Starke Tropenstürme - Hurrikan

Hurrikane sind starke Tiefdruckgebiete, die im Bereich des westlichen Atlantiks, in der Karibik, im Golf vom Mexiko und im östlichen Pazifik entstehen. Sie bilden sich oft über Gewässern mit einer Wassertemperatur von mindestens 26 Grad. In ihnen herrschen nicht selten Windgeschwindigkeiten von über 200 Kilometer pro Stunde.

Lange Zeit galt eine großflächige Meeresoberflächentemperatur von mindestens 26 Grad als Grundvoraussetzung, dass Hurrikane überhaupt entstehen. Jedoch reicht schon eine etwas geringere Wassertemperatur aus, wenn kalte Luft in höheren atmosphärischen Schichten von Norden her ausfließt. Die Warmwasserschicht sollte bis zu 50 Meter mächtig sein, denn aus dem Verdampfen des warmen Oberflächenwassers beziehen die Wirbelstürme ihre Energie. Dann bilden sich mächtige Wolkentürme, die sich zu Gewittern ausbauen. Ihre Wolkenspitzen reichen zur einer Höhe von bis 16 Kilometer.

Die Gewitter saugen warme Luft von unten nach oben. Auf ihrem Weg nach oben kühlt die Luft zunächst ab, der Wasserdampf kondensiert, es bilden sich Wolken, die dann schließlich Regen hinterlassen. Dadurch erwärmt sich aber die Luft wieder und steigt dann wie ein Heißluftballon auf. Ferner muss das Gebiet, in den optimale Bedingungen herrschen, einige 100 Quadratkilometer groß sein. Darin dürfen beispielsweise nicht am Boden und in der Höhe Winde aus unterschiedlichen Richtungen wehen, weil diese sonst die Wolkentürme auseinanderreißen.

Wegen der Corioliskraft und der immer wieder aufsteigenden Luft beginnt sich die Luft zu drehen. Die aufsteigende Luft führt zu einem Unterdruck über der Wasseroberfläche. Dadurch strömt Luft mit hohem Anteil an Wasserdampf aus der Umgebung nach. Es bildet sich ein „Kamin“, in dem die Luftmassen nach oben steigen. Schließlich formiert sich dann ein Wirbel und es entwickeln sich weitere Gewitter. Einen großen Antrieb erfahren solche "Mini-Wirbel" durch schwache Störungen innerhalb der Höhenströmung, die das Temperaturgefüge durcheinanderbringen können. Aus diesem Grund bilden sich noch mehr Gewitterwolken. Solche Störungen der innertropischen Breiten nennt man auch Easterly Waves. Ihre Gewitterzonen ziehen mit der vorherrschenden Passatströmung langsam westwärts.

Weil die Erde sich dreht, beginnen auch die Luftmassen, wie eine Spirale einen Kreis zu ziehen. Die Gewitterwolken können sich rasch zu einem tropischen Tief vertiefen. Bleiben die Wassertemperaturen sowie die atmosphärischen Bedingungen günstig, kann sich ein solches Tief zu einem Tropensturm und schließlich weiter zu einem Taifun verstärken, der durch einen ein riesigen Wirbel gekennzeichnet ist.

Die meisten Hurrikane auf der nördlichen Erdhalbkugel formieren sich zwischen Juli und September, wenn sich das Wasser genügend aufgeheizt hat. Außerdem können sich Hurrikane nur jenseits des fünften Grades nördlicher bzw. südlicher Breite entstehen, aber nicht am Äquator, da hier die von der Erdrotation hervorgerufene Corioliskraft zu gering ist, um die aufsteigenden Luftmassen in Rotation zu versetzen.

Den mittleren Teil dieses Wirbels, der einem riesigen Trichter gleicht, nennt man auch "Auge". In diesem Bereich ist es ganz ruhig. Allerdings herrscht trügerische Windstille, denn die Luft sinkt hier ab, erwärmt sich und trocknet ab. Dementsprechend ist der Himmel direkt darüber. oft wolkenlosen. Drumherum kreist jedoch ein gewaltiger Sturm, wobei die höchsten Windgeschwindigkeiten direkt um das Auge herum erreicht werden. Ein Auge hat meist einen Durchmesser von 10 bis 30 Kilometer. An seinem Rand steigt die feuchtwarme Luft spiralförmig auf. Hier werden nicht selten die höchsten Windstärken von über 250 Kilometer pro Stunde gemessen.

