茨城県や栃木県を突風が襲い、大きな被害を出した６日、周辺では上空の寒気と地表付近に流入した暖かく湿った空気によって大気の状態が不安定になっていた。水戸地方気象台は、大きさが数十キロと通常の数倍の規模になる巨大積乱雲「スーパーセル」が発生した可能性を指摘、現地に職員を派遣して調査を進めている。
スーパーセルは、非常に強い上昇気流を伴う局地的な前線を形成するのが特徴。この前線付近では竜巻が頻発する。
平成１８年１１月に９人が死亡した北海道佐呂間町の竜巻もスーパーセルが原因だったとみられている。
突風が発生した午後１時ごろ、茨城県つくば市の気温は２５．６度で、平年最高気温２１．３度を上回る暖かさだった。
一方で、つくば市の上空約５５００メートルには平年を約５度下回る氷点下１９．１度の寒気が流入。気象庁によると、この寒暖差で強い上昇気流が発生し、大気の状態が不安定になり、積乱雲を発達させたという。
同庁の気象レーダーによると、現場付近では午後１時ごろ、積乱雲は２０キロ程度の大きさまで発達。その後は北東に進み、夕方には海上へと離れた。
積乱雲の通過に伴う降雨で、気温は午後３時から同４時にかけて、２３．１度から１５．６度まで急激に低下した。
この日は西日本から東北の広い範囲で、竜巻などを引き起こす積乱雲が発生しており、気象庁は東海、関東、東北を対象に相次いで竜巻注意情報を発表。茨城県では午後０時３８分に発表していた。
ただ、竜巻の詳しい発生の原因やメカニズムは解明されておらず、特定の場所で何時ごろ竜巻や突風が発生するかの予測は難しいという。平成２３年の竜巻注意情報の的中率は５８９回中、８回とわずか１％にとどまっている。
同気象台は竜巻のほかに、周辺で積乱雲から突風が地表に吹き付ける「ダウンバースト」が発生した可能性も視野に入れ、調査を進める。