藤田スケール

藤田スケール
規模 スピード ダメージ
時速 km/h
F0 73歳未満 117未満 ライト
F1 73～112 117～180 適度
F2 113～157 181～253 かなり
F3 158～206 254～332 厳しい
F4 207～260 333–418 壊滅的な
F5 261～318 419–512 信じられない

藤田スケール（Fスケール、/ f u ˈ dʒ iː t ə /）または藤田・ピアソンスケール（FPPスケール）は、竜巻の強さを格付けする尺度であり、主に竜巻が人工構造物や植生に及ぼす被害に基づいています。公式の藤田スケールのカテゴリーは、地上または上空からの被害調査、あるいはその両方を行った上で気象学者と技術者によって決定されます。状況によっては、地表の渦巻き模様（サイクロイド痕）、気象レーダーデータ、目撃証言、メディア報道、被害画像、そして動画記録が利用可能な場合は写真測量法またはビデオ測量法も活用されます。気象学者テッド・フジタにちなんで名付けられた藤田スケールは、2007年2月に米国で改良藤田スケール（EFスケール）に置き換えられました。2013年4月、カナダは、環境カナダ（EC）が評価に使用する31の「特定の被害指標」とともに、藤田スケールに代えてEFスケールを採用しました。[ 1 ] [ 2 ]

背景

このスケールは、1971年にシカゴ大学のテッド・フジタと、国立暴風雨予報センター/NSSFC（現ストーム予測センター/SPC）所長のアレン・ピアソンによって導入されました。このスケールは1973年に更新され、進路の長さと幅が考慮されました。アメリカ合衆国では、1970年代後半から[ 3 ] 、竜巻は発生直後から評価されるようになりました。フジタスケールは、1950年から米国海洋大気庁（NOAA）の国立竜巻データベースにスケールが採用されるまでの間に報告された竜巻に遡及的に適用されました。藤田は1916年から1992年までの竜巻を評価し[ 4 ] [ 5 ]、トルネードプロジェクトのトム・グラズリスは1880年まで遡って米国で発生したすべての既知の重大な竜巻（F2～F5または死者を出した竜巻）を評価した[ 6 ]。藤田スケールは英国 以外のほとんどの地域で採用された。

2007年2月1日、藤田スケールは廃止され、改良藤田スケールが米国で導入されました。[ 7 ]新しいスケールは、風速と竜巻による被害の深刻度をより正確に一致させます。[ 8 ]

各被害レベルは風速と関連付けられていますが、フジタスケールは事実上は被害スケールであり、記載されている被害に関連する風速は厳密に検証されていません。改良フジタスケールは、フジタスケールで強力な竜巻による被害の発生に必要な風速が大幅に過大評価されていることを示唆する研究に基づいて策定されました。一流のエンジニアと気象学者による専門家の意見聴取プロセスを経て、EFスケールの風速が算出されましたが、これは米国の建設慣行に偏っています。EFスケールは、被害パラメータの説明も改善しました。

導出

ボフォート、藤田、マッハ数のスケールの関係を示す図

藤田が導出した元のスケールは、ボーフォート風力階級とマッハ数階級を滑らかに接続するように設計された理論的な13段階スケール（F0～F12）であった。F1はボーフォート風力階級の12段階目、F12はマッハ数1.0に相当する。F0は、ボーフォートの風力階級の0段階目が風がほとんどない、あるいは全くないことを示すのと同様に、被害がないことを示す位置（ボーフォート風力階級の約8段階目）に置かれた。これらの風速数値から、藤田スケールの各カテゴリーにおける被害の定性的な記述が作成され、それらの記述に基づいて竜巻が分類された。[ 9 ]

F6評価

藤田がこのスケールを導出した当時は、風による被害に関する情報がほとんどなかったため、当初のスケールは、特定の被害段階における風速範囲について、知識に基づいた推測以上のものを示していませんでした。藤田は、木造住宅へのあらゆる被害レベルと予想される風速の上限を網羅するため、実際にはF0からF5のみを使用するつもりでした。しかし、彼はF5を超える風速や、被害分析の進歩によってそれが明らかになる可能性を考慮し、F6を「想像を絶する竜巻」と呼び、その定義を追加しました。[ 10 ]

