Die Galerie der Stürme

Gegen starke Stürme ist der Mensch machtlos

Stürme sind gefürchtete Naturgewalten. Ihre unvorstellbare Energie stammt letztlich von der Sonne, die dafür sorgt, dass in der Erdatmosphäre große Luftdruck- und Temperaturunterschiede herrschen. Diese Unterschiede lassen Wind entstehen – und zwar umso stärker, je größer das Gefälle bei Luftdruck und Temperatur ist. Im Extremfall erreichen Sturmwinde über 500 Kilometer in der Stunde!

Wirbelsturm der mittleren Breiten: der Orkan

Ein Orkan auf dem Meer: Fernsicht ist nicht mehr möglich

Ab einer Windgeschwindigkeit von über 117 Stundenkilometern bezeichnet man einen Sturm als Orkan. Das entspricht Windstärke 12 auf der Beaufort-Skala. Orkane in unseren Breiten haben ihren Ursprung meist über dem Nordatlantik, in der Wetterküche Europas. Dort treffen kalte, trockene Luftmassen von der Polarregion auf warme, feuchte Luft aus den Tropen. Dazwischen bildet sich eine Übergangszone, in der auf relativ engem Raum große Temperaturunterschiede herrschen.

Wie ein Orkan entsteht

In dieser anfangs stabilen Übergangszone genügt ein kleiner Anstoß – ein Gewitter oder ein starker Westwind. Dieser Anstoß bringt die Luft zum Strömen: Warme Luft strömt nach Norden in Richtung der kälteren Zone, kalte Luft dagegen nach Süden. Neben dieser Nord-Süd-Bewegung gibt es aber noch eine andere. Da warme Luft sich ausdehnt, wird sie leichter und steigt nach oben. Dadurch ist nahe der Meeresoberfläche weniger Luft vorhanden – ein Gebiet geringen Luftdrucks, ein Tief, entsteht. Gleichzeitig sinkt in der Übergangszone die schwerere, kalte Luft nach unten ab und strömt von dort in das Tief ein, um die fehlende Luft zu ersetzen. Diese beiden Luftbewegungen - nach Norden und Süden sowie nach oben und unten - verstärken sich gegenseitig. Durch die Erddrehung werden sie auf eine Kreisbahn abgelenkt. So entsteht ein großräumiger Wirbel.

Vom Meer aufs Land

Der Wind weht in die Richtung des tiefsten Drucks, zum Zentrum des Tiefdruckgebiets, und zwar umso schneller, je größer die anfänglichen Temperaturunterschiede waren. Orkane entstehen daher meist in der Winterzeit, wenn die Polarluft auf minus 40 Grad abkühlt, während die Tropenluft ihr ganzjähriges Mittel von etwa 25 Grad Celsius behält. Mit den großräumigen Luftströmen der Atmosphäre kann ein solches Orkantief auch auf das Festland gelangen. Solange warme Luft nachströmt, bleibt das Tief erhalten. Wird die Warmluftzufuhr jedoch durch die kalte Luft abgeschnitten, kann ein Ausgleich erfolgen und der Orkan verebbt. Da der Orkan von den Temperatur- und Druckunterschiede nebeneinander liegender Luftmassen gespeist wird, kommt er nur in gemäßigten Breiten vor. In den Tropen entstehen verheerende Stürme von anderer Struktur.

Weltrekord der Windgeschwindigkeiten

Im Rüssel eines Tornados herrschen die höchsten je gemessenen Windgeschwindigkeiten. Seine Kraft kann ganze Häuser zerstören

Tornados oder Windhosen erreichen die höchsten auf der Erde gemessenen Windgeschwindigkeiten: 500 Stundenkilometer und mehr. Dabei können sie einen Durchmesser von bis zu einem Kilometer, aber auch nur von einem Meter haben. Tornados verlieren ihre Kraft durch die Reibung am Erdboden, daher dauern sie nur kurz an: Im Durchschnitt wüten sie zehn Minuten lang, vereinzelte aber auch Stunden. Die Schneise der Verwüstung, die sie hinterlassen, ist dann fünf bis zehn Kilometer lang und einige Hundert Meter breit.

