Введение
Торнадо, обрушившийся на Миссури, Арканзас и Теннесси в 2021 году. Вспышка торнадо 1925 года в штатах Миссури, Иллинойс и Индиана. Эта вспышка включала в себя торнадо в трех штатах – самое смертоносное бедствие в истории Иллинойса, самую смертоносную торнадо в истории США и вторую по смертности торнадо в мировой истории. Длина пути, пройденного торнадо, составила 352 км, он пересек юго-восточную часть Миссури, затем южный Иллинойс и юго-западную Индиану, что является самой большой зафиксированной длиной пути торнадо. Современный метеорологический анализ предполагает, что чрезвычайно большая длина пути и продолжительность жизни, указанные в исторических отчетах, возможно, более правдоподобно объясняются несколькими независимыми торнадо, принадлежащими к одному семейству торнадо, а не одним непрерывным торнадо. Несмотря на то, что торнадо в трех штатах официально не был оценен NOAA, большинство экспертов (таких как Том Гразулис и Тед Фуджита) признают его торнадо F5 – максимальную категорию повреждений по шкале Фуджиты.
1925 tornado outbreak in the U. S. states of Missouri, Illinois, and Indiana
The outbreak included the Tri State tornado, the deadliest disaster in Illinois, the deadliest tornado in U. S. history, and the second deadliest registered in world history. The 219 mile (352 km) track left by the tornado, as it crossed from southeastern Missouri, through southern Illinois, and then into southwestern Indiana, is also the longest ever recorded. Modern meteorological re analysis has suggested that the extremely long path length and lifespan reported in historical accounts are perhaps more plausibly attributed to multiple independent tornadoes belonging to a tornado family, rather than a single, continuous tornado. Although not officially rated by NOAA, the Tri State tornado is recognized by most experts (such as Tom Grazulis and Ted Fujita) as an F5 tornado, the maximum damage rating issued on the Fujita scale.
Предыстория
В ходе шестилетнего обзора торнадо в Три штатах, опубликованного в 2013 году, были получены новые данные о поверхности и верхних слоях атмосферы, а также использован метеорологический анализ, что значительно расширило знания о синоптической и даже мезомасштабной обстановке этого явления. В конце зимы – начале весны 1925 года в большей части центральных штатов США было теплее и суше обычного. На западе США наблюдался устойчивый гребень высокого давления с желобом над центральной частью США. Экстратропический циклон, определивший синоптическую ситуацию, сложившуюся перед развитием торнадо, располагался над северо-западной Монтаной в 7:00 утра по центральному времени (13:00 UTC) 17 марта. В это же время диффузная область низкого давления у поверхности располагалась вблизи Денвера, штат Колорадо, в связи с боровым желобом. Окклюдированные фронты простирались от залива Гудзона на юго-запад в северные штаты Великих равнин и в боровый желоб. Синоптический циклон перемещался на юг-юго-восток через горные штаты в восточный Колорадо. Теплый фронт простирался вдоль побережья Мексиканского залива, отделяя теплый, влажный воздух от прохладной, неустойчивой погоды с областями тумана, простиравшимися от Техаса до Каролины. Над западным Техасом и северной частью Нью-Мексико существовала хорошо перемешанная континентальная тропическая (cT) воздушная масса. К востоку от этого жаркого, сухого воздуха, адвектировал влажный морской тропический (mT) воздух из Мексиканского залива. Одновременно, коротковолновая лопасть среднего и верхнего уровней, вероятно, приближалась к северо-западному побережью США и быстро перемещалась через устойчивый гребень, затем углублялась на юго-восток через Большой Бассейн и центральные Скалистые горы, выходя на равнины над Колорадо. Это инициировало циклогенез «колорадского минимума». В 7:00 утра по центральному времени 18 марта зона низкого давления у поверхности, приблизительно в , переместилась в дальний северо-восток Оклахомы, в то время как теплый фронт устремлялся на север в циркуляцию, где затем простирался на восток. Морской полярный (mP) холодный фронт протянулся на юго-запад через восточный Техас, а сухая линия сформировалась непосредственно к югу от минимума. Открытая короткая волна, вероятно, несколько отрицательно наклоненная, продолжала приближаться с северо-запада, а очевидная граница оттока переместилась к югу от теплого фронта над северо-восточным Арканзасом и северо-западным Теннесси. Несколько слабых барических желобов пересекали прохладный сектор над северной центральной частью США. Температура поверхности в