1974年のスーパーアウトブレイクで最も強かった竜巻（オハイオ州ゼニアを襲った）の被害状況を航空写真で調べ、藤田はこれを暫定的にF6の強度±1と評価した。 [ 11 ] 1977年のバーミンガム・スミスフィールドのF5竜巻の被害状況はテッド・フジタが調査し、「スミスフィールドの竜巻をF6と評価することを検討した」という。[ 12 ] 2001年、竜巻の専門家トーマス・P・グラズリスは著書『F5-F6竜巻』で「私の意見では、F6の竜巻がビデオに捉えられていたとしたら、それは1995年にテキサス州パンパで発生した竜巻だ」と述べている。[ 13 ] 2023年、オクラホマ州ノーマンの嵐予測センターと国立気象局は、1970年のラボック竜巻は当初F6と評価されていたが、後に公式評価のF5に引き下げられたと発表しました。[ 14 ]

さらに、当初の風速の数値は、各カテゴリーで説明されている被害を引き起こすのに必要な実際の風速よりも高かったことが判明しました。この誤差は、カテゴリーが上がるにつれて、特にF3からF5の範囲で顕著になります。NOAAは、「正確な風速の数値は実際には推測に過ぎず、科学的に検証されたことはありません。場所によって、さらには建物によっても、風速が異なると同じような被害が生じる可能性があります。いずれにせよ、竜巻被害に関する徹底的な工学的分析が行われない限り、その被害を引き起こすのに必要な実際の風速は不明です。」と述べています。[ 10 ]

竜巻の専門家トーマス・P・グラズリスが率いる竜巻プロジェクトは、F6の評価に関して、「このレベルが達成されたとしても、その証拠は地面の渦巻きパターンの何らかの形でしか見つからないかもしれない。なぜなら、それは工学的研究では決して特定できないかもしれないからだ」と述べている。[ 15 ]

