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Tropischer Wirbelsturm

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Die Verlaufsbahnen der Tropischen Wirbelstürme von 1985 bis 2005.

Ein tropischer Wirbelsturm ist ein Tiefdrucksystem mit organisierter Konvektion, schweren Gewittern und einer geschlossenen Bodenwindzirkulation um das Tiefdruckzentrum.

Tropische Wirbeltürme rotieren zyklonal, auf der Nordhalbkugel entgegen dem Uhrzeigersinn. Diese Rotation verleiht dem Wirbelsturm seine typischen, spiralförmig angeordneten Wolkenbänder. Tropische Wirbelstürme können gewöhnlich nur in den Tropen oder Subtropen entstehen. Je nach Region der Entstehung tragen tropische Wirbelstürme unterschiedliche Zusatzbezeichnungen:

Hurrikan
Als Hurrikane werden tropische Wirbelstürme im Atlantik, Nordpazifik östlich von 180° Länge und im Südpazifik östlich von 160° Ost bezeichnet, wenn sie eine maximale Mittelwindstärke von über 64 Knoten erreichen.
Zyklon
Ein Zyklon ist ein heftiger Wirbelsturm im Golf von Bengalen. Auch die im Indischen Ozean südlich des Äquators vorkommenden heftigen Wirbelstürme im Bereich von Mauritius, La Réunion, Madagaskar und der afrikanischen Ostküste werden als Zyklone bezeichnet. Außerdem werden auch tropische Wirbelstürme im Bereich des Südostpazifiks „Zyklone“ genannt.
Taifun
Als Taifune werden tropische Wirbelstürme im nordwestlichen Teil des Pazifischen Ozeans, also im asiatischen Raum, bezeichnet.

Die Einstufung eines tropischen Wirbelsturms in verschiedene Stärken erfolgt über die Saffir-Simpson-Skala.

Entstehung

Im Spätsommer verschwinded große Mengen Wasserdampf durch das einatmen von giftigen gasen die aus dem boden kommen ! peace out ich bin drausen, die mit der warmen Luft aufsteigen, diese beginnen wegen der Corioliskraft zu drehen: ein riesiger Wirbel entsteht. In dessen Mitte befindet sich das „Auge“, dort ist es völlig ruhig. Auf dem Festland wird der Wirbel schwächer, weil der Nachschub an feuchtwarmer Luft fehlt. Im Inneren des Wirbelsturms herrscht dabei ein Tiefdruckgebiet und völlige Windstille, während in den äußeren Teilen sehr hohe Windgeschwindigkeiten erreicht werden können und Hochdruck herrscht.

Entwicklungsbedingungen

Reibung und Luftfeuchtigkeit
Tropische Wirbelstürme bilden sich nur über großen Wasseroberflächen, da hier die Reibung wesentlich niedriger ist als an Land und die Luftfeuchtigkeit groß genug ist. Sie spielt eine wesentliche Rolle bei der Entstehung der Wirbelstürme, da in ihr Energie (latente Wärme) enthalten ist. Diese Wärme wird dem Ozean beim Verdunsten langsam entzogen und bei der Kondensation schnell wieder abgegeben. Diese Kondensationswärme treibt einen tropischen Wirbelsturm hauptsächlich an.
Meeresoberflächentemperatur
Die Oberflächentemperatur des Wassers muss mindestens 26 °C bis zu einer Tiefe von 50 m betragen.
Geringe Windscherung
Die Windscherung zwischen verschiedenen Luftschichten darf nicht zu groß sein, da sich andernfalls kein Wirbel ausbilden kann.[1]

Entstehungsorte

Die meisten tropischen Wirbelstürme entstehen wegen der günstigen Wassertemperaturen innerhalb einer Zone, die zwischen dem südlichen und dem nördlichen 25. Breitengrad liegt. Da die Corioliskraft, die ablenkende Kraft der Erdrotation, erst ab 5 Grad nördlicher und südlicher Breite stark genug ist, um eine Drehbewegung der Zyklone einzuleiten, ist das Äquatorgebiet grundsätzlich als Entstehungszone für tropische Wirbelstürme ausgeschlossen, was jedoch nicht heißen muss, dass diese dort nicht vorkommen.

Entstehungsgebiete und Zugbahnen von tropischen Wirbelstürmen.

