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 Wetter
 Tropische Zyklonen
Tropische Troposphäre
Hochreichende Konvektion (Deep convection)
Unterschiedlicher Tagesgang über Land und Meer, Persistenz über dem Meer
Mesoskalige konvektive Komplexe (MCCs)
Tropische Wellenstörungen und Schlechtwettergebiete
Tropische Zyklogenese als selbstverstärkender Prozeß oberhalb einer Schwelltemperatur
Fördernde und hemmende Faktoren, vertikale Windscherung
Struktur und Dimension tropischer Zyklonen, Auge und Eyewall

 Vertikale Windscherung
Unter der vertikalen Windscherung versteht man die vektorielle Differenz der Windgeschwindigkeiten zweier bestimmter Höhenniveaus bzw. isobarer Flächen oder deren Betrag. Für den Nordatlantik z.B. sind bei Weather Underground Vorhersagekarten für die vertikale Windscherung zwischen dem 200 hPa- und dem 850 hPa-Niveau (ca. 12000 m bzw. ca. 1500 m Seehöhe) zu finden. Eine Entwicklung tropischer Zyklonen kann nur bei geringen Beträgen der vertikalen Windscherung stattfinden. Dabei ist - als grober Anhaltspunkt - eine vertikale Windscherung von
0-10 m/s günstig,
10-20 m/s ungünstig,
mehr als 20 m/s sehr ungünstig
für die Entwicklung von tropischen Zyklonen. Durch eine zu starke vertikale Windscherung wird nämlich - in einer senkrechten Projektion auf die Erdoberfläche betrachtet - das Gebiet der intensivsten hochreichenden Konvektion einer tropischen Zyklone mit den kältesten Wolkenobergrenzen aus dem Zentrum der bodennahen Zirkulation (engl. low level circulation centre, LLCC) herausgeschert, z.T. regelrecht herausgeblasen mit der Folge, daß die tropische Zyklone in ihrer Entwicklung behindert, geschwächt oder gar zerstört wird, da mit der Trennung des Gebiets der stärksten konvektiven Aufwinde vom Zentrum der bodennahen Zirkulation die Organisation des gesamten Systems gestört wird und die zur Aufrechterhaltung des tiefen Kerndrucks benötigte Kondensationswärme dann nur noch in geringer Menge oder gar nicht mehr am Zentrum der bodennahen Zirkulation zur Verfügung steht. Außerdem behindert eine zu starke vertikale Windscherung die Ausströmung der mit der hochreichenden Konvektion nach oben beförderten Luftmengen in die obere Troposphäre in die der Scherung entgegengesetzten Richtung, wodurch der Luftmengenumsatz der tropischen Zyklone insgesamt behindert wird.

 Die Saffir-Simpson-Skala tropischer Zyklonen
Als Maß für die Stärke tropischer Zyklonen dient die höchste in ihrem Bereich auftretende mittlere Windgeschwindigkeit. Dabei ist nach Empfehlung der WMO (World Meteorological Organization) das zeitliche Mittel über 10 Minuten zu bilden, während die meteorologischen Dienste der USA das über 1 Minute gebildete zeitliche Mittel heranziehen. Die maximale mittlere Windgeschwindigkeit ist der am stärksten beachtete Parameter einer tropischen Zyklone, da sie Wirkungen wie Art und Umfang möglicher Schäden, die Wellenhöhe auf dem offenen Meer und die Höhe von Sturmfluten an den Küsten bestimmt. Sie ist ein gutes Indiz sowohl für die Stärke des Druckgradienten nahe des Zentrums und damit ein Anhaltspunkt für den Kerndruck als auch für die Intensität des Luft- und Wassermengenumsatzes und damit des Niederschlags. Allerdings gibt es keine feste Korrelation zwischen Windgeschwindigkeit, Kerndruck und täglicher Niederschlagsmenge. Für die Klassifizierung tropischer Zyklonen nach den auftretenden Windgeschwindigkeiten wird am häufigsten die nachstehende Saffir-Simpson-Skala benutzt:
Bezeichnung Höchste mittlere Windgeschwindigkeit (ohne Böen) Windstärke
(Beaufort)
m/s km/h kn mph
Tropische Depression bis 17,1 bis 61 bis 33 bis 38 bis 7
Tropischer Sturm 17,2 bis 32,6 62 bis 117 34 bis 63 39 bis 72 8 bis 11
Hurrikan/Taifun
Kategorie 1
32,7 bis 42,6 118 bis 153 64 bis 82 73 bis 95 12
Hurrikan/Taifun
Kategorie 2
42,7 bis 49,5 154 bis 178 83 bis 96 96 bis 110
Hurrikan/Taifun
Kategorie 3
49,6 bis 58,5 179 bis 210 97 bis 113 111 bis 130
Hurrikan/Taifun
Kategorie 4
58,6 bis 69,4 211 bis 249 114 bis 134 131 bis 155
Hurrikan/Taifun
Kategorie 5
69,5 und mehr 250 und mehr 135 und mehr 156 und mehr

