| بخشی از نوشتارها درباره |
| هوا |
|---|
 |
 درگاه هوا
|
پیچند، توفان پیچنده یا تورنادو (Tornado)، نوعی از گردباد است که به توده هوای به‌شدت متلاطم گویند که با سطح زمین و یک ابر کومه‌ای‌بارا تماس برقرار کرده، و در برخی موارد اساساً یک ابر کومه‌ای‌بارا است. از آنان با عنوان چرخندها یا طوفان‌ها نام‌می‌برند، اگرچه کلمه چرخند در هواشناسی دریک مفهوم گسترده‌تر، به هر گردش بسته کم‌فشار اطلاق می‌شود. پیچندها در شکل‌ها و اندازه‌های مختلفی ایجاد می‌شوند ولی در کل شکل ابر قیف مانند را دارند، که طرف باریک آن با سطح زمین در تماس است و اغلب اوقات با ابری از آوار و گردوغبار همراه هستند. بیشتر پیچندها سرعتی کمتر از ۱۱۰ مایل در ساعت (۱۷۷کیلومتر/ساعت) و ارتفاعی به‌اندازه ۲۵۰فوت (۷۶متر) دارند و پیش از پراکنده‌شدن مسافتی در حدود چندین کیلومتر را می‌پیمایند. قدرتمندترین پیچندها، پیچند سال۱۹۹۹پل کریک-مور، می‌توانند سرعتی بیش از ۳۰۰ مایل در ساعت (۴۸۳کیلومتر بر ساعت) و پهنایی بیش از دو مایل (۳٫۲کیلومتر) داشته باشند و می‌توانند ده‌ها مایل (بیش از ۱۰۰ کیلومتر) بر روی زمین باقی بمانند.
گونه‌های مختلف پیچندها شامل، فواره زمین، پیچند چندگرداب و تنوره دریایی می‌شود. تنوره‌های دریایی، به صورت بادهای مارپیچی قیف‌شکل شناخته، که به ابرهای عظیم کومه‌ای یا کومه‌ای بارا متصل می‌شوند. این‌ها به‌عنوان پیچندهای غیرمخرب دسته‌بندی می‌شوند که برسطح آب ایجاد و در این که آیا این پیچندها جزو پیچندهای واقعی محسوب می‌گردند اختلاف نظر وجود دارد. این بادهای مارپیچی قیفی‌شکل، بیشتر در مناطق گرمسیری نزدیک به استوا رخ می‌دهند و در سرزمین‌های قطبی کمتر شایع هستند. دیگر پدیده‌های شبیه به پیچند در طبیعت، تندباد کوتاه‌مدت، تنوره دیو، گردباد آتشین و تنوره بخار هستند؛ اغلب بادهای رعدوبرق‌زا با پیچندها اشتباه گرفته می‌شوند در حالی که عملکردشان کاملاً متفاوت است.
پیچندها در تمامی قاره‌ها به‌جز قطب جنوب دیده‌شده‌اند. درحالی‌که اکثریت قریب به‌اتفاق پیچندها درمنطقه پیچند، منطقه‌ای در ایالات متحده آمریکا، رخ می‌دهند، ولی امکان رخداد آن در همه جای آمریکای شمالی وجود دارد. همچنین در مناطقی از جنوب مرکزی و آسیای شرقی، شمال و شرق و مرکز آمریکای جنوبی، جنوب آفریقا، شمال‌غربی و جنوب شرقی اروپا، غرب و جنوب شرقی استرالیا و نیوزلند دیده می‌شوند. پیچندها را می‌توان از طریق رادار دوپلر پالس با استفاده از الگوهای سرعت و بازتاب پیش‌بینی کرد، همچنین امکان استفاده از اکو هوک یا حوزه‌های تخریب یا استفاده ازلکه‌های طوفان وجود دارد.
چندین معیار برای اندازه‌گیری قدرت و میزان تخریب پیچندها وجود دارد. مقیاس فوجیتا پیچندها را براساس قدرت تخریب و خسارتی که برجای گذاشته‌اند، می‌سنجد و امروزه در بسیاری از کشورها نسخه بروز شده آن مقیاس فوجیتای افزوده جایگزین شده‌است. یک پیچند F0 یا EF0، ضعیف‌ترین نوع، می‌تواند به درختان خسارت زده اما به تأسیسات اساسی صدمه‌ای نمی‌زند. یک پیچند F5یا EF5، قوی‌ترین نوع، به پایه‌های ساختمان‌ها آسیب می‌زند و می‌تواند آسمان خراشها را دچار حادثه کند. مقیاس TORPO نیز از T0 برای پیچندهای بسیار ضعیف تا T11 برای قدرتمندترین پیچندها دسته‌بندی می‌شود. اطلاعات رادار هواشناسی داپلر، تصویر سنجی، و الگوهای چرخش زمین (علائم چرخزاد) نیز برای تعیین شدت و دسته‌بندی پیچندها به کار می‌روند.
ریشه کلمه
کلمه tornadoاز کلمه اسپانیایی tronada که به‌معنی "طوفان همراه با رعدوبرق" بوده گرفته شده‌است. خود این کلمه نیز از واژه لاتین tonare به‌معنای "رعدوبرق زدن"است. لغت امروزی، تقریباً از ترکیب کلمات اسپانیایی tronada و tornar("دگرگونی")تشکیل شده‌است؛ درحالی که، ممکن‌است این یک شبه ریشه‌شناسی باشد. پیچند همچنین عموماً با عنوان «گردباد» و در محاوره‌های قدیمی با عنوان چرخزاد شناخته می‌شود. کلمه «چرخزاد» به‌صورت هم‌معنی باکلمه «پیچند» در فیلم جادوگر شهر از در سال ۱۹۳۹ نیز مورد استفاده قرار گرفته‌است. کلمه «گردباد» نیز در آن فیلم استفاده شده، و عنوان فیلم گردباد سال۱۹۹۶ نیز با موضوع پیچند بود.
تعریف
پیچند یک توده هوای چرخان بسیار شدید است که به زمین متصل بوده از یک ابر کومه‌ای آویزان بوده و بسیاری از اوقات (و نه همیشه) شبیه ابری قیف‌مانند دیده‌می‌شود. برای اینکه یک گردباد جزو پیچندها محسوب شود، باید هم‌زمان هم با زمین و هم با ابر در تماس باشد. محققان تاکنون تعریف مشخص و کاملی برای این کلمه نیافته‌اند؛ برای مثال، دراینکه آیا در هنگام تماس با زمین باید همان قیف یک گردباد جداگانه را تشکیل دهد اختلاف نظر وجود دارد. پیچند هم چنین به پیچاپ هوا، و نه چگالش ابر، اشاره دارد.
ابر قیف‌مانند
پیچند لزوماً مرئی نیست، درحالی‌که شدت فشار کم ناشی از وزش شدید باد (که توسط معادله برنولی توضیح داده شد) و چرخش سریع که معمولاً سبب ایجاد بخار آب درهوا شده تا قطرات ریز ابر را با توجه بهسرمایش بی‌دررو متراکم سازد. در نتیجه یک ابر قیف‌شکل مرئی یا قیف متراکم تشکیل می‌شود.
اختلاف‌نظرهایی در خصوص تعریف ابر قیف‌شکل یا قیف متراکم وجوددارد. با توجه به واژه‌نامه هواشناسی ابر قیف‌شکل ابری است که از یک ابر کومه‌ای یا ابر کومه‌ای بارا آویزان است، در نتیجه بیشتر پیچندها شامل این تعریف می‌شوند. درمیان هواشناسان، ابر قیف‌شکل، ابر دواری است که، لزوماً با بادهای قوی درارتباط نیست، و قیف متراکم عبارتی کلی برای هر دو ابر دوار در زیر ابر کومه‌ای شکل است.
پیچندها معمولاً به‌صورت ابر قیف‌شکل، که ارتباطی با بادهای قوی سطح زمین ندارند، شروع می‌شوند، و همهٔ ابرهای قیف‌شکل، پیچند نیستند. بیشتر پیچندها در سطح زمین بادهای قدرتمندی تولید می‌کنند که تشخیص ابر قیف‌شکل از پیچند برای ناظران از فواصل دور بسیار دشوار است.
وقوع و خانواده
بسیاری از اوقات یک طوفان می‌تواند بیش از یک پیچند ایجاد کند که گاهی به‌صورت هم‌زمان و گاهی به‌صورت جدا از هم رخ می‌دهند. پیچندهای دوگانه که توسط یک سلول طوفانی رخ می‌دهند، «خانواده پیچند» نامیده‌می‌شوند. بسیاری از پیچندها از همان سیستم طوفان دریک مقیاس بزرگتر رخ می‌دهند. اگر وقفه‌ای در این فرایند ایجاد نشود، وقوع پیچند رخ داده است. (اگرچه وقوع پیچند معانی دیگری نیز دارد) یک بازهٔ زمانی خاص از وقوع چندین پیچند در یک منطقه خاص، سلسله وقوع پیچند و گاهی وقوع مدید پیچند نامیده‌می‌شود.