Die Stürme selbst verlagern sich dabei mit 15 bis 30 Kilometer pro Stunde vergleichsweise langsam. Erst wenn der Hurrikan über Festland oder kühleres Wasser kommt, geht ihm die Puste aus, weil die Reibung dann stark zunimmt und dies den Sturm abbremst. Der Wirbel zerfällt darauf in sich zusammen und innerhalb weniger Stunden löst sich der Hurrikan meist auf. Bis dahin hat er aber oft schon jede Menge Unheil angerichtet.

Nach verheerenden Hurrikanen Ende der 1960er Jahre entwickelten Experten eine Skala, die Hurrikane in verschiedene Stärkeklassen einstuft. So konnten die Behörden die Bevölkerung klarer und besser vor einem herannahenden Hurrikan warnen. Im Jahre 1971 entwarfen der Ingenieur Herbert Saffir und der damalige Direktor des National Hurricane Centers in Miami/Florida, Bob Simpson, die nach ihnen benannte und noch heute gültige Saffir-Simpson-Hurrikan-Skala.

Für die Erfassung wichtiger Daten ist es natürlich am besten, wenn sich im Auge des Hurrikans eine Wetterstation oder Boje befindet. Das ist aber nur selten der Fall. Zudem zerstören die Orkanwinde die Messgeräte. Sogenannte Hurrikan-Hunters fliegen in das Zentrum der Wirbelstürme. Für Forscher sind diese oft waghalsigen Manöver nicht ungefährlich. Am Rande des Auges lassen sie eine Wettersonde hinab, die am Boden den Wind registriert. Erreicht das Flugzeug die Mitte des Auges, dann segelt eine weitere Sonde Richtung Boden und misst dort den Luftdruck im inneren des Hurrikans.

So konnten die Meteorologen bei Hurrikan IRMA beispielsweise, der Anfang September 2017 große Schäden in der Karribik anrichtete, jede Menge Daten ermitteln. IRMA war mit Mittelwinden bis 300 Kilometer pro Stunde und einem Kerndruck von unter 920 Hektopascal einer der stärksten Wirbelstürme auf dem Atlantik.

Andere weitere Möglichkeit Hurrikans zu vermessen ist Satellitenbilder auszuwerten. Dabei lässt sich dann ablesen, welchen Durchmesser und welche Struktur der Hurrikan hat. Mit Infrarotbildern lässt sich die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und dem Rand des Auges bestimmen und damit können der Wind und Luftdruck abgeschätzt werden.

IRMA ist bisher der stärkste jemals auf dem offenen Atlantik beobachtete Hurrikan. In dessen Zentrum wurden im September 2017 mittlere Geschwindigkeiten von bis zu 295 Kilometer pro Stunde gemessen, die Spitzenböen erreichten sogar Tempo 360. Der Druck betrug 914 Hektopascal. Noch niedriger lag der Luftdruck mit 882 Hektopascal bei Hurrikan WILMA im Oktober 2005.

IRMA war außerdem der bislang erste atlantische Hurrikan, der eine andauernde Windgeschwindigkeit von 295 Kilometer pro Stunde für 37 Stunden erreicht hat.

Auch im Ostpazifik wirbelten bisher starke Major-Hurrikane. So war Hurrikan PATRICIA der stärkste Hurrikan, der jemals registriert wurde. Kurz vor dem Landfall von PATRICIA im am 23. Oktober 2015 meldete eine automatische Wetterstation in Mexiko einen mittleren Wind von 298 und Windböen bis 340 Kilometer pro Stunde. Wenige Hunderte Kilometer vor der Küste hatte der pazifische Hurrikan einen rekordniedrigen Kerndruck von 880 Hektopascal und Windspitzen um die 400 Stundenkilometer. Beachtlich ist auch, dass innerhalb von nur 24 Stunden der Luftdruck um Hundert Hektopascal sank. Damit verstärkte sich der Hurrikan in kurzer Zeit von einem Sturm der Kategorie 1 zu einem Sturm der höchsten Kategorie 5. Eine so rasante und extreme Verstärkung ist sehr selten.

PATRICIA ist damit der extremste Hurrikan, der bisher registriert wurde, aber nicht der stärkste je gemessene Wirbelsturm. Taifun TIP im Jahr 1979 erreichte mit 870 hPa einen noch niedrigeren Kerndruck.