パラメータ

ここでは、6 つのカテゴリが強度が増す順にリストされています。

  • 特定の竜巻の評価は、しっかりと建てられた木造住宅に最も深刻な被害を与えるか、または他の被害の工学的分析から同等のレベルの被害を与えます。
  • 藤田スケールは強風による被害の深刻度に基づいているため、F5を超える竜巻は測定不可能な理論上の概念です。木造住宅の構造的被害は、F5の被害に相当する全壊と瓦礫の飛散を超えることはできません。風速319mph（513km/h）を超える竜巻が発生する可能性はあり、このような突風は移動式レーダー観測によって確認されていますが、公式に被害に基づくF6の評価を受けた竜巻は存在しません。
規模風速推定値[ 7 ]頻度[ 16 ]潜在的な損害[ 7 ]
時速km/h
F040～72歳64～11644.14% 軽度のダメージ。
しっかりと建てられた建物は、窓ガラスが割れたり、屋根や煙突に軽微な損傷があったりする場合もありますが、通常は無傷です。看板や大型の標識は倒れることがあります。木々は大きな枝が折れたり、根が浅い場合は根こそぎ倒れたりすることもあります。 		しっかりと建てられた建物は、窓ガラスが割れたり、屋根や煙突に軽微な損傷があったりする場合もありますが、通常は無傷です。看板や大型の標識は倒れることがあります。木々は大きな枝が折れたり、根が浅い場合は根こそぎ倒れたりすることもあります。
F173～112117～18034.24% 中程度のダメージ。
トレーラーハウスなどの仮設構造物への被害は甚大となり、車などの車両が道路から押し出されたり、横転したりする可能性があります。恒久的な構造物も屋根に大きな損傷を受ける可能性があります。 		トレーラーハウスなどの仮設構造物への被害は甚大で、車などの車両が道路から押し出されたり、横転したりする可能性があります。恒久的な構造物も屋根に大きな損傷を受ける可能性があります。
F2113～157181～25316.17% 重大な損害。
しっかりと建てられた建物でも、屋根が流されるなど深刻な被害を受ける可能性があり、粗悪な建物では外壁の一部が崩落することもあります。しかし、トレーラーハウスは破壊されます。車両は地面から持ち上げられ、軽量の物体は小型ミサイルのように飛び散り、竜巻の進路外でも被害をもたらします。森林地帯では、多くの樹木が折れたり、根こそぎにされたりしています。 		しっかりと建てられた建物でも、屋根が流されるなど深刻な被害を受ける可能性があり、粗悪な建物では外壁の一部が崩落することもあります。しかし、トレーラーハウスは破壊されます。車両は地面から持ち上げられ、軽量の物体は小型ミサイルのように飛び散り、竜巻の進路外でも被害をもたらします。森林地帯では、多くの樹木が折れたり、根こそぎにされたりしています。
F3158～206254～3324.35% 重大な損傷。
被害を受けた建物の一部はそのまま残ります。しっかりと建てられた建物は外壁と内壁の一部が失われます。固定されていない家屋は流され、固定が不十分な家屋は完全に倒壊することもあります。列車と車両はすべて横転します。小型車両や同程度の大きさの物体は地面から持ち上げられ、飛散物のように飛び散ります。森林地帯では植生がほぼ完全に失われ、樹木の樹皮が剥がれることもあります。 		被害を受けた建物の一部はそのまま残ります。しっかりと建てられた建物は外壁と内壁の一部が失われます。固定されていない家屋は流され、固定が不十分な家屋は完全に倒壊することもあります。列車と車両はすべて横転します。小型車両や同程度の大きさの物体は地面から持ち上げられ、飛散物のように飛び散ります。森林地帯では植生がほぼ完全に失われ、樹木の樹皮が剥がれることもあります。
F4207～260333–4181% 壊滅的な被害。
しっかりと建てられた家屋は、基礎の上に積み重なった中型の瓦礫の山と化します。しっかりと固定されていない、あるいは固定されていない家屋は、完全に流されてしまいます。飛行機、列車、大型トラックなどの大型で重い乗り物は、押し倒されたり、何度もひっくり返されたり、持ち上げられて投げ飛ばされたりする可能性があります。大きくて健康な木々は、樹皮が完全に剥がれ、地面近くで折れたり、根こそぎにされて飛び散ったりします。乗用車や同程度の大きさの物体も持ち上げられ、かなりの距離まで飛ばされる可能性があります。 		しっかりと建てられた家屋は、基礎の上に積み重なった中型の瓦礫の山と化します。しっかりと固定されていない、あるいは固定されていない家屋は、完全に流されてしまいます。飛行機、列車、大型トラックなどの大型で重い乗り物は、押し倒されたり、何度もひっくり返されたり、持ち上げられて投げ飛ばされたりする可能性があります。大きくて健康な木々は、樹皮が完全に剥がれ、地面近くで折れたり、根こそぎにされて飛び散ったりします。乗用車や同程度の大きさの物体も持ち上げられ、かなりの距離まで飛ばされる可能性があります。
F5261～318419–5120.1% 信じられないダメージ。
しっかりと建てられ、しっかりと固定された家々は基礎から引き剥がされ、空中に舞い上がり、やがて消滅します。家々の残骸は何マイルも吹き飛ばされ、基礎部分は徹底的に掃除されます。学校などの鉄筋の大型建築物は完全に倒壊し、低い草や植物は地面から引き剥がされ、木々は完全に樹皮を剥がされ、折れてしまいます。目に見えるような構造物の残骸はほとんど発生せず、ほとんどの物質は小さな粒状の粒子の粗い混合物となり、散乱しています。数トンもの大型鉄骨車両や農機具は、原形を留めないほどに損傷し、何マイルも離れた場所に投げ出されたり、完全に原形をとどめない状態になってしまったりすることがよくあります。高層ビルは倒壊したり、構造的に大きな変形を起こしたりします。この被害に関する公式の説明は、破壊の深刻さを強調し、「信​​じられないほどの現象が発生する可能性があり、今後も発生するだろう」と述べています。 		しっかりと建てられ、しっかりと固定された家々は基礎から引き剥がされ、空中に舞い上がり、やがて消滅します。家々の残骸は何マイルも吹き飛ばされ、基礎部分は徹底的に掃除されます。学校などの鉄筋の大型建築物は完全に倒壊し、低い草や植物は地面から引き剥がされ、木々は完全に樹皮を剥がされ、折れてしまいます。目に見えるような構造物の残骸はほとんど発生せず、ほとんどの物質は小さな粒状の粒子の粗い混合物となり、散乱しています。数トンもの大型鉄骨車両や農機具は、原形を留めないほどに損傷し、何マイルも離れた場所に投げ出されたり、完全に原形をとどめない状態になってしまったりすることがよくあります。高層ビルは倒壊したり、構造的に大きな変形を起こしたりします。この被害に関する公式の説明は、破壊の深刻さを強調し、「信​​じられないほどの現象が発生する可能性があり、今後も発生するだろう」と述べています。