ویژگی‌ها
اندازه و شکل
بیشتر پیچندها به شکل قیف باریکی، با پهنایی در حدود چندصد یارد (متر)، و ابر کوچکی از گردوغبار در نزدیکی زمین ظاهر می‌شوند. پیچندها در زیر باران یا گردوغبار به خوبی دیده‌می‌شوند. این پیچندها بسیار خطرناک هستند، اگرچه هواشناسان باتجربه نیز ممکن‌است شاهد آن نباشند. پیچندها در شکل‌ها و سایزهای مختلفی ظاهر می‌شوند.
فواره‌های کوچک و ضعیف، به‌صورت دایره‌های کوچکی از گردوغبار بر روی زمین دیده‌می‌شوند. اگرچه در مورد قیف‌های غلیظ‌تر، اگر سرعت باد سطح مرتبط بیشتر از ۴۰ مایل بر ساعت باشد، ممکن است در تمام سطح زمین گسترش نیابد، در نتیجه جریان مورد نظر یک پیچند در نظر گرفته‌می‌شود. پیچندهایی که درمناطق نزدیک به استوا و ارتفاع نسبتاً کمی رخ می‌دهند به پیچندهای «لوله بخاری» معروف‌اند. پیچندهای تک‌گردابی بزرگ، همچون گوههایی که به داخل زمین گیر کرده‌اند دیده‌می‌شوند، و به همین دلیل «پیچند گوه» یا «گوه» نام‌دارند. دسته‌بندی «لوله‌بخاری» نیز اگر مشخصاتی متناسب با نوع بالا داشته‌باشد، جزو این نوع از پیچندها قرار می‌گیرد. گاهی‌اوقات ممکن‌است پهنای گوه زیاد باشد، در نتیجه گوه به‌شکل توده‌ای از ابر دیده می‌شود. حتی محققان پیچندشناسی نیز قادر به تشخیص ابرهای آویزان و پیچندهای گوه از فواصل دور نیستند. اغلب پیچندها به‌شکل گوه هستند.
پیچندها درمرحله ازهم‌پاشیدن به‌شکل لوله‌های باریک یا طناب دیده‌می‌شوند و با پیچ‌وتاب‌هایی به اشکال پیچیده‌ای تبدیل می‌شوند. این پیچندها را «طناب‌زن» یا «پیچند طنابی» می‌نامند. هنگامی‌که پیچندها به‌شکل طناب در می‌آیند، طول قیف افزایش یافته، در نتیجه با توجه به تکانه زاویه‌ای، قدرت باد، این قیف‌ها را ضعیف می‌کند. پیچندهای چندگردابی می‌توانند به‌شکل خانواده‌ای که حول یک مرکز مشترک چرخش می‌کنند پدیدار شوند، و گاهی نیز به‌طور کامل در زیر تراکمی از گردوغبار و زباله‌ها، پنهان‌شده و به‌شکل یک قیف تکی دیده‌می‌شوند.
در ایالات‌متحده‌آمریکا، پیچندها به‌طور متوسط پهنایی به عرض ۵۰۰ فوت(۱۵۰متر) دارند و مسافتی در حدود ۵ مایل (۸کیلومتر) را طی می‌کنند. طیف گسترده‌ای از اندازه‌های پیچندها وجوددارد. پیچندهای ضعیف‌تر یا پیچندهای قدرتمند، می‌توانند گاهی‌اوقات بسیار باریک، در حدود چند فوت یا چند متر، باشند. گزارشاتی مبنی بر خسارت توسط پیچند ۷ فوتی(۲ متری) نیز وجوددارد. در دیگر سمت طیف، پیچندهای گوه‌ای قراردارند که می‌توانند خسارتی در وسعت یک مایلی (۱٫۶کیلومتری) ایجاد کنند. پیچندسال۲۰۰۴،هالام،نبراسکا پهنایی به وسعت۲٫۵مایل(۴کیلومتر) داشت.
شکل و ظاهر
پیچندها با توجه به محیطی که در آن شکل می‌گیرند، طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها را دارا می‌باشند. پیچندهایی که در محیط‌های خشک شکل می‌گیرند، تقریباً قابل مشاهده نیستند و فقط زباله‌هایی که درته قیف قرار دارند، دیده‌می‌شوند. قیف‌های متراکمی که زبالهٔ اندکی با خود حمل می‌کنند، به‌رنگ خاکستری یا سفید دیده‌می‌شوند. پیچندهایی که بر روی آب شکل می‌گیرند (گرداب) به‌رنگ سفید یا آبی تبدیل می‌شوند. قیف‌های کم‌سرعت که به‌طور قابل ملاحظه‌ای زباله را در خود جمع کرده‌اند، معمولاً به رنگ تیره یا رنگ زباله‌ها قابل‌رویت هستند. پیچندهای دشت بزرگ(آمریکا) به‌دلیل رنگ قرمز خاک، به‌رنگ قرمز، و پیچندهایی که در کوهستان‌ها رخ می‌دهند به‌دلیل وجود برف، به‌رنگ سفید دیده‌می‌شوند.
شرایط نوری در شکل و رنگ پیچند بسیار مؤثر است. پیچندهایی که نورپس‌زمینه دارند (خورشید پشت پیچند قرار گرفته‌است) بسیار تیره دیده می‌شوند. اگر نور خورشید پشت بیننده باشد، همین پیچند به‌رنگ خاکستری یا سفید روشن مشاهده می‌شود. پیچندهایی که در هنگام غروب آفتاب رخ می‌دهند، می‌توانند رنگ‌های مختلفی از جمله زرد، نارنجی و صورتی به خود بگیرند.
گردوغبارهای ناشی از باد و رعدوبرق، باران‌های سنگین و تگرگ، و تاریکی شب عواملی هستند که می‌توانند دید قابلیت مشاهده پیچندها را کاهش دهند. پیچندهایی که در این شرایط آب‌وهوایی رخ می‌دهند به دلیل اینکه فقط رادار هواشناسی قادر به مشاهده آن است، بسیار خطرناک می‌باشند. مهم‌ترین پیچندها که تحت طوفان شکل می‌گیرند، و باران‌زا هستند، قابل‌مشاهده‌اند.
شواهدی همچون دوپلر چهارچرخ، تصاویر رادار موبایل و شاهدان عینی بر این موضوع اعتقاد دارند که، بیشتر پیچندها یک مرکز روشن و آرام با فشار بسیار کم دارند که شبیه به چشم طوفان، یک توفند دارند. رعدوبرق همان دلیل روشنایی فضای داخلی یک پیچند است که براساس ادعای آنان مشاهده‌شده‌است.
چرخش و دوران
پیچندها در حالت طبیعی به‌شکل چرخند می‌چرخند. (با استفاده از تصاویر هوایی درنیم‌کره شمالی درخلاف جهت عقربه‌های ساعت و در نیم کره جنوبی در جهت عقربه‌های ساعت چرخش دارند). درحالی‌که طوفان‌های بامقیاس بزرگتر با توجه به اثر کوریولیس چرخش چرخندی دارند، چنان‌که در عدد روسبی اشاره شده‌است، رعدوبرق‌ها و پیچندها به‌اندازه‌ای کوچک هستند که تأثیر مستقیم اثر کوریولیس چندان اهمیتی ندارد. پیچندها حتی زمانی که اثر کوریولیس نادیده گرفته‌شود، در شبیه‌سازی عددی، چرخشی چرخندی دارند.مزوطوفانهای کم‌ارتفاع چرخش‌های خود را مدیون فرآیندهای پیچیدهٔ محیطی هستند.
صدا و لرزه‌نگاری
پیچندها صداهای مختلفی براساس صوت شناسیفرکانس‌های صوتی ایجاد می‌کنند که مکانیزم‌های چندگانه‌ای دارند. صداهای مختلفی از پیچندها ثبت‌شده‌است که براساس مشاهدات بسیار شبیه به صدای غرشی است که از تماس اجسام بازمین ایجاد می‌شود. آنچه که بیشتر گزارش شده، صداهایی همچون صدای قطار باری، صدای آبشار، موتور جتی که در نزدیکی است یا ترکیبی از این صداها را شامل می‌شد. بسیاری‌از پیچندها هستند که صدایشان از فواصل دور قابل‌شنیدن نیستند؛ طبیعت و انتشار صداهای قابل شنیدن بستگی به شرایط جوی و توپوگرافی دارد.
