Tropischer Wirbelsturm

Ein tropischer Wirbelsturm ist eine Art von Wirbelsturm ( Depression ), der in den Ozeanen der intertropischen Zone aus einer Störung entsteht, die sich in ein tropisches Tiefdruckgebiet und dann in einen Sturm organisiert . Seine Endphase ist weltweit unter verschiedenen Namen bekannt: Hurrikan im Nordatlantik und Nordostpazifik, Taifun in Ostasien und Zyklon in anderen Meeresbecken.

Strukturell ist ein tropischer Wirbelsturm ein großes Gebiet aus rotierenden Gewitterwolken , die von starken Winden begleitet werden . Sie können in die Kategorie der mesoskaligen Konvektionssysteme eingeordnet werden, da sie einen kleineren Durchmesser haben als eine herkömmliche Vertiefung, die sogenannte „  Synoptik  “, und ihre Hauptenergiequelle die Freisetzung von latenter Wärme ist, die durch die Kondensation von Wasser entsteht ihre Gewitter. Der tropische Wirbelsturm ähnelt einer thermischen Maschine im Sinne der Thermodynamik . Die Freisetzung latenter Wärme in den oberen Lagen des Sturms erhöht die Temperatur im Inneren des Zyklons um 15  bis  20  °C über die Umgebungstemperatur in der Troposphäre außerhalb des Zyklons. Aus diesem Grund sind tropische Wirbelstürme „heiße Kernstürme“.

Tropische Wirbelstürme werden wegen der zerstörerischen Natur ihrer sintflutartigen Regenfälle und Winde gefürchtet . Sie zählen zu den häufigsten Naturgefahren und fordern jedes Jahr Hunderte, manchmal Tausende Opfer. Die am stärksten bedrohten Regionen haben meteorologische Überwachungsmaßnahmen, die von der Weltorganisation für Meteorologie koordiniert werden , sowie Forschungs- und Vorhersageprogramme für die Verdrängung von Wirbelstürmen eingeführt.

Klassifizierung und Terminologie

Herkunft des Begriffs

Der Begriff Zyklon , der für tropische Wirbelstürme verwendet wird, wurde vom englischen Marinekapitän Henry Piddington (1797 - 1858) nach seinen Studien des schrecklichen tropischen Sturms von 1789 geprägt, der mehr als 20.000 Menschen in der Küstenstadt Indian Coringa tötete . In 1844 veröffentlichte er seine Arbeit unter dem Titel The Horn-Buch für das Gesetz der Stürme für die indische und China Seas . Segler auf der ganzen Welt erkannten die hohe Qualität seiner Arbeit und ernannten ihn zum Präsidenten des Marine Court of Inquiry in Kalkutta . Im Jahr 1848 verglich dieser Pionier der Meteorologie in einer neuen erweiterten und abgeschlossenen Version seines Buches The Sailor's Horn-book for the Law of Storms das meteorologische Phänomen mit einer sich windenden Schlange im Kreis, kyklos auf Griechisch, daher Zyklon.

Nomenklatur

Tropische Wirbelstürme werden in drei Lebensstadien eingeteilt: tropische Depressionen, tropische Stürme und eine dritte Gruppe, deren Name je nach Region variiert. Diese Phasen sind eigentlich drei Intensitäts- und Organisationsstufen, die ein tropischer Wirbelsturm erreichen kann oder nicht. Wir finden daher in aufsteigender Intensität:

Der Begriff, der für die oberen tropischen Wirbelstürme verwendet wird, variiert je nach Region wie folgt:

Diese Terminologie wird von der World Meteorological Organization (WMO) definiert. An anderen Orten in der Welt, haben tropische Zyklone genannt worden baguio in den Philippinen , Chubasco in Mexiko und Taino in Haiti . Der Begriff Willy-Willy, der in Australien oft als lokaler Begriff in der Literatur zu finden ist , ist falsch, da er sich eigentlich auf einen Staubwirbel bezieht .

Kategorien

Zu den Bestandteilen eines tropischen Wirbelsturms gehören eine bereits bestehende Wetterstörung, warme tropische Meere, Feuchtigkeit und relativ leichte Winde in der Höhe. Wenn die erforderlichen Bedingungen lange genug anhalten, können sie sich zu den starken Winden, hohen Wellen, sintflutartigen Regenfällen und Überschwemmungen zusammenfügen , die mit diesem Phänomen verbunden sind.

Wie bereits erwähnt, wird das System zuerst zu einer tropischen Depression, dann zu einem Sturm und dann werden Intensitätskategorien verwendet, die je nach Einzugsgebiet variieren. Die von der WMO für diese Klassifizierung empfohlene Definition von anhaltenden Winden ist ein Zehn-Minuten-Durchschnitt. Diese Definition wird von den meisten Ländern übernommen, aber einige Länder verwenden einen anderen Zeitraum. Die Vereinigten Staaten zum Beispiel definieren anhaltende Winde als durchschnittlich eine Minute, gemessen in 10 Metern über der Oberfläche.

Eine Skala von 1 bis 5 wird verwendet, um nordatlantische Hurrikane nach ihrer Windstärke zu kategorisieren: die Saffir-Simpson-Skala . Ein Hurrikan der Kategorie 1 hat die schwächsten Winde, während ein Hurrikan der Kategorie 5 am intensivsten ist. In anderen Becken wird eine andere Nomenklatur verwendet, die in der folgenden Tabelle zu finden ist.

