Tropischer Wirbelsturm

mini|Schematischer Querschnitt durch einen tropischen Wirbelsturm mini|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 Zentrum. Tropische Wirbelstürme entstehen, wie der Name es sagt, für gewöhnlich nur in den Tropen oder Subtropen. Aufgrund der Corioliskraft rotieren sie dabei zyklonal. Das heißt, auf der Südhalbkugel drehen tropische Wirbelstürme im Uhrzeigersinn und auf der Nordhalbkugel entgegen dem Uhrzeigersinn. Diese Rotation ist zugleich Ursache der typischen, spiralförmig angeordneten Wolkenbänder solcher Stürme. Die Windgeschwindigkeit eines tropischen Wirbelsturms kann über 300 km/h erreichen. Die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Tiefdrucksystems beträgt jedoch lediglich 15–30 km/h.

Tropische Wirbelstürme können sich im Durchmesser hunderte Kilometer ausdehnen. Sie bestehen über See meist einige Tage bis zwei Wochen. Wenn sie auf Land treffen, können sie auf tausenden von Quadratkilometern katastrophale Schäden anrichten.

Benennung mini|Namen der tropischen Wirbelstürme in den verschiedenen Regionen: 1) Hurrikan (Orkan) 2) Taifun 3) Zyklon

Tropische Wirbelstürme mit einer Windgeschwindigkeit, die einem Orkan entspricht – Windstärke 12 auf der Beaufortskala (das entspricht mehr als 64 Knoten oder 118 km/h) –, tragen je nach ihrem Entstehungsgebiet unterschiedliche Bezeichnungen:

Tropensturm Als Tropensturm werden Winde mit einer Geschwindigkeit von 17 m/s bezeichnet. Ab diesem Wert erhalten sie offiziell einen Namen.Außertropische Umwandlung tropischer Wirbelstürme: Einfluss auf das Strömungsmuster in den mittleren Breiten – PDF-Datei, abgerufen am 13. Juli 2024, S. 5–6

Hurrikan

Als Hurrikane werden tropische Wirbelstürme im Atlantik, Nordpazifik östlich von 180° Länge und im Südpazifik östlich von 160° Ost, im Karibischen Meer und im Golf von Mexiko bezeichnet, wenn sie eine maximale Mittelwindstärke von über 64 Knoten erreichen. Auf dem Mittelmeer werden gelegentlich Stürme beobachtet, die tropischen Wirbelstürmen ähneln. Ein solcher Sturm wird auch Medicane genannt, eine Kombination aus den Ausdrücken (englisch für Mittelmeer) und (englisch für Hurrikan).

Die Einstufung eines Hurrikans in verschiedene Stärken erfolgt über die Saffir-Simpson-Hurrikan-Windskala, die offiziell allerdings nur für den Atlantik sowie den Nordpazifik östlich der Datumsgrenze gilt.

Taifun

Als Taifune werden tropische Wirbelstürme in Ost- und Südostasien sowie im nordwestlichen Teil des Pazifischen Ozeans, westlich der internationalen Datumsgrenze und nördlich des Äquators bezeichnet.

Zyklon

Als Zyklone werden tropische Wirbelstürme im ganzen Indischen Ozean und im südlichen Pazifischen Ozean bezeichnet.

Im Indischen Ozean ereignen sich als Zyklone bezeichnete tropische Wirbelstürme sowohl nördlich (im Golf von Bengalen und im Arabischen Meer) als auch südlich des Äquators (im Bereich von Mauritius, La Réunion, Madagaskar und der afrikanischen Ostküste sowie in der Region der australischen Westküste, dort werden sie Willy-Willy genanntwww.wissen.de).

Im Pazifischen Ozean werden ausschließlich die südlich des Äquators und westlich von 160° Ost vorkommenden tropischen Wirbelstürme als Zyklone bezeichnet. Im Gegensatz zum Nordpazifik verlaufen die Bahnen der tropischen Wirbelstürme, die im Südpazifik entstehen, fast ausschließlich westlich von 160° Ost (durch Polynesien, Melanesien, die Korallensee, den Golf von Carpentaria und die Arafurasee).