Der bislang schlimmste Hurrikan Mexikos traf am 27. Oktober 1959 an Land, zufällig wurde auch hier Manzanillo voll getroffen. Der "große Hurrikan von 1959" verwüstete die Stadt damals völlig, mehr als 1.800 Menschen kamen durch den Sturm ums Leben. Der damalige Hurrikan hatte beim Auftreffen auf die Küste einen Kerndruck von etwa 959 Hektopascal bei maximalen Windgeschwindigkeiten von 125 Knoten, was knapp 240 Stundenkilometern entspricht. Damit war der Hurrikan damals ein starker Sturm der zweithöchsten Kategorie 4.

Begriffe wie Hurrikane, Taifune und Zyklone beschreiben dasselbe Phänomen in verschiedenen Seegebieten der Erde. Allerdings heißen tropischen Wirbelstürme nur im Atlantik nördlich des Äquators, in der Karibik, im Golf vom Mexiko sowie im Ostatlantik östlich der internationalen Datumsgrenze Hurrikane. Weiter westlich im pazifischen Ozeans und im asiatischen Raum heißen die Wirbelstürme Taifune. Im Golf von Bengalen, im Indischen Ozean südlich des Äquators sowie im Südpazifik bezeichnet man diese Wirbelstürme dagegen als Zyklon.

Viele Hurrikane folgen einer Zugbahn nach Norden, dabei wandeln sich sich in der Regel in normale Mittelbreitentiefs um. Sie erreichen dann oftmals Europa, doch sie haben meist nur viel Wind und Regen im Gepäck und richten keine größeren Schäden an.

Im Jahre 2005, dem bisher extremsten Hurrikan-Jahr der Aufzeichnungen, kam erstmals ein Hurrikan dem europäischen Kontinent sehr nahe. Hurrikan VINCE hatte sich bei nur 23 Grad Wassertemperatur gebildet, doch die kalte Luft in höheren Schichten half, dass sich der Wirbelsturm regenerieren konnte. Allerdings schwächte sich der Hurrikan über dem vergleichsweise kalten Wasser schnell wieder ab und überquerte als tropisches Sturmtief den Südwesten der Iberischen Halbinsel.

Auch ORPHELIA erreichte im Oktober 2017 weiter nördlich als jeder andere Sturm zuvor die Hurrikan-Kategorie 2. Die Überreste des Sturms wüteten mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 190 Kilometer pro Stunde in Europa, als sie auf Irland trafen.

Einer der wenigen Hurrikane, die überhaupt das europäische Festland in voller Stärke erreichten, war LESLIE im Oktober 2018. Der Sturm war der schwerste seit mehr als 170 Jahren in Portugal. In der Nacht zum 14. Oktober erreichte der Hurrikan die Westküste Portugals, kurz davor hatte er sich jedoch stark abgeschwächt. Vor allem nördlich von Lissabon rund um die Städte Coimbra und Leiria rissen Böen um 110 Kilometer pro Stunde etliche Bäume um. Rund 300.000 Haushalte waren zeitweise ohne Strom. Mehr als 20 Menschen wurden leicht verletzt. In Figuera da Foz meldete die Wetterstation eine Spitzenböe von 175 Kilometer pro Stunde. Allerdings hatte sich LESLIE zum jenem Zeitpunkt bereits in ein außertropisches Sturmtief umgewandelt. Dabei zapfte es auf seiner Rückseite kalte Luft aus höheren Luftschichten an, die dann als heftige Abwinde herunterschossen.

Ende Oktober 2019 brach Hurrikan PABLO einen weiteren Rekord. Nur 700 Kilometer vor der Küste Portugals entwickelte sich dort der Wirbelsturm. So nah an Europa hatte sich zuvor noch nie ein Hurrikan gebildet. Der Wirbelsturm erreichte kurzzeitig mittlere Winde von rund 130 Kilometer pro Stunde, schwächte sich aber rasch wieder zu einem normalen Tief ab. Eine handfeste Überraschung war der kleine Hurrikan selbst für erfahrene Meteorologen dennoch. Denn PABLO erreichte Hurrikan-Stärke in einer außergewöhnlichen Region im Nordatlantik.

