Hurricanes und Twister
Anläßlich der vielen Hurricanes in den USA möchte ich nochmal einen Thread zu den faszinierenden aber auch zerstörischen Stürmen aufmachen. Speziell technisch, wie sie entstehen usw. Dazu habe ich von Wikipedia Informationen zusammengesucht.
Der größte Unterschied zwischen Hurricanes und Twister ist wohl das Hurricanes vom Durchmesser viel größer sind. Sie können auch nur über dem Meer enstehen. Twister dagegen können höhere Windgeschwindigkeiten erreichen und zumindest lokal größere Zerstörungen anrichten. Anscheinend überall entstehen.
Auch ist man sich bei den Ursachen für Tornados wohl nicht ganz einig.
Hurricanes
Als Hurrikan (Etymologie siehe 'Huracan') wird ein tropischer Wirbelsturm bezeichnet, wenn er sich im Atlantik, in der Karibik, im Nordpazifik östlich der Datumsgrenze oder im Südpazifik östlich von 160° O entwickelt.
Andere Namen für tropische Wirbelstürme sind Zyklon (Indien), Taifun (im westlichen Pazifik) oder tropical cyclone (Australien; der in deutscher Literatur gelegentlich anzutreffende Begriff Willy Willy bezeichnet eine Kleintrombe und keinen tropischen Wirbelsturm).
Der Hurrikan hat eine Windgeschwindigkeit von 118 km/h oder mehr (also Windstärke 12 auf der Beaufort-Skala). Hurrikane können in der Zeit von Mai bis Dezember entstehen, die offizielle Saison läuft vom 1. Juni bis zum 30. November. Sie können bis zu zwei Wochen andauern und Flächen von mehreren 100 Kilometern Durchmesser verwüsten.
Das Wort Hurrikan kommt ursprünglich aus dem Indianischen und bedeutet so viel wie "Gott des Windes" (siehe auch Huracan).
Die hohen Windgeschwindigkeiten, Wellen und schwere Niederschläge stellen eine große Gefahr dar. Den höchsten materiellen Schaden richtete 1992 der Hurrikan Andrew mit etwa 30 Milliarden Dollar an; er wurde aber vermutlich im August 2005 von Hurrikan Katrina übertroffen, der mit Windgeschwindigkeiten von 250 bis 300 km/h über Florida, Louisiana (besonders der Großraum New Orleans), Mississippi, Alabama und Tennessee hinwegzog und wahrscheinlich rund tausend Opfer forderte. Hurrikan Katrina tobte auf über 233.000 Quadratkilometern; dies entspricht fast der Fläche Großbritanniens. Rund 350.000 Häuser wurden zerstört. Die Gesamtschäden werden auf etwa 125 Milliarden Dollar (100 Milliarden Euro) geschätzt. Die Schadenssumme ist größer als die der zwölf nächstschweren Hurrikane zusammengenommen und etwa fünfmal so groß wie der von Andrew angerichtete Schaden.
Entstehung
Hurrikane entstehen über dem Meer; dabei muss die Wassertemperatur mindestens um die 25°C betragen. Wasser verdunstet, steigt auf, und große Gewitterwolken bilden sich. Durch die aufsteigenden Luftmassen entsteht über der warmen Meeresoberfläche ein Unterdruck, und feuchte Meeresluft strömt wegen der Luftdruckunterschiede aus der Umgebung nach. Die aufsteigenden Luftmassen werden durch die Corioliskraft in Rotation versetzt, ein Wirbel entsteht. Durch Auskondensieren der Luftfeuchtigkeit wird die latente Wärmeenergie der Luftmasse freigesetzt und unter Einfluss der Corioliskraft in Bewegungsenergie umgewandelt. Die Geschwindigkeit steigt langsam an; ab einer Windgeschwindigkeit von 62 km/h (Windstärke 8) spricht man von einem tropischen Sturm. Wenn in diesem Wirbel die Windgeschwindigkeit weiter ansteigt, während er sich westwärts weiterbewegt, entwickelt er sich zu einem Hurrikan mit einer Windgeschwindigkeit von 118 km/h und mehr (Windstärke 12). Ein solches System bezieht seine Energie aus dem warmen Oberflächenwasser der tropischen Breiten und kann von seiner Entstehung als tropische Depression bis zu seiner Auflösung über Land oder kühlerem Wasser eine Lebensdauer von ein bis vier Wochen erreichen.