بادهای دوران پیچند و پیچش‌های تشکیل‌دهنده، و همچنین تعامل جریان هوا با سطح زمین، منجر به ایجاد صدا می‌شود. ابرهای قیفی شکل نیز تولید صدا می‌کنند. ابرهای قیفی‌شکل و پیچندهای کوچک، صداهایی همچون سوت‌زدن، جیغ، زمزمه یا وز وز تعداد بی‌شماری زنبورعسل، یا هارمونی کم‌وبیشی دارند، این درحالی است که بسیاری از پیچندها صداهایی همچون غرش عمیق مستمر، یا صداهای نامنظمی دارند.
از آنجایی‌که بیشتر پیچندها هنگامی‌که نزدیک سطح زمین هستند صدایشان قابل شنیدن است، در نتیجه از صدا برای هشدار پیچند نمی‌توان استفاده کرد. پیچندها تنها منبع برای صداهایی همچون رعدوبرق شدید نیستند. هر باد قوی و آسیب‌رسان، رگبار و تگرگ شدید و رعدوبرق‌های مداوم ممکن است صدای غرش تولید کنند.
پیچندها همچنین صداهای فروصوت تولید می‌کنند که غیرقابل شنیدن هستند،
با توجه به انتشار از راه دور بافرکانس پایین، تلاش‌های ادامه‌داری برای توسعه و پیشرفت پیش‌بینی پیچندها، و تولید دستگاه‌هایی با ارزش برای درک مورفولوژی، دینامیک و ایجاد پیچندها انجام می‌گیرد. پیچندها همچنین اثراتی درلرزه شناسی تولید می‌کنند که در درک روند و پژوهش در زمینه جداسازی کاربرد دارد.
الکترومغناطیس، رعدوبرق و دیگر اثرات
پیچندها در طیف الکترومغناطیسی ،امواج رادیویی و اثرات میدان الکتریکی را منتشر می‌کنند. همچنین همبستگی بین پیچندها و الگوهای رعدوبرق وجود دارد. طوفان‌های پیچندی کمتر از دیگر طوفان‌ها دارای رعدوبرق می‌باشند. بیشتر اوقات، فعالیت‌های رعدوبرقی که از ابرها به زمین می‌رسند، هنگامی که پیچند در سطح زمین حرکت می‌کند کاهش می‌یابد. در بسیاری از موارد، پیچندهای شدید و رعدوبرق‌ها نشان از تسلط قطب مثبت درهنگام تخلیه و افزایش غیرعادی آن می‌دهند.الکترومغناطیس و رعدوبرق تأثیر بسیار اندکی با محرک‌های پیچندها دارند (پیچندها اساساً یک پدیده ترمودینامیکی هستند)، اگرچه به احتمال فراوان ارتباطی میان طوفان و محیط‌زیست وجوددارد که هردو پدیده را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد.
فروزندگی در گذشته گزارش شده‌است و احتمالاً با توجه به برداشت اشتباه از منابع نوری خارجی همچون نور شهر، و فلش الکتریکیاز خطوط آسیب‌دیده برق، به‌عنوان منابع داخلی در گزارش‌ها متداول نیستند و برای کسانی که آن را گزارش کرده‌اند شناخته شده نیستند. علاوه‌بر بادها، پیچندها تغییراتی در متغیرهای جوی مانند دما، رطوبت و فشار جو را نشان‌می‌دهند. برای مثال، در ۲۴ ژوئیه سال ۲۰۰۳، در نزدیکی منچستر، داکوتای‌جنوبی فشار جو در حدود ۱۰۰ بار (پاسکال) (۲٫۹۵ اینچ جیوه) کاهش یافت. با نزدیک‌شدن تدریجی گرداب، فشار کاهش می‌یافت و سپس فشار به سرعت کاهش یافته و به ۸۵۰بار (پاسکال)(۲۵٫۱۰اینچ جیوه) در مرکز گرداب پیچند رسید، پیش از آنکه گرداب دور شود، افزایش یافت، در نتیجه شکل فشار به‌شکل V بود. در مجاورت پیچند، دما تمایل به کاهش دارد و رطوبت افزایش می‌یابد.
چرخه حیات
تشکیل
هنگامی که طوفان‌مزو به زیر ابرپایه می‌رسد، شروع به سرد و مرطوب کردن هوای سطح زیرین طوفان می‌کند. این همگرایی هوای گرم در بالا و هوای سرد در پایین، سبب ایجاد دیواری از ابر می‌شود. RFD نیز بر روی طوفان‌مزو تمرکز کرده، و آن را سبب گرفتن هوای سطح زمین می‌داند. هنگامی‌که فضای بالا تشدید می‌شود، یک فضای کم‌فشار بر روی سطح زمین ایجاد می‌کند. این موضوع سبب پایین‌کشیدن طوفان‌مزو شده و در نتیجه به شکل یک قیف متراکم قابل مشاهده‌است. هنگامی‌که قیف پایین می‌آید، RFD نیز به سطح زمین رسیده، سبب ایجاد یک جبهه تندباد می‌کند که می‌تواند درفاصله‌ای خوبی از پیچند خسارت ایجاد کند. معمولاً ابر قیف‌شکل، پس از رسیدن RFD به زمین، پس از چند دقیقه شروع به ایجاد خسارت بر روی زمین می‌کند.
کامل‌شدن
در ابتدا، پیچند منبع مناسبی از گرما و رطوبت از انرژی آن است، و پس از آن تا کامل‌شدن رشد می‌کند. این فرایند می‌تواند در هر نقطه بین چند دقیقه تا بیش از یک ساعت به طول بیانجامد، و در طول این زمان پیچند بیشترین خسارت را به محیط وارد می‌کند، و در مواردی نادر می‌تواند بیش‌از یک مایل(۱٫۶کیلومتر) را بپیماید. در همین حین، RFD، بادهای سرد محلی را دراطراف پیچند پخش کرده، و جریان هوای گرمی که پیچند ازآن تغذیه می‌کرد را قطع می‌کند.
پراکندگی
هنگامی‌که RFD به‌طور کامل در اطراف پیچند قرار گرفت، و مانع رسیدن منبع هوای گرم شد، گرداب شروع به تضعیف نمودن کرده و به طناب نازکی تبدیل می‌شود. این مرحله «پراکندگی» است، و اغلب بیش از چند دقیقه طول نمی‌کشد. در این مرحله شکل پیچند به‌شدت تحت تأثیر بادهای طوفان قرارگرفته و می‌تواند به الگوهای فوق‌العاده‌ای تبدیل شود. اگرچه پیچند در حال پراکندگی‌است اما هنوز قادر به ایجاد خسارت است. طوفان در حال نابودی، به‌شکل یک طناب درآمده و مانند اسکیت بازی که دستان خود را در راستای بدنش می‌گیرد تا سریعتر حرکت کند، باد نیز در این نقطه افزایش می‌یابد.
زمانی‌که پیچند وارد مرحله پراکندگی می‌شود، طوفان‌مزو مرتبط با آن نیز تضعیف شده و قسمت پایین که وظیفه تأمین انرژی را بر عهده داشت، ارتباطش را از دست می‌دهد. گاهی‌اوقات نیز، گردبادها می‌توانند به‌صورت چرخه توسعه یابند. هنگامی که نخستین طوفان‌مزو و پیچند همراه پراکنده‌می‌شوند، جریان طوفان ممکن‌است به منطقه‌ای که به مرکز طوفان نزدیک‌تر است متمایل شود. اگر طوفان‌مزو جدید، گسترش پیدا کند، چرخه ممکن است شروع به تولید یک یا چند گرد باد جدید نماید. گاهی اوقات نیز طوفان‌مزو قدیمی (محبوس) و طوفان مزو جدید، به‌طور هم‌زمان یک پیچند تولید می‌کنند.
اگرچه نظریه چگونگی تشکیل پیچند، حیات و از هم پاشیدنش به‌طور گسترده‌ای پذیرفته شده‌است، اما این نظریه نحوه شکل‌گیری پیچندهای کوچکتر، همچون فواره زمین، پیچندهای با عمر طولانی، یا پیچندهای چندگردابی را نمی‌تواند توضیح دهد. هریک از این‌ها مکانیزه‌های مختلفی دارند که نحوه توسعه آنان را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد- بااین‌حال بیشتر پیچندها از یک الگوی مشابه پیروی می‌کنند.
انواع
چندگردابی
پیچندهای چندگردابی نوعی از پیچندها هستند که در آن دو یاچند ستون هوای دورانی در حول یک مرکز چرخش دارند. امکان روی‌دادن پیچندهای چندگردابی در هر انتشار وجود دارد، اما اغلب در پیچندهای شدید مشاهده‌شده‌است. این گرداب‌ها اغلب مناطق کوچکی را با خسارت‌های فراوان در طول مسیر خود تا پیچند اصلی ایجاد می‌کنند. این پدیده با پیچندهای ماهواره‌ای که در آن پیچندهای کوچکتر در کنار پیچند بزرگتر شکل می‌گیرند متفاوت‌است و پیچند قوی‌تر همان طوفان‌مزو را به‌همراه دارد. پیچند ماهواره‌ای ممکن است در مدار دور پیچند بزرگتر چرخش کند (از روی نامش) و ظاهر یک پیچند بزرگتر با چندگرداب را به خود بگیرد. با این‌حال پیچند ماهواره‌ای چرخه مجزایی دارد و از قیف اصلی بسیار کوچکتر است.
