I tornado, o in italiano trombe d'aria, sono dei vortici d'aria che si sviluppano dalla base di una nube temporalesca fino al terreno. Questi vortici d'aria si rendono visibili sia attraverso la condensazione del vapore acqueo, sia attraverso i detriti (polvere ma anche oggetti di dimensioni maggiori) che trasportano con sé. Se i tornado si sviluppano sul mare, allora vengono chiamati trombe marine.

La velocità dell'aria associata a questi vortici può essere molto elevata e in alcuni casi, fortunatamente molto rari, superare i 500 km/h. Contrariamente alle credenze popolari, i danni prodotti dai tornado non sono dovuti alla depressione a essi associata, ma al vento orizzontale, il quale esercita sulle superfici una pressione proporzionale al quadrato della sua velocità. In altre parole un vento di 10 m/s esercita una pressione cento volte superiore a un vento di 1 m/s.

Poiché i tornado sono essenzialmente dei vortici d'aria, per capire come essi si formino è necessario comprendere:

1) quale sia l'origine della vorticità dell'aria
2) quale sia il meccanismo in grado di confinare la vorticità in zone relativamente ristrette dell'atmosfera.

Ricordiamo infatti che i tornado hanno dimensioni che vanno dalle decine alle centinaia di metri, cioé molto piccole rispetto ad altri fenomeni meteorologici.

Attualmente sembra assodato che l'origine della vorticità dei tornado non sia da ricercarsi, come si pensava un tempo, nella forza di Coriolis (dovuta alla rotazione terrestre), che invece è all'origine della vorticità degli uragani e dei tifoni, ma alla stratificazione verticale del vento. Questo fatto può essere più facilmente compreso con il semplice disegno sotto riportato.

In tale schema si vede come un vento che al suolo soffia da sudest mentre in quota soffia da sudovest produca una vorticità oraria rappresentata dal cilindro. Ora, la vorticità così ottenuta è orizzontale, in altre parole il cilindro è parallelo al terreno, pertanto è necessario avere un meccanismo che renda verticale questa vorticità.

Questo meccanismo è rapresentato dai temporali e in particolare dalle correnti ascendenti che li generano. Le correnti ascendenti, infatti, sollevando le masse d'aria deformano i cilindri di vorticità mostrati nello schema precedente rendendoli da orizzontali a verticali.

Abbiamo sino ad ora visto come la stratificazione del vento nei bassi strati e le correnti ascendenti dei temporali siano all'origine della vorticità dei tornado. Questi fatti non sono però sufficienti a spiegare appieno i tornado in quanto è necessario individuare anche il meccanismo per cui la vorticità viene confinata nelle aree delle dimensioni osservate nei tornado. Questo confinamento, inoltre, analogamente a quanto accade per le ballerine dell'opera che piroettando raccolgono le braccia, permette di raggiungere le velocità di rotazione osservate nei tornado.

La comunità scientifica non ha ancora raggiunto un accordo su quale possa essere questo meccanismo, sembra comunque chiaro che un ruolo estremamente importante debba essere svolto dalle correnti discendenti presenti nei temporali. Queste correnti discendenti, una volta raggiunto il suolo, si allargano sino a racchiudere le correnti ascendenti, calde e umide, in un freddo abbraccio. Se questo abbraccio è troppo stretto il sistema muore, ma in alcune particolari situazioni l'abbraccio è tale per cui le correnti ascendenti vengono confinate in modo tale da dar origine alla nube a forma di imbuto che chiamiamo tornado.

Vi sono inoltre molti altri aspetti che si ritengono importanti per la formazione dei tornado. In primo luogo è importante avere in prossimità del suolo variazioni di temperatura e umidità in zone molto ristrette (qualche decina di km). Un pò più controversa è l'importanza di forti venti in quota (i getti) attorno ai 9000 -12 000 m. Sembra, infatti, che per avere forti tornado si debbano avere dei forti getti ma che tornado di minor intensità possano svilupparsi anche in loro assenza.