теплом секторе вблизи сухой линии и теплого фронта колебалась от , а точка росы составляла , с более высокими значениями дальше на юг и увеличивающимися со временем, поскольку углубляющаяся зона низкого давления продолжала поднимать воздух из Мексиканского залива. Это привело к нестабильности воздуха и низким основаниям облаков, или низким высотам LCL, что благоприятно для торнадогенеза. От юго-восточного Канзаса до Кентукки и Индианы ранние утренние дожди и грозы к северу от минимума и теплого фронта охладили и стабилизировали воздух, замедлив продвижение фронта на север и создав резкий температурный градиент с севера на юг. Такие бароклинные зоны также связаны с торнадийными штормами. Впереди сухой линии поверхности, которая редко наблюдается так далеко на восток, как река Миссисипи, очевидный «сухой импульс» воздуха в верхних слоях способствовал дальнейшему увеличению нестабильности. Одновременно, инверсия, вероятно, подавляла грозы по всему теплому сектору, оставляя трехштатную суперячейку невозмущенной близлежащей конвекцией. К 12:00 по центральному времени (18:00 UTC) углубляющийся минимум располагался над южным центром Миссури, ось короткой волны двигалась на восток и была ориентирована над восточной Оклахомой, а сухая линия быстро продвигалась на восток непосредственно к югу от минимума, поскольку теплый фронт, расположенный к востоку от минимума, медленно смещался на север. Утренние облака рассеялись к полудню по большей части пути торнадо. Выраженный барический желоб простирался на северо-восток от минимума и указывал на его будущую траекторию, а префронтальный желоб сформировался к юго-востоку от минимума впереди сухой линии. Выпуклость в сухой линии также могла формироваться немного южнее минимума, и южные и юго-восточные поверхностные ветры отклонялись назад и усиливались со временем по всему теплому сектору. Трехштатная суперячейка сформировалась в очень благоприятной области непосредственно перед трипл-точкой, где встретились холодный фронт, теплый фронт и сухая линия. Суперячейка образовалась вблизи поверхности минимума и двигалась на восток-северо-восток, быстрее, чем минимум, в результате чего шторм постепенно отклонялся к востоку от траектории минимума. Суперячейка оставалась вблизи этого «сладкого места» в течение длительного периода времени, также перемещаясь вблизи сильно бароклинного теплого фронта (вероятно, чуть южнее границы) в течение нескольких часов. К 14:00 по центральному времени (20:00 UTC) минимум располагался немного к юго-юго-западу от Сент-Луиса, штат Миссури, когда трехштатная суперячейка приблизилась к реке Миссисипи. Другие штормы в теплом секторе, удаленные от трехштатной суперячейки, начали формироваться около 15:00 по центральному времени (21:00 UTC). Около 16:00 по центральному времени (22:00 UTC) центральное давление минимума понизилось до около , располагаясь над южным центром Иллинойса, когда суперячейка входила в Индиану. Это давление не особенно низкое по сравнению с другими ситуациями, благоприятными для развития торнадо, но градиент давления был сильным, что вызывало сильные градиентные ветры и значительную адвекцию в теплом секторе. Также присутствовал очень сильный струйный поток нижнего уровня чуть выше поверхности, при этом ветры отклонялись по высоте, что приводило к кривизне нижнего уровня и длинным ходографам. Таким образом, существовал сильный сдвиг ветра, с выраженным направленным сдвигом, вероятно, вблизи теплого фронта, где ветры на высоте 700 гПа были юго-западными около , а ветры на высоте 500 гПа составляли около . Теоретические ходографы дали оценку значения экологической геличности шторма (SREH) в 340 м2 с−2 вблизи траектории трехштатной суперячейки. Сильные грозы теперь были рассеяны по всему теплому сектору, а линия сильных гроз формировалась вблизи сухой линии. Трехштатная суперячейка все еще оставалась дискретной и изолированной, при этом сильная гроза к северу от Каира, штат Иллинойс, располагалась далеко к югу от нее. К 18:00 по центральному времени (00:00 UTC) ось короткой волны находилась над восточным Миссури и поднималась на северо-восток. В 19:00 по центральному времени (01:00 UTC) минимум располагался вблизи Индианаполиса, штат Индиана, с многочисленными грозами к востоку и югу от минимума и линией шквалов, движущейся в юго-восточные штаты. Адвекция холодного воздуха за сильным холодным фронтом питала циклон, и от восточной Айовы до центрального Мичигана выпадал снег и мокрый снег. В 7:00 утра по центральному времени 19 марта минимум углублялся и быстро поднимался на северо-восток в Канаду.
