Stürme sind Störungen in der Atmosphäre (Luft, die die Erde umgibt), die schweres Wetter mit sich bringen: Starker Regen und Schnee, starke Winde, Blitz und Donner, Tornados und Hagel. Es gibt auch milde Stürme, wie z. B. Regenstürme, die nützlich sind, weil sie Pflanzen, Tieren und Gewässern den nötigen Niederschlag bringen. Stürme können aber auch großen Schaden anrichten. Wirbelstürme überziehen Küsten und Inseln mit starken Winden, strömendem Regen und Wellen. Gewitter und Schneestürme können Überschwemmungen und gefährliche Reisebedingungen verursachen. Bei Gewittern können Blitze Buschbrände entfachen, und Hagel kann Ernten zerstören. Tornados können Schneisen der Verwüstung über alles ziehen, was sich ihnen in den Weg stellt.
Stürme entstehen in instabilen oder sich verändernden Bereichen der Atmosphäre, in denen warme, leichte Luft schnell von der Landoberfläche aufsteigt.
Die allgemeinen Bedingungen, die Stürme hervorbringen, sind gut bekannt; heiße Sommertage im Mittleren Westen der USA bringen fast immer Gewitter hervor. Kaltlufttiefdruckgebiete verursachen im Winter Schneestürme, die nach Osten ziehen, und warme Meere, die tropische Tiefdruckgebiete speisen, verursachen Hurrikane, die von Juni bis November im tropischen Atlantik entstehen. Es ist jedoch sehr schwierig, den genauen Ort, die Schwere und den Zeitpunkt von Stürmen vorherzusagen. Obwohl die Wettervorhersage und die Sturmwarnsysteme in den letzten Jahren immer genauer geworden sind, werden die Menschen immer noch von Unwettern überrascht. Stürme verursachen jedes Jahr auf der ganzen Welt Schäden in Milliardenhöhe und töten Tausende von Menschen.
Gewitter
Gewitter entstehen dort, wo warme, feuchte Luftmassen in kühle Luft aufsteigen. In gemäßigten Klimazonen wie dem mittleren Nordamerika treten Gewitter am häufigsten im Frühjahr und Sommer auf, sie können aber auch im Winter entstehen. Die Temperaturunterschiede zwischen den aufsteigenden warmen Luftmassen und der sie umgebenden kühlen Luft erzeugen Luftströmungen, die Auf- und Abwinde genannt werden. Vertikal (aufwärts und abwärts) zirkulierende Gewitterwolken haben zentrale Aufwinde (Bereiche mit aufsteigender Luft), die von einem Ring aus Abwinden (Bereiche mit fallender Luft) umgeben sind. Es bilden sich hohe, wogende, schwarze Wolken, so genannte Kumulonimbuswolken oder Gewitterwolken. Starker Regen fällt. Bewegte Wasser- und Eispartikel in den Wolken erzeugen elektrische Ladungen, die Blitze zwischen Wolken und Boden zucken lassen. Der Donner dröhnt und knistert. Donner ist das Geräusch, das durch die elektrische Entladung des Blitzes entsteht.
Drei Zutaten sind das Rezept für ein Gewitter: warme, feuchte Luft in der Nähe der Landoberfläche; kühle, trockene Luft darüber; und etwas, das die warme Luft anhebt. Gebirgszüge, sich bewegende Wetterfronten (eine Linie zwischen zwei Luftmassen mit unterschiedlichen Eigenschaften, die wechselndes Wetter mit sich bringen), konvergierende Winde und eine ungleichmäßige Erwärmung der Land- und Meeresoberflächen können für einen Aufwärtsschub sorgen. Manchmal ist die aufsteigende Luft ziemlich trocken, und es bilden sich Wolken, die Blitze, aber keinen Regen erzeugen. Entlang der sich bewegenden Front einer Luftmasse kann sich eine Linie von Gewittern bilden. Im Sommer ziehen jeden Nachmittag Gewitter über die amerikanischen Great Plains, da sich die Landoberfläche ungleichmäßig erwärmt. In den Rocky Mountains kommt es häufig zu nachmittäglichen Blitzen und Wolkenbrüchen, wenn warme, feuchte Luft an der Bergflanke aufsteigt. Bei den meisten Gewittern handelt es sich um kurzlebige, einzellige (kurze, kleine) und mehrzellige Stürme (Stürme mit mehreren gewittererzeugenden Wolken), die Blitze und Starkregen erzeugen können, aber selten schwere Schäden verursachen. Die intensivsten Gewitter, die so genannten Superzellen, können heftigen Hagel, Sturzfluten, starke Winde und Tornados erzeugen.