ピアソン尺度

1973年、アレン・ピアソンは藤田スケールに経路長と経路幅のパラメータを追加しました。このバージョンでは、各竜巻に藤田スケール1つとピアソンスケール2つの評価が与えられました。例えば、被害に基づいてF4と評価され、経路長が63マイル（101 km）、経路幅が800ヤード（730 m）の竜巻は、F、P、P 4、4、4と評価されます。しかし、ピアソンスケールの使用は広く普及せず、竜巻の経路長と経路幅を直接記載する方が一般的でした。[ 6 ]

ピアソン尺度
規模 パスの長さ パス幅
– <0.3 マイル (0.48 km) 6ヤード（5.5メートル）未満
P00.3～0.9マイル（0.48～1.45 km） 6～17ヤード（5.5～15.5メートル）
P11.0～3.1マイル（1.6～5.0 km） 18～55ヤード（16～50メートル）
P23.2～9.9マイル（5.1～15.9キロメートル） 56～175ヤード（51～160メートル）
P310～31マイル（16～50 km） 176～566ヤード（161～518メートル）
P432～99マイル（51～159キロメートル） 0.3～0.9マイル（0.48～1.45 km）
P5100～315マイル（161～507キロメートル） 1.0～3.1マイル（1.6～5.0 km）

評価区分

竜巻の評価分類
F0 F1 F2 F3 F4 F5
弱い 強い 暴力的な
重要な
激しい

竜巻気候学研究などの目的で、藤田スケールの評価はクラスに分類されることがあります。[ 6 ] [ 17 ] [ 18 ]

米国における廃炉

1971年に竜巻の強度と進路面積を区別する手段として導入された藤田スケールは、風速を被害に割り当てていたが、これはせいぜい推測に過ぎなかった。[ 19 ]藤田らはこれを直ちに認識し、1970年代の残りを通して集中的な工学分析が行われた。この研究とその後の研究により、記述された被害をもたらすために必要な竜巻の風速は、特に上位カテゴリーにおいて、実際にはFスケールが示すよりもはるかに低いことが示された。また、このスケールは竜巻が引き起こす可能性のある被害の概要を示しているものの、建物の構造強度など、風速が低い場合に被害が大きくなる可能性のある要因をほとんど考慮していなかった。藤田は1992年に修正藤田スケールでこれらの問題にいくらか対処しようとしたが[ 20 ]、当時彼は半引退状態にあり、国立気象局は全く新しいスケールに更新する立場になかったため、このスケールはほとんど制定されなかった。[ 21 ]