Klassifizierung tropischer Systeme im Becken (durchschnittlicher Wind über 10 Minuten, außer über 1 Minute für amerikanische Zentren)
Beaufort Skala Winde, die über 10 Minuten anhalten ( Knoten ) Indischer Wetterdienst im Nordindischen Ozean
 Südwestlicher Indischer Ozean
Metéo-Frankreich 		Australiens
Bureau of Meteorology 		Südwestpazifik
Fidschi Wetterdienst 		Nordwestpazifik
Japan Meteorological Agency 		Gemeinsames Taifun-Warnzentrum im Nordwestpazifik
 Northeast Pacific and
North Atlantic
National Hurricane Center und Central Pacific Hurricane Center
0–6 <28 Depression Tropische Störung Tropische Depression Tropische Depression Tropische Depression Tropische Depression Tropische Depression
7 28–29 Tiefe Depression Tropische Depression
30–33 Tropensturm Tropensturm
8–9 34–47 Zyklonischer Sturm Mäßiger tropischer Sturm Tropischer Wirbelsturm (1) Tropischer Wirbelsturm Tropensturm
10 48–55 Schwerer tropischer Sturm Schwerer tropischer Sturm Tropischer Wirbelsturm (2) Schwerer tropischer Sturm
11 56–63 Taifun Hurrikan (1)
12 64–72 Sehr schwerer tropischer Sturm Tropischer Wirbelsturm Schwerer tropischer Wirbelsturm (3) Taifun
73–85 Hurrikan (2)
86–89 Schwerer tropischer Wirbelsturm (4) Großer Hurrikan (3)
90–99 Intensiver tropischer Wirbelsturm
100–106 Großer Hurrikan (4)
107–114 Schwerer tropischer Wirbelsturm (5)
115–119 Sehr intensiver tropischer Wirbelsturm Super-Taifun
> 120 Superzyklonaler Sturm Großer Hurrikan (5)

Das National Hurricane Center (das Zentrum tropischer Wirbelstürme, das die USA vorhersagt ) stuft Hurrikane der Kategorie 3 ( 178  km/h ) und mehr als schwere Hurrikane ein . Das Joint Taifun Warning Center stuft Taifune mit Windgeschwindigkeiten von mindestens 241  km/h als „Supertaifune“ ein. Jede Einstufung ist jedoch relativ, da Wirbelstürme niedrigerer Kategorien immer noch mehr Schaden anrichten können als solche höherer Kategorien, je nach betroffenem Gebiet und den von ihnen ausgehenden Gefahren. Tropische Stürme können auch schwere Schäden und Todesfälle verursachen, insbesondere durch Überschwemmungen.

Benennung von Zyklonen

Der Taufname eines Zyklons ist kursiv geschrieben . Geben Namen zu tropischen Wirbelstürmen stammen aus mehr als zwei Jahrhunderten ( XVIII - ten  Jahrhundert ). Dies entspricht der Notwendigkeit, jedes Ereignis von den vorherigen zu unterscheiden. So gaben die Spanier dem Zyklon den Namen des damaligen Schutzpatrons. Zum Beispiel die Hurrikane, die Puerto Rico heimsuchten13. September 1876, dann am selben Tag im Jahr 1928 , heißen beide San Felipe (Saint-Philippe). Der von 1928 hatte jedoch am Tag zuvor Guadeloupe heimgesucht und bleibt auf dieser Insel als „Großer Zyklon“ bezeichnet.

Der erste Einsatz dieser auf diese Systeme Taufnamen wurde von Clement Lindley Wragge, einem australischen Meteorologen aus dem frühen initiiert XX - ten  Jahrhunderts . Er nahm die Vornamen von Frauen, die Namen von Politikern, die er nicht mochte, historische und mythologische Namen.

Das US - Militär, aus dem Anfang der XX - ten  Jahrhundert bis zum Zweiten Weltkrieg , hatte die Gewohnheit , das Lautalphabet militärische Übertragungen Jahr verwenden. Die Meteorologen der American Air Force (Vorläufer der US Air Force ) und der US Navy des Pazifik-Theaters gaben ihrerseits während des Zweiten Weltkriegs den tropischen Wirbelstürmen weibliche Namen. In 1950 , das Lautalphabet System (Able, Baker, Charlie, etc.) wurde in dem formalisierten Nordatlantik von der US National Weather Service . In 1953 wurde die repetitive Liste durch eine andere Liste ersetzt ausschließlich weibliche Vornamen mit und in 1954 wurde die bisherige Liste genommen wieder , aber es wurde beschlossen , jedes Jahr die Liste zu ändern.

Seit 1979 werden Hurrikans nach Kritik feministischer Bewegungen im Atlantikbecken abwechselnd mit männlichen und weiblichen Vornamen (in Englisch, Spanisch und Französisch) bezeichnet. Außerdem wurde ein Zyklenprinzip etabliert: Ausgehend von sechs Jahren und sechs Listen beginnen gerade Jahre mit einem männlichen Vornamen, ungerade Jahre mit einem weiblichen Vornamen. Somit ist die Liste für 2000 dieselbe wie für 1994  ; die Liste von 2001 enthält die von 1989 und 1995 . Die sechs Listen sehen 21 gängige Vornamen von A bis W vor, jedoch ohne Q oder U, eher arm an Vornamen. Dann ist geplant, die Buchstaben des griechischen Alphabets zu verwenden . Im Jahr 2005 , einem Rekordjahr mit 27 Zyklonen , war die Liste bis auf Wilma , dann auf den griechischen Buchstaben Zeta ausgeschöpft .