گردباد دریایی
گردباد دریایی توسطخدمات هواشناسی ملی ایالات متحده آمریکا باعنوان پیچندی که بر روی آب است تعریف‌شده‌است. درحالی‌که محققان گردبادهای دریایی «آب‌وهوای نسبتاً خوب» را از گردبادهای دریایی پیچندی جدا کرده‌اند. گردبادهای دریایی آب‌وهوای خوش، شدت کمتری دارند اما به‌مراتب متداول بوده و مشابه شیاطین گردوغبار و فواره زمین عمل می‌کنند. آن‌ها بیشتر در پایگاه ابر کومه‌ای ستبر بر روی آب‌های گرمسیری و نیمه‌گرمسیری شکل می‌گیرند. آن‌ها بادهای نسبتاً ضعیف و جریان آرام دارند و به‌طور معمول به آرامی سفر می‌کنند. آن‌ها اغلب درسواحل مرجانی فلوریدا و در شمال دریای آدریاتیک اتفاق می‌افتند. در مقابل گردبادهای دریایی پیچندی، پیچندهای قدرتمندتری بر روی آب هستند. آن‌ها بیشتر بر روی آب تشکیل شده و شباهت فراوانی به پیچندهای طوفان‌مزو، یا پیچندهای قدرتمندی که بر روی آب سیر می‌کنند دارند. از آنجایی‌که آن‌ها از طوفان‌های تندری شکل می‌گیرند، شدت، سرعت و عمر طولانی‌تری نسبت به گردبادهای دریایی آب‌وهوای خوش دارند، در نتیجه بسیار خطرناک هستند. در آمارگیری رسمی پیچندها، گردبادهای دریایی شمارش نمی‌شوند تا زمانی که زمین را نیز تحت تأثیر قرار دهند، هر چند برخی از سازمان‌های آب‌وهوایی در اروپا، گردبادهای دریایی و پیچندها را باهم شمارش می‌کنند.
فواره زمین
فواره زمین یا پیچند لوله‌ای گردوغبار، پیچندی است که با طوفان‌مزو هیچ ارتباطی ندارد. نام این نوع پیچند از ویژگی‌هایی است که باعنوان «گردبادهای دریایی بر روی زمین» شناخته‌می‌شوند. فواره‌های زمین و گردبادهای دریایی اشتراکات بسیاری از جمله خصوصیات مشترک، همچون ضعف نسبی، طول عمر کوتاه، قیف متراکم صاف هستند که اغلب نیز به سطح زمین نمی‌رسند. فواره زمین همچنین ابری از گردوغبار تولید می‌کند که با توجه به مکانیک‌های مختلف پیچندها هنگام تماس با زمین شکل می‌گیرد. اگرچه معمولاً پیچندهای کلاسیک ضعیف‌تر، قادر به تولید بادهای قدرتمندی هستند که می‌توانند خسارت‌های جدی وارد کنند.
دوران‌های مشابه
تندباد
تندباد، نوعی چرخنده عمودی بسیار کوچک است که با جبهه‌تندباد در ارتباط می‌باشد. به‌دلیل اینکه آن‌ها با هیچ ابری به‌عنوان پایه در ارتباط نیستند، اختلاف نظرهایی در خصوص اینکه آیا آن‌ها جزو پیچندها محسوب می‌شوند، وجوددارد. آن‌ها هنگامی‌که هوای سرد باسرعت از هوای خشک رعدوبرق از طریق یک جرم ثابت جدا می‌شوند، شکل می‌گیرد و در نتیجه اثر «نورد» رخ می‌دهد (اغلب از طریق یک ابر کمانی). اگر برش باد به‌اندازه کافی قوی باشد، در نتیجه چرخش به‌صورت عمودی یا مورب تبدیل شده و به زمین متصل می‌شود. در نتیجه تندباد شکل می‌گیرد. تندبادها سبب خسارت‌های جزئی در نواحی کوچکتر می‌شوند اما در مناطق که در معرض باد مستقیم قراردارد، خساراتی وارد می‌کنند.
تنوره دیو
تنوره دیو شبیه به یک پیچند اما در یک ستون چرخش عمودی هوا عمل می‌کند. با این حال، آن‌ها در زیر آسمان صاف تشکیل‌شده و قوی‌تر از پیچندهای ضعیف نیستند. آن‌ها هنگام تشکیل یک جبهه هوای همرفتی قوی در نزدیکی زمین و دریک روز گرم ایجاد می‌شوند. در صورتی که برش باد به اندازه کافی در سطح پایینی باشد، هوای در حال صعود می‌تواند با کوچکترین حرکت طوفان در سطح زمین، گسترش یابد. آن‌ها به دلیل اینکه در آب‌وهوای نسبتاً خوب شکل‌گرفته و همراه هیچ ابری نیستند، پیچند محسوب نمی‌شوند. بااین‌حال آن‌ها می‌توانند در مواردی منجربه ایجاد خسارت در مناطق خشک شوند.
گردباد آتشین
در مقیاس کوچکتر، دوران‌های شبیه پیچند می‌توانند در نزدیکی هر منبعی با سطح حرارت بالا تشکیل شوند. آن‌هایی که در نزدیکی آتش‌سوزی جنگل رخ می‌دهند، گردباد آتشین نام دارند. آن‌ها جزو پیچندها محسوب نمی‌شوند، به‌جز در مواردی نادر که آن‌ها به ابر آتش‌کومه‌ای متصل هستند. پیچندهای آتشین معمولاً به‌اندازهٔ پیچندهای همراه با رعدوبرق قوی نیستند. بااین‌حال می‌توانند خسارت‌های قابل‌توجهی وارد کنند.
تنوره بخار
تنوره بخار یک جبهه هوای دوار است که شامل بخار یا دود می‌باشد. تنوره بخار بسیار کمیاب می‌باشد. آن‌ها اغلب از دود منتشره از دودکش‌های نیروگاه‌ها تشکیل می‌شوند. چشمه آب‌گرم و بیابان‌ها مکانی مناسب برای شکل‌گیری تنوره بخار است. هنگامی که هوای سرد قطب شمال از آب‌های نسبتاً گرم عبور می‌کند، این پدیده می‌تواند رخ‌دهد.
شدت و آسیب‌ها
مقیاس فوجیتا و مقیاس فوجیتای افزوده پیچندها را براساس خسارات وارده ارزیابی می‌کنند. با استنباط کارشناسان تخمین مهندسی باد و توصیف بهتر خسارات، مقیاس فوجیتای افزوده نسخه بروزرسانی‌شده مقیاس فوجیتای قبلی است. مقیاس EF به‌گونه‌ای طراحی شده‌است که پیچندها همان امتیازی که در مقیاس فوجیتا دریافت می‌کردند را داشته باشند و از سال۲۰۰۷ در ایالات متحده آمریکا به اجرا درآمد. یک پیچند با EF0 به درختان خساراتی زده ولی به تأسیسات اساسی آسیبی نمی‌رساند، در حالی که یک پیچند با EF5 می‌تواند پایه‌های ساختمان را کنده و حتی سبب تغییر شکل در آسمان خراش‌های بزرگ شود. مقیاس مشابه TORRO نیز از T0 برای پیچندهای بسیار ضعیف تا T11 برای قدرتمندترین پیچندهای شناخته‌شده رتبه‌بندی شده‌است. اطلاعات رادار دوپلرپالسرادار هواشناسی، تصویرسنجی و الگوهای چرخش زمین (درجه‌های چرخزاد) نیز برای آنالیز شدت و تعیین اندازه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پیچندها بدون در نظر گرفتن شکل، اندازه و محل وقوع از لحاظ شدت تفاوت‌هایی دارند، در نتیجه پیچندهای قدرتمند بزرگتر از پیچندهای ضعیف هستند. ارتباط طول مسیر و مدت‌زمان نیز تفاوت‌هایی دارد، هرچند که پیچندهای مسیرهای طولانی قدرتمندتر هستند. در مورد پیچندهای قوی‌تر تنها در بخش کوچکی از راه شدت بیشتری دارند، و شدت‌شان بیشتراز پیچند چندگردابیاست.