The extratropical cyclone that set the synoptic stage for the outbreak was centered over northwestern Montana at 7:00 a. m. CST (13:00 UTC) on March 17. Meanwhile, a diffuse area of surface low pressure was centered near Denver, Colorado, in association with a lee trough. Occluded fronts extended from Hudson Bay southwestward into the northern Plains states and into the lee trough. The synoptic cyclone moved south southeastward across the mountain states to eastern Colorado. A warm front stretched along the Gulf Coast, separating warm, moist air from cool, showery weather with areas of fog that extended from Texas to the Carolinas. A well mixed early season continental tropical (cT) air mass existed over West Texas and northern New Mexico. To the east of this hot, dry air, buoyant maritime tropical (mT) air was advecting from the Gulf of Mexico. Simultaneously, a mid to upper level shortwave trough likely approached the northwest coast of the U. S. and moved rapidly through the persistent ridge then digging southeastward across the Great Basin and central Rocky Mountains and emerging in the Plains over Colorado. This initiated a "Colorado low" cyclogenesis. At 7:00 a. m. CST on March 18, the surface low pressure area, at approximately , moved to far northeastern Oklahoma while the warm front shot north into the circulation where the front then extended eastward. A maritime Polar (mP) cold front draped southwestward across eastern Texas with a dry line forming directly to the south of the low. The open shortwave, likely somewhat negatively tilted, was continuing to approach from the northwest and an apparent outflow boundary moved just to the south of the warm front over northeastern Arkansas and northwestern Tennessee. Several weak pressure troughs were traversing the cool sector over the north central U. S Surface temperatures in the warm sector near the dry line and warm front ranged from , and the dew point was , with higher values farther south and increasing over time as the deepening low pressure area continued to pull up air from the Gulf of Mexico. This resulted in unstable air and lower cloud bases, or low LCL heights, which is favorable to tornadogenesis. From southeastern Kansas to Kentucky and Indiana, early morning showers and thunderstorms north of the low and warm front cooled and stabilized that air, retarding northward advancement of the front, and led to a sharp contrast in temperature from north to south. Such baroclinic zones are also associated with tornadic storms. Ahead of the surface dry line, which are uncommon as far east as the Mississippi River, an apparent "dry punch" of air aloft served to further increase instability. Concurrently, a capping inversion likely suppressed storms throughout the warm sector, leaving the Tri State supercell undisturbed by nearby convection. By 12:00 p. m. CST (18:00 UTC), the deepening surface low was centered over south central Missouri, the shortwave axis was moving easterly and oriented over eastern Oklahoma, and the dry line was rapidly advancing eastward directly south of the low as the warm front, situated due east of the low, slowly shifted northward. Morning clouds cleared by midday across much of the Tri State tornado's eventual path. A pronounced pressure trough extended northeast of the low and signaled its future track as a prefrontal trough formed southeast of the low ahead of the dry line. A bulge in the dry line may also have been forming slightly south of the low, and southerly to southeasterly surface winds were backing and increasing with time throughout the warm sector. The Tri State supercell formed in a highly favorable area just ahead of the triple point where the cold front, warm front, and dry line met. The supercell initiated very near the surface low and moved east northeastward, faster than the low, such that the storm gradually deviated east of the low's track. The supercell remained near this "sweet spot" for