방해하지 않도록) 튼튼한 대피소를 찾으라고 권고한다. 튼튼한 대피소가 근처에 없으면, 도랑에 엎드리는 것이 차선책이다. 고속도로 육교는 토네이도 발생 시 대피하기에 가장 나쁜 장소 중 하나인데, 제한된 공간으로 인해 풍속이 증가하고 육교 아래에 파편이 모일 수 있기 때문이다.[129]

11. 신화 및 오해

민간 전승에서는 종종 토네이도와 녹색 하늘을 동일시하지만, 이 현상이 심한 기상 현상과 관련이 있을 수는 있어도 토네이도와 특별히 연관되어 있다는 증거는 없다.[123] 창문을 열면 토네이도로 인한 피해를 줄일 수 있다고 생각하는 경우가 많지만, 강력한 토네이도 내부에서는 대기압이 크게 떨어지더라도 압력 차이로 인해 심각한 피해가 발생할 가능성은 낮다. 오히려 창문을 열면 토네이도의 피해가 심해질 수 있다.[124] 강력한 토네이도는 창문이 열려 있든 닫혀 있든 집을 파괴할 수 있다.[124][125]

고속도로 고가도로가 토네이도로부터 적절한 대피처를 제공한다는 오해도 흔하다. 이러한 믿음은 1991년 토네이도 발생 당시 캔자스주 앤도버 근처에서 촬영된 널리 유포된 비디오에서 영감을 받은 것이다. 당시 뉴스팀과 다른 여러 사람들이 캔자스 턴파이크의 고가도로 아래에서 대피하여 근처를 지나가는 토네이도를 안전하게 견뎌냈다.[126] 그러나 고속도로 고가도로는 토네이도 시 위험한 장소이며, 비디오 속 사람들은 일련의 우연한 사건의 조합으로 인해 안전하게 생존했다. 해당 폭풍은 약한 토네이도였으며, 토네이도가 고가도로를 직접 강타하지 않았고,[126] 고가도로 자체가 독특한 디자인을 가지고 있었기 때문이다. 벤투리 효과로 인해 토네이도 바람은 고가도로의 좁은 공간에서 가속화된다.[127] 실제로, 1999년 5월 3일 오클라호마 토네이도 발생 당시, 3개의 고속도로 고가도로가 토네이도에 직접 강타당했으며, 세 곳 모두에서 사망자가 발생했고, 생명을 위협하는 부상자도 많이 발생했다.[128] 이에 비해, 같은 토네이도 발생 시 2,000채 이상의 가옥이 완전히 파괴되고 7,000채가 손상되었지만, 집에서 사망한 사람은 수십 명에 불과했다.[129]

지하실의 남서쪽 구석이 토네이도 시 가장 안전한 장소라는 오래된 믿음도 있다. 가장 안전한 장소는 토네이도가 접근하는 반대쪽(보통 북동쪽 구석)의 지하 공간 측면 또는 구석, 또는 가장 낮은 층의 중앙 공간이다. 지하실, 계단 아래 또는 작업대와 같은 튼튼한 가구 아래에서 대피하는 것이 생존 가능성을 더욱 높인다.[124][125]

12. 진행 중인 연구

기상학은 비교적 젊은 과학이며, 토네이도 연구는 더욱 새로운 분야이다. 약 140년 동안, 그리고 60년 동안 집중적으로 연구되었음에도 불구하고, 토네이도에는 여전히 밝혀지지 않은 측면들이 있다.[132] 기상학자들은 뇌우와 중간 규모 회오리(mesocyclone)의 발달[133][134]과, 그 형성에 유리한 기상 조건에 대해 상당히 잘 이해하고 있다. 그러나 슈퍼셀 또는 기타 각각의 형성 과정에서 토네이도 생성으로 이어지는 단계, 그리고 토네이도성 중간 규모 회오리와 비토네이도성 중간 규모 회오리를 예측하는 것은 아직 잘 알려져 있지 않으며, 많은 연구의 초점이 되고 있다.[87]

또한 저고도 중간 규모 회오리와 토네이도로 조여지는 저고도 와도의 소용돌이 스트레칭에 대한 연구가 진행 중이며,[87] 특히, 그 과정이 무엇이며 환경과 대류성 폭풍의 관계가 무엇인지에 대한 연구가 이루어지고 있다. 강한 토네이도가 상공의 중간 규모 회오리와 동시에 형성되는 것(중간 규모 회오리 생성에 이어서가 아니라)이 관찰되었고, 일부 강한 토네이도는 중간 고도 중간 규모 회오리 없이 발생했다.[135]

특히, 하강기류의 역할, 특히 후면 플랭크 하강기류의 역할과 경압(baroclinic) 경계의 역할이 집중적으로 연구되는 분야이다.[136]

토네이도의 강도와 수명을 정확하게 예측하는 것은 여전히 문제로 남아 있으며, 토네이도의 수명 주기와 토네이도 소멸에 영향을 미치는 세부 사항도 마찬가지이다. 그 외에도 선형 뇌우 구조 내의 중간 규모 와류와 열대 저기압 내의 토네이도에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.[137]

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[149] 문서 角運動量保存の法則により、渦の直径が小さくなると同時に回転速度が速くなる。分かりやすい例えとしてフィギュアスケートがよく引き合いに出され、腕を広げて広くゆっくり回転している選手が、腕を引いてコンパクトになると回転が速くなる。
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[158] 문서 デレチョの中で竜巻発生の可能性が高いのはシリアルデレチョ（Serial derecho）とハイブリッドデレチョ（Hybrid derecho）
[159] 문서 北海道は「石狩振興局|石狩・空知総合振興局|空知・後志総合振興局|後志」「渡島総合振興局|渡島・檜山振興局|檜山」「胆振総合振興局|胆振・日高振興局|日高」「十勝総合振興局|十勝」「上川総合振興局|上川・留萌振興局|留萌」「宗谷総合振興局|宗谷」「釧路総合振興局|釧路・根室振興局|根室」「オホーツク総合振興局|網走・北見・紋別」の8地域。
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