Typische Merkmale
Typisch ist das sogenannte "Auge"; eine 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 vom erneut hereinbrechenden Sturm überrascht und fielen ihm zuweilen zum Opfer. Ein Hurrikan dreht sich immer links herum (gegen den Uhrzeigersinn), da er auf der nördlichen Halbkugel entsteht. Durch diese Drehung bringt er stets unsymmetrische Gefahren mit sich.
Als Hurrikan (Etymologie siehe 'Huracan') wird ein tropischer Wirbelsturm bezeichnet, wenn er sich im Atlantik, in der Karibik, im Nordpazifik östlich der Datumsgrenze oder im Südpazifik östlich von 160° O entwickelt.
Andere Namen für tropische Wirbelstürme sind Zyklon (Indien), Taifun (im westlichen Pazifik) oder tropical cyclone (Australien; der in deutscher Literatur gelegentlich anzutreffende Begriff Willy Willy bezeichnet eine Kleintrombe und keinen tropischen Wirbelsturm).
Der Hurrikan hat eine Windgeschwindigkeit von 118 km/h oder mehr (also Windstärke 12 auf der Beaufort-Skala). Hurrikane können in der Zeit von Mai bis Dezember entstehen, die offizielle Saison läuft vom 1. Juni bis zum 30. November. Sie können bis zu zwei Wochen andauern und Flächen von mehreren 100 Kilometern Durchmesser verwüsten.
Das Wort Hurrikan kommt ursprünglich aus dem Indianischen und bedeutet so viel wie "Gott des Windes" (siehe auch Huracan).
Die hohen Windgeschwindigkeiten, Wellen und schwere Niederschläge stellen eine große Gefahr dar. Den höchsten materiellen Schaden richtete 1992 der Hurrikan Andrew mit etwa 30 Milliarden Dollar an; er wurde aber vermutlich im August 2005 von Hurrikan Katrina übertroffen, der mit Windgeschwindigkeiten von 250 bis 300 km/h über Florida, Louisiana (besonders der Großraum New Orleans), Mississippi, Alabama und Tennessee hinwegzog und wahrscheinlich rund tausend Opfer forderte. Hurrikan Katrina tobte auf über 233.000 Quadratkilometern; dies entspricht fast der Fläche Großbritanniens. Rund 350.000 Häuser wurden zerstört. Die Gesamtschäden werden auf etwa 125 Milliarden Dollar (100 Milliarden Euro) geschätzt. Die Schadenssumme ist größer als die der zwölf nächstschweren Hurrikane zusammengenommen und etwa fünfmal so groß wie der von Andrew angerichtete Schaden.
Entstehung
Hurrikane entstehen über dem Meer; dabei muss die Wassertemperatur mindestens um die 25°C betragen. Wasser verdunstet, steigt auf, und große Gewitterwolken bilden sich. Durch die aufsteigenden Luftmassen entsteht über der warmen Meeresoberfläche ein Unterdruck, und feuchte Meeresluft strömt wegen der Luftdruckunterschiede aus der Umgebung nach. Die aufsteigenden Luftmassen werden durch die Corioliskraft in Rotation versetzt, ein Wirbel entsteht. Durch Auskondensieren der Luftfeuchtigkeit wird die latente Wärmeenergie der Luftmasse freigesetzt und unter Einfluss der Corioliskraft in Bewegungsenergie umgewandelt. Die Geschwindigkeit steigt langsam an; ab einer Windgeschwindigkeit von 62 km/h (Windstärke 8) spricht man von einem tropischen Sturm. Wenn in diesem Wirbel die Windgeschwindigkeit weiter ansteigt, während er sich westwärts weiterbewegt, entwickelt er sich zu einem Hurrikan mit einer Windgeschwindigkeit von 118 km/h und mehr (Windstärke 12). Ein solches System bezieht seine Energie aus dem warmen Oberflächenwasser der tropischen Breiten und kann von seiner Entstehung als tropische Depression bis zu seiner Auflösung über Land oder kühlerem Wasser eine Lebensdauer von ein bis vier Wochen erreichen.
Typische Merkmale
Typisch ist das sogenannte "Auge"; eine 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 vom erneut hereinbrechenden Sturm überrascht und fielen ihm zuweilen zum Opfer. Ein Hurrikan dreht sich immer links herum (gegen den Uhrzeigersinn), da er auf der nördlichen Halbkugel entsteht. Durch diese Drehung bringt er stets unsymmetrische Gefahren mit sich.