a prolonged period as it also traveled near the highly baroclinic warm front (likely just across the cool side of the boundary) for several hours. By 2:00 p. m. CST (20:00 UTC), the low was centered slightly south southwest of St. Louis, Missouri, as the Tri State supercell neared the Mississippi River. Other storms in the warm sector, removed from the Tri State supercell, were initiating around 3:00 p. m. CST (21:00 UTC). Around 4:00 p. m. CST (22:00 UTC), the low's central pressure lowered to around , centered over south central Illinois, as the supercell was moving into Indiana. This pressure is not particularly low compared to many other outbreak setups, but the pressure gradient was strong, which induced strong gradient winds and significant advection in the warm sector. A very strong low level jet was also in place just above the surface as winds veered with height, resulting in low level curvature and long hodographs. Strong wind shear thus existed, with pronounced directional shear likely in the vicinity of the warm front, with winds at the 700 hPa height level west southwesterly around and winds at the 500 hPa level about Theoretical hodographs returned estimated storm relative environmental helicity (SREH) values of 340 m2 s−2 in the vicinity of the Tri State supercell track. Strong thunderstorms were now scattered throughout the warm sector and a line of severe thunderstorms was occurring near the dry line. The Tri State supercell appeared to still be discrete and isolated, with a severe storm north of Cairo, Illinois, placed well to its south. By 6:00 p. m. CST (00:00 UTC), the shortwave axis was over eastern Missouri and was lifting northeast. At 7:00 p. m. CST (01:00 UTC), the low was placed near Indianapolis, Indiana, with numerous thunderstorms east and south of the low and a squall line moving into the southeastern U. S. Cold air advection behind the strong cold front fed into the cyclone as snow and sleet fell from eastern Iowa to central Michigan. At 7:00 a. m. CST on March 19, the low was deepening and lifting rapidly northeastward into Canada.
Неторнадовые эффекты
Сильные грозы были зафиксированы в обширной области, которая также включала части Оклахомы, Мичигана, Пенсильвании, Западной Вирджинии и Онтарио. Поступило множество сообщений о граде и шквальных ветрах, при этом размер града достигал (для сравнения, мяч для софтбола имеет диаметр). То, что началось в начале дня как отдельные суперъячейковые грозы, в конечном итоге объединилось в мощную линию шквалов. Судя по всему, это была масштабная вспышка гроз, с сильными грозами, наблюдавшимися на востоке до Огайо, на юго-западе до Луизианы и на юго-востоке до Джорджии.
Последующие события и восстановление
Вскоре после этого больницы от Сент-Луиса до Эвансвилла были переполнены ранеными и умирающими, поскольку шторм травмировал более 2000 человек, 105 из которых впоследствии скончались от полученных ранений. В штате Миссури специальные поезда доставили наиболее тяжелораненых на север, в Сент-Луис, а остальные были отправлены в больницы Перривилла и Кейп-Жирардо. В Горхеме, где пострадала половина населения города, железная дорога Missouri Pacific перевезла большую часть раненых на север, в Ист-Сент-Луис, а остальных – на юг, в Каир. Городская больница в Мёрфисборо, где пострадало несколько сотен человек, была недостаточно оснащена для оказания помощи пострадавшим, поэтому сотни людей были отправлены в другие города на поезде, как только железнодорожные пути были расчищены. Самые тяжелораненые были доставлены поездом в больницу Барнса в Сент-Луисе. Для большинства раненых, умирающих и обездоленных из Мёрфисборо безопасным убежищем стал университетский город Карбондейл, расположенный примерно в семи милях к юго-востоку. Однако в Де-Сото воцарился хаос, поскольку пострадавших разбросало в трех направлениях: в шести милях к югу от Карбондейла, в пяти милях к востоку от Хёрста или в четырнадцати милях к северу от Дю