Da tropische Wirbelstürme nicht auf das Atlantikbecken beschränkt sind, werden ähnliche Listen für verschiedene Sektoren des Atlantiks, des Pazifiks und des Indischen Ozeans erstellt. Im Atlantikbecken ist das National Hurricane Center (NHC) in Miami offiziell für die Benennung von Wirbelstürmen zuständig. Aufgrund seiner Größe ist das Becken des Pazifischen Ozeans in mehrere Sektoren unterteilt. Das Miami NHC benennt die im östlichen Teil, das Central Pacific Hurricane Center in Honolulu benennt die im Norden-Zentralen, Zentraljapan benennt die im Nordwesten und der Südwesten geht an das Australian Bureau of Meteorology (BOM) und zentriert die Wettervorhersage für Fidschi und Papua-Neuguinea .

Der Name im Indischen Ozean geht je nach Branche an die BOM, den Indian Meteorological Service und das Mauritius Meteorological Center . In den nördlichen Sektoren, dem indischen Subkontinent und Arabien wurden die Zyklone erst 2006 benannt, während die des südwestlichen Sektors seit der Saison 1960 - 1961 Namen haben.

Namen bleiben im Nordatlantik und im Nordostpazifik Vornamen, aber anderswo übermitteln die verschiedenen Länder Namen von Blumen, Vögeln usw. an die WMO, nicht unbedingt in alphabetischer Reihenfolge. Bei schweren Wirbelstürmen werden die Namen der letzteren von den Listen gestrichen und ersetzt, um die Bevölkerung nicht durch zu schlechte Erinnerungen zu schockieren. Zum Beispiel in der 2004 - Liste , Matthew ersetzt Mitchs Namen , weil der Hurrikan Mitch schätzungsweise 18.000 Menschen in getötet Mittelamerika im Jahr 1998.

Trainingsorte

Fast alle tropischen Wirbelstürme bilden sich innerhalb von 30 ° des Äquators und 87% innerhalb von 20 ° davon. Da die Corioliskraft Zyklonen ihre anfängliche Rotation verleiht, entwickeln sie sich jedoch selten weniger als 10 ° vom Äquator (die horizontale Komponente der Corioliskraft ist am Äquator null). Das Auftreten eines tropischen Wirbelsturms innerhalb dieser Grenze ist jedoch möglich, wenn eine andere Quelle der anfänglichen Rotation auftritt. Diese Bedingungen sind äußerst selten und es wird angenommen, dass solche Stürme weniger als einmal in einem Jahrhundert auftreten.

Die meisten tropischen Wirbelstürme treten in einem Band tropischer Gewitter auf , das den Globus umgibt, die so genannte Intertropische Konvergenzzone (ITCZ). Ihr Verlauf betrifft am häufigsten Gebiete mit tropischem Klima und feucht-subtropischem Klima . Weltweit werden durchschnittlich 80 tropische Wirbelstürme pro Jahr gemeldet.

Hauptbecken

Verantwortliche WMO- Becken und -Zentren
Ozeanbecken Zuständiges Zentrum
Nordatlantik Nationales Hurrikanzentrum ( Miami )
Nordostpazifik Nationales Hurrikanzentrum ( Miami )
Nördlicher Zentralpazifik Zentralpazifik-Hurrikanzentrum ( Honolulu )
Pazifischer Nordwesten Japan Meteorological Agency ( Tokio )
Süd-
und Südwestpazifik		 Fiji Meteorological Service ( Nadi ) †
Meteorological Service of New Zealand Limited ( Wellington )
Papua - Neuguinea National Weather Service ( Port Moresby ) †
Bureau of Meteorology ( Darwin und Brisbane ) †
Nordindisch Indisches Meteorologisches Department ( Neu Delhi )
Südwestindien Metéo-Frankreich ( Réunion )
Südostindisch Bureau of Meteorology † ( Perth )
Meteorology and Geophysical Agency of Indonesia ( Jakarta ) †
† : Zeigt ein Warnzentrum für tropische Wirbelstürme an warning
Die verschiedenen Becken und die zuständigen Zentren

Es gibt sieben Hauptbecken zur Bildung tropischer Wirbelstürme:

Ungewöhnliche Trainingsbereiche

Die folgenden Gebiete produzieren sehr selten tropische Wirbelstürme:

Saisonalität

Weltweit erreicht die Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Spätsommer, wenn das Wasser am heißesten ist, ihren Höhepunkt. Jedes Becken hat jedoch seine eigenen saisonalen Merkmale:

Hier ist eine zusammenfassende Tabelle mit den Durchschnittswerten der jährlichen Ereignisse nach Zonen, geordnet nach abnehmender Häufigkeit:

Saisonaler Durchschnitt
Schüssel Start Ende Tropische Stürme
(> 34 Knoten ) 		Tropische Wirbelstürme
(> 63 Knoten) 		Kategorie 3+
(> 95 Knoten)
Pazifischer Nordwesten April Januar 26,7 16.9 8,5
Südlicher Indischer Ozean Oktober Kann 20,6 10,3 4.3
Nordostpazifik Kann November 16.3 9,0 4.1
Nordatlantik Juni November 10.6 5.9 2.0
Australien und Südwestpazifik Oktober Kann 10.6 4,8 1,9
Nördlicher Indischer Ozean April Dezember 5,4 2.2 0,4

Ausbildung und Entwicklung

Die Bedeutung der Kondensation als primäre Energiequelle unterscheidet tropische Wirbelstürme von anderen meteorologischen Phänomenen, wie Mitte - Breite Tiefs , die ihre Energie ableiten von vor - bestehenden Temperaturgefälle in der Atmosphäre . Um die Energiequelle seiner thermodynamischen Maschine zu schonen, muss ein tropischer Wirbelsturm über dem heißen Wasser bleiben, das ihm die notwendige Luftfeuchtigkeit liefert. Die starken Winde und der reduzierte atmosphärische Druck innerhalb des Zyklons fördern die Verdunstung , die das Phänomen aufrechterhält.