Twister(Tornado)
Ein Tornado (span. tornar = umkehren, wenden, Partizip tornado; tornear = wirbeln, drechseln), auch Großtrombe, Wind- oder Wasserhose, amerikanisch Twister genannt, ist ein kleinräumiger Luftwirbel in der Erdatmosphäre, der eine mehr oder weniger senkrechte Drehachse aufweist und im Zusammenhang mit konvektiver Bewölkung (Cumulus und Cumulonimbus) steht, was auch dessen Unterschied zu Kleintromben (Staubteufeln) ausmacht. Der Wirbel erstreckt sich hierbei durchgehend vom Boden bis zur Wolkenuntergrenze. Diese Definition geht auf Alfred Wegener (1917) zurück und ist in dieser Form heute noch allgemein anerkannt.
Die Begriffe Wind- und Wasserhose (engl.: Waterspout) bezeichnen im deutschen Sprachraum Großtromben (Tornados im weiteren Sinne) über Land beziehungsweise größeren Wasserflächen (Meer, große Binnenseen). Windhose ist dabei ein Synonym für einen Tornado im engeren Sinne über Land.
Die Bezeichnung „Windhose“ wird jedoch von Meteorologen zunehmend abgelehnt. In der älteren Literatur noch wohldefiniert (Wegener), wurde der Begriff in der jüngeren Vergangenheit vermehrt undifferenziert für verschiedene Phänomene im Zusammenhang mit plötzlich auftretenden starken Winden verwendet (zum Beispiel Downburst) oder fälschlich auf Kleintromben bezogen. Zudem wurde der Eindruck eines Unterschieds zwischen „großen“ Tornados in Nordamerika und „kleinen“ Windhosen in Europa erweckt. Ein Unterschied zwischen Windhosen und Tornados besteht jedoch weder bezüglich ihrer physikalischen Natur, noch bezüglich ihrer Stärke.
Entstehung
Die Entstehung von Tornados ist sehr komplex und bis heute ein aktueller Forschungsgegenstand. Trotz offener Fragen im Bezug auf Details sind die Voraussetzungen und die prinzipiellen Mechanismen der Tornadogenese recht gut bekannt. Unter den entsprechenden Bedingungen können sich Tornados an jedem Ort während des ganzen Jahres bilden; die Atmosphäre „kennt“ weder den Kalender noch die Geographie.
Grundlagen
Für die Entstehung von Tornados müssen zunächst die Voraussetzungen für hochreichende Feuchtekonvektion gegeben sein. Diese sind bedingte Labilität, also eine hinreichend starke vertikale Temperaturabnahme, genügendes Feuchteangebot (latente Wärme) in den unteren 1-2 km der Atmosphäre sowie Hebung der Luftmasse, um die Feuchtekonvektion auszulösen. Hebungsmechanismen können thermischer (Sonneneinstrahlung) oder auch dynamischer (Fronten) Natur sein. Wesentlicher Energielieferant solcher Stürme und von Gewittern allgemein ist die im Wasserdampf der feuchten Luftmasse gespeicherte latente Wärme, welche bei der Kondensation freigesetzt wird. Erst diese zusätzliche Wärmemenge ermöglicht ein hochreichend freies Aufsteigen der Luft (Feuchtekonvektion), da die Atmosphäre gegenüber trockener Konvektion abgesehen von bodennaher Überhitzung stabil ist. Im letzteren Fall kann es lediglich zur Bildung von Kleintromben kommen. Eine Art Übergangsform sind dynamisch ausgelöste Kleintromben, so genannte Böenfrontwirbel (Gustnado) an der Böenfront eines Schauers oder Gewitters. Diese können sich aber in einen Tornado entwickeln, sofern sie Kontakt zu dem feuchtkonvektiven Aufwind bekommen und so verstärkt werden.