Куэна. Жителям Пэрриша помощь пришла из Томпсонвилла, расположенного в трех милях к юго-востоку, где команда железнодорожников Illinois Central Railroad во главе с героическим врачом из Айовы привела поезд прямо в разрушенную деревню. Поезд был перегружен погибшими, ранеными и умирающими, прежде чем отправиться на северо-запад в больницу Бентона. Последней жертвой шторма стал 3 января 1926 года 46-летний шахтер Гервейс Берджесс из Уэст-Франкфорта, скончавшийся от травм, полученных во время торнадо. Помимо погибших и раненых, тысячи людей остались без крова и продовольствия. Возникли пожары, которые в некоторых местах переросли в масштабные возгорания, усугубляя разрушения. В итоге было подтверждено 695 смертей – 12 в Миссури, 95 в Индиане и 588 в Иллинойсе. Торнадо прошел через три штата, 14 округов и более 19 населенных пунктов, четыре из которых были практически стерты с лица земли (некоторые из них и другие сельские районы так и не смогли восстановиться). Торнадо продолжался рекордные три с половиной часа. Было разрушено около 15 000 домов. Общий ущерб оценивался в 16,5 миллионов долларов США в 1925 году; с учетом роста населения, богатства и инфляции, ущерб составляет примерно 1,4 миллиарда долларов США (по курсу 1997 года), что превышает ущерб от двух исключительно разрушительных торнадо, каждому из которых посмертно присвоили категорию F4 – в городе Сент-Луис в 1896 и 1927 годах. Было разрушено девять школ в трех штатах, в которых погибло 69 учеников. Больше школ было разрушено и больше учеников погибло (а также зафиксировано рекордное количество смертей в одной школе – 33 в Де-Сото, штат Иллинойс), чем при любом другом торнадо в истории США. Гибель людей произошла во многих сельских школах. С учетом погибших по дороге из школы и умерших в школах, общее число погибших учеников составило 72 человека. Примерно треть жертв торнадо – это дети. Число погибших в сельской местности – 65 человек в округах Гамильтон и Уайт на юго-востоке Иллинойса – беспрецедентно. Торнадо унес жизни по меньшей мере 20 фермеров в юго-восточном Иллинойсе и юго-западной Индиане, что превышает общее число погибших от четырех самых смертоносных торнадо в истории Соединенных Штатов.
Метеорологическое значение
Хотя фотографий или кинохроники торнадо в трех штатах не было сделано и не известно об их существовании, торнадо часто описывалось свидетелями как «аморфный перекатывающийся туман» или «кипящие облака на земле» и вводило в заблуждение обычно опытных фермеров (наряду с людьми в целом), которые не чувствовали опасности, пока шторм не обрушился на них. Сообщалось, что конденсационная воронка временами была окутана большим количеством пыли и обломков, что, вероятно, скрывало ее и делало менее узнаваемой. Родительская суперячейка, по-видимому, перешла к типу с высоким количеством осадков (HP) к моменту удара по Уэст-Франкфорту, что означало, что торнадо не было легко увидеть при приближении, поскольку оно часто скрывалось сильным дождем и градом. Очень сильное торнадо – современные метеорологи оценивают, что скорость ветра в некоторых местах достигала – временами демонстрировало необычный вид, частично из-за своего размера (в одном месте в Миссури его ширина составляла целую милю) и вероятной низкой облачной базы его родительской грозы. Торнадо часто сопровождалось экстремальными порывами ветра на протяжении всего своего пути; сопутствующий даунберст периодически увеличивал ширину полосы разрушений с общего среднего значения 0,75 мили (1 км), варьируясь до широкой в разы. Долгое время существовала неопределенность в отношении того, представляют ли первоначальные сообщения о пути длиной 219 миль (352 км) за 3,5 часа одно непрерывное торнадо или несколько независимо движущихся торнадо, принадлежащих к семейству торнадо. Из-за нехватки проверяемых метеорологических данных того времени и очевидного отсутствия каких-либо записей о торнадо, приблизившимся к такой длине и продолжительности пути в последующие годы, были высказаны