Hurrikandynamik

Heiße Luft steigt auf. Eine Wassertemperatur von mindestens 80 ºF kann steigende Luft in der Entwicklung einer tropischen Depression aufrechterhalten. Diese Stürme werden weiterhin durch die Freisetzung der latenten Kondensationswärme angetrieben, die auftritt, wenn feuchte Luft nach oben getragen wird und ihr Wasserdampf kondensiert. Diese Wärme wird innerhalb des Sturms verteilt, um ihn mit Energie zu versorgen. Wenn das System an Stärke gewinnt, kann sich ein Hurrikan in vollem Umfang entwickeln. Aufsteigende warme Luft erzeugt einen Niederdruckbereich, der Luft von der Oberfläche ansaugt. Diese Aktion drückt Wasser in Richtung Zentrum und erzeugt eine sogenannte Sturmflut. Sturmfluten können durchschnittlich fünf bis zwanzig Fuß oder mehr betragen, abhängig von der Kategorie des Hurrikans. Zyklonrotation wird durch Rotation der Erde in einem Prozess namens Coriolis-Effekt erzeugt. Der Coriolis-Effekt ist entlang des Äquators weniger ausgeprägt, so dass sich tropische Wirbelstürme normalerweise nicht innerhalb von fünf Grad nördlich oder südlich des Äquators entwickeln.

Wenn ein Hurrikan landet (an Land kommt), verursacht die Sturmflut ausgedehnte Überschwemmungen. Mehr Menschen werden durch Überschwemmungen wegen der Sturmflut getötet als durch jeden anderen Hurrikan-Effekt. Im Zentrum des Zyklonsystems befindet sich das Auge des Hurrikans, in dem sinkende Luft abfällt, der Wind jedoch ruhig ist und keine Wolken vorhanden sind. Das Auge kann sich von ein bis hundert Meilen oder mehr erstrecken. Viele Menschen, die im Auge des Hurrikans waren, glauben, dass der Sturm vorüber ist, aber in Wirklichkeit sind sie in der Mitte.

An das Auge eines Sturms grenzt die Augenwand, wo die stärksten Winde und schwersten Niederschläge zu finden sind. Dies ist der heftigste Teil des Hurrikans. Jenseits der Augenwand befinden sich Zubringerbänder mit Gewittern und Regenschauern, die sich nach innen zur Augenwand hin drehen. Feeder-Bänder können sich über viele Kilometer erstrecken und zunehmen, wenn die Wärmekraftmaschine den Sturm speist. Hurrikane verlieren ihre Energie, wenn sie sich wegen der fehlenden Wärmeerzeugung über Land bewegen. Einmal an Land, bricht das Sturmsystem zusammen. Regen und Wind können anhalten, jedoch mit verringerter Intensität.

Abbildung 5.36 Dynamik der Hurrikankomponenten

Vor Jahrhunderten verwendeten die Spanier den Begriff Hurakan, ein indigenes Wort für „böse Geister“ oder „Teufelswind“, um die Stürme zu benennen, die ihre Schiffe in der Karibik. Hurrikane werden nach anhaltender Windgeschwindigkeit mit der Saffir-Simpson-Skala bewertet. Diese Skala bewertet einen Hurrikan nach fünf Kategorien (siehe Abbildung 5.37 „Saffir-Simpson Hurricane Scale“). Hurrikane der Kategorie 1 haben Windgeschwindigkeiten von mindestens vierundsiebzig Meilen pro Stunde und können schwere Schäden an Gebäuden, Dächern, Fenstern und der Umwelt verursachen. Hurrikane der Kategorie 5 haben Winde von mehr als 155 Meilen pro Stunde erlitten und zerstören alles auf ihrem Weg. Hurrikane können auch Tornados hervorbringen, die ihr Zerstörungspotenzial erhöhen.

Abbildung 5.37 Saffir-Simpson Hurricane Scale

Jährlich entwickeln sich mehr als hundert tropische Störungen im Nordatlantik, aber nur etwa zehn schaffen es zu einem tropischen Sturmstatus und fünf bis sechs werden zu Hurrikanen. Nur zwei oder drei haben die Vereinigten Staaten in einem typischen Jahr getroffen. Die Hurrikansaison für den Nordatlantik dauert vom 1. Juni bis zum 30. Tropische Wirbelstürme entwickeln sich während der wärmsten Jahreszeit, wenn die Wassertemperatur am höchsten ist. Obwohl diese Wettermuster der Landschaft enorme Verwüstungen zufügen können, verteilen sie auch Feuchtigkeit in Form von Regen um und helfen, die globalen Temperaturen zu regulieren.