Merkmale
Im Anfangsstadium ist ein Tornado zunächst fast unsichtbar. Erst wenn im Inneren des Wirbels durch den Druckabfall Wasserdampf kondensiert oder Staub, Trümmer, Wasser und dergleichen aufgewirbelt werden, tritt der Tornado auch optisch in Erscheinung. Eine durchgehende Kondensation von der Wolke bis zum Boden ist aber nicht in jedem Fall zu beobachten. Eine solche von der Mutterwolke ausgehende Kondensation wird als Trichterwolke (engl. funnel cloud) bezeichnet. Erreicht der Luftwirbel den Boden nicht, so spricht man von einer Blindtrombe. Für einen Tornado ist der Bodenkontakt des Luftwirbels entscheidend, nicht dessen durchgehende Sichtbarkeit. Sind z.B. unter einer Trichterwolke Windwirkungen, z.B. Schäden am Boden nachweisbar, handelt es sich um einen Tornado. Die Gestalt des Luftwirbels ist sehr vielfältig und reicht von dünnen schlauchartigen Formen bis zu einem mehr oder weniger breiten sich nach oben erweiternden Trichter (siehe nebenstehende Abbildungen und Weblinks). Dabei kann der Durchmesser einige Meter bis hin zu 500 m, sogar bis über 1 km betragen. Nicht selten treten bei großen Durchmessern mehrere Wirbel auf, die um ein gemeinsames Zentrum kreisen, was als Multivortex-Tornado bezeichnet wird.
Die interne Rotationsgeschwindigkeit des Windes ist jedoch meist wesentlich höher als die der linearen Bewegung. Sie ist auch für die verheerenden Verwüstungen verantwortlich, die ein Tornado hinterlassen kann.
Die höchste je registrierte Windgeschwindigkeit innerhalb eines Tornados wurde während des Oklahoma Tornado Outbreak am 3. Mai 1999 bei Bridge Creek, Oklahoma (USA) mit einem Doppler-Radar bestimmt. Mit 496 ± 33 km/h lag sie im oberen Bereich der Klasse F5 der Fujita-Skala; die obere Fehlergrenze reicht sogar in den F6-Bereich. Dies ist damit die höchste je gemessene Windgeschwindigkeit auf der Erdoberfläche überhaupt. Oberhalb der Erdoberfläche erreichten nur Jetstreams höhere Windgeschwindigkeiten. In der offiziellen Statistik zählt dieser Tornado aber mit Rücksicht auf den wahrscheinlichsten Wert und die Unsicherheiten als F5.
Ein Tornado (span. tornar = umkehren, wenden, Partizip tornado; tornear = wirbeln, drechseln), auch Großtrombe, Wind- oder Wasserhose, amerikanisch Twister genannt, ist ein kleinräumiger Luftwirbel in der Erdatmosphäre, der eine mehr oder weniger senkrechte Drehachse aufweist und im Zusammenhang mit konvektiver Bewölkung (Cumulus und Cumulonimbus) steht, was auch dessen Unterschied zu Kleintromben (Staubteufeln) ausmacht. Der Wirbel erstreckt sich hierbei durchgehend vom Boden bis zur Wolkenuntergrenze. Diese Definition geht auf Alfred Wegener (1917) zurück und ist in dieser Form heute noch allgemein anerkannt.
Die Begriffe Wind- und Wasserhose (engl.: Waterspout) bezeichnen im deutschen Sprachraum Großtromben (Tornados im weiteren Sinne) über Land beziehungsweise größeren Wasserflächen (Meer, große Binnenseen). Windhose ist dabei ein Synonym für einen Tornado im engeren Sinne über Land.
Die Bezeichnung „Windhose“ wird jedoch von Meteorologen zunehmend abgelehnt. In der älteren Literatur noch wohldefiniert (Wegener), wurde der Begriff in der jüngeren Vergangenheit vermehrt undifferenziert für verschiedene Phänomene im Zusammenhang mit plötzlich auftretenden starken Winden verwendet (zum Beispiel Downburst) oder fälschlich auf Kleintromben bezogen. Zudem wurde der Eindruck eines Unterschieds zwischen „großen“ Tornados in Nordamerika und „kleinen“ Windhosen in Europa erweckt. Ein Unterschied zwischen Windhosen und Tornados besteht jedoch weder bezüglich ihrer physikalischen Natur, noch bezüglich ihrer Stärke.
Entstehung
Die Entstehung von Tornados ist sehr komplex und bis heute ein aktueller Forschungsgegenstand. Trotz offener Fragen im Bezug auf Details sind die Voraussetzungen und die prinzipiellen Mechanismen der Tornadogenese recht gut bekannt. Unter den entsprechenden Bedingungen können sich Tornados an jedem Ort während des ganzen Jahres bilden; die Atmosphäre „kennt“ weder den Kalender noch die Geographie.