Die Entstehung tropischer Wirbelstürme ist noch immer Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Forschung und noch nicht vollständig verstanden. Im Allgemeinen erfordert die Bildung eines tropischen Wirbelsturms fünf Faktoren:

  1. die Meerestemperatur muss bis zu einer Tiefe von mindestens 60 m über 26,5  °C und eine Oberflächentemperatur des Wassers von 28 bis 29  °C oder mehr betragen . Heißes Wasser ist die Energiequelle für tropische Wirbelstürme. Wenn diese Stürme landeinwärts oder über kältere Gewässer ziehen, lassen sie schnell nach;
  2. Die Bedingungen sollten für die Entwicklung von Gewittern günstig sein . Die atmosphärische Temperatur sollte mit der Höhe schnell abnehmen und die mittlere Troposphäre sollte relativ feucht sein;
  3. eine bereits bestehende atmosphärische Störung. Die vertikale Aufwärtsbewegung innerhalb der Störung unterstützt die Auslösung des tropischen Wirbelsturms. Als Ausgangspunkt für die Entstehung tropischer Wirbelstürme wird im Allgemeinen eine relativ schwache, nicht rotierende Art von atmosphärischer Störung verwendet, die als tropische Welle bezeichnet wird;
  4. einen Abstand von mehr als 10 ° vom Äquator. Die Corioliskraft leitet die Rotation des Zyklons ein und trägt zu seiner Aufrechterhaltung bei. In der Nähe des Äquators ist die horizontale Komponente der Corioliskraft nahezu Null (Null am Äquator), was die Entstehung von Wirbelstürmen verhindert;
  5. Fehlen einer vertikalen Windscherung (eine Änderung der Windstärke oder -richtung mit der Höhe). Zu viel Scherung beschädigt oder zerstört die vertikale Struktur eines tropischen Wirbelsturms und verhindert oder schädigt seine Entwicklung.

Gelegentlich kann sich außerhalb dieser Bedingungen ein tropischer Wirbelsturm bilden. Im Jahr 2001 bildete sich der Taifun Vamei nur 1,5 ° nördlich des Äquators aufgrund einer bereits bestehenden Störung und relativ kühlen Wetterbedingungen im Zusammenhang mit dem Monsun. Es wird geschätzt, dass sich die Faktoren, die zur Entstehung dieses Taifuns geführt haben, nur alle 400 Jahre wiederholen. Zyklone haben sich auch mit Meeresoberflächentemperaturen von 25° oder weniger entwickelt (wie der Hurrikan Vince im Jahr 2005 ).

Wenn ein tropischer Atlantischer Wirbelsturm mittlere Breiten erreicht und seinen Kurs nach Osten nimmt, kann er sich als barokline Depression (auch frontal genannt ) wieder verstärken. Solche Tiefststände in den mittleren Breiten sind manchmal schwerwiegend und können gelegentlich Winde mit Orkanstärke zurückhalten, wenn sie Europa erreichen.

Struktur

Ein intensiver tropischer Wirbelsturm besteht aus:

Die Freisetzung latenter Wärme in den oberen Lagen des Sturms erhöht die Temperatur im Inneren des Zyklons um 15 bis 20  °C über die Umgebungstemperatur in der Troposphäre außerhalb des Zyklons. Aus diesem Grund sind tropische Wirbelstürme „heiße Kernstürme“. Dieser warme Kern ist jedoch nur in der Höhe vorhanden – der vom Zyklon betroffene Bereich an der Oberfläche ist aufgrund von Wolken und Niederschlag in der Regel einige Grad kühler als normal .

Energie

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Intensität eines tropischen Systems zu messen, einschließlich der Dvorak-Technik , mit der der zentrale Druck und die Winde eines Zyklons anhand seiner Organisation auf Satellitenfotos und anhand der Temperatur der Wolkenspitzen geschätzt werden können. Meteorologen verwenden auch direkte Messungen durch Luftaufklärung oder bewerten nachträglich die verheerenden Auswirkungen auf die durchquerten Gebiete. Der US National Weather Service schätzt, dass die tatsächliche Leistung eines tropischen Systems zwischen 2,2 x 10 12 und 1,6 x 10 18 Watt liegt , aber diese Berechnung verwendet mehrere Näherungen der meteorologischen Parameter. Die NWS hat daher eine schnelle Methode entwickelt, um die in einem solchen System freigesetzte Gesamtenergie unter Berücksichtigung der geschätzten oder notierten Windgeschwindigkeit sowie der Lebensdauer des Zyklons abzuschätzen: ​​der kumulative Energieindex der tropischen Wirbelstürme (Akkumulierter Zyklon Energie oder ACE auf Englisch).

Dieser Index verwendet den maximal anhaltenden Wind – ohne Böe, als Näherung für die kinetische Energie . Der Index wird unter Verwendung des Quadrats von im Zyklon, notiert oder geschätzt, für jeden Zeitraum von sechs Stunden während der Lebensdauer des Systems berechnet . Wir teilen das Ganze durch 10 4 um die Zahl auf einen vernünftigen Wert zu reduzieren.