Wie ein Tornado entsteht

Tornados können auf verschiedene Weise entstehen. Auch hier sind Druck- und Temperaturunterschiede der Antrieb – allerdings liegen die verschieden warmen Luftschichten beim Tornado übereinander. Große Massen feuchter, warmer Luft steigen vom Boden auf. Da weiter oben viel niedrigere Temperaturen herrschen, kondensiert die Feuchtigkeit, eine ausgedehnte Gewitterwolke bildet sich. Bei der Kondensation wird gespeicherte Wärme frei, die die Luft in der Höhe erhitzt, so dass diese sich ausdehnt und in noch größere Höhen schießt. Die Gewitterwolke türmt sich auf. Durch das schnelle Heraufschießen warmer Luft in große Höhen entsteht am Boden ein Sog, der weitere Luft ansaugt. Von allen Seiten strömt warme Luft in das entstandene Tiefdruckgebiet nach. Damit in diesem Gewitter ein Tornado entsteht, müssen zusätzlich Seitenwinde in verschiedenen Höhen aus verschiedenen Richtungen wehen, was dem Luftstrom den entscheidenden Drehimpuls gibt. Er steigt spiralförmig zur Gewitterwolke auf. An der Wolkenbasis bildet sich durch die Drehung zunächst ein Trichter aus Wolkentropfen. Nach unten hin wird der Druck immer geringer. Luft wirbelt immer schneller nach. Durch die großen Druckunterschiede auf kleinem Raum kann der Wind auf Rekordgeschwindigkeit anwachsen.

Die Straße der Tornados

Tornados können sich überall auf der Welt entwickeln, wo es Gewitter gibt. Am häufigsten treten sie in der sogenannten Tornado-Alley auf, im mittleren Westen der USA. Jährlich fegen dort zwischen 500 und 600 Tornados über das Land. Einen Rekord beobachteten Meteorologen am 3. Mai 1999: 66 Tornados zogen an diesem Tag über Texas, Oklahoma und Kansas. 100 Menschen starben, es entstand ein Sachschaden von 5 Milliarden US Dollar – bis heute der Schadensrekord.

Hurrikan, Taifun, Zyklon: Naturgewalt aus den Tropen

In einem Hurrikan herrschen Windgeschwindigkeiten von Orkanstärke

Wind so stark wie ein Orkan, riesige Flutberge, sintflutartiger Regen: Von allen Naturereignissen haben die tropischen Wirbelstürme die größte Zerstörungskraft. Vor der Küste Nordamerikas heißen sie Hurrikan, vor China Taifun, vor Indien Zyklon. Voraussetzung für die Entstehung eines tropischen Wirbelsturms ist warmes Meerwasser von mindestens 26,5 Grad Celsius bis in 50 Meter Tiefe. Hier sind große Mengen warmer und feuchter Luft über der Wasseroberfläche versammelt. Sie liefern die Energie für die tropischen Wirbelstürme, die daher immer über dem Meer entstehen und von dort aus aufs Festland treffen.

Ein tropischer Wirbelsturm entsteht

Am Anfang steht ein großer Gewitterkomplex aus mehreren Gewittern, der über das tropische Meer zieht. An den Wolken kondensiert in der Luft enthaltener Wasserdampf. Das setzt große Mengen Energie in Form von Wärme frei. Die umgebende Luft wird stark aufgeheizt und steigt bis in große Höhen auf – riesige Gewittertürme entstehen. Gleichzeitig sinkt unter dem Gewitterzentrum aufgrund der fehlenden Luft der Druck ab. Das erzeugt einen Sog und von allen Seiten strömt Luft aus der Umgebung in das entstandene Tiefdruckgebiet. Das Sturmsystem transportiert selbst immer weiter Energie in Form von Wärme und Feuchtigkeit heran und verstärkt sich in einem Kreislaufprozess. Weitere Gewitterwolken türmen sich auf, sie wachsen bis zur Stratosphäre, die wie ein Deckel wirkt. Hier kann die Luft nicht weiter aufsteigen, sondern breitet sich entlang des Stratosphärendeckels zu beiden Seiten aus. So entsteht die typische Form eines Hurrikans. Durch die Erdrotation beginnt sich das ganze System zu drehen. Die Zentrifugalkraft treibt die Wolken nach außen, die einströmende Luft treibt sie aber nach innen. Dadurch bildet sich ein windstilles Zentrum - das Auge des Sturms. Ein solcher tropischer Wirbelsturm kann einen Durchmesser von mehreren hundert Kilometern erreichen und wandert mit großräumigen Luftströmungen über das Meer, solange er Nachschub mit feuchter, warmer Luft erhält.

Wasser richtet die größten Schäden an

Beim Auftreffen auf Land sind die Folgen eines starken Hurrikans gewaltig. Aufgrund seiner Größe wütet er an einem Ort oft über Stunden. Die schwersten Schäden richten die Wassermassen an, die der tropische Wirbelsturm mitbringt. Er schiebt einen Flutberg vor sich her und regnet die in den Wolken gespeicherten enormen Mengen an Feuchtigkeit ab. Überschwemmungen sind die Folge. Über Land verliert der Sturm aber an Stärke, weil er seine Energie aus dem erhitzten tropischen Meerwasser erhält.