Untypisch für die Bildung eines Wirbelsturms waren die Wassertemperatur im Atlantik, wo sich der Wirbelsturm formierte: Sie betrugen nur 19 Grad und damit deutlich weniger, als sonst nötig sind. In diesem Fall lagen jedoch sehr kühle Luftmassen in der Höhe über der Region, sodass der Temperaturunterschied dennoch für die Entwicklung eines Tropensturms ausreichte. Dieser tropische Wirbelsturm ist in seiner Entstehung der zweitnördlichste Hurrikan seit den Wetteraufzeichnungen, die bis zum Jahr 1850 zurückreichen. Der nördlichste Hurrikan war 1971 vor dem amerikanischen Kontinent entstanden, blieb aber unbenannt.

Normalerweise entstehen im Südatlantik nur sehr selten tropische Wirbelstürme. So verhindert der Benguelastrom, eine kalte Meeresströmung vor der westafrikanischen Küste, nicht nur die Bildung der nördlich des Äquators für tropische Wirbelstürme so impulsgebenden "Easterly Waves", sondern hält auch die Wassertemperaturen des gesamten südatlantischen Beckens großflächig deutlich kühler als in den Entstehungsgebieten der nordatlantischen Hurrikane.

Zudem zerblasen turbulente Höhenwinde entstehende Gewittersysteme meist so schnell, dass sie sich gar nicht erst zum Sturm organisieren können. Auch gab es lange Zeit keinen Wetterdienst, der für dieses Meeresgebiet zuständig war und tropische oder subtropische Tiefs wurden trotz vorhandener Satellitenbilder nicht systematisch beobachtet.

Im März 2004 überraschte ein ausgewachsener Hurrikan in Brasilien selbst viele Fachleute und war bisher eine Ausnahme gewesen. Am 24. und 25. März wandelte sich ein ehemals außertropisches Tief, angefüllt mit kalter Luft, vor der südbrasilianischen Küste in ein tropisches System um. Dort lagen die Wassertemperaturen bei 25 Grad und die Luft in den untersten Schichten wurde durch das Wasser erwärmt.

Das Tief wurde zunehmend tropisch und verstärkte sich zum Monatsende immer mehr, bis er sich schließlich zu einem Hurrikan der Stärke 1 mauserte mit Spitzenböen bis 148 Kilometer pro Stunde. Dieser richtete besonders in den Bundesstaaten Santa Catarina und Rio Grande do Sul erhebliche Schäden an. Einen offiziellen Namen bekam der Hurrikan zwar nicht, durchgesetzt hat sich aber „Catarina“ nach der am stärksten betroffenen Region.

Im Zuge der Klimaveränderung erwärmt sich auch die Meeresoberfläche. Ob aber die Anzahl der Hurrikane zunimmt, ist noch Gegenstand der Forschung. Wissenschaftler vermuten vielmehr, dass die Anzahl der Stürme zwar künftig etwa gleich bleibt, jedoch dürften es mehr Hurrikane der Kategorie 3 bis 5 geben. Denn damit sich tropischen Wirbelstürme formieren, braucht es auch ein Minimum an sogenannter vertikaler Scherung: Die Winde dürfen sich mit Höhe in Bezug auf die Stärke und Richtung nicht ändern.

Forschen gehen davon aus, dass Europa vermehrt mit Hurrikanen und tropischen Stürmen rechnen muss. Weil das Meer wärmer ist, beginnt die Umwandlung der Hurrikane in außertropische Tiefs später. Somit schwächen sich die Stürme erst später ab. Deshalb ist es wahrscheinlich, dass Hurrikane oder zumindest tropische Stürme die Westküste Europas erreichen. Überdies zeigen neuere Untersuchungen, dass auch über dem Mittelmeer durch die bei Klimawandel zunehmenden Wassertemperaturen das Risiko wächst, dass sich tropische Wirbelstürme formieren.

Das Wort Hurrikan entstammt aus einer westindianischen Sprache, dem Taino, und bedeutet so viel wie "Gott des Windes". Übernommen wurden dieser Wortstamm auch in den europäischen Sprachen. Im Niederländischen heißt orkaan Sturm der höchsten Windstärke, im französischen ouragan, im Spanischen huracán „Wirbelsturm in Mittelamerika“. In den Eingeborenensprachen Mittelamerikas gibt es verschiedene Formen: uracan, furacan, churacan usw., die einen "aus allen vier Himmelsrichtungen kommenden Sturm" bezeichnen. Einige Sprachwissenschaftler behaupten, dass huracán aus den Namen zweier Götter (huiranrukan, hunrakan der Maya und hurakan der Aruaken und Kariben) entstanden wäre. Doch diese Wortherkunft wird eher bezweifelt.