Dieses Klassifikationsschema wird vor allem für tropische Zyklonen des nordatlantischen, nordostpazifischen und zentralpazifischen Raums benutzt. Daneben ist besonders im nordwestpazifischen Raum die Bezeichnung "Supertaifun" für starke tropische Zyklonen mit einer maximalen mittleren Windgeschwindigkeit von mindestens 66,2 m/s (241 km/h, 130 kt, 150 mph) im Gebrauch. Ein ganz anderes, nach den Geschwindigkeiten der Spitzenböen klassifizierendes Schema stammt aus Australien.

 Das Endstadium tropischer Zyklonen
Das Endstadium tropischer Zyklonen verläuft je nach geographischen und atmosphärischen Gegebenheiten sehr unterschiedlich.
...

 Umwandlung in außertropische Tiefdruckgebiete ("Extratropical Transition")
Dieses Endstadium tritt hauptsächlich in Meeresgebieten mit weit polwärts bis in die mittleren Breiten ausgreifenden Warmwassergebieten auf, z.B. im nordatlantischen und im nordwestpazifischen Raum. Ein gut ausgebildeter tropischer Wirbelsturm (Hurrikan/Taifun) mit umfangreicher Zirkulation hat dabei den Westrand des subtropischen Hochdruckrückens polwärts passiert und nähert sich der Frontalzone der mittleren Breiten. Er zieht über immer kühlere Gebiete der Meeresoberfläche, so daß die hochreichende Konvektion in seinem zentralen Bereich sich mehr und mehr abschwächt und der Wind dort meist nicht mehr Orkanstärke erreicht. In die sich weiterdrehende Zirkulation bezieht die tropische Zyklone schließlich kalte Luftmassen polaren Ursprungs ein. Unter dem Einfluß beider Faktoren beginnt der Umbau des Wirbelsturms in ein außertropisches Tiefdruckgebiet, im Englischen als "Extratropical Transition" bezeichnet. Die Zyklone erfährt dabei einige charakteristische Veränderungen und verliert ihre "tropischen" Eigenschaften:
  • Das Radialprofil der Windstärkenverteilung verändert sich...
  • ...
Dieser Prozeß kann je nach den örtlichen Gegebenheiten (Temperaturgradienten im Ozean und in der Atmosphäre, Zugbahn und -geschwindigkeit des Wirbelsturms) unterschiedlich lange dauern, kommt meist jedoch in etwa 36 bis 48 Stunden zum Abschluß. Der ehemalige Wirbelsturm kann anschließend noch eine ganze Zeitlang als außertropisches Tief weiterexistieren.

 Literatur
G.H.Liljequist, K.Cehak: Allgemeine Meteorologie, 3.Aufl., Vieweg (1984), S. 295 ff.
G.T.Csanady: Air-Sea Interaction: Laws and Mechanisms, Cambridge University Press (2001), S. 1 ff. u. 167 ff.


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