Ildvirvel

En ildvirvel, ildtornado eller branntornado er en virvelvind som dannes over et brennende område. Alle slags branner kan skape ildvirvler; de er også fremkalt eksperimentelt. I likhet med vanlige støvvirvler skyldes de at heten nedenfra fører til at luften stiger sterkt (konveksjon) og begynner å rotere. På den måten skiller de seg fra tornadoer, som utvikles ovenfra. De kan imidlertid bli like kraftige som en sterk tornado, i tillegg til at bevegelsene ofte er uberegnelige. Dermed kan de bli meget farlige, og de har antagelig bidratt til flere av de mest dødbringende brannene vi kjenner.

Typiske egenskaper
Form som en forholdsvis tynn tornado.
Oftest (men ikke alltid) ild nederst og røyk i den øvre delen.
De driver i hovedsak med den alminnelige (synoptiske) vinden i området, eller vind skapt av brannen – men er ofte uberegnelige, noe som bidrar til å gjøre dem farlige.
Kjernen, den synlige ilden, er oftest én meter eller smalere, men kan bli 10–20 m eller mer i diameter. Under de voldsomme brannene rundt Canberra i 2003 ble det observert en ildtornado på nærmere 500 m. I tillegg suges luft fra området rundt innover mot kjernen, hvor temperaturen kan komme opp mot 1100 °C.
Vindhastigheten kan overstige 250 km/t – som i en sterk tornado (F3) Den er enda oppgitt å kunne komme opp i over 480 km/t, som de voldsomste tornadoene.
Levetiden er oftest noen få minutter, men enkelte varer i en time eller mer og arter seg som ildstormer.

Ildvirvelens fødsel og død
En ildvirvel antas å danne seg omtrent slik:
Den blir født som en horisontal virvel i møtet mellom oppvinden (konveksjonen) skapt av brannen og en nedstrøm av langt kjøligere luft på utsiden.
Oppdriften vil løfte den horisontale virvelen, mest der oppdriften er sterkest. På den måten vil virvelen reise seg og til slutt stå tilnærmet vertikalt.
Virvelen vil suge til seg luft fra omegnen. Hvis den går over et brennbart eller brennende område, vil den også suge opp vissent løv og andre lette gjenstander, som så tar fyr. Den kan også suge opp askepartikler som ikke ville brenne mens de lå på bakken, likeså branngasser som skyldes ufullstendig forbrenning. Alt dette tar så fyr når det blandes med oksygen ved høy temperatur. Denne etterbrenningen kan bidra til at temperaturen blir svært høy, at forbrenningen blir mer intens, og at virvelen blir sterkere og høyere.

En ildvirvel kan vokse til en ildstorm, være umulig å slukke og stifte nye branner i til dels betydelig avstand. Den vil imidlertid svekkes og etter hvert dø ut hvis den kommer over et ikke-brennbart område, f.eks. et vann etter et utbrent strøk.

Ildvirvler har vært kjent lenge
Ildvirvler har sjelden eller aldri vært fotografert eller filmet før nokså nylig, med masseutbredelse av digitalt fotoutstyr. Men det har lenge vært kjent at ild kan danne virvler. Noen eksempler fra 1800-tallet:

Brannen på Vaterland 1819
Denne brannen ødela en veldig mengde trelast på bordtomtene på Vaterland i Christiania (Oslo). Om dette skrev Morgenbladet:
«Den vind, som af og til blæste, varierede fra alle kanter, ja hvirvlede rundt omkring, og syntes næsten at bestaa af de store og vidt udstrakte ildmasser og røgskyer, der søgte udvei hid og did. Ikke destomindre stod baade vinden og ilden stundom dels lige paa selve byen, dels paa forstaden Vaterland og satte deres indvaanere i megen frygt og uro.»

Peshtigo-brannen 1871
«På denne tiden skiftet vindretningen raskt. Først fra sørvest, så fra vest, deretter fra nordvest, så tilbake til sør, samtidig som vi ble hjemsøkt av en serie virvelvinder som sendte byger av glør og gnister i enhver tenkelig retning.»
.

Forekommer under alle slags branner
Alle slags branner kan skape ildvirvler eller ildtornadoer, og de er også fremkalt eksperimentelt. På YouTube og andre steder finnes en rekke bilder og videoopttak av dem. Eksempler:
Ildvirvler under skogbranner, f.eks. i Australia
Ildvirvel under en «vanlig» husbrann.
Ildvirvel ved brann i en plastfabrikk, Ungarn.
Hele utslettelsen av Peshtigo i 1871 er tilskrevet en gigantisk ildtornado.
Etter Kanto-jordskjelvet 1923 oppstod en ildtornado som krevde anslagsvis 45 000 menneskeliv – den mest dødbringende brannen i fredstid.

Ildvirvler fremkalt eksperimentelt
En rekke ganger er ildvirvler fremkalt eksperimentelt. Ved et tidlig forsøk i Sør-Frankrike ble 105 oljebrennere plassert utover et område på størrelse med tre fotballbaner. Hensikten var å studere ildvirvler. Installasjonen fikk navnet Météotron. Området ble spekket med termometre og anemometre (vindmålere). Hver brenner eller flammekaster brukte ca. 1 m³ olje i timen. En brente altså 30–40 tonn olje ved hvert forsøk, som varte i 20–30 minutter. Hver brenner utviklet en flamme som var ca. én meter bred og 5–10 meter høy. Samlet varmeutvikling var 1 000 MW, trolig omtrent som en stor brann i en bygård. Oljebrenning gir mye røyk, og røyken fra anlegget nådde gjerne 1–2 kilometer opp i atmosfæren, for så å drive av gårde med vinden.

Forskerne fikk laget mange ild- og røykhvivler. De skaffet seg verdifulle kunnskaper om dem, så forsøket ble betegnet som vellykket. De atmosfæriske forholdene hadde mye å si for hvorvidt det dannet seg virvler, og i så fall hva slags. Noen ganger oppstod to virvler, som roterte hver sin vei. Én gang holdt en virvel seg flere minutter etter at brennerne var slått av. En annen, stor virvel ble så sterk at den blåste ut tre av brennerne.

Referanser

Litteratur
Christopher J. Church & John T. Snow 1980: Intense Atmospheric Vortices Associated with a 1000 MW Fire. Bulletin American Meteorological Society 7/1980, s. 682-694.

Ild