Entstehung mini|Schematischer Aufbau eines tropischen Wirbelsturms Vor allem im Spätsommer und Herbst verdunsten von der Meeresoberfläche große Wassermengen, die mit der warmen Luft aufsteigen. Sie beginnen sich aufgrund der Corioliskraft zu drehen – ein riesiger Wirbel entsteht. In dessen Mitte befindet sich das „Auge“, eine weitgehend windfreie, niederschlagsfreie und wolkenarme Zone im Zentrum des Hurrikans. Der Durchzug des Auges wurde früher oft mit dem Ende des Sturms verwechselt; Menschen, die sich währenddessen ins Freie begaben, wurden häufig vom erneut und schnell einsetzenden Sturm überrascht.

Direkt um das Auge liegt die „Eyewall“ (dt. „Augenwand“), die aus hochreichenden Wolken besteht und in der im Allgemeinen die höchsten Windgeschwindigkeiten auftreten. Die Windrichtung in der Eyewall wird durch die Zentrifugalkraft beeinflusst (Gradientwind). In starken Hurrikanen können sich mehrere Eyewalls ausbilden. Unter Umständen kann eine äußere Eyewall die innere Eyewall ersetzen. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer „zyklischen Eyewall-Neubildung“ (englisch: eyewall replacement cycle).

Erreicht ein tropischer Wirbelsturm die Küste und gelangt über Land, wird der Wirbel schwächer, weil der Nachschub an feuchtwarmer Luft fehlt.

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. Die Luftfeuchtigkeit spielt eine wesentliche Rolle bei der Entstehung der Wirbelstürme, da in ihr die Verdampfungsenthalpie des Wassers enthalten ist. Diese wird dem Ozean beim Verdunsten langsam entzogen und bei der Kondensation schnell wieder abgegeben. Die bei der Kondensation der Luftfeuchtigkeit freiwerdende Kondensationsenthalpie treibt einen tropischen Wirbelsturm hauptsächlich an. Eine wichtige Voraussetzung für einen Tropischen Wirbelsturm ist eine hohe Luftfeuchtigkeit vor allem in der mittleren Troposphäre. Meeresoberflächentemperatur Die Oberflächentemperatur des Wassers muss nach bisheriger Lehrmeinung mindestens 26 °C bis zu einer Tiefe von 50 m betragen. Es kommt aber auf den Temperaturunterschied zwischen dem Wasser und der Luft in höheren Schichten an. Ist die Luft oben kälter, können auch schon Wassertemperaturen von 20 bis 24 Grad für die Sturmbildung ausreichen. Geringe Windscherung Die Windscherung zwischen verschiedenen Luftschichten darf nicht zu groß sein, da sich andernfalls kein Wirbel ausbilden kann.Wärmere Meere – stärkere Hurrikane, Kevin E. Trenberth, Spektrum der Wissenschaft 9/07, S. 34 ff. Atmosphärische Störung Wichtig für die Entstehung eines Tropischen Wirbelsturms ist eine anfängliche atmosphärische Störung.

Entstehungsorte mini|Entstehungsgebiete und Zugbahnen von tropischen Wirbelstürmen Die meisten tropischen Wirbelstürme entstehen wegen der günstigen Wassertemperaturen innerhalb einer Zone, die um den Äquator zwischen dem südlichen und dem nördlichen 30. 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 selbst als Entstehungszone für tropische Wirbelstürme nahezu ausgeschlossen, was jedoch nicht heißen muss, dass sie dort nicht vorkommen. In diesen Zonen zwischen nördlichen und südlichen 5. und 30. Breitengrad entstehen die meisten tropischen Wirbelstürme aus Wellenstörungen in der Passatströmung, den „Easterly Waves“. Außerdem 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).