Die Gleichung lautet daher:

Da die kinetische Energie gleich ist , ist dieser Index proportional zur vom System entwickelten Energie unter der Annahme, dass die Masse pro Volumeneinheit der Systeme identisch ist, berücksichtigt jedoch nicht die Gesamtmasse dieser Systeme. Somit kann der Index Systeme ähnlicher Dimensionen vergleichen, aber ein System mit weniger heftigen Winden bei einem größeren Durchmesser unterschätzen. Ein Subindex ist das Hurricane Destruction Potential , welches die Berechnung des kumulativen Index ist, jedoch nur während des Zeitraums, in dem sich das tropische System auf tropischem Wirbelsturm-/Hurrikan-/Taifunniveau befindet. In der Grafik rechts sieht man den Verlauf des kumulierten Energieindex für Anlagen im Nordatlantik in Schwarz und den Jahresdurchschnitt dieser Energie pro Anlage in Braun. Wir bemerken die sehr große Variabilität dieser Werte jährlich, aber dass der Durchschnitt pro System dem gleichen Trend folgt wie die Jahressumme. Letztere war in den frühen 1950er Jahren besonders hoch , ging dann von 1970 bis 1990 zurück und scheint seitdem zu steigen. Eine Studie des Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies der State University of Florida zeigt jedoch, dass die ACE für alle tropischen Wirbelsturmphänomene der Welt im Sommer 1992 ihren Höhepunkt erreichte und im Sommer 2009 auf ein historisches Minimum zurückfällt, das seit 1979 nie mehr beobachtet wurde.

Beobachtungen und Vorhersagen

Beobachtungen

Ein besonderes Problem in ihrer Beobachtung stellen intensive tropische Wirbelstürme. Da es sich um ein gefährliches Meeresphänomen handelt, stehen am Ort des Zyklons selten Instrumente zur Verfügung, es sei denn, der Zyklon überfliegt eine Insel oder ein Küstengebiet oder wenn ein Schiff mit unglücklichem Schicksal in den Sturm geraten ist. Auch in diesen Fällen ist eine Echtzeitmessung nur am Rande des Zyklons möglich, wo die Bedingungen weniger katastrophal sind. Es ist jedoch möglich, Messungen innerhalb des Zyklons mit dem Flugzeug durchzuführen. Speziell ausgerüstete Flugzeuge, meist große viermotorige Turboprops, können im Zyklon fliegen, direkt oder aus der Ferne Messungen durchführen und Katasonden auslösen .

Der mit dem Sturm verbundene Regen kann auch vom Wetterradar erfasst werden, wenn er sich relativ nahe an der Küste nähert. Dieser gibt Aufschluss über die Struktur und Intensität des Niederschlags . Der geostationäre und zirkumpolare Satellit kann überall auf der Welt Informationen im sichtbaren Licht und infrarot erhalten . Wir erhalten die Dicke der Wolken, ihre Temperatur, ihre Organisation und die Position des Systems sowie die Meeresoberflächentemperatur . Einige neue Satelliten mit niedriger Umlaufbahn sind sogar mit Radar ausgestattet.

Prognosen

Tropische Systeme befinden sich an der unteren Grenze der synoptischen Skala . Sie hängen daher wie Systeme mittlerer Breiten von der Position barometrischer Gipfel , Antizyklone und umgebender Tröge ab, aber auch dort sind die vertikale Struktur der Winde und das Konvektionspotential wie bei mesoskaligen Systemen kritisch . Tropenprognostiker sind immer noch der Ansicht, dass der beste momentane Indikator für die Verschiebung dieser Systeme der mittlere Wind in der Troposphäre ist, in der sich der Zyklon befindet, und die zuvor festgestellte geglättete Bahn. Bei einer Umgebung mit viel Scherung ist es jedoch besser, den durchschnittlichen schwachen Wind, wie den von 700  hPa auf rund 3000  Metern , zu nutzen.

Für längerfristige Vorhersagen wurden numerische Wettervorhersagemodelle speziell für tropische Systeme entwickelt. Tatsächlich erfordert die Kombination einer im Allgemeinen recht schwachen Zirkulation in den Tropen und einer starken Abhängigkeit der Konvektion von tropischen Wirbelstürmen eine sehr fein aufgelöste Analyse und Verarbeitung, die in normalen Modellen nicht vorhanden ist. Darüber hinaus beinhalten diese Parameter von atmosphärischen primitiven Gleichungen, die in größerem Maßstab oft übersehen werden. Beobachtungsdaten von meteorologischen Satelliten und Hurrikanjägern werden in diese Modelle eingespeist, um die Genauigkeit zu erhöhen. Wir sehen rechts ein Diagramm der Entwicklung des Fehlers der Position der Bahn seit den 1970er Jahren , in Seemeilen , im Nordatlantikbecken auf den Vorhersagen des National Hurricane Center . Wir stellen fest, dass die Verbesserung in allen Prognosezeiträumen sehr wichtig ist. Hinsichtlich der Intensität der Systeme war die Verbesserung weniger auf die Komplexität der Mikrophysik tropischer Systeme und die Wechselwirkungen zwischen den meso- und synoptischen Skalen zurückzuführen.

Globale Erwärmung und Trends

Die Entwicklung von Zyklonen ist ein unregelmäßiges Phänomen und frühen zuverlässige Messungen der Windgeschwindigkeit geht zurück nur bis zur Mitte des XX - ten  Jahrhundert . Eine 2005 veröffentlichte Studie zeigt eine allgemeine Zunahme der Intensität von Wirbelstürmen zwischen 1970 und 2004, wobei ihre Gesamtzahl im gleichen Zeitraum abnahm. Laut dieser Studie ist es möglich, dass diese Intensitätszunahme mit der globalen Erwärmung zusammenhängt, aber der Beobachtungszeitraum ist zu kurz und die Rolle von Wirbelstürmen in atmosphärischen und ozeanischen Flüssen ist nicht ausreichend bekannt, um diesen Zusammenhang zu ermöglichen Sicherheit. Eine zweite Studie, die ein Jahr später veröffentlicht wurde, zeigt keine signifikante Zunahme der Wirbelsturmintensität seit 1986. Die uns zur Verfügung stehende Menge an Beobachtungen ist tatsächlich statistisch unzureichend.