Die verheerende Natur tropischer Wirbelstürme ist das Hauptanliegen bei der Vorhersage eines potenziellen Sturms. 1970 traf der Bholo-Zyklon die Küste Bangladeschs und forderte den Tod von dreihunderttausend bis einer Million Menschen. Eine Reihe von Zyklonen, die jeweils mehr als hunderttausend Menschen töteten, haben Bangladesch im vergangenen Jahrhundert getroffen. Taifun Tip im Nordwestpazifik im Jahr 1979 ist der größte tropische Wirbelsturm auf Rekord, mit Windgeschwindigkeiten von mehr als 190 Meilen pro Stunde und einem Gesamtdurchmesser von mehr als 1.350 Meilen—gleich der Entfernung von der mexikanischen Grenze zur kanadischen Grenze in den Vereinigten Staaten. Taifune können im Durchschnitt doppelt so groß sein wie Hurrikane.

Abbildung 5.38 Hurrikan Katrina in verschiedenen Stadien seiner Entwicklung über den Golf von Mexiko

Hurrikan Camille war der stärkste US-Hurrikan, der bei der Landung aufgezeichnet wurde, mit anhaltenden Winden von 190 Meilen pro Stunde und Windböen von bis zu 210 Meilen pro Stunde. Camille traf 1969 die Küste von Mississippi als Hurrikan der Kategorie 5. Es zerstörte alles auf seinem Weg und tötete 259 Menschen. Hurrikan Katrina im Jahr 2005 war einer der teuersten Stürme in den Vereinigten Staaten. Katrina begann als tropische Depression auf den Bahamas. Der Sturm erreichte einen Hurrikan der Kategorie 5, als er durch den Golf von Mexiko zog, nahm jedoch an Stärke ab, als er in Louisiana landete, mit anhaltenden Winden von 125 Meilen pro Stunde (ein starker Hurrikan der Kategorie 3). Katrina verursachte weit verbreitete Verwüstung entlang der zentralen Golfküste und verwüstete die Stadt New Orleans. Mindestens 1.836 Menschen kamen ums Leben, und die Aufräumarbeiten kosteten schätzungsweise 100 Milliarden US-Dollar.Seit Aufzeichnungen im Jahr 1851 für Hurrikane im Atlantischen Becken begonnen wurden, gab es zweiunddreißig Hurrikane, die Kategorie 5 in der Region erreichten. Einige von ihnen haben den ganzen Weg bis zur mittelamerikanischen Küste erreicht. Hurrikan Mitch traf 1998 die Küste Mittelamerikas und warf über fünfundsiebzig Zentimeter Regen über die Länder Honduras, El Salvador, Nicaragua und Guatemala. Verheerende Winde und starker Regen verursachten den Tod von bis zu zwanzigtausend Menschen. Die zerstörerischen Hurrikane Edith und Felix der Kategorie 5 landeten 1971 bzw. 2007 in Nicaragua. Die Halbinsel Yucatán und die Küste Mexikos haben ebenfalls eine Reihe verheerender Hurrikane der Kategorie 5 erlebt.

Das karibische Becken befindet sich auf dem Weg vieler Hurrikane, die sich aus der kapverdischen Region des Nordatlantiks entwickeln. Zum Beispiel war 2008 eine besonders verheerende Hurrikansaison mit sechzehn tropischen Stürmen und acht Hurrikanen, von denen fünf massive Verwüstungen verursachten. Drei Hurrikane der Kategorie 4 (Ike, Gustav und Paloma) durchschnitten die nördliche Karibik und trafen die Großen Antillen. Am verheerendsten war Ike, die durch die Karibik, über die gesamte Länge Kubas und dann an die Golfküste von Louisiana und Texas riss. Ikes immense Größe trug dazu bei, dass es der drittteuerste Hurrikan war, den es je gab. Ike verursachte schätzungsweise 7,3 Milliarden Dollar Schaden in Kuba und mehr als 29 Milliarden Dollar Schaden in den Vereinigten Staaten. Hurrikan Gustav landete in Hispaniola und Jamaika, bevor er an Stärke zunahm und Kuba etwa 3,1 Milliarden Dollar Schaden zufügte. Im November 2008 landete der Hurrikan Paloma in Kuba und verursachte auf der Insel zusätzliche Schäden in Höhe von 300 Millionen US-Dollar. Viele der anderen karibischen Inseln wurden auch von den Hurrikanen verwüstet, die die Region im Jahr 2008 getroffen.

Abbildung 5.39 Direkter Pfad der Hurrikanaktivität. Dieses Foto zeigt den Hurrikan Gustav und den tropischen Sturm Hanna sowie eine bestehende tropische Depression (die zum Hurrikan Ike wurde) und eine tropische Störung. Der tropische Sturm Hanna entwickelte sich später zu einem Hurrikan. Karte mit freundlicher Genehmigung des National Hurrican Center.