در ایالات متحده آمریکا ۸۰ درصد پیچندها رتبهEF0 و EF1 دارند. میزان وقوع پیچند، با افزایش قدرت به‌سرعت کاهش می‌یابد. کمتر از ۱درصد پیچندها ویرانگر هستند(EF4، T8 یا قوی‌تر). خارج از دشت پیچند و در کل شمال آمریکا، پیچندهای ویرانگر بسیار کمیاب هستند. ظاهراً این نتایج با استفاده از تحقیقات کلی و گسترده در سرتاسر جهان به‌دست آمده و نتایج نسبتاً مشابه یکدیگرند. تعداد محدودی پیچند در اروپا، آسیا، آفریقای جنوبی و جنوب‌شرقی آمریکا رخ می‌دهند.
اقلیم‌شناسی
ایالات متحده آمریکا بیشترین تعداد پیچندها در جهان را به‌خود اختصاص داده‌است به‌طوری‌که این میزان ۴ برابر اروپا می‌باشد. این موضوع بیشتر به‌دلیل جغرافیای منحصربه‌فرد این قاره‌است. آمریکای شمالی قاره‌ای وسیع است که از منطقه گرمسیری تا شمالگان گسترش یافته و هیچ رشته کوه شرقی-غربی در آن وجودندارد تا مانع نفوذ هوا بین این دو ناحیه شود. در عرض‌های جغرافیایی، جایی‌که بیشترین پیچندهای جهان درآنجا رخ می‌دهد، رشته‌کوه راکی مانع ورود رطوبت و باد بیش‌وز شده، هوای خشکی را در میانه‌های تروپوسفر می‌دمد و موجب رویداد سایکلو جنسیس در شرق رشته‌کوه می‌شود. افزایش جریان‌های غربی از رشته‌کوه راکی، در زمانی که جریان هوا قوی است، منجربه تشکیل یک خط خشک می‌شود، این هنگامی است که خلیج مکزیک رطوبت‌های موجود در قسمت‌های جنوبی را به سمت شرق می‌فرستد. این توپوگرافی منحصربه‌فرد از برخوردهای مکرر هوای گرم و سرد، در شرایطی که طوفان‌های طولانی‌مدت در طول سال رخ می‌دهند، جلوگیری می‌کند. بخش بزرگی از این پیچندها درمناطق مرکزی ایالات متحده که به دشت پیچند معروف‌است، رخ می‌دهند. این منطقه، تا کانادا، علی‌الخصوص انتاریو و دشت‌های کانادا گسترش یافته‌است، هرچندکه جنوب شرقی استان کبک، قسمت‌های مرکزی بریتیش کلمبیا و نیوبرانزویک نیز شاهد رخ دادن پیچند هستند. پیچندها همچنین در قسمت‌های شمال‌شرقی مکزیک نیز رخ می‌دهند.
ایالات متحده آمریکا میانگین ۱۲۰۰پیچند در سال را به‌خود اختصاص‌داده‌است. کشور هلند میانگین بیشترین تعداد پیچند دریک مکان خاص درون یک کشور را به‌خود اختصاص داده (سالانه بیش‌از ۲۰، یا ۰٫۰۰۱۳ در مایل مربع(۰٫۰۰۰۴۸ درکیلومترمربع)) و پس از آن کشور بریتانیا (سالانه حدود۳۳، یا ۰٫۰۰۰۳۵در مایل مربع (۰٫۰۰۰۱۳درکیلومترمربع))قرار دارد، اما بیشتر این پیچندها کوچک هستند و خسارات جزئی بر جای می‌گذارند. با توجه به تعداد حوادث اتفاق‌افتاده و نادیده‌گرفتن منطقه، بریتانیا با داشتن فواره‌های زمین، بیشتراز سایر کشورها تحت‌تأثیر پیچندها قراردارد.
پیچندها سالانه به‌طور میانگین ۱۷۹نفر را در بنگلادش به کام مرگ می‌کشند که در میان سایر کشورها بیشترین مقدار است.تراکم جمعیت بالا، کیفیت پایین ساختمان‌ها و کمبود دانش نسبت به پیچندها، در کنار سایر عوامل دلیل این موضوع می‌باشد. دیگر مناطق جهان همچون آفریقای جنوبی، منطقه لاپلاتا باسین، قسمت‌هایی از اروپا، استرالیا و نیوزلند و شرق آسیا نیز شاهد پدیده پیچند هستند.
پیچندها بیشتر در فصل بهار اتفاق می‌افتند و در فصل زمستان از کمترین تعداد برخوردارند، اما در مناطقی که شرایط مناسب است، در هر زمانی از سال می‌تواند رخ‌دهند. بهار و پاییز شاهد بیشترین تعداد پیچند است، زیرا که در این فصل‌ها، بادهای قدرتمند، و شرایط نامناسب جوی برقراراست. پیچندها همچنین می‌توانند در نتیجه چشم توفان نیز اتفاق بیافتند و تا پایان ریزش‌ها نیز باقی بمانند.
وقوع پیچندها همچنین به‌دلیل نورسفید به زمان روز نیز بستگی‌دارند. در کل، بیشتر پیچندها در ساعات آخر بعد از ظهر بین ساعت ۳ تا ساعت ۷ محلی اتفاق می‌افتند زمان اوج این اتفاق ساعت ۵ بعدازظهر است. پیچندهای مخرب در هر ساعتی از روز می‌توانند رخ‌دهند. پیچند گینیس‌ویل در سال ۱۹۳۶، یکی‌از مرگبارترین پیچندها در طول تاریخ بود که در ساعت ۸:۳۰صبح به وقت محلی اتفاق افتاد.
ارتباط با اقلیم و تغییرات اقلیمی
ارتباطاتی با اقلیمهای مختلف و روندهای زیست‌محیطی وجوددارد، به‌عنوان مثال، افزایش دمای سطح دریا در یک منطقهٔ سرچشمه (مانند خلیج مکزیک و دریای مدیترانه) مقدار رطوبت هوا را افزایش می‌دهد. رطوبت افزایش یافته می‌تواند موجب افزایش آب‌وهوای بحرانی و فعالیت پیچند مخصوصاً در فصل سرد شود.
برخی شواهد حاکی از آنست که نوسانات جنوبی با تغییرات فعالیت پیچند ارتباط ضعیفی دارد که با توجه به فصل، منطقه و نیز با در نظر داشتن اینکه آیا نوسانات جنوبی ال نینیو در فاز ال‌نینیو است یا فاز لانینیا، متغیر می‌باشد.@
تغییرات اقلیمی می‌تواند بوسیلهٔ دور پیوندها پیچندها را در تغییر جریان جتی و الگوهای آب‌وهوایی بزرگتر تحت تأثیر قرار دهد. پیوند اقلیم-پیچند بوسیلهٔ نیروهایی که الگوهای بزرگتر را تحت‌تأثیر قرار می‌دهند و نیز از طریق ماهیت موضعی و کم تفاوت پیچندها مغشوش می‌شود. گرچه گمان این‌موضوع که گرمایش زمین ممکن است بر روندهای موجود در فعالیت پیچند تأثیرگذارد منطقی‌است ولی به جهت پیچیدگی، ماهیت موضعی طوفان‌ها و نیز مسائل مربوط به کیفیت پایگاه داده‌ها، هیچ تأثیر این چنینی تاکنون قابل‌شناسایی نبوده‌است. هر تأثیری بر حسب منطقه متفاوت خواهدبود.
شناسایی
تلاش‌های جدی جهت هشدار دربارهٔ خطر پیچندها در اواسط قرن بیستم در ایالات متحده آغاز شد. قبل‌از دههٔ ۱۹۵۰، تنها روش شناسایی یک پیچند از طریق شخصی بود که آن را بعینه بر روی زمین مشاهده می‌کرد. اکثر اوقات، خبر مربوط به پیچند بعد از طوفان به ادارهٔ هواشناسی منطقه می‌رسید. اما با اختراع رادار هواشناسی، مناطق نزدیک به ادارهٔ محلی می‌توانستند هشدار مربوط به آب‌وهوای بحرانی را از پیش دریافت کنند. نخستین هشدارهای عمومی در خصوص قریب‌الوقوع بودن پیچندها در سال ۱۹۵۰ صادر شد. اولین حالت آماده باش در خصوص مساعد بودن شرایط برای پیچندها و نیز چشم‌اندازهای همرفتی در سال ۱۹۵۲ صادرشد. در سال ۱۹۵۳، وجود ارتباط بین هوک‌اکوها و پیچندها تأییدشد. با تشخیص این علائم راداری، هواشناسان توانستند طوفان‌های تندری را که احتمالاً منجربه پیچندهایی از ده‌ها مایل دورتر می‌شدند، شناسایی کنند.