Wasserhosen
Wasserhosen sind Tornados über Wasser. Sie sehen aus wie durchsichtige, wassergefüllte Seile zwischen den Wolken und der Meeres- oder Seeoberfläche und werden von vielen Menschen als schön empfunden (aus sicherer Entfernung). Einige Wasserhosen sind Tornados, die sich über Wasser bewegen, doch die meisten bilden sich weit weg vom Land. Auch wenn es den Anschein hat, als würden sie Wasser aus dem Ozean saugen, handelt es sich in Wirklichkeit um sich drehende Wolken aus Wassertröpfchen, die sich innerhalb des Wirbels (wirbelndes Zentrum) von Wasserdampf in Flüssigkeit verwandelt haben. Wasserhosen sind im Allgemeinen weniger gefährlich und bilden sich leichter als Tornados an Land, da sie Wärme und Feuchtigkeit sowohl aus ihrer Basis als auch aus ihrer Wolke beziehen. Wasserspeier bilden sich oft unter bauschigen, weißen Schönwetterwolken und gelegentlich auch bei klarem Himmel. Wissenschaftler haben Wasserhosen mit Windgeschwindigkeiten von mehr als 190 Meilen pro Stunde (306 Kilometer pro Stunde) beobachtet. Als solche stellen sie eine erhebliche Gefahr für Boote und Flugzeuge dar. Wasserhosen können für einige mysteriöse Verschwinden im so genannten „Bermuda-Dreieck“ verantwortlich sein, wo Boote und Flugzeuge verschwunden sind.
Tornados
Tornados oder Twisters sind schmale Säulen heftig wirbelnder Luft, die sich während intensiver Superzellengewitter fingerartig von den Basen der Kumulonimbuswolken ausbreiten. Tornados bilden sich, wenn die Instabilität innerhalb des Gewitters zu einer spiralförmigen Luftzirkulation führt. Die Basis der Gewitterwolke senkt sich und wird zu einer sich drehenden Wolke, die als Wallcloud bezeichnet wird. Wandwolken können manchmal hervorstehende Klumpen entwickeln, die Mammatuswolken genannt werden. Tornados sind Strudel sich aufwärts bewegender Luft, die von der Mutterwolke auf den Boden herabsinken. Der Teil eines Tornados, der tatsächlich den Boden berührt, ist normalerweise recht klein. In zahlreichen Berichten wird von Wirbelstürmen berichtet, die ein Gebäude vollständig zerstören, während das Grundstück des unmittelbaren Nachbarn unberührt bleibt. Kleine Wirbelstürme wie Staubteufel (kleine, kreisförmige, kurzzeitige Winde an Land) und einige Wasserspeier (eine rotierende Luftsäule, ähnlich einem Tornado, über einem Gewässer) können sich auch abseits eines übergeordneten Gewitters entwickeln.
Meteorologen (Wetterwissenschaftler) klassifizieren Tornados als schwach, stark oder heftig. Schwache und starke Tornados drehen sich mit weniger als 322 Kilometern pro Stunde (200 Meilen pro Stunde). Sie können Bäume umwerfen, Gegenstände aufnehmen und wie Raketen wegschleudern, Wohnmobile demolieren und Dächer von Fachwerkhäusern abreißen. Heftige Tornados können ein gut gebautes Haus vollständig zerstören oder ein großes Objekt wie ein Auto anheben. Glücklicherweise sind solche Tornados recht selten; nur zwei von hundert Wirbelstürmen haben Windgeschwindigkeiten von mehr als 322 Kilometern pro Stunde (200 Meilen pro Stunde). Ein Tornado wie der, der Dorothys Haus während eines Traums in L. Frank Baums Geschichte Der Zauberer von Oz aus dem Boden riss und in die Luft hob, ist also unwahrscheinlich, aber nicht unmöglich. Dorothys Heimat Kansas liegt im Zentrum der „Tornado Alley“, wo schwere Gewitter Tornados hervorbringen, die im Frühjahr und Sommer über die Ebenen zwischen den Rocky Mountains und den Appalachen ziehen.
Tropische Wirbelstürme
Tropische Wirbelstürme sind riesige, spiralförmige Sturmsysteme, die sich in der Nähe des Äquators im Atlantik, Pazifik und Indischen Ozean bilden. Warme, tropische Gewässer treiben ihr Wachstum von Gruppen einzelner Gewitter zu massiven, organisierten Systemen mit zirkulierenden Winden und Wolken an. Tropische Wirbelstürme im Atlantik und im östlichen Pazifik werden als Hurrikane bezeichnet. Westpazifische Wirbelstürme werden als Taifune bezeichnet, und die Wirbelstürme im südlichen Pazifik und im Indischen Ozean werden einfach Zyklone genannt. Durch die Erdrotation drehen sich die Winde, die Hurrikane und Taifune auf der Nordhalbkugel verursachen, gegen den Uhrzeigersinn (von Osten nach Westen). Auf der Südhalbkugel bewegen sich die Winde von West nach Ost, so dass sich Hurrikane und Wirbelstürme im Uhrzeigersinn drehen.