Ryan Maue von der University of Florida beobachtet in einem Artikel mit dem Titel "Northern Hemisphere Tropical Cyclone Activity" einen deutlichen Rückgang der Hurrikanaktivität seit 2006 auf der Nordhalbkugel im Vergleich zu den letzten dreißig Jahren. Er fügt hinzu, dass der Rückgang wahrscheinlich ausgeprägter ist, da Messungen, die dreißig Jahre zurückliegen, die schwächsten Aktivitäten nicht erkennen können, was die heutigen Messungen erlauben. Für Maue ist dies möglicherweise ein Tiefpunkt seit fünfzig Jahren, den wir in Bezug auf die Zyklonaktivität beobachten. Christopher Landsea von der NOAA und einer der ehemaligen Co-Autoren des IPCC-Berichts glaubt auch, dass frühere Messungen die Stärke vergangener Wirbelstürme unterschätzen und die Stärke aktueller Wirbelstürme überschätzen.

Wir können daher nicht ableiten, dass die Zunahme spektakulärer Hurrikane seit 2005 eine direkte Folge der globalen Erwärmung ist. Dieser Anstieg könnte auf die Oszillation zwischen Kalt- und Warmperioden der Oberflächentemperatur von Ozeanbecken wie der atlantischen multidekadischen Oszillation zurückzuführen sein . Allein der Warmzyklus dieser Variation kann häufigere Hurrikane für die Jahre 1995 bis 2020 im Nordatlantik vorhersagen. Computersimulationen erlauben es nach dem derzeitigen Kenntnisstand auch nicht, eine signifikante Änderung der Anzahl von Zyklonen im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung vorherzusagen, da die anderen genannten Effekte die Signatur verwirren. In der zweiten Hälfte des XXI ten  Jahrhundert , während der nächsten kalten Nordatlantik Zeit, könnte die globale Erwärmung ein klareres Signal.

Auswirkungen

Die Freisetzung latenter Wärme in einem ausgereiften tropischen Wirbelsturm kann 2 × 10 19  Joule pro Tag überschreiten . Dies entspricht der Detonation einer 10 Megatonnen thermonuklearen Bombe alle 20 Minuten oder dem 200-fachen der momentanen Kapazität der weltweiten Stromproduktion. Tropische Wirbelstürme vor der Küste verursachen große Wellen, starken Regen und starke Winde und gefährden die Sicherheit von Schiffen auf See.Die verheerendsten Auswirkungen tropischer Wirbelstürme treten jedoch auf, wenn sie auf die Küste treffen und ins Meer eindringen. In diesem Fall kann ein tropischer Wirbelsturm auf vier Arten Schaden anrichten:

Die Nebenwirkungen eines tropischen Wirbelsturms sind oft auch destruktiv, insbesondere Epidemien . Die feuchte und heiße Umgebung in den Tagen nach dem Durchgang des Zyklons in Kombination mit der Zerstörung der Gesundheitsinfrastruktur erhöht das Risiko der Ausbreitung von Epidemien, die lange nach dem Durchgang des Zyklons tödlich sein können. Zu diesem Problem kommt das Problem der Stromausfälle: Tropische Wirbelstürme verursachen oft schwere Schäden an elektrischen Anlagen, entziehen der Bevölkerung den Strom, unterbrechen die Kommunikation und schädigen Rettungs- und Interventionsressourcen. Dies hängt mit dem Transportproblem zusammen, da tropische Wirbelstürme oft Brücken, Viadukte und Straßen zerstören und den Transport von Nahrungsmitteln, Medikamenten und Hilfsgütern in Katastrophengebiete erheblich verlangsamen. Paradoxerweise kann die mörderische und zerstörerische Passage eines tropischen Wirbelsturms gelegentlich positive Auswirkungen auf die Wirtschaft der betroffenen Regionen und des Landes im Allgemeinen bzw. auf das BIP in bestimmten Sektoren wie dem Bauwesen haben. So wurden im Oktober 2004 nach einer besonders intensiven Hurrikansaison im Atlantik 71.000 Baujobs geschaffen, um die entstandenen Schäden insbesondere in Florida zu beheben .

Ein Zyklon kann auch nachhaltige Auswirkungen auf die Bevölkerung haben; Ein Beispiel, das Oliver Sacks berühmt gemacht hat, ist der Zyklon Lengkieki, der um 1775 das Pingelap- Atoll in Mikronesien verwüstete . Der Taifun und die darauffolgende Hungersnot hinterließen nur etwa 20 Überlebende, darunter einer mit einem Gen für Achromatopsie , einer genetischen Krankheit, deren Hauptsymptome wie folgt sind: völliges Fehlen des Farbsehens, sehr reduzierte Sehschärfe und hohe Photophobie . Einige Generationen später leiden zwischen 8 und 10 % der Bevölkerung an Achromatopsie, und etwa 30 % der Bewohner des Atolls sind gesunde Träger des Gens.