رادار
امروزه اکثر کشورهای توسعه یافته شبکه‌ای از رادارهای هواشناسی دارند که هنوز هم به‌عنوان روش اصلی جهت شناسایی علائمی به‌کار می‌روند که احتمالاً با پیچندها درارتباط‌اند. در ایالات متحده و تعدادی از کشورهای دیگر، از ایستگاه‌های رادار هواشناسی دوپلر استفاده‌می‌شود. این ابزار، سرعت و جهت شعاعیبادها را (به‌سمت رادار یا دور از رادار) در یک طوفان می‌سنجند و بنابراین می‌توانند متوجه شواهدی از چرخش در طوفان‌هایی با فاصلهٔ بیش از ۱۰۰ مایلی (۱۶۰ کیلومتری) شوند. وقتی طوفان‌ها از رادار دور هستند، تها نواحی بالادستی که در حیطهی طوفان قراردارند مورد توجه قرار می‌گیرند و از نواحی مهم پایین‌دستی نمونه برداری صورت نمی‌گیرد. رزولوشن داده‌ها نیز با فاصله از رادار کاهش می‌یابد. برخی شرایط آب‌وهوایی که منجر به فرایند تشکیل پیچند می‌شوند، توسط رادار به آسانی قابل تشخیص نمی‌باشند و گاهی پیشرفت پیچند می‌تواند سریعتر رخ‌دهد، پیش از آنکه رادار بتواند کار پویش را به اتمام رسانده و دستهٔ داده‌ها را ارسال نماید. همچنین اکثر نواحی پرجمعیت زمین، اکنون از طریق ماهوارهٔ زیست‌محیطی عملیاتی زمین-ساکن (GOES) که در کمک به پیش‌بینی کوتاه‌مدت طوفان‌های پیچندی مؤثراست، قابل رؤیت می‌باشند.
تشخیص طوفان
در اواسط دههٔ ۱۹۷۰، سرویس هواشناسی ملی ایالات متحده آمریکا (NWS)، تلاش‌هایش را برای تربیت نیروهای تشخیص‌دهندهٔ طوفان افزایش داد تا مشخصه‌های کلیدی طوفان‌هایی که حاکی از تگرگ شدید، بادهای مخرب و پیچندها می‌باشند و نیز ویژگی‌های خود خسارت و سیل‌ناگهانی را تشخیص دهند. این برنامه هشدار هوایی نامیده شد و تشخیص دهندگان، معاونان کلانتر محلی، نیروهای پلیس ایالتی، آتش‌نشانان، رانندگان آمبولانس، اپراتورهای رادیویی آماتور، دیده‌بانان دفاع غیرنظامی (که اکنون مدیریت بحران نامیده‌می‌شود)، شکارچیان طوفان و مردم عادی بودند. زمانی‌که آب و هوای بحرانی پیش‌بینی شود، ادارات سرویس هواشناسی محلی از این تشخیص‌دهندگان درخواست می‌کند مراقب آب و هوای بحرانی باشند و فوراً وجود هرگونه پیچندی را گزارش کنند. به این ترتیب، اداره می‌تواند در مورد خطر احتمالی هشدار دهد.
معمولاً تشخیص‌دهندگان به نیابت از سازمان خود تربیت می‌شوند و نتیجتاً به‌خود آن‌ها نیز گزارش می‌دهند. سازمان‌ها، سیستم‌های هشدار عمومی نظیر آژیرها و سیستم‌های‌اضطراری هشدار(EAS) را فعال می‌کنند و گزارش خود را به NWS ارائه می‌دهند. بیش از ۲۳۰۰۰۰ نیروی کارآزمودهٔ تشخیص دهندهٔ آب‌وهوا در کل آمریکا وجود دارند که همگی متعلق به برنامهٔ هشدار هوایی می‌باشند.
در کانادا، شبکهٔ مشابهی از مراقبین آب‌وهوا وجود دارند که همگی به‌عنوان داوطلب مشغول به فعالیتند و هشدار کان نامیده می‌شوند. این نیروها که تعدادشان به بیش از هزار داوطلب می‌رسد به تشخیص آب‌وهوای بحرانی کمک می‌کنند. در اروپا چندین کشور در حال سازمان‌دهی شبکه‌های تشخیص‌دهنده تحت نظارت هشدارهوایی اروپا می‌باشند و سازمان تحقیقاتی پیچند و طوفان (TORRO) نیز از سال ۱۹۷۴ با شبکه‌ای از تشخیص‌دهندگان در بریتانیا کماکان به کار خود ادامه می‌دهد.
تشخیص‌دهندگان طوفان به این دلیل مورد نیاز هستند که سیستم‌های راداری نظیر نکسراد، هیچ پیچندی را تشخیص نمی‌دهند و تنها گویای علائمی هستند که دال بر وجود پیچندهایی می‌باشند. رادار ممکن‌است قبل از اینکه هرگونه شواهد تصویری مبنی‌بر وجود پیچند یا پیچندی احتمالی وجود داشته باشد، هشدار دهد ولی واقعیت زمینی از دید یک مشاهده‌گر می‌تواند یا تهدید را تأیید کند یا تشخیص دهد که احتمال پیچند وجودندارد. توانایی تشخیص‌دهنده در دیدن آنچه که رادار نمی‌تواند ببیند، زمانی اهمیت می‌یابد که فاصله از محل رادار افزایش یابد، چون پرتو رادار در ارتفاعی که از خود رادار فاصلهٔ زیادی دارد به‌تدریج افزایش می‌یابد که‌این خود بیشتر به‌دلیل انحنای زمین است و نهایتاً پرتو نیز منتشر می‌شود.
شواهد تصویری
تشخیص‌دهندگان طوفان آموزش می‌بینند تا بفهمند که آیا طوفانی که از فاصله دیده‌می‌شود یک ابر طوفانی ابرحفره است یانه. آن‌ها معمولاً قسمت عقبی آن را نظاره می‌کنند، جایی که به‌عنوان منطقهٔ اصلی جریان‌هوای صعودی و ورودی می‌باشد. زیر جریان صعودی، کف عاری از باران قرار دارد و گام بعدی فرایند تشکیل پیچند، شکل‌گیری یک ابر دیوار چرخان می‌باشد. اکثر پیچندهای شدید به‌همراه ابردیوار بر روی ناحیهٔ پشتی یک ابر حفره اتفاق می‌افتند.
شواهدی که نشان از ابر حفره بودن نوع ابر طوفانی دارند عبارتنداز شکل و ساختار طوفان، مشخصات برج ابر مانند یک برج جریان صعودی سخت و نیرومند، یک تاج پرتابی مداوم و بزرگ، یک سندان سخت (مخصوصاً زمانی که در مقابل بادهای شدید سطح فوقانی باشد) و ظاهری مارپیچ یا خطوطی ابری. زیر طوفان و نزدیک جایی که اکثر پیچندها قراردارند، شواهدی که دال‌بر وجود یک ابرحفره و احتمال وقوع پیچندها می‌باشند عبارتنداز دستهٔ جریان هوای ورودی (مخصوصاً به‌هنگام انحنا) مثل یک دم سگ آبی و سرنخ‌های دیگر از قبیل قدرت جریان ورودی، گرما و رطوبت جریان هوای ورودی، ظاهر طوفان که آیا بیشتر تحت‌تأثیر جریان ورودی است یا خروجی؟ و نهایتاً اینکه فاصلهٔ هستهٔ بارشی ضلع جلویی از ابردیوار چقدراست؟ فرایند تشکیل پیچند، بیشتر درقسمت رابط جریان صعودی و فروهنج ضلع پشتی محتمل‌است و مستلزم تعادل بین جریان خروجی و ورودی می‌باشد.
تنها ابرهای دیواری که می‌چرخند پیچندها را به وجود می‌آورند و معمولاً ۵ تا۳۰ دقیقه از پیچند جلو می‌زنند. ابرهای دیوار در حال چرخش می‌توانند نمونهٔ عینی یک سامانهٔ میان-چرخند سطح پایین باشند. به غیر از یک کرانهٔ سطح پایین، فرایند تشکیل پیچند بسیار بعید است، مگر اینکه فروهنج ضلع پشتی اتفاق افتد که معمولاً بوسیلهٔ تبخیرابری که در مجاورت گوشهٔ ابر دیوار قرار دارد نشان داده می‌شود. یک پیچند اغلب به‌هنگام این رویداد یا به فاصلهٔ کمی ازآن رخ می‌دهد؛ نخست، یک ابر قیف‌شکل پایین می‌آید و تقریباً در تمامی موارد، زمانی‌که به نیمهٔ راه می‌رسد، چرخشی سطحی به وجود می‌آید که نشان می‌دهد قبل از آنکه میعان چرخش سطح را به طوفان متصل کند، پیچندی از قبل بر روی زمین است. پیچندها همچنین می‌توانند بدون ابرهای دیوار، زیر خطوط طرفین و بر روی لبهٔ جلویی اتفاق افتند. تشخیص‌دهندگان، همهٔ نواحی طوفان را به‌همراه ابرپایه و سطح آن به‌دقت مشاهده می‌کنند.