Atlantische Hurrikane haben ihren Ursprung in einem nahezu permanenten Gewitterband in der Nähe des Äquators. Warmes Wasser und konvergierende Passatwinde (Oberflächenwinde, die in den Tropen und Subtropen nach Westen wehen) erzeugen Aufwinde feuchter Luft, die riesige Gewitter und dichte Regenwolken hervorbringen. Das erste Stadium eines sich entwickelnden Hurrikans, ein so genanntes tropisches Tiefdruckgebiet, bildet sich, wenn sich eine Gruppe von Gewittern um einen besonders großen Sturm herum organisiert und zu rotieren beginnt.
Einige, aber nicht alle, tropischen Tiefdruckgebiete entwickeln sich zu tropischen Stürmen und dann zu Hurrikanen. Tropische Stürme haben stärker organisierte Spiralmuster und stärkere Winde als tropische Tiefdruckgebiete. Obwohl Tropenstürme nicht so stark sind wie ausgewachsene Hurrikane, bringen sie sehr starke Regenfälle mit sich und verursachen oft schwere Überschwemmungen. Tropische Stürme werden offiziell zu Hurrikanen, wenn ihre Winde eine Geschwindigkeit von 119 Kilometern pro Stunde (74 Meilen pro Stunde) überschreiten. In der Mitte des Sturms bildet sich ein kleines ruhiges Gebiet, das Auge. Die Augenwand, ein Ring aus starken Winden und heftigem Regen, umgibt das Auge. Regen- und Wolkenbänder breiten sich spiralförmig zu den Rändern des Sturms aus. Meteorologen stufen die Intensität von Hurrikanen zwischen Kategorie 1 und 5 ein. Hurrikane, die stärker als Kategorie 3 sind (Windgeschwindigkeiten von mehr als 111 Meilen pro Stunde oder 179 Kilometern pro Stunde), verursachen im Allgemeinen große Schäden, wenn sie an Land gehen.
Hurrikan Andrew
Hurrikan Andrew verwüstete im August 1992 die Bahamas, Florida und die Golfküste der Vereinigten Staaten mit heftigen Winden, hohen Wellen und starkem Regen. Mit Windgeschwindigkeiten von über 175 Meilen pro Stunde (282 Kilometer pro Stunde) war Andrew einer von nur drei Hurrikanen der Kategorie 5 im zwanzigsten Jahrhundert. (Galveston, 1900, und Camille, 1979, wurden ebenfalls als Kategorie 5 eingestuft.) Andrew fegte über die Inseln der Bahamas, pflügte über Südflorida und drehte dann im Golf von Mexiko nach Norden. Der Sturm nahm an Stärke zu, bevor er in Süd- und Zentral-Louisiana an Land ging und sich abschwächte. Mehr als 200.000 Menschen wurden aus ihren Häusern in Florida, Louisiana und Texas evakuiert.
Der Hurrikan Andrew war die bei weitem teuerste Naturkatastrophe in der Geschichte der Vereinigten Staaten. Die Schäden an Gebäuden, Bohrinseln, Brücken, Straßen und anderen Bauwerken in Florida, im Golf von Mexiko und in Louisiana beliefen sich auf über 25 Milliarden Dollar. Nach Angaben des Miami Herald zerstörte Andrew fast alle Wohnwagen in zwei Bezirken Floridas. Allein an Booten entstanden Schäden in Höhe von 500 Millionen Dollar. Wäre Andrew etwas breiter gewesen oder hätte er einen etwas anderen Weg eingeschlagen, wären die Schäden noch viel größer gewesen. In Florida zog Andrew knapp südlich der bevölkerungsreichen Strandstädte Miami und Ft. Lauderdale vorbei. In Louisiana blieb New Orleans relativ verschont (die Sturmflut eines großen Hurrikans könnte die Dämme, die New Orleans vor katastrophalen Überschwemmungen schützen, leicht überfluten)
Hurrikan Andrew verursachte für einen Sturm dieser Stärke bemerkenswert wenig Verluste an Menschenleben. Er betraf ein Gebiet mit Hunderttausenden von Einwohnern, aber der Sturm forderte direkt oder indirekt weniger als 60 Todesopfer. Die Behörden in den USA und auf den Bahamas waren in der Lage, sich mit Hilfe von Wettervorhersagetechniken, Sturmwarnsendungen und im Voraus geplanten Evakuierungsmaßnahmen auf Andrew vorzubereiten. Die Einwohner von Galveston Island hatten keine solche Vorwarnung, als der Hurrikan der Kategorie 5 am 8. September 1900 auf ihre Küstengemeinde traf. Mehr als 6.000 Menschen starben, als die 5 Meter hohe Sturmflut die 3 Meter hohe Insel überspülte. Dank der Fortschritte in der Meteorologie und Kommunikation blieben Menschenleben verschont, stattdessen litten Sachwerte unter Andrews Zorn.