Schutz und Prävention

Wir können uns nicht vollständig vor den Auswirkungen tropischer Wirbelstürme schützen. In Hochrisikogebieten kann jedoch eine angemessene und sorgfältige Landnutzungsplanung menschliche und materielle Schäden durch Wind, Niederschlag und Überschwemmungen begrenzen. Eine Architektur Angebot weniger Windwiderstand, das Fehlen von Bau in Feuchtgebieten, unterirdische Stromnetze von Wasser, der Erhaltung oder Wiederherstellung von isolierten Pufferfeuchtgebieten und Mangroven und Küstenwäldern , die Herstellung von Populationen, Antennen und Windkraftanlagen , dass Sie „festgelegt werden können "Während des Sturms usw. kann helfen. In 2008 , zum Beispiel , die FAO schätzte , dass , wenn der Mangrovensumpf des Irrawaddy Deltas ( Burma ), die bereits vor 1975 (mehr als 100.000 Hektar ), erhalten worden ist, die Folgen des Zyklon Nargis hätten zumindest gewesen zweimal weniger..

Künstliche Ableitung

Aufgrund der erheblichen wirtschaftlichen Kosten tropischer Wirbelstürme versucht der Mensch, ihr Auftreten mit allen Mitteln zu verhindern. In den 1960er und 1970er Jahren unter der Schirmherrschaft der US - Regierung, im Rahmen des „  Sturmzorn  “ Projekt wurden Versuche unternommen , um Samen tropische Stürme mit Silberjodid . Dank einer kristallinen Struktur, die der von Eis ähnelt, wirkt Jodid als Keimbildner für Wassertröpfchen, die Wasserdampf in Regen umwandeln. Die erzeugte Abkühlung, so dachte man, könnte das Auge des Sturms zum Einsturz bringen und die starken Winde reduzieren. Das Projekt wurde aufgegeben, nachdem erkannt wurde, dass sich das Auge in Zyklonen mit hoher Intensität auf natürliche Weise neu formiert und dass die Wirkung der Saat zu gering ist, um wirklich effektiv zu sein. Darüber hinaus zeigten spätere Studien, dass die Aussaat die Regenmenge wahrscheinlich nicht erhöhen würde, da die Menge an unterkühlten Tröpfchen in einem tropischen System im Vergleich zu schweren Gewittern in mittleren Breiten zu gering ist.

Andere Ansätze wurden in Betracht gezogen, wie das Schleppen von Eisbergen in tropische Gebiete, um das Wasser unter den kritischen Punkt abzukühlen, das Ablassen von Substanzen in das Meerwasser, die die Verdunstung verhindern, oder sogar das Pumpen von kühlerem Wasser aus dem Ozean. Das „  Cirrus Project  “ sah vor, Trockeneis auf den Zyklon zu werfen und einige schlugen sogar vor, Atombomben in den Zyklonen zu detonieren. Alle diese Ansätze haben einen großen Fehler: Ein tropischer Wirbelsturm ist ein thermisches Phänomen, das zu massiv ist, um durch die schwachen verfügbaren physikalisch-chemischen Techniken eingedämmt zu werden. Tatsächlich erstreckt er sich über mehrere hundert Kilometer im Durchmesser und die alle zwanzig Minuten freigesetzte Hitze entspricht der Explosion einer Atombombe von 10  Megatonnen für einen durchschnittlichen Hurrikan. Selbst die von einem durchschnittlichen Auge mit einem Durchmesser von 30 km bedeckte Oberfläche  umfasst in 24 Stunden Zehntausende von Quadratkilometern, und die Veränderung der Meerestemperatur entlang dieser Oberfläche wäre bereits ein kolossales Projekt, das zusätzlich eine perfekte Kenntnis der seine Flugbahn.

Bemerkenswerte Zyklone

Es gibt wenig zu dem schriftlichen vorherigen Daten XIX - ten  Jahrhundert in Amerika speziell meteorologische Daten. In Fernost sind die Daten viel älter und vollständiger. Es gibt beispielsweise Aufzeichnungen über Taifune, die zwischen 1348 und 1934 über den Philippinen aufgetreten sind . Es gibt jedoch wissenschaftliche Methoden, um antike Ereignisse zu identifizieren und zu datieren, die eine Paläotempestologie bilden , ein Begriff, der 1996 von Kerry Emanuel geschaffen wurde . Dies sind insbesondere die Untersuchungen der Sedimente von Küstenseen, die das Vorhandensein von Meersand, die relative Armut von Sauerstoff 18 , einem schweren Isotop, das in Baumringen oder in Höhlenkonkretionen zu finden ist, zeigen.

Historische Wirbelstürme

Vor dem XX - ten  Jahrhundert , wie bereits erwähnt, gab es keine systematische Zyklone der Namensgebung, Hurrikane und Taifune, aber einige sind noch die Geschichte eingegangen. Die meisten Länder in den betroffenen Gebieten folgen seit dieser Zeit der von Amerikanern und Australiern begonnenen Tradition. Die Weltorganisation für Meteorologie entscheidet auf der Jahrestagung des Tropical Cyclone Monitoring Committee im März oder April über Listen potenzieller Namen für tropische Wirbelstürme. Länder, die von besonders starken Wirbelstürmen betroffen sind und schwere Schäden verursacht haben, könnten vorschlagen, ihre Namen von zukünftigen Listen zu streichen, was sie auch in die Geschichte einschreibt.