In diesen Zonen zwischen 5. und 25. Breitengrad wird das Entstehen eines tropischen Wirbelsturms noch durch die innertropische Konvergenzzone (ITC) zusätzlich unterstützt. Die ITC sorgt für aufsteigende Luftmassen und starke Konvektion, weil hier oberflächennah die beiden Passatwinde aufeinanderstoßen (Konvergenz). In ca. 12 - 15 km Höhe streben die Luftmassen nach dem Aufsteigen wieder auseinander (Höhendivergenz).

Im südatlantischen Ozean und im südöstlichen Pazifik gibt es sehr selten tropische Wirbelstürme, da hier die kalten Meeresströmungen Benguela- und Humboldtstrom die tropischen Ozeane deutlich abkühlen, sodass die erforderliche Wassertemperatur von mindestens 26 °C selten erreicht wird. Am 26. März 2004 wurde der bislang einzige tropische Wirbelsturm im Südatlantik vor Brasilien beobachtet. Im Herbst 2005 haben mit Vince und Delta erstmals zwei Tropenstürme die den Küsten Europas vorgelagerten kanarischen Inseln bzw. Azoren erreicht. Auf dem Mittelmeer werden manchmal Stürme beobachtet, die den tropischen Wirbelstürmen ähnlich sind.

Es ergeben sich sieben Entstehungsgebiete:

Entwicklungsstadien

Schematischer Aufbau eines tropischen Wirbelsturms
Strömung
Wenn eine großflächige, konvektionsauslösende Strömung, beispielsweise eine Easterly Wave oder ein außertropisches Tiefdruckgebiet über ausreichend warmem Wasser auf ausreichend feuchte Luftmassen und auf günstige Scherungsbedingungen trifft, kann ein selbsterhaltender Vorgang ausgelöst werden.
Konvektion
Die durch das Auskondensieren frei werdende latente Wärme führt dazu, dass die aufsteigende Luft zusätzlich beschleunigt wird. Dadurch entsteht an der Wasseroberfläche ein Unterdruck, also ein Tief. Die von unten nachströmenden Luftmassen erfüllen dieselben Kriterien und werden ebenfalls beschleunigt. Dadurch wird der Kettenprozess aber alleine noch nicht ausgelöst, sonst würden auch in unseren Breiten aus großen Gewittern tropische Wirbelstürme entstehen.
Rotation
Die von allen Seiten auf das durch Tiefdruck geprägte Konvektionsgebiet zuströmenden Luftmassen (Low Level Inflow) fangen an auf der relativ reibungsfreien Wasseroberfläche durch die Corioliskraft, um ein Rotationszentrum herum zu zirkulieren: Es entsteht ein LLCC (Low Level Circulation Centre). Diese Zirkulation organisiert und unterstützt die Konvektion zusätzlich; durch die Rotation kann noch mehr Luft aufsteigen. Außerdem verhindert sie, dass die nachströmenden Luftmassen den Unterdruck im Zentrum ausgleichen. Die Rotation unterstützt so die Selbsterhaltung des Tiefdrucks im Rotationszentrum. Je schneller sich der Wirbelsturm dreht, desto mehr warme, feuchte Luft wird zum Auskondensieren gebracht. Wenn die Luft genug Feuchtigkeit abgegeben hat, steigt sie nicht weiter auf und bewegt sich in der Höhe seitwärts vom Rotationszentrum weg (High Level Outflow). Einen sehr guten Eindruck vermittelt dieses Video mit englischer Erklärung zum Thema Low Level Inflow und High Level Outflow.
Intensivierung
Das entstandene System intensiviert sich nun immer weiter, solange die Bedingungen es zulassen. Sind die Entwicklungsbedingungen optimal, intensiviert sich dieses System bis zu einer bestimmten Obergrenze. Unter anderem verhindert die Oberflächenreibung ihre Überschreitung, da sie eine bremsende Wirkung hat. Den Rekord hält der Taifun Tip (Nordwestpazifik, 1979) mit 870 Hektopascal Kerndruck und 2200 km Durchmesser. Durchschnittlich erreichen tropische Wirbelstürme einen Durchmesser von 500 - 700 km. Damit sind sie deutlich kleiner als außertropische Tiefdrucksysteme.
Das Auge von Taifun Odessa, Pazifischer Ozean, August 1985
Auge
Dreht sich der tropische Wirbelsturm schnell genug, kann sich ein Auge bilden. Das Auge ist ein relativ wolkenfreier, fast windstiller Bereich um das Rotationszentrum, in dem kalte trockene Luft von oben absinkt. Umgeben ist das Auge von hochreichenden Quellwolken, dem Eyewall. Die höchsten Windgeschwindigkeiten erreicht der tropische Wirbelsturm in diesem Bereich. Da der Sturm noch eine zusätzliche Eigenbewegung aufweist, die zur Rotationsgeschwindigkeit addiert wird, liegt das Hauptwindfeld immer auf der Seite, auf der die Rotation und die Eigenbewegung in die selbe Richtung zeigen. Beispiel: Zieht ein Zyklon mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 200 km/h auf der nördlichen Hemisphäre gegen den Uhrzeigersinn drehend mit einer Eigengeschwindigkeit von 30 km/h nach Norden so ergibt sich eine totale Geschwindigkeit an der östliche Eyewall von 230 km/h. Auf der westlichen Seite wird hingegen nur 170 km/h erreicht, da hier die Eigenbewegung der Rotationsbewegung entgegen wirkt.
Abschwächung
Tropische Wirbelstürme bewegen sich unterschiedlich schnell fort: In niederen Breiten mit 8 bis 32 km/h, in höheren Breiten mit bis zu 80 km/h. Auf beiden Erdhalbkugeln ziehen die Zyklonen zuerst meist in westliche Richtung und kehren dann parabelförmig nach Osten um. Auf der Nordhalbkugel in der Regel folgendermaßen: W NW N NO. Dabei verlassen sie irgendwann den Bereich günstiger Bedingungen und schwächen sich ab; entweder durch Landkontakt, zu kaltes Wasser, trockene Luftmassen oder zu hoher Scherung. Den Rekord an Langlebigkeit hält der tropische Wirbelsturm John, der 1994 31 Tage lang über den Pazifik fegte. Wenn tropische Wirbelstürme die Frontalzone der mittleren Breiten erreichen, können sie sich in ein außertropisches Tiefdrucksystem umwandeln (Extratropical Transition).