Atlantische Tropenstürme und Hurrikane ziehen mit dem warmen Golfstrom (einer warmen Oberflächenströmung, die das Wasser des Atlantischen Ozeans nach Norden in die Norwegische See trägt) von den Tropen nach Nordwesten in Richtung Karibisches Meer, Golf von Mexiko und Atlantikküste der Vereinigten Staaten. Tropische Wirbelstürme sind auf warmes Ozeanwasser angewiesen, um warme, feuchte Luft in ihre zentralen Aufwinde zu leiten, so dass sie sich abschwächen, wenn sie über kühles Wasser oder Land ziehen. Tropische Wirbelstürme brauchen mehrere Wochen, um sich zu entwickeln und über den Ozean zu ziehen, bevor sie abklingen, und es kann mehrere Stürme gleichzeitig in einem bestimmten Ozean geben. Um Verwechslungen zu vermeiden, vergeben Meteorologen Namen für tropische Stürme und Hurrikane, indem sie alphabetische Listen mit abwechselnd männlichen und weiblichen Namen verwenden. Der erste Sturm des Jahres hat einen Namen, der mit A beginnt, der zweite mit B, und so weiter. (Es gibt keine Namen, die mit Q, U oder Z beginnen.) Die Liste für 2004 für den Atlantischen Ozean enthielt Namen wie Charley, Frances und Ivan, die schon früh im Alphabet auftauchten. Es gibt sechs Listen, so dass diese Namen auch 2010 wieder verwendet werden. Die Namen von sehr großen und zerstörerischen Wirbelstürmen wie Camille (1969), Hugo (1989) und Andrew (1992) wurden aus der Liste gestrichen.
Wirbelstürme der mittleren Breiten
Wirbelstürme der mittleren Breiten (Gebiete auf halbem Weg zwischen dem Äquator und den Polen) verursachen den Großteil des stürmischen Wetters in Nordamerika. Wie tropische Wirbelstürme sind auch Wirbelstürme der mittleren Breiten Tiefdruckgebiete, die auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn rotieren. Westwinde (Ostwinde) treiben Luftmassen über Nordamerika von West nach Ost. Ostwinde blasen kalte Luft im nördlichen Kanada nach Westen. Wirbelstürme in den mittleren Breiten entstehen, wenn eine kühle, trockene Luftmasse auf eine warme, feuchte folgt. (Ein Teil der warmen Luft strömt nach Norden (links) in Richtung Kanada, und ein Teil der kalten kanadischen Luft strömt nach Süden (links) und bildet eine gegenläufige Spirale mit aufsteigender Luft und Tiefdruck in ihrem Zentrum.
Es bilden sich Stürme entlang der Kaltfront und in der Tiefdruckzone, wo wärmere, feuchte Luft in die darüber liegende kalte Luft gedrückt wird. Warme Luft, die aus dem Golf von Mexiko nach Norden strömt, liefert Feuchtigkeit für Schneestürme im Winter und Sommergewitter in den Great Plains. Wirbelstürme ziehen auch Feuchtigkeit von den Großen Seen an und lassen in östlicher Richtung schwere Regen- und Schneefälle entstehen. Wenn ein großer Wirbelsturm die Nordostküste Nordamerikas erreicht, dehnen sich die spiralförmigen Winde über den Nordatlantik aus, nehmen mehr Feuchtigkeit auf und blasen dann zurück auf den Kontinent. Nor’oststürme sind kalte, nasse Stürme, die von Nordosten her nach Maine, Nova Scotia, New Brunswick und Neufundland ziehen.
Laurie Duncan, Ph.D.
Für weitere Informationen
Bücher
Junger, Sebastian. The Storm of the Century. New York: Perennial, 1999.
National Audubon Society. National Audubon Society Pocket Guide to Clouds and Storms. New York: Knopf, 1995.
Simon, Seymour. Tornadoes. New York: HarperCollins, 1999.
Websites
„Meteorology, the Online Guides.“ Weather World 2010, University of Illinois at Urbana-Champagne Department of Atmospheric Sciences.http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/home.rxml (Zugriff am 17. August 2004).
„Preliminary Report, Hurricane Andrew.“ National Weather Service National Hurricane Center.http://www.nhc.noaa.gov/1992andrew.html (Zugriff am 17. August 2004).
„Tropical Prediction Center.“ National Weather Service National Hurricane Center.http://www.nhc.noaa.gov (abgerufen am 17. August 2004).