Wetter

Hurrikan, Taifun, Zyklon

von Holger Westermann

Die Saison für tropische Wirbelstürme reicht vom 1. Juni bis zum 30. November und umspannt die heiße Jahreszeit. Relevant ist dabei nicht vorrangig die Luft- sondern vielmehr die Wassertemperatur der Meere. Im Vergleich zu einem typischen mitteleuropäischen Tiefdruckgebiet (1000km Durchmesser), ist die Ausdehnung eines tropischen Wirbelsturms eher gering (500km). Aber die Windgeschwindigkeiten sind enorm, zumindest 118km/h müssen erreicht werden, damit Meteorologen von einem tropischen Wirbelsturm sprechen. Je nachdem, wo dieser auftritt, wird zwischen Hurrikan (Atlantik und östlicher Pazifik), Taifun (Ost- und Südostasien sowie nordwestlicher Pazifiks) und Zyklon (Indischen Ozean) unterschieden.

Für die Entstehung eines tropischen Wirbelsturms bedarf es tatsächlich nur des „Flügelschlags eines Schmetterlings*“, zumindest wenn man in meteorologischen Dimensionen denkt. Der zarte Flügelschlag ist eine sogenannte Anfangsstörung, die einer gleichmäßigen Lufmassenströmung den Kick gibt, damit sich eine selbstverstärkende Rotation entwickeln kann. Die Auslöser für eine Anfangsstörung sind vielfältig, allein im Atlantik sind drei Szenarien typisch:

• Die African Easterly Waves (afrikanisch östliche Wellen) entstehen durch das starke Temperaturgefälle zwischen der heißen Sahara und den relativ kühlen Regionen im Bereich des Golfs von Guinea. Dadurch entwickelt sich ein von Ost nach West gerichtetes Starkwindband (afrikanischer Jet), das sich mit den Passatwinden nach Westen verlagert. Im Bereich der Vereinigung dieser beiden Windquellen wird die Luft angehoben, Schichtung und Strömung der Luftmassen ist sehr energiereich und in sich labil. Dieser Vorgang ist im Atlantik für die Entstehung von 85% der Hurrikans verantwortlich.
• Die Madden-Julian-Oszillation (MJO) genannte Zirkulation, hat ihre Hauptaktivität im Bereich des tropischen Indischen und Pazifischen Ozeans (und bewirkt dort Taifune und Zyklone), tritt aber auch im Atlantik auf. Gemeint ist ein kräftiges tropisches Regengebiet, das sich beginnend in Ostafrika innerhalb von 30 bis 60 Tagen einmal um die Erde verlagert. Während die MJO über warmem Wasser ausgeprägt ist, verschwindet sie über kaltem Oberflächenwasser. Innere Windanomalien erzeugen eine zyklonalen Drehbewegung.
• Innerhalb der innertropischen Tiefdruckrinne können sich Störungen nach Norden oder nach Süden ausbreiten, die zum Anstoß eines  und die nötige Auslenkung für die Bildung eines Tropenwirbels bilden.

Die Mehrzahl der Anfangsstörungen verpufft, doch einige stoßen die Entstehung eines tropischen Wirbelsturms an. Dann verstärkt sich die vertikale Luftbewegung in hochaufragenden Regenwolken. Dadurch entsteht im Zentrum ein Unterdruck (der Luftdruck fällt extrem stark ab), der durch nachströmende bodennahe Luft aus der direkten Umgebung ausgeglichen wird. Aufgrund der Reibung am Boden und der Erdrotation (Corioliskraft) erfolgt der Zustrom entlang des Luftdruckgefälles spiralförmig nach innen (auf der Nordhalbkugel mit dem Uhrzeigersinn). So entsteht eine zylinderförmige rotierende Struktur mit starken Aufwinden im Zentrum.