сомнения в правдоподобности заключения о том, что за это отвечал один торнадо. На сегодняшний день окончательного вывода не достигнуто, и полное понимание произошедшего остается недостижимым. Современная метеорологическая теория, касающаяся морфологии и динамики торнадо и суперячеек, предполагает, что одно торнадо, продолжающееся в течение такого периода времени, крайне маловероятно. Несколько других исторических отчетов об очень длинных траекториях торнадо (VLT) впоследствии были определены как продукт семей торнадо (в частности, семья торнадо Чарльстон-Маттун, штат Иллинойс, мая 1917 года и семья торнадо Вудворд, штат Оклахома, апреля 1947 года). В последние годы действительно происходили некоторые торнадо и суперячейки VLT, причем 12 торнадо с длиной пути более 100 миль (161 км) с 1980 по 2012 год и 60 с 1950 года. Тем не менее, верхние оценки длины траектории торнадо в трех штатах по-прежнему намного превышают ближайшую подтвержденную траекторию торнадо VLT. Только четыре торнадо имеют подтвержденные траектории длиной более 200 км, не являясь семействами торнадо. Две из них произошли во время супервспышки в 2011 году, одна - EF5, другая - EF4, другая - во время вспышки в апреле 2010 года, с рейтингом EF4, а четвертая - в декабре 2021 года, также с рейтингом EF4. С другой стороны, метеорологический анализ не показывает никаких записей об аналогичных мезомасштабных обстоятельствах в недавней истории, что означает, что погодные условия, которые привели к торнадо в трех штатах, по-видимому, были уникальными. Ни один фактор не объясняет исключительную длину и продолжительность пути, хотя быстрое движение торнадо вперед, которое в среднем составляло , могло привести к преодолению большего расстояния. В 2001 году эксперт по торнадо Том Гразулис написал, что первые 60 миль (97 км) траектории, вероятно, были результатом двух или более торнадо, и что 157-мильный (253 км) сегмент общей длины пути, казалось бы, был непрерывным. Исчерпывающее исследование, опубликованное в 2013 году, не нашло окончательного решения, но обнаружило дополнительные наблюдения за торнадо и повреждения в 15 милях (24 км) к западу от ранее известного начала торнадо и в 1 миле (2 км) к востоку от ранее известного конца, увеличив общую длину траектории на 16 миль (26 км) до 235 миль (378 км). Ученые пришли к выводу, что, по крайней мере, часть траектории, как в начале, так и в конце, действительно была вызвана отдельными торнадо. Они также обнаружили 20-мильный (32 км) путь (по-видимому, созданный в течение периода около 20 минут) от большого торнадо, который, вероятно, был порожден той же суперячейкой и находился примерно в 65 милях (105 км) к востоку-северо-востоку от вышеупомянутого конца пути. Это приводит к известной длине семейства торнадо в трех штатах до около 320 миль (515 км) за почти 5,5 часов. Исследование 2013 года заключает, что, вероятно, 174-мильный (280 км) сегмент от центра округа Мэдисон, штат Миссури, до округа Пайк, штат Индиана, был результатом одного непрерывного торнадо, и что 151-мильный (243 км) сегмент от центра округа Боллинджер, штат Миссури, до западного округа Пайк, штат Индиана, очень вероятно был результатом одного непрерывного торнадо. Первое значение по-прежнему является рекордом самой длинной зарегистрированной траектории торнадо, но второе было бы вторым после 165-мильного (266 км) торнадо Мэйфилд, произошедшего 10 декабря 2021 года. Однако этот сегмент пути считается наиболее вероятным непрерывным исключительно из-за достаточной плотности наблюдений, в то время как 219-мильный (352 км) участок от западного округа Рейнольдс, штат Миссури, до западного округа Пайк, штат Индиана, содержал несколько пробелов, в которых не хватало показаний очевидцев и сообщений о повреждениях, главным образом из-за редкой картины человеческих поселений, но даже это вполне могло быть непрерывным, поскольку выравнивание сообщений показало постоянное направление, что указывает на один торнадо, а не на семейство.