アメリカ合衆国では、2007年2月1日[ 1 ]に藤田スケールは廃止され、科学者らがより正確だと考える改良藤田スケールが採用されました。EFスケールを設計した気象学者や技術者たちは、EFスケールは多くの点でFスケールを改良していると考えています。人工構造物と自然構造物の両方において、異なる種類の構造物に生じる異なる被害の程度を考慮に入れています。拡張・改良された被害指標と被害の程度は、これまでやや曖昧だったものを標準化しました。また、風速の推定精度も大幅に向上し、最高レベルであるEF5の風速に上限を設けないと考えられています。カナダ環境省は、 2013年4月1日からカナダで改良藤田スケールの使用を開始しました。 [ 22 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b「藤田竜巻被害スケール」spc.noaa.gov . 2017年5月27日閲覧。
  2. ^ 「藤田スケール - 竜巻被害スケール」 factsjustforkids.com . 2019年6月14日閲覧。
  3. ^エドワーズ, ロジャー; ラデュー, ジェームズ・G.; フェリー, ジョン・T.; シャーフェンバーグ, ケビン; マイヤー, クリス; クールボーン, ウィリアム・L. (2013年5月1日). 「竜巻強度推定：過去、現在、そして未来」(PDF) .アメリカ気象学会誌. 94 (5): 641– 653. Bibcode : 2013BAMS...94..641E . doi : 10.1175/BAMS-D-11-00006.1 . ISSN 1520-0477 . S2CID 7842905 .  
  4. ^マクドナルド、ジェームズ・R. (2001). 「アメリカ気象学会」 .アメリカ気象学会誌. 82 (1): 63– 72. Bibcode : 2001BAMS...82...63M . doi : 10.1175/1520-0477(2001)000<0063:TTFHCT>2.3.CO;2 .
  5. ^マッカーシー、ダニエル. 「NWS竜巻調査と全国竜巻への影響」(PDF) . www.spc.noaa.gov .
  6. ^ a b cグラズリス、トーマス・P. （ 1993年7月）『1680年から1991年にかけての重要な竜巻』セントジョンズベリー（バーモント州） : 環境映画竜巻プロジェクト。ISBN 978-1-879362-03-1。
  7. ^ a b c藤田竜巻被害規模嵐予測センター. 2009年5月20日にアクセス。
  8. ^ 「Storm Prediction Center」 . www.spc.noaa.gov . 2024年12月20日閲覧。
  9. ^ 「Storm Prediction Center」 . spc.noaa.gov . 2017年5月27日閲覧。
  10. ^ a b竜巻に関するよくある質問。嵐予測センター。サイトアクセス日：2006年6月27日。
  11. ^藤田, T. セオドア (1974). 「1974年4月3日のジャンボ竜巻発生」(PDF) .
  12. ^ 「1977年4月4日、スミスフィールドF5竜巻」国立気象局。2022年4月8日閲覧。
  13. ^ Thomas P. Grazulis (2021). F5-F6竜巻. The Tornado Project.
  14. ^ Roger Edwards (SPC); Matthew S. Elliott (SPC); Patrick T. Marsh (SPC; Douglas A. Speheger (NWS). 「1995～2021年の米国竜巻データにおける誤り、異常、およびアーティファクト」(PDF) . Storm Prediction Center Publications : 1– 10. 2023年1月11日閲覧。
  15. ^ 「藤田スケール」 .トルネードプロジェクト.バーモント州セントジョンズベリー. 2015年.
  16. ^ 「Storm Prediction Center WCM Data」 . Storm Prediction Center . 2021年9月15日閲覧。
  17. ^藤田竜巻強度スケール、2011年12月30日アーカイブ、 Wayback Machine
  18. ^ Brooks, Harold. 「index」 . nssl.noaa.gov . 2012年10月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年5月27日閲覧。
  19. ^藤田哲也・セオドア(1971).竜巻とハリケーンの面積と強度による特徴づけの提案. シカゴ: シカゴ大学.
  20. ^ 「Storm Prediction Center」 . www.spc.noaa.gov . 2017年5月27日閲覧。
  21. ^藤田哲也・セオドア(1992). 『激しい嵐の謎を解き明かす試みの回想録』シカゴ：シカゴ大学.
  22. ^竜巻被害の評価：EFスケール vs. Fスケール。トロントでは1900年代以降、何度か竜巻が発生している。 2013年4月27日アーカイブ、 Wayback Machine

参考文献

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