Allgemein Traditionell werden sieben Verbreitungsgebiete unterschieden: Nordwestlicher Pazifischer Ozean:Die tropischen Wirbelstürme in der Region westlich der Datumsgrenze und nördlich des Äquators nennt man Taifune. Taifune haben oft Auswirkungen auf China, Japan, Südkorea, Hongkong, die Philippinen und Taiwan, Vietnam und Teile Indonesiens. Hinzu kommen zahlreiche Inseln Ozeaniens. Dieses Becken ist das aktivste, ein Drittel der weltweit verzeichneten tropischen Wirbelstürme tritt hier auf. An keiner anderen Küste weltweit gelangen mehr tropische Wirbelstürme an Land als in der Volksrepublik China, an zweiter Stelle liegen die Philippinen mit 6–7 tropischen Stürmen jährlich. Nordöstlicher Pazifischer Ozean:Dieses Becken, nördlich des Äquators und östlich der Datumsgrenze, ist das zweitaktivste. Die Stürme werden hier Hurrikane genannt und haben oft Auswirkungen auf den Westen Mexikos und seltener auf Kalifornien oder den nordwestlichen Teil Zentralamerikas. In der Datenbank ist kein Hurrikan erfasst, der im US-Bundesstaat Kalifornien das Festland erreichte. Historische Aufzeichnungen berichten jedoch davon, dass 1858 ein Sturm in der Stadt San Diego Winde von mehr als 65 Knoten verursachte. Der genaue Verlauf dieses minimalen Hurrikans ist jedoch unbekannt. 1939, 1976 und 1997 wurden in Kalifornien jedoch Winde in Orkanstärke gemessen. Nördlicher Atlantischer Ozean:Diese Region besteht aus dem nördlichen Atlantischen Ozean, dem Karibischen Meer und dem Golf von Mexiko. Die Anzahl der Wirbelstürme in diesem Gebiet schwankt zwischen einem und mehr als zwanzig Stürmen jährlich; durchschnittlich bilden sich etwa zehn Stürme pro Jahr. Von diesen Stürmen sind hauptsächlich die Ostküste der Vereinigten Staaten, die Golfküste der Vereinigten Staaten, Mexiko, Zentralamerika, die Karibischen Inseln und Bermuda betroffen. Venezuela, die Atlantikprovinzen Kanadas und die Makaronesischen Inseln liegen gelegentlich in der Zugbahn der Stürme. Nach derzeitigem Kenntnisstand ist dabei langfristig die Position des Azorenhochs entscheidend. Bei der gegenwärtigen Position, die das Azorenhoch seit 1000 BP und zuvor zwischen den Jahren 5000 und 3400 innehatte, erreichen Hurrikane sowohl die Atlantik- als auch die Golfküste. Zwischen 3400 und 1000 moderner Zeitrechnung lag das Azorenhoch weiter südwestlich, etwa über den Bermudas, und lenkte daher deutlich mehr Hurrikane in den Golf von Mexiko. Paläotempestologische Untersuchung zeigten, dass während dieser Zeit 3- bis 5-mal mehr Hurrikane die Golfküste erreichten, jedoch nur halb so viele die Atlantikküste.Kam-biu Liu & Miriam L. Fearn: Reconstruction of Prehistoric Landfall Frequencies of Catastrophic Hurricanes in Northwestern Florida from Lake Sediment Records. Quaternary Research 2000, 54 (2): 238–245. doi:10.1006/qres.2000.2166D. B. Scott et al.: Records of prehistoric hurricanes on the South Carolina coast based on micropaleontological and sedimentological evidence, with comparison to other Atlantic Coast records. Geological Society of America Bulletin 2003, 115 (9): 1027–1039. doi:10.1130/B25011.1 Die meisten der intensiveren Hurrikane sind sogenannte Kapverdische Hurrikane, die sich vor der westafrikanischen Küste bei den Kapverden bilden. Seltener entwickeln sich Hurrikane zu außertropischen Systemen, die den Westen Europas erreichen, etwa Hurrikan Gordon, der Auswirkungen auf die Iberische Halbinsel und Großbritannien hatte. Ähnlich selten wie in Kalifornien sind tropische Wirbelstürme in Spanien. Aus den letzten zweihundert Jahren sind nur zwei tropische Wirbelsturmsysteme bekannt, die als solche die iberische Halbinsel erreichten: Hurrikan Vince während der Saison 2005 und ein Hurrikan aus dem Jahr 1842. Nördlicher Indischer Ozean:In diesem Becken bilden sich die Stürme, hier Zyklon genannt, in zwei Gebieten, dem Golf von Bengalen und dem Arabischen Meer, wobei im Golf von Bengalen eine fünf- bis sechsfach höhere Aktivität besteht. In diesem Becken hat die Saison zwei Höhepunkte: im April und Mai, bevor der Monsun einsetzt und dann nochmals im Oktober und November, direkt danach. Die Wirbelstürme mit den meisten Todesopfern haben hier gewütet, etwa der Zyklon in Ostpakistan 1970, durch den mehr wohl 300.000–500.000 Menschen starben. Zyklone betreffen in diesem Becken vor allem Indien, Bangladesch, Sri Lanka, Thailand, Myanmar und Pakistan. Gelegentlich trifft ein Zyklon jedoch auch die Arabische Halbinsel.