ترین‌ها
رکوردشکن‌ترین پیچند درتاریخ، پیچند سه ایالتی بود که در ۱۸ مارس ۱۹۲۵ بخش‌هایی از ایالت‌هایمیسوری، ایلینوی و ایندیانا را درنوردید. اگرچه در آن دوره پیچندها بر اساس هیچ مقیاسی رتبه‌بندی نمی‌شدند ولی این پیچند بیشتر شبیه یک جنگندهٔ F5 بود. این پیچند، رکورد طولانی‌ترین مسیر طی‌شده (۲۱۹ مایل، ۳۵۲ کیلومتر)، مدت‌زمان سپری‌شده حدود ۳٫۵ ساعت و سریعترین سرعت رو به جلو برای یک پیچند عظیم (۷۳ مایل یا ۱۱۷ کیلومتر بر ساعت) را داراست. علاوه بر این‌ها، این پیچند مرگبارترین تک پیچند تاریخ ایالات متحده است (با ۶۹۵ کشته).این پیچند سه ایالت میسوری ، ایلی نویز و ایندیانا را پشت سر گذاشت . این تورنادو سطح EF5 بود و بزرگ ترین تورنادوی تاریخ آمریکا بود .
این پیچند در آن زمان، خسارت‌بارترین پیچند تاریخ نیز محسوب می‌شد (بدون در نظر گرفتن تورم)، اما اگر تغییرات جمعیتی در طول زمان را در نظر نگیریم، چندین پیچند دیگر از این لحاظ از پیچند سه ایالتی پیشی گرفتند. اگر هزینه‌های وارده برحسب ثروت و تورم تنظیم شوند، این پیچند امروزه در جایگاه سوم قراردارد.
مرگبارترین پیچند در تاریخ، پیچند دولتیپور-سالتوریا در بنگلادش بود که درتاریخ۲۶ آوریل ۱۹۸۹ رخ داد و حدود ۱۳۰۰ کشته بر جای گذاشت. بنگلادش حداقل ۱۹ پیچند در تاریخ داشته که بیش‌از ۱۰۰ هزار کشته در پی داشته‌است، تعدادی که تقریباً نصف کل آمار کشته‌های بقیهٔ نقاط دنیاست.
گسترده‌ترین هجوم پیچند که درتاریخ به ثبت رسیده مربوط است به ۲۵ تا۲۸ آوریل ۲۰۱۱ که ۳۵۵ پیچند تأییدشده را در جنوب‌شرقی ایالات متحده موجب شده‌است و از این تعداد۲۱۱ مورد تنها درطی ۲۴ ساعت رخ دادند. رکورد قبلی مربوط به هجوم پیچندسوپر در سال ۱۹۷۴ بود که حدود ۱۴۸ پیچند را موجب‌شد.
درحالی‌که اندازه‌گیری مستقیم سرعت باد شدیدترین پیچند به دلیل از بین رفتن بادسنج‌های معمولی توسط بادهای شدید و اشیای معلق درهوا تقریباً غیرممکن است، اما برخی پیچندها توسط واحدهای راداری سیار داپلر مورد پیمایش قرارگرفتند، واحدهایی که می‌توانند تخمین خوبی از بادهای پیچندی ارائه دهند. بیشترین سرعت باد محاسبه‌شده دریک پیچند که بیشترین سرعت باد ثبت شده در سیاره نیز محسوب می‌شود، ۲۰ ± ۳۰۱ مایل بر ساعت (۳۲ ± ۴۸۴ کیلومتر بر ساعت) درF5 متعلق بهپیچند ایالت اوکلاهاماست، پیچندی که منجربه کشته‌شدن ۳۶ نفر شد. اگرچه این اندازه‌گیری در حدود ۱۰۰ پایی (۳۰ متری) سطح زمین انجام‌گرفت، اما این گواهیست بر قدرت شدیدترین پیچندها.
طوفان‌هایی که منجربه ایجاد پیچند می‌شوند، می‌توانند جریان‌های صعودی شدیدی درمعرض نمایش قرار دهند، جریان‌هایی که گاهی متجاوز از ۱۵۰ مایل بر ساعت (۲۴۰ کیلومتر بر ساعت) می‌باشند. بقایای به‌جای‌مانده از یک پیچند می‌توانند به طوفان والد ملحق شوند و مسیری بسیار طولانی را طی کنند. پیچندی که در نوامبر ۱۹۱۵ شهر گریت بند کانزاس را تحت تأثیر قرارداد موردی غیرعادی بود، جایی‌که بارانی از بقایای به‌جامانده به فاصلهٔ ۸۰ مایلی (۱۳۰ کیلومتری) از شهر به‌راه‌افتاد، کیسهٔ آردی در فاصلهٔ ۱۱۰ مایلی (۱۸۰ کیلومتری) از شهر و نیز چکی برگشت خورده متعلق به بانک شهر در مزرعه‌ای بیرون از شهر پلمایرا،نبراسکا و در فاصلهٔ ۳۰۵ مایلی از شمال شرقی شهر پیداشدند. گردبادهای مکنده و پیچندها به عنوان توجیهی برای نمونه‌هایی از بارش ماهی و دیگر حیوانات مطرح شده‌اند.
ایمنی
اگرچه پیچندها می‌توانند در آن واحد هجوم آورند، اما اقدامات پیشگیرانه و احتیاط آمیزی وجود دارند که مردم می‌توانند با انجام آن‌ها شانس در امان ماندن خود را افزایش دهند. کارشناسانی مانند مرکز پیش‌بینی طوفان در صورت صدور هشدار وقوع پیچند، داشتن برنامه‌ای از پیش تعیین‌شده را توصیه می‌کنند. در صورت اعلام هشدار، رفتن به زیرزمین یا اتاق همکف یک ساختمان مقاوم شانس زنده ماندن را بسیار افزایش می‌دهد. در نواحی مستعد پیچند، بسیاری‌از ساختمان‌ها در ملک خود زیرزمین‌هایی به‌صورت جان‌پناه در برابر طوفان دارند. این پناهگاه‌های زیرزمینی جان هزاران نفر را نجات داده‌اند.
برخی کشورها آژانس‌های هواشناسی دارند که پیش‌بینی وضع پیچندها را مخابره می‌کنند و موجب افزایش سطح آگاهی نسبت‌به یک پیچند احتمالی می‌شوند (به عنوان مثال اعلام حالت آماده‌باش و هشدار نسبت به وقوع پیچند در ایالات متحده و کانادا). رادیوهای هواشناسی، به‌هنگام اعلام خطر نسبت به وقوع آب و هوای بحرانی برای منطقهٔ محلی، اعلام هشدار می‌کنند، هرچند این موارد عمدتاً در ایالات متحده ممکن هستند. هواشناسان توصیه می‌کنند که رانندگان، وسایل نقلیهٔ خود را کاملاً در کنار جاده پارک کنند (تا سد راه کمک‌های اورژانسی نباشند) و به‌دنبال پناهگاهی مداوم باشند، مگر آنکه پیچند بسیار دور و کاملاً قابل‌رؤیت باشد. اگر هیچ پناهگاه مقاومی در نزدیکی‌ها نباشد، بهترین گزینهٔ بعدی خم‌شدن در یک جوی آب است. پل‌های هوایی در بزرگراه‌ها یکی‌از بدترین مکان‌ها برای پناه‌گیری به‌هنگام وقوع چرخند است، به این دلیل که فضای بسته مستعد افزایش سرعت باد است و امکان پراکنده‌کردن بقایای به‌جای مانده از اشیا را در زیر پل‌هوایی فراهم می‌کند.
اساطیر و باورهای غلط
فرهنگ عامه آسمان سبز را اغلب با پیچند تداعی می‌کند و اگرچه این پدیده ممکن است با آب‌وهوای بحرانی ارتباط داشته باشد اما هیچ مدرکی در خصوص ارتباط آن به‌ویژه با پیچند وجود ندارد. اغلب تصور می‌شود که باز کردن پنجره‌ها از آسیب ناشی از پیچند می‌کاهد. درحالی که درون یک پیچند شدید افت زیادی در فشاراتمسفری وجوددارد، اما بعیداست که این افت‌فشار برای ویران‌کردن یک خانه کافی باشد. برخی تحقیق‌ها حاکی از آن است که باز کردن پنجره‌ها ممکن‌است در واقع شدت خسارت پیچند را افزایش دهد. یک پیچند شدید می‌تواند خانه‌ای را ویران کند، خواه پنجره‌هایش باز باشند یا بسته.