Atlantischer Ozean

Zu den berühmten Hurrikanen, deren Namen zurückgezogen wurden oder nicht, aus dem Nordatlantik sind:

Cost-of-Cost- Hurrikane im Atlantikbecken von 1900 bis 2010
Gesamtschaden angepasst an die Lebenshaltungskosten
Rang Hurrikan Jahreszeit Kosten (2010)
(Mrd. US $ )
1 Miami Hurrikan von 1926 1926 164,8
2 Katrina 2005 113.4
3 Galveston 1900 104,3
4
Galvestons zweiter Hurrikan 		1915 71,3
5 Andreas 1992 58,5
6 Neu England 1938 41,1
7 Kuba – Florida 1944 40,6
8 Okeechobee 1928 35,2
9 Ike 2008 29,5
10 Donna 1960 28,1
Tödlichste Hurrikane
Rang Hurrikan Jahreszeit Tot
1 Großer Hurrikan 1780 22.000 - 27.500
2 Mitch 1998 11.000 - 18.000
3 Galveston Hurrikan 1900 8.000 - 12.000
4 Fifi-Orlene 1974 8.000 - 10.000
5 Dominikanische Republik 1930 2.000 - 8.000
6 Flora 1963 7.186 - 8.000
7 Pointe-à-Pitre 1776 6.000+
8 Neufundland-Hurrikan 1775 4.000 - 4.163
9 Hurrikan Okeechobee 1928 4.075+
10 Hurrikan San Ciriaco 1899 3.433+
Intensivste Hurrikane
Gemessen am zentralen Druck
Rang Hurrikan Jahreszeit Druck ( hPa )
1 Wilma 2005 882
2 Gilbert 1988 888
3 Hurrikan zum Tag der Arbeit 1935 1935 892
4 Rita 2005 895
5 Allen 1980 899
6 Katrina 2005 902
7 Camille 1969 905
Mitch 1998 905
Dean 2007 905
10 Maria 2017 908

Andere berühmte Hurrikane:

Pazifik See
Große Hurrikane und Zyklone
Familienname, Nachname Kategorie Druck
hPa ( mbar ) 		Jahr
Hurrikan Patricia
(der stärkste im zentralen und östlichen Pazifik und im Nordatlantik zusammen) 		5 879 2015
Hurrikan Ioke 5 920 2006
Zyklon Ingrid 4 924 2005
Zyklon Larry 5 915 2006
Zyklon Erica 4 915 2003
Zyklon Heta 5 915 2003
Die heftigsten Taifune im
Westpazifik
Rang Familienname, Nachname Druck
hPa ( mbar ) 		Jahr
1 Taifun-Tipp 870 1979
2 Taifun Gay 872 1992 *
2 Taifun Ivan 872 1997*
2 Taifun Joan 872 1997*
2 Taifun Keith 872 1997*
2 Taifun Zeb 872 1998 *
* Geschätzter zentraler Druck nur mit Daten
von Wettersatelliten .
Indischer Ozean Vor 1950 Jahre 1950-1990 2000er Jahre 2010

Globale Extreme

Intensität

Die World Meteorological Organization (WMO) hat am 10. April 1996 auf Barrow Island (Westaustralien) während der Passage des Zyklons Olivia den Rekord für den stärksten je wissenschaftlich beobachteten Wind, abgesehen von Tornados, von 408  km/h Anfang 2010 bestätigt . Der bisherige wissenschaftlich beobachtete 372- km/h-Rekord datiert vom April 1934 auf dem Gipfel des Mount Washington (New Hampshire) in den USA. Der Zyklon Olivia selbst gilt jedoch nicht als der heftigste, der die australische Region getroffen hat, da dieser Rekord nicht die Gesamtintensität des Systems widerspiegelt.  

Maße

Taifun Tip , im Oktober 1979, ist der tropische Wirbelsturm mit dem größten Durchmesser von 2 170  km . Umgekehrt war Zyklon Tracy im Dezember 1974 mit nur 96 km der kleinste  . Diese Durchmesser stellen die Entfernung innerhalb des Systems dar, in der die Winde mindestens die Stärke von Orkanen ( 62  km / h ) erreichen.

Sturmfluten

Tropische Wirbelstürme verursachen Sturmfluten , die die Küsten treffen. Diese sind abhängig von der Windstärke, dem Druckgradienten zum Auge des Zyklons und dem Durchmesser des Sturms. Je stärker die Winde sind, desto größer ist der Schub auf den Ozean, aber schwächere Winde können durch einen größeren Durchmesser um das System herum ausgeglichen werden, in dem sie sich befinden. Darüber hinaus werden sie durch die Kontur des Meeresbodens entlang der Küste, insbesondere ein schnelles Ansteigen des Meeresbodens, verstärkt.

Unter den drei höchsten jemals gemeldeten Wellen ist die des Hurrikans Katrina von 2005: Der größte Hurrikan der Kategorie 5 hatte mit 8,5 Metern die höchste Sturmflut der Nordatlantik-Hurrikane. Dann kommt Hurrikan Camille von 1969, mit Winden der gleichen Stärke wie die von Katrina, aber mit kleinerem Durchmesser, Meteorologen haben eine Welle von 7,2 Metern festgestellt.

Es ist möglich, dass vor modernen Messungen größere Wellen auftraten, aber es ist Zyklon Mahina von 1899, der allgemein als derjenige angesehen wird, der die höchste weltweit aufgezeichnete Sturmflut erzeugte: 14,6 Meter. Eine Studie aus dem Jahr 2000 stellte diesen Rekord in Frage, indem sie Meeresablagerungen in der betroffenen Region untersuchte und ein mathematisches Simulationsmodell verwendete, um die Sturmflut mit verfügbaren meteorologischen und ozeanographischen Daten zu berechnen .

In der Kultur

Joseph Conrads Kurzgeschichte „ Typhoon “ handelt vom Heldentum der Besatzung eines Dampfers , der in einen tropischen Wirbelsturm geraten ist. In der Morning Post vom 22. April 1903 heißt es : "'Typhoon' enthält die erstaunlichste Beschreibung, die wir je über die tobende Wut des Meeres gelesen haben, wenn es von einer Kraft gequält wird, die fast so stark ist wie sie selbst."

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Siehe auch

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Verwandte Artikel

Externe Links

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