Gefahren

Tropische Wirbelstürme zählen zu den Naturkatastrophen, da von ihnen mehrere Gefahren ausgehen, die Menschen, Natur und Sachwerte bedrohen. Durch die globale Erwärmung ist in Zukunft von einem verstärkten Auftreten auszugehen [1]. Im Folgenden werden die unterschiedlichen Bedrohungen, die von tropischen Wirbelstürme ausgehen, näher erläutert:

Sturmflut
Fortwährende hohe Windgeschwindigkeiten, bis über 250 km/h, sind nahe dem Auge möglich. Dadurch kann es zu auflaufender Flut von bis über 10 m ü. NN kommen. Dies kann zu weitläufigen Überflutungen führen, zusätzlich sind bei diesen Geschwindigkeiten auch bereits massiv gebaute Strukturen gefährdet.
Wind
In Böen sind über 350 km/h möglich. Bei diesen Geschwindigkeiten sind auch massiv gebaute Strukturen gefährdet.
Niederschlag
Erreicht der Wirbelsturm die Küste, kühlt er sich durch die Reibung dermaßen ab, dass die vorher durch die Luft aufgenommene Feuchtigkeit nicht mehr gehalten werden kann und es zu Starkniederschlägen kommt. Innerhalb eines Tage können so über 500 mm (das ist 500 Liter pro Quadratmeter) Niederschlag fallen. Diese enormen Niederschlagsmengen lösen an Land häufig Überschwemmungen aus und können auch zu Erdrutschen führen.
Wellen
Über 20 m hohe Wellen bedrohen die Schifffahrt,Surfer,Badegäste sowie die Küsten und Inseln.
Tornados
Diese kleinräumigen Luftwirbel sind eine häufige Begleiterscheinung von tropischen Wirbelstürmen. Sie bilden sich in den Gewittern, die den tropischen Wirbelsturm umkreisen. Meist handelt es sich dabei um Wasserhosen, beim Landfall treten aber auch Tornados über Land auf.

Die meisten Todesopfer forderte der Zyklon Bhola 1970 in Bangladesch, damals starben rund 300.000 Menschen. Hurrikan Katrina verursachte hingegen 2005 die größten Kosten (>100 Milliarden USD). Der stärkste Sturm bei erreichen der Küste war Camille 1969 an der Golfküste mit 306 km/h Dauerwindgeschwindigkeit. Der zeitlich längste hieß John und hielt sich 1994 31 Tage über dem Pazifik, der in der Ausdehnung größte war "Tip" im Pazifik mit einem Durchmesser von 2200 km[1].

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c Wärmere Meere - stärkere Hurrikane, Kevin E. Trenberth, Spektrum der Wissenschaft 9/07 S34 ff

Weltweite Beobachtungsdienste:

Interessante Links:

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