Beim Aufsteigen kondensiert die Feuchte in der Luft und es kommt zur Wolkenbildung und Regen. Je höher die Wolken aufsteigen, desto intensiver regnet es, garniert mit heftigen Blitzentladungen. Dieser Effekt lässt sich auch in Mitteleuropa während eines hochsommerlichen Hitzegewitters beobachten. In einem tropischen Wirbelsturm verstärken sich die Aufwärtsbewegung der Luft, der Regen und die Rotationsgeschwindigkeit aufgrund der meteorologischen Rahmenbedingungen, die dem System zusätzliche Energie zuführen:

• Die vertikale Temperaturdifferenz (bodennah sehr warm, in der Höhe kalt) stört die Luftschichtung. Die in großer Höhe (oberhalb 5km) von Norden heranströmende Kaltlift ist schwerer und will absinken, während die über den tropischen Ozean erhitzte leichte feuchtwarme Luft aufsteigen möchte. So steigt die Warmluft im Zentrum eines Wirbelsturms rasant auf, während an den Rändern die Kaltluft herabstürzt. Dieser Effekt funktioniert optimal bei einer Temperatur des Oberflächenwassers von über 26°C.
• Wasser bedarf es, da der Wechsel des Aggregatzustandes flüssig – gasförmig – flüssig sehr viel Energie (negative Verdunstungsenergie) freisetzt. Über einem warmem Ozean verdunstet bei Unterdruck (wie er im Auge des Wirbelsturms herrscht) viel Wasser, das als Luftfeuchte mit emprogerissen wird. Je wärmer der Ozean ist, um so mehr Wasser kann beim Aufstieg als Regen kondensieren und dabei Energie freisetzen, wodurch die Luft noch stärker aufsteigt und somit auch die Rotationsgeschwindigkeit weiter erhöht. Trifft der Wirbelsturm an Land wird diese Energiezufuhr unterbrochen und er verliert sehr schnell an Stärke.

Die Hurrikanstärke wird dabei nach der sogenannten Saffir-Simpson-Skala ermittelt. Vorstufen zu einem Hurrikan sind zunächst die tropische Depression (oder auch tropisches Tief) und der Tropensturm, der quasi ein stärkeres tropisches Tief ist. Erst ab Windgeschwindigkeiten von 119km/h (analog zur Einstufung eines Sturmes zum Orkan) spricht man von einem Hurrikan der Kategorie 1.

Kategorie 1    119 - 153 km/h
Kategorie 2    154 - 177 km/h
Kategorie 3    178 - 209 km/h
Kategorie 4    209 - 251 km/h
Kategorie 5          > 251  km/h

Während die "Atlantische Hurrikansaison" heuer eher verhalten begann und erst zwei echte Hurrikane hervorgebrachte, geht es in Asien weitaus stürmischer zu. Dort wurden bereits sieben veritable Taifune registriert. Verantwortlich für dieses Ungleichgewicht ist offensichtlich die aktuelle Position der MJO. Derzeit behindert die "antizyklonale Phase" (trocken, die Konvektion hemmend) im Atlantik offenbar die Hurrikanaktivität, im westlichen Pazifik hingegen unterstützt die "zyklonale Phase" (feucht, geprägt von erhöhter Konvektion und Niederschlägen) die Bildung zahlreicher Taifune. Der Indische Ozean indes wäre in diesen Tagen "neutrales Gebiet".

Doch gerade dort, im Golf von Bengalen, reift ein mächtiger Zyklon heran. „Phailin“ erreicht inzwischen Windgeschwindigkeit von 270km/h, erwartet wird ein Maximum von über 320 km/h. Dabei zieht „Phailin“ gemächlich, mit gut 10km/h über das warme Meer und gewinnt dabei stetig an Vehemenz. Der Zyklon der Kategorie 5 (wie 2005 „Katrina“ in New Orleans) wird an der Ostküste Indiens auf Land treffen und mit extremer Rotationsgeschwindigkeit und enormen Regenmassen nachhaltige Zerstörungen anrichten.

Quellen:

Dipl.-Met. Simon Trippler: Schwache erste Hälfte der Hurrikansaison. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 10.09.2013

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel: Hurrikan - Was ist das und woher kommen er? Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 21.09.2013

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel: Hurrikan - Aufbau und Entwicklung. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 22.09.2013

Dipl.-Met. Thomas Ruppert: Zyklon PHAILIN. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 11.10.2013

* Schmetterlingseffekt, bezieht sich auf Lorenz, E.N. (1972): Does the flap of a butterfly's wings in Brazil set off a tornado in Texas? Titel des Vortrags während der 139. Jahrestagung der American Association for the Advancement of Science.

Erstellt am 12. Oktober 2013
Zuletzt aktualisiert am 12. Oktober 2013