Grundlagen
Für die Entstehung von Tornados müssen zunächst die Voraussetzungen für hochreichende Feuchtekonvektion gegeben sein. Diese sind bedingte Labilität, also eine hinreichend starke vertikale Temperaturabnahme, genügendes Feuchteangebot (latente Wärme) in den unteren 1-2 km der Atmosphäre sowie Hebung der Luftmasse, um die Feuchtekonvektion auszulösen. Hebungsmechanismen können thermischer (Sonneneinstrahlung) oder auch dynamischer (Fronten) Natur sein. Wesentlicher Energielieferant solcher Stürme und von Gewittern allgemein ist die im Wasserdampf der feuchten Luftmasse gespeicherte latente Wärme, welche bei der Kondensation freigesetzt wird. Erst diese zusätzliche Wärmemenge ermöglicht ein hochreichend freies Aufsteigen der Luft (Feuchtekonvektion), da die Atmosphäre gegenüber trockener Konvektion abgesehen von bodennaher Überhitzung stabil ist. Im letzteren Fall kann es lediglich zur Bildung von Kleintromben kommen. Eine Art Übergangsform sind dynamisch ausgelöste Kleintromben, so genannte Böenfrontwirbel (Gustnado) an der Böenfront eines Schauers oder Gewitters. Diese können sich aber in einen Tornado entwickeln, sofern sie Kontakt zu dem feuchtkonvektiven Aufwind bekommen und so verstärkt werden.
Merkmale
Im Anfangsstadium ist ein Tornado zunächst fast unsichtbar. Erst wenn im Inneren des Wirbels durch den Druckabfall Wasserdampf kondensiert oder Staub, Trümmer, Wasser und dergleichen aufgewirbelt werden, tritt der Tornado auch optisch in Erscheinung. Eine durchgehende Kondensation von der Wolke bis zum Boden ist aber nicht in jedem Fall zu beobachten. Eine solche von der Mutterwolke ausgehende Kondensation wird als Trichterwolke (engl. funnel cloud) bezeichnet. Erreicht der Luftwirbel den Boden nicht, so spricht man von einer Blindtrombe. Für einen Tornado ist der Bodenkontakt des Luftwirbels entscheidend, nicht dessen durchgehende Sichtbarkeit. Sind z.B. unter einer Trichterwolke Windwirkungen, z.B. Schäden am Boden nachweisbar, handelt es sich um einen Tornado. Die Gestalt des Luftwirbels ist sehr vielfältig und reicht von dünnen schlauchartigen Formen bis zu einem mehr oder weniger breiten sich nach oben erweiternden Trichter (siehe nebenstehende Abbildungen und Weblinks). Dabei kann der Durchmesser einige Meter bis hin zu 500 m, sogar bis über 1 km betragen. Nicht selten treten bei großen Durchmessern mehrere Wirbel auf, die um ein gemeinsames Zentrum kreisen, was als Multivortex-Tornado bezeichnet wird.
Die interne Rotationsgeschwindigkeit des Windes ist jedoch meist wesentlich höher als die der linearen Bewegung. Sie ist auch für die verheerenden Verwüstungen verantwortlich, die ein Tornado hinterlassen kann.
Die höchste je registrierte Windgeschwindigkeit innerhalb eines Tornados wurde während des Oklahoma Tornado Outbreak am 3. Mai 1999 bei Bridge Creek, Oklahoma (USA) mit einem Doppler-Radar bestimmt. Mit 496 ± 33 km/h lag sie im oberen Bereich der Klasse F5 der Fujita-Skala; die obere Fehlergrenze reicht sogar in den F6-Bereich. Dies ist damit die höchste je gemessene Windgeschwindigkeit auf der Erdoberfläche überhaupt. Oberhalb der Erdoberfläche erreichten nur Jetstreams höhere Windgeschwindigkeiten. In der offiziellen Statistik zählt dieser Tornado aber mit Rücksicht auf den wahrscheinlichsten Wert und die Unsicherheiten als F5.
Der größte Unterschied zwischen Hurricanes und Twister ist wohl das Hurricanes vom Durchmesser viel größer sind. Sie können auch nur über dem Meer enstehen. Twister dagegen können höhere Windgeschwindigkeiten erreichen und zumindest lokal größere Zerstörungen anrichten. Anscheinend überall entstehen.
Auch ist man sich bei den Ursachen für Tornados wohl nicht ganz einig.
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