باور غلط دیگری که در بین مردم شایع‌است این می‌باشد که پل‌های هوایی در بزرگراه‌ها پناهگاه‌هایی مناسب در برابر پیچندها هستند. بخشی از این باور حاصل فیلمی می‌باشد که طی هجوم پیچندی در سال۱۹۹۱ در شهر آندوور، کانزاس ضبط شد و به‌سرعت در بین مردم انتشار یافت. در این فیلم، کارکنان بخش خبری و تعدادی از مردم عادی در زیر پل‌هوایی کانزاس پناه می‌گیرند و باعبور پیچند از کنارشان از حادثه جان سالم به‌درمی‌برند. بااین‌حال، پل هوایی بزرگراه مکانی خطرناک در طول وقوع پیچند است. اشخاصی که در این فیلم بودند به‌دلیل تلفیق غیراحتمالی اتفاقات توانستند از مهلکه جان سالم به دربرند: این طوفان تنها یک پیچند ضعیف بود، آسیب مستقیمی بر پل‌هوایی وارد نکرد و خود پل هوایی طراحی منحصربه‌فردی داشت. به جهت اثر ونتوری، بادهای پیچندی در محیط بستهٔ یک پل هوایی سرعت می‌یابند. درحقیقت درهجوم پیچندی اوکلاهاما در سوم مه ۱۹۹۹، سه پل هوایی بزرگراه مورد هجوم پیچندها قرارگرفتند و در هر سه موقعیت، به‌همراه مرگ‌ومیر، صدمات جدی برافراد واردشد. بامقایسه، طی همان هجوم پیچند، بیش از ۲۰۰۰ خانه به‌کلی ویران شدند، ۷۰۰۰ خانهٔ دیگر خسارت دیدند و تنها چند نفر درخانه‌های خود کشته‌شدند.
باوری که از دیرباز وجود داشته براین‌است که در طول پیچند، گوشهٔ جنوب‌غربی زیرزمین امنیت بیشتری دارد. امن‌ترین مکان، سمت یا گوشه‌ای از زیرزمین است که در نقطهٔ مقابل مسیری می‌باشد که پیچند در حال نزدیک‌شدن است (معمولاً گوشهٔ شمال‌شرقی) یا مرکزی‌ترین اتاق در یک طبقهٔ پایین. پناه گرفتن در زیرزمین، زیر پلکان، یا زیر اسباب و اثاثیهٔ مقاوم مانند یک نیمکت کار، شانس زنده ماندن را افزایش می‌دهد.
نهایتاً، مناطقی هستند که مردم معتقدند از آسیب پیچندها درامان می‌باشند، خواه این مناطق در یک شهر باشند، نزدیکی رودخانه‌ای اصلی باشند، بر روی تپه یا کوه قرارداشته‌باشند یا حتی توسط نیروهای ماوراء الطبیعه در امان باشند. گفته‌می‌شود پیچندها توانسته‌اند از رودخانه‌های اصلی عبور کنند، از کوه‌ها بالاروند، دره‌ها را تحت‌تأثیر قراردهند و به چندین مرکز شهر خسارت وارد کنند. به‌عنوان یک قانون کلی، هیچ منطقه‌ای از گزند پیچندها درامان نیست، گرچه برخی مناطق از برخی مناطق دیگر مستعدتر می‌باشند.
پژوهش مداوم
هواشناسی، علمی نسبتاً جوان است و مطالعهٔ پیچندها نیز جدیدتر. اگرچه درباب پیچندها حدود ۱۴۰ سال است که پژوهش می‌شود و حدود ۶۰ سال است که این پژوهش فشرده‌تر شده‌است، اما هنوز جنبه‌هایی از پیچندها در حد معما باقی مانده‌اند. دانشمندان درک نسبتاً خوبی از پیشرفت طوفان‌های تندری و طوفان‌های مزو و نیز از شرایط هواشناسی مساعد برای تشکیل آن‌ها دارند. بااین‌حال، مرحله‌ای که از ابرحفره (یا دیگر فرآیندهای تشکیل‌دهنده) به فرایند تشکیل پیچند می‌رسد و نیز پیش‌بینی سامانه‌های میان-چرخندی پیچندی در برابر غیر پیچندی هنوز به‌خوبی شناخته‌شده نیست و کانون تحقیقات زیادی می‌باشد.
طوفان مزو سطح پایین و ورتیسیتی سطح پایین که به پیچند خلاصه می‌شود، یعنی فرایندها کدام‌ها هستند و رابطهٔ بین محیط زیست و طوفان شدید چه می‌باشد. مشاهده‌شده‌است که پیچندهای شدید به‌طور هم‌زمان همراه با سامانهٔ میان-چرخندی رو به بالا تشکیل می‌شوند (به‌جای آنکه به‌دنبال فرایند تشکیل سامانهٔ میان-چرخندی بیایند) و برخی پیچندهای شدید بدون سامانهٔ میان-چرخندی سطح میانی رخ می‌دهند.
در کل، نقش فروهنج‌ها، به‌ویژه فروهنج ضلع پشتی، و نیز کرانه‌های بلروکلینیک به‌طور فشرده مورد مطالعه قرار می‌گیرند.
پیش‌بینی قابل‌اعتماد شدت و طول عمر پیچند و نیز جزئیاتی که بر ویژگی‌های یک پیچند در طول چرخهٔ زندگی‌اش تأثیر می‌گذارند همگی هنوز به‌عنوان یک مسئله مطرحند. دیگر موضوعات غنی پژوهشی پیچندهای مرتبط با مزوورتیسها در چارچوب ساختارهای خطی طوفان‌های تندری و نیز در چارچوب گردبادهای استوایی می‌باشند.
دانشمندان هنوز مکانیسم‌های دقیقی که اکثر پیچندها بوسیلهٔ آن تشکیل می‌شوند را نمی‌شناسند و پیچندهای پراکنده نیز هنوز بدون اعلام هشدار هجوم می‌آورند. تحلیل مشاهدات که شامل هم تحلیل ثابت و هم سیار می‌باشد (سطحی وهوایی) ابزار طبیعی و حسگر از راه دور (غیرفعال فعال) ایده‌های جدید بوجودمی‌آورند و اندیشه‌های موجود را اصلاح می‌کنند. نمونه‌گیری اعدادی نیز با ادغام مشاهدات و یافته‌های جدید، نسبت به درک فیزیکی ما دید تازه‌ای می‌دهند و سپس در شبیه‌سازی‌های کامپیوتری تست می‌شوند که به این طریق به اندیشه‌های نو اعتبار می‌بخشند و نیز منجر به تولید یافته‌های نظری جدیدی می‌شوند که بسیاری از آن‌ها دست نیافتنی‌اند. مهم‌تر این که رشد فناوری‌های جدید مشاهداتی و نصب شبکه‌های مشاهدهٔ رزلوشن زمانی و مکانی با کیفیت بهتر، به درک بیشتر و پیش‌بینی‌های بهتر در این خصوص کمک کرده‌است.
برنامه‌های تحقیقاتی شامل پروژه‌های میدانی مثل پروژه‌های ورتکس، استفاده‌از تو تو، داپلر چهارچرخ و ده‌ها برنامهٔ دیگر امید دارند بسیاری از سؤالات را که هنوز ذهن هواشناسان را به‌خود مشغول ساخته حل کنند. دانشگاه‌ها، آژانس‌های دولتی مانند آزمایشگاه ملی طوفان‌های بحرانی، هواشناسان بخش خصوصی و مرکز ملی تحقیقات جوی برخی‌از این نهادهایی هستند که در پژوهش بسیار فعالند، البته با منابع درآمدی متفاوت که هم به‌صورت خصوصی و هم عمومی می‌باشند و وجود انکارناپذیر بنیاد ملی علوم. بخشی‌از آهنگ پژوهش با تعداد مشاهداتی که می‌تواند انجام‌گیرد محدود می‌گردد، اختلافاتی که در اطلاعات موجود در خصوص باد، فشار و میزان رطوبت در سرتاسر جو محلی و نیز محاسبات موجود برای شبیه‌سازی از این دسته‌اند.
طوفان‌های خورشیدی که بسیار شبیه پیچندها می‌باشند ثبت شده‌اند اما معلوم نیست این طوفان‌ها تا چه اندازه با همتاهای زمینیشان ارتباط دارند.
چگونگی ایجاد یک پیچند
چگونگی ساختار ابر سلولی جریان‌های داخل یک پیچند.
چگونگی تولید صوت در سازه‌های مختلف پیچند.
ویرانی پس از یک توفانِ پیچنده در ویسکانسین.
نگارخانه
تصویری از پیچند که از جنوب شرقی الی، مانیتوبا در روز جمعه، ۲۲ ژوئن ۲۰۰۷ (میلادی) عکس‌برداری شده‌است.
جستارهای وابسته
وب‌گاه
- مرکز اداری جوی و دریایی ایالات متحده آمریکا: دفتر مطالعات پیچند بایگانی‌شده در ۳۱ اوت ۲۰۰۷ توسط Wayback Machine
 |
در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ پیچند موجود است. |
- ترجمه از ویکی‌پدیا انگلیسی